본 발명의 목적은 상기한 문제를 해결한 정전하상 현상용 토너, 토너 조성물 및 이러한 토너 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 본 발명은 하기의 공정으로 제조된 정전하상 현상용 토너 및 토너의 제조방법에 관한 것이다:

(1) 무기분산매 제조 공정

(2) 중합성 단량체 혼합물을 분산/용해시키는 공정

(3) 상기 (1)공정에서 제조된 액에 상기 (2)공정에서 제조된 액을 높은 전단력으로 미립자화시키는 액적 제조 공정

(4) 상기 (3)공정으로 제조된 미립자 액적을 라디칼 중합하는 공정

(5) 상기 (4)공정으로 제조된 입자를 응집시키는 공정

(6) 상기 (5)공정을 열에 의해 융착시키는 공정

(7) 상기 (6)공정에 의해 제조된 토너를 세정 및 건조하는 공정

(8) 상기 (7)공정에 의해 제조된 토너에 대전성 및 유동성을 부여하기 위한 외첨 공정.

또한, 본 발명의 목적은 수계 매체 중에서 중합성 단량체 혼합액을 원하는 토너액적입자로 현탁시켜 제조한 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 입경 D50(A)과, 중합 후 원하는 크기의 입자로 응집하여 열융착시킨 후 세정, 건조하여 제조한 최종 토너 입자의 입경 D50(B)이 하기의 수학식 1 을 충족시키는 정전하상 현상용 토너 조성물에 관한 것이다:

[수학식 1]

(1) 0.2 ≤ A/B ≤ 0.5

(2) 4㎛ ≤ B ≤ 10㎛

식 중,

A : 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 입경(D50)

B : 응집후 최종 토너 입자의 입경(D50)

본 발명의 또 다른 목적은 입도 분포가 좁고, 저온 정착성이 우수한 정전하상 현상용 토너 조성물 및 그러한 토너를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 사용되는 착색제로는 토너에 사용할 수 있는 공지된 안료를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들면, 흑색 안료, 옐로우 안료, 마젠타 안료, 시안 안료를 들 수 있고, 흑색 안료로는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 비자성의 페라이트 및 마그네타이트 등을 들 수 있다.

흑색 안료로서 카본 블랙은 상당히 미세한 1차 입자의 응집체로서 존재하고, 안료 분산체로서 분산시킬 때 재응집에 의한 입자의 조대화가 발생하기 쉽다. 카본 블랙 입자의 재응집 정도는 카본 블랙 중에 포함되어 있는 불순물량(미분해 유기물량의 잔류정도)의 다소(多少)와 관계가 있으며, 중합에 방해가 되지 않을 정도의 불순물량을 함유하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에서는 카본 블랙으로서 퍼니스(Furnace)법으로 제조되는 것이 바람직하다.

옐로우 안료로는 축합질소 화합물, 이소인돌리논 화합물, 아조금속 착화합물, 아릴아민 화합물 등에 대표되는 화합물이 사용된다. 구체적으로는 C.I.안료 옐로우 12,13,14,15,17,62,74,83,93,94,95,109,110,111,128,147,150,155 ,168,180,194 등이 적절히 사용되며, 상기 옐로우 안료를 1종 또는 혼색을 위해서 2종 이상 혼합 사용해도 좋다.

마젠타 안료로는 축합질소 화합물, 피롤 화합물, 안트라퀴논, 퀴나크리돈 화합물, 나프톨 화합물, 벤조이미다졸론 화합물, 티오 인디고 화합물, 페릴렌 화합물이 사용된다. 구체적으로는 C.I.안료 레드2,3,5,6,7,23,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,122,144,166,169, 173,184,185,202,206,207,209,220,221,238,254, C.I.안료 바이올렛 19 등이 적합히 사용된다. 그 중에서 C.I.안료 레드 122,202,207,209, C.I.안료 바이올렛 19 로 나타나는 퀴나크리돈계 안료가 더욱 바람직하다. 퀴나크리돈계 안료 중에서 C.I.안료 레드 122 가 특히 바람직하다.

시안 안료로서는 구리프탈로시아닌 화합물 및 그 유도체, 안트라퀴논 화합물 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는 C.I.안료 블루 1,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66 등과 C.I.안료 그린 7,36 등이 특히 적합하게 이용될 수 있다.

