DE60221602T2

DE60221602T2 - Elektrostatischer Ladungsaufzeichnungstoner, Herstellungsverfahren, Bilderzeugungsverfahren und Bildherstellungsapparat

Info

Publication number: DE60221602T2
Application number: DE60221602T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Yano; Tsuyoshi Nomoto; Shinya Kozaki; Tsutomu Honma
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-29
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: EP1253475A3; KR100461803B1; US20030118931A1; JP4532784B2; DE60221602D1; EP1253475A2; KR20020083516A; JP2003015359A; EP1253475B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ein elektrostatisches Ladungsbild (nachstehend auch kurz: „elektrisches Bild") entwickelnden Toner, der in der Elektrophotographie, bei der elektrostatischen Aufzeichnung oder dergleichen verwendet wird, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Toners und ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines solchen Toners.
Einschlägiger Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Elektrophotographie sind verschiedene Verfahren bekannt, sie bestehen jedoch im allgemeinen in der Verwendung eines photoelektrischen Materials, der Erzeugung eines latenten elektrischen Bildes auf einem Bildtragteil (lichtempfindliches Teil) durch verschiedene Einrichtungen zur Entwicklung eines solchen latenten Bildes mit einem Toner, so daß ein sichtbares Bild erhalten wird, zur anschließenden Übertragung, falls erforderlich, des Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial, wie Papier, und zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Übertragungsmaterial mittels Wärme und/oder Druck, wodurch eine Kopie erhalten wird. Um das latente elektrische Bild sichtbar zu machen, sind ein Kaskadenentwicklungsverfahren, ein Entwicklungsverfahren mittels Magnetbürsten, ein Entwicklungsverfahren mittels Druck usw. bekannt. Es ist auch ein Verfahren zum Entwickeln mit einem magnetischen Toner und einer rotierenden Entwicklungstrommel bekannt, die in ihrer Mitte Magnetpole aufweist, wodurch bewirkt wird, daß der magnetische Toner von der Entwicklungstrommel auf das lichtempfindliche Teil fliegt. Beim Verfahren zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes sind ein Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers, der aus einem Toner und einem Träger besteht, und ein Einkomponenten-Entwicklungsverfahren bekannt, das einen Einkomponentenentwickler verwendet, der allein aus dem Toner besteht und keinen Träger benutzt.
Das Farbmittel, das allgemein als Toner bezeichnet wird ("Farbmittel" steht hier nachstehend für eine Substanz, die ein färbendes Mittel als wesentliche Komponenten enthält und andere Komponenten enthalten kann, die für weitere Funktionen sorgen) enthält ein Bindeharz und ein färbendes Mittel ("färbendes Mittel" steht hier nachstehend für Ruß, Pigment, Farbstoff oder ein anderes färbendes Material selbst) als wesentliche Komponenten und enthält ferner falls erforderlich ein magnetisches Pulver oder dergleichen. Bei einer Vorrichtung zum einfarbigen Kopieren wird nicht nur ein schwarzer Toner sondern auch ein einfarbiger Farbtoner, wie einer mit einer roten, blauen, grünen oder braunen Farbe, verwendet, und bei einem solchen Toner wird ein Pigment oder ein Farbstoff zum Entwickeln der entsprechenden Farbe anstelle des schwarz färbenden Mittels im schwarzen Toner (grundsätzlich Ruß) verwendet.
Wenn ein Farbtoner mit einem solchen Pigment oder Farbstoff hergestellt wird, wird in großem Umfang ein Verfahren angewendet, bei dem ein solches Pigment oder ein solcher Farbstoff mit Bindeharz geknetet wird, danach das Zerkleinern mit einem mechanischen Mahlwerk oder einem Luftkollisionsmahlwerk vorgenommen wird und das Klassifizieren erfolgt, um die gewünschte mittlere Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung zu erzielen. Ein solches herkömmliches Verfahren ist jedoch mit den Nachteilen verbunden, daß das dem Toner zugesetzte färbende Mittel usw. nicht gleichmäßig verteilt werden können, wobei dies von der Komponente abhängt, oder daß es problematisch sein kann, den Toner mit einer geringen Partikelgröße und einer engen Partikelgrößenverteilung zu erzeugen, wodurch ein solcher Toner von einem herkömmlichen Verfahren aufgrund des deutlichen Verlustes der Ladung in bestimmten Fällen zu einem Bildschleier führen kann, und daß die Partikelgrößenverteilung weiter werden kann, was zu einer selektiven Entwicklung führt, wodurch es zu einer Beeinträchtigung des Bildes kommt.
Da das Aufladevermögen und das Fließverhalten des Pulvers für jedes färbende Mittel unterschiedlich sind, wird auch allgemein eine Regelung der Art und Menge des intern zugesetzten Ladungssteuerungsmittels oder der extern zugesetzten Materialien vorgenommen, um innerhalb der Farbtoner einheitliche Eigenschaften zu erreichen. Bei einer Vollfarbenkopiervorrichtung werden zusätzlich zum schwarzen Farbtoner auch Farbtoner mit den Farben Magenta, Cyan und Gelb verwendet, und auch in diesem Fall werden eine Regelung der Art und Menge des intern zugesetzten Ladungssteuerungsmittels oder des extern zugesetzten Materials vorgenommen, wie es vorstehend erläutert ist, um innerhalb der Farbtoner einheitliche Eigenschaften zu erreichen. Eine solche Regelung der Art und Menge des intern oder extern zugesetzten Materials, wie sie vorstehend erläutert ist, um einheitliche Eigenschaften der Farbtoner zu erreichen, kann jedoch in der Praxis ziemlich unbequem und problematisch sein, so daß sowohl beim einfarbigen Toner als auch beim Vollfarbentoner die Nachteile der Qualitätsschwankung des kopierten Bildes oder des unterschiedlichen Verhaltens der verschiedenen Farbtoner in bezug auf eine Verschlechterung der Eigenschaften vorlagen.
Bei der Bilderzeugung mittels der Vollfarbenelektrophotographie mangelt es dem Elektrophotographiebild auch noch immer an einem gleichmäßigen Bildglanz, der Einheitlichkeit oder der Bildhöhe und der Reproduzierbarkeit des Halbtonbildbereichs im Vergleich mit einem durch ein Offsetverfahren gedruckten Bild, obwohl die Bildqualität der Vollfarbenkopiervorrichtung aufgrund der Erweiterung des eine Farbe zeigenden Bereichs durch eine Verbesserung der Dispersionstechnologie des Pigmentes und durch die bessere Auflösung des Bildes in bezug auf einen Toner mit einer geringen mittleren Partikelgröße von 7 bis 8 μm verbessert worden ist.
Um die vorstehend genannte Ungleichmäßigkeit des Bildes zu beseitigen, ist eine Verringerung der Tonermenge, die auf das Übertragungsmedium aufgebracht wird, auf der Basis einer weiteren Verringerung des Durchmessers des Toners untersucht worden. Um mit einem Toner mit einem geringeren Durchmesser eine Dichte zu reproduzieren, die gleich der des Druckbildes ist, wird es jedoch erforderlich, die Konzentration des färbenden Mittels zu erhöhen, das dem Toner zugesetzt werden soll, durch eine Erhöhung der Konzentration des färbenden Mittels im Toner wird es jedoch problematisch, den Ladungspegel des Toners zu steuern, wobei die Schwankung des Ladungspegels besonders bei Bedingungen mit hoher Temperatur/hoher Feuchte oder geringer Temperatur/geringer Feuchte oder bei einem bestimmten färbenden Mittel zunehmen kann, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führt. Da das färbende Mittel den Einfluß auf die Schmelzeigenschaften des Bindeharzes verstärkt, können sich Probleme beim Fixiervermögen, wie das Auftreten des Phänomens der Versetzung im heißen Zustand (hot offset) oder eine Verringerung der Bildintensität, ergeben.
Um den vorstehend genannten Einfluß des färbenden Mittels auf die Eigenschaften des Toners abzuschwächen, schlagen die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 62-17753, 5-88406, 5-289396 und 5-341574 die Verwendung eines Harzes als Hilfsdispersionsmittel im Toner vor, das eine die Oberfläche aktivierende Wirkung hat und eine Matrix-Domänen-Struktur aufweist, die durch die Trennung von Harzen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen in der geschmolzenen Phase entsteht, so daß das färbende Mittel nur im Domänenbereich dispergiert wird, und die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-305367 schlägt vor, ein Kernpartikel, das durch Suspensionspolymerisation erzeugt worden ist und das färbende Mittel in einer großen Menge enthält, durch eine zweistufige Polymerisation mit einem Harz mit einem hohen elektrischen Widerstand zu überziehen, das das färbende Mittel nicht enthält, wodurch der elektrische Widerstand der Toneroberfläche gesteuert wird, womit folglich das Farbentwicklungsvermögen und die elektrischen Eigenschaften ausgeglichen werden.
Diese Vorschläge können den Dispersionsbereich des färbenden Mittels im Toner bis zu einem bestimmten Ausmaß steuern und folglich den Einfluß des färbenden Mittels auf die Eigenschaften des Toners abschwächen. Um eine Phasentrennung der Harze zu erreichen, ist jedoch der Auswahlbereich der Harze beim ersteren Verfahren begrenzt, da das in der Matrix zu verwendende Harz und das in der Domäne zu verwendende untereinander nicht mischbar sind, womit es zu den Nachteilen kommt, daß im Fall einer hohen Konzentration des färbenden Mittels oder bei bestimmten Arten des färbenden Mittels sich die Partikelgröße und die Verteilung der Domäne schwer steuern läßt und es problematisch ist, das färbende Mittel nur in der Domäne aufzunehmen.
