KR20110057076A - 전자 사진용 토너 및 전자 사진용 토너의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

류코 염료와, 상기 류코 염료와 반응하여 발색을 일으키는 현색능을 갖는 구조와, 상기 류코 염료와 상기 현색능을 갖는 구조의 접촉을 저해하여 소색시키는 소색능을 갖는 구조를 갖는 발색 소색 제어제를, 분산액 중에 있어서 가열하여 발색시킴으로써, 토너에 색을 부여하는 착색제를 구성하고, 분산액 중의 상기 착색제를 고압식 미립화법에 의해 미립자화하고, 분산액 중의 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 낮은 온도까지 냉각함으로써, 발색이 유지되어 있는 착색제 미립자를 취득하고, 상기 착색제 미립자와 결합제 수지 미립자와 이형제 미립자를 응집 및 융착시킴으로써 제조되는 소색 가능한 전자 사진용 토너에 관한 것이다.

Description

전자 사진용 토너 및 전자 사진용 토너의 제조 방법 {TONER FOR ELECTROPHOTOGRAPH AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

<관련 출원>

본 출원은 미국 가특허 출원 제61/263489호(2009년 11월 23일)에 기초한 것으로서, 그 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에서 참조로서 인용된다.

본 명세서에 기재된 실시 형태는, 소색에 의해 기억 매체에 형성한 화상을 소거할 수 있는 전자 사진용 토너에 대한 기술에 관한 것이다.

류코 염료, 현색제, 또한 필요에 따라서 소색제를 함유하고, 소색에 의해 기억 매체에 형성된 화상을 소거 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법에는, 통상, 용융 혼련법이 채용되고 있다. 용융 혼련법은, 결합제 수지, 류코 염료, 현색제, 왁스 등의 이형제, 대전 제어제 등을 용융 혼련하고, 냉각 후에 미분쇄하고, 분급하여 원하는 토너 입자를 제조하는 방법이다.

그러나, 용융 혼련법에 의한, 혼련시의 혼련물의 온도와 소색 개시 온도와의 사이에 충분한 온도차가 없는 경우, 국소적으로 가열된 부분에서 류코 염료와 현색제의 결합이 끊겨, 무색 입자가 발생하는 경우가 있었다. 또한, 소색제의 작용에 의해 소색시키기 위해서는, 류코 염료와 현색제가 분리됨과 함께, 현색제와 소색제가 접촉할 필요가 있다. 그러나, 가열에 의해 용융한 결합제 수지 내를 현색제 및 소색제가 확산하는 데에 시간을 필요로 하며, 그 결과, 소색할 때까지 많은 시간이 필요하였다.

본 발명은 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 발색이 유지되어 있는 착색제 미립자를 취득하고, 상기 착색제 미립자와 결합제 수지 미립자와 이형제 미립자를 응집 및 융착시킴으로써 소색 가능한 전자 사진용 토너를 제공하는 데에 있다.

본 실시 형태의 소색 가능한 전자 사진용 토너(이하, 간단히 토너라고도 칭함)의 제조 방법에 있어서는, 류코 염료와, 상기 류코 염료와 반응하여 발색을 일으키는 현색능을 갖는 구조와, 상기 류코 염료와 상기 현색능을 갖는 구조의 접촉을 저해하여 소색시키는 소색능을 갖는 구조를 갖는 발색 소색 제어제를, 분산매 중에서 가열하여 발색시킴으로써, 토너에 색을 부여하는 착색제를 구성하고, 분산매 중의 상기 착색제를 고압식 미립화법에 의해 미립자화하고, 분산매 중의 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 낮은 온도까지 냉각함으로써, 발색이 유지되어 있는 착색제 미립자를 취득하고, 상기 착색제 미립자와 결합제 수지 미립자와 이형제 미립자를 응집 및 융착시킨다.

도 1은, 본 실시 형태의 전자 사진용 토너의 제조 방법의 일례에 관한 처리 플로우.
도 2는, 본 실시 형태에 관한 실시예 및 비교예의 구성, 및 실시예의 토너를 사용하여 화상 형성을 행한 경우의 화상 농도를 나타내는 표.

이하, 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태에 있어서는, 류코 염료와, 발색 소색 제어제와, 결합제 수지와, 이형제를 포함하는 토너를 제조한다. 우선, 토너의 구성 성분에 대하여 설명한다.

사용되는 류코 염료는, 당업자가 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 디페닐메탄프탈라이드류, 페닐인돌릴프탈라이드류, 인돌릴프탈라이드류, 디페닐메탄아자프탈라이드류, 페닐인돌릴아자프탈라이드류, 플루오란류, 스틸리노퀴놀린류, 디아자로다민락톤류 등을 들 수 있다.

