KR101693087B1 - 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자로 이루어진 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법에 관한 것으로, 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자를 포함하는 토너 조성물로 이루어지며, 상기 토너 조성물 중에서 구형도(Circularity)가 0.96 내지 0.99인 토너입자(T1)와, 상기 토너입자(T1)에 대해서 구형도(Circularity)가 0.91 내지 0.94인 토너입자(T2)의 혼합으로부터 형성되며, 이에 클리닝성이 우수하며, 고화질의 토너 소모량이 적으며, 배경 오염 등이 없는 화상안정성이 우수하도록 하는 효과가 있다.

Description

정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법{TONER FOR DEVELOPING ELECTROSTATIC LATENT IMAGE AND METHOD OF MANUFACTURING SAME, AND IMAGE FORMING METHOD}

본 발명은 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법에 관한 것으로, 특히 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자로 이루어진 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법에 관한 것이다.

근년 전자사진 복사기 및 프린터등의 화상 형성장치의 용도가 확대되고, 특히 디지털 화상 입력 장치의 보급의 증가와 고급화질의 표현력이 우수한 문서의 작성이 요구되고 있으며, 프리젠테이션 소프트웨어의 보급과 발달에 의하여 인쇄화상의 결함이 없고, 극히 고화질의 출력화상이 요구되어지고 있다.

종래 전자사진법으로서는 미국 등록특허 제2,297,691호 명세서, 일본 특개 제소42-23910호(미국특허 제3,666,363호 명세서)등에 기재되어 있는 바와 같이 다수의 방법이 알려져 있다.

일반적으로는, 광도전성 재료를 활용하여 각종 수단에 의해 감광부재 상에 정전잠상을 형성하고, 여기에 토너를 사용하여 잠상을 현상한 다음 토너 상을 필요에 따라 종이와 같은 전사매체로 전사하며, 그 뒤 열, 압력, 열과 압력, 또는 용매 증기의 작용에 의해 정착시킴으로써 복사화상 또는 프린트화상을 얻을 수 있다. 전사되지 않고 감광 부재에 남아있는 토너를 각종 수단에 의해 클리닝한 다음 위의 과정을 반복한다.

또한, 토너를 사용하여 정전하상을 현상하는 방법 또는 토너 화상을 정착하는 방법으로 각종 방법들이 제안되어 있다. 토너의 제조 방법에는, 혼련 분쇄법이나 현탁중합법 등이 알려져 있다. 전자의 혼련 분쇄법은 얻어지는 토너는 통상, 열가소성 수지를 안료, 대전 제어제, 및 왁스 등의 이형제와 함께 용융 혼련하여, 냉각한 뒤, 미분쇄하고, 또한 분급하는 혼련 분쇄법으로 제조한다. 이렇게 제조된 토너의 입도 분포는 비교적 넓고, 형상이 부정형이기 때문에, 성능 유지성이 충분하지 않았다. 한편, 근년, 고도의 정보화 사회의 발전에서, 다양한 수법으로 구축된 정보 문서를, 보다높은 화질 화상으로 제공함에 대한 요청이 높으며, 여러 화상 형성법에서 고 화질화의 연구가 진행되고 있다. 전자 사진법을 사용하는 화상 형성법에서도, 이 요구는 예외없이, 특히 전자 사진법에서, 칼라 화상 형성에서의, 보다 고정밀 화상을 실현하기 위해서, 토너의 소입자화와 균일한 입도 분포, 및 토너 입자의 구형화 기술 개발이 진행되고 있다. 한편, 이러한 분쇄법에 의해 제조된 토너의 문제점을 극복하기 위하여, 일본 특개 제소36-10231호, 제소42-10799호, 제소51-14895호에 현탁 중합법에 의해 토너를 제조하는 방법이 제안되어 있다. 현탁 중합법은 중합성 단량체, 착색제, 중합 개시제, 또한 필요에 따라서 가교제, 전하조절제 및 기타 첨가제를 균일하게 용해 또는 분산시켜서 단량체 조성물을 형성시키고, 이 단량체 조성물을 분산 안정제를 함유하는 수상 매질 중에 분산시킨 후, 중합성 단량체를 중합시켜서 소망의 입경을 갖는 토너 입자를 얻는다. 이 방법은 분쇄 단계가 없기 때문에 부서지는 성질이 필요하지 않고, 연질의 재료를 사용할 수 있으며, 토너 입자의 표면에 착색제가 노출되지 않기 때문에 토너 입자가 균일한 마찰 대전성을 가질 수 있다는 장점이 있다. 또한, 분급 단계를 생략할 수 있기 때문에 에너지 절약, 제조 시간 단축, 공정 수율 향상 등의 비용 절감의 측면에서 매우 효과적이다. 그러나, 이와 같은 방법을 사용하여도, 현탁 중합법으로 제조된 토너의 형상은 진구에 가깝기 때문에 클리닝 성능에 치명적인 악영향을 미칠 수 있다. 이는 클리닝 블레이드와 유기 감광체사이의 닙(Nip)부에 미끌림이 되어 전사후 토너를 깨끗하게 클리닝하는 클리닝 블레이드의 역할을 저하시켜서 프린트 출력물에 심각한 오염을 일으킬 수 있다는 단점이 있다. 특히 전사한 뒤의 토너의 클리닝은, 통상 블레이드에 의한 방식이, 장치가 간편하고, 또한 내구성의 관점에서 널리 이용되고 있다. 그러나, 이 블레이드 클리닝 방식에서, 구형상의 토너는 그 형상 때문에, 블레이드를 빠져나갈 확률이 높고, 클리닝 불량이 발생하기 쉽고, 결과적으로 이에 따른 화질의 저하가 생기기 쉽다. 따라서, 고 화질화를 위해서 사용되는 구형상 토너는 그 클리닝성을 얼마만큼 획득하는가가 큰 과제이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 예를 들면 블레이드 가장자리부에 걸리는 선압을 상승시켜서, 토너가 빠져나감을 방지함이 시도되었다. 그러나 이 경우, 단순한 선압 상승으로는 블레이드 가장자리의 마모 촉진, 블레이드 울림 진동에 의한 이음의 발생, 담지체의 마모 촉진 등의 관점에서 문제가 있다.

이 이음이나 마모를 개선하기 위해, 윤활제 미립자를 블레이드 가장자리부에 공급하여, 블레이드 가장자리부의 마찰 계수를 감소시키는 방법이 제안되었다. 이 경우, 블레이드 가장자리부에 윤활제를 공급해서, 효율적으로 마찰 계수를 감소시키려면, 윤활제 미립자의 입경을 0.2㎛ 이하 정도의 소입자로 함이 바람직하다. 그러나, 이들 서브 마이크론의 윤활제 소립자는 기계 내로의 입자 비산을 일으키기 쉽고, 대전기 등을 오염시켜 대전 불량 등을 생성하여, 결과적으로 화상 품질을 저하시키는 문제를 일으킨다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 제2001-0096492호는 토너의 체적평균입경과 형상 계수를 규정한 토너를 기재하고 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제2013-0126447호에는 중합 토너, 기존의 분쇄 및 구형화 방법에 의해 사용되는 토너 모입자에 외첨제로서 단일 입자 크기가 25 내지 58 nm 이며 체적평균입경이 0.06 내지 0.5 ㎛인 콜로이달 실리카(colloidal silica)를 사용하는 중합토너 및 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 클리닝성을 수행하기 위해 이 기재된 토너를 사용한 실시예에 따른 실험 결과, 토너가 불충분한 클리닝성을 가지므로 보다 개선되어야 함이 밝혀졌다. 또한, 일본 특개 제 2000-66445호 공보에는, 분산 안정제를 함유하는 수계 분산 매체 중에서, 적어도 코어용 중합성 단량체, 착색제 및 이형제를 함유하는 코어용 단량체 등의 조성물을 현탁시켜, 중합 개시제를 사용하여 중합함으로써, 코어용 착색 미립자를 제조하고, 또한, 쉘용 중합체 단량체를 첨가하고, 중합함으로써 제조되는 코어-쉘 구조의 중합토너에 있어서, 상기 이형제는 특성이 다른 2종류의 이형제로 이루어지고, 한쪽의 코어용 중합성 단량체에 가용한 이형제는, 중합 토너 중에서, 토너 단면의 구형도에 대한 이형제 단면의 구형도비가 1.0∼1.5, 이형제 단면의 최대 장경이 동일 토너의 최대장의 장경의 0.3∼0.7배로 존재하는 중합 토너가 개시되어 있다. 그런데, 토너 중에, 토너 입자와 입경이 동일 또는 근사한, 착색제나 결착수지를 함유하지 않는 이형제 입자가 혼입하여 있는 경우, 토너 중에 혼입하여 있는 상기 무착색 이형제 입자는, 토너 입자에 비해 대전량이 적어 전사되기 어렵기 때문에, 유기 감광체 위에 잔류하기 쉽다. 한편, 감광체표면은, 예를 들면, 클리닝 부재인 클리닝 블레이드의 선단부 부근을 그 표면에 압압(押壓)하여 접촉시켜 클리닝을 행하고 있다. 따라서, 클리닝시에, 토너 입자나 외첨제 입자에 비해 부드러운 무착색 이형제 입자에, 클리닝 블레이드에 의한 압력이 가해진 경우, 클리닝 블레이드의 엣지부에 무착색 이형제 입자가 부착하여 퇴적되어 가고, 클리닝 블레이드의 클리닝 능력이 저하하여, 최종적으로, 화상 농도 불균일이나 줄무늬라는 화상 결함이 발생해 버리는 문제점이 있다.

