KR20140024624A

KR20140024624A - 중합 토너 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140024624A
Application number: KR1020120090834A
Authority: KR
Inventors: 이희제; 박주용
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-03-03

Abstract

본 발명은 전자사진방식의 복사기 및 프린터 등에 사용되는 중합 토너에 관한 것으로, 특히, 바인더 수지, 전하조절제, 안료, 왁스 등을 포함하여 이루어지는 토너 모입자에 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용하여 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등과 같은 토너 및 대전 특성이 향상된 중합 토너 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

중합 토너 및 그의 제조 방법 {POLYMERIZED TONER AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 전자사진방식의 복사기 및 프린터 등에 사용되는 중합 토너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용하여 클리닝 성능뿐만 아니라 유동성, 대전성 등에서 우수한 성능을 발휘할 수 있는 중합 토너 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

토너는 전자 사진 현상 및 정전기적 프린터, 복사기 등에 사용되는 것으로, 피 전사물에 전사 및 정착되어 원하는 패턴을 형성할 수 있는 도료를 말한다. 최근 컴퓨터를 이용한 문서 작성 등이 일반화됨에 따라 프린터와 같은 화상 형성 장치의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 토너의 사용량 또한 증가되고 있는 실정이다. 또한, 고화질이 화상 및 컬러 화상 구현이 가능하고, 다량의 문서를 고속으로 인쇄할 수 있으며, 에너지 사용량이 적은 토너에 대한 요구가 날로 높아지고 있는 실정이다.

종래의 토너 제조 방법은 크게 분쇄법과 중합법으로 구분되는데, 이 중 분쇄법이란 바인더 수지에 안료, 전하조절제, 왁스 등의 첨가제를 넣고 용융 혼합하거나 압출한 다음, 이를 기계적으로 분쇄하여 토너를 제조하는 방법을 말한다. 상기 분쇄법으로 토너를 제조할 경우, 바인더 수지를 중합하고, 중합된 바인더 수지와 첨가물들을 용융-혼합한 후에, 이를 다시 분쇄하여야 하기 때문에, 제조 공정이 복잡하고, 에너지 소비가 많다는 단점이 있다. 또한, 기계적 분쇄를 통해 토너 입자 크기를 조절하기 때문에, 입경 분포가 넓고, 뾰족한 모서리를 가지는 등 그 형상이 불규칙하여 토너의 대전성이나 전사 효율에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 고화질의 화상을 형성하기 위해서는 토너 입자를 마이그로미터 수준으로 소형화할 필요가 있는데, 기계적 분쇄법에 의할 경우 토너 입자의 크기를 소형화하는 데 한계가 있다.

한편, 중합법은 용융-혼합과 기계적 분쇄를 이용하지 않고 바인더 수지와 첨가물을 중합 반응시켜 토너 입자를 제조하는 방법으로, 토너의 소입경화와 입자 형상 제어가 용이하다는 장점이 있다. 특히, 중합법은 다시 유화 중합법과 현탁 중합법으로 구분되는데, 이 중 유화 중합법은 안료, 왁스, 전하조절제 등의 첨가제를 미리 유화시킨 후, 수중에서 단량체와 함께 분산시켜 중합하는 방법을 말한다. 유화 중합법에 의해 토너를 제조하면 중합시의 온도, 시간 등의 조건을 조절하여 토너 입자의 구조와 크기를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 이 경우 토너 입자가 크기가 미세하게 형성되어 인체에 흡입될 위험이 있고, 유화제로 사용되는 계면활성제가 제거가 까다롭다는 단점이 있다.

반면에, 현탁 중합법은 단량체와 안료, 왁스, 전하조절제 등 각종 첨가제를 균일하게 용해 또는 분산시켜 단량체 혼합물을 제조하고, 이를 분산제가 함유된 수계 분산액에 넣고 전단력을 부여하여 중합하는 방법으로, 제조 공정이 간단하고, 토너 입자로 적합한 입자 형태로 중합 토너가 제조된다. 이처럼 중합법은 분쇄법보다 토너의 입자 제어가 용이하고, 제조 공정이 간단하다는 장점이 있다.

분쇄 토너 방법으로 제조된 토너는 위와 같은 단점은 있지만 특히 중합 방법 제조된 특히 현탁 중합법으로 제조된 구형의 토너와 다르게 매우 불규칙적인 모양으로 되어 있어 중합 방법으로 제조된 구형 토너 대비 클리닝 블레이드에서 크리닝이 상대적으로 잘된다. 반대로 중합 방법으로 만든 구형 모양 토너는 클리닝이 잘 되지 않는 문제점을 가지고 있다.

이러한 클리닝 성능을 개선하기 위하여 드럼과 클리닝 블레이드 사이의 마찰력을 감소시키기 위하여 윤활제를 첨가하기도 하지만 이로 인하여 추가적인 현상 특성 저하의 원인이 되기도 한다.

또한, 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카를 사용하여 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능을 개선할 수 있지만, 이러한 콜로이달 실리카를 사용함으로써 토너 특성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능이 우수할 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등과 같은 토너 및 대전 성능이 우수한 중합 토너 개발에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능이 우수할 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등과 같은 토너 및 대전 특성 등이 매우 우수한 중합 토너 및 이를 제조하는 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 바인더 수지, 안료, 전하조절제, 및 왁스를 포함하는 토너 모입자; 및 상기 토너 모입자 표면에 코팅된 외첨제;를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카(colloidal silica) 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 포함하는 중합 토너를 제공한다.

본 발명은 분산제를 포함하는 수계 분산액을 형성하는 단계; 바인더 수지용 단량체, 안료, 전하 조절제, 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계; 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 모입자를 형성하는 단계; 및 상기 토너 모입자 표면에 외첨제를 코팅하는 단계;를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 사용하는 중합 토너의 제조 방법을 제공한다.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 중합 토너의 제조 방법 및 이에 따라 제조되는 중합 토너에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.

본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.

발명의 일 구현예에 따르면, 토너 모입자 표면에 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카의 외첨제가 코팅된 중합 토너가 제공된다. 특히, 상기 중합 토너는 바인더 수지, 안료, 전하조절제, 및 왁스를 포함하는 토너 모입자; 및 상기 토너 모입자 표면에 코팅된 외첨제;를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 포함할 수 있다.

본 발명자들은, 중합법으로 제조된 구형의 모입자에 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 소정의 함량 범위로 혼합 사용하여 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등가 같은 토너 및 대전 특성이 향상될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. 이에 따라, 본 발명의 중합 토너는 균일한 화상의 구현을 요구하는 전자 사진의 현상 등의 적용 분야에 적용 가능하고, 이를 이용하면 높은 해상도 및 색상구현도로 뛰어난 품질의 인쇄 결과물을 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명의 중합 토너에서, "콜로이달 실리카(colloidal silica)"는 졸-겔(sol-gel) 방법 등으로 제조된 실리카를 지칭하는 것이며, 상기 콜로이달 실리카는 입자 1개로 되어 있는 비율이 개수 기준으로 30% 내지 40%이며, 입자 2개가 서로 융합(fused)된 입자의 비율이 10% 내지 30%이며, 입자 3개 이상 융합(fused)된 입자의 비율이 10% 내지 30%의 균일한 분포를 갖는 것일 수 있다.

