KR20240065473A - Toner for High-Speed Laser Printer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고속프린터용 토너에 관한 것으로, 토너의 분자량 분포의 차트에 있어서, 분자량의 20,000 내지 50,000의 영역에서 메인 피크를 가지고 상기 메인 피크 분자량(Mp)에서의 높이를 h(P)로 하고, 분자량 1,000에서의 높이를 h(1000)이라고 했을 때, h(1000)/h(P)의 값이 0.1 내지 0.3인 것을 특징으로 하며 Silicon Acrylate를 바인더수지용 단량체 혼합물에 1~5중량부 첨가함으로써, 고속프린터의 빠른 정착조건에서 정착성이 우수하고 뛰어난 화상의 구현이 가능한 토너의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a toner for a high-speed printer, and in a chart of the molecular weight distribution of the toner, there is a main peak in the molecular weight range of 20,000 to 50,000, and the height at the main peak molecular weight (Mp) is set to h(P), When the height at a molecular weight of 1,000 is h(1000), the value of h(1000)/h(P) is 0.1 to 0.3, and 1 to 5 parts by weight of Silicon Acrylate is added to the monomer mixture for binder resin. , It relates to a method of manufacturing a toner that has excellent fixing properties and can produce excellent images under the fast fixing conditions of a high-speed printer.
Description
본 발명은 중합 토너 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속프린터의 빠른 정착환경에서 토너가 정착이되 않거나(콜드오프셋), 정착롤에 토너가 융착되는 현상(핫오프셋)이 발생하지 않고 우수한 정착과 화상이 구현이 가능한 중합 토너 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymerized toner and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a polymerized toner and a method for manufacturing the same, and more specifically, to prevent toner from being fixed (cold offset) or toner being fused to the fusing roll (hot offset) in the fast fixing environment of a high-speed printer. It relates to a polymerized toner capable of producing excellent fixation and images without any problems and a method of 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 in electrophotographic development and electrostatic printers and copiers, and refers to a paint that can be transferred and fixed to a transfer object to form a desired pattern. Recently, as document creation using computers has become common, the demand for image forming devices such as printers is rapidly increasing, and the amount of toner usage is also increasing accordingly.
일반적으로 토너를 제조하는 방법으로는 분쇄를 이용한 제조 방법과 중합을 이용한 제조방법이 있다. 가장 널리알려진 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, methods for producing toner include a production method using pulverization and a production method using polymerization. The most widely known method, a manufacturing method using grinding, is to put resin and pigment together through a melt-mixing process, melt-mix or extrude them, and then grind and classify them to produce toner particles. However, toner particles manufactured through this process have a wide distribution of particle diameters and have very irregular shapes such as sharp edges, so there is a problem of poor charging and flow properties.
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.To solve this problem, a method of producing spherical toner particles by polymerization was proposed. Emulsion polymerization (agglomeration) and suspension polymerization are known as methods for producing toner by polymerization. However, since the emulsion polymerization method is difficult to control the size distribution of particles and has problems with the quality reproducibility of the manufactured toner, the suspension polymerization method is used. Toner manufacturing methods by polymerization are more preferred.
이같이 현탁 중합에 의하여 제조되는 토너는 바인더 수지용 단량체 및 안료, 왁스, 전하조절제 또는 개시제 등의 각종 첨가제를 균일하게 분산시켜 단량체 혼합물을 제조하고, 이러한 단량체 혼합물을 수계 분산액에 미세한 액적의 형태로 분산시킨후 후 중합 과정을 거치게 된다. 중합과정을 통하여 형성된 토너 입자는 사용되는 단량체, 개시제, 중합조건에 따라 평균분자량 및 분자량 분포가 결정되고, 이에 따라 특정한 유변특성을 가지게 된다. 고속프린터에서는 빠른 인쇄 속도로 인하여, 토너가 정착롤을 통과하는 시간이 저속프린터에 비하여 상대적으로 짧고, 동일한 정착기의 온도라면 더 낮은 온도에서 정착이 되게 된다. 이와 같이 고속프린터에 사용되기 위해서는 적절한 유변특성을 가지지 않으면, 정착온도에서의 토너의 점도가 높아서 정착이 되지 않는 콜드오프셋 현상이나, 아니면 토너의 점도가 너무 낮아서 토너가 정착롤에 융착되는 핫오프셋 현상이 발생하게 된다.Toner manufactured by suspension polymerization is prepared by uniformly dispersing binder resin monomers and various additives such as pigments, waxes, charge control agents or initiators to prepare a monomer mixture, and dispersing this monomer mixture in the form of fine droplets in an aqueous dispersion. After this, it goes through a polymerization process. Toner particles formed through the polymerization process have an average molecular weight and molecular weight distribution determined depending on the monomer, initiator, and polymerization conditions used, and thus have specific rheological characteristics. In high-speed printers, due to the fast printing speed, the time for toner to pass through the fixing roll is relatively shorter than in low-speed printers, and if the temperature of the fuser is the same, the toner is fixed at a lower temperature. In order to be used in a high-speed printer like this, if it does not have appropriate rheological properties, it can either suffer from a cold offset phenomenon where the toner does not fuse due to its high viscosity at the fusing temperature, or a hot offset phenomenon where the toner is fused to the fusing roll because the toner's viscosity is too low. This happens.
본 발명은 특정한 유변특성을 만족시킴으로써, 콜드오프셋이나 핫오프셋과 같은 고속프린터에서의 정착에서의 문제가 발생하지 않고 우수한 화상특성을 구현할 수 있는 중합 토너 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The purpose of the present invention is to provide a polymerized toner that satisfies specific rheological characteristics and can achieve excellent image characteristics without problems with fixing in high-speed printers such as cold offset or hot offset, and a method for manufacturing the same.
본 발명은 토너의 분자량 분포의 차트에 있어서, 분자량의 20,000 내지 50,000의 영역에서 메인 피크를 가지고 상기 메인 피크 분자량(Mp)에서의 높이를 h(P)로 하고, 분자량 1,000에서의 높이를 h(1000)이라고 했을 때, h(1000)/h(P)의 값이 0.1 내지 0.3인 것을 특징으로 하는 중합 토너를 제공한다.In the present invention, in a chart of the molecular weight distribution of a toner, there is a main peak in the range of 20,000 to 50,000 molecular weight, the height at the main peak molecular weight (Mp) is h(P), and the height at molecular weight 1,000 is h( 1000), a polymerized toner is provided wherein the value of h(1000)/h(P) is 0.1 to 0.3.
또한 본 발명은 아래의 [화학식1]을 가지는 Silicon Acrylate를 바인더수지용 단량체 혼합물에 1~5중량부 첨가함으로써, 콜드오프셋이나 핫오프셋과 같은 고속프린터에서의 정착에서의 문제가 발생하지 않는 바인더 수지, 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제, 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하는 중합 토너를 제공한다. In addition, the present invention provides a binder resin that does not have problems with fixing in high-speed printers such as cold offset or hot offset by adding 1 to 5 parts by weight of Silicon Acrylate having the following [Chemical Formula 1] to the monomer mixture for binder resin. , and toner particles containing a pigment or carbon black dispersed in the binder resin, a charge control agent, and wax.
