KR101310424B1 - 전자사진 토너 - Google Patents

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신고 후지모또
마꼬또 고바야시
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코니카 미놀타 비지니스 테크놀로지즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 결착 수지, 착색제 및 이형제를 포함하며, 이형제가 하기 화학식 1로 표시되는 모노에스테르 화합물인 제1 이형제 성분 및 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물로 구성된 제2 이형제 성분을 포함하고, 제1 이형제 성분이 제1 및 제2 이형제 성분의 총량의 40 내지 98 중량％를 차지하는 전자사진 토너를 개시한다.
<화학식 1>
R1-COO-R2
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 13 내지 30의 탄화수소기이다.
전자사진 토너, 정착 장치, 이형제, 상 결함, 정착성, 분리성, 모노에스테르 화합물, 분지형 탄화수소 화합물

Description

전자사진 토너{Electrophotographic Toner}
도 1은 본 발명의 토너를 사용한 상 형성 방법에 사용하기 위한 상 형성 장치의 일례를 예시한다.
도 2는 본 발명의 토너를 사용한 상 형성 장치의 정착(fixing) 장치의 일례의 단면도를 보여준다.
도 3은 정착 장치의 또다른 일례를 예시한다.
도 4는 도 3에 나타낸 정착 장치에 사용되는 가열 롤러 구성의 일례를 예시한다.
<도면 주요부에 대한 기호의 간단한 설명>
100Y, 100M, 100C, 100Bk: 상 형성 유닛
10Y, 10M, 10C, 10Bk: 광수용체 드럼
11Y, 11M, 11C, 11Bk: 대전 수단
12Y, 12M, 12C, 12Bk: 노출 수단
131Y, 131M, 131C, 131Bk: 현상 슬리브
13Y, 13M, 13C, 13Bk: 현상 수단
14Y, 14M, 14C, 14Bk: 전사 수단
P: 전사재
14a: 중간 벨트
14b: 2차 전사 수단
16: 분리 수단
17, 30, 40: 정착 장치
31, 41: 가열 롤러
31a: 가열 부재
31b, 32a, 41b: 코어
31c, 32b: 커버층
32: 압력 롤러
33: 분리 클로(claw)
T: 토너 상
41a: 가열원
41c: 탄성층
42: 지지 롤러
43: 정착 벨트
44: 대향 롤러
N: 정착 닙 부분
[문헌 1] 일본특허공개공보 제2000-321815호
[문헌 2] 일본특허공개공보 제2000-275908호
전자사진 상 형성 장치의 에너지 절약 요구에 부응하여, 상 형성 장치에서 전력 소모가 가장 높은 정착 장치에서 소모되는 에너지를 절감하기 위해, 비교적 저온에서 상 정착을 수행하기 위한 저온 정착 기술이 개발되었다. 저온 정착을 달성하기 위해서는 토너와 몰드 이형제(mold releasing agent; 이하, "이형제"라고도 함)를 비교적 낮은 정착 온도에서 용융시키는 것이 필요하고, 낮은 용융 점도를 나타내는 토너 및 이형제(왁스)를 사용한다. 또한, 그러한 낮은 정착 온도에서 반응하는 토너를 얻기 위해, 비교적 낮은 융점을 나타내는 이형제를 사용하는 것이 필요하고, 낮은 융점을 나타내는 이형제(이하, "저융점 이형제"라고도 함)를 사용하여 얻은 토너가 제안되었으며, 예를 들어 JP-A 2000-321815 및 2000-275908 (JP-A는 일본특허공개공보를 의미함)에 기재되었다.
그러나 그러한 저온 이형제를 사용한 토너에 의해 형성된 상의 정착시에 흔히 띠 또는 줄무늬 모양의 상 결함이 야기된다는 문제가 발생하는 것이 입증되었다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 비교적 낮은 정착 온도에서도 충분한 정착 강도로 정착될 수 있어, 띠 또는 줄무늬 상과 같은 상 결함의 발생이 억제된 우수한 정착 상을 형성하는 토너를 제 공하는 것이다.
본 발명자들은 저온 이형제를 사용하여 정착된 상에서 발생하는 띠 또는 줄무늬 모양의 상 결함의 원인을 해명하기 위해 그를 분석하고, 상 결함의 발생을 억제하는 이형제를 발견하였다.
구체적으로, 원인 분석 결과, 이형제 분자가 장치 내부에 부착하여 대전 거동을 저해하고 거울 오염을 유발하는 것으로 드러났다. 이형제는 본질적으로 낮은 융점을 갖지만 매우 높은 비점을 나타내므로 통상적으로 기화가 불가능한 것으로 여겨졌다. 저온 정착을 달성하기 위해 이형제의 융점을 낮춘 것이 융점 미만의 온도에서 증기압을 낮춘 결과, 정착 장치의 온도에서 기화되는 이형제 분자가 증가되거나, 또는 쉽게 기화될 수 있는 구조를 갖는 이형제 분자가 증가된 것으로 생각된다. 즉, 저온 이형제를 함유한 토너를 사용하여 열정착식 상 형성을 행할 때, 쉽게 기화가능한 성분을 함유하는 저융점 이형제가 장치 내부의 온도에서 기화된 성분을 발생시키고, 이 기화된 성분이 대전 장치의 와이어에 부착하여 대전의 불균일을 유발하거나, 기화된 성분이 다면경(polygonal mirror)에 부착되어 노출시 줄무늬 결함을 유발하고, 결국 상 결함이 발생하는 것으로 입증되었다. 따라서 저온 이형제의 기화가능한 성분의 발생을 억제하는 것이 상 결함의 발생을 최소화함을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 한 면은 결착 수지, 착색제 및 이형제를 포함하며, 이형제가 하기 화학식 1로 표시되는 모노에스테르 화합물인 제1 이형제 성분 및 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물인 제2 이형제 성분을 포함하고, 제1 이형제 성분이 제1과 제2 이형제 성분의 40 내지 98 중량％를 차지하는 전자사진 토너에 대한 것이다.
R1-COO-R2
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환될 수도 있는 탄소수 13 내지 30의 탄화수소기이며, R1과 R2는 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 토너는 특정한 제1 이형제 성분 및 제2 이형제 성분을 포함하고, 전체로서 비교적 낮은 융점을 나타내면서도 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는 이형제를 함유한다. 또한, 이형제는 전사재에 대한 우수한 접착성을 달성하는 구조를 형성하므로, 기본적으로 비교적 낮은 정착 온도에서도 충분한 정착 강도로 정착이 이루어지고, 정착된 상에 띠 또는 줄무늬 모양의 상 결함이 발생하지 않아, 우수한 정착 상을 얻을 수 있다.
구체적으로, 특정 모노에스테르 화합물 및 분지쇄 구조를 갖는 특정 탄화수소 화합물은 모두 비교적 낮은 융점을 나타내면서도 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는다. 모노에스테르 화합물은 극성 분자로서 전사재에 대해 우수한 접착성을 달성하여, 상기 효과를 실현할 수 있다. 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물이 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는 이유는 명확하지 않으나, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물은 분자로서는 비교적 낮은 융점을 나타내지만, 그러한 분지쇄 구 조 또는 환형 구조로 인하여 분자들 간의 상호 얽힘(inter-winding)을 용이하게 유발하여, 휘발성 성분이 발생하기 어려운 구조를 형성하는 것으로 생각된다.
본 발명에 따른 토너는 결착 수지, 착색제 및 이형제를 포함하며, 이형제는 상기 화학식 1로 표시되는 모노에스테르 화합물로 구성된 제1 이형제 성분 및 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물로 구성된 제2 이형제 성분을 포함한 적어도 2종의 이형제 성분을 포함하고, 제1 이형제 성분은 제1과 제2 이형제 성분의 40 내지 98 중량％(바람직하게는 70 내지 95 중량％)를 차지한다.
제1 이형제 성분이 40 중량％ 이상을 차지할 경우, 폴리에스테르 화합물의 극성 기의 존재에 의해 전사재에 대한 접착성이 토너 상의 전체 영역에서 나타남으로써, 충분한 접착성이 유지된다. 또한 제1 이형제 성분이 98 중량％를 초과하는 경우, 비극성 이형제로서 제2 이형제의 작용에 의한 전사재로부터의 분리가 충분히 달성될 수 없다.
본 발명의 이형제의 제1 성분으로서 모노에스테르 화합물을 표시하는 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환될 수도 있는 탄소수 13 내지 30 (바람직하게는 탄소수 17 내지 22)의 탄화수소기이며, R1 및 R2은 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 모노에스테르 화합물은 비교적 낮은 융점을 나타내고, 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는 구조를 갖는다. 그 이유는, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물과의 상용성을 고려할 때, 모노에스테르 화합물이 분지쇄 구조를 갖는 탄화 수소 화합물과 함께 균일하게 분산되기 때문이라고 생각된다.
