KR20060092363A - Color toner for non-magnetic mono-component system having excellent gradation and a method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우수한 계조성을 가지는 비자성 일성분계 칼라 토너 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토너 모입자에 입경 크기가 서로 다른 대구경 및 소구경의 유기분말과, 실리카 분말 및 이산화티탄 분말을 첨가하여 동시에 기계적으로 혼합하여 상기 토너 모입자 표면에 정착시키는 비자성 일성분계 칼라 토너 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a non-magnetic one-component color toner having excellent gradation and a method of manufacturing the same. More specifically, toner base particles include organic powders of large and small diameters having different particle sizes, silica powder and titanium dioxide powder. The present invention relates to a nonmagnetic one-component color toner which is added and mechanically mixed at the same time and fixed on the surface of the toner base particles, and a manufacturing method thereof.
상기한 방법에 의해 제조된 토너 입자는 대전 분포가 좁고, 고 대전성을 나타내고 대전 유지성을 향상시킬 뿐만 아니라 특히 계조성이 우수하여 고품질의 화상을 구현한다. The toner particles produced by the above method have a narrow charge distribution, exhibit high chargeability, improve charge retention, and in particular, have excellent gradation to realize high quality images.
비자성 일성분계 칼라 토너, 유기 분말, 실리카, 고 대전성, 대전유지성, 고화상농도, 고전사효율, 장기신뢰성, 계조성 Non-magnetic one-component color toner, organic powder, silica, high chargeability, charge retention, high image density, high firing efficiency, long-term reliability, gradation
Description
본 발명은 화상농도, 전사효율, 장기성 및 계조성을 향상시킬 수 있는 비자성 일성분계 칼라 토너 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a non-magnetic one-component color toner capable of improving image density, transfer efficiency, long-term and gradation, and a manufacturing method thereof.
전자 사진 방식의 화상 형성은 정전기를 발생시켜 감광 드럼의 표면을 균일하게 양의 전하를 갖도록 대전시키고, 상기 대전된 감광 드럼 표면을 노광하여 정전 잠상을 형성하는 노광한 후, 현상 롤러의 표면에 형성된 음의 전하를 갖는 토너를 이용하여 감광 드럼의 표면에 잠상을 현상하여 토너 화상을 얻고, 이때 해당 토너 화상을 피 전사재상에 전사 및 정착시킨 후, 감광 드럼의 표면에 잔류 되는 토너를 제거하는 단계로 구성된다. Electrophotographic image formation generates static electricity to charge the surface of the photosensitive drum uniformly with a positive charge, and exposes the charged photosensitive drum surface to form an electrostatic latent image, and then is formed on the surface of the developing roller. Developing a latent image on the surface of the photosensitive drum using a toner having a negative charge to obtain a toner image, wherein the toner image is transferred and fixed on the transfer material, and then the toner remaining on the surface of the photosensitive drum is removed. It consists of.
이러한 공정 중 토너 현상 공정에 있어서 적합한 토너 대전량, 대전 유지성, 환경 안정성, 전사 공정에 있어서는 양호한 전사 성능이 요구되고, 정착 공정에서 저온 정착성 및 내오프셋(offset)성이, 클리닝 공정에서는 클리닝 성능 및 내 오염성 등이 다양한 특성이 요구된다. 최근의 급격한 디지털 기기의 발달에 따른 고화 질화, 고속화 및 칼라화의 촉진에 의하여 위의 특성은 점점 복잡하게 복합적으로 요구된다. In the toner developing step, good transfer performance is required for the toner charging amount, charge retention, environmental stability, and transfer process, low temperature fixability and offset resistance in the fixing process, and cleaning performance in the cleaning process. And various characteristics such as contamination resistance are required. Due to the recent rapid development of digital devices, high quality nitriding, high speed, and colorization are required to increase the complexity of the above characteristics.
특히, 고화질화를 위해 보다 높고 정확한 전사 성능 및 장기적으로 안정된 대전 성능이 요구되고, 전사 잔류 토너의 양을 줄이는 것이 필요하고, 풀칼라의 경우 실제 인쇄된 화상의 계조성이 낮아질 경우 화상이 매우 거칠어 보이고 자연스럽지 못하여 품질을 크게 저하시킨다. In particular, higher and more accurate transfer performance and long-term stable charging performance are required for high quality, and it is necessary to reduce the amount of transfer residual toner, and in the case of full color, the image looks very coarse when the gradation of the actual printed image is low. It is not natural and greatly degrades the quality.
일반적으로 토너는 바인더 수지, 착색제 및 전하 제어제 등의 비자성 토너 입자로 이루어지는 비자성 일성분계 토너와 자성 캐리어 입자 및 합성 수지제의 자성 토너 입자가 적합한 혼합비로 혼합된 이성분계 토너로 분류된다. Generally, toners are classified into two-component toners in which a nonmagnetic one-component toner consisting of non-magnetic toner particles such as a binder resin, a colorant, and a charge control agent is mixed in a suitable mixing ratio of magnetic carrier particles and magnetic toner particles made of a synthetic resin.
그 중 비자성 일성분계 토너는 금속 또는 수지 등으로 만들어진 블레이드(blade)를 현상 롤러에 압력을 가해 눌러주는 것에 의해 현상 롤러 위에 형성되는 토너 층의 부착 두께를 제어하고 토너를 대전시키기 때문에 사익 토너에 압력이 가해지기 때문에 장기간 여러 번 반복하여 사용하면, 현상 롤러와 블레이드에 토너가 융착(blocking)되기 쉽고 이러한 융착 등에 의해 현상 롤러 위의 토너 층 두께와 대전량이 불균일하게 되어 화상 농도가 불균일해지며 화상에 포그 현상과 농도 얼룩짐 등이 발생되는 문제점을 갖는다. 이러한 토너의 특성은 표면에 존재하는 첨가제에 의해 영향을 받으며, 이때 첨가제의 배합, 및 첨가 방법의 변경에 의한 대전 성능이 조절된다.Among them, nonmagnetic one-component toner controls the adhesion thickness of the toner layer formed on the developing roller and presses a blade made of metal or resin to pressurize the developing roller to charge the toner. When it is used repeatedly for a long time because of the pressure applied, the toner is easy to block on the developing roller and the blade, and the toner layer thickness and charge amount on the developing roller are uneven due to such fusion, resulting in uneven image density and There is a problem in that fog phenomenon and concentration unevenness occurs. The characteristics of such toner are influenced by the additives present on the surface, and at this time, the charging performance is controlled by blending the additives and changing the addition method.
일반적으로 토너에 사용되는 첨가제는 현상공정에서 토너 공급부에서 현상 슬리브를 회전시키는 회전부에 관련된 저항을 감소시키고, 대전블레이드(charging blade) 등에 토너가 융착되거나 토너끼리 응집되는 것을 억제하기 위해 사용한다. 또한, 낮은 토오크로 균일하고 안정된 토너 층을 얻을 수가 있도록 만들어 주는 역할을 할 뿐만이 아니라 특정한 범위의 마찰 대전 특성을 가지도록 할 뿐만이 아니라, 대전 특성을 안정화시킴과 동시에 대전 유지성을 향상시킨다. In general, additives used in toner are used to reduce the resistance associated with the rotating portion that rotates the developing sleeve in the toner supply portion in the developing process, and to suppress the toner from fusing to a charging blade or the like and agglomeration of the toners. In addition, it not only serves to obtain a uniform and stable toner layer with low torque, but also has a specific range of triboelectric charging characteristics, stabilizes charging characteristics and improves charge retention.
