KR101369952B1 - Method for manufacturing toner by shirasu-porous-glass membrane reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토너입자 제조방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 모노머용액을 중합시켜 토너입자를 제조하는 방법에 있어서, 중합되어지는 상기 모노머용액은 멤브레인 반응기에 의해 용매에 분산된 것이고, 상기 멤브레인 반응기는 모노머용액 스트림, 용매 스트림 및 상기 양 스트림 사이에 SPG막을 구비한 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 단분산적으로 입자 크기가 균일한 토너 입자를 간단히 제조할 수 있고, 연속적으로 토너입자를 유화중합할 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a method for producing toner particles. More specifically, in the method for producing toner particles by polymerizing monomer solution, the monomer solution to be polymerized is dispersed in a solvent by a membrane reactor, and the membrane reactor is a monomer solution stream, a solvent stream, and both streams. It relates to a method for producing toner particles, characterized by having an SPG film therebetween. According to the present invention, it is possible to easily produce toner particles having a uniform particle size in a monodisperse manner, and to effect emulsion polymerization of the toner particles continuously.

SPG, 멤브레인 반응기, 연속, 토너, 모노머용액, 용매, 스트림 SPG, membrane reactor, continuous, toner, monomer solution, solvent, stream

Description

SPG 멤브레인 반응기를 이용한 토너입자 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING TONER BY SHIRASU-POROUS-GLASS MEMBRANE REACTOR}METHODS FOR MANUFACTURING TONER BY SHIRASU-POROUS-GLASS MEMBRANE REACTOR}

본 발명은 토너입자 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세히는, SPG 멤브레인 반응기를 이용한 토너입자 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing toner particles, and more particularly, to a method for producing toner particles using an SPG membrane reactor.

유화제의 물리화학적인 성질을 이용하여 O/W 와 W/O 에멀젼을 제조하는 방법(예:PIT method, D-phase method)은 이제까지 많은 연구가 진행되어 왔으며, colloid mill, homogenizer, ultrasonic emulsifier 와 같은 유화장치도 지속적으로 개발되고 있다. The method of preparing O / W and W / O emulsions using the physicochemical properties of emulsifiers (e.g. PIT method, D-phase method) has been studied a lot, such as colloid mill, homogenizer, ultrasonic emulsifier Emulsifiers are also being developed.

하지만 이들 방법은 공정의 정확한 조절이 어려우며, 제조된 에멀젼의 입자크기 분포가 다분산적(polydispersed)이라는 단점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위한 방법으로 1980년 일본에서 개발된 막유화법을 예로 들 수 있다. 이 기술은 porous glass membrane 가운데 기공크기(pore size)가 균일한 SPG(Shirasu Porous Glass)막을 사용하여 균일한 입자분포를 가지는 에멀젼을 제조하는 것이다.However, these methods have difficulty in precisely controlling the process and have a disadvantage in that the particle size distribution of the prepared emulsion is polydispersed. To overcome this problem, the film emulsification method developed in Japan in 1980 is an example. This technique is to prepare an emulsion with uniform particle distribution by using a SPG (Shirasu Porous Glass) membrane with a uniform pore size among porous glass membranes.

이러한 막유화에 사용되는 막이 갖추어야 할 조건은 다음과 같다.The conditions to be used for such a film emulsification is as follows.

① 막의 기공크기가 균일해야 한다.① The pore size of membrane should be uniform.

② 막의 기공크기는 제조 조건에 따라 원하는 크기로 제조가 가능해야 한다.② The pore size of the membrane should be possible to manufacture the desired size according to the manufacturing conditions.

③ 반응시 제공되는 압력에 의해 막이 변형되거나 깨져서는 안된다.③ The membrane should not be deformed or broken by the pressure provided during the reaction.

④ O/W 에멀젼의 경우 막표면이 기름상(oil phase) 또는 고분자 용액(polymer solution)에 의해 젖어서(wetting)는 안된다.④ In the case of O / W emulsions, the membrane surface should not be wetted by oil phase or polymer solution.

⑤ 막은 분산상(dispersion phase)보다도 연속상(continuous phase)에 우선적으로 접촉해야 한다.(5) The membrane should contact the continuous phase preferentially rather than the dispersion phase.