Beim letzteren Verfahren wird der Toner andererseits hergestellt, indem das Kernpartikel, das das färbende Mittel in einer großen Menge enthält, durch Suspensionspolymerisation und anschließende Zugabe eines Monomers erzeugt wird, da jedoch das Kernpartikel und das das bedeckende Harz bildende Monomer vom ähnlichen Typ und wechselseitig gut löslich sind, wandert das färbende Mittel unvermeidlich zur Toneroberfläche, was zu einer Beeinträchtigung des Aufladevermögens und des Fixiervermögens des Toners führt. Da die Konzentration des färbenden Mittels, das in das Kernpartikel eingeführt werden kann, bei der Suspensionspolymerisation begrenzt ist, ist es auch schwierig, eine hohe Konzentration des färbenden Mittels im Toner zu erzielen, und es ist unmöglich, die Größe des Kernpartikels zu verringern. Da der Polymerisationsinitiator oder das oberflächenaktive Mittel, wie der Suspensionsstabilisator, der in einer großen Menge verwendet wird, beim durch Suspensionspolymerisation erzeugten Kernpartikel in der Kapsel verbleibt, ist die Art oder Menge des oberflächenaktiven Mittels oder des Polymerisationsinitiators auf bestimmte Anwendungszwecke begrenzt, und es kann problematisch werden, die gewünschte Aufgabe zu lösen.
Bei den vorstehend genannten Herstellungsverfahren wird für die Polymerisation des Monomers oder zum Lösen des Polymers oft ein organisches Lösungsmittel verwendet, so daß die Verwendung eines färbenden Mittels problematisch ist, das in diesem organischen Lösungsmittel löslich ist. Wenn das organische Lösungsmittel für die Massenproduktion in einer großen Menge verwendet wird, kommt es zu einer großen Belastung der Anlage, des menschlichen Körpers und der Umgebung, somit sind diese Verfahren auch in dieser Hinsicht nicht bevorzugt. Ferner sind diese Verfahren mit dem Nachteil verbunden, daß sich die Reaktionsbedingungen nicht leicht steuern lassen und daß auch die Verfahrensschritte kompliziert sind.
Andererseits sind in den letzten Jahren biotechnologische Verfahren zur Herstellung von Polymerverbindungen aktiv erforscht und teilweise kommerziell angewendet worden. Als Beispiele von von Mikroorganismen stammenden Polymerverbindungen sind Polyhydroxyalkanoate (die hier nachstehend als PHA abgekürzt sein können) bekannt, wie Poly-3-hydroxy-n-buttersäure (die hier nachstehend als PHB abgekürzt werden kann) oder ein Copolymer von 3-Hydroxy-n-buttersäure und 3-Hydroxy-n-valeriansäure (das hier nachstehend als PHB/V abgekürzt werden kann), Polysaccharide, wie Bakteriencellulose oder Purulan, und Polyaminosäuren, wie Poly-γ-glutaminsäure oder Polylysin. Ein solches von Mikroorganismen produziertes PHA kann wie herkömmliche Kunststoffe für die Herstellung verschiedener Produkte, zum Beispiel durch Schmelzen, verwendet werden. Es zeigt auch eine befriedigende Übereinstimmung mit lebenden Geweben, und es läßt sich eine Verwendung als weiches Material für medizinische Zwecke erwarten.
Es ist berichtet worden, daß verschiedene Mikroorganismen PHA produzieren und speichern. Es ist zum Beispiel von der Produktion von PHB/V durch die Mikroorganismen Alcaligenes eutropus H16 (ATCC Nr. 17699), Methylobacterium sp., Paracoccus sp., Alcaligenes sp. und Pseudomonas sp. berichtet worden (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 5-74492, japanische Patentveröffentlichungen Nr. 6-15604, 7-14352 und 8-19227 usw.).
Es ist auch offenbart worden, daß Comamonas acidovorans (IFO 13852) ein PHA produziert, das Monomereinheiten aufweist, die 3-Hydroxy-n-buttersäure und 4-Hydroxy-n-buttersäure einschließen (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 9-191893). Es ist auch offenbart worden, daß Aeromonas caviae ein Copolymer von 3-Hydroxy-n-buttersäure und 3-Hydroxyhexansäure produziert (offengelegte japanische Patentanmeldungen Nr. 5-93049 und 7-265065).
Die Biosynthese dieses PHB oder PHB/V erfolgt über eine Polymerisationsreaktion durch ein Enzym, wobei als Substrat (R)-3-Hydroxybutyryl-CoA oder (R)-3-Hydroxyvaleryl-CoA verwendet wird, das in den Mikroorganismen aus verschiedenen Kohlenstoffquellen über verschiedene Stoffwechselwege erzeugt wird. Das diese Polymerisationsreaktion katalysierende Enzym ist ein PHB synthetisierendes Enzym (das auch als PHB-Polymerase oder PHB-Synthase bezeichnet wird). CoA steht für Coenzym A mit der folgenden chemischen Struktur:
In den letzten Jahren ist auch ein Polyhydroxyalkanoat aktiv erforscht worden, das aus einer 3-Hydroxyalkansäure-Einheit mit einer mittleren Kettenlänge mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht (die hier nachstehend als mcl-PHA abgekürzt werden kann).
Das japanische Patent Nr. 2642937 offenbart zum Beispiel, daß Pseudomonas olevorans ATCC 29347, das mit acyclischen aliphatischen Kohlenwasserstoffen versorgt wird, ein PHA produziert, das eine 3-Hydroxyalkansäure-Monomereinheit mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen einschließt. Appl. Environ. Microbiol., 58, 746 (1992) berichtet auch, daß Pseudomonas resinovorans aus Octansäure als einziger Kohlenstoffquelle ein PHA produziert, das als Monomereinheiten 3-Hydroxy-n-buttersäure, 3-Hydroxyhexansäure, 3-Hydroxyoctansäure und 3-Hydroxydecansäure enthält, und aus Hexansäure als einziger Kohlenstoffquelle ein PHA produziert, das als Monomereinheiten 3-Hydroxy-n-buttersäure, 3-Hydroxyhexansäure, 3-Hydroxyoctansäure und 3-Hydroxydecansäure enthält. Es wir angenommen, daß bei diesen Synthesen die Einführung einer 3- Hydroxyalkansäure-Einheit mit einer größeren Kettenlänge als die der zugrundeliegenden Fettsäure zum Fettsäuresyntheseweg führt, der später erläutert wird.
Int. J. Biol. Macromol., 16 (3), 119 (1994) berichtet, daß der Stamm Pseudomonas sp. 61-3 aus Natriumgluconat als einziger Kohlenstoffquelle ein PHA produziert, das als Einheiten 3-Hydroxyalkansäuren, wie 3-Hydroxy-n-buttersäure, 3-Hydroxyhexansäure, 3-Hydroxyoctansäure, 3-Hydroxydecansäure und 3-Hydroxydodecansäure, und 3-Hydroxyalkensäuren, wie 3-Hydroxy-5-cis-decensäure und 3-Hydroxy-5-cis-dodecensäure, enthält.
Das vorstehend genannte PHA ist ein PHA, das aus einer Monomereinheit besteht, die in der Seitenkette einen Alkylrest aufweist (das hier nachfolgend als übliches PHA abgekürzt werden kann). Für umfassendere Anwendungszwecke, zum Beispiel für die Verwendung als funktionelles Polymer, wird jedoch angenommen, daß ein PHA äußerst vorteilhaft ist, das in der Seitenkette einen von einem Alkylrest verschiedenen Substituenten, wie einen Phenylrest, einen ungesättigten Kohlenwasserstoffrest, einen Esterrest, einen Allylrest, einen Cyanorest, einen Halogenkohlenwasserstoff, ein Epoxid usw., aufweist (ein solches PHA kann hier nachfolgend als unübliches PHA abgekürzt werden).
Als ein Beispiel der Biosynthese von unüblichem PHA, das einen Phenylrest enthält, berichten Macromolecules, 24, 5256–5260 (1991), Macromol. Chem., 191, 1957–1965 (1990) und Chirality, 3, 492–494 (1991), daß Pseudomonas oleovorans aus 5-Phenylvaleriansäure ein PHA produziert, das als eine Einheit 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäure enthält. Macromolecules, 29, 1762–1766 (1996) berichtet auch, daß Pseudomonas oleovorans aus 5-(4-Tolyl)-valeriansäure (das heißt 5-(4-Methylphenyl)valeriansäure) ein PHA produziert, das als eine Einheit 3-Hydroxy-5-(4-tolyl)valeriansäure enthält. Macromolecules, 32, 2889–2895 (1999) berichtet auch, daß Pseudomonas oleovorans aus 5-(2,4-Dinitrophenyl)valeriansäure ein PHA produziert, das als Einheiten 3-Hydroxy-5-(2,4-dinitrophenyl)valeriansäure und 3-Hydroxy-5-(4-nitrophenyl)valeriansäure enthält.
Als Beispiele von üblichem PHA, das einen Phenoxyrest enthält, berichtet Macromol. Chem. Phys., 195, 1665–1672 (1994), daß Pseudomonas oleovorans aus 11-Phenoxyundecansäure ein PHA produziert, das als Einheiten 3-Hydroxy-5-hydroxyvaleriansäure und 3-Hydroxy-9-phenoxynonansäure enthält. Macromolecules, 29, 3432–3435 (1996) berichtet auch, daß Pseudomonas oleovorans aus 6-Phenoxyhexansäure ein PHA produziert, das eine 3-Hydroxy-4-phenoxybuttersäure-Einheit und eine 3-Hydroxy-6-phenoxyhexansäure-Einheit enthält, aus 8-Phenoxyoctansäure auch ein PHA produziert, das eine 3-Hydroxy-4-phenoxybuttersäure-Einheit, eine 3-Hydroxy-6-phenoxyhexansäure-Einheit und eine 3-Hydroxy-8-phenoxyoctansäure-Einheit enthält, und aus 11-Phenoxyundecansäure ein PHA produziert, das eine 3-Hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure-Einheit und eine 3-Hydroxy-7-phenoxyheptansäure-Einheit enthält.
Can. J. Microbiol., 41, 32–43 (1995) berichtet auch von der Produktion eines PHA, das als Monomereinheit 3-Hydroxy-6-(p-cyanophenoxy)hexansäure oder 3-Hydroxy-6-(p-nitrophenoxy)hexansäure enthält, aus p-Cyanophenoxyhexansäure oder p-Nitrophenoxyhexansäure durch den Stamm Pseudomonas oleovorans ATCC 29347 und den Stamm Pseudomonas putida KT2442. Das japanische Patent Nr. 2989175 offenbart ein Homopolymer, das aus einer 3-Hydroxy-5-(monofluorphenoxy)valeriansäure-Einheit oder einer 3-Hydroxy-5-(difluorphenoxy)valeriansäure-Einheit besteht, ein Copolymer, das eine 3-Hydroxy-5-(monofluorphenoxy)pentanoat-Einheit und/oder eine 3-Hydroxy-5-(difluorphenoxy)pentanoat-Einheit einschließt, und ein Verfahren zu deren Herstellung und beschreibt deren Vorteile, wie die Ausbildung von Stereoregularität und Wasserabweisungsvermögen, wobei der hohe Schmelzpunkt und eine befriedigende Verarbeitbarkeit erhalten bleiben.