그러나 토너의 표면에 첨가제가 균일하게 첨가되지 않을 경우 입자의 대전성이 서로 상이하여 균일한 화상을 얻을 수 없게 된다. 또한 첨가제가 토너 표면에 균일하게 입혀진 경우에도 비자성 일성분계 토너에서는 인쇄를 진행함에 따라 토너에 가해지는 압력에 의해 토너-토너, 토너-대전블레이드(charging blade), 또는 토너-슬리브(sleeve) 간의 응집이 발생할 수 있고, 이러한 경우 장기적으로 화상이 흐려지고 불균일하게 되는 현상을 나타내게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 적절한 첨가제의 선택과 함량 및 입경 등에 대한 설계가 매우 중요하다.However, when additives are not uniformly added to the surface of the toner, the charging properties of the particles are different from each other and a uniform image cannot be obtained. In addition, even when the additive is uniformly coated on the surface of the toner, in the non-magnetic one-component toner, the pressure applied to the toner as the printing proceeds, the toner-toner, the toner-charging blade, or the toner-sleeve Agglomeration may occur, in which case the image becomes blurred and uneven in the long term. Therefore, in order to solve this problem, it is very important to select the appropriate additives and design the content and particle size.
특히 최근의 급격한 디지털 기기의 발달에 따라 고화질화, 고속화 및 칼라화가 급속히 진행되고 있어 보다 높고 정확한 전사 성능 및 장기적으로 안정된 대전 성능을 지니는 토너가 요구된다. In particular, with the recent rapid development of digital devices, high quality, high speed, and colorization are rapidly progressing, so that a toner having higher and accurate transfer performance and stable charging performance in the long term is required.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 대전 분포가 좁고 고 대전성을 가지며, 화상농도와 전사효율이 우수할 뿐만 아니라, 장기 안정성 및 계조성이 향상되어 고품질의 화상을 구현할 수 있는 비자성 일성분계 칼라 토너 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention for solving the above problems has a narrow charge distribution, high chargeability, not only excellent image density and transfer efficiency, but also long-term stability and gradation to improve a non-magnetic one-component system An object of the present invention is to provide a color toner and a manufacturing method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 토너 모입자에 In order to achieve the above object, the present invention provides a
ⅰ) 입경 크기가 0.3 ㎛∼2.0 ㎛인 대구경의 유기분말;I) large-diameter organic powder having a particle size of 0.3 µm to 2.0 µm;
ⅱ) 입경 크기가 0.05 ㎛∼0.25 ㎛인 소구경의 유기분말;Ii) small-diameter organic powder having a particle size of 0.05 µm to 0.25 µm;
ⅲ) 입경 크기가 0.005 ㎛∼0.05 ㎛인 실리카 분말; 및 V) silica powder having a particle size of 0.005 µm to 0.05 µm; And
ⅳ) 입경 크기가 0.1 ㎛∼0.8 ㎛인 이산화티탄 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 비자성 일성분계 칼라 토너를 제공한다. I) A nonmagnetic one-component color toner comprising a titanium dioxide powder having a particle size of 0.1 µm to 0.8 µm.
또한 본 발명은 토너 모입자에 The present invention also provides toner base particles
ⅰ) 입경 크기가 0.3 ㎛∼2.0 ㎛인 대구경의 유기분말;I) large-diameter organic powder having a particle size of 0.3 µm to 2.0 µm;
ⅱ) 입경 크기가 0.05 ㎛∼0.25 ㎛인 소구경의 유기분말;Ii) small-diameter organic powder having a particle size of 0.05 µm to 0.25 µm;
ⅲ) 입경 크기가 0.005 ㎛∼0.05 ㎛인 실리카 분말; 및 V) silica powder having a particle size of 0.005 µm to 0.05 µm; And
ⅳ) 입경 크기가 0.1∼0.8 ㎛인 이산화티탄 분말을 첨가하여 동시에 기계적으로 혼합하여 상기 토너 모입자 표면에 정착시키는 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조방법을 제공한다.I) A method for producing a non-magnetic one-component color toner in which titanium dioxide powder having a particle size of 0.1 to 0.8 mu m is added and mechanically mixed at the same time to be fixed on the surface of the toner base particles.
바람직하기로, 상기 칼라 토너 입자는 토너 모입자 100 중량부에 대하여, ⅰ) 대구경의 유기분말 0.1∼2.0 중량부; ⅱ) 소구경의 유기분말 0.1∼2.0 중량부; ⅲ) 실리카 1.0∼3.0 중량부; 및 ⅳ) 이산화티탄 1.0∼3.0 중량부를 첨가하여 제조된다.Preferably, the color toner particles are based on 100 parts by weight of the toner base particles, i) 0.1 to 2.0 parts by weight of a large diameter organic powder; Ii) 0.1 to 2.0 parts by weight of small-diameter organic powder; V) 1.0 to 3.0 parts by weight of silica; And iii) 1.0 to 3.0 parts by weight of titanium dioxide.
상기 토너 모입자는 바인더 수지, 착색제 및 대전제어제를 포함하는 것이 바람직하다.The toner base particles preferably include a binder resin, a colorant, and a charge control agent.
이때 혼합은 헨셀믹서, 터빈형 교반기, 슈퍼믹서 및 하이브리다이저로 이루 어진 그룹 중에서 선택된 1종의 혼합기를 이용하여 10∼30 m/sec의 선속도 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다. In this case, the mixing is preferably performed within a linear speed range of 10 to 30 m / sec using one mixer selected from the group consisting of Henschel mixer, turbine type stirrer, super mixer and hybridizer.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
토너 입자의 표면에 존재하는 첨가제의 특성은 토너의 대전성능 및 대전 유지성에 크게 관여하며, 이에 본 발명에서는 토너 모입자의 표면에 서로 다른 입경의 크기를 가지는 2종의 유기분말과, 실리카 및 이산화티탄의 무기분말을 코팅하여 토너로서 요구되는 성능을 향상시킨다.The properties of the additives present on the surface of the toner particles are largely related to the charge performance and the charge retention property of the toner. Thus, in the present invention, two organic powders having different particle sizes on the surface of the toner base particles, silica and dioxide The inorganic powder of titanium is coated to improve the performance required as a toner.
상기 토너 모입자는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 바인더 수지, 착색제 및 대전 제어제를 필수 성분으로 하고 혼련 분쇄법, 현탁중합법, 에멀젼화 중합법 및 에멀전 응집법(emulsion aggregate) 중 하나의 방법에 의해 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입 사용한다. 이때 상기 토너 모입자는 필요에 따라 유동성 촉진제 또는 이형제와 같은 기타 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 일예로 상기 토너 모입자는 바인더 90∼120 중량부, 착색제 0.5∼20 중량부 및 대전 제어제 0.1∼10 중량부를 포함하고, 유동성 촉진제 또는 이형제를 각각 0.1∼10 중량부 포함한다.The toner base particles are not particularly limited in the present invention, and the binder toner, colorant, and charge control agent are essential components and may be used in any one of kneading pulverization, suspension polymerization, emulsification polymerization, and emulsion aggregation. Purchase and use directly manufactured or commercially available. In this case, the toner base particles may further include other additives such as a fluidity accelerator or a release agent, as necessary. For example, the toner base particles include 90 to 120 parts by weight of a binder, 0.5 to 20 parts by weight of a colorant, and 0.1 to 10 parts by weight of a charge control agent, and 0.1 to 10 parts by weight of a fluidity accelerator or a release agent, respectively.
