KR940001486B1

KR940001486B1 - 일성분계 자성토너의 제조방법

Info

Publication number: KR940001486B1
Application number: KR1019890010890A
Authority: KR
Inventors: 김종호
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 강진구
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1994-02-23
Also published as: KR910003450A

Abstract

내용 없음.

Description

일성분계 자성토너의 제조방법

본 발명은 전자복사기용 일성분계 자성토너의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 결착수지로서 에폭시수지와 폴리에스테르수지에 실리콘화합물을 첨가시키고, 후처리제로서 크리닝제를 사용하여서 토너의 물성을 개선시킨 일성분계 자성토너의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 일성분계 자성토너에는 캐리어 입자를 사용하지 않고 토너자체에 자화성물질을 사용하는데, 대부분의 경우 토너가 대전되는데 있어서 안전성에 문제가 발생되고, 복사시 삭제되는 부분이 나타나며, 토너가 응결되어 나타나는 단점을 볼 수 있다.

또한, 열정착과정에서도 로울러에 토너가 부분적으로 부착되어 다음에 복사할때 종이에 전사되거나 종이를 오염시키게되며 토너구성성분들의 적합성이 좋지않아 균일하게 분산되는 것이 힘들게되는 문제가 있다.

그결과 현상의 질이 좋지않음은 물론 현상제의 수명이 짧아지게되는 단점이 있게 된다.

따라서, 본 발명은 일성분계 자성토너를 구성함에 있어 결착수지로 에폭시수지와 폴리에스테르수지를 사용하고, 거기에 폴리오레핀왁스와 실란화합물을 첨가하여서 토너를 제조함으로서, 열정착과정의 문제점을 제거하고 현상제의 응결성 및 인화성을 향상시킨 안정된 일성분계 자성토너의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 일성분계 자성토너를 제조함에 있어서, 결착수지로서 에폭시수지를 전체조성의 10∼80중량%로 사용하고, 폴리에스테르수지를 10∼80중량%로 사용하며, 첨가제로서 폴리올레핀왁스 0.5∼5중량%, 실란화합물 0.01∼3중량%를 각각 첨가하고, 통상의 착색제 0.6∼8.0중량%와 자성분말 40∼60중량%를 균질혼합시킨 다음 분쇄시켜서 토너분말을 제조한후, 후처리제로서 크리닝제를 전체조성에 대해 0.01 내지 2중량% 사용하여서 일성분계 자성토너를 제조하는데 그 특징이 있다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자성토너의 제조방법은 상기 물질들 즉 결합제수지인 에폭시수지 10∼80중량%와 폴리에스테르수지 10∼80중량%에 첨가제로서 실란화합물, 예컨대 아미노실란화합물을 미량 첨가한후, 저분자량왁스인 폴리올레핀과 카본블랙(착색제) 0.6∼8.0중량% 첨가하고, 전하제어제를 미량 가한다음 마그네타이트 40∼60중량%를 사용하는바, 이들 구성성분들을 예비혼련하기위해 핸셀믹서나 래디게믹서를 사용해 골고루 균일하게 혼합시키고 이 혼합된 물질을 믹싱밀이나 혼련기(Kneader)를 이용해 다시 용융혼련시킨다.

여기서, 토너구성 성분들을 균일하게 분산시키는 것이 중요한바, 토너성분이 균일하게 분산되지 않으면 토너가 응결되어 복사시 삭제되는 부분이 생기게 된다.

용융혼합 다음단계로는 냉각롤(Chill Roll)이나 상온에서 그 혼합물을 냉각시키고 분쇄기를 사용해 일차적으로 조분쇄한다. 이때, 입자크기는 1.0∼2.0mm가 적당한바, 입자크기가 1.0mm 이하이면 2차 미분쇄시 너무 작게 분쇄되어 좋지 않게되고, 2.0mm 이상이면 2차 미분쇄기인 제트밀에 들어가지 않게되어 공정상 사용할 수 없게 된다.

