调色剂的制作方法
本发明涉及用于使用例如电子照相法的记录方法的调色剂。
背景技术：
近年来，图像形成装置例如复印机和打印机等，已在它们的预定应用和它们的使用环境以及对更高速度、更高图像品质和更高稳定性的需求方面上经历越来越多样化。同时，复印机和打印机也正在经历装置小型化和节能进步。
对于响应近年来的图像品质提高和更大节能，每个电子照相法步骤的优化非常重要。特别是关于图像品质，显影步骤(其中用调色剂使静电潜像显影以形成调色剂图像)的优化非常重要。关于节能，令人满意的低温下定影的实施非常重要。
近年来已经广泛地研究了，在调色剂中使用通过快速与调色剂中的粘结剂树脂相容来促使调色剂颗粒熔融变形的结晶性聚酯作为改进定影性能的手段(参见日本专利申请特开no.2013-137420、日本专利申请特开no.2013-15673和日本专利申请特开no.2011-237801)。对低温定影性具有强烈影响的结晶性聚酯在其熔点附近容易与粘结剂树脂相容，并促进调色剂在定影期间快速熔融变形。因此，通过使用结晶性聚酯改进了调色剂的低温定影性。此外，组合使用蜡可向调色剂提供从定影单元脱离的能力，因而还可以预期会提供定影性能的额外改进。
然而，由于所述结晶性聚酯具有容易与粘结剂树脂相容的性质，因而促进所述结晶性聚酯出现在调色剂颗粒表面，容易导致所述调色剂带电稳定性的降低。调色剂的带电稳定性降低通过显影性能的降低促使图象浓度下降。此外，在反复的温度升高和降低(以下也称为热循环)的苛刻环境中储存促进与粘结剂树脂相容的结晶性聚酯外迁移到调色剂颗粒表面。结果，调色剂的表面组成在热循环之前与之后波动，因此例如，诸如起雾等性质大大降低。
为了响应该问题，已经进行降低与粘结剂树脂相容的结晶性聚酯的量的研究。该相容的量的降低意味着获得了结晶性聚酯具有高结晶度的状态。关于目标在于诱导结晶性聚酯结晶的调色剂制备方法，已经进行了诸如下述的研究。根据日本专利申请特开no.2010-145550，通过控制冷却速率来提高结晶性聚酯的结晶度。根据日本专利申请特开no.2014-211632，通过在冷却期间提供退火处理步骤来提高结晶度。
然而，从降低由调色剂颗粒表面处存在结晶性聚酯导致的带电稳定性的观点和从对假定由例如各种物流组成时的热循环环境的抗性的观点，对于日本专利申请特开no.2010-145550和日本专利申请特开no.2014-211632存在改进的余地。
此外，当从对更高图像品质的需求的观点试图关注定影步骤时，伴随预定应用和使用环境的多样化而出现的问题是在高温、高湿环境下高打印率图像后端处污损的问题。
当在定影步骤中，使承载未定影的调色剂图像的纸穿过定影单元(特别是以下称为定影夹持部的通过区域)时，通常通过施加热和压力将调色剂定影在所述纸上。
高打印率图像比低打印率图像污损更严重的原因被认为可能在于施加到调色剂层的热量。对于更高打印率的图像，来自定影单元的热量分散到更大量的调色剂中，因此形成熔融不充分的调色剂的量增加的趋势。即，呈现易于发生定影缺陷的状态。
此外，由于靠近纸的后端，因而从定影夹持部施加的热量减少，因此易于在纸的后端处发生不利的定影表现。
特别是，对于已经在高温、高湿环境中保持的纸，该污损现象倾向于变严重。这假设可能是由于以下：当由于保持期间含有大量水分的纸穿过定影单元时，由于从定影单元接收的热，在定影夹持部中，所述纸产生水蒸气，结果将所述纸上的调色剂层压向所述定影膜侧。
即，当在高打印率图像的后端容易发生有缺陷定影的情况下使用已在高温、高湿环境中保持的纸时，易于出现前述的污损现象。
为了改进来自现有情况的调色剂的定影性能，已经作出改进，例如，低软化温度的设计。然而，在这种设计下，虽然改进了充分施加热的区域中的热熔融行为，但当施加的热量不够时，例如在高打印率图像的后端，调色剂的熔化速度没有跟上，因而对高打印率图像的后端污损的抑制已经相当成问题。考虑到前述，需要即使在高温、高湿环境中也能够抑制高打印率图像的后端污损发生且即使在暴露至热循环历史后也能够提供高品质、抑制起雾的图像的调色剂。
技术实现要素：
本发明提供解决以上描述的问题的调色剂。
更具体地，提供一种调色剂，其能够产生抑制高打印率图像的后端污损的发生且即使在高温、高湿环境下也如此的高品质图像。
此外，提供一种即使在暴露至热循环历史后也能够产生高品质、抑制起雾的图像的调色剂。
作为深入和广泛研究的结果，本发明人发现以上描述的问题可通过以下描述的调色剂来解决，如此完成本发明。
即，本发明为具有调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒含有粘结剂树脂、着色剂、蜡和结晶性聚酯，其中
所述调色剂在第一dsc曲线中在40℃至80℃的温度范围内具有两个以上的结晶峰峰顶，所述第一dsc曲线是使用差示扫描量热计(dsc)通过加热至100℃和其后以0.5℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程得到的，和
所述调色剂满足下式
2.0≤(δh(100)/δh(0.5))≤6.0
其中
δh(0.5)表示所述第一dsc曲线中的两个以上的结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)，和
δh(100)表示第二dsc曲线中具有存在于40℃至80℃温度范围内的峰顶的结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)，所述第二dsc曲线是使用dsc，通过将所述调色剂加热至100℃和其后以100℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程得到的。
本发明可提供一种调色剂，其能够产生抑制高打印率图像的后端污损的发生且即使在高温、高湿环境下也如此的高品质图像。此外，可提供一种即使在暴露至热循环历史后也能够产生抑制起雾的高品质图像的调色剂。
从下述示例性实施方式的描述(参考所述附图)，本发明进一步的特征将变得明显。
附图说明
图1为结晶性聚酯的域(domain)的示意图；和
图2为示出图像形成装置的实例的示意图。
具体实施方式
在下面详细描述本发明，但这不应被理解为表示本发明局限于下述或受下述限制。
本发明为具有调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒含有粘结剂树脂、着色剂、蜡和结晶性聚酯。
此外，一种调色剂，其在第一dsc曲线中在40℃至80℃的温度范围内存在两个以上的结晶峰峰顶，所述第一dsc曲线是使用差示扫描量热计(dsc)，通过将所述调色剂加热至100℃和其后以0.5℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程得到的，和δh(100)与δh(0.5)之比[δh(100)/δh(0.5)]为2.0以上且6.0以下，其中δh(0.5)表示上述两个以上的结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)和δh(100)表示第二dsc曲线中具有存在于40℃至80℃温度范围内的峰顶的结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)，所述第二dsc曲线是使用差示扫描量热计(dsc)，通过将所述调色剂加热至100℃和其后以100℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程得到的。
首先，后端污损出现在高温、高湿环境中的高打印率图像中。特别是，其容易产生在纸的后端。
如以上所论述的，推测高打印率图像的污损比低印刷率图像更严重的原因在于施加到调色剂层的热量。对于更高打印率的图像，来自定影单元的热量分散到更大量的调色剂中，因此形成熔融不充分的调色剂的量增加的趋势。即，呈现易于发生定影缺陷的状态。
此外，由于靠近纸的后端，因而由定影夹持部施加的热量容易减少。结果，在纸的后端处更大程度地促进不利的定影性能，因此更容易产生后端污损。
当使含大量水分的纸通过定影单元时，由于来自定影夹持部的定影单元的热，产生水蒸气。当调色剂的定影性能令人满意时，发生调色剂与调色剂的粘结，纸的纤维发生定影，因此即使输出高打印率图像时，也得到优异的图像。
另一方面，当调色剂在纸上的定影性能不足时，来自所述纸的水蒸气将所述调色剂向定影膜挤压。结果，当输出高打印率图像时，容易产生具有散布的空白点的斑点图像。
即，当在高打印率图像的后端容易发生有缺陷的定影的情况下使用已在高温、高湿环境中保持且含有大量水分的纸时，出现在所述纸后端具有斑点的图像。
当在调色剂的使用差示扫描量热计(dsc)的测量中显示出之前规定的行为时，能够抑制该后端污损。
即，在通过之前描述的测量方法获得的第一dsc曲线中40℃至80℃温度范围内存在两个以上的结晶峰峰顶表示，所述调色剂含有两种以上在该温度范围具有结晶峰峰顶的结晶物质。40℃至80℃的结晶峰顶的个数优选为5以下，更优选为2以上且3以下。
从容易结晶的观点，重要的是，本发明的调色剂含有结晶性聚酯作为其中的结晶物质。此外，所述两个以上的结晶峰的最低温度侧的结晶峰优选来源于该结晶性聚酯。更优选δh(100)和δh(0.5)两者均是来源于该结晶性聚酯的结晶峰的放热量。
加热至100℃提供充分高于结晶化峰温度且导致存在于调色剂中的结晶物质暂时呈现完全无定形状态的温度。据认为，在100℃的高温条件下，已呈现无定形状态的结晶物质呈现与构成调色剂的粘结剂树脂相容的状态。
0.5℃/min的冷却速率被认为是足够慢的冷却速率。即使对于具有相对慢的结晶速率的结晶物质，约2.0℃/min的冷却速率也促进结晶以及支持出现大的结晶峰。为了分析具有高再现性的结晶峰，在本发明中，以0.5℃/min的足够慢的冷却速率进行测量。
另一方面，100℃/min的冷却速率被认为是足够快的冷却速率。对于具有相对慢的结晶速率的结晶物质，当冷却速率为50℃/min时，即使在结晶峰的温度附近，也抑制结晶且还促进小结晶峰的出现。如上，为了分析具有高再现性的结晶峰，在本发明中，以100℃/min的足够快的冷却速率进行测量。
基于这些前提，使用δh(100)作为在以100℃/min从100℃冷却至20℃的期间结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)和使用δh(0.5)作为在以0.5℃/min从100℃冷却至20℃的期间结晶峰的最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)，重要的是，δh(100)与δh(0.5)之比[δh(100)/δh(0.5)]为2.0以上且6.0以下。
