KR101261617B1 - 고해상도 중합 토너 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중합 토너 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 분산제를 함유하는 수계 분산액을 제조하는 단계; 바인더 수지 단량체, 전하조절제, 왁스 및 안료를 포함하는 단량체 혼합액과 상기 수계분산액을 중합시켜 토너를 제조하는 단계; 및 상기 토너로부터 분산제를 제거하는 단계를 거쳐 제조되며, 상기 전하조절제로 산 성분을 포함하는 불포화 화합물을 포함하여 토너 표면으로 상기 산 성분이 부착되어 전하 표면에서의 전하밀도를 높여 고해상도의 중합 토너를 제조할 수 있다.

토너, 중합토너, 극성 단량체, 전하조절제, 전하밀도, 고해상도, 제조방법

Description

고해상도 중합 토너 및 이의 제조 방법{Polymerized toner having high resolution and the preparation method thereof}

본 발명은 전자 사진용 고해상도 중합 토너 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현탁 중합 과정에서 정전하성을 제어하는 전하조절제로서 산 성분을 포함하는 불포화 화합물을 도입함으로써 토너 표면의 전하 밀도를 높여 고해상도를 구현한 중합토너와 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 토너란 고분자 수지에 색채를 형성하는 안료, 토너의 대전 능력을 향상시키기 위한 전하조절제 등을 분산시키고, 토너의 이형성을 향상시키기 위해 왁스 등의 내첨제와, 토너의 유동성을 확보하기 위해 실리카 등의 외첨제를 첨가하여 제조되는 기능성 미립자를 말하는 것으로, 전자 사진 현상 및 정전기적 프린터, 복사기 등의 현상제로 사용된다.

종래 중합 토너는 바인더 수지에 안료, 전하조절제, 왁스 등의 첨가제를 넣고 용융-혼합한 후, 이를 기계적으로 분쇄하는 분쇄법으로 제조되었다.

그러나 상기 분쇄법으로 토너를 제조하는 경우, 중합, 용융-혼합, 분쇄 등 여러 단계를 거쳐야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 에너지 소비가 많으며, 기 계적 분쇄를 이용해 토너 입자의 크기를 조절하기 때문에, 입경 분포가 넓고, 뾰족한 모서리를 가지는 등 토너 입자의 형상이 불규칙하여 인쇄 화질에 문제가 발생하기 쉽고, 토너입자의 크기를 줄이는데 한계가 있어 고화질 화상 형성이 어렵다는 등 여러 가지 문제점이 존재하였다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위해, 현재 토너 시장은 분쇄법 대신 중합법을 이용하여 토너를 제조하는 방향으로 그 흐름이 바뀌고 있다. 중합법이란 기계적 분쇄를 이용하지 않고 중합 반응을 이용하여 토너 입자를 제조하는 방법을 말하는 것으로, 중합법에 의해 토너를 제조하면 소입경화와 입자 형상 제어가 용이하다는 장점이 있다.

이러한 중합법은 유화 중합법과 현탁 중합법으로 구분되는데, 이 중 유화 중합법은 안료, 왁스, 전하조절제 등의 첨가제를 미리 유화시킨 후 이를 수중에서 단량체와 함께 분산시켜 중합하는 방법으로, 중합시의 온도, 시간 등의 조건을 조절하여 토너 입자의 구조와 크기를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 유화 중합법은 제조되는 토너 입자의 크기가 수 나노미터로 매우 미세하게 형성되어 인체에 흡입될 위험이 있고, 유화제로 사용되는 계면활성제 제거가 까다롭다는 단점이 있다.

반면 현탁 중합법은 단량체와 안료, 왁스, 전하조절제 등 각종 첨가제를 균일하게 용해 또는 분산시켜 단량체 혼합물을 제조하고, 이를 분산제가 함유된 수계 분산액에 넣고 전단력을 부여하여 중합하는 방법으로, 제조 공정이 간단하고, 입자의 크기가 10 마이크로미터 정도로 형성되어 사용하기에 적합하고, 균일한 대전성 을 보이는 구형의 토너 입자를 제조할 수 있다는 장점이 있다.

