KR100811112B1 - Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof - Google Patents
Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100811112B1 KR100811112B1 KR1020060035419A KR20060035419A KR100811112B1 KR 100811112 B1 KR100811112 B1 KR 100811112B1 KR 1020060035419 A KR1020060035419 A KR 1020060035419A KR 20060035419 A KR20060035419 A KR 20060035419A KR 100811112 B1 KR100811112 B1 KR 100811112B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pigment
- particle size
- resin
- weight
- toner
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
- A61K8/04—Dispersions; Emulsions
- A61K8/042—Gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
- A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
- A61K8/84—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
- A61K8/89—Polysiloxanes
- A61K8/891—Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone
- A61K8/893—Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone modified by an alkoxy or aryloxy group, e.g. behenoxy dimethicone or stearoxy dimethicone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
- C08G77/442—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing vinyl polymer sequences
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/097—Plasticisers; Charge controlling agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
- A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
- A61K2800/54—Polymers characterized by specific structures/properties
- A61K2800/546—Swellable particulate polymers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Birds (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
본 발명은 수평균분자량이 2,000 내지 10,000이고, PDI(PolyDispersity Index)가 2 내지 15이며, 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트 음이온기를 0.5 내지 5.0중량부 함유하고, 불용성 부분(insoluble fraction)을 갖지 않는 폴리에스테르 수지를 함유하는 안료를 포함하는 폴리에스테르계 화학 토너 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구형, 타원형, 감자형 등의 다양한 형상을 가지며, 부피평균입자크기가 2 내지 10㎛이고, 입도분포도에서 누적부피 기준으로 90%에 해당하는 입자크기 d90과 누적부피 10%에 해당하는 입자크기 d10의 차를, 누적부피 50%에 해당하는 입자크기 d50으로 나눈 80% 스팬값(span value)이 0.9 이하인 토너 조성물을 제공함으로써, 형상 변형을 통해 소제 단계에서의 기기 오작동 문제를 해결할 수 있으며, 착색안료 마스터 배치를 사용함에 따라 착색제의 사용량을 줄일 수 있고 분리를 위한 추가 공정이 요구되지 않으므로 비용 절감 효과 또한 우수하다.The present invention has a number average molecular weight of 2,000 to 10,000, PDI (PolyDispersity Index) of 2 to 15, containing 0.5 to 5.0 parts by weight of sodium sulfonate anion group with respect to 100 parts by weight of resin, and does not have an insoluble fraction The present invention relates to a polyester-based chemical toner composition comprising a pigment containing a polyester resin, and a method for producing the same, having various shapes such as spherical shape, elliptical shape, and potato shape, and having a volume average particle size of 2 to 10 µm and a particle size. 80% span value obtained by dividing the difference between the particle size d 90 corresponding to the cumulative volume by 90% and the particle size d 10 corresponding to the cumulative volume by 50% by the particle size d 50 corresponding to the cumulative volume by 50%. By providing a toner composition having a value of 0.9 or less, it is possible to solve the problem of machine malfunction in the cleaning step by modifying the shape, and by using a pigment pigment master batch, Cost savings are also excellent because the amount of colorant used can be reduced and no additional process is required for separation.
폴리에스테르, 착색안료 마스터 배치, 소듐설포네이트, 토너, 인쇄 Polyester, Pigment Masterbatch, Sodium Sulfonate, Toner, Printing
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 토너의 형상을 전자주사현미경으로 관찰한 결과를 나타낸다.Figure 1 shows the results of observing the shape of the toner prepared according to an embodiment of the present invention with an electron scanning microscope.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 토너의 형상을 나타낸다.2 shows the shape of the toner prepared according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 토너의 형상을 나타낸다.Figure 3 shows the shape of the toner prepared according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제조된 토너의 형상을 나타낸다.4 shows the shape of the toner prepared according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 토너 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소듐설포네이트 음이온기를 가지며 특정 범위의 PDI를 갖는 폴리에스테르 수지를 사용하고 통상의 안료 대신 착색안료 마스터 배치를 사용함으로써 고속 인쇄에 적합한 토너로 사용할 수 있는 다양한 형상을 가지고, 적합한 입자크기 및 스팬값을 갖는 안료를 포함하는 폴리에스테르계 화학 토너 조성물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a toner composition and a method for preparing the same, more particularly, by using a polyester resin having a sodium sulfonate anion group and having a specific range of PDI and using a pigment pigment master batch instead of a conventional pigment. It relates to a polyester-based chemical toner composition having a variety of shapes that can be used as a toner, and comprising a pigment having a suitable particle size and span value and a method for producing the same.
최근 인쇄 시장에서 고속 인쇄에 적합한 토너에 대한 요구가 급증하면서 특히 폴리에스테르 수지를 사용하여 토너 조성물을 제조하는 다양한 방법이 연구되고 있다.In recent years, the demand for toners suitable for high speed printing is rapidly increasing in the printing market, and various methods for preparing toner compositions using polyester resins are being studied.
미국특허공보 제6,416,917호는 토너 바인더 및 착색제를 포함하는 건식 토너에 관한 것으로서, 토너 바인더는 요소 또는 우레탄 결합을 갖는 고분자량 폴리에스테르 축합 수지(A)와 저분자량 축합 수지(B)를 함유하며, 상기 A와 B의 수평균분자량비(MnA/MnB)는 1.6 이상이고, 상기 A와 B의 중량평균분자량비(MwA/MwB)는 2 이상인 것으로서, 0.90 내지 1.00의 구형도(Wadell's practical sphericity)를 갖는 토너가 개시되어 있다. 이와 같이 제조된 토너는 입자를 제조하는 중에 화학반응을 수반하고, 수상에서의 축합반응은 쉽게 일어나지 않는 단점이 있다.US Patent No. 6,416,917 relates to a dry toner comprising a toner binder and a colorant, wherein the toner binder contains a high molecular weight polyester condensation resin (A) and a low molecular weight condensation resin (B) having a urea or urethane bond, The number average molecular weight ratio (MnA / MnB) of A and B is 1.6 or more, and the weight average molecular weight ratio (MwA / MwB) of A and B is 2 or more, and has a sphericity of 0.90 to 1.00 (Wadell's practical sphericity). Toner having is disclosed. The toner thus prepared has a disadvantage that it involves a chemical reaction during the production of particles, and condensation reaction in the aqueous phase does not easily occur.
또한, 일본특허공개 제2004-198658호는 물에 폴리에스테르 올리고머, 전하조절제, 왁스, 용매 등을 사용하여 토너를 제조하는 방법에 관한 것으로, 입자 분포를 좁게 할 수 있다는 장점이 있다. 이 발명은 수지 고분자를 사용하는 것이 아니라 올리고머를 사용하여 입자를 제조하고, 입자 상태에서 화학 반응을 수반하여 토너 입자를 제조한다는 점에 특징이 있다. 그러나 이러한 방법에서는 입자 제조 시스템에 화학반응이 수반됨으로써 제조할 때 제어가 어려운 문제점이 있다.Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-198658 relates to a method for producing a toner using a polyester oligomer, a charge control agent, a wax, a solvent, and the like in water, and has an advantage of narrowing the particle distribution. This invention is characterized by producing particles using oligomers rather than using a resin polymer, and producing toner particles with a chemical reaction in a particulate state. However, such a method has a problem in that it is difficult to control when preparing the particle production system due to the chemical reaction.
한편, 미국특허공보 제6,248,491호는 폴리에스테르의 디자인에 의해 화학반응 없이 일정한 형상의 토너 입자를 제조하는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는, 바인더 수지 및 착색제를 포함하는 정전 잠상 현상용 토너로서, 바인더 수지는 폴리에스테르 수지로부터 제조되며, 중량 평균 분자량이 30,000 이상이고, PDI(PolyDispersity Index)가 12 이상이며, 분자량이 600,000 이상인 수지가 0.5% 이상을 차지하고, 분자량 10,000 미만인 수지가 20∼80%를 차지하도록 구성된다. 상기 발명의 토너는 평균 원형성(circularity)이 0.97 이상인 구형 또는 전반적으로 구형인 입자이다. 한편, 토너는 가교 결합형 폴리에스테르와 선형 폴리에스테르를 포함하는 2종의 폴리에스테르를 안료와 블랜드하여 약 10℃의 물에 분산하고, 메틸에틸케톤(MEK)을 넣어 밀링함으로써 제조된다. 이러한 제조방법의 경우 메틸에틸케톤이 용해되지 않아 이를 제거하는 휘발 공정이 별도로 추가되어야 하며, 폴리에스테르의 유변학적 특성을 제어하기 위하여 가교된 폴리에스테르, 분자량이 낮은 선형 폴리에스테르 및 고분자량의 선형 폴리에스테르가 요구되는데, 고분자량의 폴리에스테르를 사용함으로써 입자의 크기 분포가 넓어지고, 양전하의 토너만을 제조할 수 있게 되어 바람직하지 못하다.US Patent No. 6,248,491, on the other hand, relates to a system for producing toner particles of constant shape without chemical reaction by the design of polyester. Specifically, a toner for electrostatic latent image development comprising a binder resin and a colorant, the binder resin is made from a polyester resin, has a weight average molecular weight of 30,000 or more, a PDI (PolyDispersity Index) of 12 or more, and a molecular weight of 600,000 or more It is comprised so that resin may occupy 0.5% or more and resin with less than 10,000 molecular weight occupies 20 to 80%. The toner of the present invention is spherical or generally spherical particles having an average circularity of 0.97 or more. On the other hand, a toner is produced by blending two kinds of polyesters including crosslinked polyesters and linear polyesters with a pigment, dispersing it in water at about 10 ° C, and milling methyl ethyl ketone (MEK). In the case of such a manufacturing method, a methyl volute ketone is not dissolved and a volatilization process for removing the same must be separately added. In order to control the rheological properties of the polyester, crosslinked polyester, low molecular weight linear polyester and high molecular weight linear poly An ester is required, but the use of a high molecular weight polyester makes the particle size distribution wider, and only positively charged toners can be produced, which is undesirable.