상기 콜로이달 실리카는 체적평균입경 50 nm 이상 내지 500 nm 이하, 바람직하게는 70 nm 내지 400 nm, 좀더 바람직하게는 80 nm 내지 300 nm가 될 수 있다. 상기 콜로이달 실리카는 클리닝 효능 측면에서 체적평균입경 50 nm 이상이 될 수 있으며, 드럼 마모 및 외첨 코팅 효율 측면에서 500 nm 이하가 될 수 있다.

상기 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카의 함량은 토너 모입자 100 중량부에 1.0 중량부 내지 5.0 중량부, 바람직하게는 1.2 내지 4.0 중량부, 좀더 바람직하게는 1.5 내지 3.0 중량부로 사용될 수 있다. 상기 콜로이달 실리카는 클리닝 개선 측면에서 1.0 중량부 이상으로 사용되어야 하며, 드럼 마모 및 코팅 효율 측면에서 5.0 중량부 이하로 사용되어야 한다.

한편, 본 발명의 중합 토너에서 상기 콜로이달 실리카와 혼합 사용되는 "소수성 실리카"는 건식방법으로 제조된 퓸드 실리카(fumed silica)를 지칭하는 것이다. 상기 소수성 실리카는 체적평균입경 3 nm 이상 내지 50 nm 미만, 바람직하게는 5 nm 이상 내지 40 nm 이하, 좀더 바람직하게는 7 nm 이상 내지 30 nm 이하가 될 수 있다.

토너 제조 방법에 따라 토너의 모양이 구형, 포테이토, 그리고 부정형으로 구분이 된다. 더불어 사용하는 토너의 모양에 따른 종류에 더불어 카트리지도 캐리어를 사용하는 이성분계 시스템과 캐리어를 사용하지 않는 일성분계 시스템으로 구분된다. 토너의 모양보다는 캐리어를 사용하는 카트리지를 사용할 경우 클리닝 블레이드에서 클리닝이 제대로 되지 않아 PCR에 토너 오염이 발생하게 된다.

토너에 일반적으로 사용하고 있는 입자 사이즈가 작은 50 nm 미만의 소수성 실리카는 소수화 표면 처리 물질 또는 실리카 제조 회사별 대부분의 제품을 사용하여도 클리닝 블레이드에서 클리닝이 제대로 되지 않아 PCR 토너 오염이 발생한다.

상기 클리닝 문제를 해결하기 위해 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카를 사용하면 PCR 토너 오염이 완전히 개선된다. 이와 더불어, 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용시 토너의 유동성과 배경오염, 전사효율 등의 대전 특성이 향상되었다.

상기 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카의 함량은 토너 모입자 100 중량부에 대해서 1 중량부 내지 5 중량부이다. 사용 함량이 1 중량부 미만이면 PCR 토너 오염이 완전히 개선되지 않으며, 5 중량부를 초과하여 사용하면 코팅되지 않은 실리카들이 많아 드럼 마모가 심하게 발생하거나 정착부를 통해 토너 입자를 종이에 부착하기 어렵다는 문제가 있다.

상기 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카의 함량은 토너 모입자 100 중량부에 0.2 중량부 내지 3.0 중량부이다. 사용 함량이 0.2 중량부 미만이면 유동성 및 대전성이 개선되지 않으며, 3.0 중량부를 초과하면 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능이 저하된다.

상기 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카 입자의 소수화 처리에는 실란계 커플링제 또는 실리콘 오일 등을 실리카 입자에 도포 또는 부착하는 표면 처리 등이 사용될 수 있다.

상기 실란계 커플링제는 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 메틸트리클로로실란, 아릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브롬메틸디클롤로실란, p-클로로페닐트리클로로실란, 3-클로로프로필트리메톡시, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 디비닐클로로실란, 및 헥사메틸디실라젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.

상기 실리콘 오일은 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, 메틸하이드로젠실리콘 오일, 알킬 변성 실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 오일, 알코올 변성 실리콘 오일, 아미노 변성 실리콘 오일, 에폭시 변성 실리콘 오일, 에폭시 폴리에이텔 변성 실리콘 오일, 페놀 변성 실리콘 오일, 에폭시 변성 실리콘 오일, 카르복시 변성 실리콘 오일, 및 머캅토 변성 실리콘 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.

상기 실리카를 토너 입자에 부착시키는 방법으로 터빈형 교반기, 헨쉘 믹서, 슈퍼 믹서 등의 일반적인 교반기를 이용하는 방법, 또는 표면 개질기로 불리는 장치(나라기계제작소사의 "나라 하이브리다이제이숀 시스템") 등을 이용하는 방법이 있다.

한편, 본 발명의 토너 모입자에 바인더 수지용 단량체는 중합법으로 제조되는 토너에 사용되는 모든 단량체를 사용할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 단량체의 예로는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 또는 디엔계 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 단량체에 선택적으로 산성 올레핀계 단량체 또는 염기성 올레핀계 단량체를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 바인더 수지는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체 또는 이들의 혼합물의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 현탁중합법으로 제조되는 토너의 형성을 위하여 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 단량체를 별다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 이러한 단량체로부터 중합 토너의 바인더 수지로 되는 중합체 또는 공중합체를 형성할 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 중합체는, 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체의 30 내지 95 중량부와 상기 (b)의 단량체의 5 내지 70 중량부를 중합한 것을 포함할 수 있다.

이러한 중합체는 상기 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체와, (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체의 중합한 것으로 될 수 있다. 이 때, 상기 (c)의 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 중합될 수 있다.

상기 바인더 수지의 형성을 위한 스티렌계 단량체로는 스티렌, 모노클로로스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌 등이 있으며, 상기 아크릴레이트계 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등이 있다. 그리고, 메타크릴레이트계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등이 있으며, 상기 디엔계 단량체로는 부타디엔, 이소프렌 등이 있다.

또한, 상기 산성 올레핀계 단량체로는 카르복실기를 가진 α,β-에틸렌 불포화 화합물 등을 사용할 수 있고, 염기성 올레핀계 단량체로는 아민기나 4차 암모늄기를 가진 지방족 알콜의 메타크릴산 에스테르계, 메타크릴 아미드계, 비닐 아민계, 디알릴 아민계나 이의 암모늄염 등을 사용할 수 있다.