[화학식1][Formula 1]
본 발명은 또한, 분산제를 포함하는 수계 분산액을 형성하는 단계; 바인더 수지용 단량체, 안료 또는 카본블랙, 전하조절제 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 입자를 형성하는 단계를 포함하는 상기 중합 토너의 제조 방법을 제공한다. The present invention also includes forming an aqueous dispersion containing a dispersant; Forming a monomer mixture including a monomer for a binder resin, a pigment or carbon black, a charge control agent, and a wax; and adding the monomer mixture to the aqueous dispersion and forming toner particles through suspension polymerization.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 중합 토너의 제조 방법 및 이에 따라 제조되는 중합 토너에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능하다. Hereinafter, a method for producing a polymerized toner according to a specific embodiment of the invention and the polymerized toner produced thereby will be described in detail. However, this is presented as an example of the invention, and the scope of the invention is not limited thereby, and various modifications to the embodiment are possible within the scope of the invention.
본 발명자는 후술하는 제조 방법에 나타난 바와 같이, 토너의 바인더수지용 단량체 혼합물에 Silicon Acrylate를 1~5중량부를 첨가하고, 토너의 분자량 분포의 차트에 있어서, 분자량의 20,000 내지 50,000의 영역에서 메인 피크를 가지고 상기 메인 피크 분자량(Mp)에서의 높이를 h(P)로 하고, 분자량 1,000에서의 높이를 h(1000)이라고 했을 때, h(1000)/h(P)의 값이 0.1 내지 0.3이였을 때 고속프린터에서 콜드오프셋이나 핫오프셋과 같이 정착 과정에서 문제가 없고 우수한 화상을 구현(화상농도, 전사효율)할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. As shown in the manufacturing method described later, the present inventor added 1 to 5 parts by weight of Silicon Acrylate to the monomer mixture for the binder resin of the toner, and in the chart of the molecular weight distribution of the toner, the main peak was in the range of 20,000 to 50,000 of the molecular weight. When the height at the main peak molecular weight (Mp) is h(P) and the height at the molecular weight 1,000 is h(1000), the value of h(1000)/h(P) is 0.1 to 0.3. The present invention was completed after confirming that high-speed printers could produce excellent images (image density, transfer efficiency) without problems in the fixing process such as cold offset or hot offset.
이에 따라, 본 발명의 중합 토너는 고속프린터에서 정착에 문제가 없고 우수한 화상을 구현할 수 있다. Accordingly, the polymerized toner of the present invention has no problems with fixing in high-speed printers and can produce excellent images.
한편, 본 발명에서 바인더 수지용 단량체는 중합법으로 제조되는 토너에 사용되는 모든 단량체를 사용할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. 단량체의 예로는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 또는 디엔계 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 단량체에 선택적으로 산성 올레핀계 단량체 또는 염기성 올레핀계 단량체를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 한편, 본 발명에서 상기 바인더 수지는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체 또는 염기성 올레핀계 단량체, 또는 이들 혼합물의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 현탁중합법으로 제조되는 토너의 형성을 위하여 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 단량체를 별다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 이러한 단량체로부터 중합 토너의 바인더 수지로 되는 중합체 또는 공중합체를 형성할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, all monomers used in toners manufactured by polymerization can be used as the monomer for the binder resin and are not particularly limited. Examples of monomers include styrene-based monomers, acrylate-based monomers, methacrylate-based monomers, or diene-based monomers, and one or more of these can be used in combination. Additionally, one or more acidic olefinic monomers or basic olefinic monomers may be optionally mixed with the above monomers. Meanwhile, in the present invention, the binder resin may include a styrene-based monomer, an acrylate-based monomer, a methacrylate-based monomer, a diene-based monomer, an acidic olefin-based monomer, or a basic olefin-based monomer, or a polymer or copolymer of a mixture thereof. there is. However, it is not limited to this, and various monomers known to be available for the formation of toner manufactured by suspension polymerization method can be used without particular limitation, and a polymer or copolymer that becomes the binder resin of the polymerized toner can be formed from these monomers. You can.
상기 바인더 수지는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체의 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 중합체는, 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체의 30 내지 95 중량부와 상기 (b)의 단량체의 5 내지 70 중량부를 중합한 것을 포함할 수 있다. The binder resin includes (a) a styrene-based monomer; and (b) a polymer or copolymer of one or more monomers selected from the group consisting of acrylate-based monomers, methacrylate-based monomers, and diene-based monomers. The polymer polymerizes 30 to 95 parts by weight of the monomer of (a) and 5 to 70 parts by weight of the monomer of (b), based on 100 parts by weight of the monomer of (a) and the monomer of (b). It may include one.
또한, 이러한 중합체는 상기 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체와, (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 중합한 것으로 될 수 있다. 이 때, 상기 (c)의 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 중합될 수 있다. In addition, this polymer includes (a) the styrene-based monomer, (b) one or more monomers selected from the group consisting of acrylate-based monomers, methacrylate-based monomers, and diene-based monomers, and (c) an acidic olefin-based monomer. and basic olefin monomers. At this time, 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 monomer of (a) and the monomer of (b).
상기 바인더 수지의 형성을 위한 스티렌계 단량체로는 스티렌, 모노클로로스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌 등이 있으며, 상기 아크릴레이트계 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등이 있다. 그리고, 메타크릴레이트계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 등이 있으며, 상기 디엔계 단량체로는 부타디엔, 이소프렌 등이 있다. Styrene-based monomers for forming the binder resin include styrene, monochlorostyrene, methylstyrene, and dimethylstyrene, and acrylate-based monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, and isobutyl. These include acrylate, dodecyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. In addition, methacrylate monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, dodecyl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate. Diene monomers include butadiene and isoprene.
또한, 상기 산성 올레핀계 단량체로는 카르복실기를 가진 α,β에틸렌 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. In addition, the acidic olefinic monomer may be an α,βethylenically unsaturated compound having a carboxyl group, and the basic olefinic monomer may be a methacrylic acid ester or methacrylamide of an aliphatic alcohol having an amine or quaternary ammonium group. , vinyl amine series, diallyl amine series, or ammonium salts thereof can be used.
상기 바인더 수지의 형성을 위한 Silicon Acrylate는 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 1,000~5,000이며, 단량체 혼합물에 1~5중량부 포함된다. 이때 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 1,000 이하인 경우에는 Silicon Acrylate 첨가에 의한 정착특성 개선 효과를 얻기 어렵고, 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 5,000 이상인 경우에는 핫오프셋 특성을 향상되나 콜드오프셋이 발생할 수 있다. Silicon Acrylate를 단량체 혼합물에 1중량부 미만으로 첨가하였을 경우 정착특성 개선 효과를 얻기 어렵고, 5중량부 이상 첨가하는 경우 핫오프셋 특성을 개선되나 역시 콜드오프셋이 발생할 수 있다, Silicon acrylate for forming the binder resin has a weight average molecular weight (Mn, g/mol) of 1,000 to 5,000 and is included in the monomer mixture in an amount of 1 to 5 parts by weight. At this time, if the weight average molecular weight (Mn, g/mol) is less than 1,000, it is difficult to obtain the effect of improving fixation characteristics by adding silicon acrylate, and if the weight average molecular weight (Mn, g/mol) is more than 5,000, the hot offset characteristics are improved. Cold offset may occur. If less than 1 part by weight of Silicon Acrylate is added to the monomer mixture, it is difficult to achieve improvement in fixation characteristics, and if more than 5 parts by weight is added, hot offset characteristics are improved, but cold offset may still occur.
