KR20150006036A - 토너, 현상제, 화상 형성 장치, 입자, 토너의 제조 방법 및 입자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합제 수지 및 이형제를 포함하는 토너로서, 토너는 결합제 수지로서 압력 가소성 재료를 포함하고, 이형제는 복수의 입자형 이형제(particulate releasing agent)를 포함하며, 도메인 상(domain phase)을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상(continuous phase)을 형성하는 압력 가소성 재료(pressure plastic material) 중에 분산되는 것인 토너에 관한 것이다.

Description

토너, 현상제, 화상 형성 장치, 입자, 토너의 제조 방법 및 입자의 제조 방법{TONER, DEVELOPER, IMAGE FORMING APPARATUS, PARTICLES, METHOD FOR PRODUCING TONER AND METHOD FOR PRODUCING PARTICLES}

본 발명은 토너, 현상제, 화상 형성 장치, 입자, 토너의 제조 방법 및 입자의 제조 방법에 관한 것이다.

종이와 같은 화상 기재 상에 형성된 토너 화상을 정착시키는 방법으로서, 정착을 위하여 화상 기재를 열 롤러와 가압 롤러 사이로 통과시키는 열 롤러 정착 방법이 광범위하게 채택되어 왔다. 용융된 토너가 열 롤러에 부착되는 오프셋 현상을 방지하기 위하여, 토너 내에 왁스와 같은 이형제를 첨가하여 토너 그 자체에 이형성을 부과하는 기술이 최근 몇 년간 사용되어 왔다.

한편, 열가소성 수지 및 첨가제, 예를 들면, 이형제를 포함한 물질을 용융 및 혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각 및 고체화한 후, 분쇄하여 입자를 형성하는 방법이 토너의 제조 방법으로서 공지되어 있다. 이 때, 토너의 입자 형태를 조절하기 위하여, PTL 1에는 열가소성 수지를 포함하는 물질을 혼련 및 분쇄하고; 분쇄된 생성물을 친수성 무기 미립자의 존재하에 수성 용매에 분산시키고; 용매를 제거함으로써 토너를 제조하는 방법이 기재되어 있다.

PTL 1 일본 특허 출원 공개 제09-34167호

그러나, PTL 1에 기재된 토너의 제조 방법에 의하면, 열가소성 수지에 분산된 이형제 입자의 입경을 조절하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 조대 입자로서 이형제는 토너 중에 단독 혼합되고, 토너가 저하된 대전 특성, 정착성 등을 갖는 경우가 있다.

본 발명은 통상적인 기술에서 상기 문제점을 해결하고 하기 목적을 달성하는 것을 목표로 한다. 즉, 본 발명의 목적은 우수한 대전 특성 및 정착성을 갖는 토너를 제공하는 것이다.

과제의 해결 수단은 하기와 같다. 즉,

본 발명의 토너는 결합제 수지 및 이형제를 포함하고,

토너는 결합제 수지로서 압력 가소성 재료(pressure plastic material)를 포함하고,

이형제는 복수의 입자형 이형제(particulate releasing agent)를 포함하며,

도메인 상(domain phase)을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상(continuous phase)을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산된다.

본 발명은 또한 통상적인 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성할 수 있으며, 우수한 대전 특성 및 정착성을 갖는 토너를 제공한다.

도 1A는 본 발명의 토너의 하나의 예를 설명하는 개략도이다.
도 1B는 통상적인 토너의 하나의 예를 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 압력 가소성 재료의 예를 설명하는 도면이고, 이는 유리 전이 온도와 압력 사이의 관계를 도시하는 개략도이다.
도 3은 특정한 온도 및 압력 조건에서 물질의 상태를 설명하는 상 다이어그램(phase diagram)이다.
도 4는 본 발명의 압축성 유체를 설명하는 상 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 하나의 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도이다.
도 10은 본 발명에 관한 화상 형성 장치를 도시하는 개략도이다.

이하, 본 발명은 도면을 참조로 하여 보다 상세하게 설명된다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 신규한 토너 제조 방법에 의해 제조된 우수한 대전 특성 및 정착성을 갖는 토너는 하나의 예로서 기재되지만, 본 발명의 양태의 토너 제조 방법은 토너 이외의 입자의 제조 방법에 적용될 수 있다.

여기서, 본 발명의 양태에서, "용융"은 압력 가소성 재료와 같은 물질이 압축성 유체와 접촉하여 팽창하는 것 뿐만 아니라 가소화, 반-액화 및 액화되는 것 및 압력 가소성 재료와 같은 물질이 가열에 의해 가소화, 반-액화 및 액화되는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 양태에서, "원재료"는 입자(본 발명의 양태에서 토너)를 제조하기 위한 입자의 성분을 포함하는 물질을 나타낸다.

(토너)

먼저, 본 발명의 양태의 토너의 구조를 설명한다.

본 발명의 양태의 토너는 결합제 수지 및 이형제를 포함하고, 필요에 따라 다른 성분을 추가로 포함한다.

토너는 결합제 수지로서 압력 가소성 재료; 및 복수의 "입자형" 이형제를 포함한다.

도 1A 및 도 1B는 본 발명의 양태의 토너의 하나의 예를 설명하는 개략도를 도시한다. 구체적으로, 도 1A는 본 발명의 양태의 토너의 횡단면 SEM 화상이고, 도 1B는 통상적인 토너의 횡단면 TEM 화상이다.

도 1A와 도 1B의 비교로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 양태의 토너는 복수의 "입자형" 이형제를 포함한다. 이러한 경우에, 한정되지 않지만, 본 발명의 양태의 토너는 바람직하게는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산된 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제를 포함한다. 또한, 입자형 이형제는 실질적으로 구형이고, 입자형 이형제는 바람직하게는 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레(Feret) 직경을 갖는다. 본 발명의 양태의 토너는 복수의 "입자형" 이형제를 포함한다. 입자형 이형제는 실질적으로 구형이고, "입자형" 이형제는 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는다. 이로써, 통상적인 토너에서 발생하는 결합제 수지로부터 돌출된 바늘형 이형제로 인한 토너 소비는 효과적으로 방지될 수 있다.

여기서, "입자형" 이형제는 실질적으로 구형 형태로 토너에 존재하는 이형제를 나타내고, 토너의 횡단면을 전자 현미경으로 관찰시, 1.0 내지 2.0의 종횡비(장축/단축)의 실질적으로 원형 횡단면을 갖는 이형제를 의미한다. 본 발명의 토너는 소위 바늘 형태를 갖는 이형제 또는 토너의 횡단면에서 볼록부와 오목부를 갖는 명백한 비-원형 이형제를 함유하지 않는다.

이형제의 종횡비는 하기와 같이 계산한다. 구체적으로, 토너의 횡단면을, 예를 들면, 전자 현미경으로 관찰하고, 횡단면 사진을 촬영한다. 횡단면 사진을 화상 처리 소프트웨어로 처리 및 이치화하고, 이형제 부분을 확인한다. 확인된 이형제 부분의 종횡비를 이형제의 장축을 이형제의 단축으로 나누어 측정한다.

최대 페레 직경은 목적물을 사이에 끼고 있는 평행선이 가장 큰 간격을 갖는 직경을 나타낸다.

여기서, 입자형 이형제의 최대 훼레 직경의 평균값은 하기와 같이 수득된다. 구체적으로, 토너의 횡단면을, 예를 들면, 전자 현미경으로 관찰하고, 횡단면 사진을 촬영한다. 횡단면 사진을 화상 처리 소프트웨어로 처리 및 이치화하고, 이형제 부분을 확인한다. 확인된 이형제 입자 또는 동공(pore)의 최대 페레 직경 중에서, 직경이 큰 순서로 이들 중 30개를 선택하고, 이의 평균을 이형제의 최대 페레 직경의 평균으로 간주한다.

<<결합제 수지>>

결합제 수지는 특정하게 한정되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 결합제 수지는 결정성 수지 및 비-결정성 수지의 배합물로서의 결합제 수지일 수 있지만, 결합제 수지의 주성분은 결정성 수지인 것이 사실상 바람직하다. 결합제 수지에 대하여 50 질량% 이상의 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

결합제 수지에 대한 결정성 수지의 함량은 특정하게 한정되지 않고, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그러나, 결정성 수지에 의하여 우수한 저온 정착성 및 내열 저장 안정성 둘 다를 최대화하는 관점에서 이는 바람직하게는 50 질량% 이상이고, 이는 보다 바람직하게는 65 질량% 이상, 추가로 보다 바람직하게는 80 질량% 이상, 특히 바람직하게는 95 질량% 이상이다. 결정성 수지의 함량이 50 질량% 미만인 경우, 결합제 수지의 열적 경사도는 토너의 점탄성 상에서 현상될 수 없고, 저온 정착성 및 내열 저장 안정성 둘 다를 달성하는 것이 어려운 경우가 있다.

여기서, 본 발명의 양태에서 "결정성" 수지는 시차 주사 열량계(DSC: differential scanning calorimeter)에 의해 측정된 융해열의 최대 피크 온도에 대한 코카(Koka) 유동성 시험기에 의해 측정된 연화 온도의 비율(연화 온도/융해열의 최대 피크 온도)이 0.8 내지 1.55 범위인 것을 나타낸다. 이러한 범위 내에서 변수로 인하여, 이는 열에 의하여 가파르게 연화되는 성질을 갖는다.

또한, "비-결정성" 수지는 융해열의 최대 피크 온도에 대한 연화 온도의 비율(연화 온도/융해열의 최대 피크 온도)이 1.55 초과인 수지를 나타낸다. 이러한 범위 내에서 변수로 인하여, 이는 열에 의하여 서서히 연화되는 성질을 갖는다.

여기서, 수지 및 토너의 연화 온도는 코카 유동성 시험기(예를 들면, CFT-500D, Shimadzu Corporation사 제조)를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 방법으로서, 먼저, 6℃/분의 가열 속도로 가열하면서 1.96 MPa의 적하량을 플런저로 샘플로서 수지 1 g 상에 도포한다. 그 후, 샘플을 1 mm의 직경 및 1 mm의 길이를 갖는 노즐로부터 압출한다. 그 후, 온도에 대하여 유동성 시험기의 플런저의 강하 양을 플롯하고, 샘플의 양의 반이 압출되는 온도를 연화 온도로 간주한다.

수지 및 토너의 융해열의 최대 피크 온도는 시차 주사 열량계(DSC)(예를 들면, TA-60WS 및 DSC-60, Shimadzu Corporation사 제조)를 사용하여 측정할 수 있다. 측정 방법으로서, 먼저, 전처리로서, 측정 샘플을 130℃에서 용융시킨 다음, 1.0℃/분의 속도로 130℃로부터 70℃로 냉각시킨 후, 0.5℃/분의 속도로 70℃로부터 10℃로 냉각시킨다. 여기서, DSC에 의하여, 샘플을 20℃/분의 가열 속도로 가열하여 흡열성/발열성 변화를 측정하고, "흡열량/발열량" 및 "온도"의 그래프를 그린다. 20℃ 내지 100℃에서 관찰된 흡열 피크 온도는 "Ta*"로서 정의된다. 복수의 흡열 피크가 있는 경우, 가장 큰 흡열량을 갖는 피크의 온도는 Ta*로서 정의된다. 그 후, 샘플을 (Ta* - 10)℃에서 6 시간 동안 저장하고, 추가로 (Ta* - 15)℃에서 6 시간 동안 저장한다. 그 다음, 샘플을 DSC에 의하여 10℃/분의 냉각 속도로 0℃로 냉각시킨 다음, 20℃/분의 가열 속도로 가열한다. 흡열성/발열성 변화를 측정하고, 유사한 그래프를 그리고, 흡열량/발열량의 최대 피크에 해당하는 온도를 융해열의 최대 피크 온도로서 지칭한다.

또한, 압력 가소성 재료는 바람직하게는 결정성 수지(즉, 압력 가소성을 갖는 결정성 수지)를 포함한다. 압력 가소성 재료가 결정성 수지인 경우, 유기 용매를 사용하지 않고 하기 기재된 방법에 따라 압축성 유체로 결정성 수지를 용융시킨 후, 분무 과립화로 토너를 수득하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 양태의 토너의 제조 방법에 의하여, 착색제는 균일하게 분산될 수 있다. 주성분으로서 결정성 수지를 갖는 통상적인 토너를 제조하는 방법에 의하여, 토너 중에 착색제를 균일하게 분산하는 것이 용이하지 않았다. 그러나, 본 발명의 양태의 토너의 제조 방법에 의하여, 착색제는 균일하게 분산될 수 있다.

-압력 가소성 재료-

본 발명의 토너 및 토너의 원재료 중 하나로서 압력 가소성 재료를 설명한다. 도 2는 본 발명의 양태의 압력 가소성 재료의 예를 설명하는 도면이고, 이는 유리 전이 온도와 압력 사이의 관계를 도시하는 개략도이다. 여기서, 도 2에서, 수직축은 유리 전이 온도이고, 수평축은 압력이다.

본 발명의 양태에서, 압력 가소성 재료는 가압에 의하여 유리 전이 온도(Tg)가 감소되는 것을 특징으로 하는 물질을 지칭한다. 구체적으로, 이는 가열 없이 가압에 의해 가소화되는 물질을 지칭한다. 따라서, 압력 가소성 재료는, 예를 들면, 이를 하기 기재된 압축성 유체와 접촉시켜, 대기압에서 압력 가소성 재료의 유리 전이 온도 미만의 온도에서 가소화된다.

도 2는 폴리스티렌의 유리 전이 온도와 압력 가소성 재료의 예로서 이산화탄소의 존재 하에의 압력 사이의 관계를 도시한다. 도 2로부터 명백한 바와 같이, 폴리스티렌의 유리 전이 온도와 압력 사이의 상관관계가 존재하고, 도 2의 축에서, 이의 기울기는 음이다. 폴리스티렌과 같이, 압력 가소성 재료는 일반적으로 적용된 압력에 대하여 유리 전이 온도에서 음의 변화 기울기를 갖는다. 이러한 기울기는 압력 가소성 재료의 유형, 조성 또는 분자량에 따라 다양하다.

상기 기재된 기울기의 예로서, 폴리스티렌: -9℃/MPa; 스티렌-아크릴 수지: -9℃/MPa; 비-결정성 폴리에스테르 수지: -8℃/MPa; 결정성 폴리에스테르: -2℃/MPa; 폴리올 수지: -8℃/MPa; 우레탄 수지: -7℃/MPa; 폴리아릴레이트 수지: -11℃/MPa; 및 폴리카보네이트 수지: -10℃/MPa이 있다.

기울기를 측정하는 방법으로서, 예를 들면, 고압 열량계 장치 C-80(SETARAM사 제조)을 사용하여, 유리 전이 온도를 다양한 압력 하에 측정하고, 이로써 기울기를 수득한다. 본 발명의 양태에서, 샘플을 고압 측정 셀에 셋팅한다. 셀을 이산화탄소로 탈기시킨 후, 소정 압력으로 가압한 다음, 유리 전이 온도를 측정한다. 또한, 기울기는 대기압(0.1 MPa) 내지 10 MPa의 다양한 압력 하에 유리 전이 온도에서의 변화량을 기초로 하여 측정될 수 있다.

압력 가소성 재료에 적용된 압력에 대하여 압력 가소성 재료의 유리 전이 온도에서 변화로서 기울기는 특정하게 한정되지 않고, 이는 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 바람직하게는 -1℃/MPa 이하, 보다 바람직하게는 -5℃/MPa 이하, 추가로 바람직하게는 -10℃/MPa 이하이다. 압력에 대하여 유리 전이 온도에서 변화로서 기울기가 -1℃/MPa를 초과하는 경우, 가열 없이 가압에 의한 가소화는 불충분하고, 결과적으로 하기 기재된 용융 점도를 낮추기 어려워진다. 그 결과, 과립화가 어려워지는 경우가 존재한다.

30 MPa 이하 또는 500 mPaㆍs 이하의 가압 상의 점도를 갖는 물질이 본 발명의 양태에서 사용된 압력 가소성 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 여기서, 이러한 경우에, 또한 표준 압력에서 융점 미만의 압력 가소성 재료를 가열하여 30 MPa 이하의 조건 하에 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖도록 하는 것이 가능하다.

압력 가소성 재료는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 폴리에스테르 수지, 비닐 수지, 우레탄 수지, 폴리올 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 로진, 변성 로진, 테르펜 수지, 페놀 수지, 지방족 또는 지환족 탄화수소 수지, 방향족 석유 수지, 염소화 파라핀, 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

폴리에스테르 수지는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 변성 폴리에스테르, 비-변성 폴리에스테르, 비-결정성 폴리에스테르, 결정성 폴리에스테르 및 폴리락틱 수지를 포함한다.

폴리락틱 수지는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 L-형, D-형 또는 라세미형의 폴리락틱 수지, 스테레오-복합체 폴리락틱 수지 및 폴리락트산 블록 공중합체를 포함한다.

폴리올 수지로서, 에폭시 골격을 갖는 폴리에테르 폴리올 수지 등을 사용할 수 있고, (i) 에폭시 수지, (ii) 2가 페놀의 알킬렌 옥사이드 부가물 또는 이의 글리시딜 에테르, (iii) 에폭시 기와 반응성인 활성 수소 기를 함유하는 화합물의 반응에 의해 수득된 폴리올 수지 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

비닐 수지는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 스티렌의 중합체 및 이의 치환된 유도체, 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리-p-클로로스티렌 및 폴리비닐톨루엔; 스티렌 공중합체, 예를 들면, 스티렌-p-클로로스티렌 공중합체, 스티렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-비닐톨루엔 공중합체, 스티렌-비닐나프탈렌 공중합체, 스티렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-옥틸 아크릴레이트 공중합체, 스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-α-메틸 클로로메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-비닐 메틸 케톤 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-인덴 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체 및 스티렌-말레산 에스테르 공중합체; 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트; 단량체의 중합체, 예를 들면, 비닐 프로피오네이트, (메트)아크릴아미드, 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 비닐 이소부틸 에테르, 비닐 메틸 케톤, N-비닐피롤리돈, N-비닐피리딘 및 부타디엔, 이들 단량체 중 2종 이상의 공중합체, 및 이의 혼합물을 포함한다.

우레탄 수지는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택하고 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태에서, 압력 가소성 재료는 바람직하게는 카르보닐 기를 함유하는 수지를 포함한다. 카르보닐 기는 높은 전기음성도를 갖는 산소 원자가 탄소 원자에 π 결합으로 결합되는 구조를 갖는다. π-결합 전자가 산소 원자에 강하게 끌리기 때문에, 산소 원자는 음성으로 극성화되고, 탄소 원자는 양성으로 극성화된다. 따라서, 카르보닐 기를 함유하는 수지는 높은 정도의 반응성을 갖는다. 또한, 이산화탄소가 하기 기재된 압축성 유체로서 사용되는 경우, 이산화탄소의 분자 구조와 유사한 구조를 갖는 카르보닐 구조는 이산화탄소 및 압력 가소성 재료의 친화성을 증가시키는 것으로 추정된다. 따라서, 압축성 유체에 의한 압력 가소성 재료의 가소화는 용이해지는 것으로 간주된다.

-결정성 수지-

상기 기재된 바와 같이, 결합제 수지는 바람직하게는 결정성 수지를 포함한다. 결정성 수지는 결정도를 갖는 한 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지, 비닐 수지 및 변성 결정성 수지를 포함한다. 이들은 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.이들 중에서, 폴리에스테르 수지는 저온 정착성의 관점에서 바람직하고, 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르 수지, 및 우레탄 골격 또는 우레아 골격, 또는 이들 둘 다를 포함하는 수지가 바람직하다. 직쇄 폴리에스테르 수지 및 직쇄 폴리에스테르 수지를 포함하는 복합체 수지가 보다 바람직하다.

여기서, 우레탄 골격 또는 우레아 골격, 또는 이들 둘 다를 포함하는 수지의 바람직한 예는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 우레탄-변성 폴리에스테르 수지 및 우레아-변성 폴리에스테르 수지를 포함한다. 우레탄-변성 폴리에스테르 수지는 이의 말단에 이소시아네이트 기를 함유하는 폴리에스테르 수지와 폴리올의 반응에 의해 수득된 수지이다. 또한, 우레아-변성 폴리에스테르 수지는 이의 말단에 이소시아네이트 기를 함유하는 폴리에스테르 수지와 아민의 반응에 의해 수득된 수지이다.