이들 착색제들은 단독으로 사용되거나, 혼합물 형태 또는 고용체 상태로 사용될 수 있다. 상기 착색제들은 색깔, 색포화도, 명도, 내후성, OHP 투명도 및 토너 입자 내 분산성을 고려하여 적절히 선택된다.

상기 착색제는 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부의 양으로 첨가될 수 있다.

본 발명에 있어서, 토너 입자들은 중합법에 의해 제조되기 때문에 착색제에 포함되어 있는 고유의 중합 억제 작용 또는 수성상 전사 특성에 주의하여 사용해야 한다. 착색제의 표면에는 중합 억제성이 없는 물질을 사용하여 소수성 처리함으로써 표면 개질을 행할 수 있다. 특히 카본 블랙은 중합 억제 작용을 가지고 있으므로 사용시 주의해야 한다.

본 발명의 토너 입자의 제조방법에서는 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자를 제조하기 전 극성기를 가지는 중합체 또는 공중합체(이하 극성수지)를 첨가하여 중합하거나, 극성 단량체를 첨가하여 중합하거나, 또는 극성 수지와 극성 단량체를 혼합첨가하여 중합하는 것이 바람직한 형태 중 하나이다.

본 발명에 사용할 수 있는 극성기를 가지는 중합체, 공중합체를 이하에 예시한다.

메타크릴산 디메틸 망의 에틸, 메타크릴산 디에틸 망의 에틸 등 함질소 단량체의 중합체 혹은 스티렌-불포화 카르본산 에스테르 등과의 공중합체, 아크릴로니트릴 등의 니트릴계 단량체, 염화비닐 등의 함 할로겐계 단량체, 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 카르본산, 그 외에 불포화 이염기산, 불포화 이염기산 무수물, 니트로계 단량체 등의 중합체 혹은 스티렌계 단량체 등과의 공중합체, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서 폴리에스테르 수지가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서 극성기를 가지는 중합체 또는 공중합체 수지의 산가는 JISK-0070 의 방법에 따라서 측정한 값으로서, 바람직하게는 3 내지 50 mg KOH/g 이며, 보다 바람직하게는 5 내지 30 mg KOH/g 인 것이 좋다.

또한, 본 발명에 사용할 수 있는 극성기를 가지는 단량체를 이하에 예시한다.

극성기를 가지는 단량체는 산성 단량체와 염기성 단량체로 구분되는데, 산성 단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 계피산 등의 카르복실기를 가지는 중합성 단량체, 술폰화 스티렌 등의 술폰산기를 가지는 중합성 단량체, 비닐 벤젠 설폰아미드 등의 설폰아미드기를 가지는 중합성 단량체 등을 들수 있다. 또한 염기성 단량체로서는 스티렌 망 등의 아미노기를 가지는 방향족 비닐화합물, 비닐 피리딘, 비닐 피롤리돈 등의 질소 함유 복소환 함유 중합성 단량체 등을 들 수 있다.

이들 극성 단량체는 단독으로 이용해도 좋고, 복수를 혼합해서 이용해도 좋으며, 또한 대이온을 수반하고, 염으로서 존재하고 있어도 좋다. 이들 중에서 산성 단량체를 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 아크릴산 또는 메타크릴산인 것이 좋다.

미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자로서의 바인더 수지를 구성하는 전 중합성 단량체 100 중량% 중에 차지하는 극성수지 또는 극성 단량체 또는 극성수지와 극성단량체의 혼합의 합계량의 비율은 바람직한 것은 0.05 중량% 이상 20 중량% 이하, 보다 바람직한 것은 0.5 중량% 이상 15 중량% 이하가 바람직하다. 그 비율이 상기 범위인 경우, 얻어지는 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자는 분산 안정성이 향상되고, 응집 공정에 있어서 입자 형상이나 입경의 조절이 용이해지지만, 그 비율이 0.05 중량% 미만에서는 중합성 단량체와 혼합층으로 존재하여, 조립 및 중합안정성이 악화되기 쉬우므로, 생성된 수지 입자 표면층의 경도를 저하시키고, 토너로서의 대전 안정성, 내구성, 보존성 등의 특성을 저하시키며, 또한 20 중량% 를 넘는 경우에는 생성된 중합성 단량체 혼합물의 점도가 지나치게 상승하여, 원하는 조립 입자의 입경 제어가 곤란하고, 또한 얻어진 토너가 불용융하게 되며 정착성이 크게 손상된다.