사용가능한 바인더 수지로는 스티렌, 클로로 스티렌 및 비닐 스티렌 등의 스티렌 단량체; 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 및 이소프렌 등의 올레핀 단량체; 초산 비닐, 프로피온산 비닐,안식향산 비닐 및 낙산 비닐 등의 비닐 에스테르;아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 도데실, 아크릴산 옥틸, 아크릴산 페닐, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 부틸 및 메타크릴산 도데실 등의 메틸렌 지방족인 카르본산 에스테르 단량체; 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르 및 비닐 부틸 에테르 등의 비닐 에테르 단량체; 비닐 메틸 케톤, 비닐 헥실 케톤, 비닐 및 이소프로페닐 케톤 등의 비닐 케톤 단량체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상의 단량체로 중합된 단일 또는 공중합체가 가능하다. 바람직하기로는 폴리스티렌, 스티렌 아크릴산 알킬 공중합체, 스티렌 메타크릴산 알킬 공중합체, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌 부타디엔 공중합체, 스티렌 무수 말레산 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과, 비스페놀 A 산화 알킬렌 첨가제인 폴리옥시프로필렌(2,2), 에틸렌 글리콜, 폴리 테트라 메틸렌 글리콜 등을 말레인 산, 프탈릭 산, 시트라 코닉 산등과 함께 중축합반응에 의해서 제조된 폴리에스테르 레진이 사용되며, 추가로 폴리우레탄, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지와 블렌딩하여 사용할 수 있다.Examples of the binder resin that can be used include styrene monomers such as styrene, chloro styrene and vinyl styrene; olefin monomers such as ethylene, propylene, butylene and isoprene; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate; methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate and Methylene aliphatic carboxylic acid ester monomers such as methacrylic acid dodecyl; vinyl ether monomers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl and isopropenyl ketone Single or copolymerized polymers with at least one monomer selected from the group consisting of monomers are possible. Preferably, polystyrene, styrene acrylate acrylic copolymer, styrene methacrylate alkyl copolymer, styrene acrylonitrile copolymer, styrene butadiene copolymer, styrene maleic anhydride copolymer, polyethylene, polypropylene, and bisphenol A alkylene oxide additive Phosphorus polyoxypropylene (2,2), ethylene glycol, poly tetramethylene glycol, etc., a polyester resin produced by polycondensation reaction with maleic acid, phthalic acid, citraconic acid, etc. is used. It can be used by blending with urethane, epoxy resin or silicone resin.
착색제는 충분한 농도의 가시상을 형성하기 위한 것으로 통상적으로 칼라 프린팅에 사용되는 시안, 마젠타, 옐로 및 블랙을 나타낼 수 있는 자성분, 염료 및 안료가 사용된다. 이때 착색제 중 블랙은 카본 블랙이 주로 사용된다. Colorants are used to form visible images of sufficient concentration, and magnetic powders, dyes and pigments are commonly used which may represent cyan, magenta, yellow and black used in color printing. In this case, carbon black is mainly used as the black colorant.
대표적으로 옐로 착색제로는 축합 질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 안트라킨 화합물, 아조 금속 착체 또는 알릴 아미드 화합물이 가능하며 직접 합성하거나 시판되는 것을 구입하여 사용한다. 일예로, 상기 옐로 착색제로는 C.I.안료·옐로 97, C.I.안료·옐로 12, C.I.안료· 옐로 17, C.I.안료· 옐로 14, C.I.안료·옐로 13, C.I.안료·옐로 16, C.I.안료·옐로 81, C.I.안료·옐로 126 및 C.I.안료·옐로 127 등이 사용되고 있다.Typically, yellow colorants include condensed nitrogen compounds, isoindolinone compounds, anthrakin compounds, azo metal complexes or allyl amide compounds, and those obtained by direct synthesis or commercially available are used. For example, as the yellow colorant CI pigment yellow 97, CI pigment yellow 12, CI pigment yellow 17, CI pigment yellow 14, CI pigment yellow 13, CI pigment yellow 16, CI pigment yellow 81, CI pigment yellow 126, CI pigment yellow 127, etc. are used.
마젠타 착색제로는 축합 질소 화합물, 안스라킨, 퀴나크리돈 화합물, 염기 염료 레이크 화합물, 나프톨 화합물, 벤조이미다졸 화합물, 티오인디고 화합물, 또는 페릴렌 화합물이 사용되며, 로즈벤갈, C.I. 안료·레드 48:1, C.I.안료·레드 48:4, C.I. 안료·레드 122, C.I.안료·레드 57:1 및 C.I.안료·레드 257 등이 가능하다.Magenta colorants include condensed nitrogen compounds, anthrakin, quinacridone compounds, base dye lake compounds, naphthol compounds, benzoimidazole compounds, thioindigo compounds, or perylene compounds, and rose bengal, C.I. Pigment red 48: 1, C.I. pigment, red 48: 4, C.I. Pigment red 122, C.I. pigment, red 57: 1 and C.I. pigment, red 257, and the like.
시안 착색제로는 프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라킨 화합물, 또는 염기 염료 레이크 화합물 등이 사용되며, 니구로신 염료, 아닐린 블루, 카르코일 블루, 크롬 옐로, 군청색 블루, 듀폰 오일 레드, 메틸렌 블루 염화물, 프탈로시아닌 블루, 램프 블랙, C.I.안료·블루 9, C.I.안료·블루 15, C.I.안료·블루 15:1 및 C.I.안료·블루 15:3 등이 가능하다.As cyan colorants, phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthrakin compounds, or base dye lake compounds are used. Phthalocyanine blue, lamp black, CI pigment blue 9, CI pigment blue 15, CI pigment blue 15: 1 and CI pigment blue 15: 3 etc. are possible.
대전 제어제는 부대전성인 경우에 함금속아조염료, 살리실산 화합물 등이 사용될 수 있고, 정대전성인 경우에 니그로신 염료, 제 4 급 암모늄염 등이 사용가능하다.When the charge control agent is ancillary, metal azo dyes, salicylic acid compounds, and the like may be used. In the case of positive charge, nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, and the like may be used.
추가로 첨가되는 유동성 촉진제는 헥사메칠디실라잔, 디메틸 디클로로 실레인, 옥틸 트리 메톡시 실레인 등의 소수화 처리가 가해진 SiO2, TiO2, MgO, Al2O3, ZnO, Fe2O3, CaO, BaSO4, CeO2, K2O, Na2O, ZrO2, CaO·SiO2, 및 K2O ·TiO2, Al2O3 ·2SiO2로 이루어진 그룹 중에서 1종 이상 선택하여 통상적인 함량 범위 내에서 적절히 사용된다.Additional fluidity promoters are SiO 2 , TiO 2 , MgO, Al 2 O 3 , ZnO, Fe 2 O 3 , CaO, BaSO 4 , CeO 2 , K 2 O, Na 2 O, ZrO 2 , CaO · SiO 2 , and K 2 O.TiO 2 , Al 2 O 3 · 2SiO 2 , one or more selected from the group consisting of It is suitably used within the content range.
