KR20220089375A - Polymerized toner and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중합 토너 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 바인더 수지, 안료, 분산제, TiO2, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하고, 상기 토너 입자 내에 TiO2의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 본 발명에 따라 제조된 중합 토너는 좁은 입경 분포와 함께 높은 화상농도와 우수한 전사효율로 균일한 화상 구현이 가능한 우수한 물성을 가진다. 본 발명의 중합 토너를 사용할 경우, 전사효율이 95% 이상이며, 인쇄 용지에서 화상 농도가 1.35 이상으로 매우 우수한 물성을 가질 수 있다. 이와 같이, 95% 이상의 높은 전사효율을 가짐으로써 적은 소모량으로 높은 화상 농도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 중합 토너는 높고 균일한 화상의 구현을 요구하는 전자 사진의 현상, 인쇄 등의 분야에 효과적으로 적용 가능하고, 이를 이용하여 뛰어난 품질의 인쇄 결과물을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a polymerized toner and a method for manufacturing the same, comprising toner particles comprising a binder resin, a pigment, a dispersant, TiO 2 , a charge control agent and a wax, and wherein the average particle diameter of TiO 2 in the toner particles is 500 nm or less The polymerized toner prepared according to the present invention has excellent physical properties capable of realizing a uniform image with high image density and excellent transfer efficiency with a narrow particle size distribution. When the polymerized toner of the present invention is used, the transfer efficiency is 95% or more, and the image density on the printing paper is 1.35 or more, which can have very good physical properties. As such, by having a high transfer efficiency of 95% or more, there is an advantage in that a high image density can be realized with a small amount of consumption. Therefore, the polymerized toner of the present invention can be effectively applied to fields such as electrophotographic development and printing that require the realization of high and uniform images, and it is expected that excellent quality printing results can be obtained by using the polymerized toner.
Description
본 발명은 중합 토너 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 중합 토너의 토너 입자에 바인더 수지, 안료, 분산제, 전하 조절제 및 왁스와 함께 TiO2를 필수 구성성분으로 첨가시켜 제조함으로써 높은 화상 농도와 우수한 전사효율의 구현이 가능한 칼러(color) 중합 토너 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymerized toner and a method for manufacturing the same, and more particularly, by adding TiO 2 as an essential component together with a binder resin, a pigment, a dispersant, a charge control agent, and a wax to the toner particles of the polymerized toner, a high image density and a color polymerized toner capable of realizing excellent transfer efficiency, and a method for manufacturing the same.
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 문서작성 등이 일반화됨에 따라 프린터와 같은 화상 형성 장치의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 토너의 사용량 또한 증가되고 있는 실정이다.Toner is used for electrophotographic development, electrostatic printers, copiers, etc., and refers to a paint that can form a desired pattern by being transferred and fixed on an object to be transferred. Recently, as the creation of documents using computers has become common, the demand for image forming apparatuses such as printers is rapidly increasing, and accordingly, the amount of toner used is also increasing.
일반적으로 토너를 제조하는 방법으로는 분쇄를 이용한 제조 방법과 중합을 이용한 제조방법이 있다. 가장 널리 알려진 방법인 분쇄를 이용한 제조 방법은 용융-혼합 공정을 통해 수지와 안료를 함께 넣고 용융-혼합 혹은 압출한 후 분쇄하고 분급하여 토너 입자를 제조한다. 그러나, 이 공정에 의해 제조된 토너 입자는 입경의 분포가 넓고, 뾰족한 모서리를 가지는 등 매우 불규칙한 형상을 가지기 때문에 대전성이나 흐름성이 좋지 않은 문제점이 있었다.In general, as a method of manufacturing a toner, there are a manufacturing method using pulverization and a manufacturing method using polymerization. A manufacturing method using pulverization, which is the most widely known method, prepares toner particles by putting a resin and a pigment together through a melt-mixing process, melt-mixing or extruding them, then pulverizing and classifying them. However, the toner particles produced by this process have a wide particle size distribution and very irregular shapes, such as sharp corners, and thus have poor chargeability and flowability.
이러한 문제를 해결하기 위하여 중합법에 의해 구형의 토너 입자를 제조하는 방법이 제시되었다. 이같이 중합법에 의한 토너의 제조 방법으로는 에멀젼 중합법(응집법)과 현탁 중합법이 알려져 있는데, 에멀젼 중합법은 입자 의 크기 분포를 제어하기 어렵고 제조된 토너의 품질 재현성에 문제가 있기 때문에, 현탁 중합에 의한 토너 제조 방법이 좀더 선호되고 있다.In order to solve this problem, a method for preparing spherical toner particles by polymerization has been proposed. Emulsion polymerization (agglomeration) and suspension polymerization are known as methods for producing toners by the polymerization method. However, the emulsion polymerization method is difficult to control particle size distribution and has a problem in the quality reproducibility of the manufactured toner. A method of preparing a toner by polymerization is more preferred.
이와 같이 현탁 중합에 의하여 제조되는 토너는 바인더 수지용 단량체 및 안료, 왁스, 전하조절제 또는 개시제 등의 각종 첨가제를 균일하게 분산시켜 혼합물을 제조하고, 이러한 혼합물을 수계 분산액에 미세한 액적의 형태로 분산시킨 후 후중합 과정을 거치게 된다. As described above, the toner produced by suspension polymerization is prepared by uniformly dispersing various additives such as a binder resin monomer and pigment, wax, charge control agent or initiator, and dispersing the mixture in the form of fine droplets in an aqueous dispersion. It is then subjected to a post-polymerization process.
그러나, 높은 화상농도를 구현하기 위해서는 토너 입자내 안료 농도를 높여야 하며, 이에 따른 높은 안료 농도에 의한 원재료비 상승과 함께 입자 내 안료의 응집에 따른 분산에 문제점이 발생한다.However, in order to realize a high image density, it is necessary to increase the pigment concentration in the toner particles, and accordingly, the raw material cost increases due to the high pigment concentration, and there is a problem in dispersion due to aggregation of the pigment in the particles.
따라서, 높은 화상 농도와 우수한 전사효율의 구현이 가능한 중합 토너 개발에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for research on the development of polymerized toners capable of realizing high image density and excellent transfer efficiency.
이에 본 발명자들은 중합 토너 제조시 토너 입자에 바인더 수지, 안료, 분산제, 전하 조절제 및 왁스와 함께 TiO2를 필수 구성으로 첨가시킴으로써 인쇄에 적용시 높은 화상 농도를 나타낼 뿐만 아니라 우수한 전사효율을 가지는 중합 토너를 제조할 수 있다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors added TiO 2 as an essential component together with binder resin, pigment, dispersant, charge control agent and wax to toner particles when manufacturing polymerized toner, thereby exhibiting high image density when applied to printing and polymerized toner having excellent transfer efficiency. The present invention was completed by finding that it can be prepared.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 높은 화상 농도 및 우수한 전사효율의 구현이 가능하여 전자 사진의 현상 등의 분야에서 매우 우수한 인쇄 성능을 발휘할 수 있는 중합 토너를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the technical problem to be solved in the present invention is to provide a polymerized toner capable of realizing high image density and excellent transfer efficiency, thereby exhibiting very excellent printing performance in the field of electrophotographic development.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 중합 토너의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing the polymerized toner.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 In order to solve the above technical problem, the present invention
중합 토너에 있어서, A polymerized toner comprising:
바인더 수지, 안료, 분산제, TiO2, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하고, a binder resin, a pigment, a dispersant, TiO 2 , a charge control agent, and toner particles comprising a wax,
상기 토너 입자 내에 TiO2의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 중합 토너를 제공한다.Provided is a polymerized toner, wherein an average particle diameter of TiO 2 in the toner particles is 500 nm or less.
바람직하게, 상기 토너 입자는 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 안료 분산제 0.1 내지 20 중량%, TiO2 0.1 내지 2 중량%, 전하 조절제 0.1 내지 5 중량% 및 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the toner particles include 50 to 95% by weight of a binder resin, 1 to 20% by weight of a pigment, 0.1 to 20% by weight of a pigment dispersant, 0.1 to 2% by weight of TiO 2 , 0.1 to 5% by weight of a charge control agent, and 0.1 to 30% by weight of a wax It is characterized in that it contains % by weight.
바람직하게, 상기 바인더 수지는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체, 염기성 올레핀계 단량체, 또는 이들 혼합물의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 한다.Preferably, the binder resin is a styrene-based monomer, an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, a diene-based monomer, an acidic olefin-based monomer, a basic olefin-based monomer, or a polymer or copolymer of a mixture thereof.