이렇게 하여 일차조분쇄에서 나온 물질을 2차 미분쇄 단계인 초음속 제트밀을 사용해 미분쇄한다. 그리고 미분쇄된 토너를 분급한다. 이때, 제조된 토너의 직경은 5∼25μm가 가장 적당한데, 만일 토너입자의 직경이 5μm보다 적으면 비전기하전이 커서 응착되지 못하게 되고, 직경이 25μm를 초과하게되면 만족스러운 인화성을 얻기에 충분한 전기전하를 갖지 못하게되어 좋지않다.

그리고, 유동성을 좋게하고 크리닝을 향상시키기 위하여 후처리 크리닝제로처 실리카와 스테아린산아연을 미량 첨가해서 레디게 믹서(Lodige Mixer)를 이용해 골고루 혼련시켜준다. 이때 핸셀믹서와 같이 고속혼련시켜주게되면 토너입자가 너무 작게 분쇄되기때문에 저속고혼련효과를 낼 수 있는 레디게 믹서를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따르면 종래의 토너수지의 열정착과정에서의 불쾌한 냄새를 거의 줄일 수 있고 용융점도, 즉 연화점이 150℃ 이하이기 때문에 열고정시 적절하다. 만약 융점이 60℃ 보다 낮으면 토너입자가 서로 교착되어 좋지 않게되고, 160℃ 보다 높으면 지면상에 부적당한 고정반응이 발생한다.

본 발명에서 통상 사용되는 자성물질로는 마그네타이트를 사용하는데, 마그네타이트는 Fe₂O₃와 Fe₃O₄로 구성되어 있으며, 최근에는 Fe₃O₄가 99% 이상인 물질을 많이 이용한다.

이 분말의 평균직경은 0.1∼1.0μm인것을 사용해야 하며, 만약 크기가 0.1μm 이하인 것을 사용하면 분말을 균일하게 분산시키는 것이 곤란하고, 막 형성방지성을 유지하기가 어려우며, 1.0μm를 초과하면 분말의 전기저항율이 증가하여 허용범위를 초과하게 된다.

또한, 토너의 색깔을 띠게하는 착색제는 0.6∼8.0중량%의 탄소분을 함유하는 것이 바람직하며, 이 함량이 0.6중량% 이하이면 만족스러운 광학밀도(흑색도)를 얻기가 어려우며, 8.0중량%를 초과하면 토너입자의 연화점과 융점을 상승시키게 되어 결국에는 열정착과정에 악영향을 끼치게 된다.

그리고, 토너입자는 염료를 함유하지 않는것이 좋은데, 만약 염료가 5중량%를 초과하면 토너입자의 마찰전기성을 하강시켜 좋지않게 된다.

그리고, 유동성을 좋게하고 점착방지를 위하여 실리카나 실리콘수지를 미량 첨가하고 복사기의 드럼과 롤러를 깨끗하게 하는 크리닝제를 쓰는것이 본 발명에서 하나의 특징인바, 이때 크리닝제로는 고지방산의 금속, 스테아린산아연, 스테아린산 리튬, 라우린산마그네슘 등을 사용한다.

이와같이 본 발명은 자성토너 구성성분으로 에폭시수지와 폴리에스테르수지에 실리콘 화합물을 첨가한 수지를 사용하는 것으로, 여기에 폴리올레핀계의 저분자량왁스를 첨가함으로서 종래에 현상제의 열정착과정에서 융점이 높은 문제점을 제거함은 물론, 폴리에스테르수지를 혼합함으로써 수지자체가 전기적 성질을 가지고 있기때문에 전하조절제의 량을 줄일 수 있다.

또한, 용융된 토너입자의 응집을 피하도록 결합수지의 용융점도를 증가시키고, 결과적으로 고정된 토너상영역내에 적은 공동을 피하게하며 토너입자의 막형성 저항성을 개량시켜주게 된다.

