KR20120072844A - 정전하상 현상용 중합 토너 - Google Patents

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권영재
김동우
최대웅
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삼성정밀화학 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 대전성 및 보관성이 우수한 중합 토너가 제공된다. 상기 중합 토너는 결착 수지 및 착색제를 포함하며, 상기 결착 수지의 유전율이 2.8 내지 3.7이다.

Description

정전하상 현상용 중합 토너{Polymerization Toner for developing electrostatic image}
본 발명은 정전하상 현상용 중합 토너, 이를 포함한 전자사진용 화상형성용 현상제, 및 이를 이용한 전자사진용 화상형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대전성 및 보관성이 우수한 정전하상 현상용 중합 토너, 이를 포함한 전자사진용 화상형성용 현상제 및 이를 채용한 전자사진용 화상형성방법에 관한 것이다.
광도전성 물질을 사용하여 다양한 수단에 의해 감광 부재상에 정전기적 잠상을 형성하고, 이 정전하상을 토너로 현상하여 가시적 상을 형성한 다음, 토너 화상을 종이와 같은 전사 수용재료로 전사한 후 열 및/또는 압력을 인가하여 전사 수용재료에 정착된 화상을 형성하는 다수의 전자사진법이 알려져 있다.
최근에 전자사진법을 이용한 화상형성장치는 프린터 및 팩시밀리를 포함하여 다양하다. 이러한 화상형성장치는 보다 높은 해상도 및 선명도의 현상 방식을 필요로 하며, 이를 위하여 입자 크기가 작고 입도 분포가 좁은 토너가 개발되고 있다.
입도 분포가 좁고 원형도가 뛰어난 토너를 저비용으로 제조하는 방법으로는 유화중합법, 현탁중합법 등을 이용한 토너의 제조 방법이 알려져 있다. 그러나, 토너의 입자 크기를 작게 하는 경우 입자간 응집력이 커지고 감광체로부터의 전사가 양호하게 형성되지 않고 화상 누락이 발생하는 문제점이 있다.
한편, 인쇄 비용을 절감하기 위해서는 토너 부착량을 감소시킬 필요가 있는데, 이를 위해 착색제 사용량을 증가시키면 착색제의 분산이 양호하게 일어나지 않아 화상 누락 문제가 더욱 심각해진다.
일본특허공개 제2006-91096호에는 습식 조립법에 의해 조제되고, 유전율 ε'이 2.6~3.2, 부착량이 4g/m2, 화상반사농도(RD)가 1.2 이상, 체적 평균입경이 3~7㎛인 정전하상 현상용 블랙 토너가 개시되어 있으며, 이 블랙 토너는 토너 부착량을 감소시켜도 소정의 화상 농도를 확보할 수 있고, 전사성 및 토너 입자의 원형도가 우수한 것으로 기재하고 있다.
그러나 상기 토너는 블랙 토너에 한정되며, 토너의 대전성 및 보관성은 완전히 만족스러운 정도는 아니다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 대전성 및 보관성이 우수하며, 인쇄 비용이 적게 들고 화상 품질이 뛰어난 정전하상 현상용 중합 토너를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 토너를 포함하는 정전하상 현상제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기 정전하상 현상제를 사용하는 전자사진용 화상형성방법을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
결착 수지 및 착색제를 포함하는 중합 토너로서, 상기 결착 수지의 유전율이 2.8 내지 3.7인 중합 토너를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 중합 토너는 칼라 토너일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 중합 토너는 블랙 토너일 수 있다.
상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
상기 중합 토너; 및
캐리어를 포함하는 정전하상 현상제를 제공한다.
상기 세 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
정전 잠상이 형성된 감광체 표면에 상기 토너를 부착시켜 토너 화상을 형성하고, 상기 토너 화상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 전자사진용 화상형성방법을 제공한다.
본 발명의 중합 토너는 대전성 및 보관성이 우수하며, 적은 인쇄 비용으로 고품질의 화상을 얻을 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 토너의 유전율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 및 비교예에 따른 토너의 대전량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 및 비교예에 따른 토너의 대전속도를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 중합 토너에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 정전하상 현상용 토너는 결착 수지 및 착색제를 포함하는 중합 토너로서, 상기 결착 수지의 유전율이 2.8 내지 3.7이다.
본 발명에 따른 토너는 상기 범위내에 드는 유전율을 갖는 결착 수지를 포함함으로써 결과적으로 얻어지는 토너의 대전성 및 보관성이 뛰어나게 된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 토너는 칼라 토너 또는 블랙 토너일 수 있다.
상기 토너가 칼라 토너인 경우, 즉, 시안 토너, 옐로우 토너 또는 마젠타 토너인 경우 상기 중합 토너의 유전율은 하기 식 (1)을 만족한다:
0.8B ≤ 중합토너 유전율 ≤ 1.2B (1)
상기 식에서 B는 결착 수지의 유전율을 의미한다.
한편, 상기 토너가 블랙 토너인 경우, 상기 중합 토너의 유전율은 하기 식 (2)를 만족한다:
1.1B ≤ 중합토너 유전율 ≤ 1.4B (2)
상기 식에서 B는 결착 수지의 유전율을 의미한다.
본 발명에서 결착 수지 및 토너의 유전율은 측정 방법에 특별한 제한이 없으며, 예를 들면 25℃, 50%의 환경하에서 토너 샘플을 500kg/cm2의 압력으로 판상으로 형성하고, 이를 전극 사이에 설치하고 E4991 Impedence Analyzer (Agilent 社) 에 의해 전압 5V, 주파수 1GHz의 조건하에서 측정할 수 있다.
본 발명의 토너는 상기 범위내의 유전율을 가짐으로써 대전성 및 보관성이 우수하다.