최근 들어 전자 사진 방식의 복사기, 프린터, 팩스가 보급되어 사무실은 물론 슈퍼마켓, 편의점이나 일반 가정에 있어서도 일상적으로 이용하게 되었다. 이러한 전자사진 방식은 정전기를 이용한 화상 형성 공정으로서, 토너의 대전성능이 가장 중요한 관리 항목이다. 즉 현상제로서 적정 대전량의 획득, 공정 스피드에 의존하지 않는 대전성, 연속인자 시의 대전 안정성이 요구되고 있다.

한편, 토너 중에 사용되고 있는 전하조절제(Charge Control Agent, CCA)는 토너에 일정의 정전하(정 또는 부)를 안정하게 부여시키기 위하여 사용되고 있고, 전자사진 방식의 인쇄에서 고정밀도, 고화질의 화상을 얻기 위하여, 또 최근에는 점점 진전하고 있는 인쇄의 고속화에 대응하기 위해서도 필요 불가결한 재료가 되었다.

통상 전하조절제는 토너 중에 분산된 상태로 존재하고, 일부는 토너 표면에 표출되어 마찰에 의해 대전성이 부여되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 중합 초기에 투입되는 전하조절제가 안료, 왁스 등과의 균형으로 표면에 존재할 확률이 떨어져 토너에 부여된 정전하가 안전하게 유지되지 않으면 백지에 오염을 발생시키거나, 만족할만한 화상농도가 얻어지지 않는 등의 불량이 발생한다. 따라서, 고화질의 형상을 형성하기 위해서는 토너에서의 전하조절제의 표면 농도를 높이는 것이 요구된다.

본 발명은 현탁 중합을 이용하여 중합 토너를 제조함에 있어서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 토너 표면에서의 전하밀도를 높여 고해상도의 중합 토너를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 특성을 갖는 중합 토너의 제조방법을 제공하는 데도 있다.

본 발명은 현탁 중합 과정에 정전하성을 제어할 수 있도록 산 성분을 포함하는 불포화 화합물을 전하조절제로 도입하여 토너를 제조함으로써, 토너 표면에서의 전하 밀도를 높여 고해상도의 중합 토너를 제조할 수 있게 되었다.

본 발명에 따른 중합 토너는 산 성분이 토너의 표면에 부착되어 토너 표면에서의 전하 밀도를 높게 유지할 수 있어, 고해상도의 토너 제조가 가능하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중합 토너는 바인더 수지 단량체, 전 하조절제, 왁스 및 안료를 포함하는 중합 토너에 있어서, 상기 전하조절제는 산 성분을 포함하는 불포화 화합물인 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명에 따른 중합 토너의 제조방법은 분산제를 함유하는 수계 분산액을 제조하는 단계; 바인더 수지 단량체, 전하조절제, 왁스 및 안료를 포함하는 단량체 혼합액과 상기 수계분산액을 중합시켜 토너를 제조하는 단계; 및 상기 토너로부터 분산제를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 중합 토너에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 중합 토너는 정전하를 조절하는 전하조절제, 바인더 수지 단량체, 왁스 및 안료 등을 포함하여 이루어진다.

토너의 정전하는 감광체 상에 형성된 정전하상에 토너를 부착시켜 현상화하는 현상 공정에서 필요하다. 이에 기존에는 토너에 일정의 정전하를 안정하게 부여시키기 위하여 전하조절제를 토너의 주요 구성 물질로 사용했다. 현탁 중합 과정에 1 내지 10중량%로 적용되는 전하조절제는 중합 후 토너 중에 분산된 상태로 존재하고 일부는 토너 표면에 표출되게 된다. 토너에서는 마찰에 의해 대전성이 부여되기 때문에 토너 표면에 존재하고 있는 전하조절제 자체가 대전되어 토너에 적당한 대전량을 갖게 되는 것이다.