구체적으로는 3,3-비스(p-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈라이드, 3-(4-디에틸아미노페닐)-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)프탈라이드, 3,3-비스(1-n-부틸-2-메틸인돌-3-일)프탈라이드, 3,3-비스(2-에톡시-4-디에틸아미노페닐)-4-아자프탈라이드, 3-(2-에톡시-4-디에틸아미노페닐)-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-4-아자프탈라이드, 3-[2-에톡시-4-(N-에틸아닐리노)페닐]-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-4-아자프탈라이드, 3,6-디페닐아미노플루오란, 3,6-디메톡시플루오란, 3,6-디-n-부톡시플루오란, 2-메틸-6-(N-에틸-N-p-톨릴아미노)플루오란, 2-N,N-디벤질아미노-6-디에틸아미노플루오란, 3-클로로-6-시클로헥실아미노플루오란, 2-메틸-6-시클로헥실아미노플루오란, 2-(2-클로로아닐리노)-6-디-n-부틸아미노플루오란, 2-(3-트리플루오로메틸아닐리노)-6-디에틸아미노플루오란, 2-(N-메틸아닐리노)-6-(N-에틸-N-p-톨릴아미노)플루오란, 1,3-디메틸-6-디에틸아미노플루오란, 2-클로로-3-메틸-6-디에틸아미노플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-디에틸아미노플루오란, 2-아닐리노-3-메틸-6-디-n-부틸아미노플루오란, 2-크실리디노-3-메틸-6-디에틸아미노플루오란, 1,2-벤즈-6-디에틸아미노플루오란, 1,2-벤즈-6-(N-에틸-N-이소부틸아미노)플루오란, 1,2-벤즈-6-(N-에틸-N-이소아밀아미노)플루오란, 2-(3-메톡시-4-도데콕시스티릴)퀴놀린, 스피로[5H-(1)벤조피라노(2,3-d)피리미딘-5,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온, 2-(디에틸아미노)-8-(디에틸아미노)-4-메틸-, 스피로[5H-(1)벤조피라노(2,3-d)피리미딘-5,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온, 2-(디-n-부틸아미노)-8-(디-n-부틸아미노)-4-메틸-, 스피로[5H-(1)벤조피라노(2,3-d)피리미딘-5,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온, 2-디-n-부틸아미노)-8-(디에틸아미노)-4-메틸-, 스피로[5H-(1)벤조피라노(2,3-d)피리미딘-5,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온, 2-(디-n-부틸아미노)-8-(N-에틸-N-i-아밀아미노)-4-메틸-, 스피로[5H-(1)벤조피라노(2,3-d)피리미딘-5,1'(3'H)이소벤조푸란]-3'-온, 2-(디-n-부틸아미노)-8-(디-n-부틸아미노)-4-페닐, 3-(2-메톡시-4-디메틸아미노페닐)-3-(1-부틸-2-메틸인돌-3-일)-4,5,6,7-테트라클로로프탈라이드, 3-(2-에톡시-4-디에틸아미노페닐)-3-(1-에틸-2-메틸인돌-3-일)-4,5,6,7-테트라클로로프탈라이드, 3-(2-에톡시-4-디에틸아미노페닐)-3-(1-펜틸-2-메틸인돌-3-일)-4,5,6,7-테트라클로로프탈라이드 등이다. 또한, 피리딘계, 퀴나졸린계, 비스퀴나졸린계 화합물 등을 들 수 있다. 이것들은 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 된다.

또한, 본 실시 형태에 관한 발색 소색 제어제는, 류코 염료와 반응하여 발색을 일으키는 현색능을 갖는 구조와, 상기 류코 염료와 상기 현색능을 갖는 구조의 접촉을 저해하여 소색시키는 소색능을 갖는 구조를 갖는 화합물이다. 현색능을 갖는 구조는, 예를 들어 페놀성 수산기, 카르복실산기, 인산기를 들 수 있다. 또한, 소색능을 갖는 구조로서는, 예를 들어 장쇄형의 지방족 탄화수소기를 들 수 있다. 당해 지방족 탄화수소기는 직쇄이어도 되고, 분지쇄이어도 된다. 구체적인 장쇄형의 지방족 탄화수소기로서는, 예를 들어 장쇄형의 알킬기나, 장쇄형의 알케닐기를 예시할 수 있다.

또한, 발색 소색 제어제는, 현색능을 갖는 구조와 소색능을 갖는 구조 외에, 다른 관능기도 가져도 된다. 예를 들어, 현색능을 갖는 구조와 소색능을 갖는 구조 사이의 연결 부분에 연결기를 개재하고 있어도 된다. 당해 연결기로서는, 예를 들어 요소기(-NHCONH-)나 아미드기(-NHCO-) 등을 들 수 있다.

또한, 장쇄형의 지방족 탄화수소기 중에도, 마찬가지의 연결기나 방향족기가 포함되어 있어도 된다. 또한, 장쇄형의 지방족 탄화수소기는, 탄화수소기에 결합하고 있는 치환기를 가져도 된다. 치환기로서는, 예를 들어 수산기, 할로겐 원자, 알콕시기 등을 들 수 있다.

구체적인 발색 소색 제어제로서는, 예를 들어 하기 화학식 (A)와 같은 구조의 화합물을 들 수 있다.

(A)

식 중, R은 장쇄형의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.

여기에서, 본 실시 형태에 있어서는, 장쇄형의 지방족 탄화수소기는, 포함되는 지방족 탄화수소기의 탄소수가 12 내지 28인 것이 바람직하고, 16 내지 24인 것이 보다 바람직하다. 포함되는 지방족 탄화수소기의 탄소수가 12 미만인 경우, 결정화도가 낮아지고, 탄소수가 12 내지 28인 경우보다도 소색성이 저하한다. 또한, 28보다 포함되는 지방족 탄화수소기의 탄소수가 많은 경우, 현색제의 융점이 높아지고, 탄소수가 12 내지 28인 경우보다도 소색성이 저하한다. 또한, 장쇄의 지방족 탄화수소기가 1개 이상인 연결기 또는 방향족기를 포함하는 경우, 포함되는 지방족 탄화수소기의 탄소수란, 연결기 또는 방향족기를 개재하여 결합하는 탄화수소기의 탄소수의 총합을 말한다.