또한 이형제는 토너 모입자의 오프 세트 방지하기 위해 사용되며, 이 분야에 서 통상적으로 사용되는 각종 왁스류와 저분자량 올레핀계 수지가 가능하다. 대표적으로, 올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌에틸렌 공중합체 등을 사용하는 것이 바람직하다.Release agents are also used to prevent the toner base particles from being offset, and various waxes and low molecular weight olefin resins commonly used in this field are possible. Typically, the olefin resin is preferably polypropylene, polyethylene, propylene ethylene copolymer or the like.
특히, 본 발명에서는 전술한 바의 조성을 가지는 토너 모입자에 토너로서의 여러 가지 특성을 향상시키기 위해 서로 다른 입경의 크기를 가지는 2종의 유기분말과, 실리카 및 이산화티탄의 무기분말을 코팅하여 토너로서 요구되는 성능을 향상시킨다.In particular, in the present invention, toner base particles having the composition described above are coated with two organic powders having different particle sizes and inorganic powders of silica and titanium dioxide in order to improve various characteristics as toners. Improve the required performance
상기 유기분말은 드럼 표면의 대전 시 대전블레이드(charging blade)의 표면과 접촉하여 마찰저항을 줄여 슬리브와 대전블레이드 사이에서 토너가 받는 마찰 저항을 낮춰 드럼 또는 롤러에서의 고체 침착을 방지하며, 상기 무기분말 중 실리카는 드럼과의 부착력을 낮추어 토너의 전사 효율을 향상시키고, 이산화티탄은 전기적 저항이 낮아 슬리브 상의 토너 입자층 중 특정 범위에 해당되는 대전 특성을 가지는 토너 입자들의 수를 상대적으로 높여 계조성을 증가시킨다.The organic powder is in contact with the surface of the charging blade (charging blade) during charging of the drum surface to reduce the friction resistance to reduce the frictional resistance received by the toner between the sleeve and the charging blade to prevent solid deposition on the drum or roller, the inorganic The silica in the powder lowers the adhesion to the drum to improve the transfer efficiency of the toner, and the titanium dioxide has a low electrical resistance, thereby relatively increasing the number of toner particles having a charging characteristic corresponding to a specific range of the toner particle layer on the sleeve, thereby increasing the gray scale. Let's do it.
부연하자면, 본 발명의 비자성 일성분계 현상방식은 종래 다른 이성분계 현상방식 또는 자성 일성분계 현상방식과 달리 슬리브의 표면에서 토너 입자를 잡아주는 자력(magnetic force)이 없어 현상공정 중 토너 입자의 비산 등을 방지하기 위해 상기 토너 입자의 표면을 보다 강하게 대전시켜야 한다. 이에 따라 과도한 대전공정을 수행하게 되면 대전블레이드와 토너 입자의 마찰 시 발생되는 마찰력에 의해 상기 토너 입자의 표면이 용융되어 응집되는 토너 융착현상이 발생하여 토너 입자로서 적용이 불가능해진다. 또한, 종래 제조 및 시판되고 있는 토너 모입자의 형태는 구형이 아닌 매우 불규칙한 부정형의 형태를 가지고 있어, 이러한 부정형의 토너 모입자를 그대로 사용하는 경우 모입자의 돌출부는 과도하게 대전이 되고 반대로 오목한 다른 부분은 대전이 부족하여 토너 입자 전체에 걸쳐 불규칙한 대전특성을 갖게 된다. In other words, the nonmagnetic one-component developing method of the present invention, unlike the conventional two-component developing method or the magnetic one-component developing method, does not have a magnetic force to hold the toner particles on the surface of the sleeve so that the toner particles are scattered during the developing process. The surface of the toner particles should be more strongly charged to prevent the back and the like. Accordingly, when the excessive charging process is performed, the toner fusion phenomenon, in which the surface of the toner particles melts and aggregates due to the frictional force generated when the charging blades and the toner particles are rubbed, becomes impossible and cannot be applied as toner particles. In addition, the conventionally manufactured and commercially available toner base particles have a very irregular irregular shape rather than a spherical shape. When the irregular toner base particles are used as they are, the protrusions of the parent particles are excessively charged and conversely concave. The portion lacks charging, and thus has irregular charging characteristics throughout the toner particles.
이에, 본 발명에서는 토너 입자가 균일한 대전특성을 갖도록 토너 모입자의 표면을 유기분말로 코팅시켜 유기분말이 토너 모입자의 오목한 부분을 메워 구형의 입자 형태를 갖도록 하며, 특히 입자 크기가 다른 2종류의 구형의 유기분말을 사용한다.Accordingly, in the present invention, the surface of the toner base particles is coated with the organic powder so that the toner particles have uniform charging characteristics, so that the organic powder fills the concave portions of the toner base particles so as to have a spherical particle shape. Use spherical organic powders of various kinds.
본 발명에 따른 유기분말은 입경 크기가 0.3 ㎛∼2.0 ㎛인 대구경과 0.05 ㎛∼0.25 ㎛인 소구경의 것을 사용한다. The organic powder according to the present invention uses a large diameter having a particle size of 0.3 µm to 2.0 µm and a small diameter of 0.05 µm to 0.25 µm.
상기 대구경의 유기 분말은 대전공정에서 대전블레이드와 슬리브 간 마찰시 마찰열을 줄여 부분적으로 과도하게 대전되는 현상을 막아 전체 토너 입자의 대전균일성을 높이고 장기적으로 대전유지성을 향상시킨다. 이때 대구경 입자의 입경이 2.0 ㎛ 보다 크게 되면 대전 블레이드와 사이의 갭이 너무 벌어지게 되어 대전이 잘되지 않거나 너무 큰 압력을 받아서 토너 모입자의 다른 부분에서 융착이 발생할 가능성이 높아진다. 반면에 입자의 입경이 0.3 ㎛ 보다 낮으면 대전 블레이드와의 마찰을 줄여주는 효과가 거의 미약해 지게 되어 별 효과를 볼 수가 없게 된다. The large-diameter organic powder prevents excessively charged phenomenon by reducing frictional heat during friction between the charging blade and the sleeve in the charging process, thereby increasing the charging uniformity of the entire toner particles and improving the charge retention in the long term. At this time, when the particle diameter of the large-diameter particles is larger than 2.0 µm, the gap between the charging blade and the charging blade becomes too wide, so that the charging is not performed well or the pressure is too high, so that fusion occurs in other parts of the toner base particles. On the other hand, if the particle size of the particle is less than 0.3 ㎛ the effect of reducing the friction with the charging blade is almost weak, so no effect can be seen.