Als Beispiele von üblichem PHA mit einem Cyclohexylrest berichtet Macromolecules, 30, 1611–1615 (1997) auch, daß Pseudomonas oleovorans ein solches PHA aus Cyclohexylbuttersäure oder Cyclohexylvaleriansäure produziert.
Die Biosynthese eines solchen mcl-PHA oder unüblichem PHA erfolgt über eine Polymerisationsreaktion durch ein Enzym, wobei als Substrat (R)-3-Hydroxyacyl-CoA verwendet wird, das über verschiedene Stoffwechselwege (β-Oxidationssystem oder Fettsäuresyntheseweg) in den Mikroorganismen aus verschiedenen Alkansäurequellen erzeugt wurde. Das eine solche Polymerisationsreaktion katalysierende Enzym ist ein PHA synthetisierendes Enzym (das auch als PHA-Polymerase oder PHA-Synthase bezeichnet wird). Nachfolgend sind Reaktionen von Alkansäure zum PHA über eine Polymerisationsreaktion durch das β-Oxidationssystem und das PHA synthetisierende Enzym dargestellt.
Andererseits wird im Falle des Fettsäuresynthesewegs angenommen, daß das PHA in ähnlicher Weise durch das PHA synthetisierende Enzym aus (R)-3-Hydroxyacy-CoA synthetisiert wird, das durch Umwandlung aus (R)-3-Hydroxyacyl-ACP entsteht (ACP steht für Acylträgerprotein), das auf diesem Weg als Substrat entsteht.
Kürzlich ist versucht worden, das vorstehend genannte, PHB synthetisierende Enzym oder PHA synthetisierende Enzym aus den Bakterien zu entnehmen und PHA in einem zellfreien System (in vitro) zu synthetisieren.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92, 6279–6283 (1995) berichtet zum Beispiel von der Reaktion von 3-Hydroxybutyryl-CoA über einem PHB synthetisierenden Enzym, das von Alcaligenes eutrophus stammt, wodurch ein PHB produziert wird, das aus einer 3-Hydroxy-n-buttersäure-Einheit besteht. Int. J. Biol. Macromol., 25, 55–60 (1999) berichtet auch von der Reaktion von 3-Hydroxybutyryl-CoA oder 3-Hydroxyvaleryl-CoA über einem PHB synthetisierenden Enzym, das von Alcaligenes eutrophus stammt, wodurch ein PHA produziert wird, das aus einer 3-Hydroxy-n-buttersäure-Einheit oder einer 3-Hydroxy-n-valeriansäure-Eiheit besteht. Dieser Bericht beschreibt auch, daß die Reaktion von racemischem 3-Hydroxybutyryl-CoA durch die Stereoselektivität des Enzyms zur Synthese von PHB führt, das allein aus einer (R)-3-Hydroxy-n-buttersäure-Einheit besteht. Macromol. Rapid Commun., 21, 77–84 (2000) berichtet auch von der in vitro Synthese von PHB, wobei ein PHB synthetisierendes Enzym verwendet wird, das von Alcaligenes eutrophus stammt.
FEMS Microbiol. Lett., 168, 319–324 (1998) berichtet auch von der Reaktion von 3-Hydroxybutyryl-CoA über einem PHB synthetisierenden Enzym, das von Chromatium vinosum stammt, wodurch ein PHB produziert wird, das aus einer 3-Hydroxy-n-buttersäure-Einheit besteht.
Appl. Microbiol. Biotechnol., 54, 37–43 (2000) berichtet von der Synthese eines PHA, das aus einer 3-Hydroxydecansäure-Einheit besteht, durch die Reaktion von 3-Hydroxydecanoyl-CoA über einem PHA synthetisierenden Enzym von Pseudomonas aeruginosa.
DI offenbart eine Tonerzusammensetzung, die Partikel aus einem halbkristallinen Polyesterharz, insbesondere Polyhydroxyalkanoate, und Pigmentpartikel umfaßt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei herkömmlichen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Tonern, wie den vorstehend erläuterten, ist es oft schwierig, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner mit einheitlichen Tonereigenschaften, wie Aufladevermögen, Fließverhalten, zeitliche Beständigkeit, Umweltbeständigkeit usw., innerhalb der Toner mit unterschiedlichen Farben, einschließlich einer schwarzen Farbe, bereitzustellen. Bei einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Vollfarbentoner mit einem kleinen Durchmesser kann es auch zu einer Beeinträchtigung der Ladungseigenschaften, der Pulvereigenschaften, der Möglichkeit, den Ladungspegel aufrechtzuerhalten, und der Fixiereigenschaften kommen, wenn die Konzentration des färbenden Mittels zunimmt.
Es wurde auch ein ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnder Toner mit einer geringen Partikelgröße gefordert, der das färbende Mittel gleichmäßig und fein dispergiert enthält, eine hervorragende Farbsättigung und Transparenz, eine Gleichmäßigkeit der Ladung und Beständigkeit bzw. Haltbarkeit aufweist. Es wurde auch ein solcher, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnder Toner gefordert, der eine geringe Belastung auf die Umwelt oder Organismen ausübt, bei dem das Material des färbenden Mittels nur wenige Einschränkungen hat und der eine Kapselstruktur (Farbmittel) aufweist, die das färbende Mittel in einer hohen Konzentration und ohne Verunreinigung durch ein oberflächenaktives Mittel oder einen Polymerisationsinitiator enthält, die bei einer herkömmlichen Kapselstruktur die Verunreinigungsquellen darstellten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner, der die vorstehend genannten Nachteile beseitigen kann, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners und ein Bilderzeugungsverfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die einen solchen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner verwenden.
Als Ergebnis intensiver Forschungen zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe haben die hier genannten Erfinder festgestellt, daß das färbende Mittel leicht in winzigen Mikrokapseln eingeschlossen werden kann, ohne daß ein oberflächenaktives Mittel verwendet wird, wenn ein Polyhydroxyalkanoat (hier nachfolgend als PHA abgekürzt) synthetisierendes Enzym auf dem färbenden Mittel fixiert und die Reaktion durchgeführt wird, indem 3-Hydroxyacyl-Coenzym A zugesetzt wird, daß das färbende Mittel auch mit einer hohen Dichte enthalten ist, da das PHA die Oberfläche des färbenden Mittels direkt bedeckt, und daß für die wechselseitige Löslichkeit des PHA, das den Überzug des färbenden Mittels bildet, und des Bindeharzes gesorgt wird, wenn die Art des 3-Hydroxyacyl-Coenzyms A geeignet ausgewählt wird.
Es ist auch ein strukturiertes Material gefunden worden, bei dem verschiedene Eigenschaften (insbesondere die Steuerung der vorstehend genannten wechselseitigen Löslichkeit) besser sind, wenn ein solches PHA chemisch modifiziert wird. Insbesondere ist festgestellt worden, daß durch das Einführen einer Pfropfkette an ein solches PHA ein Farbmittel erhalten werden kann, bei dem zumindest ein Teil des färbenden Mittels von PHA mit verschiedenen Eigenschaften überzogen ist, die sich von einer solchen Pfropfkette ableiten. Es ist auch festgestellt worden, daß durch Vernetzen eines solchen PHA ein Farbmittel erhalten werden kann, bei dem zumindest ein Teil des färbenden Mittels mit PHA überzogen ist, das mit den gewünschten physikalisch-chemischen Eigenschaften ausgestattet ist (wie mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, Wärmebeständigkeit usw.). In der vorliegenden Erfindung bedeutet chemisches Modifizieren eine Modifizierung der Molekülstruktur des Polymermaterials durch eine chemische intramolekulare oder intermolekulare Reaktion dieses Polymermaterials oder durch eine chemische Reaktion des Polymermaterials und einer anderen chemischen Substanz. Vernetzen bedeutet auch eine intramolekulare oder intermolekulare chemische oder physikalisch-chemische Kopplung des Polymermaterials, wodurch eine Netzwerkstruktur gebildet wird, und Vernetzungsmittel steht für eine Substanz mit einer bestimmten Reaktivität gegenüber dem Polymermaterial, das zugesetzt werden soll, um die vorstehend genannte Vernetzungsreaktion durchzuführen.
Es ist auch festgestellt worden, daß durch die vorstehend genannten Eigenschaften die Tonereigenschaften innerhalb von Tonern unterschiedlicher Farben vereinheitlicht werden können, daß die hohe Konzentration des färbenden Mittels leicht erreicht werden kann, ohne daß andere Funktionen des Toners beeinträchtigt werden, und daß das färbende Mittel gleichmäßig und fein im Tonerpartikel dispergiert werden kann, wodurch die vorliegende Erfindung erreicht wurde.
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner ist dadurch gekennzeichnet, daß der ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner sich zumindest zusammensetzt aus einem Farbmittel, von dem zumindest ein Teil überzogen ist mit Polyhydroxyalkanoat, das eine erste Harzkomponente bildet, und einem Bindeharz, das eine zweite Harzkomponente bildet.
Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung für den Entwickler eines elektrostatischen Ladungsbildes, der Toner verschiedener Farben erfordert, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner, der unter den Tonern unterschiedlicher Farben, einschließlich schwarzer Farbe, eine einheitliche Gestaltung der Tonereigenschaften wie Aufladevermögen, Fließverhalten, zeitliche Beständigkeit, Umweltbeständigkeit usw., erlaubt. Sie ermöglicht auch einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden, geringe Partikelgröße besitzenden Vollfarbentoner, der Beeinträchtigungen von Ladungseigenschaften, Pulvereigenschaften, Ladungspegelerhaltung und Fixiereigenschaften vermeiden kann, wie sich diese durch die Zunahme der Konzentration des färbenden Mittels in einem solchen Toner ergeben. Sie führt auch zu einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden, geringe Partikelgröße besitzenden Toner mit einem färbenden Mittel, das gleichmäßig und fein verteilt ist, sowie hinsichtlich Farbsättigung, Transparenz, Gleichmäßigkeit der Ladung und Haltbarkeit hervorragend ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch die Bereitstellung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners, der eine geringe Belastung auf die Umwelt oder Organismen ausübt, bei dem das Material des färbenden Mittels nur wenig eingeschränkt ist und der eine das färbende Mittel in einer hohen Konzentration einschließenden Kapselstruktur (Feinstruktur) enthält, und zwar ohne Verunreinigungen durch ein oberflächenaktives Mittel oder einen Polymerisationsinitiator, die bisher die Verunreinigungsquellen einer herkömmlichen Kapselstruktur darstellen, durch Verwendung von PHA mit vielfältigen Funktionen.
