KR20090005847A

KR20090005847A - 중공 토너 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20090005847A
Application number: KR1020070069217A
Authority: KR
Inventors: 방경; 박창신; 연경열; 정민영; 신홍철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-14
Also published as: JP2009020518A; US20090017394A1; CN101344735A; EP2015141A1

Abstract

중공 토너 및 그의 제조방법이 제공된다.

상기 중공 토너는 내부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며, 내부 중공부를 둘러 싼 외층이 폴리머, 왁스 및 안료를 포함한다.

상기 중공 토너는 저에너지 및 저압에서도 우수한 정착성을 나타낼 수 있으며, 고속 정착에도 유리하고, 토너 소비량이 적은 특성을 가지므로, 저온 초고속의 2성분계 프린터 등과 같은 다양한 화상 형성 장치 등에 유용하게 사용할 수 있으며, 비교적 간단한 공정으로도 쉽게 제조할 수 있다는 특성을 갖는다.

Description

중공 토너 및 그의 제조방법 {Hollow toner and process for preparing the same}

본 발명은 중공 토너 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 토너의 중심부가 비어 있어 낮은 에너지 및 낮은 압력에서도 우수한 정착성을 나타내며, 고속 정착에도 유리하고, 토너 소비량이 적은 특성을 갖는 중공 토너 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 중공입자(Hollow particle)는 다단계 유화중합, 일단계 유화중합, 고분자와 용매간 상분리, SPG(Shirasu phorous glass) 멤브레인 유화중합법 등의 공정으로 제조가 가능한 것으로 알려져 있다. 이와 같은 다단계 및 일단계 유화중합법에 의한 공정은 라텍스 크기가 나노 단위로서 토너용 입자 제조에 사용하기에는 어려움이 있으므로, 일정 크기를 가져야 하는 토너 제조에는 현탁중합법인 고분자와 용매간 상분리법과 SPG 멤브레인을 이용한 현탁 혹은 분산 중합법이 적당하다. 그러나 이와 같은 일반적인 현탁중합법을 이용하여 중공 입자를 제조하기 위해서는 과량의 가교제 첨가가 필요하고, 이와 같은 다량의 가교제 첨가로 인하여 얻어진 토너는 용융이 쉽지 않아 정착에 불리하다는 문제를 갖는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 중공 토너 입자를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 중공 토너 입자의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 중공 토너 입자를 사용하는 화상 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 중공 토너 입자를 채용한 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

내부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며,

내부 중공부를 둘러 싼 외층이 폴리머, 왁스 및 안료를 포함하는 중공 토너를 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 외층은, 대전제어제, 연쇄이동제 및 이형제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중공 토너의 부피 평균 입경은 2 내지 20㎛이다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중공 토너의 부피 평균 입경은 3 내지 10㎛이다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중공 토너는 단분산 입도 분포를 갖는다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 외층의 두께는 1 내지 3㎛가 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 내부 중공부는 공기층인 것이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 폴리머는 중합성 모노머의 중합물이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 폴리머는 호모폴리머, 랜덤 코폴리머, 그래프트 코폴리머, 블록 코폴리머 등이 가능하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중합성 모노머는 비닐계 단량체, 카르복실기를 갖는 극성 단량체, 불포화 폴리에스테르기를 갖는 단량체, 및 지방산기를 갖는 단량체 중에서 선택된 하나 이상이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중합성 모노머는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산의 유도체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌의 에틸렌성 불포화 모노올레핀; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐의 할로 겐화비닐; 아세트산비닐, 프로피온산비닐의 비닐에스테르; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르의 비닐에테르; 비닐메틸케톤, 메틸이소프로페닐케톤의 비닐케톤; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, N-비닐피롤리돈의 질소 함유 비닐 화합물 중에서 선택된 하나 이상이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 안료는 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙 안료 중에서 선택된 하나이다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 안료는 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부가 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 왁스는 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르바우나 왁스 및 메탈로센 왁스로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 왁스는 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부가 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중공 토너의 표면 상에 외첨제를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

중합성 모노머, 왁스, 안료, 중합개시제 및 소수성 용매를 혼합하여 분산 혼합액을 얻는 단계;

분산 안정제를 수계 용매에 용해한 분산매를 얻는 단계;

상기 분산 혼합액을 가압하에 멤브레인의 기공으로 통과시키면서 상기 분산 매에 적가하여 상기 분산 혼합액의 액적을 형성하는 단계;

상기 분산 혼합액의 액적을 중합하여 중공 입자를 얻는 단계; 및

상기 중공입자를 건조하는 단계;를 포함하는 중공 토너의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 중합개시제로서는 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염; 4,4-아조비스(4-시아노길초산), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2-아조비스-2-메틸-N-1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸프로피오아미드, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴) 등의 아조 화합물; 메틸에틸퍼록시드, 디-t-부틸퍼록시드, 아세틸퍼록시드, 디쿠밀퍼록시드, 라우로일퍼록시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼록시-2-에틸헥사노에이트, 디-이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트 등의 과산화물 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 멤브레인의 기공 크기는 2 내지 10㎛이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 멤브레인의 기공 크기는 4 내지 6㎛이 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 소수성 용매로서는 탄화수소계 용매가 바람직하다.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 제조방법은 상기 건조공정에서 얻어진 중공 입자를 외첨제로 외첨하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너는 내부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며, 내부 중공부를 둘러 싼 외층이 폴리머, 왁스 및 안료를 포함하는 중공 토너인 화상 형성 방법을 제공한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