首先，多个结晶峰的在最低温度侧的结晶峰在快速冷却速率下更大的事实表明，与在更高温度侧具有其结晶峰的结晶物质的相互作用在起作用。
特别是，2.0以上的δh(100)/δh(0.5)表明该相互作用非常强。
虽然在此所述机制不明确，但本发明人假设如下。
据认为，如下所述，所述相互作用的强度还受不同结晶物质的类型和添加量的影响。本发明人相信，通过2.0以上的δh(100)/δh(0.5)，能够发挥非常强的相互作用，因为调色剂颗粒中的不同结晶物质，虽然微细地分散在整体中，但彼此接近地存在于所述整体中。
此外，为了将最低温度侧的结晶峰控制成其中在快速冷却速率下所述峰更大的体系，优选引入比在更高温度侧具有其结晶峰的结晶物质容易呈现更高结晶度的结晶物质。
在这一点上，对于在较低温度侧具有其结晶峰的结晶物质，优选容易呈现高结晶度的结晶性聚酯。此外，在更高温度侧具有其结晶峰的结晶物质优选为具有促进结晶性聚酯结晶的效果的结晶物质。例如，在更高温度侧的结晶峰优选来源于蜡，例如酯蜡。
通过提供显示出以上描述的dsc行为的调色剂，在较低温度侧具有结晶峰的结晶物质不仅容易呈现高结晶度，而且使得在定影期间在较低温度下周围的粘结剂树脂的塑化速度加速成为可能。
据认为，如上所述，通过在低温下具有其结晶峰且容易呈现高结晶度的结晶物质的微分散，使得调色剂颗粒总体上快速塑化成为可能，结果即使在高打印率图像的后端，也能够抑制后端污损。
另一方面，当结晶性聚酯外迁移至调色剂颗粒表面时，则所述调色剂的带电稳定性经历显著降低，电子照相性质如起雾等以降低告终。此外，即使当没有发生外迁移至调色剂颗粒表面时，当结晶性聚酯在粘结剂树脂中相容时，当保持在受例如温度和湿度强烈影响的恶劣环境中时，所述结晶性聚酯也经历退火过程，结晶并以外迁移至调色剂颗粒表面告终。
根据本发明人关注该结晶现象的研究，当结晶性聚酯在水性介质中结晶时，所述结晶性聚酯容易在调色剂颗粒中以封装的状态结晶。另一方面，当所述结晶性聚酯在空气中结晶时，则相反地，所述结晶性聚酯在外迁移至调色剂颗粒表面的同时结晶。
因此，结晶性聚酯的存在随结晶发生的环境而改变的现象可根据所述结晶性聚酯的亲水性·疏水性和包围其的环境来描述。结晶性聚酯是疏水性的。另一方面，水性介质是亲水的，和空气是疏水性的。因此，当结晶在水性介质中进行时，水与结晶性聚酯之间的亲和性低，抑制结晶性聚酯出现在调色剂颗粒表面。相反地，当结晶在空气中发生时，如恶劣环境中，空气与结晶性聚酯之间的亲和性高，促进所述结晶性聚酯外迁移至调色剂颗粒表面。
即，通过满足以上描述的dsc行为，在常温下发生封装，同时提高所述结晶性聚酯的结晶度，且在定影期间，周围的粘结剂树脂能够在较低温度下快速地被塑化。
特别是，通过促进在最低温度侧具有其结晶峰的结晶性聚酯的结晶度增加，即使当例如施加热循环和在高温条件下呈现无定形状态，也促进快速回到结晶状态，结果抑制外迁移至表面。即，即使当施加热循环历史时，调色剂的表面性质波动很少，也容易获得高品质、抑制起雾的图像。
δh(100)/δh(0.5)优选为6.0以下，因为这容易选择结晶性聚酯和蜡的类型以及它们的添加量。
δh(100)/δh(0.5)优选为2.5以上且5.5以下，更优选2.5以上且5.0以下。δh(0.5)可通过例如结晶物质的类型和添加量来控制。
该δh(100)优选为2.5j/g以上且15.0j/g以下，更优选4.0j/g以上且13.0j/g以下。
从抑制后端污损和抑制热循环历史后的起雾的观点，优选使δh(100)在所表明的范围内。
δh(100)可通过例如结晶物质含量和包括的多个结晶物质的类型的适当选择来控制。
特别是，当δh(100)为2.5j/g以上时，容易提高所述结晶性聚酯的结晶度且抑制相容组分的增加，因此能够抑制热循环历史后的起雾。
另一方面，δh(0.5)优选为0.5j/g以上且3.5j/g以下。
此外，tp和tw优选满足下式(1)中的关系
5≤tw–tp≤30(1)
其中，tp(℃)为通过以0.5℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程的使用dsc测定的结晶性聚酯的结晶峰(pp)的峰温度，和tw(℃)为通过以0.5℃/min将所述调色剂从100℃冷却至20℃的过程的使用dsc测定的蜡的结晶峰(pw)的峰温度。
优选tw≤100且40≤tp。
通过满足式(1)，有利于所述蜡用作所述结晶性聚酯的成核剂。当所述蜡和结晶性聚酯的结晶温度非常接近且(tw-tp)的值小于5，或相反地，当它们间隔宽且(tw-tp)的值超过30时，倾向于削弱该成核过程的运转。
tw-tp优选为5以上且20以下。tw和tp可通过蜡的类型和结晶性聚酯的类型来控制。
在本发明中也可以使用多种结晶性聚酯和多种蜡。在此情况下，具有最低结晶化的峰温度的蜡和具有最低结晶峰的结晶性聚酯优选满足式(1)。
用于本发明的蜡的结晶化的峰温度tw(℃)更优选50℃以上且90℃以下。
所述蜡可通过下述来举例说明：脂肪族烃蜡如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡、费-托蜡和石蜡；脂肪族烃蜡的氧化物，如氧化聚乙烯蜡和它们的嵌段共聚物；主要成分是脂肪酸酯的蜡，如巴西棕榈蜡和褐煤酸酯蜡，和通过脂肪酸酯的部分或完全脱酸而提供的蜡，如脱酸的巴西棕榈蜡；饱和直链脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸和褐煤酸；不饱和脂肪酸如巴西烯酸、桐酸和十八碳四烯酸；饱和醇如硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、蜡醇和蜂花醇；多元醇如山梨糖醇；脂肪酸酰胺如亚油酰胺、油酰胺和月桂酰胺；饱和脂肪酸双酰胺如亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺和六亚甲基双硬脂酰胺；不饱和脂肪酸酰胺如亚乙基双油酰胺、六亚甲基双油酰胺、n,n′-二油酰基己二酰胺和n,n′-二油酰基癸二酰胺；芳族双酰胺如间二甲苯双硬脂酰胺和n,n′-二硬脂基间苯二甲酰胺；脂肪酸金属盐(通常称为金属皂)如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁；通过使用乙烯基单体如苯乙烯或丙烯酸接枝脂肪族烃蜡而提供的蜡；多元醇与脂肪酸之间的偏酯如山嵛酸单甘油酯；和例如通过植物油加氢得到的含羟基的甲酯化合物。
本发明中的蜡优选含有酯蜡。通过酯蜡中存在的酯键与结晶性聚酯中存在的酯键之间的相互作用，利用充当晶核的酯蜡促进所述结晶性聚酯的晶体生长的发展，和促进所述结晶性聚酯的结晶度的额外增加。
本发明中的酯蜡优选是二元醇与脂肪族单羧酸的酯化合物、以及二元羧酸与脂肪族一元醇的酯化合物任一。当增加酯蜡中的酯键数量时，提高所述酯蜡与粘结剂树脂的相容性，且促进晶核的形成数增加。另一方面，当减少酯蜡中的酯键数量时，提高所述酯键与结晶性聚酯的中介相互作用的效果且促进结晶性聚酯的晶体生长。
c6-12脂肪醇与长链羧酸的缩合产物和c4-10脂肪族羧酸与长链醇的缩合产物可用于其中酯蜡含有一个酯键的结构。虽然在此可使用任何长链羧酸和任何长链醇，但是优选能够满足本发明中的熔点的单体组合。所述长链羧酸和长链醇优选具有例如18个以上且34个以下的碳。
所述脂肪醇可例举1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、十一醇和月桂醇。所述脂肪族羧酸可例举戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸。
与其中酯蜡含有一个酯键的结构相比，含有两个的结构提供更高的与粘结剂树脂的相容性和呈现晶核的形成数增加的趋势。结果，有利于促进结晶性聚酯的晶体生长。
对于其中酯蜡含有两个酯键的结构，优选二羧酸(优选6个以上且12个以下的碳)与一元醇(优选12个以上且28个以下的碳)的组合和二醇(优选6个以上且12个以下的碳)与单羧酸(优选12个以上且28个以下的碳)的组合。
所述二羧酸可例举己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸。
所述二醇可例举1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇和1,12-十二烷二醇。在此已经提供直链脂肪酸和直链醇作为实例，但是这些也可以具有支化结构。在前述之中，优选1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇和1,12-十二烷二醇，而1,9-壬二醇和1,10-癸二醇特别优选用于促进获得本发明的效果。
用于与所述二羧酸缩合的一元醇优选是脂肪族一元醇。具体实例为十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇、二十醇、二十二醇、二十三醇、二十四醇、二十五醇、二十六醇和二十八醇。在前述之中，从定影性能和显影性能的观点，优选二十二醇。
用于与所述二醇缩合的单羧酸优选是脂肪族单羧酸。具体实例为脂肪酸如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、结核硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四酸和蜡酸。在前述之中，从定影性能和显影性能的观点，优选山萮酸。
酯蜡含有三个以上酯键的结构可例举甘油化合物与脂肪族单羧酸的缩合产物。四官能的酯蜡可例举季戊四醇与脂肪族单羧酸的缩合产物和双甘油与羧酸的缩合产物。五官能的酯蜡可例举三甘油与脂肪族单羧酸的缩合产物。六官能的酯蜡可举例二季戊四醇与脂肪族单羧酸的缩合产物和四甘油与脂肪族单羧酸的缩合产物。
在四官能和更高官能的酯蜡的情况下，促进酯蜡与酯蜡相互作用的提高，结果，结晶性聚酯与酯蜡之间的相互作用呈现下降趋势。因此，呈现对促进所述结晶性聚酯晶体生长的抑制趋势。
此外，四官能和更高官能的酯蜡呈现降低调色剂的带电稳定性和促进显影性能降低的趋势，因为容易过度提高与粘结剂树脂的相容性，所述蜡向外迁移至所述调色剂表面。
当在本发明中使用酯蜡时，更优选使用具有控制组分分布的酯蜡。在通过gc-mass或malditofmass测量酯蜡时的组成分布中，相对于酯蜡的总量，具有最大含量的酯化合物的比例(具有最大含量的组分的比例)优选为40质量％以上且80质量％以下。这意味着酯蜡具有组成分布且表示该组成分布的程度。
产生所述结晶性聚酯的微分散对酯蜡的晶核在所述调色剂颗粒内部大量形成很重要。为了该目的，必须在一定程度上抑制所述酯蜡的结晶度。通过使所述酯蜡的组成具有分布，与具有单组成的酯蜡相比，降低所述酯蜡的结晶速率，容易大量形成晶核，因而这是优选的。