또한 소구경 입자의 경우에는 대구경 입자의 경우와는 달리 대전 블레이드와의 사이에서 마찰열을 줄여주는 역할 보다는 토너 입자의 고 대전성 및 대전 균일 성의 향상에 기여하게 된다. 즉 다시 말해서 소구경 입자들의 경우에는 그 자체가 고 대전특성을 가짐과 동시에 대구경 입자들에 비해서 표면적이 넓어서 대전 특성에 더 많이 기여를 하게 된다. 그리고, 상기 소구경의 유기 분말 입자들은 OPC 드럼 클리닝시 클리닝 블레이드에 부하(load)가 적게 걸리도록 해 주는 역할도 동시에 하게 된다. 따라서 이와 같은 장점을 가지는 대구경 및 소구경의 유기분말 입자들을 서로 조합하여 사용함으로써 그 각각의 효과를 최대화하여 대전 유지성을 향상시켜서 장기 신뢰성을 확보할 뿐만이 아니라, 인쇄시에 가해지는 바이어스(bias)에 따른 화상의 해상도(resolution)를 나타내는 계조성에 있어서도 전기 저항이 낮고 전하 교환성이 높아 전하 분포를 좁혀주는 이산화티탄과의 동시 사용에 의해서 탁월한 효과를 볼 수가 있게 된다.In addition, in the case of the small-diameter particles, unlike the large-diameter particles, rather than reducing the frictional heat between the charging blade it contributes to the improvement of the high chargeability and uniformity of the toner particles. In other words, the small diameter particles themselves have high charging characteristics and at the same time have a larger surface area than large diameter particles, thereby contributing more to the charging characteristics. In addition, the small-diameter organic powder particles also play a role of reducing the load on the cleaning blade during OPC drum cleaning. Therefore, by using a combination of large- and small-diameter organic powder particles having such an advantage, each effect is maximized to improve the charge retention, not only to ensure long-term reliability, but also to bias applied during printing. Also in the gradation indicating the resolution of the image, an excellent effect can be obtained by simultaneous use with titanium dioxide, which has a low electrical resistance and high charge exchangeability, thereby narrowing the charge distribution.
이러한 유기분말의 함량은 대구경 및 소구경 유기분말 각각 토너 모입자 100 중량부에 대하여 0.1∼2.0 중량부로 사용한다. The organic powder is used in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles, respectively.
만약, 대구경의 유기분말의 함량이 0.1 중량부 미만이면 대구경을 첨가함으로써 과도한 마찰력을 줄여서 얻어지는 대전 균일성 확보를 기대하기 어렵고, 2.0 중량부를 초과하게 되면 대전블레이드와 슬리브 사이의 마찰력을 낮춰 얻을 수 있는 대전 균일성은 얻을 수 있으나, 부분적으로 과다한 대구경 입자들의 응집에 의해서 오히려 부분적으로 과도한 압력을 받음으로서 토너가 융착되는 현상이 발생할 수도 있다. 또한 대구경 유기분말 입자의 과량 사용에 따라서 코팅성이 상대적으로 떨어지는 대구경 입자들이 토너 모입자에서 더욱 쉽게 이탈되고 드럼 또는 대전 롤러의 오염은 전사효율 저하와 같은 현상을 일으켜 궁극적으로 대전 유지성을 확 보하기 어렵게 만든다. If the content of the organic powder of large diameter is less than 0.1 part by weight, it is difficult to expect the charging uniformity to be obtained by reducing the excessive friction by adding a large diameter, and when exceeding 2.0 parts by weight, the friction between the charging blade and the sleeve can be lowered. Although charging uniformity can be obtained, a phenomenon in which the toner is fused may be caused by being partially subjected to excessive pressure by the aggregation of excessively large diameter particles. In addition, large diameter particles, which are relatively poor in coating property, are more easily released from the toner base particles due to the excessive use of the large diameter organic powder particles, and contamination of the drum or the charging roller may cause a phenomenon such as deterioration of transfer efficiency, thereby ultimately securing charge retention. Makes it difficult
또한, 소구경의 유기분말의 함량이 0.1 중량부 미만이면 그 함량이 너무 적어서 실제로 고 대전성을 가지는 소구경 입자들에 의한 고 대전성 확보의 효과를 기대하기 어렵다. 이와 반대로, 2.0 중량부를 초과하게 되면 고 대전성을 확보할 수 있으나, 인쇄를 진행함에 따라 과도하게 사용된 소구경의 유기분말이 토너 입자의 표면에서 이탈되어 대전부 오염이나 전사벨트의 오염이 발생하여, 화상성능의 저하나 전사효율의 저하와 같은 부작용들이 발생하게 된다. In addition, when the content of the organic powder of the small diameter is less than 0.1 parts by weight, the content thereof is too small, so it is difficult to expect the effect of securing high chargeability by the small diameter particles having high chargeability. On the contrary, if it exceeds 2.0 parts by weight, high chargeability can be secured. However, as the printing proceeds, excessively used small diameter organic powder is separated from the surface of the toner particles, resulting in charging part contamination or contamination of the transfer belt. Therefore, side effects such as lowering of image performance and lowering of transfer efficiency occur.
본 발명에서 사용가능한 유기분말은 통상적으로 이 분야에서 사용되는 고분자가 가능하며, 대표적으로 스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌, 에틸스티렌, 페닐스티렌, 클로로스티렌, 헥실스티렌, 옥틸스티렌, 노닐스티렌 등의 스티렌류; 비닐클로라이드 및 비닐플로라이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 비닐 할라이드류; 비닐아세테이트, 비닐벤조이트의 비닐에스테르류; 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트 및 페닐아크릴레이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 메타크릴레이트류; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴로 이루어진 그룹 중에서 선택된 아크릴산 유도체류; 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 페닐아크릴레이트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 아크릴레이트류; 테트라플루오르에틸렌; 및 1,1-디플루오르에틸렌으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 단량체로 이루어진 단일 또는 공중합체가 가능하고, 상기 단일 또는 공중합체와 스티렌계 수지, 에폭시 수지 폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지와 블렌딩하 여 사용할 수도 있다.Organic powder that can be used in the present invention is usually a polymer used in this field, typically styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, ethyl styrene, phenyl styrene, chloro styrene, hexyl styrene, octyl styrene, nonyl styrene, etc. Ryu; Vinyl halides selected from the group consisting of vinyl chloride and vinyl fluoride; Vinyl acetates and vinyl esters of vinyl benzoate; Methacrylates selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate and phenyl acrylate; Acrylic acid derivatives selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile; Acrylates selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate and phenyl acrylate; Tetrafluoroethylene; And a single or copolymer consisting of at least one monomer selected from the group consisting of 1,1-difluoroethylene, and blended with the single or copolymer with a styrene-based resin, an epoxy resin, a polyester resin, or a polyurethane resin. Can also be used.
실리카는 박리성이 우수하여 토너와 드럼 사이의 부착력을 낮추는 역할을 하며, 입경 크기가 0.005 ㎛∼0.05 ㎛(5 nm∼50 nm), 바람직하기로 0.007∼0.04 ㎛(7 nm∼40 nm), 인 것을 사용한다. 이때 상기 실리카의 입경이 0.05 ㎛ 보다 크게 되면 토너 모입자와의 부착이 어려워 이탈이 발생하고, 0.005 ㎛보다 낮으면 토너와 드럼 사이의 부착력을 충분히 낮출 수 없어 상기 범위 내에서 적절히 선택하여 사용한다.Silica is excellent in peelability and serves to lower the adhesion between the toner and the drum. The silica has a particle size of 0.005 μm to 0.05 μm (5 nm to 50 nm), preferably 0.007 to 0.04 μm (7 nm to 40 nm), I use that. At this time, when the particle size of the silica is larger than 0.05 μm, detachment occurs due to difficulty in adhesion with the toner base particles, and when it is lower than 0.005 μm, the adhesion force between the toner and the drum cannot be sufficiently lowered and used appropriately within the above range.
