(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内で重合体を生合成する微生物を、当該重合体のための炭素源化合物と染料とを加えてなる培地によって培養し、当該微生物の生体内において前記染料によって染色された重合体粒子を生合成させ、これにより得られる着色重合体を用いてトナー粒子を得ることを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。
【請求項２】
微生物が、シュードモナス属、シネココッカス属、アルカリゲネス属、コマモナス属およびバチルス属に属する微生物のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
【請求項３】
微生物が、シュードモナスプチダＰ９１、シュードモナスジェッセニーＰ１６１、シュードモナスチコリアイＹＮ２およびシュードモナスチコリアイＨ４５のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
【請求項４】
少なくとも微生物の体内において生合成された重合体の粒子と、着色剤とを塩析／融着させて凝集させることにより、トナー粒子を得る静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
微生物が、シュードモナスプチダＰ９１、シュードモナスジェッセニーＰ１６１、シュードモナスチコリアイＹＮ２およびシュードモナスチコリアイＨ４５のうちの少なくとも１種であることを特徴とする静電潜像現像用トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などにおいて用いられる静電潜像現像用トナーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真などの原理による画像形成方法においては、静電潜像を現像するためにトナーが用いられる。
この静電潜像現像用トナーは、結着重合体と着色剤を含有するトナー粒子よりなるものであり、従前においては、重合体と着色剤を溶融混練して粉砕することにより得られるいわゆる粉砕法トナーが広く用いられていたが、近年では、これに代わって、重合性単量体を水系媒体中で重合させることによって直接的に重合体粒子を調製することによって得られる、いわゆる重合法トナーが用いられるようになってきている。
【０００３】
これは、重合法トナーによれば、その製造上の理由から、粒度および形状の分布が狭くて均一性の高いトナー粒子が有利に得られることから、画像形成において良好な画質が得られ、また、優れた転写性が発揮されるなどの利点が得られるからである。
【０００４】
しかしながら、重合法トナーにおいては、得られる重合体粒子の分子量分布をシャープにすることに限界があるため、加熱下における溶融特性が不安定なものとなる。そのため、実際の画像形成においては、確実な定着を実行するために定着装置における定着温度を、厳密に必要な最低定着温度よりも相当に高い温度に設定することが必要となり、消費エネルギーが徒費される結果となる、という問題点がある。
【０００５】
以上のような背景において、本発明者らは、炭素源を体内に取り込んで重合体を生合成する微生物に注目して検討したところ、微生物によって生合成される重合体は分子量分布がシャープであって、静電潜像現像用トナーの結着重合体として好適な特性を有するものであることを見出した。本発明は、この知見に基づいて完成されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、結着重合体と着色粒子とを含有してなるトナー粒子を得る新規な静電潜像現像用トナーの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、体内で重合体を生合成する微生物を、当該重合体のための炭素源化合物と染料とを加えてなる培地によって培養し、当該微生物の生体内において前記染料によって染色された重合体粒子を生合成させ、これにより得られる着色重合体を用いてトナー粒子を得ることを特徴とする。
【０００８】
この静電潜像現像用トナーの製造方法において、微生物としては、シュードモナス属、シネココッカス属、アルカリゲネス属、コマモナス属およびバチルス属に属する微生物のうちの少なくとも１種が用いられる。
