KR20070055318A

KR20070055318A - 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 토너의 제조 방법,정전하상 현상용 현상제

Info

Publication number: KR20070055318A
Application number: KR1020060064681A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 스와베
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2007-05-30
Also published as: AU2006202274A1; AU2006202274B2; CN100514195C; US20130280653A1; JP2007147781A; CN1971432A; US8685613B2; KR100799287B1; US20070117035A1

Abstract

본 발명은 비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체를 포함하는 중합성 단량체를 수계 용매 중에서 중합시켜 수지 입자 분산액을 얻는 공정과, 상기 수지 입자 분산액을 유기 용매와 접촉시켜 세정하는 공정을 갖고, 세정된 수지 입자 분산액과, 착색제를 분산시켜 이루어지는 착색제 입자 분산액과, 이형제를 분산시켜 이루어지는 이형제 입자 분산액을 혼합하여, 상기 수지 입자와 착색제 입자와 이형제 입자를 응집시켜서 응집 입자를 형성한 후, 가열하여 상기 응집 입자를 융합하여 정전하상 현상용 토너를 제조한다.

정전하상 현상용 토너, 수지 입자 분산액, 이형제 입자 분산액, 응집 입자

Description

정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상용 토너의 제조 방법, 정전하상 현상용 현상제{ELECTROSTATIC LATENT IMAGE DEVELOPING TONER, METHOD OF PRODUCING ELECTROSTATIC LATENT IMAGE DEVELOPING TONER, AND ELECTROSTATIC LATENT IMAGE DEVELOPER}

본 발명은 복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 전자사진 프로세스를 이용한 전자사진 장치에서, 정전하상의 현상을 위해 사용하는 정전하상 현상용 토너의 제조 방법, 및 그 토너, 및, 이것을 사용한 정전하상 현상제에 관한 것이다.

전자사진법으로서는, 다수의 방법이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특공소42-23910호 공보 참조). 일반적으로는, 광(光)도전성 물질을 이용한 감광체(잠상 유지체) 표면에, 각종 수단에 의해 전기적으로 잠상을 형성하여, 형성된 잠상을 토너를 사용하여 현상하여 토너상(像)을 형성한 후, 이 토너상을, 경우에 따라 중간 전사체를 거쳐서, 종이 등의 피전사체 표면에 전사하여, 가열, 가압, 가열 가압 또는 용제 증기 등에 의해 정착한다고 하는 복수의 공정을 거쳐서, 화상이 형성된다. 또한, 감광체 표면에 남은 토너는, 필요에 따라서 각종 방법에 의해 클리닝하여, 다시 토너상의 현상에 이용된다.

피전사체 표면에 전사된 토너상을 정착하는 정착 기술로는, 가열 롤 및 가압 롤로 이루어지는 한 쌍의 롤 사이에, 토너상이 전사된 피전사체를 삽입하여, 정착하는 열 롤 정착법이 일반적이다. 또한, 동종의 기술로서, 롤의 한쪽 또는 양쪽을 벨트로 바꾼 정착법도 알려져 있다. 이들 기술은, 다른 정착법과 비교하여, 고속으로 견뢰한 화상이 얻어져 에너지 효율이 높고, 또 용제 등의 휘발에 의한 환경에 대한 해가 적다.

한편, 전사 공정을 거쳐서, 피전사체 표면에 전사된 토너상은, 정착 공정에서 가열된 정착 부재에 의해 가열시킴으로써 용융하여, 상기 피전사체 표면에 정착된다. 상기 정착 공정에서는 상기 정착 부재에 의해 상기 토너상 뿐만 아니라 상기 피전사체도 충분히 가열하지 않으면, 상기 토너상이 정착되지 않음이 알려져 있다.

상기 정착 공정에서, 토너상을 가열 정착시킬 때에, 토너상을 형성하는 토너 입자 중에 존재하는 복수의 휘발성 성분이, 각각 적어도 일부 휘발한다. 한편, 이 복수의 휘발성 성분 중에는, 휘발했을 때에 악취를 발생시킴에 착안하여, 몇개의 제안이 되어 있다.

예를 들면, 일본 특개2004-54256호 공보에는, 수계 매체 중에서 중합성 단량체와, 그 중합성 단량체 전체의 몰수에 대하여 연쇄이동제인 티올 화합물을 0.05몰%∼2.0몰% 첨가한 조건 하에서, 중합 반응을 행한 결착 수지 입자의 분산액을 제조하여, 결착 수지 입자를 염석, 융착시킴에 의해 토너 입자를 제조하고, 헤드 스페이스 분석에서의 n-헥산의 피크 검출 시간 a와 n-헥사데칸의 피크 검출 시간 b의 사이에서 검출되는 휘발성 물질 및 중합성 단량체가, 각각 토너 입자에 대하여 350ppm이하 및 5Oppm이하인 정전하상 현상용 토너가 개시되어 있다.

그러나, 토너 입자 중에 포함되는 휘발성 성분은, 가열 정착 시에 발생하는 악취 뿐만 아니라, 특히, 화상 형성 장치의 정착 부재인 가열 롤이나 가압 롤 또는 가열 벨트나 가압 벨트의 표면을 손상시키는 원인이 된다.

일단, 가열 또는 가압 롤러 등의 표면이 손상되면, 가열 또는 가압 롤러 등의 손상 부분은, 이형성이 변화해버리는 등의 이유에 의해, 충분히 토너 화상을 피전사체 표면에 가열 정착할 수 없다. 이 때문에, 화상을 충실히 재현할 수 없어, 화상 품질이 열화되어 버린다.

또한, 토너 입자 중에 포함되는 휘발성 성분은, 전사 시에 피전사체 표면에 부착하여, 화상 형성 후의 피전사체의 장기 보존 안정성도 열화시킬 우려가 있다. 즉, 전사 시에 휘발한 휘발성 성분이, 피전사체 표면에 부착하여 잔존하는 결과, 장기 보존 중에, 피전사체 표면에서 화학 반응 등을 일으켜, 피전사체 표면을 열화시켜, 예를 들면, 황변을 일으킬 우려가 있다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 정착 공정에 있어서, 정착 부재의 표면 및 피전사체의 표면의 손상을 억제할 수 있는 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법 등을 제공한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 이하에 나 타내는 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본원 발명은, 이하의 특징을 갖는다.

(1)비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체를 포함하는 중합성 단량체를 수계 용매 중에서 중합시켜 수지 입자 분산액을 얻는 공정과, 상기 수지 입자 분산액을 유기 용매와 접촉시켜 세정하는 공정을 갖고, 세정된 수지 입자 분산액과, 착색제를 분산시켜 이루어지는 착색제 입자 분산액과, 이형제를 분산시켜 이루어지는 이형제 입자 분산액을 혼합하고, 상기 수지 입자와 착색제 입자와 이형제 입자를 응집시켜 응집 입자를 형성한 후, 가열하여 상기 응집 입자를 융합하여 정전하상 현상용 토너를 제조하는 정전하상 현상용 토너의 제조 방법.

(2)토너 입자 중의 이소프로필벤젠 양이 10ppm 이하인 정전하상 현상용 토너.

(3)토너 입자 중의 2-부틸벤젠 양이 2ppm 이하인 정전하상 현상용 토너.

(4)상기 (1)에 기재된 정전하상 현상용 토너의 제조 방법을 사용하여 제조한 정전하상 현상용 토너.

(5)상기 (2)∼(4)의 어느 하나에 기재된 정전하상 현상용 토너와, 캐리어를 포함하는 정전하상 현상용 현상제.

본 발명에 의하면, 정착 부재나 피전사체 표면의 손상, 열화의 원인으로 되는 휘발성 성분의 함유량이 매우 적은 정전하상 현상용 토너를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 정전하상 현상용 토너를 사용함으로써, 화상 형성 장치 내의 정착 부재가 손상 없이, 장기적으로 안정한 화상 품질을 제공할 수 있다. 또한, 전사 공정에서의 피전사체 표면으로의 휘발성 성분의 부착량을 매우 감량할 수 있기 때문에, 피전사체 표면의 장기 보존 열화도 억제할 수 있다.

[발명의 바람직한 실시 형태]

본 발명의 실시 형태에 대해서 이하에 설명한다.

이하, 본 발명을, 정전하상 현상용 토너의 제조 방법, 정전하상 현상용 토너, 정전하상 현상제의 순으로 크게 나누어서 설명한다.

<정전하상 현상용 토너의 제조 방법>

본 발명의 정전하상 현상용 토너(이하, 「토너」라고 약칭하는 경우가 있음)의 제조 방법으로는, 이하의 2개의 제조 방법을 들 수 있다.

제1 토너의 제조 방법은, 비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체를 포함하는 중합성 단량체를 수계 용매 중에서 중합시켜 수지 입자 분산액을 얻는 공정과, 상기 수지 입자 분산액을 유기 용매와 접촉시켜 세정하는 공정을 갖고, 세정된 수지 입자 분산액과, 착색제를 분산시켜 이루어지는 착색제 입자 분산액과, 이형제를 분산시켜 이루어지는 이형제 입자 분산액을 혼합하여, 상기 수지 입자와 착색제 입자와 이형제 입자를 응집시켜 응집 입자를 형성한 후, 가열하여 상기 응집 입자를 융합하여 정전하상 현상용 토너를 제조하는 방법이다.

상기 유기 용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 아세틸아세톤 등의 케톤류, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸에틸에테르, 테트라히드로푸란(THF) 등의 에테르류, 헥산, 시클로헥산, 옥 탄 등의 지방족 탄화수소류, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산부틸, 프로피온산에틸 등의 에스테르류, 모노클로로에틸렌, 디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 트리브로모에틸렌, 디브로모에틸렌 등의 할로겐화 알킬, 할로겐화 알켄을 사용할 수 있다. 특히, 테트라히드로푸란은 유기 용제 뿐만 아니라 물에도 용해하기 쉬우므로, 유기 용매로서 테트라히드로푸란을 사용한 경우에는, 중합에 의해 얻어진 수지 입자의 표면의 물 피막으로 침투하여, 수지 입자의 표면 및 내부에 THF가 도달한다. 그 결과, 수지 입자에 존재하는 휘발성 성분은 THF 중에 용출한다. 이에 의해, 일정 시간, THF와 수지 입자를 접촉시킴으로써, 수지 입자 중의 휘발성 성분의 함유량을 감소시킬 수 있다.

상기 유기 용매를 접촉시키는 방법으로는, 예를 들면, 수계 용매 중에서 중합시켜 수지 입자 분산액을 유기 용매에 일정 시간 침지 혼합시키는 방법, 상기 수지 입자 분산액과 유기 용매를 별도로 분무하여, 혼합하는 방법을 들 수 있고, 상기 수지 입자 중의 휘발성 성분의 함유량 및 휘발성 성분의 유기 용매 용해성에 따라, 적당히 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제조 방법에서 「수계 용매」라 함은 물만, 및 유기 용매를 포함하는 물을 주로 하는 용매를 의미한다. 또한, 본원 명세서 중에서는, 이하 「수계용매」라고 하는 용어는 상기 의미로 사용한다.

수계 용매 중에서 중합시키는 수지 입자와 상기 유기 용매의 중량 비율은 10:90∼90:10, 바람직하게는 30:70∼70:30이다. 본원에서 문제로 되는 휘발 성분 에 관해서는, 분산액인 수계 매체 중에도 존재하지만, 수지 입자 표면이나 내부쪽이 많기 때문에, 수지 입자에 대한 유기 용매량으로 설정하는 것이 현실적이다. 또한, 교반 혼합은 수지 입자 분산액에 대하여, 유기 용매를 첨가하는 것이며, 수지 입자 분산액의 고형 분량이 수지 입자량이다.

상기 비율의 범위 외로서 유기 용매량이 많은 경우에는, 수지 입자의 표면이 지나치게 용해되기 때문에, 원하는 수지 입자의 수율이 감소하고, 한편, 상기 비율의 범위 외로서 유기 용매량이 적은 경우에는, 충분히 수지 입자로부터 휘발성 성분으로 되는 물질을 사전에 용해할 수 없기 때문, 최종적으로 얻어진 토너 중의 휘발성 성분량을 충분히 저감할 수 없다.

상기 정전하상 현상용 토너의 제조 방법으로서, 예를 들면 유화 중합 응집법을 들 수 있다. 유화 중합 응집법은, 적어도 수지 입자를 분산시킨 분산액 중에 응집 입자를 형성하여 응집 입자 분산액을 제조하는 공정(응집 공정)과, 상기 응집 입자 분산액을 가열하여, 응집 입자를 융합하는 공정(융합 공정)을 포함하는 제조 방법이다(이하, 상기 제조 방법을 「응집 융합법」이라 하는 경우가 있다).

또한, 응집 공정과 융합 공정 사이에, 응집 입자 분산액 중에, 수지 입자를 분산시킨 수지 입자 분산액을 첨가 혼합하여 상기 응집 입자에 수지 입자를 부착시켜 부착 입자를 형성하는 공정(부착 공정)을 마련한 것이어도 좋다.

상기 부착 공정에서는, 상기 응집 공정에서 제조된 응집 입자 분산액 중에, 상기 수지 입자 분산액을 첨가 혼합하여, 상기 응집 입자에 상기 수지 입자를 부착시켜 부착 입자를 형성시키는 공정이지만, 첨가되는 수지 입자는, 응집 입자에 응 집 입자에서 보아 새롭게 추가되는 입자에 해당하므로, 본 명세서에서는 「추가 입자」라고 기재하는 경우가 있다. 상기 추가 입자로는, 상기 수지 입자 외에 이형제 입자, 착색제 입자 등을 단독 또는 복수 조합시킨 것이어도 좋다. 상기 수지 입자 분산액을 추가 혼합하는 방법으로는, 특히 제한은 없고, 예를 들면, 서서히 연속적으로 행해도 좋고, 여러번 분할하여 단계적으로 행해도 좋다. 이렇게 하여, 상기 수지 입자(추가 입자)를 첨가 혼합함으로써, 미소한 입자의 발생을 억제하고, 얻어지는 정전하상 현상용 토너의 입도 분포를 샤프하게 할 수 있어, 고화질화에 기여한다. 또한, 상기 부착 공정을 마련함으로써, 의사(擬似)적인 셀 구조를 형성할 수 있고, 착색제나 이형제 등의 내첨물의 토너 표면 노출을 저감할 수 있어, 결과적으로 대전성이나 수명을 향상시킬 수 있는 것이나, 융합 공정에서의 융합시에, 입도 분포를 유지하여, 그 변동을 억제할 수 있는 동시에, 융합 시의 안정성을 높이기 위한 계면활성제나 염기 또는 산 등의 안정제의 첨가를 필요없게 하거나, 그들의 첨가량을 최소 한도로 억제할 수 있고, 비용의 삭감이나 품질의 개선이 가능해지는 점에서 유리하다. 따라서, 이형제를 사용할 때에는, 수지 입자를 주체로 한 추가 입자를 첨가하는 것이 바람직하다.

이 방법을 사용하면, 융합 공정에서, 온도, 교반 수(數), pH 등의 조정에 의해, 토너 형상 제어를 행할 수 있다. 융합·입자 형성 공정을 종료한 후는, 토너 입자를 세정하고 건조하여 토너를 얻는다. 토너의 대전성을 고려하면, 이온 교환수로 충분히 치환 세정을 실시하는 것이 바람직하고, 세정 정도는 여액(濾液)의 전도도로 모니터링하는 것이 일반적이다. 세정 시에 산이나 알칼리로 이온을 중화하 는 공정을 포함해도 좋다. 또한, 세정 후의 고액 분리는, 특히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서 흡인 여과, 가압 여과 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 건조도, 특히 방법에 제한은 없지만, 생산성의 관점에서 동결 건조, 플래시 제트 건조, 유동 건조, 진동형 유동 건조 등이 바람직하게 사용된다.

상기 정전하상 현상용 토너에 사용되는 수지 입자에 있어서, 결착 수지(binding resin)로 되는 열가소성 중합체로 형성된 것이며, 상기 비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체로는, 예를 들면, 스티렌, 파라클로로스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌류, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산 라우릴, 아크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산 라우릴, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 비닐기를 갖는 에스테르류, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐니트릴류, 비닐메틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등의 비닐에테르류, 비닐메틸케톤, 비닐에틸케톤, 비닐이소프로페닐케톤 등의 비닐케톤류, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 올레핀류 등의 단독 중합체 또는 이들을 2종 이상 조합하여 얻어지는 공중합체 또는 이들의 혼합물, 또한 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에테르 수지 등, 비비닐 축합계 수지, 또는 이들과 상기 비닐계 수지의 혼합물, 이들 중합체의 공존 하에 비닐계 단량체를 중합할 때에 얻어지는 그라프트 중합체 등을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 수지는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다. 이들 수지 중에서도 비닐계 수지가 특히 바람직하다. 비닐계 수지의 경우, 이온성 계면활성제 등을 사용하여 유화 중합이나 시드 중합에 의해 수지 입자 분산액을 용이하게 제조할 수 있는 점에서 유리하다.

상기 수지 입자의 분산액의 제조 방법에 대해서 특히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택한 방법을 채용할 수 있지만, 예를 들면, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.

상기 수지 입자에서의 수지가, 상기 비닐기를 갖는 에스테르류, 상기 비닐 니트릴류, 상기 비닐에테르류, 상기 비닐케톤류 등의 비닐계 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체(비닐계 수지)인 경우에는, 상기 비닐계 단량체를 이온성 계면활성제중에서 유화 중합이나 시드 중합 등을 함으로써, 비닐계 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체(비닐계 수지)제의 수지 입자를 이온성 계면활성제에 분산시켜 이루어지는 분산액을 제조할 수 있다. 상기 수지 입자에서의 수지가, 상기 비닐계 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체 이외의 수지인 경우에는, 상기 수지가, 물에 대한 용해도가 비교적 낮은 유성 용제에 용해하는 것이라면, 그 수지를 상기 유성 용제에 용해하고, 이 용해물을, 상기 이온성 계면활성제나 고분자 전해질과 함께 수 중에 첨가하여, 호모게나이저 등의 분산기를 사용하여 입자 분산시킨 후, 가열 또는 감압함으로써 상기 유성 용제를 증산(蒸散)시킴으로써 제조할 수 있다. 또한, 상기 수지 입자 분산액에 분산된 수지 입자가, 수지 입자 이외의 성분을 포함하는 복합 입자인 경우, 이들 복합 입자를 분산시킨 분산액은, 예를 들면, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 그 복합 입자의 각 성분을, 용제 중에 용해 분산한 후, 상술한 바와 같이 적당한 분산제와 함께 수 중에 분산시켜, 가열 또는 감압함으로써 용제를 제거하여 얻은 방법이나, 유화 중합이나 시드 중합에 의해 제조된 라텍스 표면에 기계적 전단 또는 전기적 흡착을 행하여, 고정화하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

상기 수지 입자의 체적 중심 지름(메디안(median) 지름)은 1㎛ 이하, 바람직하게는 50∼400nm, 더 바람직하게는 70∼350nm의 범위가 적당하다. 수지 입자의 체적평균 입경(average volume perticle size)이 큰 경우에는, 최종적으로 얻어지는 정전하상 현상용 토너의 입도 분포가 넓어지거나, 유리 입자의 발생이 일어나, 성능이나 신뢰성의 저하로 이어진다. 역으로 너무 작으면 토너 제조 시의 용액 점도가 높아져서 교반이 불충분해짐에 의해, 최종적으로 얻어지는 토너의 입도 분포가 넓어지는 경우가 있다. 수지 입자의 체적 평균 입경이 상기 범위내에 있으면, 상기 결점이 없는 동시, 토너간의 편재가 감소하고, 토너 중에서의 분산이 양호해져, 성능이나 신뢰성의 편차가 적어지는 점이 유리하다. 또한, 수지 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 도플러(Doppler) 산란형 입도 분포 측정 장치(니키소사제, 마이크로트랙 UPA9340)로 측정할 수 있다.

본 실시 형태의 착색제(colorant)로는, 공지의 착색제이면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 퍼니스 블랙(furnace black), 채널 블랙, 아세틸렌 블랙, 서멀 블랙 등의 카본 블랙, 적색산화철, 감청, 산화티탄 등의 무기 안료, 퍼스트 옐로우, 디스아조 옐로우, 피라졸론 레드, 킬레이트 레드, 블릴리언트 카민, 파라브라운 등의 아조 안료, 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 안료, 플라반트론(flavanthrone) 옐로우, 디브로모안트론 오렌지, 페릴렌 레드, 퀴나크리돈 레드 및 디옥사진 바이올렛 등의 축합 다환계 안료를 들 수 있다.

또한, 크롬 옐로우, 한자(Hansa) 옐로우, 벤지딘 옐로우, 트렌 옐로우, 퀴놀린 옐로우, 퍼머넌트 오렌지 GTR, 피라졸론 오렌지, 발칸 오렌지, 왓청 레드, 퍼머넌트 레드, 듀퐁 오일 레드, 리솔 레드, 로다민 B 레이크, 레이크 레드 C, 로즈 벤갈, 아닐린 블루, 울트라마린 블루, 칼코 오일 블루, 메틸렌 블루 클로라이드, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 마라카이트 그린 옥살레이트, C.I.피그먼트·레드 48:1, C.I.피그먼트·레드 122, C.I.피그먼트·레드 57:1, C.I 피그먼트·옐로우 12, C.I.피그먼트·옐로우 97, C.I.피그먼트·옐로우 17, C.I.피그먼트·블루 15:1, C.I.피그먼트·블루 15:3 등의 각종 안료 등을 예시, 또한 염료류 등을 사용할 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.

또한, 이들은 단독 또는 혼합하여, 또는 고용체의 상태로도 사용할 수 있다. 이들의 착색제는, 공지의 방법으로 분산액 중에 분산시키지만, 예를 들면, 회전 전단형 호모게나이저나 볼밀, 샌드밀, 아트라이터(attritor) 등의 미디어(media)식 분산기, 고압대향 충돌식의 분산기 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 얻어진 착색제 입자 분산액의 입경은, 예를 들면, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(LA-700 호리바세이사쿠쇼제)로 측정한다. 본 발명의 토너 중의 착색제 입자의 중심 지름(메디안 지름)은 투과형 전자 현미경(TEM)으로 측정하여 100∼330nm의 범위인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서의 토너 중의 착색제의 함유량은, 수지 100중량부에 대한 고형분 환산으로 1∼20중량부의 범위가 적당하다. 흑색 착색제로 자성체를 사용한 경우에는, 다른 착색제와는 달리, 30∼100중량부의 범위로 함유시키는 것이 좋다.

또한, 토너를 자성 토너로서 사용하는 경우에는, 자성분을 함유시켜도 좋다. 이러한 자성분으로는, 자장 중에서 자화되는 물질이 사용되고, 철, 코발트, 니켈 등의 강자성의 분말, 또는, 페라이트, 마그네타이트 등의 화합물 등이 사용된다. 또한, 본 발명에서는, 수상 중에서 토너를 제조하기 때문에, 자성체의 수상(水相)으로의 이행성에 주의할 필요가 있어, 자성체 표면에 소수화 처리 등을 실시하여 표면을 개질하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 사용되는 이형제(release agent)로는, ASTM D 3418-8에 의거하여 측정된 주체 극대 흡열 피크가 60∼120℃에 있고, 또한 140℃에서 1∼50mPas의 용융 점도를 갖는 물질인 것이 필요하다. 융점이 60℃ 미만에서는 이형제의 변화 온도가 너무 낮아, 내블로킹성이 뒤떨어지거나, 복사기 내부 온도가 높아졌을 때에 현상성이 악화한다. 120℃를 넘을 경우에는, 왁스의 변화 온도가 너무 높아, 고온에서의 정착을 행하면 좋지만, 에너지 절약의 관점에서 바람직하지 않다. 또한, 50mPas보다 높은 용융 점도에서는 토너로부터의 용출이 약하여, 정착 박리성이 불충분해져 버린다. 본 발명의 이형제의 점도는, E형 점도계에 의해 측정한다. 측정 시에는, 오일 순환형 항온조가 구비된 E형 점토계(도쿄케이키제)를 사용한다. 측정에는, 콘 각(cone angle) 1.34도를 갖는 콘 플레이트/컵의 조합 플레이트를 사용한다. 컵내에 자료(資料)를 투입하고, 순환 장치의 온도를 140℃로 세팅하고, 빈 측정 컵과 콘을 측정 장치에 세팅하여, 오일을 순환시키면서 항온으로 유지한다. 온도가 안정한 때에 측정 컵내에 자료를 1g 넣고, 콘을 정지 상태로 10분간 정치시킨다. 안정 후, 콘을 회전시켜 측정을 행한다. 콘의 회전 속도는 60rpm으 로 한다. 측정은 3회 행하여, 그 평균값을 점도 η으로 한다.

상기 이형제는, 시차 주사 열량계에 의해 측정되는 DSC 곡선에서 흡열 개시 온도가 40℃ 이상인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 50℃ 이상이다. 40℃보다 낮으면 복사기내나 토너 병내에서 토너의 응집이 발생해버린다. 단, 상기 흡열 개시 온도라 함은, 온도의 증가에 대하여, 이형제의 흡열량이 변화되기 시작한 시점의 온도를 의미한다. 흡열 개시 온도는, 이형제를 구성하는 분자량 분포 중, 저분자량의 것이나 그 구조가 갖는 극성기의 종류, 양에 좌우된다. 일반적으로 고분자량화하면 융점과 함께 흡열 개시 온도도 상승하지만, 이 방식에서는 이형제(예를 들면, 왁스) 본래의 저용융 온도와, 저점도를 손상시켜버린다. 따라서, 이형제(예를 들면, 왁스)의 분자량 분포 중, 이들 저분자량의 것만을 선별하여 제거하는 것이 유효하지만, 이 방법으로서, 분자 증류, 용제 분별, 가스 크로마토그래피 분별 등의 방법이 있다. DSC의 측정은, 예를 들면, 파킨엘마사제의 「DSC-7」을 사용하여 행해진다. 장치의 검출부의 온도 보정은 인듐과 아연의 융점을 사용하고, 열량의 보정에는 인듐의 융해열을 사용한다. 샘플은, 알루미늄제 팬을 사용하고, 대조용으로 빈 팬을 세팅하여 온도상승속도 10℃/분으로, 측정 시료량 50mg으로, 실온에서 측정을 행한다. 상기 이형제의 구체예로는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 등의 저분자량 폴리올레핀류, 가열에 의해 연화점을 나타내는 실리콘류, 올레산 아미드, 엘카산 아미드, 리시놀산 아미드, 스테아르산 아미드 등과 같은 지방산 아미드류나, 카르나우바 왁스, 라이스 왁스, 칸데릴라 왁스, 목랍, 호호바유 등과 같은 식물계 왁스, 밀랍과 같은 동물계 왁스, 몬탄 왁스, 오조케라이 트, 세레신, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스, 핏셔 트롭슈 왁스와 같은 광물계·석유계 왁스, 지방산 에스테르, 몬탄산 에스테르, 카르본산에스테르 등의 에스테르계 왁스, 및 그들의 변성물 등을 들 수 있다. 이들 이형제는 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.

상기 이형제의 토너로의 첨가량은, 5∼40중량%、 바람직하게는 5∼20중량%이다. 이형제가 적으면 정착성을 손상할 경우가 있고, 이형제가 많으면 토너의 분체 특성을 악화시키거나, 감광체 필르밍 등을 발생시키는 경우가 있다.

이들 중에서도, 시차 주사 열량계(파킨엘머사제의 「DSC-7」)에 의해 구해지는, 극대 흡열 피크가 75∼95℃에 있고, 140℃에서의 용융 점도가 1∼1OmPas이며, 폴리알킬렌으로 분류되는 이형제인 것이 바람직하다. 또한, 마젠타 토너 중의 그 폴리알킬렌 양이 6∼9중량%인 것이 바람직하다. 상기 이형제의 융점이 낮고(즉, 극대 흡열 피크가 낮음), 또는, 이형제의 첨가량이 많으면, 토너와 종이의 계면의 강도가 저하하는 경우가 있다. 이형제의 융점이 너무 높으면(즉, 흡열 피크가 높음), 화상 보존의 레벨에서는 화상 표면으로의 용출이 부족하다. 이형제의 점도가 낮으면, 토너층의 강도가 저하하는 경우가 있고, 점도가 높은 경우에는, 화상 보존 레벨에서는 화상 표면으로의 용출이 부족하다. 여기서, 상기 「폴리알킬렌 」이라 함은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 등 C_nH_2n (n은 2이상 4이하의 자연수)로 나타내는 중합성 단량체를 부가 중합한 것으로 수평균 분자량이 1200이하의 것을 말한다.

상기 이형제는, 수 중에 이온성 계면활성제나 고분자 산이나 고분자 염기 등의 고분자 전해질과 함께 분산하여, 융점 이상으로 가열하는 동시에, 강한 전단부여 능력을 갖는 호모게나이저나 압력토출형 분산기(골린사제의 「골린호모게나이저」)로 입자 형상으로 분산시켜, 분산액을 제조할 수 있다.

상기 이형제 분산액은, 그 분산 평균 입경 D₅₀이 180∼350nm인 것이 바람직하고, 200∼300nm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 600nm 이상의 조대분(粗大粉)이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 분산 입경이 너무 작으면, 정착시의 이형제의 용출이 부족하여 핫 오프셋(offset) 온도가 저하하는 경우가 있고, 분산 입경이 너무 크면 토너 표면에 이형제가 노출하여 분체 특성을 악화시키거나, 감광체 필르밍을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 조대분이 존재하면, 습식 제법에서는 조대분을 토너 중에 집어넣기 어렵기 때문에, 유리 이형제로 되어, 현상 슬리브나 감광체를 오염시키는 경우가 있다. 분산 입경은, 도플러(Doppler) 산란형 입도 분포 측정 장치(니키소사제의 「마이크로 트랙 UPA9340」)로 측정할 수 있다.

본 실시 형태의 토너에 사용되는 이형제는, 이형제 분산액 중의 이형제에 대한 분산제의 비율이 1중량% 이상 20중량% 이하인 것이 필요하다. 분산제의 비율이 너무 적으면 이형제가 충분히 분산되지 않아 보존 안정성이 뒤떨어지는 경우가 있다. 분산제의 비율이 너무 많으면, 토너의 대전성 특히 환경 안정성이 악화하는 경우가 있다.

또한, 상기 이형제는, 상기 토너의 투과형 전자현미경 관찰에서, 상기 이형 제의 형상이 막대 형상인 것을 포함하고, 또한 그들의 크기가 체적평균 입경으로 200∼1500nm인 것이, 이형제의 용출과, 정착성이나 투명성의 양립의 관점에서 바람직하다. 더 바람직하게는, 250nm∼1000nm이다. 크기가 200nm 미만이면 정착 시에 용융해도 충분한 용출이 얻어지지 않아 화상 보존성이 부족한 경우가 있다. 한편, 1500nm을 넘으면 정착 후의 화상중 및/또는 화상 표면에 가시 광선 범위의 크기의 결정립이 잔존하여 투과광에 대한 투명성을 악화시키는 경우가 있다. 이러한 이형제가, 토너 중의 이형제의 75% 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 토너에는, 무기 또는 유기의 입자를 첨가할 수 있다. 상기 입자의 보강 효과에 의해 토너의 저장 탄성률이 커지고, 내오프셋(offset)성이나 정착기로부터의 박리성을 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 또한, 상기 입자는 착색제나 이형제 등의 내첨물의 분산성을 향상시키는 경우가 있다. 상기 무기 입자로는, 실리카, 소수화처리 실리카, 알루미나, 산화티탄, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산 3칼슘, 콜로이달 실리카, 알루미나 처리 콜로이달 실리카, 양이온 표면 처리 콜로이달 실리카, 음이온 표면 처리 콜로이달 실리카 등을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있고, 그 중에서도 OHP 투명성과 토너 중의 분산성의 관점에서 콜로이달 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 그 입경은, 체적 평균 입경이 5∼50nm인 것이 바람직하다. 또한, 입경이 다른 입자를 병용할 수도 있다. 상기 입자는 토너 제조 시에 직접 첨가할 수도 있지만, 분산성을 높이기 위해서 미리 초음파 분산기 등을 이용하여 물 등 수용성 매체에 분산된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 분산에 있어서는, 이온성 계면활성제나 고분자 산, 고분자 염기 등을 사용하여 분산성을 향상시킬 수도 있다.

상기한 응집 융합법에서는, 수지 입자나 착색제 입자 등의 성분을 응집시키기 위해서, 응집제를 첨가할 수도 있다. 응집제는, 일반 무기 금속 화합물 또는 그 중합체를 수지 입자 분산액 중에 용해하여 얻어지지만, 무기 금속염을 구성하는 금속 원소는 주기율표(장주기율표)에서의 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8, 1B, 2B, 3B족에 속하는 2가 이상의 전하를 갖는 것이며, 수지 입자의 응집계에서 이온의 형태로 용해하는 것이면 좋다. 바람직한 무기 금속염을 구체적으로 들면, 염화칼슘, 질산칼슘, 염화바륨, 염화마그네슘, 염화아연, 염화알루미늄, 황산알루미늄 등의 금속염, 및, 폴리염화알루미늄, 폴리수산화알루미늄, 다황화칼슘 등의 무기 금속염 중합체 등이다. 그 중에서도 특히, 알루미늄염 및 그 중합체가 적합하다. 일반적으로, 보다 샤프한 입도 분포를 얻기 위해서는, 무기 금속염의 원자가수가 1가보다 2가, 2가보다 3가 이상으로, 동일한 원자가수라도 중합 타입의 무기 금속염 중합체인 편이 보다 적합하다. 이 원자가수와 첨가량으로, 재료끼리의 응집력을 변화시킴으로써 토너의 점탄성을 제어할 수 있는 점에서, 본 발명의 토너에는, 응집제가 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.

본 실시 형태의 토너는, 형상계수(shape factor) SF1이 115∼140인 것이 바람직하다. 상기 형상계수 SF1이 115 미만으로 되면, 토너 입자간의 부착력이 약해져서, 전사시에 비산이 발생하기 쉬워진다. 상기 SF1이 140을 넘으면, 전사성이 저하하거나, 토너 현상상(像)의 밀도가 저하하는 경우가 있다. 여기서 형상계수 SF1는 SF1=(ML²/A)×(π/4)×100(식 중, ML:토너 입자의 절대 최대 길이, A:토너 입자의 투영 면적)을 가리킨다. 상기 SF1은 주로 현미경 화상 또는 주사 전자현미경(SEM) 화상을 화상 해석 장치를 이용하여 해석함으로써 수치화되어, 예를 들면, 이하와 같이 하여 산출할 수 있다. 즉, 슬라이드 글래스 위에 산포(散布)한 토너의 광학현미경을 비디오 카메라를 통해서 루젝스 화상 해석 장치에 삽입하여, 200개 이상의 토너 입자의 최대 길이와 투영 면적을 구하고, 상기 식에 의해 계산하여, 그 평균값을 구함으로써 얻어진다. 본 발명에서의 형상계수 SF1은, 광학현미경으로 관찰한 화상을 루젝스 화상 해석 장치로 해석함으로써 산출한 것이다.

본 실시 형태의 토너에는, 기타, 대전 제어제 등의 공지의 재료를 첨가해도 좋다. 그때에 첨가되는 재료의 체적 평균 입경으로는 1㎛ 이하인 것이 필요하고, O.O1∼1㎛인 것이 바람직하다. 상기 체적 평균 입경이 1㎛을 넘으면, 최종적으로 얻어지는 정전하상 현상용 토너의 입경 분포가 넓어지거나, 유리 입자의 발생이 생겨, 성능이나 신뢰성의 저하를 초래하기 쉽다. 한편, 상기 평균 입경이 상기 범위내에 있으면 상기 결점이 없는 동시에, 토너간의 편재가 감소하고, 토너 중의 분산이 양호하게 되어, 성능이나 신뢰성의 편차가 작아지는 점에서 유리하다. 또한, 상기 체적 평균 입경은, 예를 들면, 마이크로 트랙 등을 사용하여 측정할 수 있다.

상기 각종 첨가제 분산액을 제조하는 수단으로는, 특히 제한은 없지만, 예를 들면 회전 전단형 호모게나이저나 미디어(media)를 갖는 볼밀, 샌드밀, 다이노밀 등, 기타, 착색제 분산액이나 이형제 분산액의 제조와 동일한 장치 등, 그 자체 공 지의 분산 장치를 들 수 있고, 적당하고 최적인 것을 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 토너는, 그 대전량이 절대값으로 10∼70μC/g의 범위인 것이 바람직하고, 15∼50μC/g의 범위가 보다 바람직하다. 상기 대전량이 10μC/g 미만이면, 배경부 오염이 발생해 쉬워지고, 70μC/g을 넘으면, 화상 농도의 저하가 발생하기 쉬워진다. 또한, 30℃, 80RH%의 고습도 하와 10℃, 20RH%의 저습도 하에서의 대전량의 비율은 0.5∼1.5의 범위가 바람직하고, 0.7∼1.2의 범위가 보다 바람직하다. 상기 비율이 상기 범위내에 있으면 환경에 영향을 미치지 않고 선명한 화상을 얻을 수 있다. 대전량은 외첨제의 기여도 크지만, 미외첨시의 대전량이 중요한 것은 말할 필요도 없다. 미외첨시의 대전량 및 대전의 환경비를 향상시키기 위해서는, 메인으로 되는 결착 수지(바인더)로 이루어지는 수지 입자의 산가가 5∼50mgKOH/g, 더 바람직하게는 10∼40mgKOH/g인 것이 요망된다. 또한, 결착 수지(바인더)로 이루어지는 수지 입자의 산가, 수산기가는 JIS K 0070:92의 적정법에 의거하여 행하였다. 또한, 착색제 분산액이나 이형제 분산액 등에 사용되는 계면활성제 양을 토탈로 감하는 동시에, 잔류한 계면활성제나 이온 등을 충분히 세정하는 것이 필요하고, 세정 여액의 전도도가 O.O1mS/cm이하로 되도록 세정하는 것이 바람직하다. 또한, 토너의 건조도 중요하여, 수분량이 0.5중량% 이하가 되도록 건조하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 토너는, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피를 사용하여 측정한 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)로 나타내는 분자량 분포가 2∼30의 범위인 것이 바람직하고, 2∼20의 범위가 보다 바람직하고, 2.3∼5인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비(Mw/Mn)로 나타내는 분자량 분포가 30을 넘으면, 광 투과성, 착색성이 충분하지 않고, 특히 필름상에 정전하상 현상용 토너를 현상 또는 정착시킨 경우에, 광투과에 의해 비추어지는 화상이, 선명하지 않아 어두운 화상으로 되거나, 불투과로 발색하지 않는 투영 화상으로 되고, 2미만이면, 고온정착 시의 토너의 점도 저하가 현저하여, 오프셋(offset) 현상이 발생하기 쉬워진다. 한편, 상기 비(Mw/Mn)로 나타내는 분자량 분포가 상기 수치 범위내에 있으면, 광 투과성, 착색성이 충분한 동시, 고온 정착시에서의 정전하상 현상용 토너의 점도 저하를 방지하고, 오프셋(offset) 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 하여 최종적으로 가열하여 얻어진 토너에는, 유동성 조제, 클리닝 조제, 연마제 등으로서, 무기 입체 및 유기 입체를 첨가할 수 있다. 무기 입체로는, 예를 들면, 실리카, 알루미나, 티타니아, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 인산3칼슘, 산화세륨 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있다. 이들 무기 입자는 대전성, 분체 특성, 보존성 등의 토너의 여러 특성이나, 현상성이나 전사성이라는 시스템 적성을 제어하기 위해서 사용할 수 있다. 유기 입체로는, 예를 들면, 스티렌계 중합체, (메타)아크릴계 중합체, 에틸렌계 중합체 등의 비닐계 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 불소계 수지 등의 통상 토너 표면의 외첨제로서 사용되는 모든 입자를 들 수 있다. 이들 입자는 전사성을 향상시킬 목적으로 첨가되고, 그 1차 입경은 0.05∼1.0㎛인 것이 바람직하다. 또한, 윤활제를 첨가할 수도 있다. 윤활제로서, 예를 들면, 에틸렌비스스테아르산아미드, 올레산아미드 등의 지방산 아미드, 스테아르산아연, 스테아르산칼슘 등의 지 방산 금속염, 유닐린(unilin) 등의 고급 알코올 등을 들 수 있다. 이들은 일반적으로 클리닝성을 향상시킬 목적으로 첨가되고, 그 1차 입경은 0.1∼5.0㎛의 것을 사용할 수 있다. 본 발명의 토너에는, 상기 무기 입체 중에서도 소수화된 실리카를 필수 성분으로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 무기 분체의 1차 입경이 0.005∼0.5㎛인 것이 바람직하다. 특히, 실리카계 입자와, 티탄계 입자를 병용하는 것이 바람직하다. 또한 외첨제로서, 체적평균 입경이 80∼300nm인 무기 또는 유기 입자를 병용하는 것이, 전사성이나 현상제 수명의 관점에서 바람직하다.

상기 외첨제는, 토너 입자와 함께 샘플 밀이나 헨쉘 믹서 등으로 기계적 충격력을 가하여 토너 입자 표면에 부착 또는 고정시킨다.

[정전하상 현상용 토너]

본 실시 형태의 토너는 토너 입자 중의 이소프로필벤젠 양이 1Oppm 이하이다. 또한, 본 실시 형태의 다른 토너는 토너 입자 중의 2-부틸벤젠 양이 2ppm 이하이다.

또한, 본 실시 형태의 토너는, 상기의 정전하상 현상용 토너의 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다.

또한, 상기 이소프로필벤젠 및 2-부틸벤젠은 비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체 유래의 휘발성 성분으로서, 예를 들면, 시판의 스티렌계 중합성 단량체에 미량 함유되어 있거나, 또는 중합성 단량체의 예를 들면 중합 금지제 유래의 화합물로서 함유되어 있는 경우가 있다.

본 발명의 토너의 체적 평균 입경으로는 1∼20㎛가 바람직하고, 2∼8㎛가 보 다 바람직하고, 또한 개수 평균 입경으로는 1∼20㎛이 바람직하고, 2∼8㎛이 보다 바람직하다.

상기 체적 평균 입경 및 개수 평균 입경의 측정은, 예를 들면, 콜터 카운터[TA-II]형(콜터사제)을 사용하여, 100㎛의 애퍼쳐(aperture) 지름으로 측정함으로써 얻을 수 있다. 이때, 측정은 토너를 전해질 수용액(아이소톤 수용액)에 분산시켜, 초음파에 의해 30초 이상 분산시킨 후에 행한다.

[현상제]

본 발명의 정전하상 현상용 토너는, 그대로 1성분 현상제로서, 또는 2성분 현상제로서 사용할 수 있다. 2성분 현상제로서 사용하는 경우에는 캐리어와 혼합하여 사용된다.

2성분 현상제에 사용할 수 있는 캐리어로는, 특히 제한은 없고, 공지의 캐리어를 사용할 수 있다. 예를 들면, 니켈, 코발트 등의 자성 금속, 산화철, 페라이트, 마그네타이트 등의 자성 산화물이나, 이들 코어 재료 표면에 수지 피복층을 갖는 수지 코트 캐리어, 자성 분산형 캐리어 등을 들 수 있다. 또한 매트릭스 수지에 도전 재료 등이 분산된 수지분산형 캐리어여도 좋다.

캐리어에 사용되는 피복 수지·매트릭스 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 폴리염화비닐, 폴리비닐에테르, 폴리비닐케톤, 염화비닐―아세트산비닐 공중합체, 스티렌―아크릴산 공중합체, 유기실록산 결합으로 이루어지는 스트레이트 실리콘 수지 또는 그 변성품, 불소 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 페놀 수지, 에폭시 수지 등 을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

도전 재료로는 금, 은, 구리의 금속이나 카본블랙, 또한 산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 붕산알루미늄, 티탄산칼륨, 산화주석 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 캐리어의 코어 재료로는 철, 니켈, 코발트 등의 자성 금속, 페라이트, 마그네타이트 등의 자성 산화물, 글라스 비드 등을 들 수 있지만, 캐리어를 자기(磁氣) 브러쉬법에 사용하기 위해서는, 자성 재료인 것이 바람직하다. 캐리어의 코어 재료의 체적평균 입경으로는, 일반적으로는 10∼500㎛이며, 바람직하게는 30∼100㎛이다.

또한, 캐리어의 코어 재료의 표면에 수지 피복하기 위해서는, 상기 피복 수지, 및 필요에 따라 각종 첨가제를 적당한 용매에 용해한 피복층 형성용 용액에 의해 피복하는 방법을 들 수 있다. 용매로는, 특히 한정되는 것은 아니며, 사용하는 피복 수지, 도포 적성 등을 감안하여 적당히 선택하면 좋다.

일반적으로, 캐리어는 적당한 전기 저항값을 갖는 것이 필요하며, 구체적으로는 1O⁸∼1O¹⁴Ωcm 정도의 전기 저항값이 요구되고 있다. 예를 들면, 철분 캐리어와 같이 전기 저항값이 1O⁶Ωcm으로 낮은 경우에는, 슬리브로부터의 전하 주입에 의해 캐리어가 감광체의 화상부에 부착되거나, 잠상 전하가 캐리어를 거쳐서 빠져나가거나, 잠상의 흐트러짐이나 화상의 결손 등을 일으키는 등의 문제가 생긴다. 한편, 절연성의 수지를 두껍게 피복해버리면 전기 저항값이 너무 높아져서, 캐리어 전하가 누설하기 어려워져, 그 결과 엣지가 뚜렷한 화상으로는 되지만, 반면 대면적의 화상면에서는 중앙부의 화상 농도가 매우 엷어진다는 엣지 효과라는 문제가 생긴다. 그 때문에 캐리어의 저항 조정을 위해서 수지 피복층 중에 도전성 미세 분말을 분산시키는 것이 바람직하다.

캐리어 저항은 2매의 극판 전극의 사이에 캐리어 입자를 끼워, 전압을 인가했을 때의 전류를 측정하는, 일반적인 극판간식 전기 저항 측정법에 의해 구해지고, 1O³ ^.8V/cm의 전계 하에서의 저항으로 평가한다.

도전분(粉) 자신의 전기 저항은 1O⁸Ωcm 이하가 바람직하고, 1O⁵Ωcm 이하가 보다 바람직하다. 도전분의 구체예로는 금, 은, 구리와 같은 금속; 카본 블랙; 산화티탄, 산화아연과 같은 도전성의 금속 산화물 단체계; 산화티탄, 산화아연, 붕산알루미늄, 티탄산칼륨, 산화주석 등의 입자의 표면을 도전성의 금속 산화물로 피복한 복합계 등을 들 수 있다. 제조 안정성, 비용, 전기 저항이 낮다는 관점에서 카본블랙이 특히 바람직하다. 카본블랙의 종류는 특히 한정되지 않지만, 제조 안정성이 좋은 DBP(디부틸프탈레이트) 흡유량이 50∼300㎖/100g 범위의 것이 적합하다. 도전분의 체적평균 입경은 O.1㎛ 이하가 바람직하고, 분산을 위해서는 체적평균 1차 입경이 50nm 이하인 것이 바람직하다.

상기 수지 피복층을, 캐리어 코어 재료의 표면에 형성하는 방법으로는, 예를 들면, 캐리어 코어 재료의 분말을 피막층 형성용 용액 중에 침지하는 침지법, 피막층 형성용 용액을 캐리어 코어 재료의 표면에 분무하는 스프레이법, 캐리어 코어재 료를 유동 에어(air)에 의해 부유시킨 상태에서 피막층 형성용 용액을 분무하는 유동상(床)법, 니더 코터 중에서 캐리어 코어 재료와 피막층 형성용 용액을 혼합하여 용제를 제거하는 니더 코팅법, 피막 수지를 입자화하여 피막 수지의 융점 이상에서 캐리어 코어 재료와 니더 코터 중에서 혼합하여 냉각해서 피막시키는 파우더 코팅법을 들 수 있지만, 니더 코팅법 및 파우더 코팅법이 특히 바람직하게 사용된다.

상기 방법에 의해 형성되는 수지 피막층의 평균 막두께는 통상 O.1∼1O㎛, 바람직하게는 0.2∼5㎛의 범위이다.

본 실시 형태의 정전 잠상 현상용 캐리어에서 사용되는 코어 재료(캐리어 코어 재료)로는, 특히 제한은 없고, 철, 강철, 니켈, 코발트 등의 자성 금속, 또는, 페라이트, 마그네타이트 등의 자성 산화물, 글라스 비드 등을 들 수 있지만, 자기 블러쉬법을 사용하는 관점에서는, 자성 캐리어인 것이 바람직하다. 캐리어 코어 재료의 평균 입경으로는, 일반적으로는 10∼100㎛이 바람직하고, 20∼80㎛이 보다 바람직하다.

상기 2성분 현상제에서의 본 실시 형태의 정전하 현상용 토너와 상기 캐리어의 혼합비(중량비)로는 토너:캐리어=1:100∼30:100 정도의 범위이며, 3:100∼20:100 정도의 범위가 보다 바람직하다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[수계 용매 중에서 중합시킨 수지 입자 분산액(1)]

시판의 스티렌(시약 특급)에 시약 이소프로필벤젠을 30ppm 첨가한다. 스티렌 모노머(와코쥰야쿠 시약 특급) 1kg에 이소프로필벤젠(와코쥰야쿠 시약 특급)을 30mg 첨가한 스티렌 모노머를 사용하여 유화 중합을 행하여 수지 입자 분산액을 얻었다.

스티렌 325중량부

n-부틸아크릴레이트 (와코쥰야쿠사제) 75중량부

β-[카르복시에틸아크릴레이트(로디아니카사제) 9중량부

1,10-[데칸디올디아크릴레이트(신나카무라가가꾸사제) 1.5중량부

도데칸티올(와코쥰야쿠사제) 2.7중량부

상기 성분을 미리 혼합하고, 용해하여 용액을 제조해 두고, 음이온성 계면활성제(다우케미컬사제, 다우 팩스 A211) 4중량부를 이온교환수 550중량부에 용해한 계면활성제 용액을 플라스크에 수용하고, 상기의 용액 413.2중량부를 투입하여 분산하여 유화시켜 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 6중량부를 용해한 이온 교환수 50중량부를 투입하였다. 그 다음에, 계내를 질소로 충분히 치환한 후, 플라스크를 교반하면서 오일 배스에서 계내가 70℃로 될 때까지 가열하여, 5시간 그대로 유화 중합을 계속하여 수지 입자 분산액(1)을 얻었다. 수지 입자 분산액으로부터 수지 입자를 분리하여 물성을 조사한 결과, 중심 지름은 200nm, 분산액 중의 고형분량은 41%, 유리 전이점은 51.7℃이고, 중량평균 분자량 Mw는 33000이었다.

[수계 용매 중에서 중합시킨 수지 입자 분산액(2)]

시판의 스티렌(시약 특급)에 시약 2-부틸벤젠을 50ppm 첨가한다.

스티렌 모노머(와코쥰야쿠 시약 특급) 1kg에 2-부틸벤젠(와코쥰야쿠 시약 특급)을 50mg 첨가한 스티렌 모노머를 이용하여 유화 중합을 행하여 수지 입자 분산액을 얻었다.

스티렌 325중량부

n-부틸아크릴레이트(와코쥰야쿠사제) 75중량부

β-카르복시에틸아크릴레이트(로디아니카사제) 9중량부

1,10-데칸디올디아크릴레이트(신나카무라가가꾸사제) 1.5중량부

도데칸티올(와코쥰야쿠사제) 2.7중량부

상기 성분을 미리 혼합하고, 용해하여 용액을 제조해 두고, 음이온성 계면활성제(다우케이컬사제, 다우 팩스 A211) 4중량부를 이온 교환수 550중량부에 용해한 계면활성제 용액을 플라스크에 수용하고, 상기의 용액 413.2중량부를 투입해서 분산하여 유화시켜 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 6중량부를 용해한 이온 교환수 50중량부를 투입하였다. 그 다음에, 계내를 질소로 충분히 치환한 후, 플라스크를 교반하면서 오일 배스에서 계내가 70℃로 될 때까지 가열하고, 5시간 그대로 유화 중합을 계속하여 수지 입자 분산액(2)을 얻었다. 수지 입자 분산액으로부터 수지 입자를 분리하여 물성을 조사한 결과, 중심 지름은 20Onm, 분산액 중의 고형분량은 41%, 유리 전이점은 51.7℃이고, 중량평균 분자량 Mw는 33,000이었다.

[수지 입자 분산액(A1)]

수지 입자 분산액(1) 100부를, 유기 용제인 THF 41중량부(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)에 5분간 분액 깔때기에서 침지 혼합시킨 후, 유기 용매와 수지 입자 분산액을 분리하여 수지 입자 분산액(A1)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A2)]

THF의 양을 87.1중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 32:68) 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A2)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A3)]

THF의 양을 19.3중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량비율 68:32) 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A3)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A4)]

THF의 양을 300중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 12:88) 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A4)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A5)]

THF의 양을 5.6중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 88:12) 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A5)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A6)]

THF의 대신에 아세트산에틸(와코쥰야쿠제, 특급)(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A6)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A7)]

THF의 대신에 디클로로에탄(와코쥰야쿠사제, 특급)(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(A1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A7)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(A8)]

THF의 대신에 시클로헥산(와코쥰야쿠사제, 특급)(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(Al)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(A8)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B1)]

수지 입자 분산액(2) 100부를, 유기 용제인 THF 41중량부(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)에 5분간 분액 깔때기에 침지 혼합시킨 후, 유기 용매와 수지 입자를 분리하여 수지 입자 분산액(B1)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B2)]

THF의 양을 87.1중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 32:68) 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B2)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B3)]

THF의 양을 19.3중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 68:32) 것 외에는 수지 입자 분산액(Bl)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B3)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B4)]

THF의 양을 300중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 12:88) 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B4)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B5)]

THF의 양을 5.6중량부로 한(수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 88:12) 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B5)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B6)]

THF 대신에 아세트산에틸(와코쥰야쿠사제, 특급) (수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B6)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B7)]

THF 대신에 디클로로에탄(와코쥰야쿠사제, 특급) (수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B7)을 얻었다.

[수지 입자 분산액(B8)]

THF 대신에 시클로헥산(와코쥰야쿠사제, 특급) (수지 입자와 유기 용매의 중량 비율 50:50)을 사용한 것 외에는 수지 입자 분산액(B1)과 같은 방법으로 수지 입자 분산액(B8)을 얻었다.

[수지 입자 분산액 C]

스티렌(와코쥰야쿠제, 시약 특급) 325중량부

n-부틸아크릴레이트(와코쥰야쿠제) 75중량부

β-카르복시에틸아크릴레이트(로디아니카사제) 9중량부

도데칸티올(와코쥰야쿠제) 2.7중량부

상기 성분을 미리 혼합하고, 용해하여 용액을 제조해 두고, 음이온성 계면활성제(다우케미컬사제, 다우 팩스 A211) 4중량부를 이온 교환수 550중량부에 용해한 계면활성제 용액을 플라스크에 수용하고, 상기 용액 413.2중량부를 투입하여 분산하여 유화시켜 10분간 천천히 교반·혼합하면서, 과황산암모늄 6중량부를 용해한 이온 교환수 50중량부를 투입하였다. 그 다음에, 계내를 질소로 충분히 치환한 후, 플라스크를 교반하면서 오일 배스에서 계내가 70℃로 될 때까지 가열하고, 5시간 그대로 유화 중합을 계속하여 수지 입자 분산액 C를 얻었다. 수지 입자 분산액으로부터 수지 입자를 분리하여 물성을 조사한 결과, 중심 지름은 200nm, 분산액 중의 고형분량은 41%, 유리 전이점은 51.7℃이고, 중량 평균 분자량 Mw는 33,000이었다.

[착색제 입자 분산액]

카본블랙(R330 카보트사제) 45중량부

이온성 계면활성제 네오겐 SC(다이이치고교세이야쿠사제) 5중량부

이온 교환수 200중량부

이상을 혼합 용해하고, 호모게나이저(IKA 울트라타락스)에 의해 10분간 분산시킨 다음, 초음파 분산기를 사용하여, 28KHz의 초음파를 10분간 조사하여, 고형분 20%, 중심 입경 125nm의 착색제 입자 분산액을 얻었다.

[이형제 입자 분산액]

폴리에틸렌왁스 45중량부

(도요 페트로라이트사제, PolyWax 725:융점 103℃)

이온성 계면 활성제 네오겐 SC(다이이치고교세이야쿠사제) 5중량부

이온 교환수 200중량부

상기 성분을 120℃로 가열하고, 압력 토출형 골린 호모게나이저로 분산 처리하여, 고형분 20%, 중심 입경 226nm의 이형제 입자 분산액을 얻었다.

(토너 A1 제조법)

수지 입자 분산액(A1) 273중량부

착색제 입자 분산액 50중량부

이형제 입자 분산액 90중량부

폴리염화알루미늄 3.0중량부

이온 교환수 660중량부

상기 성분 1076중량부를 환(丸)형 스테인레스제 플라스크 중에서 호모게나이저(IKA사제, 울트라타락스 T50)로 충분히 혼합·분산시킨 후, 가열용 오일 배스에서 플라스크를 교반하면서 47℃까지 가열하여, 47℃에서 60분간 유지하여 응집 입자 분산액을 제조하였다. 이 응집 입자 분산액에 상기의 수지 입자 분산액(A1)을 천천히 146중량부 추가하였다.

그 후, 0.5몰/리터의 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 계내의 pH를 6.5로 조정한 후, 교반을 계속하면서 96℃까지 가열하여 5시간 유지하였다. 냉각 후 여과한 후, 3리터의 이온 교환수에 재분산시켜 누체(Nutsche)식 흡인 여과에 의해 고액 분리하는 것을 6회 반복하여 웨트 케이크를 얻었다. 그 다음에 진공 건조를 40℃에서 12시간 행하여 평균 체적입경 5.2㎛의 토너 모입자를 얻었다.

다음에, 토너 모입자 50중량부에 대하여, 소수성 실리카(카보트제, TS720)를 1.5중량부 첨가하고, 샘플 밀로 블랜드 하여 토너 A1을 얻었다.

(토너 A2 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A2)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A2을 얻었다.

(토너 A3 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A3)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A3을 얻었다.

(토너 A4 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A4)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A4를 얻었다.

(토너 A5 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A5)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A5를 얻었다.

(토너 A6 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A6)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A6을 얻었다.

(토너 A7 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A7)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A7을 얻었다.

(토너 A8 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(A8)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 A8을 얻었다.

(토너 B1 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B1)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B1을 얻었다.

(토너 B2 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B2)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B2을 얻었다.

(토너 B3 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B3)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B3을 얻었다.

(토너 B4 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B4)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 동일한 방법으로 토너를 제조하고, 토너 B4을 얻었다.

(토너 B5 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B5)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B5을 얻었다.

(토너 B6 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B6)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B6을 얻었다.

(토너 B7 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B7)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B7을 얻었다.

(토너 B8 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액(B8)으로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 B8을 얻었다.

(토너 C 제조법)

토너 A1 제조법에서 수지 입자 분산액(A1)을 수지 입자 분산액 C로 변경한 것 외에는 토너 A1 제조법과 같은 방법으로 토너를 제조하여, 토너 C를 얻었다.

[캐리어의 제조예]

Mn-Mg계 페라이트 입자 100중량부

(진(眞)비중 4.6g/㎤, 체적평균 입경 35㎛, 포화 자화 65emu/g)

톨루엔 11중량부

디에틸아미노에틸메타크릴레이트-스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체

(공중합비 2:20:78, 중량평균 분자량 50,000) 2중량부

카본블랙(카보트사제, R330R) 0.2중량부

(체적평균 입경 25nm, DBP값 71㎖/100g, 저항 10Ωcm 이하)

페라이트 입자를 제외한 상기 성분과 글라스 비드(입경 1mm, 톨루엔과 동량)를 간사이페인트사제 샌드밀에 투입하고, 회전 속도 1200rpm으로 30분간 교반하여 피복 수지층 형성용 용액을 제조하였다. 다음에, 이 피복 수지층 형성용 용액과 페라이트 입자를 진공 탈기형 니더에 넣고, 온도를 60℃로 유지하여 10분간 교반한 후, 감압하여 톨루엔을 증류하여 제거함에 의해 피복 수지층을 형성하여 캐리어를 얻었다. 피복 수지층의 두께는 1㎛였다. 1O³ ^.8V/cm의 전계 하에서의 캐리어 저항은 4×1O¹⁰Ωcm이었다. 또한, 포화 자화값은 진동 시료형 자력계(도에이고교사제)를 사용하여, 인가 자계 3000(Oe)라는 조건 하에서, 측정하여 얻어진 것이다.

[현상제의 제조]

상기 캐리어 100중량부에 대하여, 토너 A1∼A8, 토너 B1∼B8, 토너 C의 각 토너 8중량부를 V형 블랜더로 20분간 블랜딩한 후, 구멍 크기 212미크론의 진동 체에 의해 응집제를 제거하여 각 현상제를 얻었다.

[정착성 평가(정착 부재 열화 평가)]

얻어진 현상제를, 후지제롯쿠스사제 DocuCentre Color 400 CP 개조기를 사용하여 현상기에, 보급용 토너를 각 토너 카트리지에, 상기 현상제 및 보급용 토너를 세팅하였다. 또한, 개조한 점은 정착 온도의 설정을 200℃로 한 점과, 속도를 120mm/s로 한 점이다. 용지상의 각 단색 민판 화상(solid image)의 현상 토너량을 7.0mg/㎡로 조정한 후, 흑색의 전면 민판 화상을 200매 연속으로 출력한 후, 5cm×5cm의 크기의 민판 화상을 출력하여, 화상의 열화를 육안으로 또는 오프셋 화상으로 확인하였다. 용지는, 후지제롯쿠스 오피스 서플라이사제의 상품명「J지」를 사용하였다. 용지 사이즈는 A4였다. 또한, 출력은 200매를 1사이클로 하여 50사이클, 10000매까지 행하였다.

평가 항목은 이하와 같다.

(광택도)

광택도는 JIS Z 8741:97의 75도 경면 광택도 시험법에 의거하여 행하였다. 측정 장치는 무라카미 색채 기술 연구소제 GM-26D였다.

(오프셋)

5cm×5cm의 크기의 민판 화상의 정착 상으로부터 정착 롤 1회전 후에 나타나는 오프셋 화상에 대하여 육안으로 확인하였다.

(토너 수율)

토너 C를 100으로 했을 때의 토너 A1∼A8, 토너 B1∼B8의 수율을 측정하였다.

[토너로부터의 휘발 성분 평가]

이소프로필벤젠의 정량 분석 방법:

토너 1g을 정밀 칭량하고, 이황화탄소 1O㎖를 첨가하여 추출을 행하여, 이 추출액 1㎕를 가스크로마토그래피에 주입하여 분석을 실시하였다. 가스크로마토그래피는 시마즈세이사쿠쇼제 GC-17A를 사용하여, 이하의 조건으로 실시하였다.

칼럼: TC-1 60m

주입구 온도: 200℃

온도 상승 조건: 40℃에서 5분, 4℃/분으로 140℃로

검출기:FID

측정한 크로마토그램의 이소프로필벤젠에 해당하는 피크 면적값을 각각 1.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0, 20.0ppm 함유하는 시료로부터 미리 검량 하고, 작성해 둔 이소프로필벤젠의 검량선 데이터를 이용하여 이소프로필벤젠을 정 량하였다.

2-부틸벤젠의 정량 분석 방법:

토너 1g을 정밀 칭량하고, 이황화탄소 1O㎖을 첨가하여 추출을 행하여, 이 추출액 1㎕를 가스크로마토그래피에 주입하여 분석을 실시하였다. 가스크로마토그래피는 시마즈세이사쿠쇼제 GC-17A를 사용하여, 이하의 조건으로 실시하였다.

칼럼: TC-1 60m

주입구 온도: 200℃

온도 상승 조건: 40℃에서 5분, 4℃/분에서 140℃로

검출기: FID

측정한 크로마토그램의 2-부틸벤젠에 해당하는 피크 면적값을 각각 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, 10.0ppm 함유하는 시료로부터 미리 검량하여, 작성해 둔 2-부틸벤젠의 검량선 데이터를 이용하여 2-부틸벤젠을 정량하였다.

또한, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의해, 분자량 측정(폴리스티렌 환산)을 행하였다. GPC은 「HLC-8120GPC、 SC-8020(도소(주)사제) 장치」를 사용하고, 칼럼은 「TSKgel, SuperHM-H(도소(주)사제, 6.0mmID×15cm)」을 2개 사용하여, 용리액으로서 THF(테트라히드로푸란)을 사용하였다. 실험 조건으로는, 시료 농도 0.5%, 유속 0.6㎖/분, 샘플 주입량 10㎕, 측정 온도 40℃、 IR 검출기를 사용하여 실험을 행하였다. 또한, 검량선은 도소사제 「폴리스티렌 표준 시료 TSK standard」:「A-500」, 「F-1」, 「F-10」, 「F-80」, 「F-380」, 「A-2500」, 「F-4」, 「F-40」, 「F-128」, 「F-700」의 10개의 샘플로 제조하였다.

또한, 토너의 유리전이점(Tg)은 시차주사 열량계(시마즈세이사쿠쇼사제:DSC-7)의 열분석 장치를 사용하여 측정하였다. 측정은 실온(25℃)에서 150℃까지 매분 10℃의 온도상승 속도, 가스로서 질소를 사용하여 매분 20㎖의 유량으로 행하여, JIS 규격(JIS K-7121-1987 참조)에 의해 해석하여 얻었다.

토너의 체적 평균 입경에 대해서는, 콜터 멀티사이저 II(벡그만 콜터사제)를 사용하고, 전해액은 ISOTON-II(벡그만 콜터사제)을 사용하였다.

측정법으로는 분산제로서 계면활성제, 바람직하게는 알킬벤젠설폰산나트륨의 5% 수용액 2㎖ 중에 측정 시료를 0.5∼50mg 첨가하고, 이것을 상기 전해액 10O㎖ 중에 첨가하였다.

시료를 현탁한 전해액은 초음파 분산기로 1분간 분산 처리를 행하여, 애퍼쳐 지름으로서 100㎛ 애퍼쳐를 사용하여 2∼60㎛의 입자의 입도 분포를 측정하여 체적 평균 분포, 개수 평균 분포를 구하였다. 측정하는 입자수는 50000이었다.

[표 1]

	토너	휘발 성분량(ppm)		수율
	토너	이소프로필벤젠	2-부틸벤젠	수율
실시예 1	A1	2.6	0.5	92
실시예 2	A2	1.3	0.3	86
실시예 3	A3	4.5	0.9	94
실시예 4	A4	0.8	0.2	81
실시예 5	A5	9.4	1.3	96
실시예 6	A6	2.7	0.6	91
실시예 7	A7	3.0	0.6	90
실시예 8	A8	3.2	0.7	91
실시예 9	B1	0.6	1.0	90
실시예 10	B2	0.5	0.7	83
실시예 11	B3	1.3	1.5	93
실시예 12	B4	0.4	0.5	80
실시예 13	B5	2.5	1.8	96
실시예 14	B6	0.7	1.2	90
실시예 15	B7	0.8	1.2	89
실시예 16	B8	0.9	1.3	89
비교예 1	C	12	2.7	100

[표 2]

	토너	평가
	토너	오프셋	1매째의 광택도	10000매째의 광택도
실시예 1	A1	미발생	85%	83%
실시예 2	A2	미발생	85%	84%
실시예 3	A3	미발생	86%	78%
실시예 4	A4	미발생	84%	84%
실시예 5	A5	미발생	85%	67%
실시예 6	A6	미발생	85%	84%
실시예 7	A7	미발생	86%	83%
실시예 8	A8	미발생	87%	85%
실시예 9	B1	미발생	85%	83%
실시예 10	B2	미발생	87%	85%
실시예 11	B3	미발생	85%	75%
실시예 12	B4	미발생	84%	84%
실시예 13	B5	미발생	86%	66%
실시예 14	B6	미발생	87%	86%
실시예 15	B7	미발생	86%	84%
실시예 16	B8	미발생	87%	85%
비교예 1	C	8000매에서 발생	86%	-

표 1 및 표 2로부터 이하가 명백하다. 본 발명의 토너를 사용하면 정착 화상의 오프셋(offset)이 나타나기 어려운 토너를 얻을 수 있다. 이에 대하여 비교예의 토너는 초기적으로는 문제없지만, 정착 롤의 박리성 저하로 생각되는 오프셋(offset)이 나타난다. 또한 본 발명의 바람직한 휘발 성분량으로 억제하면 수율과 광택도 저하에 관해서 바람직한 결과가 얻어진다.

본 발명의 활용예로서, 전자 사진 방식을 사용한 복사기, 프린터 등의 화상 형성 장치에의 적용, 예를 들면 기록지(용지) 위에 담지된 미정착 토너상을 정착하는 정착 장치에의 적용이 있다.

본 발명에 의하면, 정착 공정 시에, 정착 부재의 표면 및 피전사체의 표면의 손상을 억제가능한 정전하상 현상용 토너 및 그 제조 방법 등을 제공한다.

Claims

비닐계 이중 결합을 갖는 중합성 단량체를 포함하는 중합성 단량체를 수계 용매 중에서 중합시켜 수지 입자 분산액을 얻는 공정과,

상기 수지 입자 분산액을 유기 용매와 접촉시켜 세정하는 공정을 갖고,

세정된 수지 입자 분산액과, 착색제를 분산시켜 이루어지는 착색제 입자 분산액과, 이형제를 분산시켜 이루어지는 이형제 입자 분산액을 혼합하여, 상기 수지 입자와 착색제 입자와 이형제 입자를 응집시켜서 응집 입자를 형성한 후, 가열하여 상기 응집 입자를 융합하여 정전하상 현상용 토너를 제조하는 정전하상 현상용 토너의 제조 방법.
제1항에 있어서,

수계 용매 중에서 중합시키는 수지 입자와 상기 유기 용매의 중량 비율이 10:90∼90:10인 정전하상 현상용 토너의 제조 방법.
토너 입자 중의 이소프로필벤젠 양이 10ppm 이하인 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

토너의 형상계수 SF1이 115∼140인 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

겔 퍼미에이션 크로마토그래피를 사용하여 측정한, 토너의 중량평균 분자량(Mw)과 토너의 수평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)가 2∼30인 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

토너에 포함되는 수지 입자의 산가가 5∼50mgKOH/g인 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제의, ASTM D 3418-8에 의해 측정된 주체 극대 흡열 피크가 60∼120℃에 있고, 140℃에서 1∼50mPas의 용융 점도를 갖는 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제의 흡열 개시 온도가 40℃ 이상인 정전하상 현상용 토너.
제3항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제가 폴리알킬렌인 정전하상 현상용 토너.
토너 입자 중의 이소프로필벤젠 양이 1Oppm 이하인 정전하상 현상용 토너와, 전기 저항값이 1O⁸∼1O¹⁴Ωcm인 캐리어를 포함하는 정전하상 현상용 현상제.
토너 입자 중의 2-부틸벤젠 양이 2ppm 이하인 정전하상 현상용 토너.
제11항에 있어서,

토너의 형상계수 SF1이 115∼140인 정전하상 현상용 토너.
제11항에 있어서,

겔 퍼미에이션 크로마토그래피를 이용하여 측정한, 토너의 중량평균 분자량(Mw)과 토너의 수평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)가 2∼30인 정전하상현상용 토너.
제11항에 있어서,

토너에 포함되는 수지 입자의 산가가 5∼50mgKOH/g인 정전하상 현상용 토너.
제11항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제의, ASTM D 3418-8에 의해 측정된 주체 극대 흡열 피크가 60∼120에 있고, 140℃에서 1∼50mPas의 용융 점도를 갖는 정전하상 현상용 토너.
제11항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제의 흡열 개시 온도가 40℃ 이상인 정전하상 현상용 토너.
제11항에 있어서,

토너에 포함되는 이형제가 폴리알킬렌인 정전하상 현상용 토너.
토너 입자 중의 2-부틸벤젠 양이 2ppm 이하인 정전하상 현상용 토너와, 전기 저항값이 1O⁸∼1O¹⁴Ωcm인 캐리어를 포함하는 정전하상 현상용 현상제.