이에 본 발명에서는 상기 정전하성을 제어하는 역할을 하는 전하조절제로서 산성 작용기가 포함된 불포화 화합물을 사용한다. 그 함량은 전체 중합 토너 중 0.01 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 전하조절제의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 프린팅시 필요한 충분한 전하 밀도를 갖지 못하며, 5중량%를 초과하는 경우에는 필요 이상으로 높은 전하 밀도를 가지게 되어 프리팅시 오히려 화상이 저하되는 현상이 발생되어 바람직하지 못하다.

상기 전하조절제로 사용되는 산성 작용기가 포함된 불포화 화합물에서 산성 작용기는 설포닉산, 카르복실산, 및 카르보닉산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 산 성분을 포함하는 불포화 화합물의 구체적인 예로는, 다음 화학식 1 내지 3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이다.

화학식 1

상기 식에서, R은 아미드기, 에스터기, 카보닐기 중에서 선택된 것임.

화학식 2

상기 식에서, R'은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.

화학식 3

상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.

본 발명의 중합 토너에 포함되는 바인더 수지 단량체는 방향족 비닐계 단량체, (메트)아크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, 모노클로로스티렌, 메틸스티렌, 및 디메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 방향족 비닐계 단량체의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량 중 30 내지 90중량%인 것이 바람직하다. 방향족 비닐계 단량체의 함량을 30 내지 90중량%로 한정하는 이유는 토너의 유리전이온도를 맞추기 위한 것으로, 함량이 30중량% 미만인 경우에는 토너의 유리 전이 온도가 너무 낮아져 프린팅시 토너가 퓨징 롤러(fusing roller)에 달라붙는 오프셋 현상이 발생할 수 있으며, 90중량%를 초과하는 경우에는 토너의 유리전이온도(Tg)가 너무 높아져 정착성이 나빠지기 때문이다.

상기 (메트)아크릴레이트계 단량체에는 메틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 및 2-에틸헥실 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이다.

또한, 상기 디엔계 단량체에는 부타디엔, 이소프렌 등이 포함된다. 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체와 디엔계 단량체는 단독으로 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 단량체 혼합물 전체 중량 중 5 내지 70 중량%인 것이 바람직하다. 이처럼 함량을 한정하는 것은 방향족 비닐계 단량체의 경우와 마찬가지로 토너의 유리 전이 온도를 적정 수준으로 맞추기 위함이다.

상기 산성 올레핀계 단량체에는 카르복실기를 가진 α, β-에틸렌계 화합물 등이 포함되며, 상기 염기성 올레핀계 단량체로는 아민기나 4차 암모늄기를 가진 지방족 알콜의 메타크릴산 에스테르계, 메타크릴 아미드계, 비닐 아민계, 디아릴 아민계, 그의 암모늄염 등이 포함된다. 상기 산성 올레핀계 단량체와 염기성 올레핀계 단량체는 단독으로 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 단량체 혼합물 전체 중량 중 0.1 내지 20 중량%인 것이 바람직하다. 산성 올리핀계 단량체와 염기성 올리핀계 단량체는 표면의 대전 특성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 20중량%를 넘어서게 되면 토너 중합시 반응 안정성이 나빠져 토너 입자들이 서로 응집하는 현상이 발생할 수 있다.

상기 바인더 수지 단량체는 중합 토너를 구성하는 전하조절제, 왁스 및 안료를 제외한 나머지의 함량으로 포함된다.