본 발명에서 사용하는 중합성 단량체를 구체적으로 예시하면, 스티렌, 클로로 스티렌, 디클로로 스티렌, p-tert-부틸 스티렌, p-n-부틸 스티렌 등의 스티렌 단량체류, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 iso 부틸, 아크릴산 히드록시 에틸, 아크릴산 에틸헥실 등의 아크릴산 에스테르 단량체류, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 iso 부틸, 메타크릴산 히드록시 에틸, 메타크릴산 에틸 헥실 등의 메타크릴산 에스테르계 단량체류, 아크릴아미드 N-프로필, 아크릴아미드 N,N-디메틸, 아크릴아미드 N,N-디프로필, 아크릴아미드 N,N-디부틸 등의 아크릴아미드 단량체류, 아크릴로 니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 단량체를 들 수 있다. 이러한 중합성 단량체는 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있지만, 스티렌계 단량체를 단독 또는 스티렌계 단량체에 아크릴산 에스테르계 단량체 및 메타크릴산 에스테르 단량체 중에서 선택되는 적어도 1종의 단량체 또는 2종 이상의 단량체를 사용하는 것이, 현상시 현상 특성 및 내구성 등이 양호한 토너 입자를 얻는 측면에서 바람직하다.

또한, 중합성 단량체는 일반적으로 출판물 폴리머 핸드북 제2판 III 제139면 내지 제192면 (Jone Wiley & sons사제) 에 기재된 이론 유리전이 온도(Tg)가 40~75℃를 나타내도록 단독 또는 적절하게 혼합하여 사용된다. 이론 유리전이 온도가 40℃ 미만이면 토너의 보존 안정성이나 내구 안정성 측면에서 문제가 발생하기 쉬우며, 75℃ 초과인 경우에는 토너의 정착점의 상승을 가져오게 된다. 특히 풀컬러 화상을 형성하기 위한 컬러 토너의 경우에 있어서는 각색별 토너의 정착시의 혼색성이 저하되고, 색 재현성이 부족하며 또한 OHP 화상의 투명성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 토너 입자의 제조방법에서 토너 입자에 이형제가 포함되는 것이 바람직한 형태 중 하나이다. 전사재 상에 전사되는 토너상은 열과 압력 등의 에너지에 의하여 전사재 상에 정착되고 반영구적인 화상이 얻어진다. 이 때 열롤식 정착이 일반적으로 사용된다. 이 때 소입경의 토너 입자를 이용하면 상당히 고정밀도의 화상을 얻을 수 있지만, 입경이 작은 토너 입자는 종이 등의 전사재를 사용한 경우에 종이의 섬유 사이에 들어가므로써 열 정착용 롤러로부터 열을 충분히 받지 못하게 되어 저온 오프셋이 발생하기 쉽다.

그러나, 상기 문제와 관련하여 본 발명에 있어서는 이형제로서 적정량의 왁스를 사용하는 것에 의해 고해상성과 내오프셋성을 양립시키면서 화상 형성 장치에 양호한 토너 입자를 제조할 수 있다.

본 발명에 사용되는 이형제로서 사용 가능한 왁스로는 파라핀 왁스 또는 스티렌 변성 파라핀왁스, 마이크로 결정체 왁스, 페트로락탐 등의 석유계 왁스 및 그 유도체, 몬탄계 왁스 및 그 유도체, 피셔트롭법에 의한 탄화 수소 왁스 및 그 유도체, 폴리 에틸렌으로 대표되는 폴리올레핀 왁스 및 그 유도체, 카르나우바 왁스, 캔데릴라 왁스 등 천연 왁스 및 그 유도체 등이며, 상기 유도체는 산화물이나 비닐계 단량체와의 블록 공중합물, 그라프트 변성물을 포함한다. 나아가서는 고급 지방족 알코올, 스테아린산, 파르미틴산 등의 지방산, 또는 그 화합물, 산아미드 왁스, 에스테르 왁스, 식물계 왁스, 동물계 왁스 등도 사용할수 있다.