한편, 발명의 일 구현예에서, 상기 토너 모입자는 바인더 수지, 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료, 전하 조절제, 및 왁스 등을 포함할 수 있으며, 추가로 안료안정제를 포함할 수도 있다. 그리고, 이러한 토너 모입자는 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 93 중량%, 좀더 바람직하게는 70 내지 90 중량%; 안료 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 15 중량%, 좀더 바람직하게는 3 내지 10 중량%; 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%; 및 왁스 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 25 중량%, 좀더 바람직하게는 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있으며, 추가로 안료안정제 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 15 중량%, 좀더 바람직하게는 0.3 내지 10 중량%를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지, 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료, 전하 조절제, 및 왁스 등의 함량을 상술한 바와 같은 범위로 유지함으로써, 중합 토너의 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 구현함 동시에 정착 과정에서 토너가 정착롤을 오염시키는 현상인 오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 안료는 금속분말형 안료, 금속물산화형 안료, 카본형 안료, 황화물형 안료, 크롬염형 안료, 페로시아니드형 안료, 아조형 안료, 산성염료형 안료, 염기 성염료형 안료, 모단트염료형 안료, 프탈로시아닌, 퀴나크리돈형 안료, 디옥산형 안료 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 중합 토너에 적용할 수 있는 것으로 알려진 안료는 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 전하조절제로는 양이온성 전하조절제, 음이온성 전하조절제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 양이온성 전하조절제로는 니그로신형 염료, 고지방족의 금속염, 알콕시 아민, 킬레이트, 4차 암모늄염, 알킬아미드, 불소 처리 활성제, 나프탈렌산의 금속염 또는 이들의 혼합물 등이 있고, 상기 음이온성 전하조절제로는 염소화된 파라핀, 염소화된 폴리에스테르, 산을 함유한 폴리에스테르, 구리 프탈로시아닌의 설포닐아민, 설폰산기 또는 이들의 혼합물 등이 있다.

또한, 상기 전하조절제로 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용하는 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 2,000 내지 200,000인 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 산가가 1 내지 40 mg KOH/g이고, 유리전이온도는 30 내지 120 ℃인 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 산가가 1 mg KOH/g 미만이면 전하조절제의 역할을 하지 못하며, 40 mg KOH/g를 초과하면 단량체 혼합물의 계면특성에 영향을 미쳐 중합안정성을 악화시킬 수 있다. 또한, 상기 유리전이온도가 30 ℃ 미만이면 표면에 노출되어 있는 전하조절제의 낮은 유리전이온도로 인해 프린팅시 토너 대 토너의 마찰-용융을 발생시켜 블록킹 현상을 유발할 수 있고, 120 ℃를 초과하면 토너의 표면을 과도로 단단하게 하여 코팅성 및 정착성의 물성에 바람직하지 못하다. 그리고, 상기 중량평균분자량이 2,000 미만이면 바인더 수지와의 높은 상용성으로 표면 농도가 저하되어 전하조절제의 기능을 하지 못할 수 있으며, 200,000를 초과하면 높은 분자량으로 인한 단량체 혼합물의 점도 증가로 중합 안정성과 입도 분포에 바람직하지 못하다. 상기 설폰산기를 갖는 공중합체의 구체적인 예로는 설폰산기를 갖는 스티렌-아크릴계 공중합체, 설폰산기를 갖는 스틸렌-메타크릴계 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 안료안정제는 2,000 내지 200,000의 중량평균분자량을 갖는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 공중합체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 상기 공중합체중 스티렌 함량 대 부타디엔의 함량이 중량비로 10:90 내지 90:10인 것을 사용할 수 있다. 스티렌의 함량이 90%를 초과하면 부타디엔의 블록의 길이가 짧아져 바인더 수지와의 높은 상용성으로 안정제 역할을 충분히 하지 못하며, 10% 미만이면 안정제 역할을 충분히 하지만 짧은 스티렌 블록의 길이로 말미암아 안료 대 안료의 작용을 충분히 제어하지 못하는 현상을 보인다. 또한, 분자량이 2,000 미만이면 바인더 수지와의 높은 상용성으로 안료로서의 기능을 하지 못하며, 200,000를 초과하면 단량체 혼합물의 점도를 너무 높여 분산안정성과 중합안정성을 악화시키며 궁극적으로 입도 분포를 넓게 하는 단점을 보인다.

상기 왁스 성분은, 중합 토너에 적용할 수 있는 것으로 알려진 왁스는 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 왁스 성분으로는 파라핀 왁스, 미정질 왁스(microcrystalline wax), 또는 세레신 왁스(Ceresin wax) 등의 석유 정제 왁스; 카르누바 왁스(Carnauba wax) 등의 천연 왁스; 또는 폴리에스테르계 왁스 또는 폴리올레핀계 왁스 등의 합성 왁스 또는 이들의 혼합물을 1종 이상 사용할 수 있다.

한편, 발명의 일 구현예에서, 상기 토너 입자는 반응개시제, 가교제, 분자량 조절제, 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등), 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 토너 입자는 반응개시제 10 중량% 이하 또는 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 8 중량% 이하 또는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 5 중량% 이하 또는 0.5 내지 5 중량%; 상기 가교제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량%; 또는 분자량 조절제 10 중량% 이하 또는 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 8 중량% 이하 또는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 5 중량% 이하 또는 0.5 내지 5 중량%; 적량의 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등), 예컨대, 활제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량%; 적량의 커플링제, 예컨대, 커플링제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량% 등을 1종 이상으로 더 포함할 수 있다.

상기 반응개시제로는 유용성 개시제와 수용성 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스발레로니트릴 등의 아조계 개시제; 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드 등의 유기 퍼옥사이드; 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 일반적으로 쓰이는 수용성 개시제 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥사메틸렌 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 테트라알릴옥시에탄 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 분자량 조절제로는 t-도데실 메르캅탄, n-도데실 메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, 사염화탄소 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 활제 및 커플링제로는 중합 토너 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 것은 별다른 제한 없이 사용 가능하다.

본 발명의 중합 토너는 바인더 수지 50 내지 95 중량%; 안료 1 내지 20 중량%; 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%; 왁스 0.1 내지 30 중량%; 가소제 0.1 내지 5 중량%; 및 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 각각 10 중량% 이하 또는 0.01 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.

또한, 발명의 일 구현예에서, 본 발명에 따른 상기 토너 모입자의 체적평균 입경은 4 내지 10 ㎛이며, 바람직하게는 5 내지 8 ㎛, 좀더 바람직하게는 6 내지 7 ㎛가 될 수 있다. 이러한 토너 모입자의 체적평균입경은 화상 농도 및 비산 방지 측면에서 4 ㎛ 이상이 될 수 있으며, 상기 토너 입자의 체적평균입경은 소모량 절감 측면에서 10 ㎛ 이하가 될 수 있다.

한편, 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 중합 토너를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. 특히, 상기 중합 토너의 제조 방법은 분산제를 포함하는 수계 분산액을 형성하는 단계; 바인더 수지용 단량체, 안료, 전하 조절제, 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계; 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 모입자를 형성하는 단계; 및 상기 토너 모입자 표면에 외첨제를 코팅하는 단계;를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 사용할 수 있다.

상기 "콜로이달 실리카"는 졸-겔(sol-gel) 방법 등으로 제조된 실리카를 지칭하는 것이며, 상기 콜로이달 실리카는 입자 1개로 되어 있는 비율이 개수 기준으로 30% 내지 40%이며, 입자 2개가 서로 융합(Fused)된 입자의 비율이 10% 내지 30%이며, 입자 3개 이상 융합(Fused)된 입자의 비율이 10% 내지 30%의 균일한 분포를 갖는 것일 수 있다.

상기 콜로이달 실리카는 체적평균입경 50 nm 이상 내지 500 nm 이하, 바람직하게는 70 nm 내지 400 nm, 좀더 바람직하게는 80 nm 내지 300 nm가 될 수 있다. 상기 콜로이달 실리카는 클리닝 효과 측면에서 체적평균입경 50 nm 이상이 될 수 있으며, 드럼 마모 및 외첨 코팅 효율 측면에서 500 nm 이하가 될 수 있다.

상기 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카의 함량은 토너 모입자 100 중량부에 1.0 중량부 내지 5.0 중량부, 바람직하게는 1.2 내지 4.0, 좀더 바람직하게는 1.5 내지 3.0로 사용될 수 있다. 상기 콜로이달 실리카는 클리닝 개선 측면에서 1.0 중량부 이상으로 사용되어야 하며, 드럼 마모 및 코팅 효율 측면에서 5.0 중량부 이하로 사용되어야 한다.

또한, 상기 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카 등에 대한 구체적인 예에 관해서는 상술한 바와 같다.

본 발명자들은 중합법으로 제조된 구형의 모입자에 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 소정의 함량 범위로 혼합 사용함으로써, 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등가 같은 토너 및 대전 특성이 향상된 중합 토너를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. 이렇게 제조되는 중합 토너를 적용하면 인쇄결과물의 광택도를 높일 수 있기 때문에 높은 해상도 및 색상 구현도를 요구하는 사진 인쇄 등의 분야에 효과적으로 적용할 수 있다.

발명의 다른 일 구현예에서는, 분산제를 물에 혼합하여 상기 수계 분산액을 형성할 수 있다. 이러한 수계 분산액을 균질화시키기 위하여 교반하는 단계 또는 전단력을 가하는 단계를 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 수계 분산액을 형성하는 단계는 인산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 혼합하여 수용액 상에서 결정의 형태인 인산 칼륨을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 인산 칼륨은 분산제로 사용될 수 있으며, 상기 수계 분산액은 물에 인산 칼륨 결정이 균일하게 분산되어 있는 형태일 수 있다.

상기 분산제는 수계 매체 내에서 액적 형태로서 존재하고 있는 바인더 수지용 단량체 또는 안료 등의 입자 사이의 응집을 방지하고, 이러한 입자들이 균일하게 분산할 수 있게 한다. 또한, 상기 분산제는 액적 표면에 균일하게 흡착하여 이러한 액적 입자를 안정화시키는 역할을 한다. 그리고, 이러한 분산제는 수계 매체 내에서 중합 반응 종료 후에 산이나 알칼리(alkali) 처리, 또는 온수 세척 등을 통하여 가용화되고, 토너 모입자로부터 분리될 수 있다.

상기 분산제는 무기 분산제, 유기 분산제, 음이온성 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 이러한 분산제는 상기 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 2 내지 4 중량부, 좀더 바람직하게는 2.5 내지 3.5 중량부로 적용될 수 있다.

상기 무기 분산제의 구체적인 예로는 인산 칼슘, 인산수소칼슘, 인산이수소 칼슘, 히드록시 아파타이트(hydroxy apatite), 인산 마그네슘, 인산 알루미늄, 인산 아연, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화 알미늄, 메타 규산 칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 벤토나이트(bentonite), 실리카(silica), 알루미나(alumina) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.

상기 수용성 유기 분산제의 구체적인 예로는 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 젤라틴(gelatin), 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose), 메틸 히드록시 프로필 셀룰로오스(methyl hydroxy propyl cellulose), 에틸셀룰로오스(ethyl cellulose), 카르복실 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose) 및 그의 나트륨염, 폴리 아크릴산 및 그의 염, 전분(starch) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.

상기 음이온성 계면활성제의 구체적인 예로는 지방산염, 알킬 황산에스테르염, 알킬아릴 황산에스테르염, 디알킬설포숙신산염, 알킬 인산염 또는 이들의 혼합물 등이 있다.

상기 분산제의 보다 바람직한 예로 인산 칼슘을 들 수 있다. 이러한 인산 칼슘은 인산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 혼합하여 수용액 상에서 결정의 형태로 얻어질 수 있으며, 상기 수계 분산액은 인산 칼슘 결정이 물에 균일하게 분산되어 있는 형태일 수 있다.

한편, 상기 단량체 혼합물은 상기 바인더 수지용 단량체, 안료, 안료안정제, 전하 조절제 및 왁스 등을 혼합하고 충분히 녹여서 형성될 수 있으며, 호모게나이저를 이용하여 수계 분산액에 균질화될 수 있다.

상기 바인더 수지용 단량체는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체, 염기성 올레핀계 단량체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지용 단량체는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지용 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체의 30 내지 95 중량부와, 상기 (b)의 단량체의 5 내지 70 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지용 단량체는 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체와, (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 (c)의 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다.

한편, 상기 단량체 혼합물에 포함되는 바인더 수지용 단량체, 안료, 안료안정제, 전하 조절제, 및 왁스의 구체적인 예에 관해서는 상술한 바와 같다. 그리고, 상기 단량체 혼합물은 바인더 수지용 단량체 50 내지 95 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 전하조절제 0.1 내지 5 중량%, 및 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함할 수 있으며, 이외에 추가로 안료안정제를 포함할 수 있으며 구체적인 예와 함량 범위는 상술한 바와 같다.

상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 혼합하고 현탁 중합함으로써 토너 모입자를 형성할 수 있는데, 보다 구체적으로, 상기 토너 모입자를 형성하는 단계는, 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하는 단계; 상기 수계 분산액 및 단량체 혼합물에 전단력을 가하여 상기 단량체 혼합물을 수계 분산액에 액적 형태로 균질화하는 단계; 및 상기 균질화된 단량체 혼합물을 현탁 중합하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상기 단량체 혼합물 및 수계 분산액은 호모게나이저를 이용하여 균질화시킬 수 있다.

상기 수계 분산액에 상기 단량체 혼합물을 미세한 물방물(액적) 형태로 균일하게 분산하여 중합 반응을 진행하면 적절한 크기의 구형 토너 모입자를 형성할 수 있다. 이러한 미세한 물방울(액적) 형태의 분산을 위하여, 호머게나이저를 이용하여 상기 단량체 혼합물과 수계 분산액에 전단력을 가해 균질화시킬 수 있는데, 구체적으로, 호모게나이저를 이용하여 상기 수계 분산액과 혼합된 단량체 혼합물을 5,000 rpm 내지 20,000 rpm, 바람직하게는 8,000 rpm 내지 17,000 rpm의 속도로 균질화하여, 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액 내에서 미세 액적 형태로 분산시킬 수 있다.

상기 현탁 중합은 60 내지 90 ℃에서 8 시간 내지 20 시간 동안 이루어 질 수 있다. 보다 바람직한 예로, 상기 현탁 중합은 50 내지 70 ℃에서 8 시간 내지 12 시간 동안 현탁 중합 반응을 진행한 후, 80 내지 110 ℃로 승온한 후 30 분 내지 4 시간 동안 반응을 진행할 수 있다.

한편, 발명의 다른 일 구현예에서는 상기 분산제를 제거하는 단계; 및 상기 토너 모입자를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 분산제를 제거하는 단계는, 분산제의 용해에 적합한 pH로 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 토너 모입자가 생성된 분산액에 염산 또는 질산 등의 수용성 무기산을 첨가하여 pH를 2 이하, 바람직하게는 1.5 이하로 조정함으로써, 상기 분산제를 수용액상으로 용해시켜 토너 모입자로부터 제거할 수 있다. 이러한 분산제 제거 단계에서는 pH를 적절히 조절한 후 5 시간 이상 교반하여 상기 분산제가 충분히 용해하도록 한 후, 여과 장치를 이용하여 50 중량% 미만의 물을 포함하는 토너 슬러리를 얻을 수 있다. 또한, 상기 분산제를 제거하는 단계에서는 호모게나이저로 전단력을 가하여 용액을 균질화시키는 단계 및 원심분리장치를 이용한 분리 단계를 적용할 수 있다. 그리고, 상술한 분산제 제거 단계 이후에, 필터 장치를 이용한 수분 제거 및 과량의 증류수 첨가를 수회에 걸쳐 반복하는 과정을 통하여 분산제를 더욱 효율적으로 제거할 수 있다.

상기 토너 모입자를 건조하는 단계는 분산제가 제거된 토너 케익(cake)을 진공 오븐에 넣고 상온에서 진공 건조하는 단계를 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 중합토너의 제조 단계에서 통상적으로 사용되는 것으로 알려진 건조 방법을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다.

또한, 발명의 다른 일 구현예에서, 상기 토너 모입자는 표면에 외첨제를 코팅하는 단계를 포함하며, 특히, 외첨제로서 상기 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 소정의 범위로 혼합 사용하여 토너 모입자 표면에 코팅한다. 이러한 외첨제의 코팅 단계는 헨쉘 믹서를 사용해 상기 토너 모입자에 외첨제를 첨가한 후, 고속 교반하는 방법으로 진행할 수 있다. 상기 실리카는 중합 토너에 사용 가능한 것으로 알려진 것을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 실리카를 토너 모입자에 부착시키는 방법으로 터빈형 교반기, 헨쉘 믹서, 슈퍼 믹서 등의 일반적인 교반기를 이용하는 방법, 또는 표면 개질기로 불리는 장치(나라기계제작소사의 "나라 하이브리다이제이숀 시스템") 등을 이용하는 방법을 적용할 수 있다.

상기 단량체 혼합물은 반응 개시제, 가교제, 활제, 분자량 조절제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가적으로 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 구체적인 예 및 바람직한 함량 범위는 상술한 바와 같다.

한편, 본 발명의 바람직한 일 구현예 따르면, 본 발명에 사용되는 토너 모입자의 제조는 하기 방법과 같다.

(1) 제1 단계: 수계 분산액 준비 단계

증류수에 분산제를 녹여 수계 분산액을 준비한다. 상기 분산제는 무기 분산제 또는 수용성 유기 분산제 중에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 선택적으로 음이온성 계면활성제를 첨가할 수도 있다.

이때, 상기 분산제는 인산칼슘염, 마그네슘염, 친수성 실리카, 소수성 실리카 및 콜로이달 실리카로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 무기 분산제; 또는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 페놀에테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시 알킬렌 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리비닐 알코올, 알킬 셀룰로오스 및 폴리비닐 피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 비이온성 고분자 분산제; 및 폴리아크릴 아미드, 폴리비닐 아민, 폴리비닐 아미 N-옥사이드, 폴리비닐 암모늄염, 폴리디알킬디알릴 암모늄염, 폴리아크릴산, 폴리스티렌 설폰산, 폴리아크릴산염, 폴리설폰산염 및 폴리아미노알킬 아크릴산염으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 이온성 고분자 분산제를 단독으로 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 수용액 전체를 100 중량부로 보았을 때, 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

분산제의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 현탁 중합시 반응 안정성이 깨지며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 부반응물(에멀젼 입자)의 형성이 증가하고, 토너 모입자 크기가 목적하는 것보다 작게 형성될 수 있기 때문이다.

한편, 상기 음이온 계면활성제로는 지방산염, 알킬 황산 에스테르염, 알킬 아릴 황산 에스테르염, 디알킬 설포숙신산염, 알킬 인산염 등으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 그 함량은 수용액 전체를 100 중량부로 보았을 때, 0.001 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 하먈잉 0.001 중량부 미만일 경우에는 현탁 중합시 반응 안정성이 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 20 중량부 이상일 경우에는 부반응물(에멀젼 입자)의 형성이 증가하고, 토너 모입자 크기가 목적하는 것보다 작게 형성될 수 있기 때문이다.

(2) 제2 단계: 단량체 혼합물 준비 단계

이 단계에서는 바인더 수지 단량체, 전하조절제, 안료, 왁스, 및 사슬 이동제 등을 혼합하여 중합 원료가 되는 단량체 혼합물을 준비하도록 한다.

먼저, 방향족 비닐계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 또는 디엔계 단량체를 단독 또는 1종 이상 혼합하고, 교반하여 바인더 수지 단량체를 준비한다. 준비된 바인더 수지 단량체에 전하조절제, 안료, 왁스, 및 사슬이동제를 넣고 교반하여 단량체 혼합물을 만든다.

한편, 상기 단량체 혼합물에 가교제를 더 첨가하는 것이 바람직하다. 단량체 혼합물에 가교제를 첨가하여 토너를 제조할 경우, 토너 간의 응집이 방지되어 보존성이 개선된다는 장점이 있기 때문이다.

한편, 본 발명에서 바인더 수지용 단량체는 중합법으로 제조되는 토너에 사용되는 모든 단량체를 사용할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 단량체의 예로는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 또는 디엔계 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 단량체에 선택적으로 산성 올레핀계 단량체 또는 염기성 올레핀계 단량체를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 상기 바인더 수지는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 중합체는, 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체의 30 내지 95 중량부와 상기 (b)의 단량체의 5 내지 70 중량부를 중합한 것을 포함할 수 있다. 이러한 함량 범위는 중합된 토너의 유리전이온도를 맞추기 위한 것으로, 상기 (a)의 단량체를 30 중량부 미만으로 포함하는 경우에는 유리전이온도가 너무 낮게 나와 오프셋 현상이 발생할 수 있으며, 95 중량부를 초과하는 경우에는 유리전이온도가 너무 높아져 정착성이 저하될 수 있다.