また微生物は、シュードモナスプチダＰ９１、シュードモナスジェッセニーＰ１６１、シュードモナスチコリアイＹＮ２およびシュードモナスチコリアイＨ４５のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、少なくとも微生物の体内において生合成された重合体の粒子と、着色剤とを塩析／融着させて凝集させることにより、トナー粒子を得る静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
前記微生物が、シュードモナスプチダＰ９１、シュードモナスジェッセニーＰ１６１、シュードモナスチコリアイＹＮ２およびシュードモナスチコリアイＨ４５のうちの少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
微生物の体内において生合成される重合体は、例えばポリエステル樹脂の微小な粒子状であり、分子量分布がシャープである点に特長の一つがある。従って、当該重合体粒子による静電潜像現像用トナーによれば、加熱下における溶融特性が安定したものとなる。
従って、トナー粒子の結着重合体として、そのような微生物生成重合体を用いることにより、画像形成における定着装置の定着温度を無駄に高い温度に設定する必要がなくて最低定着温度において確実な定着を行うことができ、結局、無駄なエネルギーの消費を回避することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明においては、着色剤と共にトナー粒子を形成するための結着重合体として、微生物の体内において生合成することによって生成された重合体が用いられる。
【００１３】
本発明において用いられる、微生物がその体内で生合成する重合体は、特に限定されるものではないが、その具体例としては、例えば次のものを挙げることができる。
（１）特開平８−１８７０８５号公報に開示されている、遺伝子組換え藍藻によって生成されるポリ−β−ヒドロキシ酪酸粒子
【００１４】
（２）特開平９−９８７９３号公報に開示されている、コマモナス（Ｃｏｍａｍｏｎａｓ）属に属し、ポリ−３−ヒドロキシブチレート生産能を有する微生物を、グルコン酸および１，４−ブタンジオールを含有する培地で好気性雰囲気で培養して菌体を増殖させることにより生成される、３−ヒドロキシブチレート単位（３ＨＢ単位）と、４−ヒドロキシブチレート単位（４ＨＢ単位）とからなるポリエステル樹脂粒子
【００１５】
以上の他、例えばシュードモナス属、シネココッカス属、アルカリゲネス属、コマモナス属、バチルス属に属する微生物の体内において重合体が生合成されることが知られており、具体的には、シュードモナスプチダＰ９１、シュードモナスジェッセニーＰ１６１、シュードモナスチコリアイＹＮ２、またはシュードモナスチコリアイＨ４５により、生合成されて得られる重合体粒子を用いることができる。
【００１６】
これらの微生物を用いて実際に重合体粒子を得るためには、炭素源となる脂肪酸や多価アルコールなどの炭化水素化合物を加えてなる培地を用いて、選定された重合体生成微生物を培養し、微生物の各個体の体内における重合体粒子の直径が例えば０．０５〜１μｍとなった時点で、例えば次亜塩素酸を添加することによりその細胞壁を破壊し、その後、遠心分離処理することにより、重合体粒子を回収すればよい。
【００１７】
この重合体粒子を用いて静電潜像現像用トナーを製造するためには、適宜の界面活性剤が添加された水またはアルコールなどが溶解された水よりなる水系媒体を用意し、この水系媒体中に、当該重合体粒子を、固形分濃度が例えば３〜３０質量％となる割合で分散させ、これに着色剤の分散液を添加し、更に必要に応じて離型剤などの他のトナー用成分の分散液を添加し、攪拌しながら適宜の凝集剤を添加する方法などの凝集処理を行うことにより、重合体粒子を他のトナー用成分の粒子と共に凝集させ、その後、得られる凝集粒子を洗浄、濾過、乾燥した上で適宜の粒径の粒子をトナー粒子として選別すればよい。
【００１８】
このような方法で得られるトナー粒子は、その粒径が体積平均粒径で２〜１０μｍであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の方法においては、微生物の培地に染料を添加しておく手法を好ましく利用することができる。
この方法による場合には、当該培地において微生物が培養されることにより、その生合成によって生成される重合体粒子は、培地に添加されていた染料が含有されたものとなるため、着色した重合体粒子が直接的に得られる。
【００２０】