바람직하게, 상기 바인더 수지는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 한다.Preferably, the binder resin comprises (a) a styrenic monomer; and (b) a polymer or copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, and a diene-based monomer.
바람직하게, 상기 바인더 수지가 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체, 및 (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 중합한 단량체의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 한다.Preferably, the binder resin is a styrene-based monomer of (a), (b) at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer and a diene-based monomer, and (c) an acidic olefin-based monomer. It is characterized in that it is a polymer or copolymer of a monomer obtained by polymerizing one or more monomers selected from the group consisting of monomers and basic olefinic monomers.
바람직하게, 상기 토너 입자는 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the toner particles further include at least one additive selected from the group consisting of a reaction initiator, a crosslinking agent, a molecular weight control agent, a lubricant, and a coupling agent.
바람직하게, 상기 토너 입자의 평균 입경이 4 내지 10 ㎛것을 특징으로 한다.Preferably, the toner particles have an average particle diameter of 4 to 10 μm.
상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 입자를 포함하는 중합 토너의 제조방법을 제공한다:In order to solve the other technical problems described above, the present invention provides a method for preparing a polymerized toner including toner particles, characterized in that it is prepared according to a method comprising the steps of:
(S1) 분산제를 포함하는 수계 분산액을 제조하는 단계; (S1) preparing an aqueous dispersion containing a dispersant;
(S2) 바인더 수지, 안료, TiO2, 전하조절제 및 왁스를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (S2) preparing a mixture by mixing a binder resin, a pigment, TiO 2 , a charge control agent and a wax; and
(S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 혼합물을 상기 단계 (S1)에서 제조된 수계 분산액에 첨가한 다음 현탁 중합하여 토너 입자를 제조하는 단계.(S3) preparing toner particles by adding the mixture prepared in step (S2) to the aqueous dispersion prepared in step (S1) and then performing suspension polymerization.
바람직하게, 본 발명의 중합 토너의 제조방법의 상기 단계 (S2)는 안료를 첨가한 후에 비드밀로 8,000 내지 20,000 rpm의 교반 속도 하에서 10 내지 120 min 동안 밀링하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (S2) of the method for preparing a polymerized toner of the present invention, after adding the pigment, milling is performed with a bead mill at a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm for 10 to 120 min.
바람직하게, 본 발명의 중합 토너의 제조방법의 상기 밀링 공정은 상기 단계 (S2)의 혼합물 100 중량부에 대하여 20 내지 50 중량부의 비드(beads)를 첨가하여 수행하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the milling process of the method for preparing the polymerized toner of the present invention is characterized in that it is performed by adding 20 to 50 parts by weight of beads based on 100 parts by weight of the mixture of step (S2).
바람직하게, 본 발명의 중합 토너의 제조방법의 상기 단계 (S3)에서 현탁 중합은 60 내지 90 ℃에서 8 내지 20 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (S3) of the method for preparing a polymerized toner of the present invention, the suspension polymerization is performed at 60 to 90° C. for 8 to 20 hours.
바람직하게, 본 발명의 중합 토너의 제조방법은 (1) 분산제를 제거하는 단계; 및 (2) 상기 토너 입자를 건조하는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method for preparing the polymerized toner of the present invention comprises the steps of (1) removing the dispersant; and (2) drying the toner particles.
바람직하게, 본 발명의 중합 토너의 제조방법은 상기 단계 (S3)에서 제조된 토너 입자의 외부를 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method for preparing the polymerized toner of the present invention further comprises the step of coating the outside of the toner particles prepared in step (S3).
본 발명에 따라 제조된 중합 토너는 좁은 입경 분포와 함께 높은 화상농도와 우수한 전사효율로 균일한 화상 구현이 가능한 우수한 물성을 가진다. 본 발명의 중합 토너를 사용할 경우, 전사효율이 95% 이상이며, 인쇄 용지에서 화상 농도가 1.35 이상으로 매우 우수한 물성을 가질 수 있다. 이와 같이, 95% 이상의 높은 전사효율을 가짐으로써 적은 소모량으로 높은 화상 농도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 중합 토너는 높고 균일한 화상의 구현을 요구하는 전자 사진의 현상, 인쇄 등의 분야에 효과적으로 적용 가능하고, 이를 이용하여 뛰어난 품질의 인쇄 결과물을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.The polymerized toner prepared according to the present invention has excellent physical properties capable of realizing a uniform image with high image density and excellent transfer efficiency with a narrow particle size distribution. When the polymerized toner of the present invention is used, the transfer efficiency is 95% or more, and the image density on the printing paper is 1.35 or more, which can have very good physical properties. As described above, by having a high transfer efficiency of 95% or more, there is an advantage in that a high image density can be realized with a small amount of consumption. Therefore, the polymerized toner of the present invention can be effectively applied to fields such as electrophotographic development and printing that require the realization of high and uniform images, and it is expected that excellent quality printing results can be obtained by using the polymerized toner.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 중합 토너에 있어서, 바인더 수지, 안료, 분산제, TiO2, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하고, 상기 토너 입자 내에 TiO2의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 중합 토너를 제공한다.The present invention provides a polymerized toner, comprising toner particles comprising a binder resin, a pigment, a dispersant, TiO 2 , a charge control agent, and a wax, and wherein the average particle diameter of TiO 2 in the toner particles is 500 nm or less. provides
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 토너 입자는 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 안료 분산제 0.1 내지 20 중량%, TiO2 0.1 내지 2 중량%, 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%, 및 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, the toner particles include 50 to 95% by weight of a binder resin, 1 to 20% by weight of a pigment, 0.1 to 20% by weight of a pigment dispersant, 0.1 to 2% by weight of TiO 2 , 0.1 to 5% by weight of a charge control agent % by weight, and 0.1 to 30% by weight of wax.
본 발명의 중합 토너에서 TiO2는 중합 토너의 높은 화상 농도 및 높은 전사 효율을 구현하기 위하여 토너 입자에 사용되며, 토너 입자에 0.1 내지 2 중량%의 양으로 첨가한다. 이 때 TiO2의 양이 0.1 중량% 미만일 경우 화상 농도 및 전사 효율이 향상되지 않으며, TiO2의 양이 2 중량%를 초과할 경우에는 토너 입자에 균일한 분산이 이뤄지지 않아 오히려 화상 농도가 떨어지고 전사 효율도 현저히 저하될 수 있다.In the polymerized toner of the present invention, TiO 2 is used in toner particles to realize high image density and high transfer efficiency of the polymerized toner, and is added to the toner particles in an amount of 0.1 to 2 wt%. At this time, if the amount of TiO 2 is less than 0.1 wt%, image density and transfer efficiency are not improved . Efficiency can also be significantly reduced.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 중합 토너 입자내에 형성된 TiO2 평균 입경은 10nm 내지 500 nm이며, 바람직하게는 10nm 내지 400 nm일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the TiO 2 average particle diameter formed in the polymerized toner particles of the present invention may be 10 nm to 500 nm, preferably 10 nm to 400 nm.
상기 TiO2 평균입경이 10nm 미만일 경우에는 본 발명의 목적 효과인 우수한 화상 농도 및 전사효율을 수득하기 어려우며, TiO2 평균입경이 500 nm를 초과하는 경우에는 토너 입자에 균일한 분산이 이뤄지지 않아 오히려 화상 농도가 떨어지고 전사 효율도 현저히 저하될 수 있다.When the TiO 2 average particle diameter is less than 10 nm, it is difficult to obtain excellent image density and transfer efficiency, which are the objective effects of the present invention . The concentration may drop and the transfer efficiency may also be significantly reduced.
본 발명의 중합 토너 입자 내에서 안료와 함께 TiO2가 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. It is preferable that TiO 2 is uniformly dispersed together with the pigment in the polymerized toner particles of the present invention.
본 발명에서 사용하는 바인더 수지는 현탁 중합법으로 제조되는 토너 형성용 바인더 수지로서 별다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 다양한 단량체, 또는 이의 중합체 또는 공중합체가 사용될 수 있다. The binder resin used in the present invention may be used without particular limitation as a binder resin for toner formation prepared by suspension polymerization, and various monomers or polymers or copolymers thereof may be used.