한편, 최근에 제조되고 있는 화학 토너는 종래의 구형에서 타원형, 감자형 등 다양한 형상으로 그 모양을 조절하는 것이 매우 중요해지고 있다. 이는 화학 토너를 채용한 기기내에서 인쇄동작을 구현할 때, 구형의 토너가 전하량이 균일하다는 장점이 있지만, 소제 단계(cleaning step)에서 감광체(OPC) 드럼 위에 잔류 토너가 발생하여 기기 작동에 문제를 일으키는 것으로 알려져 있기 때문이다. 이에 반하여, 모양이 비구형이며 일정한 형상의 토너를 이용하게 되면 토너의 표면이 균일하면서, 이를 활용할 경우 기기내에서의 소제 시 감광체 드럼표면에 잔류하는 토너가 없기 때문에 매우 바람직한 토너의 물성을 기대할 수 있다는 장점이 있다. On the other hand, recently manufactured chemical toners have become very important to control their shapes from various shapes, such as elliptical and potato, to conventional shapes. This has the advantage that the spherical toner has a uniform charge amount when the printing operation is performed in the machine employing the chemical toner. However, the residual toner is generated on the photoconductor (OPC) drum during the cleaning step, thereby causing problems in the operation of the machine. Because it is known to cause. On the other hand, when the toner of non-spherical shape and uniform shape is used, the surface of the toner is uniform, and when it is used, there is no toner remaining on the photosensitive drum surface when cleaning in the machine. There is an advantage.
이러한 형태 조절된 화학 토너 중에서, 제록스, 미놀타, 코니카 등에서 제조 하는 유화회합중합(emulsion aggregate)에 의한 토너는 작은 유화입자를 서로 뭉치게 하는 방법에 의하여 감자 모양을 만드는 것으로 알려져 있고, 산요케미칼의 토너는 매우 작은 노즐을 통해 강하게 분사하는 방법에 의해 입자의 변형을 만들고 있다고 알려져 있다.Among these shape-controlled chemical toners, toners by emulsion aggregates manufactured by Xerox, Minolta, Konica, etc. are known to form potatoes by a method of agglomerating small emulsified particles with each other, and Sanyo Chemical's toner. It is known that the particles are deformed by the method of blowing strongly through very small nozzles.
발생가능한 또 다른 문제점은 토너의 사이즈가 작아지면서 프린팅된 두께가 얇아지고, 이로 인해 많은 양의 착색제를 사용해야 한다는 것이다. 그러나, 토너를 제조할 때 많은 양의 착색제를 사용하게 되면, 제조 중에 고가의 안료입자가 토너 입자로부터 빠져나오게 되고, 이를 통해 착색제의 사용률이 낮아지기 때문에, 결과적으로 토너의 경제성에 영향을 주게 된다. 또한, 이를 분리해야 하는 추가적인 공정을 설계해야 하므로 경제적이지 못하다. 따라서, 구형을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 착색제를 적게 사용하더라도 입자크기가 작은 토너를 제조할 수 있는 방법이 요구되어 왔다.Another problem that may occur is that the size of the toner becomes smaller and the printed thickness becomes thinner, which requires the use of a large amount of colorant. However, when a large amount of colorant is used in the production of the toner, expensive pigment particles are released from the toner particles during the production, thereby lowering the use rate of the colorant, which in turn affects the economics of the toner. In addition, it is not economical to design additional processes to separate them. Therefore, there is a need for a method that can have a variety of shapes including a spherical shape, and that a toner having a small particle size can be produced even when less colorant is used.
본 발명자들은 이러한 종래의 토너 및 토너 제조방법의 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 수평균분자량이 2,000 내지 10,000이고, PDI(PolyDispersity Index)가 2 내지 15이며, 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트 음이온기를 0.5 내지 5.0중량부 함유하고, 불용성 부분을 갖지 않는 폴리에스테르 수지를 사용하고, 통상의 안료 대신 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터 배치를 사용함과 더불어, 토너 제조단계에서 휘발성 가공조제, 극성용매, 계면활성제의 종류 및 증점제의 사용 유무를 변경함으로써 토너 입자로 사용하기에 적합한 다양한 형상, 입자크기 및 스팬값을 갖는 토너 조성물을 제조할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have conducted research to solve the problems of the conventional toner and toner manufacturing method, the number average molecular weight is 2,000 to 10,000, PDI (PolyDispersity Index) is 2 to 15, sodium based on 100 parts by weight of resin Using a polyester resin containing 0.5 to 5.0 parts by weight of a sulfonate anionic group, and having no insoluble portion, and using a pigment pigment master batch in which pigments are dispersed in the resin instead of a conventional pigment, volatile processing in the toner manufacturing step Completion of the present invention by discovering that toner compositions having various shapes, particle sizes, and span values suitable for use as toner particles can be prepared by changing the preparation, polar solvent, type of surfactant, and use of thickeners. It became.
본 발명의 목적은 부피평균입자크기가 2 ~10㎛이며, 입도분포도에서 누적부피 기준으로 90%에 해당하는 입자크기 d90과 누적부피 10%에 해당하는 입자크기 d10의 차를, 누적부피 50%에 해당하는 입자크기 d50으로 나눈 80% 스팬값이 0.9 이하인 화학 토너 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is a volume average particle size of 2 ~ 10㎛, the difference between the particle size d 90 corresponding to the cumulative volume 90 % and the particle size d 10 corresponding to the cumulative volume 10% in the particle size distribution, cumulative volume The present invention provides a chemical toner composition having a 80% span value divided by 50% of a particle size d 50 of 0.9 or less, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 상기 화학 토너 조성물을 사용하여 제조된 정전 잠상 현상제를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an electrostatic latent image developer prepared by using the chemical toner composition.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화학 토너 조성물 제조방법에 의해 제조된 화학 토너 조성물을 적용하여 영상을 인쇄하는 방법 및 영상을 인쇄한 인쇄물을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of printing an image by applying a chemical toner composition prepared by the chemical toner composition manufacturing method and a printed matter on which the image is printed.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 화학 토너 조성물은 수지, 착색안료(color pigment), 왁스 및 전하조절제를 포함하는 토너 조성물로서, 상기 수지는 수평균분자량이 2,000 내지 10,000이고, PDI(PolyDispersity Index)가 2 내지 15이며, 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트기(sodium sulfonate group)를 0.5 내지 5.0중량부 함유하고, 불용성 부분(insoluble fraction)을 갖지 않는 폴리에스테르 수지를 포함하며, 상기 조성물 입자는 부피평균입자크기가 2 내지 10㎛이며, 입도분포도에서 누적부피 기준으로 90%에 해당하는 입자크기 d90과 누적부피 10%에 해당하는 입자크기 d10의 차를, 누적부피 50%에 해당하는 입자크기 d50으로 나눈 80% 스팬값(span value)이 0.9 이하인 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the chemical toner composition according to the present invention is a toner composition comprising a resin, a color pigment, a wax, and a charge control agent. The resin has a number average molecular weight of 2,000 to 10,000, and PDI (PolyDispersity). Index) is 2 to 15, containing 0.5 to 5.0 parts by weight of sodium sulfonate group per 100 parts by weight of resin, and comprises a polyester resin having no insoluble fraction, the composition Particles have a volume average particle size of 2 to 10 µm, and the difference between the particle size d 90 corresponding to 90% of the cumulative volume and the particle size d 10 corresponding to 10% of the cumulative volume is 50% of the cumulative volume. It is characterized in that the 80% span value divided by the corresponding particle size d 50 is 0.9 or less.
또한, 본 발명에 따른 화학 토너 조성물의 제조방법은 (1) 수지, 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터 배치, 왁스, 휘발성 가공조제(processing aid) 및 전하조절제를 60 내지 95℃에서 혼합하여 수지 혼합물을 제조하는 제1 단계; (2) 상기 제1 단계의 혼합물을 극성용매, 계면활성제 및 선택적으로 증점제로 구성된 60 내지 95℃ 온도로 가열된 분산매내에 첨가하고 교반하여 상기 수지 혼합물의 분산액을 형성하는 제2 단계; (3) 상기 제2 단계의 분산액을 60 내지 95℃에서 교반한 다음 가공조제를 휘발하여 가공조제가 제거된 수지 혼합물을 제조하는 제3 단계; 및 (4) 상기 제3 단계의 혼합물을 상온에서 냉각한 후, 토너 입자를 회수한 다음 세척 및 건조하여 건조 토너 입자를 제조하는 제4 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a chemical toner composition according to the present invention comprises (1) mixing a resin, a pigment pigment master batch dispersed in the resin, a wax, a volatile processing aid and a charge control agent at 60 to 95 ° C. A first step of preparing a resin mixture; (2) a second step of adding the mixture of the first step into a dispersion medium heated to a temperature of 60 to 95 ° C. consisting of a polar solvent, a surfactant and optionally a thickener and stirring to form a dispersion of the resin mixture; (3) a third step of preparing the resin mixture from which the processing aid is removed by stirring the dispersion of the second step at 60 to 95 ° C and then volatilizing the processing aid; And (4) a fourth step of cooling the mixture of the third step at room temperature, recovering the toner particles, then washing and drying to produce dry toner particles.
한편, 본 발명에 따른 정전 잠상 현상제는 상기 방법에 의해 제조된 토너 조성물 자체로 사용되는 1성분계 토너에 적용되거나, 2성분계에 적용되는 경우에는 토너와 입자운반체(carrier)를 포함하도록 구성되며, 상기 입자 운반체는 절연물질로 피복된 페라이트, 스틸 및 철분말로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the latent electrostatic image developer according to the present invention is applied to the one-component toner used as the toner composition itself produced by the method, or when applied to the two-component system is configured to include a toner and a carrier (carrier), The particle carrier is characterized in that at least one selected from the group consisting of ferrite, steel and iron powder coated with an insulating material.
본 발명은 부피평균입자크기가 2 내지 10㎛이고, 입도분포도에서 누적부피 기준으로 90%에 해당하는 입자크기 d90과 누적부피 10%에 해당하는 입자크기 d10의 차를, 누적부피 50%에 해당하는 입자크기 d50으로 나눈 80% 스팬값이 0.9 이하인 화학 토너 조성물을 적용하여 영상을 인쇄하는 방법 및 상기 화학 토너 조성물을 포함하고, 선택적으로 인쇄물을 보호하는 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상 인쇄물에 관한 것이다. In the present invention, the volume average particle size is 2 to 10㎛, the difference between the particle size d 90 corresponding to the cumulative volume 90 % and the particle size d 10 corresponding to the cumulative volume 10% in the particle size distribution, cumulative volume 50% A method of printing an image by applying a chemical toner composition having an 80% span value divided by a particle size d 50 corresponding to 0.9 or less, and a coating layer comprising the chemical toner composition and optionally protecting a printed matter. It relates to the image printout.