在所述酯蜡的组成分布的更优选范围内，在通过gc-mass或malditofmass测量酯蜡时的组成分布中，相对于所述酯蜡的总量，具有最大含量的酯化合物的比例优选为50质量％以上且80质量％以下。
表示为相对于100质量份的粘结剂树脂的总量，存在于所述调色剂中的蜡的含量优选为2.5质量份以上且25.0质量份以下，更优选4.0质量份以上且20.0质量份以下，和甚至更优选6.0质量份以上且15.0质量份以下。
基于100质量份的粘结剂树脂，所述酯蜡的含量优选为3质量份以上且20质量份以下。
以下描述结晶性聚酯(cpes)。
已知的结晶性聚酯可用于所述结晶性的聚酯，但是优选脂肪族二羧酸与脂肪族二醇的缩合产物。甚至更优选饱和聚酯。以下提供优选的单体的实例。
脂肪族二羧酸可例举乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸和十二烷二酸。
脂肪族二醇可具体例举乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇和1,12-十二烷二醇。
从所述结晶性聚酯的结晶度的观点考虑，所述羧酸组分中的直链脂肪族二羧酸的含量优选为80mol％以上且100mol％以下，和更优选90mol％以上且100mol％以下，甚至更优选100mol％。
从所述结晶性聚酯的结晶度的观点考虑，所述多元醇组分中的直链脂肪族二醇的含量优选为80mol％以上且100mol％以下，和更优选90mol％以上且100mol％以下，甚至更优选100mol％。
所述结晶性聚酯优选具有90质量％以上且100质量％以下的二羧酸与二醇的缩合产物。在此，二羧酸与二醇缩合产物之间的比例可根据通过核磁共振光谱分析(1h-nmr)得到的结晶性聚酯的光谱中的积分值来计算。
用于本发明的结晶性聚酯的结晶化的峰温度tp(℃)优选为45℃以上且65℃以下。
用于本发明的结晶性聚酯可通过用于合成聚酯的常规方法来制备。例如，其可通过进行二羧酸组分与二醇组分之间的酯化反应或进行酯交换反应，接着通过减压下的常规方法或引入氮气进行缩聚反应来获得。
常规酯化催化剂或酯交换催化剂，例如硫酸、叔丁基钛酸丁酯、二丁基氧化锡、醋酸锰、醋酸镁等，必要时，可用于所述酯化或酯交换反应。已知的聚合催化剂可用于所述聚合，例如，常规的聚合催化剂如叔丁基钛酸丁酯、二丁基氧化锡、醋酸锡、醋酸锌、二硫化锡、三氧化锑、二氧化锗等。对聚合温度和催化剂的量没有特别限制，如果必要可进行任何选择。
期望钛催化剂用于该催化剂，和螯合物型钛催化剂是更期望的。这是因为钛催化剂具有适合的反应性且得到具有本发明期望的分子量分布的聚酯。
所述结晶性聚酯的重均分子量(mw)优选为4,000以上且40,000以下，更优选为10,000以上且30,000以下。这样的理由是，在维持所述结晶性聚酯的高结晶度的同时，能够在定影步骤中快速地获得由于所述结晶性聚酯的增塑效果。
当所述重均分子量(mw)为40,000以下时，抑制所述结晶性聚酯本身的溶解性降低，提高调色剂的生产率，且容易产生后端污损抑制效果，伴随着改进的显影性能和改进的定影性能。
另一方面，当所述重均分子量(mw)为4,000以上时，减少所述结晶性聚酯外迁移至调色剂表面且调色剂呈现优异的带电稳定性。
结晶性聚酯的重均分子量(mw)可使用所述结晶性聚酯制备中的各种条件来控制。
考虑到在调色剂中的分散性，优选将所述结晶性聚酯的酸值控制为低值。所述优选范围为0.5mgkoh/g以上且8.0mgkoh/g以下。更优选1.0mgkoh/g以上且5.0mgkoh/g以下，和仍更优选1.0mgkoh/g以上且3.5mgkoh/g以下。
用于本发明的结晶性聚酯可以是具有结晶性聚酯链段和乙烯基聚合物链段的嵌段共聚物。嵌段共聚物定义为由多个直链连接的嵌段构成的聚合物(thesocietyofpolymerscience,japan；glossaryofbasictermsinpolymersciencebythecompendiumofmacromolecularnomenclatureoftheinternationalunionofpureandappliedchemistry)，本发明也遵循该定义。
具体方法例如以下可用于所述结晶性聚酯和酯蜡的结构和含量，因而在此的描述是举例说明。首先，用四氢呋喃萃取调色剂，以除去大部分树脂组分。在此，利用比重差异通过离心分离预先除去除树脂级分以外的组分，例如磁性体、外部添加剂等。剩下的树脂级分为结晶性聚酯和脱模剂例如酯蜡的混合物，因此通过制备lc(preparativelc)分别分离所述结晶性聚酯和脱模剂，并通过结构分析例如核磁共振光谱分析(1h-nmr)等确定它们的结构。
以下描述在调色剂中的含量。例如，为了获得所述结晶性聚酯的含量，比较调色剂和分级后的结晶性聚酯的相应核磁共振光谱的分析结果，获得所述结晶性聚酯的特征峰的面积比。对于酯蜡，可通过根据核磁共振光谱分析的峰面积比以同样方式获得含量。
优选所述酯蜡满足以下条件(i)或(ii)：
(i)在所述酯蜡中，由下式(1)表示的部分结构在源自醇组分的部分结构中的比例为90质量％以上且100质量％以下；
(ii)在所述酯蜡中，由下式(2)表示的部分结构在源自酸组分的部分结构中的比例为90质量％以上且100质量％以下；和
所述结晶性聚酯满足以下条件(iii)或(iv)：
(iii)在所述结晶性聚酯中，由下式(1)表示的部分结构在源自醇组分的部分结构中的比例为90质量％以上且100质量％以下；
(iv)在所述结晶性聚酯中，由下式(2)表示的部分结构在源自酸组分的部分结构中的比例为90质量％以上且100质量％以下。
[c1]
(1)-cxh2x-o-x为6至12的整数
(2)
在此，氢或氧结合到式(1)中的烃链的左端。此外，氢或羰基结合到式(2)中的烃链的左端。
这些部分结构的比例是指基于质量的比例。例如，当95质量％的符合式(1)的酯蜡与5质量％的不符合式(1)或(2)的酯蜡一起使用时，则具有式(1)的部分结构的比例为95质量％。
作为深入研究的结果，本发明人发现，对于含有在一定程度上结晶的聚酯的调色剂，通过以特定混合比例组合特定结晶性聚酯和特定酯蜡，可促进所述结晶性聚酯在调色剂中的微分散和结晶。同时实现微分散和结晶有利于对前述的后端污损的抑制与对暴露至热循环历史后起雾的抑制的良好平衡的共存。
以下描述本发明人关于所述结晶性聚酯的微分散和结晶的想法。已经进行了关于诱导结晶性聚酯结晶的各种研究，并且例如，在这方面已经公开了关于成核剂和蜡的共同使用的技术。根据本发明人的研究，两个分子结构优选包括特定的类似结构。具体地，这些为如下的结构。
首先，所述结晶性聚酯优选具有一定长度的烃链作为其主链。在上式(1)和(2)中，通过x和y的值设定主链的长度。当这些等于或大于所述下限时，提高结晶度，和例如，当在水性介质中制备调色剂时，促进在所述调色剂内的包封化，因而这是优选的。另一方面，在等于或小于所述上限时，获得所述结晶性聚酯的良好溶解性且容易获得后端污损抑制效果，伴随着提高的调色剂生产率和提高的定影性能。x和y的任一个应满足式(1)或(2)的所述范围，但是优选x和y两个均满足式(1)或(2)的所述范围。具体地，x优选为6至12和y优选为4至10。此外，x和y之和也影响定影性能和耐久性。具体地，x+y优选为14至20。
可用于本发明的酯蜡优选满足以上给出的结构。此外，所述酯蜡在通过差示扫描量热法测量中的吸热峰的峰顶温度(熔点)优选为65℃以上且85℃以下，更优选68℃以上且80℃以下。
参考所述熔点，在等于或大于前述范围的下限下，可储存性优异，和在等于或小于所述上限下，定影性能优异。另一方面，参考所述结构，优选引入与所述结晶性聚酯类似的结构。在这方面，本发明人关于促进分散和促进结晶的想法如下。
首先，关于促进分散，类似或共同结构的存在导致部分溶解度参数非常接近。通常，当溶解度参数彼此接近时，提供高亲和性，因此，据认为，对于具有类似结构的结晶性聚酯和酯蜡，这些结构单元促进亲和性。满足以上所述熔点范围的酯蜡的特征在于，例如，当相对于苯乙烯-丙烯酸系树脂比较相容性时，其倾向于高于烃蜡。该相容性表示粘结剂树脂中的混合和分散发生在分子水平，并且据认为，该酯蜡的性质实质上促进所述结晶性聚酯的分散。
关于促进结晶，将考虑所述结晶性聚酯的结晶过程。对于具有一定长度分子链的结晶性聚酯，已知通过分子链折叠，以主链链段取向的形式发生结晶。因此，本发明人认为，同样在所述酯蜡中存在与主链类似的结构起结晶起始点的作用，然后实质上促进结晶。
除调节如前文所描述的结晶性聚酯和酯蜡两者的结构之外，优选调节所述结晶性聚酯的添加量和两者添加量之间的比率。具体地，基于100质量份的粘结剂树脂，本发明的调色剂优选含有3质量份以上且15质量份以下，更优选5质量份以上且12质量份以下的所述结晶性聚酯。此外，所述蜡(优选酯蜡)与结晶性聚酯之间的质量比(蜡/结晶性聚酯)优选为1/3至3/1，更优选2/3至2/1。
关于结晶性聚酯的添加量，当其为3质量份以上时，获得令人满意的后端污损抑制，而当其为15质量份以下时，获得优异的显影性能。另一方面，当所述蜡(优选酯蜡)与结晶性聚酯之间的质量比为1/3以上时，易于出现促进所述蜡分散的效果和能够抑制后端污损。另一方面，在3/1以下时，蜡与蜡相互作用的比率不会变得过高，且能够抑制所述蜡本身的结晶，然后容易获得本发明的效果。
从调色剂的带电稳定性的观点考虑，以基于100质量份的粘结剂树脂表示，所述结晶性聚酯和蜡的总量优选为5质量份以上且30质量份以下，更优选10质量份以上且25质量份以下。
如上所述，当所述蜡具有酯键时，由于所述蜡与结晶性聚酯的酯键与酯键相互作用，所述酯蜡起晶核的作用，由此促进所述结晶性聚酯的晶体生长的发展，且促进所述结晶性聚酯的结晶度增加。
另一方面，例如，在例如没有酯键的石蜡的情况下，为了获得本发明的效果，优选所述蜡以相对于所述结晶性聚酯更多的量添加。此外，优选也添加大量的所述结晶性聚酯本身。
在本发明中也可使用多种结晶性聚酯和多种蜡(优选酯蜡)，根据多种物质的添加总量，考虑所述结晶性聚酯的前述添加量以及所述蜡与结晶性聚酯的添加量之比。
从结晶的观点再次关注所述结晶性聚酯的结构，当源自酸单体的结构和源自醇单体的结构也是彼此类似的结构时，则容易增大所述结晶性聚酯的结晶度，因此这是优选的。具体地，前述式(1)和(2)中的x与y之差优选为10以下，更优选8以下。这样的理由被认为是，所述主链之间存在高亲和性的结构在以上描述的分子链折叠和结晶过程中是更有利的。
用于本发明的着色剂可例举为以下有机颜料、有机染料和无机颜料。