결정성 수지의 융해열의 최대 피크 온도는 저온 정착성 및 내열 저장 안정성 둘 다를 달성하는 관점에서 바람직하게는 45℃ 내지 70℃ 범위, 보다 바람직하게는 53℃ 내지 65℃ 범위, 추가로 보다 바람직하게는 58℃ 내지 62℃ 범위이다. 최대 피크 온도가 45℃ 미만인 경우, 저온 정착성은 개선되지만, 내열 저장 안정성이 저하되는 경우가 있다. 최대 피크 온도가 70℃를 초과하는 경우, 내열 저장 안정성은 개선되지만, 저온 정착성이 저하되는 경우가 있다.

결정성 수지의 융해열의 최대 피크 온도에 대한 연화 온도의 비율(연화 온도/융해열의 최대 피크 온도)은, 상기 기재된 바와 같이, 0.8 내지 1.55 범위이다. 이는 바람직하게는 0.85 내지 1.25 범위, 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.2 범위, 추가로 보다 바람직하게는 0.9 내지 1.19 범위이다. 일반적으로, 수지는 비율이 작아질수록 급격하게 연화되고, 이는 저온 정착성 및 내열 저장 안정성 둘 다를 달성하기 위하여 바람직하다.

결정성 수지의 점탄성 중에서, (융해열의 최대 피크 온도) + 20℃에서 저장 탄성 계수 G'는 바람직하게는 5.0 × 10⁶ Paㆍs 이하, 보다 바람직하게는 1.0 × 10¹ Paㆍs 내지 5.0 × 10⁵ Paㆍs 범위, 추가로 보다 바람직하게는 1.0 × 10¹ Paㆍs 내지 1.0 × 10⁴ Paㆍs 범위이다. 또한, (융해열의 최대 피크 온도) + 20℃에서 손실 탄성 계수 G"는 바람직하게는 5.0 × 10⁶ Paㆍs 이하, 보다 바람직하게는 1.0 × 10¹ Paㆍs 내지 5.0 × 10⁵ Paㆍs 범위, 추가로 보다 바람직하게는 1.0 × 10¹ Paㆍs 내지 1.0 × 10⁴ Paㆍs 범위이다. 본 발명의 토너의 점탄성에 관하여, 결합제 수지 중에 착색제 또는 적층된 무기염이 분산됨에 따라 G' 및 G"가 증가되는 것을 고려하면, (융해열의 최대 피크 온도) + 20℃에서 G' 및 G" 값은 바람직하게는 1.0 × 10³ Paㆍs 내지 5.0 × 10⁶ Paㆍs 범위이다.

결정성 수지의 점탄성은 수지 또는 수지의 분자량을 구성하는 결정성 단량체와 비-결정성 단량체의 비율을 조정함으로써 조절된다. 예를 들면, 결정성 단량체의 비율의 증가는 G' 값(Ta + 20)을 감소시킨다.

수지 및 토너의 동력학적 점탄성(저장 탄성 계수 G', 손실 탄성 계수 G")은 동력학적 점탄성 측정 장치(예를 들면, ARES(TA Instruments사 제조))를 사용하여 측정할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들면, 이는 1 Hz의 주파수 조건 하에 측정된다. 먼저, 샘플을 8 mm의 직경 및 1 mm 내지 2 mm의 두께를 갖는 펠렛으로 몰딩하고, 8 mm의 직경을 갖는 평행판에 정착시킨다. 이를 40℃에서 안정화시킨 후, 이를 2.0℃/분의 가열 속도로 1 Hz(6.28 rad/s)의 주파수 및 0.1%의 변형량(변형 제어 모드)에서 200℃로 가열하고, 측정값을 수득한다.

정착성의 관점에서, 결정성 수지는 바람직하게는 2,000 내지 100,000 범위, 보다 바람직하게는 5,000 내지 60,000 범위, 추가로 보다 바람직하게는 8,000 내지 30,000 범위의 중량-평균 분자량(Mw)을 갖는다. 중량-평균 분자량이 2,000 미만인 경우, 핫-오프셋 내성은 저하될 수 있다. 100,000를 초과하는 경우, 저온 정착성이 저하되는 경향이 있다.

본 발명의 양태에서, 수지의 중량-평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 측정 장치(예를 들면, GPC-8220GPC(Tosoh Corporation사 제조))를 사용하여 측정할 수 있다. 컬럼으로서, TSKgel SuperHZM-H 15 cm(Tosoh Corporation사 제조)을 3중으로 사용하였다. 측정 수지의 0.15-질량% 테트라하이드로푸란(THF)(안정화제 포함, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.사 제조) 용액을 형성한다. 이를 0.2-㎛ 필터로 여과하고, 이의 여과액을 샘플로서 사용한다. 그 다음, THF 시료 용액 100 ㎕를 측정 장치에 주입하고, 0.35 mL/분의 유속에서 40℃의 온도 환경 하에 측정값을 수득한다. 시료의 분자량 측정에서, 분자량은 단분산 폴리스티렌 표준 샘플의 여러 유형으로부터 생성된 검량선의 계수의 수와 대수값 사이의 관계로부터 계산하였다. 쇼덱스 스탠다드 에스티디(Showdex STANDARD, Std.) 번호 S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0 및 S-0.580(Showa Denko KK사 제조), 및 톨루엔을 표준 폴리스티렌 샘플로서 사용하였다. RI(굴절률) 검출기를 검출기로서 사용하였다.

<이형제>

이형제는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 왁스를 포함한다.

왁스의 예는 저분자량 폴리올레핀 왁스, 합성 탄화수소 왁스, 천연 왁스, 석유 왁스, 고급 지방산 및 이의 금속 염, 고급 지방산 아미드, 및 이의 다양한 변성 왁스를 포함한다. 이들은 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

저분자량 폴리올레핀 왁스의 예는 저분자량 폴리에틸렌 왁스 및 저분자량 폴리프로필렌 왁스를 포함한다. 합성 탄화수소 왁스의 예는 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 왁스를 포함한다. 천연 왁스의 예는 밀랍, 카르나우바 왁스, 칸데릴라 왁스, 쌀 왁스 및 몬탄 왁스를 포함한다. 석유 왁스의 예는 파라핀 왁스 및 미세결정성 왁스를 포함한다. 고급 지방산의 예는 스테아르산, 팔미트산 및 미리스트산을 포함한다.

이형제의 융점은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 예를 들면, 이는 바람직하게는 40℃ 내지 160℃, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 120℃, 추가로 보다 바람직하게는 60℃ 내지 90℃이다. 이형제의 융점이 40℃ 미만인 경우, 토너가 감소된 내열 저장 안정성을 갖는 경우가 있다. 다른 한편으로는, 이형제의 융점이 160℃ 초과인 경우, 콜드 오프셋(저온 오프셋)이 저온에서 정착 동안 발생할 수 있는 경우가 있다. 또한, 종이가 정착 장치에 감기는 경우가 발생한다. 여기서, 콜드 오프셋은, 예를 들면, 열-롤러 정착법에서 토너와 정착 매체(예를 들면, 종이) 사이의 공간 근처에서 토너가 충분하게 용융되지 않기 때문에 토너 화상의 일부분이 정전기 흡착에 의해 제거되는 것이다.

압력 가소성 재료 100 질량부에 대하여 첨가된 이형제의 양은 바람직하게는 1 질량부 내지 20 질량부, 보다 바람직하게는 3 질량부 내지 15 질량부이다. 첨가된 이형제의 양이 1 질량부 미만인 경우, 이형제의 충분한 효과가 수득될 수 없는 경우가 있다. 다른 한편으로는, 첨가된 이형제의 양이 20 질량부 초과인 경우, 토너가 증가된 내열 저장 안정성을 갖는 경우가 있다.

이형제의 함량은 특정하게 한정되지 않으나, 압력 가소성 재료의 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 질량부 내지 20 질량부, 보다 바람직하게는 3 질량부 내지 15 질량부이다.

<기타 성분>

기타 성분을 필요에 따라 본 발명의 양태의 토너에 첨가할 수 있다. 구체적으로, 착색제, 계면활성제, 분산제 및 대전 제어제와 같은 물질을 첨가하는 것이 가능하다.

<<착색제>>

착색제는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 지금까지 공지된 안료 및 염료로부터 적절하게 선택될 수 있다.

착색제의 예는 카본 블랙, 니그로신 염료, 아이언 블랙, 나프톨 옐로우 S, 한사 옐로우(10G, 5G, G), 카드뮴 옐로우, 옐로우 산화철, 옐로우 오커, 크롬 옐로우, 티탄 옐로우, 폴리아조 옐로우, 오일 옐로우, 한사 옐로우(GR, A, RN, R), 피그먼트 옐로우 L, 벤지딘 옐로우(G, GR), 퍼머넌트 옐로우(NCG), 불칸 패스트 옐로우(5G, R), 타르트라진 레이크, 퀴놀린 옐로우 레이크, 안트라잔 옐로우 BGL, 이소인돌리논 옐로우, 콜코타르, 레드 납, 납 버밀리온, 카드뮴 레드, 카드뮴 수은 레드, 안티몬 버밀리온, 퍼머넌트 레드 4R, 파라 레드, 피셔 레드, 파라-클로로-오르토-니트로아닐린 레드, 리톨 패스트 스칼렛 G, 블릴리언트 패스트 스칼렛, 브릴리언트 카르민 BS, 퍼머넌트 레드(F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), 패스트 스칼렛 VD, 불칸 패스트 루빈 B, 브릴리언트 스칼렛 G, ?로 루빈 GX, 퍼머넌트 레드 F5R, 브릴리언트 카르민 6B, 안료 스칼렛 3B, 보르도 5B, 톨루이딘 마룬, 퍼머넌트 보르도 F2K, 헬리오 보르도 BL, 보르도 10B, BON 마룬 라이트, BON 마룬 미디엄, 에오신 레이크, 로다민 레이크 B, 로다민 레이크 Y, 알리자린 레이크, 티오인디고 레드 B, 티오인디고 마룬, 오일 레드, 퀴나크리돈 레드, 피라졸론 레드, 폴리아자 레드, 크롬 버밀리온, 벤지딘 오렌지, 페리논 오렌지, 오일 오렌지, 코발트 블루, 세룰리언 블루, 알칼리 블루 레이크, 피콕 블루 레이크, 빅토리아 블루 레이크, 무금속 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 블루, 패스트 스카이 블루, 인단트렌 블루(RS, BC), 인디고, 울트라마린, 프루시안 블루, 안트라퀴논 블루, 패스트 바이올렛 B, 메틸 바이올렛 레이크, 코발트 바이올렛, 망간 바이올렛, 디옥산 바이올렛, 안트라퀴논 바이올렛, 크롬 그린, 아연 그린, 크로뮴 옥사이드, 비리디안, 에메랄드 그린, 안료 그린 B, 나프톨 그린 B, 그린 골드, 애시드 그린 레이크, 말라키트 그린 레이크, 프탈로시아닌 그린, 안트라퀴논 그린, 산화티탄, 산화아연 및 리토폰을 포함한다.

염료의 예는 C. I. SOLVENT YELLOW(6, 9, 17, 31, 35, 100, 102, 103, 105), C. I. SOLVENT ORANGE(2, 7, 13, 14, 66), C. I. SOLVENT RED(5, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 143, 145, 146, 149, 150, 151, 157, 158), C. I. SOLVENT VIOLET(31, 32, 33, 37), C. I. SOLVENT BLUE(22, 63, 78, 83 내지 86, 191, 194, 195, 104), C. I. SOLVENT GREEN(24, 25) 및 C. I. SOLVENT BROWN(3, 9)을 포함한다.

또한, 시판되는 염료를 사용할 수 있다. 시판되는 염료의 예는 AIZEN SOT 염료, 예를 들면, YELLOW-1, 3, 4, ORANGE-1, 2, 3, SCARLET-1, RED-1, 2, 3, BROWN-2, BLUE-1, 2, VIOLET-1, GREEN-1, 2, 3, BLACK-1, 4, 6, 8(Hodogaya Chemical Co., Ltd.사 제조); SUDAN 염료, 예를 들면, YELLOW-146, 150, ORANGE-220, RED-290, 380, 460, BLUE-670(BASF 제조); DIARESIN YELLOW-3G, F, H2G, HG, HC, HL, ORANGE-HS, G, RED-GG, S, HS, A, K, H5B, VIOLET-D, BLUE-J, G, N, K, P, H3G, 4G, GREEN-C, BROWN-A(Mitsubishi Chemical Corporation사 제조); OIL COLORS, 예를 들면, OIL YELLOW 3G, GG-S, #105, ORANGE PS, PR, #201, SCARLET #308, RED 5B, BROWN-GR, #416, GREEN-BG, #502, BLUE-BOS, IIN, BLACK-HBB, #803, EB, EX(Orient Chemical Industries Co., Ltd.사 제조); SUMIPLAST BLUE GP, OR, RED FB, 3B, YELLOW FL7G, GC(Sumitomo Chemical Co., Ltd.사 제조); 및 KAYALON POLYESTER BLACK EX-SF300, KAYASET RED-B, BLUE A-2R(Nippon Kayaku Co., Ltd.사 제조)를 포함한다.

착색제의 함량은 특정하게 한정되지 않으며, 이는 목적하는 정도의 착색에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 압력 가소성 재료의 100 질량부에 대하여 바람직하게는 1 질량부 내지 50 질량부이다. 여기서, 상기 기재된 착색제는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

<<계면활성제>>

본 발명의 양태의 토너는 바람직하게는 원재료 중에 계면활성제를 포함한다. 본 발명의 양태에서 계면활성제는 한 분자 내에 하기 기재된 제1 압축성 유체에 친화성인 부분 및 토너에 친화성인 부분을 갖는 화합물을 지칭한다.

계면활성제는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 하기 기재된 제1 압축성 유체가 이산화탄소인 경우, 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제를 포함하는 친-이산화탄소 기를 함유하는 화합물; 및 카르보닐 기, 탄화수소 기 및 프로필렌 옥사이드 기와 같은 벌키한 작용기를 함유하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기재된 계면활성제 중에서, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 카르보닐 기-함유 화합물 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 기-함유 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 이들 계면활성제는 올리고머 또는 중합체 형태일 수 있다.

불소계 계면활성제로서, 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬 기를 함유하는 화합물을 바람직하게는 사용할 수 있다. 이들 중에서, 계면활성제 성능 및 토너로서 대전 성능 및 내구 성능의 관점에서 고분자 불소계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 불소계 계면활성제의 구조적 단위의 예는 하기 화학식 (1-1) 및 화학식 (1-2)로 나타낸다.

(1-1)

(1-2)

상기 화학식 (1-1) 및 화학식 (1-2)에서, R₁은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 기(예를 들면, 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 이소프로필 기, n-부틸 기, sec-부틸 기, tert-부틸 기 등)을 나타낸다.

상기 화학식 (1-1)에서, R₂는 알킬렌 기(예를 들면, 메틸렌 기, 에틸렌 기, 프로필렌 기, 이소프렌 기, 2-하이드록시프로필렌 기, 부틸렌 기, 2-하이드록시부틸렌 기 등)를 나타낸다.

상기 화학식 (1-1) 및 화학식 (1-2)에서, Rf는 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬 기 또는 퍼플루오로알케닐 기를 나타낸다.

상기 기재된 것들 중에서, R₁로서 수소 원자 또는 메틸 기; R₂로서 메틸렌 기 또는 에틸렌 기; Rf로서 7 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 퍼플루오로알킬 기를 포함하는 불소계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 화학식 (1-1) 및 화학식 (1-2)의 복수의 구조적 단위를 결합시킴으로써, 올리고머 또는 중합체가 형성된다. 이러한 경우, 단일중합체, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 등이 토너와의 친화성에 따라 형성될 수 있다. 올리고머 또는 중합체의 각 말단은 특정하게 한정되지 않지만, 일반적으로 수소 원자이다.

실리콘계 계면활성제는 실록산 결합을 함유하는 화합물인 한, 특정하게 한정되지 않으며, 이는 저분자 화합물 또는 중합체 화합물일 수 있다. 이들 중에서, 하기 화학식 (2)로 나타낸 폴리디메틸실록산(PDMS) 기를 함유하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명의 양태의 실리콘계 계면활성제는 토너와의 친화성에 따라 단일중합체, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 등의 형태를 가질 수 있다.

(2)

상기 화학식 (2)에서, R_1"은 수소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬 기를 나타내고; n은 반복 횟수를 나타내고; R_2"는 수소 원자, 하이드록실 기, 또는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타낸다.

카르보닐 기-함유 화합물은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 지방족 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 및 아크릴 수지를 포함한다.

PEG 기-함유 화합물은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 기-함유 폴리아크릴레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 수지를 포함한다.

본 발명의 상기 기재된 계면활성제는 비닐 단량체, 예를 들면, Rf 기-함유 비닐 단량체, PDMS 기-함유 비닐 단량체 및 PEG 기-함유 비닐 단량체를 중합시키거나, 이들 비닐 단량체를 다른 비닐 단량체와 공중합시킴으로써 제조할 수 있다. 비닐 단량체의 예는 스티렌 단량체, 아크릴레이트 단량체 및 메타크릴레이트 단량체를 포함한다. 여기서, 이들 비닐 단량체의 시판 제품을 사용할 수 있다.

또한, 계면활성제로서, 올리고머 또는 중합체의 주쇄로서 Rf 기, PDMS 기 또는 PEG 기를 포함하고 측쇄로서 도입된 COOH 기, OH 기, 아미노 기, 피롤리돈 골격을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.

불소-함유 계면활성제는, 예를 들면, 불소-함유 용매, 예를 들면, HCFC225 중에서 불소-함유 비닐 단량체를 중합시킴으로써 합성된다. 또한, 불소-함유 비닐 단량체는 HCFC225 대신 용매로서 초임계 이산화탄소와 중합될 수 있다. 여기서, 퍼플루오로알킬 기를 함유하는 화합물과 유사한 구조를 갖는 다양한 원재료는 시판되고(예를 들면, AZmax Co.사의 카탈로그 참조), 다양한 계면활성제는 이들을 사용하여 수득할 수 있다. 계면활성제의 특정한 제조 방법으로서, 문헌 [Handbook of Fluorine Resins(Takaomi Satokawa 편집, Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd.사 발행, p. 730 내지 p. 732)]에 기재된 방법 등을 사용할 수 있다.

또한, 실리콘계 계면활성제는 이의 원재료로서 비닐 중합성 단량체를 중합시킴으로써 제조할 수 있다. 중합을 위한 용매로서, 초임계 유체(초임계 이산화탄소)를 사용할 수 있다. 또한, 폴리디메틸실록산과 유사한 구조를 갖는 다양한 물질을 시판되고(예를 들면, AZmax Co.사의 카탈로그 참조), 실리콘계 계면활성제는 이들을 사용하여 수득할 수 있다. 이들 중에서, 규소-함유 화합물(제품명: MONASIL-PCA, Croda International Plc.사 제조)은 바람직하게는 바람직한 과립 특성을 달성하는데 사용된다.

토너의 원재료에 대한 계면활성제의 함량은 바람직하게는 0.01 질량% 내지 30 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 질량% 내지 20 질량%이다.

<<분산제>>

분산제는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 유기 미립자, 무기 미립자 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서, 아크릴-변성 무기 미립자, 실리콘-변성 무기 미립자, 불소-변성 무기 미립자, 불소-함유 유기 미립자, 실리콘계 유기 미립자 등이 바람직하고, 아크릴-변성 무기 미립자가 보다 바람직하다. 또한, 분산제로서, 하기 기재된 압축성 유체에 용융되는 것이 바람직하다.

유기 미립자의 예는 초임계 유체에 불용성인 실리콘-변성 및 불소-변성 아크릴 미립자를 포함한다. 무기 미립자의 예는 인산의 다가 금속 염, 예를 들면, 인산칼슘, 인산마그네슘, 인산알루미늄 및 인산아연; 탄산염, 예를 들면, 탄산칼슘 및 탄산마그네슘; 무기염, 예를 들면, 칼슘 메타실리케이트, 황산칼슘 및 황산바륨; 무기 산화물, 예를 들면, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 실리카, 산화티탄, 벤토나이트 및 알루미나를 포함한다. 이들 중에서, 실리카가 바람직하다.

아크릴-변성 무기 미립자의 예는 불소 원자를 함유하는 실란 커플링제로 무기 미립자의 표면에 존재하는 잔여 OH 기를 변성시킴으로써 수득된 것을 포함한다. 특정한 예로서, 실란 커플링제로서 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트를 사용하여 실리카 표면을 변성하는 예가 있다.

