KR20060122512A - Preparation method of toner having micro radius - Google Patents

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KR20060122512A
KR20060122512A KR1020050045048A KR20050045048A KR20060122512A KR 20060122512 A KR20060122512 A KR 20060122512A KR 1020050045048 A KR1020050045048 A KR 1020050045048A KR 20050045048 A KR20050045048 A KR 20050045048A KR 20060122512 A KR20060122512 A KR 20060122512A
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김상우
이준영
연경열
홍창국
정민영
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삼성전자주식회사
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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Abstract

A preparation method of toner containing micro particles with uniform spherical form and even particle diameter is provided to form the toner capable of embodying high resolution in an electro-photographically imaging device by employing simple emulsion-polymerization process. The method comprises the steps of: preparing a coloring dispersion by blending a coloring agent and a dispersing agent in distilled water; preparing an organic phase by lending monomer and wax under heating; and preparing toner particles by admixing the coloring dispersion and the organic phase, adding polymerization initiator to the admixture, and polymerizing the admixture with the coloring agent particles as seeds. The resulting toner particles have particle size ranging from 0.1 to 1 mum. Amounts of the coloring agent range from 1 to 30 phr while amounts of the wax range from 1 to 30 phr. Also, contents of the polymerization initiator range from 1 to 5 phr.

Description

미세 입자경 토너 제조 방법{Preparation method of toner having micro radius}Preparation method of toner having micro radius

본 발명은 미세 입자경을 갖는 토너 제조 방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는 전자사진화상형성장치에 사용시 고해상도의 구현이 가능한 미세 입자경을 갖는 토너를 유화 중합 반응을 이용해서 간단한 공정으로 제조할 수 있는 토너 제조 방법에 대한 것이다.  The present invention relates to a toner manufacturing method having a fine particle size. More specifically, the present invention relates to a toner manufacturing method capable of manufacturing a toner having a fine particle diameter capable of high resolution when used in an electrophotographic image forming apparatus by a simple process using an emulsion polymerization reaction.

전자사진방식 화상형성장치는 팩시밀리, LDE(광 방출 다이오드), LCS(액정 셔터) 프린터, 디지탈 프린터, 레이저 프린터 또는 레이저 복사기 등을 포함한다. 전자사진방식 화상형성장치의 현상제인 토너 조성물은 착색제, 결합제 수지, 대전 제어제 및 기타 기능성 첨가제들을 포함하는 것이 일반적이다. Electrophotographic image forming apparatuses include a facsimile, LDE (light emitting diode), LCS (liquid crystal shutter) printer, digital printer, laser printer or laser copier. The toner composition, which is a developer of the electrophotographic image forming apparatus, generally includes a colorant, a binder resin, a charge control agent, and other functional additives.

착색제는 크게 염료계 착색제와 안료계 착색제로 구분할 수 있으며, 이 중 안료계 착색제가 염료계 착색제에 비해서 열 안정성 및 내광성에 있어서 유리하기 때문에 토너용 착색제로서 보다 보편적으로 사용된다. Colorants can be broadly classified into dye-based colorants and pigment-based colorants. Among them, pigment-based colorants are more commonly used as colorants for toners because they are advantageous in thermal stability and light resistance than dye-based colorants.

결합제 수지는 토너 전체에 있어서 약 90% 정도를 차지하며 토너 입자를 기록 매체 상으로 정착시키는 역할을 한다. 결합제 수지로 사용될 수 있는 고분자 물 질은 여러가지가 있으며, 특히 2계의 성분이 입자상으로 분산된 콜로이드 겔상의 라텍스 형태를 결합제 수지로 이용할 수 있다. The binder resin accounts for about 90% of the toner as a whole and serves to fix the toner particles onto the recording medium. There are various polymer materials that can be used as the binder resin, and in particular, a latex form of a colloidal gel in which the second component is dispersed in a particulate form can be used as the binder resin.

대전 제어제는 토너 입자에 대전되는 전하량을 조절하기 위해 사용되며, 금속 아조 화합물, 살리실산 금속 착제, 니그로신 및 4급 암모늄염 등을 사용할 수 있다. The charge control agent is used to control the amount of charge charged to the toner particles, and a metal azo compound, a salicylic acid metal complex, nigrosine, a quaternary ammonium salt, and the like can be used.

토너에 첨가되는 기능성 첨가제 중 이형성을 향상시키기 위한 첨가제로 이형제(releasing agent)가 있다. 이형제는 토너 화상이 기록 매체로 전사되어 정착될 때 롤러와 토너 사이의 이형성을 향상시켜서 토너 오프셋(toner offset)을 방지하고, 토너로 인하여 기록 매체가 롤러에 들러 붙어서 기록 매체의 걸림 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 토너 조성물에 첨가된다. Among the functional additives added to the toner, there is a releasing agent as an additive for improving the release property. The release agent improves releasability between the roller and the toner when the toner image is transferred to and fixed to the recording medium to prevent toner offset, and the toner causes the recording medium to stick to the roller, causing the recording medium to jam. It is added to the toner composition to prevent it.