이하에서 먼저 본 발명의 토너 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. First, the toner composition of the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 화학 토너 조성물은 수지, 착색안료, 왁스 및 전하조절제를 함유하는 것을 특징으로 한다. 이들 중 수지는 폴리에스테르 수지를 포함하며, 이 폴리에스테르 수지가 조성물 중의 다른 모든 성분을 제외한 잔량을 차지하는데, 토너 조성물 총 중량에 대하여 47 내지 97.8중량% 함유될 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지는 수평균분자량이 2,000 내지 10,000이고, PDI가 2 내지 15이며, 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트기를 0.5 내지 5.0중량부 함유하고, 불용성 부분을 갖지 않는 것이다. 또한 이러한 폴리에스테르 수지 이외의 수지는 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 25중량% 함유될 수 있으며, 상기 폴리에스테르 수지의 용매에 용해되는 것이 바람직하다. The chemical toner composition according to the present invention is characterized by containing a resin, a coloring pigment, a wax and a charge control agent. Among them, the resin includes a polyester resin, which accounts for the remainder excluding all other components in the composition, and may contain 47 to 97.8% by weight based on the total weight of the toner composition. The polyester resin has a number average molecular weight of 2,000 to 10,000, a PDI of 2 to 15, and contains 0.5 to 5.0 parts by weight of sodium sulfonate group based on 100 parts by weight of the resin, and does not have an insoluble portion. In addition, the resin other than the polyester resin may be contained in 0.1 to 25% by weight based on the total weight of the composition, it is preferable to be dissolved in the solvent of the polyester resin.
한편, 토너 조성물을 구성하는 착색안료는 토너 조성물의 제조시 그 자체로서 사용되는 것이 아니라 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터 배치로서 사용된다. 안료 마스터 배치는 고농도의 안료가 고르게 분산된 수지 조성물을 의미하는 것으로, 마스터 배치내의 안료의 양은 10∼60중량%이며, 고온 고압 하에서 안료와 수지를 혼련하거나 용제에 수지를 용해하고 안료를 첨가한 후 높은 전단력을 가하여 안료를 분산하는 방법에 의해 제조된다. 후자 방법의 경우에는 사용 전에 용제를 모두 제거해야한다. 마스터 배치는 단순 혼합에 비하여 안료가 고르게 분산되며, 특이한 점은 마스터 배치가 분산시에 매우 작은 크기로 분쇄되기는 하지만, 마스터 배치에 사용되는 수지가 용제에 완전히 녹지는 않는다는 것이다. 즉, 아무리 입자가 작아져도 본 공정을 적용할 때에는 수지가 입자의 표면을 감싸고 있는 구조를 유지하게 된다.On the other hand, the coloring pigments constituting the toner composition are not used as such in the manufacture of the toner composition but as the coloring pigment master batch in which the coloring pigment is dispersed in the resin. Pigment master batch refers to a resin composition in which a high concentration of pigment is evenly dispersed. The amount of the pigment in the master batch is 10 to 60% by weight, and the pigment and resin are kneaded under high temperature and high pressure, or the resin is dissolved in a solvent and the pigment is added. It is then produced by a method of dispersing the pigment by applying a high shear force. In the latter case, all solvents must be removed before use. The master batch is evenly dispersed in pigments compared to simple mixing, and the peculiarity is that the resin used in the master batch is not completely dissolved in the solvent, although the master batch is ground to a very small size during dispersion. That is, no matter how small the particles are, the resin maintains a structure surrounding the surface of the particles when the present step is applied.
일반적으로 안료에 다량 존재하는 극성그룹이 토너입자 표면에 나타날 경우, 토너 내에 축적되는 전하를 오히려 방전시키게 되어 결과적으로 토너의 대전 속도 뿐만 아니라 대전량을 낮추는 결과를 초래하게 된다. 그러나, 본 발명에서처럼 마스터 배치를 사용하는 토너의 경우, 고농도의 안료가 폴리에스테르 수지내에 고르게 분산된 착색제인 마스터 배치를 활용하기 때문에 토너 표면에서의 안료의 직접적인 노출을 막을 수 있다. 즉, 안료입자가 캡슐화된 효과를 가지게 되어 토너의 전하 조절에 매우 유리하기 때문에 착색제의 분산 또한 마스터 배치를 사용하는 것이 유익하다.중합토너의 제조시에는 단량체 혼합물 내에서는 안료입자를 고르게 분산시키더라도, 중합과정 중에 단량체가 고분자화 되면서 표면장력의 변화에 의해 분산도가 변하는 문제가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 마스터 배치를 사용할 경우 분산된 마스터 배치를 다시 분산하기 때문에 안료의 분산이 달라질 가능성이 거의 없다.In general, when a large amount of polar groups present in the pigment appears on the surface of the toner particles, the charge accumulated in the toner is rather discharged, resulting in lowering the charge amount as well as the charge rate of the toner. However, in the case of the toner using the master batch as in the present invention, direct exposure of the pigment on the toner surface can be prevented because a high concentration of pigment utilizes a master batch, which is a colorant evenly dispersed in a polyester resin. In other words, it is advantageous to use a master batch for dispersing the colorant because the pigment particles have an encapsulated effect and are very advantageous in controlling the charge of the toner. In the production of the polymerized toner, the pigment particles may be evenly dispersed in the monomer mixture. As the monomer polymerizes during the polymerization process, it is known that the dispersion degree is changed by the change of the surface tension. However, when the master batch is used, the dispersion of the pigment is unlikely to change since the dispersed master batch is again dispersed.
이를 위하여, 본 발명에서 이용한 착색안료 마스터 배치 중 안료의 함량은 10∼60중량%가 바람직하며, 약 20∼40중량%가 더욱 바람직하다. 따라서 상기 마스터 배치를 이용하면 토너의 분산시 전술한 문제점이 발생하지 않으며, 특히 소립경의 토너 제조시에 더욱 유익하다.To this end, the pigment content in the pigment pigment master batch used in the present invention is preferably 10 to 60% by weight, more preferably about 20 to 40% by weight. Therefore, when the master batch is used, the above-mentioned problems do not occur when the toner is dispersed, and it is particularly advantageous when the toner of the small particle is manufactured.
이때 사용되는 착색안료로는 상업적으로 흔히 사용되는 안료인 시안 안료, 마젠타 안료, 옐로우 안료, 블랙 안료 및 백색 안료 또는 이들의 혼합물 등을 색상, 채도, 명도, 내후성, 투명도, 토너 수지와의 친화성 등을 고려하여 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 안료의 종류로는 옐로우 칼라의 순색으로는 P.Y 155, P.Y 180, 마젠타 칼라의 순색으로는 P.R. 57:1, P.R. 184, P.R 122, 시안 칼라의 순색으로는 P.B 15:3 등이 많이 사용된다. 이외에도 산업적인 용도의 다른 토 너를 제조함에 있어서는 P.Y 17, P.Y. 97, P.Y. 174, P.Y 139, P.O. 34 등의 옐로우 칼라와 P.R. 146, P.V. 19 등의 마젠타 톤의 칼라안료, 그리고 P.V. 23, P.V. 19, P.G.7 등의 안료와 P.B. 15:4 등을 사용할 수 있다. 또한, 블랙 칼라로는 SB4, SB7, SB9 등의 블랙을 사용할 수 있고, 백색 안료로는 티탄 산화물을 사용하여 제조할 수 있다. 이들의 선택기준은 칼라좌표와 색의 진하기 등을 고려하며 적의하게 선택한다. 착색안료는 과량 함유될 경우 수지 조성물의 탄성이 강하게 되어 미립자 형성이 어렵거나 입도의 분포가 넓어질 수 있고, 소량 함유될 경우에는 토너의 착색도가 낮아서 인쇄시 색감 표현이 불충분한 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 착색안료는 안료의 결정구조, 결정크기, 화학적 조성 등의 물리화학적 구조와 이와 혼합되는 수지의 물리화학적 구조의 상호작용에 의해 적절하게 선택되어져야 하며, 토너 조성물 총 중량에 대하여 2~15중량%가 바람직하고, 4~12중량%가 더욱 바람직하다.The pigments used here include cyan pigments, magenta pigments, yellow pigments, black pigments and white pigments, or mixtures thereof, which are commonly used pigments. It may be selected appropriately in consideration of the like. Examples of such pigments include P.Y 155, P.Y 180, and magenta. 57: 1, P.R. 184, P.R 122, P.B 15: 3, etc. are frequently used as the pure color of the cyan color. In addition to manufacturing other toners for industrial use, P.Y 17, P.Y. 97, P.Y. 174, P.Y 139, P.O. Yellow color and P.R. 146, P.V. Magenta tone pigments such as 19, and P.V. 23, P.V. 19, P.G.7 and other pigments and P.B. 15: 4 or the like. In addition, black, such as SB4, SB7, SB9, can be used as a black color, and it can manufacture using a titanium oxide as a white pigment. These selection criteria are selected appropriately, taking into account color coordinates and color depth. When the pigment is contained in excess, the elasticity of the resin composition becomes strong, so that it is difficult to form fine particles or the particle size can be widened. When the pigment is contained in a small amount, the coloring of the toner may be low, resulting in insufficient color expression during printing. . Therefore, the coloring pigment should be appropriately selected by the interaction between the physicochemical structure of the pigment crystal structure, crystal size, chemical composition, etc. and the physicochemical structure of the resin mixed therewith, and 2 to 15 to the total weight of the toner composition Weight% is preferable and 4-12 weight% is more preferable.
왁스로는 일반적인 왁스를 모두 사용할 수 있으며, 예를 들어, 에스테르 왁스, 카나우바 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 비즈 왁스, 파라핀 왁스 또는 이들의 2종 이상의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 왁스를 첨가하면 오일을 사용하지 않더라도 토너 입자를 종이나 플라스틱 등의 인쇄물에 융착할 수 있게 되어 바람직하다. 다만, 그 첨가량이 30중량%를 초과할 경우에는 보관시 토너의 뭉침현상이 유발될 수 있으므로, 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 30중량%로 함유되는 것이 바람직하다.As the wax, all common waxes can be used. For example, ester wax, carnauba wax, polyethylene wax, polypropylene wax, bead wax, paraffin wax, or a mixture of two or more thereof is preferably used. The addition of the wax is preferable because the toner particles can be fused to printed matter such as paper or plastic even without using oil. However, when the added amount exceeds 30% by weight, the toner may be aggregated during storage, so it is preferably contained in an amount of 0.1 to 30% by weight based on the total weight of the composition.