Beim erfindungsgemäßen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner enthält das Farbmittel vorzugsweise ein Pigment. Das Polyhydroxyalkanoat beinhaltet vorzugsweise zumindest eine Monomereinheit, die aus der aus Monomereinheiten der folgenden Formeln (1) bis (10) bestehenden Gruppe ausgewählt ist:
wobei die Monomereinheit zumindest eine aus der Gruppe ist, die aus Monomereinheiten besteht, bei denen die Kombination von R1 und a irgendeine der folgenden ist:
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) und a eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel ist:
und a eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist;
worin b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R2 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R3 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R4 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R5 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇ ausgewählt ist;
worin f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist;
worin g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist;
worin h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R6 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃ ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R7 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'' ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist.
Das Polyhydroxyalkanoat hat auch vorzugsweise ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 1.000 bis 10.000.000.
Es ist auch bevorzugt, daß sich die Zusammensetzung der Monomereinheiten des Polyhydroxyalkanoats in einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite des Farbmittels ändert.
Es ist auch bevorzugt, daß zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats ein chemisch modifiziertes Polyhydroxyalkanoat ist und daß das chemisch modifizierte Polyhydroxyalkanoat zumindest eine Pfropfkette einschließt. Die Pfropfkette ist auch vorzugsweise eine Pfropfkette, die durch chemisches Modifizieren des Polyhydroxyalkanoats gebildet worden ist, das zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe einschließt, oder eine Pfropfkette einer Verbindung mit einer Aminogruppe.
Die Verbindung mit einer Aminogruppe ist vorzugsweise eine Verbindung, die am Ende mit einer Aminogruppe modifiziert ist (hier nachfolgend als mit einer endständigen Aminogruppe modifizierte Verbindung bezeichnet). Die mit einer endständigen Aminogruppe modifizierte Verbindung ist vorzugsweise zumindest eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylamin, Polyethylenimin und Polysiloxan besteht, die am Ende mit einer Aminogruppe modifiziert sind. Zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats ist auch vorzugsweise ein vernetztes Polyhydroxyalkanoat.
Es ist auch bevorzugt, daß das vernetzte Polyhydroxyalkanoat durch Vernetzen eines Polyhydroxyalkanoats erhalten wird, das zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe einschließt.
Das vernetzte Polyhydroxyalkanoat ist vorzugsweise ein Polyhydroxyalkanoat, das durch zumindest eine Verbindung bzw. ein Verfahren vernetzt worden ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Diaminverbindungen, Succinsäureanhydrid, 2-Ethyl-4-methylimidazol und Elektronenstrahlen besteht. In diesem Fall ist die Diaminverbindung vorzugsweise Hexamethylendiamin.
Die vorliegende Erfindung gibt auch ein Bilderzeugungsverfahren an, das zumindest folgendes aufweist: einen Schritt, bei dem an ein Aufladeteil von außen eine Spannung angelegt wird, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, einen Schritt, bei dem auf dem aufgeladenen Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Ladungsbild mit einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner entwickelt wird, wodurch auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild ein Tonerbild erzeugt wird, einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und einen Fixierschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme fixiert wird, wobei das Verfahren die Verwendung des vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners gekennzeichnet ist.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens schließt zumindest folgendes ein: einen Schritt, bei dem an ein Aufladeteil von außen eine Spannung angelegt wird, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, einen Schritt, bei dem auf dem aufgeladenen Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Ladungsbild mit einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner entwickelt wird, wodurch auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild ein Tonerbild erzeugt wird, einen ersten Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Zwischenübertragungsteil übertragen wird, einen zweiten Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsteil auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und einen Fixierschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme fixiert wird, wobei das Verfahren durch die Verwendung des vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners gekennzeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Bilderzeugungsvorrichtung bereit, die zumindest folgendes aufweist: eine Einrichtung, um an ein Aufladeteil von außen eine Spannung anzulegen, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, eine Einrichtung, um auf dem aufgeladenen Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Ladungsbildes mit einem ein elektrostatischen Ladungsbild entwickelnden Toner, wodurch auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild ein Tonerbild erzeugt wird, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Aufzeichnungsmaterial und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie den vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner enthält.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung schließt zumindest folgendes ein: eine Einrichtung, um an ein Aufladeteil von außen eine Spannung anzulegen, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, eine Einrichtung, um auf dem aufgeladenen Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Ladungsbildes mit einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner, wodurch auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild ein Tonerbild erzeugt wird, eine erste Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Zwischenübertragungsteil, eine zweite Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Zwischenübertragungsteil auf ein Aufzeichnungsmaterial, und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie den vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner enthält.
Die vorliegende Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners an, der ein färbendes Mittel einschließt, das erhalten wird, indem zumindest ein Teil der Oberfläche eines färbenden Mittels mit einem Polyhydroxyalkanoat überzogen wird, das eine erste Harzkomponente bildet, wobei das Verfahren durch die Durchführung einer Polyhydroxyalkanoat-Synthesereaktion unter Verwendung von 3-Hydroxyacyl-CoA als Substrat in Gegenwart eines Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms gekennzeichnet ist, das an der Oberfläche des färbenden Mittels angebracht ist, das in einem wäßrigen Medium dispergiert ist, so daß zumindest ein Teil der Oberfläche des färbenden Mittels mit Polyhydroxyalkanoat überzogen wird, wodurch das vorstehend genannte Farbmittel erzeugt wird.
Bei den vorstehend genannten Verfahren schließt das Polyhydroxyalkanoat vorzugsweise zumindest eine aus der Gruppe von Monomereinheiten der folgenden Formeln (1) bis (10) ein, und das entsprechende 3-Hydroxyacyl-Coenzym A ist irgendeins mit den chemischen Formeln (11) bis (20):
wobei die Monomereinheit zumindest eine aus der Gruppe ist, die aus Monomereinheiten besteht, bei denen die Kombination von R1 und a eine der folgenden ist:
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) und a eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel ist:
und a eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist;
worin b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R2 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R3 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R4 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R5 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇ ausgewählt ist;
worin f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist;
worin g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist;
worin h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R6 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃ ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R7 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'' ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und die Kombination aus R1 und a irgendeine der folgenden ist und der Kombination von R1 und a in der vorstehenden chemischen Formel (1) entspricht:
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) und a eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel ist:
und a eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und b in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht und R2 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R2 in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und c in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht und R3 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R3 in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und d in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht und R4 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R4 in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und e in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht und R5 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇ ausgewählt ist und R5 in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und f in der vorstehenden chemischen Formel (6) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und g in der vorstehenden chemischen Formel (7) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und h in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, R6 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃ ausgewählt ist und R6 in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und i in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, R7 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'' ausgewählt ist und R7 in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist und j in der vorstehenden chemischen Formel (10) entspricht.
Es ist auch bevorzugt, wenn sich die Zusammensetzung der Monomereinheiten des Polyhydroxyalkanoats in Richtung von der Innenseite zur Außenseite des Farbmittels ändert, indem die Zusammensetzung des 3-Hydroxyacyl-Coenzyms A mit der Zeit geändert wird.
Es ist auch bevorzugt, wenn ferner ein Schritt vorliegt, bei dem zumindest ein Teil des das Farbmittel überziehenden Polyhydroxyalkanoats chemisch modifiziert wird. Der vorstehend genannte Schritt des chemischen Modifizierens ist vorzugsweise ein Schritt, bei dem in zumindest einen Teil des Polyhydroxyalkanoats eine Pfropfkette eingefügt wird.
Es ist auch bevorzugt, daß der vorstehend genannte Schritt des Hinzufügens der Pfropfkette ein Schritt ist, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats mit einer Verbindung umgesetzt wird, die am Ende eine reaktive funktionelle Gruppe aufweist.
Das Polyhydroxyalkanoat schließt auch vorzugsweise zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe ein.
Die vorstehend genannte Verbindung mit einer reaktiven funktionellen Gruppe am Ende ist vorzugsweise eine Verbindung mit einer Aminogruppe, und die Verbindung mit einer Aminogruppe ist vorzugsweise eine Verbindung, die mit einer endständigen Aminogruppe modifiziert ist. Die mit einer endständigen Aminogruppe modifizierte Verbindung ist vorzugsweise zumindest eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylamin, Polyethylenimin und Polysiloxan besteht, die am Ende mit einer Aminogruppe modifiziert sind.
Der vorstehend genannte Schritt des chemischen Modifizierens ist vorzugsweise ein Schritt, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats vernetzt wird, und der vorstehend genannte Vernetzungsschritt ist vorzugsweise ein Schritt, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats mit einem Vernetzungsmittel reagiert.
Das vorstehend genannte Polyhydroxyalkanoat ist vorzugsweise ein Polyhydroxyalkanoat, das zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe einschließt.
Das vorstehend genannte Vernetzungsmittel ist vorzugsweise zumindest eins, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Diaminverbindungen, Succinsäureanhydrid und 2-Ethyl-4-methylimidazol besteht. In diesem Fall ist die Diaminverbindung vorzugsweise Hexamethylendiamin.
Der vorstehend genannte Vernetzungsschritt kann ein Schritt sein, bei dem das Polyhydroxyalkanoat mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird.
Das vorstehend genannte, Polyhydroxyalkanoat synthetisierende Enzym ist vorzugsweise ein Polyhydroxyalkanoat synthetisierendes Enzym, das von einem Mikroorganismus mit der Fähigkeit zur Produktion eines solchen Enzyms oder einer Transformante produziert wird, die erhalten wird, indem ein Gen, das die Fähigkeit zu einer solchen Produktion betrifft, in Wirtsmikroorganismen eingeführt wird.