상기 바인더 수지 단량체의 예로는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체, 염기성 올레핀계 단량체, 또는 이들 혼합물의 중합체 또는 공중합체를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of the binder resin monomer include a styrene-based monomer, an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, a diene-based monomer, an acidic olefin-based monomer, a basic olefin-based monomer, or a polymer or copolymer of a mixture thereof. It is not limited.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 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. 이 때, 상기 중합체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 총 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체 30 내지 95 중량부와 상기 (b)의 단량체 5 내지 70 중량부를 중합한 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the binder resin is (a) a styrenic monomer; and (b) a polymer or copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, and a diene-based monomer. In this case, the polymer comprises 30 to 95 parts by weight of the monomer of (a) and 5 to 70 parts by weight of the monomer of (b) with respect to a total of 100 parts by weight of the sum of the monomers of (a) and (b). It may be polymerized.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 중합체는 상기 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체, 및 (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 중합한 것으로 될 수 있다. 이 때, 상기 (c)의 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 총 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부의 양으로 중합될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polymer is a styrenic monomer of (a), (b) at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer and a diene-based monomer; and (c) one or more monomers selected from the group consisting of acidic olefinic monomers and basic olefinic monomers may be polymerized. In this case, the monomer of (c) may be polymerized in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the monomers of (a) and (b).
상기 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.The styrene-based monomer includes styrene, monochlorostyrene, methylstyrene, dimethylstyrene, and the like, and the acrylate-based monomer includes methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, and dodecyl acrylic. late, 2-ethylhexyl acrylate, and the like. And, the methacrylate-based monomer includes methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and the like. Examples of the diene-based monomer include butadiene and isoprene.
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.As the acidic olefinic monomer, α,β-ethylenically unsaturated compounds having a carboxyl group can be used, and as the basic olefinic monomer, a methacrylic acid ester of an aliphatic alcohol having an amine group or a quaternary ammonium group, methacrylamide, A vinyl amine type, a diallyl amine type, its ammonium salt, etc. can be used.
상기 바인더 수지는 토너 입자에 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 93 중량%, 좀더 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이 때 상기 바인더 수지의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 수득하기 어려우며, 동시에 정착 과정에서 토너가 정착롤을 오염시키는 현상인 오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 없다. The binder resin may be included in the toner particles in an amount of 50 to 95% by weight, preferably 60 to 93% by weight, and more preferably 70 to 90% by weight. At this time, if the content of the binder resin is out of the above range, it is difficult to obtain a uniform image with excellent image density and excellent transfer efficiency, and at the same time, it is possible to effectively prevent an offset phenomenon, which is a phenomenon in which the toner contaminates the fixing roll during the fixing process. none.
본 발명에서 사용하는 전하조절제로는 양이온성 전하조절제, 음이온성 전하조절제, 또는 이들의 혼합물일 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.The charge control agent used in the present invention may be a cationic charge control agent, an anionic charge control agent, or a mixture thereof. Examples of the cationic charge control agent include nigrosine-type dyes, high aliphatic metal salts, alkoxy amines, chelates, quaternary ammonium salts, alkylamides, fluorine treatment activators, metal salts of naphthalene acid, or mixtures thereof, and the anionic charge control agent chlorinated paraffins, chlorinated polyesters, polyesters containing acids, sulfonylamines of copper phthalocyanine, sulfonic acid groups, or mixtures thereof.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 전하조절제로 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용하는 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 중량평균 분자량이 2,000 내지 200,000인 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 산가가 1내지 40 mg KOH/g이고, 유리전이온도는 30 내지 120 ℃인 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, it is preferable to use a copolymer having a sulfonic acid group as the charge control agent, and more preferably, a copolymer having a sulfonic acid group having a weight average molecular weight of 2,000 to 200,000 may be used, Even more preferably, a copolymer having a sulfonic acid group having an acid value of 1 to 40 mg KOH/g and a glass transition temperature of 30 to 120° C. may be used.
이 때 상기 공중합체의 산가가 1 미만이면 전하조절제의 역할을 하지 못하며, 공중합체의 산가가 40 초과일 경우 혼합물의 계면특성에 영향을 미쳐 중합안정성을 악화시킨다. At this time, if the acid value of the copolymer is less than 1, it does not act as a charge control agent, and if the acid value of the copolymer is more than 40, it affects the interfacial properties of the mixture and deteriorates polymerization stability.
또한, 상기 공중합체의 유리전이온도가 30 ℃ 미만이면 표면에 노출되어 있는 전하조절제의 낮은 유리전이온도로 인해 인쇄시 토너 대 토너의 마찰-용융을 발생시켜 블록킹 현상을 유발할 수 있으며, 공중합체의 유리전이온도가 120 ℃ 초과일 경우 토너의 표면을 과도로 단단하게 하여 코팅성 및 정착성의 물성에 바람직하지 못하다. In addition, if the glass transition temperature of the copolymer is less than 30 ° C., friction-melting of toner to toner occurs during printing due to the low glass transition temperature of the charge control agent exposed on the surface, thereby causing a blocking phenomenon. When the glass transition temperature is higher than 120° C., the surface of the toner is excessively hardened, which is undesirable in the physical properties of coating properties and fixing properties.
한편, 상기 공중합체의 중량평균 분자량이 2,000 미만이면 바인더 수지와의 높은 상용성으로 표면 농도가 저하되어 전하조절제의 기능을 하지 못할 수 있으며, 공중합체의 중량평균 분자량이 200,000 초과일 경우 높은 분자량으로 인한 혼합물의 점도 증가로 중합 안정성과 입도 분포에 바람직하지 못하다. On the other hand, if the weight average molecular weight of the copolymer is less than 2,000, the surface concentration may be lowered due to high compatibility with the binder resin, and thus may not function as a charge control agent. Due to the increase in viscosity of the mixture, it is undesirable for polymerization stability and particle size distribution.
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.Specific examples of the copolymer having a sulfonic acid group include, but are not limited to, a styrene-acrylic copolymer having a sulfonic acid group, a styrene-methacrylic copolymer having a sulfonic acid group, or a mixture thereof.
상기 전하조절제는 토너 입자에 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이 때 상기 전하조절제의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 수득하기 어려우며, 동시에 정착 과정에서 토너가 정착롤을 오염시키는 현상인 오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 없다. The charge control agent may be included in the toner particles in an amount of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.3 to 4% by weight, and more preferably 0.5 to 3% by weight. At this time, if the content of the charge control agent is out of the above range, it is difficult to obtain a uniform image with excellent image density and excellent transfer efficiency, and at the same time, it is possible to effectively prevent an offset phenomenon, which is a phenomenon in which the toner contaminates the fixing roll during the fixing process. none.
본 발명에서 사용하는 왁스로는 파라핀 왁스, 미정질 왁스(microcrystalline wax), 또는 세레신 왁스 등의 석유 정제 왁스; 카르누바 왁스 등의 천연 왁스; 또는 폴리에스테르계 왁스, 폴리에틸렌계 왁스, 또는 폴리프로필렌계 왁스 등의 합성 왁스 또는 이들의 혼합물을 1종 이상 사용할 수 있다.Examples of the wax used in the present invention include petroleum refining waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, or ceresin wax; natural waxes such as carnuba wax; Alternatively, one or more synthetic waxes or mixtures thereof such as polyester wax, polyethylene wax, or polypropylene wax may be used.
상기 왁스는 토너 입자에 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 25 중량%, 좀더 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이 때 상기 왁스의 함량을 상기 범위 내에서 사용하여야 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 수득할 수 있다. The wax may be included in the toner particles in an amount of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 25% by weight, and more preferably 5 to 20% by weight. In this case, when the content of the wax is used within the above range, a uniform image with excellent image density and excellent transfer efficiency can be obtained.
본 발명에서 사용하는 안료는 바인더 수지에 분산되어 사용되는 Yellow 안료로서, 바람직하게는 카본 블랙일 수 있다.The pigment used in the present invention is a yellow pigment used while being dispersed in a binder resin, and may preferably be carbon black.
상기 안료는 토너 입자에 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 15 중량%, 좀더 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이 때 상기 안료의 함량이 상기 범위내로 사용될 경우 중합 토너의 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 구현함 동시에 정착 과정에서 토너가 정착롤을 오염시키는 현상인 오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있다.The pigment may be included in the toner particles in an amount of 1 to 20% by weight, preferably 2 to 15% by weight, and more preferably 3 to 10% by weight. At this time, when the content of the pigment is used within the above range, it is possible to realize a uniform image and excellent transfer efficiency with excellent image density of the polymerized toner, and at the same time effectively prevent an offset phenomenon, which is a phenomenon in which the toner contaminates the fixing roll during the fixing process. have.