⑥ 기공은 잘록한 부분이 없는 원통형(cylindrical) 형상을 하고 있어야 한다.⑥ The pores should be cylindrical (cylindrical) without any constriction.

현재 생산되고 있는 유기계 또는 무기계 다공질막 가운데, 위의 조건을 전부 만족하고 있는 것은 SPG 외에는 없다. 예를 들어 유기막은 ①, ③, 또한 알루미나 등 다른 무기막은 ①, ⑤, ⑥ 의 문제가 발견되고 있다.Among the organic or inorganic porous membranes currently produced, only SPG satisfies all of the above conditions. For example, problems of ①, ③, and other inorganic films such as alumina have been found to be ①, ⑤, and ⑥.

일본의 Nakashima와 Shimizu가 논문을 통해 최초로 발표한 Shirasu Porous Glass(SPG)막은 일본 큐슈지방의 미야자키현에 널리 분포하는 화산재로부터 만들어진 다공성 유리막이다. 1970년 후반 일본의 中島 등이 Vycor-type보다 우수하며, 기공크기 범위가 4㎚ ~ 20 ㎛로 비교적 큰 것을 만들었고, 그 후 일본의 기술개발 결과 새로운 CaO-Al2O3-B2O3-SiO2 계 porous glass membrane을 만들었는데, 이를 SPG(Shirasu Porous Glass)라 한다. 이것은 일정한 크기의 수많은 기공을 갖고 있으며, 나노미터 크기에서 마이크로미터 크기까지 다양한 크기의 다공성 유리막이다. 현재는 의약, 식품, 화장품 등 다양한 산업에서 분리 기능, 흡수제, 또는 약물 전달체 등에 응용되고 있다. The Shirasu Porous Glass (SPG) membrane, first published by Nakashima and Shimizu in Japan, is a porous glass membrane made from volcanic ash widely distributed in Miyazaki Prefecture, Kyushu, Japan. Superior to the like中島Japanese late 1970s, Vycor-type, and made to have a relatively large pore size range in 4㎚ ~ 20 ㎛, then the Japanese technology resulting new CaO-Al 2 O 3 -B 2 O 3 - SiO 2 porous glass membrane was made, which is called SPG (Shirasu Porous Glass). It has numerous pores of constant size and is a porous glass membrane of various sizes, from nanometer to micrometer in size. Currently, it is applied to separation functions, absorbents, or drug carriers in various industries such as medicine, food, and cosmetics.

SPG(Shirasu Porous Glass)에 의한 유화방법은 적은 에너지를 사용하면서도 좁은 액적 분포를 갖도록 효과적으로 제어 가능하다는 장점 때문에 연구가 많이 되어 오고 있다. The emulsification method by SPG (Shirasu Porous Glass) has been studied because of the advantage that it can be effectively controlled to have a narrow droplet distribution while using less energy.

한편, 막유화법의 특징으로는 아래와 같은 것들이 있다. On the other hand, there are the following characteristics of the film emulsification method.

① 기공크기가 다른 막을 사용함에 따라 에멀젼 입자크기를 0.1 ~ 10 ㎛ 범위에서 자유롭게 조절할 수 있다.① By using membrane with different pore size, emulsion particle size can be freely adjusted in the range of 0.1 ~ 10 ㎛.

② 에멀젼의 입자분포는 종래의 방법과 비교해볼때 매우 단분산적(monodispersed)이다.The particle distribution of the emulsion is very monodispersed compared to the conventional method.

③ 소량의 유화제로도 에멀젼의 안정성을 얻을 수 있다.③ Emulsion stability can be obtained even with a small amount of emulsifier.

④ 2 종류의 porous glass membrane을 사용하면, O/W/O 및 W/O/W의 double 에멀젼도 비교적 용이하게 제조할 수 있다.④ Double emulsions of O / W / O and W / O / W can be prepared relatively easily by using two kinds of porous glass membranes.

⑤ 강한 교반이 필요하지 않으므로 조작비가 절감되는 장점이 있다.⑤ It does not need strong stirring, so there is an advantage of reducing the operating cost.

⑥ 막유화법과 현탁중합법을 조합하면 입자가 균일한 polymer microsphere가 제조된다.⑥ Combination of membrane emulsification and suspension polymerization produces polymer microspheres with uniform particles.