Die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, das vorstehend genannte, Polyhydroxyalkanoat synthetisierende Enzym zu produzieren, sind vorzugsweise jene von Pseudomonas sp. von zumindest einer Gattung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Pseudomoas putida P91 (FERM BP-7373), Pseudomonas cichorii H45 (FERM BP-7374), Pseudomonas cichorii YN2 (FERM BP-7375) und Pseudomonas jessenii P161 (FERM BP-7376) besteht.
Die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, ein Polyhydroxyalkanoat synthetisierendes Enzym zu produzieren, können auch jene von Burkholderia sp. von zumindest einer Gattung sein, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Burkholderia cepacia KK01 (FERM BP-4235), Burkholderia sp. OK3 (FERM P-17370) und Burkholderia sp. OK4 (FERM P-17371) besteht.
Die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, ein Polyhydroxyalkanoat synthetisierendes Enzym zu produzieren, können auch jene von Alcaligenes sp. sein und können Alcaligenes sp. TL2 (FERM BP-6913) sein.
Die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, ein Polyhydroxyalkanoat synthetisierendes Enzym zu produzieren, können auch jene von Ralstonia sp. sein und können Ralstonia eutropha TB64 (FERM BP-6933) sein.
Die Wirtsmikroorganismen für die Transformante mit der Fähigkeit zur Produktion des vorstehend genannten, Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms können auch Escherichia coli sein.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, beim Entwickler für ein elektrostatisches Ladungsbild, der einen Toner mit verschiedenen Farben erfordert, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner bereitzustellen, der aus einem Farbmittel, von dem zumindest ein Teil mit Polyhydroxyalkanoat überzogen ist, das eine erste Harzkomponente bildet, und einem Bindeharz besteht, das eine zweite Harzkomponente bildet, wodurch eine gleichmäßige Gestaltung der Tonereigenschaften, wie Aufladevermögen, Fließverhalten, zeitliche Beständigkeit, Umweltbeständigkeit usw. innerhalb der Toner mit unterschiedlichen Farben, einschließlich einer schwarzen Farbe, möglich wird. Sie ermöglicht es auch, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Vollfarbentoner mit einer geringen Partikelgröße bereitzustellen, der eine Beeinträchtigung der Ladungseigenschaften, der Pulvereigenschaften, des Erhalts des Ladungspegels und der Fixiereigenschaften beseitigen kann, die sich durch eine Erhöhung der Konzentration des färbenden Mittels in einem solchen Toner ergibt.
Sie ermöglicht es auch, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner mit einer geringen Partikelgröße bereitzustellen, der ein färbendes Mittel einschließt, das gleichmäßig und fein verteilt ist, wobei er eine hervorragende Farbsättigung, Transparenz, Gleichmäßigkeit der Ladung und Beständigkeit aufweist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, einen ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner bereitzustellen, der eine geringe Belastung auf die Umwelt oder Organismen ausübt, dem Material des färbenden Mittels wenig Einschränkungen auferlegt und eine Kapselstruktur (Farbmittel) aufweist, die das färbende Mittel in einer hohen Konzentration und ohne Verunreinigung mit einem oberflächenaktiven Mittel oder Polymerisationsinitiator enthält, die die Verunreinigungsquellen der herkömmlichen Kapselstruktur darstellten.
Außerdem ermöglicht es die vorliegende Erfindung auch, ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners und ein Bilderzeugungsverfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung des vorstehend genannten, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners bereitzustellen.
Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung ihrer Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung;
2 ist eine teilweise Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung für einen Zweikomponentenentwickler;
3 ist eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Wiederverwendungsmechanismus für Toner;
4 ist eine teilweise Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung für einen Einkomponentenentwickler;
5 ist eine teilweise auseinandergezogene Perspektivansicht einer Fixiereinrichtung;
6 ist ein vergrößerter Querschnitt, der den Zustand des Films der Fixiereinrichtung im nicht betätigten Zustand zeigt;
7 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Messen des Blow-off-Ladungspegels, um den Ladungspegel des Toners zu messen;
8 ist ein schematischer Querschnitt eines erfindungsgemäßen Tonerpartikels; und
9 ist ein schematischer Querschnitt eines herkömmlichen Tonerpartikels.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand der folgenden Beschreibung ausführlicher erläutert. Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner besteht aus einem Farbmittel, bei dem zumindest ein Teil mit Polyhydroxyalkanoat überzogen ist, das eine erste Harzkomponente bildet, und einem Bindeharz, das eine zweite Harzkomponente bildet. Als Polyhydroxyalkanoat, das die erste Harzkomponente bildet, kann vorteilhafterweise zumindest eins verwendet werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Monomereinheiten der folgenden Formeln (1) bis (10) besteht:
wobei die Monomereinheit zumindest eine aus der Gruppe ist, die aus Monomereinheiten besteht, bei denen die Kombination von R1 und a eine der folgenden ist:
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) und a eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel ist:
und a eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist;
worin b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R2 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R3 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R4 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist;
worin e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R5 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇ ausgewählt ist;
worin f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist;
worin g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist;
worin h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R6 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃ ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R7 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'' ausgewählt ist, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist.
Ein solches PHA kann mit dem entsprechenden 3-Hydroxyacyl-Coenzym A, das heißt mit 3-Hydroxyacyl-Coenzymen A in einer entsprechenden Anzahl synthetisiert werden, die aus denen der folgenden chemischen Formeln (11) bis (20) ausgewählt sind:
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und die Kombination aus R1 und a eine der folgenden ist und der Kombination von R1 und a in der vorstehenden chemischen Formel (1) entspricht:
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) und a eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist;
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist; und
eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel ist:
und a eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und b in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht und R2 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R2 in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und c in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht und R₃ ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R3 in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und d in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht und R4 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ ausgewählt ist und R4 in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und e in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht und R5 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇ ausgewählt ist und R5 in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und f in der vorstehenden chemischen Formel (6) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und g in der vorstehenden chemischen Formel (7) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und h in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, R6 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃ ausgewählt ist und R6 in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C2H5 ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und i in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, R7 ein Substituent ist, der aus der Gruppe von einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'' ausgewählt ist und R7 in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist, und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist und j in der vorstehenden chemischen Formel (10) entspricht.
Wie vorstehend erläutert, ist der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des direkten Dispergierens des färbenden Mittels, wie eines Pigments, im Toner das Farbmittel, das mit einer äußeren Hülle aus einem Harz überzogen ist, das aus PHA besteht, das das erste Harz bildet, im Bindeharz dispergiert wird, das ein thermoplastisches Harz enthält. 8 ist ein schematischer Querschnitt eines Tonerpartikels, bei dem das Farbmittel im Tonerbindeharz dispergiert ist, wohingegen 9 ein Querschnitt eines herkömmlichen Tonerpartikels ist. Im Falle des herkömmlichen Tonerpartikels ist das Pigment 1 im Bindeharz 4 dispergiert, im Falle der vorliegenden Erfindung ist das Pigment 1 jedoch mit der ersten Harzkomponente 2 überzogen und zudem in der zweiten Harzkomponente 3 dispergiert.
Da beim erfindungsgemäßen Toner das Farbmittel, das mit der äußeren Hülle aus einem Harz überzogen ist, durch das thermoplastische Harz gebunden ist, ist die Kombination aus dem im Farbmittel enthaltenden färbenden Mittel und dem Harz zum Binden des Farbmittels nicht begrenzt, und man hat bei der Auswahl des Materials sehr viel Freiheit. Das färbende Mittel, zum Beispiel Pigmentpartikel, führen auch zu einer geringeren Wanderung zur Außenseite des Farbmittels (an der Oberfläche des Farbmittels freiliegen). Außerdem kann das mit der äußeren Hülle überzogene Farbmittel mit einer deutlicheren Partikelgrößenverteilung erzeugt werden, selbst wenn das färbende Mittel in einer höheren Konzentration enthalten ist. Das Innere des Farbmittels, das mit Polyhydroxyalkanoat überzogen ist, besteht im allgemeinen aus dem färbenden Mittels selbst, und das färbende Mittel besteht angesichts der Lichtechtheit und der Beständigkeit des färbenden Mittels gegenüber dem Ausbluten vorzugsweise aus einem Pigment.
Nachfolgend wird das vorstehend genannte Farbmittel ausführlich erläutert.
<PHA>
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete PHA kann irgendein PHA sein, das von einem PHA synthetisierenden Enzym synthetisiert werden kann, das mit der PHA-Biosynthesereaktion in Zusammenhang steht.
Die Biosynthese von PHA wird von verschiedenen Alkansäuren als Ausgangsmaterial mittels einer Polymerisationsreaktion durch ein Enzym durchgeführt, wobei als Substrat (R)-3-Hydroxyacyl-CoA verwendet wird, das in den Organismen über verschiedene Stoffwechselwege (zum Beispiel das β-Oxidationssystem oder der Fettsäuresyntheseweg) erzeugt wird. Das eine solche Polymerisationsreaktion katalysierende Enzym ist ein PHA synthetisierendes Enzym (das auch als PHA-Polymerase oder PHA-Synthase bezeichnet wird).
CoA ist die Abkürzung für Coenzym A mit der vorstehend genannten chemischen Struktur. Der Reaktionsweg von Alkansäure zum PHA über das β-Oxidationssystem und die Polymerisationsreaktion durch das PHA synthetisierende Enzym ist wie vorstehend erläutert. Andererseits wird im Falle der Synthese über den Fettsäuresyntheseweg angenommen, daß das PHA in ähnlicher Weise durch das PHA synthetisierende Enzym synthetisiert wird, wobei als Substrat (R)-3-Hydroxyacyl-CoA verwendet wird, das durch Umwandlung aus (R)-3-Hydroxyacyl-ACP erhalten wurde (ACP steht für Acyl-Trägerprotein), das auf einem solchen Weg erzeugt worden ist. Wie vorstehend erläutert ist bereits bekannt und berichtet worden, daß PHA in einem zellfreien System (in vitro) synthetisiert werden kann, wenn das vorstehend genannte, PHB synthetisierende Enzym oder das PHA synthetisierende Enzym den Bakterien entnommen wird. Wie vorstehend erläutert katalysiert das PHA synthetisierende Enzym die letzte Stufe im PHA-Synthesereaktionssystem in den Organismen, so daß irgendein PHA, bei dem bekannt ist, daß es in Organismen synthetisiert werden kann, durch die katalysierende Wirkung eines solchen Enzyms synthetisiert wird. Somit ist es möglich, Mikrokapseln herzustellen, die durch Überziehen des färbenden Mittels mit irgendeinem PHA erzeugt werden, von dem bekannt ist, daß es in Organismen synthetisiert werden kann, indem 3-Hydroxyacyl-CoA, das dem gewünschten PHA entspricht, über dem vorstehend genannten Enzym zur Reaktion gebracht wird, das auf dem erfindungsgemäßen färbenden Mittel fixiert ist.