한편, 전하조절제로는 통상 사용되는 양전하조절제, 음전하조절제 또는 이들 의 혼합물 중 1종 이상을 제한 없이 사용할 수 있으며, 최종 토너에 부여하고자 하는 전하에 따라 적절히 선택하여 사용한다. 양전하조절제는 화학 구조상 크게 아진 계열(azine type)과 4급 암모늄염(quarternary ammonium salt) 계열로 분류되는데, 아진 계열의 양전하 조절제는 그 색깔이 주로 검정색이기 때문에 검정색 토너 제조시에만 사용할 수 있고, 4급 암모늄염은 흰색의 분말 형태이기 때문에 토너 칼라에 제약이 없다. 음전하조절제는 화학 구조로는 크게 터트(tert)-부틸 살리실산 금속염 계열의 흰색 전하조절제와 아조계의 검은색 전하조절제가 많이 사용된다. 터트-부틸 살리실산 금속염내의 중심금속으로는 크로뮴, 알루미늄, 아연, 칼슘, 보론, 아세틸 보론 등이 사용되며, 아조계의 경우에는 금속으로써 크로늄, 철 등이 주로 사용된다. 이에 사용되는 금속염은 토너에 포함될 경우 대전 속도, 대전량 등을 조절할 수 있다. 본 발명에서 상기 전하조절제의 사용량이 적은 경우 토너의 대전속도가 느리고 대전량이 많지 않는 문제가 있을 수 있고, 과량 함유될 경우 지나치게 전하가 많아지게 되어 화상에 왜곡이 생기는 문제점이 있을 수 있으므로, 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 8중량%로 함유되는 것이 바람직하고, 0.3 내지 5중량%가 더욱 바람직하다.On the other hand, as the charge control agent, one or more of a positive charge control agent, a negative charge control agent or a mixture thereof commonly used may be used without limitation, and may be appropriately selected according to the charge to be applied to the final toner. Positive charge control agents are classified into azine type and quaternary ammonium salt series due to their chemical structure.The positive charge control agents of azine type are mainly black, so they can be used only in the manufacture of black toner. Since the ammonium salt is in the form of a white powder, there is no restriction on the toner color. Negative charge control agents are commonly used in the tert- butyl salicylic acid metal salt-based white charge regulators and azo black charge regulators. Chromium, aluminum, zinc, calcium, boron, acetyl boron and the like are used as the center metal in the tert-butyl salicylic acid metal salt, and in the case of the azo system, chromium and iron are mainly used. The metal salt used for this can adjust the charging speed, the charging amount, etc. when included in the toner. In the present invention, when the amount of the charge control agent is small, there may be a problem in that the charging speed of the toner is low and the amount of charging is not large, and when it is contained in an excessive amount, the charge may be excessively increased, resulting in distortion in the image. It is preferable to contain 0.1-8 weight% with respect to a weight, and 0.3-5 weight% is more preferable.
이외, 매우 작은 유무기 입자를 토너 입자 표면에 코팅하여 유동화제 등의 외첨제를 더 첨가할 수 있다. 외첨제는 토너로 사용될 입자들의 유동성을 향상시키는 역할을 하거나 대전량 및 대전속도와 같은 대전특성을 조절하는 것으로, 미세하게 분급된 소수성실리카, 친수성 실리카, 스트론튬, 칼슘 등의 전도성물질이 코팅된 실리카, 반도체인 인듐틴옥사이드, 안티몬틴옥사이드 등이 표면에 코팅된 실리 카, 티타늄옥사이드, 스트론튬, 칼슘 등의 전도성물질이 코팅된 티타늄옥사이드, 반도체인 인듐틴옥사이드, 안티몬틴옥사이드 등이 표면에 코팅된 티타늄옥사이드, 아연스테아레이트, 마그네슘스테아레이트, 알루미나, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리스티렌 입자, 실리콘 입자 등이 사용될 수 있다.In addition, very small organic-inorganic particles may be coated on the surface of the toner particles to further add an external additive such as a fluidizing agent. The external additive serves to improve the fluidity of the particles to be used as the toner or to control the charging characteristics such as the charge amount and the charging speed, and is a silica coated with conductive materials such as finely classified hydrophobic silica, hydrophilic silica, strontium, and calcium. , Titanium oxide coated with conductive materials such as silica, titanium oxide, strontium, calcium, etc. coated on the surface of semiconductors such as indium tin oxide, antimony tin oxide, semiconductor indium tin oxide, antimony tin oxide, etc. Titanium oxide, zinc stearate, magnesium stearate, alumina, polymethyl methacrylate particles, polystyrene particles, silicon particles and the like can be used.
한편, 본 발명에서 사용되는 ‘부피평균입자크기(L)’라는 용어는 Power Technology Handbook(저자 K.Gotoh 등, 2판, 출판사 Marcell Dekker Publications, 1997년)의 제3면 내지 제13면에 정의되어 있는 것을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 시판되는 Coulter LS 입자크기분석기(Coulter Electronics Co.,Ltd., 플로리다주 세인트 피츠버그 소재)를 사용하여 측정한다. 이는 좁은 입자크기분포를 갖는 수지입자들이 균일하게 착색되며, 각 토너입자 내에 균일한 양의 전하를 포함하는 토너입자를 제공하고, 또한 고품질의 복사 영상을 제공하며, 현상부위에서의 전하 조절을 용이하게 하여 주기 때문이다. Meanwhile, the term 'volume average particle size (L)' used in the present invention is defined in pages 3 to 13 of the Power Technology Handbook (author K. Gotoh et al., 2nd edition, Marcell Dekker Publications, 1997). In the present invention, it is measured using a commercial Coulter LS particle size analyzer (Coulter Electronics Co., Ltd., St. Pittsburgh, FL). This provides toner particles containing a uniform amount of charge in each toner particle, and uniformly colored resin particles having a narrow particle size distribution, and also provide a high quality radiant image, and facilitate charge control at a developing site. Because it makes you.
또한, 본 발명에서 사용되는 ‘입자크기분포 스팬값(span value)’은 입자의 크기분포를 규정하는 지수로서, 크기 분포도에서 부피를 기준으로 10%에 해당되는 입경을 d10, 90%에 해당되는 입경을 d90, 그리고 평균치에 해당되는 50% 분포의 입경을 d50으로 정의하고, 상기 세 가지 값을 하기 수학식 1에 적용함으로써 80% 스팬값을 구할 수 있다. In addition, the 'particle size distribution span value' used in the present invention is an index defining the size distribution of particles, and the particle size corresponding to 10% based on the volume in the size distribution corresponds to d 10 , 90%. By defining the particle diameter to be d 90 , and the particle diameter of the 50% distribution corresponding to the average value as d 50 , the 80% span value can be obtained by applying the three values to Equation 1 below.
상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 스팬값이 작을수록 좁은 입자분포를 나타내고, 값이 클수록 넓은 입자분포를 나타내는 지수가 된다. 토너로 사용하기 위해서는 입도분포도에서 누적부피 기준으로 90%에 해당하는 입자크기 d90과 누적부피 10%에 해당하는 입자크기 d10의 차를, 누적부피 50%에 해당하는 입자크기 d50으로 나눈 80% 스팬값이 0.9 이하인 것이 바람직하다. 이보다 높을 경우에는 토너 입경의 불균일성이 대전 특성이나 기기내의 오염 등을 유발하게 되어 사용이 어렵고, 이를 사용하기 위해서는 분급이라는 공정을 거쳐야한다. 또한 0.7 이하의 80% 스팬값을 갖는 것이 더욱 바람직하다.As can be seen from the above formula, the smaller the span value, the narrower the particle distribution, and the larger the value, the exponent indicating the wider particle distribution. To use as a toner, a 80% span is obtained by dividing the difference between a particle size d90 corresponding to a cumulative volume of 90% and a particle size d10 corresponding to a cumulative volume of 10% by a particle size distribution by a particle size d50 corresponding to a cumulative volume of 50% It is preferable that the value is 0.9 or less. If it is higher than this, the non-uniformity of the toner particle size causes charging characteristics or contamination in the device, and thus it is difficult to use, and in order to use it, a classification process is required. It is more preferable to have an 80% span value of 0.7 or less.
이하에서 본 발명 화학 토너 조성물을 제조하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the method for preparing the chemical toner composition of the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 화학 토너 조성물은 (1) 수지, 착색안료가 수지내에 분산된 착색안료 마스터 배치, 왁스, 휘발성 가공조제 및 전하조절제를 60 내지 95℃에서 혼합하여 수지 혼합물을 제조하는 제1 단계; (2) 상기 제1 단계의 혼합물을 극성용매, 계면활성제 및 선택적으로 증점제를 포함하는 60 내지 95℃ 온도로 가열된 분산매내에 첨가하고 교반하여 상기 수지 혼합물의 분산액을 형성하는 제2 단계; (3) 상기 제2 단계의 분산액을 60 내지 95℃에서 교반한 다음 가공조제를 휘발하여 가공조제가 제거된 수지 혼합물을 제조하는 제3 단계; 및 (4) 상기 제3 단계의 혼합물을 상온에서 냉각한 후, 토너 입자를 회수한 다음 세척 및 건조하여 건조 토너 입자를 제조하는 제4 단계에 의해 제조된다.The chemical toner composition according to the present invention comprises the steps of: (1) preparing a resin mixture by mixing a resin, a coloring pigment master batch dispersed in a resin, a wax, a volatile processing aid, and a charge control agent at 60 to 95 ° C; (2) a second step of adding the mixture of the first step into a dispersion medium heated to a temperature of 60 to 95 ° C. containing a polar solvent, a surfactant and optionally a thickener and stirring to form a dispersion of the resin mixture; (3) a third step of preparing the resin mixture from which the processing aid is removed by stirring the dispersion of the second step at 60 to 95 ° C and then volatilizing the processing aid; And (4) cooling the mixture of the third step at room temperature, and then recovering the toner particles, followed by washing and drying to prepare dry toner particles.
상기 제조방법에서 사용된 수지, 착색안료 마스터 배치, 왁스 및 전하조절제는 상기 토너 조성물을 구성하는 물질과 동일 물질이다.The resin, the pigment pigment master batch, the wax and the charge control agent used in the manufacturing method are the same materials as those of the toner composition.