미국 등록특허 제2,297,691호 일본 특개 제소42-23910호 일본 특개 제소36-10231호 일본 특개 제소42-10799호 일본 특개 제소51-14895호 대한민국 공개특허 제2001-0096492호 대한민국 공개특허 제2013-0126447호

이와 같은 문제점을 해소시키기 위해 본 발명은 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자로 이루어진 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법, 화상 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 정전하상 현상용 토너는 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자를 포함하는 토너 조성물로 이루어지며, 토너 조성물 중에서 구형도(Circularity)가 0.96 내지 0.99인 토너입자(T1)와, 토너입자(T1)에 대해서 구형도(Circularity)의 혼합으로부터 형성되며,

상기 토너입자(T1)의 열 융착공정 온도는 Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하이고,

상기 토너입자(T2)의 열 융착공정온도는 Tg-40℃ 이상 Tg-10℃ 이하이며,

Tg는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조되는 미립자의 유리전이온도인 것을 특징으로 한다.

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본 발명과 관련된 실시예로서, 토너 입자의 입경이 3㎛ 내지 10㎛일 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 토너 조성물은, 수지 미립자, 윤활제 미립자 및 무기 미립자로 이루어진 군으로부터 선택하는 적어도 2종의 입자를 함유하고 있을 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 수지 미립자, 윤활제 미립자 및 무기 미립자의 의 평균입경이 3nm 내지 10nm 이하일 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 착색제는 흑색안료, 옐로우안료, 마젠타안료, 시안안료의 혼합물로 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 착색제는 결합제 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 토너입자의 표면에 부착된 외첨제를 더 포함하고, 외첨제는 실리카, 이산화티타늄, 알루미나 중 하나로 이루어지며, 외첨제의 평균 1차 입경은 1 내지 500nm인 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 외첨제의 함량은 토너입자 100중량부에 대해서 0.05 내지 10중량부인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 정전하상 현상용 토너의 제조방법이, 음이온계 계면활성제 및 이온교환수를 질소 기류하에서 승온시킨 상태에서 믹서로 교반시켜 수성 분산 매질을 확보하는 공정; 단량체 조성물을 용해시킨 후 중합성 단량체 조성물에 첨가시켜 중합성 단량체 혼합물을 제조하는 공정; 중합성 단량체 혼합물을 질소기류하에 수상 분산매 용액에 투입한 후 믹서를 이용하여 교반시켜 미립자화된 유적상태의 중량성 단량체 혼합액을 제조하는 액적 제조공정; 유적 상태의 중합성 단량체 혼합액을 교반시켜 중합을 행한 후 실온으로 냉각하여 미립자 현탄액을 제조하는 중합공정; 이형제를 승온시킨 후 믹서를 이용하여 교반시켜 이형제 분산액을 제조하고, 이형제 분산액에 이온교환수를 혼합시킨 후 질소기류하에서 일정온도로 승온시킨 후 교반시키고, 중합 반응 종료 후 실온으로 냉각시켜 이형제 미립자 분산액을 확보하는 공정; 미립자 현탄액에 이형제 미립자 분산액을 혼합시킨 후 응집시키는 응집공정; 응집된 토너입자를 일정 온도에서 교반시켜 융착시키는 열융착공정; 열융착공정이 완료된 슬러리를 냉각시켜 감압여과를 수행한 후 세정하고 건조시켜 토너입자를 확보하는 세정 및 건조 공정; 및
토너 입자(T1), 토너 입자(T2), 실리콘 오일 처리 소수성 실리카 미분체와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체를 다목적 소형혼합분쇄기를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너를 얻는 혼합 및 외첨공정을 포함하고,
상기 토너입자(T1)는, 상기 세정 및 건조 공정에서 범위 0.96 내지 0.99의 구형도를 가지며, Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하의 열 융착공정 온도에서 제조되고,
상기 토너입자(T2)는, 상기 세정 및 건조 공정에서 범위 0.91 내지 0.94의 구형도를 가지며, Tg-40℃ 이상 Tg-10℃ 이하의 열 융착공정온도에서 제조되고,
Tg는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조되는 미립자의 유리전이온도인 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 이형제 미립자 분산액의 평균 입경이 0.7㎛ 일 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 응집공정을 통해 응집된 토너입자의 평균 입경이 6.5㎛일 수 있다.

본 발명과 관련된 실시예로서, 상기 세정후 건조된 토너입자는, 평균 입경을 6.1㎛ 가지는 때에 구형도를 0.988을 가지는 블랙토너 입자이거나 평균 입경을 6.2㎛ 가지는 때에 구형도를 0.926을 가지는 블랙토너 입자일 수 있다.

본 발명에 따른 화상 형성 방법이, 유기 감광체를 대전시키는 단계; 상기 대전된 유기 감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 단계; 정전 잠상을 토너 담지 부재 상에 담지된 토너를 사용하여 현상하여 유기 감광체상에 토너상을 형성하는 단계; 유기 감광체 상에 부착된 토너를 기록매체 상에 전사시키는 단계; 클리닝 블레이드를 이용하여 상기 유기 감광체 상에 전사 후 잔류된 토너를 제거시키는 클리닝 단계; 및 기록매체 상에 전사된 토너를 열과 압력을 이용하여 정착시키는 정착 단계를 포함하는 화상 형성 방법으로서, 토너로서 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 따른 토너 입자를 사용할 수 있다.

본 발명은 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자로 이루어져 있어, 클리닝성이 우수하며, 고화질의 토너 소모량이 적으며, 배경 오염 등이 없는 화상안정성이 우수하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제조예 1에 의해 제조된 토너를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제조예 2에 의해 제조된 토너를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따른 토너 입자 및 토너 제조방법, 그에 따른 화상 형성 방법에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명의 일측에 따른 토너 입자가 적어도 결착제 수지, 착색제, 이형제를 포함하여 토너 입자의 입경을 3㎛ 내지 10㎛ 가지며, 구형도(Circularity) 0.96 내지 0.99인 토너입자(T1)와 구형도(Circularity) 0.91 내지 0.94인 토너입자(T2)의 혼합은 클리닝성이 우수하며, 고화질의 토너소모량이 적고 배경오염등이 없는 화상안정성이 우수한 토너를 제공하는 정전하상 현상용 토너를 얻게 한다.

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위에서 언급된 구형도는 입자의 형상을 정량적으로 표현하는 간편한 방법으로 사용된다.

본 발명에서는 시스멕스 코포레이션사에서 제작한 플로우식 입자상 분석기 FPIA-3000을 사용하여 측정하였으며, 하기 수학식 2에 따라 얻은 값이 원형도로 정의된다.

(수학식)

원상당 직경 = (입자투영 면적/π)1/2×2

구형도(Circularity) = Lo/L

식 중, Lo는 입자상과 동일한 입자 투영 면적을 갖는 원의 원주 길이를 나타내고, L은 입자의 투영상의 원주길이를 나타낸다.

여기서, 입자투영 면적은 2값화된 토너 입자상의 면적이며, 입자투영상의 주위길이는 토너 입자상의 끝점을 연결해서 얻어지는 윤곽선의 길이로 정의된다.

구형도는 토너의 요철의 정도를 나타내는 지표이며, 토너가 완전한 구형인 경우에 1.000으로 나타내지고, 표면형상이 복잡해질수록 원형도는 작은 값이 된다.

토너의 개수 기준의 입경 빈도 분포의 평균치를 의미하는 원상당 개수 평균직경(㎛)은 입도 분포의 분할점i에서의 입경(중심값)을 di, 빈도를 fi라고 하면, 다음 식으로 산출된다.

또, 원형도 빈도 분포의 평균치를 의미하는 평균 원형도는, 입도 분포의 분할점i에서의 원형도(중심값)를 Ci라고 하면, 다음 식으로 산출된다.

입자의 형상을 측정하는 방법에 대해서 좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 용기 내에 미리 불순 고형물 등을 제거한 이온 교환수 10㎖를 준비하고, 그 안에 분산제로서 계면활성제, 바람직하게는 알킬벤젠 술폰산염을 가한 후, 다시 측정시료를 0.02g 가하고, 균일하게 분산시킨다. 이때 분산시키는 수단으로서는, 초음파 분산기 「UH-50형」(에스엠티사제)을 이용하고, 5분간 분산처리를 하여, 측정을 위한 분산액을 만든 후 분산액의 온도가 40℃ 이상이 되지 않도록 적당히 냉각시킨다.

그리고 토너의 형상측정에는, 표준 대물 렌즈(10배)가 탑재된 플로우식 입자상 측정장치를 이용하고, 시스액(sheath liquid)으로서 입자 시스 "PSE-900A"를 사용한다. 상술한 과정에 따라 조정된 분산액을 상술한 플로우 타입 입자상 분석 장치에 도입하고, HPF 측정 모드의 총 카운트 모드에서 측정시의 토너 입자농도가 3000개/㎕ 내지 1만개/㎕이 되도록 분산액 농도를 재조정하고, 토너 입자를 1000개 이상 계측한다. 입자 분석시의 이진화 역치를 85%로 설정하고, 분석 입자 직경을 3.00㎛ 이상 10.00㎛이하의 원 상당 직경으로 한정하며, 계측 후, 이 데이터를 이용하여, 토너의 원상당 직경이나 원형도 빈도 분포 등을 구한다. 측정을 개시하기 전에, 표준 라텍스 입자(예를 들면, 이온수로 희석된 듀크사이언티픽 코포레이션에서 제작한 5200A)를 이용하여 자동 초점 조정을 실시한다. 그 후, 측정 개시 후 2시간마다 자동 초점 조정을 실시할 수 있다.

본 실시예에서는, 시스멕스 코포레이션에서 교정 작업을 실시하고 시스멕스 코포레이션에서 교정 인증서 를 발급한 플로우 타입 입자상 분석 장치를 사용하여, 분석 입자 직경을 3.00㎛ 이상 10.00㎛이하의 원 상당 직경으로 한정한 것 이외에는, 인증서가 발급되었을 때의 측정 및 분석 조건에서 평균 원형도를 측정하였다.

다음으로 토너입자에 포함되는 착색제로는 토너에 사용할 수 있는 공지된 안료를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 흑색안료, 옐로우안료, 마젠타안료, 시안안료를 들 수 있고, 흑색 안료로는 카본블랙, 아닐린 블랙, 비자성의 페라이트 및 마그네타이트 등을 들 수 있다.

흑색 안료로서 카본블랙은 상당히 미세한 1차 입자의 응집체로서 존재하고, 안료 분산체로서 분산시킬 때 재응집에 의한 입자의 조대화가 발생하기 쉽다. 카본블랙 입자의 재응집 정도는 카본블랙 중에 포함되어 있는 불순물량(미분해 유기물량의 잔류정도)의 다소와 관계가 있으며, 중합에 방해가 되지 않을 정도의 불순물량을 함유한 것이 특히 바람직하다. 본 발명에서는 카본블랙으로서 퍼낸스(Furnace)법으로 제조되는 것이 바람직하다.

옐로우 안료로는 축합질소화합물, 이소인돌리논화합물, 아조금속 착화합물, 아릴아민화합물등에 대표 되는 화합물이 사용된다. 구체적으로는 C.I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 147, 150, 155, 168, 180, 194 등이 적절히 사용되며, 옐로우 안료를 1종 또는 혼색을 위해서 2종 이상 혼합 사용해도 좋다.

마젠타 안료로는 축합질소화합물, 피롤 화합물, 안트라퀴논, 퀴나크리돈 화합물, 나프톨 화합물, 벤조이미다조론 화합물, 티오 인디고 화합물, 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로는 C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 166, 169, 17.3, 184, 185, 202, 206, 207, 209, 220, 221, 238, 254, C.I.안료 바이올렛 19 등이 사용된다. 그 중에서 C.I.안료 레드 122, 202, 207, 209, C.I.안료 바이올렛 19로 나타나는 퀴나크리돈계 안료가 특별히 바람직하다. 퀴나크리돈계 안료 중에서 C.I.안료 레드 122가 특히 바람직하다.

시안 안료로서는 구리프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라퀴논 화합물 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는 C.I.안료 블루 1, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 66등과 C.I.안료 그린 7, 36 등이 사용된다. 이들 착색제들은 단독으로 사용되거나, 혼합물 형태 또는 고용체 상태로 사용될 수 있다. 착색제들은 색깔, 색포화도, 명도, 내후성, OHP투명도 및 토너 입자 내 분산성을 고려하여 적절히 선택한다.

착색제는 결합제 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 20중량부의 양으로 첨가될 수 있다. 토너 입자들은 중합법에 의해 제조되기 때문에 착색제에 포함되어 있는 고유의 중합억제 작용 또는 수성 상 전사 특성에 주의하여 사용해야 한다. 착색제의 표면에는 중합 억제성이 없는 물질을 사용하여 소수성 처리함으로써 표면 개질을 행할 수 있다. 특히 카본블랙은 중합 억제작용을 가지고 있으므로 사용시 주의해야 한다.

토너 입자의 제조 방법에서는 미립자 상태의 현탁중합공정의 입자를 제조하기 전 또는 미립자상태의 시드중합공정의 입자를 제조하기 전 극성기를 가지는 중합체 또는 공중합체(이하 극성수지)를 첨가하여 중합하거나, 극성 단량체를 첨가하여 중합하거나 또는 극성수지와 극성 단량체를 혼합 첨가하여 중합하는 것이 바람직한 형태 중 하나이다.

토너 입자 제조시 사용할 수 있는 극성기를 가지는 중합체, 공중합체는 메타크릴산 디메틸 망의 에틸, 메타크릴산 디에틸 망의 에틸등 함질소 단량체의 중합체 혹은 스티렌-불포화 카르본산 에스테르등과의 공중합체, 아크릴로니트릴등의 니트릴계 단량체, 염화비닐등의 함 할로겐계 단량체, 아크릴산, 메타아크릴산 등의 불포화 카르본산, 그 외에 불포화 이염기산, 불포화 이염기산 무수물, 니트로계 단량체 등의 중합체 혹은 스티렌계 단량체 등과의 공중합체, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등으로 이루어지며, 그 중에서 폴리에스테르 수지가 특히 바람직하다.

또한 토너 제조시 사용할 수 있는 극성기를 가지는 단량체는 산성 단량체와 염기성 단량체로 구분되는데, 산성 단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 계피산등의 카르복실기를 가지는 중합성 단량체, 술폰화 스티렌등의 술폰산기를 가지는 중합성 단량체, 비닐 벤젠 설폰아미드등의 설폰아미드기를 가지는 중합성 모노머등을 들 수 있다. 또한 염기성 단량체로서는 스티렌 망 등의 아미노기를 가지는 방향족 비닐화합물, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈 등의 질소 함유 복소환 함유 중합성 단량체 등을 들 수 있다. 이들 극성 단량체는 단독으로 이용해도 좋고, 복수를 혼합해서 이용해도 좋고, 또 대이온을 수반하고, 염으로서 존재하고 있어도 좋다. 이것들 중에서 산성단량체를 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 아크릴산 또는 메타아크릴산인 것이 좋다.

미립자상태의 현탁중합공정 입자 또는 미립자상태의 시드중합공정 입자로서의 바인더 수지를 구성하는 전 중합성 단량체 100중량% 중에 차지하는 극성수지 또는 극성 단량체 또는 극성수지와 극성 단량체의 혼합의 합계량의 비율은 바람직한 것은 0.05중량%이상 20중량%이하, 보다 바람직한 것은 0.5중량%이상 15중량%이하가 바람직하다. 이 범위인 경우 얻어지는 미립자 상태의 현탁중합공정 입자 및 시드중합공정 입자는 분산 안정성이 향상하고, 응집공정에 있어서 입자 형상이나 입경의 조절이 쉬워진다.,

토너 입자 제조시 사용하는 중합성 단량체는 스티렌, 클로로 스티렌, 디클로로 스티렌, p-tert-브틸 스티렌, p-n-브틸 스티렌등의 스틸렌 단량체류, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 n-브틸, 아크릴산 iso 부틸, 아크릴산 히드록시 에틸, 아크릴산 에틸헥실등의 아크릴산 에스테르 단량체류, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 n-브틸, 메타크릴산 iso 브틸, 메타크릴산 히드록시 에틸, 메타크릴산 에틸 헥실등의 메타크릴산 에스테르계 단량체류, 아크릴아미드 N-프로필, 아크릴아미드 N,N-디메틸, 아크릴아미드 N,N-디프로필, 아크릴아미드 N,N-디부틸등의 아크릴아미드 단량체류 , 아크릴로 니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 단량체 등으로 이루어진다.

이러한 중합성 단량체는 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있지만, 스티렌계 단량체를 단독 또는 스티렌계 단량체에 아크릴산 에스테르계 단량체 및 메타 아크릴산 에스테르 단량체 중에서 선택되는 적어도 1종의 단량체 또는 2종 이상의 단량체를 사용하는 것이 현상시 현상특성 및 내구성 등이 양호한 토너입자를 얻는 면에서 바람직하다. 또한, 중합성 단량체는 일반적으로 출판물 폴리머 핸드북 제2판 III-p139~192(Jone Wiley&sons사제)에 기재의 이론 유리전이 온도(Tg)가 40~75℃를 나타내도록 단독 또는 적절 혼합하여 사용된다. 이론 유리전이온도가 40℃ 미만이면 토너의 보존 안정성이나 내구 안정성면에서 문제가 발생하기 쉬우며, 75℃를 넘는 경우에는 토너의 정착점의 상승을 가져오게 된다. 특히 풀컬러 화상을 형성하기 위한 컬러 토너의 경우에 있어서는 각색별 토너의 정착시의 혼색성이 저하되고, 색 재현성이부족하고 또한 OHP 화상의 투명성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 토너 입자의 제조 방법에서 미립자의 시드중합공정 입자를 제조할 때 이형제를 시드로서 첨가하여 시드중합하는 것이 바람직한 형태 중 하나이다. 이형제가 토너의 표면에 노출되어 있을 경우 토너끼리의 응집이 되기 쉬우며, 프린터 출력시 감광체에 고착되는 현상이 발생하기 쉽다. 즉, 이형제를 시드중합하여 내포시킴으로써, 응집 후에도 토너 표면에 노출이 되지 않고, 다량의 왁스를 사용할 수 있도록 하며, 고해상성과 내 오프셋성을 양립시키면서 화상 형성 장치에 양호한 토너 입자를 제조할 수 있도록 한다.