⑦ 막유화법과 계면반응법(interfacial reaction)의 조합으로 입자가 균일한 silica microsphere가 제조된다.⑦ A homogeneous silica microsphere is produced by the combination of membrane emulsification and interfacial reaction.

⑧ 공정이 간단하므로 scale up이 용이하며, 대량생산에 적합하다.⑧ It is easy to scale up because of simple process and is suitable for mass production.

⑨ 고부가가치화, 차별화 상품개발에 매우 적합하다.⑨ It is very suitable for high value added and differentiated product development.

이러한 여러가지 특징들 가운데서 특히 ① ~ ③은 기존의 유화법에서는 볼 수 없었던 중요한 특징이다.Among these various features, ① ~ ③ are important features not seen in the conventional emulsification method.

막을 이용하여 생성된 유화 액적은 이후 중합, 겔화, 휘발, 냉동 건조, 고화, 결정화, 팽윤 등의 연속된 반응이나 공정에 의해 다양한 형태의 입자 구조를 갖게 된다. 막의 친수성 또는 소수성과 두 액상의 성분에 의해 O/W, W/O 또는 M/W 유화 액적이 형성된다. 단일 유화액은 2차의 유화 방법을 통해 다수의 유화액이나 액적에서 고체로 또는 연속상에서 고체상으로 변화하게 된다. The emulsion droplets produced using the membranes then have various types of particle structures by successive reactions or processes such as polymerization, gelation, volatilization, freeze drying, solidification, crystallization, and swelling. O / W, W / O or M / W emulsion droplets are formed by the hydrophilic or hydrophobic nature of the membrane and the two liquid phase components. A single emulsion is transformed from a plurality of emulsions or droplets to a solid or from a continuous phase to a solid phase through a secondary emulsification method.

유화방법의 발전은 두 가지의 가능한 제조 접근 방법에 뿌리를 두고 있다. 하나는 액적을 파괴하는 혼합 공정의 균일도를 증가시켜 섭동을 감소시키거나, 두 번째는 미세공학 구조계를 사용하여 액적을 하나 하나 제조하는 방법이다. 막과 미세 채널 유화법은 수많은 기공이나 미세 채널의 출구로부터 밀려나오는 액적에 의해 유화 액적을 형성시키는데 이는 두 번째 접근 방법의 예이다.The development of emulsification methods is rooted in two possible manufacturing approaches. One is to reduce the perturbation by increasing the uniformity of the mixing process that destroys the droplet, or the second is to prepare droplets one by one using a micro-engineering structure system. Membrane and microchannel emulsification forms emulsified droplets by droplets pushed out of numerous pores or outlets of microchannels, an example of a second approach.

일반적으로 토너용 수지의 중합방법으로는 유화중합, 현탁중합, 괴상중합 등이 사용되고 있다. Generally, emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, and the like are used as polymerization methods of toner resins.

이 중 유화중합으로 제조된 토너용 수지는 입자의 크기가 토너를 제조하기에는 작기 때문에 분말 형태로 만든 후에 카본 블랙과 전하 조절제를 혼합하여 분산시킨 다음 이 분말 혼합체를 압출기에서 압출 후 냉각하여 제트밀(Jet mill)로 분쇄하여 원하는 입자 크기를 가지는 토너를 제조해야 하는 번거로움이 있다.Among these, the resin for toner prepared by emulsion polymerization is made into a powder form because the particle size is small to prepare the toner, and the carbon black and the charge control agent are mixed and dispersed, and the powder mixture is extruded and cooled in an extruder, followed by jet mill ( It is troublesome to prepare a toner having a desired particle size by grinding with a jet mill.

또한, 현탁중합법에 의해 제조된 토너용 수지는 입자의 크기가 토너를 제조하기에는 적당하지만 입자 크기 분포가 다분산적이라는 단점이 있기 때문에 체로 치는 과정을 통하여 입자 크기 분포를 단분산적으로 만들어 주어야 하는 문제점이 있다.In addition, the resin for toner produced by the suspension polymerization method has a disadvantage in that the particle size is suitable for manufacturing the toner, but the particle size distribution is polydisperse, so that the particle size distribution must be made monodisperse through a sifting process. There is a problem.