한편, 본 발명의 중합 토너는 상기 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 안료 또는 카본블랙과 함께 전하조절제 및 왁스를 포함한다. Meanwhile, the polymerized toner of the present invention includes the binder resin and pigment or carbon black dispersed in the binder resin, as well as a charge control agent and wax.
상기 전하조절제로는 양이온성 전하조절제, 음이온성 전하조절제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 양이온성 전하조절제로는 니그로신형 염료, 고지방족의 금속염, 알콕시 아민, 킬레이트, 4차 암모늄염, 알킬아미드, 불소 처리 활성제, 나프탈렌산의 금속염 또는 이들의 혼합물 등이 있고, 상기 음이온성 전하조절제로는 염소화된 파라핀, 염소화된 폴리에스테르, 산을 함유한 폴리에스테르, 구리 프탈로시아닌의 설포닐아민, 설폰산기 또는 이들의 혼합물 등이 있다. The charge control agent may include a cationic charge control agent, an anionic charge control agent, or a mixture thereof. The cationic charge control agent includes nigrosine-type dyes, highly aliphatic metal salts, alkoxy amines, chelates, quaternary ammonium salts, alkylamides, fluorine treatment activators, metal salts of naphthalenic acid, or mixtures thereof, and the anionic charge control agent. Examples include chlorinated paraffin, chlorinated polyester, acid-containing polyester, sulfonylamine of copper phthalocyanine, sulfonic acid group, or mixtures thereof.
또한, 상기 전하조절제로 설폰산기를 갖는 공중합체를 사용하는 것이 바람직한데, 보다 바람직하게는 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 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. 상기 산가가 1 미만이면 전하조절제의 역할을 하지 못하며, 40 이상이면 단량체 혼합물의 계면특성에 영향을 미쳐 중합안정성을 악화시킨다. 또한, 상기 유리전이온도가 30 ℃미만이면 표면에 노출되어 있는 전하조절제의 낮은 유리전이온도로 인해 인쇄시 토너 대 토너의 마찰-용융을 발생시켜 블록킹 현상을 유발할 수 있고, 120 ℃초과하면 토너의 표면을 과도로 단단하게 하여 코팅성 및 정착성의 물성에 바람직하지 못하다. 그리고, 상기 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 2,000 미만이면 바인더 수지와의 높은 상용성으로 표면 농도가 저하되어 전하조절제의 기능을 하지 못할 수 있으며, 200,000 이상이면 높은 분자량으로 인한 단량체 혼합물의 점도 증가로 중합 안정성과 입도 분포에 바람직하지 못하다. 상기 설폰산기를 갖는 공중합체의 구체적인 예로는 설폰산기를 갖는 스티렌-아크릴계 공중합체, 설폰산기를 갖는 스틸렌-메타크릴계 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, 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 (Mn, g/mol) of 2,000 to 200,000 can be used. 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. can be used. If the acid value is less than 1, it does not function as a charge control agent, and if it is more than 40, it affects the interfacial properties of the monomer mixture and worsens polymerization stability. In addition, if the glass transition temperature is less than 30 ℃, friction-melting of toner to toner may occur during printing due to the low glass transition temperature of the charge control agent exposed on the surface, which may cause a blocking phenomenon, and if it exceeds 120 ℃, the toner may be damaged. It makes the surface excessively hard, making the coating and fixing properties undesirable. In addition, if the weight average molecular weight (Mn, g/mol) is less than 2,000, the surface concentration may decrease due to high compatibility with the binder resin and may not function as a charge control agent, and if it is more than 200,000, the monomer mixture may not function as a charge control agent due to the high molecular weight. The increase in viscosity is undesirable for polymerization stability and particle size distribution. 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 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. The wax includes refined petroleum wax such as paraffin wax, microcrystalline wax, or ceresin wax; Natural wax such as carnuba wax; Alternatively, one or more synthetic waxes such as polyester wax, polyethylene wax, or polypropylene wax, or mixtures thereof may be used.
한편, 발명의 일 구현예에서, 상기 토너 입자는 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제, 및 왁스를 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 토너 입자는 상기 바인더 수지 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 93 중량%, 좀더 바람직하게는 70 내지 90 중량%; 상기 안료나 카본 블랙 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 2 내지 15 중량%, 좀더 바람직하게는 3 내지 10 중량%; 상기 전하 조절제 0.1 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%; 및 왁스 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 25 중량%, 좀더 바람직하게는 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지, 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제, 및 왁스 등의 함량을 상술한 바와 같은 범위로 유지함으로써, 중합 토너의 우수한 화상 농도로 균일한 화상과 우수한 전사효율을 구현함 동시에 정착 과정에서 콜드오프셋이나 핫오프셋 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있다. Meanwhile, in one embodiment of the invention, the toner particles include binder resin; And it may include a pigment or carbon black dispersed in the binder resin, a charge control agent, and wax. And, these toner particles contain 50 to 95% by weight, preferably 60 to 93% by weight, and more preferably 70 to 90% by weight of the binder resin; 1 to 20% by weight of the pigment or carbon black, preferably 2 to 15% by weight, more preferably 3 to 10% by weight; 0.1 to 5% by weight, preferably 0.3 to 4% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight of the charge control agent; and 0.1 to 30% by weight of wax, preferably 1 to 25% by weight, more preferably 5 to 20% by weight. By maintaining the content of the binder resin and the pigment or carbon black dispersed in the binder resin, charge control agent, and wax within the range described above, uniform images and excellent transfer efficiency are achieved with excellent image density of the polymerized toner. At the same time, cold offset and hot offset phenomena can be effectively prevented during the fixing process.
상기 토너 입자는 또한, 반응개시제, 가교제, 분자량 조절제, 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등), 및 커플링제 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 토너 입자는 반응개시제 10중량% 이하 또는 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 8 중량% 이하 또는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 5중량% 이하 또는 0.5 내지 5 중량%; 상기 가교제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량%; 또는 분자량 조절제 10중량% 이하 또는 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 8 중량% 이하 또는 0.3 내지 8 중량%, 좀더 바람직하게는 5중량% 이하 또는 0.5 내지 5 중량%; 적량의 활제(예, 올레인산, 스테아린산 등), 예컨대, 활제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량%; 적량의 커플링제, 예컨대, 커플링제 5 중량% 이하 또는 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 4 중량% 이하 또는 0.05 내지 4 중량%, 좀더 바람직하게는 3 중량% 이하 또는 0.1 내지 3 중량% 등을 1종 이상으로 더 포함할 수 있다. The toner particles may further include one or more additives selected from the group consisting of reaction initiators, crosslinking agents, molecular weight regulators, lubricants (e.g., oleic acid, stearic acid, etc.), and coupling agents. At this time, the toner particles contain 10% by weight or less or 0.1 to 10% by weight of the reaction initiator, preferably 8% by weight or less or 0.3 to 8% by weight, more preferably 5% by weight or less or 0.5 to 5% by weight; 5% by weight or less or 0.01 to 5% by weight of the crosslinking agent, preferably 4% by weight or less or 0.05 to 4% by weight, more preferably 3% by weight or less or 0.1 to 3% by weight; or 10% by weight or less or 0.1 to 10% by weight, preferably 8% or less or 0.3 to 8% by weight, more preferably 5% by weight or less or 0.5 to 5% by weight of a molecular weight regulator; An appropriate amount of lubricant (e.g., oleic acid, stearic acid, etc.), such as 5% by weight or less or 0.01 to 5% by weight, preferably 4% by weight or less or 0.05 to 4% by weight, more preferably 3% by weight or less or 0.1% by weight. to 3% by weight; An appropriate amount of coupling agent, for example, 5% by weight or less or 0.01 to 5% by weight of the coupling agent, preferably 4% by weight or less or 0.05 to 4% by weight, more preferably 3% by weight or less or 0.1 to 3% by weight, etc. More than one type may be included.