유기감광체; 상기 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 내부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며, 내부 중공부를 둘러 싼 외층이 폴리머, 왁스 및 안료를 포함하는 중공 토너를 수용하는 수단; 상기 유기감광체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 중공 토너를 유기감광체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너상을 유기감광체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치를 제공한다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 입자의 내부에 공기층을 가지며, 상기 공기층을 둘러 싸고 있는 외층이 왁스 및 안료 등을 포함하는 폴리머층인 중공 토너를 제공하며, 이와 같은 중공 토너는 정착 과정에서 낮은 압력 및 낮은 에너지를 사용할 수 있으며, 밀도의 감소로 인해 토너 소모량을 저감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 중공 토너는 도 1에 도시한 바와 같이 중심부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며, 내부 중공부를 둘러 싼 외층은 폴리머층으로 이루 어진다.

또한 본 발명에 따른 중공 토너는 그 제조공정상의 특징으로 인해 단분산된 입도 분포를 갖는 것이 가능하다. 이와 같은 단분산 특징으로 인해 중공 토너는 그 크기가 일정하고 균일해지므로 우수한 물성을 갖게 된다.

상기 중공구 형상의 본 발명에 따른 중공 토너는 그 부피 평균 입경이 2 내지 20㎛, 바람직하게는 3 내지 10㎛, 더욱 바람직하게는 4 내지 8㎛이다. 상기 중공 토너의 입경이 20㎛를 초과하는 경우 전사 또는 정착이 곤란할 수 있으며, 2㎛ 미만이면 클리닝성 저하와 같은 문제가 있어 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 상기 중공구 형상의 중공 토너에서 외층의 두께는 토너 밀도 등을 결정하는 중요한 인자로서 작용하게 되는 바, 상기 외층인 폴리머층의 두께는 0.1 내지 5㎛, 바람직하게는 1 내지 3㎛의 두께를 갖는다. 상기 외층의 두께가 3㎛를 초과하는 경우 저압력 및 저에너지 정착이 곤란해지고, 0.1㎛ 미만이면 토너 입자가 쉽게 깨어질 우려가 있어 바람직하지 않다.

이와 같은 두께는 토너의 전체 입경 대비 2% 내지 40%, 바람직하게는 5 내지 30%의 두께를 갖는 것이 좋다.

상기 폴리머층은 수계 용매를 분산매로 하여 고분자계 분산 안정제의 존재하에 수불용성인 중합성 모노머와 소수성 용매 등을 포함하는 혼합액을 상기 분산매에 적가한 후 중합하여 형성된다. 이와 같은 폴리머층을 구성하는 폴리머는 호모폴리머, 랜덤 코폴리머, 그래프트 코폴리머, 블록 코폴리머 등의 형태로 존재할 수 있다.

이와 같은 폴리머층을 구성하는 폴리머는 중합성 모노머의 중합 반응에 의해 형성되며, 이때 사용가능한 중합성 모노머로서는 비닐계 단량체, 카르복실기를 갖는 극성 단량체, 불포화 폴리에스테르기를 갖는 단량체, 및 지방산기를 갖는 단량체 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 특히 비닐계 단량체와 카르복실기를 갖는 극성 단량체를 소정 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 중합성 모노머의 구체적인 예로서는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산의 유도체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌의 에틸렌성 불포화 모노올레핀; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐의 할로겐화비닐; 아세트산비닐, 프로피온산비닐의 비닐에스테르; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르의 비닐에테르; 비닐메틸케톤, 메틸이소프로페닐케톤의 비닐케톤; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, N-비닐피롤리돈의 질소 함유 비닐 화합물 중에서 선택된 하나 이상이 바람직하다.

상기 중합성 모노머의 중합 과정에서 코모노머로서 매크로 모노머가 첨가될 수 있으며, 이들은 수용액 상에서 상기 폴리머의 안정성을 유지함으로써 응집 등을 억제하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 사용되는 매크로모노머는 친수성기 및 소수성기를 모두 가지는 양 쪽성 물질(amphiphilic material)이며 말단에 하나 이상의 반응성 관능기(reactive functional group)을 갖는 폴리머 또는 올리고머 형태를 갖는다. 이들 매크로모노머의 중량평균 분자량은 100 내지 100,000, 바람직하게는 1,000 내지 10,000이다. 매크로모노머의 중량평균 분자량이 100 미만인 경우에는 완성된 토너의 물성이 향상되지 않거나 안정제로서의 역할이 좋지 않을 수도 있어 바람직하지 못하고, 100,000을 초과하는 경우에는 반응 전환율이 낮아질 수도 있기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 매크로모노머는 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜(PEG)-메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(PEG)-에틸에테르 메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(PEG)-디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(PEG)-개질우레탄, 폴리에틸렌글리콜(PEG)-개질폴리에스테르, 폴리아크릴아미드(PAM), 폴리에틸렌글리콜(PEG)-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 헥사관능성 폴리에스테르 아크릴레이트, 덴드리틱 폴리에스테르 아크릴레이트, 카르복시 폴리에스테르 아크릴레이트, 지방산 개질 에폭시 아크릴레이트 및 폴리에스테르 메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이들 매크로 모노머는 상기 중합성 모노머 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 2 내지 6 중량부, 더 바람직하게는 2 내지 4 중량부를 포함한다. 상기 매크로모노머의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 토너 입자의 분산 안정성이 저하되고, 수율이 저하될 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 토너의 물성이 나빠질 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 중합성 모노머를 중합하여 얻어지는 외층인 상기 폴리머층은 왁스 및 안료 등의 내첨제를 포함하며, 이들 외에도 대전제어제, 연쇄 이동제 및 이형제 등의 다양한 내첨제를 더 포함하는 것도 가능하다. 이와 같은 내첨제들은 상기 중합성 모노머와 함께 혼합되어 분산 혼합액을 구성한 후 중합됨으로써 폴리머층에 내첨된다.