이형제로는 저분자량 폴리올레핀류, 가열에 의해 연화점을 갖는 실리콘류, 지방산 아미드류 및 왁스 등이 사용될 수 있다. As the release agent, low molecular weight polyolefins, silicones having a softening point by heating, fatty acid amides, waxes and the like can be used.

전자사진방식 화상형성장치에 있어서 토너 입자의 크기는 최종 인쇄화상의 해상도에 영향을 미친다. 토너 입자가 균일하고 구형이며 그 입자의 크기가 작을 수록 최종 인쇄화상의 고해상도를 실현할 수 있다. 최근 고해상의 화상을 필요로 하는 산업계의 요구에 따라서 고해상을 구현할 수 있는 미세 입자의 토너 제조에 대한 관심이 높아지고 있다. In the electrophotographic image forming apparatus, the size of the toner particles affects the resolution of the final printed image. The more uniform and spherical the toner particles are, the smaller the particle size can realize the high resolution of the final printed image. Recently, there is a growing interest in manufacturing toners of fine particles capable of realizing high resolution according to industrial demands for high resolution images.

전자사진방식 화상형성장치용 건식 토너의 제조 방법은 크게 분쇄법과 중합법으로 나눌 수 있으며, 중합법은 또다시 현탁 중합법과 유화 중합법으로 나눌 수 있다. 분쇄법은 그 제조 공정상 토너 입자를 구형으로 제조하거나 균일한 크기로 제조하기 곤란하고, 현탁 중합법에 의한 토너 제조 역시 현탁의 한계로 인하여 미세 입자의 토너를 제조하는 데에 한계가 있다. The production method of the dry toner for an electrophotographic image forming apparatus can be roughly divided into a pulverization method and a polymerization method, and the polymerization method can be further divided into a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method. The pulverization method is difficult to produce toner particles in a spherical shape or a uniform size in the manufacturing process, and toner production by suspension polymerization method also has a limitation in producing toner of fine particles due to the limitation of suspension.

일반적인 유화 중합법에 의한 토너의 제조 방법은 먼저 1㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 토너의 구성 요소, 즉, 결합제 수지, 착색제, 이형제 등의 에멀전을 제조한 후 응집제를 넣어서 응집하는 과정을 거쳐서 1㎛ 내지 3㎛의 크기로 일차 응집을 시킨다. 그 다음, 분자량을 달리하는 라텍스로 이차 응집을 하여 일반적인 토너 입자 크기인 5㎛ 내지 15㎛ 크기의 입자를 제조한다. In general, a method of preparing a toner by an emulsion polymerization method is performed by preparing an emulsion of a toner component having a particle size of less than 1 μm, that is, a binder resin, a colorant, a mold release agent, and the like, followed by agglomeration with a flocculant and then 1 μm. Primary aggregation is carried out to a size of 3 μm. Next, secondary agglomeration with latex having a different molecular weight produces particles having a size of 5 μm to 15 μm, which is a general toner particle size.

이러한 제조 방법으로는 미국 특허 제 6,120, 967호에 개시된 토너 제조 방법과 미국 특허 제 5,863, 696호에 개시된 토너 제조 방법이 있다. 동 특허에 개시된 방법은 응집제를 이용해서 라텍스와 안료 및 왁스 에멀전 입자를 결합시키고 있는데 이러한 경우 100nm 내지 200nm 크기의 라텍스를 1차 응집하여 1㎛ 내지 3㎛ 정도로 응집한 뒤에 다시 이차 응집을 하거나 1차 응집 후 용융 과정을 통해서 구형의 입자를 제조하는 등 공정이 곤란한 문제점이 있다. 또한, 응집 및/또는 용융의 과정은 그 공정이 복잡하여 입자 크기의 조절 및 입자의 구형화에 많은 기술적인 어려움이 따른다. 특히 용융 과정은 적어도 2 내지 4시간의 가열 과정을 거쳐야 하므로 전체 공정이 길어지는 단점이 있다. Such a manufacturing method includes a toner manufacturing method disclosed in US Pat. No. 6,120, 967 and a toner manufacturing method disclosed in US Pat. No. 5,863,696. In the method disclosed in the patent, latexes are combined with pigments and wax emulsion particles using a flocculant. In this case, 100 nm to 200 nm sized latex is first aggregated to 1 μm to 3 μm, and then secondary aggregation or primary There is a problem that the process is difficult, such as to produce spherical particles through the melting process after aggregation. In addition, the process of flocculation and / or melting is complicated and the process has many technical difficulties in controlling the particle size and sphericalizing the particles. In particular, the melting process has to go through a heating process of at least 2 to 4 hours, there is a disadvantage that the entire process is long.

따라서, 간단한 공정으로 구형의 미세한 입자를 갖는 토너를 제조하는 방법에 대한 연구가 지속적으로 요구되고 있다. Therefore, there is a continuous demand for a method for producing a toner having spherical fine particles in a simple process.

본 발명은 상기와 같은 요구를 충족시키고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 토너 조성물의 성분들을 유화 중합 반응을 이용해서 구형의 균일한 미세 입자경을 갖는 토너를 제조하여 전자사진방식 화상형성장치에 이용시에 고해상도를 실현할 수 있는 토너 제조 방법을 제공하는 것이다.  SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to meet the above requirements, and an object of the present invention is to prepare a toner having a spherical uniform fine particle diameter by using an emulsion polymerization reaction of the components of the toner composition to produce an electrophotographic image forming apparatus. It is to provide a toner manufacturing method that can realize a high resolution upon use.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 입자경을 갖는 토너 제조 방법은 착색제와 분산제을 증류수에서 혼합하여 착색제 분산액을 제조하는 단계;Toner manufacturing method having a fine particle size according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a colorant dispersion by mixing a colorant and a dispersant in distilled water;

모노머와 왁스를 가열 혼합하여 유기상을 제조하는 단계; 및Heat mixing the monomers and the wax to prepare an organic phase; And

상기 착색제 분산액과 상기 유기상을 혼합하고 중합 개시제를 첨가하여 상기 착색제 입자를 시드(seed)로 중합 반응시켜서 토너 입자를 제조하는 단계;를 포함한다. And mixing the colorant dispersion with the organic phase and adding a polymerization initiator to polymerize the colorant particles with a seed to produce toner particles.

상기 제조된 토너 입자는 1㎛이하의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. It is preferable that the manufactured toner particles have a particle size of 1 m or less.

상기 착색제의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내,The content of the colorant is in the range of 1 phr to 30 phr,

상기 왁스의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내, 및The content of the wax is in the range of 1 phr to 30 phr, and

상기 중합 개시제의 함량은 1phr 내지 5phr의 범위 이내로 사용하는 것이 바람직하다. The content of the polymerization initiator is preferably used within the range of 1phr to 5phr.

상기 토너 입자를 제조하는 단계에 있어서 중합 반응은 약 5 내지 24 시간 동안 반응시키는 것이 바람직하다. In preparing the toner particles, the polymerization reaction is preferably performed for about 5 to 24 hours.

상기 토너 입자를 제조하는 단계에 있어서 중합 반응은 약 50℃ 내지 약 80℃의 범위 이내의 온도에서 반응시키는 것이 바람직하다. In the preparing of the toner particles, the polymerization reaction is preferably performed at a temperature within the range of about 50 ° C to about 80 ° C.

이하 본 발명에 따른 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples according to the present invention.

전자사진방식 화상형성장치에 사용되는 건식 토너 조성물은 일반적으로 구성 성분이 되는 착색제, 대전 제어제, 결합제 수지 및 그 외 첨가제 등이 일정한 조성으로 혼합되어 토너 입자를 형성하게 된다. 고해상의 인쇄 화상을 구현하기 위해서는 인쇄되는 도트가 균일하고 그 크기가 작아야 하므로 사용되는 토너 입자가 구형으로서 그 크기가 균일하고 미세해야 할 필요성이 있다. The dry toner composition used in the electrophotographic image forming apparatus generally includes colorants, charge control agents, binder resins, and other additives, which are constituents, mixed in a constant composition to form toner particles. In order to realize a high resolution printed image, the dots to be printed must be uniform and their sizes are small. Therefore, the toner particles to be used are spherical and have a uniform and fine size.

본 발명의 미세 입자경을 갖는 토너를 제조하기 위해서는 먼저 착색제와 분산제를 증류수에서 혼합하여 착색제 분산액을 제조한다. In order to prepare a toner having a fine particle size of the present invention, a colorant dispersion is prepared by first mixing a colorant and a dispersant in distilled water.

착색제는 안료계 착색제를 사용하는 것이 바람직하다. It is preferable that a coloring agent uses a pigment type coloring agent.

본 발명에 사용할 수 있는 안료는 예를 들면, 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 염기성 염료계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 디옥사진계 안료 및 축합 아조계 안료를 포함하는 유기 안료; 카본 블랙; 및 크롬산염, 페로시안화물, 산화물, 황화물셀렌화물, 황산염, 규산염, 탄산염, 인산염 및 금속 분말을 포함하는 무기 안료; 중에서 선택된 것을 하나 또는 2 종 이상을 선택하여 혼합하여 사용할 수 있지만 사용가능한 안료가 이에 한정되는 것은 아니며, 특히, 환경적 요인을 고려하여 유기 안료를 사용하는 것이 바람직하며, 흑색 안료로는 카본 블랙을 사용한다. Pigments which can be used in the present invention include, for example, organic pigments including azo pigments, phthalocyanine pigments, basic dye pigments, quinacridone pigments, dioxazine pigments and condensed azo pigments; Carbon black; And inorganic pigments including chromate, ferrocyanide, oxide, sulfide selenide, sulfate, silicate, carbonate, phosphate and metal powder; One or two or more selected from among them may be selected and used, but the usable pigment is not limited thereto. In particular, it is preferable to use an organic pigment in consideration of environmental factors. use.

본 발명에서 사용할 수 있는 유기 안료의 예를 들면 다음과 같다. Examples of the organic pigment that can be used in the present invention are as follows.

구리 프탈로시아닌, C.I.P.B.(C.I.Pigment Blue) 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16(무금속 프탈로시아닌) 또는 중심 금속으로서 알루미늄, 니켈 또는 바나듐을 갖는 프탈로시아닌, Si-브리징된 프탈로시아닌과 같이 브리징된 프탈로시 아닌 이량체/올리고머 등의 청색 및/또는 녹색 안료; P.O.5, 13, 34, 36, 43, 62, 71, 72 등의 오렌지색 안료; P.Y.12, 17, 74, 83, 93, 122, 146, 155, 180, 174, 185 등의 황색 안료; P.R. 48, 57, 122, 146, 147, 176, 184, 186, 202, 207, 238, 254, 255, 269, 270, 272 등의 적색 안료; P.V.1, 19, 23 등의 보라색 안료; P.V.19/P.R.122 또는 P.R.146/147 등의 혼합 안료; 등이 있다. Copper phthalocyanine, CIPB (CIPigment Blue) 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16 (metal free phthalocyanine) or phthalocyanine with aluminum, nickel or vanadium as the center metal, Blue and / or green pigments such as bridged non-phthalocylic dimers / oligomers such as Si-bridged phthalocyanine; Orange pigments such as P.O. 5, 13, 34, 36, 43, 62, 71, 72 and the like; Yellow pigments such as P.Y. 12, 17, 74, 83, 93, 122, 146, 155, 180, 174, 185; P.R. Red pigments such as 48, 57, 122, 146, 147, 176, 184, 186, 202, 207, 238, 254, 255, 269, 270, 272 and the like; Purple pigments such as P.V.1, 19, 23; Mixed pigments such as P.V.19 / P.R.122 or P.R.146 / 147; Etc.

본 발명에 사용할 수 있는 분산제는 수용성 고분자, 계면 활성제, 무기 화합물 등을 사용할 수 있지만, 그 중에서도 흔히 계면 활성제가 주로 사용된다. 본 발명에서 분산제로 사용 가능한 계면 활성제의 예를 들면, 소듐 도데실 설페이트, 소듐 도데실 벤젠 술포네이트, 소듐 도데실나프탈렌 설페이트, 디알킬 벤젠알킬, 설페이트, 술포네이트를 포함하는 음이온성 계면 활성제; 디알킬 벤젠알킬 암모늄 클로라이드, 알킬 벤질 메틸 암모늄 클로라이드, 알킬 벤질 디메틸 암모늄 브로마이드, 벤즈알코늄 클로라이드, 세틸 피리디늄 브로마이드, 도데실벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드, 라우릴 아민 아세테이트, 스테아릴 아민 아세테이트, 및 라우릴 트리메틸 암모늄 클로라이드를 포함하는 양이온성 계면 활성제; 라우릴 디메틸아민 옥사이드를 포함하는 양성이온성 계면 활성제; 및 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 메타로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시 메틸 셀룰로오스, 트리스티릴페놀에톡실레이트 포스페이트 에스테르, 폴리옥시에틸렌세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 디알킬페녹시폴리(에틸렌옥시)에탄올을 포함하는 비이온성 계면 활성제;로 구성된 그룹 중에서 하나 또는 2종 이상을 선택하여 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 본 발명에 사용할 수 있는 계면 활성제가 이에 한정되는 것은 아니다.  The dispersant that can be used in the present invention may be a water-soluble polymer, a surfactant, an inorganic compound, or the like, but a surfactant is mainly used. Examples of the surfactant usable as the dispersant in the present invention include anionic surfactants including sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl benzene sulfonate, sodium dodecylnaphthalene sulfate, dialkyl benzenealkyl, sulfates, sulfonates; Dialkyl benzenealkyl ammonium chloride, alkyl benzyl methyl ammonium chloride, alkyl benzyl dimethyl ammonium bromide, benzalkonium chloride, cetyl pyridinium bromide, dodecylbenzyl triethyl ammonium chloride, lauryl amine acetate, stearyl amine acetate, and lauryl Cationic surfactants including trimethyl ammonium chloride; Zwitterionic surfactants including lauryl dimethylamine oxide; And polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, metarose, methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxy methyl cellulose, tristyrylphenol ethoxylate phosphate ester, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene la Uryl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, dialkylphenoxy Nonionic surfactants containing poly (ethyleneoxy) ethanol; may be used by mixing one or two or more selected from the group consisting of. However, the surfactant that can be used in the present invention is not limited thereto.

상업적으로 이용 가능한 계면 활성제의 예를 들면, 다우 케미칼(Dow Chemical)사의 다우팩스(Dowfax), 터지톨(Tergitol), 트리톤(Triton) 등의 제품이 있다. Examples of commercially available surfactants include products such as Dowfax, Tergitol, Triton, etc. of Dow Chemical.

모노머와 계면 활성제가 분산될 증류수는 초순도수를 이용한다. 초순도수는 질소 가스로 버블링하여 탈산소화한 것을 이용한다. As the distilled water in which the monomer and the surfactant will be dispersed, ultrapure water is used. Ultrapure water is used by deoxygenation by bubbling with nitrogen gas.

밀링 장비를 이용해서 상술한 안료와 분산제를 초순도수에 넣고 분산시킨다. 밀링에 사용할 수 있는 밀링 장비로는 볼 밀, 다이노 밀, EIGER MILL 250, 또는 디스퍼멧(Dispermat) 등이 있다. 이러한 밀링 장비를 이용해서 2000rpm 내지 10000rpm의 회전수로 유리 비드와 함께 1시간 내지 5시간 동안 밀링을 해서 착색제 분산액을 제조한다. The milling equipment is used to disperse the pigment and dispersant described above in ultrapure water. Milling equipment that can be used for milling is ball mills, dyno mills, EIGER MILL 250, or Dispermat. Using this milling equipment, a colorant dispersion is prepared by milling with glass beads for 1 to 5 hours at a rotational speed of 2000 rpm to 10000 rpm.

제조된 착색제 분산액에서 착색제는 후술하는 토너 입자의 제조 단계에서 중합 반응의 시드로서 작용하게 된다. In the prepared colorant dispersion, the colorant acts as a seed of the polymerization reaction in the production step of the toner particles described later.

착색제 분산액의 제조와는 별개로 모노머와 왁스를 가열 혼합해서 유기상을 제조한다. Apart from the preparation of the colorant dispersion, the organic phase is prepared by heating and mixing the monomer and the wax.

모노머는 라디칼 중합 가능한 모노머로서, 스티렌, 메틸스티렌, 클로로스티렌, 디클로로스티렌, p-terr-부틸스티렌, p-n-부틸스티렌 및 p-n-노닐스티렌을 포 함하는 스티렌계 모노머; 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 베타 카르복시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 에틸헥실 메타크릴레이트를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머; 아크릴산, 이타코닉산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산, 신남산을 포함하는 카르복실기를 갖는 모노머; 술폰화 스티렌을 포함하는 술폰산기를 갖는 모노머; 아미노 스티렌 및 그의 4차 암모늄염; 비닐피리딘, 비닐피롤리돈을 포함하는 질소 함유 헤테로 고리를 함유하는 모노머; 아크릴로니트릴, 부타디엔, 이소프렌, 및 디비닐벤젠;으로 구성된 그룹 중에서 하나 또는 2종 이상을 선택하여 혼합하여 사용할 수 있다. 다만, 본 발명에 사용할 수 있는 모노머가 이에 한정되는 것은 아니다. Monomers are radically polymerizable monomers, styrene-based monomers including styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-terr-butylstyrene, p-n-butylstyrene and p-n-nonylstyrene; Acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, beta carboxy ethyl acrylate, hydroxy acrylate, ethylhexyl acrylate, methacrylate, methyl methacrylate (Meth) acrylic acid ester monomers including ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate and ethylhexyl methacrylate; Monomers having a carboxyl group including acrylic acid, itaconic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid; Monomers having sulfonic acid groups including sulfonated styrene; Amino styrene and quaternary ammonium salts thereof; Monomers containing nitrogen-containing hetero rings including vinylpyridine and vinylpyrrolidone; One or two or more selected from the group consisting of acrylonitrile, butadiene, isoprene, and divinylbenzene may be selected and used. However, the monomer which can be used for this invention is not limited to this.

본 발명에 사용할 수 있는 왁스는 예를 들면, 카나우바 왁스(Carnauba wax), 베이베리 왁스(bayberry wax)를 포함하는 식물성 천연왁스 및 비즈왁스(Beeswax), 쉘락 왁스(Shellac wax), 및 슈페르마세티 왁스(Supermaceti wax)를 포함하는 동물성 천연왁스를 포함하는 천연 왁스; 몬탄 왁스(Montan wax), 오조케라이트 왁스(Ozokerite wax), 세레신 왁스(Ceresin wax)를 포함하는 미네랄 왁스; 파라핀 왁스(Paraffin wax), 마이크로 크리스탈린 왁스(microcrystalline wax)를 포함하는 석유계 왁스; 및 피셔-트롭쉐 왁스(Fischer-Tropsch wax), 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 아크릴레이트 왁스, 지방산 아미드 왁스, 실리콘 왁스 및 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스를 포함하는 합성 왁스;로 구성된 그룹 중에서 선택된 것을 하나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. Waxes that may be used in the present invention include, for example, carnauba wax, vegetable natural waxes and beeswax including bayberry wax, shellac wax, and superma Natural waxes including animal natural waxes including Supermaceti wax; Mineral waxes including Montan wax, Ozokerite wax, Ceresin wax; Petroleum waxes including paraffin wax, microcrystalline wax; And synthetic waxes including Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, polypropylene wax, acrylate wax, fatty acid amide wax, silicone wax, and polytetrafluoroethylene wax. Or two or more types can be mixed and used, but it is not limited to this.