가공조제는 휘발가능하며 극성용매보다 낮은 끓는점을 가지고, 이후 첨가되는 극성용매와 혼합되지 않는 것으로서, 예를 들어, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로포름으로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.The processing aids are volatile and have a lower boiling point than the polar solvent and are not mixed with the polar solvent which is subsequently added, for example, methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, methyl ethyl ketone, dimethyl ether, diethyl ether, It can select and use 1 or more types from the group which consists of 1, 1- dichloroethane, 1, 2- dichloroethane, dichloromethane, and chloroform.
증점제는 선택적으로 사용할 수 있는데, 물을 포함하는 극성용매에 1중량% 이상 용해되는 것으로, 극성 용매를 기준으로 약 0.01 내지 5중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 사용되는 전체 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 양으로 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈의 음이온공중합체, 폴리비닐피롤리돈의 양이온공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐알코올의 공중합체, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산의 공중합체, 젤라틴, 키토산, 알긴산나트륨, 알긴산 및 한천으로 이루어지는 군 중에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.The thickener may be optionally used, which is dissolved in at least 1% by weight in a polar solvent including water, preferably about 0.01 to 5 parts by weight based on the polar solvent, 0.1 to 100 parts by weight of the total resin used More preferably, it is added in an amount of 10 to 10 parts by weight. For example, polyvinylpyrrolidone, anionic copolymer of polyvinylpyrrolidone, cationic copolymer of polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, copolymer of polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, copolymer of polyacrylic acid, At least one selected from the group consisting of gelatin, chitosan, sodium alginate, alginic acid and agar can be used.
한편, 극성용매로는 물, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 솔비톨로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 물을 사용하는 것이 가장 바람직하다. On the other hand, as the polar solvent, one or more selected from the group consisting of water, glycerol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol and sorbitol can be used, and water is most preferred.
상기 계면활성제로는 HLB값이 10이상인 것이라면 제한됨이 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 소듐스테로일 락틸레이트, 폴리에틸렌글리콜코카민, 폴리에틸 렌글리콜솔비탄 헥산올레이트, 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트, 스테아민 아세테이트, 탈로아민 아세테이트, 글리세릴 스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 라놀레이트, 폴리에틸렌글리콜 팔미테이트, 폴리프로필렌글리콜 히드록시에틸 코카민, 폴리에틸렌글리콜 글리세릴 라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 스테아레이트, 트리에틸아민올레이트, 폴리에틸렌글리콜 탈로아민, 스쿠로즈 라우레이트, 소듐도데실 설페이트, 포타슘도데실 설페이트, 알킬암모늄클로라이드 및 알킬암모늄브로마이드로 이루어지는 군에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.The surfactant may be used without limitation as long as the HLB value is 10 or more, for example, sodium steroyl lactylate, polyethylene glycol cocamine, polyethylene glycol sorbitan hexanolate, polyethylene glycol dilaurate, Steamine Acetate, Taloamine Acetate, Glyceryl Stearate, Polyethylene Glycol Lanoleate, Polyethylene Glycol Palmitate, Polypropylene Glycol Hydroxyethyl Cocamine, Polyethylene Glycol Glyceryl Laurate, Polyethylene Glycol Stearate, Triethylamine Olate, One or more selected from the group consisting of polyethylene glycol taloamine, squarose laurate, sodium dodecyl sulfate, potassium dodecyl sulfate, alkylammonium chloride and alkylammonium bromide can be used.
본 발명에서는 특히 이들 휘발성 가공조제, 극성용매 및 계면활성제의 종류를 변경하고, 증점제의 사용 유무를 변경하며, 물리적으로는 동일한 전단응력을 가함으로써 비구형인 다양한 형상을 갖는 토너를 제조할 수 있다.In the present invention, toners having a variety of non-spherical shapes can be produced by changing the types of these volatile processing aids, polar solvents and surfactants, changing the use of thickeners, and applying physically the same shear stress.
이하, 화학 토너 조성물 제조시 사용되는 폴리에스테르 수지 및 착색안료 마스터 배치를 제조하는 제조예를 먼저 설명한 후, 제조예에서 제조된 수지 및 마스터 배치를 사용하여 토너 조성물을 제조하는 실시예 및 비교예를 설명한다. Hereinafter, an example of preparing a toner composition using the resin and the master batch prepared in the preparation example will be described first, followed by a preparation example for preparing the polyester resin and the pigment pigment master batch used in the preparation of the chemical toner composition. Explain.
폴리에스테르 수지의 합성Synthesis of Polyester Resin
제조예 1: 폴리에스테르 수지의 합성Preparation Example 1 Synthesis of Polyester Resin
열매체인 오일조내에 반응기를 설치하고, 이 반응기에는 통상의 위치에 온도계, 교반기, 냉각기 및 질소 주입구를 설치하였다. 이렇게 설치된 반응기내에 디메틸 테레프탈레이트 0.5몰, 디메틸 이소프탈레이트 0.47몰, 디메틸 5-술포이소프탈레이트나트륨염 0.03몰, 1,2-프로필렌글리콜 2.3몰 및 트리멜리틱산 0.02몰을 정량하여 투입하고, 중합반응의 촉매로서 테트라부틸타이타네이트를 단량체 전체 무게 에 대하여 500ppm의 양으로 투입하였다. 반응기 교반속도를 100rpm으로 하여 교반하면서 온도를 150℃까지 가온하였다. 대략 5시간동안 반응을 진행하였다. 반응 진행 동안 반응물은 에스테르 반응을 개시하면서 부산물로 메탄올을 형성하게 된다. 더 이상 부반응물이 냉각기에 형성되지 않게 되면, 220℃ 온도로 가온하고 부반응물의 제거를 용이하게 하기 위하여 반응기를 0.1torr로 감압하고, 동일한 압력조건에서 15시간동안 진행하고 반응을 완료하였다. 반응 완료 후 DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 폴리에스테르의 유리전이온도(glass transition temperature: Tg)를 측정한 결과 65℃였다. 이를 테트라히드로퓨란(THF)에 용해한 결과, 불용성인 겔성분이 없이 모두 용해됨을 확인할 수 있었고, 산가를 측정한 결과 대략 5였다. 또한, 폴리스티렌 기준시료를 사용하여 검증된 GPC(Gel Permeation Chromatography)를 이용하여 측정한 수평균분자량은 4,500이었으며, PDI는 3.5이었고, 형성된 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트 음이온기 함량은 3중량부임을 확인할 수 있었다.A reactor was installed in the oil chain oil tank, and the reactor was provided with a thermometer, a stirrer, a cooler, and a nitrogen inlet at a normal position. 0.5 mole of dimethyl terephthalate, 0.47 mole of dimethyl isophthalate, 0.03 mole of dimethyl 5-sulfoisophthalate sodium salt, 2.3 mole of 1,2-propylene glycol and 0.02 mole of trimellitic acid were quantitatively added to the reactor thus installed, and the polymerization reaction was carried out. Tetrabutyl titanate as a catalyst was added in an amount of 500 ppm relative to the total weight of the monomers. The temperature was heated to 150 ° C. while stirring at a reactor stirring speed of 100 rpm. The reaction proceeded for approximately 5 hours. During the course of the reaction, the reactants form methanol as a byproduct, starting the ester reaction. Once the side reactions were no longer formed in the cooler, the reactor was depressurized to 0.1torr to warm to 220 ° C. and facilitate the removal of the side reactions, and proceeded for 15 hours under the same pressure conditions to complete the reaction. After completion of the reaction, the glass transition temperature (Tg) of the polyester was measured using a differential scanning calorimeter (DSC), and the result was 65 ° C. As a result of dissolving this in tetrahydrofuran (THF), it could be confirmed that all of them were dissolved without the insoluble gel component, and the acid value thereof was about 5. In addition, the number average molecular weight measured using a gel permeation chromography (GPC) verified using a polystyrene reference sample was 4,500, PDI was 3.5, and sodium sulfonate anion group content was 3 with respect to 100 parts by weight of the polyester resin formed It could be confirmed that the weight part.
비교제조예 1: 겔이 포함된 폴리에스테르 수지의 합성Comparative Production Example 1 Synthesis of Polyester Resin Containing Gel
제조예 1과 동일 반응기내에 조성물 함량만을 디메틸 테레프탈레이트 0.5몰, 디메틸 이소프탈레이트 0.47몰, 디메틸 5-술포이소프탈레이트나트륨염 0.03몰, 1,2-프로필렌글리콜 2.3몰 및 트리멜리틱산 0.1몰로 달리하여 폴리에스테르 수지를 제조하였다. DSC를 이용하여 제조된 폴리에스테르의 유리전이온도를 측정한 결과 67℃이었다. 이를 테트라히드로퓨란(THF)에 용해한 결과, 5%의 불용성 겔성분이 관찰되었으며, 용해된 성분을 이용하여, 폴리스티렌 기준시료를 사용하여 검증된 GPC 를 이용하여 측정한 수평균분자량은 5,700이었으며, PDI는 8.5이었고, 형성된 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 소듐설포네이트 음이온기 함량은 3중량부임을 확인할 수 있었다.In the same reactor as in Preparation Example 1, only 0.5 mol of dimethyl terephthalate, 0.47 mol of dimethyl isophthalate, 0.03 mol of dimethyl 5-sulfoisophthalate, 2.3 mol of 1,2-propylene glycol, and 0.1 mol of trimellitic acid were used. Polyester resins were prepared. It was 67 degreeC when the glass transition temperature of the polyester manufactured using DSC was measured. As a result of dissolving it in tetrahydrofuran (THF), 5% of insoluble gel component was observed, and the number average molecular weight measured using GPC verified using polystyrene reference sample using the dissolved component was 5,700, and PDI Was 8.5, and the content of sodium sulfonate anion group was 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyester resin formed.
비교제조예 2: 소듐설포네이트 음이온기를 갖지 않는 폴리에스테르 수지의 합성Comparative Production Example 2 Synthesis of Polyester Resin Without Sodium Sulfonate Anion Group
제조예 1과 동일 반응기내에 조성물 함량만을 테레프탈레이트 0.5몰, 이소프탈레이트 0.47몰, 1,2-프로필렌글리콜 2.3몰, 트리멜리틱산 0.03몰로 달리하여 폴리에스테르 수지를 제조하였다. DSC를 이용하여 제조된 폴리에스테르의 유리전이온도를 측정한 결과 62℃이었으며, 폴리스티렌 기준시료를 사용하여 검증된 GPC를 이용하여 측정한 수평균분자량은 4,300이었고, PDI는 3.5이었다. 적정에 의해 측정된 산가는 15이었고, 이를 유기용제인 THF에 용해하였을 때 불용성분이 없이 용해됨을 알 수 있었다. 형성된 폴리에스테르 수지는 음이온기를 갖지 않는 것임을 확인하였다.In the same reactor as in Preparation Example 1, only the content of the composition was changed to 0.5 mol of terephthalate, 0.47 mol of isophthalate, 2.3 mol of 1,2-propylene glycol, and 0.03 mol of trimellitic acid to prepare a polyester resin. The glass transition temperature of the polyester prepared using DSC was 62 ° C., the number average molecular weight was 4,300, and the PDI was 3.5 using GPC verified using a polystyrene reference sample. The acid value measured by the titration was 15, and when it was dissolved in THF, an organic solvent, it was found that it was dissolved without insoluble components. It was confirmed that the formed polyester resin did not have an anionic group.