상기 폴리머층에 포함되는 왁스는 최종 토너의 목적 수행 특성을 제공하는 임의의 적합한 왁스를 선택하여 형성될 수 있다. 사용될 수 있는 왁스의 형태의 예들은 이에 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르바우나 왁스 및 메탈로센 왁스를 포함한다. 바람직하게는 상기 왁스는 융점은 약 50 내지 약 150℃이다. 왁스 성분은 토너 입자와 물리적으로 밀착되지만, 토너 입자와 공유적으로 결합하지 않는 것이 좋다.

이와 같은 왁스는 상기 폴리머층 내의 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 함량으로 사용될 수 있으며, 왁스의 함량이 0.1중량부 미만이면 정착성 및 광택성 저하와 같은 문제가 있고, 10중량부를 초과하면 내구성, 환경보존성, 핫 옵셋(hot offset )과 같은 문제가 있어 바람직하지 않다.

상기 폴리머층은 안료를 포함할 수 있는 바, 흑백 토너의 경우에는 안료로서 카본블랙 또는 아닐린블랙을 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 중공 토너는 칼라 토너를 제조하기 용이하다는 장점을 갖는다. 이와 같은 칼라 토너의 경우에는 안료 중 검은색은 카본 블랙 또는 아닐린 블랙을 이용하고, 칼라는 옐로우, 마젠타 및 시안 안료 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함한다.

상기 옐로우 안료는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 아트라킨 화합물, 아조 금속 착제, 또는 알릴 이미드 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 옐로우 12, 13, 14, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, 180 등이 사용될 수 있다.

상기 마젠타 안료는 축합 질소 화합물, 안트라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이트 화합물, 나프톨 화합물, 벤조 이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 레드 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221, 또는 254 등이 사용될 수 있다.

상기 시안 안료는 동 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이트 화합물 등이 사용된다. 구체적으로 C.I. 안료 블루 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62, 또는 66 등이 사용될 수 있다.

이러한 안료는 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 혼합하여 사용될 수 있으며, 색상, 채도, 명도, 내후성, 토너 중의 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다.

상기한 바와 같은 안료의 함량은 폴리머층 내의 폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 안료의 함량은 토너를 착색하기에 충분한 양이면 무방하나, 폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 0.1 중량부 미만일 경우에는 착색 효과가 충분하지 않기 때문에 바람직하지 못하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 토너의 제조원가가 상승되고 충분한 마찰 대전량을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다.

상기 폴리머층은 이형제, 및 대전제어제 중에서 선택된 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 중합 개시제는 소수성 중합 개시제가 바람직하다. 이들 각각은 상기 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부의 함량으로 사용할 수 있다.

상기 중합성 모노머의 중합 공정에서 상기 중합 개시제에 의해 라디칼이 발생되고, 라디칼이 상기 중합성 모노머와 반응하여 폴리머를 형성하게 된다.

상기 중합 개시제로는, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염; 4,4-아조비스(4-시아노길초산), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2-아조비스-2-메틸-N-1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸프로피오아미드, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴) 등의 아조 화합물; 메틸에틸퍼록시드, 디-t-부틸퍼록시드, 아세틸퍼록시드, 디쿠밀퍼록시드, 라우로일퍼록시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼록시-2-에틸헥사노에이트, 디-이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트 등의 과산화물 등을 예시할 수 있다. 이들 중 소수성 중합 개시제인 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일 퍼옥사이드 등이 더욱 바람직하다.또한, 이들 중합 개시제와 환원제를 조합한 산화-환원 개시제를 들 수 있다.

상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 연쇄 반응에 있어서 연쇄 운반체의 종류가 변화되도록 하는 물질을 말한다. 새로운 연쇄가 전의 것에 비해 현저하게 활성을 감소시킨 것을 포함한다. 연쇄이동제를 통하여 모노머의 중합도를 감소 하게 할 수 있고 새로운 사슬을 개시하게 할 수 있다. 연쇄이동제를 통하여 분자량의 분포를 조절할 수 있게 된다.

상기 연쇄이동제의 예로는 이에 한정되지 않지만, 황 함유 화합물, 예컨대 도데칸티올(dodecanethiol), 티오글리콜산, 티오아세트산 및 메르캅토에탄올; 아인산(phosphorous acid) 화합물, 예컨대 아인산 및 아인산나트륨; 차인산(Hypophosphorous acid) 화합물, 예컨대 차인산 및 차인산나트륨; 및 알콜, 예컨대 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 및 n-부틸알콜 등이 있다.

상기 이형제는 감광체를 보호하고 현상특성의 열화를 방지하여 고품질의 화상을 얻기 위하여 적절히 사용될 수 있다. 본 발명의 일구현예에 따른 이형제는 고순도 고체 지방산 에스테르계 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 저분자량 폴리부틸렌 등의 저분자량 폴리올레핀; 파라핀 왁스; 다관능 에스테르 화합물 등을 들 수 있다. 본 발명에서 이용하는 이형제로는 3관능 이상의 알코올과 카르복실산으로 이루어지는 다관능 에스테르 화합물이 바람직하다.