이와 같은 토너용 수지의 착색제로는 카본 블랙이 주로 사용되는데, 카본 블랙 결정의 구조는 흑연 결정구조와 같이 다환족 화합물로 보이는 약 90 개 정도의 탄소 원자가 육각 망상으로 배열되어 있는 층의 평면이 3 내지 5층 정도 간격으로 중첩되어 있는 구조이고, 초기 입자는 표면 에너지의 영향으로 서로 응집되어 응집체(Aggregate)로 존재한다. 또한, 다른 첨가제에 비해 표면적이 크기 때문에 응집체간의 응집력이 강해 여러 가지 안료 및 첨가제 중에서 분산시키기 힘들다.Carbon black is mainly used as a colorant for the toner resin, and the structure of the carbon black crystal is a planar layer of a layer in which about 90 carbon atoms are arranged in a hexagonal network of about 90 carbon atoms, which are seen as a polycyclic compound, such as a graphite crystal structure. It is a structure overlapping at intervals of about 5 to 5 layers, the initial particles are aggregated to exist as aggregates under the influence of the surface energy. In addition, since the surface area is larger than other additives, the cohesive force between the aggregates is strong, making it difficult to disperse among various pigments and additives.

따라서, 수지 내에서 카본 블랙의 분산도는 최종 제품의 흑색도, 표면 성질, 전도도 및 기계적 물성에 영향을 미치기 때문에 제품이 가치를 결정하는 중요한 요인이 된다.Therefore, the dispersion of carbon black in the resin is an important factor in determining the value of the product because it affects the blackness, surface properties, conductivity and mechanical properties of the final product.

본 발명에서는 종래의 유화중합이나 현탁중합 등에 의한 공정의 번거로움 및 카본 블랙이 분산성을 개선하시기 위한 것으로 카본 블랙을 단량체에 분산시킨 후 막유화법을 응용하여 중합시킴으로써 단분산적으로 입자 크기가 균일한 토너 입자를 간단하게 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 특히, 입경크기가 균일한 SPG막을 구비한 멤브레인 반응기를 사용함에 따라, 종래의 배치형태로 액적을 제조하는 방법과 달리 연속적으로 단분산적 액적을 제조할 수 있는 바, 생산성이 우수한 토너 입자 제조방법을 제공하고자 한다.In the present invention, the hassle of the process by the conventional emulsion polymerization or suspension polymerization, and the carbon black to improve the dispersibility, the particle size is monodisperse by dispersing the carbon black in the monomer and then polymerizing by applying the film emulsion method It is an object of the present invention to provide a method for easily manufacturing uniform toner particles. In particular, as a membrane reactor having a SPG film having a uniform particle size is used, it is possible to continuously produce monodisperse droplets, unlike a method of preparing droplets in a conventional batch form. To provide.

본 발명은,According to the present invention,

모노머용액을 중합시켜 토너입자를 제조하는 방법에 있어서, 중합되어지는 상기 모노머용액은 멤브레인 반응기에 의해 용매에 분산된 것이고, 상기 멤브레인 반응기는 모노머용액 스트림, 용매 스트림 및 상기 양 스트림 사이에 SPG막을 구비한 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다. A method of polymerizing a monomer solution to produce toner particles, wherein the monomer solution to be polymerized is dispersed in a solvent by a membrane reactor, and the membrane reactor includes an SPG film between the monomer solution stream, the solvent stream, and both streams. It provides a method for producing toner particles, characterized in that one.

또한 본 발명에 있어서, 상기 SPG막 기공 크기는 2 ~ 10 ㎛ 범위 이내인 것 임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In the present invention, the SPG membrane pore size provides a method for producing toner particles, characterized in that within the range of 2 ~ 10 ㎛.

또한 본 발명에 있어서, 상기 SPG막 사이의 압력차는 0.1 ~ 20 Kgf/㎠ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the pressure difference between the SPG film provides a toner particle manufacturing method, characterized in that within the range of 0.1 ~ 20 Kgf / ㎠.

또한 본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 온도는 40 ~ 60 ℃ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the monomer solution stream provides a method for producing toner particles, characterized in that within the range of 40 ~ 60 ℃.

또한 본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 유속은 0.1 ~ 10 ㎖/min 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method for producing toner particles, characterized in that the flow rate of the monomer solution stream is within the range of 0.1 ~ 10ml / min.