본 실시 형태에 관한 토너를 구성하는 결합제 수지는, 특별히 한정되지 않고 당업자가 적절하게 설정할 수 있다.

예를 들어, 상기 결합제 수지는, 디카르복실산 성분과 디올 성분을 에스테르화 반응을 거쳐 중축합하여 얻어지는 폴리에스테르계 수지 또는 폴리스티렌계 수지로 할 수 있다.

이 중, 디카르복실산 성분으로서는, 테레프탈산, 프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 디카르복실산, 푸마르산, 말레산, 숙신산, 아디프산, 세박산, 글루타르산, 피멜산, 옥살산, 말론산, 시트라콘산, 이타콘산 등의 지방족 카르복실산 등을 들 수 있다.

또한, 디올 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틴글리콜, 트리메틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등의 지방족 디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 디올, 비스페놀 A 등의 에틸렌옥시드 또는 프로필렌옥시드 부가물 등을 들 수 있다.

또한, 1,2,4-벤젠트리카르복실산(트리멜리트산)이나 글리세린 등의 3가 이상의 다가의 카르복실산이나 다가의 알코올 성분을 사용하여, 상기의 폴리에스테르 성분을 가교 구조로 하여도 된다.

본 실시 형태의 토너에 있어서는, 조성이 상이한 2종류 이상의 폴리에스테르계 수지를 혼합하여 사용하여도 된다.

또한, 본 실시 형태의 토너에 있어서, 폴리에스테르계 수지는 비정질성이어도 되고 결정성이어도 된다.

또한, 폴리스티렌계 수지로서는, 방향족 비닐 성분과 (메트)아크릴산 에스테르 성분을 공중합시킨 것이 바람직하다. 방향족 비닐 성분으로서, 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-클로로스티렌 등을 들 수 있다. 아크릴산 에스테르 성분으로서, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이 중에서는 부틸아크릴레이트를 사용하는 것이 일반적이다. 중합 방법으로서는, 일반적으로 용액 중합법이 채용되고, 각 성분의 단량체를 용제 중에서 라디칼 중합함으로써 얻을 수 있다.

또한, 폴리에스테르계 수지 및 폴리스티렌계 수지의 유리 전이 온도는, 40℃ 이상 65℃ 이하가 바람직하고, 45℃ 이상 60℃ 이하가 보다 바람직하다. 유리 전이 온도가 40℃보다 낮은 경우, 범위 내에 있는 경우보다도 보존 보관성이 저하하고, 토너가 굳어지게 된다. 한편, 유리 전이 온도가 65℃보다 높은 경우, 범위 내에 있는 것보다도 정착 온도가 높아지게 된다.

폴리에스테르계 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 4000 이상 80000 이하가 바람직하다. 한편, 폴리스티렌계 수지의 중량 평균 분자량 Mw는 10000 이상 70000 이하가 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량 Mw가 4000(폴리스티렌계 수지의 경우에는 10000) 미만인 경우, 범위 내에 있는 것보다도 토너의 내열 보존성이 저하한다. 또한, 중량 평균 분자량 Mw가 80000(폴리스티렌계 수지의 경우에는 70000)보다 큰 경우, 범위 내에 있는 경우보다도 정착 온도가 높아지기 때문에, 정착 처리에서의 전력 소비량을 억제하는 관점에서 바람직하지 않다.

또한, 본 실시 형태에 관한 토너에 함유되는 이형제에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 저분자량 폴리에틸렌, 저분자량 폴리프로필렌, 폴리올레핀 공중합물, 폴리올레핀 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스, 파라핀 왁스, 피셔-트롭쉬 왁스와 같은 지방족 탄화수소계 왁스, 산가 폴리에틸렌 왁스와 같은 지방족 탄화수소계 왁스의 산화물, 또는 그들의 블록 공중합체, 칸델릴라 왁스, 카르나우바 왁스, 목랍, 호호바 랍, 라이스 왁스와 같은 식물계 왁스, 밀랍, 라놀린, 경랍과 같은 동물계 왁스, 오조케라이트, 세레신, 페트로락탐과 같은 광물계 왁스, 몬탄산 에스테르 왁스, 캐스터 왁스와 같은 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 왁스류, 탈산 카르나우바 왁스와 같은 지방산 에스테르를 일부 또는 전부를 탈산화한 것 등을 들 수 있다. 또한, 팔미트산, 스테아르산, 몬탄산, 혹은 또한 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬카르복실산류와 같은 포화 직쇄 지방산, 브라시드산, 엘레오스테아르산, 파리나르산과 같은 불포화 지방산, 스테아릴알코올, 에이코실알코올, 베헤닐알코올, 카르나우빌알코올, 세릴알코올, 멜리실알코올, 혹은 또한 장쇄의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬알코올과 같은 포화 알코올, 소르비톨과 같은 다가 알코올, 리놀산 아미드, 올레산 아미드, 라우르산 아미드와 같은 지방산 아미드, 메틸렌 비스스테아르산 아미드, 에틸렌 비스카프르산 아미드, 에틸렌 비스라우르산 아미드, 헥사메틸렌 비스스테아르산 아미드와 같은 포화 지방산 비스아미드, 에틸렌 비스올레산 아미드, 헥사메틸렌 비스올레산 아미드, N,N'-디올레일아디프산 아미드, N,N'-디올레일세박산 아미드와 같은 불포화 지방산 아미드류, m-크실렌 비스스테아르산 아미드, N,N'-디스테아릴이소프탈산 아미드와 같은 방향족계 비스아미드, 스테아르산 칼슘, 라우르산 칼슘, 스테아르산 아연, 스테아르산 마그네슘과 같은 지방산 금속염(일반적으로 금속 비누라고 일컬어지고 있는 것), 지방족 탄화수소계 왁스에 스티렌이나 아크릴산과 같은 비닐계 단량체를 사용하여 그래프트화시킨 왁스, 베헨산 모노글리세라이드와 같은 지방산과 다가 알코올의 부분 에스테르화물, 식물성 유지를 수소 첨가함으로써 얻어지는 히드록실기를 갖는 메틸에스테르 화합물을 들 수 있다.