본 발명의 토너에 포함되는 결착 수지는 비닐계 단량체, 카르복시기를 갖는 극성 단량체, 불포화 에스테르기를 갖는 단량체, 및 지방산기를 갖는 단량체 중에서 선택된 1 종 또는 2종 이상의 중합성 단량체를 중합하여 제조될 수 있다. 상기 중합성 단량체의 구체적인 예로는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌의 스티렌계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산; 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산디메틸아미노에틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산프로필, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산디메틸아미노에틸, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드의 (메타)아크릴산 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 질소함유 비닐 화합물 등이 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 중합을 진행하기 위해서는 일반적으로 중합개시제가 사용되며, 이러한 중합개시제로는 벤조일 퍼옥사이드계와 아조계 중합개시제가 있다.
상기 결착 수지중 일부를 선별하여 가교제와 추가로 반응시킬 수 있는데, 이러한 가교제로는 이소시아네이트 화합물과 에폭시 화합물 등이 사용될 수 있다.
또한 상기 결착 수지가 폴리에스테르 수지인 경우, 상기 폴리에스테르 수지는 산 성분과 알코올 성분을 중축합하여 제조될 수 있고, 산 성분에 주로 다가 카르복실산을 이용하고, 알코올 성분에 주로 다가 알코올류를 이용하여 폴리에스테르 수지를 제조한다.
다가 알코올 성분으로는, 구체적으로, 폴리옥시에틸렌-(2,0)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,0)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,2)-폴리옥시에틸렌-(2,0)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(2,3)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(6)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,3)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(2,4)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시프로필렌-(3,3)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 폴리옥시에틸렌-(6)-2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 에틸렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 글리세롤, 및 폴리옥시프로필렌 등이 있다. 다가 카르복실산 성분으로는, 구체적으로, 폴리에스테르 수지 제조에 통상적으로 사용되는 방향족 다가산 및/또는 이의 알킬 에스테르를 포함한다. 이와 같은 방향족 다가산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 1,2,4-사이클로헥산트리카르복실산, 2,5,7-나프탈렌트리카르복실산, 1,2,4-나프탈렌트리카르복실산, 1,2,5-헥산트리카르복실산, 1,2,7,8-옥탄테트라카르복실산 또는 이들의 알킬 에스테르가 있으며, 이때 알킬기로는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸기 등을 들 수 있다. 상기 방향족 다가산 및 이의 알킬 에스테르는 단독으로 또는 두 가지 이상이 배합된 형태로 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 산가는 5 내지 50인 것이 바람직하고, 10 내지 20인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 사용하는 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량은 5,000 내지 50,000인 것이 바람직하며, 5,000 미만일 경우 토너의 보존성과 정착성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있고 50,000을 초과하는 경우 정착성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
또한 상기 폴리에스테르 수지의 PDI는 2 내지 10인 것이 바람직하고, 겔 투과 크로마토그래피로 측정한 피크분자량(Max peak position; Mp)은 1,000 내지 10,000인 것이 바람직하다. 본 발명에서 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에서의 피크분자량(Mp)이란 GPC 측정으로 얻어진 용출 곡선의 피크치로부터 구한 분자량이다. GPC 측정 조건은 이하와 같다.
장치 : 도요소다공업(주) 제품, HLC8020
컬럼 : 도요소다공업(주) 제품, TSKgelGMHXL(컬럼 사이즈 : 7.8㎜(ID)×30.0㎝(L))을 3열 직렬로 연결한 것
오븐 온도 : 40℃
용리액 : THF
얻어진 용출 곡선의 피크치에 상당하는 유지 시간으로부터, 표준 폴리스티렌을 이용하여 검량선을 작성하여, 피크 분자량(Mp)을 구했다.
검량선 작성용의 표준 폴리스티렌 시료로서는, 도요소다공업(주) 제품 TSK standard, A-500(분자량 5.0×102), A-2500(분자량 2.74×103), F-2(분자량 1.96×104), F-20(분자량 1.9×105), F-40(분자량 3.55×105), F-80(분자량 7.06×105), F-128(분자량 1.09×106), F-288(분자량 2.89×106), F-700(분자량 6.77×106), F-2000(분자량 2.0×107)을 이용했다.
또, 용출 곡선의 피크치란, 용출 곡선이 극대를 나타내는 점이며, 극대치가 2점 이상 있는 경우는, 용출 곡선이 최대치를 부여하는 점이다. 용리액에 대해서는, 특별히 제한되지 않고, THF 이외에도 폴리에스터 수지를 용해시키는 용매, 예컨대, 클로로폼 등을 사용하는 것도 가능하다.
또한 상기 폴리에스테르 수지의 유리전이온도는 40~80℃ 인 것이 바람직하고, 더 바람직한 것은 50~75℃이다. 상기 유리전이온도가 40℃보다 낮은 경우에는 폴리에스테르 수지 입자를 이용하여 형성한 토너는 보존 안정성에 문제가 생길 수 있다. 한편, 유리전이온도가 80℃를 넘으면 오프셋이 발생하기 쉽고, 특히 칼라 인쇄시는 그 문제가 심각해질 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 술폰산기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
상기 토너에 포함되는 착색제는 안료 그 자체로서 사용될 수도 있고 안료가 수지 내에 분산된 안료 마스터배치 형태로 사용될 수도 있다.
상기 안료는 상업적으로 흔히 사용되는 안료인 블랙 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 옐로우 안료 및 이들의 혼합물 중에서 적절히 선택되어 사용될 수 있다.
상기 착색제의 함량은 토너를 착색하여 현상에 의해 가시화상을 형성하기에 충분한 정도이면 되는데, 예컨대 상기 결착 수지 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다.
한편, 상기 토너는 결착 수지 및 착색제 외에 첨가제를 더 포함할 수 있다. 토너 입자에 포함되는 첨가제로는 왁스와 같은 이형제, 대전제어제 등이 사용될 수 있다.