Bestimmte Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendbaren PHA schließen das vorstehend genannte PHA ein. Zu bestimmten Beispielen des vorstehend genannten Halogenatoms gehören Fluor, Brom und Chlor. Das vorstehend genannte Chromophor ist ebenfalls nicht besonders begrenzt, sofern dessen 3-Hydroxyacyl-CoA bindende Form vom PHA synthetisierenden Enzym katalysiert werden kann, angesichts der sterischen Hinderung bei der Polymersynthese ist es jedoch im Molekül des 3-Hydroxacyl-CoA erwünscht, daß zwischen der Carboxylgruppe, die an das CoA gebunden ist, und dem Chromophor eine Methylenkette mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen vorliegt. Auch bei der gefärbten Zusammensetzung, die aus dem Mikrokapselpigment besteht, das auf dem PHA basiert, das ein solches Chromophor aufweist, wird zum Beispiel erwartet, daß sie durch die gemeinsame Wirkung mit der eine Farbe ausbildenden Komponente des Pigments eine effektivere Farbentwicklung zeigt.
Als PHA, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann auch ein statistisches Copolymer oder ein Blockcopolymer verwendet werden, das eine Vielzahl der vorstehend genannten Monomereinheiten einschließt, und es können eine Steuerung der physikalischen Eigenschaften, das Erzielen einer Vielzahl von Funktionen und das Erzielen neuer Funktionen erwartet werden, wobei die Eigenschaften der darin enthaltenen Monomereinheiten oder funktionellen Gruppen oder die Wechselwirkung solcher funktionellen Gruppen ausgenutzt wird. Es ist auch möglich, auf der Oberfläche des färbenden Mittels ein Blockcopolymer mit einer willkürlichen Folge und Zusammensetzung zu synthetisieren, indem die Menge und Reihenfolge der Zugabe des 3-Hydroxyacyl-CoA gesteuert wird, das das Substrat bildet. Falls erforderlich ist es auch möglich, nach oder während der PHA-Synthese eine chemische Modifizierung vorzunehmen.
Man kann zum Beispiel die Zusammensetzung der Monomereinheiten des PHA in einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite des Farbmittels ändern, indem die Art und Konzentration des das Substrat bildenden 3-Hydroxyacyl-CoA mit der Zeit geändert werden. Auf diese Weise ist es möglich, in der Außenschicht des Farbmittels ein PHA zu erzeugen, das eine stärkere wechselseitige Löslichkeit mit dem Bindeharz zeigt, und in der Innenschicht des Farbmittels ein PHA zu bilden, das eine höhere Affinität gegenüber dem färbenden Mittel zeigt, wodurch der Effekt der vorliegenden Erfindung verstärkt wird. Wenn ein PHA mit einer wechselseitigen Löslichkeit mit dem Bindeharz eine geringe Affinität gegenüber dem färbenden Mittel zeigt, kann insbesondere ein Verfahren angewendet werden, bei dem das färbende Mittel zuerst mit PHA überzogen wird, das eine höhere Affinität dafür zeigt, und die Monomereinheit des PHA von der Innenseite des Farbmittels zu dessen Außenseite in Richtung einer besseren wechselseitigen Löslichkeit mit dem Bindeharz geändert wird, zum Beispiel in einer mehrschichtigen oder Gradientenstruktur, wodurch ein Farbmittel erzeugt wird, das eine stärkere Bindung gegenüber dem färbenden Mittel aufweist und einen PHA-Überzug aufweist, der mit dem Bindeharz wechselseitig löslich ist.
Durch die Einführung einer Pfropfkette in das PHA auf der Oberfläche des Farbmittels kann auf der Basis einer solchen Pfropfkette auch ein Farbmittel erreicht werden, das eine wechselseitige Löslichkeit mit dem Bindeharz zeigt. Es kann auch ein Farbmittel mit hervorragender mechanischer Festigkeit erzielt werden, wenn das PHA auf der Oberfläche des Farbmittels vernetzt wird.
Das PHA, das durch das PHA synthetisierende Enzym synthetisiert worden ist und im strukturierten Material der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist im allgemeinen ein isotaktisches Polymer, das nur aus einem R-Isomer besteht.
Das Verfahren zur Synthese von 3-Hydroxyacyl-CoA, das als PHA synthetisierendes Substrat dient, kann zum Beispiel geeignet aus einer in vitro Synthese unter Verwendung eines Enzyms, einer in vivo Synthese unter Verwendung von Organismen, wie Mikroorganismen oder Pflanzen, und einer chemischen Synthese ausgewählt werden. Insbesondere wird für die Synthese eines solchen Substrats im allgemeinen das Enzymsyntheseverfahren angewendet, und es ist zum Beispiel ein Verfahren bekannt, das auf der folgenden Reaktion basiert: 3-Hydroxalkansäure + CoA → (Acyl-CoA-Synthetase) → 3-Hydroxyacyl-CoA wobei handelsübliche Acyl-CoA-Synthetase verwendet wird (Acyl-CoA-Ligase, E.C.6.2.1.3) (Eur. J. Biochem., 250, 432–439 (1997); Appl. Microbiol. Biotechnol., 54, 37–43 (2000) usw.). Die Synthese unter Verwendung eines Enzyms oder von Organismen kann in einer diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Weise erfolgen, wobei ein fixiertes Enzym oder fixierte Zellen verwendet werden.
<PHA synthetisierendes Enzym und produzierende Bakterien dafür>
Das PHA synthetisierende Enzym, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann von Mikroorganismen produziert werden, die geeignet aus jenen ausgewählt werden, die ein solches Enzym produzieren können, oder wird von einer Transformante produziert, die durch Einführen eines Gens eines PHA synthetisierenden Enzyms solcher Mikroorganismen in Wirtsmikroorganismen erhalten wurde.
Die Mikroorganismen, die das PHA synthetisierende Enzym produzieren, können PHB oder PHB/V produzierende Bakterien sein, und dazu gehören jene von Aeromonas sp., Alcaligenes sp., Chromatium sp., Comamonas sp., Methylobacterium sp., Paracoccus sp. und Pseudomonas sp., und es können auch Burkholderia cepacia KK01, Ralstonia eutropha TB64 oder Alcaligenes sp. TL2 verwendet werden, die durch die hier genannten Erfinder abgetrennt worden sind. Der Stamm KK01, der Stamm TB64 und der Stamm TL2 sind unter den Hinterlegungsnummern FERM BP-4235, BP-6933 und BP-6913 beim International Patent Organism Depositary (IPOD), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan hinterlegt.
Die Mikroorganismen, die das PHA synthetisierende Enzym produzieren, können auch mcl-PHA oder unübliches PHA produzierende Bakterien sein, und dazu gehören Pseudomonas oleovorans, Pseudomonas resinovorans, Pseudomonas sp. 61-3, Pseudomonas putida KT2442 und Pseudomonas aeruginosa, und es können auch die Mikroorganismen der Gattung Pseudomonas, wie Pseudomonas putida P91, Pseudomonas cichorii H45, Pseudomonas cichorii YN2 und Pseudomonas jessenii P161, die von den hier genannten Erfindern abgetrennt worden sind, jene der Gattung Burkholderia, wie Burkholderia sp. OK3 (FERM P-17370), die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2000-78753 beschrieben sind, oder Burkholderia sp. OK4 (FERM P-17371) verwendet werden, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2001-69968 beschrieben ist. Außerdem können auch Mikroorganismen von Aeromonas sp. oder Comamonas sp. verwendet werden, die mcl-PHA oder unübliches PHA produzieren können.
Der Stamm P91, der Stamm H45, der Stamm YN2 und der Stamm P161 sind gemäß dem Budapester Vertrag über die internationale Anerkennung der Hinterlegung von Mikroorganismen für die Zwecke der Patenterteilung beim IPOD, AIST hinterlegt, und ihnen wurden die entsprechenden Hinterlegungsnummern FERM BP-7373, BP-7374, BP-7375 und BP-7376 zugeteilt.
Für die übliche Züchtung der Mikroorganismen, die bei der erfindungsgemäßen Produktion des PHA synthetisierenden Enzyms verwendet werden sollen, zum Beispiel für die Herstellung eines Reservestamms oder für die Proliferation, um die Anzahl und den aktiven Zustand der Bakterien zu sichern, die für die Produktion des PHA synthetisierenden Enzyms erforderlich sind, wird ein Kulturmedium geeignet ausgewählt, das die Komponenten enthält, die für die Proliferation der Mikroorganismen erforderlich sind. Wenn es für das Wachstum oder das Leben der Mikroorganismen nicht schädlich ist, kann zum Beispiel irgendein Kulturmedium, wie ein übliches natürliches Kulturmedium (ein Kulturmedium in Form einer Nährbouillon, Hefeextrakt usw.) oder ein chemisch definiertes Kulturmedium, dem Nährstoffquellen zugesetzt werden, verwendet werden.
Die Züchtung kann nach irgendeinem Züchtungsverfahren, wie einer Flüssigkultur, Festkultur, durchgeführt werden. Es kann auch irgendeine Kultur aus Batch-Kultur, Fed-batch-Kultur, halbkontinuierlicher Kultur oder kontinuierlicher Kultur angewendet werden. Für eine Batch-Flüssigkultur kann zum Beispiel ein Verfahren für die Zuführung von Sauerstoff angewendet werden, indem in einem Schüttelkolben geschüttelt oder in einem Fermentor zum Belüften gerührt wird.