본 발명에서 사용하는 분산제는 수계 매체 내에서 액적 형태로서 존재하고 있는 바인더 수지용 단량체 또는 카본 블랙 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. 또한, 이러한 분산제는 수계 매체 내에서 중합 반응 종료 후에 산이나 알칼리(alkali) 처리, 또는 온수 세척 등을 통하여 가용화되고, 토너 입자로부터 분리될 수 있다.The dispersing agent used in the present invention prevents aggregation between particles such as a monomer for binder resin or carbon black existing in the form of droplets in an aqueous medium, and allows these particles to be uniformly dispersed. In addition, the dispersant serves to stabilize the droplet particles by uniformly adsorbing on the droplet surface. In addition, the dispersant may be solubilized through an acid or alkali treatment, or washing with hot water after the polymerization reaction is completed in an aqueous medium, and separated from the toner particles.
상기 분산제는 무기 분산제, 유기 분산제, 음이온성 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 분산제는 토너 입자에 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 0.2 내지 15 중량%, 좀더 바람직하게는 0.3 내지 10 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 이 때 상기 분산제의 함량이 상기 범위내로 사용될 경우 중합 토너의 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 구현함 동시에 정착 과정에서 토너가 정착롤을 오염시키는 현상인 오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있다.The dispersant may include an inorganic dispersant, an organic dispersant, an anionic surfactant, or a mixture thereof. Such a dispersant may be included in the toner particles in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 15% by weight, and more preferably 0.3 to 10% by weight. In this case, when the content of the dispersant is used within the above range, uniform images and excellent transfer efficiency are achieved with excellent image density of the polymerized toner, and at the same time, it is possible to effectively prevent an offset phenomenon, which is a phenomenon in which the toner contaminates the fixing roll during the fixing process. have.
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.Specific examples of the inorganic dispersant include calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, hydroxy apatite, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, Calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, bentonite, silica, alumina, or mixtures thereof, and the like.
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.Specific examples of the water-soluble organic dispersant include polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxy propyl cellulose, ethyl cellulose, carboxyl methyl Cellulose (carboxyl methyl cellulose) and its sodium salt, polyacrylic acid and its salt, starch (starch) or a mixture thereof, and the like.
상기 음이온성 계면활성제의 구체적인 예로는 지방산염, 알킬 황산에스테르염, 알킬아릴 황산에스테르염, 디알킬설포숙신산염, 알킬 인산염 또는 이들의 혼합물 등이 있다.Specific examples of the anionic surfactant include fatty acid salts, alkyl sulfate salts, alkylaryl sulfate salts, dialkylsulfosuccinates, alkyl phosphates, or mixtures thereof.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 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.According to one embodiment of the present invention, a more preferred example of the dispersant may be calcium phosphate. Such calcium phosphate may be obtained in the form of crystals in an aqueous solution by mixing an aqueous solution of sodium phosphate and an aqueous solution of calcium chloride, and the aqueous dispersion may be in a form in which calcium phosphate crystals are uniformly dispersed in water.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 토너 입자는 반응개시제, 가교제, 분자량 조절제, 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등), 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 첨가제는 상기 토너 입자에 0.1 내지 10 중량%의 양으로 포함될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the toner particles may further include one or more additives selected from the group consisting of a reaction initiator, a crosslinking agent, a molecular weight regulator, a lubricant (eg, oleic acid, stearic acid, etc.), and a coupling agent. and these additives may be included in the toner particles in an amount of 0.1 to 10% by weight.
이 때, 상기 반응개시제는 토너 입자에 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기 가교제는 토너 입자에 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기 분자량 조절제는 토너 입자에 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 양으로 사용될 수 있고, 상기 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등)는 토너 입자에 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 사용될 수 있으며, 상기 커플링제는 토너 입자에 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 양으로 더 포함할 수 있다.In this case, the reaction initiator may be used in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.3 to 8% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight of the toner particles, and the crosslinking agent is 0.01 to 5% by weight to the toner particles. It may be used in an amount of weight %, preferably 0.05 to 4 weight %, more preferably 0.1 to 3 weight %, and the molecular weight modifier is 0.1 to 10 weight %, preferably 0.3 to 8 weight %, to the toner particles; More preferably, it may be used in an amount of 0.5 to 5% by weight, and the lubricant (eg, oleic acid, stearic acid, etc.) is added to the toner particles in an amount of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 4% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight, and the coupling agent may be further included in an amount of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 4% by weight, and more preferably 0.1 to 3% by weight of the toner particles.
상기 반응개시제로는 유용성 개시제와 수용성 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스발레로니트릴 등의 아조계 개시제; 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드 등의 유기 퍼옥사이드; 과황산칼슘, 과황산암모늄 등의 일반적으로 쓰이는 수용성 개시제 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.As the reaction initiator, an oil-soluble initiator and a water-soluble initiator may be used. Specifically, azo initiators, such as azobisisobutyronitrile and azobisvaleronitrile; organic peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide; A commonly used water-soluble initiator such as calcium persulfate and ammonium persulfate may be used, and one type or a mixture of two or more types may be used.
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.The crosslinking agent is divinylbenzene, ethylene dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,6-hexamethylene diacrylate, allyl methacrylate, 1,1,1-trimethylol propane triacrylate, triallylamine, tetraallyloxyethane, or mixtures thereof.
상기 분자량 조절제로는 t-도데실 메르캅탄, n-도데실 메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, 사염화탄소 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The molecular weight modifier may include t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, carbon tetrachloride, or a mixture thereof.
상기 활제 및 커플링제로는 중합 토너 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 것은 별다른 제한 없이 사용 가능하다.As the lubricant and coupling agent, those known to be applicable to the preparation of polymerized toner may be used without particular limitation.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 토너 입자는 실리카, 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물 등의 외첨제를 포함하는 코팅막을 더 포함할 수 있다. 이러한 외첨제는 상기 토너 입자의 최외부에 코팅된 형태로 존재할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the toner particles may further include a coating layer including an external additive such as silica, titanium dioxide, or a mixture thereof. Such an external additive may be present in the form of coating on the outermost portion of the toner particles.
상기 실리카는 디메틸디클로로실란, 디메틸폴리실록산, 헥사메틸디실라잔, 아미노실란, 알킬실란 또는 옥타메틸시클로테트라실록산 등의 실란 화합물로 표면 처리된 것이 바람직하다. The silica is preferably surface-treated with a silane compound such as dimethyldichlorosilane, dimethylpolysiloxane, hexamethyldisilazane, aminosilane, alkylsilane or octamethylcyclotetrasiloxane.
상기 이산화티타늄은 고온에서 안정한 러타일(rutile) 또는 저온에서 안정한 아나타제(anatase) 구조를 가진 것을 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있으며, 80 내지 200 nm, 바람직하게는 100 내지 150 nm의 입자 크기를 갖는 것을 적용할 수 있다.The titanium dioxide may be used alone or in combination with a rutile stable at high temperature or an anatase structure stable at a low temperature, and having a particle size of 80 to 200 nm, preferably 100 to 150 nm can be applied
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 중합 토너에서 토너 입자의 평균 입경은 4 내지 10 ㎛이며, 바람직하게는 5 내지 8 ㎛, 좀더 바람직하게는 6 내지 7 ㎛일 수 있다. 이러한 토너 입자의 평균 입경은 화상 농도 및 비산 방지 측면에서 4 ㎛ 이상이 될 수 있으며, 상기 토너 입자의 평균 입경은 소모량 절감 측면에서 10 ㎛ 이하가 될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the average particle diameter of the toner particles in the polymerized toner of the present invention may be 4 to 10 μm, preferably 5 to 8 μm, and more preferably 6 to 7 μm. The average particle diameter of these toner particles may be 4 μm or more in terms of image density and scattering prevention, and the average particle diameter of the toner particles may be 10 μm or less in terms of consumption reduction.
본 발명의 중합 토너 입자 내에서 안료와 함께 TiO2가 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. It is preferable that TiO 2 is uniformly dispersed together with the pigment in the polymerized toner particles of the present invention.