상기 이형제의 일예인 3관능 이상의 다가 알코올로는 예를 들면 글리세린, 펜타에리트리톨, 펜타글리세롤 등의 지방족 알코올; 클로로글리시톨, 크엘시톨, 이노시톨 등의 지환족 알코올; 트리스(히드록시메틸)벤젠 등의 방향족 알코올; D-에리트로오스, L-아라비노오스, D-만노오스, D-갈락토오스, D-프럭토오스, L-라무노오스, 사카로오스, 말토오스, 락토오스 등의 당; 에리트리트, D-트레이트, L-아라비트, 아드닛트, 키시릿트 등의 당 알코올 등을 들 수 있다.

상기 이형제의 일예인 카르복실산으로는 예를 들면 아세트산, 부티르산, 카프론산, 에난트산, 카푸릴산, 페라르곤산, 카푸린산, 운데칸산, 라우린산, 미리스틴산, 스테아린산, 마르가린산, 아라키딘산, 셀로틴산, 메리키신산, 엘리카산, 부라시딘산, 소르빈산, 리놀산, 리놀렌산, 베헤르산, 테트롤산, 키시메닌산 등의 지방족 카르복실산; 시클로헥산카르복실산, 헥사히드로이소프탈산, 헥사히드로테레프탈산, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 등의 지환족 카르복실산; 벤조산, 트루일산, 쿠민산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리메신산, 트리멜리트산, 헤미멜리트산 등의 방향족 카르복실산 등을 들 수 있다.

상기 대전제어제는 아연 또는 알루미늄과 같은 금속 함유 살리실산(salicylic acid) 화합물, 비스 디페닐글리콜산(bis diphenyl glycolic acid)의 붕소 착체, 실리케이트(silicate)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 디알킬 살리실산 아연, 보로 비스(1,1-디페닐-1-옥소-아세틸 포타슘염){boro bis (1,1-diphenyl-1-oxo-acetyl potassium salt)} 등이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같은 내첨제가 폴리머층에 포함될 수 있으며, 또한 다양한 종류의 외첨제가 상기 중공 토너에 외첨되는 것도 가능하다. 이와 같은 외첨제로서는 실리카 등을 사용할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 중공 토너는 다음과 같은 멤브레인 분산 방법으로 제조할 수 있다.

우선, 중합성 모노머, 왁스, 안료, 중합개시제 및 소수성 용매를 혼합하여 분산 혼합액을 얻고, 이와 별도로 분산 안정제를 물에 용해하여 분산매를 제조한 후, 상기 분산 혼합액을 가압하에 멤브레인의 기공으로 통과시키면서 상기 분산매에 적가하여 상기 분산 혼합액의 액적을 형성하게 된다. 이와 같은 분산 혼합액의 액적을 중합하여 중공 입자를 얻게 되며, 이 중공 입자를 건조하여 중공 토너를 제조하는 것이 가능하다. 건조 후에는 다양한 외첨제로 외첨처리할 수 있다.

상기 중공 토너를 제조시 사용되는 멤브레인 분산 기술은 도 2에 나타낸 바와 같이, 중합성 모노머, 왁스, 소수성 용매 등을 포함하는 분산 혼합액을 가압하에 멤브레인 기공 상으로 통과시키면 상기 혼합액은 단분산된 액적 형태로 분산매에 첨가된다. 단분산된 입도 분포를 갖는 경우, 추후 분급 등의 공정이 불필요하게 되는 공정상의 이점을 갖게 된다.

이와 같이 첨가된 분산 혼합액은 수불용성이거나 소수성이므로 액적의 형태로 수계 분산매에 존재하게 되며, 상기 액적은 이어지는 공정에서 현탁 중합 혹은 분산중합 공정을 거치게 된다.

도 3은 상기와 같이 토출된 액적이 중합되는 과정을 나타낸다. 멤브레인으로부터 토출된 액적은 내부에 왁스, 안료, 소수성 용매 및 중합성 모노머 등을 포함하고 있으며, 중합 공정이 진행됨에 따라 수계 용매 내에서의 소수성 용매가 갖는 반발력 등으로 인해 중합에 의해 형성되는 폴리머가 외층을 구성하게 되며, 내부에는 소수성 용매 및 미반응 모노머가 잔류하게 된다. 최종적으로 중합이 완료되면 외층은 왁스 및 안료 등이 내첨된 폴리머층으로 이루어지게 되며, 내부는 소수성 용매로 채워지게 된다. 내부의 소수성 용매는 이어지는 건조 과정에서 제거되어, 상기 토너의 내부는 공기층으로 채워지게 된다.

상기 중공 토너 제조공정에서 사용되는 멤브레인은 단분산된 입도 분포를 갖는 액적을 토출시킬 수 있는 것이라면 어느 것이나 제한 없이 사용할 수 있으나, SPG 멤브레인, 싱글 포어 멤브레인(single pores membrane ), 마이크로-엔지니어링 멤브레인(micro-engineering membranes )등을 사용할 수 있다. 이때 상기 멤브레인의 기공은 추후 형성되는 중공 토너의 크기를 결정할 수 있는 요소가 되므로, 목적하는 중공 토너를 형성하기에 적합한 기공 크기를 선택해야 하며, 본 발명에서는 2 내지 10㎛, 바람직하게는 3 내지 8㎛의 기공 크기를 갖는 멤브레인을 사용할 수 있다.

