KR20070042107A

KR20070042107A - 알루미늄화 실리카를 응고제로서 함유하는 고광택 에멀젼응집 토너

Info

Publication number: KR20070042107A
Application number: KR1020060100968A
Authority: KR
Inventors: 라예 디. 파텔; 대릴 더블류. 반베시엔; 데이비드 제이. 샌더스; 앨런 케이. 첸
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-04-20
Also published as: CN1952793B; KR101425383B1; CA2563138A1; US20070087281A1; CN1952793A; MXPA06011809A; EP1777591B1; BRPI0604295A; CA2563138C; JP2007114777A; EP1777591A1; BRPI0604295B1; JP4991238B2; US7455943B2

Abstract

본 발명의 토너는, 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하는 에멀젼 응집 토너 입자를 포함하고, 토너 입자 내의 알루미늄 금속의 양이 약 50ppm 내지 약 600ppm이다. 이러한 토너는, 낮은 최저 고정 온도를 유지하면서, 고도의 광택을 제공할 수 있다. 알루미늄화 실리카는 토너의 에멀젼 응집 형성 과정에서 응고제로서 작용한다.

스티렌 아크릴레이트 중합체, 착색제, 결합제, 왁스, 알루미늄화 실리카, 에멀젼 응집 토너 입자, 토너.

Description

알루미늄화 실리카를 응고제로서 함유하는 고광택 에멀젼 응집 토너{High gloss emulsion aggregation toner incorporating aluminized silica as a coagulating agent}

본 발명은 고품질 및 고광택 화상을 형성하고 현상하기 위한 고광택 토너 및 당해 토너를 함유한 현상제에 관한 것으로, 상기 토너는 낮은 최종 금속(알루미늄) 농도를 갖는 토너를 형성하는 에멀젼 응집 단계에서 응고제로서 사용되는 알루미늄화 실리카를 함유한다.

에멀젼 응집 토너는 인쇄물 및/또는 제로그래픽(xerographic) 화상을 형성하는 데에 사용되는 우수한 토너로서, 당해 토너는 균일한 크기를 갖도록 제조되고 환경 친화적이다.

주요한 형태의 에멀젼 응집 토너는 아크릴레이트 기재의 에멀젼 응집 토너, 예를 들면, 스티렌 아크릴레이트 토너 입자를 포함한다(참조: 미국 특허 제6,120,967호).

에멀젼 응집 기술은 전형적으로는 직경이, 예를 들면, 약 5 내지 약 500㎚인 작은 크기의 수지 입자들을 필요에 따라 임의로 용매와 함께 수중에서 가열하거나 에멀젼 중합을 사용하여 수중 라텍스를 형성함으로써 에멀젼 라텍스를 형성하는 단계를 포함한다. 착색제 분산액, 예를 들면, 안료의 수분산액을 임의로 추가의 수지와 함께 별도로 제조한다. 착색제 분산액을 에멀젼 라텍스 혼합물에 첨가한 후, 응집제 또는 착물화제를 첨가하여 응집된 토너 입자를 제조한다. 응집된 토너 입자를 임의로 가열하여 유착/융합시킴으로써 응집 및 융합된 토너 입자를 생성한다.

본 발명의 목적은 뛰어난 광택 및 인쇄 품질을 달성할 수 있는 스티렌 아크릴레이트 에멀젼 응집 토너를 제공하는 것이다.

본 발명의 양태에서는, 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하는 에멀젼 응집 토너 입자를 포함하고, 토너 입자 내의 최종 알루미늄 함량이 약 50ppm 내지 약 600ppm인 토너가 제공된다.

추가의 양태에서는, 코어(core) 및 쉘(shell)을 포함하는 에멀젼 응집 토너 입자를 포함하고, 코어는 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하며, 쉘은 코어의 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체의 유리 전이 온도보다 더 높 은 유리 전이 온도를 갖는 제2 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 토너가 제공된다.

본 명세서에서 설명되는 토너 입자는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하고, 토너 내의 최종 알루미늄 함량은 600ppm 미만, 예를 들면, 약 50ppm 내지 약 600ppm, 약 50ppm 내지 약 500ppm, 또는 약 50ppm 내지 약 400ppm이다. 토너 입자의 이들 각각의 성분들을 아래에 추가로 설명한다.

본 발명의 양태에서, 결합제는 비가교결합성 중합체를 포함한다. 결합제의 중합체(들)는 아크릴레이트-함유 중합체, 예를 들면, 스티렌 아크릴레이트 중합체일 수 있다. 결합제를 위한 특정한 중합체의 예로는 폴리(스티렌-알킬 아크릴레이트), 폴리(스티렌-알킬 메타크릴레이트), 폴리(스티렌-알킬 아크릴레이트-아크릴산), 폴리(스티렌-알킬 메타크릴레이트-아크릴산), 폴리(알킬 메타크릴레이트-알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트-아릴 아크릴레이트), 폴리(아릴 메타크릴레이트-알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트-아크릴산), 폴리(스티렌-알킬 아크릴레이트-아크릴로니트릴-아크릴산), 폴리(알킬 아크릴레이트-아크릴로니트릴-아크릴산), 폴리(메틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(에틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(프로필 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(부틸 메타크릴레이트-부타디엔), 폴리(메틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(에틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(프로필 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(부틸 아크릴레이트-부타디엔), 폴리(스티렌-이소프렌), 폴리(메틸스티렌-이소프렌), 폴리(메틸 메타크릴레이트-이소 프렌), 폴리(에틸 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(프로필 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(부틸 메타크릴레이트-이소프렌), 폴리(메틸 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(에틸 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(프로필 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(부틸 아크릴레이트-이소프렌), 폴리(스티렌-프로필 아크릴레이트), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트-아크릴산), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트-메타크릴산), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-부틸 아크릴레이트-아크릴로니트릴-아크릴산) 및 다른 유사한 중합체가 포함된다. 상술된 중합체 내의 알킬 그룹은 임의의 알킬 그룹, 특히 C₁-C₁₂ 알킬 그룹일 수 있고, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸을 포함한다. 아릴 그룹으로는 임의의 아릴 그룹을 사용할 수 있다.