본 발명에 따라 제조된 중합 토너는 좁은 입경 분포와 함께 높은 화상농도와 우수한 전사효율로 균일한 화상 구현이 가능한 우수한 물성을 가진다. 구체적으로, 본 발명의 중합 토너를 사용할 경우, 전사효율이 95% 이상이며 인쇄 용지에서 화상 농도가 1.35 이상으로 매우 우수한 물성을 가질 수 있다. 이와 같이, 90% 이상의 높은 전사효율을 가짐으로써 적은 소모량으로 높은 화상 농도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 우수한 전사효율과 함께 1.35 이상의 우수한 화상농도를 가지는 이점이 있다. The polymerized toner prepared according to the present invention has excellent physical properties capable of realizing a uniform image with high image density and excellent transfer efficiency with a narrow particle size distribution. Specifically, when the polymerized toner of the present invention is used, the transfer efficiency is 95% or more, and the image density on the printing paper is 1.35 or more, which can have very excellent physical properties. As such, by having a high transfer efficiency of 90% or more, there is an advantage in that a high image density can be realized with a small amount of consumption. In addition, there is an advantage of having an excellent image density of 1.35 or more with excellent transfer efficiency.
한편, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 입자를 포함하는 중합 토너의 제조방법을 제공한다:On the other hand, the present invention provides a method for preparing a polymerized toner comprising toner particles, characterized in that it is prepared according to a method comprising the steps of:
(S1) 분산제를 포함하는 수계 분산액을 제조하는 단계; (S1) preparing an aqueous dispersion containing a dispersant;
(S2) 바인더 수지, 안료, TiO2, 전하조절제 및 왁스를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (S2) preparing a mixture by mixing a binder resin, a pigment, TiO 2 , a charge control agent and a wax; and
(S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 혼합물을 상기 단계 (S1)에서 제조된 수계 분산액에 첨가한 다음 현탁 중합하여 토너 입자를 형성하는 단계.(S3) adding the mixture prepared in step (S2) to the aqueous dispersion prepared in step (S1) and then performing suspension polymerization to form toner particles.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S1)의 분산제를 포함하는 수계 분산액을 제조하는 단계에서는 분산제를 물에 혼합하여 수계 분산액을 형성할 수 있다. 이러한 수계 분산액을 균질화시키기 위하여 교반하는 단계 또는 전단력을 가하는 단계를 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 수계 분산액을 제조하는 단계는 인산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 혼합하여 수용액 상에서 결정의 형태인 인산칼슘을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 인산 칼슘은 분산제로 사용될 수 있으며, 상기 수계 분산액은 물에 인산 칼슘 결정이 균일하게 분산되어 있는 형태일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of preparing the aqueous dispersion including the dispersing agent of step (S1), the dispersing agent may be mixed with water to form an aqueous dispersion. In order to homogenize such an aqueous dispersion, a step of stirring or applying a shear force may be applied. Specifically, preparing the aqueous dispersion may include mixing an aqueous sodium phosphate solution and an aqueous calcium chloride solution to obtain calcium phosphate in the form of crystals in the aqueous solution. Such calcium phosphate may be used as a dispersant, and the aqueous dispersion may be in a form in which calcium phosphate crystals are uniformly dispersed in water.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S2)의 혼합물을 제조하는 단계에서는 안료를 첨가한 후에 비드밀로 8,000 내지 20,000 rpm의 교반 속도 하에서 10 내지 120 min 동안 밀링하는 공정을 수행하는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, in the step of preparing the mixture of step (S2), it is preferable to perform a milling process for 10 to 120 min with a bead mill under a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm with a bead mill after adding the pigment do.
상기 밀링(milling) 공정을 최적 조건 하에서 수행함으로써, 안료 응집체가 상술한 바와 같이 소정의 범위로 평균 입경을 갖는 중합 토너를 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 중합 토너가 인쇄에 적용시 높은 화상 농도를 가질 수 있을 뿐만 아니라 높은 전사 효율 또한 구현할 수 있다. By performing the milling process under optimal conditions, a polymerized toner having the average particle diameter of the pigment aggregates within a predetermined range as described above can be prepared, and the polymerized toner thus prepared has a high image density when applied to printing. Not only can it have, but also high transfer efficiency can be realized.
특히, 본 발명에서 상기 단계 (S2)의 혼합물을 제조하는 단계는 용기 내에 안료를 첨가한 후에 교반 속도 8,000 내지 20,000 rpm, 바람직하게는 9,000 내지 18,000 rpm, 좀더 바람직하게는 10,000 내지 14,000 rpm의 속도로 교반하면서 10 내지 120 min 동안, 바람직하게는 20 내지 100 min 동안, 좀더 바람직하게는 30 내지 60 min 동안 밀링하는 것이 바람직하다.In particular, in the present invention, the step of preparing the mixture of step (S2) is a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm, preferably 9,000 to 18,000 rpm, more preferably 10,000 to 14,000 rpm after adding the pigment in the container. It is preferred to mill with stirring for 10 to 120 min, preferably for 20 to 100 min, more preferably for 30 to 60 min.
이 때 상기 교반 속도가 8,000 rpm 미만인 경우에는 안료를 혼합물에 균일하게 분산시키기 어려울 수 있으며, 상기 교반 속도가 20,000 rpm을 초과하는 경우에는 안료의 표면이 손상되어 안료의 응집이 증가하여 안료 응집체의 크기가 과도하게 커질 수 있다. At this time, if the stirring speed is less than 8,000 rpm, it may be difficult to uniformly disperse the pigment in the mixture. may become excessively large.
또한, 상기 밀링 시간에 따라 안료 응집체의 크기가 달라질 수 있으며, 상기 밀링 시간이 20 min 미만으로 짧은 경우에는 안료가 토너 입자 표면에 편중되어 토너 입자의 대전성(chargability)을 저하시켜 전사 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 상기 밀링 시간이 50 min을 초과하여 필요 이상으로 많은 시간으로 밀링 공정을 수행하는 경우에는, Yellow 안료의 표면이 손상되어 안료 응집체의 크기가 증가하며, 토너 입자의 대전성(chargability)을 저하시켜 전사 효율이 떨어질 수 있다.In addition, the size of the pigment agglomerate may vary depending on the milling time, and when the milling time is shorter than 20 min, the pigment is concentrated on the toner particle surface to decrease the chargeability of the toner particle, thereby reducing the transfer efficiency. can Conversely, when the milling process is performed for a longer time than necessary because the milling time exceeds 50 min, the surface of the yellow pigment is damaged, the size of the pigment aggregate increases, and the chargeability of the toner particles is lowered. This may reduce the transfer efficiency.
상기 밀링 공정은 혼합물의 부피에 절반에 해당하는 양의 비드밀을 사용하여 수행할 수 있으며, 상기 비드밀는 0.1 내지 1 mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.5 mm의 직경을 갖는 크기로 사용될 수 있다. The milling process may be performed using a bead mill in an amount corresponding to half the volume of the mixture, and the bead mill may be used in a size having a diameter of 0.1 to 1 mm, preferably 0.2 to 0.5 mm.