착색안료 마스터 배치의 제조Preparation of Pigment Masterbatch
제조예 2: 시안 안료 마스터 배치 제조Preparation Example 2 Cyan Pigment Master Batch Preparation
제조예 1에서 합성한 폴리에스테르와 블루 안료(C. I. 피그먼트 블루 15:3, 색지수(CI) No. 74160, 일본잉크사(DIC) 제품)를 중량기준으로 6:4로 혼합한 후 에틸아세테이트를 고분자 기준으로 50%를 넣고 약 60℃로 가온하여 반죽기로 교반하면서 분산하였다. 그 후 혼합물을 진공 장치가 연결된 이축압출기(twin extruder)를 이용하여 50rpm의 속도로 혼합하면서, 진공장치를 이용하여 용매인 에틸아세테 이트를 제거하여, 시안 안료 마스터 배치를 제조하였다. Ethyl acetate after mixing the polyester synthesized in Preparation Example 1 with a blue pigment (CI Pigment Blue 15: 3, Color Index (CI) No. 74160, Japan Ink Company (DIC)) at 6: 4 by weight. 50% of the polymer was added and heated to about 60 ° C., followed by dispersion with stirring with a kneader. Thereafter, the mixture was mixed at a speed of 50 rpm using a twin extruder connected with a vacuum apparatus, and ethyl acetate, a solvent, was removed using a vacuum apparatus, thereby preparing a cyan pigment master batch.
제조예 3: 마젠타 안료 마스터 배치 제조Preparation Example 3 Preparation of Magenta Pigment Master Batch
제조예 1에서 얻어진 동일한 폴리에스테르를 사용하고, 안료를 마젠타 안료(일본 잉크사(DIC) 제품, Red122)로 교체하여 사용한다는 점만을 달리하고는 제조예 2와 동일한 과정을 반복하여 마젠타 안료 마스터 배치를 제조하였다.Magenta pigment master batch by repeating the same procedure as in Preparation Example 2, except that the same polyester obtained in Preparation Example 1 was used, and the pigment was replaced with Magenta pigment (manufactured by Japan Ink, Inc., Red122). Was prepared.
제조예 4: 옐로우 안료 마스터 배치 제조Preparation Example 4 Preparation of Yellow Pigment Masterbatch
제조예 1에서 얻어진 동일한 폴리에스테르를 사용하고, 안료를 옐로우 안료(독일 클라리언트사 제품)로 교체하여 사용한다는 점만을 달리하고는 제조예 2와 동일한 과정을 반복하여 옐로우 안료 마스터 배치를 제조하였다.The same procedure as in Preparation Example 2 was repeated except that the same polyester obtained in Preparation Example 1 was used and the pigment was replaced with a yellow pigment (manufactured by Clariant, Germany) to prepare a yellow pigment master batch.
제조예 5: 블랙 안료 마스터 배치 제조Preparation Example 5 Preparation of Black Pigment Masterbatch
제조예 1에서 얻어진 동일한 폴리에스테르를 사용하고, 안료를 카본 블랙 안료(독일 데구사 제품, CB4)로 교체하여 사용한다는 점만을 달리하고는 제조예 2와 동일한 과정을 반복하여 블랙 안료 마스터 배치를 제조하였다.A black pigment master batch was prepared by repeating the same procedure as in Preparation Example 2, except that the same polyester obtained in Preparation Example 1 was used, and the pigment was replaced with a carbon black pigment (CB4, manufactured by Degussa, Germany). It was.
비교제조예 3~6: 안료 마스터 배치 제조Comparative Production Examples 3 to 6: Pigment Master Batch Preparation
제조예 1에서 얻어진 폴리에스테르 대신에 비교제조예 1에서 얻어진 폴리에스테르를 사용한다는 점만을 달리하고는 제조예 2, 3, 4 및 5와 동일한 과정을 반복하여 비교제조예 3, 4, 5 및 6에서 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙 안료 마스터 배치를 각각 제조하였다.Except for using the polyester obtained in Comparative Preparation Example 1 instead of the polyester obtained in Preparation Example 1, the same procedure as in Preparation Examples 2, 3, 4, and 5 was repeated, and Comparative Preparation Examples 3, 4, 5, and 6 were used. Cyan, magenta, yellow and black pigment master batches were prepared respectively.
비교제조예 7~10: 안료 마스터 배치 제조Comparative Production Examples 7 to 10: Preparation of Pigment Master Batch
제조예 1에서 얻어진 폴리에스테르 대신에 비교제조예 2에서 얻어진 폴리에 스테르를 사용한다는 점만을 달리하고는 제조예 2, 3, 4 및 5와 동일한 과정을 반복하여 비교제조예 7, 8, 9 및 10에서 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙 안료 마스터 배치를 각각 제조하였다.Except for using the polyester obtained in Comparative Preparation Example 2 instead of the polyester obtained in Preparation Example 1, the same procedure as in Preparation Examples 2, 3, 4, and 5 was repeated, and Comparative Preparation Examples 7, 8, and 9 were used. And cyan, magenta, yellow and black pigment master batches at 10, respectively.
토너의 제조Manufacture of toner
실시예 1: 실질적으로 구형인 기본형 토너의 제조Example 1: Preparation of substantially spherical basic toner
임펠러형 교반기 및 냉각기를 장착시킨 1ℓ 둥근바닥플라스크에 제조예 1에서 제조된 폴리에스테르 수지 85g, 제조예 2에서 제조된 시안 안료 마스터 배치 15g, 전하조절제(HB Dinglong 제품, N-23, 중국 후베이 소재) 2g, 왁스(fusing agent)로서 카나우바 왁스 5g(SX-70; Max Chemical 제품, 한국 대전 소재) 및 휘발성 가공조제로서 에틸아세테이트(Aldrich Chemical Company 제품, 위스콘신주 밀워키 소재) 150g을 담았다. 상기 내용물을 교반하여 혼합물을 형성한 다음, 환류상태에서 72℃ 온도로 가열하여 10시간동안 혼합하였다. 이 수지 혼합물이 충분한 유동성을 갖는 것을 확인한 후 동일 온도에서 2시간동안 500rpm으로 교반하여 수지 혼합물을 미세하게 분산하였다. 85 g of polyester resin prepared in Preparation Example 1, 15 g of cyan pigment master batch prepared in Preparation Example 2, charge control agent (HB Dinglong, N-23, Hubei, China) in a 1 liter round bottom flask equipped with an impeller-type stirrer and a cooler. ) 2g, 5g of carnauba wax (SX-70; Max Chemical, Daejeon, Korea) as a fusing agent, and 150g of ethyl acetate (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wis.) As a volatile processing aid. The contents were stirred to form a mixture, which was then heated to reflux at 72 ° C. and mixed for 10 hours. After confirming that the resin mixture had sufficient fluidity, the resin mixture was finely dispersed by stirring at 500 rpm for 2 hours at the same temperature.
또 다른 1ℓ 둥근바닥플라스크에 공정 매개체인 증류수 400g, 폴리비닐알코올(P-24; DC Chemical Co. 제품, 한국 서울 소재) 10g, 중성 계면활성제(tween 20, Aldrich사 제품) 7g 및 소듐도데실설페이트(Junsei Chemical Co. 제품, 일본 동경 소재) 4.2g을 담고, 내용물을 교반하여 혼합물을 형성한 다음, 환류상태, 72℃ 온도로 가열한 후 1시간동안 500rpm으로 교반하였다. 이 분산매내에 위에서 미리 준비된 수지 혼합물을 부었다. 그 혼합물을 동일 온도에서 1시간동안 1000rpm으로 교 반하여 수지 혼합물을 분산하여 수지 혼합물 분산액을 형성하였다.In another 1 liter round bottom flask, 400 g of distilled water, 10 g of polyvinyl alcohol (P-24; manufactured by DC Chemical Co., Seoul, Korea), 7 g of neutral surfactant (tween 20, manufactured by Aldrich), and sodium dodecyl sulfate (Junsei Chemical Co., Tokyo, Japan) containing 4.2g, the contents were stirred to form a mixture, and then heated to reflux, 72 ℃ temperature and stirred at 500 rpm for 1 hour. The resin mixture prepared above was poured into this dispersion medium. The mixture was stirred at 1000 rpm for 1 hour at the same temperature to disperse the resin mixture to form a resin mixture dispersion.
이어, 교반 속도를 300rpm으로 감속하여 동일 온도에서 교반한 후 부분 감압상태에서 90℃ 온도로 가열하면서, 냉각기를 통하여 가공조제인 에틸아세테이트를 수득하였다.Subsequently, the stirring speed was reduced to 300 rpm, the mixture was stirred at the same temperature, and then heated to 90 ° C. under partial pressure, thereby obtaining ethyl acetate as a processing aid.
4시간 경과 후, 수득된 에틸아세테이트의 양을 확인하여, 첨가된 에틸아세테이트가 반응기내에서 모두 제거된 것을 확인한 후, 분산액을 냉각시켰다. 이후, 통상의 여과 장치를 사용하여 유기 매질로부터 토너 입자를 분리시켰다. 필터 케이크를 재분산하고 증류수에서 4회 재여과하여 필터 케이크에 있는 계면활성제와 증점제를 모두 제거하는 세척공정을 반복하였다. 재여과된 입자를 하룻동안 40℃ 온도의 대류 오븐에서 건조하여 건조된 토너 입자를 얻었다. After 4 hours, the amount of ethyl acetate obtained was confirmed to confirm that all of the added ethyl acetate was removed in the reactor, and the dispersion was cooled. The toner particles were then separated from the organic medium using a conventional filtration device. The filter cake was redispersed and refiltered four times in distilled water to remove the surfactants and thickeners in the filter cake. The refiltered particles were dried in a convection oven at 40 ° C. for one day to obtain dried toner particles.