この着色した重合体粒子においては、染料が重合体の内部に安定に存在し、しかも分子的なレベルで含有されるため、きわめて良好な呈色性を有するものとなり、共に用いられる着色剤の量を減少させることができ、また、通常の着色剤の添加によっては得ることのできない呈色特性が得られる可能性がある。
【００２１】
以上において、染料の具体例としては、例えばニグロシン染料、アゾ系染料などを用いることができる。
また、他の好ましく用いられる染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０３、同１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９５、その他を挙げることができる。これらは、その２種以上を併用することもできる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
〔重合体粒子の生合成〕
下記の組成を有する培地（ｐＨ７．０）に、コマモナス属の微生物であるコマモナス・アシドボランズＩＦＯ１３８５２を接種し、培地１リットルに対する１分間当たりの通気量を０．２リットルに制御した環境下において、温度３０℃で７２時間、培養処理を行った。
【００２３】
〔培地組成〕
脱イオン水                      １０００  質量部
グルコン酸ナトリウム                １５  質量部
１，４−ブタンジオール                ５  質量部
ニグロシン染料                        ２  質量部
硫酸アンモニウム                      ４  質量部
硫酸マグネシウム７水和物          ０．３  質量部
リン酸２水素カリウム              ２．６  質量部
リン酸水素２ナトリウム１２水和物      ７  質量部
ミネラル溶液                          ３  質量部
【００２４】
上記のミネラル溶液の組成は次のとおりである。
濃度０. １規定の塩酸水溶液  １００００００  質量部
塩化コバルト（ＣｏＣｌ2 ）          １１９  質量部
塩化ニッケル（ＮｉＣｌ2 ）          １１８  質量部
塩化第２鉄  （ＦｅＣｌ2 ）            １０  質量部
塩化クロム  （ＣｒＣｌ2 ）            ６２  質量部
塩化カルシウム（ＣａＣｌ2 ）            ８  質量部
硫酸銅      （ＣｕＳＯ4 ）          １５６  質量部
【００２５】
培養終了後、培養液を９０００ｒｐｍで５分間遠心分離機により処理することにより菌体を分離回収し、凍結結乾燥して乾燥菌体を得た。
得られた乾燥菌体を次亜塩素酸ナトリウム水溶液で処理し、更にイオン交換水で洗浄することにより、当該微生物体内で生合成されたポリエステルよりなる樹脂粒子を抽出した。この樹脂粒子は平均粒径０．８μｍのものであった。
【００２６】
〔静電潜像現像用トナーの調製〕
このようにして得られたポリエステルの樹脂粒子４２０．７ｇ（固形分換算）と、イオン交換水９００ｇと、平均粒径０．０１８μｍのカーボンブラックよりなる着色剤の分散液の１６６ｇとを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置および攪拌装置を取り付けた四つ口フラスコよりなる反応容器に入れて攪拌した。
反応容器内の温度を３０℃に調整した後、内部の溶液に濃度５規定の水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを９に調整した。
【００２７】
次いで、塩化マグネシウム６水和物の１２．１ｇをイオン交換水１０００ミリリットルに溶解した水溶液を、攪拌下に、温度３０℃にて１０分間かけて添加した。そして、３分間放置した後に昇温を開始し、当該系を６０分間かけて９０℃まで昇温した。その状態で、「コールターカウンターＴＡ−II」により会合粒子の粒径を測定し、体積平均粒径が４μｍになった時点で、塩化ナトリウム８０．４ｇをイオン交換水１０００ミリリットルに溶解した水溶液を添加して粒子の成長を停止させ、更に、熟成処理として液温度８５℃にて２時間にわたり加熱攪拌することにより融着を継続させることにより、塩析／融着を行った。