이러한 실리카의 함량은 토너와 드럼과의 부착력 및 입경을 고려하여 결정되며, 바람직하기로 각각 토너 모입자 100 중량부에 대하여 1.0∼3.0 중량부로 사용한다. 만약 그 함량이 3.0 중량부를 초과하게 되면 토너 모입자와의 부착이 어려워 이탈이 발생하고, 실리카가 지닌 환경 의존성에 의해 저온 저습 환경 하에서 화상 농도 얼룩이 발생하거나 고온 고습 환경 하에서 비화상부의 오염 문제가 심각해지고, 이와 반대로 1.0 중량부 미만이면 실리카 첨가에 따른 토너 입자와 드럼 간의 부착력 저하를 얻기 힘들어 전사 효율이 낮아져 상기 범위 내에서 적절히 조절하는 것이 바람직하다.The content of such silica is determined in consideration of the adhesion force and the particle size of the toner and the drum, preferably 1.0 to 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles. If the content exceeds 3.0 parts by weight, it is difficult to adhere to the toner base particles, causing separation, and due to the environmental dependence of silica, burn density stains occur under low temperature and low humidity conditions, or contamination problems of non-image parts under high temperature and high humidity conditions are serious. On the contrary, if it is less than 1.0 part by weight, it is difficult to obtain a decrease in adhesion between the toner particles and the drum due to the addition of silica, and the transfer efficiency is lowered.
사용가능한 실리카는 실리카 자체 또는 장기 보관시 수분 등의 영향에 의한 화상농도(Image density)의 저하를 방지하기 위한 소수성 확보를 위해서 표면 처리된 것이 가능하다. 이때 표면 처리는 실란 화합물이 사용될 수 있으며, 대표적으로 디메틸디클로로실란(dimethyldichlorosilane), 디메틸폴리실록산(dimethylpolysiloxane), 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane), 아미노실란 (aminosilane), 알킬실란(alkylsilane), 및 옥타메틸씨클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 표면개질제로 개질시켜 사용한다. The usable silica may be surface-treated in order to secure hydrophobicity to prevent a decrease in image density due to the silica itself or the effects of moisture or the like during long-term storage. The surface treatment may be a silane compound, typically dimethyldichlorosilane, dimethylpolysiloxane, hexamethyldisilazane, aminosilane, aminosilane, alkylsilane, and octamethyl It is used by modifying it with a surface modifier selected from the group consisting of octamethylcyclotetrasiloxane.
이산화티탄은 전기 저항이 실리카에 비하여 낮고 전하 교환성이 높아 전하 분포를 좁혀줘 계조성을 향상시켜 화상이 부드럽게 보이게 하고 사진 같은 화상을 재현할 수 있을 뿐만 아니라 실리카의 낮은 환경의존성을 보상하는 역할을 한다. 바람직하기로, 상기 이산화티탄은 고온에서 안정한 러타일(rutile) 또는 저온에서 안정한 아나타제(anatase) 구조를 가진 것이 단독 또는 혼합되어 사용될 수 있으며, 0.1 ㎛∼0.8 ㎛의 입경 범위 내에서 사용한다. 만약 상기 이산화티탄의 입경이 0.8 ㎛ 보다 크게 되면 토너 모입자와의 부착이 어려워 이탈이 발생할 우려가 있고, 0.1 ㎛ 보다 적으면 이산화티탄 첨가에 따른 효과를 얻을 수 없게 되어 상기 범위 내의 것을 선택한다. Titanium dioxide has lower electrical resistance and higher charge exchangeability than silica, which narrows the charge distribution, improves gradation, makes images look smooth and reproduces photographic images, and also compensates for the low environmental dependence of silica. . Preferably, the titanium dioxide may be used alone or in combination with a stable rutile at high temperature or anatase structure at low temperature, and may be used within a particle size range of 0.1 μm to 0.8 μm. If the particle diameter of the titanium dioxide is larger than 0.8 mu m, adhesion with the toner base particles may be difficult, and separation may occur. If the particle diameter is smaller than 0.1 mu m, the titanium dioxide cannot be obtained and the effect of adding titanium dioxide is not obtained.
상기 이산화티탄의 함량은 바람직하기로 각각 토너 모입자 100 중량부에 대하여 0.3∼2.0 중량부로 사용하며, 만약 그 함량이 2.0 중량부를 초과하게 되면 감광 드럼상에 스크래치를 만들어 드럼 필르밍(drum filiming)을 일으킬 수 있고, 0.3 중량부 미만이면 이산화티탄 첨가에 따른 효과를 얻을 수 없는 바, 상기 범위 내에서 적절히 조절하는 것이 바람직하다.The content of the titanium dioxide is preferably used in an amount of 0.3 to 2.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner base particles, and if the content exceeds 2.0 parts by weight, scratches are formed on the photosensitive drum and drum filiming. If less than 0.3 parts by weight, the effect of the addition of titanium dioxide can not be obtained, it is preferable to adjust appropriately within the above range.
전술한 바와 같은 조성을 이용하여 토너를 제조하기 위해선, 먼저 각각의 용도에 부합되도록 바인더, 착색제 및 이형제가 포함된 토너 모입자를 헨셀믹서, 터빈형 교반기, 슈퍼믹서 및 하이브리다이저와 같은 혼합기에 주입한다. In order to prepare the toner using the composition as described above, first, the toner base particles containing the binder, the colorant, and the release agent are injected into a mixer such as a Henschel mixer, a turbine type stirrer, a super mixer, and a hybridizer so as to suit each application. do.
상기 혼합기에 상기 토너 모입자에 대하여 일정 중량비로 대구경의 유기분말, 소구경의 유기분말, 실리카 및 이산화티탄을 주입한 다음, 10∼30 m/sec의 선속도 범위 내에서 기계적으로 혼합한다. 상기 대구경 및 소구경의 유기분말을 바인더 성분을 포함하는 토너 모입자에 부착시키기 위해서는 고 전단력이 필요함에 따라 적절한 속도로 교반하는 것이 매우 중요하다. 특히, 종래 토너 입자의 제조는 단순 혼합에 따른 정전기적 인력에 의한 부착이 이루어지고 있으나, 본 발명에서 제시한 기계적 혼합으로 인하여 상기 유기 분말들과, 실리카 및 이산화티탄이 토너 모입자의 표면에 정착된다. Into the mixer, a large diameter organic powder, a small diameter organic powder, silica and titanium dioxide are injected to the toner base particles in a predetermined weight ratio, and then mechanically mixed within a linear speed range of 10 to 30 m / sec. In order to attach the large- and small-diameter organic powder to the toner base particles including the binder component, it is very important to stir at an appropriate speed as high shear force is required. In particular, the conventional toner particles are produced by electrostatic attraction due to simple mixing, but the organic powder, silica and titanium dioxide are fixed to the surface of the toner base particles due to the mechanical mixing proposed in the present invention. do.