이러한 밀링 공정을 통하여 상기 단계 (S2)의 혼합물을 제조하는 단계에서는 상기 토너 입자 내에 형성된 안료 응집체의 평균 입경이 500 nm 이하인 중합 토너가 제조되고 높은 화상농도 및 전사효율을 구현할 수 있게 된다.In the step of preparing the mixture of step (S2) through this milling process, a polymerized toner having an average particle diameter of the pigment agglomerates formed in the toner particles of 500 nm or less is manufactured, and high image density and transfer efficiency can be realized.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 밀링 공정은 혼합물 100 중량부에 대하여 20 내지 50 중량부, 바람직하게는 22 내지 48 중량부, 좀더 바람직하게는 25 내지 45 중량부의 비드(beads)를 첨가하여 수행할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the milling process, 20 to 50 parts by weight, preferably 22 to 48 parts by weight, more preferably 25 to 45 parts by weight of beads based on 100 parts by weight of the mixture are added. can be done by
상기 단계 (S2)의 혼합물을 제조하는 단계에서는 상기 혼합물은 바인더 수지, 안료, 안료 분산제, TiO2, 전하 조절제 및 왁스를 혼합하고 충분히 녹여서 형성될 수 있으며, 호모게나이저를 이용하여 수계 분산액에 균질화시킬 수 있다. In the step of preparing the mixture of step (S2), the mixture may be formed by mixing and sufficiently dissolving a binder resin, a pigment, a pigment dispersant, TiO 2 , a charge control agent and a wax, and homogenizing it in an aqueous dispersion using a homogenizer can do it
상기 혼합물을 상기 수계 분산액에 혼합하고 현탁 중합함으로써 토너 입자를 형성할 수 있는데, 보다 구체적으로, 상기 토너 입자를 형성하는 단계는, 상기 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하는 단계; 상기 수계 분산액 및 혼합물에 전단력을 가하여 상기 혼합물을 수계 분산액에 액적 형태로 균질화하는 단계; 및 상기 균질화된 혼합물을 현탁 중합하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상기 혼합물 및 수계 분산액은 호모게나이저를 이용하여 균질화시킬 수 있다.Toner particles may be formed by mixing the mixture with the aqueous dispersion and suspension polymerization. More specifically, the forming of the toner particles may include: adding the mixture to the aqueous dispersion; applying a shear force to the aqueous dispersion and mixture to homogenize the mixture in the form of droplets in the aqueous dispersion; and suspension polymerization of the homogenized mixture. And, as described above, the mixture and the aqueous dispersion may be homogenized using a homogenizer.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단계 (S3)의 혼합물을 수계 분산액에 첨가하여 현탁 중합하여 토너 입자를 형성하는 단계에서는 수계 분산액에 상기 혼합물을 미세한 물방물(액적) 형태로 균일하게 분산하여 중합 반응을 진행하면 적절한 크기의 구형 토너 입자를 형성할 수 있다. 이러한 미세한 물방울(액적) 형태의 분산을 위하여, 호머게나이저를 이용하여 상기 혼합물과 수계 분산액에 전단력을 가해 균질화시킬 수 있는데, 구체적으로, 호모게나이저를 이용하여 상기 수계 분산액과 혼합된 혼합물을 5,000 rpm 내지 20,000 rpm, 바람직하게 는 8,000 rpm 내지 17,000 rpm의 속도로 균질화하여, 상기 혼합물을 상기 수계 분산액 내에서 미세 액적 형태로 분산시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of adding the mixture of step (S3) to the aqueous dispersion to form toner particles by suspension polymerization, the mixture is uniformly dispersed in the aqueous dispersion in the form of fine water droplets (droplets). Thus, the polymerization reaction can form spherical toner particles of an appropriate size. For dispersion in the form of such fine water droplets (droplets), a shear force is applied to the mixture and the aqueous dispersion using a homogenizer to homogenize. Specifically, the mixture mixed with the aqueous dispersion using a homogenizer is 5,000 By homogenizing at a speed of rpm to 20,000 rpm, preferably 8,000 rpm to 17,000 rpm, the mixture may be dispersed in the form of fine droplets in the aqueous dispersion.
상기 현탁 중합은 60 내지 90 ℃에서 8 내지 20 시간 동안 이루어질 수 있다. 보다 바람직한 예로, 상기 현탁중합은 50 내지 70 ℃에서 8 내지 12 시간 동안 현탁 중합 반응을 진행한 후, 80 내지 110 ℃로 승온한 후 30분 내지 4 시간 동안 반응을 진행할 수 있다.The suspension polymerization may be performed at 60 to 90 °C for 8 to 20 hours. As a more preferred example, in the suspension polymerization, the suspension polymerization reaction is performed at 50 to 70° C. for 8 to 12 hours, and then the temperature is raised to 80 to 110° C., and the reaction may be performed for 30 minutes to 4 hours.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 중합 토너의 제조방법은 (1) 분산제를 제거하는 단계; 및 (2) 상기 토너 입자를 건조하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for preparing a polymerized toner of the present invention comprises the steps of (1) removing a dispersant; and (2) drying the toner particles.
상기 분산제를 제거하는 단계 (1)는 분산제의 용해에 적합한 pH로 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 토너 입자가 생성된 분산액에 염산 또는 질산 등의 수용성 무기산을 첨가하여 pH를 2 이하, 바람직하게는 1.5 이하로 조정함으로써, 상기 분산제를 수용액상으로 용해시켜 토너 입자로부터 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.The step (1) of removing the dispersant may include adjusting the pH to a suitable pH for dissolving the dispersant. By adding a water-soluble inorganic acid such as hydrochloric acid or nitric acid to the dispersion in which the toner particles are produced to adjust the pH to 2 or less, preferably 1.5 or less, the dispersing agent can be dissolved in an aqueous solution and removed from the toner particles. In this dispersing agent removal step, the toner slurry containing less than 50% by weight of water can be obtained using a filtration device after the pH is appropriately adjusted and stirred for at least 5 hours to sufficiently dissolve the dispersant. In addition, in the step of removing the dispersant, a step of homogenizing the solution by applying a shear force with a homogenizer and a separation step using a centrifugal separator may be applied. In addition, after the above-described dispersing agent removal step, the dispersing agent can be more efficiently removed through the process of repeatedly removing moisture using a filter device and adding an excess of distilled water several times.
상기 토너 입자를 건조하는 단계 (2)는 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.Drying the toner particles (2) includes placing a toner cake from which the dispersant has been removed in a vacuum oven and vacuum drying at room temperature. However, the present invention is not limited thereto, and a drying method known to be commonly used in the manufacturing step of polymerized toner may be used without particular limitation.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 중합 토너의 제조방법은 상기 토너 입자의 외부를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 코팅 단계에서는 별도의 외첨제, 예를 들어, 실리카, 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물 등을 포함하는 무기 분말을 토너 입자 표면에 코팅할 수 있으며, 이러한 외첨제의 코팅 단계는 헨쉘 믹서를 사용해 상기 토너 입자에 외첨제를 첨가한 후, 고속 교반하는 방법으로 진행할 수 있다. 상기 실리카는 중합 토너에 사용 가능한 것으로 알려진 것을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 코팅 단계에서 적용 가능한 무기 분말에 관해서는 상술하였는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.According to one embodiment of the present invention, the method for preparing a polymerized toner of the present invention may further include coating the outside of the toner particles. In this coating step, a separate external additive, for example, an inorganic powder including silica, titanium dioxide, or a mixture thereof, may be coated on the toner particle surface. After adding the external additive to the particles, it may proceed by a method of high-speed stirring. The silica, which is known to be usable in the polymerized toner, may be used without particular limitation. As the inorganic powder applicable in the coating step has been described above, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 본 발명의 중합 토너의 제조방법은 상기 혼합물에 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.According to one embodiment of the present invention, the method for preparing a polymerized toner of the present invention further comprises the step of adding one or more additives selected from the group consisting of a reaction initiator, a crosslinking agent, a lubricant, a molecular weight regulator, and a coupling agent to the mixture. may include Specific examples and preferred content ranges of these additives are as described above.
본 발명에 따라 제조된 중합 토너는 좁은 입경 분포와 함께 높은 화상농도와 우수한 전사효율로 균일한 화상 구현이 가능한 우수한 물성을 가진다. 본 발명의 중합 토너를 사용할 경우, 전사효율이 95% 이상이며, 인쇄 용지에서 화상 농도가 1.35 이상으로 매우 우수한 물성을 가질 수 있다. 이와 같이, 95% 이상의 높은 전사효율을 가짐으로써 적은 소모량으로 높은 화상 농도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 중합 토너는 높고 균일한 화상의 구현을 요구하는 전자 사진의 현상, 인쇄 등의 분야에 효과적으로 적용 가능하고, 이를 이용하여 뛰어난 품질의 인쇄 결과물을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.The polymerized toner prepared according to the present invention has excellent physical properties capable of realizing a uniform image with high image density and excellent transfer efficiency with a narrow particle size distribution. When the polymerized toner of the present invention is used, the transfer efficiency is 95% or more, and the image density on the printing paper is 1.35 or more, which can have very good physical properties. As described above, by having a high transfer efficiency of 95% or more, there is an advantage in that a high image density can be realized with a small amount of consumption. Therefore, the polymerized toner of the present invention can be effectively applied to fields such as electrophotographic development and printing that require the realization of high and uniform images, and it is expected that excellent quality printing results can be obtained by using the polymerized toner.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 본 발명의 구체적인 구현예에 따른 중합 토너의 제조 방법 및 이에 따라 제조되는 중합 토너에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, a method for preparing a polymerized toner according to a specific embodiment of the present invention and a polymerized toner prepared accordingly will be described in detail with reference to Examples to help the understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified in various other forms, which are presented as an example of the invention, thereby not limiting the scope of the invention, and embodiments within the scope of the invention Various modifications are possible for The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
<실시예 1> 중합 토너의 제조<Example 1> Preparation of polymerized toner
(1) 중합 토너 제조(1) Preparation of polymerized toner
물 500 g에 0.1 M 인산나트륨 수용액 686 g과 1M 염화칼슘 100 g을 혼합하고 반응온도 70 ℃에서 20분간 교반하여, 인산칼슘 결정이 석출된 형태의 수계 분산액을 제조하였다. 상기 수계 분산액에서 인산칼슘의 함량은 하기의 혼합물 100 중량부에 대하여 3 중량부가 되도록 하였다.686 g of 0.1 M aqueous sodium phosphate solution and 100 g of 1M calcium chloride were mixed in 500 g of water and stirred at a reaction temperature of 70° C. for 20 minutes to prepare an aqueous dispersion in which calcium phosphate crystals were precipitated. The content of calcium phosphate in the aqueous dispersion was 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the following mixture.