상기 분산제는 인산 칼슘염, 마그네슘염, 친수성 실리카, 소수성 실리카 및 콜로이달 실리카로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 무기 분산제; 폴리옥 시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬페놀에테르, 소비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리비닐 알코올, 알킬 셀룰로오스 및 폴리 비닐 피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 비이온성 고분자 분산제; 및 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 아민, 폴리비닐 아민 N-옥사이드, 폴리비닐 암모늄염, 폴리디알킬디알릴 암모늄염, 폴리아크릴산, 폴리스티렌 설폰산, 폴리아크릴산염, 폴리스티렌 설폰산염 및 폴리아미노알킬 아크릴산염으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 이온성 고분자 분산제 중에서 선택하여 단독 또는 1종이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 전체 수계 분산액 중 1 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 분산제의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 현탁 중합시 반응 안정성이 떨어지고, 10중량%를 초과하는 경우에는 부반응물(에멀젼 입자)의 형성이 증가하고, 토너입자 크기가 원하는 수준보다 작게 형성될 수 있기 때문이다.

상기 안료는 금속 분말형, 금속물 산화형, 카본형, 황화물형, 크롬염형 및 페로 시아니드형으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 무기 염료; 또는 아조형, 산성 염료형, 염기성 염료형, 모단트 염료형, 프탈로시아니, 퀴나크리돈형 및 디옥산형으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 유기 염료; 중에서 1종 이상 선택하여 단독 또는 1종이상 혼합하여 사용할 수 있다. 안료의 함량은 전체 중합 토너 중 1 내지 20중량% 인 것이 바람직하다. 안료가 1중량% 미만인 경우에는 원하는 색을 충분히 구현할 수 없고, 20중량%를 초과하는 경우에는 단량체와 안료 사이의 분산에 어려움이 있기 때문이다.

상기 왁스로는 파라핀계 왁스, 폴리에틸렌/폴리프로필렌의 폴리올레핀계 왁스와 이들의 변성물인 산화물이나 그래프트 반응물, 스테아린산 아미드 등의 아미드계 왁스; 에스테르계 왁스 등의 왁스류; 카나바 왁스, 라이스 왁스, 식물계 왁스, 알킬화 변성 실리콘 등의 고형 실리콘계 왁스; 고급 지방산 알코올계 왁스 등의 왁스가 주류이며, 고급 지방산 에스테르계 왁스와 고급 지방산 및 그 금속염, 3급 또는 4급 탄소를 갖는 2관능 이상의 알코올 화합물 또는 카르본산 화합물로부터 얻어지는 다관능 폴리에스테르 화합물, 3급 또는 4급 탄소를 갖는 다관능의 에스테르 화합물 등도 사용되고, 이들을 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 왁스는 전체 중합 토너 중 0.01 내지 30중량%가 바람직하다. 0.01중량% 미만인 경우에는 프린팅시 정착성과 왁스가 토너 표면위로 번지는 현상이 발생되며, 30중량%를 초과하는 경우에는 반응안정성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

한편, 본 발명의 중합 토너는 가교제 등의 보조제를 더 포함할 수도 있는데, 상기 가교제는 고분자 사슬을 가지 달린 사슬(그라프팅)이나 망사구조로 만들어, 고분자 간의 결합을 견고하게 하기 위한 것으로, 본 발명에서는 상기 가교제 중에서도 극성을 띄는 가교제를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 극성 차이로 인한 상 분리가 발생하여, 토너 표면의 쉘 구조만이 선택적으로 가교될 수 있기 때문이다.

상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥사 메틸렌 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트릴아릴아민 및 테트라알릴옥시메탄으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 가교제의 함량은 바인더 수지 단량체 전체 중량 중 0.001 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 토너 표면에 단단한 쉘을 형성할 수 없으며, 10중량%를 초과하는 경우에는 토너 중심 부분까지 가교가 진행되어 토너의 정착성이 저하될 우려가 있기 때문이다.

한편, 본 발명의 토너는 현탁 중합 방법으로 제조되는 것을 그 특징으로 한다. 현탁 중합법을 이용하여 토너를 제조할 경우, 제조 공정이 간단하고, 구형의 토너 입자를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 중합 토너를 제조하는 방법에 대하여 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.