뿐만아니라, 전하제어제 및 카본블랙의 분산성에서도 상기와 같은 수지를 이용함으로서 상당히 균일하게 분산되어 토너가 안정되게 되고, 또 선명한 상을 얻을 수 있다.

그리고, 이 사용된 결합제수지는 아미노라디칼을 포함하는 실란을 가지고 있어 가교결합구조를 하고있기 때문에 오프셋현상을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명한다.

[실시예 1]

상기 조성으로 토너를 제조하되 상기물질들을 예비혼련시키기 위해 핸셀믹서(Henschel Mixer)를 이용해 혼합시킨다.

헨셀믹서의 조건은

760rpm, 3분, 21℃

840rpm, 3분, 22℃

990rpm, 4분, 22∼25℃

1155rpm, 3분, 25∼27℃

760rpm, 2분, 27∼26℃

으로 한다.

이와같이 예비혼합된 혼합물을 혼련기(Kneader)를 이용해 용융혼합시키고(혼련조건 : 120rpm, 2시간, 온도 80℃∼150℃), 혼련기를 통해 용융혼합된 물질은 냉각롤을 사용해 냉각시키고, 분쇄기를 사용해 일차적으로 조분쇄 한다.

이때 입도의 크기 1.0∼2.0mm가 되도록 한다. 조분쇄된 토너를 초음속 제트밀을 이용해 미분쇄하여 토너를 제조한다. 이때 제조된 토너의 평균입경은 10.5μm였다.

이렇게 제조된 토너에 R 504인 실러카 1중량%와 스테아린산아연(Zinc Stearate) 0.5중량%를 첨가해서 레디게믹서(Lodige Mixer)를 사용하여 후처리시켰다.

[실시예 2]

에폭시수지(Epikote 1001) 21중량%와 폴리에스테르(ATLAC(382A) 20중량%를 사용한 것외는 실시예 1과 동일한 제조방법으로 실시하였다.

[비교예 1]

실시예 1의 구성성분중 에폭시수지(Epikote 1001) 41중량%를 넣고 폴리에스테르를 넣지 않은것 외는 실시예 1과 동일한 제조방법으로 실시하였다.

[비교예 2]

후처리시 크리닝제인 스테아린산아연을 넣지않은것외는 실시예 1과 동일한 제조방법으로 실시하였다.

상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 토너의 성능을 평가하기 위해 최저정착온도, 전하량, 크리닝상태, 인화성 등을 측정하였다. 그 결과는 다음 표와 같다.

* 최저정착온도는 전사된 종이가 가열 롤러를 통과후 비벼보았을때 정착이 잘되어 토너가 묻어나오지 않은 상태의 온도로 정의하고, 가열롤러의 온도를 100℃부터 5℃간격으로 올리면서 측정하였다.

* 전하량은 블루-오프(Blow-Off)장치를 이용하여 제조된 토너 1g과 캐리어 25g을 사용하여 측정하였다.

* 인화성과 크리닝상태는 10,000장 복사했을때 복사상태를 육안으로 측정했다.

Claims

일성분계 자성토너를 제조함에 있어서, 결착수지로서 에폭시수지를 전체조성의 10∼80중량%로 사용하고, 폴리에스테르수지를 10∼80중량%로 사용하며, 첨가제로서 폴리올레핀왁스 0.5∼5중량%, 실란화합물 0.01-3중량%를 각각 첨가하고 통상의 착색제 0.6∼8.0중량%와 자성분말 40∼60중량%를 균질 혼합시킨다음 분쇄시켜서 토너를 제조한 후, 후처리제로서 크리닝제를 전체조성에 대해 0.01 내지 2중량% 첨가하여서 됨을 특징으로 하는 일성분계 자성토너의 제조방법.
제1항에 있어서, 크리냉제로는 고지방산의 금속염, 스테아린산아연, 스테아린산리튬 또는 마그네슘아우레이트 중에서 선택된 것을 사용함을 특징으로 하는 일성분계 자성토너의 제조방법.