스티렌 160 g, n-부틸 아크릴레이트 36 g, 및 아크릴산 4 g의 바인더 수지용 단량체, 가교제로 알릴메타크릴레이크 4 g, 분자량 조절제로 n-도데실 메르캅탄 0.4 g, 안료 분산제 3 g, 및 중량평균분자량이 16,500인 설폰산기를 포함한 스티렌-아크릴계 고분자 전하조절제(Styrene/2EHA/anionic functional monomer copolymer, FCA 1001 NS, 후지쿠라 카세이) 4 g를 혼합하고 1L 용기에 넣어 충분히 녹이고, 여기에 Cyan 안료(PV Fast Yellow H4G, Clariant社) 10 g와 TiO2(R902+, Chemours) 2g을 넣고 Cyan 안료가 단량체에 함침되게 한 후, 0.3 mm의 지르코늄 비드를 70 g 첨가한 후 10,000 rpm의 속도로 교반하며 60 분 동안 밀링(milling)을 실시한 후 200 mesh를 이용하여 비드를 제거하였다.Monomer for binder resin of 160 g of styrene, 36 g of n-butyl acrylate, and 4 g of acrylic acid, 4 g of allyl methacrylate as a crosslinking agent, 0.4 g of n-dodecyl mercaptan as a molecular weight modifier, 3 g of a pigment dispersant, and a weight 4 g of a styrene-acrylic polymer charge control agent (Styrene/2EHA/anionic functional monomer copolymer, FCA 1001 NS, Fujikura Kasei) containing a sulfonic acid group having an average molecular weight of 16,500 is mixed and fully dissolved in a 1L container, and the cyan pigment ( PV Fast Yellow H4G, Clariant Corporation) 10 g and TiO 2 (R902+, Chemours) 2 g were added, and the cyan pigment was impregnated in the monomer. Then, 70 g of 0.3 mm zirconium beads were added and stirred at a speed of 10,000 rpm 60 After milling for minutes, the beads were removed using 200 mesh.
상기 비드가 제거된 혼합물에, 파라핀 왁스(Fisher) 20 g을 추가로 첨가하고 교반하여 상기 혼합물에 왁스가 완전히 용해되게 하였고, 아조 니트릴계 개시제(Azo nitrile; V65, Waco Chemical) 5 g을 첨가하고 5 분간 추가로 교반하여 혼합물을 제조하였다. 이 때, 혼합물의 중량은 246.4 g이였다.To the mixture from which the beads were removed, 20 g of paraffin wax (Fisher) was further added and stirred to completely dissolve the wax in the mixture, and 5 g of an azo nitrile-based initiator (Azo nitrile; V65, Waco Chemical) was added, and A mixture was prepared by further stirring for 5 minutes. At this time, the weight of the mixture was 246.4 g.
이어서, 상기 수계 분산액에 상기 혼합물을 첨가하고, 호모게나이저(Homogenizer)를 이용하여 13,000rpm의 속도로 전단력을 가하여 상기 수계 분산액에 상기 혼합물을 미세한 액적 형태로 분산시켜 균질화하였다. 상기 균질화를 통하여 미세한 액적 형태로 상기 수계 분산액에 분산된 혼합물을 패들 형식의 교반기로 200 rpm에서 교반하면서 60 ℃에서 10 시간 동안 반응시키고, 90 ℃로 승온하여 3 시간 동안 추가로 반응시켜 슬러리에 포함된 형태로 중합 토너를 제조하였다.Then, the mixture was added to the aqueous dispersion, and a shearing force was applied using a homogenizer at a speed of 13,000 rpm to disperse the mixture in the aqueous dispersion in the form of fine droplets to homogenize. The mixture dispersed in the aqueous dispersion in the form of fine droplets through the homogenization was reacted at 60 °C for 10 hours while stirring at 200 rpm with a paddle-type stirrer, and then heated to 90 °C and further reacted for 3 hours to be included in the slurry A polymerized toner was prepared in the form of
(2) 토너 입자 세척 및 건조(2) Toner particle cleaning and drying
상기 중합 토너가 포함된 슬러리에 염산을 첨가하여 pH를 2 이하로 조정하고, 인산칼슘을 용해시켰다. 이어서, 여과 장치를 이용하여 물을 제거한 후, 전체 중량 대비 2 배의 증류수를 첨가하여 희석하고, 호모게나이저로 전단력을 가하여 균질화한 후, 원심분리장치(Beckman J2-21M, Rotor JA-14)를 사용하여 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하였다. 이러한 희석, 균질화 및 원심 분리 과정을 3회 반복하여 토너 표면의 인산칼슘 및 기타 불순물을 제거하였다.Hydrochloric acid was added to the slurry containing the polymerized toner to adjust the pH to 2 or less, and calcium phosphate was dissolved. Then, after removing water using a filtration device, dilute by adding distilled water twice the total weight, applying shear force with a homogenizer to homogenize, and then centrifuge device (Beckman J2-21M, Rotor JA-14) was centrifuged at 3,000 rpm for 15 minutes. These dilution, homogenization, and centrifugation processes were repeated three times to remove calcium phosphate and other impurities from the toner surface.
최종적으로 여과를 통해 수분을 제거한 후, 토너 케익을 진공 오븐에 넣고 48 시간 상온에서 진공 건조하여 중합 토너 코어를 제조하였다. 제조된 중합 토너 코어의 체적 평균 입경이 7 ㎛이고 체적 평균 입경과 개수 평균 입경의 비(표준편차)는 1.26으로 나타났다. 이 때, 상기 코어의 체적평균입경은 쿨터 카운터(Coulter counter:Multisizer 3, Beckman coulter)를 이용하여 측정하였다.After moisture was finally removed through filtration, the toner cake was placed in a vacuum oven and vacuum dried at room temperature for 48 hours to prepare a polymerized toner core. The prepared polymerized toner core had a volume average particle diameter of 7 μm, and a ratio (standard deviation) of the volume average particle diameter to the number average particle diameter was 1.26. At this time, the volume average particle diameter of the core was measured using a Coulter counter (Multisizer 3, Beckman coulter).
(3) 외첨제 코팅(3) External additive coating
헨쉘 믹서를 사용하여 상기 중합토너 코어 100 중량부에 대하여 실리카 2 중량부를 첨가한 후, 5,000 rpm의 속도로 7분 동안 고속 교반하여 중합토너 코어 표면에 외첨제를 코팅하였다.After adding 2 parts by weight of silica based on 100 parts by weight of the polymerized toner core using a Henschel mixer, the mixture was stirred at a high speed of 5,000 rpm for 7 minutes to coat the surface of the polymerized toner core with an external additive.
<실시예 2> <Example 2>
Cyan 안료를 13g의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that the cyan pigment was used in an amount of 13 g.
<실시예 3> <Example 3>
TiO2를 1g의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 was used in an amount of 1 g.
<실시예 4> <Example 4>
TiO2를 3g의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 was used in an amount of 3 g.
<비교예 1><Comparative Example 1>
TiO2를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 유사한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 was not used.
<비교예 2><Comparative Example 2>
TiO2를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 유사한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 2, except that TiO 2 was not used.
<비교예 3><Comparative Example 3>
TiO2의 평균 입경이 800 nm인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 유사한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that TiO 2 had an average particle diameter of 800 nm.
<비교예 4><Comparative Example 4>
TiO2의 평균 입경이 800 nm 인 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 유사한 방법으로 중합 토너를 제조하였다.A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 2, except that TiO 2 had an average particle diameter of 800 nm.
<시험예 1><Test Example 1>
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 중합 토너에 대하여 하기와 같이 물성 평가를 수행하였다.The polymerized toners prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated for physical properties as follows.