이와 같은 방법에 의해 얻어진 비자성 일성분계 칼라 토너는 입경이 1 ㎛∼15 ㎛, 바람직하기로 3 ㎛∼12 ㎛의 크기를 가진다. 상기 비자성 일성분계 칼라 토너는 토너 모입자의 표면에 균일하게 형성되어 마치 구형화한 효과를 가지고 전사효율 및 장기성 향상에 기여할 뿐만 아니라 이산화티탄의 사용으로 국소적으로 발생하는 과저항을 해소시켜 블러링(blurring) 현상을 개선시키고, 대전 분포를 좁게 만들어 계조성을 향상시킨다. 이러한 특성을 가지는 본 발명에 따른 비자성 일성분계 칼라 토너는 최근 칼라화 및 고속화의 경향에 따라 많이 이용되는 간접전사방식이나 탠덤방식의 고속칼라 프린터 등에 바람직하게 적용된다.The nonmagnetic one-component color toner obtained by this method has a particle size of 1 m to 15 m, preferably 3 m to 12 m. The non-magnetic one-component color toner is uniformly formed on the surface of the toner base particles, which has a spherical effect and contributes to the improvement of transfer efficiency and long-term, as well as eliminating the over resistance generated locally by the use of titanium dioxide. It improves the blurring phenomenon and narrows the charge distribution to improve the gradation. The non-magnetic one-component color toner according to the present invention having such characteristics is preferably applied to indirect transfer or tandem high speed color printers, which are widely used according to recent trends of colorization and speed.
이하 하기 실시예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명할 것이나, 하기 하는 실시예는 본 발명의 일 예시일 뿐 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.
제조예Production Example : 시안 토너 : Cyan Toner 모입자의Parent 제조 Produce
폴리에스테르수지(수평균분자량:2.5×105) 94 중량부, 프탈로시아닌 P.BI.15:3 안료 5.0 중량부, 대전제어제로 함금속아조염 1.0 중량부 및 저분자량 폴리프로필렌 3.0 중량부를 헨셀 믹서로 혼합하였다. 이를 2축 용융 혼련에서 165 ℃의 온도로 용융 혼련하고, 제트 밀 분쇄기로 미분쇄한 후, 풍력분급기에서 분급하여 체적 평균입자경이 8.0 ㎛인 토너 모입자를 제조하였다.94 parts by weight of polyester resin (number average molecular weight: 2.5 × 10 5 ), 5.0 parts by weight of phthalocyanine P.BI.15: 3 pigment, 1.0 part by weight of metal azo salt and 3.0 parts by weight of low molecular weight polypropylene as charge control agent Mixed. This was melt kneaded at a temperature of 165 DEG C in biaxial melt kneading, pulverized by a jet mill grinder, and classified in a wind classifier to prepare toner base particles having a volume average particle diameter of 8.0 mu m.
실시예Example 1: 비자성 1: nonmagnetic 일성분계One-component 칼라color 토너 입자의 제조 Preparation of Toner Particles
상기 제조예에서 얻어진 토너 모입자의 표면을 코팅하기 위해 상기 토너 모입자 100 중량부를 헨셀 믹서에 주입한 다음, 평균 입경이 0.1 ㎛인 폴리비닐리덴 플루오라이드 분말 0.5 중량부, 0.4 ㎛인 폴리메틸메타크릴레이트 분말 0.5 중량부, 입경이 6 nm이고 옥틸실란으로 개질된 실리카 분말 2.0 중량부 및 러타일 구조의 0.1 ㎛ 크기의 입경을 가지는 이산화티탄 0.5 중량부를 첨가한 다음 선속도 20 m/s로 5분간 교반하여 칼라 토너 입자를 제조하였다.In order to coat the surface of the toner base particles obtained in the above preparation example, 100 parts by weight of the toner base particles were injected into the Henschel mixer, and then 0.5 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder having an average particle diameter of 0.1 μm and polymethylmethacrylate of 0.4 μm. 0.5 parts by weight of acrylate powder, 2.0 parts by weight of silica powder modified by octylsilane with a particle diameter of 6 nm, and 0.5 parts by weight of titanium dioxide having a particle size of 0.1 μm of rutile structure were added at a linear speed of 20 m / s. Stirring for minutes gave color toner particles.
실시예Example 2∼24 : 비자성 2 to 24: nonmagnetic 일성분계One-component 칼라color 토너 입자의 제조 Preparation of Toner Particles
하기 표 1에 나타낸 바의 조성을 이용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 칼라 토너 입자를 제조하였으며, 이때 사용된 각각의 함량은 하기 표 2에 나타낸 바와 같다. 이때 편의상 실리카의 입경 크기를 nm단위로 나타내었다. 하기 표 1의 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 실리카 및 이산화티탄 분말들은 부의 전하(negative)를 갖는다.Color toner particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that the compositions shown in Table 1 were used, and the amounts of each used were as shown in Table 2 below. At this time, the particle size of the silica is shown in nm unit for convenience. The polyvinylidene fluoride, polymethylmethacrylate, silica and titanium dioxide powders of Table 1 below have a negative charge.
비교예Comparative example 1∼46 : 1 to 46: 칼라color 토너 입자의 제조 Preparation of Toner Particles
상기 실시예 1∼24와 동일한 방법을 수행하여 칼라 토너 입자를 제조하였으며, 구체적인 조성은 하기 표 3에 나타낸 바와 같고, 다만 유기분말, 실리카 및 이산화티탄의 입경의 크기 및 함량을 변화시켜가며 실시하였다. Color toner particles were prepared by the same method as Examples 1 to 24, and the specific composition thereof was as shown in Table 3, except that the size and content of organic powder, silica, and titanium dioxide were changed. .
(계속)(continue)
시험예Test Example : 물성 측정 Property measurement
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 비자성 일성분계 칼라 토너의 물성을 측정하기 위해, 칼라 토너를 사용하는 텐덤(tandum) 방식의 현상기구로 구성된 시판되는 비자성 일성분 현상 방식의 프린터(HP4600, Hewlett-Packard사)를 이용하여 상온, 상습(20 ℃, 55 % RH)의 조건에서 5,000 매까지 프린트하여 하기의 방법으로 화상 농도, 전사효율, 장기성 및 계조성을 하기에 의거하여 측정하였다.In order to measure the physical properties of the non-magnetic one-component color toners prepared in Examples and Comparative Examples, a commercially available non-magnetic one-component development printer composed of a tandem developing mechanism using color toners (HP4600, Hewlett-Packard Co., Ltd.) was printed up to 5,000 sheets at room temperature, humidity (20 ℃, 55% RH) and measured by the following method image density, transfer efficiency, long-term and gradation.
1. 화상농도(Image density; I.D): 솔리드(solid) 면적 화상을 맥베스 반사 농도계 RD918로 측정하였으며, 이때 얻어진 결과를 A, B, C 및 D 등급으로 나누었으며, 그 기준은 하기와 같다. 1. Image density (ID) : Solid area images were measured with Macbeth reflection densitometer RD918, and the results obtained were divided into A, B, C and D grades, and the criteria are as follows.