Im Falle der Produktion des PHA synthetisierenden Enzyms mit den vorstehend genannten, PHA produzierenden Mikroorganismen kann zum Beispiel ein Verfahren angewendet werden, bei dem man solche Mikroorganismen in einem anorganischen Kulturmedium, das Alkansäure, wie Octansäure oder Nonansäure, enthält, wachsen läßt und die Mikroorganismen in der logarithmischen Wachstumsstufe bis zur ersten Stufe des stationären Stadiums, zum Beispiel durch Zentrifugieren, gewonnen werden, wodurch das gewünschte Enzym herausgelöst wird. Bei der Züchtung unter den vorstehend genannten Bedingungen wird das mcl-PHA, das sich aus der zugesetzten Alkansäure ergibt, in den Bakterien synthetisiert, und in einem solchen Fall wird allgemein angenommen, daß das PHA synthetisierende Enzym an feine PHA-Partikel gebunden ist, die in den Bakterien entstehen. Eine Untersuchung durch die hier genannten Erfinder zeigt jedoch, daß nach der Abtrennung der bei den vorstehend genannten Verfahren gezüchteten Bakterien durch Zentrifugieren auch im Überstand eine beträchtliche Enzymaktivität vorhanden ist. Ein solches Phänomen läßt sich wahrscheinlich der Tatsache zuschrieben, daß das PHA synthetisierende Enzym auch in einer beträchtlichen Menge im ungebundenen Zustand vorliegt, da ein solches Enzym in einem relativ frühen Stadium der Züchtung, von der logarithmischen Wachstumsstufe bis zur frühen Stufe des stationären Stadiums aktiv in den Bakterien produziert wird, wie es vorstehend erwähnt ist.
Bei den vorstehend genannten Züchtungsverfahren kann auch irgendein anorganisches Kulturmedium, das die Komponenten, die für die Proliferation der Mikroorganismen erforderlich sind, wie eine Phosphorquelle (zum Beispiel ein Phosphatsalz) und eine Stickstoffquelle (zum Beispiel ein Ammoniumsalz oder ein Nitratsalz) enthält, wie das Kulturmedium MSB, das Kulturmedium E (J. Biol. Chem., 218, 97–106 (1956)) oder das Kulturmedium M9, verwendet werden. Nachfolgend ist die Zusammensetzung des Kulturmediums M9 aus anorganischen Salzen aufgeführt, das in den Beispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die später erläutert werden:

Na₂HPO₄: 6,2 g

KH₂PO₄: 3,0 g

NaCl: 0,5 g

NH₄Cl: 1,0 g

(in 1 Liter Kulturmedium, pH = 7,0).

Für eine befriedigende Proliferation und die daraus resultierende Produktion von PHA muß das vorstehend genannte anorganische Kulturmedium mit wesentlichen Spurenelementen ergänzt werden, indem die folgende Lösung von Spurenkomponenten mit etwa 0,3% (Gew./V.) zugesetzt wird. (Lösung der Spurenkomponenten)

Nitrilotriessigsäure:	1,5 g
MgSO₄:	3,0 g
MnSO₄:	0,5 g
NaCl:	1,0 g
FeSO₄:	0,1 g
CaCl₂:	0,1 g
CoCl₂:	0,1 g
ZnSO₄:	0,1 g
CuSO₄:	0,1 g
AlK(SO₄)₂:	0,1 g
H₃BO₃:	0,1 g
Na₂MoO₄:	0,1 g
NiCl₂:	0,1 g

(in 1 Liter)

Die Züchtungstemperatur kann irgendeine Temperatur sein, bei der die vorstehend genannten Stämme befriedigend wachsen können, zum Beispiel 14 bis 40°C, vorzugsweise 20 bis 35°C.
Es ist auch möglich, das gewünschte PHA synthetisierende Enzym unter Verwendung einer Transformante zu produzieren, in die das Gen des PHA synthetisierenden Enzyms der vorstehend genannten, PHA produzierenden Bakterien eingeführt worden ist. Das Klonen des Gens für das PHA synthetisierende Enzym, die Herstellung eines Expressionsvektors und die Herstellung der Transformante können nach bekannten Verfahren erfolgen. Für die Züchtung der Transformante, die durch Verwendung von Escherichia coli oder dergleichen als Wirtsbakterium erhalten worden ist, kann ein natürliches oder chemisch definiertes Kulturmedium, wie das Kulturmedium LB oder das Kulturmedium M9, verwendet werden. Die Proliferation der Mikroorganismen wird durch eine 8- bis 27stündige aerobe Kultur bei 25 bis 37°C durchgeführt. Dann werden die Bakterien aufgefangen, und das darin gespeicherte, PHA synthetisierende Enzym kann gewonnen werden. In das Kulturmedium können falls erforderlich Antibiotika, wie Kanamycin, Ampicillin, Tetracyclin, Chloramphenicol, Streptomycin usw., gegeben werden. Wenn im Expressionsvektor ein induktiver Promotor verwendet wird, kann dem Kulturmedium bei der Züchtung der Transformante eine induktive Substanz zugesetzt werden, die einem solchen Promotor entspricht, um die Expression zu beschleunigen. Zu Beispielen einer solchen induktiven Substanz gehören Isopropyl-β-thiogalactopyranosid (IPTG), Tetracyclin und Indolacrylsäure (IAA).
Als PHA synthetisierendes Enzym kann ein unbehandeltes Enzym, wie ein zerkleinerter Bakterienextrakt der Mikroorganismen, oder eine ausgesalzte Substanz, bei der die Proteinkomponente gefällt und mit Ammoniumsulfat oder dergleichen gewonnen wurde, oder das reine Enzym verwendet werden, das durch verschiedene Verfahren gereinigt worden ist. Einem solchen Enzym kann geeigneterweise ein Stabilisator oder ein Aktivator, wie ein Metallsalz, Glycerin, Dithiothreitol, EDTA oder Rinderserumalbumin (BSA), zugesetzt werden.
Das Abtrennen und Reinigen des PHA synthetisierenden Enzyms kann nach irgendeinem Verfahren erfolgen, sofern dessen Enzymaktivität erhalten bleiben kann. Das reine Enzym kann zum Beispiel erhalten werden, indem die Bakterien mit einer French-press, einem Ultraschall-Zerkleinerer, Lysozym oder verschiedenen oberflächenaktiven Mitteln, zerkleinert werden und das unbehandelte Enzym, das durch Zentrifugieren erhalten worden ist, oder die daraus hergestellte ausgesalzte Substanz der Affinitätschromatographie, der Kationen- oder Anionenaustauschchromatographie oder der Gel-Permeationschromatographie allein oder in irgendeiner geeigneten Kombination unterzogen wird. Insbesondere läßt sich ein rekombinantes Protein eines Gens viel einfacher reinigen, wenn es in Form eines Fusionsproteins ausgeprägt wird, bei dem ein "tag", wie ein Histidinrest, an das N- oder C-Ende gebunden wird und über dieses tag an ein Harz mit einer Affinität gebunden wird. Das gewünschte Protein kann wie folgt vom Fusionsprotein abgetrennt werden: durch Spalten mit Protease, wie Thrombin oder dem Blutgerinnungsfaktor Xa, durch Verringerung des pH-Wertes oder durch Zugabe von Imidazol in einer hohen Konzentration als konkurrierendes Bindungsmittel. Wenn das tag andererseits Intein enthält, wie im Falle der Verwendung von pTYB1 (New England Biolab. Inc.) als Expressionsvektor, erfolgt die Spaltung unter reduzierenden Bedingungen, zum Beispiel mit Dithiothreitol. Als Fusionsprotein, das die Reinigung durch Affinitätschromatographie ermöglicht, sind zusätzlich zum Histidin-tag Glutathion-s-Transferase (GST), eine Chitin bindende Domäne (CBD), ein Maltase bindendes Protein (MBP) und Thioredoxin (TRX) bekannt. Das GST-Fusionsprotein kann mit einem GST-Affinitätsharz gereinigt werden.
Die Aktivität des PHA synthetisierenden Enzyms kann nach verschiedenen bekannten Verfahren, zum Beispiel nach dem folgenden Verfahren gemessen werden, das auf dem Prinzip der Messung der Farbe, die von 5,5'-Dithiobis-(2-nitrobenzoesäure) ausgebildet wird, des CoA basiert, das im Verlauf der Polymerisation von 3-Hydrocyacyl-CoA freigesetzt wird, so daß durch die katalytische Wirkung des PHA synthetisierenden Enzyms PHA erzeugt wird. Reagenz 1: Rinderserumalbumin (Sigma Co.), das mit 3,0 mg/ml in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst ist; Reagenz 2: 3-Hydroxyoctanoyl-CoA, das mit 3,0 mM in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst ist; Reagenz 3: Trichloressigsäure, die mit 10 mg/ml in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst ist; Reagenz 4: 5,5'-Dithiobis-(2-nitrobenzoesäure), die mit 2,0 mM in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst ist. Erste Reaktion (PHA-Synthesereaktion): 100 μl des Reagenz 1 werden zu 100 μl der Lösung der Probe (Enzym) gegeben und damit gemischt, und das Gemisch wird vorher 1 Minute bei 30°C inkubiert. Dann werden 100 μl des Reagenz 2 zugegeben und gemischt, und das Gemisch wird vorher 1 bis 30 Minuten bei 30°C inkubiert, und danach wird die Reaktion beendet, indem das Reagenz 3 zugesetzt wird. Zweite Reaktion (Farbentwicklungsreaktion des ungebundenen CoA): das erste Reaktionsgemisch nach Abschluß der Reaktion wird zentrifugiert (147.000 m/s² (15.000 G), 10 Minuten), und 500 μl des Überstands werden zu 500 μl des Reagenz 4 gegeben, und nachdem 10 Minuten bei 30°C inkubiert wurde, wird die Lichtabsorption bei 412 nm gemessen. Berechnung der Enzymaktivität: eine Enzymmenge, die in 1 Minute zur Freisetzung von 1 μMol CoA führt, wird als 1 Einheit (E) definiert.
