KR101100505B1 - 토너 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B로 구성되는 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 포함하는 토너에 관한 것으로, 상기 토너는 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조한 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하고 상기 액적을 고화시킴으로써 제조되며 평균 원형도가 0.93∼0.98이다.

Description

토너 및 이의 제조 방법{TONER, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 전자 사진, 정전 기록, 정전 인쇄 등에 있어서 정전 잠상을 현상하기 위한 현상제에 사용되는 토너 및 토너 제조 방법에 관한 것이다.
전자 사진, 정전 기록, 정전 인쇄 등에 사용되는 토너는 예컨대 현상 단계에서 정전 잠상이 표면에 형성되는 정전 잠상 담지체와 같은 화상 담지체에 일단 부착되고, 이어서 전사 단계에서 정전 잠상으로부터 전사지와 같은 전사 매체에 전사 된 후, 정착 단계에서 지면에 정착된다. 이 때, 표면에 잠상을 보유하는 정전 잠상 담지체 상에 전사되지 않은 토너가 잔존하므로, 추후 정전 잠상의 형성을 방해하지 않도록 잔존 토너를 제거할 필요가 있다. 이러한 잔존 토너의 제거를 위하여, 구조가 간단하고 양호한 세정력을 얻을 수 있는 블레이드 세정 장치가 빈번히 이용되나, 토너 입경이 작을수록 그리고 토너가 구형에 가까울수록 정전 잠상 담지체의 표면으로부터 토너를 제거하는 것이 더 곤란해진다고 알려져 있다.
종래, 전자 사진, 정전 기록, 정전 인쇄 등에 이용되는 건식 토너로서는, 스티렌계 수지 및 폴리에스테르계 수지와 같은 결착 수지(들)를 착색제 등과 함께 용융 혼련한 소위 "분쇄형 토너"가 널리 이용되고 있다.
그러나, 근년 고화질 화상을 얻기 위하여 토너의 크기가 작아지는 경향이 있 다. 따라서, 이러한 분쇄법에서 토너가 입도 6 ㎛ 이하로 작게 제조될 경우, 분쇄 효율이 저하되고 생산 손실이 증대되어 생산성이 낮아지고 비용이 증가한다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 소위 "중합형 토너"의 제조에 사용되는 현탁 중합법, 유화 중합/응집법 등과, 체적 수축을 동반하는 "중합체 용해 현탁법"이라 불리는 토너 제조 방법이 제안되고 실용화되었다 (특허 문헌 1 참조). 상기 토너 제조 방법은 작은 크기의 토너 입자를 제조하는 점에서는 우수하지만, 기본적으로 실질적으로 구형의 토너가 얻어진다. 그러나, 불규칙 형상의 토너 또는 비구형 토너를 제조하는 기술이 발견되어 유화 중합 응집법 또는 중합체 용해 현탁법에 의한 블레이드 세정에 의하여 용이하게 제거되는 토너를 얻을 수 있게 되었다. 그러나, 이들 방법에서는 토너 입자가 수계 매체 중에서 형성 및 제조되므로, 증발 잠열량이 큰 물을 건조해야 할 필요가 있어 다량의 건조 에너지가 요구된다. 또한, 이들 방법은 수계 매체 중에 분산제를 사용하는 것을 전제로 하기 때문에 토너의 정전 특성을 손상시킬 수 있는 분산제가 토너 표면에 잔존하여 환경 안정성에 대한 유해한 영향과 같은 문제를 야기한다고 알려져 왔다. 또한, 상기 분산제를 제거하기 위하여, 다량의 세정수가 요구된다. 이러한 이유에서, 이들 방법에 의하여 제조된 토너 및 이들 토너 제조 방법은 여전히 만족스럽다고 하기 어렵다.
상기 개시된 방법들의 대안으로서, 토너 조성물을 용해 또는 분산시켜 제조한 토너 조성액을 증기상에 분무 및 분사하여 액적을 형성하는 단계 및 유기 용매를 제거하여 토너 입자를 얻는 단계를 포함하는, 수계 매체를 사용하지 않는 토너 제조 방법이 제안되었다(특허 문헌 2 참조). 또한, 노즐 내부의 열팽창을 이용하여 미소 액적을 형성하는 단계 및 상기 액적을 건조시켜 고화시키는 단계를 포함하는 방법이 제안되었다(특허 문헌 3 참조). 또한, 음향 렌즈를 이용하여 상기 방법과 유사한 단계를 사용하는 방법도 제안되었다(특허 문헌 4 참조).
그러나, 이들 방법은 단위 시간당 하나의 노즐로부터 토출될 수 있는 액적의 수가 제한되어 생산성이 나쁘다는 단점이 있으며, 액적의 유착으로 인하여 입도 분포가 넓어지는 것을 방지하기 어려워 단일 분산성이라는 점에 있어서도 만족스럽다고 하기 어렵다. 또한, 상기 방법에 의하여 얻을 수 있는 토너는 사용되는 토너 조성액의 표면 장력으로 인하여 토너 입자가 구형으로 형성되는 점에서도 불리하다.
특허 문헌 1 일본 특허 출원 공개 평성 7-152202호 공보
특허 문헌 2 일본 특허 출원 공개 2003-262976호 공보
특허 문헌 3 일본 특허 출원 공개 2003-280236호 공보
특허 문헌 4 일본 특허 출원 공개 2003-262977호 공보
본 발명은 정전 특성을 손상시킬 수 있는 분산제를 함유하는 수계 매체를 사용하지 않고 토너 조성액을 증기상에서 분무 및 분사하여 토너를 제조하면서 토너 입자의 형상 불규칙화를 달성하는, 즉 불규칙한 형상의 토너 입자를 형성하는 소입도의 블레이드 세정성이 우수한 토너 및 토너 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 토너가 비구체 형상을 갖고 공전의 그레인 크기에서 단분산성을 가지므로 블레이드 세정력을 저하시킬 수 있는 미세한 분말을 매우 적은 양으로 갖기 때문에 안정한 방식으로 우수한 블레이드 세정력을 얻을 수 있는 토너를 제공하는 것 및 토너 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 언급한 문제를 해결하기 위하여 반복 실험을 실시한 결과, 본 발명자들은 적어도 2종 이상의 결착 수지 및 착색제가 유기 용매 중에 용해 또는 분산된 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 토너 입자를 형성하면서, 결착 수지로서 서로 비상용성인 수지 A와 수지 B를 사용하고 토너 조성액의 입자를 증기상에서 형성함으로써 평균 원형도가 0.93∼0.98인 토너를 얻을 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 본 발명자들의 발견에 기초한 것이며, 상기 언급한 문제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.
< 1 > 적어도 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B를 포함하는 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너로서, 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조한 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하고 상기 액적을 고화시킴으로써 제조되는 평균 원형도가 0.93∼0.98인 토너.
< 2 > 상기 토너 조성액의 고형분 함량이 5∼40 질량%인 것인 상기 (1)에 따른 토너.
< 3 > 상기 수지 A는 폴리에스테르 수지 및 폴리올 수지 중 임의의 하나인 것인 상기 (1) 및 (2)에 따른 토너
< 4 > 수지 A 및 수지 B는 폴리에스테르 수지와 스티렌-(메트)아크릴 수지의 조합 및 폴리올 수지와 스티렌-(메트)아크릴 수지의 조합 중 임의의 하나인 것인 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 토너.
< 5 > 상기 토너 조성액은 이형제를 함유하는 것인 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 토너.
< 6 > 상기 토너의 체적 평균 입경은 1∼10 ㎛이고 입도 분포(체적 평균 입경/수 평균 입경)은 1.00∼1.10인 것인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 따른 토너.
< 7 > 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하는 단계 및 상기 형성된 액적을 고화시키는 단계를 포함하는 토너 제조 방법으로서, 상기 토너는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 따른 토너이고 토너 조성물에는 적어도 결착 수지로서 서로 비상용성인 수지 A와 수지 B 및 착색제가 유기 용매 중에 용해 또는 분산되어 있는 것인 방법.
< 8 > 상기 액적의 형성에서, 상기 액적은 다유체 스프레이 노즐에 의하여 형성되는 것인 상기 (7)에 따른 방법.
< 9 > 상기 액적의 형성에서, 상기 액적은 회전 원반형 분무기에 의하여 형성되는 것인 상기 (7)에 따른 방법.
< 10 > 상기 액적의 형성에서, 토너 조성액은 토너 조성물을 저장하기 위한 저장기에 마련된 복수의 노즐을 갖는 박막으로부터 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 방출되어 액적을 형성하며, 상기 기계적 진동 수단은 상기 박막 주위에 원환형으로 형성된 진동 발생 수단인 것인 상기 (7)에 따른 방법.
< 11 > 상기 액적의 형성에서, 토너 조성액은 토너 조성물을 저장하기 위한 저장기에 제공된 복수의 노즐을 갖는 박막으로부터 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 방출되어 액적을 형성하며, 상기 기계적 진동 수단은 상기 박막과 평행하게 형성되어 상기 박막에 대하여 수직으로 진동하는 진동면을 갖는 것인 상기 (7)에 따른 방법.
< 12 > 상기 (7) 내지 (11) 중 어느 하나에 따른 토너 제조 방법에 의하여 제조된 토너.
본 발명에 따르면, 고화질의 화상을 얻을 수 있는 소입도 토너가 적은 에너지로 효율적으로 제조될 수 있으며, 본 발명은 종래의 소입도 토너에 비하여 우수한 블레이드 세정력을 안정하게 얻을 수 있는 토너 및 토너의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 토너 제조 방법을 사용한 토너 제조 장치의 일 예를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 토너 제조 장치에 장착된 액적 분사 유닛을 설명하는 확대 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액적 분사 유닛을 하측으로부터 바라본 저면 설명도이다.
도 4는 스텝형 호른형 진동자의 예를 도시한 모식적 설명도이다.
도 5는 엑스포텐셜형 호른형 진동자의예를 도시한 모식적 설명도이다.
도 6은 코니칼형 호른형 진동자의 예를 도시한 모식적 설명도이다.
도 7은 토너 제조 장치에 사용되는 액적 분사 유닛의 다른 예를 도시한 모식적 설명도이다.
도 8은 토너 제조 장치에 사용되는 액적 분사 유닛의 또다른 예를 도시한 모식적 설명도이다.
도 9는 토너 제조 장치에 사용되는 액적 분사 유닛의 또다른 예를 설명하는 확대도이다.
도 10은 각각 도 9에 도시된 복수의 액적 분사 유닛을 일렬로 배치한 예를 도시한 설명도이다.
도 11은 본 발명의 토너 제조 방법을 적용한 토너 제조 장치의 또다른 예를 도시한 개략적 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시된 토너 제조 장치에 장착된 액적 분사 유닛의 설명을 위한 확대 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 액적 분사 유닛을 하측에서 본 저면 설명도이다.
도 14는 액적 형성 유닛을 액적 분사 유닛으로서 도시한 확대 단면 설명도이다.
도 15는 비교예의 구성에 따른 액적 형성 유닛의 확대 단면 설명도이다.
도 16은 토너 제조 장치의 구체적 사용 설명을 위하여 토너 제조 장치의 주요 부품을 도시한 설명도이다.
도 17은 액적 분사 유닛의 사용에 의한 액적 형성의 동작 원리를 설명하기 위한 모식적 설명도이다.
도 18은 기본 진동 모드를 설명하기 위한 설명도이다.
도 19는 2차 진동 모드를 설명하기 위한 설명도이다.
도 20은 3차 진동 모드를 설명하기 위한 설명도이다.
도 21은 박막의 중앙부에 볼록부를 형성한 경우를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명을 실시하기 위한 최상의 방법
(토너)
본 발명의 토너는 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하고 상기 액적을 고화시킴으로써 제조하며, 상기 토너 조성액은 2종 이상의 결착 수지, 착색제 및 필요에 따라 선택되는 추가의 기타 성분을 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조한다.
< 결착 수지 >
상기 2종 이상의 결착 수지는 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B를 적어도 함유한다.
"서로 비상용성인"이란 구는 용매에 수지 A 및 수지 B를 용해 또는 분산시키고 상기 분산액을 건조시킴으로써 얻어지는 수지 성분의 미세 구조가 상분리 상태에 있음을 의미한다.
수지 A 및 수지 B가 서로 비상용성인지 여부는 이하의 절차를 기초로 판정할 수 있다. 용매에 수지 A 및 B를 용해하고 상기 분산액을 건조시킴으로써 얻어지는 건조 생성물이 불투명할 경우, 상기 건조 생성물은 상분리되어 있으며 수지 A 및 수지 B는 서로 비상용성이라고 판정된다. 상기 건조 생성물이 투명할 경우, 상기 건조 생성물을 마이크로톰을 사용하여 초박 절편으로 컷팅하고 상기 초박 절편을 RuO4 등으로 염색한 후, 상기 염색된 절편을 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰한다. 상기 건조 생성물의 절편이 상분리되어 있을 경우, 수지 A 및 수지 B는 서로 비상용성이라고 판정된다.
통상적으로는, 증기상에서 액적을 형성하고 상기 액적을 고화시킴으로써 제조한 토너는 구형으로 형성되고 불규칙형으로는 형성되지 않는다고 생각된다. 그러나, 생성물이 액적 형성 과정에서 구형으로 형성될지라도 고화 과정에서 불규칙 형상을 갖게 되므로, 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B를 수지 성분으로서 사용함으로써 평균 원형도가 0.93∼0.98인 토너를 얻을 수 있다.