왁스는 토너화상의 정착성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 저분자량 폴리프로필렌, 저분자량 폴리에틸렌 등의 폴리알킬렌 왁스, 에스테르 왁스, 카르나우바(carnauba) 왁스, 파라핀 왁스 등이 사용될 수 있다. 토너에 포함되는 왁스의 함량은 일반적으로 전체 토너 조성물의 100중량부에 대해서 0.1중량부 내지 30중량부의 범위 이내이다. 상기 왁스의 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 오일을 사용하지 않고 토너 입자를 정착시킬 수 있는 오일리스(oiless) 정착을 실현하기가 어려워서 바람직하지 않고, 30중량부를 초과할 경우에는 보관시 토너의 뭉침 현상이 유발될 수 있어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 첨가제는 외첨제를 더 포함할 수 있다. 외첨제는 토너의 유동성을 향상시키거나 대전특성을 조절하기 위한 것으로서, 대입경 실리카, 소입경 실리카, 및 폴리머 비즈를 포함한다.
본 발명의 구현예에 따른 토너는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 즉, 당해 기술 분야에서 사용하는 방법으로서 상기 물성을 가지는 토너를 제조할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 라텍스 분산액, 착색제 분산액 및 왁스 분산액의 혼합물에 응집제를 첨가, 균질화 한 다음 응집 단계를 거침으로써 토너 입자를 제조하게 된다. 즉, 라텍스 분산액, 착색제 분산액 및 왁스 분산액을 반응기에 투입 혼합한 후 응집제를 투입하여 10 내지 100분 동안 pH 1.5 내지 2.3 및 20 내지 30℃에서 1.0 내지 2.0m/s의 교반선속도로 균질화 한 다음, 반응기를 48 내지 53℃로 승온시켜 1.0 내지 2.5m/s의 교반선속도로 교반하여 응집을 행한다.
상기 응집된 토너 입자는 합일 단계를 거친 다음 냉각 및 건조 단계를 거쳐 원하는 토너 입자를 얻게 된다. 건조된 토너 입자는 실리카 등을 사용하여 외첨 처리하여 대전 전하량 등을 조절하여 최종 레이저 프린터용 토너를 제조할 수 있다.
본 발명의 토너 입자는 코어-쉘 구조를 가질 수도 있는데, 코어-쉘 구조의 토너를 제조하는 경우에는 코어용 라텍스 분산액, 착색제 분산액 및 왁스 분산액의 혼합물에 응집제를 첨가, 균질화한 다음 응집 단계를 거침으로써 1차 응집 토너를 제조하고, 얻어진 1차 응집 토너에 쉘용 라텍스 분산액을 첨가하여 쉘층을 형성한 다음 합일 단계를 거치게 된다.
또한, 본 발명에 따른 토너는 계면활성제 및 분산안정제를 함유한 극성 용매에 폴리에스테르 수지 및 유기 용매를 교반하면서 첨가한 다음 가열하여 폴리에스테르 수지 분산액을 제조하는 단계; 상기 폴리에스테르 수지 분산액에 착색제 분산액 및 왁스 분산액을 혼합하는 단계; 상기 혼합액에 응집제를 첨가하여 균질화하는 단계; 상기 균질화된 혼합물을 응집시키는 단계; 및 상기 응집된 토너 입자를 합일하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액은 단일 반응기에서 제조함으로써 공정이 단순화되고 소요 시간이 단축될 수 있다. 뿐만 아니라 분산안정제에 의한 분산액의 중화가 균일하게 일어나 분산액 중 입자 크기가 균일해질 수 있다.
또한 종래의 폴리에스테르 수지를 유기 용매에 완전히 용해시킨 다음 나머지 성분들과 혼합하여 폴리에스테르 수지 분산액을 제조하는 것과는 달리 폴리에스테르 수지를 상기 순서대로 순차적으로 첨가함으로써 분산액 제조시 유기 용매를 용이하게 제거할 수 있다.
상기 계면활성제 및 분산안정제를 함유한 극성 용매는 극성 용매에 계면활성제 및 분산안정제를 순차적으로 투입하거나 동시에 투입하여 제조할 수 있다.
상기 극성 용매에 계면활성제, 분산안정제, 폴리에스테르 수지 및 유기 용매를 상기 순서대로 순차적으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액 제조시 가열은 유기 용매의 비점 이상의 온도에서 행해질 수 있다. 상기 가열은 3시간 내지 15시간동안 행해질 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액중 입자의 크기는 50 내지 300nm일 수 있다.
상기 극성 용매로는 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아세토니트릴, 아세톤, 에틸아세테이트 등이 있으며, 물이 가장 바람직하다. 상기 극성 용매의 함량은 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 150 내지 500중량부의 양으로 포함될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액에 사용되는 유기 용매로는 디메틸에테르, 디에틸에테르, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 및 클로로포름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 유기 용매는 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 150 내지 500중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액에 사용되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제인 것이 바람직하고, 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 1 내지 4중량부의 양으로 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지 분산액에 사용되는 분산안정제로는 1가의 양이온기 함유 염기를 사용할 수 있으며, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 수산화리튬, 탄산칼륨, 암모니아, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 피리딘, 수산화암모늄, 디페닐아민과 그 유도체, 및 폴리(에틸렌아민)과 그 유도체를 1종 이상 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 들 수 있다.
사용하는 분산안정제의 양은 폴리에스테르 수지의 산가와 관련이 있으며, 산가가 높을 수록 분산안정제의 함량을 높여주어 좁은 입도 분포를 갖는 분산액의 제조가 가능하다. 상기 분산안정제는 폴리에스테르 수지의 산가 대비 2 내지 3당량의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 착색제 분산액은 착색제를 계면활성제 등의 분산제를 이용하여 물에 분산하여 제조할 수 있다. 물에 분산할 경우에 분산제로는 음이온계 계면활성제 및 비이온성 계면활성제가 바람직하고, 음이온계 계면활성제가 더욱 바람직하다. 분산제를 이용함으로써 안료를 물에 분산시키는 것이 용이해지고, 토너 중 안료의 분산 입경을 작게 할 수 있어 보다 우수한 특성을 가진 토너를 제조 할 수 있다. 불필요한 분산제는 후속하는 세척 공정에 의하여 제거할 수 있다.