또한 본 발명에 있어서, 상기 용매 스트림의 유속은 30 ~ 100 ㎖/min 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing toner particles, characterized in that the flow rate of the solvent stream is within the range of 30 ~ 100ml / min.

또한 본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙, 왁스, 모노머, 전하조절제, 분산제 및 개시제를 포함하는 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the monomer solution provides a method for producing toner particles, characterized in that it comprises carbon black, wax, monomer, charge control agent, dispersant and initiator.

또한 본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙 2 ~ 8 wt%, 왁스, 모노머 50 ~ 70 wt%, 전하조절제 0.3 ~ 3 wt% , 분산제 0.5 ~ 5 wt% 및 개시제 4 ~ 7 wt%를 포함하는 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the monomer solution includes carbon black 2-8 wt%, wax, 50-70 wt% monomer, 0.3-3 wt% charge control agent, 0.5-5 wt% dispersant and 4-7 wt% initiator. It provides a method for producing toner particles, characterized in that.

또한 본 발명에 있어서, 상기 용매는 물인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법을 제공한다.In the present invention, the solvent provides a method for producing toner particles, characterized in that the water.

또한 본 발명의 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 토너입자를 제공한다.Also provided is a toner particle, which is prepared by the method of the present invention.

또한 본 발명의 방법에 의해 제조되고 분산도가 1.0 이하인 것임을 특징으로 하는 토너입자를 제공한다.Also provided by the method of the present invention is toner particles characterized in that the dispersion degree is 1.0 or less.

본 발명에 따르면 단분산적으로 입자 크기가 균일한 토너 입자를 간단히 제조할 수 있고, 연속적으로 토너입자를 유화중합할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to easily produce toner particles having a uniform particle size in a monodisperse manner, and to effect emulsion polymerization of the toner particles continuously.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 모노머용액을 중합시켜 토너입자를 제조하는 방법에 있어서, 중합되어지는 상기 모노머용액은 멤브레인 반응기에 의해 용매에 분산된 것이고, 상기 멤브레인 반응기는 모노머용액 스트림, 용매 스트림 및 상기 양 스트림 사이에 SPG막을 구비한 것임을 특징으로 한다. The present invention provides a method of polymerizing a monomer solution to produce toner particles, wherein the monomer solution to be polymerized is dispersed in a solvent by a membrane reactor, and the membrane reactor is disposed between the monomer solution stream, the solvent stream, and the both streams. It is characterized by including the SPG film.

본 발명은 입자분포가 균일한 토너입자를 얻기 위해, 카본블랙, 왁스, 전하 조절제 등이 포함된 모노머 용액이 SPG 멤브레인을 통과하여 분산제가 포함된 용매로 분산되는 과정을 통해 토너입자의 입도분포를 좋게하려는 것이다.In order to obtain toner particles having a uniform particle distribution, the particle size distribution of the toner particles is dispersed through a process in which a monomer solution including carbon black, wax, and charge control agent is passed through an SPG membrane into a solvent containing a dispersant. To be good.

도 1 에서 본 발명의 제조방법의 일실시예 및 본 발명의 멤브레인 반응기의 일실시예를 도시하였다.Figure 1 shows one embodiment of the production method of the present invention and one embodiment of the membrane reactor of the present invention.

본 발명에 있어서, 상기 SPG막 기공 크기는 2 ~ 10 ㎛ 범위 이내인 것이 바람직하다. 입자의 크기는 기공에 따라 조절이 가능하지만, 토너 입자로 사용되기 위해서는, 입가의 크기가 6 ~ 15 ㎛ 정도인 것이 적당한데, 이를 제조하기 위해서 SPG 막 기공의 크기는 2 ~ 10 ㎛이 적당하다.In the present invention, the SPG membrane pore size is preferably within the range of 2 ~ 10 ㎛. The size of the particles can be adjusted according to the pores, but in order to be used as toner particles, the particle size is appropriately about 6 to 15 μm, and in order to prepare the particles, the size of the SPG membrane pores is appropriately 2 to 10 μm. .