(1) 토너의 전사효율(1) toner transfer efficiency
레이저 프린터(HP4600, 제조사: 휴렛팩커드) 카트리지의 공급부에 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 중합 토너를 각각 채운 후, 공급부 전체의 무게를 측정하였다. 가로 19 cm, 세로 1.5 cm의 직사각형을 A4지에 1,000매 인쇄한 후 다시 공급부의 무게를 측정하여, 하기 수학식 1과 같이 토너 소모량을 계산하였다.After each of the polymerized toners prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were filled in the supply part of the laser printer (HP4600, manufacturer: Hewlett-Packard) cartridge, the weight of the entire supply part was measured. After 1,000 sheets of a 19 cm wide and 1.5 cm long rectangle were printed on A4 paper, the weight of the feeder was measured again, and the toner consumption was calculated as in Equation 1 below.
또한, 공급부와 분리가 가능한 드럼부의 무게를 인쇄 전에 측정하고 인쇄 후에 각각 측정하여, 종이 전사되지 못하고 허비되는 토너의 양을 하기 수학식 2와 같이 계산하였다.In addition, the weight of the supply unit and the detachable drum unit was measured before printing and after printing, respectively, and the amount of toner wasted without paper transfer was calculated as in Equation 2 below.
상기와 같이 소모되고 허비되는 토너의 양을 산측한 후에, 하기 수학식 3과 같이 전사효율을 구하였다.After calculating the amount of toner consumed and wasted as described above, the transfer efficiency was calculated as shown in Equation 3 below.
(2) 화상 농도 측정(2) Image density measurement
레이져 프린터(HP2600, 제조사: 휴렛팩커드)로 A4 크기의 용지에 전면 인쇄한 후, 화상농도측정기(RD918, acbath)를 이용하여 인쇄용지의 모서리 부분 4곳과 중앙 부분 1곳의 화상 농도를 측정하여 평균값을 취하였다.After printing the entire surface on A4 size paper with a laser printer (HP2600, manufacturer: Hewlett-Packard), measure the image density at 4 corners and 1 center of the printing paper using an image density meter (RD918, acbath) and measure the average value was taken.
(3) 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy) 분석(3) Transmission Electron Microscopy Analysis
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 중합 토너에서, Yellow 안료 응집체의 크기를 화상 분석방법으로 측정하였다.In the polymerized toners prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the size of the yellow pigment aggregate was measured by an image analysis method.
하기 표 1에는 시험 평가 조건 및 이에 따른 평가 결과를 나타내었다.Table 1 below shows the test evaluation conditions and evaluation results accordingly.
Evaluation conditions
Evaluation results
Cyan Pigment Weight
TiO 2 parts by weight
TiO 2 size
Transfer efficiency (%)
image density
Example 1
10g
2
400nm
97
1.41
Example 2
13g
2
400nm
96
1.42
Example 3
10g
One
400nm
96
1.37
Example 4
10g
3
400nm
97
1.36
Comparative Example 1
10g
-
-
82
1.25
Comparative Example 2
13g
-
-
83
1.27
Comparative Example 3
10g
2
800nm
87
1.31
Comparative Example 4
13g
2
800nm
88
1.33
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 4의 중합 토너는 전사효율이 96% 이상으로 매우 향상되었으며, 화상 농도가 최소 1.36에서 1.42까지 증대되었음을 확인할 수 있었다. 한편, 비교예 1 내지 4의 중합 토너의 경우 전사효율이 본 발명의 중합 토너에 비하여 매우 저조하였으며, 특히 화상농도는 1.35 미만으로 전자 사진의 현상 등의 적용시에 선명하고 균일한 화상이 구현되지 않는 문제가 나타낼 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the polymerized toners of Examples 1 to 4 prepared according to the present invention greatly improved the transfer efficiency to 96% or more, and it was confirmed that the image density was increased from at least 1.36 to 1.42. On the other hand, in the case of the polymerized toners of Comparative Examples 1 to 4, the transfer efficiency was very low compared to the polymerized toner of the present invention. In particular, the image density was less than 1.35, so a clear and uniform image was not realized when electrophotographic development was applied. It can be seen that there may be problems that do not exist.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the present invention, for those of ordinary skill in the art, this specific description is only a preferred embodiment, and it is clear that the scope of the present invention is not limited thereto. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (13)
바인더 수지, 안료, 분산제, TiO2, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하고,
상기 토너 입자 내에 TiO2의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 중합 토너.A polymerized toner comprising:
a binder resin, a pigment, a dispersant, TiO 2 , a charge control agent, and toner particles comprising a wax,
Polymerized toner, characterized in that the average particle diameter of TiO 2 in the toner particles is 500 nm or less.
상기 토너 입자가 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 안료 분산제 0.1 내지 20 중량%, TiO2 0.1 내지 2 중량%, 전하 조절제 0.1 내지 5 중량% 및 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
The toner particles contain 50 to 95% by weight of a binder resin, 1 to 20% by weight of a pigment, 0.1 to 20% by weight of a pigment dispersant, 0.1 to 2% by weight of TiO 2 , 0.1 to 5% by weight of a charge control agent, and 0.1 to 30% by weight of a wax Polymerized toner comprising:
상기 바인더 수지가 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체, 염기성 올레핀계 단량체, 또는 이들 혼합물의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
The polymerized toner, characterized in that the binder resin is a polymer or copolymer of a styrene-based monomer, an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, a diene-based monomer, an acidic olefin-based monomer, a basic olefin-based monomer, or a mixture thereof.
상기 바인더 수지가 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
The binder resin is (a) a styrenic monomer; and (b) a polymer or copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, and a diene-based monomer.
상기 바인더 수지가 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체, 및 (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 중합한 단량체의 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
The binder resin is a styrene-based monomer of (a), (b) at least one monomer selected from the group consisting of an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer and a diene-based monomer, and (c) an acidic olefin-based monomer and basic Polymerized toner, characterized in that it is a polymer or copolymer of a monomer obtained by polymerizing one or more monomers selected from the group consisting of olefinic monomers.
상기 토너 입자가 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
Polymerized toner, characterized in that the toner particles further include at least one additive selected from the group consisting of a reaction initiator, a crosslinking agent, a molecular weight control agent, a lubricant, and a coupling agent.
상기 토너 입자의 평균 입경이 4 내지 10 ㎛것을 특징으로 하는 중합 토너.The method of claim 1,
The polymerized toner, characterized in that the toner particles have an average particle diameter of 4 to 10 μm.
(S1) 분산제를 포함하는 수계 분산액을 제조하는 단계;
(S2) 바인더 수지, 안료, TiO2, 전하조절제 및 왁스를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(S3) 상기 단계 (S2)에서 제조된 혼합물을 상기 단계 (S1)에서 제조된 수계 분산액에 첨가한 다음 현탁 중합하여 토너 입자를 제조하는 단계.8. A method for preparing the polymerized toner according to any one of claims 1 to 7, comprising toner particles, characterized in that it is prepared according to a process comprising the steps of:
(S1) preparing an aqueous dispersion containing a dispersant;
(S2) preparing a mixture by mixing a binder resin, a pigment, TiO 2 , a charge control agent and a wax; and
(S3) preparing toner particles by adding the mixture prepared in step (S2) to the aqueous dispersion prepared in step (S1) and then performing suspension polymerization.
상기 단계 (S2)는 안료를 첨가한 후에 비드밀로 8,000 내지 20,000 rpm의 교반 속도 하에서 10 내지 120 min 동안 밀링하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.9. The method of claim 8,
In the step (S2), after adding the pigment, milling with a bead mill at a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm for 10 to 120 min is performed.
상기 밀링 공정은 상기 단계 (S2)의 혼합물 100 중량부에 대하여 20 내지 50 중량부의 비드(beads)를 첨가하여 수행하는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.10. The method of claim 9,
The milling process is a method for producing a polymerized toner, characterized in that it is performed by adding 20 to 50 parts by weight of beads based on 100 parts by weight of the mixture of step (S2).
상기 단계 (S3)에서 현탁 중합은 60 내지 90 ℃에서 8 내지 20 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.9. The method of claim 8,
The method for producing a polymerized toner, characterized in that the suspension polymerization in step (S3) is performed at 60 to 90° C. for 8 to 20 hours.
(1) 분산제를 제거하는 단계; 및 (2) 상기 토너 입자를 건조하는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.9. The method of claim 8,
(1) removing the dispersant; and (2) drying the toner particles.
상기 단계 (S3)에서 제조된 토너 입자의 외부를 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합 토너의 제조방법.9. The method of claim 8,
The method for producing a polymerized toner, characterized in that it further comprises the step of coating the outside of the toner particles prepared in step (S3).
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