착색제로는 상업적으로 흔히 사용되는 안료인 블랙 안료, 시안 안료, 마젠타 안료, 옐로우 안료 및 이들의 혼합물 중에서 적절히 선택되어 사용될 수 있다.
상기 착색제의 함량은 토너를 착색하여 현상에 의해 가시화상을 형성하기에 충분한 정도이면 되는데, 예컨대 폴리에스테르 수지 100중량부를 기준으로 하여 3 내지 15중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량이 3중량부 미만이면 착색 효과가 불충분할 수 있고, 15중량부를 초과하면 토너의 전기저항이 낮아지기 때문에 충분한 마찰 대전량을 얻을 수 없어 오염을 발생시킬 수 있다.
왁스 분산액은 천연 또는 합성 왁스를 물에 분산하여 제조할 수 있다.
왁스는 공지의 왁스를 이용할 수 있다. 예를 들면, 카르나우바 왁스, 라이스 왁스 등의 천연 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 합성 왁스, 몬탄 왁스등의 석유계 왁스, 알코올계 왁스 및 에스테르계 왁스 등을 들 수 있다. 왁스는 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
왁스를 물에 분산하는 경우, 계면활성제나 분산안정제를 사용하고, 고압 또는 고속의 호모게나이저 등과 같은 분산기를 이용하여 분산하여 분산액을 얻는다. 왁스 함유량은 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 0.5~20중량부가 바람직하고, 1~10중량부가 더욱 바람직하다.
상기 분산액 제조 공정에서 제조한 각 분산액을 혼합한 다음 교반하면서 응집제와 산을 첨가하여 균질화 한 다음 토너 입자를 응집하게 된다.
응집 공정은 상온에서 행해지는 것이 바람직하지만, 결착 수지의 유리전이온도(Tg) 부근까지 가열해도 상관없으며, 교반기를 이용하고 기계적인 전단력에 의해서 각 분산액의 혼합액을 교반하는 것이 입경 및 형상이 균일한 입자 상태로 응집물을 형성할 수 있다.
상기 응집제로는 공지의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 전해질 또는 안료와 반대 극성의 이온을 함유한 유기물 등을 이용할 수 있다. 또한 순수한 물에 의해서 세척하기 쉽고, 물에 대한 용해도가 높은 염화나트륨(NaCl)이 보다 바람직하다. 응집제의 사용량은 총 고형분에 대해서 0.3~6중량%, 바람직한 것은 1.0~5중량%이다. 응집제의 사용량이 0.3중량%보다 적으면 응집이 잘 일어나지 않을 수 있고, 6중량%보다 많아지면 응집 입자가 너무 커질 수 있다.
응집제량은 응집 시 투입하는 원료의 고형분 대비 0.3~6중량%를 사용하고 있지만, 폴리에스테르 수지 분산액 제조 시 사용한 분산안정제가 응집 과정중에 응집 보조역할을 하므로, 이를 더하고 산을 첨가하여 pH를 조절한다.
응집 공정에서 산을 첨가하여 pH를 조절할 수 있고, 바람직한 pH는 4.5 내지 6.5일 수 있다.
상기 응집 단계는 40 내지 60℃의 온도에서 반응액을 1.0 내지 7.0m/sec로 교반하여 행해질 수 있다.
응집을 고정하기 위해(freezing) 상기 반응액의 온도는 유지하고 pH를 10으로 상승시킨다.
이 때 pH를 상승시키기 위해서, NaOH, KOH 또는 LiOH와 같은 무기 염기를 첨가한다.
그런 다음 토너 입자를 포함하는 혼합액을 가열하여 응집된 토너 입자의 입경 및 형상을 균일화한다. 결착 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 가열하여 입경이 1~20㎛이 되도록 조절하는 것이 바람직하고, 이것에 의해서 입경 및 형상이 거의 균일한 토너 입자를 얻을 수 있다.
결착 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 가열하여 입자의 표면성 등을 개선할 수 있는데, 결착 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도로 가열하기 전에 폴리에스테르 수지 분산액이나 폴리스티렌 부틸아크릴레이트 라텍스를 투입하여 응집 공정에서 생성된 토너 입자를 한 번 감싸는 역할을 하여 내부에 들어 있는 안료나 왁스가 밖으로 나오는 것을 방지하며 토너를 단단하게 만들어 줄 수 있다. 이 때 추가로 넣어주는 폴리에스테르 수지 분산액이나 폴리스티렌 부틸아크릴레이트 라텍스는 이전 단계에서 사용하는 폴리에스테르 수지 분산액과 같은 물성(Tg, 분자량)을 갖는 수지 분산액을 사용하여도 되며, Tg와 분자량이 더 높은 것을 사용하여도 된다. Tg와 분자량이 더 높은 것을 사용할 때 Tg는 60~85℃이며, 분자량은 10,000에서 300,000 인 것이 바람직하다. 이렇게 추가로 투입하는 수지 분산액으로 응집 단계에서 생성된 토너 입자를 감싸는 중에 입자 크기가 커질 수 있는데 이를 방지하기 위해서 계면활성제를 첨가하거나 pH를 조절하고, 폴리에스테르 수지의 유리전이온도 이상의 온도로 승온하여 합일 공정을 진행할 수 있다.
상기 합일 공정에서 얻은 토너 입자를 물로 세척하고 건조하는 단계이다. 이 공정에서는 토너를 포함하는 혼합액을 실온까지 냉각하고, 혼합액을 여과하고, 여과액을 제거하고 토너를 물로 세척한다. 세척에는 전도도가 10μS/cm 이하인 순수한 물을 이용하는 것이 바람직하고, 토너를 세척한 여과액이 전도도가 50μS/cm 이하가 될 때까지 토너를 세척하는 것이 바람직하다. 순수한 물을 이용한 토너의 세척은 뱃치식도 좋고 연속적으로 진행해도 좋다. 순수한 물을 이용한 토너의 세척은 토너의 대전성에 영향을 줄 수 있는 불순물 및 응집에 관여하지 않는 불필요한 응집제 등 토너 성분 이외의 불필요한 성분을 제거하기 위해 행해진다.