(1) 제1 단계 : 수계 분산액 준비 단계

증류수에 분산제를 녹여 수계 분산액을 준비한다. 상기 분산제는 무기 분산제 또는 수용성 유기 분산제 중에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 구체적인 예는 상기 기재된 바와 같다. 상기 수계 분산액 중의 분산제 함량은 전체 수계 분산액 중 1 내지 10중량%인 것이 바람직하다.

또한, 선택적으로 음이온성 계면 활성제를 첨가할 수도 있다. 음이온성 계면 활성제로는 지방산염, 알킬 황산 에스테르염, 알킬아릴 황산 에스테르염, 디알킬 설포숙신산염, 알킬 인산염 등을 사용할 수 있으며, 그 함량은 전체 중합 토너 중 0.01 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 계면 활성제의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 현탁 중합시 반응 안정성이 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 10중량%를 초과할 경우에는 부반응물(에멀젼 입자)의 형성이 증가하고, 토너입자 크기가 원하는 수준보다 작게 형성될 수 있기 때문이다.

(2) 제 2단계 : 단량체 혼합물 준비 단계

바인더 수지 단량체, 산 성분을 포함하는 불포화 화합물, 안료, 가교제, 왁스, 및 안료분산제 등의 첨가제를 용매에 혼합하여 중합 원료가 되는 단량체 혼합물을 준비하도록 한다. 이때 투입되는 구성 성분들의 구체적인 종류 및 함량은 상기에 기재된 것과 동일하다.

(3) 제 3 단계: 현탁 중합 단계

상기 제2단계에서 준비한 단량체 혼합물에 중합 개시제를 넣고, 상기 단량체 혼합물을 상기 제1단계에서 준비한 수계 분산액에 투입한 후, 단량체 혼합물을 포함하는 수계 분산액에 전단력을 부여하여 현탁 중합시킨다.

상기 중합 개시제로는 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴, 및 아조비스사이클로헥산카보니트릴 등의 아조계 개시제; 벤조일 펄옥사이드, 라우로일 펄옥사이드 등의 유기 펄옥사이드; 과황산칼슘, 과황산 암모늄 등의 수용성 개시제가 사용될 수 있으며, 그 함량은 단량체 혼합물 전체에 대하여 0.01 내지 5 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 미반응 물질이 발생할 수 있으며, 5중량%를 초과하는 경우에는 반응 속도가 너무 빨라 반응 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

(4) 제 4 단계 : 분산제 분리 단계

중합이 완료되면, 제조된 토너 조성물을 물로 세정하고 필터링하여 분산제를 상기 토너의 표면으로부터 분리시킨다. 분산제가 완전히 분리될 때까지 상기 과정을 반복한다.

(5) 제 5 단계 : 건조 단계

분산제가 토너와 완전히 분리되면, 토너 입자를 진공 오븐에 넣어 건조시켜 최종 토너 입자를 얻는다.

상기와 같은 과정을 거쳐 제조된 토너는 단량체의 극성차이에 의해 수계와 접촉되어 있는 토너 표면에 산성 작용기가 포함된 단량체가 상대적으로 많이 존재함으로써 마찰에 의해 대전성이 부여된다. 이때 토너에 부여된 대전량은 높을수록 좋은 것은 아니고 기계 전체의 구성 중에서 최고로 적정한 레벨이 필요하다. 이러한 경우에는 산성 작용기가 포함된 불포화 화합물의 함량을 조정함에 따라 임의의 대전 레벨을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 의해 제조된 토너와 종래의 토너의 성능을 시험하여 우수성을 증명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명의 일실시예에 해당할 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

내용적 1L의 반응기에 콜로이달 실리카 20g과 도데실벤젠 황산 에스테르 나트륨염 1g을 증류수 650g으로 녹인 수계 분산 수용액을 준비하고, 온도를 반응 온도인 60℃로 높인다.