이러한 왁스 성분은 시차주 차이 열량계(DSC)에 의하여 측정되는 곡선에 있어서, 승온 시에 40℃ 내지 110℃ 의 영역에 최대 흡열 피크를 가지는 것이 바람직하다. 상기 온도 영역에서 최대 흡열 피크를 가지는 것에 의해 저온 정착 효과가 클 뿐만 아니라, 이형성도 효과적으로 발휘된다. 상기의 최대 흡열 피크가 110℃ 를 넘으면, 정착온도가 높아지고 저온 오프셋이 발생하여 바람직하지 않다. 왁스 성분의 최대 흡열 피크 온도의 측정은, 예를 들면 네취사제 DSC 200F3 을 이용한다. 장치 검출부의 온도 보정은 인듐과 아연의 융점을 이용하고, 열량의 보정은 인듐의 융해열을 이용한다. 측정샘플은 알루미늄 셀을 이용하며, 승온 속도는 10℃/분으로 측정을 행한다.

이형제로서의 상기의 왁스 성분의 함유량으로는 중합성 단량체 대비 0.1 중량% 내지 30 중량%의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%가 바람직하다. 함유량이 0.1 중량% 미만에서는 이형성이 저하되어, 저온 오프셋 억제효과가 불충분하고, 30 중량% 초과시에는 다른 재료의 분산성이 나빠지거나 토너 유동성의 악화나 화상특성이 저하되는 결과를 초래하게 된다.

본 발명에서는 토너 입자의 전하 특성을 안정화하기 위하여 전하 제어제를 사용해도 좋다. 전하 제어제로서는 공지인 것을 이용할 수 있고, 특히 대전속도가 빠르고 일정한 대전량을 안정하게 유지할 수 있는 전하 제어제가 바람직하다. 또한 전하 제어제는 중합 저해성이 낮고 수계 분산매에의 가용화물이 없는 전하 제어제가 특히 바람직하다. 구체적인 전하 제어제로서는 네가계 전하 제어제로서 살리실산, 알킬 살리실산, 디알킬 살리실산, 나프토에산, 디카르본산과 같은 방향족 카르본산의 금속 화합물, 아조 염료 또는 아조 안료의 금속염 또는 금속 착제, 술폰산 또는 카르본산기를 측쇄에 가지는 고분자형 화합물, 붕소 화합물, 요소 화합물, 규소 화합물, 카릭스아레움 등을 들 수 있고, 포지계 전하 제어제로서는 니그로신계 화합물, 4급 암모늄염, 4급 암모늄염을 측쇄에 가지는 고분자형 화합물, 구아니딘 화합물, 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.

이 전하 제어제는 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.5 내지 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 하지만 본 발명에서는 전하 제어제의 사용은 필수가 아니라, 화상 형성 장치의 현상 장치에 있어서 토너층압 규제 부재나 현상제 담지체(상기 회전 슬리브 등)과의 마찰 대전을 적극적으로 이용하는 것으로 대전량이나 대전속도를 제어할 수 있다. 전하 제어제를 첨가하는 경우로는 얻어지는 토너 입자의 사용 형태 등을 고려하여 첨가량을 정하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 분산안정제로서 공지의 무기 분산제를 병용해도 좋다. 무기 분산제는 유해한 초미분을 만들어 내기 어렵고, 그 입체 장애성에 의해 분산 안정성을 얻고 있기 때문에 반응 온도를 변화시켜도 안정성을 쉽게 잃지 않으며, 또한 세척도 용이하여 토너 입자에 악영향을 주기 어렵기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다.

이러한 무기 분산제의 구체적인 화합물로는 인산마그네슘, 인산수소 마그네슘, 인산이수소마그네슘, 인산 알루미늄, 인산아연, 인산삼칼슘, 인산수소칼슘, 인산이수소칼슘, 히드록시 인회석 등 및 상기 화합물의 혼합물 등을 미립자 상태로 적절히 사용한다. 바람직한 것은 인산과 칼슘을 포함하는 인산칼슘염류이다.

또 이러한 염류의 결정의 크기, 결정 응집물의 입경, 산에 대한 용해도 등을 고려하면 히드록시 인회석 및 인산칼슘을 포함하는 상기 화합물의 혼합물이 바람직하다. 또한 히드록시 인회석 또는 히드록시 인회석과 인산칼슘의 혼합물이 보다 바람직하다.

이러한 무기 분산제는 중합성 단량체 조성물 100 중량부 대비 0.2 내지 20 중량부를 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 무기분산매의 양이 0.2 미만인 경우 첨가에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않으며, 20 초과인 경우 상기 분산 안정제에 간섭하고 중합성 단량체 조성물의 분산에 악영향을 미칠 수 있다.

토너 입자의 제조방법으로는 중합 반응을 이용하여 토너 입자를 제조할 수 있다.