その後、３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを２．０に調整した後、攪拌を停止した。生成した会合粒子を濾過し、４５℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、４０℃の温風で乾燥することにより、ポリエステルの樹脂粒子と着色剤粒子とが凝集し会合してなるトナー粒子を得た。
【００２８】
このようにして得られたトナー粒子の１００質量部に対し、疎水性シリカ１質量部を添加してヘンシェルミキサーで混合処理することにより、静電潜像現像用トナーを得た。これをトナー１とする。
このトナー１は、重量平均分子量Ｍｗ５１２０、数平均分子量Ｍｎ４６７０、Ｍｗ／Ｍｎが１．１のものであった。
【００２９】
実施例２
実施例１において、コマモナス・アシドボランズＩＦＯ１３８５２の代わりにシュードモナスプチダＰ９１株を用いたこと以外は同様にして樹脂粒子を得、これを用いてトナー２を得た。
このトナー２は、重量平均分子量Ｍｗ４８２０、数平均分子量Ｍｎ４６６０、Ｍｗ／Ｍｎがl ．０３のものであった。
【００３０】
実施例３
実施例１において、コマモナス・アシドボランズＩＦＯ１３８５２の代わりにシュードモナスジェッセニーＰ１６１株を用いたこと以外は同様にして樹脂粒子を得、これを用いてトナー３を得た。
このトナー３は、重量平均分子量Ｍｗ３８２０、数平均分子量Ｍｎ３７１０、Ｍｗ／Ｍｎがl ．０３のものであった。
【００３１】
実施例４
実施例１において、コマモナス・アシドボランズＩＦＯ１３８５２の代わりにシュードモナスチコリアイＹＮ２株を用いたこと以外は同様にして樹脂粒子を得、これを用いてトナー４を得た。
このトナー４は、重量平均分子量Ｍｗ４６８０、数平均分子量Ｍｎ４４１０、Ｍｗ／Ｍｎがl ．０６のものであった。
【００３２】
実施例５
実施例１において、コマモナス・アシドボランズＩＦＯ１３８５２の代わりにシュードモナスチコリアイＨ４５株を用いたこと以外は同様にして樹脂粒子を得、これを用いてトナー５を得た。
このトナー５は、重量平均分子量Ｍｗ５２６０、数平均分子量Ｍｎ４９９０、Ｍｗ／Ｍｎがl ．０５のものであった。
【００３３】
比較例
攪拌装置を取り付けたフラスコ内に、重合開始剤（ＫＰＳ）１４．８g をイオン交換水４００ミリリットルに溶解させた開始剤溶液を仕込み、８０℃の温度条件下に、スチレン６００ｇと、ｎ−ブチルアクリレート１９０ｇと、メタクリル酸３０．O ｇと、ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオン酸エステル２０．８ｇとからなる単量体混合液を１時間かけて滴下した。
滴下終了後、２時間にわたって加熱攪拌することにより重合を行い、その後、２７℃まで冷却することにより、平均粒径０．１２μｍのラテックスを得た。これを比較用ラテックス１とする。
この比較用ラテックス１を、上記の実施例における樹脂粒子の代わりに使用したこと以外は同様にして、比較用トナーを得た。
この比較用トナーは、重量平均分子量Ｍｗ１２００、数平均分子量Ｍｎ５７５０、Ｍｗ／Ｍｎがl ．９５のものであった。
【００３４】
〔性能評価〕
上記のようにして得られたトナー１〜トナー５および比較用トナー１の各々を体積平均粒径３０μｍのマグネタイトキャリアと混合してトナー濃度が９５質量％の現像剤を調製した。
そして、定着温度を可変に制御できるよう改造した市販のデジタル複写機「コニカ７７３１」を用いて、各現像剤について、トナーのソリッド画像部の標準光沢度が２０以上になる温度を最低定着温度として求めた。
また、標準光沢度が２０以上になる温度において４０枚の画像を形成し、その画像をスキャナーの自動原稿送り機に通し、紙同士の擦りによる画像汚れの発生の有無を確認した。
結果は表１に示すとおりである。
【００３５】
【表１】
0003956633.tif 000002
【００３６】
表１の結果から理解されるように、本発明のトナー１〜トナー５によれば、いずれも、低い最低定着温度で定着した場合においても擦り汚れが発生せず、従って、低い定着温度で良好な定着を実行することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、微生物体内で生合成される重合体粒子を結着重合体として使用することにより、当該重合体粒子の分子量分布がシャープであることから、比較的低い温度で充分な定着強度をもって定着することのできる静電潜像現像用トナーが得られる。従って、当該トナーによれば、定着に要する消費エネルギーをが少ないものとすることができる。