토너가 건조시 불규칙한 형상을 갖게 되는지 여부는 분명하지 않으나, 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B 사이에 사용되는 용매에 대한 친화도가 상이하고 각 수지 용액에서의 용매 농도가 상이하며 건조 과정에서 상분리된 상태의 수지 용액간 건조 속도가 상이하여 건조와 관련된 체적 수축률이 수지 용액간 상이하므로 토너의 형상 불규칙화가 발생하는 것으로 생각된다. 또한, 다량의 용매가 토너 입자 내부에 함유되고 서서히 건조되는 수지를 사용하는 구성을 사용함으로써 형상 불규칙화가 촉진되는 것으로 생각된다.
결착 수지는 특별히 한정되지 않으며 업계에 공지된 토너용 결착 수지 중에서 적당히 선택될 수 있으나, 용매에 가용성일 것이 요구되므로 가교 구조를 갖지 않는 것이 바람직하다.
결착 수지의 예에는 스티렌 단량체, 아크릴계 단량체 및 메타크릴계 단량체와 같은 비닐 중합체, 이들 단량체 중 임의의 하나 또는 이들 단량체 중 2 이상을 포함하는 공중합체, 폴리에스테르 수지, 폴리올 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 크실렌 수지, 테르펜 수지, 쿠마론 인덴 수지, 폴리카르보네이트 수지 및 석유계 수지가 포함된다.
이들 중에서, 수지 A로서, 폴리에스테르 수지 또는 폴리올 수지가 바람직하다. 수지 A 및 수지 B가 폴리에스테르 수지와 스티렌 (메트)아크릴산의 조합 및 폴리올 수지와 스티렌-(메트)아크릴 수지의 조합 중 임의의 하나인 것이 특히 바람직하다.
결착 수지에 대해서는 2종 이상의 결착 수지가 서로 비상용성일 것이 요구되며, 3종 이상의 결착 수지를 혼합 사용하는 경우, 이들 수지는 수지 A 및 B와 상용성이거나 비상용성일 수 있지만, 수지 A 및 B가 서로 상용성이 되게 하는 수지를 사용하는 것은 불가능하다.
수지 A 대 수지 B의 질량비(A:B)는 바람직하게는 1:99∼99:1, 더 바람직하게는 5:95∼95:5이다.
스티렌-(메트)아크릴레이트 수지의 경우, 스티렌 단량체와 (메트)아크릴계 단량체의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
스티렌 단량체의 예에는 스티렌, 예컨대 o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-페닐스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, p-n-아밀스티렌, p-tert-부틸스티렌, p-n-헥실스티렌, p-n-옥틸스티렌, p-n-노닐스티렌, p-n-데실스티렌, p-n-도데실스티렌, p-메톡시스티렌, p-클로로스티렌, 3,4-디클로로스티렌, m-니트로스티렌, o-니트로스티렌 또는 이들의 유도체가 포함된다.
아크릴계 단량체로서는, 아크릴산 또는 이의 에스테르를 사용할 수 있다. 아크릴산의 에스테르의 예에는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-옥틸 아실레이트, n-도데실 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 2-클로로에틸 아크릴레이트 및 페닐 아크릴레이트가 포함된다.
메타크릴산 단량체로서는, 메타크릴산 및 이의 에스테르를 사용할 수 있다. 메타크릴산 에스테르의 예에는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 및 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트가 포함된다.
스티렌 단량체와 아크릴계 단량체의 공중합체 제조에 사용되는 중합 개시제는 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 적당하게 선택될 수 있다. 이의 예에는 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 디메틸-2,2'-아조비스이소부틸레이트, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴), 2-(카르바모일아조)-이소부티로니트릴, 2,2'아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄, 2-페닐아조-2',4'-디메틸-4'-메톡시발레로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸프로판); 케톤 과산화물, 예컨대 메틸에틸케톤 퍼옥시드, 아세틸아세톤 퍼옥시드, 및 시클로헥사논 퍼옥시드; 2,2-비스(tert-부틸퍼옥시)부탄, tert-부틸 히드로퍼옥시드, 쿠넨 히드로퍼옥시드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 히드로퍼옥시드, 디-tert-부틸퍼옥시드, tert-부틸쿠밀 퍼옥시드, 디쿠밀 퍼옥시드, α-(tert-부틸퍼옥시)이소프로필 벤젠, 이소부틸 퍼옥시드, 옥타노일 퍼옥시드, 데카노일 퍼옥시드, 라우로일 퍼옥시드, 3,5,5-트리메틸헥사노일 퍼옥시드, 벤조일 퍼옥시드, m-톨릴퍼옥시드, 디-이소프로필 퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에틸헥실 퍼옥시디카르보네이트, 디-n-프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에톡시에틸 퍼옥시디카르보네이트, 디-에톡시이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸) 퍼옥시카르보네이트, 디(3-메틸-3-메톡시부틸) 퍼옥시카르보네이트, 아세틸시클로헥실 설포닐 퍼옥시드, tert-부틸퍼옥시 아세테이트, tert-부틸퍼옥시이소부틸레이트, tert-부틸퍼옥시-2-에틸헥살레이트, tert-부틸퍼옥시 라우레이트, tert-부틸-옥시벤조에이트, tert-부틸퍼옥시 이소프로필 카르보네이트, 디-tert-부틸퍼옥시 이소프탈레이트, tert-부틸퍼옥시알릴카르보네이트, 이소아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디-tert-부틸퍼옥시 헥사히드로 테레프탈레이트, 및 tert-부틸퍼옥시 아젤레이트가 포함된다.
- 폴리에스테르 수지 -
폴리에스테르 수지를 구성하는 단량체로서는 예컨대 2가 알콜 성분 및 산성 성분이 거론된다.
2가 알콜 성분의 예에는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 2-에틸-1,3-헥산디올, 및 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드와 같은 환식 에테르와 수소화된 비스페놀 A 또는 비스페놀 A를 중합함으로써 얻어지는 디올이 포함된다.
산성 성분의 예에는 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산 또는 이들의 무수물과 같은 벤젠 디카르복실산; 숙신산, 아디프산, 세박산 및 아젤라산 또는 이들의 무수물과 같은 알킬 디카르복실산; 말레산, 시트라콘산, 이타콘산, 알케닐 숙신산, 푸마르산 및 메타콘산과 같은 불포화 이염기산; 및 말레산 무수물, 시트라콘산무수물, 이타콘산 무수물 및 알케닐 숙신산 무수물과 같은 불포화 이염기산 무수물이 포함된다. 또한, 3가 또는 그 이상의 카르복실산 성분의 예에는 트리멜리트산, 피로멜리트산, 1,2,4-벤젠 트리카르복실산, 1,2,5-벤젠 트리카르복실산, 2,5,7-나프탈렌 트리카르복실산, 1,2,4-부탄 트리카르복실산, 1,2,5-헥산 트리카르복실산, 1,3-디카르복시-2-메틸-2-메틸렌 카르복시 프로판, 테트라(메틸렌카르복시) 메탄, 1,2,7,8-옥탄테트라카르복실산, Empol 삼량체 산 또는 이의 무수물 및 부분적으로 저급 알킬 에스테르가 포함된다.
- 폴리올 수지 -
폴리올 수지는 에폭시 골격을 갖는 폴리에테르 폴리올 수지이다. 예컨대, (1) 에폭시 수지, (2) 2가 페놀 또는 이의 글리시딜 에테르의 알킬렌 산화물 부가 생성물, 및 (3) 에폭시기와 반응성인 활성 수소를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 폴리올 수지가 바람직하게 사용된다.
결착 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 토너의 저장 안정성의 관점에서 바람직하게는 35∼80℃, 더 바람직하게는 40∼75℃이다. 유리 전이 온도(Tg)가 35℃ 미만이면, 토너가 고온 분위기 하에서 열화되기 쉽고, 80℃를 초과하면, 토너의 정착성이 저하할 수 있다.
< 착색제 >
착색제는 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 통상 사용되는 염료 및 안료 중에서 적당히 선택될 수 있다. 이의 예에는 카본 블랙, 니그로신 염료, 흑산화철, 나프톨 옐로우 S, 한사 옐로우(1OG, 5G 및 G), 카드뮴 옐로우, 황산화철, 황토, 크롬 옐로우, 티탄 옐로우, 폴리아조 옐로우, 오일 옐로우, 한사 옐로우(GR, A, RN 및 R), 안료 옐로우 L, 벤지딘 옐로우(G 및 GR), 퍼머넌트 옐로우(NCG), 불칸 페스트 옐로우(5G 및 R), 타르트라진 레이크, 퀴놀린 옐로우 레이크, 안트라잔 옐로우 BGL, 이소인돌리논 옐로우, 적산화철, 광명단, 오렌지 레드, 카드뮴 레드, 카드뮴 머큐리 레드, 안티몬 오렌지, 퍼머넌트 레드 4R, 파라 레드, 화이어 레드, 파라 클로로-오르토-니트로아닐린 레드, 리톨 페스트 스칼렛 G, 브릴리언트 페스트 스칼렛, 브릴리언트 카르민 BS, 퍼머넌트 레드(F2R, F4R, FRL, FRLL 및 F4RH), 페스트 스칼렛 VD, 불칸 페스트 루빈 B, 브릴리언트 스칼렛 G, 리톨 루빈 GX, 퍼머넌트 레드 F5R, 브릴리언트 카르민 6B, 피그먼트 스칼렛 3B, 보르도 5B, 톨루이딘 마룬, 퍼머넌트 보르도 F2K, 헬리오 보르도 BL, 보르도 1OB, BON 마룬 라이트, BON 마룬 미디엄, 에오신 레이크, 로다민 레이크 B, 로다민 레이크 Y, 알리자린 레이크, 티오인디고 레드 B, 티오인디고 마룬, 오일 레드, 퀴나크리돈 레드, 피라졸론 레드, 폴리아조 레드, 크롬 버밀리온, 벤지딘 오렌지, 페리논 오렌지, 오일 오렌지, 코발트 블루, 세룰리안 블루, 알칼리 블루 레이크, 피콕 블루 레이크, 빅토리아 블루 레이크, 무금속 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 블루, 페스트 스카이 블루, 인단트렌 블루(RS 및 BC), 인디고, 울트라마린, 프루시안 블루, 안트라퀴논 블루, 페스트 바이올렛 B, 메틸 바이올렛 레이크, 코발트 바이올렛, 망간 바이올렛, 디옥산 바이올렛, 안트라퀴논 바이올렛, 크롬 그린, 징크 그린, 산화크롬, 비리디언, 에메랄드 그린, 피그먼트 그린 B, 나프톨 그린 B, 그린 골드, 에시드 그린 레이크, 말라카이트 그린 레이크, 프탈로시아닌 그린, 안트라퀴논 그린, 이산화티탄, 산화아연 및 리소폰이 포함된다.
토너 중 착색제의 함량은 바람직하게는 1∼15 질량%, 더 바람직하게는 3∼10 질량%이다.
착색제는 착색제와 수지를 배합하여 얻어지는 매스터배치로서 사용될 수 있다. 매스터배치와 함께 혼련되는 결착 수지의 예로서는, 상기 언급한 변성 또는 미변성 폴리에스테르 수지 외에도, 스티렌, 예컨대 폴리스티렌, 폴리-p-클로로스티렌, 및 폴리비닐 톨루엔 및 이의 치환 생성물의 중합체; 스티렌 공중합체, 예컨대 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌 비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-옥틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-α-클로로메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐메틸케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 및 스티렌-말레에이트 공중합체; 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 에폭시 폴리올 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐 부티랄, 폴리아크릴계 수지, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소 수지, 방향족 석유계 수지, 염소화 파라핀 및 파라핀 왁스가 포함된다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
상기 매스터배치는 매스터배치용 수지 및 착색제를 고전단력을 인가하여 혼합 및 혼련함으로써 얻을 수 있다. 이 때, 착색제와 수지의 상호작용을 증대시키기 위하여 유기 용매를 사용는 것이 바람직하다. 착색수를 함유하는 수성 페이스트를 수지 및 유기 용매와 혼합 및 혼련하여 착색제를 수지로 이행시키고 수분 함량과 유기 용매 성분을 제거하는 소위 플래싱법도, 착색제의 습윤 케이크를 케이크의 건조 없이 직접 사용할 수 있으므로, 바람직하게 사용될 수 있다. 혼합 및 혼련에는, 트리플 롤 밀과 같은 고전단 분산 장치가 바람직하게 사용된다.
마스터배치의 사용량은 결착 수지 100 질량부에 대하여 바람직하게는 0.1 질량부 내지 20 질량부이다.
산가가 30 mgKOH/g 이하이고 아민가가 1∼100인 상태이며 내부에 착색제가 분산된 매스터배치용 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 산가가 20 mgKOH/g 이하이고 아민가가 10∼50인 상태이며 내부에 착색제가 분산된 매스터배치용 수지를 사용하는 것이 더 바람직하다. 산가가 30 mgKOH/g을 초과하는 경우에는, 토너의 정전 특성이 고습 환경하에 감소될 수 있고 안료 분산성이 불충분해질 수 있다. 아민가가 1 미만 또는 100 초과인 경우에는, 안료 분산성이 역시 불충분해질 수 있다. 산가는 JIS K0070호에 개시된 방법에 의하여 그리고 아민가는 JIS K7237에 개시된 방법에 의하여 측정할 수 있다.
또한, 분산제는 결착 수지와 고도로 상용성인 것이 바람직하다. 시판되는 구체적인 분산제 제품의 예에는 "AJISPER PB821" 및 "AJISPER PB822"(Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc사 제조); "DISPERBYK-2001"(BYK Chemie Japan사 제조); "EFKA 4010"(EFKA Chemicals사 제조)가 포함된다.