예를 들면 현탁 중합법, 유화 중합법, 유화회합 중합법, 분산 중합법, 현탁응집 중합법 등이 있으며, 본 발명에서는 미립자 상태로 현탁 중합한 후에, 원하는 크기로 입자를 응집한 후 열에 의해 융착하는 현탁응집 중합방법이 적절한 구형화도와 입도 크기 조절의 용이성 측면에서 특히 바람직하다.

본 발명의 토너 입자의 제조방법에서는 일단 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자를 생성하여 이를 원하는 크기로 응집한 후 열에 의해 융착하는 것이 바람직하다. 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 제조방법으로는 난수용성의 금속염 콜로이드를 분산안정제로 포함하고, 수계 분산매 중에 적어도 중합성 단량체, 극성수지, 착색제, 왁스 등을 분산시키고, 중합성 단량체 조성물의 액적 입자를 생성하고, 중합전에 중합 개시제를 혼합물계 내에 첨가하고 그 액적 입자에 포함하여 중합성 단량체 성분을 중합한 후 중합된 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자를 응집제를 이용하여 원하는 크기로 응집한 후 열에 의해 융착하여, 원하는 형상의 입도분포가 극히 균일한 토너 입자를 얻을 수 있다. 이는 본 명세서에 첨부된 도면 [도 2] 및 [도 3] 을 통하여 확인할 수 있다. 한편, 얻어지는 토너 입자의 표면 상태 및 형상이 균일하기 때문에 대전성도 균일하며, 전자 사진 프로세스에 있어서 정전잠상의 현상시에 양호한 현상성을 나타내는 것이다.

본 발명의 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 제조방법으로는 중합성 단량체 혼합물을 수계 분산매 중에서 균일하게 분산시키는데 있어서 호모게나이저, 볼밀, 콜로이드밀, 초음파 분산기 등의 분산기를 사용하여 균일 용해 또는 분산시킨 중합성 단량체 혼합물을 분산 안정제를 함유한 수계 매체 중에서 현탁한다. 이때 고속 교반기 혹은 초음파 분산기와 같은 고속 분산기를 사용하여, 중합성 단량체 혼합물이 수계 중에 액적 상태의 미립자 입자를 유지하여 안정화시킨다.

안정화된 미립자 상태의 1차 중합성 단량체 액적을 중합 개시제를 투입하여 중합한다. 이때 중합온도는 중합개시제의 물성, 특히 반감기 온도에 따라서 정해지지만, 40℃ 이상, 일반적으로는 50 내지 90℃ 의 온도로 설정하고 중합을 행한다.

중합 개시제로서는 수용성 개시제와 중합반응시에 반감기가 0.5 내지 30 시간인 유용성 개시제를 사용하는것이 좋다. 예를 들면 과산화수소, 과황산칼륨 등의 과황산염류, 벤조일퍼옥시드, 아우릴퍼옥시드 등의 유기 과산화물류, 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메칠발레로니트릴) 등의 아조계 화합물류, 레독스계 개시제 등이 사용된다. 특히, 아조계 화합물류 또는 유기 과산화물류 등이 바람직하다.

이들 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상이 통상 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.1 내지 20 중량부 정도의 양을 사용하여 중량 평균 분자량이 10,000 내지 300,000 사이에 극대를 가지는 중합체를 얻고, 토너 입자에 바람직한 강도 및 적당한 용융 특성을 부여하는 것이 가능하다. 중합개시제의 반감기 및 첨가량이 상기 범위를 이탈한다면 중합성 단량체의 중합이 불충분하거나 또는 중합한 결착 수지의 양호한 물성이 손상될 수 있다.

상기 중합 개시제는 중합성 단량체 첨가 전, 첨가와 동시에, 또는 첨가 후의 어떤 때에라도 중합계에 첨가해도 좋으며, 필요에 따라 이러한 첨가 방법을 조합시켜도 좋다.