1가 금속의 무기염을 응집제로 사용하는 경우 세척 공정에서 pH 변화에 따른 무기염의 재활성화로 토너 입자가 재응집될 소지가 없고, 1가 금속의 무기염은 다가 금속의 무기염과 비교하여 물에 대한 용해도가 월등히 크기 때문에 세척시 제거가 용이하여 토너 내부에 남아있는 무기염의 양도 현저히 낮아져서 토너 입자의 용융 점도가 높아지지 않고 정착 특성에도 바람직하다.
상기 세척 단계 후 얻어진 토너를 유동층 건조기, 플래시 젯 건조기 등을 이용하여 건조한다. 또한 건조하여 얻어진 토너에 원하는 외첨제를 추가하여도 좋다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 토너를 포함하는 정전하상 현상제가 제공된다. 상기 정전하상 현상제는 표면이 절연물질로 피복된 페라이트, 절연물질로 피복된 마그네타이트 및 절연물질로 피복된 철 분말로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 캐리어로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 토너를 사용하는 전자사진용 화상형성방법이 제공된다.
구체적으로는, 정전 잠상이 형성된 감광체 표면에 상기 토너 또는 상기 정전하상 현상제를 부착시켜 토너 화상을 형성하고, 상기 토너 화상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 화상형성방법이 제공된다.
본 발명에 따른 토너 또는 정전하상 현상제는 전자사진용 화상형성장치에 사용되며, 여기서, 전자사진방식의 화상형성장치란 레이저 프린터, 복사기, 팩시밀리 등을 의미한다.
이하, 바람직한 실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
평균입경 측정
쿨터 멀티사이저(Multisizer 3 Coulter Counter)로 측정하였다. 상기 쿨터 멀티사이저에 있어서 애퍼처(aperture)는 100㎛를 이용하였고, 전해액인 ISOTON-II(Beckman Coulter사) 50~100ml에 계면활성제를 적정량 첨가하고, 여기에 측정 시료 10~15mg을 첨가한 후 초음파 분산기에 5분간 분산처리함으로써 시료를 제조하였다.
유리전이온도(Tg, ℃) 측정
시차주사열량계(Netzsch사 제품)를 사용하여, 시료를 10℃/분의 가열 속도로 20℃에서 200℃까지 승온시킨후, 20℃/분의 냉각 속도로 10℃까지 급냉시킨 다음, 다시 10℃/분의 가열 속도로 승온시켜 측정하였다.
산가 측정
산가(mgKOH/g)는 수지를 디클로로메탄에 용해시킨 후 냉각시켜, 0.1N KOH 메틸알코올 용액으로 적정하여 측정하였다.
분자량 측정
분자량은 겔 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, Waters Alliance GPC 2000 systems)로 측정하였다. 사용된 용매는 THF(Tetrahydrofuran)였고, 표준 폴리스티렌으로 분자량의 검정선을 작성하여 측정하였다.
실시예 1
(코어 및 쉘용 라텍스의 제조)
교반기, 온도계 및 콘덴서가 설치된 부피가 30 리터인 반응기를 열전달매체인 오일조내에 설치하였다. 이와 같이 설치된 반응기 내에 증류수 및 계면활성제(Dowfax 2A1)를 각각 6,600g 및 32g 투입하여 반응기 온도를 70℃까지 증가시키고 100rpm의 속도로 교반시켰다. 이후, 모노머, 즉 스티렌 8,380g, 부틸 아크릴레이트 3,220g, 2-카르복시에틸 아크릴레이트 370g 및 1,10-데칸디올 디아크릴레이트 226g과, 증류수 5,075g, 계면활성제(Dowfax 2A1) 226g, 폴리에틸렌글리콜 에틸에테르 메타크릴레이트 530g, 사슬이동제로서 1-도데칸티올 188g의 유화혼합물을 디스크 타입 임펠러로 400~500rpm으로 30분 동안 교반한 다음 상기 반응기에 1시간 동안 천천히 투입하였다. 이후 약 8시간동안 반응을 진행한 다음 상온까지 천천히 냉각시키면서 반응을 완료하였다.
반응 완료 후 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 결착수지의 유리전이온도(Tg)를 측정한 결과, 상기 온도는 62 ℃였다. 폴리스티렌(Polystyrene) 기준 시료를 사용하여 GPC(gel permeation chromatography)에 의해 결착수지의 수평균분자량을 측정하였고, 그 결과 상기 수평균분자량은 50,000이었다. 또한 임피던스 분석기(Impedance Analyzer)에 의해 유전율을 측정한 결과, 그 값이 2.8이었다.
(안료 분산액 1 내지 4의 제조)
교반기, 온도계 및 콘덴서가 설치된 부피 3 리터 반응기에 시안안료(일본의 대일정화주식회사 제품, ECB303) 540g, 계면활성제(Dowfax 2A1) 27g, 증류수 2,450g을 넣은 후, 약 10시간 동안 천천히 교반하면서 예비분산을 수행하였다. 10시간 동안의 예비분산을 수행한 후, 비즈밀(독일 Netzsch社, Zeta RS)을 이용하여 4시간 동안 분산시켰다. 결과로서, 안료 분산액 1을 얻었다.
분산 완료 후, 멀티사이저 2000(Malvern社 제품)을 사용하여 시안안료 입자의 입도를 측정한 결과 D50(v)가 170nm이었다. 여기서, D50(v)는 부피평균입경을 기준으로 50%에 해당되는 입경, 즉 입경을 측정하여 작은 입자부터 부피를 누적할 경우 총부피의 50%에 해당하는 입경을 의미한다.