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 can be used. Specifically, azo-based initiators such as azobisisobutyronitrile and azobisvaleronitrile; Organic peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide; Commonly used water-soluble initiators such as calcium persulfate and ammonium persulfate can be used, and one type or a mixture of two or more types can 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. It may include 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 regulator may include t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, carbon tetrachloride, or mixtures thereof.
상기 활제 및 커플링제로는 중합 토너 제조에 적용될 수 있는 것으로 알려진 것은 별다른 제한 없이 사용 가능하다. As the above lubricant and coupling agent, those known to be applicable to the production of polymerized toner can be used without any particular restrictions.
본 발명의 중합 토너는 바인더 수지 50 내지 95 중량%; 안료 또는 카본 블랙 1 내지 20 중량%; 전하 조절제 0.1 내지 5 중량%; 왁스 0.1 내지 30 중량%; 및 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 각각 10 중량% 이하 또는 0.01 내지 10 중량%를 포함할 수 있다. The polymerized toner of the present invention contains 50 to 95% by weight of binder resin; 1 to 20% by weight of pigment or carbon black; 0.1 to 5% by weight of charge modifier; 0.1 to 30% by weight of wax; And it may contain 10% by weight or less or 0.01 to 10% by weight of one or more additives selected from the group consisting of reaction initiators, crosslinking agents, molecular weight regulators, lubricants, and coupling agents.
또한, 본 발명의 중합토너는 스티렌계 단량체와, 아크릴레이트계 단량체를 중합한 중량 평균 분자량이 800 내지 5000인 저분자량 공중합체를 바인더 수지용 단량체 100 중량부에 대하여 5 내지 15중량부 포함할 수 있다.In addition, the polymerized toner of the present invention may contain 5 to 15 parts by weight of a low molecular weight copolymer having a weight average molecular weight of 800 to 5000, which is obtained by polymerizing a styrene-based monomer and an acrylate-based monomer, based on 100 parts by weight of the monomer for binder resin. there is.
또한, 발명의 일 구현예에서, 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. Additionally, in one embodiment of the invention, the toner particles may further include a coating film containing an external additive such as silica, titanium dioxide, or a mixture thereof. These external additives may exist in a form coated on the outermost part of the toner particles.
상기 실리카는 디메틸디클로로실란, 디메틸폴리실록산, 헥사메틸디실라잔, 아미노실란, 알킬실란 또는 옥타메틸시클로테트라실록산 등의 실란 화합물로 표면 처리된 것이 바람직하다. 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 silica is preferably surface-treated with a silane compound such as dimethyldichlorosilane, dimethylpolysiloxane, hexamethyldisilazane, aminosilane, alkylsilane, or octamethylcyclotetrasiloxane. The titanium dioxide may have a rutile structure, which is stable at high temperatures, or anatase structure, which is stable at low temperatures, and may be used alone or in combination, and may have a particle size of 80 to 200 nm, preferably 100 to 150 nm. It can be applied.
본 발명의 중합 토너에서 상기 토너 입자의 평균 입경은 4 내지 10 ㎛이며, 바람직하게는 5 내지 8 ㎛, 좀더 바람직하게는 6 내지 7 ㎛가 될 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. In the polymerized toner of the present invention, the average particle diameter of the toner particles may be 4 to 10 ㎛, preferably 5 to 8 ㎛, and more preferably 6 to 7 ㎛. The average particle diameter of these toner particles may be 4 ㎛ or more in terms of image density and scattering prevention, and the average particle diameter of the toner particles may be 10 ㎛ or less in terms of consumption reduction.
한편, 발명의 또다른 구현예에 따르면, 상기 중합 토너를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. 특히, 상기 중합 토너의 제조 방법은 분산제를 포함하는 수계 분산액을 형성하는 단계; 바인더 수지용 단량체, 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 단량체를 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 입자를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단량체 혼합물을 형성하는 단계는 카본 블랙을 첨가한 후에 비드밀로 8,000 내지 20,000 rpm의 교반 속도 하에서 10 내지 120 min 동안 밀링하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the invention, a method for producing the polymerized toner can be provided. In particular, the method for producing the polymerized toner includes forming an aqueous dispersion containing a dispersant; Forming a monomer mixture comprising a monomer for a binder resin, a pigment or carbon black, a charge control agent, and a wax; and adding the monomer to the aqueous dispersion and forming toner particles through suspension polymerization. The step of forming the monomer mixture includes adding carbon black and then milling the monomer for 10 to 10 minutes at a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm using a bead mill. A milling process for 120 min may be additionally included.
이러한 밀링 공정을 포함하여 단량체 혼합물을 형성하는 단계는 수행함에 따라, 상기 토너 입자 내에 형성된 Yellow 안료 응집체의 평균 입경이 500 nm 이하인 중합 토너가 제조되고 높은 화상농도 및 전사효율을 구현할 수 있게 된다. As the step of forming a monomer mixture including this milling process is performed, a polymerized toner in which the average particle diameter of the yellow pigment aggregates formed in the toner particles is 500 nm or less is manufactured, and high image density and transfer efficiency can be realized.
또한, 상기 밀링 공정은 단량체 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. Additionally, the milling process may be performed by adding 20 to 50 parts by weight, preferably 22 to 48 parts by weight, and more preferably 25 to 45 parts by weight of beads per 100 parts by weight of the monomer mixture.
발명의 일 구현예에서는, 분산제를 물에 혼합하여 상기 수계 분산액을 형성할 수 있다. 이러한 수계 분산액을 균질화시키기 위하여 교반하는 단계 또는 전단력을 가하는 단계를 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 수계 분산액을 형성하는 단계는 인산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 혼합하여 수용액 상에서 고체의 형태인 인산칼슘을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 인산 칼슘은 분산제로 사용될 수 있으며, 상기 수계 분산액은 물에 인산 칼슘 고체가 균일하게 분산되어 있는 형태일 수 있다. In one embodiment of the invention, the aqueous dispersion can be formed by mixing a dispersant with water. In order to homogenize this aqueous dispersion, a stirring step or a step of applying a shear force can be applied. Specifically, forming 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 a solid in the aqueous solution. Such calcium phosphate can be used as a dispersant, and the aqueous dispersion may be in the form of solid calcium phosphate uniformly dispersed in water.