상기 바인더 수지의 형성을 위한 스티렌계 단량체로는 스티렌, 모노클로로스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌 등이 있으며, 상기 아크릴레이트계 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 등이 있다. 그리고, 메타크릴레이트계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등이 있으며, 상기 디엔계 단량체로는 부타디엔, 이소프렌 등이 있다. 상기 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체는 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 그의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량을 기준으로 5 내지 70 중량부인 것이 바람직하다. 이처럼 함량을 한정하는 것은 스티렌계 단량체의 경우와 마찬가지로 토너의 유리전이온도를 적정 수준으로 맞추기 위함이다.

또한, 상기 산성 올레핀계 단량체로는 카르복실기를 가진 α,β-에틸렌 불포화 화합물 등을 사용할 수 있고, 염기성 올레핀계 단량체로는 아민기나 4차 암모늄기를 가진 지방족 알콜의 메타크릴산 에스테르계, 메타크릴 아미드계, 비닐 아민계, 디알릴 아민계나 이의 암모늄염 등을 사용할 수 있는데, 이를 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량ㅇ르 기준으로 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 산성 올레핀계 단량체와 염기성 올레핀계 단량체는 표면의 대전 특성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 20 중량부를 넘어서게 되면 토너 중합시 반응 안정성이 나빠져 토너 모입자들이 서로 응집하는 현상이 발생할 수 있다.

상기 전하 조절제는 니그로신형 염료, 니그로형의 전자 받게 염료, 고지방족의 금속염, 알콕시 아민, 킬레이트, 4차 암모늄염, 알킬아미드, 불소 처리 활성제 및 나프탈렌산의 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 양이온성 전하 조절제; 또는 전자 받게 유기착물, 염소화된 파라핀, 염소화된 폴리에스테르, 산을 함유한 폴리에스테르, 구리 프탈로시아닌의 설포닐아민 및 설폰산기를 포함한 스티렌-아크릴계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 음이온성 전하 조절제를 사용할 수 있으며, 이 중에서 1종 이상 선택되며 이들을 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 상기 전하조절제의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량의 0.01 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 전하조절제의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 프린팅시 필요한 충분한 전하밀도를 가지지 못할 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 오히려 전하량이 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.

상기 안료는 금속분말형 안료, 금속물산화형 안료, 카본형 안료, 황화물형 안료, 크롬염형 안료, 및 페로시아니드형 안료 등으로 이루어진 군에서 선택된 무기 염료; 또는 아조형 안료, 산성 염료형 안료, 염기성 염료형 안료, 모단트 염료형 안료, 프탈로시아닌, 퀴나크리돈형 안료, 및 디옥산형 안료로 이루어진 군에서 선택된 유기 염료; 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 상기 안료의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량부가 바람직하다. 상기 안료가 1 중량부 미만인 경우에는 원하는 색을 충분히 구현하기 어려울 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 단량체와 안료 사이의 분산이 효과적으로 이뤄지지 않을 수 있다.

상기 왁스는 석유 정제 왁스, 천연 왁스, 합성 왁스 등을 사용할 수 있다. 석유 정제 왁스에는 파라핀 왁스, 미정질 왁스(microcrystalline wax), 세레신 왁스(Ceresin wax) 등이 있으며, 천연 왁스에는 카르누바 왁스(Carnauba wax) 등이 있고, 합성 왁스에는 폴리에스테르계 왁스, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 왁스 등이 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 왁스들은 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있으며, 상기 왁스의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 30 중량부인 것이 바람직하다.

상기 사슬 이동제는 t-도데실 메르캅탄, n-도데실 메르캅탄, n-옥틸 메트캅탄, 사염화탄소, 및 사브롬화탄소 등을 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 사슬 이동제의 함량은 단량체 혼합물 전체에 대하여 0.01 내지 10 중량부 정도인 것이 바람직하다.

상기 가교제로는 디비닐벤젠, 에틸렌 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥사메틸렌 디아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리알릴아민, 테트라알릴옥시에탄 또는 이들의 혼합물 등을 사용될 수 있으며, 그의 함량은 단량체 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 상기 가교제의 함량이 0.001 중량부 미만인 경우에는 보존성 향상의 효과를 기대하기 어려울 수 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 토너 내부에 겔화가 일어나 프린팅시 토너의 정착성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

(3) 제3 단계: 현탁 중합 단계

상기 제2 단계에서 준비한 단량체 혼합물에 중합개시제를 넣고, 상기 단량체 혼합물을 상기 제1 단계에서 준비한 수계 분산액에 투입한다. 상기 단량체 혼합물을 포함하는 수계 분산액에 전단력을 부여하여 현탁중합시킨다.

상기 중합 개시제로는 유용성 개시제와 수용성 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴 등의 아조계 개시제; 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드 등의 유기 퍼옥사이드; 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 일반적으로 쓰이는 수용성 개시제 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 중합 개시제의 함량은 단량체 혼합물 전체에 대하여 0.01 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.01 중량부 미만인 경우 미반을 물질이 발생할 수 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우에는 반응 속도가 너무 빨라 반응 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

(4) 제4 단계: 분산제 분리 및 건조 단계

중합이 완료되면, 분산제의 종류에 따라 염기성 수용액이나 산성 수용액을 첨가하여 분산제를 제거하고, 물로 세척하고 필터링하여 분산제를 분리한다. 예를 들어, 콜로이달 실리카를 수계 분산제로 사용하는 경우에는 농도가 0.05 내지 0.2 N인 NaOH를 첨가함으로써, 콜로이달 실리카를 제거할 수 있다. 분산제가 토너와 완전히 분리될 때까지 상기 과정을 반복한다. 분산제가 토너와 완전히 분리되면, 토너 모입자를 진공 오븐에 넣어 상온에서 48 시간 건조하여 최종 토너 모입자를 얻는다.

본 발명의 토너 제조 방법과 같이, 바인더 수지 단량체, 전하조절제, 안료, 왁스 등을 포함하여 이루어지는 토너 모입자에 입자 사이즈가 크고 입자끼리 서로 응집 또는 융합되어 있는 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용함으로써, 토너 모입자의 표면 전하량이 균일하고 시간이 경과하여도 전하량이 일정하게 유지되어 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 등과 같은 토너 및 대전 특성이 향상된 토너를 제조할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 중합 토너는 좁은 입경 분포와 함께 높은 화상농도와 우수한 전사효율로 균일한 화상 구현이 가능한 우수한 물성을 갖는 것이 될 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명은 소정의 함량 범위로 콜로이달 실리카와 소수성 실리카를 함께 포함함으로써, 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능뿐만 아니라, 유동성, 배경오염, 전사효율 등과 같은 토너 및 대전 특성이 현저히 향상된 중합 토너 및 이의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 중합 토너의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 비교예 3에 따라 제조된 중합 토너의 SEM 사진을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

토너 모입자의 제조

내용적 3,000 mL의 반응기에 증류수 2,000 g과 분산제로서 콜로이달 실리카 48.8 g을 녹이고, 온도를 반응 온도인 70 ℃로 높인 수계 분산액을 준비하였다.