상기 제조공정에서 중공 토너를 형성하기 위한 토너 조성물 중, 중합성 모노머, 왁스, 안료 등은 이미 상술한 바와 같고, 소수성 용매의 경우는 수계 분산매에서 반발력 등을 고려하여 탄화수소계 용매, 예를 들어 포로젠(porogen) 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 헥사 데칸, 메틸렌 클로라이드, 톨루엔, 자이렌 등을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 소수성 용매의 함량 또는 그 소수성의 정도에 따라 상기 중공 토너의 크기를 결정하게 되는 바, 상기 소수성 용매의 함량은 상기 중합성 모노머 100중량부에 대하여 10 내지 100중량부인 것이 바람직하다. 상기 소수성 용매의 함량이 10중량부 미만이면 외층이 너무 두꺼워질 우려가 있고, 100중량부를 초과하면 얻어진 토너 입자가 깨질 우려가 있어 바람직하지 않다.

상술한 바와 같은 소수성 용매를 포함하는 상기 토너 조성물은 각 성분을 고 르게 혼합하고, 크기의 균일도를 유지하기 위하여 분쇄 과정을 거치는 것이 좋다. 이와 같은 분쇄는 밀링 등의 방법으로 수행할 수 있다.

상술한 토너 조성물은 멤브레인 분산 기술을 사용하므로 가교제의 도움 없이도 토너에 적합한 물성을 갖는 중공 토너를 제조하는 것이 가능하나, 입자 내구성을 좀 더 부여하기 위해서는 소량의 가교제를 사용하는 것도 가능하다. 이와 같은 가교제로서는 라디칼 개시에 의해 중합이 가능한 비닐계 이중결합을 한쪽 또는 양쪽 말단에 갖는 아크릴계, (메타)아크릴레이트계, 디(메타)아크릴레이트계, 가교제를 사용할 수 있다. 상기 아크릴계로서는 디비닐벤젠 등을 사용할 수 있으며, 상기 아크릴레이트계로서는 예를 들면 1,2-에탄디올디아크릴레이트; 1,3-프로판디올디아크릴레이트; 1,3-부탄디올디아크릴레이트; 1-4-부탄디올디아크릴레이트; 1,5-펜탄디올디아크릴레이트; 1,6-헥산디올디아크릴레이트; 에틸렌글리콜디아크릴레이트; 프로필렌글리콜디아크릴레이트; 부틸렌글리콜디아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디아크릴레이트; 알킬아크릴레이트; 1,2-에탄디올디메타크릴레이트; 1,3-프로판디올메타크릴레이트; 1,3-부탄디올디메타크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 알릴메타크릴레이트; 우레탄아크릴레이트; 디알릴말레이트인 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다.

상기 가교제는 상기 중합성 모노머 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부의 함량으로 사용할 수 있으며, 상기 가교제 함량이 1중량부를 초과할 경우 얻어진 토너의 정착에 어려움이 있어 바람직하지 않다.

상기 가교제는 중합개시제에 의해 라디칼이 형성되며, 이때 사용되는 중합개시제로서는 소수성인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 사용가능한 중합개시제로서는 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염; 4,4-아조비스(4-시아노길초산), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2-아조비스-2-메틸-N-1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸프로피오아미드, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴) 등의 아조 화합물; 메틸에틸퍼록시드, 디-t-부틸퍼록시드, 아세틸퍼록시드, 디쿠밀퍼록시드, 라우로일퍼록시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼록시-2-에틸헥사노에이트, 디-이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트 등의 과산화물 등을 예로 들 수 있다.

상기 토너 조성물에는 또한 이형제, 대전제어제 및 연쇄 이동제 등이 더 포함될 수 있으며, 이들에 대해서는 이미 상술한 바와 같은 성분을 사용할 수 있다.

이와 같은 토너 조성물을 포함하는 혼합 분산액을 상기 멤브레인의 기공으로 토출시키기 위해서는 소정 압력을 가할 필요가 있으며, 이와 같은 압력은 목적하는 크기의 액적을 일정 속도로 토출시키기에 충분할 정도의 압력 조건으로 설정하는 것이 바람직하며, 상기 혼합분산액의 농도, 멤브레인 기공의 크기 또는 멤브레인의 크기에 따라 가해지는 압력은 달라질 수 있다.

상기 혼합분산액이 토출되는 분산매는 수계 분산매가 바람직하며, 물에 적절한 함량의 분산 안정화제를 용해시킨 것이 좋다. 즉, 비이온계, 양이온계, 음이온계 계면활성제, 시트레이트계(예를 들면 소디움 시트레이트, 시트르산), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 안정화제를 물, 예를 들어 증류수에 용해시켜 수계 분산매를 제조한다. 이때 상기 분산 안정화제는 고유의 고체 흡착 성질로 인하여 중합성 모노머로부터 폴리머층이 형성될 때 입자의 크기와 분포를 조절하는 역할을 수행하게 된다. 즉, 안정화제 분자는 계면에 흡착하고자 하는 고유의 성질 때문에 토너 입자가 형성되는 용액 내에서 상기 토너의 표면에 흡착하여 이들 토너입자간의 융합을 막아주어 단분산된 입도 분포를 갖는 중공 토너 입자가 제조되도록 하는 역할을 수행하게 된다. 이들 안정화제는 중합 공정을 마친 후, 염기성 물질, 예를 들어 수산화나트륨 등과 반응시켜 제거하게 된다.

이와 같은 안정화제는 상기 수계 용매 100중량부에 대하여 0.3 내지 5중량부의 함량으로 사용할 수 있다. 상기 함량이 0.3중량부 미만이면 충분한 입자 안정성을 확보하기 곤란하며, 5중량부를 초과하는 경우 초과되는 안정화제로 인한 이익이 거의 없어 경제성이 저하된다는 문제가 있다.

상술한 바와 같은 분산매에 멤브레인 기공을 통해 상기 토너 조성물이 적가된 후, 이들은 중합 공정을 거쳐 중공 입자를 형성하게 된다. 이와 같은 중합 공정은 (50 ) 내지 (90 )℃에서 4 내지 12시간 동안 수행할 수 있다. 특히 반응기 내부를 질소가스 등으로 퍼지하면서 교반하면서 가열하는 것이 좋다.

이와 같은 중합 공정을 거쳐서 얻어진 중공 토너는 이미 상술한 바와 같이 내부에 소수성 용매가 채워져 있으므로, 건조 공정을 통해 상기 소수성 용매를 제거함으로써 중공 토너의 내부가 공기층으로 채워지게 된다.

건조 공정을 마친 중공 토너의 외부 표면 상에 실리카 등을 포함하는 각종 외첨제로 처리하며, 대전 전하량 등을 조절하여 최종적인 중공 토너를 제조하게 된다.

상술한 바와 같이 얻어진 중공 토너는 각종 화상 형성방법 또는 화상 형성 장치 등에 유용하게 사용된다. 특히 제조 공정이 간단하고, 단분산된 입도 분포를 가지고 있어 별도의 분급 공정이 불필요하며, 밀도가 낮아 저압 및 저에너지만으로 정착을 수행할 수 있게 되며, 토너의 소모량도 감소시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너가 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 중공 토너인 화상 형성 방법을 제공한다.

대표적인 전자사진 화상 형성 공정은 대전, 노광, 현상, 전사, 정착, 클리닝 및 제전 단계를 포함하여, 수용체 상에 화상을 형성하는 일련의 단계들을 포함한다.

상기 대전 단계에서, 감광체는 통상적으로 코로나 또는 대전 롤러에 의해 음 또는 양 중의 하나인, 원하는 극성의 전하로 덮힌다. 노광 단계에서, 광학 시스템, 통상적으로 레이저 스캐너 또는 다이오드 배열은 최종 화상 수용체 상에 형성되는 목적 화상에 대응하는 화상 방식(imagewise manner)으로 감광체의 대전 표면을 선택적으로 방전시켜 잠상을 형성한다. "광"으로 언급할 수 있는 전자기 조사는, 예를 들어 적외선 조사, 가시광선, 및 자외선 조사를 포함할 수 있다.

현상 단계에서, 적합한 극성의 토너 입자들은 일반적으로 감광체 상의 잠상과 접촉하는데, 토너 극성에 동일한 포텐셜 극성을 갖는, 통상적으로 전기적으로 편향된 현상기(developer electrically-biased)를 사용한다. 토너 입자들은 감광체로 이동하고 정전기력에 의해 잠상에 선택적으로 부착되고, 감광체 상에 톤 화상을 형성한다.

전사 단계에서, 톤 화상은 감광체로부터 목적으로 하는 최종 화상 수용체에 전사되는데, 때때로 중간체 전사 요소가 톤 화상의 후속의 전사와 함께 감광체로부터 최종 화상 수용체로의 톤 화상의 전사에 영향을 주기 위하여 이용된다.

정착 단계에서, 최종 화상 수용체 상의 톤 화상은 가열되어 토너 입자들이 연화 또는 용융됨으로써, 톤 화상을 최종 수용체에 정착하게 한다. 다른 하나의 정착 방법은 열을 가하거나 또는 가하지 않는 고압하에서 최종 수용체에 토너를 고정시키는 것을 포함한다.

클리닝 단계에서는 감광체 상에 남아 있는 잔류 토너가 제거된다.

마지막으로, 제전 단계에서는 감광체 전하가 특정 파장 밴드의 광에 노광되어 실질적으로 균일하게 낮은 값으로 감소됨으로써, 본래 잠상의 잔류물이 제거되고 다음의 화상 형성 사이클을 위하여 감광체가 준비된다.

본 발명의 다른 일 구현예에 의하면, 유기감광체, 유기감광체의 표면을 대전 하는 수단, 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 수단, 토너를 수용하는 수단, 상기 토너를 공급하여 유기감광체 표면의 정전 잠상을 현상하여 토너상을 현상하는 수단, 및 상기 토너상을 감광체 표면에서 전사재에 전사하는 수단을 포함하는 화상 형성 장치에 있어서, 상기 토너가 본 발명에 따른 상기 중공 토너인 화상 형성 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 중공 토너를 수용한 비접촉 현상방식의 화상 형성 장치의 일 구현예를 도시한 것으로서 하기에 작동 원리를 설명한다.

현상장치(4)의 비자성 1 성분 현상제는 폴리우레탄 폼, 스폰지 등의 탄성부재로 구성된 공급롤러(6)에 의해 현상제(8)를 현상롤러(5)상으로 공급된다. 상기 현상롤러(5) 상으로 공급된 현상제(8)은 현상롤러(5)의 회전에 따라 현상제 규제블레이드(7)과 현상롤러(5)의 접촉부에 도달한다. 상기 현상제 규제블레이드(7)은 금속, 고무 등의 탄성부재로 구성되어 있다. 현상제 규제블레이드(7)과 현상롤러(5)의 접촉부 사이를 현상제가 통과시 현상제(8)의 층이 일정한 층으로 규제되어 박층이 형성되고 현상제를 충분히 대전시킨다. 박층화된 현상제(8)은 현상롤러(5)에 의하여 잠상 담지체인 감광체(1)의 정전잠상에 현상제(8)가 현상되는 현상영역으로 이송되게 된다. 이때, 상기 전정잠상은 상기 감광체(1)에 광(3)을 주사함으로써 형성된다.

현상롤러(5)는 감광체(1)와 일정한 간격을 두고 접촉하지 않고 서로 마주보고 위치하고 있다. 현상롤러(5)는 시계회전 반대방향으로 회전하고 감광체(1)는 시 계회전방향으로 회전한다.

상기 감광체(1)의 현상영역으로 이송된 현상제(8)는 현상롤러(5)에 인가된 DC 중첩된 AC 전압과, 대전수단(2)에 의해 대전된 감광체(1)의 잠상전위와의 전위차에 의해 발생된 전기력에 의해 상기 감광체(1)에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 화상을 형성한다.

감광체(1)에 현상된 현상제(8)는 감광체(1)의 회전방향에 따라 전사수단(9)의 위치에 도달한다. 감광체(1)에 현상된 현상제는 코로나 방전 또는 롤러형태로 현상제 (8)에 대한 역극성 고전압이 인가된 전사수단(9)에 의하여 인쇄용지(13)가 통과하면서 인쇄용지로 현상제가 전사되어 화상이 형성된다.

인쇄용지에 전사된 화상은 고온, 고압의 정착기(미도시)를 통과하면서 인쇄용지에 현상제가 융착되어 화상이 정착된다. 한편 현상롤러(5) 상의 미현상된 잔류 현상제(8')는 상기 현상롤러(5)와 접촉되어 있는 공급롤러(6)에 의해 회수되고, 감광체(1) 상의 미현상된 잔류 현상제(8')는 클리닝 블레이드(10)에 의해 회수된다. 상기의 과정이 반복된다.

본 발명은 내부가 공기층으로 충진된 중공토너를 제공하며, 이와 같은 중공 토너는 저에너지 및 저압에서도 우수한 정착성을 나타낼 수 있으며, 고속 정착에도 유리하고, 토너 소비량이 적은 특성을 가지므로, 저온 초고속의 2성분계 프린터 등과 같은 다양한 화상 형성 장치 등에 유용하게 사용할 수 있으며, 상기 중공 토너는 비교적 간단한 공정으로도 쉽게 제조할 수 있다는 특성을 갖는다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

스타이렌 80g, n-부틸 아크릴레이트 30g, 메타크릴산 5g, 헥사데칸 2.3g, 디비닐벤젠 0.2g, 블랙 안료(Mogul L) 5중량%, 대전제어제(E-108) 0.5중량%, 왁스(WE5) 5중량%를 볼밀을 사용하여(상기 중량%는 상기 중합성 모노머 총중량을 기준으로 한다) 상온에서 12시간 밀링하여 혼합액을 제조하고, 여기에 AIBN 2중량%를 가하여 혼합 분산액 126g를 얻었다. 상기 혼합 분산액을 반응조와 연결된 SPG 멤브레인 기공(기공 크기 4㎛) 사이로 가압하에 통과시켜, PVP가 물에 0.5%의 농도로 용해되어 있는 분산매 500mL 에 적가하였다. 상기 반응조는 교반기, 냉각기 및 질소 노즐이 장착되어 있는 것을 사용하였다. 적가 후, 상기 반응조의 온도를 80℃로 승온하고, 8시간 동안 중합 반응을 수행하였다. 상기 중합 반응이 종료된 후, 분산 안정제인 상기 PVP를 수산화나트륨과의 반응에 의해 제거하고, 증류수로 여과 및 세척한 후 건조하였다. 건조된 입자는 실리카로 외첨처리하여 목적하는 중공 토너(부피평균입경 5㎛)를 제조하였다. 얻어진 중공토너의 SEM 사진을 도 4에 도시하였으며, 얻어진 중공토너의 입도 분포가 균일하여 단분산되어 있음을 알 수 있다. 상기 중공 토너의 단면에 대한 SEM 사진을 도 5에 도시하였으며, 외층이 균일하게 형성되었다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 블랙안료 대신에 옐로우 안료로서 PY-74을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 목적하는 중공토너를 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 블랙안료 대신에 시안 안료로서 PB 15:4을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 목적하는 중공토너를 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 블랙안료 대신에 마젠타 안료로서 PR122을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 목적하는 중공토너를 제조하였다.