이 외에 본 실시 형태의 토너는, 대전 제어제 및 외첨제 등의 다른 성분이 유지되어 있어도 된다.

대전 제어제로서는, 금속 함유 아조 화합물이 사용되며, 금속 원소가 철, 코발트, 크롬의 착체, 착염, 혹은 그의 혼합물이 바람직하다. 또한, 대전 제어제로서, 금속 함유 살리실산 유도체 화합물도 사용할 수 있다. 금속 살리실산 유도체 화합물을 사용하는 경우, 그 금속 원소는 지르코늄, 아연, 크롬, 붕소의 착체, 착염, 혹은 그의 혼합물이 바람직하다. 당해 대전 제어제의 배합에 의해, 마찰 대전 전하량을 제어할 수 있다.

또한, 외첨제는, 예를 들어 유동성이나 대전성을 조정하기 위하여, 토너 입자에 대하여 0.01 내지 20질량%의 무기 미립자를 외첨 혼합할 수 있다. 이러한 무기 미립자로서는 실리카, 티타니아, 알루미나, 티타늄산스트론튬, 산화주석 등을 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 무기 미립자는 소수화제로 표면 처리된 것을 사용하는 것이 환경 안정성 향상의 관점에서 바람직하다. 또한, 이러한 무기 산화물 이외에 1㎛ 이하의 수지 미립자를 클리닝성 향상을 위하여 외첨하여도 된다.

계속해서, 본 실시 형태의 토너의 제조 방법에서의 공정의 일례에 대하여, 도 1의 플로우를 사용하여 설명한다.

Act101에 있어서, 우선, 류코 염료와 발색 소색 제어제를 혼련하여 소립자를 구성한 후, 상기 소립자를 분쇄함으로써, 류코 염료와 발색 소색 제어제의 혼합 입자를 형성한다. 또한, 류코 염료와 발색 소색 제어제의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않지만, 류코 염료 1질량부에 대하여, 발색 소색 제어제 1 내지 6질량부인 것이 바람직하다. 또한, 류코 염료와 발색 소색 제어제를 혼련할 때의 가열 온도는, 류코 염료와 발색 소색 제어제의 구체적인 종류에 따라서 당업자가 적절하게 설정할 수 있다.

이어서, 형성한 류코 염료와 발색 소색 제어제의 혼합 입자를 분산매 중에서 가열 온도(Ta)에서 가열하여 발색시키고, 착색제를 구성한다. 계속해서, 고압식 미립화법에 의해 분산매 중에 있어서 착색제를 미립자화한 후, 류코 염료와 발색 소색 제어제가 응집 또는 결정화하는 온도보다도 낮은 온도까지 냉각하고, 착색제의 미립자를 취득한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 착색제란, 토너에 색을 부여하는 1종의 화합물 또는 조성물을 말한다. 본 실시 형태에 있어서, 착색제는 류코 염료와 발색 소색 제어제를 갖는다.

또한, 고압식 미립화법이란, 압력(예를 들어 10MPa 내지 300MPa)을 가하면서 입자를 미립자화하는 방법이며, 예를 들어 고압식 미립화기를 사용하여 행할 수 있다.

고압식 미립화기란, 고압 펌프에 의해 10MPa 내지 300MPa의 압력을 가하면서, 미립자 구성 부분(제네레이터, 예를 들어 미소한 노즐)을 통과시킴으로써 전단을 걸어, 미립자화하는 장치이다.

또한, 고압식 미립화기는, 일반적으로 전단을 거는 제네레이터의 하류에 냉각부를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는 고압식 미립화법에 의해 미립자화된 착색제는 계속해서 냉각 처리에 제공되는데, 고압식 미립화기를 사용하는 경우, 당해 냉각부에 있어서 냉각 처리를 행할 수 있다. 냉각부는, 예를 들어 주위에 냉각 매체를 흘림으로써 내부를 흐르는 분산액 중의 미립자를 냉각하는 냉각용 코일로 할 수 있다.

구체적인 고압형 미립화기로서는, 예를 들어 나노마이저(요시다 기까이 고교사제), 알티마이저(스기노 머신사제), NANO3000(비류사제), 마이크로플루이다이저(미즈호 고교사제), 호모게나이저(이즈미 푸드 머시너리사제) 등을 들 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 가열 처리, 미립자화 처리 및 냉각 처리를, 당해 고압식 미립화기에, 제네레이터의 상류에 배치되는 가열 시스템을 부가한 장치를 사용하여 연속적으로 행할 수 있다. 가열 시스템은, 예를 들어 오일 배스로 할 수 있고, 당해 오일 배스에 의해 분산액의 배관 또는 호퍼를 가열하는 구성이다.