또한 본 발명에서는 가교제를 첨가해도 좋으며, 바람직한 첨가량으로는 중합성 단량체 100 중량부 대비 0.001 내지 15% 가 좋다. 여기에서 가교제로서는 주로 2 개 이상의 중합가능한 이중결합을 가지는 화합물이 사용된다. 예를 들면, 디비닐벤젠, 디비닐나프탈렌 등과 같은 방향족 디비닐화합물과 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올디메타크릴레이트 등과 같은 이중결합을 2개 가지는 카르본산 에스테르, 디비닐 아닐린, 디비닐 에테르, 디비닐 설파이드, 디비닐 술폰 등의 디비닐 화합물 등 3개 이상의 비닐기를 가지는 화합물 등이 단독 혹은 혼합물로서 사용된다. 가교제의 첨가량이 상기 범위보다 적으면 충분한 효과가 발휘되지 않으며, 상기 범위보다 많으면 결착 수지의 물성에 악영향을 미칠 수 있다.

또한 중합 시간은 중합 전환율을 고려하여 정하여지지만, 일반적으로는 30 분 이상, 바람직하게는 1 시간 내지 20 시간을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자 입경(D50)과 응집 후 최종 토너 입자의 입경(D50)은 하기 수학식 1 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

[수학식 1]

(1) 0.2 ≤ A/B ≤ 0.5

(2) 4㎛ ≤ B ≤ 10㎛

식 중,

A : 미립자 상태의 1차 토너 입자의 입경(D50)

B : 응집 후 최종 토너 입자의 입경(D50)

응집 후 최종 토너 입자의 입경(D50) 대비 미립자 상태의 1차 토너 입자의 입경(D50)의 비율, A/B 가 0.2 미만인 경우에는 다량의 응집제가 필요하게 되며, 1차 현탁 중합시 토너 입자를 제조하기 곤란하게 하며, 또한 미분이 다량 함유할 수 있다는 문제점이 있다. 한편, 그 비율이 0.5 를 초과하는 경우에는 응집 후 최종 토너의 크기가 너무 조대하여 전자사진 프로세스 현상시 비산 및 해상도 저하를 야기하여 최종 화상에 악영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.

상기 중합에 의해 생성된 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자를 적당한 응집제를 사용하여 원하는 입경으로 응집 처리를 행한다.

일반적인 유화 중합 토너 입자 제조시의 응집공정은 응집처리시 서로 다른 종류의 분산액을 혼합하여 응집할 때 각 분산액 중에 포함되는 성분의 응집속도가 다르기 때문에 응집을 균일하게 행하기가 어렵고, 첨가하는 조건 및 시간에 따라 응집속도가 상이하며, 많은 시간이 걸리기 때문에 보다 많은 공정을 추가해야만 하였다.

하지만, 본 발명자들은 1차 미립자를 균일하게 토너 입자화한 후 응집함으로써, 응집공정을 보다 간편하게 함과 동시에 균일하게 원하는 토너 입자를 용이하게 제조하는 것을 가능케 할 수 있었다.

상기 응집 공정에서 사용하는 응집 처리는 일반적으로 교반조 내에서 가열하는 방법, 전해질을 첨가하는 방법, 이들을 조합시키는 방법 등이 있다.

상기 응집 처리 공정 중 전해질을 첨가하는 방법을 행할 경우 전해질로서는 유기염, 무기염 등 어느 쪽도 좋지만, 구체적으로는 NaCl, KCl, LiCl, Na ₂ SO ₄ , K ₂ SO ₄ , Li ₂ SO ₄ , CH ₃ COONa, C ₆ H ₅ SO ₃ Na 등의 1가의 금속 양이온을 가지는 무기염류; MgCl ₂ , CaCl ₂ , MgSO ₄ , CaSO ₄ , ZnSO ₄ 등의 2가의 금속 양이온을 가지는 무기염류; Al ₂ (SO ₄ ) ₃ , Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ 등의 3가의 금속 양이온을 가지는 무기염류 등을 들 수 있다. 이 중 2가 이상의 다가의 금속 양이온을 가지는 무기염류를 이용하는 경우 응집 속도가 빨라지며 생산성의 측면에서 바람직하다. 또한, 응집 작용이 그다지 강하지 않은 1가의 금속 양이온을 가지는 무기염류를 사용하는 경우 입자의 응집성장 속도를 제어하는 관점에서 또한 바람직하다. 이들 전해질로서 사용되는 것은 1가, 2가, 3가의 금속 양이온을 가지는 무기 염류 중 단독 혹은 혼합 사용하여 입자의 응집성을 조절할 수 있다. 특별히, 2가, 3가의 금속 양이온을 가지는 무기 염류 중 적절선택하여 입자의 응집성을 빠르게 한 후, 1가의 금속 양이온을 가지는 무기염류로 응집속도를 제어하는 것이 특히 바람직하다.