[반응식 3-1]

[반응식 3-2]

상기 기재된 반응식의 예에서 수득된 아크릴-변성 실리카는 실리카 면에서 초임계 이산화탄소에 높은 친화성을 갖고, 아크릴레이트 면에서는 토너에 높은 친화성을 갖는다. 여기서, 본 발명의 변성 예는 하나의 예이고, 실리카 표면 변성은 다른 방법을 사용하여 수행할 수 있다.

하기는 불소 원자를 함유하는 실란 커플링제의 특정한 예를 보여준다.

(4-1) CF₃(CH₂)₂SiCl₃;

(4-2) CF₃(CF₂)₅SiCl₃;

(4-3) CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃;

(4-4) CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃;

(4-5) CF₃(CF₂)₇CH₂CH₂Si(OCH₃)₃;

(4-6) CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(CH₃)Cl₂;

(4-7) CF₃(CH₂)₂Si(OCH₃)₃;

(4-8) CF₃(CH₂)₂Si(CH₃)(OCH₃)₂;

(4-9) CF₃(CF₂)₃(CH₂)₂Si(OCH₃)₃;

(4-10) CF₃(CF₂)₅CONH(CH₂)₂Si(OC₂H₅)₃;

(4-11) CF₃(CF₂)₄COO(CH₂)₂Si(OCH₃)₃;

(4-12) CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(OCH₃)₃;

(4-13) CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(CH₃)(OCH₃)₂;

(4-14) CF₃(CF₂)₇SO₂NH(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃;

(4-15) CF₃(CF₂)₈(CH₂)₂Si(OCH₃)₃.

분산제의 함량은 바람직하게는 토너의 원재료에 대하여 0.1 질량% 내지 30 질량%이다. 또한, 상기 기재된 분산제의 하나의 유형이 단독으로 사용되지만, 토너 입경 및 토너 대전 특성을 제어하는 관점에서, 다른 계면활성제를 이와 조합으로 사용할 수 있다.

<<대전 제어제>>

대전 제어제는 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 착색된 대전 제어제의 사용이 색조를 변하게 할 수 있기 때문에, 무색 또는 백색에 가까운 대전 제어제를 사용하는 것이 바람직하다.

대전 제어제의 예는 니그로신 염료, 트리페닐메탄 염료, 크로뮴-함유 금속 복합체 염료, 몰리브덴산 킬레이트 안료, 로다민 염료, 알콕시 아민, 4차 암모늄 염(불소-변성 4차 암모늄 염 포함), 알킬 아미드, 인 원소 또는 인 화합물, 텅스텐 원소 또는 텅스텐 화합물, 불소 계면활성제, 살리실산의 금속 염 및 살리실산 유도체의 금속 염을 포함한다. 상기 기재된 대전 제어제 중에서, 살리실산의 금속 염 및 살리실산 유도체의 금속 염을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

금속 염을 위해 사용되는 금속은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이의 예는 알루미늄, 아연, 티탄, 스트론튬, 붕소, 규소, 니켈, 철, 크롬 및 지르코늄을 포함한다.

시판 제품을 대전 제어제로서 사용할 수 있다. 대전 제어제의 시판 제품의 예는 4차 암모늄 염으로서 BONTRON P-51, 옥시나프토산 금속 복합체로서 E-82, 살리실산 금속 복합체로서 E-84, 페놀 축합물로서 E-89(모두 Orient Chemical Industries Co., Ltd.사 제조); 4차 암모늄 염 몰리브덴 복합체로서 TP-415, TP-302, 살리실산 금속 복합체로서 TN-105(모두 Hodogaya Chemical Co., Ltd.사 제조); 4차 암모늄 염으로서 COPY CHARGE PSY VP2038, 트리페닐메탄 유도체로서 COPY BLUE PR, 4차 암모늄 염으로서 COPY CHARGE NEG VP2036, COPY CHARGE NX VP434(모두 Clariant(Japan) K.K.사 제조); 붕소 복합체로서 LRA-901, LR-147(Carlit Japan Co., Ltd.사 제조), 퀴나크리돈, 아조 안료, 설폰산 기, 카르복실 기 및 4차 암모늄 염과 같은 작용기를 함유하는 기타 중합성 화합물을 포함한다.

대전 제어제의 함량은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 기재된 압력 가소성 재료 100 질량부에 대하여, 이는 바람직하게는 0.5 질량부 내지 5 질량부, 보다 바람직하게는 1 질량부 내지 3 질량부이다. 대전 제어제의 함량이 0.5 질량부 미만인 경우, 토너가 저하된 대전 특성을 갖는 경우가 있다. 다른 한편으로, 대전 제어제의 함량이 5 질량부 초과인 경우, 토너의 대전 특성이 과도해지고, 주요 대전 제어제의 효과가 감소한다. 이는 현상 롤러와의 정전기 인력을 증가시키고, 현상제의 유동성을 감소시키거나 화상 농도를 감소시키는 결과를 야기할 수 있다.

<<기타 첨가제>>

본 발명의 양태의 토너는 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 기타 첨가제의 예는 유동성 개선제 및 클리닝성 향상제를 포함한다. 유동성 개선제는 토너의 표면 처리에 의한 소수성을 개선시키고 높은 습도 하에 유동성 또는 대전 특성의 저하를 방지하는 기능을 갖는 것을 지칭한다.

유동성 개선제의 예는 실란 커플링제, 실릴화제, 불소화된 알킬 기를 갖는 실란 커플링제, 유기 티타네이트 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 실리콘 오일 및 변성 실리콘 오일을 포함한다.

클리닝성 향상제는 전사 후 감광체 또는 1차 전사 매체에 남은 현상제를 제거하는 기능을 갖는 화합물을 지칭한다.

클리닝성 향상제의 예는 지방산 금속 염, 예를 들면, 스테아르산 아연, 스테아르산칼슘 및 스테아르산; 및 폴리메틸 메타크릴레이트 미립자와 폴리스티렌 미립자의 소프-프리(soap-free) 에멀젼 중합에 의해 제조된 중합성 입자를 포함한다.

상대적으로 좁은 입자 크기 분포를 갖는 중합성 입자가 바람직하고, 용적-평균 입경이 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛인 것이 바람직하다.

(토너 제조 방법)

[제1 양태]

본 발명의 제1 양태의 토너 제조 방법은

압력 가소성 재료 및 이형제를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 이형제의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;

혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 토너는 압력 가소성 재료 및 복수의 입자형 이형제를 포함하는 토너이고, 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있다.

이는 필요에 따라 다른 단계를 추가로 포함한다.

토너 제조 방법은 바람직하게는, 예를 들면, 입자 1, 2의 제조 장치를 사용하여 수행할 수 있다.

[제2 양태]

본 발명의 제2 양태의 토너 제조 방법은

압력 가소성 재료 및 이형제를, 이형제의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 이형제의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 토너는 압력 가소성 재료 및 복수의 입자형 이형제를 포함하는 토너이고, 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있다.

이는 필요에 따라 다른 단계를 추가로 포함한다.

토너 제조 방법은 바람직하게는, 예를 들면, 입자 3, 4, 5의 제조 장치를 사용하여 수행할 수 있다.

이형제의 융점은 압력 가소성 재료의 유리 전이 온도보다 높은 것이 바람직하다.

제1 양태 및 제2 양태 둘 다에서, 용융물은 바람직하게는 500 mPaㆍs 이하, 보다 바람직하게는 20 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는다.

또한, 과립화 단계는 바람직하게는 과립화를 위해 용융물을 분사하는 동안 용융 단계에서 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하는 것을 포함하고, 제2 압축성 유체는 질소를 포함하는 것이 바람직하다.

-압축성 유체-

다음, 본 발명의 양태에 사용되는 압축성 유체를 도면을 참조로 하여 설명한다.

도 3은 특정한 온도 및 압력 조건에서 물질의 상태를 설명하는 상 다이어그램의 예를 도시한다. 또한, 도 4는 본 발명의 양태의 압축성 유체를 설명하는 상 다이어그램의 예를 도시하다.

본 발명의 양태의 압축성 유체는 신속한 물질 전사 및 열 전사 및 낮은 점도와 같은 성질 뿐만 아니라 밀도, 유전률, 용해 파라미터, 자유 용적 등과 같은 성질이 온도 및 압력에 따라 연속적으로 크게 변화하는 것을 지칭한다. 일반적으로, 압축성 유체는 유기 용매와 비교하여 작은 계면 장력을 가지므로, 미세한 기복(표면)이라도 이를 따라 습윤시킬 수 있다.

또한, 반응 필드로 사용되는 경우, 압축성 유체는 표준 압력으로 되돌림으로써 토너와 같은 제품으로부터 용이하게 분리 및 제거될 수 있고, 용이하게 회수 및 재사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양태의 토너 제조 방법에서, 물 또는 유기 용매를 사용하는 통상적인 제조 방법과 비교하여 제조 동안 환경에 끼치는 영향을 줄일 수 있다.

본 발명의 양태에서 "압축성 유체"는 도 3의 상 다이어그램에서 도 4의 영역 (1), (2) 또는 (3)에 존재하는 물질을 지칭한다. 이러한 영역에서 물질은 매우 높은 밀도의 상태이고, 이는 표준 온도 및 표준 압력 하에 상이하게 행동하는 것으로 알려져 있다.

여기서, 영역 (1)에 존재하는 물질이 초임계 유체이다. 초임계 유체는 기체 및 액체가 공존할 수 있는 한계(임계점)를 초과하는 온도 및 압력 영역에서 비응축성 고밀도 유체로서 존재하고 압축시 응축되지 않는 유체를 지칭한다.

또한, 영역 (2)에 존재하는 물질은 액체이고, 본 발명의 양태에서, 이는 표준 온도(25℃) 및 표준 압력(1 atm)에서 기체의 상태에서 물질을 압축함으로써 수득되는 액화된 기체를 나타낸다.

추가로, 영역 (3)에 존재하는 물질은 기체이고, 본 발명의 양태에서, 이는 임계 압력(Pc)의 반(1/2 Pc) 이상의 압력을 갖는 고압 기체를 나타낸다.

본 발명의 양태에서 압축성 유체로서 사용될 수 있는 물질은 일산화탄소, 이산화탄소, 일산화이질소, 질소, 공기, 산소, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 메탄, 에탄, 프로판, 2,3-디메틸부탄, 에틸렌, 암모니아, 노말 부탄, 이소부탄, 노말 펜탄, 이소펜탄 및 클로로트리플루오로메탄을 포함한다. 이들 압축성 유체는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 양태에서, 압력 가소성 재료를 용융시키는 압축성 유체(이하, 제1 압축성 유체로도 지칭된다)는 특정하게 한정되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 상기 기재된 압축성 유체 중에서, 이산화탄소는 초임계 상태를 용이하게 만들어내고 불연성이고 안전하고, 토너 제조에서 친수성 표면을 갖는 토너를 수득할 수 있기 때문에, 이산화탄소가 바람직하게는 사용된다.

본 발명의 양태의 제조 방법에서, 제1 압축성 유체 이외에, 제2 압축성 유체가 사용될 수 있고, 용융물 분사 중에 용융물에 공급될 수 있다.

제2 압축성 유체는 특정하게 한정되지 않으며, 상기 기재된 압축성 유체는 목적에 따라 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 800 K 이하의 최대 반전 온도를 갖는 압축성 유체(예를 들면, 산소, 질소)이고, 이는 바람직하게는 질소를 포함하는 압축성 유체이다. 여기서, 질소 포함은 질소 분자 포함을 의미하고, 이의 예는 공기이다.

질소는 620 K의 최대 반전 온도를 갖고, 이는 이산화탄소(1,500 K의 최대 반전 온도)와 같은 물질과 비교하여 낮은 최대 반전 온도를 갖는다. 이로써, 질소 압력 감소 하에 주울-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)를 기초로 한 온도 감소는 이산화탄소 등의 압력이 감소하는 경우와 비교하여 작다. 다른 한편으로, 이산화탄소와 같은 높은 최대 반전 온도를 갖는 압축성 유체가 제2 압축성 유체로서 사용되는 경우, 용융물 분사시 주울-톰슨 효과에 의한 냉각이 과도해지는 경우가 있다. 이는 이들이 분무화되기 전에 용융물을 고체화하고, 섬유상 또는 합착 생성물이 혼합되는 경우가 있다. 또한, 냉각이 과도한 경우, 용융물이 분사되는 노즐 내에 용융물이 고체화된다. 따라서, 반응 시간에 따라, 작은 입경 및 작은 입자 크기 분포를 갖는 입자를 제조하는 것이 어려운 경우가 있다.

본 발명의 양태에서, 압축성 유체는 공비제(공용매)와 조합으로 사용할 수 있다. 공비제의 예는 알코올, 예를 들면, 메탄올, 에탄올 및 프로판올과 같은 알코올; 케톤, 예를 들면, 아세톤 및 메틸 에틸 케톤; 유기 용매, 예를 들면, 톨루엔, 에틸 아세테이트 및 테트라하이드로푸란을 포함한다.

또한, 본 발명의 양태의 토너 제조에서, 토너 조성물의 용해도 제어를 용이하게 만들기 위하여, 다른 유체를 상기 기재된 압축성 유체와 조합으로 사용할 수 있다. 다른 유체의 특정한 예는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 및 에틸렌을 포함한다.

[제1 양태]

이하, 본 발명의 하나의 양태를 설명한다. 본 발명의 양태의 토너 제조 방법에서, 이형제 및 압력 가소성 재료를 미리 개별적으로 용융시킨 다음, 이들을 연속적인 방식으로 소정 질량비로 혼합 장치에 각각 공급한다. 혼합 장치에서 합해진 이형제 및 압력 가소성 재료를 즉시 혼합하여 혼합물을 형성한다. 이 때, 수득된 혼합물을 다음 단계에 연속적으로 공급한다. 일반적으로, 이형제 및 압력 가소성 재료는 상이한 비중을 갖는다. 따라서, 동일한 컨테이너 내에서 동시에 용융되는 경우, 이형제와 압력 가소성 재료는 2개의 상으로 분리되는 경우가 있다. 그 결과, 수득된 토너는 원하는 양의 이형제를 갖지 못할 수 있다.

[입자 제조 장치]

다음, 도 5를 참조하여, 제1 양태에서 사용될 수 있는 입자 제조 장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 하나의 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도를 도시한다.

도 5에서 입자 제조 장치(1)에서, 셀(11), 펌프(12), 밸브(13), 혼합 장치(14), 혼합 장치(15), 배압 밸브(16) 및 노즐(17)은 초고압 파이프(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 및 10f)를 통해 기재된 순서대로 연결된다.

또한, 입자 제조 장치(1)에서, 셀(21), 펌프(22) 및 밸브(23)는 초고압 파이프(10g 및 10h)를 통해 기재된 순서대로 연결되고, 밸브(23)는 초고압 파이프(10i)를 통해 혼합 장치(14)에 연결된다.

추가로, 입자 제조 장치(1)에서, 실린더(31), 펌프(32) 및 밸브(33)는 초고압 파이프(10j 및 10k)를 통해 연결되고, 밸브(33)는 초고압 파이프(10l)를 통해 혼합 장치(15)에 연결된다. 또한, 히터(38)가 배치되고, 이는 초고압 파이프(10l)에서 가열이 가능하게 한다.

셀(11)은 미리 셀(11)에 충전된 압력 가소성 재료를 가열하는 기능으로서 온도 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 또한, 교반기는 셀(11)에 부착되며, 이로써, 압력 가소성 재료는 균일한 가열을 위해 교반된다.

펌프(12)는 혼합 장치(14)의 측면으로 셀(11) 내의 압력 가소성 재료를 펌핑하는 기능을 갖는다. 밸브(13)는 펌프(12)와 혼합 장치(14) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄하여 압력 가소성 재료의 유속을 제어한다.

셀(21)은 미리 셀(21)에 충전된 이형제를 가열하는 기능으로서 온도 제어기(도시되지 않음)를 포함한다. 또한, 교반기가 셀(21)에 부착되며, 이로써, 이형제는 균일한 가열을 위해 교반된다.

펌프(22)는 혼합 장치(15)의 측면으로 셀(21) 내의 이형제를 펌핑하는 기능을 갖는다. 밸브(23)는 펌프(22)와 혼합 장치(14) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄하여 이형제의 유속을 제어한다.

혼합 장치(14)는 연속적으로 셀(11)로부터 공급된 압력 가소성 재료와 셀(21)로부터 공급된 이형제를 접촉시켜 이들을 혼합하는 기능을 갖는다. 혼합 장치(14)의 구체적인 예는 이제까지 공지된 T형 조인트, 와류를 포함하는 스월 믹서 및 혼합 유닛에서 두 액체가 충돌하는 중심 충돌형 믹서를 포함한다.

실린더(31)는 제1 압축성 유체를 저장하고 이를 혼합 장치(15)에 공급하는 압력 밀폐형 케이스이다. 비용 및 안전성과 같은 이유로 실린더(31)에 저장되는 압축성 유체로서 공기, 질소 또는 이산화탄소를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 중에서, 이산화탄소를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 실린더(31)에 저장된 물질은 기체 또는 액체 상태일 수 있고, 단, 이는 혼합 장치(15) 내에서 온도 조절되어 압축성 유체(제1 압축성 유체)가 된다.

펌프(32)는 혼합 장치(15)의 측면으로 실린더(31)에 저장된 압축성 유체를 펌핑하는 기능을 갖는다.

밸브(33)는 펌프(32)와 혼합 장치(15) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 압축성 유체의 유속을 조절하는 기능을 갖는다(차단 기능을 포함).

혼합 장치(15)는 혼합 장치(14)로부터 공급된 이형제를 포함하는 압력 가소성 재료와 실린더(31)로부터 공급된 제1 압축성 유체를 연속적으로 접촉시켜 혼합하는 기능을 갖는다. 혼합 장치(15)는 이형제를 포함하는 압력 가소성 재료와 제1 압축성 유체를 균일하게 혼합할 수 있는 한, 특정하게 한정되지 않는다. 이는 혼합 장치(14)와 동일한 혼합 장치 또는 상이한 혼합 장치일 수 있다.

배압 밸브(16)는 혼합 장치(15)와 노즐(17) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 혼합 장치(15)로부터 공급된 용융물의 유속 또는 압력을 조절하는 기능을 갖는다(차단 기능을 포함).

노즐(17)은 특정하게 한정되지 않지만, 다이렉트 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 노즐(17)의 직경은 특정 압력이 분사 동안 유지되는 한, 특정하게 한정되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 과도하게 큰 직경을 갖는 노즐(17)은 분사 동안 압력을 감소시키고 용융물 점도를 증가시키고, 그 결과 미립자의 수득을 어렵게 만드는 경우가 있다. 또한 압력을 유지하기 위하여 큰 공급 펌프가 필요한 경우가 있다. 다른 한편으로, 노즐(17)이 과도하게 작은 노즐 직경을 갖는 경우, 용융물이 노즐(17) 내에서 막히는 경우가 있다. 상기 관점 때문에, 노즐(17)의 노즐 직경은 바람직하게는 500 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 추가로 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 또한, 노즐(17)의 노즐 직경은 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상, 추가로 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다. 또한, 노즐(17)이 막히는 것을 방지하기 위하여, 배압 밸브(16)와 노즐(17) 사이의 다공성 필터(도시되지 않음)를 배치할 수 있다.

다음, 도 6을 참조하여, 제1 양태의 입자 제조 장치의 또 다른 양태를 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도를 도시한다.

여기서, 도 6의 입자 제조 장치(2)의 설명에서, 동일한 참조 번호가 도 5의 입자 제조 장치(1)와 동일한 유닛, 메커니즘 또는 기기에 대하여 설명을 생략하면서 사용될 수 있다.

입자 제조 장치(2)에서, 셀(11), 펌프(12), 밸브(13), 혼합 장치(14), 혼합 장치(15), 배압 밸브(16) 및 노즐(17)은 초고압 파이프(10a, 10b, 10c, 10d, 10e 및 10f)를 통해 기재된 순서대로 연결된다.

또한, 입자 제조 장치(2)에서, 셀(21), 펌프(22) 및 밸브(23)는 초고압 파이프(10g 및 10h)를 통해 기재된 순서대로 연결되고, 밸브(23)는 초고압 파이프(10i)를 통해 혼합 장치(14)에 연결된다.

추가로, 입자 제조 장치(2)에서, 실린더(31), 펌프(32) 및 밸브(33)는 초고압 파이프(10j 및 10k)를 통해 연결되고, 밸브(33)는 초고압 파이프(10l)를 통해 혼합 장치(15)에 연결된다. 또한, 히터(38)가 배치되고, 이는 초고압 파이프(10l)에서 가열을 가능하게 한다.