본 발명에 있어서, 상기 SPG막 사이의 압력차는 0.1 ~ 20 Kgf/㎠ 범위 이내인 것이 바람직하다(모노머 용액 스트림의 압력이 용매 스트림의 그것보다 커야 모노머 용액이 용매 속으로 원활히 분산될 것이므로 압력차는 모노머 용액이 더 큰 방향으로 일어나야 한다). 0.1 Kgf/㎠ 미만에서는 낮은 압력 차이로 인하여 단위 시간 당 SPG 막을 통과하는 모노머 액적의 수가 적어지는 바 생산성 측면에서 바람직하지 않다. 20 Kgf/㎠ 초과에서는 SPG 막이 높은 압력차이로 인해 깨질 우려가 있다. SPG 막은 다공성의 무기질 재질이므로 깨지는 성질이 있는 바, 이를 주의해야 한다. 다만, 본 발명의 발명자가 발명에 이르는 과정 중 실험한 결과를 고려하면, 상기 압력차는 생성된 토너입자 크기에 큰 영향을 미치는 요인은 아닌 것으로 사료된다. In the present invention, the pressure difference between the SPG membrane is preferably within the range of 0.1 ~ 20 Kgf / ㎠ (the pressure difference is a monomer because the pressure of the monomer solution stream must be greater than that of the solvent stream will be smoothly dispersed into the solvent Solution should rise in a larger direction). Below 0.1 Kgf / cm 2, low pressure differentials are undesirable in terms of productivity as the number of monomer droplets passing through the SPG membrane per unit time decreases. Above 20 Kgf / cm 2, there is a fear that the SPG membrane is broken due to the high pressure difference. SPG membrane is a porous inorganic material, so it has a cracking nature, it should be noted. However, when the inventors of the present invention consider the results of the experiments leading to the invention, it is considered that the pressure difference is not a factor influencing the generated toner particle size.

본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 온도는 40 ~ 60 ℃ 범위 이내인 것이 바람직하다. 40 ℃ 미만이면, 왁스(wax)의 유동성이 떨어져 SPG 막의 기공을 막을 수 있고, 60 ℃ 초과이면, 모노머 용액에 포함된 개시제에 의해 중합반응 진행속도가 급격히 증가하는 바, SPG 막을 통과하기도 전에 중합반응이 일어날 수 있어 바람직하지 않다.In the present invention, the temperature of the monomer solution stream is preferably within the range of 40 to 60 ℃. If it is less than 40 ℃, the fluidity of the wax (wax) can be reduced to prevent the pores of the SPG membrane, if it is above 60 ℃, the polymerization reaction rate is increased rapidly by the initiator contained in the monomer solution, polymerization before even passing through the SPG membrane It is undesirable because a reaction can occur.

본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 유속은 0.1 ~ 10 ㎖/min 범위 이내인 것이 바람직하다. 0.1 ㎖/min 미만에서는, 단위 시간 당 토너입자 생산량이 떨어져 바람직하지 않고, 10 ㎖/min 초과에서는, 모노머 액적의 크기가 불규칙해질 수 있고, 특히 먼저 분산된 모노머 액적이 안정화되기 전에 뒤이어 분산된 모노머 액적과 합쳐질 가능성이 커진다.In the present invention, the flow rate of the monomer solution stream is preferably in the range of 0.1 to 10 ml / min. At less than 0.1 ml / min, the amount of toner particles produced per unit time is not preferable, and at more than 10 ml / min, the size of the monomer droplets may become irregular, in particular, the monomers dispersed before the stabilized monomer droplets first stabilize. It is more likely to merge with the droplets.

본 발명에 있어서, 상기 용매 스트림의 유속은 30 ~ 100 ㎖/min 범위 이내인 것이 바람직하다. 30 ㎖/min 미만에서는, 모노머 용액이 분산되어 나올 때 빠르게 안정화되지 못해 바람직하지 않고, 100 ㎖/min 초과에서는, 모노머 용액 분산되어 분산될 때 용매의 빠른 흐름에 밀려 모노머 액적이 제대로 형성되지 않을 수 있어 바람직하지 않다.In the present invention, the flow rate of the solvent stream is preferably in the range of 30 to 100 ml / min. At less than 30 ml / min, the monomer solution may not be stabilized quickly when it is dispersed, which is undesirable. At more than 100 ml / min, monomer droplets may not be formed properly due to the rapid flow of the solvent when the monomer solution is dispersed and dispersed. It is not desirable.