所述青色着色剂可例举铜酞菁化合物及其衍生物、蒽醌化合物和碱性染料色淀化合物。具体实例如下：c.i.颜料蓝1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62和66。
品红着色剂可例举以下：缩合偶氮化合物、二酮基吡咯并吡咯化合物、蒽醌、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫靛化合物和苝化合物。具体实例如下：c.i.颜料红2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221和254和c.i.颜料紫19。
黄色着色剂可例举缩合偶氮化合物、异吲哚啉酮化合物、蒽醌化合物、偶氮金属络合物、次甲基化合物(methinecompounds)和烯丙基酰胺化合物。具体实例如下：c.i.颜料黄12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185、191和194。
黑色着色剂可例举炭黑和使用前述的黄色着色剂、品红着色剂、青色着色剂和磁性体混合颜色以产生黑色而提供的黑色着色剂。这些着色剂可单独或以混合物形式使用，或可以以固溶体的形式使用。考虑色相角、色度、亮度、耐光性和ohp透明性以及在调色剂中的分散性，选择用于本发明的着色剂。
当磁性体用作本发明的调色剂中的着色剂时，所述磁性体具有磁性氧化铁如四氧化三铁或γ-氧化铁作为其主要成分，并且可含有诸如磷、钴、镍、铜、镁、锰、铝、硅等的元素。该磁性体通过氮吸附法的bet比表面积优选为2至30m2/g，更优选3至28m2/g。其莫氏硬度优选为5至7。所述磁性体的形状例如为多面体、八面体、六面体、球形、针状或鳞片，和从增加图象浓度的观点，优选低各向异性的磁性体，例如多面体、八面体、六面体、球形等。
基于100质量份的粘结剂树脂，所述着色剂的添加量优选为1质量份以上且20质量份以下。当使用磁性粉末时，以基于100质量份粘结剂树脂表示，优选20质量份以上且200质量份以下，更优选40质量份以上且150质量份以下。
所述磁性体优选具有0.10μm至0.40μm的数均粒径。通常，磁性体的较小粒径提高着色力，同时也促进磁性体聚集，因此从磁性体在调色剂中的均匀分散性的观点，优选上述范围。
此外，至少0.10μm的数均粒径抑制磁性体本身呈现红黑；特别是，使得半色调图像中的淡红色调不明显，容易获得高品质图像。另一方面，当数均粒径为0.40μm以下时，所述调色剂具有优异的着色力且在悬浮聚合法(参见下文)中容易产生均匀的分散。
所述磁性体的数均粒径可使用扫描透射电子显微镜来测量。具体地，将待观察的调色剂颗粒完全分散在环氧树脂中，接着在具有40℃温度的气氛中固化2天，以获得固化的材料。使用切片机，由该固化的材料制备薄片样品，并使用扫描透射电子显微镜(stem)，在10,000x至40,000x照相的观测区域中测量100个磁性体的粒径。基于磁性体的投影面积的圆当量直径，计算数均粒径。所述粒径也可以使用图像分析器测量。
用于本发明的调色剂的磁性体可例如通过以下方法制备。将碱，例如氢氧化钠，以相对于铁成分的至少当量数添加至亚铁盐的水溶液，以制备含有氢氧化亚铁的水溶液。吹入空气，同时将所制备的水溶液的ph保持在7以上，在所述氢氧化亚铁上进行氧化反应，同时加热所述水溶液到至少70℃，以首先产生将形成磁性氧化铁粉末的核的晶种。
然后，以大约基于先前添加的碱的添加量1当量的量，添加硫酸亚铁至所述含有晶种的浆液。在将所述溶液的ph维持在5至10且吹入空气的同时，进行氢氧化亚铁的反应，以生长使用所述晶种作为核的磁性氧化铁粉末。在此，所述磁性体的形状和磁性可通过自由选择ph、反应温度和搅拌条件来控制。随着氧化反应进行，所述溶液的ph转变成酸性，但是优选所述溶液的ph不下降至低于5。将用该方式进行而获得的磁性体过滤，洗涤，并通过标准方法干燥，得到磁性体。
此外，当在本发明中在水性介质中制备调色剂时，强烈优选磁性体表面的疏水性处理。当通过干法进行该表面处理时，使用偶联剂对所述经洗涤、过滤和干燥的磁性体进行处理。当通过湿法进行该表面处理时，利用所述氧化反应完成后的干燥材料的再分散，或利用所述氧化反应完成后通过洗涤和过滤得到的氧化铁在没有干燥的单独水性介质中的再分散，进行偶联处理。在本发明中可酌情选择干法或者湿法。
可用于本发明中的磁性体的表面处理的偶联剂可例举硅烷偶联剂和钛偶联剂。更优选使用如通式(i)给出的硅烷偶联剂或硅烷化合物。
rmsiyn(i)
[在该式中，r表示烷氧基；m表示1至3的整数；y表示官能团，例如烷基、苯基、乙烯基、环氧基、(甲基)丙烯酰基；和n表示1至3的整数；条件是m+n＝4。]
由通式(i)给出的硅烷偶联剂或硅烷化合物可例举乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基乙基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧甲硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、羟基丙基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷和正十八烷基三甲氧基硅烷。在本发明中，优选使用式(i)中y为烷基的化合物。在这点上，优选c3至c6烷基，特别优选c3或c4烷基。
在使用硅烷偶联剂的情况下，可使用一种物质进行处理，或可使用多个物质的组合进行处理。当使用多个物质的组合时，可用每种单个偶联剂进行单独处理，或可进行同时处理。
基于100质量份磁性体，使用的偶联剂的总处理量优选为0.9质量份以上且3.0质量份以下，和重要的是，依照所述磁性体的表面积、偶联剂的反应性等，调整所述处理试剂的量。
以下可用作本发明调色剂中使用的粘结剂树脂：苯乙烯和取代的苯乙烯的均聚物，例如聚苯乙烯和聚乙烯基甲苯；苯乙烯共聚物，例如，苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物；以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、硅酮树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂和聚丙烯酸树脂。可使用这些的一种，或可使用多个物质的组合。根据显影性质和定影性能考虑，在前述之中，特别优选由苯乙烯-丙烯酸丁酯代表的苯乙烯-丙烯酸系树脂。
苯乙烯-丙烯酸系树脂优选为本发明中的粘结剂树脂的主要成分。苯乙烯-丙烯酸系树脂与结晶性聚酯难以相容，因此容易增加所述结晶性聚酯的结晶度。相对于所述粘结剂树脂，苯乙烯-丙烯酸系树脂的优选含量为80质量％以上且100质量％以下。
形成该苯乙烯-丙烯酸系树脂的聚合性单体可例举以下。
苯乙烯系聚合性单体可例举苯乙烯系聚合性单体如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯和对甲氧基苯乙烯。
丙烯酸系聚合性单体可例举丙烯酸系聚合性单体如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸环己酯。
甲基丙烯酸系聚合性单体可例举甲基丙烯酸系聚合性单体如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸正辛酯。
对制备苯乙烯-丙烯酸系树脂的方法没有特别限制，可使用已知的方法。此外，其它已知的树脂的组合也可以用于所述粘结剂树脂。
为了不考虑环境而维持调色剂的稳定的带电特性，在本发明的调色剂中可使用电荷控制剂。
负带电电荷控制剂可例举以下：单偶氮金属化合物；乙酰丙酮金属化合物；芳族羟基羧酸、芳族二羧酸、羟基羧酸和二羧酸的金属化合物；芳族羟基羧酸和芳族单-和多羧酸以及它们的金属盐、酸酐和酯；苯酚衍生物如双酚；脲衍生物；含金属的水杨酸型化合物；含金属的萘酸型化合物；硼化合物；季铵盐；杯芳烃；和树脂型电荷控制剂。
正带电电荷控制剂可例举以下：苯胺黑和由例如脂肪酸金属盐改性的苯胺黑改性物；胍化合物；咪唑化合物；季铵盐如三丁基苯甲基1-羟基-4-萘磺酸铵盐和四丁基四氟硼酸铵，和为前述的类似物的鎓盐如膦盐，和它们的色淀颜料；三苯甲烷染料和它们的色淀颜料(固色剂可例举磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、鞣酸、月桂酸、没食子酸、铁氰化物和亚铁氰化物)；高级脂肪酸的金属盐；二有机锡氧化物如二丁基氧化锡、二辛基氧化锡和二环己基氧化锡；二有机锡硼酸盐如二丁基锡硼酸盐、二辛基锡硼酸盐和二环己基锡硼酸盐；和树脂型电荷控制剂。
可使用前述的一种，或可使用两种以上的组合。
在前述之中，对于除树脂型电荷控制剂之外的电荷控制剂，优选含金属的水杨酸型化合物，和特别优选金属为铝或锆的含金属的水杨酸型化合物。水杨酸铝化合物为特别优选的控制剂。
具有磺酸基、磺酸盐基或磺酸酯基、水杨酸链段或苯甲酸链段的聚合物或共聚物优选用于树脂型电荷控制剂。以基于100.0质量份的聚合性单体表示，电荷控制剂的优选加入量为0.01质量份以上且20.0质量份以下，更优选0.05质量份以上且10.0质量份以下。
本发明制备的调色剂的重均粒径(d4)优选为3.0μm以上且12.0μm以下，更优选4.0μm以上且10.0μm以下。当所述重均粒径(d4)为3.0μm以上且12.0μm以下时，得到优异的流动性且能够忠实地使潜像显影。
在本发明的调色剂中，所述结晶性聚酯优选在用扫描透射电子显微镜(stem)观测的调色剂的截面中形成多个域。这些域的数均长径优选为50nm以上且300nm以下，更优选50nm以上且250nm以下。该调色剂截面中的域的个数优选为8以上且500以下，更优选10以上且300以下。
所述结晶性聚酯的片层(lamellae)可通过钌染色调色剂截面和stem观测来观察。构成该片层的单个形状称为域。即，优选在本发明中的调色剂中形成多个较小的结晶性聚酯的域。
此类域存在于调色剂内部的状态称为"域的分散"。当在定影单元由于热输入至调色剂而超过所述结晶性聚酯的熔点时，分散在所述调色剂内部的域即刻经历软化，和由于所述域的分散，促进所述调色剂总体上软化和显著改进定影性能。
对于本发明的调色剂，这些域的数均长径优选为50nm以上且300nm以下。图1为结晶性聚酯的域的示意图。通过使所述域的数均直径处在上述范围内，当所述结晶性聚酯经历即刻熔融时，所述调色剂发生大的熔融变形，因此可改进定影性能。结果是，促进抑制后端污损效果的形成。
当所述域的数均长径为50nm以上时，能够改进定影性能且能够抑制热污损，和形成宽的定影温度窗口。另一方面，在300nm以下时，获得优异的定影性能且容易抑制后端污损。所述域的数均长径可通过例如结晶性聚酯和蜡的类型和含量以及通过调节调色剂制备过程中的冷却速率来控制。