게다가, 입자 제조 장치(2)에서, 실린더(41), 펌프(42) 및 배압 밸브(46)는 초고압 파이프(10m 및 10n)를 통해 연결되고, 배압 밸브(46)은 초고압 파이프(10o)를 통해 초고압 파이프(10f)에 연결된다. 또한, 히터(48)가 배치되고, 이는 초고압 파이프(10o)를 가열할 수 있다.

실린더(41)는 제2 압축성 유체를 저장 및 공급하는 압력 밀폐형 케이스이다. 안전성과 같은 이유로 제2 압축성 유체로서 공기, 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이산화탄소를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 중에서, 비용 등의 관점에서 공기, 질소 또는 이산화탄소를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 실린더(41)에 저장된 물질은 기체 또는 액체 상태일 수 있고, 경로의 중간에서 압축성 유체로 변할 수 있다.

펌프(42)는 실린더(41)에 저장된 제2 압축성 유체를 노즐(17)의 측면으로 펌핑하는 기능을 갖는다. 배압 밸브(46)는 펌프(42)와 노즐(17) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 제2 압축성 유체의 유속을 조절하는 기능을 갖는다(차단 기능 포함). 이 때, 축압기(accumulator)(도시되지 않음)가 펌프(42)와 배압 밸브(46) 사이에 배치될 수 있다.

히터(48)에 의해 가열된 압축성 유체는 주울-톰슨 효과에 의해 노즐(17)의 배출구에서 냉각된다. 따라서, 압축성 유체가 히터(48)에 의해 충분하게 가열되고 도 4의 상 다이어그램에서 도시된 초임계 유체 상태 (1)인 것이 바람직하다.

상기 기재된 입자 제조 장치(2)에서, 제2 압축성 유체가 혼합 장치(15)에서 수득된 제1 압축성 유체를 포함하는 원재료의 용융물에 공급되는 동안, 용융물은 노즐(17)로부터 분사된다. 이러한 경우, 압력 가소성 재료의 용융물의 점도는 제2 압축성 유체의 압력에 의해 감소될 수 있고, 따라서, 높은 가공성을 갖는 공정 설계가 가능해진다. 따라서, 입자는 원재료에 첨가된 소량의 이형제 성분 및 고분자량의 압력 가소성 재료 조건 하에 효율적으로 제조될 수 있다.

여기서, 상기 입자 제조 장치(1, 2)에서, 이제까지 공지된 핏팅(fitting) 등이 혼합 장치(14 및 15)로서 사용된다. 그러나, 예를 들면, 용융된 수지 및 압축성 유체와 같은 상이한 점도를 갖는 유체가 통상적인 정적 믹서 내에서 혼합되는 경우, 많은 경우에 두 유체 모두 균일하게 혼합하는 것은 어렵다. 따라서, 본 발명의 양태의 정적 믹서는 바람직하게는 튜브형 하우징 내에 혼합 부재를 포함한다. 이러한 부재는 이동부를 포함하지 않고, 복수의 배플 판(baffle plate)이 중심으로서 튜브의 축 방향에 따라 배치된다. 이러한 정적 믹서가 사용되는 경우, 유체는 튜브형 하우징을 이동시키는 코스에서 튜브 내에 설치된 부재에 의한 분할, 전환 및 반전 작용을 받아, 이로써 유체는 혼합된다. 또한, 또 다른 양태의 정적 믹서에서, 중첩되고 정렬된 다각형 챔버로 구성된 벌집형 플레이트로 형성된 복수의 부재를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 유형의 정적 믹서에서, 유체는 순차적으로 튜브의 중심부로부터 밖으로 이동 및 튜브 내의 챔버 내에서 외부로부터 중심부로 이동한다. 이로써, 유체는 분할, 전환 및 반전 작용을 받아 혼합된다. 그러나, 수지와 같은 고점도 유체 및 압축성 유체와 같은 저점도 유체가 이들 정적 믹서 내에서 통과하는 경우, 저점도 유체는 부재에 의한 혼합 작용을 받지 않고, 튜브 내의 부재와 튜브형 하우징 사이의 갭을 통과한다. 그 결과, 유체는 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 이러한 불량한 혼합에 대한 차선책으로서, 부재 구조의 복합성을 증가시키거나 믹서의 길이를 증가시킬 수 있다. 그러나, 이들 차선책은 혼합 중 증가된 압력 손실, 증가된 장치 크기 및 증가된 클리닝 노력과 같은 문제점을 야기하는, 저점도 유체 통과 현상을 방지하는데 효과적이지 않다.

[토너 제조 방법]

다음, 본 발명의 하나의 양태에 관한 입자 제조 장치(1, 2)를 사용하는 토너 제조 방법을 설명한다.

본 발명의 양태의 토너 제조 방법은

압력 가소성 재료 및 이형제를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료 및 이형제를 포함하는 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 연속적으로 다음 단계로(즉, 용융 단계로) 공급하는 혼합 단계,

혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계, 및

용융 단계에서 수득된 용융물을 분사 및 과립화하는 과립화 단계

를 포함하고, 토너는 압력 가소성 재료를 포함하는 결합제 수지; 및 이형제를 포함한다.

(혼합 단계)

입자 제조 장치(1, 2)를 사용하는 경우, 혼합 단계에서, 먼저, 원재료, 예를 들면, 압력 가소성 재료 및 기타 물질(예를 들면, 착색제)을 셀(11)에 충전한다. 기타 물질, 예를 들면, 착색제가 원재료에 포함되는 경우, 이들 성분은 미리 믹서에 혼합하고 롤러 밀로 용융-혼련시킨 다음, 셀(11)에 충전하는 것이 바람직하다.

이형제를 셀(21)에 충전한다.

다음, 셀(11)을 밀봉한다. 원재료를 셀(11) 내의 교반기로 교반 및 가열하고, 압력 가소성 재료를 용융시킨다. 셀(11) 내의 온도는 압력 가소성 재료가 용융되는 온도인 한, 특정하게 한정되지 않는다.

유사하게, 셀(21)을 밀봉한다. 이형제를 셀(21) 내의 교반기로 교반 및 가열하고, 이형제를 용융시킨다. 셀(21) 내의 온도는 이형제가 용융되는 온도인 한, 특정하게 한정되지 않는다.

다음, 펌프(12)를 작동시키고, 밸브(13)를 개방한다. 유사하게, 펌프(22)를 작동시키고, 밸브(23)를 개방한다. 이러한 작용에 의해, 셀(11)로부터 공급된 압력 가소성 재료 및 셀(21)로부터 공급된 이형제를 혼합 장치(14) 내에서 연속적으로 접촉시키고 균일하게 혼합한다.

여기서, 이형제를 미리 다른 원재료와 용융-혼련시키고 셀(11)에 충전할 수 있지만, 이러한 경우, 압력 가소성 재료 및 이형제는 이의 성질에 따라 셀(11) 내에서 분할된다. 따라서, 본 발명의 양태에서, 압력 가소성 재료 및 이형제는 개별적인 셀을 사용하여 공급되고, 이로써 특정한 양의 이형제가 토너 내로 도입되도록 보장한다.

(압축성 유체의 접촉에 의한 용융 단계)

다음, 용융 단계는 압력 가소성 재료와 같은 원재료가 압축성 유체의 접촉에 의해 팽창 뿐만 아니라 가소화, 반-액화 및 액화되는 용융 단계를 설명한다.

입자 제조 장치(1, 2)를 사용하는 경우, 실린더(31)에 저장된 제1 압축성 유체를 펌프(32) 작동에 의해 가압하고, 밸브(33)를 개방한다. 이로써, 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15) 내로 공급한다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 이산화탄소 실린더를 실린더(31)로서 사용한다.

공급된 제1 압축성 유체를 히터(38)로 초고압 파이프(10l) 내에서 가열한다. 히터(38)의 프리셋(preset) 온도는 공급된 이산화탄소가 압축성 유체가 되는 온도인 한, 특정하게 한정되지 않지만, 이는 바람직하게는 이형제의 융점 미만의 온도이다.

균일한 혼합을 위하여 혼합 장치(14)로부터 공급된 이형제 및 압력 가소성 재료의 혼합물과 실린더(31)로부터 공급된 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15) 내에서 연속적으로 접촉시킨다. 이로써, 혼합물이 용융된다.

혼합물의 용융에 의해 수득된 용융물은 바람직하게는 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는다.

입자 제조 장치(1, 2)를 사용하는 양태에서, 압력 가소성 재료 및 압축성 유체는 압력 가소성 재료를 미리 셀(11) 내에서 용융시켜 이들 사이의 점도 차이를 가능한 한 많이 감소시키면서 혼합될 수 있다. 따라서, 보다 균일한 용융물을 수득할 수 있다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 압력 가소성 재료는 열 적용에 의해 용융되지만, 압력에 의해 압력 가소성 재료를 용융시키는 것이 가능하다. 또한 열과 압력 둘 다의 적용에 의해 압력 가소성 재료를 용융시키는 것이 가능하다.

(과립화 단계 및 과립화 유닛)

다음, 용융 단계에서 수득된 용융물을 분사하여 입자(본 발명의 양태에서 토너)를 제조하는 과립화 단계를 설명한다.

과립화 단계는 압력 가소성 재료의 용융물 분사에 의한 과립화 단계이고, 이는 과립화 유닛에 의해 수행된다.

압축성 유체로서 이산화탄소를 사용하는 미립자 과립화 방법으로서 RESS(Rapid Expansion of Supercritical Solution)법 및 PGSS(Particles from Gas Saturated Solution)법이 있고, PGSS법이 본 발명의 양태에서 사용된다.

RESS법은 급속한 확장 방법이고, 여기서 용질로서 물질이 고압하에 초임계 유체 중에 포화로 용해되고, 노즐로부터 급속한 감압에 의한 용해도의 급속한 감소를 사용하여 미립자가 침전된다.

RESS법에서, 초임계 유체의 압력은 노즐 배출구에서 대기압으로 즉시 감소되고, 이에 따라 용질의 포화 용해도가 감소된다. 즉, 극도로 짧은 시간 내에 달성된 큰 정도의 과포화는 거의 성장하지 않는 많은 미세한 응집체 핵을 발생시킨다. 그 결과, 1 미크론 미만(submicron)의 입자가 수득될 수 있다.

다른 한편으로, PGSS법에서, 초임계 유체는 압력 가소성 재료의 용융 용액 중에 포화로 용해되고(본 발명의 양태에서 포화 용해도 미만의 농도에서 작동됨), 노즐을 통해 액체를 분무함으로써 급속한 감압이 수행된다. 용융 용액 중에 용해된 초임계 유체의 용해도는 감압으로 인해 급속하게 감소된다. 이는 발포되어 용융 용액을 분할하고, 동시에, 단열 팽창으로 인한 냉각 효과에 의해 미립자가 발생된다.

입자 제조 장치(1)이 사용되는 경우, 배압 밸브(16)를 개방함으로써, 혼합 장치(15) 내에서 혼합물과 압축성 유체를 접촉시킴으로써 수득된 용융물이 노즐(17)로부터 분사된다. 이 때, 셀(11, 21) 내 및 혼합 장치(14, 15) 내에서 일정한 온도를 유지하기 위하여, 펌프(12, 22, 32) 및 온도 제어기(도시되지 않음)가 제어된다. 여기서, 혼합 장치(15) 내의 압력은 특정하게 한정되지 않는다.

노즐(17)로부터 분사된 용융물은 입자가 된 후, 고체화된다. 여기서, 입자 제조 장치(1)이 사용되는 경우, 혼합 장치(15) 내에서 혼합물과 압축성 유체를 연속적으로 접촉시킴으로써 수득된 용융물은 노즐(17)로 공급되고, 따라서 입자의 연속적인 과립화가 가능하다.

입자 제조 장치(2)를 사용하는 경우, 펌프(42)를 작동시키고 배압 밸브(46)를 개방함으로써, 실린더(41)에 저장된 제2 압축성 유체를 노즐(17)로 공급한다. 본 발명의 양태에서, 질소 실린더가 실린더(41)로서 사용된다.

공급된 제2 압축성 유체의 압력은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 바람직하게는 1 MPa 이상, 보다 바람직하게는 10 MPa 내지 200 MPa, 특히 바람직하게는 31 MPa 내지 100 MPa이다. 제2 압축성 유체에 적용된 압력이 1 MPa 미만인 경우, 압력 가소성 재료의 과립화에 충분한 가소화 효과를 수득할 수 없는 경우가 있다. 다른 한편으로, 압력의 상한은 특정하게 한정되지 않지만, 압력이 높을수록 시설 비용이 증가한다.

공급된 제2 압축성 유체는 히터(48)에 의해 초고압 파이프(10o) 내에서 가열된다. 히터(48)의 프리셋 온도는 공급된 질소가 압축성 유체가 되는 온도 및 이형제의 융점 미만의 온도인 한, 특정하게 한정되지 않는다.

다음, 배압 밸브(16)를 작동시킴으로써, 압력 가소성 재료의 용융물은 혼합 장치(15)로부터 노즐(17)로 공급된다. 이로써, 용융물에 공급된 제2 압축성 유체에 의해, 용융물은 압력 차이에 의해 노즐(17)로부터 대기압으로 분사될 수 있다.

제2 압축성 유체를 공급하는 양태에서, 분사된 용융물의 감소된 고체 함량 농도으로 인하여 용융물의 점도는 추가로 감소된다. 그 결과, 분사된 용융물이 일정한 온도를 갖도록 제어될 뿐만 아니라 또한 분사 속도(배출구 선속도)가 증가되고, 개선된 배출구 선속도로 인하여 용융물 상의 전단력이 증가된다. 또한, 제2 압축성 유체로서 질소를 사용함으로써, 노즐(17) 근처의 압력 변화로 인한 주울-톰슨 효과로 인한 온도 감소가 완화되기 때문에 노즐(17)이 덜 막힐 수 있다.

노즐(17)로부터 분사된 용융물은 입자가 된 후, 고체화된다. 이러한 경우, 용융물의 감소된 점도와 감소된 고체 함량 농도의 상승작용에 의해, 합착이 없는 균일한 미립자가 장기간에 걸쳐 제조될 수 있다. 또한, 제조된 입자의 형태는 균일하게 안정화된다.

[제2 양태]

다음, 제2 양태를 설명한다. 제2 양태에서 사용된 이형제는 상기 기재된 압력 가소성 재료의 유리 전이 온도보다 높은 융점을 갖는다. 압력 가소성 재료의 유리 전이 온도보다 높은 이형제의 융점에 의하여, 이형제는 압력 가소성 재료가 가소화되는 조건 하에 고체로서 유지된다.

또한, 이형제가 제조된 입자(본 발명의 양태에서 토너) 내에서 캡슐화되기 때문에, 당해 분야의 숙련가들은 일반적으로 제조되는 토너의 크기에 따라 적절한 크기로 과립화된 이형제를 사용할 수 있다. 이형제의 입자의 제조 방법은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 RESS법 및 PGSS법을 포함한다.

이형제의 입자가 RESS(Rapid Expansion of Supercritical Solution)법으로 제조되는 경우, 소량의 이형제를 다량의 초임계 이산화탄소 중에 용해시키고, 이로써 이형제는 분사 과립화 조건이 된다. 즉, 처음에는 이산화탄소가 대부분을 차지하기 때문에, 수득된 이형제는 저점도를 갖는다. 다른 한편으로, 이형제의 입자가 PGSS(기체 포화 용액으로부터의 입자) 방법에 의해 제조되는 경우, 이형제는 초임계 이산화탄소에 의해 충분히 접촉되어 이산화탄소를 용해시키고 이형제를 가소화한다. 이로써, 점도는 분사 과립화를 위해 감소되고, 이형제는 분사 과립화의 대상이 된다. 따라서, RESS법 및 PGSS법 둘 다에 있어서, 이산화탄소와 이형제의 충분한 접촉을 위한 조건은 이형제의 점도를 감소시키고, 이는 이형제의 분사 과립화를 위한 조건을 시행하게 된다.

다른 한편으로, 본 발명의 양태의 토너 제조 방법에서, 압축성 유체(예를 들면, 초임계 이산화탄소)는 다량의 압력 가소성 재료(예를 들면, 폴리에스테르 수지) 중의 이형제 미립자(예를 들면, 원재료에 대해 5 질량%)를 포함하는 물질에 접촉된다. 따라서, 고체 상태의 이형제 미립자는 가소화되는 정도로 초임계 이산화탄소와 접촉하지 않는다.

다음, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 제2 양태에서 사용될 수 있는 입자 제조 장치를 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도를 도시한다. 또한, 도 8은 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도를 도시한다. 추가로, 도 9는 본 발명의 또 다른 양태에 관한 입자 제조 장치의 개략도를 도시한다.

도 7에서, 입자 제조 장치(3)은 초고압 파이프(10j, 10k, 10p, 10q, 10e 및 10f)에 의해 연결된 실린더(31), 펌프(32), 밸브(33), 고압 셀(51), 펌프(52), 배압 밸브(16) 및 노즐(17)을 포함한다.

실린더(31)는 제1 압축성 유체를 저장 및 공급하는 압력 밀폐형 케이스이다. 여기서, 실린더(31)는 고압 셀(51)에 공급되는 과정에서 고압 셀(51)에서 가열 및 가소화되어 압축성 유체가 되는 기체 또는 고체를 저장할 수 있다. 이러한 경우에, 고압 셀(51) 내에서, 실린더(31)에 저장된 기체 또는 고체는 가열 또는 가압으로 인하여 도 4의 상 다이어그램에서 상태 (1), (2) 및 (3) 중 하나가 된다.

펌프(32)는 실린더(11)에 저장된 압축성 유체를 고압 셀(51)의 측면에 펌핑하는 장치이다. 밸브(33)는 펌프(32)와 고압 셀(51) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 압축성 유체의 유속을 조절하는 기능을 갖는 장치이다(차단 기능 포함).

고압 셀(51)은 온도 제어기를 포함하고, 이는 밸브(33)를 통해 공급된 압축성 유체 및 고압 셀(51)에 충전된 압력 가소성 재료를 소정 온도에서 미리 접촉되도록 하여, 이로써 압력 가소성 재료를 용융시킨다. 여기서, 배압 밸브(53)는 일반적으로 고압 셀(51)에 부착되고, 이를 개방 및 폐쇄함으로써, 고압 셀(51)의 압력을 조절할 수 있다. 또한, 교반기는 고압 셀(51)에 부착되고, 이로써 압축성 유체 및 압력 가소성 재료를 교반 및 혼합한다.

펌프(52)는 고압 셀(51) 내의 용융물을 노즐(17)의 측면으로 펌핑하는 장치이다. 배압 밸브(16)는 펌프(52)와 노즐(17) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄하여 압력 가소성 재료를 용융시켜 수득된 용융물의 유속을 조절할 수 있다. 노즐(17)은 초고압 파이프(10f)의 말단에 설치되고, 이는 용융물을 분사시킬 수 있다.

노즐(17)의 유형은 특정하게 한정되지 않지만, 다이렉트 노즐이 바람직하게는 사용된다. 노즐(17)의 직경은 분사 동안 특정 압력을 유지할 수 있는 한, 특정하게 한정되지 않는다. 그러나, 직경이 과도하게 큰 경우, 분사 동안 동안 압력이 너무 낮아지고, 이는 용융물의 점도 상승을 야기한다. 그 결과, 미립자 수득이 어려워지는 경우가 있다. 또한 압력을 유지하기 위하여 큰 공급 펌프가 필요한 경우가 있다. 다른 한편으로, 노즐 직경이 과도하게 작은 경우, 용융물이 노즐(17) 내에서 막힐 수 있는 경우가 있다. 따라서, 노즐 직경은 바람직하게는 500 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 추가로 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 또한, 노즐 직경은 바람직하게는 5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상, 추가로 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이상이다.

입자 제조 장치(3)에서, 고압 셀(51) 내의 용융물은 직접적으로 분사되지 않고; 그보다는, 용융물은 고압 파이프(10q, 10e 및 10f)를 통과한 후 노즐(17)로부터 분사되도록 설정된다. 이로써, 고압 셀(51) 내에서 혼합된 압축성 유체는 압력 가소성 재료 내로 충분하게 확산되고, 이는 가공성을 개선시킨다.

다음, 도 8을 참조하여, 또 다른 양태로서 입자 제조 장치(4)를 설명한다. 여기서, 입자 제조 장치(4)의 설명에서, 동일한 참조 번호가 도 7의 입자 제조 장치(3)와 동일한 유닛, 메커니즘 또는 기기에 대하여 설명을 생략하면서 사용될 수 있다.