모노머와 왁스를 함께 가열하며 녹여서 유기상을 제조하고, 이 때 균질화 장비를 이용해서 유기상을 균질하게 제조한다. 본 발명에 사용할 수 있는 균질화기는 호모지나이저, 호모믹서, 가압 니더/코터, 엑스트루더 및 미디어 분산기, 미디어를 갖는 볼 밀, 샌드밀 및 다이노밀 등이 있다. 균질화 시간은 1분 내지 60분의 범위 이내로 진행한다. 대략 1000rpm 내지 7000rpm의 회전수로 균질화시킨다. The monomer and wax are heated and melted together to produce an organic phase, which is then homogeneously prepared using a homogenization equipment. Homogenizers that can be used in the present invention include homogenizers, homomixers, pressurized kneaders / coaters, extruders and media dispersers, ball mills with media, sand mills and dynomils, and the like. Homogenization time runs in the range of 1 to 60 minutes. Homogenize at a rotational speed of approximately 1000 rpm to 7000 rpm.

유기상의 제조시에 연쇄 이동제(chain trnasfer agent)를 더 첨가하는 것이 바람직한데, 연쇄 이동제는 최종적으로 중합이 완결되어 형성된 고분자의 목적 분자량을 조절하기 위해 첨가되는 기능성 첨가제이다. It is preferable to further add a chain trnasfer agent in the preparation of the organic phase, which is a functional additive added to control the target molecular weight of the polymer finally formed by polymerization.

본 발명에서 사용할 수 있는 연쇄 이동제는 예를 들면, 옥틸 메르캡탄(octyl mercaptan), 도데실 메르캡탄(dodecyl mercaptan) 등이 있으며, 이 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 흔히 사용되는 연쇄 이동제라면 제한없이 사용할 수 있다. Chain transfer agents that can be used in the present invention, for example, octyl mercaptan (octyl mercaptan), dodecyl mercaptan (dodecyl mercaptan) and the like, in addition to the chain transfer agent commonly used in the art to which the present invention belongs without limitation Can be used.

상술한 바와 같이 제조된 착색제 분산액과 유기상을 반응기에 함께 넣고 약 100rpm 내지 800rpm 정도의 회전수로 교반시키면서 혼합한다. 교반과 함께 반응기 내부를 약 50℃ 내지 90℃까지 가열한다. 반응기의 내부 온도가 약 50℃ 내지 80℃가 되면 중합 개시제를 드롭핑 퓨널(dropping funnel)을 이용하여 천천히 떨어뜨리고 질소 가스로 반응기 내부를 퍼징시킨다. 반응 시간은 대략 5시간 내지 24시간 동안 반응을 진행한다. The colorant dispersion prepared as described above and the organic phase are put together in a reactor and mixed with stirring at a rotational speed of about 100 rpm to 800 rpm. The inside of the reactor is heated to about 50 ° C. to 90 ° C. with stirring. When the temperature inside the reactor is about 50 ° C. to 80 ° C., the polymerization initiator is slowly dropped using a dropping funnel and purged inside the reactor with nitrogen gas. The reaction time is about 5 to 24 hours to proceed with the reaction.

중합 개시제는 수용성 개시제 및 지용성 개시제로 구분될 수 있으며, 본 발명에 사용할 수 있는 중합 개시제는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 수용성 중합 개시제를 사용한다. 사용 가능한 수용성 중합 개시제의 예를 들면, 과산화 황산칼륨(potassium persulfate), 과산화 황산암모늄(ammonium persulfate), 과산화 벤조일(benzoyl peroxide), 과산화라우릴(lauryl peroxide), 과산화 황산나트륨(sodium persulfate), 과산화 수소(hydrogen peroxides), t-부틸 하이드로페록사이드(t-butyl hydroperoxide), 큐멘 하이드로페록사이드(cumene hydroperoxide), 파라-멘탄 과산화염(para-mentane peroxides) 및 페록시 카보네이트(peroxy carbonates) 등이 있으며, 이 중에서 하나 또는 2종 이상을 선택하여 혼합하여 사용할 수 있다. 다만 사용 가능한 중합 개시제가 이에 한정되는 것은 아니다.  The polymerization initiator may be classified into a water-soluble initiator and a fat-soluble initiator, and the polymerization initiator usable in the present invention uses a water-soluble polymerization initiator, although there is no particular limitation. Examples of water-soluble polymerization initiators that can be used include potassium persulfate, ammonium persulfate, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, sodium persulfate and hydrogen peroxide. (hydrogen peroxides), t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, para-mentane peroxides and peroxy carbonates. One or two or more of these may be selected and mixed. However, the polymerization initiator which can be used is not limited to this.

착색제 분산액을 통해서 토너 조성물에 함유되는 착색제의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내가 되도록 착색제 분산액의 함량을 조절하는 것이 바람직하다. 착색제의 함량이 1phr보다 작으면 인쇄 화상의 색상의 구현이 제대로 되지 않고 중합 반응을 위한 시드로서 기능하기가 곤란해지기 때문이다. 또한, 그 함량이 30phr보다 크면 분산성이 떨어지게 되므로 바람직하지 못하다. It is preferable to adjust the content of the colorant dispersion so that the content of the colorant contained in the toner composition through the colorant dispersion is within the range of 1 phr to 30 phr. If the content of the colorant is less than 1 phr, it is difficult to realize the color of the printed image and it is difficult to function as a seed for the polymerization reaction. In addition, if the content is greater than 30phr it is not preferable because the dispersibility is inferior.

여기서, 함량을 나타내는 단위, phr은 part per hundreds of resin의 약칭으로서 수지 100부에 대한 대상 첨가제의 질량 단위를 나타낸다. Herein, the unit representing the content, phr, is an abbreviation of part per hundreds of resin and represents the mass unit of the target additive for 100 parts of the resin.

유기상을 통해서 토너 조성물에 함유되는 왁스의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내인 것이 바람직하다. 왁스의 함량이 1phr보다 작으면 이형제로서 기능을 할 수가 없고, 30phr보다 크면 분산성이 떨어지기 때문이다. The content of the wax contained in the toner composition through the organic phase is preferably in the range of 1 phr to 30 phr. If the content of the wax is less than 1 phr can not function as a release agent, if larger than 30 phr because the dispersibility is poor.

중합 반응을 위한 중합 개시제의 함량은 1phr 내지 5phr의 범위 이내인 것이 바람직한데, 이는 중합 반응에 참여하는 첨가제들의 함량에 의해서 결정되는 것이다. The content of the polymerization initiator for the polymerization reaction is preferably in the range of 1 phr to 5 phr, which is determined by the content of the additives participating in the polymerization reaction.

이렇게 하여 제조된 토너 입자는 응집이나 용융의 과정 없이 유화 중합 반응을 이용해서 제조되므로 입자의 크기를 미세하게 조절하는 것이 가능하고, 유화 중합에 의하여 균일한 구형의 입자 모양을 구현할 수가 있다. 최종적으로 제조되는 토너 입자의 입경은 1㎛이하인 것이 바람직하며, 따라서 이러한 입경의 토너 입자가 되도록 중합 반응에 첨가되는 성분의 함량을 조절한다. The toner particles thus prepared are prepared using an emulsion polymerization reaction without agglomeration or melting, and thus the size of the particles can be finely controlled, and a uniform spherical particle shape can be realized by emulsion polymerization. The particle size of the finally produced toner particles is preferably 1 占 퐉 or less, and therefore, the content of the components added to the polymerization reaction is adjusted so as to be toner particles of this particle size.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples according to the present invention.

{실시예}{Example}

실시예Example 1 One

P.B.15:3 30g과 초순도수 100g 및 다우팩스 10g을 유리 비드 200g과 함께 디스퍼맷을 이용해서 1시간 동안 약 3000rpm의 회전수로 밀링하여 착색제 분산액을 제조하였다.A colorant dispersion was prepared by milling 30 g of P.B.15: 3, 100 g of ultrapure water and 10 g of Dowfax with 200 g of glass beads at a speed of about 3000 rpm for 1 hour using a dispermat.

한편, 스티렌, 부틸 아크릴레이트, 아크릴산을 7:2:1로 혼합한 모노머 혼합물 100g 과 1-도데칸티올 1g, 에스테르 왁스 10g을 초음파(Ultrasonic)로 가열하면서 혼합하여 유기상을 제조하였다. 제조된 유기상을 초순도수 350g에 넣고 상기 제조된 착색제 분산액 30g을 혼합하여 반응기에 넣었다. Meanwhile, an organic phase was prepared by mixing 100 g of a monomer mixture in which styrene, butyl acrylate, and acrylic acid were mixed at 7: 2: 1, 1 g of 1-dodecanethiol, and 10 g of ester wax while heating with ultrasonic (Ultrasonic). The prepared organic phase was placed in 350 g of ultrapure water and 30 g of the prepared colorant dispersion was mixed and placed in a reactor.

상술한 반응기의 혼합액에 중합 개시제 용액을 넣고 이를 혼합한 후 IKA 울트라 터렉스를 이용해서 10분 동안 7000rpm으로 균질화하였다. 그 다음, 이 혼합물을 100rpm으로 교반시키면서 80℃까지 가열하였다. The polymerization initiator solution was added to the mixed solution of the reactor described above, and then mixed, and homogenized at 7000 rpm for 10 minutes using IKA Ultra Terex. This mixture was then heated to 80 ° C. with stirring at 100 rpm.

반응기의 내부 온도가 80℃가 되었을 때 과산화 황산 암모늄을 미량 첨가하고, 질소 가스로 반응기 내부를 퍼징시켰다. When the internal temperature of the reactor reached 80 ° C, a small amount of ammonium peroxide sulfate was added, and the inside of the reactor was purged with nitrogen gas.

반응시간은 대략 5시간 정도이고, 반응이 완료된 후 가열을 멈추고 자연 냉각시켰다. The reaction time was about 5 hours, and after the reaction was completed, the heating was stopped and naturally cooled.

이렇게 하여 완성된 최종 토너 입자는 부피 평균 입자 크기가 약 670nm이고, 수평균입자크기는 약 610nm였다. The final toner particles thus finished had a volume average particle size of about 670 nm and a number average particle size of about 610 nm.

실시예Example 2 2

상기 실시예 1에서 에스테르 왁스 대신에 카나우바 왁스를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다. 이렇게 하여 제조된 최종 토너 입자는 부피 평균 입자 크기가 약 480nm이고, 수평균 입자 크기는 약 350nm였다. Toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that Carnauba wax was used instead of ester wax in Example 1. The final toner particles thus prepared had a volume average particle size of about 480 nm and a number average particle size of about 350 nm.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1에서 P.B.15:3을 사용하는 대신에 P.Y. 180을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다. 이렇게 하여 제조된 최종 토너 입자는 부피 평균 입자 크기가 약 370nm이고 수평균 입자 크기는 약 310nm였다. Instead of using P.B.15: 3 in Example 1 above, P.Y. Toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that 180 was used. The final toner particles thus prepared had a volume average particle size of about 370 nm and a number average particle size of about 310 nm.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1에서 P.B.15:3을 사용하는 대신에 P.R.122을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다. 이렇게 하여 제조된 최종 토너 입자는 부피 평균 입자 크기가 약 770nm이고 수평균 입자 크기는 약 630nm였다. Toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that P.R.122 was used instead of P.B.15: 3 in Example 1. The final toner particles thus prepared had a volume average particle size of about 770 nm and a number average particle size of about 630 nm.

실시예Example 5 5

상기 실시예 1에서 P.B.15:3을 사용하는 대신에 카본 블랙인 Nipex 70을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너를 제조하였다. 이렇게 하여 제조된 최종 토너 입자는 부피 평균 입자 크기가 약 360nm이고 수평균 입자 크기는 약 330nm였다. A toner was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Nipex 70, which is carbon black, was used instead of P.B.15: 3 in Example 1. The final toner particles thus prepared had a volume average particle size of about 360 nm and a number average particle size of about 330 nm.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 유화 중합 반응만을 이용해서 별도의 응집이나 용융과정 없이도 간단한 제조 공정을 통해서 마이크론 이하의 입자 크기를 갖는 미세한 토너 입자를 제조할 수 있으며, 또한 이렇게 하여 균일한 구형의 미세 입자경을 갖는 토너를 제조하여 전자사진방식 화상형성장치에 이용할 경우 고해상도를 실현할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 착색제를 시드로 하여 토너 입자의 결합제 수지인 중합체를 제조하기 때문에 착색제의 분산성이 향 상되는 효과가 있다. According to the present invention as described above, it is possible to produce fine toner particles having a particle size of micron or less through a simple manufacturing process without a separate agglomeration or melting process using only an emulsion polymerization reaction, and in this way a uniform spherical shape When a toner having a fine particle size of is used and used in an electrophotographic image forming apparatus, high resolution can be realized. In particular, the present invention has an effect of improving the dispersibility of the colorant because the polymer is used as a seed to produce a polymer that is a binder resin of the toner particles.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다. Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the specific preferred embodiment described above, the present invention without departing from the gist of the invention claimed in the claims Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.

Claims (5)

착색제와 분산제를 증류수에서 혼합하여 착색제 분산액을 제조하는 단계;Mixing a colorant and a dispersant in distilled water to prepare a colorant dispersion; 모노머와 왁스를 가열 혼합하여 유기상을 제조하는 단계; 및Heat mixing the monomers and the wax to prepare an organic phase; And 상기 착색제 분산액과 상기 유기상을 혼합하고 중합 개시제를 첨가하여 상기 착색제 입자를 시드(seed)로 중합 반응시켜서 토너 입자를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 입자경을 갖는 토너 조성물의 제조 방법.And mixing the colorant dispersion with the organic phase and adding a polymerization initiator to polymerize the colorant particles with a seed to produce toner particles. 2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제조된 토너 입자는 0.1 ㎛내지 1㎛의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 미세 입자경을 갖는 토너 조성물의 제조 방법.The prepared toner particles have a particle size of 0.1 μm to 1 μm, wherein the toner composition has a fine particle size. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 착색제의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내,The content of the colorant is in the range of 1 phr to 30 phr, 상기 왁스의 함량은 1phr 내지 30phr의 범위 이내, 및The content of the wax is in the range of 1 phr to 30 phr, and 상기 중합 개시제의 함량은 1phr 내지 5phr의 범위 이내로 사용하는 것을 특징으로 하는 미세 입자경을 갖는 토너 조성물의 제조 방법.The content of the polymerization initiator is a method for producing a toner composition having a fine particle size, characterized in that used within the range of 1phr to 5phr. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 토너 입자를 제조하는 단계에 있어서 중합 반응은 약 5 내지 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 미세 입자경을 갖는 토너 조성물의 제조 방법.In the preparing of the toner particles, the polymerization reaction is performed for about 5 to 24 hours. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 토너 입자를 제조하는 단계에 있어서 중합 반응은 약 50℃ 내지 약 80℃의 범위 이내의 온도에서 반응시키는 것을 특징으로 하는 미세 입자경을 갖는 토너 조성물의 제조 방법.In the preparing of the toner particles, the polymerization reaction is performed at a temperature within a range of about 50 ° C to about 80 ° C.
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WO2010077012A3 (en) * 2008-12-31 2010-09-23 삼성정밀화학(주) Method for producing a toner having a dense particle size distribution

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