본 발명의 양태에서, 비가교결합성 중합체는 스티렌-알킬 아크릴레이트, 더욱 구체적으로는 스티렌-부틸 아크릴레이트-β-카복시에틸 아크릴레이트 중합체와 같은 스티렌-부틸 아크릴레이트 중합체이다.

중합체 결합제의 제조에 사용되는 단량체는 제한이 없고, 사용되는 단량체는 예를 들면, 스티렌, 메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, β-카복시에틸 아크릴레이트(β-CEA) 등과 같은 아크릴레이트, 부타디엔, 이소프렌, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 아크릴로니트릴, 디비닐벤젠 등의 벤젠 등에서 임의의 1종 이상을 포함할 수 있다. 한 양태에서, 중합체의 제조를 위한 단량체는, 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, β-카복시에틸 아크릴레이트, 푸마르산, 말레산 및 신남산으로부터 선택된 카복실산 단량체를 포함할 수 있다. 카복실산은 존재하는 경우 단량체 성분들의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 양으로 포함될 수 있다.

중합체의 분자량 특성을 조절하기 위하여 공지된 연쇄 전달제를 사용할 수 있다. 연쇄 전달제의 예로는 도데칸티올, 도데실머캅탄, 옥탄티올, 카본 테트라브로마이드, 사염화탄소 등이 있고, 예를 들면, 총 단량체의 약 0.1 내지 약 10중량%, 약 0.1 내지 약 8중량% 또는 약 0.2 내지 약 5중량%와 같은 다양한 적합한 양으로 존재한다.

본 발명의 양태에서, 토너 입자는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 이러한 양태에서, 코어는 상술된 비가교결합성 중합체 결합제는 물론, 아래에서 논의되는 착색제(들), 임의의 왁스(들) 및 알루미늄화 실리카를 포함한다. 일단 코어 입자가 형성되고 목적하는 크기로 응집되면, 이어서 코어 입자 위에 얇은 외부 쉘을 형성한다. 쉘은 코어 결합제의 비가교결합성 중합체 재료의 유리 전이 온도(Tg)보다 더 높은 Tg를 갖는 비가교결합성 중합체 재료만을 포함할 수 있으나, 필요에 따라서는 다른 성분들도 쉘에 포함될 수 있다. 더 높은 Tg란 결합제의 Tg가 임의의 양까지 더 높은 값을 갖는다는 의미이다. 예를 들면, 쉘 비가교결합성 중합체의 Tg는 코어 비가교결합성 중합체의 Tg보다 적어도 약 2℃ 또는 적어도 약 4℃ 더 높으며, 예를 들면, 약 2℃ 내지 약 15℃, 약 4℃ 내지 약 10℃ 또는 약 3℃ 내지 약 6℃ 더 높다. 고온(예: 28℃ 이상) 및/또는 고습(예: 75% 이상) 환경에서 높은 Tg의 쉘이 없을 때 일어날 수 있는 토너의 뭉침, 즉 막힘을 방지하기 위하여 쉘은 코어 비가교결합성 중합체의 Tg보다 더 높은 Tg를 갖는 것이 바람직하다. 쉘 재료는 코어 결합제와 동일한 스티렌 아크릴레이트, 예를 들면, 스티렌-부틸 아크릴레이트 -β-카복시에틸 아크릴레이트와 같은 스티렌-부틸 아크릴레이트를 포함할 수 있지만, 쉘 재료의 Tg는 코어 재료의 Tg와 상이하다.

코어 결합제 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체의 Tg보다 더 높은 Tg를 갖는 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 수득하기 위해서, 스티렌을 아크릴레이트에 비해 더 많은 양으로 포함하고/거나 연쇄 전달제를 보다 적은 양으로 포함하도록 단량체계를 제조할 수 있다. 예를 들면, 약 50℃의 Tg를 갖기 위해서는 스티렌 약 70% 내지 약 80%와 부틸 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 약 20% 내지 약 30%로 이루어진 단량체계를 제조하고, 약 60℃의 Tg를 갖기 위해서는 스티렌 약 80% 내지 약 90%와 부틸 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 약 10% 내지 약 20%로 이루어진 단량체계를 제조할 수 있다. 쉘 비가교결합성 중합체는 약 50℃ 이상, 예를 들면, 약 50℃ 내지 약 70℃ 또는 약 55℃ 내지 약 65℃의 Tg를 가질 수 있다. 코어 비가교결합성 중합체는 약 45℃ 내지 약 65℃, 예를 들면, 약 49℃ 내지 약 58℃ 또는 약 50℃ 내지 약 55℃의 Tg를 가질 수 있다. 추가로, 코어 비가교결합성 중합체는 약 10,000 내지 약 100,000, 예를 들면, 약 10,000 내지 약 50,000 또는 약 25,000 내지 약 40,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 가질 수 있고, 쉘 비가교결합성 중합체는 약 10,000 내지 약 150,000, 예를 들면, 약 15,000 내지 약 60,000 또는 약 30,000 내지 약 45,000의 Mw을 가질 수 있으나, 상기 범위들은 단지 예에 지나지 않는다.

쉘 라텍스는, 존재하는 경우, 총 결합제 재료의 약 5 내지 약 40중량%, 예를 들면, 약 5 내지 약 30중량% 또는 약 7 내지 약 25중량%의 양으로 코어 토너 입자 응집체에 첨가될 수 있다. 토너 응집체 위의 쉘 또는 피복물은 약 0.2 내지 약 2㎛, 예를 들면, 약 0.2 내지 약 1.5㎛ 또는 약 0.5 내지 약 1㎛의 두께로 형성될 수 있다.

가교결합된 겔 입자의 존재는 토너에 의해 달성될 수 있는 광택을 감소시키는 경향이 있기 때문에, 중합체의 단량체계는 디비닐벤젠과 같은 가교결합제를 함유하지 않을 수 있다. 이렇게 생성된 토너 결합제 재료는 가교결합성 중합체를 거의 함유하지 않는다.

코어와 쉘이 존재하는 경우, 이들을 포함한 결합제의 총량은 토너 입자(즉, 부수적 첨가제를 제외한 토너 입자)의 고형분을 기준으로 약 60 내지 약 95중량% 또는 약 70 내지 약 90중량%일 수 있다.