입자 제조 장치(4)는 초고압 파이프(10a, 10b, 10c, 10e 및 10f)에 의해 연결된 셀(11), 펌프(12), 밸브(13), 혼합 장치(15), 배압 밸브(16) 및 노즐(17)을 포함한다. 입자 제조 장치(4)에서, 밸브(33)는 초고압 파이프(10l)에 의해 혼합 장치(15)에 연결된다. 또한, 히터(38)는 초고압 파이프(10l) 상에 설치된다.

실린더(31)는 제1 압축성 유체를 저장 및 공급하기 위한 압력 밀폐형 케이스이다. 여기서, 실린더(31)는 기체 또는 고체를 저장할 수 있고, 단 이는 압축성 유체가 히터(38)에 의해 가열되거나 펌프(32)에 의해 가압되게 한다. 이러한 경우에, 혼합 장치(15) 내에서, 실린더(31) 내에 저장된 기체 또는 고체는 가열 또는 가압으로 인한 도 4의 상 다이어그램에서 상태 (1), (2) 및 (3) 중 하나가 된다.

셀(11)은 온도 제어기를 포함하고, 이는 미리 셀(11)에 충전된 압력 가소성 재료를 가열하는 기능을 갖는다. 또한, 셀(11)에 교반기가 장착되고, 이로써, 압력 가소성 재료는 균일한 가열을 위해 교반된다.

혼합 장치(15)는 셀(11)로부터 공급된 압력 가소성 재료와 실린더(31)로부터 공급된 제1 압축성 유체를 이들을 연속적으로 접촉시킴으로써 혼합하는 기능을 갖는다. 혼합 장치(15)의 특정한 예는 이제까지 공지된 T형 조인트, 와류를 포함하는 스월 믹서 및 혼합 유닛에서 두 액체가 충돌하는 중심 충돌형 믹서를 포함한다.

배압 밸브(16)는 혼합 장치(15)와 노즐(17) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 용융물의 유속 또는 압력을 조절하는 기능을 갖는다(차단 기능 포함).

입자 제조 장치(4)를 사용하는 경우, 고압 셀(51)을 사용하지 않고 입자를 제조할 수 있고, 따라서 장치의 중량이 감소될 수 있다. 또한, 입자 제조 장치(4)에서, 셀(11)로부터 공급된 압력 가소성 재료와 실린더(31)로부터 공급된 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15) 내에서 연속적으로 접촉시킴으로써 압력 가소성 재료를 미리 용융시킨다. 이로써, 일정한 비율로 압축성 유체와 압력 가소성 재료의 혼합을 유지하는 것이 가능하고, 균일한 용융물을 수득할 수 있다.

다음, 도 9를 참조하여, 본 발명의 또 다른 양태로서 입자 제조 장치(5)를 설명한다. 여기서, 입자 제조 장치(5)의 설명에서, 동일한 참조 번호가 도 7의 입자 제조 장치(3) 또는 도 8의 입자 제조 장치(4)와 동일한 유닛, 메커니즘 또는 기기에 대하여 설명을 생략하면서 사용될 수 있다.

입자 제조 장치(5)에서, 실린더(41), 펌프(42) 및 배압 밸브(46)는 초고압 파이프(10m 및 10n)를 통해 연결되고, 배압 밸브(46)는 초고압 파이프(10o)를 통해 초고압 파이프(10f)에 연결된다. 또한, 히터(48)가 배치되고, 이는 초고압 파이프(10o)를 가열할 수 있다.

실린더(41)는 제2 압축성 유체를 저장 및 공급하기 위한 압력 밀폐형 케이스이다. 안전성을 이유로 제2 압축성 유체로서 공기, 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이산화탄소를 사용하는 것이 가능하다. 이들 중에서, 비용의 관점에서, 공기, 질소 및 이산화탄소를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 실린더(41)에 저장된 물질의 상태는 기체 또는 액체이고, 이는 경로의 중간에 압축성 유체로 전환될 수 있다.

펌프(42)는 실린더(41)에 저장된 제2 압축성 유체를 노즐(17)의 측면으로 펌핑하는 기능을 갖는다. 배압 밸브(46)는 펌프(42)와 노즐(17) 사이의 경로를 개방 및 폐쇄함으로써 제2 압축성 유체의 유속을 조적하는 기능을 갖는다(차단 기능 포함). 이 때, 축압기(도시되지 않음)는 펌프(42)와 배압 밸브(46) 사이에 배치될 수 있다.

히터(48)에서 가열된 압축성 유체는 주울-톰슨 효과에 의해 노즐(17)의 배출구에서 냉각된다. 따라서, 압축성 유체는 히터(48)에 의해 충분히 가열되고 도 4의 상 다이어그램에 도시된 초임계 유체 상태(1)인 것이 바람직하다.

상기 기재된 입자 제조 장치(5)에서, 제2 압축성 유체는 혼합 장치(15)에서 수득된 제1 압축성 유체를 포함하는 원재료 용융물에 공급되고, 용융물은 노즐(17)로부터 분사된다. 이러한 경우에, 압력 가소성 재료의 용융물의 점도는 제2 압축성 유체의 압력에 의해 감소될 수 있고, 따라서, 높은 가공성을 갖는 공정 설계가 가능해진다. 이로써, 입자는 원재료에 첨가된 소량의 이형제 성분 및 고분자량의 압력 가소성 재료의 조건 하에 효율적으로 제조될 수 있다.

여기서, 상기 입자 제조 장치(3, 4, 5)에서, 이제까지 공지된 핏팅 등을 혼합 장치(15)로서 사용한다. 그러나, 예를 들면, 용융된 수지 및 압축성 유체와 같이 상이한 점도를 갖는 유체들을 통상적인 정적 믹서에 혼합되는 경우, 많은 경우 두 유체를 모두 균일하게 혼합하는 것이 어렵다. 본 발명의 양태의 정적 믹서는 바람직하게는 튜브형 하우징 내에 혼합 부재(부재)를 포함한다. 이러한 부재는 이동부를 포함하지 않고, 복수의 배플 판이 중심으로서 튜브의 축 방향에 따라 배치된다. 이러한 정적 믹서가 사용되는 경우, 유체는 튜브형 하우징 내에서 이동하는 동안 튜브 내에 설치된 부재에 의한 분할, 전환 및 반전 작용을 받아, 이로써 유체가 혼합된다. 또한, 또 다른 양태의 정적 믹서에서, 중첩되고 정렬된 다각형 챔버로 구성된 벌집형 플레이트로 형성된 복수의 부재를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 유형의 정적 믹서에서, 유체는 순차적으로 튜브의 중심부로부터 밖으로 이동 및 튜브 내의 챔버 내에서 외부로부터 중심부로 이동한다. 그러나, 수지와 같은 고점도 유체 및 압축성 유체와 같은 저점도 유체가 이들 정적 믹서 내에서 통과하는 경우, 저점도 유체는 부재에 의한 혼합 작용을 받지 않고, 튜브 내의 부재와 튜브형 하우징 사이의 갭을 통과한다. 그 결과, 유체는 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 이러한 불량한 혼합에 대한 차선책으로서, 부재 구조의 복합성을 증가시키거나 믹서의 길이를 증가시킬 수 있다. 그러나, 이들 차선책은 혼합 중 증가된 압력 손실, 증가된 장치 크기 및 증가된 클리닝 노력과 같은 문제점을 야기하는, 저점도 유체 통과 현상을 방지하는데 효과적이지 않다.

여기서, 도 9에 설명된 제2 압축성 유체를 공급하기 위한 유닛은 도 7의 입자 제조 장치에 적용될 수 있다.

[토너 제조 방법]

다음, 제2 양태에 관한 입자 제조 장치(3, 4, 5)를 사용하는 토너 제조 방법을 설명한다. 본 발명의 양태의 토너 제조 방법은, 압력 가소성 재료 및 이형제를, 이형제의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체에 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및 용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 이형제의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계를 포함한다.

(압축성 유체 접촉에 의한 용융 단계)

제1 양태와 유사하게, PGSS법이 본 발명의 양태에서 사용된다.

입자 제조 장치(3)를 사용하는 경우, 용융 단계에서, 먼저, 압력 가소성 재료, 이형제 미립자 및 다른 원재료, 예를 들면, 착색제를 고압 셀(51)에 충전한다. 원재료가 복수의 성분을 포함하는 경우, 이형제 미립자는 제외한 성분을 원재료 충전 전에 미리 믹서에서 혼합하고 롤러 밀에서 용융-혼련시킨다.

다음, 고압 셀(51)을 밀봉하고, 원재료를 고압 셀(51)의 교반기에 의해 교반한다. 그 다음, 펌프(32)를 작동시켜, 실린더(31)에 저장된 제1 압축성 유체를 가압하고, 밸브(33)를 개방하여, 제1 압축성 유체를 고압 셀(51)에 공급한다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 이산화탄소 실린더가 실린더(31)로서 사용된다.

고압 셀(51) 내의 온도를 온도 제어기로 제어하여 공급된 이산화탄소가 압축성 유체가 되도록 한다. 여기서, 고압 셀(51) 내의 온도의 상한은 이형제의 융점 미만인 한, 적절하게 선택할 수 있다. 이는 바람직하게는 대기압에서 압력 가소성 재료의 열적 분해 온도 이하이고, 이는 보다 바람직하게는 압력 가소성 재료의 융점 이하의 온도이다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 열적 분해 온도는 열 분석기(TGA: Thermo Gravimetry Analyzer)의 측정에서 샘플의 열적 분해로 인한 중량 손실이 시작되는 온도를 나타낸다.

고압 셀(51) 내의 온도가 열적 분해 온도를 초과하는 경우, 압력 가소성 재료의 산화 또는 부서진 분자 사슬로 인하여 분해가 발생하는 경우가 있고, 이는 내구성을 감소시킨다. 또한 수득된 토너가 감소된 색조, 투명도, 정착성, 내열 저장 안정성 및 대전 성능을 갖는 경우가 있다. 추가로, 에너지 소비는 열 처리에서 증가한다.

고압 셀(51) 내의 압력은 펌프(32) 및 배압 밸브(53)를 제어함으로써 특정한 압력으로 조절된다. 본 발명의 양태에서 용융 단계에서, 고압 셀(51) 내의 원재료, 예를 들면, 압력 가소성 재료에 적용된 압력은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 바람직하게는 1 MPa 이상, 보다 바람직하게는 10 MPa 내지 200 MPa, 추가로 보다 바람직하게는 31 MPa 내지 100 MPa이다. 고압 셀(51) 내에서 압력이 1 MPa 미만인 경우, 압력 가소성 재료의 과립화에 충분한 가소화 효과가 수득될 수 없는 경우가 있다. 다른 한편으로, 고압 셀(51) 내의 압력의 특정한 상한은 없지만, 압력이 증가함에 따라 장치가 무거워지고 따라서 설비 비용이 증가한다.

고압 셀(51)에서, 압축성 유체와 압력 가소성 재료를 포함하는 원재료가 접촉하고, 이로써 압력 가소성 재료가 용융된다. 이러한 경우에, 용융물은 압력 가소성 재료를 용융시킴으로써 수득된 용융물이 특정한 점도 값을 가질 때까지 교반기로 교반된다. 용융물의 점도는 그 점도에서 노즐(17)에 의해 분사가 가능한 한, 특정하게 한정되지 않지만, 점도가 적은 경우에는 심지어 작은 노즐 직경으로도 막힘 없이 분사될 수 있고, 이는 미립자의 형성을 용이하게 만든다. 따라서, 용융물은 바람직하게는 500 mPaㆍs 이하, 보다 바람직하게는 300 mPaㆍs 이하, 추가로 보다 바람직하게는 100 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는다. 또한, 이는 고품질 화상을 위한 토너를 수득하기 위하여 바람직하게는 20 mPaㆍs 이하이다. 용융물이 500 mPaㆍs를 초과하는 점도를 갖는 경우, 입자 형성이 어려워지고, 조대 입자, 섬유상 생성물, 발포체, 또는 입자의 합착이 발생하는 경우가 있다. 여기서, 압력 가소성 재료가 본 발명의 양태에서 사용되기 때문에, 압축성 유체의 압력은 압력 가소성 재료의 점도의 감소를 촉진시킨다. 압력 가소성 재료 및 압축성 유체를 균일하게 혼합함으로써, 저점도를 갖는 용융물이 수득될 수 있다.

한편, 입자 제조 장치(4, 5)를 사용하는 경우, 용융 단계에서, 먼저, 원재료, 예를 들면, 압력 가소성 재료, 이형제 미립자 및 착색제를 셀(11)에 충전한다. 원재료가 복수의 성분을 포함하는 경우, 이형제 미립자를 제외한 성분을 원재료 충전 전에 미리 믹서에서 혼합하고 롤러 밀을 사용하여 용융-혼련시킨다.

다음, 셀(11)을 밀봉하고, 원재료를 셀(11)의 교반기로 교반하고 가열한다. 셀(11) 내의 온도는 이형제의 융점 보다 낮은 온도이고 압력 가소성 재료가 가소화하는 하는 한, 특정하게 한정되지 않는다. 이로써, 압력 가소성 재료는 가소화한다.

다음, 펌프(32)를 작동시켜, 실린더(31)에 저장된 제1 압축성 유체(본 발명의 양태에서, 이산화탄소)를 가소화시키고, 밸브(33)를 개방한다. 이로써, 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15)로 공급한다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 실린더(31)는 이산화탄소 실린더이다. 공급된 제1 압축성 유체는 히터(38)에 의해 초고압 파이프(10l)에서 가열된다. 히터(38)의 프리셋 온도는 공급된 이산화탄소가 압축성 유체가 되는 한, 특정하게 한정되지 않는다.

다음, 펌프(12)를 작동시키고, 밸브(13)를 개방한다. 이로써, 셀(11)로부터 공급된 압력 가소성 재료 및 실린더(31)로부터 공급된 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15) 내에서 연속적으로 접촉시키고 균일하게 혼합한다. 이로써, 압력 가소성 재료가 용융된다. 상기와 유사하게, 압력 가소성 재료를 용융시킴으로써 수득된 용융물은 바람직하게는 500 mPaㆍs 이하, 보다 바람직하게는 300 mPaㆍs 이하, 추가로 보다 바람직하게는 100 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는다. 이는 추가로 고품질 화상을 위한 토너를 수득하기 위하여 보다 바람직하게는 20 mPaㆍs 이하이다.

입자 제조 장치(4, 5)에서, 압력 가소성 재료 및 압축성 유체는 셀(11)에서 미리 압력 가소성 재료를 가소화함으로써 이들 사이의 점도 차이를 가능한 한 많이 감소시키면서 혼합될 수 있다. 따라서, 보다 균일한 용융물을 수득하는 것이 가능하다. 여기서, 압력 가소성 재료는 열 적용에 의해 셀(11) 내에서 미리 가소화되지만, 압력 적용에 의해 압력 가소성 재료를 가소화하는 것이 가능하다. 또한 이는 열 및 압력 둘 다의 적용에 의한 압력 가소성 재료이다.

(과립화 단계)

다음, 용융 단계에서 수득된 용융물을 분사하여 입자(본 발명의 양태에서 토너)를 제조하는 과립화 단계를 설명한다.

입자 제조 장치(3, 4)를 사용하는 경우, 배압 밸브(16)를 개방함으로써, 고압 셀(51) 또는 혼합 장치(15)에서 압축성 유체 및 압력 가소성 재료를 접촉시켜 수득된 용융물(혼합물)은 노즐(17)로부터 분사된다. 이 때, 고압 셀(51) 또는 셀(11) 내의 일정한 온도 및 압력을 유지시키기 위하여, 배압 밸브(53), 펌프(12, 32) 및 온도 제어기 등을 제어한다. 여기서, 고압 셀(51) 및 혼합 장치(15)의 압력은 특정하게 한정되지 않는다.

노즐(17)로부터 분사된 용융물은 입자가 된 후, 고체화된다. 여기서, 입자 제조 장치(4)를 사용하는 경우, 혼합 장치(15)에서 압력 가소성 재료 및 압축성 유체를 연속적으로 접촉시킴으로써 수득된 용융물을 노즐(17)에 공급하고, 따라서 입자의 연속적인 과립화가 가능하다.

입자 제조 장치(5)를 사용하는 경우, 먼저, 펌프(42)를 작동시키고 배압 밸브(46)를 개방하여, 실린더(41)에 저장된 제2 압축성 유체를 노즐(17)로 공급한다. 본 발명의 양태에서, 질소 실린더를 실린더(41)로서 사용한다.

공급된 제2 압축성 유체의 압력은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 바람직하게는 1 MPa 이상, 보다 바람직하게는 10 MPa 내지 200 MPa, 특히 바람직하게는 31 MPa 내지 100 MPa이다. 제2 압축성 유체에 적용된 압력이 1 MPa 미만인 경우, 압력 가소성 재료의 과립화에 충분한 가소화 효과가 수득되지 않을 수 있는 경우가 있다. 다른 한편으로, 압력의 상한은 특정하게 한정되지 않지만, 압력이 높아질수록 설비 비용이 증가한다.

공급된 제2 압축성 유체를 초고압 파이프(10o)에서 히터(48)로 가열한다. 히터(48)의 프리셋 온도는 공급된 질소가 압축성 유체가 되는 온도 및 이형제의 융점 미만의 온도인 한, 특정하게 한정되지 않는다.

다음, 배압 밸브(16)를 작동시켜, 용융물을 혼합 장치(15)로부터 노즐(17)로 공급한다. 이로써, 용융물로 공급된 제2 압축성 유체와 함께, 용융물은 압력차에 의해 노즐(17)로부터 대기압으로 분사될 수 있다.

본 발명의 양태에서, 분사된 용융물의 고체 함량 농도는 제2 압축성 유체의 공급으로 인하여 감소되고, 이는 용융물의 점도가 추가로 감소할 수 있기 때문에 바람직하다. 결과적으로, 분사된 용융물을 제어하여 일정한 온도를 갖을 뿐만 아니라 분사 속도(배출구 선속도)도 증가하고, 개선된 배출구 선속도로 인하여 용융물 상의 전단력이 증가한다. 또한, 제2 압축성 유체로서 질소를 사용함으로써, 노즐(17) 근처의 압력 변화로 인한 주울-톰슨 효과로 인한 온도 감소가 완화되기 때문에 노즐(17)이 덜 막힐 수 있다. 노즐(17)로부터 분사된 용융물은 입자가 된 후, 고체화된다. 이러한 경우, 용융물의 감소된 점도와 감소된 고체 함량 농도의 상승작용에 의해, 합착이 없는 균일한 미립자가 장기간에 걸쳐 제조될 수 있다. 또한, 제조된 입자의 형태는 균일하게 안정화된다. 여기서, 입자 제조 장치(5)를 사용하는 경우, 압력 가소성 재료 및 압축성 유체는 혼합 장치(15)에서 연속적으로 접촉되고, 수득된 용융물은 노즐(17)로 공급된다. 따라서, 입자(토너)의 연속적인 과립화가 가능하다.

여기서, 상기 기재된 양태에서, 입자(토너) 제조 방법에 사용되는 장치의 제조가 도 5 내지 도 9에서 도시된 입자 제조 장치(1, 2, 3, 4 및 5)인 경우를 설명하고, 이는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.

또한, 상기 기재된 양태에서, 압력 가소성 재료 및 압축성 유체를 포함하는 용융물이 대기 중에 분사되는 경우를 설명하고, 이는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 추가로, 용융물은 대기보다 높고 노즐(17) 내의 압력 보다 낮은 압력을 갖는 환경 중에 분사될 수 있다. 이 때, 분사 속도(배출구 선속도)를 제어함으로써, 입경 및 입경 분포의 제어가 개선될 수 있다. 또한, 이들 경우에, 주울-톰슨 효과에 의한 노즐(17)로부터 분사된 용융물의 냉각이 완화될 수 있기 때문에, 이는 히터(48)의 가열을 억제하는 것이 가능하다. 그 결과, 에너지 절약 및 비용 감소와 같은 효과가 달성될 수 있다.

(입자의 제조 방법, 및 입자)

본 발명의 제1 양태의 입자의 제조 방법은

압력 가소성 재료 및 분산된 입자를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 분산된 입자의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;

혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료를 포함하는 결합제 수지; 및 복수의 분산된 입자를 포함하고, 도메인 상을 형성하는 분산된 입자는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있다.

이는 추가로 필요에 따라 다른 단계를 포함한다.

본 발명의 제2 양태의 입자의 제조 방법은

압력 가소성 재료 및 분산된 입자를, 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 이로써 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료를 포함하는 결합제 수지; 및 복수의 분산된 입자를 포함한다.