A : 화상의 농도가 평균 1.4 이상 A: Average density of images is 1.4 or more
B : 화상의 농도가 평균 1.3 이상 B: The density of the image is 1.3 or more on average
C : 화상의 농도가 평균 1.2 이하 C: Image density is 1.2 or less on average
D : 화상의 농도가 평균 1.0 이하D: Image density is 1.0 or less on average
2. 전사효율(%): 용지를 5000매 까지 프린팅하여 각 500매 단위로 소모량에서 소비량(waste)을 뺀 순수(net) 소모량을 계산하여 순수하게 종이로 전사된 토너의 %를 계산하였다. 이때 얻어진 결과를 A, B, C 및 D 등급으로 나누었으며, 그 기준은 하기와 같다. 2. Transfer efficiency (%) : By printing up to 5000 sheets of paper, the net consumption was calculated by subtracting the consumption from the consumption for each 500 sheets. The percentage of toner transferred to paper was calculated. The results obtained at this time were divided into A, B, C and D grades, and the criteria are as follows.
A : 전사효율 80% 이상 B : 전사효율 70∼80%A: 80% or more transfer efficiency B: 70 ~ 80% transfer efficiency
C : 전사효율 60∼70% D : 전사효율 50∼60%C: Transfer efficiency 60-70% D: Transfer efficiency 50-60%
3. 장기성: 용지를 5000매까지 프린팅하여 5000매까지 화상농도 및 전전사효율이 유지되는지를 확인하였으며, 이때 얻어진 결과를 A, B, C 및 D 등급으로 나누었으며, 그 기준은 하기와 같다. 3. Long-term : Printing up to 5000 sheets of paper, it was confirmed that the image density and transfer efficiency is maintained up to 5000 sheets, the results obtained are divided into A, B, C and D grades, the criteria are as follows.
A : 5000매까지 I.D. 1.4 이상, 전사효율 75% 이상A: Up to 5000 sheets of I.D. 1.4 or higher, 75% or higher transfer efficiency
B : 5000매까지 I.D. 1.3 이상, 전사효율 70% 이상B: Up to 5000 sheets I.D. 1.3 or more, 70% or more transfer efficiency
C : 5000매까지 I.D. 1.2 이하, 전사효율 60% 이상C: Up to 5000 sheets I.D. 1.2 or less, Transfer efficiency 60% or more
D : 5000매까지 I.D. 1.0 이하, 전사효율 40% 이상D: Up to 5000 sheets I.D. 1.0 or less, 40% or more transfer efficiency
4. 계조성 : 용지를 5000매까지 프린팅하여 500매 단위로 토너 커버리지(toner coverage)가 서로 다른(계조성; gradation)이 있는 차트를 인쇄하여 하프톤(half tone)의 구현 정도를 확인하였다. 일예로 토너 커버리지가 17%인 차트를 프린트하고 35% 커버리지 차트를 프린트하여 이때의 화상 농도를 측정 후 blurring 현상을 측정하였다. 이때 계조성 측정에서 얻어진 수치를 하기 기준에 의해 A, B, C 및 D 등급으로 나누었다. 4. Gradation : Printed up to 5000 sheets of paper and printed charts with different toner coverage (gradation) in 500 sheets to check the implementation of halftone (gradation). For example, a toner coverage chart of 17% was printed and a 35% coverage chart was printed to measure the image density at this time, and then blurring was measured. At this time, the numerical values obtained from the gray scale measurement were divided into A, B, C and D grades by the following criteria.
A : 17% 커버리지 차트에서 화상 농도 0.4 이하 A: Image density 0.4 or less on a 17% coverage chart
35% 차트에서 1.0이하이며, 블러링(blurring) 없음. Less than 1.0 on a 35% chart, no blurring.
B : 17% 커버리지 차트에서 화상 농도 0.5 이하 B: Image density 0.5 or less on a 17% coverage chart
35% 차트에서 0.9이하이며, 블러링 약간 있음. Less than 0.9 on a 35% chart with some blurring.
C : 17% 커버리지 차트에서 화상 농도 0.6 이하 C: Image density 0.6 or less on a 17% coverage chart
35% 차트에서 0.8이하이며, 블러링 있음. Less than 0.8 on 35% chart with blurring.
D : 17% 커버리지 차트에서 화상 농도 0.6 이하 D: Image density 0.6 or less on a 17% coverage chart
35% 차트에서 0.8이하이며, 블러링 현상 심함. Less than 0.8 on 35% chart, severe blurring.
상기 기준에 의거 얻어진 화상농도, 전사효율, 장기성 및 계조성을 하기 표 4에 나타내었다.The image density, transfer efficiency, long term and gradation obtained based on the above criteria are shown in Table 4 below.
(계속) (continue)
상기 표 4를 참조하면, 본 발명에서와 같이 입경 크기가 다른 유기분말과, 실리카 및 이산화티탄을 혼합 사용함으로써 화상농도, 전사효율, 장기성 및 계조성 모두에서 우수한 특성을 나타내었다. 특히, 계조성 특성에 있어 이산화티탄을 같이 사용함에 따라서 월등한 결과를 얻을 수 있음을 알 수가 있다. Referring to Table 4, as in the present invention, by using an organic powder having a different particle size and a mixture of silica and titanium dioxide, it showed excellent characteristics in both image density, transfer efficiency, long-term and gradation. In particular, it can be seen that excellent results can be obtained by using titanium dioxide together in gray scale characteristics.
특히, 비교예 37 내지 46에서 제조된 토너 입자는 화상농도, 전사효율 및 장기성이 비교적 우수한 결과를 나타냄에 따라 어느 정도 이상의 대전특성을 가질 수는 있으나, 이산화티탄을 전혀 사용하지 않음에 따라 계조성이 매우 불량함을 알 수 있다. In particular, the toner particles prepared in Comparative Examples 37 to 46 may have more than some charging characteristics as they exhibit relatively excellent image density, transfer efficiency, and long-term properties, but are gray scaled according to no use of titanium dioxide. This is very poor.
이러한 계조성은 인쇄하고자 하는 사진 또는 그림을 실제와 유사하게 표현하기 위한 중요한 인자로, 실제 화상의 품질 평가의 중요한 요소로 인지되는 바, 상기 비교예 37 내지 46에서 제조된 낮은 계조 특성을 가지는 토너 입자를 사용하여 인쇄된 화상은 매우 거칠어(rough) 보일 뿐만 아니라 부자연스러운 느낌을 주는 반면에 본 발명에서와 같이 이산화티탄을 사용한 토너 입자는 우수한 계조 특성으로 인해 자연스러운 화상을 구현한다.Such gradation is an important factor for expressing a photograph or a picture to be printed similarly to reality, and is recognized as an important factor in evaluating the quality of an actual image. The toner having a low gradation characteristic manufactured in Comparative Examples 37 to 46 is Images printed using particles not only look very rough but also give an unnatural feel, while toner particles using titanium dioxide, as in the present invention, produce a natural image due to the excellent gradation characteristics.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 서로 다른 크고 작은 구형의 유기 분말과, 실리카 및 이산화티탄을 토너 모입자에 코팅함으로써 대전 분포가 좁고, 고 대전성을 가지며, 대전 유지성 및 계조성을 향상시켜 자연스러운 화상을 구현할 수 있는 비자성 일성분계 칼라 토너의 제조가 가능해진다.As described above, according to the present invention, the coating of the toner base particles with different large and small spherical organic powders and silica and titanium dioxide on the toner base particles results in a narrow charge distribution, high chargeability, and improved charge retention and gradation. It is possible to manufacture a nonmagnetic one-component color toner capable of realizing an image.
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