본 발명의 양태에서, 코어 및 쉘 결합제를 위한 중합체는 후속의 에멀젼 응집 토너 입자 형성 공정에서 사용하기 위한 라텍스로 각각 형성될 수 있다. 이것은 상기 논의된 임의의 첨가제들을 포함하는 단량체 성분들을 임의로 1종 이상의 계면활성제의 존재하에 수성상 중에서 혼합한 후, 예를 들면, 개시제를 사용하여 단량체들을 중합시켜 작은 크기의 씨드 입자들을 형성함으로써 달성될 수 있다. 약 5㎚ 내지 약 500㎚, 예를 들면, 약 50㎚ 내지 약 300㎚ 정도의 작은 크기의 중합체 입자들을 함유하는 수성상을 갖는 라텍스가 수득된다. 단량체로부터 라텍스를 제조하는 임의의 적합한 방법들이 사용가능하다.

적합한 착색 안료, 염료 및 이들의 혼합물을 포함하는 각종 적합한 착색제가 사용될 수 있다. 착색제, 예를 들면, 카본 블랙, 시안, 마젠타 및/또는 옐로우 착 색제는 원하는 색을 토너에 제공하기에 충분한 양으로 첨가된다. 일반적으로, 안료 또는 염료는 토너 입자의 고형분을 기준으로 약 2중량% 내지 약 35중량%, 예를 들면, 약 2중량% 내지 약 25중량% 또는 약 2중량% 내지 약 10중량% 범위의 양으로 사용된다. 물론, 각각의 색상을 위한 착색제가 상이하기 때문에, 각 타입의 칼라 토너에 존재하는 착색제의 양은 서로 다를 수 있다.

착색제(들)를 토너에 첨가하기 위해서는 착색제를 임의로 음이온성 또는 비이온성 계면활성제와 같은 계면활성제를 사용하여 수성 유화액 또는 수분산액의 형태로 만들 수 있으며, 한 양태에서 착색제는 약 50㎚ 내지 약 3,000㎚, 예를 들면, 약 100㎚ 내지 약 2,000㎚ 또는 약 50㎚ 내지 약 1,000㎚의 입도를 갖는 안료이다.

본 명세서에 예시된 방법을 위해 선택될 수 있는 음이온성 계면활성제의 예로는 나트륨 도데실설페이트(SDS), 나트륨 도데실벤젠 설포네이트, 나트륨 도데실나프탈렌 설페이트, 디알킬 벤젠알킬, 설페이트 및 설포네이트, 아비에트산(제조원: Aldrich), NEOGEN RK^TM, NEOGEN SC^TM(제조원: Kao) 등이 포함된다. 일반적으로 사용되는 음이온성 계면활성제의 효과적인 농도는 분산액의 약 0.01 내지 약 10중량%, 예를 들면, 약 0.1 내지 약 5중량%이다.

본 명세서에 예시된 방법을 위해 선택될 수 있는 비이온성 계면활성제의 예로는 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산, 메탈로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 카복시 메틸 셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥 시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 디알킬페녹시폴리(에틸렌옥시)에탄올(제조원: Rhodia, 상품명: IGEPAL CA-210^R, IGEPAL CA-520^R, IGEPAL CA-720^R, IGEPAL CO-890^R, IGEPAL CO-720^R, IGEPAL CO-290^R, IGEPAL CA-210^R, ANTAROX 890^R 및 ANTAROX 897^R)이 포함된다. 비이온성 계면활성제의 적합한 농도는, 예를 들면, 분산액의 약 0.01 내지 약 10중량%, 더욱 상세하게는 약 0.1 내지 약 5중량%이다.

토너는 중합체 결합제 및 착색제 이외에 왁스 분산액도 함유할 수 있다. 왁스는 특히 오일을 소량 함유하거나 함유하지 않는 융합기 장치에서 융합기 롤로부터의 토너 방출성과 같은 토너 내오프셋성을 증진시키기 위해 토너 장치에 첨가될 수 있다.

선택가능한 왁스의 예로는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리부텐 왁스(제조원: Allied Chemical and Petrolite Corporation), POLYWAX^TM 폴리에틸렌 왁스(제조원: Baker Petrolite), 왁스 에멀젼(제조원: Michaelman, Inc. and the Daniels Products Company), EPOLENE N-15^TM(제조원: Eastman Chemical Products, Inc.) 및 낮은 중량 평균 분자량의 폴리프로필렌인 VISCOL 550-P^TM(제조원: Sanyo Kasei K.K.)이 포함된다. 왁스의 혼합물도 사용가능하다.

에멀젼 응집(EA) 토너, 예를 들면, 스티렌-아크릴레이트 EA 토너에 대해서는 POLYWAX^R 계열의 왁스(제조원: Baker Petrolite), 예를 들면, POLYWAX 725 또는 POLYWAX 850와 같은 선형 폴리에틸렌 왁스가 유용하다. 왁스는 약 70℃ 내지 약 100℃, 예를 들면, 약 85℃ 내지 약 95℃의 융점을 가질 수 있다.

왁스를 토너에 첨가하기 위해서는 왁스를 수중에서 고상 왁스의 수성 유화액 또는 분산액의 형태로 만들 수 있으며, 상기 고상 왁스의 입도는 일반적으로 약 100 내지 약 500㎚ 범위이다.

토너는, 토너의 고형분을 기준으로, 예를 들면, 약 3.5중량% 내지 약 15중량% 또는 약 5중량% 내지 약 12중량%의 왁스를 함유할 수 있다.

추가로, 토너는 에멀젼 응집 토너 입자 조성물의 제조에서 응고제로서 사용되는 알루미늄화 실리카를 소정량 함유한다. 실리카가 함유되면 토너용 유동화제로서 작용하기 때문에, 토너 입자의 외부 표면에 부수적 첨가제로서 첨가되는 실리카의 양이 감소되어 비용이 절감된다는 이점이 있다. 에멀젼 응집 기술에서 사용되는 통상의 응고제는 폴리알루미늄 클로라이드(PAC) 및/또는 폴리알루미늄 설포실리케이트(PASS)와 같은 다가 이온 응고제를 포함한다. 그러나, 응고제로서 알루미늄화 실리카를 사용하면 효과는 동일하면서도 위에서 설명한 이점을 추가로 갖는다는 사실이 밝혀졌다.

본 명세서에서 사용된 알루미늄화 실리카란 알루미늄 처리된 실리카, 즉 실리카 표면의 다수의 규소 원자가 알루미늄으로 치환된 실리카, 특히 콜로이드 실리카를 의미한다. 다수란 50% 이상, 예를 들면, 약 51% 내지 약 100% 또는 약 51% 내지 약 95%의 양을 의미한다. 생성된 알루미늄화 실리카는 실리카 표면 위에 알 루미나 피복물을 갖는 것이 특징이다. 알루미늄화 실리카는 DuPont, Nalco 및 EKA Chemicals를 포함하는 다수의 제조사로부터 상업적으로 구입가능하다. 알루미늄 처리된 콜로이드 실리카는 수성의 탈이온 또는 산성 환경 내에서 알루미나 풍부 표면이 콜로이드 재료에 양전하를 제공한다는 점에서 순수한 실리카와 구별된다. 극성의 차이는 차별적이고도 유리한 콜로이드 거동을 작은 입자들에게 부여한다.

알루미늄화 실리카는 토너의 중량을 기준으로, 예를 들면, 약 0.1pph 내지 약 50pph, 약 0.1 내지 약 20pph 또는 약 1pph 내지 약 5pph의 양으로 존재한다.

따라서, 토너는 약 70중량% 내지 약 95중량%의 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체(코어와 쉘이 존재하는 경우, 이들을 포함한다), 약 5중량% 내지 약 15중량%의 왁스, 약 2중량% 내지 약 10중량%의 착색제 및 약 0.1 내지 약 50pph의 알루미늄화 실리카를 포함할 수 있다.

본 발명의 토너는 높은 광택을 나타낼 수 있는데, 한 양태에서 이것은 보통 용지(예: Xerox 90 gsm COLOR XPRESSIONS+ 용지)에서 약 30 GGU(Gardiner Gloss Units) 이상, 예를 들면, 약 30 GGU 내지 약 70 GGU 또는 약 40 GGU 내지 약 70 GGU의 광택과, 피복 용지(예: Xerox 120 gsm Digital Coated Gloss 용지)에서 약 40 GGU 이상, 예를 들면, 약 40 GGU 내지 약 80 GGU 또는 약 50 GGU 내지 약 80 GGU의 광택을 나타낸다.

알루미늄은 달성가능한 광택을 차단시키기 때문에(알루미늄 함량이 높을수록 가교결합 등으로 인해 토너의 광택이 낮아진다), 높은 광택을 위해서는 최종 토너 입자에 알루미늄 금속 및/또는 금속 이온이 존재하지 않는 것이 바람직하며, 따라 서 알루미늄은 생성된 토너 입자로부터 실질적으로 추출되어야 한다. 이러한 추출은 임의의 적합한 방법에 의해 달성될 수 있으나, 본 발명의 방법 양태에서는 응집된 토너 입자에 봉쇄제를 첨가하여 이로부터 알루미늄 이온을 조절된 방식으로 추출하는 단계를 포함한다(즉, 토너에 존재하는 최종 알루미늄 함량을 조절할 수 있다). 봉쇄제로는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)(상품명: VERSENE 100), 나트륨 실리케이트 용액 등이 있다.

봉쇄제는 토너 내의 최종 알루미늄 함량이 약 600ppm 미만, 예를 들면, 약 50ppm 내지 약 600ppm, 약 50ppm 내지 약 500ppm 또는 약 50ppm 내지 약 400ppm으로 되도록 용액으로부터 알루미늄 이온을 추출하기에 효과적인 양으로 첨가될 수 있다. 첨가되는 봉쇄제의 양은 용액의 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 예를 들면, 약 0.01중량% 내지 약 5중량% 또는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%일 수 있다. 본 발명의 양태에서, 봉쇄제는 최종 토너 내에 거의 존재하지 않으며, 따라서 최종 토너 내의 상술된 알루미늄의 양을 달성하는 데에 필요한 양과 거의 동일한 양으로 첨가되고, 이러한 양을 거의 초과하지 않음으로써 토너 내에 과량의 봉쇄제가 잔류하지 않도록 한다.

봉쇄제는 에멀젼 응집 토너 입자의 제조 공정에서 응집 단계의 거의 마지막에 첨가할 수 있으나, 이러한 추출은 응집 후 유착 단계를 수행하기 전의 어느 시점에서도 수행이 가능하다.

토너는 알킬 피리디늄 할라이드를 포함한 4급 암모늄 화합물, 비설페이트, 유기 설페이트 및 미국 특허 제4,338,390호에 기재된 바와 같은 설포네이트 조성 물, 세틸 피리디늄 테트라플루오로보레이트, 디스테아릴 디메틸 암모늄 메틸 설페이트, 알루미늄 염 또는 착물 등과 같은 공지의 부가적인 양 또는 음 전하 첨가제를 토너의 약 0.1 내지 약 5중량%의 적합한 유효량으로 포함할 수도 있다.

에멀젼 응집 공정에 의해 토너를 제조할 때에는 1종 이상의 계면활성제가 당해 공정에서 사용될 수 있다. 적합한 계면활성제로는 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 계면활성제가 포함된다. 음이온성 및 비이온성 계면활성제는 위에서 설명된 임의의 계면활성제일 수 있다.

토너 및 이의 제조 공정을 위해 선택될 수 있는, 일반적으로 양으로 하전된 양이온성 계면활성제의 예로는 알킬벤질 디메틸 암모늄 클로라이드, 디알킬 벤젠알킬 암모늄 클로라이드, 라우릴 트리메틸 암모늄 클로라이드, 알킬벤질 메틸 암모늄 클로라이드, 알킬 벤질 디메틸 암모늄 브로마이드, 벤즈알코늄 클로라이드, 세틸 피리디늄 브로마이드, C₁₂, C₁₅, C₁₇ 트리메틸 암모늄 브로마이드, 4급화 폴리옥시에틸알킬아민의 할라이드 염, 도데실벤질 트리에틸 암모늄 클로라이드, MIRAPOL^TM 및 ALKAQUAT^TM(제조원: Alkaril Chemical Company), SANIZOL^TM(벤즈알코늄 클로라이드, 제조원: Kao Chemicals) 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 양이온성 계면활성제의 적합한 양은 용액의 약 0.2 내지 약 5중량%로 선택될 수 있다.

에멀젼 응집 토너 입자의 제조에서는 임의의 적합한 에멀젼 응집 방법들이 사용될 수 있다. 이들 방법은 전형적으로 결합제 중합체(들), 착색제(들), 왁스(들), 1종 이상의 임의의 계면활성제, 응고제 및 임의의 추가적 첨가제들을 함유하 는 수성 라텍스 에멀젼을 응집시켜 응집체를 형성하는 단계, 임의로 응집 코어 입자 위에 쉘 재료의 라텍스를 첨가하여 쉘을 형성하는 단계, 임의로 입자로부터 금속(알루미늄)을 추출하는 단계, 이어서 응집체를 임의로 유착 또는 융합시키는 단계, 회수하는 단계, 수득된 에멀젼 응집 토너 입자를 임의로 세척 및 건조시키는 단계의 기본 공정 단계들을 포함한다.

에멀젼/응집/유착 공정의 한 예는 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 비가교결합성 중합체 라텍스를 형성하는 단계, 왁스 분산액 및 착색제 분산액을 형성하는 단계, 비가교결합성 중합체 라텍스, 가교결합성 중합체 라텍스, 왁스 분산액 및 착색제 분산액을 혼합하는 단계 및 혼합물에 응고제로서 알루미늄화 실리카를 첨가하는 단계를 포함한다. 균질화기를 사용하여 균질해질 때까지 혼합물을 교반한 후 반응기에 옮기고, 당해 반응기에서 균질 혼합물을 결합제 중합체의 Tg 미만의 온도, 예를 들면, 약 40℃ 이상으로 가열한 후, 토너 입자가 목적하는 크기로 응집되는 동안 당해 온도에서 유지시킨다. 필요에 따라서, 가열/응집 중에 혼합물에 추가의 알루미늄화 실리카를 첨가할 수 있다. 이어서, 추가의 결합제 라텍스, 예를 들면, 고 Tg 비가교결합성 중합체 라텍스를 첨가하여 응집 코어 입자 위에 쉘을 형성할 수 있다. 일단 목적하는 크기의 응집 토너 입자가 달성되면, (1) 봉쇄제의 용액을 첨가하여 알루미늄화 실리카와 토너로부터 알루미늄 금속을 추출하고, (2) 임의의 바람직한 수단, 예를 들면, 수산화나트륨에 용해된 규산나트륨과 같은 적합한 pH 시약을 첨가하여 혼합물의 pH를 약 2 내지 약 3에서 약 7 내지 약 8로, 또는 약 2 내지 약 2.8에서 약 7 내지 약 7.5로 상승시킴으로써 추가의 토너 응집 을 억제시켜 응집 입자의 안정성을 제공하고 수지의 Tg보다 약 10℃ 내지 약 50℃ 높은 온도로 온도를 높이는 추가의 가열 중에 토너 크기의 성장과 GSD의 손실을 방지/최소화할 수 있다. 이와 같이 토너 입자를, 예를 들면, 약 90℃ 이상의 온도로 더 가열하고, pH를, 예를 들면, 약 5 또는 약 4.5 미만으로 낮추어서 입자가 유착 및 구형화될 수 있게 한다. 이어서, 가열기를 끄고, 반응기 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 응집 및 유착된 토너 입자를 회수하고 임의로 세척 및 건조시킨다.

코어를 위한 비가교결합성 중합체 라텍스의 제조에서, 중합체는 적어도 스티렌, 부틸 아크릴레이트 및 β-카복시에틸 아크릴레이트(β-CEA)를 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에서, 단량체의 조성은 약 70% 내지 약 80%의 스티렌, 약 20% 내지 약 30%의 부틸 아크릴레이트 및 약 0.5 내지 약 3.0pph의 β-CEA이지만, 언급된 단량체는 상기 논의된 특정한 범위 또는 종류로 제한되지 않는다. 라텍스 중합체는 개시제, 연쇄 전달제 및 계면활성제의 존재하에 유화 중합에 의해 형성된다. 과황산나트륨, 과황산칼륨 또는 과황산암모늄과 같은 개시제의 양은 단량체의 약 0.5 내지 약 5중량% 범위일 수 있다. 연쇄 전달제의 사용량은 스티렌 및 부틸 아크릴레이트의 약 0.5 내지 약 5중량% 범위일 수 있다. 사용되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않고, 수성상의 0.7 내지 약 5중량% 범위이다. 본 발명의 양태에서 유화 중합은, 예를 들면, 약 100㎚ 내지 약 300㎚ 범위의 크기를 갖는 라텍스 수지 입자를 제공하도록 스타브 페드(starve fed) 중합 에멀젼하에서 수행될 수 있다.

쉘의 고 Tg 비가교결합성 중합체 라텍스의 제조에서, 중합체는 적어도 스티 렌, 부틸 아크릴레이트 및 β-카복시에틸 아크릴레이트(β-CEA)를 포함할 수 있다. 본 발명의 양태에서, 단량체의 조성은 약 80% 내지 약 90%의 스티렌, 약 10% 내지 약 20%의 부틸 아크릴레이트 및 약 0.5 내지 약 3.0pph의 β-CEA이지만, 언급된 단량체는 상기 논의된 특정한 범위 또는 종류로 제한되지 않는다. 라텍스 중합체는 개시제, 연쇄 전달제 및 계면활성제의 존재하에 유화 중합에 의해 형성된다. 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 퍼설페이트와 같은 개시제의 양은 단량체의 약 0.5 내지 약 5중량% 범위일 수 있다. 연쇄 전달제의 사용량은 스티렌 및 부틸 아크릴레이트의 약 0.5 내지 약 3중량% 범위일 수 있다. 사용되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않고, 수성상의 0.7 내지 약 5중량% 범위이다. 본 발명의 양태에서 유화 중합은, 예를 들면, 약 100㎚ 내지 약 300㎚ 범위의 크기를 갖는 라텍스 수지 입자를 제공하도록 스타브 페드 중합 에멀젼하에서 수행될 수 있다.

왁스 분산액의 제조에서, 왁스는, 예를 들면, 약 70℃ 내지 약 110℃ 또는 약 85℃ 내지 약 105℃의 융점을 갖는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 왁스, 카나우바 왁스, 파라핀 왁스 또는 관능화 왁스일 수 있다. 왁스는 약 100 내지 약 500㎚ 범위의 입경을 가질 수 있다. 왁스를 분산시키는 데에 사용되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 왁스의 첨가량은 단량체의 약 5 내지 약 15중량% 범위일 수 있다.

착색제 분산액의 제조에서는 착색제, 예를 들면, 안료로서의 분산액을 제조할 수 있다. 착색제 분산액은 크기가 약 50 내지 약 300㎚ 범위인 안료 입자를 가 질 수 있다. 착색제를 분산시키기 위해 사용되는 계면활성제는 음이온성 및/또는 비이온성 계면활성제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 울티마이저(ultimizer), 미디어 밀(media mill) 등의 적합한 장치를 사용하여 안료 분산액을 제공할 수 있다.

복합 토너 입자는 코어의 비가교결합성 중합체 라텍스를 왁스 및 착색제 분산액과 혼합하여 제조할 수 있다. 폴리트론(polytron) 또는 임의의 다른 적합한 장치를 사용하여 배합하면서 혼합물에 알루미늄화 실리카의 응고제를 첨가한다. 예로서 pH가 약 2 내지 약 3인 생성된 혼합물을 비가교결합성 중합체의 수지 Tg 미만의 온도로 가열시켜 응집시킴으로써 토너 크기 응집체를 제공한다. 가열은 약 40℃ 내지 약 65℃의 온도로 수행할 수 있다. 일단 목적하는 초기 크기의 응집체가 수득되면, 생성된 응집체에 고 Tg 비가교결합성 중합체 라텍스를 첨가할 수 있다. 이 때의 라텍스 첨가는 미리 형성된 응집체 위에 쉘을 제공한다. 목적하는 두께의 쉘이 형성되고 응집체가 목적하는 전체 크기를 형성할 때까지 응집을 계속한다. 그런 다음, 혼합물의 pH를, 예를 들면, 수산화나트륨 용액의 첨가에 의해 약 4로 변화시킨다. 이어서, EDTA 또는 나트륨 실리케이트와 같은 봉쇄제의 용액을 첨가하여 알루미늄 금속 이온을 추출시키고 토너로부터 이들을 적어도 부분적으로 제거한다. 수득된 pH는 약 6 또는 7이거나 당해 값으로 조절될 수 있다. 당해 pH에서는 카복실산이 이온화되어 추가의 음전하를 응집체에 제공함으로써 안정성을 제공하고 라텍스 수지의 Tg 이상으로 가열될 때에 입자가 더 성장하는 것을 막고 GSD를 증가시킨다. 이 후 온도를 약 80℃ 이상, 예를 들면, 약 90℃ 이상으로 상 승시켜 응집체를 유착 또는 융합시킨다. 그런 다음, 혼합물의 pH를, 예를 들면, 질산과 같은 산의 첨가에 의해 약 4 내지 약 5로 감소시킬 수 있다. 입자를 시스멕스(Sysmex) FPIA 2100 분석기를 사용하여 모양 인자 또는 원형성에 대해 측정할 수 있고, 목적하는 모양이 수득될 때까지 유착을 계속하게 한다. pH는 약 7로 조절할 수 있고 가열은 약 1 내지 약 5시간, 예를 들면, 약 3시간 동안 계속한다. 이어서, 입자를 실온으로 냉각시키고 임의로 세척한다. 본 발명의 양태에서, 세척은 pH 약 10 및 약 63℃의 온도에서 수행되는 최초의 세척과, 이 후 실온에서의 탈이온수 세척, 이 후 pH 약 4 및 약 40℃의 온도에서 수행되는 세척, 이 후 최종의 탈이온수 세척을 포함한다. 그런 다음, 토너를 건조시키고 회수한다. 알루미늄화 실리카를 사용한 결과로서 용액 중에 존재하게 된 알루미늄 금속 이온을 추출하고 토너 내의 최종 알루미늄 금속/이온 함량을 달성하기 위하여 봉쇄제를 첨가한다.

본 발명의 양태에서, 토너 입자는 약 1 내지 약 15㎛, 예를 들면, 약 2 내지 약 10㎛ 또는 약 2 내지 약 7㎛의 평균 입도, 약 120 내지 약 140의 모양 인자 및 약 0.93 내지 약 0.98의 평균 원형성을 갖도록 제조된다. 입도는 통상의 컬터(Coulter) 계수기와 같은 임의의 적합한 장치를 사용하여 측정될 수 있다. 모양 인자와 원형성은 말버른(Malvern) 시스멕스 FPIA-2100 유동 입자 화상 분석기를 사용하여 측정할 수 있다. 원형성은 입자의 완전한 구에의 근접성에 대한 척도이다. 1.0의 원형성은 완전한 원형 모양을 갖는 입자를 나타낸다.

토너 입자의 응집성은 입자의 표면 형상과 어느 정도 관련이 있다. 입자의 표면이 둥글고 매끄러울수록 응집성이 낮고 유동성이 크다. 표면이 덜 둥글고 거 칠어질수록 유동성은 나빠지고 응집성은 증가한다.

토너 입자는 (D84/D50)에 대한 용적 기하 표준 편차(GSDv)가 약 1.15 내지 약 1.25 범위로 되게 하는 크기 분포를 가질 수도 있다. 총 토너 입자의 누적 백분율 50%가 달성될 때의 입경을 용적 D50으로 정의하고, 84%의 누적 백분율이 달성될 때의 입경을 용적 D84로 정의한다. 상술된 용적 평균 입도 분포 지수 GSDv는 누적 분포에서 D50 및 D84를 사용하여 표시될 수 있는데, 용적 평균 입도 분포 지수 GSDv는 (용적 D84/용적 D50)으로서 표시된다. 토너 입자에 대한 GSDv 값은 토너 입자가 매우 좁은 입도 분포를 갖도록 제조되었음을 나타낸다.

토너 입자를 형성한 후 부수적 첨가제를 여기에 배합시킬 수 있다. 임의의 적합한 표면 첨가제가 사용될 수 있다. 토너는, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 5중량%의 티타니아(크기 약 10㎚ 내지 약 50㎚, 예를 들면, 약 40㎚), 약 0.5 내지 약 5중량%의 실리카(크기 약 10㎚ 내지 약 50㎚, 예를 들면, 약 40㎚), 약 0.5 내지 약 5중량%의 졸-겔 실리카 및 약 0.1 내지 약 4중량%의 아연 스테아레이트를 함유할 수 있다.