在本发明的调色剂中，所述调色剂截面中域的个数优选为8以上且500以下。当所述域的个数为500以下时，改进定影性能且抑制后端污损，同时能够抑制热污损且能够形成宽的定影温度窗口。另一方面，在8以上时，呈现优异的定影性能且容易抑制后端污损。所述调色剂截面中域的个数可通过例如结晶性聚酯和蜡的类型和含量以及通过调节调色剂制备过程中的冷却速率来控制。
优选在酯蜡中使用二元醇与脂肪族单羧酸的酯化合物、以及二元羧酸与脂肪族一元醇的酯化合物任一。此类双官能的酯蜡容易在悬浮聚合法中充当结晶性聚酯的成核剂，其优选用于本发明。结果，容易导致所述调色剂内部中的结晶性聚酯域结晶，且易于将这些域控制在期望的范围内。具体地，易于将所述结晶性聚酯域的数均长径控制在50nm以上且300nm以下的较窄范围内，且同样易于将域个数控制在8以上且500以下的较宽范围内。
本发明的调色剂可通过任何已知的方法来制备。首先考虑通过粉碎法制备的情况，例如，使用混合装置如亨舍尔混合器或球磨机，将粘结剂树脂、着色剂、蜡和结晶性聚酯，以及取决于情况，调色剂需要的成分如电荷控制剂以及其它添加剂充分混合。此后，可通过使用热捏合装置如热辊、捏合机或挤出机进行熔融捏合，以使调色剂材料分散或溶解，接着冷却和凝固，粉碎，然后分级，和如果必要的表面处理，来获得调色剂颗粒。所述分级和表面处理的任一个可在另一个之前进行。基于生产效率的考虑，多级的分级器优选用于所述分级步骤。
所述粉碎步骤可通过使用已知的粉碎装置，例如机械冲击系统或喷气系统的方法来进行。此外，粉碎可在额外施加热的情况下进行和/或可进行基于辅助施加机械冲击的方法。此外，可使用热水浴步骤，其中微细粉碎的(和可能已分级的)调色剂颗粒分散在热水中，和可使用热气体流通过。
施加机械冲击力的手段可例举使用基于机械冲击的粉碎装置的方法，例如，来自kawasakiheavyindustriesltd.的kryptron系统或来自turbokogyoco.,ltd的涡轮磨机(turbomill)。也可以使用装置如来自hosokawamicrongroup的机械熔合系统(mechanofusionsystem)或来自naramachineryco.,ltd.的杂化系统(hybridizationsystem)。这些装置使用通过离心力将调色剂挤压至使用高速旋转的叶片的壳体内部，由此通过诸如压缩力、摩擦力等的力将机械冲击力施加至所述调色剂的方法。
虽然本发明的调色剂可通过如前述中描述的粉碎方法来制备，但从控制结晶物质例如结晶性聚酯和蜡的存在状态的观点，优选在水性介质中制备调色剂。特别是，优选悬浮聚合法，因为其易于形成结晶性聚酯的微分散状态和因为其易于在结晶促进方面控制。
以下描述悬浮聚合法。
在悬浮聚合法中，使将形成粘结剂树脂的聚合性单体、蜡、结晶性聚酯和着色剂(和任选的聚合引发剂、交联剂、电荷控制剂及其他添加剂)溶解或均匀分散，以得到聚合性单体组合物。然后，使用适合的搅拌装置，将该聚合性单体组合物分散在含有分散剂的连续相(例如，水相)中，同时进行聚合反应，由此得到具有期望粒径的调色剂。通过该悬浮聚合法得到的调色剂(以下也称为"聚合调色剂")可预期提供提高的图像品质，因为单个调色剂颗粒一致约为球形和因为电荷量的分布也相对均匀。
构成所述聚合性单体组合物的聚合性单体可例举如下。
所述聚合性单体可例举以上描述的苯乙烯系聚合性单体；以上描述的丙烯酸系聚合性单体和甲基丙烯酸系聚合性单体；以及诸如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺的单体。可使用这些单体的一种，或可使用混合物。这些单体之中，从调色剂的显影特性和耐久性的观点，优选使用苯乙烯本身或与其它单体混合的苯乙烯。
所述聚合引发剂优选为在聚合反应中具有0.5至30小时的半衰期的聚合引发剂。此外，当基于100质量份所述聚合性单体，使用0.5至20质量份的添加量运行聚合反应时，可获得具有5,000至50,000之间的分子量最大值的聚合物，因此可将期望强度和良好的熔融性质赋予调色剂。
具体的聚合引发剂可例举如下：偶氮和重氮聚合引发剂如2,2′-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮二异丁腈、1,1′-偶氮二(环己烷-1-甲腈)、2,2′-偶氮二-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈和偶氮二异丁腈，和过氧化物聚合引发剂如过氧化苯甲酰、甲基乙基酮过氧化物、二异丙基过氧化碳酸酯、过氧化氢异丙苯、2,4-过氧化二氯苯甲酰、月桂酰过氧化物、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯和过氧化新戊酸叔丁酯。
当通过聚合法制备本发明的调色剂时，可以添加交联剂，并且基于100质量份所述聚合性单体，交联剂的优选添加量为0.001至15质量份。
主要是具有至少两个聚合性双键的化合物用作该交联剂。例如，芳族二乙烯基化合物如二乙烯基苯或二乙烯基萘；具有两个双键的羧酸酯，例如二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯或二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯；二乙烯基化合物如二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫或二乙烯基砜；或可使用具有三个以上乙烯基的化合物，单个或作为两种以上物质的混合物。
在通过聚合制备本发明的调色剂的方法中，通常视情况添加如上所述的调色剂组合物等，并使用分散器例如均化器、球磨机或超声分散器使其溶解或分散至均匀，从而得到聚合性单体组合物，并将该聚合性单体组合物悬浮在含有分散剂的水性介质中。在这时，使用高速分散器如高速搅拌器或超声分散器，通过立刻形成期望的调色剂颗粒尺寸来使得到的调色剂颗粒的粒径尖锐化。关于添加聚合引发剂的时间点，其可在添加其它添加剂的同时添加至聚合性单体，或可在水性介质中悬浮之前立即混合。此外，溶于所述聚合性单体或溶剂的聚合引发剂也可在造粒之后且开始聚合之前立即添加。
在造粒之后，应使用常规搅拌器进行搅拌至维持颗粒状态且防止颗粒浮动或沉降的程度。
已知的表面活性剂或有机分散剂/无机分散剂可用作本发明调色剂的制备中的分散剂。这些之中，优选无机分散剂，因为它们阻止产生有害的超细粉；它们通过空间阻碍实现分散稳定性，并因此即使在反应温度发生改变时，也阻止稳定性破环；和它们容易被洗掉，因而倾向于避免对调色剂具有负面影响。这些无机分散剂可例举磷酸的多价金属盐，如磷酸三钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌和羟磷灰石；碳酸盐如碳酸钙和碳酸镁；无机盐如偏硅酸钙、硫酸钙和硫酸钡；和无机化合物如氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铝。
基于100质量份所述聚合性单体，优选使用0.2至20质量份的这些无机分散剂。此外，可独立使用这些分散剂的一种，或组合使用多种。还可共同使用0.001至0.1质量份的表面活性剂。
当使用这些无机分散剂时，它们可照此使用，或为了得到甚至更精细的颗粒，它们可通过制备在水性介质中的无机分散剂的颗粒来使用。例如，在磷酸三钙的情况下，通过将磷酸钠水溶液与氯化钙水溶液在高速搅拌下混合，可制备水不溶性的磷酸钙，然后使更均匀的精细分散成为可能。在此，同时产生水溶性的氯化钠作为副产品，但是在水性介质中存在水溶性盐是更有利的，因为这抑制所述聚合性单体在水中溶解且阻止通过乳液聚合产生超细的调色剂颗粒。
所述表面活性剂可例举十二烷基苯硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钠和硬脂酸钾。
将所述聚合性单体的聚合步骤中的聚合温度设定为40℃以上，通常为50℃至90℃的温度。当在该温度范围内进行聚合时，将被密封在内部的酯蜡通过相分离进行沉淀，因而有利于其包封化。
一旦所述聚合性单体的聚合已经完成且已经得到着色颗粒，则可加热所述着色颗粒至超过所述结晶性聚酯和脱模剂的熔点的温度，同时使其分散在水性介质中。当聚合温度超过这些熔点时，该工艺不是必须的。
对于本发明，随后的冷却步骤中的冷却速率的优选范围将总体考虑调色剂的制备方法，而不仅仅是聚合方法。
在此关注目标为导致结晶物质、特别是所述结晶性聚酯结晶的调色剂制备方法。
例如，对于通过粉碎法、悬浮聚合或乳液聚合制备调色剂，优选包括这样的步骤，其中一旦进行加热至所述结晶性聚酯和蜡暂时熔融的温度，接着冷却至常温。考虑该冷却步骤，随着温度降低，已经通过温度升高被液化的结晶性聚酯中的分子运动变得更不活跃，且当达到结晶温度附近时，开始结晶。结晶随着进一步冷却而进行，在常温下发生完全凝固。本发明人的研究表明，所述结晶物质的结晶度随所述冷却速率而变化。
具体地，当以5.0℃/min以上从足够高的使所述结晶性聚酯和蜡熔融的温度(例如，100℃)进行冷却至等于或低于调色剂的玻璃化转变温度时，所含有的结晶物质的结晶度出现增加趋势。虽然详情不清楚，但据认为，通过形成这种冷却条件，限制在更高温度侧具有其结晶峰的结晶物质的结晶，可增加在较低温度侧具有其结晶峰的结晶物质的晶核。
在本发明中，优选使用容易呈现高结晶度的结晶性聚酯作为在较低温度侧具有其结晶峰的结晶物质。即，当这通过控制冷却速率来完成时，可借助于在更高温度侧具有其结晶峰的单独的结晶物质增加所述结晶性聚酯的结晶度。
更具体地，如上所述，足够快的冷却速率的条件为以比5.0℃/min快足够多的速率，例如约20.0℃/min以上且50.0℃/min以下的速率冷却的情况。相反地，足够慢的冷却速率的条件为以比5.0℃/min慢足够多的速率，例如约0.5℃/min以上且2.0℃/min以下的速率冷却的情况。在本发明中，所述冷却速率优选为20.0℃/min以上且50.0℃/min以下。
在所述聚合性单体组合物的聚合完成之后，从增加所述结晶物质的结晶度的观点，还优选进行在所述结晶物质的结晶化峰温度±3℃附近的温度下的退火处理。所述保持时间的优选范围为100分钟以上且300分钟以下。
通过保持大于100分钟足够长的时间，容易增加所述结晶物质的结晶度，因而这是优选的。另一方面，当比100分钟短很多(例如，小于30分钟)时，不能充分提高所述结晶物质的结晶度。
通过使获得的聚合物颗粒经历通过已知方法的过滤、洗涤和干燥，得到调色剂颗粒。如果必要，可通过将该调色剂颗粒与无机细粉(见下文)混合以附着在所述调色剂颗粒的表面上来获得本发明的调色剂。存在于调色剂颗粒中的粗粉和细粉也可通过将分级步骤引入到制备方法中(在与无机细粉混合之前)而被分级开。
本发明的调色剂也可以是如果必要已将添加剂如流化剂与通过如上所述的制备方法得到的调色剂颗粒混合而成的调色剂。已知的步骤可用于所述混合方法；例如，亨舍尔混合器为可有利地使用的装置。
在本发明的调色剂中，优选将数均一次粒径优选为4-80nm和更优选6-40nm的无机细粉添加至所述调色剂颗粒作为流化剂。为了改进调色剂的流动性和在调色剂颗粒上形成带电均匀性，添加所述无机细粉。然而，通过诸如在所述无机细粉上进行疏水性处理的处理，还优选赋予诸如调节所述调色剂上的带电量和改进环境稳定性的功能。所述无机细粉的数均一次粒径可通过使用扫描电子显微镜拍摄的调色剂的放大的照片的方法来测量。
例如，二氧化硅、氧化钛、氧化铝等可用作用于本发明的无机细粉。例如，通过卤化硅气相氧化制备的所谓的干法二氧化硅或称为煅制二氧化硅的干法二氧化硅，和由例如水玻璃制得的所谓的湿法二氧化硅，均可用作所述二氧化硅细粉。然而，优选二氧化硅细粉的表面上或内部几乎不存在硅烷醇基或几乎不含有来自生产的残留物例如na2o、so32-等的干法二氧化硅。例如，通过在制备方法中与卤化硅一起使用其它金属卤化物化合物例如氯化铝或氯化钛，也可以得到二氧化硅和其它金属氧化物的复合细粉，且干法二氧化硅也包括这些复合细粉。
基于100质量份的调色剂颗粒，数均一次粒径为4-80nm的无机细粉的添加量优选为0.1质量份以上且3.0质量份以下。当所述添加量为0.1质量份以上时，令人满意地从其中获得效果；在3.0质量份以下时，显影性能优异。所述无机细粉的含量可使用x射线荧光分析，利用由标准材料构建的标准曲线来测定。
在本发明中，所述无机细粉优选为疏水处理的物质，因为这可导致调色剂的环境稳定性得到改进。当添加调色剂的无机细粉吸收水分时，所述调色剂颗粒上的带电量经历显著降低且充电量容易变得不均匀，容易出现调色剂散布。单个处理剂，例如，硅酮清漆、各种改性的硅酮清漆、硅油、各种改性的硅油、硅烷化合物、硅烷偶联剂、其它有机硅化合物、有机钛化合物等，或两种以上的组合可用作用于无机细粉疏水性处理的处理剂。
其它添加剂也可以在不显著施加负面影响的范围内的少量用于本发明的调色剂，例如，润滑剂粉如氟树脂粉、硬脂酸锌粉、聚偏二氟乙烯粉等；研磨剂如氧化铈粉、碳化硅粉、钛酸锶粉等；流动性赋予剂，例如氧化钛粉、氧化铝粉等；抗结块剂；和作为显影性能改进剂的极性相反的有机细粉或无机细粉。这些添加剂也可以在其上进行表面疏水性处理之后使用。
将根据图2具体描述可有利地使用本发明的调色剂的图像形成装置的实例。图2中，100为感光鼓，例如，在其周围设置以下：一次充电辊117、具有显影套筒102的显影装置140、转印充电辊114、清洁器116和定位辊(registerroller)124。通过一次充电辊117，使感光鼓100充电至例如-600v(施加电压为例如1.85kvpp的交流电压或-620vdc的直流电压)。通过用来自激光发生器121的激光123辐射感光鼓100，进行曝光，由此形成与目标图像对应的静电潜像。通过显影装置140，通过单组分调色剂使感光鼓100上的静电潜像显影，获得调色剂图像，和通过转印充电辊114将所述调色剂图像转印到转印材料上，所述转印充电辊114使感光鼓与插入其间的转印材料接触。通过例如输送带125，将负载调色剂图像的转印材料移至定影单元126，并在所述转印材料上进行定影。此外，通过清洁器116清除掉部分残留在所述感光鼓上的调色剂。
在此示出使用磁性单组分跳跃显影的图像形成装置，但这可以是用于跳跃显影法或接触显影法的图像形成装置。
以下描述与本发明的调色剂有关的各种性质的测量方法。
<来源于调色剂中的结晶物质的结晶化峰温度的测量>
首先，测定纯结晶性聚酯和纯蜡的结晶峰，因此将从这些步骤开始描述。
差示扫描量热计(dsc)，例如来自perkinelmerco.,ltd.的dsc-7、来自tainstruments的dsc2920或来自tainstruments的q1000，可用于结晶性聚酯和蜡的峰温度和放热曲线。设备检测部中的温度校正使用铟和锌的熔点，和热量校正使用铟的熔解热。铝锅用于测量样品，并安装空的锅进行测量作为参考。准确称出1.00mg的结晶性聚酯或蜡，并放置到所述锅中。测量条件如下。
·测量模式：标准
·升温条件：以10℃/min从20℃加热至100℃
·降温条件：以0.5℃/min从100℃冷却至20℃
基于所得到的结果绘制温度-热流曲线，并根据冷却期间的所述结果得到所述结晶性聚酯的放热曲线和蜡的放热曲线。将所述放热曲线的放热峰的顶端作为结晶化的峰温度tp(℃)或tw(℃)。
也可从所述调色剂得到结晶性聚酯和蜡的结晶化的峰温度和放热曲线。在用于此的步骤中，使用四氢呋喃，通过之前描述的方法，将结晶性聚酯和蜡从调色剂分离，然后通过dsc对每个进行分析。
用这样的方式进行得到与上述tp(℃)和tw(℃)相同的值。
此外，准确称出4mg调色剂，并使用与以上相同的条件进行测量。即，在加热至100℃后，在以0.5℃/min冷却的同时，得到第一dsc曲线。已证实，在该第一dsc曲线中40℃至80℃温度范围内的两个以上的结晶峰存在峰顶。这些结晶峰之中，δh(0.5)分配为位于最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)。
再次准确称出4mg调色剂，并除了降温条件为以100℃/min从100℃冷却至20℃以外，使用与以上相同的测量条件进行，得到第二dsc曲线。在存在于该第二dsc曲线中40℃至80℃温度范围内的峰之中，δh(100)分配为位于最低温度侧的结晶峰的放热量(j/g)。关于结晶峰的放热量δh(0.5)和δh(100)，在结晶峰的基线也出现在40℃以下或80℃以上的那些实例中，通过还将出现在40℃以下或80℃以上的结晶峰的基线加上所述结晶峰的放热量进行计算。
<蜡的熔点>
在通过dsc的测量中，将蜡的熔点确定为所述吸热峰的峰顶温度。根据astmd3417-99进行所述测量。例如，来自perkinelmerco.,ltd.的dsc-7、来自tainstruments的dsc2920或来自tainstruments的q1000可用于该测量。所述设备检测部中的温度校正使用铟和锌的熔点，和热量校正使用铟的熔解热。铝锅用于测量样品，并安装空的锅进行测量作为参考。
<调色剂(颗粒)的重均粒径(d4)和数均粒径(d1)的测量>
如下计算调色剂(颗粒)的重均粒径(d4)和数均粒径(d1)：通过在有效测量通道数25,000通道中测量，并使用基于孔电阻方法操作的精确粒径分布测量装置"coultercountermultisizer3"(注册商标，来自beckmancoulter,inc.)分析所述测量数据，所述测量装置装备有100μm口管和用于设定测量条件和分析测量数据的附带专用软件"beckmancoultermultisizer3version3.51"(来自beckmancoulter,inc.)。
通过将特级氯化钠溶解在离子交换水中以提供约1质量％的浓度来制备用于所述测量的电解质水溶液，例如，可使用"isotonii"(来自beckmancoulter,inc.)。
在测量和分析之前，如下设定所述专用软件。
在所述专用软件的"改变标准操作方法(som)"界面中，将控制模式的总计数设为50,000个颗粒；测量数设为1次；和kd值设为使用"标准颗粒10.0μm"(来自beckmancoulter,inc.)获得的值。通过按下阈值/噪音水平测量按钮自动设定阈值和噪音水平。此外，电流设为1,600μa；增益设为2；电解液设为isotonii；和输入"检查"用于所述测量后冲洗所述口管。
在所述专用软件的"从脉冲向粒径的转换设定"界面中，将元件间隔设为对数粒径；粒径元件设为256粒径元件；和粒径范围设为2μm以上且60μm以上。
具体测量步骤如下。
(1)将约200ml的上述电解水溶液放入250ml的multisizer3专用的圆底玻璃烧杯中，并将其放置到样品台上，用搅拌棒以24转/秒进行逆时针搅拌。通过所述专用软件的"孔冲洗"功能，预先除去所述口管内的污垢和气泡。
(2)将约30ml的上述电解水溶液放入到100ml平底玻璃烧杯中。向其中添加将"contaminonn"(用于清洗精密测量设备的中性ph7洗涤剂的10质量％的水溶液，包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机增效剂，来自wakopurechemicalindustries,ltd.)用离子交换水稀释约3倍(质量)制备的稀溶液约0.3ml作为分散剂。
(3)将预定量的离子交换水放入"ultrasonicdispersionsystemtetora150"(nikkakibiosco.,ltd.)超声波分散器的水槽内，其具有120w电输出且装备有两个以相位移180°的状态配置的振荡器(振荡频率＝50khz)。将约2ml的contaminonn添加至该水槽。
(4)将(2)中描述的烧杯设置在所述超声波分散器的烧杯固定孔中，并开动所述超声波分散器。调节所述烧杯的高度位置，以使所述烧杯内的电解水溶液的表面的共振状态最大。
(5)在用超声波辐射根据(4)设置的烧杯内的电解水溶液的同时，将约10mg调色剂(颗粒)少量逐次添加到所述电解水溶液，并进行分散。继续所述超声波分散处理额外的60秒。在超声波分散期间，视情况，将水槽中的水温控制为10℃以上且40℃以下。
(6)使用移液管，将(5)中制备的含有分散的调色剂(颗粒)的电解水溶液滴加到放置在样品台内的如(1)中描述的圆底烧杯中，调节以提供约5％的测量浓度。然后进行测量，直到测量的颗粒的数目达到50,000。
(7)通过用之前引用的所述设备具有的专用软件分析测量数据，计算数均粒径(d4)。当用所述专用软件设置图表/体积％时，分析/体积统计值(算术平均)界面上的"平均直径"为重均粒径(d4)。当用所述专用软件设置图表/个数％时，"分析/个数统计值(算术平均)"界面上的"平均直径"为数均粒径(d1)。
<酯蜡的分子量和组成分布的测量>
通过首先通过gpc测量分子量分布，然后通过气相色谱(gc)或malditofmass测量该区域，得到酯蜡的组成分布。根据以下条件测量酯蜡的gpc。
(gpc测量条件)
柱：2×gmh-ht30cm(tosohcorporation)
温度：135℃
溶剂：o-二氯苯(已添加0.1％紫罗兰醇)
流速：1.0ml/min
样品：注射0.4ml的0.15％样品
在以上给出的条件下进行测量，将使用单分散性聚苯乙烯标准样品构建的分子量标准曲线用于样品分子量的计算。此外，使用由mark-houwink粘度方程导出的转换式，进行作为聚乙烯的计算。
分析gpc产生的峰，并计算酯蜡的分子量分布的最大值和最小值。在如下所述通过gc和malditoffmass分析期间，夹在由gpc产生的最大值与最小值之间的区域被认为是"酯蜡的分子量分布范围"。虽然本发明的酯蜡可通过gc或malditofmass来测量，但当挥发成问题时，适当地选择malditofmass，和当峰与基体重叠时，适当地选择gc。描述这两种测量方法。
(gc测量条件)
在此描述使用气相色谱(gc)的酯蜡的组成分布测量的具体条件。gc-17a(shimadzucorporation)用于气相色谱(gc)。将10mg样品添加至1ml甲苯，并在80℃恒温器中进行加热和溶解20分钟。将1μl该溶液注射到装备有柱头注射器的gc设备中。所使用的柱为0.5mm直径×10m长的ultraalloy-1(ht)。将所述柱最初以40℃/min的升温速度从40℃加热至200℃；然后以15℃/分钟加热至350℃；然后以7℃/min的升温速度加热至450℃。在50kpa的压力条件下，供应he气作为载气。
通过将挥发成分导入质谱仪(质量分析器)中且获得由gc得到的多个峰的分子量，阐明前述"酯蜡的分子量分布范围"内含有的峰组。分析该峰组，并计算所述峰面积之和。此外，将具有由gc得到的峰的最大峰面积的峰指定为来源于所述酯蜡中具有最高含量的成分的峰，和通过得到所述最高含量成分的相对于所有峰面积之和的峰面积比，获得该最高含量成分在所述酯蜡的组成分布中的比例。
通过单独注射已知结构的酯蜡和比较彼此相同的洗脱时间，或通过将挥发成分导入质谱仪并进行光谱分析，可进行化合物鉴定。
(malditofmass的测量条件)
以下描述通过malditofmass测量酯蜡的组成分布。
关于基体选择，根据分析物质选择最佳的基体，且考虑避免来自基体的峰与来自分析物的峰之间的重叠。
通过malditofmass得到的峰中，阐明前述"酯蜡的分子量分布范围"内含有的峰，并计算单个峰强度的总和。这些峰之中，将具有最大强度的峰作为来源于最高含量成分的峰。计算来源于最高含量成分的峰强度与所述峰强度总和之比作为所述最高含量成分在酯蜡组成分布中的比例。
通过分析已知结构的单独的酯蜡通过malditofmass得到的光谱，可进行化合物鉴定。
<结晶性聚酯、非结晶性饱和聚酯树脂和调色剂的分子量的测量方法>
如下通过凝胶渗透色谱法(gpc)测量结晶性聚酯、非结晶性饱和聚酯树脂和调色剂的分子量。
首先，将结晶性聚酯或调色剂在室温下溶于四氢呋喃(thf)。使得到的溶液过滤穿过孔隙直径为0.2μm的"samplepretreatmentcartridge"耐溶剂的膜过滤器(来自tosohcorporation)，得到样品溶液。调节所述样品溶液以提供0.8质量％的thf可溶性组分浓度。使用该样品溶液，在下述条件下进行测量。
设备："hlc-8220gpc"高性能gpc设备(来自tosohcorporation)
柱：2×lf-604
洗脱液：thf
流速：0.6ml/min
烘箱温度：40℃
样品注射量：0.020ml
使用利用聚苯乙烯树脂标准物(例如，产品名："tskstandardpolystyrenef-850、f-450、f-288、f-128、f-80、f-40、f-20、f-10、f-4、f-2、f-1、a-5000、a-2500、a-1000和a-500"，来自tosohcorporation)绘制的分子量标准曲线，计算样品的分子量。
<结晶性聚酯的酸值的测量方法>
使用以下步骤，测定本发明中的结晶性聚酯的酸值。
酸值为中和存在于1g样品中的酸所需要的氢氧化钾的毫克数。基于jisk0070-1992测定极性树脂的酸值。具体地，根据以下步骤进行所述测量。
(1)试剂制备
通过将1.0g酚酞溶解在90ml乙醇(95体积％)中，并通过添加离子交换水至100ml，得到酚酞溶液。
将7g特级氢氧化钾溶于5ml水，并通过添加乙醇(95体积％)使其达到1l。将其引入耐碱的容器，避免与例如二氧化碳接触，并使其静置3天。静置后，通过过滤得到氢氧化钾溶液。将得到的氢氧化钾溶液保存在耐碱的容器中。当将25ml的0.1mol/l盐酸引入锥形烧瓶中，添加几滴前述酚酞溶液，使用所述氢氧化钾溶液进行滴定时，根据中和需要的所述氢氧化钾溶液的量计算该氢氧化钾溶液的系数。根据jisk8001-1998制备0.1mol/l盐酸。
(2)步骤
(a)主试验
准确称重2.0g粉碎的结晶性聚酯样品放入200ml锥形烧瓶中，添加100ml的甲苯:乙醇(2:1)混合溶液，并用5小时进行样品的溶解。然后添加几滴前述酚酞溶液作为指示剂，并使用前述氢氧化钾溶液进行滴定。将所述指示剂的浅红色持续约30秒时作为滴定的终点。
(b)空白试验
进行与上述步骤中相同的滴定，但不使用样品(即，只使用所述甲苯:乙醇(2:1)的混合溶液)。
(3)通过将获得的结果代入下述公式，计算酸值。
a＝[(c–b)×f×5.61]/s
在此，a：酸值(mgkoh/g)；b：空白试验中氢氧化钾溶液的添加量(ml)；c：主试验中氢氧化钾溶液的添加量(ml)；f：所述氢氧化钾溶液的系数；s：样品(g)。
<非结晶性饱和聚酯树脂和调色剂的玻璃化转变温度的测量方法>
使用"q1000"差示扫描量热计(tainstruments)，根据astmd3418-82，测量非结晶性饱和聚酯树脂和调色剂的玻璃化转变温度(tg)。
使用铟和锌的熔点进行所述设备检测部的温度校正，和使用铟的熔解热进行热量校正。
具体地，精确称出3.0mg非结晶性饱和聚酯树脂或调色剂作为测量样品。
将其放入铝锅，使用空的铝锅作为参考，在常温和正常湿度下，在30℃至200℃的测量温度范围内，以10℃/min的升温速率进行测量。
在该加热过程期间，得到比热在40℃至100℃温度范围内的变化。将差热曲线与所述比热变化出现前后的基线的中心点的线之间的交叉处的点作为玻璃化转变温度(tg)。
<使用扫描透射电子显微镜(stem)观察钌染色的调色剂截面的方法>
可如下进行使用扫描透射电子显微镜(stem)的调色剂截面的观察。
通过进行调色剂截面的钌染色，观察本发明的调色剂。存在于本发明的调色剂中的结晶性树脂比非结晶性树脂如粘结剂树脂更容易被钌染色，因此获得清晰的对比，容易进行观察。钌原子的量变化与染色的强/弱有关，结果这些原子大量存在于强染色部分，然后不发生电子束的传输和在观察的图像中呈现黑色。电子束容易在弱染色部分传输，其然后在观察的图像上呈现白色。
首先，将调色剂分散在盖玻片(matsunamiglassind.,ltd.,squarecoverglassno.1)上，以提供单层，并使用锇等离子涂布机(opc80t,filgen,inc.)形成os膜(5nm)和萘膜(20nm)作为保护膜。然后，将d800光固化性树脂(jeolltd.)填充到ptfe管
使用真空电子染色装置(vsc4r1h,filgen,inc.)，在500paruo4气氛中，将得到的薄切片样品染色15分钟，并使用扫描透射电子显微镜(jem2800，jeolltd.)进行stem观察。
在1nm的stem探针尺寸和1,024×1,024像素下，进行图像获取。在检测器控制面板上调节至1,425的对比度和调节至3,750的亮度的情况下，进行亮视野图像的图像获取，和在图像控制面板上调节至0.0的对比度、调节至0.5的亮度和调节至1.00的反差系数(gamma)的情况下，进行图像获取。
<结晶性聚酯和脱模剂的域的鉴定>
基于调色剂截面的stem图像，使用以下步骤，鉴定结晶性聚酯和脱模剂的域。
当可获得结晶性聚酯和脱模剂作为原材料时，如同之前描述的用于使用扫描透射电子显微镜(stem)观察钌染色的调色剂截面的方法进行，观察它们的晶体结构，得到各原材料的晶体的层状结构的图像。将这些与所述调色剂截面中的域的层状结构进行比较，当片层的层间距的误差为10％以下时，可鉴定形成所述调色剂中的域的原材料。
<结晶性聚酯树脂域的数均长径的测量>
在本发明中，结晶性聚酯树脂域的数均直径表示基于来自结晶性聚酯树脂域的长径的stem图像测定的数均直径。
基于通过使用扫描透射电子显微镜(stem)观察钌染色的调色剂截面得到的stem图像，测量结晶性聚酯树脂域的数均长径。此时观察100个调色剂截面。测量所有域，并计算数均直径。所得到的数均直径称为结晶性聚酯树脂域的数均长径。
<结晶性聚酯树脂域的个数的测量>
以与之前描述的结晶性聚酯域的数均长径的测量相同的方法，进行测量每个调色剂截面含有的结晶性聚酯域的个数。在100个调色剂截面上进行该操作，并将每一个调色剂截面的域个数指定为结晶性聚酯域的个数。
[实施例]
使用制备例和实施例在下文更具体地描述本发明，但这些决不限制本发明。在不存在具体指示的情况下，下述混合物中的份数表示质量份。
以下描述酯蜡的制备例。在本发明中，酯蜡通过制备酯化合物并以规定的混合比例将这些熔融混合来获得。
<酯化合物制备例>
将300摩尔份苯、200摩尔份作为醇单体的二十二醇(山萮醇)和100摩尔份作为酸单体的癸二酸(皮脂酸)投入装有dimroth冷凝器、dean-stark分水器和温度计的反应器。还添加10摩尔份对甲苯磺酸，在充分搅拌和溶解之后，进行回流加热6小时，接着打开分水器上的阀门，进行共沸蒸馏。在所述共沸蒸馏之后，用碳酸氢钠进行充分洗涤，接着干燥和蒸馏除去苯。使获得的产物再结晶，然后洗涤和纯化，得到酯化合物s-22。
在各情况下通过将二十二醇换成不同的醇，类似地获得酯化合物。s-20是通过将二十二醇换成二十醇得到的；s-24是通过换成二十四醇得到的；s-16是通过换成1-十六醇得到的；和s-28是通过换成1-二十八醇得到的。
通过如表1所示改变醇单体和酸单体，得到表1给出的h-20、h-22和h-24酯化合物。
[表1]
<酯蜡1制备例>
通过将表2给出的比例的s-20、s-22和s-24熔融混合，冷却，接着粉碎，得到酯蜡1。所述酯蜡的通过gc-mass测定的组成比例(包括所述酯蜡中最高含量成分的含量)和熔点也给出在表2中。
<酯蜡2-6制备例>
通过将表2给出的比例的酯化合物熔融混合、冷却，接着粉碎，得到酯蜡2-6。所述酯蜡的通过gc-mass测定的组成比例和熔点也给出在表2中。
[表2]
<酯蜡7>
将由山萮酸和硬脂醇得到的单官能酯化合物(熔点＝66℃)用作酯蜡7。
<酯蜡8>
将由山萮酸和二季戊四醇得到的六官能酯化合物(熔点＝83℃)用作酯蜡8。
<酯蜡9>
将由肉豆寇酸和二季戊四醇得到的六官能酯化合物(熔点＝60℃)用作酯蜡9。
<石蜡1至4>
使用表3中给出的商购的石蜡。
[表3]
<结晶性聚酯1的制备>
将230.0份作为羧酸单体的癸二酸和242.1份作为醇单体的1,10-癸二醇投入装备有氮气导入管、水分离管、搅拌器和热电偶的反应罐。在搅拌的同时，进行加热至140℃，并使反应运行8小时，同时在正常压力下蒸馏出水和在氮气氛中加热至140℃。然后，基于100份单体总量，添加1份二辛酸锡，接着进行反应，同时以10℃/小时加热至200℃。在已经达到200℃之后，使反应运行2小时，接着降低反应罐中的压力至等于或低于5kpa，并在200℃下反应3小时，得到结晶性聚酯1。所得到的结晶性聚酯1具有20,100的重均分子量(mw)和2.2mgkoh/g的酸值。
<结晶性聚酯2-7的制备例>
如同结晶性聚酯1的制备中进行，除了如表4中改变醇单体和酸单体且调整反应时间和温度以提供期望性质，得到结晶性聚酯2至7。所得到的结晶性聚酯的性质和结构给出在表4中。
[表4]
<磁性氧化铁制备例>
在搅拌下，将55升4.0mol/l氢氧化钠水溶液混合到50升含有2.0mol/l的fe2+的硫酸亚铁水溶液，得到含有胶体氢氧化亚铁的亚铁盐水溶液。在将该水溶液保持在85℃且以20l/min吹入空气的同时，进行氧化反应，得到含有核颗粒的浆液。
在压滤机上，将得到的浆液过滤并洗涤，然后，通过在水中再分散，将所述核颗粒再浆化。向该再浆化的液体添加硅酸钠，以提供基于100份所述核颗粒为0.20质量％的硅；将所述浆液的ph调节为6.0；和通过搅拌得到具有富硅表面的磁性氧化铁颗粒。用压滤机，将得到的浆液过滤和洗涤，并用离子交换水再浆化。将500g(相对于磁性氧化铁的10质量％)离子交换树脂sk110(mitsubishichemicalcorporation)加入该再浆化液体(固体级分＝50g/l)，并在搅拌下，进行离子交换2小时。此后，通过在筛上过滤，除去所述离子交换树脂；在压滤机上过滤和洗涤；干燥并粉碎，得到数均直径为0.23μm的磁性氧化铁。
<硅烷化合物制备例>
在搅拌的同时，将30份异丁基三甲氧基硅烷滴加到70份离子交换水。在将该水溶液保持在ph5.5和55℃的温度下的同时，然后通过使用圆周速率为0.46m/s的分散叶轮分散120分钟，进行水解。此后，使所述水溶液的ph变成7.0，并冷却至10℃，以停止水解反应。用这样的方式进行，得到含硅烷化合物的水溶液。
<磁性体制备例>
将100份所述磁性氧化铁导入高速混合机(来自fukaepowteccorporation的lfs-2型)，并在2,000rpm转速下搅拌的同时，滴加8.0份所述含硅烷化合物的水溶液2分钟。此后，混合和搅拌5分钟。然后，为了提高所述硅烷化合物的粘附力，在40℃下进行干燥1小时，在水分已经降低之后，在110℃下干燥所述混合物3小时，以进行所述硅烷化合物的缩合反应。此后，粉碎并通过具有100μm孔的筛子，得到磁性体。
<用于非磁性调色剂的着色剂>
将市售的炭黑用作用于非磁性调色剂的着色剂。所使用的炭黑的性质如下：一次平均粒径：31nm，dbp吸附：40ml/100g，逸出功：4.71ev。
<调色剂1制备例>
通过将450份0.1mol/l的na3po4水溶液导入720份离子交换水，加热至60℃，然后添加67.7份1.0mol/l的cacl2水溶液，得到含有分散稳定剂的水性介质。
(通过对苯二甲酸与2摩尔的环氧丙烷在双酚a上的加合物的缩合反应得到的非结晶性饱和聚酯树脂；mw＝9,500，酸值＝2.2mgkoh/g，玻璃化转变温度＝68℃)
通过使用研磨机(mitsuimiikechemicalengineeringmachineryco.,ltd.)将前述配制物混合/分散至均匀，得到单体组合物。将该单体组合物加热至63℃，并向其中添加10.0份表4中描述的结晶性聚酯1和10.0份表2中描述的酯蜡1，混合并溶解。
将该单体组合物导入以上描述的水性介质中，并通过使用tk均质混合器(tokushukikakogyoco.,ltd.)在n2气氛和60℃下，以12,000rpm搅拌10分钟，进行造粒。然后，在用桨式搅拌叶片搅拌的同时，导入9.0份聚合引发剂过氧化新戊酸叔丁酯，并进行加热至70℃，进行反应4小时。在反应完成后，将悬浮液加热至100℃，并保持2小时。
在此后的冷却步骤中，将冰加入所述悬浮液，以40℃/min将所述悬浮液从100℃冷却到50℃。此后，自然冷却至常温。随后，通过将盐酸添加至所述悬浮液，使分散稳定剂溶解，并充分洗涤，然后过滤和干燥，得到调色剂颗粒1。调色剂颗粒1的玻璃化转变温度为54℃。调色剂颗粒1含有100份苯乙烯-丙烯酸系树脂作为粘结剂树脂。
通过使用亨舍尔混合器(mitsuimiikechemicalengineeringmachineryco.,ltd.)，将100份调色剂颗粒1与0.8份通过在bet值为300m2/g的干燥二氧化硅细粉(一次粒径＝8nm)上进行六甲基二硅氮烷处理提供的疏水性二氧化硅细粉混合，得到调色剂1。
调色剂1的重均粒径(d4)为7.8μm。调色剂1的性质给出在表6中。
<调色剂2至23和25至32以及比较调色剂1至5的制备例>
除了如表5所示改变着色剂、结晶性聚酯和的的类型和份数以及冷却步骤以外，如同调色剂1制备中进行，得到调色剂2至23和25至32以及比较调色剂1至5。所述配方和制备方法示出在表5中。
所有调色剂具有50℃至60℃的玻璃化转变温度和6.0μm至9.0μm的重均粒径(d4)。
如下描述表5中的"冷却速率"。
如同调色剂1制备例中，称为"40℃/min"的条件表示在冷却步骤中以40℃/min将所述悬浮液从100℃冷却至50℃，然后自然冷却至常温。
称为"3小时退火"的条件表示如下进行冷却步骤：以0.5℃/min从100℃冷却到55℃；在55℃(优选cpes的结晶峰位±3℃)下维持3小时；然后，自然冷却至常温。
称为"20分钟退火"的条件表示如下进行冷却步骤：以0.5℃/min从100℃冷却到55℃；在55℃下维持20分钟；然后，自然冷却至常温。
称为"0.5℃/min"的条件表示，在冷却步骤中，以0.5℃/min将所述悬浮液从100℃冷却至50℃，然后自然冷却至常温。
<调色剂24制备例>
使用亨舍尔混合器，预先混合这些原材料，然后用设定为130℃和200rpm的双螺杆捏合挤出机捏合。将所得到的捏合材料快速冷却至常温，当进行该操作时，冷却速率为20℃/秒以上。使用切割磨机进行粗粉碎；使用涡轮磨机t-250(turbokogyoco.,ltd.)，调节空气温度以提供50℃的排气温度，将所得到的粗粉碎的材料细粉碎；然后，进行使用基于柯安达效应的多级分级器的分级，得到调色剂颗粒24。所述配方和制备方法给出在表5中。
如同调色剂1制备例中，通过将0.8份疏水性二氧化硅细粉与100份调色剂颗粒24混合，得到调色剂24。
调色剂24的重均粒径(d4)为8.0μm。调色剂24的性质给出在表6中。
[表5]
[表6]
<实施例1>
(评价1.初期显影性)
lbp-6300(canon,inc.)用作图像形成装置。
使用的盒为通过将显影套筒从直径为14mm的的套筒变成直径为10mm的套筒而提供的改造的盒。
使用具有小直径套筒的盒能够通过减少调色剂从显影套筒到感光鼓的显影机会严格评价显影性能和特别是图像浓度。
使用该改造的盒和调色剂1且在高温、高湿环境(32.5℃/80％rh)下操作，进行试验，其中输出100张打印图像，接着输出一张实心黑色打印品和测量其图像浓度。
在高温、高湿环境(32.5℃/80％rh)中进行评价能够严格评价调色剂的带电稳定性已经降低的情况下的图像浓度。
根据调色剂1的该评价结果，图像浓度高且能够得到优异的图像。评价结果给出在表7中。表中的()中的数值为图像浓度。
图像浓度的评价标准如下。
<图像浓度>
对于图像浓度，形成实心黑色图像，并使用macbeth反射浓度计(macbethcorporation)测量该实心黑色图像的浓度。
在输出100张打印图像之后的第一张打印品上的实心黑色图像的反射浓度的评价标准如下。
a：非常良好(至少1.45)
b：良好(1.40以上且小于小于1.45)
c：普通(1.35以上且小于1.40)
d：差(小于1.35)
(评价2.后端污损)
用于评价1的改造的装置用作图像形成装置；此外，降低定影单元的温度控制并使其为200℃。用于评价1的改造的盒类似地用作所述盒。在高温、高湿环境(32.5℃/80％rh)下操作，使用其中在评价之间移除定影单元并使用例如风扇充分冷却所述定影单元的体系，进行以下评价。通过充分冷却评价后的定影单元以冷却在图像输出后被升高的冷却夹持部的温度，具有好的再现性，可严格地评价调色剂的定影性能。
将90g/m2的已调节的纸(在以上描述的高温、高湿环境中保持至少48小时的纸)用于所述后端污损的评价。通过使用较重的纸，能够更严格地评价定影性能，且通过使用所述已调节的纸，能够严格地评价后端污损。
使用调色剂1，在定影单元已经充分冷却的状态下，在所述已调节的纸上输出实心黑色图像。此时，将调色剂所述纸上的铺设量调节为9g/m2。根据调色剂1的评价结果，得到不含斑点的优异的实心黑色图像。用于后端污损的评价标准如下。
<后端污损>
对于后端污损，在使用以上描述的方法输出的实心黑色图像上，目测评价斑点的水平。用于后端污损的评价标准如下。
a：非常良好(完全不存在斑点)
b：良好(在靠近检查时，看见一些斑点)
c：普通(看见斑点，但不明显)
d：差(斑点明显)
(评价3.热循环后的起雾)
将如上所述的改造的盒放入45℃温度和90％rh湿度下的环境试验室中，在12小时之后转移到25℃温度和60％rh湿度下的环境试验室。在另外12小时后，将其放入45℃温度和90％rh湿度下的环境试验室中。在重复进行该步骤30次后，将所述改造的盒在32.5℃温度和80％rh湿度的气氛中安装到用于评价1的图像形成装置中；形成两张实心白色打印品；和通过以下给出的方法测量第二张上的起雾。
起雾的评价标准如下。
<热循环后的起雾>
在使用以上描述的方法输出的实心白色图像上，目测评价起雾的水平。评价标准如下。
a：非常良好(起雾完全不明显)
b：良好(在靠近检查时，看见一些起雾)
c：普通(看见起雾，但不明显)
d：差(起雾非常明显)
<实施例2至32和比较例1至5>
除了将实施例1中的调色剂1换成调色剂2至32和比较调色剂1至5以外，进行与实施例1中相同的图像输出试验。在实施例11中，在改造所述图像形成装置以能够输出非磁性调色剂之后，进行所述评价。这些评价的结果给出在表7中。
[表7]
尽管已参考示例性实施方案来描述本发明，但应理解的是本发明不限于公开的示例性实施方案。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释以涵盖全部此类变更及等同的结构和功能。
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