토너에 첨가되는 분산제의 양은 사용되는 착색제를 기준으로 하여 바람직하게는 0.1∼10 질량%이다. 분산제의 첨가량이 0.1 질량% 미만일 경우, 안료 분산성이 불충분해질 수 있고, 10 질량%를 초과할 경우 토너의 정전 특성이 고습 환경하에서 감소될 수 있다.
겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의하여 측정한 분산제의 질량 평균 분자량은 안료 분산성의 관점에서 스티렌 환산 질량으로 주요 피크의 최대 분자량으로 바람직하게는 500∼100,000, 더 바람직하게는 3,000∼100,000, 더욱 더 바람직하게는 5,000∼50,000, 특히 바람직하게는 5,000∼30,000이다.
분산제의 질량 평균 분자량이 500 미만일 경우, 토너 조성액의 극성이 증대되어 사용되는 착색제의 분산성이 저하될 수 있으며, 100,000을 초과하는 경우, 사용되는 용매에 대한 친화성이 증대되어 사용되는 착색제의 분산성이 저하될 수 있다.
분산제의 첨가량은 사용되는 착색제 100 질량부를 기준으로 하여 바람직하게는 1∼50 질량부, 더 바람직하게는 5∼30 질량부이다. 상기 첨가량이 1 질량부 미만이면, 토너 입자의 분산성이 저하될 수 있고, 50 질량부 초과이면, 토너의 정전 특성이 저하될 수 있다.
< 이형제 >
본 발명에서, 토너 조성액은 정착시의 오프셋을 방지할 목적에서 이형제로서 왁스(들)를 함유할 수 있다.
왁스는 특별히 한정되지 않으나 토너용 이형제로서 통상 사용되는 것에서 적당히 선택될 수 있다. 왁스의 예에는 지방족 탄화수소 왁스, 예컨대 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀 왁스, 미세정질 왁스, 파라핀 왁스 및 사졸 왁스; 지방족 탄화수소 왁스의 산화물, 예컨대 폴리에틸렌 산화물 왁스 또는 이의 블록 공중합체, 식물성 왁스, 예컨대 칸데릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 일본 우지, 및 조조바 왁스; 동물성 왁스, 예컨대 밀랍, 라놀린 및 경랍; 광물 왁스, 예컨대 오조케라이트, 세레신 및 페트롤라툼; 몬탄산 에스테르 왁스 및 카스터 왁스와 같은 지방족 에스테르를 주 성분으로 함유하는 왁스; 및 지방족 에스테르를 부분적으로 또는 완전히 탈산화시킨 탈산화 카르나우바 왁스와 같은 왁스가 포함된다.
왁스의 예에는 불포화 직쇄 지방산, 예컨대 팔미트산, 스테아르산, 몬탄산, 및 직쇄 알킬기를 함유하는 직쇄 알킬 카르복실산; 불포화 지방산, 예컨대 브라시드산, 엘레오스테아르산 및 바리날린 산; 포화 알콜, 예컨대 스테아릴 알콜, 에이코실 알콜, 베헤닐 알콜, 카르나우빌 알콜, 세릴 알콜, 멜리실 알콜; 소르비톨과 같은 다가 알콜; 리놀산 아미드, 올레산 아미드 및 라우르산 아미드와 같은 지방산 아미드; 포화 지방산 비스아미드, 예컨대 메틸렌 비스-카프르산 아미드, 에틸렌 비스-라우르산 아미드 및 헥사메틸렌 비스-스테아르산 아미드; 불포화 지방산 아미드, 예컨대 에틸렌 비스-올레산 아미드, 헥사메틸렌 비스-올레산 아미드, N,N'-디올레일 아디프산 아미드, 및 N,N'-올레일 세박산 아미드; 방향족 비스아미드, 예컨대 m-크실렌 비스-스테아르산 아미드, 및 N,N' 디스테아릴 이소프탈산 아미드; 지방산의 금속염, 예컨대 스테아르산칼슘, 라우르산칼슘, 스테아르산아연 및 스테아르산마그네슘; 지방족 탄화수소 시리즈 왁스에 스티렌 또는 아크릴산과 같은 비닐 단량체를 그래프팅시켜 제조한 왁스; 베헨산 모노글리세리드와 같은 지방산 및 다가 알콜 간의 부분 에스테르 화합물; 및 식물 유지에 수소를 첨가하여 얻은 히드록실기를 함유한 메틸 에스테르 화합물이 포함된다.
또한, 바람직하게는 예컨대 올레핀을 고압에서 라디칼 중합하여 얻은 폴리올레핀, 고분자량 폴리올레핀의 중합시 얻어지는 저분자량 부산물을 정제하여 제조한 폴리올레핀, 저압에서 지글러 촉매 및 메탈로센 촉매와 같은 촉매를 사용하여 중합한 폴리올레핀, 방사선, 전자기파 또는 빛을 사용하여 중합한 폴리올레핀, 고분자량 폴리올레핀을 열 분해하여 얻어지는 저분자량 폴리올레핀, 파라핀 왁스, 미세정질 왁스, 피셔 트롭시 왁스, Synthol법, Hydrocol법 또는 Arge법에 의하여 합성된 합성 탄화수소 시리즈 왁스, 단량체로서 탄소 원자를 하나 갖는 화합물을 사용하여 제조한 합성 왁스, 히드록실기 또는 카르복실기와 같은 작용기를 갖는 탄화수소 시리즈 왁스, 탄화수소 시리즈 왁스와 작용기를 갖는 탄화수소 시리즈 왁스 간 혼합물, 및 상기 언급한 각 왁스를 베이스로 사용하여 스티렌, 말레에이트, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 말레산 무수물과 같은 비닐 단량체와 그래프팅된 그래프트 개질된 왁스가 예시된다.
또한, 분자량 분포가 프레스 발한법, 용매법, 재결정법, 진공증류법, 초임계 기체 추출법 또는 용액 결정화법에 의하여 좁아지며 저분자량 고체 지방산, 저분자량 고체 알콜, 저분자량 고체 화합물 및 불순물이 제거된 왁스가 바람직하게 사용된다.
왁스의 융점은 내블록성 및 내오프셋성의 균형을 유지하기 위하여 60∼140℃인 것이 바람직하고, 70∼120℃인 것이 더 바람직하다. 왁스의 융점이 60℃ 미만이면 내블록성이 저하될 수 있고, 140℃를 초과하면 내오프셋성이 거의 발현되기 어려울 수 있다.
본 발명에서, DSC에 의하여 측정한 왁스의 흡열 피크의 최대 피크의 피크 톱 온도가 왁스의 융점이 될 수 있다.
본 발명에서, 왁스 또는 토너의 DSC 측정 장치로서는, 고도로 정확한 내열식 입력 보상형의 시차 주사 열량계로 피크 톱 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 측정 시험은 ASTM D3418-82에 따라 실시하였다. 본 발명에서 사용되는 DSC 곡선에서, 왁스의 온도가 일단 증가한 다음 감소하여 왁스에 대한 이전 기록을 유지하고, 이어서 왁스의 온도가 10℃/분의 온도 증가율로 증가될 때 측정한 DSC 곡선을 사용한다.
< 그 외 성분 >
그 외 성분은 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 적당히 선택될 수 있다. 예컨대, 전하조절제, 외부 첨가제, 유동성 개선제, 세정성 개선제, 자성체 및 금속 비누가 거론된다.
- 자성체 -
본 발명에서 사용되는 자성체로서는, 예컨대 (1) 마그네타이트, 마그헤마이트, 페라이트와 같은 산화철, 및 기타 산화철을 함유하는 산화철; (2) 철, 코발트 및 니켈과 같은 금속 또는 이들 금속과 알루미늄, 코발트, 구리, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스무트, 카드뮴, 칼슘, 망간, 셀레늄, 티타늄, 텅스텐 및/또는 바나듐과 같은 금속으로 제조된 합금; 및 (3) 이들의 혼합물이 사용된다.
자성체의 구체적인 예에는 Fe3O4, γ-Fe2O3, ZnFe2O4, Y3Fe5O12, CdFe2O4, Gd3Fe5O12, CuFe2O4, PbFe12O, NiFe2O4, NdFe2O, BaFe12O19, MgFe2O4, MnFe2O4, LaFeO3, 철 분말, 코발트 분말 및 니켈 분말이 포함된다. 이들은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 물론, 사삼산화철 또는 γ-삼이산화철의 미분말이 바람직하게 예시된다.
또한, 마그네타이트, 마그헤마이트 및 페라이트와 같은 상이한 유형의 원소를 함유하는 자성 산화철 또는 이의 혼합물을 사용할 수 있다. 상이한 유형의 원소는 예컨대 리튬, 베릴륨, 붕소, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 게르마늄, 지르코늄, 주석, 황, 칼슘, 스칸듐, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 코발트, 니켈, 구리, 아연 및 칼륨에서 선택된다. 상이한 유형의 원소는 산화철의 결정 격자에 혼입되거나 또는 자성 산화철의 표면에 산화물 또는 수산화물로서 존재할 수 있으며 바람직하게는 산화물로서 함유될 수 있다.
상이한 유형의 원소는 상이한 유형의 원소의 염을 혼합하고 자성체의 제조시 입자의 pH를 조절함으로써 입자에 혼입될 수 있다. 또한, 생성되는 자기 입자의 pH를 조절하거나 또는 상이한 유형의 원소의 개개의 염을 첨가하고 입자의 pH를 조절함으로써 입자 표면에 상이한 유형의 원소를 증착시킬 수 있다.
자성체의 사용량은 결착 수지 100 질량부를 기준으로 하여 바람직하게는 10∼200 질량부, 더 바람직하게는 20∼150 질량부이다. 자성체의 수평균 입경은 바람직하게는 0.1 μm ∼ 2 μm, 더 바람직하게는 0.1 μm ∼ 0.5 μm이다. 자성체의 수평균 입경은 디지털화 장치 등을 사용하여 확대 투과 전자 현미경을 관찰하여 측정할 수 있다.
10k 에르스테드 인가에서의 자성체의 자기 특성에 대해서는, 항자력이 20∼150 에르스테드이고, 포화 자화가 50∼200 emu/g이며, 잔류 잔화가 2∼20 emu/g인 자성체를 사용하는 것이 바람직하다.
자성체는 또한 착색제로서 사용될 수도 있다.
- 전하 조절제 -
본 발명의 토너는 필요에 따라 전하 조절제를 함유할 수 있다. 전하 조절제는 특별히 한정되지 않으며 당업계에 공지된 것들 중에서 적당히 선택될 수 있다. 이의 예에는 니그로신 염료, 트리페닐메탄 염료, 크롬 함유 금속 착물 염료, 몰리브딘산 킬레이트 안료, 로다민 염료, 알콕시계 아민, 4급 아민염(불소 개질된 4급 암모늄염 포함), 알킬아미드, 인의 단체 또는 화합물, 텅스텐의 단체 또는 화합물, 불소계 활성제, 금속 살리실산염, 및 살리실산 유도체의 금속염이 포함된다. 구체적으로, 전하 조절제의 시판 제품의 예에는 Orient Chemical Industries, Ltd사 제조의 BONTRON 03(니그로신 염료), BONTRON P-51(4급 암모늄염), BONTRON S-34(금속 함유 아조 염료), BONTRON E-82(옥시나프토산 금속 착물), E-84 (살리실산 금속 착물) 및 E-89(페놀계 축합 생성물); Hodogaya Chemical Co, LTD사 제조의 TP 302 및 TP415(4급 암모늄염 몰리브덴 착물); Hoechst AG사 제조의 COPY CHARGE PSY VP2038(4급 암모늄염), COPY BLUE PR(트리페닐메탄 유도체), COPY CHARGE NEG VP2036 및 NX VP434(4급 암모늄염); Japan Carlit Co., Ltd사 제조의 LRA 901 및 LR 147(붕소 착물); 퀴나크리돈, 아조 안료; 및 설포네이트기, 카르복실기 또는 4급 암모늄염기와 같은 작용기를 갖는 중합체 화합물이 포함된다.
전하 조절제의 함량은 사용되는 결착 수지의 유형, 필요에 따라 사용되는 첨가제의 존부 및 분산 공정을 포함하는 토너 제조 방법에 따라 결정되므로 명백하게 정의되나, 바람직하게는 0.1∼10 질량부, 더 바람직하게는 0.2∼5 질량부이다. 전하 조절제의 함량이 10 질량부를 초과하는 경우, 주요 전하 조절제의 효과는 토너의 과도한 정전 특성으로 인하여 감소되고, 사용되는 현상 롤러에 대한 정전 인력이 증가되어 현상제의 유동성 저하 및 화상 밀도 열화를 초래할 수 있다. 이러한 전하 조절제 및 이형제는 매스터배치 및 수지와 함께 융합 및 혼련되거나 또는 결착 수지, 착색제 등이 유기 용매에 용해 및 분산될 때 첨가될 수 있다.
- 유동성 개선제 -
유동성 개선제가 본 발명의 토너에 첨가될 수 있다. 유동성 개선제는 유동성의 개선을 위하여 토너의 표면에 혼입된다.
유동성 개선제의 예에는 불소계 수지 분말, 예컨대 불화 비닐리덴 미분체 및 폴리테트라플루오로에틸렌 미분체; 습식 공정 실리카 및 건식 공정 실리카와 같은 실리카 미분체; 각각 산화티탄 미분체 또는 알루미나 미분체를 실란 커플링제, 티탄 커플링제 또는 실리콘 오일로 표면 처리하여 제조한 산화티탄 미분체, 알루미나 미분체 및 표면 처리 실리카 분말, 표면 처리된 산화티탄 및 표면 처리된 알루미나가 포함된다. 이들 중에서, 실리카 미분체, 산화티탄 미분체 및 알루미나 미분체가 바람직하다. 또한, 각각 산화티탄 미분체 또는 알루미나 미분체를 실란 커플링제 또는 실리콘 오일로 표면 처리하여 제조한 표면 처리된 실리카 분말이 더 바람직하게 사용된다.
유동성 개선제의 입도는 평균 1차 입경이 바람직하게는 0.001 μm ∼ 2 μm, 더 바람직하게는 0.002 μm ∼ 0.2 μm이다.
실리카 미분체는 할로겐화규소 화합물의 증기상 산화에 의하여 제조되며, 소위 "건식 공정 실리카" 또는 "발연 실리카"이다.
할로겐화규소 화합물의 증기상 산화에 의하여 제조되는 실리카 미분체의 시판 제품으로서는, 예컨대 AEROSIL(상표명, Japan AEROSIL Inc사 제조) -130, -300, -380, -TT600, -MOX170, -MOX80 및 -COK84; CA-O-SIL(상표명, CABOT Corp사 제조) -M-5, -MS-7, -MS-75, HS-5, -EH-5; Wacker HDK(상표명, WACKER CHEMIE GMBH사 제조) -N20 -V15, -N20E, -T30 및 T40; D-C FINE SILICA(상표명, Dow Corning Co., Ltd사 제조); 및 FRANSOL(상표명, Fransil Co사 제조)이 있다.
또한, 할로겐화규소 화합물의 증기상 산화에 의하여 제조된 실리카 미분체를 소수화하여 제조되는 소수화된 실리카 미분체가 더 바람직하다. 메탄올 적정 시험에 의하여 측정된 소수화도가 바람직하게는 30∼80%가 되도록 소수화된 실리카 미분체를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 실리카 미분체는 실리카 미분체 등에 대하여 반응성이거나 또는 실리카 미분체 등에 물리적으로 흡수되는 유기 규소 화합물로 화학적으로 또는 물리적으로 처리됨으로써 소수화될 수 있다. 할로겐화규소 화합물의 증기상 산화에 의하여 제조되는 실리카 미분체를 유기 유기 실리콘 화합물로 소수화하는 바람직한 방법이 있다.
유기 규소 화합물은 특별히 한정되지 않으며 소정 용도에 따라 적당히 선택될 수 있다. 이의 예에는 히드록시프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, n-헥사데실트리메톡시실란, n-옥타데실트리메톡시실란, 비닐메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 디메틸비닐클로로실란, 디비닐클로로실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 헥사메틸디실란, 트리메틸실란, 트리메틸클로로실란, 디메틸디클로로실란, 메틸트리클로로실란, 알릴디메틸클로로실란, 알릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브로모메틸디메틸클로로실란, α-클로로에틸트리클로로실란, β-클로로에틸트리클로로실란, 클로로메틸디메틸클로로실란, 트리오르가노실릴머캅탄, 트리메틸실릴머캅탄, 트리오르가노실릴아크릴레이트, 비닐디메틸아세톡시실란, 디메틸에톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 헥사메틸디실록산, 1,3-디비닐테트라메틸디실록산, 1,3-디페닐테트라메틸디실록산, 및 분자당 2∼12개의 실록산 단위를 갖고 말단에 위치된 실록산 단위내 Si에 결합된 0∼1개의 히드록시기를 갖는 디메틸폴리실록산이 포함된다. 또한, 디메틸실리콘 오일과 같은 실리콘 오일이 예시된다. 이들 유기 규소 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
유동성 개선제의 수평균 입경은 바람직하게는 5 nm ∼ 100 nm, 더 바람직하게는 5 nm ∼ 50 nm이다.
BET 질소 흡수법으로 측정한 유동성 개선제의 미분체의 비표면적은 바람직하게는 30 m2/g 이상, 더 바람직하게는 60 m2/g ∼ 400 m2/g이다.
유동성 개선제의 표면 처리된 미분체의 경우, 비표면적은 바람직하게는 20 m2/g 이상, 더 바람직하게는 40 m2/g ∼ 300 m2/g이다.
미분체의 사용량은 바람직하게는 토너 입자 100 질량부를 기준으로 하여 0.03∼8 질량부이다.
- 세정성 개선제 -
기록지 등에 토너를 전사한 후, 정전 잠상 담지체 또는 1차 전사 매체에 잔존하는 토너의 제거성을 향상시키기 위한 세정성 개선제로서는, 예컨대, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘, 스테아르산과 같은 지방산 금속염, 및 폴리메틸메타크릴레이트 미립자, 폴리스티렌 미립자와 같은 무비누 유화 중합에 의하여 제조된 중합체 미립자를 예로 들 수 있다. 중합체 미립자는 비교적 입도 분포가 좁고 체적 평균 입경이 0.01∼1 ㎛인 것이 바람직하다.
이들 유동성 개선제, 세정성 개선제 등은 토너의 표면에 부착 또는 고정된 상태로 사용되므로 "첨가제"로 불린다. 통상적으로, 이들 개선제는 V형 믹서, 로킹 믹서, LOEDIGE 믹서, NAUTA 믹서, HENSCHEL 믹서와 같은 임의의 분말 혼합기를 사용하여 토너에 외부적으로 첨가한다. 이들 개선제가 고화될 때, 예컨대 임의의 하이브리다이저, 메카노퓨전 및 Q 믹서가 사용된다,
토너 조성액에서, 토너 입자를 구성하는 상기 언급된 성분은 용매 중에 용해 또는 분산되며 토너 조성액의 고형분 함량은 바람직하게는 5∼40 질량%, 더 바람직하게는 7∼30 질량%이다. 토너 조성액의 고형분 함량이 5 질량% 미만일 경우, 토너의 생성이 감소될 뿐만 아니라 안료, 왁스 미세 입자, 자성체 및 전하 조절제와 같은 분산질이 침강 및 응집을 야기하기 쉬우므로 각 토너 입자의 조성이 불균일하게 되기 쉬워 토너의 품질이 저하된다. 토너 조성액의 고형분 함량이 40 질량%를 초과하는 경우, 작은 입경을 갖는 토너를 얻을 수 없고 분산성 저해로 인하여 조성액이 분무될 수 없다.
본 발명의 토너는 평균 원형도가 0.93∼0.98이어야 한다. 평균 원형도가 0.93 미만일 경우, 현상된 토너 화상이 종이 등에 전사되는 전사 속도가 감소될 수 있고, 0.98 초과일 경우, 충분한 블레이드 세정성을 얻을 수 없다.
토너의 체적 평균 입경은 바람직하게는 1 μm ∼ 10 μm, 더 바람직하게는 2 μm ∼ 8 μm이다. 체적 평균 입경이 1 μm 미만인 경우, 토너의 현상 특성 및 전사능이 저하될 수 있고 10 μm를 초과하는 경우, 얇은 선과 점을 우수하게 재현하는 것이 곤란하므로 고품질의 화상을 얻을 수 없다.
토너의 입도 분포(체적 평균 입경/수 평균 입경)는 바람직하게는 1.00∼1.10이다. 입도 분포가 1.10을 초과하는 경우, 블레이드 세정의 실시를 곤란하게 하는 체적 평균 입경 10 ㎛ 이하의 이러한 미분체의 양이 증가되어 블레이드 세정성이 저하될 수 있다.
토너의 체적 평균 입경(Dv) 및 수 평균 입경(Dn)은 예컨대 장치 직경이 100 ㎛인 입도 측정 장치("MULTISIZER III", Beckman Coulter Inc사 제조)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 토너는 캐리어와 혼합하여 2성분 현상제로서 사용할 수 있다.
- 캐리어 -
상기 캐리어로서는, 페라이트 및 마그네타이트와 같은 통상 사용되는 캐리어 및 수지 코팅 캐리어가 사용될 수 있다.
상기 수지 코팅 캐리어는 코어 입자 및 코어 입자의 표면을 피복하는 수지를 함유하는 코팅제를 포함한다.
코팅제에 사용되는 수지는 특별히 한정되지 않으나 의도하는 목적에 따라 적당히 선택될 수 있다. 이의 예에는 스티렌-아크릴계 수지, 예컨대 스티렌-아크릴산 에스테르 공중합체 및 스티렌-메타크릴산 에스테르 공중합체; 아크릴계 수지, 예컨대 아크릴산 에스테르 공중합체 및 메타크릴산 에스테르 공중합체; 불소 함유 수지, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌, 모노클로로트리플루오로에틸렌 중합체 및 폴리비닐리덴 플루오라이드; 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리비닐 부티랄 및 아미노 아크릴레이트 수지가 포함된다. 상기 언급한 것 외에, 이오모노머 수지 및 폴리페닐렌 설파이드 수지와 같이 캐리어용 코팅제로서 사용될 수 있는 수지가 예로 거론된다. 이들 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
또한, 자성체 분말이 수지 중에 분산된 바인더형 캐리어 코어를 사용할 수 있다.
수지 코트 캐리어에서 캐리어 코어의 표면을 적어도 수지 코팅제로 피복하는 방법으로서는, 수지를 용해 또는 현탁시켜 코팅 용액을 제조하고 상기 코팅 용액을 캐리어 코어의 표면에 도포하여 부착시키는 방법 또는 단순히 분말의 상태로 수지를 혼합하는 방법을 사용할 수 있다.
수지 코트 캐리어에 대한 코팅제의 혼합비는 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 적당히 선택될 수 있다. 예컨대, 수지 코트 캐리어에 대하여 바람직하게는 0.01∼5 질량%, 더 바람직하게는 0.1∼1 질량%이다.
2종 이상의 코팅제로 자성체를 코팅하는 사용예로서는, (1) 산화티탄 미분체 100 질량부에 대하여 디메틸디클로로실란과 디메틸 실리콘 오일(질량비 1:5)의 혼합물 12 질량부로 자성체를 코팅 것, 및 (2) 실리카 미분체 100 질량부에 대하여 디메틸디클로로실란과 디메틸 실리콘 오일(질량비 1:5)의 혼합물 20 질량부로 자성체를 코팅한 것을 들 수 있다.
이들 수지 중에서, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 불소 함유 수지와 스티렌계 공중합체의 혼합물 또는 실리콘 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 실리콘 수지가 바람직하다. 불소 함유 수지와 스티렌계 공중합체의 혼합물의 예에는 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 스티렌 메틸 메타크릴레이트 공중합체의 혼합물, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체의 혼합물, 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체의 혼합물(공중합 질량비 = 10:90 ∼ 90:10), 스티렌-2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체의 혼합물(공중합 질량비 = 10:90 ∼ 90:10); 스티렌-2-에틸헥실 아크릴레이트-메틸 메타크릴레이트 공중합체의 혼합물(공중합 질량비 = 20∼60:5∼30:10:50)이 포함된다.
실리콘 수지로서는, 질소 함유 실리콘 수지 및 질소 함유 실란 커플링제와 실리콘 수지의 반응에 의하여 제조되는 변성 실리콘 수지가 예로 거론된다.
캐리어 코어용 자성체로서는, 페라이트, 철만을 함유하는 페라이트, 마그네타이트, γ-산화철과 같은 산화물; 또는 철, 코발트 및 니켈과 같은 금속 또는 이의 합금을 사용할 수 있다.
또한, 이들 자성체에 함유되는 원소의 예에는 철, 코발트, 니켈, 알루미늄, 구리, 납, 마그네슘, 주석, 아연, 안티몬, 베릴륨, 비스무트, 칼슘, 망간, 셀레늄, 티탄, 텅스텐 및 바나듐이 포함된다. 이들 원소 중에서, 구리, 아연 및 철을 주요 성분으로서 함유하는 구리-아연-철계 페라이트 및 망간, 마그네슘 및 철 성분을 주요 성분으로서 함유하는 망간-마그네슘-철계 페라이트가 특히 바람직하다.
캐리어의 저항값으로서는, 캐리어 코어를 코팅하는 데 사용되는 수지의 양 및 캐리어 표면의 요철도를 조절하여 106∼1010 Ωㆍcm로 하는 것이 바람직하다.
캐리어의 입경은 바람직하게는 4∼200 ㎛, 더 바람직하게는 10∼150 ㎛, 더욱 더 바람직하게는 20∼100 ㎛이다. 특히, 수지 코트 캐리어의 D50 입경은 바람직하게는 20∼70 ㎛이다.
2성분 현상제에서, 본 발명의 토너의 사용량은 100 질량부의 캐리어를 기준으로 하여 바람직하게는 1∼50 질량부, 더 바람직하게는 2∼20 질량부이다.
(토너의 제조 방법)
토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하는 방법으로서는, 액체를 가압하여 노즐로부터 분무하는 일유체 스프레이 노즐(가압 노즐); 액체와 압축 기체를 혼합한 상태에서 유체를 분무하는 다유체 스프레이 노즐; 회전하는 원반을 이용하여 액적을 원심력에 의해 형성하는 회전 원반형 분무기가 공지되어 있다. 소직경의 토너를 얻기 위해서는 다유체 스프레이 노즐 및 회전 원반형 분무기가 바람직하다.
다유체 스프레이 노즐로서는, 외부 혼합 이유체 스프레이 노즐이 일반적으로 사용되나, 더 미세한 입자 및 입도의 균일성을 얻기 위하여, 내부 혼합 이유체 스프레이 노즐 및 사유체 스프레이 노즐 등의 여러 개량이 다유체 스프레이 노즐에서 이루어져 왔다.
상기와 유사한 효과를 얻기 위하여, 회전 원반형 분무기에 대하여 접시형, 보울형, 멀티블레이드형 등으로 형성하는 것과 같은 여러 개량이 이루어져 왔다.