토너 입자를 담체 입자와 혼합함으로써 임의로 현상제 조성물로서 만들 수 있다. 토너 조성물과 함께 혼합되기 위해 선택될 수 있는 담체 입자의 예로는 토너 입자의 극성과 반대의 극성을 갖는 전하를 마찰 전기적으로 수득할 수 있는 입자들이 포함된다. 그러므로, 한 양태에서 음전하를 띤 토너 입자를 담체 입자 주변에 부착시키기 위해서는 양성 극성을 띤 담체 입자를 선택할 수 있다. 이러한 담체 입자의 예로는 과립상 지르콘, 과립상 규소, 유리, 강, 니켈, 철 페라이트, 이산화규소 등이 포함된다. 추가로, 담체 입자로서 미국 특허 제3,847,604호에 개시된 바와 같이 홈과 돌기가 반복되는 표면을 가짐으로써 비교적 큰 외부 면적을 갖는 입자를 제공하는 니켈의 결절상 담체 비드로 구성된 니켈 베리(berry) 담체를 선택할 수 있다. 다른 담체는 미국 특허 제4,937,166호 및 제4,935,326호에 개시되어 있다.

선택된 담체 입자는 일반적으로 폴리비닐리덴 플루오라이드 수지와 같은 불소 중합체, 스티렌의 삼원중합체, 메틸 메타크릴레이트, 및 트리에톡시 실란과 같은 실란 및 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 피복물 및 다른 공지의 피복물과 함께 사용되거나 이러한 피복물 없이 사용될 수 있다.

여기서 적합한 담체는 미국 특허 제5,236,629호 및 미국 특허 제5,330,874호에 설명된 방법을 사용하여 메타크릴레이트와 카본 블랙을 포함한 도전성 중합체 혼합물 약 0.5중량% 내지 약 5중량%로 피복한 크기 약 50 내지 약 75㎛의 강 코어이다.

담체 입자는 각종 적합한 배합비로 토너 입자와 혼합될 수 있다. 농도는 일반적으로 토너 약 1중량% 내지 약 20중량%와 담체 약 80중량% 내지 약 99중량%이다. 그러나, 당업자는 목적하는 특성을 갖는 현상제 조성물을 수득하기 위하여 상이한 토너 및 담체 백분율을 사용할 수 있음을 알게 될 것이다.

토너는 공지의 정전 화상 방법으로 사용될 수 있다. 이와 같이 토너 또는 현상제는 예로서 마찰 전기에 의해 대전되고, 광학 수용기 또는 이오노그래픽(ionographic) 수용기와 같은 화상화 부재 위의 반대 전하를 띤 잠재적 화상에 붙게 된다. 토너/현상제는 화상화 장치의 하우징으로부터 공급될 수 있다. 이어서, 수득된 토너 화상을 종이 또는 투명 시트와 같은 화상 수용 기재에 직접 또는 중간 이송 부재를 통해 이동시킬 수 있다. 그런 다음, 일례로 가열 융합기 롤을 사용하여 열 및/또는 압력을 가함으로써 토너 화상을 화상 수용 기재에 융합시킬 수 있다.

실시예

코어를 위한 비가교결합성 중합체 라텍스 A의 제조: 스티렌, n-부틸 아크릴레이트 및 β-CEA의 유화 중합에 의해 생성된 중합체 입자들을 포함하는 라텍스 에멀젼을 다음과 같이 제조한다. 605g의 DOWFAX 2A1(음이온성 유화제) 및 387㎏의 탈이온수로 이루어진 계면활성제 용액을 스테인레스강 저장 탱크에서 10분간 혼합하여 제조한다. 그런 다음, 저장 탱크를 질소로 5분간 퍼징한 후 반응기로 옮긴다. 이어서, 반응기를 100rpm으로 교반하면서 질소로 계속 퍼징한다. 이 후 반응기를 조절된 속도로 80℃까지 가열시킨다. 별도로, 6.1㎏의 암모늄 퍼설페이트 개시제를 30.2㎏의 탈이온수에 용해시킨다. 또한, 311.4㎏의 스티렌, 95.6㎏의 부틸 아크릴레이트 및 12.21㎏의 β-CEA를 2.88㎏의 1-도데칸티올, 1.42㎏의 데칸디올 디아크릴레이트(ADOD), 8.04㎏의 DOWFAX 2A1(음이온성 계면활성제) 및 193㎏의 탈이온수와 함께 혼합하여 에멀젼을 형성함으로써 단량체 에멀젼을 별도로 제조한다. 그런 다음, 상기 에멀젼 1%를 80℃에서 질소로 퍼징하면서 수성의 계면활성제 상을 함유한 반응기에 서서히 공급하여 씨드 입자를 형성한다. 이어서, 개시제 용액을 반응기에 서서히 충전하고, 10분 후 나머지의 에멀젼을 계량 펌프를 사용하여 0.5%/분의 속도로 연속적으로 공급한다. 모든 단량체 에멀젼이 주요 반응기에 충전되면, 추가로 2시간 동안 온도를 80℃로 유지시켜 반응을 완결시킨다. 이어서, 충분히 냉각시켜 반응기 온도를 35℃로 감소시킨다. 생성물을 저장 탱크에 모은다. 라텍스를 건조시킨 후, 분자량 특성은 Mw = 36,200, Mn = 10,900 및 개시 Tg = 51℃이다. 평균 입도는 254㎚이다.

알루미늄화 실리카 용액 C의 제조: 44.6%의 고형분 부하량을 갖는 40㎚ 알루미늄화 실리카(제조원: Eckart) 20g을 탈이온수 170g에 첨가한다. 생성된 용액(용액 C)은 0.047g/㎖의 농도를 갖는다.

토너 입자의 제조: 40중량%의 고형분 부하량을 갖는 비가교결합성 라텍스(라텍스 A) 340g과 30%의 고형분 부하량을 갖는 POLYWAX 725 왁스 분산액 53g을 용기 중에서 탈이온수 630g에 첨가하고, 4,000rpm으로 작동하는 IKA Ultra Turrax^R T50 균질화기를 사용하여 교반한다. 그런 다음, 50.9중량%의 고형분 부하량을 갖는 시안 안료 분산액 SUN PIGMENT BHD 6000(PB 15:3) 20g을 반응기에 첨가한 후, 상기 용액 C 60g을 적가한다. 용액 C를 적가하면서, 균질화기의 속도를 5,200rpm으로 증가시키고 추가로 5분간 균질화시킨다. 이어서, 혼합물을 1℃/분으로 50℃까지 가열하고, 이 시간 동안 60g의 용액 C를 추가로 첨가하고 내용물이 50℃에서 응집되게 한다. 약 1.5 내지 2시간 후, 수득된 입도는 5.0㎛이다. 가열 시간 중에 교반기를 약 250rpm으로 운전하고, 설정 온도에 도달한 지 10분 후에 교반기 속도를 약 220rpm으로 감소시킨다. 라텍스 수지 A 134.6g을 반응기 혼합물에 첨가하고 51 ℃에서 추가로 약 30분간 응집시킴으로써 약 5.7미크론의 용적 평균 입경을 수득한다. 39중량%의 고형분 부하량을 갖는 EDTA(VERESEN 100) 5g을 반응기에 첨가한 후, 혼합물의 pH가 4.5로 될 때까지 수산화나트륨을 첨가한다. 이어서, 1.0M 수산화나트륨 용액을 사용하여 반응기 혼합물의 pH를 7.0으로 조절한다. 그런 다음, 반응기 혼합물을 1℃/분으로 95℃까지 가열한다. 이 후 혼합물의 pH를 4% 질산을 사용하여 5.0으로 감소시킨다. 이어서, 반응기 혼합물을 95℃에서 5시간 동안 부드럽게 교반하여 입자가 유착 및 구형화될 수 있게 한다. 이어서, 반응기의 가열기를 끄고 반응기 혼합물을 1℃/분으로 실온까지 냉각시킨다. 이 혼합물의 토너는 약 88중량%의 스티렌/아크릴레이트 중합체 수지 A, 약 4.7중량%의 PB 15.3 안료 및 약 7.3중량%의 POLYWAX 725 왁스를 포함하고, 약 5.7미크론의 용적 평균 입경과 약 1.19의 GSDv를 갖는다.

대조예

응고제로서 10% 실리카 및 폴리알루미늄 클로라이드를 사용하여 제1 대조 토너를 제조한다. 431g의 탈이온수를 181.3g의 스티렌/부틸 아크릴레이트 라텍스(40% 고형분), 31.8g의 PB 15:3 시안 안료(25.76% 고형분) 및 39.8g의 POLYWAX 725 왁스(30.92% 고형분)와 함께 2ℓ들이 스테인레스강 부히(Buchi) 반응기에 충전한다. 혼합물을 투락스(Turrax) 균질화기 프로브를 사용하여 6,000rpm으로 10분간 혼합 및 균질화한다. 고전단 혼합 단계 중에, 21.4g의 8㎚ OL 실리카(21.07% 고형분), 49.7g의 40㎚ OS 실리카(21.13% 고형분), 3g의 폴리알루미늄 클로라이드 및 27g의 0.02M 염산을 함유하는 미리 혼합된 실리카겔 혼합물을 첨가한다. 이어서, 반응기를 51℃로 가열한다. 가열하는 동안 입자 성장을 관찰한다. 토너 입도를 때때로 확인한다. 반응기 온도가 51℃에 도달했을 때, 토너 입자는 일정한 온도하에서 서서히 성장하기 시작한다. 대략 3시간 째에, 입도는 약 4.8미크론으로 된다. 이 단계에서 103.6g의 쉘 라텍스(코어와 동일)를 토너 슬러리에 첨가한다. 토너 입도는 쉘 라텍스의 첨가와 함께 계속해서 성장한다. 5.7미크론의 목적하는 토너 입도가 수득된 후, 반응기 내용물의 pH를 4% NaOH 용액으로 약 2.0에서 약 7.0으로 변화시킨다. 이 후, 반응기 내용물을 약 90℃로 가열하여, 입도를 더 증가시키지 않고서, 응집체를 유착시킨다. 유착 온도에 도달하면, 4% 질산을 사용하여 pH를 약 5.0으로 낮추고 90℃에서 5시간 동안 유착되게 한다. 수득된 입도는 5.7미크론이며, 1.18의 GSDv를 갖는다. 반응기를 냉각시키고, 이의 내용물을 배출시킨다.

상기 라텍스 A와 함께 폴리알루미늄 클로라이드만을 사용하여 동일한 공정 조건에서 제2 대조 토너를 제조한다.

전체적인 결과(광택 및 크리스 에리어(crease area))에서, 본 발명 실시예의 토너는 제2 대조 토너에 비해 훨씬 더 양호한 광택과 감소된 크리스 에리어를 나타낸다. 본 발명 실시예의 토너는 130℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 제1 대조 토너와 동일하거나 보다 더 우수한 광택을 나타내며, 이러한 온도 범위에서 거의 동일한 크리스 에리어를 나타낸다.

토너/특성	실시예 1	대조 토너
광택(75도), 160℃	62	42
크리스(Log CA) 1.5	158℃	156℃

본 발명에 따르면, 낮은 최종 금속(알루미늄) 농도를 갖는 토너를 형성하는 에멀젼 응집 단계에서 응고제로서 사용되는 알루미늄화 실리카를 함유함으로써, 고품질 및 고광택 화상을 형성하고 현상하기 위한 고광택 토너 및 당해 토너를 함유한 현상제를 제공할 수 있다.

Claims

비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하는 에멀젼 응집 토너 입자를 포함하고, 토너 입자 내의 알루미늄 금속의 양이 약 50ppm 내지 약 600ppm인 토너.
코어(core) 및 쉘(shell)을 포함하는 에멀젼 응집 토너 입자를 포함하는 토너로서,

코어가 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 결합제, 1종 이상의 착색제, 1종 이상의 왁스 및 알루미늄화 실리카를 포함하며,

쉘이 코어의 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체의 유리 전이 온도보다 더 높은 유리 전이 온도를 갖는 제2 비가교결합성 스티렌 아크릴레이트 중합체를 포함하는 토너.