KR930005901B1

KR930005901B1 - 둥글고 매끄러운 표면을 갖는 드라이 토너 제조방법

Info

Publication number: KR930005901B1
Application number: KR1019880017960A
Authority: KR
Inventors: 김성훈
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 안시환
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1993-06-25
Also published as: KR900010482A

Abstract

내용 없음.

Description

둥글고 매끄러운 표면을 갖는 드라이 토너 제조방법

본 발명은 아주 매끄러운 표면을 갖는 작은 크기의 등근 형태(球狀)로 된 드라이 토너의 제조방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 용액상태의 토너를 물과 알콜의 혼합 용매중에 적가하는 방법으로 분산유화시키는 것에 의해 구상 미립체의 드라이 토너를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 토너의 대전특성은 입자모양 및 균일도에 따라 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 즉, 토너 입자의 둥근 모양은 균일한 정전기 특성을 갖게 하고 이에 따라 균일한 결합력을 갖게 하므로써 결과적으로 토너에 따른 복사의 상태를 일정하게 유지하게 되고 복사의 질을 높일 수 있게 한다. 또한 토너 입자 표면의 모양과 굴곡정도는 결합상태에 영향을 미치는 한 인자로서 토너 표면이 둥글고 매끄러울수록 양질의 복사를 달성하게 한다. 본 발명의 목적은 균일한 크기를 가지며 둥글고 매끄러운 표면을 갖는 드라이 토너미립체를 제조하는 것이다.

종래의 전자복사기용 드라이 토너 제조방법으로는 배합원료 시편을 유체 에너지 밀(fluid energy mill)등을 이용하여 분쇄 제조하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 이러한 종래방법은 기계적인 분쇄방법이므로 여러번 반복작업을 하여야 하고, 또 여러번 분쇄를 한다해도 입자의 손실과 경비가 많이들 뿐아니라 균일한 크기의 입자를 얻을 수 없는 단점이 있었다. 또한 기계적 방법으로 제조된 토너 입자는 둥근형태를 갖기 힘들며 따라서 드럼과 종이 표면위에 접착이 불량한 부분이 생기게 되고 결과적으로 해상에 부분적인 결함을 초래한다. 이러한 결함을 보완하기 위해 미합중국 특허 제4,517,217호에서는 시편 용융시에 첨가제로 실리콘 오일을 배합하는 방법을 제안하고 있으나 기본적으로 기계적 분쇄 방법을 피할 수 없기 때문에 해상(developing)의 질이나 수명이 좋지 못한 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 종래 기술의 이러한 단점을 극복할 수 있는 방안을 다방면으로 연구한 결과 상기한 결함이 기계적 분쇄에서 유래되는 것임을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명의 방법은 드라이 토너를 제조하는 방법에 있어, 종래의 기계적 분쇄에 의한 토너 미립자 제조방법을 탈피하고 분산매중에서 용액상태의 토너배합물을 적가하면서 저어 주는 것에 의해 분산 유화시킴(emulsifing)으로써 둥글고 매끄러운 표면을 갖는 드라이 토너 미립체를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

비누와 같은 유화제를 물(분산매)에 녹이고 이것에 수-불용 또는 난용성인 모노머를 가하여 교반하면서 개시제를 사용하여 유화중합을 시킴으로써 구상의 미립자 플리머를 제조하는 방법은 너무도 잘 알려진 고분자 물질의 중합방법의 하나이다. 이러한 원리를 활용하여 본 발명자들은 구상 미립체 드라이 토너를 제조할 수 있는 신규한 방법을 개발하게 되었는바 본 발명 방법을 상술하면, 먼저 자성분말, 바인더 수지, 카본블렉, 전하조절제 및 유동성 향상제등으로 된 원료를 예비혼련-용융배합법에 의해 시편으로 만들고 이 시편을 다시 테트라하이드로푸란("THF")이나 벤젠등의 비극성 유기용매에 녹여(약간 가열하면서) 용액상태로 만든후 이 용액을 물과 저급 알콜(C₁-C₄)의 혼합용매에 교반해 주면서 적가한다. 이때 교반속도는 호모믹서를 사용하여 2000 내지 2400r.p.m., 적가속도는 분당 5-lO㎖로 하여 유화시킨다.

