KR20100115314A - 안료, 그의 제조 방법, 안료 분산액, 및 옐로우 토너 - Google Patents

안료, 그의 제조 방법, 안료 분산액, 및 옐로우 토너 Download PDF

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Abstract

안료는 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함한다. 상기 안료는 개수 평균 1차 입경이 30nm 내지 70nm이고, CuKα 특성 X선 회절 스펙트럼에서, θ가 브래그각을 나타내는 경우 2θ±0.20°가 10.0°에서의 피크 및 2θ±0.20°가 11.1°에서의 피크를 가지며, 10.0° 피크에 대한 11.1° 피크의 강도의 비율이 0.1 내지 0.6이다.
[화학식 1]
Figure pat00013

Description

안료, 그의 제조 방법, 안료 분산액, 및 옐로우 토너{PIGMENT, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, PIGMENT DISPERSION, AND YELLOW TONER}
본 발명은 안료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 안료를 착색제로서 포함하며, 전자 사진법, 정전 기록법, 자기 기록법 및 토너 제트법과 같은 기록 방법에 사용되는 옐로우 토너에 관한 것이다.
컬러 화상이 대중화되고 고 화질화에 대한 요구가 높아지고 있다. 디지털 풀컬러 복사기 및 프린터에서, 컬러 화상 원고를 블루, 그린 및 레드의 컬러 필터를 통해 색 분리한 후에, 오리지널 화상에 대응하는 잠상을 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 현상제를 사용하여 현상한다. 그로 인해, 현상제 중의 착색제는 형성된 화질에 큰 영향을 주게 된다.
도료 산업에서, 옐로우 착색제는 인간의 감도에 대하여 다른 색과 동등한 인상을 부여하기 때문에, 고 은폐성 및 고 착색력을 갖는 옐로우 착색제가 요구되고, 1차 입경이 큰 열로우 착색제가 많이 사용된다. 한편, 토너 산업에서는, 토너에 사용되는 착색제의 중요한 특성인 고 착색력 뿐만 아니라 고 투명성을 갖는 착색제가 요구된다. 도료 산업에서 적합하게 사용되는 1차 입경이 큰 착색제는 이들 요건을 동시에 만족할 수 있다고는 여겨지지 않았다.
일본 특허 공개 평11-202558호 공보에는, 토너 착색제로서 C.I. 피그먼트 옐로우 155를 사용하는 것이 제안되어 있다. 본 문헌에 따르면, C.I. 피그먼트 옐로우 155는 열 안정성, 수지에의 분산성 및 대전성에 있어서 우수하다.
일본 특허 공개 평11-242357호 공보에는, 결착 수지를 적절히 선택하여 결착 수지 중에서 착색제의 분산성을 향상시킴으로써, 상기 쟁점을 해결하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특정 산값을 갖는 폴리에스테르 수지를 주로 함유하는 결착 수지를 사용함으로써, 분산이 곤란한 C.I. 피그먼트 옐로우 155도 충분히 분산되어 투명성을 증가시킬 수 있다.
일본 특허 공개 평2003-140399호 공보 및 일본 특허 공개 평2004-212451호 공보에는, 수계 매체 중에서 제조되는 토너에 C.I. 피그먼트 옐로우 155를 사용하는 것이 제안되어 있다. 착색제가 양호한 분산성을 유지함으로써 양호한 투명성이 달성될 수 있다. 또한, 이는 토너 입자의 형상 제어를 용이하게 하고, 따라서 토너의 전사성 및 클리닝성이 개선될 수 있다.
그러나, 상기 인용된 문헌에 있어서도, 1차 입경이 작은 C.I. 피그먼트 옐로우 155를 유기 용매와 같은 매체 중에 분산시켰을 때, 분산액의 점도가 증가되는 것에 대해서는 논의하고 있지 않다.
본 발명은 유기 용매와 같은 분산 매체 중에서 분산액의 점도의 증가를 억제할 수 있는 안료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 하기 화학식 1로 나타내지는 안료가 제공된다. 상기 안료는 개수 평균 1차 입경이 30nm 내지 70nm이고, CuKα X선 회절 스펙트럼에서, 브래그각(2θ±0.20°)이 10.0°일 때의 강도에 대한 브래그각(2θ±0.20°)이 11.1°일 때의 강도의 비율이 0.1 내지 0.6이다.
Figure pat00001
본 발명의 다른 양태에 따르면, 옐로우 토너가 제공된다. 상기 옐로우 토너는 결착 수지, 착색제 및 왁스 성분을 포함하는 옐로우 토너 베이스 입자를 함유한다. 상기 착색제는 상기 안료를 포함한다.
본 발명에 따르면, 핸들링이 용이하며 동시에 분산 매체 중에서의 안료의 분산성이 향상되어, 토너 베이스 입자 중에서의 착색제의 분산성이 개선되고, 토너의 착색력이 향상된다.
도 1은 안료 제조예 1에서 제조된 안료 (a)의 분말 X선 회절 스펙트럼.
본 발명의 추가 특징은 첨부된 도면을 참조로 하여 하기 예시적인 실시형태에 대한 기재로부터 명백해질 것이다.
이하에, 예시적인 실시형태를 참조로 하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 상기 기재된 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 집중적으로 연구를 수행하여, 이하의 지식에 도달하였다. 본 발명자들은 하기 화학식 1로 나타내지는 안료가 유기 용매와 같은 분산 매체 중에서 분산액 점도를 증가시키지 않으면서 분산될 수 있다는 것을 발견하였다. 상기 안료는 CuKα 특성 X선 회절 스펙트럼에서 θ가 브래그각을 나타낼 때, 2θ±0.20°가 10.0°에서의 피크 및 2θ±0.20°가 11.1°에서의 피크를 갖고, 10.0° 피크에 대한 11.1° 피크의 강도의 비율이 0.1 내지 0.6이다. 안료의 분산액 점도가 증가하지 않기 때문에, 분산액은 핸들링이 용이하고, 안료의 분산성이 증가되어 착색력을 향상시킨다.
[화학식 1]
Figure pat00002
또한, 본 발명자들은 상기 안료를 토너 착색제로서 사용함으로써 토너 제조 공정에서의 핸들링성이 개선되고, 상기 안료를 사용함으로써 착색제의 양호한 분산성이 유지되어 고 착색력을 갖는 옐로우 컬러 토너를 달성할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명의 실시형태에서 사용되는 화학식 1로 나타내지는 안료는 비스(아세토아세트아닐리드)계 옐로우 착색제를 포함하고, 실질적으로 이로 구성될 수도 있으며, C.I. 피그먼트 옐로우 155로 분류된다.
C.I. 피그먼트 옐로우 155는 내광성 및 내열성이 우수하다. 그러나, 다른 아조 안료와 마찬가지로, 착색력 및 투명성을 높이기 위해서, 밀착성이 높고 입경이 작은 C.I. 피그먼트 옐로우 155를 분산 매체 중에 분산시켜 미분 분산액을 제조하면, 상기 안료는 입자끼리의 친화성이 높기 때문에, 얻어진 분산액의 점도가 매우 증가되어 핸들링이 곤란해진다. 또한, 안료 입자가 다시 응집하여, 착색력 및 투명성이 저하된다.
본 발명의 실시형태에서 사용되는 종류의 C.I. 피그먼트 옐로우 155는, 유기 용매(중합성 단량체를 포함함)와 같은 분산 매체 중에서, 양호한 분산성을 유지하면서 안료 입자끼리의 밀착을 적절하게 제어한다. 따라서, 안료의 분산액 점도를 낮게 유지할 수 있다. 그로 인해, 안료 분산액은 핸들링이 용이하다. 또한, 안료 입자의 응집이 억제되어, 생성된 안료 분산액은 고 착색력을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시형태에서 사용되는 안료는 개수 평균 1차 입경이 30nm 내지70nm이다. 입경이 30nm 미만인 안료는 제조가 곤란하고, 분산액 점도를 증가시킨다. 반대로, 일차 입경이 70nm를 초과하는 안료는, 1차 입자가 크기 때문에 미세하게 분산될 수 없다. 결과적으로, 착색력이 저하하고, 수계 매체 중에서 토너 베이스 입자를 안정하게 제조하기가 곤란해진다.
2θ±0.20°가 10.0°에서의 X선 회절 강도에 대한 2θ±0.20°가 11.1°에서의 X선 회절 강도의 비율((11.1°)/(10.0°))이 0.1 미만의 경우에, 안료는 매우 비결정질이고, 입자간의 밀착성이 높다. 따라서, 입경이 작은 안료를 사용한 경우에, 분산액의 점도가 현저히 증가되고, 분산액은 핸들링이 곤란해진다. 한편, 비율(11.1°)/(10.0°)이 0.6을 초과하는 안료는 제조하기에 곤란하고, 공지의 제조 방법 또는 본 발명의 실시형태의 방법에 의해 제조할 수 없다. 본 발명의 실시형태의 안료는 강도의 비율(11.1°)/(10.0°)이 0.2 내지 0.5일 수 있다.
본 발명의 실시형태의 안료는 화학식 1로 나타내어지는 안료를 145℃ 이상의 온도에서 건식법으로 열 처리함으로써 제조할 수 있다. 시판 C.I. 피그먼트 옐로우 155(예를 들어, 클라리언트사제 토너 옐로우(Toner Yellow) 3GP)를 열 처리할 수 있다. 다르게는, 하기 화학식 2로 나타내어지는 화합물(아미노테레프탈산 디메틸)을 디아조화한 후에, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물(1,4-비스(아세토아세틸아미노)벤젠)과 커플링할 수 있고, 생성물을 열 처리한다. 합성 후의 안료 건조 공정의 일부로서 열 처리가 행해질 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 화학식 2의 화합물과 상기 화학식 3의 화합물과의 디아조 커플링 반응은 공지의 방법에 따라서 행할 수 있다. 예를 들어, 화학식 2의 화합물을 수 중에 분산하고 빙냉한다. 이 분산액을 염산 또는 황산과 같은 무기산의 존재하에 아질산나트륨과 같은 디아조화제와 반응시켜 디아조늄염으로 한다. 생성된 디아조늄염을 수산화나트륨과 같은 무기염의 존재하에 상기 화학식 3의 화합물과 커플링하여 상기 화학식 1로 나타내어지는 안료로 할 수 있다.
안료의 제조 공정에서 열 처리는 건식 공정으로, 예를 들어 공기 또는 질소의 분위기에서, 또는 감압 하에서 행할 수 있다. 안전성의 면에서, 열 처리는 질소와 같은 불활성 가스의 분위기에서 행해질 수 있다. 열 처리를 예를 들어, 용액 중에서 습식 공정으로 행하면, 생성된 안료는 원하는 입경을 가질 수 없다.
열 처리는 145℃ 이상의 온도에서 행해질 수 있고, 예를 들어, 160 내지 230℃의 더 높은 온도에서 행해지는 열 처리는 단시간에 원하는 안료를 바람직하게 제조할 수 있다. 열 처리 온도가 145℃ 미만인 경우, 안료는 충분히 결정화되지 않고, 요구되는 CuKα X선 회절 스펙트럼을 나타내지 않는다. 반대로, 열 처리 온도가 230℃를 초과하는 경우, 공정 시간이 감소하지만, 안료는 분해되기 쉬워지기 때문에 발색성이 저하된다.
열 처리는 송풍, 진동, 회전 또는 감압과 함께 행해질 수 있다. 열 처리에는 일반적으로 사용되는 한 임의의 장치가 사용될 수 있다. 이러한 장치의 예로는 핫 플레이트, 오일조, 오븐, 전기로 및 마이크로파 가열기와 같은 가열기, 및 스프레이 드라이어, 벨트 드라이어, 회전 가마, 원추형(conical) 드라이어 및 드럼 드라이어와 같은 건조기를 들 수 있다.
열 처리 시간은 생성된 안료가 상기 요건을 만족하는 한 특별히 한정되지 않고, 열 처리 온도, 처리 용량, 가열기 및 가열 환경에 의해 적절히 제어될 수 있다. 열 처리 시간은 통상 1 내지 36시간이고, 열 처리는 많은 경우에 24시간 이내에 종료된다.
본 발명의 실시형태의 안료는 유기 용매와 같은 분산 매체 중에서 분산될 수 있고, 이 분산액은 안료 분산액으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시형태의 안료의 사용은, 종래의 C.I. 피그먼트 옐로우 155를 사용한 경우와 비교하여 안료 분산액의 점도가 증가하는 것을 억제할 수 있다. 그로 인해, 분산액은 핸들링이 용이해진다. 또한, 안료는 양호하게 분산된 상태를 유지하기 때문에, 안료 분산액은 고 착색력을 나타낼 수 있다.
안료 분산액의 분산 매체로서 사용할 수 있는 유기 용매로서는 안료의 용도에 따라서 결정될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 유기 용매의 예로는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, tert-부틸알코올, sec-부틸알코올, tert-아밀알코올, 3-펜탄올, 옥틸알코올, 벤질알코올 및 시클로헥산올과 같은 알코올류; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 디에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르와 같은 글리콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤 및 메틸이소부틸케톤과 같은 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 프로피온산에틸 및 셀로솔브아세테이트와 같은 에스테르류; 헥산, 옥탄, 페트롤리엄 에테르, 시클로헥산, 벤젠, 톨루엔 및 크실렌과 같은 탄화수소류; 사염화탄소, 트리클로로에틸렌 및 테트라브로모에탄과 같은 할로겐화 탄화수소류; 디에틸에테르, 트리옥산 및 테트라히드로푸란과 같은 에테르류; 메틸알 및 디에틸아세탈과 같은 아세탈류; 포름산, 아세트산 및 프로피온산과 같은 유기산류; 및 니트로벤젠, 디메틸아민, 모노에탄올아민, 피리딘, 디메틸술폭시드 및 디메틸포름아미드와 같은 황 또는 질소를 함유하는 다른 유기 화합물류를 들 수 있다. 이들 중에서도, 예를 들어 극성이 낮은 유기 용매, 예컨대 케톤류, 에스테르류, 탄화수소류, 할로겐화 탄화수소류 및 에테르류가 사용될 수 있다.
유기 용매로서, 중합성 단량체가 사용될 수 있다. 중합성 단량체는 부가 중합성 또는 축합 중합성 단량체일 수 있고, 부가 중합성 단량체가 적합하게 사용될 수 있다. 중합성 단량체의 예로는 스티렌, o-, m- 또는 p-메틸스티렌, 및 o-, m- 또는 p-에틸스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산옥틸, 아크릴산도데실, 아크릴산스테아릴, 아크릴산베헤닐, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴산디에틸아미노에틸, 아크릴로니트릴 및 아크릴산아미드와 같은 아크릴레이트계 단량체; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산옥틸, 메타크릴산도데실, 메타크릴산스테아릴, 메타크릴산베헤닐, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산디에틸아미노에틸, 메타크릴로니트릴, 메타크릴산아미드와 같은 메타크릴레이트계 단량체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 부타디엔, 이소프렌, 이소부틸렌 및 시클로헥센과 같은 올레핀계 단량체; 염화비닐, 염화 비닐리덴, 브롬화비닐 및 요오드화비닐과 같은 할로겐화 비닐류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐 및 벤조산비닐과 같은 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르 및 비닐이소부틸에테르와 같은 비닐에테르류; 및 비닐메틸케톤, 비닐헥실케톤 및 메틸이소프로페닐케톤과 같은 비닐케톤류를 들 수 있다.
분산 매체로서 작용하는 유기 용매는 용해된 수지를 함유할 수 있다. 이러한 수지의 예로는, 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴산에스테르, 폴리메타크릴산에스테르, 아크릴산 공중합체, 메타크릴산 공중합체, 폴리에스테르, 폴리비닐에테르, 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐부티랄을 들 수 있다. 폴리우레탄 또는 폴리펩티드가 사용될 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 안료 분산액은 이하와 같이 제조될 수 있다. 분산 매체 중에 필요에 따라서 안료 분산제 또는 수지를 분산시키고, 교반하면서 분산 매체에 안료 분말을 서서히 첨가하고 충분히 습윤시킨다. 그 후에, 상기 혼합물에 볼 밀, 페인트 셰이커, 디솔버(dissolver), 아트라이터, 샌드 밀 또는 고속 밀과 같은 분산기에 의해 기계적 전단력이 가해진다. 따라서, 안료는 균일하게 미분산될 수 있다.
본 발명의 실시형태의 안료는 결착 수지, 착색제 및 왁스 성분을 포함하는 토너 베이스 입자를 포함하는 토너의 착색제로서 사용될 수 있다. 상기 안료의 사용은 분산 매체 중에서 안료 분산액의 점도 증가를 억제한다. 따라서, 토너 제조시에 안료 분산액은 핸들링이 용이할 수 있다. 또한, 착색제는 양호하게 분산된 상태를 유지하기 때문에, 생성된 옐로우 토너는 고 착색력을 나타낼 수 있다.
토너에 포함되는 결착 수지의 예로는, 스티렌-아크릴산에스테르 공중합체, 스티렌-메타크릴산에스테르 공중합체, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및 스티렌- 부타디엔 공중합체를 들 수 있다. 이들은 일반적으로 결착 수지로서 사용된다. 토너 베이스 입자는 중합법에 의해 직접 제조될 수 있다. 이 경우에, 토너 베이스 입자를 형성하기 위해 중합성 단량체가 사용된다. 중합성 단량체의 예로는, 스티렌, o-, m- 또는 p-메틸스티렌, 및 o-, m- 또는 p-에틸스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필, 아크릴산부틸, 아크릴산옥틸, 아크릴산도데실, 아크릴산스테아릴, 아크릴산베헤닐, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴산디에틸아미노에틸, 아크릴로니트릴 및 아크릴산아미드와 같은 아크릴레이트계 단량체; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산옥틸, 메타크릴산도데실, 메타크릴산스테아릴, 메타크릴산베헤닐, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산 디메틸아미노에틸, 메타크릴산 디에틸아미노에틸, 메타크릴로니트릴 및 메타크릴산아미드와 같은 메타크릴레이트계 단량체; 및 부타디엔, 이소프렌 및 시클로헥센과 같은 올레핀계 단량체를 들 수 있다. 이들 단량체는 단독으로 사용되거나, 또는 일반적으로는 중합체 핸드북 제2판 III 139 내지 192 페이지(존 윌리 앤드 손스, 인크.(John Wiley & Sons, Inc.))에 기재된 이론 유리 전이 온도(Tg)가 예를 들어, 30 내지 80℃, 바람직하게는 40 내지 75℃일 수 있도록 제조되는 적절한 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이론 유리 전이 온도가 상기의 범위 내이면, 토너는 안정되게 저장될 수 있고, 토너의 내구성을 안정하게 유지할 수 있으며 동시에 형성된 화상은 투명성을 유지할 수 있다.
토너 입자의 기계적 강도를 높이고 토너 입자의 분자량을 제어하기 위해서, 결착 수지의 합성시에 가교제가 첨가될 수 있다.
가교제의 예로는 2관능의 가교제로서, 예컨대 디비닐벤젠, 2,2-비스(4-아크릴옥시에톡시페닐)프로판, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,5-펜탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 #200, #400 및 #600의 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에스테르형 디아크릴레이트 및 상기의 디아크릴레이트에 대응하는 디메타크릴레이트를 들 수 있다.
또한, 3관능의 가교제로서, 예컨대 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 올리고에스테르 아크릴레이트, 이들 아크릴레이트에 대응하는 메타크릴레이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트 및 트리알릴 트리멜리테이트를 들 수 있다.
가교제는 단량체 100 질량부에 대하여 0.05 내지 10 질량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 질량부의 비율로 사용될 수 있다.
토너는 본 발명의 실시형태의 안료 이외에 안료의 분산성을 저해하지 않는 한, 다른 착색제를 포함할 수 있다.
다양한 유형의 착색제, 예컨대 축합 아조 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조 금속 착체, 메틴 화합물 및 알릴 아미드 화합물이 안료와 조합되어 사용될 수 있다. 구체적으로는, 예시적인 착색제로서, C.I. 피그먼트 옐로우 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 151, 154, 168, 174, 175, 176, 180, 181, 191, 194, 213 및 214, C.I. 배트 옐로우 1, 3 및 20, 미네랄 패스트 옐로우, 네이블 옐로우, 나프톨 옐로우 S, 한사 옐로 G, 퍼머넌트 옐로우 NCG, 및 C.I. 솔벤트 옐로우 9, 17, 24, 31, 35, 58, 93, 100, 102, 103, 105, 112, 162 및 163을 들 수 있다.
토너 베이스 입자는 왁스 성분을 함유할 수 있다. 왁스 성분의 예로는, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스, 페트롤레이텀와 같은 페트롤리엄 왁스 및 그의 유도체, 몬탄 왁스 및 그의 유도체, 피셔 트롭쉬(Fischer-Tropsch)법에 의해 제조된 탄화수소 왁스 및 그의 유도체, 폴리에틸렌으로 대표되는 폴리올레핀 왁스 및 그의 유도체, 및 카르나우바 왁스 및 칸델릴라 왁스와 같은 천연 왁스 및 그의 유도체를 들 수 있다. 상기 유도체로는 산화물, 비닐 단량체와의 블록 공중합체 및 그래프트 변성물을 포함한다. 고급 지방족 알코올 등, 스테아르산, 및 팔미트산으로 대표되는 지방산, 및 그들의 산 아미드 또는 에스테르, 경화 피마자유 및 그의 유도체, 식물 왁스 및 동물 왁스와 같은 다른 왁스 성분을 사용할 수 있다. 이들 왁스는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 토너는, 임의로 하전 제어제를 함유할 수 있다. 토너 베이스 입자는 하전 제어제를 함유할 수 있거나, 또는 하전 제어제는 토너 베이스 입자와 함께 혼합될 수 있다. 하전 제어제의 첨가는 현상 시스템에 따라 마찰 대전을 최적으로 제어하는 것을 가능하게 한다.
임의의 공지된 하전 제어제가 사용될 수 있고, 빠른 전화(electrification)가 가능하고, 대전량을 일정하게 유지할 수 있는 하전 제어제가 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 토너 베이스 입자가 직접 중합법에 의해 제조되는 경우에, 수계 분산 매체 중에서 실질적으로 불용해성이고, 중합을 저해하지 않는 하전 제어제가 사용될 수 있다.
하전 제어제는 토너를 네가티브 대전 상태로 제어할 수 있다. 이러한 하전 제어제로는, 술포네이트기 또는 술폰산 에스테르기를 포함하는 중합체 또는 공중합체, 살리실산 유도체 및 그의 금속 착체, 모노아조 금속 화합물, 아세틸 아세톤 금속 화합물, 방향족 옥시카르복실산, 방향족 모노 또는 폴리카르복실산 및 그의 금속염, 무수물 및 에스테르류, 비스페놀과 같은 페놀 유도체류, 우레아 유도체, 금속 함유 나프토산 화합물, 붕소 화합물, 4급 암모늄염, 칼릭스아렌, 및 수지계 하전 제어제를 들 수 있다. 하전 제어제는 토너를 포지티브 대전 상태로 제어할 수 있다. 이러한 하전 제어제로는, 니그로신 및 지방산의 금속염으로부터 제조되는 니그로신 변성 화합물, 구아니딘 화합물, 이미다졸 화합물, 4-히드록시나프탈렌-1-술폰산벤질 트리부틸암모늄, 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트와 같은 4급 암모늄염, 4급 암모늄염과 유사한 포스포늄염과 같은 오늄염 및 이들의 레이크 안료, 트리페닐메탄 염료 및 이들의 레이크 안료(레이크 형성제로서, 포스포텅스텐산, 포스포몰리브덴산, 포스포텅스텐 몰리브덴산, 탄닌산, 라우르산, 갈산, 페리시아나이드 또는 페로시아나이드를 사용하여 제조함) 및 수지계 하전 제어제를 들 수 있다. 상기 하전 제어제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 있어서, 폴리에스테르 수지 또는 폴리카르보네이트 수지와 같은 극성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 토너 베이스 입자를 현탁 중합법 등에 의해 직접 제조하는 경우에, 분산 공정으로부터 중합 반응 동안에 극성 수지가 첨가되면, 토너 베이스 입자를 형성하는 중합성 단량체 조성물과 수계 분산 매체 사이의 극성의 밸런스에 따라서, 첨가된 극성 수지는 토너 베이스 입자의 표면에 박층을 형성하거나 또는 토너 베이스 입자 표면으로부터 중심을 향해 경사성을 갖게 존재하도록 제어될 수 있다. 착색제 또는 하전 제어제와 상호 작용하는 극성 수지를 사용함으로써, 착색제는 토너 중에 적합한 상태로 존재할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 토너는, 토너 베이스 입자 이외에 유동성 향상제로서 무기 미분체를 포함할 수 있다. 무기 미분체는, 실리카, 산화티타늄, 알루미나 및 그들의 복합 산화물을 포함할 수 있다. 이들 재료로 표면 처리된 미분체가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시형태의 옐로우 토너는, 중량 평균 입경(D4)이 4.0 내지 8.0μm이다. 개수 평균 입경(D1)에 대한 중량 평균 입경(D4)의 비율(D4/D1)이 1.35 이하일 수 있다. 중량 평균 입경(D4)이 4.9 내지 7.5μm의 범위일 수 있고, D4/D1의 비율이 1.30 이하이다. 중량 평균 입경(D4)이 상기의 범위 내에 있는 옐로우 토너는 흐려짐을 바람직하게 억제할 수 있고, 우수한 전사성을 나타내며, 문자 및 라인 화상의 비산을 억제할 수 있어, 고정밀한 화상을 얻을 수 있다.
옐로우 토너의 중량 평균 입경(D4)과 개수 평균 입경(D1)은, 토너 베이스 입자의 제조 방법에 따라서 제어된다. 토너 베이스 입자가 예를 들어, 현탁 중합법에 의해 제조되는 경우에, 토너의 입경은 수계 분산 매체의 제조에 사용되는 분산제의 농도 및 반응 교반 속도 또는 반응 교반 시간을 제어함으로써 제어될 수 있다.
본 발명의 실시형태의 옐로우 토너는, (플로우식 입자상 분석 장치로 측정되는) 평균 원형도가 0.960 내지 0.995, 및 바람직하게는 0.970 내지 0.990일 수 있다. 이러한 토너는 개선된 전사성을 나타낸다.
토너 베이스 입자는, 임의의 방법에 의해 제조될 수 있고, 바람직하게는 현탁 중합법, 유화 중합법, 현탁 조립법, 또는 수계 매체 중에서의 조립법에 의해 제조될 수 있다. 일반적인 분쇄법에 의해 토너를 제조하는 방법에서, 왁스 성분을 대량으로 토너 베이스 입자에 첨가하는 것은, 현상성의 면에서 기술적 쟁점이다. 수계 매체 중에서 토너 베이스 입자를 조립함으로써, 왁스 성분을 대량으로 사용하더라도, 토너 입자 표면에 왁스 성분이 노출되는 것을 억제할 수 있다. 특히, 현탁 중합법은 왁스 성분이 토너 입자 내에 내포화되게 하여, 현상 안정성을 증가시키고, 용매를 사용하지 않기 때문에 비용 효율성 면에서 유리하다. 또한, 토너의 입자의 형상을 정밀하게 제어함으로써, 실질적으로 동일한 양의 착색제가 토너 베이스 입자 내에 내포화된다. 결과적으로, 착색제는 대전성에 균일하게 작용하여, 현상성과 전사성이 양호한 밸런스로 개선될 수 있다.
현탁 중합법에 의해 토너 베이스 입자를 제조하는 경우에, 중합성 단량체, 본 발명의 실시형태의 안료, 중합 개시제 및 임의의 다른 첨가제를 혼합해서 중합성 단량체 조성물을 제조한다. 중합성 단량체 조성물은 수계 매체 중에 분산시켜 중합성 단량체 조성물을 입자로 조립한다. 입자 중의 중합성 단량체는 수계 매체 중에서 중합하여 토너 베이스 입자가 제조된다. 중합 개시제는 조립 후에 수계 매체 중에 첨가될 수 있다. 중합성 단량체 조성물은, 안료를 제1 중합성 단량체(또는 일부의 중합성 단량체)에 분산시킨 후에 이 분산액을 제2 중합성 단량체(또는 나머지의 중합성 단량체)와 혼합하여 제조할 수 있다. 안료를 제1 중합성 단량체 중에 충분히 분산시킨 후에, 이 분산액을 다른 토너 재료와 함께 제2 중합성 단량체와 혼합함으로써, 안료는 보다 양호한 분산 상태에서 토너 베이스 입자 중에 존재할 수 있다. 상기 기재된 요건을 만족하는 안료는 안료 분산액의 점도 상승을 어느 정도 억제할 수 있다. 특히, 점도가 증가되는 경우, 안료를 제1 중합성 단량체 중에 충분히 분산시키는 공정 단계가 행해진다.
이하, 본 발명의 실시형태의 안료 및 옐로우 토너의 특성을 평가하기 위한 분석법에 대해서 설명한다. 안료 및 옐로우 토너의 평가에 사용되는 측정은 하기 절차에 의해 행해진다.
(1) 안료의 개수 평균 1차 입경(Dm) 및 안료 입자의 형상
안료를 직접, 콜로디온막 적층 메쉬 상에 샘플링하고, 투과 전자 현미경 H-800(히따찌사제)을 사용하여 배율 50,000배로 관찰한다. 관찰 후에, 관찰 화상 정보를 화상 해석 장치 루젝스(Luzex) 3(니레코사제)에 입력하고, 입자상을 이치화하여, 입자 투영 면적을 얻는다. 얻어진 입자 투영 면적을 사용하여 하기 식으로부터 각 입자의 원 상당 직경을 산출하고, 원 상당 직경으로부터 안료의 개수 평균 1차 입경(Dm)을 얻는다.
원 상당 직경=(입자 투영 면적/π)1/2×2
(2) 안료 분말의 X선 회절
분말 X선 회절 장치 린트(RINT) 2100(리가꾸사제)을 사용하여, 샘플에 대해 브래그각(2θ±0.20°) 3° 내지 35°의 범위에서 CuKα X선 회절을 행하고, 스펙트럼으로부터 2θ가 10.0°에서의 강도에 대한 2θ가 11.1°에서의 강도의 비율을 산출한다.
(3) 안료 분산액의 점도
점탄성 측정 장치 피지카(Physica) MCR 300(안톤 파르사로부터 입수가능함, 콘/플레이트형 측정 기하: 75mm, 1°)을 사용하여, 0 내지 100s-1의 범위의 전단 속도에서의 점도를 측정한다. 표 2에 나타낸 점도값은 10s-1의 전단 속도에서의 측정값이다.
(4) 토너의 중량 평균 입경(D4) 및 개수 평균 입경(D1)
멀티사이저(콜터사제)를, 개수 분포 및 체적 분포를 출력하는 인터페이스(니까끼제) 및 퍼스널 컴퓨터에 접속한다. 전해액으로서 1급 염화나트륨으로부터 1％ NaCl 수용액을 제조한다. 이소톤(ISOTON) R-II(콜터 사이언티픽 재팬사제)를 사용할 수 있다. 구체적인 측정 절차는, 콜터사 발행의 콜터 멀티사이저의 카탈로그(2002년 2월판) 및 멀티사이저의 조작 메뉴얼에 기재되어 있다. 예를 들어, 하기와 같이 측정이 행해진다.
상기 전해액 100 내지 150mL에 샘플 2 내지 20mg을 첨가한다. 전해액 중 샘플 현탁액을 초음파 분산기에서 약 1 내지 3분간 분산시킨다. 얻어진 분산액에 대해 콜터 멀티사이저의 100μm 애퍼쳐를 사용하여, 2.0 내지 64.0μm의 토너 입자의 체적 및 개수를 측정한다. 측정 데이터를 16 채널로 나누고, 중량 평균 입경(D4), 개수 평균 입경(D1) 및 (D4/D1)을 산출한다.
(5) 토너의 평균 원형도
플로우식 입자상 분석 장치 FPIA-2100(도아 메디컬 일렉트로닉스사제)을 사용해서 측정을 행하고, 하기 식으로부터 산출하였다.
원 상당 직경=(입자 투영 면적/π)1/2×2
원형도=(입자 투영 면적과 같은 면적을 갖는 원의 원주)/(입자 투영상의 주위 길이)
본원에서 언급된 입자 투영 면적은 이치화된 토너 입자상의 면적이며, 입자투영상의 주위 길이는 상기 토너 입자상의 엣지점을 연결해서 얻어지는 윤곽선의 길이이다. 원형도는 입자 표면의 요철 정도를 나타내는 값이다. 완전히 구형의 토너 입자의 원형도는 1.000이다. 입자 표면이 더 복잡해질수록, 원형도는 줄어든다. 평균 원형도는 입자의 원형도의 상가 평균을 산출함으로써 얻었다.
<실시예>
(안료 제조예 1)
아미노테레프탈산 디메틸 41.8 질량부를 물 200 질량부 중에 분산시키고, 10℃에서 이 분산액에 31％ HCl 수용액 70 질량부를 첨가하고, 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 40％ 아질산나트륨 수용액 35 질량부를 첨가하였다. 1.5시간 동안 교반한 후, 설파민산을 첨가하여 과잉의 아질산을 분해하였다. 4mol/L 아세트산나트륨 수용액을 사용해서 교반하면서 반응 혼합물의 pH를 4.5로 조정하여 디아조늄염 용액을 제조하였다.
이것과는 별도로, 33％ NaOH 수용액 430 질량부를 물 450 질량부에 첨가한 후에, 1,4-비스(아세토아세틸아미노)벤젠 27.6 질량부를 교반하면서 첨가 및 용해시켰다. 이 얻어진 용액에 얼음 170 질량부를 첨가한 후, 빙초산 263 질량부를 첨가하여 커플러(coupler) 용액을 제조하였다.
이 커플러 용액을 디아조늄염 용액에 40분에 걸쳐 교반하면서 적하하여 커플링 반응을 행하고, 반응 혼합물을 다시 2시간 동안 교반하였다.
얻어진 착색제 슬러리를 스팀에 의해 98℃로 가열하고, 이 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 그 후, 이 슬러리를 여과 및 물 세정하여, 착색제 페이스트를 제조하였다. 얻어진 착색제 페이스트를 메탄올 중에 분산시켰다. 2시간 동안 교반한 후에, 분산액을 여과 및 물 세정하고, 감압 및 80℃에서 건조하고, 분쇄하였다. 얻어진 착색제를 오븐 중에서 200℃에서 3시간 동안 열 처리하여 안료 (a)를 제조하였다. 안료 (a)에 대해 분말 X선 회절을 행하고, 결과는 이하와 같다.
안료 (a)의 분말 X선 회절 결과
강도는 s(강함), m(중간) 또는 w(약함)으로 나타낸다.
2θ 강도 상대 강도
5.4° w 5％
9.9° s 56％
11.0° m 29％
16.6° m 16％
19.3° m 24％
21.6° w 27％
26.7° s 100％
(안료 제조예 2)
오븐 중에서 열 처리를 160℃에서 3시간 동안 행하는 것 이외에는 안료 제조예 1과 동일한 방식으로 안료 (b)를 제조하였다.
(안료 제조예 3)
오븐 중에서 열 처리를 145℃에서 6시간 동안 행하는 것 이외에는 안료 제조예 1과 동일한 방식으로 안료 (c)를 제조하였다.
(안료 제조예 4)
안료 제조예 1에서와 동일한 방식으로 착색제 페이스트를 제조하고, 이 페이스트를 메탄올 중에 분산시켰다. 2시간 동안 교반한 후에, 이 분산액을 여과 및 물 세정하고, 감압 및 160℃에서 건조하였다. 이 생성물을 분쇄하여 안료 (d)를 얻었다.
(안료 제조예 5)
오븐 중에서 열 처리를 160℃에서 90시간 동안 행하는 것 이외에는 안료 제조예 1과 동일한 방식으로 안료 (e)를 제조하였다.
(안료 제조예 6)
시판 C.I. 피그먼트 옐로우 155(클라리언트사제 토너 옐로우 3GP)를 오븐 중에서 160℃에서 3시간 동안 열 처리하여, 안료 (f)를 얻었다.
(비교용 안료 제조예 1)
아미노테레프탈산 디메틸 41.8 질량부를 물 200 질량부 중에 분산시키고, 10℃에서 이 분산액에 31％ HCl 수용액 70 질량부를 첨가하고, 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 40％ 아질산나트륨 수용액 35 질량부를 첨가하였다. 1.5시간 동안 교반한 후, 설파민산을 첨가하여 과잉의 아질산을 분해하였다. 4mol/L 아세트산나트륨 수용액을 사용해서 교반하면서 반응 혼합물의 pH를 4.5로 조정하여 디아조늄염 용액을 제조하였다.
이것과는 별도로, 33％ NaOH 수용액 430 질량부를 물 450 질량부에 첨가한 후에, 1,4-비스(아세토아세틸아미노)벤젠 27.6 질량부를 교반하면서 첨가 및 용해시켰다. 이 얻어진 용액에 얼음 170 질량부를 첨가한 후, 빙초산 263 질량부를 첨가하여 커플러 용액을 제조하였다.
이 커플러 용액을 디아조늄염 용액에 40분에 걸쳐 교반하면서 적하하여 커플링 반응을 행하고, 반응 혼합물을 다시 2시간 동안 교반하였다.
얻어진 착색제 슬러리를 스팀에 의해 98℃로 가열하고, 이 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 그 후, 이 슬러리를 여과 및 물 세정하여, 착색제 페이스트를 제조하였다. 얻어진 착색제 페이스트를 메탄올 중에 분산시켰다. 2시간 동안 교반한 후에, 분산액을 여과 및 물 세정하고, 감압 및 80℃에서 건조하였다. 생성물을 분쇄하여 비교용 안료 (g)를 제조하였다. 안료 (g)의 X선 회절 스펙트럼에서는 각도 2θ가 11.1°에서 명확한 피크가 나타나지 않았다.
안료 (g)의 분말 X선 회절 결과
강도는 s(강함), m(중간) 또는 w(약함)으로 나타낸다.
2θ 강도 상대 강도
10.0° s 42％
16.6° m 10％
20.2° m 11％
26.6° s 100％
(비교용 안료 제조예 2)
아미노테레프탈산디메틸 41.8 질량부를 물 200 질량부 중에 분산시키고, 10℃에서 이 분산액에 31％ HCl 수용액 70 질량부를 첨가하고, 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 40％ 아질산나트륨 수용액 35 질량부를 첨가하였다. 1.5시간 동안 교반한 후에, 설파민산을 첨가해서 과잉의 아질산을 분해하였다. 4mol/L 아세트산나트륨 수용액을 사용해서 교반하면서 반응 혼합물의 pH를 4.5로 조정하였다. 이 반응 혼합물에, o-디클로로벤젠 10 질량부 및 계면 활성제(카오사제 에멀겐(Emulgen) 911) 1 질량부를 적당량의 물과 혼합하여 제조된 에멀젼을 첨가하여, 디아조늄염 용액을 얻었다.
이것과는 별도로, 33％ NaOH 수용액 430 질량부를 물 450 질량부에 첨가한 후에, 1,4-비스(아세토아세틸아미노)벤젠 27.6 질량부를 교반하면서 첨가 및 용해시켰다. 얻어진 용액에 얼음 170 질량부를 첨가한 후에, 빙초산 263 질량부를 첨가하여 커플러 용액을 제조하였다.
이 커플러 용액을 디아조늄염 용액에 40분에 걸쳐 교반하면서 적하하여 커플링 반응을 행하고, 이 반응 혼합물을 다시 2시간 동안 교반하였다. 이 반응 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 추가로 교반하였다. 여과한 후, 생성물을 냉수로 세정하고 감압 건조하였다.
얻어진 조 착색제 71.6 질량부에 디메틸포름아미드 570 질량부를 첨가하고, 이 혼합물을 150℃에서 3시간 동안 교반하였다. 80 내지 100℃의 온도에서 냉각하고 여과한 후에, 이 혼합물을 메탄올로 세정, 건조 및 분쇄하여 비교용 안료 (h)를 제조하였다.
(비교용 안료 제조예 3)
착색제를 오븐 중에서 80℃에서 12시간 열 처리하는 것 이외에는 안료 제조예 1에서와 동일한 방식으로 비교용 안료 (i)를 제조하였다. 안료 (i)의 X선 회절스펙트럼에서는, 각도 2θ가 11.1°에서 명확한 피크는 나타나지 않았다.
(비교용 안료 제조예 4)
오븐 중에서 열 처리를 120℃에서 3시간 동안 행한 것 이외에는 안료 제조 예 1에서와 동일한 방식으로 비교용 안료 (j)를 제조하였다. 안료 (j)의 X선 회절 스펙트럼에서는, 각도 2θ가 11.1°에서 명확한 피크는 나타나지 않았다.
(비교용 안료 제조예 5)
착색제를 오븐 중에서 140℃에서 3시간 동안 열 처리하는 것 이외에는 안료 제조예 1에서와 동일한 방식으로 비교용 안료 (k)를 제조하였다.
제조한 안료, C.I. 피그먼트 옐로우 155(클라리언트사제의 토너 옐로우 3GP) 및 노보펌(Novoperm) 옐로우 4G(클라리언트사제)의 분석 결과를 표 1에 나타내었다.
Figure pat00005
(안료 분산액 제조예 1)
ㆍ스티렌 단량체: 120 질량부
ㆍ안료 (b): 12 질량부
상기 재료의 혼합물을 아트라이터(미쯔이 마이닝사제)에 의해 3시간 동안 분산시켜 안료 분산액인 안료 분산액 (A)를 제조하였다.
(안료 분산액 제조예 2 및 3)
표 2에 따라서 조성을 변경하는 것 이외에는 안료 분산액 제조예 1에서와 동일한 방식으로 안료 분산액 (B) 및 (C)를 제조하였다.
(안료 분산액 제조예 4)
ㆍ아세트산에틸: 180 질량부
ㆍ안료 (b): 12 질량부
상기 재료의 혼합물을 아트라이터에 의해 분산시켜 안료 분산액 (D)를 제조하였다.
(비교용 안료 분산액 제조예 1 내지 4, 6 및 7)
표 2에 따라서 조성을 변경하는 것 이외에는 안료 분산액 제조예 1에서와 동일한 방식으로 비교용 안료 분산액 (E) 내지 (H), (J) 및 (K)를 제조하였다.
(비교용 안료 분산액 제조예 5)
표 2에 따라서 조성을 변경하는 것 이외에는 안료 분산액 제조예 4에서와 동일한 방식으로 비교용 안료 분산액 (I)를 제조하였다.
표 2에 안료 분산액 제조에 사용한 안료 및 분산 매체, 및 안료 분산액의 평가 결과를 나타내었다. 안료 분산액은 이하의 기준에 따라 평가하였다.
<핸들링의 용이성>
핸들링의 용이성은 하기에 3단계에 따라서 육안 평가하였다:
A: 장치 내벽에 안료 분산액의 부착이 발생하지 않거나, 또는 지극히 적음.
B: 내벽에 안료 분산액의 부착이 어느 정도 발생하지만, 핸들링은 가능함.
C: 내벽에 안료 분산액의 부착이 현저하고 핸들링이 곤란함.
<착색력>
안료 분산액을 바 코드법(Bar No.10)에 의해 아트 페이퍼에 도포하고 24시간 동안 풍건하였다. 반사 농도계 RD918(맥베스사제)에 의해 얻어진 샘플의 화상 농도 OD(Y)를 측정하였다. 착색력을 이하 기준에 따라 평가하였다. 이 경우에, 화상 농도 OD(Y)가 1.5 이상이면, 착색력이 양호하다고 판단하였다.
A: OD(Y) ≥ 1.6
B: 1.5 ≤ OD(Y) ＜ 1.6
C: OD(Y) ＜ 1.5
Figure pat00006
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 요건을 만족하는 안료를 포함하는 분산액은 점도가 저하되어, 핸들링의 용이성이 개선되고, 착색력도 양호한 것이 확인되었다.
(토너 제조예 1)
고속 교반 장치 TK 호모믹서(도꾸슈 기까 고교사제)를 구비한 2L 4구 플라스크 중에, 이온 교환수 710 질량부 및 0.1mol/L Na3PO4 수용액 450 질량부를 첨가하였다. 이 혼합물을 회전수 12,000rpm으로 교반하면서 60℃로 가열하였다. 이 혼합물에 1.0mol/L CaCl2 수용액 68 질량부를 서서히 첨가하여, 불수용성 분산 안정제로서 소량의 Ca3(PO4)2를 포함하는 수계 분산 매체를 제조하였다.
ㆍ안료 분산액 (A): 132 질량부
ㆍ스티렌 단량체: 46 질량부
ㆍn-부틸아크릴레이트 단량체: 34 질량부
ㆍ극성 수지: 10 질량부
[프로필렌옥시드 변성 비스페놀 A와 이소프탈산과의 중축합물(Tg=65℃, Mw=10,000, Mn=6,000)]
ㆍ에스테르 왁스: 25 질량부
(DSC 측정 최대 흡열 피크 온도 = 70℃, Mn=704)
ㆍ살리실산 알루미늄 화합물: 2 질량부
(오리엔트 케미칼 인더스트리즈사제 본트론(Bontron) E-88)
ㆍ디비닐벤젠 단량체: 0.1 질량부
상기한 재료를 60℃에서 TK 호모믹서를 사용하여 회전수 5,000rpm으로 균일하게 용해 또는 분산시켰다. 이 혼합물에 중합 개시제인 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 10 질량부를 용해하여, 중합성 단량체 조성물을 제조하였다. 상기 수계 분산 매체에 중합성 단량체 조성물을 첨가하고, 회전수 12,000rpm을 유지하면서 15분 동안 조립하였다. 고속 교반 장치를 프로펠러 교반 블레이드로 교체하고, 60℃에서 중합을 5시간 동안 계속하고, 추가로 80℃에서 8시간 동안 중합을 계속하였다. 중합 반응 종료 후, 80℃에서 감압 하에 미반응 단량체를 증류 제거하고, 30℃까지 냉각하여, 중합체 미립자 분산액을 제조하였다.
이 중합체 미립자 분산액을 세정 용기에 넣고, 교반하면서 희염산을 용기에 첨가하였다. pH 1.5의 반응 혼합물을 2시간 동안 교반하여, Ca3(PO4)2를 포함하는 인산과 칼슘의 화합물을 용해시켰다. 그 후, 필터를 통해 생성물의 고상을 액상으로부터 분리하여 중합체 미분체를 제조하였다. 이 중합체 미분체를 물 중에 첨가하고 교반하여 분산시켰다. 이 분산액을 필터를 통해 고상 및 액상으로 분리하였다. 중합체 미분체의 분산과 고액 분리를, Ca3(PO4)2를 포함하는 인산과 칼슘의 화합물이 충분히 제거될 때까지 반복하였다. 그 후에, 최종적으로 고액 분리한 중합체 미분체를 건조기에서 충분히 건조하여 옐로우 토너 베이스 입자를 제조하였다.
얻어진 옐로우 토너 베이스 입자 100 질량부에 대하여, 헥사메틸디실라잔으로 표면 처리된 소수성 실리카 미분체(개수 평균 1차 입경: 7nm) 1.0 질량부, 루틸형 산화티타늄 미분체(개수 평균 1차 입경: 45nm) 0.15 질량부, 및 루틸형 산화티타늄 미분체(개수 평균 1차 입경: 200nm) 0.5 질량부를 헨쉘 믹서(미쯔이 마이닝사제)로 5분 동안 건식법으로 혼합하여, 옐로우 토너 (1)을 제조하였다.
(토너 제조예 2 및 3)
표 3에 나타낸 것과 같이 안료 분산액을 변경한 것 이외에는 토너 제조예 1에서와 동일한 방식으로 옐로우 토너 (2) 및 (3)을 제조하였다.
(토너 제조예 4)
[혼합]
하기 재료를 볼 밀에서 24시간 동안 혼합 및 분산하여, 토너 조성액 200 질량부를 제조하였다.
ㆍ안료 분산액 (D): 96.0 질량부
ㆍ극성 수지: 85.0 질량부
[포화 폴리에스테르, 프로필렌옥시드 변성 비스페놀 A와 프탈산의 중축합물( Tg=75.9℃, Mw=11,000, Mn=4,200, 산값=11mgKOH/g)]
ㆍ탄화수소 왁스: 9.0 질량부
(피셔 트롭쉬 왁스, DSC 측정 최대 흡열 피크 온도=80℃, Mw=750)
ㆍ살리실산 알루미늄 화합물: 2.0 질량부(오리엔트 케미칼 인더스트리즈사제 본트론 E-88)
ㆍ아세트산에틸(용매): 10.0 질량부
[분산 및 현탁]
하기 재료를 볼 밀에서 24시간 분산하여, 카르복시메틸 셀룰로오스를 용해하여, 수계 매체를 제조하였다.
ㆍ탄산칼슘(아크릴산 공중합체로 피복): 20.0 질량부
ㆍ카르복시메틸 셀룰로오스: 0.5 질량부
(셀로겐(Cellogen) BS-H, 다이이치 고교 세이야꾸사제)
ㆍ이온 교환수: 99.5 질량부
얻어진 수계 매체 1,200g을 TK 호모믹서에 넣고, 회전 블레이드를 주속도20m/초로 회전시켜 교반하면서 상기 토너 조성액 1,000g을 첨가하였다. 이 혼합물을 25℃의 일정한 온도에서 1분 동안 교반하여 현탁액을 제조하였다.
[용매의 제거]
상기 분산 및 현탁 공정에서 제조된 현탁액 2,200g을 풀 존 블레이드(신꼬 판텍사제)를 사용하여 주속도 45m/분으로 교반하면서, 온도를 40℃로 유지하고, 상기 현탁액의 표면 위에 기상을 강제적으로 갱신함으로써, 용매의 제거를 개시하였다. 이 공정에서, 용매의 제거 개시로부터 15분 후에, 이온성 물질로서 1％ 암모니아수 75g을 첨가하고, 계속해서 용매의 제거 개시로부터 1시간 후에 동일한 암모니아수 25g을 첨가하였다. 또한, 용매의 제거 개시로부터 2시간 후에 동일한 암모니아수 25g을 첨가하고, 최후에 용매의 제거 개시로부터 3시간 후에 상기 암모니아수 25g을 첨가하였다. 따라서, 1％ 암모니아수의 총 첨가량은 150g이었다. 이 현탁액을 일정한 온도 40℃에서 용매의 제거 개시로부터 17시간 동안 유지하였다. 현탁액으로부터 용매(아세트산에틸)을 제거하여 토너 분산액을 제조하였다.
[세정 및 탈수]
얻어진 토너 분산액 300 질량부에, 10mol/L 염산 80 질량부를 첨가하였다. 0.1mol/L 수산화나트륨 수용액에 의해 중화한 후에, 이 분산액을 흡인 여과에 의해 이온 교환수로 4회 세정하여, 토너 케이크를 제조하였다. 이 토너 케이크를 진공 건조기에서 건조하고, 계속해서 구멍 45μm의 체를 통해 걸러내어, 옐로우 토너 베이스 입자를 제조하였다. 이후에, 이들 토너 베이스 입자를 사용하여 토너 제조예 1에서와 동일한 방식으로 옐로우 토너 (4)를 제조하였다.
(비교용 토너 제조예 1 내지 3)
표 3에 나타낸 바와 같이 안료 분산액을 변경한 것 이외에는 토너 제조예 1에서와 동일한 방식으로 옐로우 토너 (5) 내지 (7)을 제조하였다.
각 토너의 착색력을 이하와 같이 평가하였다. 평가에는 시판 레이저 프린터(LBP-2510, 캐논사제)를 사용하였다. 우선, 상온 상습(23.5℃, 60％ RH) 환경 하에서 0.1 내지 1.0mg/cm2로 토너의 적재량을 변경하여, 솔리드 화상을 전사지 상에 형성하였다. 솔리드 화상의 화상 농도를 맥베스 반사 농도계 RD918(맥베스사제)을 사용하여 측정하여, 전사지 상에 토너량과 화상 농도 사이의 관계를 얻었다. 전사지 상에 토너 적재량이 0.5mg/cm2인 경우의 화상 농도(OD(Y))에 의해 상대적으로 착색력을 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다. 화상 농도(OD(Y))가 1.3 이상이면, 착색력이 양호하다고 판단하였다.
A: OD(Y) ≥ 1.4
B: 1.3 ≤ OD(Y) ＜ 1.4
C: OD(Y) ＜ 1.3
Figure pat00007
따라서, 상기 실시예는 본 발명에 따른 실시형태가 분산액의 점도를 증가시키지 않으면서 유기 용매와 같은 분산 매체 중에 분산될 수 있는 안료를 제공함으로써 안료 분산액의 점도와 관련한 쟁점을 해결할 수 있음을 나타낸다. 이러한 안료를 포함하는 분산액은 핸들링하기에 용이하고, 상기 안료는 분산 매체 중에 쉽게 분산될 수 있다. 결과적으로, 토너 베이스 입자 중에서 착색제의 분산성이 증가될 수 있고, 토너의 착색력이 향상될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시형태를 참조로 하여 기재되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태에 제한되지 않는 것으로 이해해야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가 구조물 및 기능을 포함하도록 최대한 넓은 범위로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함하는 안료이며,
    상기 안료는 개수 평균 1차 입경이 30nm 내지 70nm이고, CuKα 특성 X선 회절 스펙트럼에서, θ가 브래그각을 나타내는 경우 2θ±0.20°가 10.0°에서의 피크 및 2θ±0.20°가 11.1°에서의 피크를 가지며, 10.0° 피크에 대한 11.1° 피크의 강도의 비율이 0.1 내지 0.6인 안료.
    [화학식 1]
    Figure pat00008
  2. 제1항에 있어서, 상기 안료는 화합물을 145℃ 이상의 온도에서 건식법으로 열 처리함으로써 제조되고,
    상기 화합물은 하기 화학식 2로 나타내어지는 화합물을 디아조화하여 제조되는 화합물을, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물과 커플링하여 제조되는 안료.
    [화학식 2]
    Figure pat00009

    [화학식 3]
    Figure pat00010
  3. 하기 화학식 2로 나타내어지는 화합물을 디아조화하는 단계,
    상기 디아조화 생성물을 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물과 커플링하는 단계 및
    상기 화합물을 145℃ 이상의 온도에서 건식법으로 열 처리하는 단계
    를 포함하는, 제1항에 기재된 안료의 제조 방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00011

    [화학식 3]
    Figure pat00012
  4. 제1항에 기재된 안료와,
    분산 매체로서 작용하는 유기 용매를 포함하는 안료 분산액.
  5. 결착 수지,
    제1항에 기재된 안료를 포함하는 착색제 및
    왁스 성분
    을 포함하는 옐로우 토너 베이스 입자를 포함하는 옐로우 토너.
  6. 제5항에 있어서, 상기 옐로우 토너 베이스 입자는 중합성 단량체, 착색제 및 왁스 성분을 포함하는 중합성 단량체 조성물을 수계 매체 중에 분산시키고, 상기 중합성 단량체 조성물을 입자로 조립하여, 상기 입자 중의 중합성 단량체를 중합하여 제조되는 옐로우 토너.
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