이하, 착색제 미립자를 얻기 위한 구체적인 공정의 일례에 대하여 설명한다.

우선, Act102에 있어서, 류코 염료와 발색 소색 제어제의 혼합 입자를 분산매에 분산시키고, 분산액을 얻는다. 분산매는 당업자가 적절하게 설정할 수 있지만, 예를 들어 계면 활성제를 포함하는 이온 교환수로 할 수 있다.

이어서, 얻어진 분산액을 가열 시스템을 부가한 고압식 미립화기에 제공하고, 가열 처리를 우선 행하고, 류코 염료를 발색시켜 착색제를 구성한다(Act103). 가열 온도는, 류코 염료와 발색 소색 제어제가 용융 혼합하여, 분자끼리(보다 구체적으로는 류코 염료와 발색 소색 제어제의 현색능을 갖는 구조와의 사이)에서 접촉 반응이 일어나고, 그 결과 발색이 일어나는 온도로 설정한다. 구체적인 가열 온도(Ta)는, 류코 염료와 발색 소색 제어제 각각의 구체적인 화합물의 구조 등에 따라서, 발색 개시 온도 이상이면서 류코 염료의 열분해가 개시되는 온도 이하의 범위 내에서 적절하게 설정된다.

계속해서, 가열한 착색제 입자를 포함하는 분산액을, 고압식 미립화기의 제네레이터에 있어서 미립자화한다(Act104). 또한, 생성되는 미립자의 크기는, 요구되는 토너의 성질이나 입도 분포 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 1.2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 1.2㎛보다 큰 경우, 응집, 융착 후에 얻어지는 토너의 체적 평균 입경이 커지거나, 입도 분포가 브로드해지는 경향이 있다. 또한, 바람직한 미립자의 크기의 하한값에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 응집 공정에서의 입경 제어의 용이성 등의 관점에서 0.04㎛ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 미립자의 크기는, 예를 들어 후술하는 냉각 처리 후에 얻어지는 미립자의 크기(예를 들어, 체적 평균 입경)의 상기 측정 결과에 기초하여 압력을 조정함으로써 설정할 수 있다(피드백 제어).

계속해서, Act105에 있어서, 미립자화한 착색제를, 고압식 미립화기의 냉각부에 있어서, 발색 소색 제어제의 응집 또는 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로 냉각하면서, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 낮은 온도까지 냉각한다. 당해 냉각 처리에 의해, 가열 처리에 의해 발생한 발색을 안정화할 수 있다.

여기에서, 본 명세서에 있어서, 용융 개시 온도란, 본 실시 형태에 관한 발색 소색 제어제에 대하여 융해 피크 온도에 이르는 흡열이 개시되는 온도이며, 보다 구체적으로는 JIS-K-7121에서 규정되는 보외 융해 개시 온도이다. 보외 융해 개시 온도는, 저온측의 베이스라인을 고온측으로 연장한 직선과, 융해 피크의 저온측의 곡선에 구배가 최대가 되는 점에서 그은 접선의 교점의 온도이다.

또한, 당해 냉각 처리에 있어서, 발색 소색 제어제의 응집 또는 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로 냉각을 행하지 않는 경우, 발색 소색 제어제가 류코 염료와 분리하여 응집 혹은 결정화하고, 그 결과 발색한 색이 사라지게 된다. 장쇄형의 탄화수소기를 갖는 발색 소색 제어제를 사용하는 경우, 구체적인 냉각 속도는 5℃/sec 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 특별히 한정되지 않지만, 냉각 속도의 상한은 80℃/sec 이하로 설정되는 것이, 급격한 상 변화에 의해 야기되는 냉각부에서의 막힘을 방지하는 관점에서 바람직하다.

당해 냉각 처리에 있어서는, 구체적인 냉각 목표 온도(냉각 처리 후의 분산액의 온도)는, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 20℃ 이상 낮은 온도로 설정하는 것이, 소색 반응의 억제의 관점에서 바람직하다.

즉, 발색 소색 제어제의 결정화가 완전하게 종료되는 온도 이하까지 냉각하는 것이 바람직하다.

또한, 냉각 목표 온도의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 분산액의 안정성의 점에서 예를 들어 5℃ 이상으로 할 수 있다.

이어서, 얻어진 분산액에 분산되어 있는 착색제 미립자와, 결합제 수지 미립자와, 이형제 미립자를 유화 응집법에 의해 응집시킨다(Act106). 계속해서, 융착하여 최종적인 목적물인 토너의 형상을 제어한다(Act107).

Act106에 있어서는, 우선, 착색제의 분산액과, 미립자화한 결합제 수지의 분산액과, 미립자화한 이형제의 분산액을 혼합하여 교반함으로써, 각 성분을 혼합 분산액 중에서 유화 분산시킨다. 계속해서, 혼합 분산액 중에 응집제를 첨가하고, 가열하여 응집 반응을 행한다.

응집제의 종류, 첨가량은, 류코 염료, 발색 소색 제어제, 결합제 수지, 이형제의 종류나 각 미립자의 분산 안정성에 따라서 당업자가 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 응집 처리에서의 가열 온도도 류코 염료, 발색 소색 제어제, 결합제 수지, 이형제의 종류에 따라서, 당업자가 적절하게 설정할 수 있다.