본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙, 왁스, 모노머, 전하조절제, 분산제 및 개시제를 포함하는 것이다.In the present invention, the monomer solution includes carbon black, wax, monomer, charge control agent, dispersant and initiator.

본 발명에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙 2 ~ 8 wt%, 왁스, 모노머 50 ~ 70 wt%, 전하조절제 0.3 ~ 3 wt% , 분산제 0.5 ~ 5 wt% 및 개시제 4 ~ 7 wt%를 포함하는 것이다.In the present invention, the monomer solution includes carbon black 2-8 wt%, wax, 50-70 wt% monomer, 0.3-3 wt% charge control agent, 0.5-5 wt% dispersant and 4-7 wt% initiator. will be.

본 발명에 있어서, 상기 용매는 물인 것이 바람직하다. 여기에 분산제가 1 ~ 20 wt% 포함된 것이 더 바람직하다. 분산제가 너무 적게 들어가거나, 모노머 용액에 비해 용매가 적게 들어가면, 모노머 용액의 분산 안전성이 낮아져, 멤브레인을 통과한 모노머 입자들간의 상호작용으로 액적이 원치않을 정도로 커질 수 있다. 반대로 분산제가 너무 많이 들어가거나, 모노머 용액에 비해 용매가 너무 많이 들어가면, 용매 용액의 유동성이 나빠져 토너 입자 생산성이 나빠진다.In the present invention, the solvent is preferably water. It is more preferable that 1 to 20 wt% of the dispersant is included here. Too little dispersant or less solvent relative to the monomer solution results in a lower dispersion stability of the monomer solution, which can cause unwanted droplets to interact with the monomer particles across the membrane. On the contrary, too much dispersant or too much solvent in comparison with the monomer solution will result in poor fluidity of the solvent solution and poor toner particle productivity.

이하 본 발명을 실시예를 들어 더 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일뿐 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Embodiment of the present invention is for the detailed description of the invention, not intended to limit the scope of the right.

실시예 1Example 1

멤브레인 반응기 내부는 증류수, 반응기 외부는 스티렌(styrene)으로 채운 후 60 ℃ 항온조에 넣어 미리 온도를 올려둔다. 원료 용액은 55 ℃로 데워진 상태에서 실험을 시작한다.The inside of the membrane reactor is filled with distilled water, the outside of the reactor with styrene (styrene) and put in a 60 ℃ thermostat and the temperature is raised in advance. Start the experiment with the raw material solution warmed to 55 ° C.

카본블랙을 4.9 wt% 함유하는 모노머 용액 스트림을 멤브레인 바깥에서 안쪽으로 0.2 ㎖/min 으로 투입하고, 분산제 2.5%가 들어있는 용매 스트림을 멤브레인 안쪽에서 30 ㎖/min 으로 흘려주었다. A monomer solution stream containing 4.9 wt% of carbon black was introduced at the outside of the membrane at 0.2 mL / min and a solvent stream containing 2.5% of the dispersant was flowed at the inside of the membrane at 30 mL / min.

도 2에 실시예 1의 토너입자의 전자현미경 사진을 도시하였다.2 shows an electron micrograph of the toner particles of Example 1. FIG.

실시예 2Example 2

상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하였다. 다만, 모노머 용액 스트림은 0.33 ㎖/min 으로 투입하고, 용매 스트림은 50 ㎖/min 으로 투입하였다.The same method as in Example 1 was used. However, the monomer solution stream was charged at 0.33 mL / min and the solvent stream at 50 mL / min.

도 3에 실시예 2의 토너입자의 전자현미경 사진을 도시하였다.3 shows an electron micrograph of the toner particles of Example 2. FIG.

[ 토너입자의 입도분포 ] [Particle Size Distribution of Toner Particles]

상기 토너입자의 입도분포를 측정하였고, 결과는 하기 표 1과 같았다.The particle size distribution of the toner particles was measured, and the results are shown in Table 1 below.

분산도Dispersion degree D10% D 10% D50% D 50% D90% D 90% 실시예 1Example 1 0.370.37 10.2310.23 11.9011.90 14.6514.65 실시예 2Example 2 1.001.00 0.900.90 1.621.62 2.512.51

토너입자의 분산도(α) 값은 하기 수학식 1과 같이 정의된다.The dispersion degree α value of the toner particles is defined as in Equation 1 below.