안료 분산액 2 내지 4는 시안 안료 대신 각각 옐로우 안료 (제조사명; Clariant, 제품명: PY74) 3.7kg, 마젠타 안료 (제조사명;Clariant, 제품명: E02 및 / PR-269 (산요社)) 각 2.3kg 및 블랙 안료(제조사명; Cabot, 제품명: Regal 330) 3.5kg를 사용하는 것을 제외하고는 상기 안료 분산액 1 제조 공정과 동일한 방법을 수행하여 제조하였다.
(왁스 분산액의 제조)
교반기, 온도계 및 콘덴서가 설치된 부피 5 리터 반응기에 계면활성제(Dowfax 2A1) 65g 및 증류수 1,935g을 투입한 후, 상기 혼합액을 고온에서 약 2시간 동안 천천히 교반하면서 왁스(일본 NOF社, WE-5) 1,000g을 상기 반응기에 투입하였다. 상기 혼합액을 호모게나이저(IKA社, T-45)를 사용하여 30분간 분산시켰다. 결과로서, 왁스 분산액을 얻었다.
분산 완료 후, 멀티사이저 2000(Malvern社 제품)을 사용하여 분산된 입자의 입도를 측정한 결과 D50(v)가 320nm이었다.
(토너 입자의 제조)
70 리터 반응기에 상기에서 제조한 코어용 라텍스 분산액 13,881g, 착색제 분산액 2,238g 및 왁스 분산액 2,873g을 투입한 다음 상온에서 약 15분간 1.21m/s으로 혼합하였다. 응집제로 PSI(Poly Silicato Iron)와 질산의 혼합 용액(PSI/1.88% HNO3=1/2)을 5,760g 투입한 다음 25℃에서 50rpm(교반선속도 1.79 m/sec)으로 30분간 pH 1.3~2.3에서 혼합하면서 호모게나이저(IKA社, T-45)를 사용하여 분산시켰다. 30분간 분산 후, 반응기의 온도를 51℃로 승온한 다음 2.42m/s으로 교반하여(Pitched paddle type 임펠러 치수 직경=0.30m, 높이=0.07m) D50,v가 6.2 내지 6.4㎛가 될 때까지 응집을 계속한 후, 쉘용 라텍스 분산액 5,398g을 약 20분에 걸쳐 투입하였다. 평균 입경이 6.7~6.9㎛가 될 때까지 교반을 계속한 다음 4% 수산화나트륨 수용액을 반응기에 투입하여 pH 4가 될 때까지는 1.90m/s로, pH7이 될 때까지 1.55m/s으로 교반하였다. 교반속도를 유지하면서 반응기의 온도를 96℃로 승온시켜 토너 입자가 융합되도록 하였다. FPIA-3000(sysmex사, 일본)을 이용하여 원형도를 측정하였을 때 0.980이면 반응기의 온도를 40℃로 냉각하고, pH를 9.0으로 조정하여 SUS 시브(pore size: 16 ㎛)를 사용하여 토너를 분리시킨 다음, 분리된 토너를 증류수로 4회 세척 후, 1.88% 질산 수용액으로 pH 1.5로 조정하여 세척하고 증류수로 4회 재세척 하여 계면활성제 등을 모두 제거하였다. 이후, 세척이 완료된 토너 입자를 유동층 건조기에서 40℃의 온도에서 5시간 동안 건조하여 건조된 토너 입자를 얻었다.
실시예 2
(폴리에스테르 수지의 합성)
교반기, 질소 가스 도입구, 온도계 및 냉각기가 설치된 3L 반응기를 열매체인 오일조내에 설치하였다. 이렇게 설치된 반응기 내에 테레프탈산 45g, 이소프탈산 39g, 1,2-프로필렌글리콜 75g, 트리멜리트산 3g을 투입하고, 촉매로서 디부틸주석옥사이드를 단량체 전체 무게에 대해 500ppm 투입하였다. 반응기를 150rpm으로 교반하면서 온도를 150℃까지 승온하였다. 6시간동안 반응을 진행하고 220℃까지 승온하고, 부반응물의 제거를 위해 반응기를 0.1torr로 감압하고, 동일 압력 조건에서 15시간동안 반응을 진행하여 폴리에스테르 수지를 얻었다.
유리전이온도(Tg, ℃) 측정
시차주사열량계(Netzsch사 제품)를 사용하여, 시료를 10℃/분의 가열 속도로 20℃에서 200℃까지 승온시킨 후, 20℃/분의 냉각 속도로 10℃까지 급냉시킨 다음, 다시 10℃/분의 가열 속도로 승온시켜 측정하였다.
산가 측정
산가(mgKOH/g)는 수지를 디클로로메탄에 용해시킨 후 냉각시켜, 0.1N KOH 메틸알콜 용액으로 적정하여 측정하였다.
중량평균분자량 및 Mp 측정
폴리스티렌(Polystyrene) 기준시료를 사용한 검량선을 이용하여 GPC(gel permeation chromatography)에 의해 결착 수지의 중량평균분자량을 측정하였다.
GPC법에 의해, 얻어진 용출 곡선의 피크치에 상당하는 유지 시간으로부터, 피크 분자량(Mp)을 표준 폴리스티렌 환산에 의해 구했다. 또, 용출 곡선의 피크치란, 용출 곡선이 극대치를 나타내는 점이며, 극대치가 2점 이상 있는 경우는, 용출 곡선의 최대치를 부여하는 점이다. 또한, 피크 분자량의 위치에 있어서의 GPC 곡선의 신호강도 I(Mp), 분자량 10만의 위치에 있어서의 GPC 곡선의 신호 강도 I(M100000)란, 각각, 피크 분자량의 위치에 있어서의 신호 강도와 베이스라인의 신호 강도의 차이, 분자량 10만의 위치에 있어서의 신호 강도와 베이스라인의 신호 강도의 차이이며, 전위(㎷)로 나타낸 것이다.