다른 용기에 스티렌 720 g과, n-부틸 아크릴레이트 160 g, 및 알릴메타크릴레이크 18 g, 및 카본 블랙 45 g을 넣고, 비드밀로 2,000 rpm의 속도로 2 시간 동안 교반한 후, 비들르 제거하여 단량체 혼합물 500 g을 준비하였다. 준비한 혼합물을 70 ℃로 물 중탕하여 온도를 높인 후, 설폰산기를 포함한 스티렌-아크릴계 고분자 전하조절제 4.5 g, 파라핀 왁스 23 g을 넣고, 20 분 동안 교반하면서 충분히 녹였다. 충분히 녹인 단량체 혼합물에 중합개시제인 아조비스이소부티로니트릴 8.5 g을 넣고 3 분 동안 교반시켜 반응물을 준비하였다.

반응물을 수계 분산액에 투입하고 호모게나이저로 10,000 rpm의 속도로 20 분 동안 교반하면서 반응을 지속시켰다. 20 분 후에 일반 교반기로 500 rpm의 속도로 20 시간 동안 교반하여 현탁 중합 반응을 실시한 후, 합성된 토너를 물로 세정하고 필터링하는 과정을 충분히 반복하여 분산제를 제거하고 진공 건조하여 토너 모입자를 제조하였다.

외첨제 코팅

상기와 같이 제조한 토너 모입자 100 중량부에 대하여, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 체적평균입경을 갖는 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 다음과 같은 함량으로 사용하여 헨쉘 믹서기로 5,000 rpm 속도로 7 분 동안 혼합하고 교반하여, 토너 모입자 표면에 외첨제를 코팅하였다.

이때, 상기 콜로이달 실리카는 입자 1개로 되어 있는 비율이 30%~40%이며, 입자 2개가 서로 융합(Fused)된 입자의 비율이 10%~30%이며, 입자 3개 이상 융합(Fused)된 입자의 비율이 10%~30%의 균일한 분포를 갖는 것을 사용하였다. 또한, 상기 소수성 실리카는 헥사메틸디실라젠으로 소수화 처리된 것을 사용하였다.

[실시예 2~13]

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 콜로이달 실리카와 소수성 실리카의 종류 및 함량을 달리하여 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.

[비교예 1~11]

상기 실시예 1~13 및 비교예 1~11에 따라 제조된 중합 토너의 외첨제 중 콜로이달 실리카와 소수성 실리카의 체적평균입경(nm) 및 토너 모입자 100 중량부에 대한 각각의 함량(중량부)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

구분	콜로이달 실리카		소수성 실리카
구분	평균입경(nm)	함량(중량부)	평균입경(nm)	함량(중량부)
실시예 1	200	3.0	7	0.5
실시예 2	200	3.0	7	1.0
실시예 3	200	3.0	7	2.0
실시예 4	200	3.0	7	3.0
실시예 5	200	1.0	7	1.0
실시예 6	200	5.0	7	1.0
실시예 7	200	3.0	12	1.0
실시예 8	200	3.0	20	1.0
실시예 9	200	3.0	40	1.0
실시예 10	100	3.0	7	1.0
실시예 11	100	3.0	12	1.0
실시예 12	100	3.0	20	1.0
실시예 13	100	3.0	40	1.0
비교예 1	-	-	7	0.5
비교예 2	-	-	7	1.0
비교예 3	-	-	7	2.0
비교예 4	-	-	12	1.0
비교예 5	-	-	20	1.0
비교예 6	-	-	40	1.0
비교예 7	200	0.5	7	1.0
비교예 8	200	6.0	7	1.0
비교예 9	200	3.0	-	-
비교예 10	200	3.0	7	0.1
비교예 11	200	3.0	7	4.0

[시험예 1]

실시예 1~13 및 비교예 1~11에 따라 제조된 중합 토너를 블로우-오프 타입(Blow-off type)의 분말 전하 측정기(powder charge measuring apparatus, Toshiba Chemical Products)을 이용하여 다음과 같은 방법으로 전하량을 측정하였다.

1) 전하량(Q/m)

0.25~0.3 mm 글래스 비즈(glass bead) 5 g에 토너 0.25 g을 넣고, 마이크로 v-믹서(micro v-mixer)를 이용하여 30초, 1분, 3분, 5분 단위로 교반하여 대전시키고, 그 중 0.2 g을 샘플링하여 전하량을 측정하고, 교반 시간에 따라서 전하량의 변화를 관찰하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.

A: 전하량 변화 5 μC/g 이하

B: 전하량 변화 5 μC/g 초과하며 10 μC/g 이하

C: 전하량 변화 10 μC/g 초과

이 중에서, 실시예 1, 3, 5, 6 및 비교예 1, 3, 8, 9, 10에 따라 제조된 중합 토너를 30초 및 5분 단위로 교반하여 대전시킨 후에 측정한, 중합 토너의 전하량 측정 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

구분	전하량(μC/g)		전하량 변화
구분	30초	5분	전하량 변화
실시예 1	-25.8	-24.5	A
실시예 3	-28.9	-29.2	A
실시예 5	-20.3	-21.5	A
실시예 6	-24.9	-20.8	A
비교예 1	-34.3	-36.5	A
비교예 3	-40.6	-41.0	A
비교예 8	-28.8	-20.5	B
비교예 9	-24.5	-10.9	C
비교예 10	-29.5	-18.8	C

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 입자 사이즈가 크고 입자가 서로 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카과 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용한 실시예 1, 3, 5, 6은 시간에 따른 대전량 감소가 발생하지 않음을 알 수 있다. 반면에, 입자 사이즈가 크고 입자가 서로 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카만 단독 사용한 비교예 9는 대전량이 시간에 따라 감소함을 알 수 있으며, 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카를 너무 많이 사용하거나(비교예 8), 사이즈가 작은 소수성 실리카를 너무 소량 사용하여도(비교예 10)도 대전량 감소를 방지할 수 없음을 알 수 있다.

[시험예 2]

실시예 1~13 및 비교예 1~11에 따라 제조된 중합 토너를 시판되는 비자성 이성분 현상 방식의 프린터(Xerox사의 DocuPrint C2200)를 이용하여 다음과 같은 방법으로 유동성, 배경오염, 전사효율, PCR 오염 등을 평가하였다.

1) 유동성

캐리어 10 g에 토너 0.5 g을 혼합한 후 미세혼합기(micro V-mixer)로 3분 동안 혼합(mixing) 후 유동성을 육안으로 관찰하였다. 이때, A: 유동성이 좋음, B: 유동성 보통, C: 유동성 나쁨 등으로 나타내었다.

2) 배경 오염

배경 오염은 인쇄된 용지에 포그(Fog) 현상이 나타났는지 여부로 판단하였으며, 비교 화상부를 광학 현미경을 통해 육안으로 확인하여 측정, 평가하였다. 이때, 화상부에 포그 현상이 확인되지 않은 경우를 ○, 포그 현상이 부분적으로 확인된 경우를 △, 포그 현상이 분명히 확인된 경우를 ×로 나타내었다.

3) 전사효율

상기 토너를 이용하여 3,000매 프린트한 다음, 500매 단위로 소모량에서 폐기량(waste)을 뺀 순수 소모량을 계산하여 순수하게 종이로 전사된 토너의 양을 %값으로 계산하였다.