상기 분산제는 수계 매체 내에서 액적 형태로서 존재하고 있는 단량체 혼합물 입자 사이의 응집을 방지하고, 이러한 입자들이 균일하게 분산할 수 있게 한다. 또한, 상기 분산제는 액적 표면에 균일하게 흡착하여 이러한 액적 입자를 안정화시키는 역할을 한다. 그리고, 이러한 분산제는 수계 매체 내에서 중합 반응 종료 후에 산이나 알칼리(alkali) 처리, 또는 온수 세척 등을 통하여 수용화되고, 토너 입자로부터 분리될 수 있다. The dispersant prevents agglomeration between monomer mixture particles existing in the form of droplets in an aqueous medium and allows these particles to be uniformly dispersed. Additionally, the dispersant uniformly adsorbs to the surface of the droplet and serves to stabilize the droplet particles. In addition, after completion of the polymerization reaction in an aqueous medium, this dispersant can be dissolved in water through acid or alkali treatment, or hot water washing, and separated from the toner particles.
상기 분산제는 무기 분산제, 유기 분산제, 음이온성 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 포함 할 수 있다 . 이러한 분산제는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 2 내지 4 중량부, 좀더 바람직하게 는 2.5 내지 3.5 중량부로 적용될 수 있다. The dispersant may include an inorganic dispersant, an organic dispersant, an anionic surfactant, or a mixture thereof. This dispersant can be applied in an amount of 1 to 5 parts by weight, preferably 2 to 4 parts by weight, and more preferably 2.5 to 3.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer mixture.
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, Examples include calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, bentonite, silica, alumina, or mixtures thereof.
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, and carboxyl methyl. Cellulose (carboxyl methyl cellulose) and its sodium salt, polyacrylic acid and its salt, starch or mixtures thereof, etc.
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 sulfuric acid ester salts, alkylaryl sulfuric acid ester salts, dialkyl sulfosuccinic acid salts, alkyl phosphate salts, and mixtures thereof.
상기 분산제의 보다 바람직한 예로 인산 칼슘을 들 수 있다. 이러한 인산 칼슘은 인산 나트륨 수용액과 염화 칼슘 수용액을 혼합하여 수용액 상에서 고체의 형태로 얻어질 수 있으며, 상기 수계 분산액은 인산 칼슘 고체가 물에 균일하게 분산되어 있는 형태일 수 있다. A more preferable example of the dispersant is calcium phosphate. This calcium phosphate can be obtained in the form of a solid in an aqueous solution by mixing an aqueous sodium phosphate solution and an aqueous calcium chloride solution, and the aqueous dispersion may be in the form of solid calcium phosphate uniformly dispersed in water.
한편, 상기 단량체 혼합물은 상기 바인더 수지용 단량체, 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제 및 왁스 등을 혼합하고 충분히 녹거나 분산되어 형성될 수 있으며, 호모게나이저를 이용하여 수계 분산액에 균질화될 수 있다. 이 때, 상기 단량체 혼합물을 형성하는 단계는 안료나 카본 블랙을 첨가한 후에 상술한 바와 같은 교반속도 및 밀링시간으로 밀링 공정을 수행할 수 있다. Meanwhile, the monomer mixture may be formed by mixing the monomer for the binder resin, pigment or carbon black, charge control agent and wax, and sufficiently melting or dispersing, and may be homogenized in an aqueous dispersion using a homogenizer. At this time, in the step of forming the monomer mixture, a milling process may be performed at the stirring speed and milling time described above after adding the pigment or carbon black.
상기 바인더 수지용 단량체는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성 올레핀계 단량체, 염기성 올레핀계 단량체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. The monomer for the binder resin may 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 mixture thereof.
또한, 상기 바인더 수지용 단량체는 (a) 스티렌계 단량체; 및 (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 선택된 단량체를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지용 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여, 상기 (a)의 단량체의 30 내지 95 중량부와, 상기 (b)의 단량체의 5 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. In addition, the monomer for the binder resin includes (a) a styrene-based monomer; and (b) one or more monomers selected from the group consisting of acrylate monomers, methacrylate monomers, and diene monomers. The monomer for the binder resin is 30 to 95 parts by weight of the monomer of (a) and 5 to 70 parts by weight of the monomer of (b), based on 100 parts by weight of the monomer of (a) and the monomer of (b). It may include weight parts.
또한, 상기 바인더 수지용 단량체는 (a)의 스티렌계 단량체와, (b) 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 및 디엔계 단량체로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 단량체와, (c) 산성 올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 (c)의 단량체는 상기 (a)의 단량체 및 (b)의 단량체를 합한 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. In addition, the monomer for the binder resin is (a) a styrene-based monomer, (b) one or more monomers selected from the group consisting of acrylate-based monomers, methacrylate-based monomers, and diene-based monomers, and (c) acidic olefin. It may include one or more monomers selected from the group consisting of monomers and basic olefin monomers. At this time, the monomer of (c) may be included in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer of (a) and the monomer of (b).
한편, 상기 단량체 혼합물에 포함되는 바인더 수지용 단량체, 안료나 카본 블랙, 전하 조절제, 및 왁스의 구체적인 예에 관해서는 상술한 바와 같다. 그리고, 상기 단량체 혼합물은 상기 바인더 수지용 단량체 50 내지 95 중량%, 상기 안료나 카본 블랙 1 내지 20 중량%, 상기 전하조절제 0.1 내지 5 중량%, 및 상기 왁스 0.1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. Meanwhile, specific examples of the monomer for binder resin, pigment or carbon black, charge control agent, and wax contained in the monomer mixture are as described above. In addition, the monomer mixture may include 50 to 95% by weight of the monomer for the binder resin, 1 to 20% by weight of the pigment or carbon black, 0.1 to 5% by weight of the charge control agent, and 0.1 to 30% by weight of the wax. .
상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 혼합하고 현탁 중합함으로써 토너 입자를 형성할 수 있는데, 보다 구체적으로, 상기 토너 입자를 형성하는 단계는, 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하는 단계; 상기 수계 분산액 및 단량체 혼합물에 전단력을 가하여 상기 단량체 혼합물을 수계 분산액에 액적 형태로 균질화하는 단계; 및 상기 균질화된 단량체 혼합물을 현탁 중합하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상기 단량체 혼합물 및 수계 분산액은 호모게나이저를 이용하여 균질화시킬 수 있다. Toner particles can be formed by mixing the monomer mixture into the aqueous dispersion and performing suspension polymerization. More specifically, forming the toner particles includes adding the monomer mixture to the aqueous dispersion; Homogenizing the monomer mixture in the form of droplets in the aqueous dispersion by applying a shear force to the aqueous dispersion and the monomer mixture; And it may include suspension polymerization of the homogenized monomer mixture. And, as described above, the monomer mixture and aqueous dispersion can be homogenized using a homogenizer.
상기 수계 분산액에 상기 단량체 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 단량체 혼합물과 수계 분산액에 전단력을 가해 균질화시킬 수 있는데, 구체적으로, 호모게나이저를 이용하여 상기 수계 분산액과 혼합된 단량체 혼합물을 5,000 rpm 내지 20,000 rpm, 바람직하게 는 8,000 rpm 내지 17,000 rpm의 속도로 균질화하여, 상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액 내에서 미세 액적 형태로 분산시킬 수 있다. When the monomer mixture is uniformly dispersed in the form of fine water droplets (droplets) in the aqueous dispersion and a polymerization reaction is performed, spherical toner particles of an appropriate size can be formed. For dispersion in the form of such fine water droplets (droplets), shear force can be applied to the monomer mixture and the aqueous dispersion to homogenize it using a homogenizer. Specifically, the monomer mixture mixed with the aqueous dispersion using a homogenizer. By homogenizing at a speed of 5,000 rpm to 20,000 rpm, preferably 8,000 rpm to 17,000 rpm, the monomer mixture can be dispersed in the form of fine droplets in the aqueous dispersion.