이는 추가로 필요에 따라 다른 단계를 포함한다.

입자의 제조 방법으로서, 압력 가소성 재료 및 분산제를 포함하는 입자의 원재료를 압력 가소성 재료를 포함하는 결합제 수지; 및 이형제를 포함하는 토너의 원재료 대신에 사용하는 것을 제외하고, 토너 제조 방법과 유사한 아이템을 사용할 수 있다.

분산된 입자는 특정하게 한정되지 않고, 이들이 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료와 혼화되지 않고 도메인 상을 형성할 수 있는 한, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 토너의 원재료에서 입자형 이형제 및 착색제의 예로서 기재된 것들을 사용할 수 있다.

압력 가소성 재료 및 분산된 입자의 조합은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이의 예는 폴리에스테르 수지 및 파라핀을 포함한다.

본 발명의 입자는 압력 가소성 재료를 포함하는 입자이다. 입자는 입자 내에 동공을 포함하고, 동공은 10 nm 이상 내지 500 nm 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는다.

입자는 바람직하게는 제1 양태의 입자의 제조 방법 및 제2 양태의 입자의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 양태의 입자(토너) 제조 방법에 의하여, 압축성 유체를 사용하여, 유기 용매를 사용하지 않고 입자(토너)를 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 유기 용매를 실질적으로 포함하지 않는 입자를 수득할 수 있다. 여기서, 입자가 본원에 기재된 유기 용매를 실질적으로 포함하지 않는 것은 하기 측정 방법에 따라 측정된 입자 중의 (유기) 용매의 함량이 검출 한계 이하인 것이다.

입자 중의 잔여 용매의 측정 방법을 하기 설명한다. 먼저, 측정되는 입자 1 질량부 및 2-프로판올 2 질량부를 가하고, 30분 동안 초음파 분산 처리한다. 이를 냉장고(5℃)에 1 일 이상 동안 저장한 후, 입자 중의 용매를 추출한다. 상청액 용액을 기체 크로마토그래피(GC-14A, SHIMADZU)를 사용하여 분석하고, 입자 중의 용매 및 잔여 단량체를 정량한다. 이로써, 잔여 용매 함량을 측정한다. 본 발명의 양태에서, 분석 동안 측정 조건은 하기와 같다.

장치: SHIMADZU GC-14A

컬럼: CBP20-M 50-0.25

검출기: FID

주입량: 1 ㎕ 내지 5 ㎕

캐리어 기체: He 2.5 kg/cm²

수소 유속: 0.6 kg/cm²

공기 유속: 0.5 kg/cm²

차트 속도: 5 mm/분

감도: Range 101 × Atten 20

컬럼 온도: 40℃

주입 온도: 150℃

또한, 본 발명의 양태의 입자의 제조 방법에서, 입자 내부에 동공을 갖는 입자를 제조하는 것이 가능하다. 이 때, 제조된 입자의 동공이 바람직하게는 10 nm 이상 내지 500 nm 미만, 보다 바람직하게는 10 nm 이상 내지 300 nm 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 것이 바람직하다. 최대 페레 직경은 목적물을 사이에 끼고 있는 평행선이 가장 큰 간격을 갖는 직경을 나타낸다.

토너로서 이를 사용하는 경우, 동공을 갖는 입자는 기록 물질 상에 토너를 정착시키는데 감소된 전력 소비; 소수성 실리카와 같은 외부 첨가제가 덜 삽입되는 경향으로 인한 토너의 보다 긴 수명; 및 캐리어와 혼합되고 충전시 야기되는 교반 응력의 감소로 인한 교반을 위한 에너지 감소와 같은 이득을 제공한다.

또한, 폴리락트산과 같은 생체적합성 수지의 경우에, 입자는 약물의 지연된 방출을 조절 또는 생물학적 조직을 재생시키는 스캐폴드(scaffold)로서 사용할 수 있다.

여기서, 이형제 입자 및 동공의 최대 페레 직경의 평균 값은 하기와 같다. 입자의 횡단면은, 예를 들면, 전자 현미경으로 관찰하고, 횡단면 사진을 촬영한다. 횡단면 사진을 화상 처리 소프트웨어로 처리 및 이치화하고, 이형제 부분 또는 동공 부분을 확인한다. 확인된 이형제 입자 또는 동공의 최대 페레 직경 중에서, 이들 30개를 직경이 큰 순서대로 선택하고, 이의 평균을 이형제 또는 동공의 최대 페레 직경의 평균으로서 간주한다.

<토너>

본 발명의 양태에 따라 토너를 제조하는 경우, 수득된 토너의 형태 및 크기와 같은 성질은 특정하게 한정되지 않으며, 이들은 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 바람직한 토너는 하기 화상 농도, 평균 원형도, 질량-평균 입경 및 수-평균 입경에 대한 질량-평균 입경의 비율(질량-평균 입경/수-평균 입경)을 갖는다.

여기서, 토너의 화상 농도는 분광계(938 Spectrodensitometer, X-Rite Inc.사 제조)를 사용하여 측정된 농도 값이고, 이는 바람직하게는 1.90 이상, 보다 바람직하게는 2.00 이상, 추가로 보다 바람직하게는 2.10 이상이다. 토너가 1.90 미만의 화상 농도를 갖는 경우, 낮은 화상 농도는 고품질 화상을 수득하는데 실패를 야기할 수 있다. 여기서, 토너의 화상 농도를, 예를 들면, 하기와 같이 측정한다. IMAGIO NEO 450(Ricoh Company, Ltd.사 제조)를 사용하여, 1.00±0.05 mg/cm²의 현상제 부착량을 갖는 고체 화상을 정착 롤러가 160±2℃의 표면 온도를 갖는 조건 하에 복사 용지(TYPE6000 <70W>, Ricoh Company, Ltd.사 제조) 상에 형성한다. 그 다음, 수득된 고체 화상에 대해 상기 분광계를 사용하여 이의 임의의 여섯(6)개의 위치에서 화상 농도를 측정하고, 이의 평균을 화상 농도로서 계산한다.

토너의 평균 원형도는 토너형 토너의 투영 면적과 동일한 면적을 갖는 원의 둘레를 실제 입자의 둘레로 나눔으로써 수득된 값으로 정의되고, 이는 바람직하게는 0.900 내지 0.980, 보다 바람직하게는 0.950 내지 0.975이다. 또한, 0.94 미만의 평균 원형도를 갖는 토너 입자가 15 질량% 이하인 것이 바람직하다. 평균 원형도가 0.900 미만인 경우, 만족스러운 전사 특성 또는 분진 없는 고품질 화상을 수득할 수 없는 경우가 있다. 또한, 평균 원형도가 0.980을 초과하는 경우, 블레이드 클리닝을 사용하는 화상 형성 시스템에 있어서 감광체 및 전사 벨트 상에서 클리닝 결함이 발생하는 경우가 있고, 이는 화상 상의 얼룩을 야기한다. 구체적으로, 예를 들면, 사진 화상과 같은 화상 면적율이 큰 화상을 갖는 화상 형성에서, 급지 결함 등으로 인한 미전사 화상을 형성하는 토너가 전사 잔여 토너가 되어 감광체 상에 축적되는 경우가 있고, 이는 화상의 백그라운드 얼룩을 야기한다. 또한, 이는 감광체에 접촉 및 대전시키는 전하 롤러를 오염시켜 본래의 대전 성능을 발휘할 수 없게 만드는 경우가 있다.

여기서, 본원에 기재된 평균 원형도는 유동 입자 화상 분석기, 예를 들면, 유동 입자 화상 분석기 FPIA-2000(Sysmex Corporation사 제조)를 사용하여 측정할 수 있다. 이러한 경우에, 먼저, 미세한 분진을 제거하도록 여과시켜 물 10^-3 cm³ 당 20개 이하의 측정 범위(예를 들면, 0.60 ㎛ 이상 내지 159.21 ㎛ 미만의 등가 원 직경) 내의 크기를 갖는 입자의 수를 갖도록 조절된 물을 제조한다. 그 다음, 입자를 포함하는 이러한 물 10 mL 중에, 비이온성 계면활성제(바람직하게는 CONTAMINON N, Wako Pure Chemical Industries, Ltd사 제조) 몇 방울을 첨가하고, 추가로, 측정 샘플 5 mg을 첨가한다. 이를 20 kHz 및 50 W/10 cm³에서 1 분 동안 초음파 분산기(UH-50, SMT Co., Ltd.사 제조)를 사용하여 분산 처리하고, 추가로 총 5분 동안 분산 처리한다. 분산 처리에 의해 4,000/10^-3 cm³ 내지 8,000/10^-3 cm³(등가 원 직경 범위 내의 입자에 관함)의 측정 샘플의 입자 농도를 갖는 샘플 분산 액체를 사용하여, 0.60 ㎛ 이상 내지 159.21 ㎛ 미만의 등가 원 직경을 갖는 입자의 입자 크기 분포를 측정한다.

평균 원형도는 샘플 분산액을 편평하고 투명한 유동 셀(약 200 ㎛의 두께를 가짐)의 유동 경로(흐름 방향을 따라 퍼짐)를 통과시킴으로써 측정된다. 여기서, 유동 셀의 두께를 가로질러 통과하는 광학 경로를 형성하기 위하여, 스트로브 및 CCD 카메라를 유동 셀 상에 서로 반대로 위치하도록 장착한다. 샘플 분산액이 흐르는 동안, 유동 셀을 흐르는 입자의 화상을 수득하기 위하여 스트로브 광을 1/30 초 간격으로 조사한다. 그 결과, 각각의 입자의 사진을 특정 범위에서 유동 셀에 평행한 2차원 화상으로서 촬영한다. 2차원 화상에서 각각의 입자 면적으로부터, 동일 면적을 갖는 원의 직경을 등가 원 직경으로서 계산한다. 이러한 방식으로, 약 1분에 1,200개 또는 입자의 등가 원 직경을 측정하고, 등가 원 직경 분포를 기초로 하고 특정한 등가 원 직경을 갖는 빈도의 입자 비율(수%)을 계산한다. 0.06 ㎛ 내지 400 ㎛ 범위를 226 채널(1 옥타브를 30 채널로 분할)로 분할하여 결과(빈도% 및 누적%)를 수득할 수 있다. 실제 측정에서, 입자의 측정은 0.6 ㎛ 이상 내지 159.21 ㎛ 미만의 등가 원 직경 범위에서 수행된다.

토너의 질량-평균 입경은 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이는 바람직하게는 3 ㎛ 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 내지 8 ㎛이다. 질량-평균 입경이 3 ㎛ 미만인 경우, 토너는 현상 장치 내에서 2-성분 현상제의 장기간 교반 동안 캐리어 표면에 융합되고, 이는 캐리어의 대전 성능을 감소시킬 수 있다. 또한, 1-성분 현상제에 있어서, 현상 롤러 상에서 토너 필름 형성(filming) 또는 토너의 박층화로 인하여, 블레이드와 같은 부재에 융합된 토너가 용이하게 발생하는 경우가 있다. 또한, 질량-평균 입경이 10 ㎛를 초과하는 경우, 기술적으로 고해상도의 고품질 화상을 수득하는 것이 어려운 경우가 있다. 또한, 현상제 중의 토너가 밸런싱되는 경우, 토너의 입경의 편차가 증가하는 경우가 있다.

토너 중의 수-평균 입경에 대한 질량-평균 입경의 비율(질량-평균 입경/수-평균 입경)은 바람직하게는 1.00 내지 1.25, 보다 바람직하게는 1.00 내지 1.10이다. 수-평균 입경에 대한 질량-평균 입경의 비율(질량-평균 입경/수-평균 입경)이 1.25를 초과하는 경우, 토너는 현상 장치 내에서 2-성분 현상제의 장기간 교반 동안 캐리어 표면에 융합되고, 이는 캐리어의 대전 성능을 감소시킬 수 있다. 또한, 수-평균 입경에 대한 질량-평균 입경의 비율(질량-평균 입경/수-평균 입경)이 1.25를 초과하는 경우, 1-성분 현상제에서, 현상 롤러 상에서 토너 필름 형성 또는 토너의 박층화로 인하여, 블레이드와 같은 부재에 융합된 토너가 용이하게 발생하는 경우가 있다. 또한, 기술적으로 고해상도의 고품질 화상을 수득하는 것이 어려운 경우가 있다. 또한, 현상제 중의 토너가 밸런싱되는 경우, 토너의 입경의 편차가 증가하는 경우가 있다.

질량-평균 입경 및 수-평균 입경에 대한 질량-평균 입경의 비율(질량-평균 입경/수-평균 입경)은, 예를 들면, 입자 크기 측정 기구 "COULTER COUNTER TAII"(Beckman Coulter, Inc.사 제조)을 사용하여 측정할 수 있다.

토너 중의 이형제의 함량은 시차 주사 열량(DSC) 측정법에 의해 수득된 흡열성으로부터 측정된다. 본 발명의 양태에서, 하기 측정 조건을 분석에 사용한다.

장치: SHIMADZU DSC-60A

가열 속도: 1℃/분, 10℃/분, 또는 20℃/분

측정 개시 온도: 20℃

측정 종료 온도: 180℃

구체적으로, 샘플 약 5 mg을 측정을 위해 실버 팬 위에 정확하게 중량을 달고 위치시킨다. 빈 실버 팬을 참조로서 사용한다.

샘플로서 토너를 사용하여, 최대 흡열 피크(결합제 수지로부터 유도된 흡열 피크)가 이형제의 흡열 피크와 중첩되지 않는 경우, 수득된 최대 흡열 피크는 결합제 수지로부터 유도된 흡열 피크로서 직접적으로 처리된다. 다른 한편으로, 샘플로서 토너를 사용하여, 이형제의 흡열 피크가 결합제 수지의 최대 흡열 피크와 중첩되는 경우, 수득된 최대 흡열 피크로부터 이형제로부터 유도된 흡열량을 뺄 필요가 있다.

예를 들면, 하기 방법으로 수득된 최대 흡열 피크로부터 이형제로부터 유도된 흡열량을 빼서 결합제 수지로부터 유도된 흡열 피크를 수득한다.

먼저, 이형제 단독의 DSC 측정을 개별적으로 수행하고, 이의 흡열성을 수득한다. 다음, 토너 중의 이형제 함량을 수득한다. 토너 중의 이형제 함량의 측정은 특정하게 한정되지 않지만, 이의 예는 DSC 측정에서 피크 분리 및 이제까지 공지된 구조 분석을 포함한다. 이하, 이형제로 인한 흡열량은 토너 중의 이형제 함량으로부터 계산하고, 이러한 양을 최대 흡열 피크로부터 뺀다. 이형제가 수지 성분과 용이하게 혼화성인 경우, 이형제의 함량에 혼화 속도를 곱하여 이형제로 인한 흡열량을 계산하는 것 및 이러한 양을 빼는 것이 필요하다. 혼화 속도는 소정 비율로 수지 성분의 용융 혼합물과 이형제의 혼합물의 흡열량을 용융 혼합물의 흡열량 및 미리 수득된 이형제 단독의 흡열량으로부터 계산한 이론적 흡열량으로 나누어 계산한다.

또한, 측정에서, 결합제 수지 1 g 당 흡열량을 수득하기 위하여, 결합제 수지를 제외한 다른 성분의 질량을 샘플 질량으로부터 제외시키는 것이 필요하다.

수지 성분 이외의 성분의 함량은 이제까지 공지된 분석 수단에 의해 측정할 수 있다. 분석이 어려운 경우, 하기 방법을 사용할 수 있다. 즉, 먼저, 토너의 소각재(incineration ash) 잔여물의 양을 수득한다. 그 다음, 이형제와 같은 소각된 결합제 수지 이외의 성분의 양에 이를 더하여 수득된 양을 결합제 수지 이외의 성분의 함량으로 간주하고, 이를 토너 질량으로부터 뺀다. 이로써, 수지 성분 이외의 성분의 함량을 계산할 수 있다.

토너 중의 소각재 잔여물의 양은 하기 과정에 따라 수득한다. 토너 약 2 g을 미리-중량측정된 30-mL 자석 도가니에 놓는다. 도가니를 전기로에 놓고, 약 900℃에서 약 3 시간 동안 가열한다. 그 다음, 이를 전기로에서 냉각되도록 두고, 정상 온도에서 1 시간 동안 건조기에서 냉각되도록 둔다. 소각재 잔여물을 포함하는 도가니를 중량측정하고, 이로부터 도가니의 질량을 뺀다. 이로써, 소각재 잔여물의 양을 계산한다.

여기서, 하나 이상의 피크가 존재하는 경우, 최대 흡열 피크는 최대 흡열량의 피크이다. 또한, 최대 흡열 피크의 피크 높이(h)에 대해 높이의 반(1/2 h)에서 온도 너비를 반 너비로서 지칭한다.

(현상제)

다음, 본 발명의 양태의 토너를 포함하는 현상제를 설명한다. 본 발명의 양태에 관한 현상제는 상기 기재된 토너를 포함하는 한, 특정하게 한정되지 않는다. 이는 1-성분 현상제 또는 토너 및 자성 캐리어를 포함하는 2-성분일 수 있다.

또한, 상기 기재된 토너는 옐로우, 시안, 마젠타 또는 블랙의 착색된 토너 또는 무색 및 투명 토너일 수 있다.

<자성 캐리어>

2-성분 현상제의 상기 기재된 자성 캐리어는 자성 물질을 포함하는 한, 특정하게 한정되지 않으며, 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이의 예는 헤마타이트, 철 분말, 마그네타이트 및 페라이트를 포함한다.

토너 100 질량부에 대하여 자성 캐리어의 함량은 바람직하게는 5 질량% 내지 50 질량%, 보다 바람직하게는 10 질량% 내지 30 질량%이다.

(화상 형성 장치)

본 발명의 화상 형성 장치는, 감광체; 감광체 상에 정전 잠상(latent electrostatic image)을 형성하는 정전 잠상 형성 유닛; 토너를 포함하는 현상제를 포함하고 현상제를 사용하여 정전 잠상을 현상시킴으로써 가시 화상을 형성하는 현상 유닛; 가시 화상을 기록 매체에 전사하는 전사 유닛; 및 기록 매체 상에 전사된 가시 화상을 정착시키는 정착 유닛을 포함하고, 이는 필요에 따른 다른 유닛을 추가로 포함한다.

토너는 본 발명의 토너이다.

다음, 도 10을 참조하여, 본 발명의 양태에 관한 화상 형성 장치를 설명한다. 도 10은 본 발명의 양태에 관한 화상 형성 장치를 도시하는 개략도이다.

화상 형성 장치(200)는 상기 기재된 입자의 제조 방법에 의해 제조된 토너를 사용하여 정전 잠상을 가시 화상으로 현상하고, 기록 매체의 예로서 종이로 이러한 가시 화상을 전사 및 정착시킴으로써 화상을 형성한다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 전자사진식 프린터로서 화상 형성 장치(200)와의 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 당해 예에 한정되지 않고, 이는 복사기, 팩시밀리 등일 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 화상 형성 장치(200)는 급지 부재(210); 수송 부재(220); 화상 형성 부재(230); 전사 부재(240); 및 정착 부재(250)를 갖추고 있다.

급지 부재(210)는 공급되는 종이가 로딩된 급지 카세트(211); 및 급지 카세트(211) 상에 로딩된 종이를 하나씩 공급하기 위한 공급 롤러(212)를 갖추고 있다.

수송 부재(220)는 전사 부재(240)를 향해 공급 롤러(212)에 의해 공급된 종이를 수송하는 롤러(221); 롤러(221)에 의해 종이의 끝을 집는 동안 대기하고 소정 시기에 전사 부재(240)로 종이를 보내는 한 쌍의 타이밍 롤러(222); 및 정착 부재(250)에 의해 그 위에 토너가 정착된 종이를 배출 트레이(224)에 배출하는 배지 롤러(223)를 갖추고 있다.

화상 형성 부재(230)는, 소정 간격으로, 도 10의 좌에서 우로, 옐로우 토너(토너 Y)를 포함하는 현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(Y); 시안 토너(토너 C)를 포함하는 현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(C); 마젠타 토너(토너 M)를 포함하는 현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(M); 블랙 토너(토너 K)를 포함하는 현상제를 사용하여 화상을 형성하는 화상 형성 유닛(K); 및 노광 장치(233)를 갖추고 있다. 여기서, 토너(Y, C, M 및 K)는 상기 기재된 제조 방법으로 각각 수득된 토너이다.