Figure 112009054254924-pat00001
Figure 112009054254924-pat00001

상기 표 1에 나타낸바와 같이, SPG 멤브레인 반응기를 이용하여 분산된 모노 머용액을 중합하여 토너 입자의 분산도를 매우 낮출 수 있음을 알 수 있다. 분산도가 낮다는 것은 그만큼 입자가 고르고, 균일하다는 의미로서, 이는 토너의 품질이 우수함을 나타내는 것인 바, 본 발명의 방법에 의해 제조된 토너는 그 품질이 우수한 것으로 평가받을 수 있을 것이다.As shown in Table 1, it can be seen that the dispersion of the toner particles can be very low by polymerizing the dispersed monomer solution using the SPG membrane reactor. The low degree of dispersion means that the particles are even and uniform, indicating that the toner is of good quality, and thus the toner produced by the method of the present invention may be evaluated to be excellent in quality.

도 1은 본 발명의 멤브레인 반응기를 나타낸 하나의 실시예이다.1 is one embodiment showing the membrane reactor of the present invention.

도 2은 실시예 1의 토너입자의 전자현미경 사진이다.2 is an electron micrograph of the toner particles of Example 1. FIG.

도 3은 실시예 2의 토너입자의 전자현미경 사진이다.3 is an electron micrograph of the toner particles of Example 2. FIG.

Claims (11)

모노머용액을 중합시켜 토너입자를 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing toner particles by polymerizing a monomer solution, 중합되어지는 상기 모노머용액은 멤브레인 반응기에 의해 용매에 분산된 것이고,The monomer solution to be polymerized is dispersed in a solvent by a membrane reactor, 상기 멤브레인 반응기는 모노머용액 스트림, 용매 스트림 및 상기 양 스트림 사이에 SPG막을 구비한 것이며,The membrane reactor has an SPG membrane between the monomer solution stream, the solvent stream, and both streams, 상기 SPG막 사이의 압력차는 0.1 ~ 20 Kgf/㎠ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법. Toner particles production method characterized in that the pressure difference between the SPG film is within the range of 0.1 ~ 20 Kgf / ㎠. 제 1 항에 있어서, 상기 SPG막 기공 크기는 2 ~ 10 ㎛ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the SPG membrane pore size is within the range of 2 ~ 10 ㎛. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 온도는 40 ~ 60 ℃ 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the temperature of the monomer solution stream is in the range of 40 ~ 60 ℃. 제 1 항에 있어서, 상기 모노머 용액 스트림의 유속은 0.1 ~ 10 ㎖/min 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법. The method of claim 1, wherein the flow rate of the monomer solution stream is within the range of 0.1 ~ 10ml / min. 제 1 항에 있어서, 상기 용매 스트림의 유속은 30 ~ 100 ㎖/min 범위 이내인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the flow rate of the solvent stream is in the range of 30 to 100 ml / min. 제 1 항에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙, 왁스, 모노머, 전하조절제, 분산제 및 개시제를 포함하는 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the monomer solution comprises carbon black, a wax, a monomer, a charge control agent, a dispersant, and an initiator. 제 1 항에 있어서, 상기 모노머 용액은 카본블랙 2 ~ 8 wt%, 왁스, 모노머 50 ~ 70 wt%, 전하조절제 0.3 ~ 3 wt% , 분산제 0.5 ~ 5 wt% 및 개시제 4 ~ 7 wt%를 포함하는 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.According to claim 1, wherein the monomer solution is carbon black 2 ~ 8 wt%, wax, 50 ~ 70 wt% monomer, 0.3 ~ 3 wt% charge control agent, 0.5 ~ 5 wt% dispersant and 4 ~ 7 wt% initiator Toner particles production method characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 용매는 물인 것임을 특징으로 하는 토너입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the solvent is water. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 토너입자.A toner particle produced by the method according to any one of claims 1, 2 and 4 to 9. 제 10 항에 있어서, 상기 토너입자는 분산도가 1.0 이하인 것임을 특징으로 하는 토너입자.11. The toner particles of claim 10, wherein the toner particles have a dispersion degree of 1.0 or less.
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