또한, 이러한 전해질의 첨가 방법은 일시에 첨가하지 않고, 단속적 또는 연속적으로 서서히 첨가하는 것이 바람직하다. 이 첨가 시간은 전해질의 종류 및 사용량에 따라 다르지만, 1분 이상에 걸쳐 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 통상 전해질을 일시에 투입하면, 갑작스러운 응집이 시작되기 때문에 입자 응집의 조절이 어려우며, 미립자 상태의 1차 토너 입자 또는 과도한 응집물 등이 많이 잔존하게 되어 원하는 토너 입자 및 입경 분포를 얻을 수 없다.

또한, 전해질을 첨가하여 응집을 행하는 경우의 응집공정의 온도는 0℃ 내지 90℃ 가 바람직하고, 5℃ 내지 80℃ 가 더욱 바람직하다. 여기에서 응집공정 중 온도를 제어하는 것이 본 발명의 특정 범위의 입경과 형상을 제어하는 방법 중의 하나이다. 여기에 pH 의 제어나 알코올 등의 극성 유기용매를 더하여 응집공정을 행할 수도 있다.

본 발명에 있어서 열에 의한 융착 공정 온도는 바람직하게는 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 유리전이온도(Tg)이상, 보다 바람직하게는 Tg+5℃ 이상 Tg+50℃ 이하가 바람직하다. 또한 융착 공정에 필요로 하는 시간은 목표로 하는 토너의 형상에 따라 다르지만, 미립자 상태의 1차 현탁 토너 입자의 유리 전이 온도 이상에 도달한 후 통상 0.1 내지 20 시간이 바람직하며, 0.5 시간 내지 15 시간 유지하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같이 미립자상태의 1차 현탁 토너 응집체가 열에 의해 융착 일체화되고, 열융착 공정 전의 입자 응집체는 정전적 또는 물리적 응집에 의한 집합체이지만, 열융착 공정 후에는 열융착 공정의 온도 및 시간 등을 제어하는 것에 의해 미립자상태의 1차 현탁 토너 입자가 응집되는 형상인 감자형, 또는 구형 등 목적에 따라 다양한 형상의 토너를 제조할 수 있다.

상기의 각 공정을 거친 토너 입자 응집체는 공지의 방법에 따라 고체/액체 분리를 행하고, 입자 응집체를 회수하여 필요에 따라 세척한 후 건조하는 것에 따라 목적하는 토너 입자를 얻을 수 있다.

이상과 같은 공정에 의해 얻어진 목적하는 토너 입자에는 유동성이나, 현상성을 제어하기 위해 토너 입자 표면에 공지의 외첨제가 배합된 토너로 되어 있어도 좋다. 외첨제로서는 알루미나, 실리카, 이산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄, 산화세륨, 활설, 하이드로탈사이트 등의 금속 산화물이나, 수산화물, 티탄산 칼슘, 티탄산 스트론튬, 티탄산바륨 등의 티탄산 금속염, 질화티탄, 질화규소 등의 질화물, 탄화티탄, 탄화규소 등의 탄화물아크릴계 수지나 멜라민 수지 등의 유기입자등을 들 수 있고, 또한 혼합하여 사용이 가능하다. 상기 외첨제 중에서 실리카, 이산화티타늄, 알루미나가 바람직하고, 또한 예를 들면 실란 커플링제나 실리콘 오일 등으로 표면처리되는 것이 보다 바람직하다. 그 평균 1차 입경은 1 내지 500 nm 의 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 5 내지 100 nm 의 범위가 좋다. 또한 상기 입경 범위에 있어서 소입경과 대입경의 외첨제를 병용하는 것도 바람직하다.

외첨제의 배합량의 총량은 토너 입자 100 중량부에 대해서 0.05 내지 10 중량부의 범위가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0.1 내지 5 중량부이다.

상기 방법으로 얻어진 본 발명의 토너는 종래의 토너와 비교하여 대전량 분포가 샤프하며, 대전량 분포는 토너의 입경 및 전하 제어제의 위치와 상관성이 있다. 따라서, 종래의 토너와 같은 넓은 입경 분포를 가지는 경우에는 그 대전량 분포도 넓게 되며, 이와 같이 대전량 분포가 넓게 되면 원하는 현상조건으로 제어하기가 어렵고, 저대전 입자나 고대전 입자의 비율이 증가하여 여러 가지 화상 결함의 원인이 된다.