장치 : 도요소다공업(주) 제품, HLC8020
컬럼 : 도요소다공업(주) 제품, TSKgelGMHXL(컬럼 사이즈 : 7.8㎜(ID)×30.0㎝(L))을 3열 직렬로 연결한 것
오븐 온도 : 40℃
용리액 : THF
시료 농도 : 4㎎/10㎖
여과 조건 : 0.45㎛ 테프론(등록상표) 멤브렌 필터로 시료 용액을 여과
유속 : 1㎖/분
주입량 : 0.1㎖
검출기 : RI
검량선 작성용 표준 폴리스티렌 시료 : 도요소다공업(주) 제품 TSK standard, A-500(분자량 5.0×102), A-2500(분자량 2.74×103), F-2(분자량 1.96×104), F-20(분자량 1.9×105), F-40(분자량 3.55×105), F-80(분자량 7.06×105), F-128(분자량 1.09×106), F-288(분자량 2.89×106), F-700(분자량 6.77×106), F-2000(분자량 2.0×107).
얻은 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)는 66℃이고, 산가는 11mgKOH/g, 중량평균분자량은 18,000, Mp는 5100, T1/2는 125℃ 이었다. 또한 임피던스 분석기(Impedance Analyzer)에 의해 유전율을 측정한 결과, 그 값이 3.7이었다.
(폴리에스테르 수지 분산액의 제조)
온도계 및 임펠러형 교반기를 장착한 3L 반응기에 분산안정제인 4중량% 수산화나트륨 용액을 46g(폴리에스테르 수지 산가 대비 2.5당량) 투입하고, 계면활성제(dowfax,다우코닝사, 폴리에스테르 수지량 대비 1중량%) 6.67g, 및 물 958g을 넣었다. 여기에 폴리에스테르 수지 300g을 고체 상태로 투입하고, 메틸에틸케톤 500g을 투입한 다음 70℃에서 1시간 환류한 후, 80℃에서 4시간 이상 질소 퍼지하면서 유기 용매를 제거하였다. 최종적으로 폴리에스테르 수지 분산액을 얻었다.
(안료 분산액 1 내지 4의 제조)
시안 안료(ECB303, 대일정화사 제품) 3kg을 20L 반응기에 넣고, 정제수 11.5kg과 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트(AnyCoat-P, 삼성정밀화학주식회사 제품) 0.6kg을 상기 반응기에 추가로 투입하여 50rpm의 속도로 교반하였다. 이어서, 상기 반응기 내용물을 볼밀 타입 반응기로 옮겨 예비분산을 수행하였다. 예비분산 결과, 부피평균입경(D50(v))이 3.4㎛(Beckman Coulter사의 쿨터 멀티사이저를 사용하여 측정)인, 분산된 시안 안료 분산액을 얻었다. 그 후, 반응기 내용물을 Ultimaizer system(Amstec Ltd., Model HJP25030)을 사용하여 1,500bar의 압력에서 고분산을 수행하였다. 고분산 결과, 부피평균입경(D50(v))이 150nm(Microtrac Inc의 Microtrac 252를 사용하여 측정)인, 나노 사이즈로 분산된 안료 분산액 1을 얻었다.
안료 분산액 2 내지 4는 시안 안료 대신 각각 옐로우 안료 (제조사명; Clariant, 제품명: PY74) 3.7kg, 마젠타 안료 (제조사명;Clariant, 제품명: E02 및 / PR-269 (산요社)) 각 2.3kg 및 블랙 안료(제조사명; Cabot, 제품명: Regal 330) 3.5kg를 사용하는 것을 제외하고는 상기 안료 분산액 1 제조 공정과 동일한 방법을 수행하여 제조하였다.
(왁스 분산액의 제조)
파라핀 왁스(NIPPON SEIRO, HNP10, 융점 72℃) 50g, 음이온성 계면활성제 (dowfax, 다우코닝사) 10g 및 이온교환수 160g을 자켓 부분에 투입하고, 호모게나이저(Homogenizer, IKA사)를 95℃로 가열하면서 30분간 분산한 후, 압력 토출형 호모게나이저(Homogenizer, 일본 정밀기계)에 옮기고 90℃로 약 20분간 분산 처리를 행하여 부피평균입경(D50(v))이 230nm(Microtrac Inc의 Microtrac 252를 사용하여 측정)인, 나노 사이즈로 분산된 왁스 분산액을 얻었다.
(토너 입자의 제조)
응집/응집고정/합일 공정
상기에서 제조한 폴리에스테르 수지 분산액, 안료 분산액 및 왁스 분산액을 혼합하였다. 상기 혼합물의 온도를 53℃로 올린 다음 무기산(0.3M 질산 용액) 10g 및 NaCl(응집제, 반응액의 고형분 질량 기준으로 4.5wt%)를 첨가하고, IKA Homogenizer를 이용하여 10000rpm으로 5분동안 균질화하고, 토너 입자를 응집시켰다. 이 때 폴리에스테르 수지 분산액, 안료 분산액 및 왁스 분산액의 고형분 질량비는 85:7:8이며, 반응액 전체 고형분 함량은 13중량%이었다. 반응액의 pH는 0.3M 질산 용액으로 약 5.6으로 조정하였다.
얻어진 토너의 평균 입경(d50)은 6.3±0.5 ㎛이며 GSDv와 GSDp 값은 1.3 이하였다. 평균 입경과 입도 분포의 측정은 쿨터 카운터(Coulter Counter; Beckman Coulter)를 이용하여 수행하였다.
응집 온도를 유지하면서 투입된 응집제 당량의 70%의 1N NaOH 용액을 정량 투입하여 교반한 다음 온도를 95℃ 이상으로 올려 원형도가 0.985이상이 될 때까지 합일하였다.
세척 및 건조 공정
상기 토너 입자를 초순수로 수 차례 세척하여 세척수의 전기전도도가 50 μS/cm 이하가 될 때까지 진행한 후, 투입된 0.3M 질산을 이용하여 pH를 1.5까지 조정한 후 초순수로 다시 세척하여 세척액의 전도도가 10μS/cm 이하이도록 하였다. 세척 완료된 토너의 젖은 케이크(wet cake)를 함수율 1% 이하로 건조시켰다.