본 발명에서, 상기 다유체 스프레이 노즐 또는 회전 원반형 분무기가 액적 형성 수단으로서 사용될 수 있다.
그러나, 임의의 이들 제조 방법으로 제조된 토너는 상대적으로 입도 분포가 넓어 때때로 분급이 필요하다.
상기 결점을 해결하기 위하여, 본 발명 발명자들은 균일한 입도의 토너를 얻는 방법으로서 복수의 균일경 노즐을 갖는 박막으로부터 토너 조성액을 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 배출하여 주기적으로 액적을 형성하는 방법을 발견하였다.
본 발명의 토너 제조 방법을 이용할 경우, 상기 언급한 토너 조성액을 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 배출하여 액적을 주기적으로 형성하는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
기게적 진동 수단을 이용하면 다유체 스프레이 노즐 또는 회전 원반형 분무기를 이용하는 경우에 비하여 토너의 형상 불규칙화 정도를 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
기계 진동 수단을 사용하는 토너 제조 방법에서, 토너 조성액의 액적은 복수의 노즐을 갖는 박막을 기계적으로 진동시켜 노즐로부터 토너 조성액을 배출함으로써 형성된다. 기계적 진동 수단은 복수의 노즐을 갖는 박막에 대하여 수직 방향으로 진동하는 한 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이하의 두 방법이 바람직하다.
한 방법은 복수의 노즐을 갖는 박막에 대하여 평행하게 형성된 진동면을 갖고 상기 박막에 대하여 수직으로 진동하게 되어 있는 기계적 수단(기계적 종진동 수단)을 사용하는 것이며, 다른 방법은 복수의 노즐을 갖는 박막의 주위에 원환상으로 형성된 기계적 진동 수단(원환상 기계적 진동 수단)을 마련하는 방식이다.
이하, 상기 상이한 유형의 기계적 진동 수단 각각에 대하여 상세히 개시한다.
< 기계적 종진동 수단 >
호른형 진동 수단을 설치한 토너 제조 장치의 일 예에 대해서 도 1의 모식적 구성도를 참조하여 설명한다.
도 1에서, 토너 제조 장치(1)에는, 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 조성액을 분무함으로써 액적을 형성하여 방출하는 액적 형성 수단으로서 액적 분사 유닛(2), 이 액적 분사 유닛(2)이 상방에 배치되고 액적 분사 유닛(2)으로부터 방출되는 토너 조성액의 액적을 고화시켜 토너 입자(T)를 형성하는 입자 형성 수단으로서 입자 형성부(3), 입자 형성부(3)에 형성된 토너 입자(T)를 포집하는 토너 포집 유닛(4), 토너 포집 유닛(4)에서 포집된 토너 입자(T)가 튜브(5)를 통하여 이송되는, 토너 입자(T)를 저장하는 토너 저장 수단으로서 토너 저장부(6), 토너 조성액(10)을 수용하는 원료 수용 유닛(7), 이 원료 수용 유닛(7)으로부터 액적 분사 유닛(2)으로 토너 조성액(10)을 송액하는 송액관(8) 및 토너 제조 장치(1)의 가동시 토너 조성액(10)을 압송 공급하기 위한 펌프(9)가 장착되어 있다.
원료 수용 유닛(7)으로부터 송액된 토너 조성액(10)은, 액적 분사 유닛(2)에 의한 액적 형성 현상으로 인해 자급적으로 액적 분사 유닛(2)에 공급되지만, 상기 개시한 바와 같이, 토너 제조 장치(1)의 가동시, 보조적으로 펌프(9)를 이용하여 액공급을 행하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 실시예에서는, 토너 조성액(10)으로, 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 조성액을 용매에 용해 또는 분산시킨 용액 또는 분산액이 사용된다.
다음으로, 액적 분사 유닛(2)에 대하여 도 2, 3을 기초로 설명한다.
도 2는 액적 분사 유닛(2)의 모식적 단면 설명도이고, 도 3은 하측에서 바라 본 도 2에 도시된 액적 분사 유닛의 저면 설명도이다.
이 액적 분사 유닛(2)에는, 복수의 노즐(토출구)(11)을 갖는 박막(12), 이 박막(12)을 진동시키는 기계적 진동 수단(13)(이하, "진동 수단"이라 함), 및 박막(12)과 진동 수단(13) 사이에 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 조성액(10)을 공급하는 저장부(유로)(14)를 형성하는 유로 부재(15)가 장착되어 있다.
복수의 노즐(11)을 갖는 박막(12)은 상기 진동 수단(13)의 진동면(13a)에 대하여 평행으로 배치되어 있고, 박막(12)의 일부가 수지 조성액(10)에 불용성인 수지 결착제로 유로 부재(15)에 접합에 의하여 고정되거나 용접되어 있으며, 박막(12)은 상기 진동 수단(13)의 진동 방향에 대하여 실질적으로 수직으로 셋팅된다. 상기 진동 수단(13)의 진동 발생 수단(21)의 상하면에 전압 신호가 부여되도록 통신 수단(24)이 제공되어 있어, 구동 신호 발생원(23)으로 수신된 신호를 기계적 진동으로 변환시킬 수 있다. 전기 신호를 부여하는 통신 수단(24)으로서는 표면을 절연 코팅으로 처리한 리드선이 적합하다. 또한, 진동 수단(13)으로서는, 효율적이면서 안전한 토너 제조를 위하여 각종 호른형 진동자, 볼트 조임 란쥬반형 진동자와 같은 진동 진폭이 큰 소자를 이용하는 것이 유리하다.
진동 수단(13)은 진동을 발생시키는 진동 발생 수단(21)과 상기 진동 발생 수단(21)에 의하여 발생된 진동을 증폭시키는 진동 증폭 수단(22)으로 구성되고, 구동 신호 발생원(구동 회로)(23)으로부터 요구되는 주파수의 구동 전압이 진동 발생 수단(21)의 전극(21a, 21b) 간에 인가됨으로써, 진동이 진동 발생 수단(21)에서 여기된 다음 상기 진동 증폭 수단(22)에 의하여 증폭되고, 박막(12)과 평행하게 배치된 진동면(13a)이 주기적으로 진동하고, 상기 진동면(13a)의 진동에 의하여 주기적으로 인가되는 압력에 의하여 요구되는 주파수에서 박막(12)이 진동한다.
진동 수단(13)은 박막(12)에 대하여 수직으로 일정한 주파수를 갖는 진동을 확실히 부여할 수 있으면 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 적당히 선택될 수 있다. 진동 발생 수단(21)으로서는 박막(12)을 진동시킬 필요가 있으므로 곡진동을 여기시킬 수 있고 전기 에너지를 기계 에너지로 변환시키는 기능을 갖는 바이몰프형 압전체(21A)가 바람직하다. 구체적으로, 압전체(21A)에 전압을 인가하여 곡진동이 여기됨으로써 박막(12)을 진동시킬 수 있다.
진동 발생 수단(21)을 구성하는 압전체(21A)의 예에는 티탄산지르콘산납(PZT)과 같은 압전 세라믹스가 포함되나, PZT는 변위량이 작기 때문에 적층하여 사용한다. 이 밖에도, 폴리불화비닐리덴(PVDF)과 같은 압전고분자 또는 수정, LiNbO3, LiTaO3, KNbO3와 같은 단결정이 예로 거론된다.
진동 수단(13)은 노즐(11)을 갖는 박막(12)에 대하여 수직 방향의 진동을 부여할 수 있는 것이면, 임의의 위치에 배치될 수 있으나, 진동면(13a)은 박막(12)에 대하여 평행하게 배치되어야 한다.
도시된 예에서는, 진동 발생 수단(21)과 진동 증폭 수단(22)으로 구성된 진동 수단으로서 호른형 진동자가 이용된다. 이러한 호른형 진동자는 압전 소자와 같은 진동 발생 수단(21)으로부터 발생되는 진폭을 진동 증폭 수단(22)으로서의 호른(22A)으로 증폭시킬 수 있으므로, 진동 발생 수단(21)으로부터 발생되는 기계적 진동 자체가 상대적으로 작아 기계적 부하가 경감될 수 있기 때문에 생산 장치로서의 긴 작동 수명을 유도한다.
호른형 진동자로서는, 일반적으로 업계에 공지된 호른 형상의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같은 스텝형 호른형 진동자, 도 5에 도시된 바와 같은 엑스포텐셜형 호른형 진동자 및 도 6에 도시된 바와 같은 원추형 호른 진동자가 예로 거론된다. 이들 각 호른형 진동자에서, 압전체(21A)는 호른(22A)의 큰 면적 면에 배치되고 수직 진동을 이용하여 호른(22A)의 진동을 효율적으로 유도하도록 설계되어, 상기 진동면(13a)이 호른(22A)에 제공된 작은 면적 면으로서 최대 진동면이 된다. 압전체(21A)의 상방과 하방에는 리드선(24)이 제공되어 구동 회로(23)를 통하여 교류 전압 신호를 부여한다. 이러한 호른형 진동자의 최대 진동면의 형상은 진동면(13a)이 되도록 형성된다.
또한, 진동 수단(13)으로서는, 특히 기계 내성이 높은 볼트 조임 란쥬반형 변환기를 사용할 수도 있다. 이러한 볼트 조임 란쥬반형 변환기는 압전 세라믹스가 기계적으로 결합되어 있으므로 고진폭 진동의 여기시에 파손되는 일이 없다.
저장기, 기계적 진동 수단 및 박막의 구성을 도 2의 개략도를 이용하여 상세히 설명한다. 토너 조성액(10)을 저장하는 저장기(14)에는, 부분 단면도에 도시된 바와 같이 액 공급 튜브(18)가 1 개소 이상에 제공되어 있어, 유로를 통해서 저장기(14)에 액을 도입한다. 또한 필요에 따라 저장기(14)에 기포 배출 튜브(19)를 제공하는 것도 가능하다. 이 유로 부재(15)에 부착된 지지 부재(도시되지 않음)에 의하여 액적 분사 유닛(2)이 입자 형성부(3)의 표면에 설치 및 유지된다. 또한, 토너 제조 장치는 입자 형성부(3)의 표면에 액적 분사 유닛(2)을 배치한 예로 설명되어 있으나, 입자 형성부(3)로서 작용하는 건조 수단(건조탑) 측면벽 또는 저부에 액적 분사 유닛(2)을 설치하는 구성으로 할 수 있다.
기계적 진동을 발생시키는 진동 수단(13)의 크기는 발생되는 진동수의 감소에 따라 커지는 것이 일반적이며, 필요한 주파수에 따라, 진동 수단(13)을 직접 천공하여 진공 수단(13)에 저장기를 제공할 수 있다. 또한, 저장기 전체를 효율적으로 진동시키는 것도 가능하다.
이 경우, "진동면"은 복수의 노즐을 갖는 박막이 적층된 면으로서 정의된다.
이러한 구성의 액적 분사 유닛(2)의 상이한 예에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 이하에 설명한다.
도 7에 도시된 액적 분사 유닛의 예에서는, 진동 수단 80(13)으로서 진동 발생 수단으로서의 압전체(81) 및 진동 증폭 수단으로서 호른(82)으로 구성되는 호른형 진동자(80)가 이용되며, 호른(82)의 일부에 저장기(유로)(14)가 형성된다. 이러한 유형의 액적 분사 유닛(2)은 호른형 진동자(80)의 호른(82)과 일체형으로 형성된 고정부(플랜지부)(83)에 의하여 입자 형성부(건조 수단 또는 건조 탑)의 벽면에 고정되어 있는 것이 바람직하고 액적 분사 유닛(2)은 진동의 손실을 방지하는 목적에서 탄성재(도시되지 않음)를 이용하여 고정될 수 있다.
도 8에 도시된 액적 분사 유닛의 예에서는, 진동 수단 90(13)으로서, 진동 발생 수단으로서 작용하는 압전체(91A, 91B) 및 호른(92A 및 93B)으로 구성되고 볼트 조임으로 기계적으로 강고히 고정되어 있는 볼트 조임 란쥬반형 진동자(90)가 사용되며, 호른(92A) 내부에 저장기[유로(14)]가 형성된다. 주파수 조건에 따라 압전 소자가 크게 형성되는 경우가 있는데, 이 경우 도면에 도시된 바와 같이 진동자의 일부에 유체 도입/배출로 및 저장기가 형성 및 제공되고 복수의 박막으로 구성된 금속 박막이 여기에 부착될 수 있다.
도 1은 단 하나의 액적 분사 유닛(2)이 입자 형성부(3)에 장착되어 있는 예를 도시하고 있으나, 후술하는 도 10에 도시한 바와 같이, 복수개의 액적 분사 유닛(2)을 입자 형성부(3)(건조 수단 또는 건조탑)의 상부에 병렬로 배치하는 것이 생산성 향상의 관점에서 바람직하며, 상기 액적 분사 유닛(2)의 개수는 제어성의 관점에서 100∼1000개의 범위인 것이 바람직하다. 이 경우, 각 액적 분사 유닛(2)은 토너 조성액(10)이 송액관(8)을 통하여 원료 수용 유닛(공통 액 저장기)(7)로부터 각 저장기(14)로 공급되도록 설계된다. 이것은 또한 토너 조성액(10)이 자급적으로 공급되도록 설계되거나 토너 제조 장치의 작동 동안 보조적으로 펌프(9)를 이용하여 토너 조성액(10)을 공급하도록 설계될 수 있다.
액적 분사 유닛의 다른 예에 대해서는 도 9를 참조하여 이하에서 설명한다. 도 9는 상기 액적 분사 유닛을 예시적으로 도시하는 단면 설명도이다.