도 10에서, 네(4)개의 화상 형성 유닛은 그 안에서 사용되는 현상제가 상이한 것을 제외하고 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 각각의 화상 형성 유닛은, 도 10에서, 시계 방향으로 회전하는 방식으로 배치되고, 이들은 정전 잠상 및 토너 화상를 보유하는 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K); 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K)의 표면을 균일하게 대전하는 대전기(232Y, 232C, 232M, 232K); 각각의 색의 토너(Y, C, M, K)를 공급하는 토너 카트리지(237Y, 237C, 237M, 237K); 토너 카트리지(237Y, 237C, 237M, 237K)로부터 토너 화상으로 공급된 토너를 사용하여 노광 장치(233)에 의해 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K)의 표면 상에 형성된 정전 잠상을 현상하는 현상 장치(234Y, 234C, 234M, 234K); 전사 매체에 토너 화상의 1차 전사 후 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K)의 표면을 중화시키는 중화 장치(235Y, 235C, 235M, 235K); 및 중화 장치(235Y, 235C, 235M, 235K)에 의해 중화된 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K)의 표면에 잔류한 전사 잔여 토너를 제거하는 클리너(236Y, 236C, 236M, 236K)를 갖추고 있다.

노광 장치(233)는 광원(233a)으로부터 조사된 레이저 광선(L)을 반사하고, 화상 정보를 기초로 한 감광체 드럼(231Y, 231C, 231M, 231K)을 조사하는 모터에 의해 차례로 구동되는 폴리곤 미러(233bY, 233bC, 233bM, 233bK)로 이를 반사하고, 이로써, 화상 정보를 기초로 한 정전 잠상이 감광체 드럼(231) 상에 형성되는 장치이다.

전사 부재(240)는 구동 롤러(241) 및 구동되는 롤러(242); 이들 롤러 상에 펴지고 구동 롤러(241)에 의해 구동되어 도 10에서 반시계 방향으로 회전하는, 전사 매체로서 중간 전사 벨트(243); 중간 전사 벨트(243)를 가로질러 감광체 드럼(231)을 마주보도록 제공된 1차 전사 롤러(244Y, 244C, 244M, 244K); 및 종이에 토너 화상의 전사 위치에서 중간 전사 벨트(243)를 가로질러 2차 카운터 롤러(245)를 마주보도록 제공된 2차 전사 롤러(246)를 갖추고 있다.

전사 부재(240)에서, 1차 전사 바이어스를 1차 전사 롤러(244)에 인가하고, 이로써 각각의 감광체 드럼(231)의 표면에 형성된 토너 화상은 중간 전사 벨트(243) 상에 전사된다(1차 전사). 또한, 2차 전사 바이어스를 2차 전사 롤러(246)에 인가하고, 이로써 중간 전사 벨트(243) 상의 토너 화상은 2차 전사 롤러(246)과 2차 카운터 롤러(245) 사이에 끼워지고 수송되는 종이 상에 전사된다(2차 전사).

정착 부재(250)는 그 안에 제공된 히터를 포함하고, 이는 토너의 최소 정착 온도보다 높은 온도로 종이를 가열하는 열 롤러(251); 및 열 롤러(251)를 차례로 누름으로써 접촉 표면(닙(nip) 부분)을 형성하는 가압 롤러(252)를 갖추고 있다. 여기서, 본 발명의 양태에서, 최소 정착 온도는 토너가 정착되는 하한 온도를 의미한다.

본 발명의 양태의 화상 형성 장치에서, 화상은 날카로운 입자 크기 분포 및 바람직한 토너 특성, 예를 들면, 대전 특성, 환경 성능 및 시간에 따른 안정성을 갖는 본 발명의 양태의 제조 방법에 의해 제조된 토너를 사용하여 형성되고, 따라서 고품질 화상이 형성될 수 있다.

[실시예]

다음, 본 발명을 실시예 및 비교 실시예에서 보다 상세하게 설명하지만, 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 여기서, 하기 설명에서, 달리 특정되지 않는 한, "부" 및 "%"는 각각 "질량부" 및 "질량%"를 나타낸다.

-폴리에스테르 수지 1(압력 가소성 재료)의 합성-

냉각 튜브, 교반기 및 질소 유입구 튜브가 장착된 반응기를 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 2-몰 부가물 229 부; 비스페놀 A의 프로필렌 옥사이드 3-몰 부가물 529 부; 테레프탈산 208 부; 아디프산 46 부; 및 디부틸틴 옥사이드 2 부로 충전하고, 이를 230℃에서 표준 압력 하에 8 시간 동안 반응하도록 하였다. 또한, 10 mmHg 내지 15 mmHg의 감압하에 5 시간 동안 반응이 계속되었다. 그 후, 반응기를 무수 트리멜리트산 44 부로 충전하고, 이를 180℃에서 표준 압력 하에 2 시간 동안 반응하도록 하였다. 이로써, [폴리에스테르 수지 1]를 수득하였다. 수득된 [폴리에스테르 수지 1]는 6,700의 중량-평균 분자량, 43℃의 Tg, 25 mgKOH/g의 산가, 및 -10℃/MPa의 압력에 대한 유리 전이 온도에서 기울기 변화를 갖는다.

여기서, 유리 전이 온도 및 기울기를 측정하기 위한 고압 열량계 장치 C-80(SETARAM사 제조). 측정을 위하여, 먼저, 샘플을 고압 측정 셀에 셋팅하고, 셀을 이산화탄소로 탈기시키고, 소정 압력으로 가압하였다. 그 다음, 이를 0.5℃/분의 가열 속도로 200℃로 가열하고, 유리 전이 온도를 측정하였다.

-폴리락틱 수지-

L-락티드 및 D-락티드의 혼합물(90/10, 몰 비율)의 고리-열림 중합에 의해 수득된 [폴리락틱 수지]를 사용하였다. [폴리락틱 수지]는 약 20,000의 Mw 및 -25℃/MPa의 압력에 대한 유리 전이 온도의 기울기 변화를 갖는다.

-폴리에스테르 수지 2(압력 가소성 재료)의 합성-

냉각 튜브, 교반기 및 질소 유입구 튜브가 장착된 반응기를 세바스산 283 부; 1,6-헥산디올 215 부; 및 중축합 촉매로서 티탄 디하이드록시비스(트리에탄올아미네이트) 1 부로 충전하고, 발생되는 물을 증류시키면서 이를 180℃에서 질소 스트림 하에 8 시간 동안 반응되도록 하였다. 다음, 220℃로 점진적으로 가열하면서, 발생된 물 및 1,6-헥산디올을 증류시키면서, 4 시간 동안 질소 스트림 하에 반응을 계속하였다. 추가로, Mw가 약 17,000에 도달할 때까지 5 mmHg 내지 20 mmHg의 감압하에 반응을 계속하고, 63℃의 융점을 갖는 [폴리에스테르 수지 2](결정성 폴리에스테르 수지)를 수득하였다. [폴리에스테르 수지 2]는 -5℃/MPa이 압력에 대한 유리 전이 온도의 기울기 변화를 갖는다.

-폴리우레탄 수지 1(압력 가소성 재료)의 합성-

냉각 튜브, 교반기 및 질소 유입구 튜브가 장착된 반응기를 세바스산 283 부; 1,6-헥산디올 215 부; 및 중축합 촉매로서 티탄 디하이드록시비스(트리에탄올아미네이트) 1 부로 충전하고, 발생된 물을 증류시키면서 이를 질소 스트림 하에 180℃에서 8 시간 동안 반응되도록 하였다. 다음, 이를 점진적으로 220℃로 가열하면서, 물 및 1,6-헥산디올을 증류시키면서, 4 시간 동안 질소 스트림 하에 반응을 계속하였다. 추가로, Mw가 약 6,000에 도달할 때까지 5 mmHg 내지 20 mmHg의 감압하에 반응을 계속하였다. 그 다음, 수득된 결정성 수지 249 부를 냉각 튜브, 교반기 및 질소 유입구 튜브가 장착된 반응기로 옮기고, 에틸 아세테이트 250 부 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI) 9 부를 가하고, 이를 질소 스트림 하에 80℃에서 5 시간 동안 반응되도록 하였다. 그 후, 에틸 아세테이트를 감압하에 증류시키고, 약 20,000의 Mw 및 65℃의 융점을 갖는 [폴리우레탄 수지 1](결정성 폴리우레탄 수지)을 수득하였다. [폴리우레탄 수지 1]는 -6℃/MPa의 압력에 대한 유리 전이 온도의 기울기 변화를 갖는다.

이로써 수득된 다양한 수지의 유리 전이 온도 Tg, 융점 Ta, 연화 온도 Tb 및 Tb/Ta와 같은 변수를 표 1에 나타낸다.

(실시예 1)

실시예 1에서, 제1 양태의 하나의 예로서 도 6의 입자 제조 장치(2)를 사용하여 토너를 제조하였다. 여기서, 실린더(31)로서 이산화탄소 실린더를 사용하고, 실린더(41)로서 질소 실린더를 사용하였다.

또한, 실시예 1에서, 하기를 원재료로서 사용하였다.

ㆍ폴리에스테르 수지 1 95 부

ㆍ착색제 [구리 프탈로시아닌 블루(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.사 제조, C. I. 안료 블루 15:3)] 5 부

ㆍ파라핀 왁스(융점 79℃) 5 부

파라핀 왁스를 제외한 원재료를 믹서에서 혼합한 다음, 2-롤 밀을 사용하여 용융-혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각을 위해 롤링하였다. 이러한 혼련된 생성물을 도 6의 입자 제조 장치(2)의 셀(11)에 놓고 150℃로 가열하였다.

또한, 파라핀 왁스를 입자 제조 장치(2)의 셀(21)에 놓고 150℃로 가열하였다.

다음, 펌프(12)를 작동시키고 밸브(13)를 개방하여, 혼련된 생성물을 혼합 장치(14)로 공급하였다. 또한, 펌프(22)를 작동시키고 밸브(23)를 개방하여 파라핀 왁스를 혼합 장치(14)에 공급함으로써, 혼합물 및 파라핀 왁스를 혼합 장치(14)에서 혼합하였다. 이로써, 원재료 혼합물을 수득하였다.

다음, 펌프(32)를 작동시키고 밸브(33)를 개방하여, 이산화탄소를 제1 압축성 유체로서 도입하여 각각 150℃ 및 65 MPa의 온도 및 압력을 갖도록 하였다, 또한, 혼합 장치(14)에서 수득된 원재료 혼합물을 혼합 장치(15)로 공급하여 원재료 혼합물과 제1 압축성 유체를 연속적으로 접촉시키고 혼합 장치(15)에서 혼합하고, 용융물을 수득하였다.

수득된 용융물을 4 mPaㆍs의 점도를 갖는다. 여기서, 진동 점도계(XL7, Hydramotion사 제조)를 용융물의 점도를 측정하는데 사용하고, 측정은 하기 기재된 조건 하에 수행하였다. 샘플 및 압축성 유체(이산화탄소)를 고압 셀에 도입하고, 점도 측정을 150℃ 및 65 MPa의 조건 하에 수행하였다.

다음, 배압 밸브(46)를 개방하고, 펌프(42) 및 히터(48)를 사용하여, 초임계 질소를 제2 압축성 유체로서 노즐(17)로부터 분사하여 각각 65 MPa 및 150℃의 압력 및 온도를 유지하였다. 노즐(17)로서, 100 ㎛의 홀 직경을 갖는 노즐을 사용하였다. 이러한 조건에서 배압 밸브(16)를 개방하여, 원재료 혼합물과 제1 압축성 유체를 접촉시켜 수득한 용융물을 용융물로 공급된 제2 압축성 유체와 함께 노즐(17)로부터 연속적으로 분사하였다. 여기서, 다공성 필터를 배압 밸브(16)와 노즐(17) 사이에 배치하였다.

여기서, 펌프(12), 펌프(22), 펌프(32), 배압 밸브(16) 및 배압 밸브(46)를 조절함으로써 초고압 파이프(10f)를 통과하는 용융물은 각각 100℃ 및 65 MPa의 정온 및 정압을 갖는다. 분사된 용융물을 분무하고 고체화하였다. 고체화된 토너를 [토너 1]로서 간주하였다.

이로써 수득된 [토너 1]의 입자는 5.3 ㎛의 용적-평균 입경(Dv), 4.7 ㎛의 수-평균 입경(Dn) 및 1.13의 Dv/Dn을 갖는다. 여기서, 용적-평균 입경 및 수-평균 입경에 대한 용적-평균 입경의 비율(용적-평균 입경/수-평균 입경)은 입자 크기 측정 기구 "COULTER COUNTER TAII"(Beckman Coulter, Inc.사 제조)를 사용하여 측정하였다.

또한, 수득된 [토너 1]의 입자는 검출 한계 이하의 잔여 용매 농도를 갖는다. 여기서, 잔여 용매 농도는 기체 크로마토그래피(GC-14A)(Shimadzu Corporation사 제조)를 사용하여 측정하였다.

수득된 [토너 1]의 입자는 4.8 질량%의 이형제 함량을 갖는다. 여기서, 이형제 함량은 자동 시차 주사 열량계(DSC-60A)(Shimadzu Corporation사 제조)를 사용하여 측정된 흡열성으로부터 수득하였다.

표 2-1 내지 표 2-3은 실시예 1 뿐만 아니라 하기 기재된 다른 실시예 및 비교 실시예의 다양한 제조 조건을 나타낸다. 표 2-3에서, "동공의 최대 페레 직경" 및 "이형제 입자의 최대 페레 직경" 열에서 "-"는 "측정되지 않음"을 의미함을 주의한다.

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 2-3]

*N/D는 "검출 한계 이하"를 의미한다.

(실시예 2 내지 6)

실시예 1에서 사용된 [폴리에스테르 수지 1]를 [폴리에스테르 수지 2]로 변경하고, 공정 온도, 공정 압력 및 노즐 직경을 표 2-1 내지 표 2-3의 실시예 2 내지 6에 나타낸 값으로 변경하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 [토너 2 내지 6]를 각각 수득하였다.

(실시예 7 및 8)

실시예 1에서 사용된 [폴리에스테르 수지 1]를 [폴리우레탄 수지 1]로 변경하고, 공정 온도, 공정 압력 및 노즐 직경을 표 2-1 내지 표 2-3의 실시예 7 및 8에 나타낸 값으로 변경하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 [토너 7 및 8]을 각각 수득하였다.

실시예 9 내지 16에서, 미리 분무된 이형제를 사용하여 토너를 제조하였다.

-파라핀 왁스 미립자(이형제 입자)의 제조-

79℃의 융점을 갖는 파라핀 왁스를 고압 셀에 넣었다. 40℃의 온도 및 40 MPa의 압력을 갖도록 조절된 조절된 초임계 유체로서 이산화탄소를 고압 셀에 도입한 후, 1 시간 동안 교반하였다. 수득된 용융물을 검출 한계 이하의 점도(1 mPaㆍs 이하)를 갖는다. 여기서, 진동 점도계(XL7, Hydramotion사 제조)를 용융물의 점도 측정에 사용하였다. 샘플 및 압축성 유체(이산화탄소)를 고압 셀에 넣고, 점도 측정을 40℃ 및 40 MPa 조건 하에 수행하였다. 다음, 펌프 및 히터를 사용하여 40℃ 및 40 MPa 조건을 유지하면서, 이형제의 용융물을 배출 장치의 과립형 물질 형성 유닛으로 도입하였다. 용융물을 배출 장치의 저장소 구획으로 도입하고, 320 kHz의 AC 주파수를 갖는 사인파를 라미네이트화된 PZT로 구성된 진동 유닛에 인가하였다. 이로써, 배출 장치를 자극하여 과립형 물질을 형성하고, 이를 대기압하에 배출하고, 왁스 미립자를 수득하였다. 배출을 위한 쓰루-홀(through-hole)로서, 하운즈투쓰(houndstooth) 패턴으로 뚫린 8.0 ㎛의 직경을 갖는 홀 100개를 갖는 50 ㎛의 두께를 갖는 SUS(스테인리스 강)를 사용하였다. 여기서, 고압 셀에서, 각각 40℃ 및 40 MPa의 정온 및 정압을 유지하였다. 또한, 저장소 구획 내의 압력 및 과립형 물질 형성 유닛 내의 과립 사이의 차이가 80±50 kPa가 되도록 조절하였다. 수득된 왁스 미립자를 0.33 ㎛의 용적-평균 입경(Dv), 0.32 ㎛의 수-평균 입경(Dn) 및 1.03의 Dv/Dn를 갖는다. 여기서, 본 발명의 실시예에서, 용적-평균 입경(Dv) 및 수-평균 입경에 대한 용적-평균 입경의 비율을 입자 크기 측정 기구(COULTER COUNTER TAII)(Beckman Coulter, Inc.사 제조)를 사용하여 측정하였다.

(실시예 9)

실시예 9에서, 이에 적용된 도 9의 제2 압축성 유체를 공급하기 위한 수단으로서 제2 양태의 하나의 예로서 도 7의 입자 제조 장치(3)를 사용하여 토너를 제조하였다.

실시예 9에서, 이산화탄소 실린더를 실린더(31)로서 사용하고, 질소 기체 실린더를 실린더(41)로서 사용하였다. 또한, 실시예 9에서, 원재료로서 하기를 사용하였다.

ㆍ폴리에스테르 수지 1 95 부

ㆍ착색제 [구리 프탈로시아닌 블루(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.사 제조, C. I. 안료 블루 15:3)] 5 부

ㆍ파라핀 왁스 미립자(융점 79℃) 5 부

파라핀 왁스 미립자를 제외한 원재료를 믹서에서 혼합한 다음, 2-롤 밀을 사용하여 용융-혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각을 위해 롤링하였다. 이러한 혼련된 생성물 및 파라핀 왁스 미립자를 도 7에 도시된 입자 제조 장치(3)의 고압 셀(51)에 넣었다. 제1 압축성 유체로서, 이산화탄소를 70℃ 및 65 MPa 조건 하에 도입한 다음, 1 시간 동안 교반하였다. 이 때 수득된 용융물은 20 mPaㆍs의 점도를 갖는다. 다음, 배압 밸브(46)를 개방하고, 펌프(42) 및 히터(48)를 작동시켰다. 그 다음, 압력 및 온도를 각각 65 MPa 및 70℃로 유지하면서, 제2 압축성 유체로서 초임계 질소를 노즐(17)로부터 분사하였다. 이러한 조건에서, 배압 밸브(16)를 개방하고, 펌프(52)를 작동시켰다. 그 다음, 제2 압축성 유체를 용융물에 공급하면서 용융물을 분사하였다. 이 때, 펌프(32) 및 배압 밸브(53)를 조절함으로써 고압 셀(51)에서 정온 및 정압을 각각 70℃ 및 65 MPa로 유지하였다. 분사된 용융물을 분무한 다음, 고체화하였다. 고체화된 토너를 [토너 9]로서 간주하였다.

(실시예 10)

실시예 10에서, 하기를 원재료로서 사용하였다.

ㆍ폴리에스테르 수지 2 95 부

ㆍ착색제 [구리 프탈로시아닌 블루(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.사 제조, C. I. 안료 블루 15:3)] 5 부

ㆍ파라핀 왁스 미립자(융점 79℃) 5 부

파라핀 왁스 미립자를 제외한 토너 원재료를 믹서에서 혼합한 다음, 2-롤 밀을 사용하여 용융-혼련시키고, 혼련된 생성물을 냉각을 위하여 롤링하였다. 이러한 혼련된 생성물 및 파라핀 왁스 미립자를 도 9의 입자 제조 장치(5)의 셀(11)에 넣고, 70℃에서 가열하여 압력 가소성 재료를 가소화하였다. 펌프(32)를 작동시키고 밸브(33)를 개방하여, 제1 압축성 유체로서 이산화탄소를 70℃ 및 10 MPa 조건 하에 도입하였다. 또한, 펌프(12)를 작동시키고 밸브(13)를 개방하여, 가소화된 혼련된 생성물 및 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15)에서 혼합하였다.

다음, 배압 밸브(46)를 개방하고, 펌프(42) 및 히터(48)를 사용하여 10 MPa 및 70℃ 조건으로 유지하면서, 제2 압축성 유체로서 초임계 질소를 노즐(17)로부터 분사하였다. 이러한 조건에서, 배압 밸브(16)를 개방하고, 혼련된 생성물 및 제1 압축성 유체를 접촉시킴으로써 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하면서, 용융물을 노즐(17)로부터 분사하였다. 이 때, 펌프(12), 펌프(32), 배압 밸브(16) 및 배압 밸브(46)를 조절함으로써, 초고압 파이프(10f)를 통과한 용융물은 각각 70℃ 및 10 MPa의 정온 및 정압을 갖는다. 분사된 용융물을 분무한 후, 고체화하였다. 고체화된 토너를 [토너 10]로 간주하였다.