수득된 토너 입자를 성분 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 안료 5.6중량%, 파라핀 왁스 4.6중량% 및 전하조절제 1.9중량%를 함유하는 것으로 나타났다. 또한, Coulter LS 입자크기분석기(Coulter Electronics Co.,Ltd., 플로리다주 세인트 피츠버그 소재)를 이용하여 입자 크기를 측정한 결과, 부피평균입자크기는 7.0㎛이었고, 80% 스팬값은 0.62이었다. 또한, 통상의 전자주사현미경(Scanning Electron Microscopy: SEM)을 사용하여 토너 입자를 검사한 결과, 토너 입자는 도 1에 도시한 바와 같이 톱니모양의 표면 조직을 가지며 실질적으로 구형을 나타내었다.Component analysis of the obtained toner particles revealed that it contained 87.9% by weight of polyester resin, 5.6% by weight of pigment, 4.6% by weight of paraffin wax, and 1.9% by weight of charge control agent. In addition, when the particle size was measured using a Coulter LS particle size analyzer (Coulter Electronics Co., Ltd., St. Pittsburgh, Florida), the volume average particle size was 7.0㎛, 80% span value was 0.62. In addition, as a result of inspecting the toner particles using a conventional scanning electron microscope (SEM), the toner particles had a serrated surface structure and substantially spherical shape as shown in FIG.
제조된 토너와 실리카(810G, cabot사 제품)를 혼합한 후, 당업계에서 통상 실시하는 이성분계 토너의 대전량 측정방법인 블로우오프 대전량을 측정하였다. 그 결과 초기 대전속도는 약 -15μC/g·min이었고, 평형에 도달할 때의 대전량은 -20μC/g이었다. After mixing the prepared toner and silica (810G, manufactured by cabot), the blow-off charge amount, which is a charge amount measurement method of a two-component toner commonly used in the art, was measured. As a result, the initial charging speed was about −15 μC / g · min, and the charge amount when reaching equilibrium was −20 μC / g.
실시예 2: 구형 토너의 제조Example 2: Preparation of Spherical Toner
증점제인 폴리비닐알코올을 사용하지 않는다는 점만을 달리하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 토너 입자를 제조하였다.Toner particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl alcohol, which was a thickener, was not used.
수득된 토너 입자를 성분 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 안료 5.6중량%, 파라핀 왁스 4.6중량% 및 전하조절제 1.9중량%를 함유하는 것으로 나타났다. 입자 크기가 결정되었을 때 측정된 부피평균입자크기는 7.6㎛이었고, 80% 스팬값은 0.54이었다. 또한, 통상의 전자주사현미경을 사용하여 토너 입자를 검사한 결과, 토너 입자는 도 2에 도시한 바와 같이 매끄러운 표면을 갖는 완전한 구형으로 변형되었음을 확인할 수 있었다. 한편, 초기 대전속도는 약 -5μC/g·min이었고, 평형에 도달할 때의 대전량은 -19μC/g이었다. Component analysis of the obtained toner particles revealed that it contained 87.9% by weight of polyester resin, 5.6% by weight of pigment, 4.6% by weight of paraffin wax, and 1.9% by weight of charge control agent. When the particle size was determined, the volume average particle size measured was 7.6 μm and the 80% span value was 0.54. In addition, as a result of inspecting the toner particles using a conventional electron scanning microscope, it was confirmed that the toner particles were deformed into a perfect spherical shape having a smooth surface as shown in FIG. On the other hand, the initial charging speed was about −5 μC / g · min, and the charge amount when reaching equilibrium was −19 μC / g.
실시예 3: 길게 늘어진 형상의 토너 제조Example 3 Preparation of Long-Lined Toner
가공조제로서 에틸아세테이트 대신에 메틸에틸케톤을 사용한 점만을 달리하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 토너 입자를 제조하였다. Toner particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that methyl ethyl ketone was used instead of ethyl acetate as a processing aid.
수득된 토너 입자를 성분 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 안료 5.6중량%, 파라핀 왁스 4.6중량% 및 전하조절제 1.9중량%를 함유하는 것으로 나타났다. 입자 크기가 결정되었을 때 측정된 부피평균입자크기는 7.2㎛이었고, 80% 스팬값은 0.51이었다. 또한, 통상의 전자주사현미경을 사용하여 토너 입자를 검사한 결과, 토너 입자는 도 3에 도시한 바와 같이 길게 늘어진 변형된 입자 모양을 지니고 있음을 확인할 수 있었다. 한편, 초기 대전속도는 약 -16μC/g·min이었고, 평형에 도달할 때의 대전량은 -22μC/g이었다. Component analysis of the obtained toner particles revealed that it contained 87.9% by weight of polyester resin, 5.6% by weight of pigment, 4.6% by weight of paraffin wax, and 1.9% by weight of charge control agent. When the particle size was determined, the volume average particle size measured was 7.2 μm and the 80% span value was 0.51. In addition, as a result of inspecting the toner particles using a conventional electron scanning microscope, it was confirmed that the toner particles had a deformed grain shape elongated as shown in FIG. 3. On the other hand, the initial charging speed was about −16 μC / g · min, and the charge amount when reaching equilibrium was −22 μC / g.
실시예 4: 감자 모양의 토너 제조Example 4 Preparation of Potato Shape Toner
증점제인 폴리비닐알코올을 사용하지 않고, 가공조제로서 에틸아세테이트 대신에 메틸에틸케톤을 사용한 점만을 달리하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 토너 입자를 제조하였다.Toner particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that methyl ethyl ketone was used instead of ethyl acetate as a processing aid without using polyvinyl alcohol as a thickener.
측정된 부피평균입자크기는 7.6㎛이었고, 80% 스팬값은 0.54이었다. 또한, 통상의 전자주사현미경을 사용하여 토너 입자를 검사한 결과, 토너 입자는 도 4에 도시한 바와 같이 감자 모양으로 변형되어 있음을 확인할 수 있었다. 한편, 초기 대전 속도는 약 -14μC/g·min이었고, 평형에 도달할 때의 대전량은 -19μC/g이었다. The measured volume average particle size was 7.6 mu m and the 80% span value was 0.54. In addition, as a result of inspecting the toner particles using a conventional electron scanning microscope, it was confirmed that the toner particles were deformed into a potato shape as shown in FIG. On the other hand, the initial charging rate was about −14 μC / g · min, and the charge amount when reaching equilibrium was −19 μC / g.
실시예 5∼7Examples 5-7
제조예 2에서 제조된 시안 안료 마스터 배치 대신에 제조예 3, 4 및 5에서 제조된 안료 마스터 배치를 사용한다는 점만을 달리하고는 실시예 1과 동일한 과정을 반복하여 실시예 5, 6 및 7의 토너 입자를 제조하였다. 그 결과, 각각의 토너 입자가 실시예 1에서와 유사한 부피평균입자크기를 나타내었고, 이들의 초기 대전속도 및 평형 대전량으로 표현되는 대전 거동 또한 매우 유사하였다. The same procedure as in Example 1 was repeated except that the pigment master batches prepared in Preparation Examples 3, 4, and 5 were used instead of the cyan pigment master batch prepared in Preparation Example 2. Toner particles were prepared. As a result, each of the toner particles showed a similar volume average particle size as in Example 1, and the charging behavior expressed by their initial charging speed and the equilibrium charging amount was also very similar.
실시예 8Example 8
중성계면활성제인 tween 21의 함량을 7.0g에서 6g으로 줄이고, 소듐도데실 설페이트의 함량을 4.2g에서 3.5g으로 변경한 점만을 달리하고는 실시예 1과 동일한 과정을 반복하여 실시예 8의 토너 입자를 제조하였다. 수득된 토너 입자의 부피평균입자크기는 약 5.5㎛이었고, 80% 스팬값은 0.56이었으며, 입자의 전체적인 모양은 실시예 1과 동일함을 알 수 있었다. 대전속도는 약 -20μC/g·min으로 향상되었고, 평형에 도달한 대전양은 -22μC/g으로 관찰되었다. 이 결과를 통하여 입경의 조절은 계면활성제의 양을 조절함으로써, 쉽게 변경될 수 있음을 확인하였다.The toner of Example 8 was repeated in the same manner as in Example 1 except that the content of the neutral surfactant tween 21 was reduced from 7.0 g to 6 g, and the content of sodium dodecyl sulfate was changed from 4.2 g to 3.5 g. Particles were prepared. The volume average particle size of the obtained toner particles was about 5.5 μm, the 80% span value was 0.56, and the overall shape of the toner particles was the same as in Example 1. The charging speed was improved to about -20 μC / g · min, and the amount of charge that reached equilibrium was observed to be -22 μC / g. This result confirmed that the adjustment of the particle size can be easily changed by adjusting the amount of the surfactant.
상기 실시예들로부터 본 발명의 토너 제조시 첨가되는 휘발성 가공조제, 극성용매 또는 계면활성제의 종류를 변경하거나, 증점제의 사용 여부를 변경함으로써 구형에 한정되지 않는 다양한 형상의 토너를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.From the above examples, it is possible to manufacture toners of various shapes, not limited to spherical shapes, by changing the types of volatile processing aids, polar solvents, or surfactants added when manufacturing the toner of the present invention, or by using thickeners. You can check it.
한편, 상기 실시예들에서 토너 미립자가 제조된 후에 입자의 유동성을 향상시키거나 대전 물성을 제어하기 위하여 외첨제로써 훈증된 실리카입자를 첨가할 수도 있고, 적합한 유무기 미립자로 코팅될 수 있다. 유동성 향상제는 칼라 토너로 사용될 입자들의 유동성을 향상시키거나 대전속도 및 대전량 등 대전물성을 제어하는데 도움이 된다. 적합한 유동성 향상제로는 미세하게 분급된 소수성 실리카, 티타늄 옥사이드, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트 등이 있다. 이들 유동성 향상제는 건조 혼합, 용매 혼합 등의 방법으로 입자에 코팅된다. 일반적으로 헥사 메틸실라젠과 같은 소수성 물질로 훈증처리된 실리카(일리노이주 투스콜라에 위치한 Cabot사에서 'Cab-O-Sil'이란 상품명으로 시판됨)는 10 내지 60분 동안 텀블(tumble) 혼합기 안에서 CCA로 코팅된 입자들과 혼합된다.On the other hand, after the toner fine particles are manufactured in the above embodiments, the fumed silica particles may be added as an external additive to improve the fluidity of the particles or to control the charging properties, and may be coated with suitable organic-inorganic fine particles. The fluidity improving agent helps to improve the fluidity of the particles to be used as the color toner or to control the charging properties such as the charging speed and the charging amount. Suitable fluidity improvers include finely classified hydrophobic silica, titanium oxide, zinc stearate, magnesium stearate and the like. These fluidity improvers are coated on the particles by dry mixing, solvent mixing or the like. In general, fumed silica (commercially available under the trade name 'Cab-O-Sil' from Cabot, Tuscany, Ill.) In a tumble mixer for 10 to 60 minutes Mixed with particles coated with CCA.