단량체로 스티렌 160g, 부틸 아크릴레이트 38g, 가교제로 알릴 메타크릴레이트 2g, 전하조절제 2-아크릴로일아미노-2-메틸-1-프로판술포닉산(I) 2g, 안료분산제 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합 고분자 10g을 용매인 톨루엔 20g과 메틸 알코올 10g에 첨가하여 충분히 녹인 후, 안료인 카본 블랙 15g을 넣고 비드밀로 1100rpm의 속도로 1시간 동안 교반한 후 비드를 제거한다. 상기 혼합물을 물 중탕으로 60℃로 온도를 높인 후, 지방산 에스테르 폴리올 왁스 20g을 넣고, 30분 동안 교반하여 충분히 녹여 단량체 혼합물을 제조한다.

상기 단량체 혼합물에 중합개시제인 아조비스디메틸발레로니트릴 3g과 아조비스사이클로헥산카보니트릴 0.8g을 넣고 1분 30초 동안 교반하여 반응물을 준비한다. 상기 반응물을 상기 수계 분산 수용액에 투입하고, 호모게나이저로 11,000rpm의 속도로 15분간 교반하면서 반응시킨다. 15분 후에 일반 교반기로 90rpm의 속도로 60℃에서 10시간, 90℃에서 10시간 교반하여 중합 토너를 만든다.

상기 중합 토너에 NaOH 수용액을 투입하고, NaOH의 농도를 2.2N로 맞추어 실리카를 토너 표면에서 제거한 후, 원심분리장치를 사용하여 1500rpm 에서 10분간 증류수로 세척하여 실리카와 에멀젼 입자를 제거한다. 최종적으로 필터링을 통해 수분을 제거한 후, 토너를 진공 오븐에 넣고 48시간 동안 35℃로 진공 건조한다.

실시예 2

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 34g를, 전하조절제로서 2-아크릴로일아미노-2-메틸-1-프로판술포닉산 6g을 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 3

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 30g를, 전하조절제로서 2-아크릴로일아미노-2-메틸-1-프로판술포닉산 10g 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 4

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 38g를, 전하조절제로서 트랜스스티릴 아세트산(II) 2g 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 5

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 34g를, 전하조절제로서 트랜스스티릴 아세트산 6g 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 6

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 38g를, 전하조절제로서 트랜스스티릴 카르보닉산(II) 2g 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다

실시예 7

바인더 수지 단량체로서 스티렌 160g과 부틸 아크릴레이트 34g를, 전하조절제로서 트랜스스티릴 카르보닉산(II) 6g 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다

비교예 1

전하조절제인 2-아크릴로일아미노-2-메틸-1-프로판 술포닉산(I), 톨루엔, 및 메틸 알코올을 첨가하지 않고, 바인더 수지 단량체로서 부틸 아크릴레이트 10g 더 넣은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

비교예 2

전하조절제인 단량체 2-아크릴로일아미노-2-메틸-1-프로판 술포닉산(I), 톨루엔, 및 메틸 알코올을 첨가하지 않고, 전하 조절제로서 무기물 형태인 아연 금속을 포함한 고지방족의 금속염을 5g 넣는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다.

시험예

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1에서 제조된 토너에 표면 처리한 실리카 RY300를 2중량부, FTL200 0.3중량부로 첨가하여 Henschel 블렌더에서 5000rpm으로 7분간 혼합하여 표면 처리한 후, HP4600 프린터(휴렛팩커드사 제품)에서 흡입법(suction method)으로 전하를 측정하였고, 이때의 전하량과 전사율을 하기 표 1에 나타내었다.

	전사율 (%)	전하량 (μC/g)
실시예 1	91	-22
실시예 2	94	-29
실시예 3	95	-28
실시예 4	90	-19
실시예 5	94	-25
실시예 6	91	-20
실시예 7	92	-22
비교예 1	62	-5
비교예 2	85	-14

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명과 같이 산 성분을 포함하는 불포화 화합물을 전하조절제로 사용한 경우, 이를 포함하지 않는 비교예에 비해 반응 초기 적용할 경우 전하량이 높은 값을 나타내었다. 또한 단량체의 함량을 높임으로써 전하량 값이 높아짐을 확인할 수 있었다. 이는 수계에서 진행되는 현탁 중합 과정에서 극성을 지닌 단량체가 토너 표면쪽으로 존재할 확률이 분자량이 큰 폴리머의 경우보다 크므로 표면의 전하 밀도가 높아져 대전 특성이 향상된 것으로 확인할 수 있다.

Claims (11)

1. 바인더 수지 단량체, 전하조절제, 왁스 및 안료를 포함하는 중합 토너에 있어서, 상기 전하조절제는 산 성분을 포함하는 불포화 화합물이고, 하기 화학식 2 및 3으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합 토너.

   화학식 2

   

   상기 식에서, R'은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.

   화학식 3

   

   상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 전하조절제인 산 성분을 포함하는 불포화 화합물은 전체 중합 토너 중 0.1 내지 10중량%로 포함됨을 특징으로 하는 중합 토너.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 바인더 수지 단량체는 방향족 비닐계 단량체, (메트)아크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것이고,

   상기 중합 토너는 0.01 내지 5 중량%의 전하조절제;

   0.01 내지 30 중량%의 왁스;

   1 내지 20 중량%의 안료; 및

   잔량의 바인더 수지 단량체를 포함하는 중합 토너.
6. 제 1항에 있어서, 상기 왁스는 파라핀계 왁스, 아미드계 왁스, 에스테르계 왁스, 고형 실리콘계 왁스, 고급 지방산 알코올계 왁스, 및 다관능 폴리에스테르 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 것으로, 그 함량은 전체 중합 토너 중 0.01 내지 30 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 중합 토너.
7. 제 1항에 있어서, 상기 안료는 금속 분말형, 금속물 산화형, 카본형, 황화물형, 크롬염형 및 페로 시아니드형 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 무기 염료; 및

   아조형, 산성 염료형, 염기성 염료형, 모단트 염료형, 프탈로시아니, 퀴나크리돈형 및 디옥산형 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 유기 염료; 중에서 1종 이상 선택되며, 그 함량은 전체 중합 토너 중 1 내지 20 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 중합 토너.
8. 제 1항에 있어서, 상기 중합 토너는 추가로 디비닐벤젠, 에틸렌 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥사 메틸렌 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아 크릴레이트, 트릴아릴아민 및 테트라알릴옥시메탄으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 가교제를 포함하며, 상기 가교제의 함량은 상기 바인더 수지 단량체 전체 중량 중 0.001 내지 10 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 중합 토너.
9. 분산제를 함유하는 수계 분산액을 제조하는 단계;

   바인더 수지 단량체, 전하조절제, 왁스 및 안료를 포함하는 단량체 혼합액과 상기 수계분산액을 중합시켜 토너를 제조하는 단계; 및

   상기 토너로부터 분산제를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지고,

   상기 전하조절제는 산 성분을 포함하는 불포화 화합물이며, 하기 화학식 2 및 3으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.

   화학식 2

   

   상기 식에서, R'은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.

   화학식 3

   

   상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 사이클로알킬기임.
10. 제 9항에 있어서, 상기 분산제는 인산 칼슘염, 마그네슘염, 친수성 실리카, 소수성 실리카 및 콜로이달 실리카로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 무기 분산제;

    폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬페놀에테르, 소비탄지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리비닐 알코올, 알킬 셀룰로오스 및 폴리 비닐 피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 비이온성 고분자 분산제; 및

    폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 아민, 폴리비닐 아민 N-옥사이드, 폴리비닐 암 모늄염, 폴리디알킬디알릴 암모늄염, 폴리아크릴산, 폴리스티렌 설폰산, 폴리아크릴산염, 폴리스티렌 설폰산염 및 폴리아미노알킬 아크릴산염으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 이온성 고분자 분산제 중에서 1종 이상 선택되며, 상기 수계 분산액 중 1 내지 10 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.
11. 제 9항에 있어서, 상기 중합 토너는 현탁 중합으로 제조됨을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.