본 발명에 따른 토너에서, 제1 이형제 성분을 함유하는 이형제는 전사재에 대한 우수한 접착성을 실현하여 상 정착을 보장할 수 있는데, 이것은, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물과의 상용성을 고려할 때, 비극성 화합물로서 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물만으로는 달성될 수 없는 것이다.
화학식 1로 표시되는 모노에스테르 화합물의 구체예는 다음을 포함한다.
(a) CH3-(CH2)12-COO-(CH2)13-CH3
(b) CH3-(CH2)14-COO-(CH2)15-CH3
(c) CH3-(CH2)16-COO-(CH2)17-CH3
(d) CH3-(CH2)16-COO-(CH2)21-CH3
(e) CH3-(CH2)20-COO-(CH2)17-CH3
(f) CH3-(CH2)20-COO-(CH2)21-CH3
(g) CH3-(CH2)25-COO-(CH2)25-CH3
(h) CH3-(CH2)28-COO-(CH2)29-CH3
상기 모노에스테르 화합물들에서, R1 및 R2 기들은 각각 저융점 면에서 직쇄 구조를 갖지만, 분지쇄 구조를 갖는 기를 사용할 수도 있다.
분지쇄 구조를 갖는 모노에스테르 화합물의 구체예는 하기 화학식 2 및 3으 로 표시되는 화합물을 포함한다.
Figure 112007008145481-pat00001
Figure 112007008145481-pat00002
제1 이형제 성분은 상술한 바와 같은 2종 이상의 모노에스테르 화합물의 조합으로 구성될 수도 있다.
상기 제1 및 제2 성분 외에, 이형제는 R1 및 R2가 각각 탄소수 13 미만 또는 30 초과인 탄화수소기인 화학식 1로 표시되는 특정 모노에스테르 화합물(이하, 다른 모노에스테르 화합물이라고도 함)을 함유할 수도 있다. 그러한 다른 모노에스테르 화합물은 제1 이형제 성분으로서의 모노에스테르 화합물이 제1 이형제 성분으로서의 모노에스테르 화합물과 다른 모노에스테르 화합물의 총량의 80 중량％ 이상을 차지하도록 하는 양으로 함유될 수 있다.
분지쇄 구조의 탄화수소 화합물에서, 분지율(branching ratio), 즉, 탄화수소 화합물의 전체 탄소 원자에 대한 3차(tertiary) 탄소 원자 및 4차(quaternary) 탄소 원자의 비율은 하기와 같은 방식으로 측정될 수 있으며, 바람직하게는 0.1％ 내지 20％, 보다 바람직하게는 0.3％ 내지 10％ 범위 이내이다.
제2 이형제 성분은 바람직하게는 제1과 제2 이형제 성분의 2 내지 60 중량％, 보다 바람직하게는 5 내지 30 중량％를 차지한다.
3차 및 4차 탄소 원자가 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물을 구성하는 전체 탄소 원자의 0.1％ 내지 20％를 차지할 경우, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물은 비교적 낮은 융점을 나타내면서도 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는다.
구체적으로, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물의 분지율은 하기 조건 하에 13C-NMR 분광기에서 얻어진 스펙트럼을 기초로 하기 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112007008145481-pat00003
상기 식에서, C3는 3차 탄소 원자와 관련된 피크 면적이고, C4는 4차 탄소 원자와 관련된 피크 면적이고, C1은 1차(primary) 탄소 원자와 관련된 피크 면적이고, C2는 2차(secondary) 탄소 원자와 관련된 피크 면적이다.
13C-NMR 분광기의 조건
측정 기기: FT NMR 분광기 람다(Lamdba) 400
(니폰 덴시 가부시끼가이샤 제조)
측정 주파수: 100.5 MHz
펄스 조건: 4.0 ㎲
데이터 포인트: 32768
지연 시간: 1.8초
주파수 범위: 27100 Hz
적분수: 20000
측정 온도:80℃
용매: 벤젠-d6/o-디클로로벤젠-d4 = 1/4 (v/v)
샘플 농도: 3 중량％
샘플 튜브: φ 5 mm
측정 모드: 1H 완전 디커플링 방법
분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물의 구체예는 HNP-0190, Hi-Mic-1045, Hi-mic-1070, Hi-Mic-1080, Hi-Mic-1090, Hi-Mic-2045, Hi-Mic-2065 및 Hi-Mic-2095 (니폰 세로 가부시끼가이샤)와 같은 미세결정질 왁스 및 주로 이소파라핀 왁스, 예컨대, 왁스 EMW-0001 및 EMW-0003을 함유하는 왁스를 포함한다. 석유 왁스의 일종이고, 주로 직쇄 탄화수소(n-파라핀)으로 구성된 파라핀 왁스와 상이한 미세결정질 왁스는, 분지쇄 탄화수소(이소파라핀)과 환형 탄화수소(시클로파라핀)의 비율이 비교적 높은 왁스이다. 일반적으로, 주로 저결정성 이소파라핀과 시클로파라핀으로 구성되는 미세결정질 왁스는 파라핀 왁스에 비해 결정이 작고 분자량이 크다. 그러한 미세결정질 왁스는 탄소수가 30 내지 60이고 중량 평균 분자량이 500 내지 800이고 융점이 60 내지 90℃이다.
분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물로서 미세결정질 왁스는 바람직하게는 탄소수가 30 내지 60이고 중량 평균 분자량이 600 내지 800이고 융점이 60 내지 85 ℃인 것이다. 또한 수 평균 분자량이 300 내지 1,000 (바람직하게는 400 내지 800)인 파라핀 왁스가 바람직하다. 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비율(Mw/Mn)은 바람직하게는 1.01 내지 1.20이다.
분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물을 얻기 위한 제조 방법은 예를 들어 원유를 특정 온도로 유지하면서 고화된 탄화수소를 분리하는 압착법(press-sweating method), 및 감압 증류 잔류 오일 또는 석유의 중질유인 원유에 용매를 첨가하여 결정화를 유발하고 추가로 여과를 행하는 용매추출법을 포함한다. 이 방법들 중, 용매추출법이 바람직하다. 상기 제조 방법에 의해 얻어진 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물을 착색하고, 황산 백토(sulfuric acid clay) 등을 사용하여 정제할 수 있다.
분지쇄 구조를 갖는 2종 이상의 탄화수소 화합물을 조합하여 본 발명의 토너에 사용되는 이형제의 제2 이형제 성분으로서 사용할 수도 있다.
이형제는 본 발명의 토너에 바람직하게는 결착 수지의 1 내지 30 중량％, 보다 바람직하게는 5 내지 20 중량％의 양으로 혼입된다.
본 발명의 토너를 구성하는 전체 이형제는 바람직하게는 60 내지 100℃, 보다 바람직하게는 65 내지 85℃의 융점을 나타낸다. 융점은 예를 들어 DSC-7 시차 주사 열량계 (퍼킨 엘머 인크. 제조) 또는 TAC7/DX 열 분석 제어기(퍼킨 엘머 인크. 제조)를 사용하여 측정할 수 있는 이형제의 흡열 피크 정점에서의 온도를 의미한다.
구체적으로, 이형제 4.00 mg을 소수점 이하 두 자리까지 정밀하게 칭량하여 알루미늄 팬(KIT NO. 0219-0041)에 봉입한 후, DSC-7 샘플 홀더에 위치시킨다. 가열-냉각-가열의 온도 조절을 실시하고, 이 때 측정 조건은 측정 온도 0 내지 200℃, 온도 증가 속도 10℃/분 및 온도 감소 속도 10℃/분으로 하였고, 두 번째 가열의 데이터에 기초하여 분석을 실시하였다. 기준 측정을 빈 알루미늄 팬을 사용하여 실시하였다.
본 발명의 토너의 제조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 그의 예로는 분쇄법, 현탁 중합법, 미니에멀젼(mini-emulsion) 중합 응고법, 에멀젼 중합 응고법, 용액 현탁법 및 폴리에스테르 분자 연신법(polyester molecule elongation method)이 포함된다. 이 방법들 중, 미니에멀젼 중합 응고법이 특히 바람직한데, 이 방법에서는 임계 미셀(micelle) 농도보다 낮은 농도의 계면활성제를 함유하는 수성 매질 중에 중합성 단량체 중에 용해된 이형제를 함유하는 중합성 단량체 용액을 기계적 에너지를 사용하여 분산시켜 오일 액적(10 내지 1000 nm)을 형성하여 분산액을 제조하고, 제조된 분산액에 수용성 중합 개시제를 첨가하여 라디칼 중합을 행하여 결착 수지 입자를 얻고, 얻어진 결착 수지 입자를 합체(응고 및 융합)하여 토너 입자를 얻는다. 상기 방법에서, 중합은 개별 토너 입자에서 이형제 분자가 결착 수지 내에 확실히 밀봉되도록 오일 액적 형태로 수행된다. 따라서 이형제의 휘발성 성분의 발생은 정착 장치에서 정착되거나 가열될 때까지 억제되는 것으로 생각된다. 상기 미니에멀젼 중합 응고법에서, 유용성(oil-soluble)인 중합 개시제를 수용성 중합 개시제 대신 또는 그것에 추가하여 동시에 단량체 용액에 첨가할 수도 있다.
본 발명의 토너를 제조하는 방법에서, 미니에멀젼 중합 응고법에서 형성된 결착 수지 입자는, 통상의 방식에 따른 미니중합(mini-polymerization)(제1 단계 중합)에 의해 제조된 제1 수지 입자의 분산액에 중합 개시제 및 중합성 단량체를 첨가하여 중합(제2 단계 중합)을 수행하여, 적어도 2개의 층으로 형성될 수 있다.
보다 상세하세는, 토너의 제조 방법으로서 미니에멀젼 중합 응고법은
(1) 이형제, 착색제 및 임의로는 대전 제어제와 같은 토너 입자 구성 물질들을 결착 수지를 형성하는 중합성 단량체 중에 용해 또는 분산시켜 중합성 단량체 용액을 얻는 용해/분산 단계,
(2) 중합성 단량체 용액을 수성 매질에 분산된 오일 액적 형태로 분산시키고 미니에멀젼 중합을 통해 중합하여 결착 수지 입자의 분산액을 제조하는 중합 단계,
(3) 결착 수지 입자를 석출(salting out), 응고 및 융합시켜 합체된 입자를 형성하는 응고/융합 단계,
(4) 합체된 입자를 열적으로 숙성(ripening)시켜 입자 형태를 조정하여 토너 입자의 분산액을 얻는 숙성 단계,
(5) 토너 입자 분산액을 냉각시키는 냉각 단계,
(6) 냉각된 토너 입자 분산액으로부터 고체/액체 분리를 통해 토너 입자를 분리하고, 계면활성제 등을 토너 입자에서 제거하는 여과/세정 단계,
(7) 세정된 토너 입자를 건조시키는 건조 단계, 및
(8) 건조된 토너 입자에 외부 첨가제를 첨가하는 단계(외부 첨가 처리)를 포함한다.
각 단계를 이하에 보다 상세하게 설명한다.
(1) 용해/분산:
이 단계는 이형제 및 착색제와 같은 입자 구성 물질을 중합성 단량체 중에 용해 또는 분산시켜 중합성 단량체 용액을 형성하는 것을 포함한다. 이형제는 이형제의 함량이 상술한 범위에 포함되도록 하는 양으로 첨가한다. 중합성 단량체 용액에 유용성 중합 개시제 및(또는) 다른 유용성 성분을 첨가할 수도 있다.
(2) 중합:
중합 단계의 한 적합한 실시양태에서, 상기 중합성 단량체 용액을 임계 미셀 농도보다 낮은 농도의 계면활성제를 함유하는 수성 매질에 첨가하고, 여기에 기계적 에너지를 가하여 오일 액적을 형성한 후, 오일 액적 내부에서 수용성 중합 개시제로부터 생성된 라디칼에 의해 중합을 실시한다. 핵 입자로서 수지 입자를 미리 수성 매질에 첨가할 수도 있다.
환원제 및 결착 수지를 함유하는 결착 수지 입자가 중합 단계에서 얻어진다. 얻어진 결착 수지 입자는 착색되거나 착색되지 않을 수 있다. 착색된 결착 수지 입자는 착색제를 함유하는 단량체 조성물을 중합하여 얻을 수 있다. 비착색 결착 수지 입자를 사용할 경우, 착색제 극미립자의 분산액을 결착 수지 입자의 분산액에 첨가하고, 착색제 입자와 결착 수지 입자를 응고시켜 토너 입자를 얻는다.
수성 매질은 주로 물로 구성된 매질(물이 50 중량％ 이상임)을 의미한다. 물 이외의 성분은 수용성 유기 용매이다. 그 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 및 테트라히드로푸란이 포함된다. 이 용매들 중, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 및 부탄올과 같은 일콜계 유기 용매가 특히 바람직하다.
중합성 단량체 용액을 수성 매질에 분산시키는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 기계적 에너지를 사용한 분산이 바람직하다. 기계적 에너지를 사용하여 분산을 수행하는 분산기는 특별히 제한되지 않으나, 그 예로는 클리어 믹스(CLEAR MIX (엠 테크닉 캄파니 리미티드 제조), 초음파 균질화기(homogenizer), 기계식 균질화기, 맨튼-가울린(Manton-Gaulin) 균질화기 및 가압 균질화기가 있다. 분산 입도는 바람직하게는 10 내지 1000 nm, 보다 바람직하게는 30 내지 300 nm 범위 이내이다.
(3) 응고/융합:
응고/융합 단계에서, 결착 수지 입자가 비착색인 경우, 착색제 극미립자의 분산액을 상기 중합 단계에서 얻어진 결착 수지 입자의 분산액에 첨가하여 결착 수지 입자가 착색제 극미립자와 함께 석출, 응고 및 융합되도록 한다. 응고/융합 단계의 과정에서, 수지 조성이 상이한 결착 수지 입자를 추가로 첨가하여 응고를 행할 수도 있다. 응고/융합 단계에서, 대전 제어제와 같은 내부 첨가제의 입자를 결착 수지 입자 및 착색제 극미립자와 함께 응고시킬 수도 있다.
응고/융합은 바람직하게는 하기 방식으로 수행한다. 결착 수지 입자 및 착색제 극미립자를 포함하는 수성 매질에 알칼리 금속염 및(또는) 알칼리 토금속염으로 구성된 석출제(salting out agent)를 응고제로서 임계 응고 농도 초과의 농도로 첨가한 후, 결착 수지 입자의 유리 전이점보다 높을 뿐 아니라 사용된 이형제의 용융 피크 온도보다도 더 높은 온도로 가열하여 응고/융합과 병행된 석출을 수행한 다.
응고/융합 단계에서는 가열에 의한 신속한 온도 상승을 실시하는 것이 필요며, 온도 상승 속도는 바람직하게는 1℃/분 이상이다. 온도 상승 속도의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 석출, 응고 및 융합의 빠른 진행으로 인한 조대 입자의 형성을 억제한다는 관점에서 15℃/분 이하이다.
결착 수지 입자와 착색제 극미립자의 분산액이 결착 수지 입자의 유리 전이점 및 이형제의 용융 피크 온도보다 높은 온도에 도달한 후, 분산액의 온도를 주어진 시간 동안 유지하여 석출, 응고 및 융합을 일으키는 것이 필수적이다. 이렇게 하여 토너 입자의 성장(결착 수지 입자 및 착색제 극미립자의 응고) 및 융합(입자 간 계면의 소실)이 효과적으로 진행되어 토너의 내구성이 향상된다.
착색제 극미립자의 분산액은 착색제 극미립자를 수성 매질에 분산시켜 제조할 수 있다. 착색제 극미립자의 분산은 계면활성제 농도가 임계 미셀 농도(CMC)보다 높은 수 중에서 실시한다. 착색제 극미립자의 분산에 사용되는 분산기는 특별히 제한되지 않으나, 그의 바람직한 예로는 가압 분산기, 예컨대, 초음파 분산기, 기계식 균질화기, 맨튼-가울린 균질화기 또는 가압 균질화기, 및 매체형 분산기, 예컨대, 샌드 그라인더, 게츠먼 밀(Gettsman mil) 또는 다이아몬드 파인 밀(diamond fine mil)이 있다.
착색제 입자는 표면 개질 처리를 거친 것일 수도 있다. 착색제 입자의 표면 개질은 예를 들어 하기 방식으로 이루어진다. 착색제를 용매에 분산시키고, 여기에 표면 개질제를 첨가하고, 가열하여 반응시킨다. 반응이 종료된 후, 착색제를 여과하고, 동일 용매로 세정하고, 건조시켜 표면 개질된 착색제(안료)를 생성한다.
(4) 숙성:
숙성은 바람직하게는 열 에너지(가열)을 이용하여 실시한다. 구체적으로, 토너 입자의 형상이 목적하는 평균 구형도에 도달할 때까지, 응고된 입자를 포함하는 계를 가열과 함께 교반하며, 이 때 가열 온도, 교반 속도 및 가열 속도를 조절한다.
숙성 단계에서, 위와 같이 얻어진 토너 입자를 코어 입자로서 사용하고, 결착 수지 입자를 코어 입자에 추가로 부착 및 융합시켜 코어/쉘 구조를 형성할 수 있다. 이 경우 쉘 층을 구성하는 결착 수지 입자의 유리 전이점은 바람직하게는 코어 입자를 구성하는 결착 수지 입자의 유리 전이점보다 적어도 20℃ 더 높다.
응고/융합 단계에서 사용된 결착 수지 입자가 이온적으로 해리되는 기를 함유한 중합성 단량체로부터 제조된 수지(친수성 수지) 및 이온적으로 해리되는 기를 함유하지 않는 중합성 단량체로부터 제조된 수지(소수성 수지)로 구성된 경우, 친수성 수지를 응고된 입자의 표면측에, 소수성 수지를 응고된 입자의 내부에 배치시켜 코어/쉘 구조를 갖는 토너 입자를 형성할 수 있다.
(5) 냉각:
이 단계는 상기 토너 입자의 분산액을 냉각 처리(급속 냉각)하는 단계이다. 냉각은 1 내지 20℃/분의 냉각 속도로 실시한다. 냉각 처리는 구체적으로 제한되지 않으며, 그 예로는 반응 용기 외부에 냉각제를 도입하여 냉각을 실시하는 방법, 및 차가운 물을 반응계에 직접 공급하여 냉각을 실시하는 방법이 포함된다.
(6) 여과/세정:
여과 및 세정 단계에서는 토너 입자 분산액으로부터 토너 입자를 분리하는 고체-액체 분리 처리를 실시한 후, 상기 단계에서 처방된 온도로 냉각시키고, 분리된 토너 입자 (케이크 형태의 응집물)로부터 계면활성제 또는 석출제와 같은 부착 물질을 제거하기 위한 세정 단계를 적용한다. 이 단계에서 세정은 여액의 전도도가 10 μS/cm 에 도달할 때까지 실시한다. 여과 처리는 예를 들어 원심분리, 너체(Nutshce) 깔대기를 사용한 감압 여과 또는 필터 프레스를 사용한 여과에 의해 실시할 수 있지만, 처리 방법이 특별히 제한되는 것은 아니다.
(7) 건조:
이 단계에서는 세정된 토너 케이크를 건조 처리하여 건조된 착색 입자를 얻는다. 이 단계에 사용가능한 건조기로는 예를 들어 분무 건조기, 감압 냉동 건조기, 또는 감압 건조기가 포함된다. 바람직하게는 정지 플레이트형 건조기, 이동 플레이트형 건조기, 유동층 건조기, 회전 건조기 또는 교반 건조기를 사용한다. 건조된 토너 입자의 함수율은 바람직하게는 5 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 2 중량％ 이하이다. 건조 처리한 토너 입자가 입자간의 약한 인력에 의해 응집되는 경우, 응집체를 분쇄 처리할 수 있다. 분쇄는 젯 밀, 헨쉘 믹서(Henschel mixer), 커피 밀 또는 푸드 프로세서(food processor)와 같은 기계적 분쇄 장치를 사용하여 수행할 수 있다.
(8) 외부 첨가제 첨가:
이 단계에서는 건조된 착색 입자를 임의적인 외부 첨가제와 혼합하여 토너를 제조한다. 여기에는 헨쉘 믹서 및 커피 밀과 같은 기계적 혼합기가 사용가능하다.
분쇄법 또는 용액 현탁법으로 제조된 토너 입자에서는, 통상적으로 공지된 다양한 수지, 예컨대, 스티렌 수지, (메트)아크릴 수지, 스티렌-(메트)아크릴 공중합체 수지 및 올레핀 수지와 같은 비닐 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에테르 수지, 폴리(비닐 아세테이트) 수지, 폴리술폰 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 및 우레아 수지를 본 발명의 토너를 구성하는 결착 수지로서 사용한다. 이 수지들은 단독으로 또는 조합으로 사용할 수 있다.
현탁 중합, 미니에멀젼 중합 응고법 또는 에멀젼 중합 응고법에 의해 제조된 토너 입자에서는, 토너 입자를 형성하는 수지를 얻기 위한 중합성 단량체의 예로서, 스티렌 및 그의 유도체, 예컨대, 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, p-클로로스티렌, 3,4-디클로로스티렌, p-페닐스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, p-n-헥실스티렌, p-n-옥틸스티렌, p-n-노닐스티렌, p-n-데실스티렌, p-n-도데실스티렌; 메타크릴산 에스테르 유도체, 예컨대, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 2-에틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트; 아크릴산 에스테르 및 그의 유도체, 예컨대, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이 트, t-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 등; 올레핀, 예컨대, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌 등; 할로겐 기재 비닐, 예컨대, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 비닐 브로마이드, 비닐 플루오라이드 및 비닐리덴 플루오라이드; 비닐 에스테르, 예컨대, 비닐 프로피오네이트, 비닐 아세테이트 및 비닐 벤조에이트; 비닐 에테르, 예컨대, 비닐 메틸 에테르 및 비닐 에틸 에테르; 비닐 케톤, 예컨대, 비닐 메틸 케톤, 비닐 에틸 케톤 및 비닐 헥실 케톤; N-비닐 화합물, 예컨대, N-비닐카르바졸, N-비닐인돌 및 N-비닐피롤리돈; 비닐 화합물, 예컨대, 비닐나프틸렌 및 비닐피리딘; 및 아크릴산 또는 메타크릴산의 유도체, 예컨대, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 및 아크릴 아미드가 포함된다.
또한, 본 발명이 토너를 구성하는 중합성 단량체로서 바람직하게 사용되는 것은 이온 해리성 기를 조합으로 갖는 것들이고, 예를 들면 카르복실기, 술폰산기 및 인산기와 같은 치환기를 단량체 구성 기로서 갖는 것들이다. 구체적으로, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 신남산, 푸마르산, 말레산 모노알킬 에스테르, 이타콘산 모노알킬 에스테르, 스티렌술폰산, 알릴술포숙신산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 산 포스폭시에틸 메타크릴레이트, 3-클로로-2-산 포스폭시에틸 메타크릴레이트, 및 3-클로로-2-산 포스폭시프로필 메타크릴레이트를 들 수 있다.
또한, 다관능성 비닐, 예컨대, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 메타크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트를 사용하여 가교 구조를 갖는 수지를 제조할 수 있다.
현탁 중합법, 미니에멀젼 중합 응고법 또는 에멀젼 중합 응고법에 의해 본 발명의 토너 입자를 제조하는 경우, 결착 수지를 얻기 위해 사용되는 계면활성제는 특별히 제한되지 않으나 하기 이온성 계면활성제가 적합하다. 그러한 이온성 계면활성제로는 술페이트(예컨대, 나트륨 도데실벤젠술페이트, 나트륨 아릴알킬폴리에테르술포네이트, 나트륨 3,3-디술폰이디스페닐우레아-4,4-디아조-비스-아미노-8-나프톨-6-술포네이트, 오르토-카르복시벤젠-아조-디메틸아닐린, 나트륨 2,2,5,5-테트라메틸-트리페닐메탄-4,4-디아조-비스-β-나프톨-6-술포네이트) 및 카르복실레이트 (예컨대, 나트륨 올레에이트, 나트륨 라우레이트, 나트륨 카프레이트, 나트륨 카프릴레이트, 나트륨 카프로에이트, 칼륨 스테아레이트, 칼슘 올레에이트)가 포함된다. 비이온성 계면활성제도 사용가능하다. 그의 예로는 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드와 폴리에틸렌 옥사이드의 조합, 폴리에틸렌 글리콜과 고급 지방산의 에스테르, 알킬페놀 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드와 고급 지방산의 에스테르 및 소르비탄 에스테르가 포함된다. 이들 계면활성제는 토너를 에멀젼 중합법에 의해 제조할 경우에 유화제로서 사용되지만, 다른 방법 또는 다른 목적으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 토너 입자를 현탁 중합법, 미니에멀젼 중합 응고법 또는 에멀젼 중합 응고법에 의해 제조할 경우, 결착 수지는 라디칼 중합 개시제를 사용한 중합 을 통해 얻을 수 있다.
구체적으로, 유용성 라디칼 중합 개시제를 현탁 중합에 사용할 수 있으며, 유용성 중합 개시제의 예로는 아조형 또는 디아조형 중합 개시제, 예컨대, 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스-4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴, 아조비스이소부틸로니트릴; 퍼옥사이드형 중합 개시제, 예컨대, 벤조일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 디이소프로필퍼옥시카르보네이트, 쿠멘 히드로퍼옥사이드, t-부틸 히드로퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드디쿠밀 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 2,2-비스-(4,4-t-부틸퍼옥시시클로헥실)-프로판, 트리스-(t-부틸퍼옥시)트리아진; 및 퍼옥사이드 측쇄를 갖는 중합체성 개시제가 포함된다.
수용성 라디칼 중합 개시제는 에멀젼 중합법 또는 에멀젼 중합 응고법에 사용할 수 있다. 수용성 중합 개시제의 예로는 퍼술페이트, 예컨대, 칼륨 퍼술페이트 및 암모늄 퍼술페이트; 아조비스아미노디프로판 아세트산염, 아조비스시아노발레르산 및 그의 염 및 과산화수소가 포함된다.
본 발명의 토너 입자를 현탁 중합법, 미니에멀젼 중합 응고법 또는 에멀젼 중합 응고법에 의해 제조하는 경우, 일반적으로 사용되는 연쇄 이동제를 결착 수지의 분자량 조절을 목적으로 사용할 수 있다. 연쇄 이동제는 특별히 제한되지 않으나, 그의 예로는 머캅탄, 예컨대, n-옥틸머캅탄, n-데실머캅탄 및 tert-도데실머캅탄; n-옥틸-3-머캅토프로피온산 에스테르, 터피놀렌, 사브롬화탄소, 탄소 및 α-메 틸스티렌 이량체가 포함된다.
통상적으로 공지된 무기 또는 유기 착색제를 본 발명의 토너에 사용할 수 있다. 구체적인 착색제는 다음과 같다.
흑색 착색제의 예로는 카본 블랙, 예컨대, 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 아세틸렌 블랙, 써멀 블랙 및 램프 블랙, 및 자석 분말, 예컨대, 자철광 및 페라이트가 포함된다.
마젠타 및 레드 착색제로는 C.I. 피그먼트 레드 2, C.I. 피그먼트 레드 3, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 16, C.I. 피그먼트 레드 48, C.I. 피그먼트 레드 53, C.I. 피그먼트 레드 57, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 139, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 178, 및 C.I. 피그먼트 레드 222가 포함된다.
오렌지색 또는 황색 착색제로는 C.I. 피그먼트 오렌지 31, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 15, C.I. 피그먼트 옐로우 74, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 및 피그먼트 옐로우 138이 포함된다..
녹색 또는 시안 착색제로는 C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:2, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 16, C.I. 피그먼트 블루 60, C.I. 피그먼트 블루 62, C.I. 피그먼트 블루 66 및 C.I. 피그먼트 그린 7이 포함된다.
상기 착색제는 단독으로 또는 조합으로 사용할 수 있다. 착색제 함량은 바람직하게는 1 내지 30 중량％, 보다 바람직하게는 2 내지 20 중량％이다.
표면 개질된 착색제도 사용가능하다. 통상적으로 공지된 표면 개질제를 사용할 수 있으며, 그의 바람직한 예로는 실란 커플링제, 티탄 커플링제 및 알루미늄 커플링제가 포함된다.
미니에멀젼 중합 응고법 또는 에멀젼 중합 응고법에 의한 본 발명의 토너 입자의 제조에 사용되는 응고제로는 예를 들어 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염이 포함된다. 응고제를 구성하는 알칼리 금속으로는, 예를 들어, 리튬, 나트륨 및 칼륨이 포함되고, 응고제를 구성하는 알칼리 토금속으로는, 예를 들어, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨이 포함된다. 이들 중, 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 칼슘 및 바륨이 바람직하다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 상대이온(염을 구성하는 음이온)으로는, 예를 들어, 클로라이드 이온, 브로마이드 이온, 요오다이드 이온, 카르보네이트 이온 및 술페이트 이온이 포함된다.
본 발명의 토너 입자는 임의로는 대전 제어제를 함유할 수도 있다. 본 발명에 사용가능한 대전 제어제로는 당업계에 공지된 다양한 화합물이 포함된다.
본 발명의 토너 입자는 바람직하게는 3 내지 8 ㎛의 수 평균 입도를 갖는다. 전술한 중합법에 의해 토너 입자를 제조할 경우, 입도는 응고제 농도, 유기 용매의 첨가량, 융합 시간 및 중합체 조성에 의해 조절할 수 있다. 3 내지 8 ㎛ 범위에 포함되는 수 평균 입도는 그보다 큰 입도의 토너를 사용하는 것에 비해 사진의 세선 재현 및 향상된 상 품질을 달성할 뿐 아니라, 토너 소비도 감소시킬 수 있다.
본 발명의 토너 입자는 0.930 내지 1.000의 평균 구형도를 나타낸다. 토너의 구형도는 FPIA-2100 (시스멕스 캄파니 제조)를 사용하여 하기 절차에 따라 측정할 수 있다. 토너를 계면활성제 수용액에 넣고 초음파 균질화기를 사용하여 1분 동안 분산시키고, HPF 모드(고배율)의 측정 조건 하에서 재현성 있는 측정치를 얻을 수 있는 HPF 검출수 3,000 내지 10,000의 적당한 집단에 대해 FPIA-2100을 사용하여 측정한다. 구형도는 하기 수학식 2로 정의된다.
Figure 112007008145481-pat00004
평균 구형도는 개별 입자들의 구형도의 합계를 총 입자수로 나누어 얻을 수 있다.
유동성 또는 대전 특성의 개선 또는 세정 능력의 향상을 위해, 소위 외부 첨가제를 본 발명의 토너에 첨가할 수 있다. 외부 첨가제는 특별히 제한되지 않으나, 다양한 무기 입자, 유기 입자 및 슬라이딩제(sliding agent)를 외부 첨가제로 사용할 수 있다. 실리카, 티타니아, 알루미나 등의 무기 산화물 입자가 무기 입자로서 바람직하게 사용된다. 무기 입자는 소수성을 향상시키기 위해 바람직하게는 실란 커플링제, 티탄 커플링제 등을 사용하여 표면 처리할 수 있다. 평균 1차 입도가 10 내지 2000 nm인 구형 유기 입자도 사용가능하다. 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체 등이 유기 입자로서 사용가능하다.
외부 첨가제는 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 4.0 중량％의 양으로 토너 입자에 혼입된다. 외부 첨가제는 단독으로 또는 조합으로 혼입될 수 있다.
본 발명의 토너는 자성 또는 비자성 단성분 현상제로서 사용하거나, 또는 담체와 함께 이성분 현상제로서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 토너를 단성분 현상제로서 사용할 경우, 비자성 단성분 현상제 및 토너 중에 0.1 내지 0.5 ㎛의 자성 입자를 함유하는 자성 단성분 현상제를 들 수 있으며, 둘 다 사용가능하다. 토너를 이성분 현상제로서 사용할 경우, 철, 페라이트 또는 자철광과 같은 금속 또는 이 금속들과 알루미늄 또는 납의 함금으로 구성된 자성 입자를 담체로서 사용할 수 있으며, 이들 중, 페라이트 입자가 특히 바람직하다.
수지 코팅된 자성 입자로 된 피막 담체 및 미분된 자성 물질이 결착제 수지 중에 분산되어 있는 수지 분산액형 담체를 사용할 수도 있다. 피막 담체에 사용되는 코팅 수지는 특별히 제한되지 않으나, 그의 예로는 올레핀 수지, 스티렌 수지, 스티렌-아크릴 수지, 실리콘 수지, 에스테르 수지 및 불소 함유 중합체 수지가 포함된다. 수지 분산액형 담체에 사용되는 수지는 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 공지된 스티렌-아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 불소 수지 및 페놀 수지 등을 사용할 수 있다. 외부 첨가제의 박리 방지 및 내구성의 측면에서 스티렌-아크릴 수지로 코팅된 피막 담체를 바람직한 것으로 들 수 있다.
담체 입자의 부피 기준 중간 직경(median diameter)은 바람직하게는 20 내지 100 ㎛, 보다 바람직하게는 25 내지 80 ㎛이다. 담체 입자의 부피 기준 중간 직경 은 습식 분산기가 구비된 레이저 회절형 입도 분포 측정 장치인 HELOS (심파텍 코포레이션)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 토너는 전사재상의 토너 상이 접촉 가열 시스템의 정착 장치에서 정착되는 상 형성 방법에 적합하게 사용된다.
도 1은 본 발명의 토너를 사용한 상 형성 방법에 사용하기 위한 상 형성 장치의 일례를 예시한다.
상 형성 장치는 중간 벨트 (14a)를 따라 4개의 상 형성 유닛 (100Y, 100M, 100C, 100Bk)이 중간 전사재로서 제공된 직렬(tandem) 시스템의 컬러 상 형성 장치이다.
상 형성 장치는
원통형 기재의 외주면에 형성되어 있는 도전층 및 유기 광수용체 (OPC)로 구성된 광도전층,
도전층이 접지된 상태에서, 구동원(도시하지 않음)으로부터의 동력 또는 중간 벨트 구동에 의해 반시계 방향으로 회전하는 광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk),
각각의 광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)의 운동 방향에 수직으로 배열되고, 토너와 동일한 극성의 코로나 방전에 의해 각각의 광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)의 표면 상에 전위(electric potential)를 제공하는 스코로트론(scorotron) 대전 장치로 각각 구성된 대전 수단 (11Y, 11M, 11C, 11Bk),
광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)의 회전축에 평행하게 스캐닝하여 상 노출을 행함으로써, 광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)의 표면상에 상 데이터에 기초한 잠상을 형성하는 노출 수단 (12Y, 12M, 12C, 12Bk), 및
회전가능한 현상 슬리브 (131Y, 131M, 131C, 131Bk)가 제공되고, 각각의 슬리브에 보유된 토너를 각각의 광수용체 드럼 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)의 표면으로 이송하는 현상 수단 (13Y, 13M, 13C, 13Bk)
을 각각 포함하는 상 형성 유닛 (100Y, 100M, 100C, 100Bk)을 포함한다.
황색 토너 상은 상 형성 유닛 (100Y)에 의해 형성되고, 마젠타 토너 상은 상 형성 유닛 (100M)에 의해 형성되고, 시안 토너 상은 상 형성 유닛 (100C)에 의해 형성되고, 흑색 토너 상은 상 형성 유닛 (100Bk)에 의해 형성된다.
상기 상 형성 장치에서, 각각의 상 형성 유닛 (100Y, 100M, 100C, 100Bk)의 광수용체 (10Y, 10M, 10C, 10Bk)상에 형성된 각 토너 상들은 연속적으로 적시에 전사 수단 (14Y, 14M, 14C, 14Bk)에 의해 전사재 (P)상으로 전사되고 중첩되어 컬러 상을 형성하고, 2차 전사 수단 (14b)에서 전사재 (P)로 함께 전사되고, 분리 수단 (16)에 의해 중간 벨트 (14a)로부터 분리되고, 정착 장치 (17)에서 정착되고, 최종적으로 장치의 출구를 통해 배출된다.
이상과 같은 상 형성 방법에 사용되는 적합한 정착 방법으로는 소위 접촉 가열 시스템이 언급된다. 그러한 접촉 가열 시스템의 구체예로는 열압 정착 시스템, 열 롤 정착 시스템, 및 가열원을 둘러싼 정착된 회전식 압력 부재에 의해 정착을 실시하는 압력 열정착 시스템이 포함된다.
도 2는 본 발명의 토너를 사용한 상 형성 장치의 정착 장치의 일례의 단면도 를 나타낸다. 정착 장치 (30)에는 압력 롤러 (32)와 접촉하도록 배치된 가열 롤러 (31)가 제공된다. 도 2에서, (T)는 전사재 (P)상에 형성된 토너 상을 나타내고, 기호 (33)은 분리 클로(claw)이다.
가열 롤러 (31)에서, 불소 수지 또는 탄성 물질로 구성된 커버층 (31c)이 코어 (31b)의 표면 상에 형성되고, 이 때 선 히터로 형성된 가열 부재 (31a)는 봉입된다.
코어 (31b)는 내경이 10 내지 70 mm인 금속으로 구성된다. 코어 (31b)를 구성하는 금속은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 및 이들의 합금을 포함한다. 코어 (31b)의 벽 두께는 0.1 내지 15 mm 범위이고, 에너지 절약(얇은 벽)과 강도(구성 재료에 의존) 요건의 균형을 고려하여 결정한다. 예를 들어, 0.57 mm 두께의 철 코어에 대응하는 강도를 알루미늄 코어에서 유지하려면 그의 벽 두께가 0.8 mm일 필요가 있다.
커버층 (31c)가 불소 수지로 구성된 경우, 그러한 불소 수지의 예로는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 테트라에틸렌/퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)가 포함된다.
불소 수지로 구성된 커버층 (31c)의 두께는 일반적으로 10 내지 500 ㎛, 바람직하게는 20 내지 400 ㎛이다. 불소 수지 커버층 두께가 10 ㎛ 미만이면 커버층으로서 충분히 기능할 수 없다. 반면, 두께가 500 ㎛를 초과하면 종이 분말에 의해 커버층 표면상에 쉽게 흠이 형성되고, 토너 등이 종종 흠 부분에 부착되어 상 얼룩을 유발한다.
커버층 (31c)이 탄성 물질로 구성된 경우, 커버층을 구성하는 탄성 물질의 예로는 우수한 내열성을 나타내는 실리콘 고무, 예컨대, LTV, RTV 및 HTV 및 실리콘 스폰지 고무가 포함된다. 탄성 물질로 구성된 커버층 (31c)의 두께는 일반적으로 0.1 내지 30 mm, 바람직하게는 0.1 내지 20 mm이다. 커버층 (31c)를 구성하는 탄성 물질의 아스커(Asker) C 경도는 일반적으로 80° 미만, 바람직하게는 60° 미만이다.
가열 부재 (31a)는 바람직하게는 할로겐 히터를 사용한다.
가열 롤러 (32)는 탄성 물질로 구성된 커버층 (32b)이 코어 (32a) 상에 형성된 것이다. 커버층 (32b)를 구성하는 탄성 물질은 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 우레탄 고무 또는 실리콘 고무 및 스폰지와 같은 연질 고무가 포함된다. 커버층 (32b)에는 실리콘 고무 또는 실리콘 스폰지 고무를 사용하는 것이 바람직하다.
코어 (32a)를 구성하는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 그 예로는 알루미늄, 철 및 구리와 같은 금속 및 이 금속들의 함금이 포함된다.
커버층 (32b)의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 30 mm, 보다 바람직하게는 0.1 내지 20 mm이다.
도 2에 나타낸 정착 장치의 정착 조건의 일례로, 정착 온도(가열 롤러 (31)의 표면 온도)는 70 내지 210℃이고, 정착 선 속도는 80 내지 640 mm/초이다. 가열 롤러 (31)과 압력 롤러 (32)에 의해 형성되는 정착 닙(N)의 닙 간격은 8 내지 40 mm, 바람직하게는 11 내지 30 mm이다. 가열 롤러 (31) 및 압력 롤러 (32)의 조 합 하중은 일반적으로 40 내지 350 N, 바람직하게는 50 내지 300 N의 범위이다.
도 3은 본 발명의 토너를 사용한 상 형성 장치의 정착 장치의 또다른 일례를 예시하며, 도 4는 도 3에 나타낸 정착 장치의 가열 롤러 구성의 일례를 예시한다.
정착 장치 (40)은 할로겐 램프로 구성된 가열원 (41a)를 갖는 가열 롤러 (41), 가열 롤러 (41)로부터 멀리 떨어져 평행하게 배치된 지지 롤러 (42), 가열 롤러 (41)와 지지 롤러 (42) 사이에 연장된 무한 정착 벨트 (43), 및 정착 벨트 (43)을 사이에 두고 지지 롤러 (42)에 압축되어 정착 닙 부분 (N)을 형성하는 대향 롤러 (44)를 포함한다.
정착 장치 (40)의 가열 롤러 (41)에서, 예를 들어 1.5 mm 두께의 실리콘 고무로 구성된 내열성 탄성층 (41c)이 가열원 (41a)로서의 할로겐 히터를 둘러싸고 예를 들어 알루미늄으로 구성된 원통형 코어 (41b) 상에 형성되고, 그 위에 추가로, 1 내지 3 개의 접착층(나타내지 않음)을 통해 최상층을 형성하고 예를 들어 PFA 수지(테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체)로 구성된 토너 이형층 (41d)이 30 ㎛의 두께로 형성된다.
정착 벨트 (43)에서, 예를 들면, 약 200 ㎛ 두께의 Si 고무층이 약 40 ㎛ 두께의 Ni 전기 형성 기재 또는 50 내지 100 ㎛ 두께의 폴리이미드 기재의 외주면 상에 형성되고, Si 고무층의 외주면 상에 추가로, PFA (테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체) 또는 PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌)으로 구성된 약 30 ㎛ 두께의 커버층이 형성된다.
본 발명의 토너의 상을 형성하기 위한 전사재는 토너 상을 보유하는 지지체 이다. 그의 구체예로는 얇은 종이 및 두꺼운 종이를 포함하는 보통 종이(plain paper), 고급 종이(fine-quality paper), 인쇄용 코팅지, 예컨대 아트지(art paper) 또는 코팅지, 시판되는 일본 종이(Japanese paper) 및 엽서 종이, OHP (overhead projector)용 플라스틱 필름, 및 천이 포함되나, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 토너는 특정한 제1 이형제 성분 및 제2 이형제 성분을 포함하고, 전체로서 비교적 낮은 융점을 나타내면서도 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는 이형제를 함유한다. 또한 이형제는 전사재에 대해 우수한 접착력을 달성하는 구조를 형성하므로, 비교적 낮은 정착 온도에서도 기본적으로 충분한 정착 강도로 정착이 이루어지고, 정착된 상에 띠 또는 줄무늬 모양의 상 결함이 발생하지 않아 우수한 정착 상을 얻을 수 있다.
구체적으로, 특정 모노에스테르 화합물 및 분지쇄 구조를 갖는 특정 탄화수소 화합물은 모두 비교적 낮은 융점을 나타내면서도 휘발성 성분을 거의 발생시키지 않는다. 극성 분자인 모노에스테르 화합물은 전사재에 대해 우수한 접착성을 달성함으로써 상기 효과를 실현할 수 있다. 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물이 휘발성 화합물을 거의 발생시키지 않는 이유는 명확하지 않으나, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물이 분자로서는 비교적 낮은 융점을 나타내지만, 그러한 분지쇄 또는 환형 구조로 인해 분자간 상호-얽힘(inter-winding)이 용이하게 일어나 휘발성 성분을 생성하기 어려운 구조를 형성하는 것으로 생각된다.
<실시예>
본 발명은 하기 실시예에서 보다 상세하게 설명되지만, 이들 실시예로 한정되지 않는다.
분지쇄 탄화수소의 정제
석유 감압 증류 잔류 오일 또는 중질유인 원유를 용매 추출법을 통해 분리하고 정제하여 표 1에 나타낸 물성을 지난 이형제 6 내지 13을 얻었다.
수지 입자 분산액의 제조
제1 중합 단계:
교반기, 온도 센서, 응축기 및 질소 기체 도입 장치가 장착된 5 리터 반응 용기에 탈이온수 3 L에 용해된 나트륨 도데실술페이트 8 g을 넣고, 질소 기체 스트림 하에 230 rpm의 교반 속도로 교반하면서 내부 온도를 80℃로 상승시켰다. 상기 온도로 상승한 후, 탈이온후 200 g에 용해된 칼륨 퍼술페이트 10 g의 용액을 넣고, 액체 온도를 다시 80℃로 상승시키고, 여기에 스티렌 480 g, n-부틸아크릴레이트 250 g, 메타크릴산 68.0 g 및 n-옥틸 3-머캅토프로피오네이트 16.0 g으로 구성된 중합성 단량체 용액을 1 시간에 걸쳐 적가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하면서 가열함으로써 중합을 실시하여 수지 입자 (1h)를 함유하는 수지 입자 분산액 (1H)을 제조하였다.
제2 중합 단계:
교반기, 온도 센서, 응축기 및 질소 기체 도입 장치가 장착된 5 리터 반응 용기에 탈이온수 800 ㎖에 용해된 폴리에틸렌 2-도데실 에테르 나트륨 술페이트 7 g을 넣었다. 내부 온도를 98℃로 상승시킨 후, 여기에 상기 수지 입자 분산액 (1H) 260 g 및 90℃에서 용해된 스티렌 245 g, n-부틸 아크릴레이트 120 g, n-옥틸 3-머캅토프로피오네이트 1.5 g, 표 1에 나타낸 이형제(1) 및 표 1에 나타낸 이형제 (12) 130 g의 중합성 단량체 용액을 첨가하고, 순환 경로를 갖는 기계식 교반기, 즉, 클리어 믹스(CLEAR MIX; 엠 테크닉 캄파니 리미티드 제조)를 사용하여 1시간 동안 교반하면서 혼합하여 유화된 입자 (오일 액적)를 함유하는 분산액을 제조하였다. 이어서, 이 분산액에 탈이온수 200 ㎖에 용해된 칼륨 퍼술페이트 6 g의 개시제 용액을 첨가하고, 이 계를 1시간 동안 교반하면서 82℃로 가열하여 중합을 수행하고 수지 입자 분산액 (1HM)을 제조하였다.
제3 중합 단계:
상기 수지 입자 분산액 (1HM)에 탈이온수 400 ㎖에 용해된 칼륨 퍼술페이트 11 g의 용액을 첨가하고, 스티렌 435 g, n-부틸 아크릴레이트 130 g, 메타크릴산 33 g 및 n-옥틸-3-머캅토프로피오네이트 8 g의 중합성 단량체 용액을 82℃에서 1시간에 걸쳐 적가하였다. 첨가가 완료된 후, 2시간 동안 가열하면서 교반을 계속하였다. 그 후, 반응 혼합물을 28℃로 냉각시켜 수지 입자 (a)를 함유하는 수지 입자 분산액 A을 얻었다. 수지 입자 분산액 A의 수지 입자 (a)의 입도를 전기영동 광 산란 광도계 ELS-800 (오쯔까 덴시 가부시끼가이샤 제조)을 사용하여 측정한 결과, 부피 기준 중간 직경이 150 nm였다. 또한 수지 입자 (a)의 유리 전이 온도는 45℃였다.
수지 입자 분산액 B 내지 N을 각각 이형제(1) 및 (12)를 표 2에 나타낸 양의 이형제로 치환한 것 외에는 상기 수지 입자 분산액 A의 제조와 동일한 방식으로 얻 었다.
이형제 번호 이형제 성분 탄소수
(R1/R2)		 분지율*1
(％)		 융점
(℃)		 분자량
1 에스테르(a) 13/14 - 41 -
2 에스테르(c) 17/18 - 58 -
3 에스테르(f) 21/22 - 71 -
4 에스테르(h) 29/30 - 92 -
5 에스테르(i) 13/21 59 -
6 HC*2 - 0.05 70 800
7 HC - 0.1 75 700
8 HC - 0.3 80.2 640
9 HC - 0.4 80 600
10 HC - 1 81 550
11 HC - 20 82 510
12 HC - 30 82 510
13 HC - 0 67 480
14 에스테르*3 - - 83 -
15 에스테르*4 31/2 - 76 -
16 에스테르*5 11/12 - 27 -
*1: 총 탄소 원자의 수에 대한 3차 및 4차 탄소원자의 수의 비율
*2: 탄화수소 화합물
*3: 펜타에리트리톨 테트라(베헨산) 에스테르
*4: 에틸 락세레이트
*5: 도데실 라우레이트
토너 번호 에스테르 탄화수소 화합물 이형제 함량
(중량％)
이형제
번호(중량％)		 이형제
번호(중량％)		 이형제
번호(중량％)
실시예 1 1 1(98) 12(2) - 10
실시예 2 2 1(95) 11(5) - 10
실시예 3 3 2(90) 8(10) - 15
실시예 4 4 3(70) 9(30) - 15
실시예 5 5 4(60) 7(40) - 15
실시예 6 6 5(42) 6(58) - 5
실시예 7 7 2+3(80) 10(20) - 20
비교예 1 8 1(35) 11(65) - 10
비교예 2 9 1(99) 12(1) - 10
비교예 3 10 - 8(20) 14(80) 10
비교예 4 11 - 9(100) - 10
비교예 5 12 2(90) 13(10) - 10
비교예 6 13 15(80) 10(20) - 10
비교예 7 14 16(80) 10(20) - 10
착색제 극미립자 분산액의 제조:
탈이온수 1600 ㎖에 용해된 나트륨 도데실술페이트 90 g의 용액에 카본 블랙 레갈(REGAL) 330R (캐보트 사 제조) 420 g을 서서히 첨가하였다. 이어서 교반기 클리어 믹서(엠 테크닉 사 제조)로 교반 처리를 행하여 착색제 극미립자의 분산액 (Q)을 제조하였다. 분산액 (Q)의 착색제의 입도를 전기영동 광 산란 광도계 ELS-800 (오쯔까 덴시 사 제조)를 사용하여 측정한 결과, 부피 기준 중간 직경이 110 nm였다.
토너 입자 (1)의 제조:
교반기, 온도 센서, 응축기 및 질소 기체 도입 장치가 장착된 5 리터 반응 용기에 고형분 함량 300 g의 수지 입자 분산액 A, 탈이온수 1400 g, 및 탈이온수 120 ㎖에 용해된 폴리옥시에틸렌 2-도데실 에테르 나트륨 술페이트 3 g을 넣고, 액체 온도를 30℃로 조정한 후, 5N 수산화나트륨 용액으로 pH를 10으로 조정하였다. 이어서 여기에 탈이온수 35 ㎖에 용해된 염화마그네슘 35 g의 수용액을 10분에 걸쳐 교반하면서 첨가하였다. 3분 동안 유지한 후 온도를 90℃로 60분에 걸쳐 상승시키고 90℃로 유지하여 입자 성장 반응을 진행시켰다. 코울터 멀티사이저(Coulter Multicizer) III를 사용하고, 응고된 입자 크기를 측정하여 목적한 입자 크기에 도달했을 때, 탈이온수 600 ㎖에 용해된 염화나트륨 150 g의 수용액을 첨가하여 입자 성장을 정지시켰다. 또한, 98℃에서 교반하면서 숙성을 실시하여 평균 구형도가 0.965에 도달할 때까지 입자간의 융합을 진행시키고, 친수성 수지가 응고된 입자의 표면측을 향해 배향되고 소수성 수지가 응고된 입자의 내부측을 향해 배향되도록 하여 코어/쉘 구조를 갖는 토너 입자를 형성하였다. 이어서, 30℃까지 냉각을 실시하고 염산으로 pH를 4.0으로 조정하고 교반을 중지하였다.
이렇게 얻어진 토너 입자를 바스켓형 원심분리기 마크(MARK) III 타입 No. 60x40 (마쯔모또 기까이 가부시끼가이샤 제조)를 이용하여 고체/액체 분리하여 토너 입자의 습윤 케이크를 형성하였다. 바스켓형 원심분리기를 사용하여 여액의 전기 전도도가 5 μS/cm에 도달할 때까지 습윤 케이크를 45℃ 탈이온수로 세정하고, 플래쉬 젯 드라이어(Flash Jet Dryer; 세신 기교 가부시끼가이샤 제조)로 이송하여 함수율이 0.5 중량％에 도달할 때까지 건조시켜 토너용 입자를 얻었다.
얻어진 입자에, 소수성 실리카 (수 평균 1차 입도 12 nm) 및 친수성 티타니아(수 평균 1차 입도 20 nm)를 각각 1 중량％ 및 0.3 중량％의 양으로 첨가하고, 헨쉘 믹서에서 혼합하여 토너 입자 (1)로 구성된 토너 1을 제조하였다. 토너 입자는 친수성 실리카 또는 친수성 산화티탄 첨가에 의해 그 형태 또는 입도가 변하지 않았다.