A: 전사효율 90% 이상,

B: 전사효율 80% 이상이며 90% 미만,

C: 전사효율 70% 이상이며 80% 미만,

D: 전사효율 60% 이상이며 70% 미만,

E: 전사효율 60% 미만.

4) PCR 오염

PCR 오염 정도는 A4의 5% 커버리지 패턴(coverage pattern)으로 500매 정도 소모한 다음 PCR 표면에 남은 토너를 투명한 테이프에 접착시켜 테이프를 백지에 부착시킨 뒤에 육안으로 측정하여 토너의 클리닝 성능을 비교하였다.

A: PCR 오염 거의 없음,

B: PCR 오염 약간 있음,

C: PCR 오염 많음,

D: PCR 오염 아주 많음.

실시예 1~13 및 비교예 1~11에 따라 제조된 중합 토너의 유동성, 배경오염, 전사효율, PCR 오염 등에 대한 평가 결과는 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.

구분	유동성	배경오염	전사효율	PCR오염
실시예 1	A	○	A	A
실시예 2	A	○	A	A
실시예 3	A	○	A	A
실시예 4	A	○	A	A
실시예 5	A	○	A	A
실시예 6	A	○	A	A
실시예 7	A	○	A	A
실시예 8	A	○	A	A
실시예 9	A	○	A	A
실시예 10	A	○	A	A
실시예 11	A	○	A	A
실시예 12	A	○	A	A
실시예 13	A	○	A	A
비교예 1	A	×	C	D
비교예 2	A	×	C	D
비교예 3	A	×	C	D
비교예 4	A	×	C	D
비교예 5	A	×	C	D
비교예 6	A	×	C	D
비교예 7	B	×	B	C
비교예 8	C	△	C	A
비교예 9	C	△	D	A
비교예 10	C	△	D	A
비교예 11	B	×	C	C

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 입자 사이즈가 크고 입자가 서로 응집 또는 융합된 콜로이달 실리카와 입자 사이즈가 작은 소수성 실리카를 혼합 사용한 실시예 1 내지 13와, 각각의 함량을 달리하여 최적 범위를 벗어난 경우에 해당하는 비교예 1 내지 11을 비교해 보면, 실시예 1 내지 13이 클리닝 블레이드에서의 클리닝 성능 뿐만 아니라 유동성, 배경오염, 전사효율 측면에서 비교예 1 내지 11에 비해 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims

바인더 수지, 안료, 전하조절제, 및 왁스를 포함하는 토너 모입자; 및
상기 토너 모입자 표면에 코팅된 외첨제;
를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 포함하는 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 콜로이달 실리카는 체적평균입경 50 nm 이상 내지 500 nm 이하인 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 소수성 실리카는 체적평균입경 5 nm 이상 내지 50 nm 미만인 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 콜로이달 실리카는 입자 1개로 되어 있는 비율이 개수 기준으로 30% 내지 40%이며, 입자 2개가 서로 융합된 입자의 비율이 10% 내지 30%이며, 입자 3개 이상 융합된 입자의 비율이 10% 내지 30%의 분포를 갖는 것인 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 소수성 실리카는 실란계 커플링제 또는 실리콘 오일로 소수화 처리된 것인 중합 토너.
제5항에 있어서,
상기 실란계 커플링제는 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 메틸트리클로로실란, 아릴페닐디클로로실란, 벤질디메틸클로로실란, 브롬메틸디클롤로실란, p-클로로페닐트리클로로실란, 3-클로로프로필트리메톡시, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 디비닐클로로실란, 및 헥사메틸디실라젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 중합 토너.
제5항에 있어서,
상기 실리콘 오일은 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐실리콘 오일, 메틸하이드로젠실리콘 오일, 알킬 변성 실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 오일, 알코올 변성 실리콘 오일, 아미노 변성 실리콘 오일, 에폭시 변성 실리콘 오일, 에폭시 폴리에이텔 변성 실리콘 오일, 페놀 변성 실리콘 오일, 에폭시 변성 실리콘 오일, 카르복시 변성 실리콘 오일, 및 머캅토 변성 실리콘 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 바인더 수지는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체의 중합체를 포함하는 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 전하조절제는 니그로신형 염료, 고지방족의 금속염, 알콕시 아민, 킬레이트, 4차 암모늄염, 알킬아미드, 불소 처리 활성제 및 나프탈렌산의 금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 양이온성 전하 조절제; 또는 염소화된 파라핀, 염소화된 폴리에스테르, 산을 함유한 폴리에스테르, 구리 프탈로시아닌의 설포닐아민 및 설폰산기를 포함한 스티렌-아크릴계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 음이온성 전하 조절제를 포함하는 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 안료는 금속분말형 안료, 금속물산화형 안료, 카본형 안료, 황화물형 안료, 크롬염형 안료, 페로시아니드형 안료, 아조형 안료, 산성염료형 안료, 염기 성염료형 안료, 모단트염료형 안료, 프탈로시아닌, 퀴나크리돈형 안료, 및 디옥산형 안료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 중합토너.
제1항에 있어서,
상기 왁스는 파라핀 왁스, 미정질 왁스(microcrystalline wax), 세레신 왁스(Ceresin wax), 카르누바 왁스(Carnauba wax), 폴리에스테르계 왁스, 폴리올레핀계 왁스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 토너 모입자는 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%, 및 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 중합 토너.
제1항에 있어서,
상기 토너 모입자는 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 중합 토너.
제13항에 있어서,
상기 토너 모입자는 바인더 수지 50 내지 95 중량%; 안료 1 내지 20 중량%; 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%; 왁스 0.1 내지 30 중량%; 및 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 10 중량% 이하를 포함하는 중합 토너.
분산제를 포함하는 수계 분산액을 형성하는 단계;
바인더 수지용 단량체, 안료, 전하 조절제, 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계;
상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 모입자를 형성하는 단계; 및
상기 토너 모입자 표면에 외첨제를 코팅하는 단계;
를 포함하고, 상기 외첨제로서 콜로이달 실리카 및 소수성 실리카를 토너 모입자 100 중량부에 대하여 각각 1.0 내지 5.0 중량부 및 0.2 내지 3.0 중량부로 사용하는 중합 토너의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 현탁 중합은 50 내지 70 ℃에서 8 시간 내지 12 시간 동안 반응시키는 단계 및 80 내지 100 ℃로 승온한 후 30 분 내지 4 시간 동안 반응시키는 단계를 포함하는 중합 토너의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 분산제는 무기분산제, 수용성 유기 고분자 분산제 및 음이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 중합 토너의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 단량체 혼합물은 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 중합 토너의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 토너 모입자를 형성하는 단계는,
상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하는 단계;
상기 수계 분산액 및 단량체 혼합물에 전단력을 가하여 상기 단량체 혼합물을 수계 분산액에 액적 형태로 균질화하는 단계; 및
상기 균질화된 단량체 혼합물을 현탁 중합하는 단계
를 포함하는 것인 중합 토너의 제조 방법.