비교예 1Comparative Example 1
비교제조예 1에서 제조한 폴리에스테르 수지와 비교제조예 3에서 제조한 시안 안료 마스터 배치를 사용한다는 점만을 달리하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 토너를 제조하였다. 토너 제조물을 200메쉬에 여과할 경우 화학적 분쇄에 의해 분쇄되지 않은 매우 큰 입자가 섞여있는 것을 알 수 있었으며, 메쉬에 남지 않고 통과한 토너의 부피평균입자크기는 약 10㎛이고, 80% 스팬값은 대략 2.3의 큰 값을 나타내어 토너로서의 적용이 어려움을 알 수 있었다. 즉, 겔이 포함된 수지 조성물에서는 화학적 분쇄방법이 적절하지 못함을 알 수 있었다. A toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyester resin prepared in Comparative Preparation Example 1 and the cyan pigment master batch prepared in Comparative Preparation Example 3 were used. When the toner product was filtered through 200 mesh, it was found that very large particles which were not pulverized by chemical grinding were mixed. The volume average particle size of the toner passed through the mesh was about 10 μm and the 80% span value was A large value of about 2.3 was shown, indicating that application as a toner was difficult. That is, it was found that the chemical grinding method is not appropriate in the resin composition containing the gel.
비교예 2∼4Comparative Examples 2-4
비교제조예 3에서 제조한 시안 안료 마스터 배치 대신에 비교제조예 4, 5 및 6에서 각각 제조한 안료 마스터 배치를 사용한다는 점만을 달리하고는, 비교예 1과 동일한 방법에 따라 토너를 제조하였다. 이 경우에도 200메쉬에 여과할 경우 잔류량이 많이 남았으며, 여과된 토너 조성액도 비교예 1과 유사하게 입자의 분포가 약 2.0∼3.0정도의 큰 값을 나타냄을 알 수 있었다. Toner was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the pigment master batches prepared in Comparative Preparation Examples 4, 5, and 6 were used instead of the cyan pigment master batch prepared in Comparative Preparation Example 3. In this case, too much residue remained when the filtrate was filtered at 200 mesh, and the filtered toner composition showed a large particle distribution of about 2.0 to 3.0 similarly to Comparative Example 1.
비교예 5Comparative Example 5
비교제조예 2에서 제조한 폴리에스테르 수지와 비교제조예 7에서 제조한 시안 안료 마스터 배치를 사용한다는 점만을 달리하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 토너를 제조하였다. 제조가 완료된 후 200메쉬를 사용하여 토너 조성액을 여과할 경우에는 모든 조성액이 통과하였다. 측정된 부피평균입자크기는 약 15㎛이었고, 80% 스팬값은 약 3.5의 큰 값을 나타내어 토너로써 적절치 않음을 알 수 있었다. 이 결과를 통해서 화학적 분쇄방법에 가장 적합한 작용기가 SO3-임을 알 수 있었다. 한편, 수득된 토너 입자를 성분 분석한 결과, 폴리에스테르 수지 87.9중량%, 안료 5.6중량%, 파라핀 왁스 4.6중량% 및 전하조절제 1.9중량%를 함유하는 것으로 나타났다. 입자 크기가 결정되었을 때 측정된 부피평균입자크기는 20.0㎛이고, 80% 스팬값은 4.8로서 토너로서 사용하기에 부적합한 값을 갖는 것으로 측정되었다. 또한, 통상의 전자주사현미경을 사용하여 토너 입자를 검사한 결과, 그 입자는 거친 모양의 표면 조직을 가지며 실질적으로 구형임을 확인하였다.A toner was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyester resin prepared in Comparative Preparation Example 2 and the cyan pigment master batch prepared in Comparative Preparation Example 7 were used. When the toner composition liquid was filtered using 200 mesh after the production was completed, all the composition liquids passed. The measured volume average particle size was about 15 mu m, and the 80% span value showed a large value of about 3.5, indicating that the toner was not suitable. This result shows that the most suitable functional group for the chemical grinding method is SO 3- . On the other hand, as a result of component analysis of the obtained toner particles, it was found to contain 87.9 wt% of polyester resin, 5.6 wt% of pigment, 4.6 wt% of paraffin wax, and 1.9 wt% of charge control agent. When the particle size was determined, the volume average particle size measured was 20.0 mu m and the 80% span value was 4.8, which was determined to have an unsuitable value for use as a toner. In addition, inspection of the toner particles using a conventional electron scanning microscope confirmed that the particles had a rough surface texture and were substantially spherical.
상기 방법들에 의해 제조된 토너 조성물에 절연물질로 피복된 페라이트, 스틸, 철분말 등의 입자 운반체를 통상의 방법에 따라 처리하여 정전 잠상 현상용 조성물을 제조할 수도 있다. 또한, 상기 토너 조성물을 적용하여 통상의 방법에 따라 영상을 인쇄할 수 있으며, 이 토너 조성물을 포함하고 선택적으로 인쇄물을 보호하는 보호코팅층을 구비하는 다양한 인쇄물을 형성할 수도 있다.The composition for electrostatic latent image development may also be prepared by treating a toner composition prepared by the above methods with a particle carrier such as ferrite, steel, iron powder or the like coated with an insulating material according to a conventional method. In addition, the toner composition may be applied to print an image according to a conventional method, and various printed materials including the toner composition and optionally having a protective coating layer for protecting the printed matter may be formed.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 특허청구범위를 기준으로 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 발명을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. Although a preferred embodiment of the present invention has been described so far, those skilled in the art will be able to implement the present invention in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and the scope of the present invention should be construed as including all inventions within the scope equivalent to the claims.
본 발명을 통하여 구형에 제한됨이 없이 다양한 형상을 가지며, 부피평균입자크기가 2 내지 10㎛이고, 80% 스팬값이 0.9 이하이어서 고속 인쇄에 적합한 토너 조성물을 매우 효과적으로 제조할 수 있다. 아울러, 형상 변형에 따라 소제 단계에 서의 기기 오작동 문제를 해결할 수 있으며, 착색안료 마스터 배치를 사용함에 따라 착색제의 첨가시 발생하는 토너외부로 빠져나오는 것을 막아줄 수 있고, 분리하기 위한 추가 공정이 요구되지 않으므로 비용 절감 효과 또한 우수하다.Through the present invention, it is possible to prepare a toner composition suitable for high speed printing having various shapes without being limited to a sphere, having a volume average particle size of 2 to 10 μm, and an 80% span value of 0.9 or less. In addition, it is possible to solve the problem of machine malfunction in the cleaning step according to the shape deformation, and to prevent the out of the toner generated when the colorant is added by using the color pigment master batch, and additional process for separation Cost savings are also excellent because they are not required.
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060035419A KR100811112B1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060035419A KR100811112B1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070103613A KR20070103613A (en) | 2007-10-24 |
KR100811112B1 true KR100811112B1 (en) | 2008-03-06 |
Family
ID=38817918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060035419A KR100811112B1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100811112B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012133967A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | 삼성정밀화학(주) | Method for manufacturing eco-friendly toner |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090058946A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-10 | 삼성정밀화학 주식회사 | Toner Particles and Electrophotographic Image Forming Apparatus |
KR100952413B1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-04-14 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | Toner composition having broad fusing temperature latitude and process for preparing the same |
KR20100115150A (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-27 | 삼성정밀화학 주식회사 | Toner for developing electrostatic image |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030068617A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-25 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | Wax-encapsulated polyester toner composition and method of producing the same |
KR20050031852A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | Adjuvants for negatively charged toners |
-
2006
- 2006-04-19 KR KR1020060035419A patent/KR100811112B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030068617A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-25 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | Wax-encapsulated polyester toner composition and method of producing the same |
KR20050031852A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | Adjuvants for negatively charged toners |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012133967A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | 삼성정밀화학(주) | Method for manufacturing eco-friendly toner |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070103613A (en) | 2007-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015104617A1 (en) | toner | |
US20100266950A1 (en) | Toner | |
JPH08211655A (en) | Toner for developing electrostatic image and method for producing the same | |
KR20080063645A (en) | Hybrid Toner and Manufacturing Method Thereof | |
KR100811112B1 (en) | Polyester type chemical toner composition containing pigment and manufacturing method thereof | |
JPWO2018181189A1 (en) | Magenta toner | |
JP7052804B2 (en) | Toner for static charge image development | |
KR100872823B1 (en) | Chemical Toner Composition Comprising Dye and Pigment Simultaneously and Method for Manufacturing the Same | |
KR20090031016A (en) | Manufacturing method of toner | |
US6531255B2 (en) | Micro-serrated particles for use in color toner and method of making same | |
KR100733049B1 (en) | Electrostatic Image Developer and Image Forming Method Using the Developer | |
KR20120072845A (en) | Manufacturing method of toner | |
KR101130683B1 (en) | Method for preparing toner for developing electrostatic images and toner prepared by using the method | |
KR20090058946A (en) | Toner Particles and Electrophotographic Image Forming Apparatus | |
KR20110068633A (en) | Electrostatic Image Toner | |
JP2003122052A (en) | Toner for developing electrostatic images | |
CN101375215A (en) | Adding extra particle additives to chemically-treated toners | |
JP4192702B2 (en) | Yellow toner for developing electrostatic images | |
KR20110091373A (en) | Manufacturing method of toner | |
KR20110091370A (en) | Manufacturing method of toner | |
KR20100115148A (en) | Method for preparing toner | |
JP3931241B2 (en) | Toner composition for developing electrostatic latent image and method for producing the same | |
JP6494421B2 (en) | Toner production method and block polymer production method | |
JP3931241B6 (en) | Toner composition for developing electrostatic latent image and method for producing the same | |
JP6516604B2 (en) | METHOD FOR PRODUCING RESIN PARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING TONER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20060419 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20061215 Patent event code: PE09021S01D |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20070625 Patent event code: PE09021S01D |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20071130 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20080229 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20080229 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |