KR20030080935A - 장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너의제조방법 - Google Patents

장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 토너 모입자의 표면에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말, 및 실리카를 코팅함으로써 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 동시에 화상특성, 전사효율, 및 장기안정성이 우수하고 대전유지성을 현저히 향상시켜 장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING OF NON-MAGNETIC MONOCOMPONENT COLOR TONER HAVING SUPERIOR LONG TERM STABILITY}
본 발명은 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 동시에 화상특성, 전사효율, 및 장기안정성이 우수하고 대전유지성을 현저히 향상시켜 장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자사진 등의 화상형성방법을 이용한 하드카피, 프린터 기술은 흑백으로부터 풀 칼라로 급속하게 전개되고 있다. 특히 칼라 프린터의 경우는 급속하게 시장이 팽창하고 있다. 풀 칼라 전자사진법에 의한 칼라화상형성은 일반적으로 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로(yellow)의 3색의 칼라 토너, 또는 여기에 흑색(black)을 가한 4색을 이용하여 모든 색을 재현한다. 이와 같이 급팽창하는 풀 칼라 시장에서 필요로 하는 것은 고화질, 고신뢰성은 물론 소형화, 경량화, 저가격화, 고속화, 더나아가 저에너지화, 리사이클 등의 환경대응이 강하게 요구되고있다. 그리고, 여기에 대응하기 위한 화상형성방법, 및 이에 사용되는 토너의 개선과 개발이 다양하게 이루어지고 있다.
전자사진방식의 화상형성장치는 일반적으로
1. 드럼의 표면을 균일하게 대전하는 대전 공정,
2. 드럼의 표면을 노광하고 정전 잠상을 형성하는 노광 공정,
3. 현상롤러의 표면에 형성된 토너를 이용하여 드럼의 표면에 잠상을 현상하
고 토너 화상을 얻는 현상 공정,
4. 해당 토너 화상을 피 전사재상에 전사하는 전사 공정,
5. 피 전사재상의 토너 화상을 정착하는 정착 공정, 및
6. 상기 전사 공정에서 드럼의 표면에 잔류하는 토너를 제거하는 클리닝 공
정으로 구성되어 있다.
상기와 같은 전자사진방식의 화상형성장치의 각 공정에 대하여 토너에 요구되는 기본 특징은 다음과 같다. 현상 공정은 적합한 토너 대전양, 대전 유지성, 환경 안정성 등이 요구되며, 전사 공정은 양호한 전사 성능이 요구되며, 정착 공정은 저온 정착성, 내 옵셋(offset)성이 요구되며, 또한 클리닝 공정은 클리닝성능, 내오염성 등이 요구된다. 특히 최근에는 고화질화, 고속화, 칼라화의 촉진에 의하여 상기의 특성들이 점점 복잡하게 복합적으로 요구되어 진다.
상기와 같이 요구되는 특성들 중 반복적으로 계속되는 프린트 중에도 장기적으로 화상이 변하지 않고, 특히 전사 공정에서 칼라 화상을 형성할 때 감광드럼에서 직접 4 색을 혼합하는 방법이 있다. 또한 보다 정밀한 색재현성을 위하여 중간전사체를 이용하여 드럼 표면의 토너 화상을 중간전사체에 칼라별로 중첩 전사한 후, 중간전사체에서 피 전사재에 전사하는 간접전사형 화상형성장치는 보다 고속, 및 고화질의 실현가능성으로 최근 풀 칼라 프린터에 주로 사용되고 있다.
그러나 상기 간접전사형 화상형성장치는 토너의 전사 단계수가 증가하기 때문에 고화질화를 위해서 보다 높고 정확한 전사 성능이 필요해지고, 또한 장기적으로 안정된 고화질의 풀 칼라 화상을 얻기 위해서는 보다 안정된 대전성능, 또는 전사효율을 위하여 첨가제, 토너 형상, 표면 구조 제어 기술 등이 요구되고 있다.
또한, 클리닝 공정은 장치의 소형화, 저가격화 뿐만 아니라, 환경의존성을 개선하기 위하여 전사 잔류 토너 양을 줄이고, 클리닝 장치를 축소해 가는 것이 중요한 과제이다. 특히 최근 시간, 마젠타, 옐로의 ３색, 또는 여기에 흑색을 더한 ４색 토너를 이용하는 풀 칼라 화상 형성 장치에 있어서는 전사 잔류 토너는 큰 문제로 제기되고 있다.
이와 같은 전사 공정, 및 클리닝 공정에 있어서 새로운 문제를 피하기 위해서는 잔류 토너 양을 적게 하는 것이 중요하고, 이를 위해서는 토너의 전사 효율을 향상시키고, 이를 유지하는 것이 중요하다. 이러한 전사 효율을 향상시키기 위해서는 토너와 감광드럼 사이의 부착력을 저하시킬 필요가 있다.
토너와 감광드럼 사이의 부착력을 저하시키기 위한 방법으로는, 토너에 실리카 등의 박리성 미립자를 포함하는 방법이 있다. 이는 미립자를 이용하여 토너와 드럼의 사이를 개재시켜 토너와 드럼의 부착력을 낮추어 전사효율을 향상시키는 것으로, 높은 전사효율을 얻기 위해서 미립자에 의한 토너 표면의 피복율을 높게 설정해야 하며, 이에 따라 미립자의 첨가량이 증가하고, 토너 대전성의 악화, 정전 잠상 담지체 등에 대한 미립자의 부착, 필밍(filming), 정착성 장애 등이 발생한다는 문제가 있다. 특히 실리카 입자는 환경의존성이 크기 때문에 저온 저습에서 화상농도 얼룩, 고온 고습에서 비화상부 오염 등의 문제가 발생할 수 있다.
반면, 토너 대전의 환경의존성을 개선하는 방법으로는, 실리카 입자에 비해 전기저항이 낮고, 전하 교환성이 좋은 산화 티탄 등의 무기물 미립자를 첨가하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 전기저항이 낮은 무기물 미립자를 이용할 경우 토너의 전하분포가 변하기 쉽고, 중간전사체를 이용하는 경우의 ２차 전사시의 전사불량이나 풀 칼라 토너의 다중 전사시에 역극성 토너의 재전사(retransfer)가 일어나기 쉽다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 방법으로 산화 티탄 등의 저항이 낮은 무기물 미립자를 실란 커플링제(silane coupling) 등으로 표면처리하여 저항을 높게 제어하는 방법이 있으나, 이는 미립자의 응집성이 강해져 토너 표면에서의 분산성이 악화되고, 본래의 전하 교환성을 높이는 기능이 저하되어 토너 유동성의 악화나 유리된 응집 입자에 의한 브로킹(blocking)의 발생 등의 문제가 있다.
따라서, 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 화상특성, 전사효율, 장기안정성이 우수한 칼라 토너에 대한 연구가 더욱 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 화상특성, 전사효율, 장기안정성, 및 장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 동시에 화상특성, 전사효율, 및 장기안정성이 우수하고 대전유지성을 현저히 향상시켜 장기신뢰성이 우수한 비자성 일성분게 칼라 토너 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물에 있어서,
a) 토너 모입자 100 중량부;
b) 상기 토너 모입자에 코팅되는 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말
0.1 내지 1.5 중량부;
c) 상기 토너 모입자에 코팅되는 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분
말 0.1 내지 1.5 중량부; 및
d) 상기 토너 모입자에 코팅되는 실리카 1.0 내지 3.0 중량부
를 포함하는 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법에 있어서, 토너 모입자의 표면에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말, 및 실리카를 코팅하는 단계를 포함하는 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 토너의 전사에 있어서 대전 분포가 좁고, 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적고, 장기에 걸쳐서 안정된 화질을 얻을 수 있는 정전 하상 현상용 칼라 토너의 제조방법에 대하여 연구하던 중, 토너 모입자에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말, 및 실리카를 코팅한 결과, 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 동시에 화상특성, 전사효율, 및 장기안정성이 우수하고 대전유지성을 현저히 향상시켜 장기신뢰성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 따르면, 토너의 대전 거동은 토너 입자 표층에 나온 구형의 유기분말, 및 그 유기 분말을 둘러싼 실리카에 의해서 영향을 받고, 대전시 슬리브와 대전 블래드 사이(charging blade)에서 토너가 받는 마찰저항을 줄여 대전 블래드 상에 용융(melt)이나 토너간의 고체 부착(solid adhesion)의 형성을 방지하여 장기적으로 안정적인 화상을 얻을 수 있다. 또한 본 발명은 서로 다른 입경의 유기분말을 사용함으로써 대전 블래드 표면과 접촉시 마찰저항 감소의 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명은 토너 모입자 100 중량부에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말 0.1 내지 1.5 중량부, 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말 0.1 내지 1.5 중량부, 및 실리카 1.0 내지 3.0 중량부를 코팅하여 제조한 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 사용되는 상기 b)의 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말은 토너 모입자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.5 중량부로 포함된다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 그 효과가 미미하며, 1.5 중량부를 초과할 경우에는 토너 입자 표면에 너무 많은 구형의 유기 분말에 의해서 PCR 오염, 드럼 오염 등과 같은 오염의 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 c)의 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말은 토너 모입자 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1.5 중량부로 포함된다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 그 효과가 미미하며, 1.5 중량부를 초과할 경우에는 오히려 전사효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기 b)의 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 및 상기 c)의 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말은 고분자 구조를 가지며, 하기와 같은 단량체로부터 제조할 수가 있다. 상기 단량체의 예로는 스티렌, 메틸스티렌, 다임틸스티렌, 에틸스티렌, 페닐스티렌, 클로로스티렌, 헥실스티렌, 옥틸스티렌, 또는 노닐스티렌 등의 스티렌류; 비닐클로라이드, 또는 비닐플루오라이드 등의 비닐 할라이드류; 비닐아세테이트, 또는 비닐벤조에이트 등의 비닐에스테르류; 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 또는 페닐아크릴레이트 등의 메타크릴레이트류; 아크릴로니트릴, 또는 메타크릴로니트릴 등의 아크릴산 유도체류; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 또는 페닐아크릴레이트 등의 아크릴레이트류; 테트라플루오르에틸렌; 또는 1,1-디플루오르에틸렌 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 상기 단량체는 스틸렌계 수지, 에폭시 수지 폴리에스테르 수지, 또는 폴리우레탄 수지 등과 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 d)의 실리카는 토너 모입자 100 중량부에 대하여 1.0 내지 3.0 중량부로 포함된다. 그 함량이 1.0 중량부 미만일 경우에는 그 효과가 미미하며, 3.0 중량부를 초과할 경우에는 부착(fixing)이 어렵다는 문제점이 있다. 또한 상기 실리카의 입경은 7 내지 40 ㎚인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 b)의 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, c)의 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말, 및 d)의 실리카를 토너 모입자에 코팅함으로써 고대전성, 대전유지성, 및 고색도를 가지며 환경친화적이고, 특히 최근 칼라화 경향에 따라서 많이 이용되는 간접전사방식에서도 안정적으로 화상을 구현할 수 있는 토너를 제조할 수 있다.
상기 b), 및 c)의 구형의 유기 분말과 d)단계의 실리카는 토너 모입자 표면에 정전기적으로 부착되고 있어도 좋지만, 특히 헨셀믹서, 하이브리다이저 등의 기계적인 혼합 처리에 의해 구형의 유기 분말, 및 실리카가 토너 모입자 표면에 정착되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 헨셀믹서를 사용하는 경우 팁 스피드 기준 10 m/sec 이상의 교반속도가 필요하다. 또한 바인더 레진에 정전기적, 또는 기계적으로 부착되기 위해서는 고전단력을 필요로 하고, 고체 부착의 방지, 및 구형화 효과의 극대화를 위해서는 상기 b), 및 c)의 구형의 유기 분말을 코팅하는 경우 교반속도가 10 m/sec(팁 스피드 기준) 이상의 헨셀믹서를 이용하여 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 토너 모입자는 바인더 수지, 및 착색제를 포함한다.
상기 바인더 수지는 스티렌, 클로로스티렌, 또는 비닐스티렌 등의 스틸렌류; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 또는 이소프렌 등의 올레핀류; 초산 비닐, 프로피온산 비닐, 안식향산 비닐, 또는 낙산 비닐 등의 비닐 에스테르류； 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 도데실, 아크릴산 옥틸, 아크릴산 페닐, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸, 또는 메타크릴산 도데실 등의 메틸렌크릴산 에스테르류； 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 또는 비닐 부틸 에테르 등의 비닐 에테르류； 또는 비닐 메틸 케톤, 비닐 헥실 케톤, 또는 비닐 이소프로페닐 케톤 등의 비닐 케톤류 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 스티렌계 수지, 또는 폴리에스테르계 수지를 사용하는 것이며, 상기 스티렌계 수지는 폴리스티렌, 스티렌 아크릴산 알킬 공중합체, 스티렌 메타크릴산 알킬 공중합체, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 부타디엔 공중합체, 스티렌 무수 말레산 공중합체, 폴리에틸렌, 또는 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지로는 비스페놀 A 산화 알킬렌 첨가제인 폴리옥시프로필렌(2,2), 에틸렌 글리콜, 또는 폴리테트라 메틸렌 글리콜 등의 말레인 산, 프탈릭 산, 시트라 코틱 산 등과 함께 중축합반응에 의해서 제조된 수지를 사용할 수 있으며, 여기에 폴리우레탄, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등을 배합하여 사용하여도 좋다.
상기 착색제는 탄소 블랙, 자성분, 염료, 또는 안료를 사용할 수 있으며, 그예로는 니구로신 염료, 아닐린 블루, 카르코일 블루, 크롬 옐로, 군청색 블루, 듀폰 오일 레드, 메틸렌 블루 염화물, 프탈로시아닌 블루, 램프 블랙, 로즈벤갈, C.I.안료·레드 48:1, C.I.안료·레드 48:4, C.I.안료·레드 122, C.I.안료·레드 57:1, C.I.안료·레드 257, C.I.안료·옐로 97, C.I.안료·옐로 12, C.I.안료·옐로 17, C.I.안료·옐로 14, C.I.안료·옐로 13, C.I.안료·옐로 16, C.I.안료·옐로 81, C.I.안료·옐로 126, C.I.안료·옐로 127, C.I.안료·블루 9, C.I.안료·블루 15, C.I.안료·블루 15:1, 또는 C.I.안료·블루 15:3 등을 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 토너 모입자는 헥사메칠디실라잔, 디메틸 디클로로 실레인, 옥틸 트리 메톡시 실레인 등의 소수화 처리가 가해진 SiO2,TiO2, MgO, Al2O3, MnO, ZnO, Fe2O3, CaO, BaSO4, CeO2, K2O, Na2O, ZrO2, CaO·SiO, K2O·(TiO2)n, 또는 Al2O3·2SiO2등의 무기물 산화물 미립자를 유동 촉진제를 더욱 첨가할 수 있으며, 이외에도 이형제 또는 전하 제어제를 더욱 첨가할 수 있다.
상기 이형제는 일반적으로 분자량이 낮은 폴리에틸렌 왁스, 또는 폴리프로필렌 왁스 등이 사용될 수 있으며, 그 외에도 금속염 지방산을 사용할 수 있다. 여기에 사용되는 금속염 지방산을 구성하는 지방산은 탄소수 4 내지 40 개의 천연지방산 또는 합성지방산이고, 포화, 불포화의 어느 쪽이라도 좋으며, 구조 중에 수산기, 알데히드기, 또는 에폭시기가 있어도 좋다. 그 예로는 카푸로산, 카푸릴산, 카푸린산, 라이린산, 미리스틴산, 밀리스트라이크 올레인산, 파르미틴산, 팔미토 올레인산, 스테아린산, 올레인산, 리놀렌산, 아라킨산, 베헤닌산, 엘카산, 몬텐산,이소스테아린산, 또는 에폭시스테아린산 등을 사용할 수 있다.
상기 전하 제어제는 함크롬의 아조 금속 착체, 살리실산 금속 착화합물, 함크롬 유기 염료, 또는 4급 암모늄염 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조한 비자성 일성분계 칼라 토너의 평균입경은 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3∼15 ㎛인 것이다.
본 발명의 제조방법은 고대전성, 대전유지성, 및 고색도를 가지는 토너를 제조할 수 있고, 보다 환경친화적이며, 특히 최근의 칼라화 경향에 따라 많이 이용되는 간접전사방식에서도 안정적으로 화상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 제조방법은 대전 분포가 좁고, 고대전성, 화상특성, 전사효율, 장기안정성, 및 장기신뢰성을 가지는 토너를 제조할 수 있고, 보다 환경친화적이며, 특히 최근의 칼라화 경향에 따라 많이 이용되는 간접전사방식에서도 안정적으로 화상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
(시안 토너 모입자 제조)
폴리에스테르수지(분자량 : 2.5 ×104) 92 중량부, 프탈로시아닌 P.BI.15:35 중량부, 4급 암모늄염 1 중량부, 저분자량 폴리프로필렌 2 중량부를 헨쉘 믹서로 혼합하였다. 이를 2축 용융 혼련에서 165 ℃의 온도로 용융 혼련하고, 제트 밀 분쇄기로 미분쇄한 후, 풍력분급기에서 분급하여 체적 평균입자경이 9.0 ㎛인 토너 모입자를 제조하였다.
(비자성 일성분계 칼라 토너 제조)
상기와 같이 제조한 토너 모입자 100 중량부에 대하여 구형 유기 분말로 평균입경 0.1 ㎛의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF, polyvinylidene fluoride) 0.1 중량부, 및 평균입경 2.0 ㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene) 0.1 중량부를 토너 모입자 표면에 코팅하였다. 이때 토너 모입자 100 중량부에 대하여 평균입경 12 ㎚의 실리카 2 중량부를 상기 구형 유기분말과 함께 선속도 20 m/s로 5 분 동안 교반, 혼합하고 코팅하여 비자성 일성분계 칼라 토너를 제조하였다.
실시예 2∼39
상기 실시예 1에서 하기 표 1과 같은 조성비율로 구형의 유기 분말을 코팅한 후, 실리카를 코팅한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
구형 유기분말 A(평균입경 0.3∼2.0 ㎛) 구형 유기분말 B(평균입경 0.05∼0.25 ㎛)
실시예 2 2.0 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 3 2.0 ㎛의 PTFE 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 4 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 5 2.0 ㎛의 PTFE 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 6 2.0 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 7 2.0 ㎛의 PTFE 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 8 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 9 2.0 ㎛의 PTFE 0.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
실시예 10 2.0 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
실시예 11 0.4 ㎛의 PVDF 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 12 0.4 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 13 0.4 ㎛의 PVDF 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 14 0.4 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 15 0.4 ㎛의 PVDF 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 16 0.4 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.1 중량부
실시예 17 0.4 ㎛의 PVDF 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 18 0.4 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
실시예 19 0.4 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
실시예 20 0.4 ㎛의 PVDF 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 21 0.4 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 22 0.4 ㎛의 PVDF 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 23 0.4 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 24 0.4 ㎛의 PVDF 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 25 0.4 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 26 0.4 ㎛의 PVDF 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 27 0.4 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 28 0.4 ㎛의 PVDF 0.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
실시예 29 0.4 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
실시예 30 2.0 ㎛의 PTFE 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 31 2.0 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 32 2.0 ㎛의 PTFE 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 33 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 34 2.0 ㎛의 PTFE 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 35 2.0 ㎛의 PMMA 0.1 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
실시예 36 2.0 ㎛의 PTFE 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 37 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.1 중량부
실시예 38 2.0 ㎛의 PTFE 0.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
실시예 39 2.0 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
[주] PMMA : 폴리메틸메티크릴레이트(polymethylmethacrylate)PVDF : 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride)PTFE : 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroetylene)
비교예 1∼43
상기 실시예 1에서 하기 표 2와 같은 조성비율로 구형의 유기 분말을 코팅한후, 실리카를 코팅한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
구분 구형 유기분말 A 구형 유기분말 B
비교예 1 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 2 0.15 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
비교예 3 0.4 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 0.4 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 4 0.4 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 0.4 ㎛의 PVDF 1.5 중량부
비교예 5 2.0 ㎛의 PMMA 0.5 중량부 2.0 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 6 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부 2.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
비교예 7 4.0 ㎛의 PTFE 0.5 중량부 4.0 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 8 4.0 ㎛의 PTFE 1.5 중량부 4.0 ㎛의 PMMA 1.5 중량부
비교예 9 0.4 ㎛의 PVDF 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 10 0.4 ㎛의 PVDF 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 2.0 중량부
비교예 11 0.4 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 12 0.4 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 2.0 중량부
비교예 13 2.0 ㎛의 PTFE 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 14 2.0 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 2.0 중량부
비교예 15 4.0 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 16 4.0 ㎛의 PTFE 1.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 17 0.4 ㎛의 PVDF 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.05 중량부
비교예 18 0.4 ㎛의 PVDF 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 2.0 중량부
비교예 19 0.4 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.05 중량부
비교예 20 0.4 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 2.0 중량부
비교예 21 2.0 ㎛의 PTFE 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.05 중량부
비교예 22 2.0 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 2.0 중량부
비교예 23 4.0 ㎛의 PMMA 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 24 4.0 ㎛의 PTFE 1.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 25 0.4 ㎛의 PVDF 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 26 0.4 ㎛의 PVDF 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 27 0.4 ㎛의 PMMA 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 28 0.4 ㎛의 PMMA 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 29 2.0 ㎛의 PTFE 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 30 2.0 ㎛의 PTFE 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 31 2.0 ㎛의 PMMA 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 32 2.0 ㎛의 PMMA 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.5 중량부
비교예 33 0.4 ㎛의 PVDF 0.05 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 34 0.4 ㎛의 PVDF 2.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 35 0.4 ㎛의 PMMA 0.05 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 36 0.4 ㎛의 PMMA 2.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 37 2.0 ㎛의 PTFE 0.05 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 38 2.0 ㎛의 PTFE 2.0 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 39 2.0 ㎛의 PMMA 0.05 중량부 0.15 ㎛의 PMMA 0.5 중량부
비교예 40 4.0 ㎛의 PMMA 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 41 4.0 ㎛의 PTFE 0.05 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 42 4.0 ㎛의 PMMA 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
비교예 43 4.0 ㎛의 PTFE 2.0 중량부 0.1 ㎛의 PVDF 0.05 중량부
실험예 1
상기 실시예 1 내지 39, 및 비교예 1 내지 43에서 제조한 비자성 일성분계 칼라 토너를 접촉식 현상기구로 구성된 시판되는 비자성 일성분 현상 방식의 프린터(HP4500, Hewlett-Packard사)를 이용하여 상온, 상습(20 ℃, 55 % RH)의 조건에서 5,000 매까지 프린트하여 하기의 방법으로 화상농도, 전사효율, 및 장기성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
ㄱ) 화상농도 (I.D) - 솔리드(solid) 면적 화상을 맥베스 반사 농도계 RD918
로 측정하였다.
A : 화상의 이미지 밀도가 1.4 이상
B : 화상의 이미지 밀도가 1.3 이상
C : 화상의 이미지 밀도가 1.2 이하
D : 화상의 이미지 밀도가 1.0 이하
ㄴ) 전사효율 : 상기 프린트한 5,000 매에 대하여 각 500 매 단위로 소모량
에서 낭비량을 뺀 순 소모량을 계산하여 순수하게 종이로 전사된 토너의
%를 계산하였다.
A : 전사효율 80 % 이상B : 전사효율 70∼80 %
C : 전사효율 60∼70 %D : 전사효율 50∼60 %
ㄷ) 장기성 : 5,000 매까지 프린트하여 I.D, 및 전사효율이 유지되는지를 확
인하였다.
A : 5,000 매까지 I.D. 1.4 이상, 전사효율 75 % 이상
B : 5,000 매까지 I.D. 1.3 이상, 전사효율 70 % 이상
C : 5,000 매까지 I.D. 1.2 이하, 전사효율 60 % 이상
D : 5,000 매까지 I.D. 1.0 이하, 전사효율 40 % 이상
구분 화상농도 전사효율 장기성 구분 화상농도 전사효율 장기성
실시예 1 B A A 비교예 3 D D D
실시예 2 B A A 비교예 4 D D D
실시예 3 A A A 비교예 5 D C D
실시예 4 A A A 비교예 6 D D D
실시예 5 A B A 비교예 7 C D D
실시예 6 A B A 비교예 8 D D D
실시예 7 A A A 비교예 9 D D D
실시예 8 B A A 비교예 10 D D D
실시예 9 A A A 비교예 11 D D D
실시예 10 A A A 비교예 12 C D D
실시예 11 A A A 비교예 13 C D D
실시예 12 A A A 비교예 14 D D D
실시예 13 A A A 비교예 15 D D C
실시예 14 A A A 비교예 16 D D D
실시예 15 A B A 비교예 17 C D D
실시예 16 A A A 비교예 18 D D D
실시예 17 A A A 비교예 19 D D D
실시예 18 A A A 비교예 20 D D D
실시예 19 A A B 비교예 21 D D D
실시예 20 A A A 비교예 22 D D D
실시예 21 A A A 비교예 23 D D D
실시예 22 A A A 비교예 24 D D D
실시예 23 A A B 비교예 25 D C D
실시예 24 A A A 비교예 26 D D D
실시예 25 A A A 비교예 27 D D D
실시예 26 A A A 비교예 28 D D D
실시예 27 A A A 비교예 29 D D D
실시예 28 A A A 비교예 30 D D D
실시예 29 A A A 비교예 31 D D D
실시예 30 B A A 비교예 32 D D D
실시예 31 A A A 비교예 33 C D C
실시예 32 B A A 비교예 34 D D D
실시예 33 A A A 비교예 35 D D D
실시예 34 A A A 비교예 36 C C D
실시예 35 B A A 비교예 37 D D D
실시예 36 A A A 비교예 38 D D D
실시예 37 A A B 비교예 39 D D D
실시예 38 A A A 비교예 40 D D D
실시예 39 A B A 비교예 41 D D D
비교예 1 D D D 비교예 42 D D D
비교예 2 D C D 비교예 43 D D D
상기 표 3을 통하여, 본 발명에 따라 토너 모입자에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 및 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말, 및 실리카를 코팅하여 부착시킨 실시예 1 내지 39의 칼라 토너는 비교예 1 내지 43과 비교하여 화상농도, 전사효율, 및 장기성이 우수함을 확인할 수 있었다. 이는 서로 다른 평균입경을 가지는 구형의 유기분말이 토너 모입자의 표면에 입혀져서 구형화한 효과를 나타내고, 이에 따라 토너 모입자 사이에 부착을 감소시킨 것을 알 수 있었다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 비자성 일성분계 칼라 토너는 대전 분포가 좁고 고대전성을 가지며, 환경의존성이 적을 뿐만 아니라, 동시에 화상특성, 전사효율, 및 장기안정성이 우수하고 대전유지성을 현저히 향상시켜 장기신뢰성이 우수한 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물에 있어서,
    a) 토너 모입자 100 중량부;
    b) 상기 토너 모입자에 코팅되는 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말
    0.1 내지 1.5 중량부;
    c) 상기 토너 모입자에 코팅되는 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분
    말 0.1 내지 1.5 중량부; 및
    d) 상기 토너 모입자에 코팅되는 실리카 1.0 내지 3.0 중량부
    를 포함하는 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b)의 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말, 및 상기 c)의 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말이 스티렌, 메틸스티렌, 다임틸스티렌, 에틸스티렌, 페닐스티렌, 클로로스티렌, 헥실스티렌, 옥틸스티렌, 노닐스티렌, 비닐클로라이드, 비닐플루오라이드, 비닐아세테이트, 비닐벤조에이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 테트라플루오르에틸렌, 및 1,1-디플루오르에틸렌으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 단량체의 중합체인 비자성 일성분계 토너 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 d)의 실리카의 평균입경이 7 내지 40 ㎚인 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 토너 모입자가 바인더 수지, 및 착색제를 포함하는 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 칼라 토너의 평균입경이 최대 20 ㎛인 비자성 일성분계 칼라 토너 조성물.
  6. 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법에 있어서, 토너 모입자 100 중량부에 대하여 상기 토너 모입자의 표면에 평균입경 0.3 내지 2.0 ㎛의 구형 유기분말 0.2 내지 1.5 중량부, 평균입경 0.05 내지 0.25 ㎛의 구형 유기분말 0.1 내지 1.5 중량부, 및 실리카 1.0 내지 3.0 중량부를 코팅하는 단계를 포함하는 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법.
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