상기 현탁 중합은 50 내지 90 ℃에서 8 내지 20 시간 동안 이루어질 수 있다. 보다 바람직한 예로, 상기 현탁중합은 60 내지 70 ℃에서 8 내지 12 시간 동안 현탁 중합 반응을 진행한 후, 80 내지 95 ℃로 승온한 후 30분 내지 4 시간 동안 추가로 반응을 진행할 수 있다. The suspension polymerization may be performed at 50 to 90° C. for 8 to 20 hours. In a more preferred example, the suspension polymerization may be carried out at 60 to 70°C for 8 to 12 hours, then raised to 80 to 95°C and the reaction may be further performed for 30 minutes to 4 hours.
한편, 발명의 일 구현예에서는 상기 분산제를 제거하는 단계; 및 상기 토너 입자를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, in one embodiment of the invention, removing the dispersant; and drying the toner particles.
상기 분산제를 제거하는 단계는, 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 반응물을 교반하는 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 of removing the dispersant may include adjusting the pH to be suitable for dissolution of 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 dispersant can be dissolved in an aqueous solution and removed from the toner particles. In this dispersant removal step, the pH is appropriately adjusted and stirred for more than 5 hours to sufficiently dissolve the dispersant, and then a toner slurry containing less than 50% by weight of water can be obtained using a filtration device. In addition, in the step of removing the dispersant, a step of stirring the reactant and a separation step using a centrifugal separator can be applied. And, after the above-described dispersant removal step, the dispersant can be removed more efficiently through a process of repeating the process of removing moisture using a filter device and adding excess distilled water several times.
상기 토너 입자를 건조하는 단계는 분산제가 제거된 토너 케익(cake)을 진공 오븐에 넣고 상온에서 진공 건조하는 단계를 포함한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 중합토너의 제조 단계에서 통상적으로 사용되는 것으로 알려진 건조 방법을 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. The step of drying the toner particles includes placing the toner cake from which the dispersant has been removed in a vacuum oven and vacuum drying it at room temperature. However, it is not limited to this, and drying methods known to be commonly used in the manufacturing stage of polymerized toner can be used without any restrictions.
또한, 발명의 일 구현예에서는, 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. Additionally, in one embodiment of the invention, the step of coating the outside of the toner particles may be further included. In this coating step, an inorganic powder containing a separate external additive, for example, silica, titanium dioxide, or a mixture thereof, can be coated on the toner particle surface, and the coating step of the external additive is performed by mixing the toner using a Henschel mixer. After adding an external additive to the particles, the process can be performed with high-speed stirring. The silica known to be usable in polymerized toner can be used without any particular restrictions. Since the inorganic powder applicable in the coating step has been described above, detailed description will be omitted.
상기 단량체 혼합물은 반응 개시제, 가교제, 활제, 분자량 조절제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가적으로 첨가하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 구체적인 예 및 바람직한 함량 범위는 상술한 바와 같다. The monomer mixture may include the step of additionally adding one or more additives selected from the group consisting of a reaction initiator, crosslinking agent, lubricant, molecular weight regulator, and coupling agent. Specific examples and preferred content ranges of these additives are as described above.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다. In the present invention, matters other than those described above can be added or subtracted as needed, so the present invention is not particularly limited.
본 발명은 토너의 분자량 분포의 차트에 있어서, 분자량의 20,000 내지 50,000의 영역에서 메인 피크를 가지고 상기 메인 피크 분자량(Mp)에서의 높이를 h(P)로 하고, 분자량 1,000에서의 높이를 h(1000)이라고 했을 때, h(1000)/h(P)의 값이 특정 범위에 있고 토너의 바인더 수지용 단량체 혼합물에 Silicon Acrylate를 첨가함으로써, 고속프린터에 적용하였을 때 콜드오프셋이나 핫오프셋과 같은 정착문제가 발생하지 않고 우수한 화상의 구현(화상농도, 전사효율)을 구현하는 중합 토너 및 이의 제조 방법을 제공한다.In the present invention, in a chart of the molecular weight distribution of a toner, there is a main peak in the range of 20,000 to 50,000 molecular weight, the height at the main peak molecular weight (Mp) is h(P), and the height at molecular weight 1,000 is h( 1000), the value of h(1000)/h(P) is within a certain range, and by adding Silicon Acrylate to the monomer mixture for the binder resin of the toner, fixation such as cold offset or hot offset is possible when applied to a high-speed printer. A polymerized toner that realizes excellent images (image density, transfer efficiency) without problems and a method of manufacturing the same is provided.
GPC 측정 결과 예시Example of GPC measurement result
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1][Example 1]
저분자량 공중합체의 제조Preparation of low molecular weight copolymers
스티렌과 n-부틸 아크릴레이트를 8:2로 혼합한 100 중량부에 대하여, Azo nitrile계 개시제(V65, Waco Chemical社) 4 중량부와 분자량 조절제(tetra-dodecyl mercaptan, TDDM) 2 중량부를 상온에서 첨가 혼합한 후, 90℃ 에서 24시간 벌크중합하여 중량평균분자량이 3,000인 저분자량 공중합체를 제조하였다.For 100 parts by weight of styrene and n-butyl acrylate mixed in an 8:2 ratio, 4 parts by weight of azo nitrile-based initiator (V65, Waco Chemical) and 2 parts by weight of molecular weight regulator (tetra-dodecyl mercaptan, TDDM) are added at room temperature. After addition and mixing, bulk polymerization was performed at 90°C for 24 hours to prepare a low molecular weight copolymer with a weight average molecular weight of 3,000.
중합 토너의 제조Preparation of polymerized toner
물 500 g에 0.1 M 인산나트륨 수용액 686 g과 1M 염화칼슘 100 g을 혼합하고 반응온도 65 ℃에서 20분간 교반하여, 인산칼슘 결정이 석출된 형태의 수계 분산액을 제조하였다. 상기 수계 분산액에서 인산칼슘의 함량은 하기의 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 3 중량부가 되도록 하였다. 686 g of 0.1 M sodium phosphate aqueous solution and 100 g of 1 M calcium chloride were mixed with 500 g of water and stirred for 20 minutes at a reaction temperature of 65° C. to prepare an aqueous dispersion in which calcium phosphate crystals were precipitated. The content of calcium phosphate in the aqueous dispersion was set to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer mixture below.