이형제로서 사용 가능한 왁스로는 파라핀왁스 또는 스티렌 변성 파라핀왁스, 마이크로 결정체 왁스, 페트로락탐 등의 석유계 왁스 및 그 유도체, 몬탄계 왁스 및 그 유도체, 피셔트롭법에 의한 탄화 수소 왁스 및 그 유도체, 폴리 에틸렌으로 대표되는 폴리올레핀 왁스 및 그 유도체, 카르나우바 왁스, 캔데릴라 왁스등 천연 왁스 및 그 유도체 등으로 유도체에는 산화물이나 비닐계 모노머와의 블록 공중합물, 그라프트 변성물을 포함한다. 나아가서는 고급 지방족 알코올, 스테아린산, 파르미틴산등의 지방산, 또는 그 화합물, 산아미드 왁스, 에스테르 왁스, 식물계 왁스, 동물계 왁스 등도 사용할 수 있다. 이러한 왁스 성분은 시차주 차이 열량계(DSC)에 의하여 측정되는 곡선에 있어서, 승온시에 40℃ 내지 110℃의 영역에 최대 흡열피크를 가지는 것이 바람직하다. 이 온도 영역에서 최대 흡열 피크를 가지는 것에 의해 저온정착 효과가 크면서 이형성도 효과적으로 발휘된다. 그 최대 흡열피크가 110℃를 넘으면, 정착온도가 높아지고 저온 오프셋이 발생하여 바람직하지 않다. 왁스성분의 최대 흡열피크 온도의 측정은 예를 들면 네취사제 DSC 200F3을 이용한다. 장치 검출부의 온도 보정은 인듐과 아연의 융점을 이용하고, 열량의 보정은 인듐의 융해열을 이용한다. 측정샘플은 알루미늄 셀을 이용하고 승온속도는 10℃/분으로 측정을 행한다. 이형제로서의 이러한 왁스 성분의 함유량으로는 중합성 단량체 대비 0.1중량% 내지 30중량%의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 20중량%가 바람직하다. 함유량이 0.1중량% 미만에서는 이형성이 저하되어, 저온 오프셋 억제효과가 불충분하고, 30중량% 초과시에는 다른 재료의 분산성이 나빠지거나 토너 유동성의 악화나 화상특성이 저하되는 결과를 초래하게 된다.

한편, 토너 입자의 전하 특성을 안정화하기 위하여 전하제어제를 사용하는 것이 바람직한다. 전하제어제로서는 공지인 것을 이용할 수 있고, 특히 대전속도가 빠르고 일정한 대전량을 안정하게 유지할 수 있는 전하제어제가 바람직하다. 또한 전하 제어제는 중합 저해성이 낮고 수계 분산매에의 가용화물이 없는 전하 제어제가 특히 바람직하다.

구체적인 전하 제어제는 네가계 전하제어제로, 살리실산, 알킬 살리실산, 디알킬 살리실산, 나프토에산, 디카르본산과 같은 방향족 카르본산의 금속 화합물, 아조 염료 또는 아조 안료의 금속염 또는 금속 착제, 술폰산 또는 카르본산기를 측쇄에 가지는 고분자형 화합물, 붕소 화합물, 요소 화합물, 규소 화합물, 카릭스아레움 등을 들수 있고, 포지계 전하 제어제로서는 니그로신계 화합물, 4급 암모늄염, 4급 암모늄염을 측쇄에 가지는 고분자형 화합물, 구아니딘 화합물, 이미다졸 화합물 등으로 이루어진다. 이 전하 제어제는 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.5 내지 10중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 본 발명에서는 전하 제어제의 사용은 필수가 아니라, 화상 형성 장치의 현상 장치에 있어서 토너층압 규제 부재나 현상제 담지체(회전 슬리브등)과의 마찰 대전을 적극적으로 이용하는 것으로 대전량이나 대전속도를 제어할 수 있다. 전하 제어제를 첨가할 때 확보해야 하는 토너 입자의 사용 형태 등을 고려하여 첨가량을 정하는 것이 바람직 하다.

한편 분산안정제로서 공지의 유화제 또는 유기 및 무기 분산제를 병용해도 좋다. 수상 분산안정제로 사용되는 유화제로서는 공지인 것을 사용할 수 있으며, 양이온(Cation)성 계면활성제, 음이온(Anion)성 계면활성제, 비이온(Nonionic)성 계면활성제로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 계면활성제를 병용하여 이용할 수 있다. 양이온성 계면활성제로는, 예를 들면, 도데실 암모늄 클로라이드, 도데실 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 도데실 피리디늄 클로라이드, 도데실 피리디늄 브로마이드, 헥사 데실 트리메틸 암모늄 브로마이드 등을 들 수 있다. 음이온성 계면활성제로는, 예를 들면, 스테아린산 나트륨, 도데칸산 나트륨등의 지방산 염, 황산 도데실 나트륨, 황산 도데실 벤젠 나트륨, 아우릴 유산 나트륨등을 들수 있다. 비이온성 계면활성제로서는, 예를 들면, 폴리 옥시에틸렌 도데실 에테르, 폴리 옥시에틸렌헥사데실에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌-소르비탄에테르 등을 들 수 있다. 유화제의 사용량은 통상 중합성 단량체 100중량부에 대하여 1 내지 20중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 유화제에 부분 또는 완전 감화 폴리비닐 알코올등의 폴리비닐 알코올류, 하이드록시 에틸 셀룰로오스등의 셀룰로오스 유도체류, 인산마그네슘, 인산수소 마그네슘, 인산2수소마그네슘, 인산 알루미늄, 인산아연, 인산삼칼슘, 인산수소칼슘, 인산2수소칼슘, 히드록시인회석등의 무기분산제 중 1종류 또는 2종류 이상을 보호 콜로이드로 병용하여 사용할 수 있다.

다음 토너 입자의 제조방법으로는 분쇄토너법을 이용한 토너입자와 중합반응을 이용하여 토너입자를 제조할 수 있다.

예를 들면 분쇄토너법을 이용한 토너입자의 제조법에는 적어도 결합수지, 착색제, 전하제어제가 포함된 혼합물을 믹싱한 후 롤밀링이나 스크류에 의한 혼련공정을 거쳐 냉각, 파쇄하고 분쇄, 분급하여 얻어지는 방법이 있다. 중합반응을 이용하여 토너입자의 제조법에는 현탁중합법, 유화중합법, 유화회합중합법, 분산중합법, 현탁응집중합법, 현탁시드응집중합법등이 있으며, 본 발명에서는 이형제를 제외한 혼합물을 미립자 상태로 현탁중합공정에 의해 입자를 제조하고, 또한 이형제를 미립자 상태로 시드중합공정에 의해 입자를 제조하여, 각각의 미립자들을 원하는 크기로 입자를 응집한 후 열에 의해 융착한 것으로 입자설계 자유도와 입도크기의 조절의 용이성 등으로 현탁시드응집중합 방법이 특히 바람직하다.

일단 토너 입자의 제조방법에서는 이형제를 제외한 혼합물을 미립자 상태의 현탁토너공정에 의해 입자를 생성하고, 별도로 이형제를 미립자 상태로 시드중합공정에 의해 입자를 생성하여, 각각의 현탁토너입자 현탁액과 시드중합입자 현탁액을 혼합하여 이를 원하는 크기로 응집한 후 열에 의해 융착하여 구형화도를 조절하는 것이 바람직하다.

현탁시드 응집중합공정에 의한 제조방법(S1)에 대해서 설명하면, 유화제 또는 유기 및 무기 분산 안정제를 1종류 또는 2종류 이상 혼합한 수계분산매 중에 적어도 이형제를 제외한 중합성 단량체, 극성수지, 착색제 등을 분산시키고, 중합성 단량체 조성물의 액적입자를 생성하고, 중합전에 중합개시제를 혼합물계내에 첨가하고 그 액적입자에 포함하여 중합성 단량체 성분을 중합한후 중합된 현탁중합 공정에 의한 미립자를 생성하고, 또한 유화제를 포함하는 수계분산매 중에 미리 이형제를 분산시킨 후 이형제를 시드로서 첨가하여 시드중합할 수 있도록 단량체를 이용하여 중합하여 왁스가 내포되어 있는 미립자 상태의 시드중합입자를 생성한다. 현탁중합공정에 의해 제조된 미립자 현탁액과 시드중합공정에 의해 제조된 미립자 현탁액을 혼합하여 응집제를 이용하여 원하는 크기로 응집한후 고온의 열에 의해 융착하여 구형화도가 0.97 내지 0.99인 구형의 토너 입자를 얻을 수 있다.

또다른 현탁시드 응집중합공정에 의한 제조방법(S2)에 대해서 설명하면, 유화제 또는 유기 및 무기 분산안정제를 1종류 또는 2종류 이상 혼합한 수계분산매 중에 적어도 이형제를 제외한 중합성 단량체, 극성수지, 착색제 등을 분산시키고, 중합성 단량체 조성물의 액적입자를 생성하고, 중합전에 중합개시제를 혼합물계내에 첨가하고 그 액적입자에 포함하여 중합성 단량체 성분을 중합한 후 중합된 현탁중합 공정에 의한 미립자를 생성하고, 또한 유화제를 포함하는 수계분산매 중에 미리 이형제를 분산시킨 후 이형제를 시드로서 첨가하여 시드중합 할 수 있도록 단량체를 이용하여 중합하여 왁스가 내포되어 있는 미립자 상태의 시드중합입자를 생성한다. 현탁중합공정에 의해 제조된 미립자 현탁액과 시드중합공정에 의해 제조된 미립자 현탁액을 혼합하여 응집제를 이용하여 원하는 크기로 응집한 후 저온의 조건하에 의해 융착하여 구형화도가 0.91 내지 0.94인 비구형의 토너 입자를 얻을 수 있다.

현탁시드 응집중합공정 중 현탁중합공정에 의한 미립자의 제조방법에 대해서 설명하면, 중합성 단량체 혼합물을 수계 분산매 중에서 균일하게 분산시키는데 있어서 호모게나이저, 볼밀, 콜로이드밀, 초음파분산기 등의 분산기를 사용하여 균일 용해 또는 분산시킨 중합성 단량체 혼합물을 분산 안정제를 함유한 수계 매체 중에서 현탁한다. 이때 고속 교반기 혹은 초음파 분산기와 같은 고속 분산기를 사용하여, 중합성 단량체 혼합물이 수계중에 액적상태의 미립자 입자를 유지하여 안정화 시킨다. 안정화된 미립자 상태의 중합성 단량체 액적을 중합개시제를 투입하여 중합한다. 이때 중합온도는 중합개시제의 물성 특히 반감기 온도에 따라서 정해지지만, 40℃이상, 일반적으로는 50 내지 90℃의 온도로 설정하고 중합을 행한다. 중합개시제로서는 수용성 개시제와 중합반응시에 반감기가 0.5 내지 30시간인 유용성 개시제를 사용하는 것이 좋다. 예를 들면 과산화수소, 과황산칼륨 등의 과황산염류, 벤조일퍼옥시드, 아우릴퍼옥시드 등의 유기 과산화물류, 2,2’-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2’-아조비스(2,4-디메칠발레로니트릴)등의 아조계 화합물류, 레독스계 개시제등이 사용된다. 특히, 아조계 화합물류 또는 유기 과산화물류 등이 바람직하다. 이들 중합개시제는 단독 또는 2종이상이 통상 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.1 내지 20중량부 정도의 양을 사용하여 중량평균 분자량이 1만 내지 30만 사이에 극대를 가지는 중합체를 얻고, 토너입자에 바람직한 강도 및 적당한 용융특성을 부여하는 것이 가능하다. 중합개시제의 반감기 및 첨가량이 이 범위를 크게 이탈한다면 중합성 단량체의 중합이 불충분하거나 또는 중합한 결착수지의 양호한 물성이 손상될 수 있다.

중합개시제는 중합성 단량체 첨가전, 첨가와 동시에 첨가 후 중 어느 하나에 중합계에 첨가해도 좋고, 필요에 따라 이러한 첨가 방법을 조합시켜도 좋다.

또한 토너 제조시 가교제를 첨가해도 좋으며, 바람직한 첨가량으로는 중합성 단량체 100중량부 대비 0.001% 내지 15%가 바람직하다. 여기에서 가교제로서는 주로 2개 이상의 중합가능한 이중결합을 가지는 화합물이 사용된다. 예를 들면, 디비닐벤젠, 디비닐나프탈렌등과 같은 방향족 디비닐화합물과 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올디메타크릴레이트 등과 같은 이중결합을 2개 가지는 카르본산 에스테르, 디비닐 아닐린, 디비닐 에테르, 디비닐 설파이드, 디비닐 술폰등의 디비닐 화합물 등 3개 이상의 비닐기를 가지는 화합물 등이 단독 혹은 혼합물로서 사용된다. 가교제의 첨가량이 위의 범위보다 적으면 충분한 효과가 발휘되지 않으며, 위의 범위보다 너무 많으면 결착수지의 물성에 악영향을 미칠수 있다. 또한 중합시간은 중합전환율을 고려하여 정해지지만, 일반적으로는 30분이상, 바람직하게는 1시간 내지 20시간을 수행하는 것이 바람직하다.

또한 시드중합공정에 의한 미립자의 제조방법으로서 이형제의 배합 방법에 대해서 설명하면, 이형제를 수계 분산매 중에서 균일하게 용해 또는 분산시키는데 있어서 고속교반기, 호모게나이저, 볼밀, 콜로이드밀, 초음파분산기 등의 분산기를 사용하여, 이형제 분산액이 수계 중에 미세한 입자를 유지하여 안정화되도록 한다.

안정화된 미립자 상태의 이형제 분산액을 중합성 단량체 및 중합개시제를 투입하여 시드중합한다. 이때 중합온도는 중합개시제의 종류 및 양에 따라서 정해지지만, 40℃이상, 일반적으로는 50 내지 95℃의 온도로 설정하고 중합공정이 수행되도록 한다.

중합개시제로서는 수용성 개시제와 중합반응시에 반감기가 0.5시간 내지 30시간인 유용성 개시제를 사용하는 것이 좋다. 예를 들면 과산화수소, 과황산칼륨 등의 과황산염류, 벤조일퍼옥시드, 아우릴퍼옥시드 등의 유기 과산화물류, 2,2’-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2’-아조비스(2,4-디메칠발레로니트릴)등의 아조계 화합물류, 레독스계 개시제 등이 사용된다. 특히, 유기 과산화물류 또는 아조계 화합물류등이 바람직하다. 이들 중합개시제는 단독 또는 2종 이상이 통상 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.1 내지 20중량부 정도의 양을 사용하여 중량평균 분자량이 1만 내지 30만 사이에 극대를 가지는 중합체를 얻고, 토너입자에 바람직한 강도 및 적당한 용융특성을 부여하는 것이 가능하다. 중합개시제의 첨가량이 이 범위를 크게 이탈한다면 중합성 단량체의 중합이 불충분하거나 또는 중합한 결착수지의 양호한 물성이 손상될 수 있다. 이 중합개시제는 중합성 단량체 첨가전, 첨가와 동시에 첨가후의 임의의 시점에 중합계에 첨가해도 좋으며, 필요에 따라 이러한 첨가 방법을 조합시켜도 좋다.

또한 본 발명에서는 가교제를 첨가해도 좋고, 바람직한 첨가량으로는 중합성 단량체 100중량부 대비 0.001 내지 15%가 좋다. 여기에서 가교제로서는 주로 2개 이상의 중합가능한 이중결합을 가지는 화합물이 사용된다. 예를 들면, 디비닐벤젠, 디비닐나프탈렌등과 같은 방향족 디비닐화합물과 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올디메타크릴레이트 등과 같은 이중결합을 2개 가지는 카르본산 에스테르, 디비닐 아닐린, 디비닐 에테르, 디비닐 설파이드, 디비닐 술폰 등의 디비닐 화합물 등 3개 이상의 비닐기를 가지는 화합물 등이 단독 혹은 혼합물로서 사용된다. 가교제의 첨가량이 위의 범위보다 적으면 충분한 효과가 발휘되지 않으며, 위의 범위보다 너무 많으면 결착수지의 물성에 악영향을 미칠 수 있다. 또한 중합시간은 중합전환율을 고려하여 결정되지만, 일반적으로는 30분이상, 바람직하게는 1 시간 내지 30시간을 행하는 것이 좋다.

현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자는 평균입경(D50)이 50나노미터(nm) 내지 10 마이크로미터(㎛), 바람직하게는 100나노미터(nm) 내지 5 마이크로미터(㎛)가 바람직하다. 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자의 평균입경(D50)이 50나노미터(nm) 이하이면 다량의 응집제가 필요하게 되며, 또한 미분이 다량 함유할 수 있고, 10 마이크로미터(㎛) 이상에서는 응집후 최종 토너로서 크기가 너무 조대해서 전자사진 프로세스 현상시 비산 및 해상도 저하가 커서 최종 화상에 악영향을 미칠 수 있다..

이러한 중합에 의해 생성된 현탁중합공정에 의해 제조된 미립자 분산액과 시드중합공정에 의해 제조된 미립자 분산액을 혼합하여 적당한 응집제를 사용하여 원하는 입경으로 응집처리를 행한다. 이러한 응집공정에서 사용하는 응집처리는 일반적으로 교반조내에서 가열하는 방법, 전해질을 첨가하는 방법, 이들을 조합시키는 방법 등이 있다. 이러한 응집처리공정 중 전해질을 첨가하는 방법을 행할 경우 전해질로서는 유기염, 무기염 등 어느쪽도 좋지만, 구체적으로는 NaCl, KCl, LiCl, Na₂SO₄, K₂SO₄, Li₂SO₄, CH₃COONa, C₆H₅SO₃Na 등의 1가의 금속양이온을 가지는 무기염류와, MgCl₂, CaCl₂, MgSO₄, CaSO₄, ZnSO₄ 등의 2가의 금속 양이온을 가지는 무기염류와, Al₂(SO₄)₃, Fe₂(SO₄)₃ 등의 3가의 금속 양이온을 가지는 무기염류 등을 들 수 있다. 이중 2가 이상의 다가의 금속 양이온을 가지는 무기염류를 이용하는 경우 응집 속도가 빨라지고 생산성의 점에서 바람직하다. 또한,응집 작용이 그다지 강하지 않은 1가의 금속 양이온을 가지는 무기염류를 사용하는 것으로서 입자의 응집성장 속도를 제어하는 관점에서는 바람직하다. 이들 전해질로서 사용되는 것은 1가, 2가, 3가의 금속 양이온을 가지는 무기염류 중 단독 혹은 혼합 사용하여 입자의 응집성을 조절할수 있다. 특별히, 2가, 3가의 금속 양이온을 가지는 무기염류 중 적절선택하여 입자의 응집성을 빠르게 한 후, 1가의 금속 양이온을 가지는 무기염류로 응집속도를 제어하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 이러한 전해질의 첨가 방법은 일시에 첨가하지 않고, 단속적 또는 연속적으로 서서히 첨가하는 것이 바람직하다. 이 첨가시간은 전해질의 종류 및 사용량에 따라 다르지만, 1분 이상에 걸쳐 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 통상 전해질을 일시에 투입하면, 갑작스러운 응집이 시작되기 때문에 입자응집의 조절이 어렵고 미립자 상태 또는 과도한 응집물 등이 많이 잔존하게 되어 원하는 토너입자 및 입경 분포를 얻을 수 없다.

또한, 전해질을 첨가하여 응집을 행하는 경우의 응집공정의 온도는 10℃ 내지 80℃가 바람직하나, 특히 15℃ 내지 60℃가 더욱 바람직하다. 여기에서 응집공정 중 온도를 제어하는 것이 제조하고자 하는 토너에 대해 특정 범위의 입경과 형상을 제어하는 방법 중 하나이다. 여기에 PH의 제어나 알코올 등의 극성 유기용매를 더하여 응집공정을 행할 수도 있다.

구형화도가 0.96 내지 0.99인 토너입자를 제조할 경우, 융착공정 온도는 바람직하게는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자의 유리전이온도(Tg)이상, 보다 바람직하게는 Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하가 바람직하다. 또한 융착공정에 필요로 하는 시간은 목표로 하는 토너의 형상에 따라 다르지만, 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자의 유리전이온도 이상에 도달한 후 통상 0.1 내지 20시간이 바람직하며, 0.5시간 내지 15시간 유지하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 구형화도가 0.91 내지 0.94인 토너입자를 제조할 경우, 융착공정온도는 바람직하게는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자의 유리전이온도(Tg)이상, 보다 바람직하게는 Tg-40℃ 이상 Tg-10℃ 이하가 바람직하다. 또한 융착공정에 필요로 하는 시간은 목표로 하는 토너의 형상에 따라 다르지만, 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자의 유리전이온도 이상에 도달한 후 통상 0.1 내지 20시간이 바람직하며, 0.5시간 내지 15시간 유지하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 응집된 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조된 미립자가 열에 의해 융착 일체화되고, 열융착 공정 전의 입자 응집체는 정전적 또는 물리적 응집에 의한 집합체이지만, 열융착 공정 후에는 열융착 공정의 온도 및 시간 등을 제어하는 것에 의해 최종 목표로 하는 토너입자가 응집되는 형상인 비구형(구형화도 0.91 내지 0.94), 또는 구형(구형화도 0.96 내지 0.99)등 구형화도가 다른 다양한 형상의 토너를 제조할 수 있다.

상기의 각 공정을 거친 구형화도가 다른 토너입자 응집체는 공지의 방법에 따라 고체/액체 분리를 행하고, 입자 응집체를 회수하여 필요에 따라 세척한 후 건조하는 것에 따라 목적하는 토너입자를 얻을 수 있다.

이상과 같은 공정에 의해 얻어진 목적하는 토너입자에는 유동성이나, 현상성을 제어하기 위해 토너입자표면에 공지의 외첨제가 배합된 토너로 되어 있어도 좋다. 외첨제로서는 알루미나, 실리카, 이산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄, 산화세륨, 활설, 하이드로탈사이트등의 금속 산화물이나, 수산화물, 티탄산 칼슘, 티탄산 스트론튬, 티탄산바륨등의 티탄산 금속염, 질화티탄, 질화규소등의 질화물, 탄화티탄, 탄화규소등의 탄화물아크릴계 수지나 멜라민 수지 등의 유기입자 등을 들 수 있고, 혼합하여 사용이 가능하다. 상기 외첨제 중에서 실리카, 이산화티타늄, 알루미나가 바람직하고, 또한 예를 들면 실란 커플링제나 실리콘 오일 등으로 표면처리되는 것이 보다 바람직하다. 그 평균 1차 입경은 1 내지 500nm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 5 내지 150nm의 범위가 좋다. 또한 이 입경 범위에 있어서 소입경과 대입경의 외첨제를 병용하는 것도 바람직하다. 외첨제의 배합량의 총량은 토너입자 100중량부에 대해서 0.05 내지 10중량부의 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0.1 내지 5중량부이다.

각 공정을 거친 구형도(Circularity)가 0.96 내지 0.99인 토너입자(T1)와 구형도(Circularity)가 0.91 내지 0.94인 토너입자(T2)가 혼합된다.

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이때 구형화도가 다른 토너입자의 혼합은 열융착 직후 또는 토너입자 건조 직후에 혼합이 가능하며, 구형화도가 다른 토너입자 표면에 공지의 외첨제를 각각 외첨한 후에 혼합하여도 좋다. 바람직하게는 토너의 생산성 및 보관성을 고려하여 토너입자 건조 직후에 혼합하는 것이 좋다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 범위를 넘지 않는 한, 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

이하의 예로 “부”라고 명기된 것은 “중량부”를 의미한다.

< 제조예 1 > : 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너( T2 ) 제조

수상 분산매 제조

교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각 원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 음이온계 계면활성제인 Sodium Dodecyl Bezene Sulfonate(SDBS) 20% 수용액 0.1부, 이온교환수 300부를 질소 기류하에서 60℃로 승온시킨 상태에서 TK식 호모믹서 MarkII(Primix사제)를 이용하여 8,000RPM으로 교반하여 수성 분산 매질을 얻었다.

중합성 단량체 혼합물 분산 및 용해공정

스티렌 80부

n-부틸 아크릴레이트 20부

카본블랙(1차입경 31nm) 5부

극성수지(폴리에스테르 수지, ET-2900, SK케미칼사제) 5부

메타아크릴산 1부

가교제(디비닐벤젠, 알드리치사제) 0.5부

디-tert-부틸 살리실산 알미늄 화합물(E-108, 오리엔트화학사제) 1부

위의 성분들을 아트리터(PE-075, 네취사제)를 이용하여 5시간 분산시킨 후 60℃로 가온하여 중합성 단량체 조성물을 제조하였다. 60℃를 유지하면서 중합개시제로서 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 6부를 스티렌에 용해한 후 중합성 단량체 조성물에 첨가하여 중합성 단량체 혼합물을 제조하였다.

액적 제조 공정

위의 중합성 단량체 혼합물을 수상 분산매 용액에 질소기류하에 투입하고, TK식 호모믹서(MarkII, Primix사제)를 사용하여 60℃에서 10분간 10,000RPM으로 교반시켜 미립자화된 유적상태의 중합성 단량체 혼합액을 제조하였다.

중합공정

위의 유적상태의 중합성 단량체 혼합액을 테프론 교반날개로 바꾼후 침강 또는 부유가 되지않을 정도로 교반하면서 75℃에서 5시간 동안 중합을 행한후, 실온으로 냉각하여 현탁중합 공정에 의해 제조된 미립자 현탁액을 제조하였다.

제조된 미립자 현탁액을 플로우식 입자상 분석장치 FPIA-3000(시스멕스사제)을 이용하여, 측정한 결과 평균입경(D50)은 0.83㎛ 이었다.

이형제 용해/분산 공정

이형제로 에스테르 왁스(NOF사제, WE-4) 20부, 장쇄 중합성 단량체인 스테아릴 아크릴레이트(Steary-l Acrylate) 2.5부, 음이온계 계면활성제인 Sodium Dodecyl Bezene Sulfonate(SDBS) 20% 수용액 0.5부, 이온교환수 300부를 90℃로 승온시킨 상태에서 TK식 호모믹서 MarkII(Primix사제)를 이용하여 10,000RPM으로 30분 교반하여 이형제분산액을 제조했다.

이렇게 제조된 이형제 분산액을 교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 상기 이형제 분산액 35부, 이온교환수 250부를 넣고 교반하면서 질소기류하에서 90℃로 승온했다. 상기 액을 교반하면서 스티렌 80부, n-부틸 아크릴레이트 20부, 아크릴산 1.5부, 트리클로로 브로모 메탄(TriChliroBromoMethane) 1.0부를 5시간에 걸쳐 천천히 첨가하고, 2질량% Potassium persulfate(KPS) 20부를 5시간에 걸쳐 첨가한후, 교반을 유지한채로 90℃에서 1시간 추가 교반했다.

중합반응 종료후 실온으로 냉각하여, 유백색의 이형제 미립자 분산액을 얻었다.

제조된 이형제를 포함한 미립자 분산액을 플로우식 입자상 분석장치 FPIA-3000(시스멕스사제)을 이용하여, 측정한 결과 평균입경(D50)은 0.7㎛ 이었다.

교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 아래와 같이 응집공정 및 열융착 공정, 세정 및 건조공정, 외첨공정을 행한후 구형도가 0.96 내지 0.99인 블랙토너를 제조하였다.

응집공정

위의 공정에 의한 블랙안료 미립자 현탁액 85부와 시드중합 공정에 의한 미립자 분산액 15부 30℃로 유지한 후, 0.5중량% 황산 알루미늄 수용액 5부를 5분에 걸쳐 서서히 첨가하여 최종 토너 입자의 평균입경(D50)이 6.5㎛이 될 때 까지 응집공정을 행하였다.

열융착 공정

위의 응집공정 후 1시간에 걸쳐 80℃로 승온하고, 80℃를 유지한채 3시간동안 150RPM으로 교반을 행하였다.

세정 및 건조 공정

위의 열융착 공정 종결후에 얻어진 슬러리를 냉각시키고, 감압여과를 행하였다. 이어서, 이온교환수 500부를 이용하여 수회 충분히 세정한후 45℃ 감압건조기에서 24시간 건조시켜 평균입경(D50)이 6.1㎛, 구형도가 0.988인 블랙 토너입자을 얻었다.

< 제조예 2 > : 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너( T2 ) 제조

수상 분산매 제조

교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 음이온계 계면활성제인 Sodium Dodecyl Bezene Sulfonate(SDBS) 20% 수용액 0.1부, 이온교환수 300부를 질소 기류하에서 60℃로 승온시킨 상태에서 TK식 호모믹서 MarkII(Primix사제)를 이용하여 8,000RPM으로 교반하여 수성 분산 매질을 얻었다.

중합성 단량체 혼합물 분산 및 용해공정

스티렌 80부

n-부틸 아크릴레이트 20부

카본블랙(1차입경 31nm) 5부

극성수지(폴리에스테르 수지, ET-2900, SK케미칼사제) 5부

메타아크릴산 1부

가교제(디비닐벤젠, 알드리치사제) 0.5부

디-tert-부틸 살리실산 알미늄 화합물(E-108, 오리엔트화학사제) 1부

위의 성분들을 아트리터(PE-075, 네취사제)를 이용하여 5시간 분산시킨후 60℃로 가온하여 중합성 단량체 조성물을 제조하였다. 60℃를 유지하면서 중합개시제로서 2,2’-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 6부를 스티렌에 용해한후 중합성 단량체 조성물에 첨가하여 중합성 단량체 혼합물을 제조하였다.

액적 제조 공정

위의 중합성 단량체 혼합물을 수상 분산매 용액에 질소기류하에 투입하고, TK식 호모믹서(MarkII, Primix사제)를 사용하여 60℃에서 10분간 10,000RPM으로 교반시켜 미립자화된 유적상태의 중합성 단량체 혼합액을 제조하였다.

중합공정

TK식 호모믹서에 대해 테프론 교반날개로 바꾼 후 위의 유적상태의 중합성 단량체 혼합액이 침강 또는 부유가 되지않을 정도로 교반하면서 75℃에서 5시간 동안 중합을 행한 후, 실온으로 냉각하여 현탁중합 공정에 의해 제조된 미립자 현탁액을 제조하였다.

제조된 미립자 현탁액을 플로우식 입자상 분석장치 FPIA-3000(시스멕스사제)을 이용하여, 측정한 결과 평균입경(D50)은 0.83㎛ 이었다.

이형제 용해/분산 공정

이형제로 에스테르 왁스(NOF사제, WE-4) 20부, 장쇄 중합성 단량체인 스테아릴 아크릴레이트(Stearyl- Acrylate) 2.5부, 음이온계 계면활성제인 Sodium Dodecyl Bezene Sulfonate(SDBS) 20% 수용액 0.5부, 이온교환수 300부를 90℃로 승온시킨 상태에서 TK식 호모믹서 MarkII(Primix사제)를 이용하여 10,000RPM으로 30분 교반하여 이형제분산액을 제조했다.

이렇게 제조된 이형제 분산액을 교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 상기 이형제 분산액 35부, 이온교환수 250부를 넣고 교반하면서 질소기류하에서 90℃로 승온했다. 이 액을 교반하면서 스티렌 80부, n-부틸 아크릴레이트 20부, 아크릴산 1.5부, 트리클로로 브로모 메탄(TriChliroBromoMethane) 1.0부를 5시간에 걸쳐 천천히 첨가하고, 2질량% Potassium persulfate(KPS) 20부를 5시간에 걸쳐 첨가한 후, 교반을 유지한 채로 90℃에서 1시간 추가 교반했다.

중합반응 종료 후 실온으로 냉각하여, 유백색의 이형제 미립자 분산액을 얻었다.

제조된 이형제를 포함한 미립자 분산액을 플로우식 입자상 분석장치 FPIA-3000(시스멕스사제)을 이용하여, 측정한 결과 평균입경(D50)은 0.7㎛ 이었다.

교반장치, 가열 냉각장치, 환류장치 및 각원료 투입이 가능한 분리형 반응기(내용적 2L)에 아래와 같이 응집공정 및 열융착 공정, 세정 및 건조공정, 외첨공정을 행한후 구형도가 0.91 내지 0.94인 블랙토너를 제조하였다.

응집공정

위의 공정에 의한 블랙안료 미립자 현탁액 85부와 시드중합 공정에 의한 미립자 분산액 15부 30℃로 유지한 후, 0.5중량% 황산 알루미늄 수용액 5부를 5분에 걸쳐 서서히 첨가하여 최종 토너 입자의 평균입경(D50)이 6.5㎛이 될 때까지 응집공정을 행하였다.

열융착 공정

위의 응집공정 후 40℃를 유지한 채 8시간 동안 150RPM으로 교반을 행하였다.

세정 및 건조 공정

열융착 공정 종결 후에 얻어진 슬러리를 냉각시키고, 감압여과를 행하였다. 이어서, 이온교환수 500부를 이용하여 수회 충분히 세정한후 45℃ 감압건조기에서 24시간 건조시켜 평균입경(D50)이 6.2㎛, 구형도가 0.926인 블랙 토너입자을 얻었다.

[ 실시예 1]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 70 중량부에 제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 30 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(A)를 얻었다.

[ 실시예 2]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 90 중량부에 제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 10 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(B)를 얻었다.

[ 실시예 3]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 50 중량부에 제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 50 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(C)를 얻었다.

[ 비교예 1]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 100 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(D)를 얻었다.

[ 비교예 2]

혼합 및 외첨공정

제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 100 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(E)를 얻었다.

[ 비교예 3]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 40 중량부에 제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 60 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(F)를 얻었다.

[ 비교예 4]

혼합 및 외첨공정

제조예 1에서 제조된 구형도가 0.96 내지 0.99인 토너(T1)입자 20 중량부에 제조예 2에서 제조된 구형도가 0.91 내지 0.94인 토너(T2)입자 80 중량부에 실리콘오일 처리 소수성 실리카 미분체(평균입경 : 10nm) 1중량부와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체(평균입경 : 100nm) 0.5중량부를 다목적 소형혼합분쇄기(일본코크스사제)를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너(G)를 얻었다.

실시예 1~3 및 비교예 1~4에 따라 제조된 토너에 대하여 다음과 같은 방법으로 클리닝 특성 평가, PCR 토너 오염, 토너소모량, 화상세로줄, 화상오염도(BG: background) 등을 평가하였다.

(1) 클리닝 특성 평가:

상기에서 제조된 토너를, 휴렛 팩커드(HP)사제 CP-1215 프린터에서 적용하고, 온도 23℃ 및 습도 50%의 환경 하에서 ISO 토너 소모량 표준 패턴(면적율 5%)으로 2,000페이지를 프린트하였다.