비교예 1

스타이렌 80g, n-부틸 아크릴레이트 30g, 메타크릴산 5g, 디비닐벤젠 0.2g, 블랙 안료(Mogul-L) 5중량%, 대전제어제(E-108) 0.5중량%, 왁스(WE5) 5중량%를 볼밀을 사용하여 상온에서 12시간 밀링하여 혼합액을 제조하고, 여기에 AIBN 2중량%를 가하여 혼합 분산액 약 126g을 얻었다. 상기 혼합 분산액을, PVP가 물에 0.5%의 농도로 용해되어 있는 분산매에 적가하였다. 상기 반응조는 교반기, 냉각기 및 질소 노즐이 장착되어 있는 것을 사용하였다. 적가 후, 상기 반응조의 온도를 80℃로 승온하고, 8시간 동안 중합 반응을 수행하였다. 상기 중합 반응이 종료된 후, 분산 안정제인 상기 PVP를 수산화나트륨과의 반응에 의해 제거하고, 증류수로 여과 및 세척한 후 건조하였다. 건조된 입자는 실리카로 외첨처리하여 목적하는 중공 토너(부피평균입경 5㎛)를 제조하였다. 얻어진 토너의 SEM 사진을 도 6에 도시하였으며, 입경분포가 균일하지 못하고, 단분산되어 있지 않음을 알 수 있다.

도 1은 중공입자의 형성 과정을 나타내는 개략도이다.

도 2는 형성된 중공 토너의 단면을 나타내는 개략도이다.

도 3은 단분산된 액적의 제조를 위해 사용된 SPG 멤브레인의 모식도를 나타낸다.

도 4는 실시예 1에 의해 얻어진 단분산된 중공 토너 입자의 SEM 사진을 나타낸다.

도 5는 실시예 1에 의해 얻어진 중공 토너 입자의 단면을 나타내는 SEM 사진이다.

도 6은 비교예 1에 의해 얻어진 토너 입자를 나타내는 SEM 사진이다.

Claims

내부가 비어 있는 중공구(中空球) 형상을 가지며,

내부 중공부를 둘러 싼 외층이 폴리머, 왁스 및 안료를 포함하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 외층이 대전제어제, 연쇄이동제 및 이형제 중에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 중공 토너의 부피 평균 입경이 2 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 중공 토너의 부피 평균 입경이 3 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 중공 토너가 단분산 입도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 외층의 두께가 0.1 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 내부 중공부가 공기층인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 폴리머가 중합성 모노머의 중합물인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 폴리머가 호모폴리머, 랜덤 코폴리머, 그래프트 코폴리머, 또는 블록 코폴리머인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제8항에 있어서,

상기 중합성 모노머가 비닐계 단량체, 카르복실기를 갖는 극성 단량체, 불포화 폴리에스테르기를 갖는 단량체, 및 지방산기를 갖는 단량체 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제8항에 있어서,

상기 중합성 모노머가 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량 체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산의 유도체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌의 에틸렌성 불포화 모노올레핀; 염화비닐, 염화비닐리덴, 불화비닐의 할로겐화비닐; 아세트산비닐, 프로피온산비닐의 비닐에스테르; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르의 비닐에테르; 비닐메틸케톤, 메틸이소프로페닐케톤의 비닐케톤; 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, N-비닐피롤리돈의 질소 함유 비닐 화합물 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 안료가 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙 안료 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 안료가 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 왁스가 폴리에틸렌계 왁스, 폴리프로필렌계 왁스, 실리콘 왁스, 파라핀계 왁스, 에스테르계 왁스, 카르바우나 왁스 및 메탈로센 왁스로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 왁스가 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부인 것을 특징으로 하는 중공 토너.
제1항에 있어서,

상기 중공 토너의 표면 상에 외첨제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 토너.
중합성 모노머, 왁스, 안료, 중합개시제 및 소수성 용매를 혼합하여 분산 혼합액을 얻는 단계;

분산 안정제를 수계 용매에 용해한 분산매를 얻는 단계;

상기 분산 혼합액을 가압하에 멤브레인의 기공으로 통과시키면서 상기 분산매에 적가하여 상기 분산 혼합액의 액적을 형성하는 단계;

상기 분산 혼합액의 액적을 중합하여 중공 입자를 얻는 단계; 및

상기 중공입자를 건조하는 단계;를 포함하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서,

상기 중합개시제가 과황산칼륨, 과황산암모늄, 4,4-아조비스(4-시아노길초산), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2-아조비스(2-아미디노프로판)이염산염, 2,2-아조비스-2-메틸-N-1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸프로피오아미드, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴), 메틸에틸퍼록시드, 디-t-부틸퍼록시드, 아세틸퍼록시드, 디쿠밀퍼록시드, 라우로일퍼록시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼록시-2-에틸헥사노에이트, 디-이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 또는 디-t-부틸퍼옥시이소프탈레이트인 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 멤브레인의 기공 크기가 2 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서, 상기 멤브레인의 기공 크기가 4 내지 6㎛인 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서,

상기 소수성 용매가 탄화수소계 용매인 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서,

상기 건조공정에서 얻어진 중공 입자를 외첨제로 외첨하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서,

상기 중합성 모노머가 비닐계 단량체, 카르복실기를 갖는 극성 단량체, 불포화 폴리에스테르기를 갖는 단량체, 및 지방산기를 갖는 단량체 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
제17항에 있어서,

얻어진 중공 토너가 단분산 입도 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 중공 토너의 제조방법.
정전잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 가시상을 형성하고 상기 가시상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상 형성 방법에 있어서, 상기 토너가 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 중공 토너인 화상 형성 방법.
유기감광체; 상기 유기감광체의 표면에 정전 잠상을 형성하는 화상형성 수단; 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 중공 토너를 수용하는 수단; 상기 유기감광체의 표면에서 정전 잠상을 토너상으로 현상하기 위해 상기 중공 토너를 유 기감광체의 표면에 공급하는 토너 공급 수단; 및 상기 토너상을 유기감광체 표면에서 전사재에 전사하는 토너 전사 수단;을 포함하는 화상 형성 장치.