스티렌 128 g, n-부틸 아크릴레이트 43 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 20g, 분자량 조절제로 n-도데실 메르캅탄 0.4 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 Carbon Black(M100, 미쯔비시화학) 10 g와 안료 분산제 2g을 넣고 Carbon Black이 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. 128 g of styrene, 43 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), 20 g of monomer for binder resin and low molecular weight copolymer, and n-dodecyl mercaptan as a molecular weight regulator. Mix 0.4 g and 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 with a weight average molecular weight of 16,500 and place in a 1L container to sufficiently dissolve. Add 10 g of Carbon Black (M100, Mitsubishi Chemical) and 2 g of pigment dispersant and allow the Carbon Black to impregnate the monomer. Then, add 70 g of 0.3 mm zirconium beads and mill for 60 minutes while stirring at a speed of 10,000 rpm. After milling, 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 단량체 혼합물을 제조하였다. 이때, 단량체 혼합물의 중량은 236.4 g이였다. To the mixture from which the beads were removed, 20 g of paraffin wax (Fisher) was added and stirred to completely dissolve the wax in the mixture, and 5 g of azo nitrile-based initiator (Azo nitrile; V65, Waco Chemical) was added. The monomer mixture was prepared by further stirring for 5 minutes. At this time, the weight of the monomer mixture was 236.4 g.
그리고, 상기 수계 분산액에 상기 단량체 혼합물을 첨가하고, 호모게나이저(Homogenizer)를 이용하여 13,000rpm의 속도로 전단력을 가하여 상기 수계 분산액에 상기 단량체 혼합물을 미세한 액적 형태로 분산시켜 균질화하였다. 상기 균질화를 통하여 미세한 액적 형태로 상기 수계 분산액에 분산된 단량체 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 monomer mixture was added to the aqueous dispersion, and shearing force was applied at a speed of 13,000 rpm using a homogenizer to disperse the monomer mixture in the form of fine droplets in the aqueous dispersion and homogenize it. The monomer 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, then heated to 90 ° C. and reacted for an additional 3 hours to form a slurry. A polymerized toner was prepared in the form contained.
토너 입자 세척 및 건조Cleaning and drying toner particles
상기 중합 토너가 포함된 슬러리에 염산을 첨가하여 pH를 2 이하로 조정하고, 인산칼슘을 용해시켰다. 그리고, 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 the water using a filtration device, diluted by adding distilled water twice the total weight, homogenized by applying shear force with a homogenizer, and centrifuged (Beckman J2-21M, Rotor JA-14) It was centrifuged at 3,000 rpm for 15 minutes. This dilution, homogenization, and centrifugation process was 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. Finally, after removing moisture 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 volume average particle diameter of the manufactured polymerized toner core was 7 ㎛, and the ratio (standard deviation) between the volume average particle diameter and 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).
외첨제 코팅External 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. Using a Henschel mixer, 2 parts by weight of silica were added to 100 parts by weight of the polymerized toner core, and then stirred at 5,000 rpm for 7 minutes to coat the surface of the polymerized toner core with an external additive.
[실시예 2][Example 2]
스티렌 131 g, n-부틸 아크릴레이트 44 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 25g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 131 g of styrene, 44 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 25 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[실시예 3][Example 3]
스티렌 135 g, n-부틸 아크릴레이트 45 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 10g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 135 g of styrene, 45 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 10 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[실시예 4][Example 4]
스티렌 125 g, n-부틸 아크릴레이트 42 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 23g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 125 g of styrene, 42 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 23 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[실시예 5][Example 5]
스티렌 129 g, n-부틸 아크릴레이트 43 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 3g,의 바인더 수지용 단량체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that 129 g of styrene, 43 g of n-butyl acrylate, and 3 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) were used as binder resin monomers.
[실시예 6][Example 6]
스티렌 126 g, n-부틸 아크릴레이트 42 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 7g,의 바인더 수지용 단량체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that 126 g of styrene, 42 g of n-butyl acrylate, and 7 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) were used as binder resin monomers.
[실시예 7][Example 7]
저분자량 공중합체 제조과정에서 스티렌과 n-부틸 아크릴레이트를 9:1로 혼합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that styrene and n-butyl acrylate were mixed at a ratio of 9:1 in the low molecular weight copolymer manufacturing process.
[실시예 8][Example 8]
저분자량 공중합체 제조과정에서 스티렌과 n-부틸 아크릴레이트를 7:3로 혼합한 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that styrene and n-butyl acrylate were mixed in a 7:3 ratio during the low molecular weight copolymer production process.
[비교예 1][Comparative Example 1]
스티렌 143 g, n-부틸 아크릴레이트 48 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 0g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 143 g of styrene, 48 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 0 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[비교예 2][Comparative Example 2]
스티렌 131 g, n-부틸 아크릴레이트 44 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 0g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 20g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 131 g of styrene, 44 g of n-butyl acrylate, 0 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 20 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[비교예 3][Comparative Example 3]
스티렌 139 g, n-부틸 아크릴레이트 46 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 5g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 139 g of styrene, 46 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 5 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[비교예 4][Comparative Example 4]
스티렌 116 g, n-부틸 아크릴레이트 39 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 5g,의 바인더 수지용 단량체와 저분자량 공중합체 35g를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. Same as Example 1 except that 116 g of styrene, 39 g of n-butyl acrylate, 5 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC), monomer for binder resin, and 35 g of low molecular weight copolymer were used. A polymerized toner was prepared.
[비교예 5][Comparative Example 5]
스티렌 131 g, n-부틸 아크릴레이트 44 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 1g,의 바인더 수지용 단량체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that 131 g of styrene, 44 g of n-butyl acrylate, and 1 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) were used as binder resin monomers.
[비교예 5][Comparative Example 5]
스티렌 124 g, n-부틸 아크릴레이트 41 g, Silicon Acrylate(Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) 10g,의 바인더 수지용 단량체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 중합토너를 제조하였다. A polymerized toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that 124 g of styrene, 41 g of n-butyl acrylate, and 10 g of Silicon Acrylate (Mn: 1,000/mol, FM-0711, JNC) were used as binder resin monomers.
[실험예][Experimental example]
상기 실시예 1~6 및 비교예 1~6에 따라 제조된 중합 토너에 대하여, 하기와 같이 물성 평가를 수행하였다. The polymerized toners prepared according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were evaluated for physical properties as follows.
토너의 전사효율Toner transfer efficiency
레이저 프린터(DocuPrint C5005d, 제조사: Xerox) 카트리지의 공급부에 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~4에 따라 제조된 중합 토너를 채운 후, 공급부 전체의 무게를 측정하였다. 가로 19 cm, 세로 1.5 cm의 직사각형을 A4지에 1,000매 인쇄한 후 다시 공급부의 무게를 측정하여, 하기 계산식 1과 같이 토너 소모량을 계산하였다. After filling the supply part of a laser printer (DocuPrint C5005d, manufacturer: Xerox) cartridge with the polymerized toner prepared according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 4, the weight of the entire supply part was measured. After printing 1,000 sheets of 19 cm wide and 1.5 cm long rectangles on A4 paper, the weight of the supply section was measured again, and the toner consumption was calculated according to Equation 1 below.
[계산식 1][Calculation Formula 1]
소모량(g) = 1,000매 인쇄 전 공급부 무게 - 1,000매 인쇄 후 공급부 무게 Consumption (g) = Weight of feeder before printing 1,000 sheets - Weight of feeder after printing 1,000 sheets
또한, 공급부와 분리가 가능한 드럼부의 무게를 인쇄 전 측정하고 인쇄 후 측정하여, 종이 전사되지 못하고 허비되는 토너의 양을 하기 계산식 2와 같이 계산하였다. In addition, the weight of the drum part, which can be separated from the supply part, was measured before printing and after printing, and the amount of toner wasted without being transferred to paper was calculated as shown in Equation 2 below.