극성 혼합용매로는 물과 알골 1 : 1 내지 2 : 1 혼합용매를 사용하는데 이러한 혼합용매를 사용하므로서 순수한 물만을 사용할때보다 양호한 유화상태를 유지하기 용이할뿐 아니라 회전 속도에 따른 입자크기의 조절이 가능하다(물만으로 된 용매에서는 토너 분말이 서로 뭉치는 경향이 있어 고른 입자크기의 미립체 제조가 어렵다). 회전속도 2000r.p.m.에서 평균입자 크기는 (10)μ정도이다. 이렇게 하여 생성된 유화 용액을 여과시켜 토너미립체를 얻는다. 여과시에는 아스퍼레이터를 사용하여 흡인 여과하고, 얻어진 여과물은 오븐등에서 충분히 건조시켜 잔류용매를 제거한다. 본 발명에 유용한 자성체로는 Fe₃0₄분말, γ-Fe₂0₃분말 및 코발트 함유 Fe₃0₄분말이 있고, 바인다 수지로는 메타크릴 수지, 스티렌 단독 또는 공중합체 수지, 폴리에 스테르, 변성 알킷드 수지등이 사용될 수 있다. 이하 본 발명을 실시예를들어 상세히 설명한다.

[실시예 1]

자성 Fe₃0₄분말 48중량%, 카본블랙(서독 Degussa제) 8중량 %, 전하 조절제(일본 Hodogaya제) 2중량 %, 유동성 향상제로 실리카 2중량 %와 스티렌 n-부틸메타크릴레이트(STB-1500,일본 sanyo제)로 된 바인다수지 40중량 %를 예비혼련하여 토너원료로 하고, 다음 상기 토너원료를 롤-밀을 사용 80℃에서 30분간 용융베합하여 시편 상태로 만들었다. 이렇게 제조된 토너시편 10g을 워터베이스에서 약간 가열하면서 THF 25㎖에 녹이고, 이어서 이 토너액을 35% 에탄올 용액 100㎖에 호모믹서를 사용 2000r.p.m.으로 교반하면서 5분간 적가하여 유화액을 얻는다. 다음 여과하고 4O℃에서 20분 건조시켜 미립체상의 드라이 토너를 제조한다. 생성된 토너미립체는 현미경으로 입자의 크기 및 형상을 관찰하였다. 입자의 크기는 0.5μ 내지 60μ으로서 평균입자 크기는 10μ이었고, 형상은 구상형태의 매끄러운 표면을 갖고 있었다.

[비교예]

실시예 1에서와 같이 제조된 토너시편을 우선 거친 상태로 잘개 부수고 다음 제트밀(Jet mill)을 사용하여 평균입자 크기가 10μ이 되도록 분쇄하였다. 이렇게 제조된 토너 입자형 현미경 관찰결과 모가 난 조잡한 형상을 하고 있음이 관찰되었다.

이상과 같이 본 발명의 방법에 따라 매끄러운 표면을 갖는 구형의 드라이 토너틀 제조할 수 있음으로 해서 개끗한 해상의 복사를 가능하게 했는데, 이는 본 발명의 드라이 토너가 갖고 있는 구형 특성이 마찰에 의해 뛰어나 대전특성을 유지하게 해주고 드럼과의 접착면을 고르게 유지하여 상대적으로 넓은 접착면과 향상된 접착성을 갖게하기 때문인 것으로 이해된다. 이러한 사실은 본 발명 실시예의 드라이 토너와 비교예의 드라이 토너를 사용(표면처리후 사용)하여 시중의 전자 복사기로 복사한 결과를 대비함으로서 확인되었는데, 본 발명의 토너를 사용한 것은 비교예의 토너를 사용한 복사물에 비해 부분적 결함(흐리게 인쇄된 활자가 있는 부분)이 나타나는 빈도가 크게 줄었음을 확인할 수 있었다.

Claims

자성 분말, 바인더 수지, 카본블랙, 전하조절제 및 유동성 향상제를 기재로 하는 드라이 토너 원료를 예비 혼련-용융배합법에 의해 시편으로 만들고, 이 시편을 다시 비극성 유기용매에 녹여 용액상태로 만든후, 이 용액을 물과 C₁-C₄저급알콜의 1 : 1 내지 2 : 1 혼합용매에 교반하면서 적가하여 구형 미립체를 형성시킴을 특징으로 하는 드라이 토너의 제조방법.
제1항에 있어서, C₁-C₄저급알콜이 메틸알콜, 에틸알콜, 프로필알콜 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 드라이 토너의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 비극성 유기용매가 테트라하이드로 푸란, 또는 밴젠중에서 선택된 것을 특징으로 하는 드라이 토너의 제조방법.