계속해서, Act107에 있어서, 가열에 의해 결합제 수지의 유동성을 높임으로써, 응집한 각 미립자를 융착시킨다. 융착 처리에서의 가열 온도는, 사용되는 결합제 수지의 종류(보다 구체적으로는, 사용되는 결합제 수지의 유리 전이 온도)에 따라서, 당해 결합제 수지의 유리 전이 온도 이상이며 착색제의 소색 개시 온도(류코 염료로부터 해리한 발색 소색 제어제가 단독으로 응집 또는 결정화하는 온도) 이하의 범위에서 적절하게 설정할 수 있다.

그리고, Act108에 있어서, 이와 같이 하여 얻어지는 융착된 미립자를 세정, 건조함으로써 토너를 생성한다. 생성된 토너에는, 필요에 따라서 외첨제가 외첨된다.

또한, 대전 제어제 등을 함유시키는 경우에는, 예를 들어 응집 처리의 단계에서 함께 혼합하도록 하여도 된다.

본 실시 형태의 토너의 제조 방법에 의해 얻어지는 토너는, 통상의 토너와 마찬가지로, 예를 들어 MFP(Multi Function Peripheral) 등의 화상 형성 장치에 탑재되어, 기억 매체에의 화상 형성용으로 사용된다.

화상 형성 공정에 있어서는, 예를 들어 화상 형성 장치에 탑재되는 정착기에 있어서 기록 매체에 전사된 본 실시 형태의 토너에 의한 토너상이 정착 온도에서 가열되는 결과, 결합제 수지가 용융하여 기록 매체에 침투하고, 그 후 상기 결합제 수지가 고화하여 기록 매체에 화상이 형성된다(정착 처리).

또한, 기록 매체에 형성된 화상은, 토너의 소색 처리를 행함으로써 소거할 수 있다. 구체적인 소색 처리는, 소색 개시 온도 이상의 가열 온도(Td)에서 화상이 형성된 기록 매체를 가열함으로써 행할 수 있다. 예를 들어, 화상 형성 장치에 있어서, 탑재되는 정착기의 가열 온도를 소색 개시 온도로 설정함과 함께, 상기 정착기를 화상이 형성된 기록 매체를 통과시킴으로써, 소색 처리를 행할 수 있다.

(실시예)

계속해서, 본 실시 형태의 토너의 제조 방법에 대하여, 예를 들어 설명한다. 그러나, 이하의 실시예에 의해 본 발명이 전혀 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

장쇄형의 탄화수소기를 갖는 발색 소색 제어제의 합성

1-옥타데실이소시아네이트 1mol과 p-아미노페놀 1.2mol을 염화메틸 중에서 공지의 조건으로 반응시키고, 메탄올과 염화메틸렌의 혼합 용액에서 추출하고, 발색 소색 제어제로서 융점이 143℃인 하기 화학식 (B)로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 얻었다.

(B)

착색제 미립자의 생성

류코 염료로서 크리스탈 바이올렛 락톤(CVL, 호도가야 가가꾸 고교사제)을 사용하였다. CVL 1kg과 합성한 발색 소색 제어제 1.5kg을 20L 헨쉘 믹서를 사용하여 혼합하고, 130℃에서 가열한 가압 니이더를 사용하여 30분간 혼합하여, 무색의 혼련물을 얻었다. 얻어진 무색의 혼련품을 해머 밀(나라 기까이 세이사꾸쇼제)을 사용하여 평균 체적 입경 1mm로 조 분쇄하고, 무색의 조 입자를 얻었다. 계속해서, 펄버라이저(호소까와 마이크론사제)를 사용하여 더 분쇄하고, 평균 체적 입경 68㎛의 무색의 중간 분쇄 입자를 얻었다.

얻어진 무색의 중간 분쇄 입자 10질량부, 음이온성 계면 활성제로서 도데실벤젠술폰산나트륨 1질량부 및 이온 교환수 89질량부를 호모게나이저(IKA사제)를 사용하여 교반하고, CVL 및 발색 소색 제어제의 분산액 1을 얻었다.

다음에 얻어진 분산액 1을 가열 시스템(오일 배스)을 추가한 고압식 미립화기인 나노마이저(요시다 기까이 고교사제, YSNM-200AR)를 사용하여 가열 처리, 미립자화 처리 및 냉각 처리를 연속하여 행하여, 착색제의 미립자를 포함하는 분산액을 얻었다. 당해 나노마이저는, 오일 배스 중에 침지된 10m의 열교환용 배관, 직경 100㎛의 노즐(제네레이터)을 포함하는 고압 배관 및 주위에 냉각 매체를 흘릴 수 있는 냉각 코일(길이 20m, 용량 158cc)을 구비한다.

가열 처리에서의 오일 배스의 온도(이하, 가열 매체의 제어 온도라고도 칭함)는 180℃로 설정하였다.

또한, 제네레이터에서의 처리 압력은 120MPa로 설정하고, 미립자화 처리를 한번만 행하였다. 또한, 유량은 250cc/min이었다.

미립자화 후, 냉각 코일(냉각 매체: 실리콘 오일/제어 온도: 2℃)에 있어서, 생성된 착색제 미립자를 포함하는 분산액을 냉각하였다. 냉각 처리 후의 분산액의 온도는 32℃이고, 당해 나노마이저에 있어서, 유량이 250cc/min인 경우, 19sec만에 분산액은 냉각 코일을 통과하기 때문에, 냉각 속도는 7.8℃/sec이었다.