이러한 유형의 액적 분사 유닛(2)에서는, 전술한 예와 마찬가지로, 호른형 진동자가 진동 발생 수단(13)으로서 사용되고, 상기 진동 발생 수단(13)을 둘러싸도록 토너 조성액(10)의 공급을 위한 유로 부재(15)가 배치되며, 진동 발생 수단(13)의 호른(22)에 박막(12)과 대향하는 위치에 저장기(14)가 형성된다. 또한, 유로 부재(15)의 주위에 소정 간격을 두고 기류가 흐르는 기류로(37)를 형성하도록 기류로 형성 부재(36)가 배치된다. 또한, 도시를 간략화하기 위하여 박막(12)의 노즐(11)은 하나의 노즐만으로 도시되어 있으나 실제로는 전술한 바와 같이 복수개의 노즐이 제공된다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 액적 분사 유닛, 예컨대 제어성의 관점에서 100∼1000 개의 액적 분사 유닛이 입자 형성부(3)를 구성하는 건조탑(건조 수단)의 표면에 배치된다. 이러한 구성으로, 토너의 생산성이 더 개선될 수 있다.
< 원환형 진동 수단 >
도 11에서는, 환형 액적 분사 유닛이 도 1에 도시된 토너 제조 장치에 사용된다.
이하, 환형 액적 분사 유닛(2)을 도 12 내지 14를 참조하여 설명한다.
도 12는 상기 액적 분사 유닛(2)의 확대 단면도이다. 도 13은 하측으로부터 보았을 때의 도 12에 도시된 액적 분사 유닛의 저면 설명도이다. 도 14는 액적 형성 수단을 개략적으로 도시한 확대 단면 설명도이다.
액적 분사 유닛(2)에는 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 함유하는 토너 조성액(10)을 분무하여 액적을 방출함으로써 액적을 형성하도록 구성된 액적 형성 수단(16)과 상기 액적 형성 수단(16)에 토너 조성액(10)을 공급하기 위한 저장기(유로)(14)를 형성하는 유로 부재(15)가 장착되어 있다.
액적 형성 수단(16)은 복수의 노즐(토출구)(11)가 형성된 박막(12)과 상기 박막(12)을 진동시키는 원환형 진동 발생 수단(전기-기계 변환 수단)(17)으로 구성되어 있다. 이 실시양태에서, 박막(12)의 최외주부(도 14에서 빗금친 영역)는 토너 조성액(10)에 불용성인 수지 결착 재료에 의한 접합 고정에 의하여 또는 용접에 의하여 유로 부재(15)에 연결된다. 진동 발생 수단(17)은 상기 박막(12)의 변형 가능 영역(16A)[유로 부재(15)에 고정되지 않은 영역] 내의 주위에 배치된다. 상기 진동 발생 수단(17)에는 리드선(21 및 22)을 통하여 구동 회로(구동 신호 발생원)(23)로부터 소정 주파수의 구동 전압(구동 신호)이 인가됨으로써 예컨대 곡진동(flexural vibration)이 발생한다.
액적 형성 수단(16)에서는, 저장기(14)에 면하도록 복수의 노즐(11)이 배열된 박막(12)의 변환 가능 영역(16A) 내부 주위에 원환형 진동 발생 수단(17)을 배치함으로써 예컨대 진동 발생 수단(17A)이 박막(12)의 주위를 유지하는 도 15에 도시된 비교예에 사용된 구성에 비하여 박막(12)의 변위량이 비교적 커진다. 따라서, 이러한 큰 변위량이 얻어질 수 있는 비교적 큰 표면적(1 mm 이상의 직경)을 갖는 영역에 복수의 노즐(11)이 배치될 수 있으므로 이들 복수의 노즐(11)로부터 한번에 많은 양의 액적이 안정적으로 형성되어 방출될 수 있다.
도 11은 단 하나의 액적 분사 유닛(2)이 배치된 예를 도시하나, 도 16에 도시된 바와 같이, 복수의 액적 분사 유닛(2), 제어성의 관점에서 예컨대 100∼1,000 개의 액적 분사 유닛(2)(도 16에서는 단 4 개의 유닛이 도시되어 있음)을 입자 형성부(3)의 표면(3A)에 배열하고 송액관(8A)을 원료 수용 유닛(7)(공통 저장기)로부터 각 액적 분사 유닛(2)으로 연결하여 토너 조성액(10)을 각 액적 분사 유닛(2)으로 공급하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로, 한번에 다량의 액적을 방출할 수 있어 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
< 액적 형성 메카니즘 >
이하, 액적 형성 수단으로서 액적 분사 유닛(2)에 기초한 액적 형성 메카니즘에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 각 액적 분사 유닛(2)은 저장기(14)에 면한 복수의 노즐(11)을 갖는 박막(12)에 기계적 진동 수단인 진동 수단(13)에 의하여 발생된 진동을 전파시켜 박막(12)을 주기적으로 진동시키고 비교적 큰 표면적(직경: 1 mm 이상)의 영역에 복수의 노즐(11)을 배치하여 이들 복수의 노즐(11)로부터 액적을 안정적으로 형성하여 방출할 수 있도록 구성된다.
도 17에 도시된 바와 같은 단순 원환막(12)의 주변부(12A)가 고정되는 경우, 주변부(12A)는 기본 진동의 마디가 되고, 도 18에 도시된 바와 같이, 박막(12)의 중심 "0"에서 진동 변위(ΔL)가 최대값(ΔLmax)이 되는 단면 형상이 되어 진동 방향으로 주기적으로 상하 진동한다.
또한, 도 19 및 20에 도시된 바와 같은 더 고차원의 모드가 존재하는 것이 알려져 있다. 이들 각 모드는 원형막 내에 동심원상으로 마디를 1개 또는 복수 가지며 실질적으로 축대칭으로 변형된 형상을 가진다. 또한 도 21에 도시된 바와 같이, 중심부를 볼록부(12c)로 함으로써 액적의 진행 방향을 제어하고 진동의 진폭을 조절할 수 있다.
원형 박막의 각 위치에 제공된 노즐 근방의 액체에는 원형 박막의 진동에 의하여 상기 박막의 진동 속도 "Vm"에 비례한 음압 "Pac"이 발생한다. 음압은 매질(토너 조성액)의 방사 인피던스 "Zr"의 반응으로서 발생한다고 알려져 있다. 음압은 하기 방정식 (1)에 나타낸 바와 같이 방사 임피던스와 막의 진동 속도 "Vm"의 곱으로 하기 식의 방정식으로 표현된다.
Pac (r,t) = Zr x Vm (r,t) ..................... 방정식 (1)
막의 진동 속도 "Vm"는 시간과 더불어 주기적으로 변동하기 때문에 주기 시간의 함수이다. 예컨대, 사인 파형 및 직사각형 파형과 같은 여러 주기 변동을 형성하는 것이 가능하다. 전술한 바와 같이, 진동 방향으로의 진동 변위는 막의 각 위치에서 상이하며 진동 속도 "Vm"는 또한 막 상의 위치 좌표의 함수이기도 하다. 본 발명에서 사용되는 막의 진동 형태는 상술한 바와 같이 축대칭이다. 따라서, 진동 형태는 실질적으로 반경 좌표(radial coordinate)의 함수이다.
상기한 바와 같이, 상기 설명한 바와 같은 분포를 갖는 막의 진동 변위 속도에 비례하여 음압이 발생하고 음압의 주기적 변화에 따라 토너 조성액이 증기상으로 토출된다.
증기상으로 주기적으로 토출되는 토너 조성액은 액상과 증기상의 표면 장력 차로 인하여 구체로 형성되므로, 액적 형성 현상이 주기적으로 발생한다.
액적 형성을 가능하게 하는 막의 진동 주파수는 20 kHz ∼ 2.0 MHz, 바람직하게는 50 kHz ∼ 500 kHz 범위이다. 진동 주기가 20 kHz 이상이면, 토너 조성액 중 안료, 왁스 등의 미립자의 분산이 촉진된다.
또한, 상기 음압의 변위량이 10 kPa 이상이면, 미립자 분산 촉진 효과가 더 효율적으로 발휘된다.
형성되는 액적의 직경은 상기 막에 형성된 노즐 근방의 액적의 진동 변위가 클수록 커지는 경향이 있으며, 진동 변위가 작은 경우, 소적이 형성되거나 또는 액적이 형성되지 않는다. 각 노즐 위치에서 액적의 크기 변동을 저감시키기 위하여 막의 최적 진동 변위가 얻어지도록 노즐의 적절한 배열을 규정하여야 한다.
본 발명에서는 도 18 내지 20에서 설명한 바와 같이, 상기 기계적 진동 수단에 의하여 발생되는, 노즐 근방에서의 막의 진동 방향으로의 진동 변위 ΔL의 최대값(ΔLmax)과 최소값(ΔLmin)의 비 "R" (= ΔLmax / ΔLmin)가 2.0 이내에 있는 위치에 노즐을 배치함으로써 액적의 크기 변동을 고화질 화상을 제공할 수 있는 토너 미립자를 형성하는 데 필요한 범위로 유지할 수 있음을 발견하였다.
토너 조성액의 조건을 변경한 결과로서, 점도가 20 mPaㆍs 이하이고 표면 장력이 20 mN/m ∼ 75 mN/m인 조건 범위가 위성 발생이 개시되는 조건 범위와 유사함을 발견하였다. 용어 "위성"은 보통의 환경에서 얻어질 수 있는 액적의 직경보다 명백히 작은 직경을 갖는 액적을 의미한다. 진동 변위가 표적 직경을 갖는 액적이 생성될 수 있는 진동 변위보다 큰 경우, 주요 액적과 함께 소적이 생성될 수 있는데, 이렇게 생성되는 소적을 "위성"이라 부른다. 진동 변위가 표적 직경을 갖는 액적이 생성될 수 있는 진동 변위보다 작은 경우, 표적 직경보다 작은 직경을 갖는 액적도 또한 생성되며, 이러한 소적도 또한 "위성"이라 불린다. 상기 발견에 기초하여, 음압 변동은 500 kPa 이하, 더 바람직하게는 100 kPa 이하이어야 한다는 것을 인식하였다.
< 복수의 노즐을 갖는 박막 >
복수의 노즐을 갖는 박막은, 상기한 바와 같이, 토너 재료의 용액 또는 분산액을 토출시켜 액적을 형성하는 부재이다.
상기 박막(12)의 재질 및 노즐(11)의 형상은 특별히 한정되지 않으며 의도하는 용도에 따라 적당히 선택될 수 있다. 예컨대, 박막(12)은 두께 5∼500 ㎛의 금속판으로 형성되고 각 노즐(11)의 개구경은 3∼35 ㎛인 것이 노즐(11)로부터 토너 조성액(10)의 액적이 분사될 때 매우 균일한 입도를 갖는 미소 액적을 발생시킨다는 관점에서 바람직하다. 또한, 상기 노즐(11)의 개구경은 노즐 개구가 각각 완전한 원으로 형성되면 직경을 의미하고 각각 타원으로 형성되면 짧은 축을 의미한다. 노즐(11)의 개수는 2∼3000개가 바람직하다.
- 건조 -
형성된 액적으로부터 사용된 용매를 제거하는 액적 건조는 가열된 건조 질소 기체와 같은 기체 중에 액적을 방출하여 실시한다. 필요할 경우 유동상 건조 및 진공 건조와 같은 2차 건조가 실시된다.
본 발명의 토너를 사용하는 화상 현상 방법에서는, 전자 사진법에 사용되는 종래의 정전 잠상 담지체를 모두 사용할 수 있으나, 예컨대 유기 정전 잠상 담지체, 비정질 실리카 정전 잠상 담지체, 셀레늄 정전 잠상 담지체, 산화 아연 정전 잠상 담지체 등이 적당히 사용된다.
이하에서, 본 발명은 구체적인 실시예에 의하여 더 상세히 설명되지만 본 발명이 하기 실시예에 한정되지 않음을 이해할 것이다.
(실시예 1)
- 착색제 분산액의 제조 -
먼저, 착색제로서 카본 블랙의 분산액을 제조하였다.
구체적으로는 17 질량부의 카본 블랙(REGAL 400, Cabot Corp사 제조) 및 3 질량부의 안료 분산제를 80 질량부의 아세트산에틸에 첨가하고 교반 블레이드를 갖는 믹서를 사용하여 1차로 분산시켜 1차 분산액을 얻었다. 안료 분산제로서는, AJISPER PB821(Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc사 제조)을 사용하였다. 얻어지는 1차 분산액을 DYNO MILL을 사용하여 강력한 전단력 하에 미세하게 분산시켜 5 ㎛ 이상의 응집체를 완전히 제거한 2차 분산액을 제조하였다.
- 왁스 분산액의 제조 -
다음으로, 왁스 분산액을 제조하였다.
구체적으로는, 18 질량부의 카르나바 왁스 및 2 질량부의 왁스 분산제를 80 질량부의 아세트산에틸에 첨가하고 교반 블레이드를 갖는 믹서를 사용하여 1차로 분산시켜 1차 분산액을 제조하였다. 상기 1차 분산액을 교반하면서 80℃로 가열하여 카르나우바 왁스를 용해시킨 다음 1차 분산액의 온도를 실온으로 감소시켜 최대 직경이 3 ㎛ 이하가 되도록 왁스 입자를 침전시켰다. 왁스 분산제로서, 폴리에틸렌 왁스에 스티렌-부틸 아크릴레이트 공중합체를 그래프팅하여 제조한 것을 사용하였다. 얻어진 분산액을 DYNO MILL을 이용하여 강한 전단력 하에 더 미세하게 분산시켜 최대 직경이 2 ㎛ 이하인 왁스 분산액을 제조하였다.