(실시예 11 내지 14)

공정 온도, 공정 압력 및 노즐 직경을 표 2-1 내지 표 2-3의 실시예 11 내지 14에 나타낸 값으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 10과 동일한 방식으로 [토너 11 내지 14]를 각각 수득하였다.

(실시예 15, 16)

실시예 10에서 사용된 [폴리에스테르 수지 2]를 [폴리우레탄 수지 1]로 변경한 것 및 공정 온도, 공정 압력 및 노즐 직경을 표 2-1 내지 표 2-3의 실시예 15 및 16에 나타낸 값으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 10과 동일한 방식으로 [토너 15, 16]를 각각 수득하였다.

(실시예 17)

[폴리락틱 수지]를 도 9의 입자 제조 장치(5)의 셀(11)에 넣고, 170℃로 가열하여 압력 가소성 재료를 가소화한다. 펌프(12)를 작동시키고 밸브(13)를 개방하여, 제1 압축성 유체로서 이산화탄소를 170℃ 및 65 MPa 조건에서 도입하였다. 또한, 펌프(32)를 작동시키고 밸브(33)를 개방하여, 가소화된 혼련된 생성물 및 제1 압축성 유체를 혼합 장치(15)에서 혼합하였다. 다음, 배압 밸브(46)를 개방하고, 압력 및 온도를 각각 65 MPa 및 170℃로 유지하는 펌프(42) 및 히터(48)를 사용하여, 제2 압축성 유체로서 초임계 질소를 노즐(17)로부터 분사하였다. 이러한 조건하에, 배압 밸브(46)를 개방하고, 혼련된 생성물과 제1 압축성 유체를 접촉시켜 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하면서, 용융물을 노즐(17)로부터 분사하였다. 이 때, 펌프(12) 및 펌프(32)를 조절함으로써, 혼합 장치(15)를 통과하는 용융물은 각각 170℃ 및 65 MPa의 정온 및 정압을 갖는다. 분사된 용융물을 분무한 후, 고체화하였다. 고체화된 입자를 [입자 17]로서 간주하였다.

(비교 실시예 1)

비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 2-몰 부가물, 테레프탈산 및 무수 프탈산으로부터 수득된 비-변성 폴리에스테르(a) 및 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 2-몰 부가물, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수 프탈산 및 이소포론 디이소시아네이트로부터 수득된 이소시아네이트 기-함유 프리폴리머(b)(Mw: 35,000)를 수득하였다.

또한, 케티민 화합물(c)을 이소포론 디아민 및 메틸 에틸 케톤으로부터 수득하였다.

프리폴리머(b) 20 부, 폴리에스테르(a) 55 부 및 에틸 아세테이트 78.6 부로 충전한 후, 용해를 위하여 교반하였다. 다음, 이형제(융점: 61℃)로서 쌀 왁스 10 부 및 카본 블랙 4 부를 가하고, 40℃, 12,000 rpm 및 5 분 조건 하에 이를 TK 호모믹서를 사용하여 교반하였다. 그 후, 20℃ 및 30 분 조건 하에 비드 밀을 사용하여 이를 분쇄하였다. 수득된 분산액을 토너-물질 오일 분산액(d)으로 지칭한다.

비커를 이온교환수 306 부; 10-% 현탁액 삼인산칼슘 265 부; 및 나트륨 도데실벤젠설포네이트 0.2 부로 충전하고, 이를 TK 호모믹서를 사용하여 12,000 rpm에서 교반하고, 수성 분산액(e)를 수득하였다. 토너-물질 오일 분산액(d) 및 케티민 화합물(c) 2.7 부를 수성 분산액(e)에 가한 다음, 교반하고, 이로써 우레아 반응이 진행되도록 하였다.

1 시간 내에 감압하에 50℃ 이하의 온도에서 유기 용매를 제거한 후, 반응 후 분산액(점도: 3,500 mPaㆍs)을 여과, 세척, 건조 및 최종적으로 공기 선별하고, 구형의 [비교 토너 1]을 수득하였다.

또한, 각각의 실시예 및 비교 실시예의 토너에 있어서, 이형제 입자 및 토너의 동공의 최대 페레 직경의 평균 값은 하기와 같이 수득하였다. 입자의 횡단면을 전자 현미경으로 관찰하고, 횡단면 사진을 촬영하였다. 수득된 횡단면 사진을 화상 처리 소프트웨어(ImageJ, National Institutes of Health(NIH))로 처리 및 이치화하고, 이형제 부분을 확인한다. 확인된 이형제 입자 또는 동공의 최대 페레 직경 중에서, 직경이 큰 순서로 이들 중 30개를 선택하고, 이의 평균을 이형제 입자 또는 동공의 최대 페레 직경의 평균으로 간주한다.

실시예 및 비교 실시예로부터 수득된 각각의 토너의 100 질량부에, 소수성 실리카 0.7 질량부 및 소수성 산화티탄 0.3 질량부를 가하고, 이를 HENSCHEL 믹서에서 5 분 동안 8 m/s의 주변 속도에서 혼합하였다. 혼합 후 분말을 100 ㎛의 체 개구부를 갖는 메쉬를 통과시키고, 조대 분말을 제거하였다.

여기서, 실시예에서 수득된 토너는 압력 가소성 재료 내에 캡슐화된 복수의 입자형 이형제를 포함하였다. 다른 한편으로, 비교 실시예에서 수득된 토너는 압력 가소성 재료 내에 오직 부분적으로만 캡슐화된 이형제를 포함하고, 이형제가 압력 가소성 재료로부터 돌출되는 영역이 관찰되었다.

다음, 이러한 외부 첨가제로 처리된 이러한 토너 5 질량% 및 실리콘 수지로 코팅되고 40 ㎛의 평균 입경을 갖는 구리-아연 페라이트 캐리어 95 질량%를 균일하게 혼합하고, 튜블라(Turbula) 믹서를 사용하여 교반용 롤링 용기를 충전하였다. 이로써, 2-성분 현상제 [현상제 1, 2, 3, 7, 9, 14, 15, 16 및 18]를 제조하였다. 여기서, [현상제 1, 2, 3, 7, 9, 14, 15, 16, 18]에 사용된 토너는 각각 [토너 1, 2, 3, 7, 9, 14, 15 및 16, 및 비교 토너 1]에 상응한다. 여기서, 2-성분 현상제는 [토너 4 내지 6, 8 및 10 내지 13]의 제조에 사용되지 않았다.

또한, 소수성 실리카 0.7 질량부 및 소수성 이산화티탄 0.3 질량부를 [토너 1, 2, 3, 7, 9, 14, 15 및 16, 비교 토너 1] 각각 100 질량부에 가하고, 이를 8 m/s의 주변 속도에서 5 분 동안 HENSCHEL 믹서에서 혼합하고, 1-성분 현상제 [현상제 101, 102, 103, 107, 109, 114, 115, 116 및 118]를 제조하였다. 여기서, [현상제 101, 102, 103, 107, 109, 114, 115, 116 및 118]에서 사용된 토너는 상기 [토너 1, 2, 3, 7, 9, 14, 15 및 16, 비교 토너 1]에 상응하였다. 여기서, 1-성분 현상제는 [토너 4 내지 6, 8 및 10 내지 13]의 제조에 사용되지 않았다.

<평가>

수득된 현상제를 화상 형성 장치(IPSIO COLOR 8100(Ricoh Company, Ltd.사 제조)를 2-성분 현상제의 평가에 사용하고, IMAGIO NEO C200(Ricoh Company, Ltd.사 제조)를 1-성분 현상제의 평가에 사용하였다) 상에 각각 삽입하였다. 화상을 출력하여 하기와 같이 평가하였다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

<<화상 농도>>

0.3±0.1 mg/cm²의 저부착량으로서 토너 부착량을 갖는 고체 화상을 전사지로서 보통지(Ricoh Company, Ltd.사 제조, TYPE 6200) 상에 출력하였다. 그 다음, 화상 농도를 농도계 X-RITE(X-Rite, Inc.사 제조)로 측정하고, 하기 기준을 기초로 하여 평가하였다.

-평가 기준-

A: 화상 농도 1.4 이상

B: 1.35 이상 내지 1.4 미만

C: 1.3 이상 내지 1.35 미만

D: 1.3 미만

<<토너 비산>>

40℃의 온도 및 90%의 상대 습도를 갖는 환경에서, 무-오일 정착 방법을 위하여 개조 및 조정된 화상 형성 장치(Ricoh Company, Ltd.사 제조, IPSIO COLOR 8100)를 평가 장치로서 사용하였다. 상기 기재된 평가 장치를 사용하여, 5%의 화상 면적율을 갖는 차트의 100,000 매 연속 출력의 내구성 시험을 현상제를 사용하여 수행하고, 복사기에서 토너 오염의 조건을 하기 기준을 기초로 하여 육안으로 평가하였다.

-평가 기준-

A: 토너 오염이 전혀 관찰되지 않아 바람직한 조건

B: 오염이 경미하게 관찰되어 문제가 없는 우수함

C: 일부 오염이 관찰되어 양호함

D: 심각한 오염이 있어 허용되지 않음

<<전사 특성>>

20%의 화상 면적율을 갖는 차트를 감광체로부터 종이에 전사한 후, 클리닝 후 감광체 광 상의 전사 잔여 토너를 백지에 스카치 테입(Sumitomo 3M Ltd.사 제조)를 사용하여 전사하였다. 이를 MacBeth 반사 농도계 RD514를 사용하여 측정하고, 하기 기준을 기초로 하여 하여 평가하였다.

-평가 기준-

A: 백지와의 차이가 0.005 미만이었다.

B: 백지와의 차이가 0.005 이상 내지 0.011 미만이었다.

C: 백지와의 차이가 0.011 이상 내지 0.020 이하이었다.

D: 백지와의 차이가 0.020 초과이었다.

<<대전 안정성>>

12%의 화상 면적율을 갖는 캐릭터-화상 패턴 100,000 매 연속 출력의 내구성 시험을 현상제를 사용하여 수행하고, 그 때 대전량 변화를 평가하였다. 소량의 현상제를 슬리브로부터 수집하고, 대전량 변화를 블로우-오프(blow-off) 방법으로 수득하고, 하기 기준을 기초로 하여 평가하였다.

-평가 기준-

B: 대전량 변화는 5 μC/g 미만이었다.

C: 대전량 변화는 5 μC/g 이상 내지 10 μC/g 미만이었다.

D: 대전량 변화는 10 μC/g 초과이었다.

<<필름 형성 특성>>

화상 면적율 100%, 75% 및 50%의 각각의 밴드 차트를 1,000 매 출력한 후, 현상 롤러 및 감광체 상의 필름 형성을 육안으로 관찰하고, 하기 평가 기준을 기초로 하여 평가하였다.

-평가 기준-

A: 필름 형성이 전혀 발생하지 않았다.

B: 필름 형성이 약간 발생하였다.

C: 파문상(streaky) 필름 형성이 발생하였다.

D: 전체 표면에서 필름 형성이 발생하였다.

<<클리닝성>>

화상 면적율 95%의 차트를 1.000 매 출력 후, 클리닝 단계를 통과한 감광체 상의 전사 잔여 토너를 스카치 테입(Sumitomo 3M Ltd.사 제조)으로 백지에 전사하였다. 이를 Macbeth 반사 농도계 RD514를 이용하여 측정하고, 하기 기준에 기초하여 평가하였다.

-평가 기준-

A: 백지와의 차이가 0.005 미만이었다.

B: 백지와의 차이가 0.005 이상 내지 0.011 미만이었다.

C: 백지와의 차이가 0.011 이상 내지 0.020 이하이었다.

D: 백지와의 차이가 0.020 초과이었다.

<<정착성>>

전자사진 복사기(IPSIO CX8800, Ricoh Company, Ltd.사 제조)의 정착 부재가 정착 롤러로서 테플론(TEFLON)(등록 상표) 롤러로 개조된 장치를 사용하여, 토너 부착량 0.85±0.1 mg/cm²의 고체 화상을 다양한 정착 벨트 온도로 각각의 두꺼운 종이의 백지 및 전사지, 즉 TYPE 6200(Ricoh Company, Ltd.사 제조) 및 복사 및 출력 용지 <135>(Ricoh Business Expert Co., Ltd.사 제조) 상에 형성하였다. 이 때, 핫-오프셋이 백지 상에 발생하지 않는 상한 온도를 최대 정착 온도로 정의하였다. 또한, 패드로 문지른 두꺼운 종이 상에 고체 상에 고체 화상의 화상 농도의 남아 있는 비율이 70% 이상인 하한 온도를 최소 정착 온도로 정의하였다.

-최대 정착 온도의 평가 기준-

A: 최대 정착 온도는 190℃ 이상이었다.

B: 최대 정착 온도는 180℃ 이상 내지 190℃ 미만이었다.

C: 최대 정착 온도는 170℃ 이상 내지 180℃ 미만이었다.

D: 최대 정착 온도는 170℃ 미만이었다.

-최소 정착 온도의 평가 기준-

A: 최소 정착 온도는 115℃ 미만이었다.

B: 최소 정착 온도는 115℃ 이상 내지 125℃ 미만이었다.

C: 최소 정착 온도는 125℃ 이상 내지 155℃ 미만이었다.

D: 최소 정착 온도는 155℃ 이상이었다.

본 발명의 측면은, 예를 들면, 하기와 같다.

<1> 결합제 수지 및 이형제를 포함하는 토너로서,

토너는 결합제 수지로서 압력 가소성 재료를 포함하고,

이형제는 복수의 입자형 이형제를 포함하며,

도메인 상을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되는 것인 토너.

<2> 상기 <1>에 있어서, 입자형 이형제는 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 것인 토너.

<3> 상기 <1> 또는 <2>에 있어서, 압력 가소성 재료는 카르보닐 기 함유 수지를 포함하는 것인 토너.

<4> 상기 <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 있어서, 압력 가소성 재료는 결정성 수지를 포함하는 것인 토너.

<5> 상기 <4>에 있어서, 결합제 수지에 대한 결정성 수지의 함량이 50 질량% 이상인 토너.

<6> 상기 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 있어서, 토너는 유기 용매를 포함하지 않는 것인 토너.

<7> 상기 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 있어서, 토너는 토너 내부에 동공을 포함하는 것인 토너.

<8> 상기 <7>에 있어서, 동공은 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 것인 토너.

<9> 상기 <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 따른 토너를 포함하는 현상제.

<10> 감광체;

감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 정전 잠상 형성 유닛;

상기 <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 따른 토너를 포함하는 현상제를 포함하고, 현상제로 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하는 현상 유닛;

가시 화상을 기록 매체에 전사하는 전사 유닛; 및

기록 매체에 전사된 가시 화상을 정착시키는 정착 유닛

을 포함하는 화상 형성 장치.

<11> 압력 가소성 재료 및 이형제를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 이형제의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;

혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 토너는 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제가 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 토너인 토너 제조 방법.

<12> 압력 가소성 재료 및 이형제를, 이형제의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 이형제의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 토너는 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제가 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 토너인 토너 제조 방법.

<13> 상기 <11> 또는 <12>에 있어서, 용융물은 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 것인 방법.

<14> 상기 <11> 내지 <13> 중 어느 하나에 있어서, 과립화 단계는 과립화를 위해 용융물을 분사하는 동안 용융 단계에서 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하는 것을 포함하는 것인 방법.

<15> 압력 가소성 재료 및 분산된 입자를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 분산된 입자의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;

혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료 및 복수의 분산된 입자를 포함하고, 도메인 상을 형성하는 분산된 입자는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 것인 입자의 제조 방법.

<16> 압력 가소성 재료 및 분산된 입자를, 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및

용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계

를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료 및 복수의 분산된 입자를 포함하고, 도메인 상을 형성하는 분산된 입자는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 것인 입자의 제조 방법.

<17> 상기 <15> 또는 <16>에 있어서, 용융물은 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 것인 방법.

<18> 상기 <15> 내지 <17> 중 어느 하나에 있어서, 과립화 단계는 과립화를 위해 용융물을 분사하는 동안 용융 단계에서 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하는 것을 포함하는 것인 방법.

<19> 압력 가소성 재료; 및

입자 내 동공

을 포함하는 입자로서,

동공은 10 nm 이상 내지 500 nm 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 입자.

1 입자 제조 장치
2 입자 제조 장치
3 입자 제조 장치
4 입자 제조 장치
5 입자 제조 장치
11, 21 셀
31, 41 실린더
12, 22, 32, 42, 52 펌프
13, 23, 33, 43 밸브
16, 46 배압 밸브
38, 48 히터
14, 15 혼합 장치
17 노즐
51 고압 셀
T 토너

Claims (19)

1. 결합제 수지 및 이형제를 포함하는 토너로서,
   토너는 결합제 수지로서 압력 가소성 재료(pressure plastic material)를 포함하고,
   이형제는 복수의 입자형 이형제(particulate releasing agent)를 포함하며,
   도메인 상(domain phase)을 형성하는 입자형 이형제는 연속 상(continuous phase)을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되는 것인 토너.
2. 제1항에 있어서, 입자형 이형제는 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레(Feret) 직경을 갖는 것인 토너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 가소성 재료는 카르보닐 기 함유 수지를 포함하는 것인 토너.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 가소성 재료는 결정성 수지를 포함하는 것인 토너.
5. 제4항에 있어서, 결합제 수지에 대한 결정성 수지의 함량이 50 질량% 이상인 토너.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 토너는 유기 용매를 포함하지 않는 것인 토너.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 토너는 토너 내부에 동공(pore)을 포함하는 것인 토너.
8. 제7항에 있어서, 동공은 300 nm 이상 내지 1.5 ㎛ 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 것인 토너.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 토너를 포함하는 현상제.
10. 감광체;
    감광체 상에 정전 잠상(latent electrostatic image)을 형성하는 정전 잠상 형성 유닛;
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 토너를 포함하는 현상제를 포함하고, 현상제로 정전 잠상을 현상하여 가시 화상을 형성하는 현상 유닛;
    가시 화상을 기록 매체에 전사하는 전사 유닛; 및
    기록 매체에 전사된 가시 화상을 정착시키는 정착 유닛
    을 포함하는 화상 형성 장치.
11. 압력 가소성 재료 및 이형제를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 이형제의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;
    혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및
    용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계
    를 포함하고, 토너는 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제가 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 토너인 토너 제조 방법.
12. 압력 가소성 재료 및 이형제를, 이형제의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및
    용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 이형제의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계
    를 포함하고, 토너는 도메인 상을 형성하는 입자형 이형제가 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 토너인 토너 제조 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 용융물은 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 것인 방법.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 과립화 단계는 과립화를 위해 용융물을 분사하는 동안 용융 단계에서 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하는 것을 포함하는 것인 방법.
15. 압력 가소성 재료 및 분산된 입자를 연속적으로 공급하고 합하여 압력 가소성 재료와 분산된 입자의 혼합물을 연속적으로 형성하고, 혼합물을 다음 단계로 연속적으로 공급하는 혼합 단계;
    혼합물을 제1 압축성 유체와 서로 접촉시켜 혼합물을 용융시키는 용융 단계; 및
    용융 단계에서 수득된 용융물을 과립화를 위해 분사하는 과립화 단계
    를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료 및 복수의 분산된 입자를 포함하고, 도메인 상을 형성하는 분산된 입자는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 것인 입자의 제조 방법.
16. 압력 가소성 재료 및 분산된 입자를, 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 제1 압축성 유체와 접촉시켜 압력 가소성 재료를 용융시키는 용융 단계; 및
    용융 단계에서 수득된 용융물을, 과립화를 위해 분산된 입자의 융점 미만의 온도에서 분사하는 과립화 단계
    를 포함하고, 입자는 압력 가소성 재료 및 복수의 분산된 입자를 포함하고, 도메인 상을 형성하는 분산된 입자는 연속 상을 형성하는 압력 가소성 재료 중에 분산되어 있는 것인 입자의 제조 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 용융물은 500 mPaㆍs 이하의 점도를 갖는 것인 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 과립화 단계는 과립화를 위해 용융물을 분사하는 동안 용융 단계에서 수득된 용융물에 제2 압축성 유체를 공급하는 것을 포함하는 것인 방법.
19. 압력 가소성 재료 및 입자 내 동공을 포함하는 입자로서, 동공은 10 nm 이상 내지 500 nm 미만의 평균 최대 페레 직경을 갖는 것인 입자.

Images