얻어진 착색제 미립자의 체적 평균 입경을 SALD7000(시마즈 세이사꾸쇼제)을 사용하여 측정한 바, 0.364㎛이었다.

결합제 수지 미립자의 생성

폴리에스테르 수지(가오사제, 유리 전이 온도 62℃, 산값 20) 20질량부, 음이온성 계면 활성제(가오사제, 네오펠렉스 G-65) 4질량부, 아민 화합물(와꼬 쥰야꾸사제, 트리에틸아민) 1중량부, 이온 교환수 75중량부를 클레어믹스의 회전수를 18,000rpm으로 설정하여 30분간 교반하여 냉각하고, 결합제 수지 미립자의 분산액을 얻었다. 분산액 중의 결합제 수지 미립자의 체적 평균 입경을 SALD7000을 사용하여 측정한 결과, 0.112㎛이었다.

이형제 미립자의 생성

에스테르 왁스(도아 가세이사제, 카르나우바 왁스) 20중량부, 음이온성 계면 활성제(가오사제, 네오펠렉스 G-65) 1질량부를 이온 교환수 79중량부와 혼합하고, 가열하면서 호모게나이저를 사용하여 10분간 처리하고, 체적 평균 입경 0.152㎛(SALD7000을 사용하여 측정)의 왁스 미립자를 포함하는 분산액을 얻었다.

응집 처리 및 융착 처리

결합제 수지 미립자 분산액 77.0질량부, 왁스 미립자 분산액 3.8질량부 및 착색제 미립자 분산액 19.2중량부를 혼합하고, 1L의 플라스크 내에 투입하였다. 패들 날개를 사용하여 300rpm으로 교반하고, 30℃에서 온도가 안정된 것을 확인한 후, 5% 황산마그네슘 수용액 40중량부를 첨가하고, 70℃까지 서서히 온도를 높여, 체적 평균 입경 5.4㎛의 응집 입자를 얻었다. 체적 평균 입경은, 코울터 카운터(애퍼쳐 직경 100㎛)를 사용하여 측정하였다.

이어서, 착색제 미립자의 체적 평균 입경을 유지하기 위한 분산제로서 도데실벤젠술폰산나트륨을 2질량부 첨가하였다. 그 후, 90℃까지 승온시키고, 3시간 방치하여 융착 처리를 행하였다. 계속해서, 미립자를 원심 분리기를 사용하여 세정수의 도전율이 50μS/cm가 될 때까지 세정하고, 계속해서 진공 건조기를 사용하여 함수율이 0.3wt%가 될 때까지 건조하여, 체적 평균 입경이 5.5㎛인 토너 입자를 얻었다.

또한, 얻어진 토너 입자에는, 실리카(R972 닛본 아에로질사제) 4질량부를 헨쉘 믹서를 사용하여 외첨하였다. 계속해서, 진동 체를 사용하여 조대 분말을 제거하는 처리를 행하였다.

실시예 2

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 제네레이터에서의 처리 압력을 100MPa로 설정함과 함께, 제네레이터 및 냉각 코일에서의 유량을 160cc/min으로 설정하고 냉각 속도를 5℃/sec로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 3

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 제네레이터에서의 처리 압력을 150MPa로 설정함과 함께, 제네레이터 및 냉각 코일에서의 유량을 320cc/min으로 설정하고 냉각 속도를 10℃/sec로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 4

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 제네레이터에서의 처리 압력을 200MPa로 설정함과 함께, 제네레이터 및 냉각 코일에서의 유량을 384cc/min으로 설정하고 냉각 속도를 12℃/sec로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 5

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 냉각 코일의 길이를 5m로 설정함과 함께, 냉각 매체의 제어 온도를 110℃로 설정하고 냉각 속도를 7.8℃/sec로 하여 126℃까지 냉각한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 6

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 제네레이터에서의 처리 압력을 125MPa로 설정하고, 제네레이터 및 냉각 코일에서의 유량을 260cc/min으로 설정하고, 냉각 코일의 길이를 5m로 설정하고, 냉각 매체의 제어 온도를 110℃로 설정하고 냉각 처리에서의 냉각 속도를 7.8℃/sec로 하여 123℃까지 냉각한 것 이외는 실시예 5과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 7

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 냉각 매체의 제어 온도를 70℃로 설정하고 냉각 처리에서의 냉각 속도를 8.2℃/sec로 하여 90℃까지 냉각한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 8

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 가열 매체의 제어 온도를 150℃로 설정함과 함께 냉각 매체의 제어 온도를 30℃로 설정하고 냉각 처리에서의 냉각 속도를 7.9℃/sec로 하여 60℃까지 냉각한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

실시예 9

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 냉각 매체의 제어 온도를 -10℃로 설정하고 냉각 처리에서의 냉각 속도를 8.6℃/sec로 하여 20℃까지 냉각한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

비교예 1

착색제 미립자의 생성 과정에 있어서, 제네레이터에서의 처리 압력을 80MPa로 설정하고, 제네레이터 및 냉각 코일에서의 유량을 96cc/min으로 설정하고, 냉각 매체의 제어 온도를 2℃로 설정하고 냉각 처리에서의 냉각 속도를 3℃/sec로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 토너를 제조하였다.