이 출력물 위에, 클리닝 불량에 의한 선상(線狀) 또는 섬유상의 화질 결함의 유무를 관찰하고, 이하의 기준을 사용하여 평가하였다.

A : 2,000페이지까지 화질 결함 없음,

B : 1,500페이지까지 화질 결함 없음,

C : 1,000페이지까지 화질 결함 없음,

D : 500페이지 이내에서 화질 결함 발생.

(2) PCR 토너 오염 평가

PCR 부품의 토너 오염이 발생하는 것을 비교하기 위하여 휴렛 팩커드(HP)사제 CP-1215 프린터에서 적용하 적용하고, 온도 23℃ 및 습도 50%의 환경 하에서 ISO 토너 소모량 표준 패턴(면적율 5%)으로 2,000페이지를 출력하였다.

PCR 오염 정도는 카트리지의 PCR을 다시 청소한 후에 ISO 토너 소모량 표준 패턴(면적율 5%)으로 2,000페이지 프린트한 다음 PCR에 토너가 오염되는 정도를 비교하여 토너의 클리닝(cleaning) 성능이 효과적으로 개선되었는지를 비교하였다.

A : PCR 오염 양호(오염 발생 전혀 없음)

B : PCR 오염 경미하게 발생(5% 미만 발생)

C : PCR 오염 발생(5%~20% 발생)

D : PCR 오염 심하게 발생(20%~60% 발생)

(3) 토너 소모량 평가(폐토너량)

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 토너를 휴렛 팩커드(HP)사제 CP-1215 프린터에서, 23℃ / 50 % 조건하에서 ISO 토너 소모량 표준 패턴(면적율 5%)으로 2,000 페이지를 프린트한 후, 토너공급부와 분리가 가능한 드럼부의 무게를 프린트 전 측정하고 프린트 후 측정하여 폐토너의 양을 계산하였다.

폐토너량(g) = 2,000매 인쇄 후 드럼부 무게 - 1,000매 인쇄 전 드럼부 무게

(4) 화상 세로줄 평가

하프톤 화상을 프린트 아웃하고, 상기 화상 위에 발생한 세로줄모양의 화상농도 불균일의 발생개수를 계측해서 하기의 평가기준에 따라 평가했다.

A : 미발생

B : 경미한 화상 세로줄이 1개 발생

C : 2 내지 4개

D : 5개 이상

(5) 배경오염(BG: background) 평가

화상오염도의 측정은 동경전색사의 반사농도계 모델 TC-6DS를 사용하여 행하였다.

필터는 그린 필터를 사용하여, 하기와 같이 산출하였다.

화상오염도(반사율)(％)=표준 용지상의 반사율(％)-샘플 비화상부의 반사율(％)

A : 화상오염도 (반사율)(％) ≤ 1.0

B : 1.0 < 화상오염도(반사율)(％) ≤ 2.0

C : 2.0 < 화상오염도(반사율)(％) ≤ 3.0

D : 3.0 < 화상오염도(반사율)(％)

위의 평가내용을 표로 작성하면 하기와 같다.

NO.	최종 토너 입자		클리닝 특성 평가	PCR 토너오염 평가	폐토너량*1(g)	화상 세로줄 평가	배경 오염 평가
	토너(T1) 입자 구형도	토너(T2) 입자 구형도
실시예1	0.988	0.926	A	A	3.3	A	A
실시예2	0.988	0.926	B	A	3.5	A	A
실시예3	0.988	0.926	A	A	3.9	A	B
비교예1	0.988		D	D	3.7	D	A
비교예2		0.926	A	B	6.5	B	D
비교예3	0.988	0.926	A	B	4.7	B	D
비교예4	0.988	0.926	A	B	5.3	D	D

※ *1: 폐토너량의 값이 낮을수록 토모소모량이 낮으며 클리닝 특성이 좋다.

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 결착제 수지, 착색제, 이형제를 함유하는 토너 입자를 포함하는 토너 조성물로 이루어지며,
   상기 토너 조성물 중에서 구형도(Circularity)가 0.96 내지 0.99인 토너입자(T1)와, 상기 토너입자(T1)에 대해서 구형도(Circularity)가 0.91 내지 0.94인 토너입자(T2)의 혼합으로부터 형성되며,
   상기 토너입자(T1)의 열 융착공정 온도는 Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하이고,
   상기 토너입자(T2)의 열 융착공정온도는 Tg-40℃ 이상 Tg-10℃ 이하이며,
   Tg는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조되는 미립자의 유리전이온도인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 토너 입자의 입경이 3㎛ 내지 10㎛ 인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 토너 조성물은, 수지 미립자, 윤활제 미립자 및 무기 미립자로 이루어진 군으로부터 선택하는 적어도 2종의 입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 수지 미립자, 윤활제 미립자 및 무기 미립자의 평균입경이 3nm 내지 10nm 이하인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 착색제는 흑색안료, 옐로우안료, 마젠타안료, 시안안료의 혼합물로 이루어진 정전하상 현상용 토너.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 착색제는 결합제 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부인 정전하상 현상용 토너.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 토너입자의 표면에 부착된 외첨제를 더 포함하고,
   상기 외첨제는 실리카, 이산화티타늄, 알루미나 중 하나로 이루어지며,
   상기 외첨제의 평균 1차 입경은 1 내지 500nm인 정전하상 현상용 토너.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 외첨제의 함량은 상기 토너입자 100중량부에 대해서 0.05 내지 10중량부인 정전하상 현상용 토너.
   
9. 음이온계 계면활성제 및 이온교환수를 질소 기류하에서 승온시킨 상태에서 믹서로 교반시켜 수성 분산 매질을 확보하는 공정;
   단량체 조성물을 용해시킨 후 중합성 단량체 조성물에 첨가시켜 중합성 단량체 혼합물을 제조하는 공정;
   상기 중합성 단량체 혼합물을 질소기류하에 수상 분산매 용액에 투입한 후 믹서를 이용하여 교반시켜 미립자화된 유적상태의 중량성 단량체 혼합액을 제조하는 액적 제조공정;
   상기 유적 상태의 중합성 단량체 혼합액을 교반시켜 중합을 행한 후 실온으로 냉각하여 미립자 현탄액을 제조하는 중합공정;
   이형제를 승온시킨 후 믹서를 이용하여 교반시켜 이형제 분산액을 제조하고, 상기 이형제 분산액에 이온교환수를 혼합시킨 후 질소기류하에서 일정온도로 승온시킨 후 교반시키고, 중합 반응 종료 후 실온으로 냉각시켜 이형제 미립자 분산액을 확보하는 공정;
   상기 미립자 현탄액에 이형제 미립자 분산액을 혼합시킨 후 응집시키는 응집공정;
   응집된 토너입자를 일정 온도에서 교반시켜 융착시키는 열융착공정;
   상기 열융착공정이 완료된 슬러리를 냉각시켜 감압여과를 수행한 후 세정하고 건조시켜 토너입자를 확보하는 세정 및 건조 공정; 및
   토너 입자(T1), 토너 입자(T2), 실리콘 오일 처리 소수성 실리카 미분체와 실리콘 오일 처리 산화티탄 미분체를 다목적 소형혼합분쇄기를 이용해서 건식 혼합하여 블랙 토너를 얻는 혼합 및 외첨공정을 포함하고,
   상기 토너입자(T1)는, 상기 세정 및 건조 공정에서 범위 0.96 내지 0.99의 구형도를 가지며, Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하의 열 융착공정 온도에서 제조되고,
   상기 토너입자(T2)는, 상기 세정 및 건조 공정에서 범위 0.91 내지 0.94의 구형도를 가지며, Tg-40℃ 이상 Tg-10℃ 이하의 열 융착공정온도에서 제조되고,
   Tg는 현탁중합공정 및 시드중합공정에 의해 제조되는 미립자의 유리전이온도인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너 제조방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이형제 미립자 분산액의 평균 입경이 0.7㎛ 인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너 제조방법.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 응집공정을 통해 응집된 토너입자의 평균 입경이 6.5㎛인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너 제조방법.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 세정후 건조된 토너입자는,
    평균 입경을 6.1㎛ 가지는 때에 구형도를 0.988을 가지는 블랙토너 입자이거나 평균 입경을 6.2㎛ 가지는 때에 구형도를 0.926을 가지는 블랙토너 입자인 것을 특징으로 하는 정전하상 현상용 토너 제조방법.
    
13. 유기 감광체를 대전시키는 단계;
    상기 대전된 유기 감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 단계;
    상기 정전 잠상을 토너 담지 부재 상에 담지된 토너를 사용하여 현상하여 유기 감광체상에 토너상을 형성하는 단계;
    상기 유기 감광체 상에 부착된 토너를 기록매체 상에 전사시키는 단계;
    클리닝 블레이드를 이용하여 상기 유기 감광체 상에 전사 후 잔류된 토너를 제거시키는 클리닝 단계; 및
    기록매체 상에 전사된 토너를 열과 압력을 이용하여 정착시키는 정착 단계;
    를 포함하는 화상 형성 방법으로서, 상기 토너로서 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 따른 토너 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 방법.
    
    
    
    
    
    

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