- 토너 조성물 분산액의 제조 -
다음으로, 이하에 결착 수지로서 개시되는 수지, 착색제 분산액 및 왁스 분산액을 교반하고 교반 블레이드를 갖는 믹서를 사용하여 10분 동안 균일하게 분산시켜 고형분 함량이 15 질량%인 토너 조성물 분산액을 제조하였다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ....................................................... 325 질량부
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ................................. 108 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 167 질량부
폴리에스테르 수지의 질량 평균 분자량은 61,000이었고 유리 전이 온도는 60℃였다. 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지의 질량 평균 분자량은 55,000 이었고 유리 전이 온도는 61℃였다.
폴리에스테르 수지로 구성되는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 325 질량부의 아세트산에틸 용액 및 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지로 구성되는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 108 질량부의 아세트산에틸 용액을 혼합하고, 상기 혼합물 용액을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성인 것이 확인되었다.
- 토너의 제조 -
얻어진 토너 조성물 분산액을 이유체 스프레이 노즐을 사용하여 0.1 MPa의 공기 압력에서 질소 기체(45℃) 내로 분무하고, 사이클론으로 액적을 수집한 후 3일 동안 공기 송풍으로 40℃에서 건조하여 흑색 미립자를 얻었다.
또한, 흑색 미립자를 풍력 분급기에서 미분 분급한 후, 1.0 질량%의 소수성 실리카(H2000, Clariant Japan K. K. 제조)를 HENSCHEL MIXER(MITSUI MINING CO., LTD사 제조)를 사용하여 흑색 미립자에 외부 첨가하여 "블랙 토너 a"를 제조하였다.
얻어진 "블랙 토너 a"에서, 평균 원형도, 체적 평균 입경(Dv) 및 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비를 다음과 같이 측정하였다. 결과적으로, "블랙 토너 a"의 평균 원형도는 0.98이고, 체적 평균 입경(Dv)은 5.9 ㎛이며, 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비는 1.28임을 알았다. 표 1은 상기 측정 결과를 나타낸다.
< 평균 원형도 >
각 토너의 평균 원형도를 유동 입자 상 해석 장치 FPIA 2000(SYSMEX Corp사 제조)로 측정하였다. 구체적으로, 용기에서, 미리 불순한 고체 생성물을 제거한 100 mL ∼ 150 mL의 물에 0.1 mL ∼ 0.5 mL의 계면활성제 (알킬벤젠 설포네이트)를 분산제로서 첨가한 다음 여기에 약 O.1∼0.5 g의 각 측정 샘플을 더 첨가하고 샘플이 분산된 현탁액을 초음파 분산 장치를 사용하여 1∼3분 동안 분산시켰더니 분산액의 농도가 3,000/μL ∼ 10,000/μL였다. 이후, 각 토너의 형상 및 입도 분포를 측정하여 평균 원형도를 구하였다.
< 체적 평균 입경 및 입도 분포 >
천공 직경이 100 ㎛인 입도 측정 장치("MULTISIZER III" Beckman Coulter Co사 제조)에 의하여 각 토너의 체적 평균 입경(Dv) 및 수 평균 입경(Dn)을 측정하고 분석 소프트웨어(BECKMAN COULTER MULTISIZER 3 VERSION 3.51)로 분석하였다.
구체적으로는, 100 mL의 유리 비이커에, 0.5 mL의 10 질량% 계면활성제(알킬벤젠 설포네이트, SC-A, Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd사 제조)를 첨가하고, 0.5 g의 각 토너를 첨가하고, 마이크로 스파출라로 혼합하였다. 이어서, 여기에 80 mL의 이온 교환수를 첨가하였다. 얻어진 분산액을 초음파 분산 장치(W-113MK-II, HONDA ELECTRONICS CO., LTD사 제조)로 10분 동안 분산시켰다. 각 분산액의 체적 평균 입경 및 입도 분포를 측정 용액으로서 ISOTON III(Beckman Coulter Co사 제조)을 사용하는 MULTISIZER III으로 측정하였다. 얻어진 입도 분포에 기초하여, 체적 평균 입경(Dv) 및 수 평균 입도(Dn)를 측정할 수 있다. 입도 분포의 지표로서, 각 토너의 체적 평균 입경(Dv)을 수 평균 입경(Dn)으로 나누어 얻은 Dv/Dn 비를 사 용할 수 있다. 측정용 용액이 완전히 단분산되는 경우, Dv/Dn 비는 1이며, Dv/Dn 값이 클수록, 입도 분포는 넓어진다.
- 캐리어의 제조 -
ㆍ실리콘 수지(유기 직쇄 실리콘) ............... 100 질량부
ㆍ톨루엔 ...................................... 100 질량부
ㆍγ-(2-아미노에틸)아미노프로필 트리메톡시실란 5 질량부
ㆍ카본 블랙 ................................... 10 질량부
상기 성분들을 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 호모믹서를 사용하여 20분 동안 분산시켜 코트층 형성 용액을 제조하였다. 이 코트층 형성 용액을 유동상형 코팅 장치를 사용하여 입경이 50 ㎛인 1000 질량부의 구상 마그네타이트 입자의 표면에 도포함으로써 자성 캐리어 A를 얻었다.
- 현상제의 제조 -
볼 밀에서, 96 질량부의 자성 캐리어 A를 4 질량부의 "토너 a"와 혼합하여 2성분 현상제를 제조하였다.
(실시예 2)
이유체 스프레이 노즐을 회전 원반형 노즐로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 유사한 방식으로 "블랙 토너 b" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 b는 평균 원형도가 0.97이고 체적 평균 입경 Dv가 5.8 ㎛μm이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.23이었다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나 타낸다.
(실시예 3)
이유체 스프레이 노즐을 도 11에 도시한 바와 같은 토너 제조 장치(복수의 균일 직경 노즐을 갖는 박막을 둘러싸도록 기계적 진동 수단이 원환형으로 형성됨)로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 유사한 방식으로 "블랙 토너 c" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 c는 평균 원형도가 0.96이고 체적 평균 입경 Dv가 5.1 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.09였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 블랙 토너 c의 형상 불규칙화도는 실시예 1 및 2보다 컸다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
사용된 박막은 외경 8.0 mm, 두께 20 ㎛의 니켈판에 각각 완전한 원으로 형성된 직경 8 ㎛의 토출공(노즐)을 전기주형법으로 제조하였고, 상기 토출공은 각 토출공 간의 거리가 100 ㎛가 되도록 하운드투스 체크 패턴(houndtooth check pattern)으로 박막의 중심으로부터 5 mm의 직경을 갖는 범위에만 제공하였다.
압전체로서는, 티탄산지르콘산납(PZT)을 적층체로 형성하여 사용하고, 진동 주파수는 100 kHz로 조절하였다.
(실시예 4)
이유체 스프레이 노즐을 도 1에 도시한 바와 같은 토너 제조 장치(기계적 진동은 복수의 균일 직경 노즐을 갖는 박막에 대하여 평행한 진동면을 수직 방향으로 종진동시키는 방식에 기초함)로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 유사한 방식으로 "블랙 토너 d" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 d는 평균 원형도가 0.96이고 체적 평균 입경 Dv가 4.8 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.05였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 블랙 토너 d의 형상 불규칙화도는 실시예 1 및 2보다 컸다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
사용된 박막은 외경 8.0 mm, 두께 20 ㎛의 니켈판에 각각 완전한 원으로 형성된 직경 8 ㎛의 토출공(노즐)을 전기주형법으로 제조하였고, 상기 토출공은 각 토출공 간의 거리가 100 ㎛가 되도록 하운드투스 체크 패턴(houndtooth check pattern)으로 박막의 중심으로부터 5 mm의 직경을 갖는 범위에만 제공하였다.
압전체로서는, 티탄산지르콘산납(PZT)을 적층체로 형성하여 사용하고, 진동 주파수는 180 kHz로 조절하였다.
(실시예 5)
조제되는 토너 조성물 분산액의 양을 이하의 값으로 변경하고 고형분 함량을 5 질량%로 변경한 것을 제외하고 실시에 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 e" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 e는 평균 원형도가 0.95이고 체적 평균 입경 Dv가 3.9 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.04였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ....................................................... 325 질량부
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ................................. 108 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ....................................... 1,500 질량부
(실시예 6)
조제되는 토너 조성물 분산액의 양을 이하의 값으로 변경하고 고형분 함량을 40 질량%로 변경한 것을 제외하고 실시에 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 f" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 f는 평균 원형도가 0.97이고 체적 평균 입경 Dv가 6.8 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.07이었다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 50 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ........................................................ 130 질량부
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 50 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 .................................. 43 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 10 질량부
폴리에스테르 수지를 포함하는 50 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 130 질량부 및 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 50 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 43 질량부를 혼합하고, 상기 혼합물 용액을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성임을 확인하였다.
(실시예 7)
스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지에 대한 폴리에스테르 수지의 질량비를 50/50으로 변경한 것을 제외하고 실시예 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 g" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 g는 평균 원형도가 0.96이고 체적 평균 입경 Dv가 4.6 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.05였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ....................................................... 217 질량부
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ................................. 217 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 167 질량부
폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 217 질량부 및 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 217 질량부를 혼합하고, 상기 혼합물 용액을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성임을 확인하였다.
(실시예 8)
스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지에 대한 폴리에스테르 수지의 질량비를 25/75로 변경한 것을 제외하고 실시예 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 h" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 h는 평균 원형도가 0.97이고 체적 평균 입경 Dv가 4.5 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.05였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ....................................................... 108 질량부
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ................................. 325 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 167 질량부
폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 108 질량부 및 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질 량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 325 질량부를 혼합하고, 상기 혼합물 용액을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성임을 확인하였다.
(실시예 9)
토너 조성물 분산액의 조제에서 폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액을 폴리올 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액으로 변경한 것을 제외하고 실시예 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 i" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 i는 평균 원형도가 0.96이고 체적 평균 입경 Dv가 4.7 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.05였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
"폴리올 수지"는 에폭시 골격을 갖는 폴리에테르 폴리올 수지이고, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 A 에틸렌 옥시드 부가물의 글리시딜 화합물, 비스페놀 F 또는 p-쿠밀페놀을 질소 분위기 하에서 175℃의 반응 온도에서 10시간 동안 중합시켜 얻을 수 있다. 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정한 폴리올 수지의 질량 평균 분자량은 21,000이고 수 평균 분자량(Mn)에 대한 질량 평균 분자량(Mv)의 비(Mw/Mn)는 4.2였다.
폴리올 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 325 질량부 및 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 108 질량부를 혼합하고, 상기 혼합물 용액 을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성임을 확인하였다.
(실시예 10)
토너 조성물 분산액의 조제에서 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액을 스티렌-부타디엔 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액으로 변경한 것을 제외하고 실시예 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 j" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 j는 평균 원형도가 0.97이고 체적 평균 입경 Dv가 5.0 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.06이었다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
이하, 스티렌-부타디엔 공중합체 수지의 합성 방법 및 특성을 설명한다.
교반기 및 재킷이 장착된 1O L 내압 중합 탱크에, 4,800 질량부의 아세트산에틸 및 1,131 질량부의 스티렌 단량체를 첨가하고, 상기 혼합물을 교반하면서 -8℃로 냉각하고, 상기 혼합물에 -8℃ 미만의 온도로 냉각시킨 169 질량부의 액화 부타디엔 단량체를 첨가하고 충분히 교반하였다.
또한, 상기 혼합물에 0.15 질량부의 염화철 분말 및 23.4 질량부의 t-헥실퍼옥시벤조에이트를 첨가하고, 교반하고, 압력을 유지하면서 상기 시스템의 온도를 65℃로 증가시키고, 시스템의 상태를 12시간 동안 유지하였다. 이후, 시스템을 일 단 10℃로 냉각시킨 다음 상압에서 퍼징하였다. 또한, 시스템의 온도를 증가시킨 다음 아세트산에틸 환류 하에 3시간 동안 노화시킨 후, 시스템을 냉각시켜 스티렌-부타디엔 수지의 아세트산에틸 용액을 얻었다. 이렇게 얻어진 스티렌-부타디엔 수지의 열분해 기체 크로마토그래피에 의한 분석 결과, 스티렌 함량이 88 질량%, 부타디엔 함량이 12 질량%, 고형분 함량이 20.5 질량%임이 확인되었다. GPC로 측정한 스티렌-부타디엔 수지의 분자량은 질량 평균 분자량이 34,000이고, 유리 전이 온도는 57℃였다.
폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 325 질량부 및 스티렌-부타디엔 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 108 질량부를 혼합하고, 상기 혼합물 용액을 와이어 바를 사용하여 투명한 PET 필름에 도포하고 건조하였고, 이후 코트 필름이 백탁되어 이들 수지가 서로 비상용성임을 확인하였다.
(비교예 1)
토너 조성물 분산액의 조제량을 이하와 같이 변경하고 결착 수지를 폴리에스테르 수지만으로 변경한 것을 제외하고 실시에 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 k" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 k는 평균 원형도가 1.00이고 체적 평균 입경 Dv가 4.6 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.04였다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ폴리에스테르 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에 틸 용액 ....................................................... 434 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 167 질량부
(비교예 2)
토너 조성물 분산액의 조제량을 이하와 같이 변경하고 결착 수지를 스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지만으로 변경한 것을 제외하고 실시에 4와 유사한 방식으로 "블랙 토너 l" 및 현상제를 제조하였다.