평가

각 실시예 및 비교예의 토너를 도시바 테크사제의 MFP(e-STUDIO 281C)에 탑재하고, 종이에 솔리드 화상을 형성시켰다.

이 때의 정착 온도는 110℃로 설정하였다.

실시예 또는 비교예의 각 토너를 사용한 화상 처리에 의해 종이에 형성된 각 화상의 농도를 맥베스 농도계(Gretag Macbeth사제, 블루 필터 사용)를 사용하여 측정하였다.

또한, 계속해서, 솔리드 화상을 형성시킨 종이를 상기 MFP의 급지 카세트에 세트한 후, 새로운 화상이 출력되지 않도록 한 상태에서 MFP를 가동시켜 종이를 정착기에 통과시킴으로써, 소색 처리를 행하였다. 당해 소색 처리시에서의 정착기의 온도는 150℃로 설정하였다.

각 종이에 대하여, 소색 처리의 결과를 육안에 의해 확인하였다.

결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예의 토너에 있어서는 CVL의 발색을 유지한 상태에서 제조할 수 있었다.

또한, 화상 형성 처리에 의해 종이에 화상을 형성시킴과 함께, 소색 처리에 의해 당해 화상을 소거할 수 있었다.

한편, 비교예의 토너에 있어서는, 가열 처리에 의해 발생한 CVL의 발색은, 냉각 처리 후에는 유지할 수 없었다. 또한, 화상 형성 처리에 있어서도 화상을 형성할 수는 없었다.

본 발명의 소정 실시예를 설명하였지만, 이들 실시예는 단지 예로서 제시된 것으로 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에 기재된 신규의 구성 및 방법은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 사상으로부터 일탈하지 않는 범위 내에서, 본 명세서에 기재된 장치 및 방법 및 컴퓨터 판독 매체의 형태에 있어서 각종의 생략, 치환 및 변경을 행할 수 있다. 첨부하는 청구범위 및 그 균등물은, 본 발명의 범위 및 사상 내에 들어가는 이러한 형태 또는 수정을 포함시키기 위한 것이다.

이상에 상세하게 설명한 바와 같이, 본 명세서에 기재된 기술에 따르면, 순간적으로 화상을 소거할 수 있는 소색 가능 토너의 제조 방법을 제공할 수 있다.

없음.

Claims (12)

1. 류코 염료와, 상기 류코 염료와 반응하여 발색을 일으키는 현색능을 갖는 구조와, 상기 류코 염료와 상기 현색능을 갖는 구조의 접촉을 저해하여 소색시키는 소색능을 갖는 구조를 갖는 발색 소색 제어제를, 분산액 중에서 가열하여 발색시킴으로써, 토너에 색을 부여하는 착색제를 구성하고,
   분산액 중의 상기 착색제를 고압식 미립화법에 의해 미립자화하고,
   분산액 중의 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 낮은 온도까지 냉각함으로써, 발색이 유지되어 있는 착색제 미립자를 취득하고,
   상기 착색제 미립자와 결합제 수지 미립자와 이형제 미립자를 응집 및 융착시킴으로써 제조되는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
2. 제1항에 있어서, 상기 발색 소색 제어제가, 상기 소색능을 갖는 구조로서 장쇄형의 지방족 탄화수소기를 갖는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
3. 제2항에 있어서, 상기 발색 소색 제어제가, 상기 장쇄형의 지방족 탄화수소기로서 탄소수 12 내지 28의 지방족 탄화수소기를 갖는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
4. 제1항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를 5℃/sec 이상의 냉각 속도로 냉각함으로써 제조되는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
5. 제4항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를 5 내지 80℃/sec의 냉각 속도로 냉각함으로써 제조되는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
6. 제1항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다 20℃ 이상 낮은 온도까지 냉각함으로써 제조되는 소색 가능한 전자 사진용 토너.
7. 류코 염료와, 상기 류코 염료와 반응하여 발색을 일으키는 현색능을 갖는 구조와, 상기 류코 염료와 상기 현색능을 갖는 구조의 접촉을 저해하여 소색시키는 소색능을 갖는 구조를 갖는 발색 소색 제어제를, 분산액 중에서 가열하여 발색시킴으로써, 토너에 색을 부여하는 착색제를 구성하고,
   분산액 중의 상기 착색제를 고압식 미립화법에 의해 미립자화하고,
   분산액 중의 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 결정화가 발생하지 않는 냉각 속도로, 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다도 낮은 온도까지 냉각함으로써, 발색이 유지되어 있는 착색제 미립자를 취득하고,
   상기 착색제 미립자와 결합제 수지 미립자와 이형제 미립자를 응집 및 융착시키는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 발색 소색 제어제가, 상기 소색능을 갖는 구조로서 장쇄형의 지방족 탄화수소기를 갖는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 발색 소색 제어제가, 상기 장쇄형의 지방족 탄화수소기로서 탄소수 12 내지 28의 지방족 탄화수소기를 갖는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
10. 제7항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를 5℃/sec 이상의 냉각 속도로 냉각하는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를 5 내지 80℃/sec의 냉각 속도로 냉각하는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
12. 제7항에 있어서, 미립자화된 상기 착색제를, 상기 발색 소색 제어제의 융해 개시 온도보다 20℃ 이상 낮은 온도까지 냉각하는 소색 가능한 전자 사진용 토너의 제조 방법.
    

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