[계산식 2][Calculation Formula 2]
허비되는 토너량(g) = 1,000매 인쇄 후 드럼부 무게 - 1,000매 인쇄 전 드럼부 무게 Amount of toner wasted (g) = Drum weight after printing 1,000 sheets - Drum weight before printing 1,000 sheets
상기와 같이 소모되고 허비되는 토너의 양을 산측한 후에, 하기 계산식 3과 같이 전사효율을 구하였다. After calculating the amount of toner consumed and wasted as described above, the transfer efficiency was calculated using Equation 3 below.
[계산식 3][Calculation Formula 3]
전사효율 (%) = {(소모량 - 허비되는 토너량)/소모량} * 100 Transfer efficiency (%) = {(consumption amount - amount of toner wasted)/consumption amount} * 100
화상 농도 측정Image density measurement
레이져 프린터(DocuPrint C5005d, 제조사: Xerox)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 (DocuPrint C5005d, manufacturer: The average value was taken.
분자량 분포 측정Molecular weight distribution measurement
GPC(Gel Permeation Chromatograph, Waers e2695, 한국화학연구원)를 이용하여 측정하였음. Measured using GPC (Gel Permeation Chromatograph, Waers e2695, Korea Research Institute of Chemical Technology).
측정조건Measuring conditions
- Injection volume: 50uL- Injection volume: 50uL
- 용매: Tetrahydrofuran- Solvent: Tetrahydrofuran
- Column: Styragel HR-0.5- Column: Styragel HR-0.5
- Flow rate: 0.6ml/min- Flow rate: 0.6ml/min
핫오프셋/콜드오프셋 측정Hot offset/cold offset measurement
레이져 프린터(DocuPrint C5005d, 제조사: Xerox)로 A4 크기의 용지에 전면 인쇄한 후, 인쇄면이 정착롤에 토너가 융착됨에 따라 인쇄면에 토너가 인쇄되지 않고 점/선 등이 발생하였는지의 여부에 따라 핫오프셋을 평가 하였다. After full-page printing on A4 size paper with a laser printer (DocuPrint C5005d, manufacturer: The hot offset was evaluated accordingly.
레이져 프린터(DocuPrint C5005d, 제조사: Xerox)로 A4 크기의 용지에 전면 인쇄한 후, 출력물 2매를 인쇄된 부분을 마주보게 하여 손으로 가볍게 마찰하여 토너 탈락 여부를 확인하여 콜드 오프셋을 평가 하였다. After printing the entire surface on A4-sized paper with a laser printer (DocuPrint C5005d, manufacturer:
첨가량low molecular weight copolymer
Addition amount
(%)Transfer efficiency
(%)
Claims (9)
바인더 수지, 및 상기 바인더 수지에 분산된 안료, 안료 분산제, 전하 조절제, 및 왁스를 포함하는 토너 입자를 포함하고,
바인더 수지는 스티렌계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 디엔계 단량체, 산성올레핀계 단량체 및 염기성 올레핀계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체와 Silicon Acrylate[화학식1]의 공중합체인 것을 특징으로 하는 중합 토너
[화학식1]
In the chart of the molecular weight distribution of toner, there is a main peak in the molecular weight range of 20,000 to 50,000, the height at the main peak molecular weight (Mp) is referred to as h(P), and the height at the molecular weight 1,000 is referred to as h(1000). When, the value of h(1000)/h(P) is 0.1 to 0.3,
A binder resin, and toner particles comprising a pigment, a pigment dispersant, a charge control agent, and a wax dispersed in the binder resin,
The binder resin is a copolymer of Silicon Acrylate [Formula 1] and one or more monomers selected from the group consisting of styrene-based monomers, acrylate-based monomers, methacrylate-based monomers, diene-based monomers, acidic olefin-based monomers, and basic olefin-based monomers. Polymerized toner characterized in that
[Formula 1]
상기 토너 입자는 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 중합 토너.
According to paragraph 1,
The toner particle is a polymerized toner further comprising at least one additive selected from the group consisting of a reaction initiator, a cross-linking agent, a molecular weight regulator, a lubricant, and a coupling agent.
상기 Silicon Acrylate는 공중합체중 무게 중량비가 1~5 중량비 인 중합토너.
According to paragraph 1,
The Silicon Acrylate is a polymerized toner with a weight ratio of 1 to 5 among copolymers.
상기 토너 입자는 반응 개시제, 가교제, 분자량조절제, 활제, 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 중합 토너.
According to paragraph 1,
The toner particle is a polymerized toner further comprising at least one additive selected from the group consisting of a reaction initiator, a cross-linking agent, a molecular weight regulator, a lubricant, and a coupling agent.
상기 바인더 수지의 중량평균분자량(Mn, g/mol)이 40,000 ~ 80,000 인 중합토너
According to paragraph 1,
A polymerized toner in which the binder resin has a weight average molecular weight (Mn, g/mol) of 40,000 to 80,000.
바인더 수지용 단량체, 안료 또는 카본블랙, 전하 조절제 및 왁스를 포함하는 단량체 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하고 현탁 중합을 통하여 토너 입자를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 단량체 혼합물을 형성하는 단계는 안료 또는 카본블랙을 첨가한 후에 비드밀로 8,000 내지 20,000 rpm의 교반 속도하에서 10 내지 120 min 동안 밀링하는 공정을 추가로 포함하는 중합토너의 제조 방법.
forming an aqueous dispersion containing a dispersant;
Forming a monomer mixture comprising a monomer for a binder resin, a pigment or carbon black, a charge control agent, and a wax; and
Adding the monomer mixture to the aqueous dispersion and forming toner particles through suspension polymerization,
The step of forming the monomer mixture further includes adding pigment or carbon black and then milling with a bead mill for 10 to 120 min at a stirring speed of 8,000 to 20,000 rpm.
상기 분산제는 무기분산제, 수용성 유기 고분자 분산제 및 음이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된
1종 이상을 포함하는 중합 토너의 제조 방법.
According to clause 6,
The dispersant is selected from the group consisting of inorganic dispersants, water-soluble organic polymer dispersants, and anionic surfactants.
A method for producing a polymerized toner comprising one or more types.
상기 단량체 혼합물은 반응 개시제, 가교제, 및 분자량조절제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 중합 토너의 제조 방법.
According to clause 6,
The monomer mixture further includes one or more additives selected from the group consisting of a reaction initiator, a cross-linking agent, and a molecular weight regulator.
상기 토너 입자를 형성하는 단계는,
상기 단량체 혼합물을 상기 수계 분산액에 첨가하는 단계;
상기 수계 분산액 및 단량체 혼합물에 전단력을 가하여 상기 단량체 혼합물을 수계 분산액에 액적 형태로 균질화하는 단계; 및
상기 균질화된 단량체 혼합물을 현탁 중합하는 단계를 포함하는 것인 중합 토너의 제조 방법.
According to clause 6,
The step of forming the toner particles is,
adding the monomer mixture to the aqueous dispersion;
Homogenizing the monomer mixture in the form of droplets in the aqueous dispersion by applying a shear force to the aqueous dispersion and the monomer mixture; and
A method for producing a polymerized toner comprising the step of suspension polymerizing the homogenized monomer mixture.
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