토너 입자 (2) 내지 (14)의 제조:
각각 토너 입자 (2) 내지 (14)로 구성된 토너 2 내지 14를 수지 입자 분산액 A를 수지 입자 분산액 B 내지 N으로 각각 치환한 것 외에는 상기 토너 입자 (1)의 제조와 동일한 방식으로 제조하였다.
현상제의 제조:
토너 입자 (1) 내지 (14) 각각을 부피 평균 입도 60 ㎛의 실리콘 수지 코팅된 페라이트 담체와 토너 함량 6％로 혼합하여 현상제 1 내지 7 및 비교 현상제 1 내지 7을 각각 제조하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 7:
이렇게 제조된 현상제 1 내지 7 및 비교 현상제 1 내지 7의 각각에 대해, 하기 정착 장치가 설치된 디지틀 복사기 비즈허브(bizhub) PRO C350 (코니카 미놀타 가부시끼가이샤 제조)를 사용하여 실제 화상 시험(picture test)을 실시하고 하기 항목 (I) 내지 (III)에 따라 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
시험에 사용된 정착 장치는 접촉 가열 시스템의 일종이었다. 구체적인 구성은 다음과 같다. 120 ㎛ 두께의 PTFE(테트라플루오로에틸렌)로 피복된 표면을 가지며 중심부에 히터가 있는 원통형 알루미늄 합금 코어 (내경 40 mm, 벽 두께 2.0 mm)로 구성된 가열 롤러, 및 실리콘 스폰지 고무(아스커 C 경도가 48°이고 두께가 2.0 mm임)로 표면이 피복된 원통형 철 코어(내경이 40 mm이고 벽 두께가 2.0 mm임)로 구성된 압력 롤러를 총 하중 150 N로 서로 접촉시켜 5.8 mm 폭의 정착 닙 부분을 형성하였다. 정착 장치는 인쇄 선속도 160 mm/초에서 정착 온도를 120℃, 140℃ 또는 160℃로 조절하여 사용하였다.
(I) 상 결함:
보통 온도 및 습도(20℃, 55％RH)의 환경하에 64 g/㎡의 J 페이퍼(J Paper; 코니카 미놀타 사 제조)상에 형성된 화소 비율 7％의 문자 상, 초상화 사진 상 및 상대 상 밀도(relative image density) 0.6의 솔리드(solid) 시안 하프톤 상으로 구성된 혼합 상 10,000 매를 시험 상으로서 인쇄하고, 이 때 정착 벨트 온도를 120℃, 140℃ 또는 160℃로 유지하였다. 10,000번째 시트 상에 얻어진 시험 상을 띠 또는 백색 줄무늬 모양의 상 결함에 대해 육안으로 관찰하고 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 상 결함이 관찰되지 않음
B: 솔리드 시안 하프톤 상에서 경미하게 농도가 감소된 줄무늬가 관찰됨
C: 솔리드 시안 하프톤 상에서 약간의 백색 줄무늬가 관찰되지만 문자 상 및 초상화 사진 상에서 두드러지게 인지되지 않고 실용상 허용가능함.
D: 솔리드 시안 하프톤 상에서 백색 줄무늬가 명백하게 관찰되고 실용상 허용불가능함
(II) 정착성(fixability)
보통 온도 및 습도(20℃, 55％RH)의 환경하에 A4 크기(64 g/㎡)의 고품질 종이인 J 페이퍼(코니카 미놀타 사 제조) 상에 흑색 솔리드 상을 형성하였다. 정착 강도를 하기 멘딩 테이프(mending tape) 박리법에 따라 측정하여 정착율을 측정하고 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 95％ 이상의 정착율
B: 85％ 이상 95％ 미만의 정착율
C: 85％ 미만의 정착율
멘딩 테이프 박리법은 하래 절차에 따라 실시하였다.
(1) 솔리드 흑색 상의 절대 반사 밀도( D0)를 측정하고,
(2) 멘딩 테이프 No. 810-3-12 (스미또모 3M 코포레이션 제조)을 솔리드 흑색 상에 살짝 붙이고,
(3) 멘딩 테이프를 1 kPa의 압력으로 3 내지 5회 반복하여 문지르고,
(4) 멘딩 테이프를 180°의 각도로 200 g의 힘으로 떼어내고,
(5) 떼어낸 후의 절대 반사 밀도(D1)를 측정하고,
(6) 정착율을 하기 수학식 3에 따라 측정하였다.
Figure 112007008145481-pat00005
절대 반사 밀도는 반사 밀도 측정기 RD-18 (맥베쓰 캄파니 제조)를 사용하여 측정하였다.
(III) 정착시 분리성
보통 온도 및 습도(20℃, 55％RH)의 환경하에 가열 롤러의 표면 온도를 120℃, 140℃ 또는 160℃로 조절하고, 이송 방향에 수직인 5 mm 폭의 솔리드 흑색 띠 상을 갖는 A4 상을 A4 크기의 고급 종이(64 g/㎡) 상에 형성하고, 기계 방향으로 이송하였다. 가열 롤러의 상 측면으로부터 종이의 분리성을 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 가열 롤러로부터의 분리가 A4 고급 종이의 구부러짐 없이 달성됨
B: A4 고급 종이가 분리 클로에 의해 가열 롤러로부터 분리가능하나 분리 클로 자국이 거의 인지되지 않음
C: A4 고급 종이가 분리 클로에 의해 가열 롤러로부터 분리가능하나 분리 클로 자국이 남거나, 또는 A4 종이가 가열 롤러 둘레에 감겨 분리되지 않음.
평가
120℃ 140℃ 160℃
백색
줄무늬		 정착성 분리성 백색
줄무늬		 정착성 분리성 백색
줄무늬		 정착성 분리성
실시예1 A B B A B B A A B
실시예2 A B B A B B A A A
실시예3 A A A A A A A A A
실시예4 A A A A A A A A A
실시예5 A B A A A A B A A
실시예6 A B A B B A B A A
실시예7 A A A A A A A A A
비교예1 A C A A C A B B A
비교예2 A A C A A C B A C
비교예3 A A C A A C A A C
비교예4 A C A A C A B B A
비교예5 B B A C A A C A A
비교예6 A C A A C A B B A
비교예7 A C A A C A B B A
표 3의 결과로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 토너를 이용한 실시예 1 내지 7는 비교적 저온에서 정착될 경우에도 백색 줄무늬와 같은 상 결함이 발생하지 않았고 충분한 정착 강도로 정착이 이루어졌으며, 전사재로부터 우수한 분리성(박리 능력)을 실현하였다.
본 발명은 비교적 낮은 정착 온도에서도 충분한 정착 강도로 정착가능하고, 띠 또는 줄무늬 상과 같은 상 결함의 발생이 억제된 우수한 정착 상을 형성하며, 전사재로부터 분리 능력이 우수한 토너를 제공한다.

Claims (7)

  1. 결착 수지, 착색제 및 이형제를 포함하며, 이형제가 하기 화학식 1로 표시되는 모노에스테르 화합물인 제1 이형제 성분 및 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물인 제2 이형제 성분을 포함하고, 제1 이형제 성분이 제1과 제2 이형제 성분의 40 내지 98 중량％를 차지하고,
    (1) 제1 이형제 성분 및 제2 이형제 성분을, 결착 수지를 형성하는 중합성 단량체 중에 용해 또는 분산시켜 중합성 단량체 용액을 얻는 용해/분산 단계,
    (2) 중합성 단량체 용액을 수성 매질에 분산된 오일 액적 형태로 분산시키고, 미니에멀젼 중합 공정을 통해 중합하여 결착 수지 입자의 분산액을 제조하는 중합 단계, 및
    (3) 결착 수지 입자를 석출, 응고 및 융합하여 합체된 입자를 형성하는 응고/융합 단계
    를 포함하는 미니에멀젼 중합 응고 방법에 의해 제조되는 전자사진 토너.
    <화학식 1>
    R1-COO-R2
    상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 13 내지 30의 탄화수소기이다.
  2. 제1항에 있어서, 제1 이형제 성분이 제1과 제2 이형제 성분의 70 내지 95 중량％를 차지하는 토너.
  3. 제1항에 있어서, 화학식 1에서 R1 및 R2가 서로 독립적으로 탄소수 17 내지 22의 탄화수소기인 토너.
  4. 제1항에 있어서, 분지쇄 구조를 갖는 탄화수소 화합물에서 3차(tertiary) 및 4차(quaternary) 탄소 원자의 합계가 탄화수소 화합물의 전체 탄소 원자의 0.1％ 내지 20％를 차지하는 것인 토너.
  5. 제4항에 있어서, 3차 및 4차 탄소 원자의 합계가 탄화수소 화합물의 전체 탄소 원자의 0.3％ 내지 10％를 차지하는 것인 토너.
  6. 제1항에 있어서, 이형제를 결착 수지의 1 내지 30 중량％의 양으로 함유하는 토너.
  7. 제1항에 있어서, 이형제가 60 내지 100℃의 융점을 나타내는 것인 토너.
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