비교예 1
라텍스 분산액 제조시 2-카르복시에틸 아크릴레이트 370g 대신 2-카르복시에틸 아크릴레이트 330g을 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
비교예 2
라텍스 분산액 제조시 2-카르복시에틸 아크릴레이트 370g 대신 2-카르복시에틸 아크릴레이트 410g을 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
비교예 3
폴리에스테르 수지 분산액 제조시 트리멜리트산 3g 대신 트리멜리트산 2g을 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
비교예 4
폴리에스테르 수지 분산액 제조시 트리멜리트산 3g 대신 트리멜리트산 4g을 투입하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 토너 입자를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자에 대한 평가는 다음과 같이 실시하였다.
대전성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자 0.5g, 및 캐리어(100 ㎛, 일본화상학회) 9.5g를 100mL 광구병에 투입한 다음 NN조건 (25℃, 40%)에서 6시간 방치하였다. 그런 다음 Turblar mixer(WAB社, 스위스)를 이용하여 96rpm으로 60분간 혼합한 다음 대전량 측정기 (TB-203, Kyosera社)로 대전량 및 대전 속도를 측정하였다.
유전율 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자 2g을 500kg/㎠ 압력으로 압착성형하여 직경 25mm 및 두께 2mm인 샘플을 제작하였다. Agilent社 E4991A RF Impedence/Material Analyzer를 이용하여 1GHz에서 유전율을 측정하였다.
보관성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자 100g을 HH 조건 (온도 35℃, 습도 50%)에서 방치한 다음 매 5시간마다 caking 발생 여부를 관찰하였다. 30시간까지 방치 후 caking 미발생 시 O K,10시간 내에 caking 발생 시 X, 10시간~30시간에 caking 발생 시 △로 평가하였다.
토너 소모량 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자 9.75g를 사용하여 삼성 CLP-510 프린터에서 인쇄 글자 비율 5%의 화상으로 A4 용지 500매를 출력한 후 현상기 및 폐토너의 중량을 측정하고 초기 현상기 중량과 비교하여 500매 당 토너 소모량을 산출하였다.
500매 당 토너 소모량 = (초기 현상기 중량) - [(출력 후 현상기 중량) - (출력 후 폐토너 중량)]
화상 품질 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 토너 입자 9.75g을 사용하여 삼성 CLP-510프린터에서 JIS-JIS-SCID의 N2 화상을 출력하여 하기 기준으로 평가하였다.
-O : 화상 세부까지 깨끗하게 보임
-Δ : 약간 뒤떨어짐
-× : 화상 세부가 부서짐
상기 평가 결과를 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
실시예 1 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 3.42 42.27 15 OK 7.2 O
옐로우 3.43 47.43 15 OK 7.1 O
마젠타 3.00 47.03 16 OK 7.4 O
블랙 3.70 35.97 16 OK 7.0 O
실시예 2 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 3.33 40.79 16 OK 7.3 O
옐로우 3.36 46.81 16 OK 7.1 O
마젠타 3.01 42.48 15 OK 7.3 O
블랙 3.46 19.75 16 OK 7.0 O
비교예 1 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 4.54 33.89 12 OK 8.0 Δ
옐로우 4.86 36.74 10 OK 8.1 ×
마젠타 4.92 35.41 9 OK 8.4 ×
블랙 5.29 30.58 9 OK 7.9 Δ
비교예 2 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 1.59 61.14 15 × 7.2 Δ
옐로우 1.74 62.41 18 × 7.3 Δ
마젠타 1.82 63.57 17 Δ 7.4 ×
블랙 1.91 60.39 17 Δ 7.1 Δ
비교예 3 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 4.32 33.18 13 OK 7.9 Δ
옐로우 4.19 35.21 11 OK 7.8 ×
마젠타 4.27 36.28 10 OK 8.1 ×
블랙 5.40 30.92 9 OK 7.8 Δ
비교예 4 유전율 대전량
(-μC/g)		 대전속도
(μC/min)		 보관성 토너소모량
(g)		 화상품질
시안 1.62 61.87 16 Δ 7.3 Δ
옐로우 1.58 61.92 19 × 7.5 Δ
마젠타 1.79 63.25 17 × 7.6 Δ
블랙 1.95 60.29 18 Δ 7.2 Δ
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 토너 입자의 유전율을 나타낸 그래프이고, 도 2는 실시예 및 비교예에 따른 토너 입자의 대전량을 나타낸 그래프이고, 도 3은 실시예 및 비교예에 따른 토너 입자의 대전 속도를 나타낸 그래프이다.
상기 표 1 내지 표 6 및 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 토너 입자는 대전성 및 보관성이 우수하고, 토너 소모량이 적으며, 전사 효율 및 화상품질이 뛰어남을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 결착 수지 및 착색제를 포함하는 중합 토너로서, 상기 결착 수지의 유전율이 2.8 내지 3.7인 중합 토너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합 토너는 칼라 토너인 중합 토너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중합 토너의 유전율이 하기 식 (1)을 만족하는 중합 토너:
    0.8B ≤ 유전율 ≤ 1.2B (1)
    상기 식에서 B는 결착 수지의 유전율을 의미한다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합 토너는 블랙 토너인 중합 토너.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 중합 토너의 유전율이 하기 식 (2)을 만족하는 중합 토너:
    1.1B ≤ 유전율 ≤ 1.4B (2)
    상기 식에서 B는 결착 수지의 유전율을 의미한다.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 토너; 및 캐리어를 포함하는 정전하상 현상제.
  7. 정전 잠상이 형성된 감광체 표면에 토너를 부착시켜 토너 화상을 형성하고,상기 토너 화상을 전사재에 전사하는 공정을 포함하는 전자사진용 화상형성방법에서, 상기 토너로서 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따른 중합 토너를 사용하는 것을 특징으로 하는 전자사진용 화상형성방법.
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