얻어진 블랙 토너 l은 평균 원형도가 0.99이고 체적 평균 입경 Dv가 5.0 ㎛이며 측정된 수 평균 입경(Dn)에 대한 체적 평균 입경(Dv)의 Dv/Dn 비가 1.06이었다. 이들 값은 실시예 1과 동일한 방식으로 측정하였다. 표 1은 측정 결과를 나타낸다.
ㆍ스티렌-n-부틸 아크릴레이트 공중합체 수지를 포함하는 20 질량%의 고형분 함량을 갖는 아세트산에틸 용액 ................................. 434 질량부
ㆍ착색제 분산액 ........................................ 42 질량부
ㆍ왁스 분산액 .......................................... 25 질량부
ㆍ아세트산에틸 ......................................... 167 질량부
이어서, 실시예 1∼10 및 비교예 1∼2의 현상제를 이하의 방식에 따라 세정성에 대하여 평가하였다. 표 1은 평가 결과를 나타낸다
< 세정성 >
각 현상제를 시판 복사기(IMAGIO NEO C325, Ricoh Company Ltd사 제조)에 넣고, 화상 면적률 30%의 화상을 현상하고, 전사지에 전사 후, 감광체 표면에 잔존하는 미전사 토너를 세정 블레이드로 제거하는 중에 복사기를 정지시키고, 세정 단계를 통과한 감광체 표면에 잔류하는 미전사 토너를 스카치 테이프(Sumitomo 3M Ltd사 제조)를 사용하여 백지에 옮겼다. 상기 백지에서, 10 개소를 선택하여 Macbeth 반사 밀도 계측기 RD514 모델을 사용하여 측정하고, 그 평균값과 동일한 테이프를 백지에 부착하였을 때의 측정 결과의 차를 측정하여, 다음 기준에 따라 각 현상제의 세정성을 평가하였다. 세정 블레이드로서는 2만매 인쇄 후의 감광체 표면의 세정에 사용된 세정 블레이드를 사용하였다.
[평가 기준]
A: 우수: 차이 0.01 이하.
B: 양호: 차이 0.015 이하.
C: 불량: 차이 0.015 초과.
체적 평균 입경 Dv(㎛) Dv/Dn 평균 원형도 세정성
실시예 1 5.9 1.28 0.98 B
실시예 2 5.8 1.23 0.97 B
실시예 3 5.1 1.09 0.96 A
실시예 4 4.8 1.05 0.96 A
실시예 5 3.9 1.04 0.95 A
실시예 6 6.8 1.07 0.97 B
실시예 7 4.6 1.05 0.96 A
실시예 8 4.5 1.05 0.97 B
실시예 9 4.9 1.06 0.95 A
실시예 10 5.0 1.06 0.97 B
비교예 1 4.6 1.04 1.00 C
비교예 2 5.0 1.06 0.99 C
본 발명의 토너는 단일분산성 및 형상 불규칙성을 가지므로 블레이드 세정성이 우수하며 장기간에 걸쳐 실질적으로 화상 품질의 열화가 없는 고해상도의 고정밀 고품질의 화상을 형성할 수 있으므로 전자 사진, 정전 기록, 정전 인쇄 등에서 정전 잠상을 현상하기 위한 현상제에 적합하게 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 서로 비상용성인 수지 A 및 수지 B를 포함하는 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 포함하는 토너로서, 2종 이상의 결착 수지 및 착색제를 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조한 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하고 상기 액적을 고화시킴으로써 제조되는 평균 원형도가 0.93∼0.98인 토너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토너 조성액은 고형분 함량이 5∼40 질량%인 것인 토너.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지 A는 폴리에스테르 수지 및 폴리올 수지 중 임의의 하나인 것인 토너.
  4. 제1항에 있어서, 수지 A 및 수지 B의 조합은 폴리에스테르 수지와 스티렌-(메트)아크릴 수지의 조합; 폴리올 수지와 스티렌-(메트)아크릴 수지의 조합; 및 폴리에스테르 수지와 스티렌-부타디엔 공중합체 수지의 조합 중 하나인 것인 토너.
  5. 제1항에 있어서, 상기 토너 조성액은 이형제를 포함하는 것인 토너.
  6. 제1항에 있어서, 체적 평균 입경이 1∼10 ㎛이고 입도 분포(체적 평균 입경 / 수 평균 입경)가 1.00∼1.10인 것인 토너.
  7. 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하는 단계 및 상기 형성된 액적을 고화시키는 단계를 포함하는 토너 제조 방법으로서, 상기 토너 조성물은 2 이상의 결착 수지 및 착색제를 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조하며, 상기 2 이상의 결착 수지는 적어도 서로 비상용성인 수지 A와 수지 B를 포함하고, 상기 토너는 원형도가 0.93∼0.98인 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 액적의 형성에서 액적은 다유체 스프레이 노즐을 사용하여 형성되는 것인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 액적의 형성에서 액적은 회전 원반형 분무기를 사용하여 형성되는 것인 방법.
  10. 제7항에 있어서, 액적의 형성에서, 토너 조성액은 토너 조성물을 저장하기 위한 저장기에 제공된 복수의 노즐을 갖는 박막으로부터 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 방출되어 액적을 형성하며, 상기 기계적 진동 수단은 상기 박막 주위에 원환형으로 형성된 진동 발생 수단인 것인 방법.
  11. 제7항에 있어서, 액적의 형성에서, 토너 조성액은 토너 조성물을 저장하기 위한 저장기에 제공된 복수의 노즐을 갖는 박막으로부터 기계적 진동 수단에 의하여 주기적으로 방출되어 액적을 형성하며, 상기 기계적 진동 수단은 상기 박막과 평행하게 형성되어 상기 박막에 대하여 수직으로 진동하는 진동면을 갖는 것인 방법.
  12. 토너 조성액을 증기상에서 분무하여 액적을 형성하는 단계 및 상기 형성된 액적을 고화시키는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조된 토너로서, 상기 토너 조성물은 2 이상의 결착 수지 및 착색제를 유기 용매에 용해 또는 분산시켜 제조하며, 상기 2 이상의 결착 수지는 적어도 서로 비상용성인 수지 A와 수지 B를 포함하고, 상기 토너는 원형도가 0.93∼0.98인 것인 토너.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5429609B2 (ja) * 2009-03-13 2014-02-26 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー
JP5515344B2 (ja) * 2009-03-16 2014-06-11 株式会社リコー トナーの製造方法及びトナー
JP5510029B2 (ja) 2009-05-25 2014-06-04 株式会社リコー 静電荷像現像用トナーの製造方法及び樹脂粒子の製造装置
JP2011022181A (ja) 2009-07-13 2011-02-03 Ricoh Co Ltd トナー製造用液吐出用ヘッド
JP5493530B2 (ja) * 2009-07-16 2014-05-14 株式会社リコー トナーの製造方法
JP5365863B2 (ja) 2009-08-21 2013-12-11 株式会社リコー トナーの製造装置及びトナーの製造方法
JP5617446B2 (ja) * 2009-10-02 2014-11-05 株式会社リコー 電子写真用トナー及び画像形成装置
JP5476978B2 (ja) * 2009-12-21 2014-04-23 株式会社リコー トナーを用いた定着方法
US8797373B2 (en) 2010-03-18 2014-08-05 Ricoh Company, Ltd. Liquid droplet ejecting method, liquid droplet ejection apparatus, inkjet recording apparatus, production method of fine particles, fine particle production apparatus, and toner
JP5594580B2 (ja) 2010-06-15 2014-09-24 株式会社リコー トナーの製造方法
US8603373B2 (en) 2010-11-04 2013-12-10 Ricoh Company, Ltd. Method for producing particles, method for producing toner, and apparatus for producing particles
JP5754219B2 (ja) 2011-04-12 2015-07-29 株式会社リコー トナーの製造方法
JP5754225B2 (ja) 2011-04-19 2015-07-29 株式会社リコー トナーの製造方法及びトナーの製造装置
JP2012223696A (ja) 2011-04-19 2012-11-15 Ricoh Co Ltd 微粒子の製造方法、微粒子製造装置、トナーの製造方法、トナー製造装置及びトナー
JP5807431B2 (ja) 2011-08-02 2015-11-10 株式会社リコー トナーの製造方法及びその製造装置並びに樹脂微粒子の製造方法及びその製造装置
JP2013063387A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 微粒子製造装置および微粒子製造方法、並びにトナー製造装置およびトナー製造方法
JP6016078B2 (ja) 2011-09-20 2016-10-26 株式会社リコー 微粒子製造方法
JP5879857B2 (ja) * 2011-09-20 2016-03-08 株式会社リコー トナーの製造法
JP6103466B2 (ja) 2012-04-16 2017-03-29 株式会社リコー 微粒子及びトナーの製造装置
JP2014042906A (ja) 2012-07-31 2014-03-13 Ricoh Co Ltd 微粒子製造装置、及び微粒子製造方法、並びにこれによって得られるトナー
JP6195152B2 (ja) 2012-09-18 2017-09-13 株式会社リコー 微粒子製造装置
JP6758591B2 (ja) 2015-04-21 2020-09-23 株式会社リコー トナー、現像剤、画像形成装置及び現像剤収容ユニット
JP6520471B2 (ja) 2015-06-29 2019-05-29 株式会社リコー トナー、現像剤、現像剤収容ユニット及び画像形成装置
WO2017043527A1 (ja) * 2015-09-07 2017-03-16 三菱レイヨン株式会社 トナー用マスターバッチとその製造方法、トナーとその製造方法
JP6657832B2 (ja) 2015-11-18 2020-03-04 株式会社リコー 光輝性トナー、トナー収容ユニット、画像形成装置、及び画像形成方法
CN110947310A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 湖南嘉业达电子有限公司 一种压电陶瓷巴块制备用料浆加工装置
JP7157932B2 (ja) * 2019-01-11 2022-10-21 株式会社Sumco シリカガラスルツボの製造装置および製造方法
JP7338396B2 (ja) 2019-10-18 2023-09-05 株式会社リコー トナー、トナーの製造方法、現像剤、トナー収容ユニット、画像形成装置並びに画像形成方法
JP2023000504A (ja) 2021-06-18 2023-01-04 株式会社リコー 画像形成装置及び画像形成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004157267A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Seiko Epson Corp トナーの製造方法、トナー、定着装置および画像形成装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821422A1 (de) * 1977-05-17 1978-12-14 Mita Industrial Co Ltd Entwickler fuer elektrostatische bilder und verfahren zu deren herstellung
JPS5921025B2 (ja) * 1977-06-14 1984-05-17 京セラミタ株式会社 静電像用現像剤及びその製法
JPH07152202A (ja) 1993-11-29 1995-06-16 Hitachi Chem Co Ltd 静電荷像現像用トナー、その製造方法及び現像剤
JP4181736B2 (ja) * 1999-08-10 2008-11-19 株式会社リコー 電子写真用トナー、画像形成方法及び印刷物
JP4356212B2 (ja) * 2000-08-09 2009-11-04 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 静電荷像現像用トナー
JP3786035B2 (ja) 2002-03-07 2006-06-14 セイコーエプソン株式会社 トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナー
JP3952817B2 (ja) 2002-03-20 2007-08-01 セイコーエプソン株式会社 トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナー
US6852463B2 (en) * 2002-03-07 2005-02-08 Seiko Epson Corporation Apparatus for producing toner, method for producing toner, and toner
JP3786034B2 (ja) * 2002-03-07 2006-06-14 セイコーエプソン株式会社 トナー製造装置、トナーの製造方法およびトナー
JP3907101B2 (ja) * 2002-03-22 2007-04-18 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー
CN100375925C (zh) * 2002-06-10 2008-03-19 精工爱普生株式会社 调色剂的制造方法、调色剂及调色剂制造装置
JP2004109485A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー
JP2004109697A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 Ricoh Co Ltd 静電荷現像用トナー
EP1441259B1 (en) * 2003-01-21 2007-07-25 Ricoh Company, Ltd. Toner and developer for developing latent electrostatic images, and image forming apparatus
JP4209336B2 (ja) * 2003-01-21 2009-01-14 株式会社リコー 静電潜像現像用トナー、現像剤、画像形成装置及び画像形成方法
JP2005077784A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Seiko Epson Corp トナー、およびその製造方法
JP2005165069A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Seiko Epson Corp トナーの製造方法およびトナー
US7247414B2 (en) * 2003-12-11 2007-07-24 Seiko Epson Corporation Method for producing resin particles and toner using the resin particles
US7507514B2 (en) * 2004-06-09 2009-03-24 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Toner and manufacturing method of the same
JP2006064351A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Tdk Corp 噴霧乾燥装置
JP4314182B2 (ja) * 2004-10-29 2009-08-12 株式会社巴川製紙所 電子写真用トナー及びその製造方法
JP4715174B2 (ja) * 2004-11-26 2011-07-06 セイコーエプソン株式会社 樹脂微粒子の製造方法、および樹脂微粒子の製造装置
JP4293122B2 (ja) * 2004-11-30 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 トナーの製造方法、トナー製造装置およびトナー
JP4607029B2 (ja) * 2005-03-17 2011-01-05 株式会社リコー トナー製造方法、トナー、及びトナー製造装置
JP4594789B2 (ja) 2005-04-22 2010-12-08 株式会社リコー 粒子製造装置及び粒子群の製造方法
JP5060090B2 (ja) * 2005-09-14 2012-10-31 株式会社リコー 静電荷像現像用トナー、製造方法、及び製造装置、並びに、現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び画像形成装置
JP2007108591A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Kyocera Mita Corp トナー

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004157267A (ja) * 2002-11-05 2004-06-03 Seiko Epson Corp トナーの製造方法、トナー、定着装置および画像形成装置

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