<Verfahren zur Herstellung des Farbmittels>
Als ein Beispiel des Verfahrens zur Herstellung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners unter Verwendung des erfindungsgemäßen Farbmittels kann ein Verfahren zur Herstellung des Farbmittels angewendet werden, das zumindest die folgenden Herstellungsschritte einschließt:
– Schritte zur Herstellung des Farbmittels –
Ein Schritt, bei dem ein färbendes Mittel in einem wäßrigen Medium dispergiert wird;
ein Schritt, bei dem ein Polyhydroxyalkanoat synthetisierendes Mittel an dem im wäßrigen Medium dispergierten färbenden Mittel fixiert wird;
ein Schritt, bei dem 3-Hydroxyacyl-CoA zugesetzt wird, das als Substrat dient; und
ein Schritt, bei dem die Reaktion zur Synthese von Polyhydroxyalkanoat durchgeführt wird, so daß zumindest ein Teil der Oberfläche des färbenden Mittels mit Polyhydroxyalkanoat überzogen wird.
Der Schritt des Dispergierens des färbenden Mittels im wäßrigen Medium erfolgt, indem ein ausgewähltes färbendes Mittel oder mehrere, zum Beispiel Pigment, in das wäßrige Medium gegeben wird und das Dispergieren vorgenommen wird, falls erforderlich gefolgt vom Klassifizieren im gewünschten Partikelgrößenbereich.
Es folgt eine ausführlichere Erläuterung für den Fall, daß das färbende Mittel aus einem Pigment besteht.
Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Pigment kann organisch oder anorganisch sein, es ist jedoch wünschenswerterweise ein Pigment mit hervorragender Wärmebeständigkeit und Lichtechtheit. Zu Beispielen des organischen Pigments gehören jene vom Azo-, Phthalocyanin-, Benzimidazolon-, Chinacridon-, Isoindolinon-, Pyranthron-, Dibromanthathron-, Indanthren-, Antrapyrimidin-, Flavanthron-, Perylen-, Perinon-, Chinophthalon-, Phthalon-, Thioindigo-, Indigo-, Dioxazin-, Anthrachinon-, Xanthen-, Methin- und Azomethin-Typ und andere kondensierte polycyclische Pigmente, einschließlich des Metallkomplexsystems. Zu Beispielen des anorganischen Pigments gehören Miroliblau, Eisenoxid, Cobaltviolett, Manganviolett, Preußischblau, Ultramarin, Cobaltblau, Celurianblau, Billidian, Smaragdgrün und Cobaltgrün, und es können eines oder mehrere geeignet ausgewählt werden. Ein solches Pigment kann nach bekannten Oberflächenbehandlungen verwendet werden. Zu Beispielen einer solchen Oberflächenbehandlung gehören die Behandlung mit einem oberflächenaktiven Mittel, eine Kopplungsbehandlung oder eine Pigmentderivatbehandlung.
Das Dispergieren kann zum Beispiel mit einem Homomischer, einer horizontalen Minimühle, einer Kugelmühle, einer Walzenmühle und einer Sandmühle, einem Mahlwerk oder einer Ultraschallbehandlung durchgeführt werden. Es kann auch ein Verfahren angewendet werden, bei dem das Gemisch unter einem Flüssigkeitsdruck von mindestens 1.000 psi (etwa 70,3 kg/cm²) in einer Kammer, in der es zu einer Wechselwirkung mit einem Flüssigkeitsstrahl kommt, durch mehrere Düsen geleitet wird.
Das dispergierte Pigment hat angesichts der Lichtdurchlässigkeit und der gleichmäßigen Druckoberfläche vorzugsweise eine Partikelgröße, die zumindest 0,7 μm nicht übersteigt, stärker bevorzugt zwischen 0,01 und 0,4 μm ist, und liegt vorzugsweise in einem monodispergierten Zustand vor. Wenn das dispergierte Pigment nicht in dem gewünschten Partikelgrößenbereich liegt, kann die Partikelgröße durch Klassifizieren, zum Beispiel durch Filtrieren oder Fällen, geregelt werden.
Die Partikelgröße des dispergierten Pigments kann nach bekannten Verfahren, wie Lichtabsorption, statische Lichtstreuung, dynamische Lichtstreuung oder Zentrifugenfällung, gemessen werden, und für diesen Zweck kann eine Meßvorrichtung für die Partikelgröße, wie ein "Coulter Counter Multisizer" verwendet werden.
Das wäßrige Medium für die Synthesereaktion im vorliegenden Schritt kann irgendeine Zusammensetzung haben, die das Pigment im gewünschten dispergierten Zustand dispergieren kann und die nachfolgenden Schritte aus Fixieren des Enzyms am Pigment und Durchführen der PHA-Synthese nicht behindert, um jedoch die nachfolgenden Schritte zu vereinfachen, kann das wäßrige Medium dieses Schrittes eine Zusammensetzung aufweisen, die das Auftreten der Aktivität des PHA synthetisierenden Enzyms ermöglicht. Als eine derartige Zusammensetzung kann das wäßrige Medium zum Beispiel aus einem Puffer aufgebaut sein. Als derartiger Puffer kann vorteilhafterweise ein üblicher Puffer, der bei biochemischen Reaktionen benutzt wird, wie ein Essigsäure-Puffer, ein Phosphorsäure-Puffer, ein Kaliumphosphat-Puffer, ein Puffer aus 3-(N-Morpholino)propansulfonsäure (MOPS), ein Puffer aus N-Tris(hydroxymethyl)methyl-3-aminopropansulfonsäure (TAPS), ein Tris-Salzsäure-Puffer, ein Glycin-Puffer, ein Puffer in Form von 2-(Cyclohexylamino)ethansulfonsäure (CHES) usw., verwendet werden. Das wäßrige Medium, das es erlaubt, daß das PHA synthetisierende Enzym aktiv wird, kann in einer üblichen Konzentration verwendet werden, und zwar von 5 mm bis 1,0 m, sie liegt jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 200 mm. Der Puffer wird so hergestellt, daß der pH-Wert einen Bereich von 5,5 bis 9,0, vorzugsweise von 7,0 bis 8,5 erreicht, die Bedingungen können jedoch außerhalb des vorstehend genannten Bereichs festgelegt werden, wobei dies vom optimalen pH-Wert oder der pH-Stabilität des zu verwendenden, PHA synthetisierenden Enzyms abhängt.
Damit der dispergierte Zustand des Pigments im wäßrigen Medium erhalten bleibt, kann ein oberflächenaktives Mittel des Typs und in der Konzentration zugesetzt werden, die die nachfolgenden Schritte nicht behindern und die Aufgaben der erfindungsgemäßen gefärbten Zusammensetzung nicht negativ beeinflussen. Zu Beispielen eines solchen oberflächenaktiven Mittels gehören anionische oberflächenaktive Mittel, wie Natriumoleat, Natriumdodecylsulfonat, Natriumdodecylsulfat, Natriumdodecyl-N-sarcosinat, Natriumcholat, Natriumdesoxycholat oder Natriumtaurodesoxycholat; kationische oberflächenaktive Mittel, wie Cetyltrimethylammoniumbromid oder Dodecylpyridiniumchlorid; amphotere oberflächenaktive Mittel, wie 3-[(Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propansulfonsäure (CHAPS), 3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-2-hydroxy-1-propansulfonsäure (CHAPSO), Palmitoyllysolecithin oder Dodecyl-β-alanin; und nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie Octylglucosid, Octylthioglucosid, Heptylthioglucosid, Decanoyl-N-methylglucamid (MEGA-10), Polyoxyethylendodecylether (Brij, Lubrol), Polyoxyethylen-i-octylphenylether (Triton X), Polyoxyethylennonylphenylether (Nonidet P-40, Triton N), Polyoxyethylenfettsäureester (Span) oder Polyoxyethylensorbitolester (Tween).
Damit der dispergierte Zustand des Pigments im wäßrigen Medium erhalten bleibt, kann ein geeignetes Hilfslösungsmittel des Typs und in der Konzentration zugesetzt werden, die die nachfolgenden Schritte nicht behindert und die Aufgaben der erfindungsgemäßen gefärbten Zusammensetzung nicht negativ beeinflußt. Ein solches Hilfslösungsmittel kann eins oder mehrere sein, die aus geradkettigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Hexan, einwertigen Alkoholen, wie Methanol oder Ethanol, mehrwertigen Alkoholen, wie Glycerin, Fettsäureestern und Carbonsäureestern ausgewählt sind.
Der Schritt des Fixierens des PHA synthetisierenden Enzyms am Pigment kann durchgeführt werden, indem das PHA synthetisierende Enzym der vorstehend genannten Pigmentdispersion zugesetzt und die Fixierbehandlung durchgeführt wird. Das Fixieren kann willkürlich aus üblichen Enzymfixierverfahren ausgewählt werden, sofern die Enzymaktivität erhalten bleiben kann und es beim gewünschten Pigment angewendet werden kann. Zu Beispielen eines solchen Fixierverfahrens gehören das kovalente Binden, die Ionenadsorption, die hydrophobe Adsorption, die physikalische Adsorption, die Affinitätsadsorption, das Vernetzen und der Gittereinschluß, das Fixieren unter Anwendung der Ionenadsorption oder der hydrophoben Adsorption ist jedoch besonders einfach.
Das Enzymprotein, wie das PHA synthetisierende Enzym, ist ein Polypeptid, das von einer Vielzahl von Aminosäuren gebildet wird, und zeigt die Eigenschaft einer Substanz, die von Aminosäuren mit ungebundenen ionischen Gruppen, wie Lysin, Histidin, Arginin, Asparaginsäure oder Glutaminsäure, ionisch adsorbiert werden kann, und zeigt auch die Eigenschaft einer Substanz, die von Aminosäuren mit einer ungebundenen hydrophoben Gruppe, wie Alanin, Valin, Isoleucin, Methionin, Tryptophan, Phenylalanin oder Prolin, hydrophob adsorbiert werden kann, und ist auch ein organisches Polymer. Es kann folglich von einem Pigment adsorbiert werden, das einen unterschiedlich starken ionischen Charakter und/oder eine unterschiedlich starke Hydrophobie zeigt.
Bei dem Verfahren, bei dem das PHA synthetisierende Enzym grundsätzlich durch Ionenadsorption fixiert wird, kann ein Pigment, das an der Oberfläche eine ionische funktionelle Gruppe aufweist, wie ein anorganisches Pigment verwendet werden, das grundsätzlich aus Tonmineralen oder Metalloxiden besteht.
Beim Verfahren, bei dem das PHA synthetisierende Enzym grundsätzlich durch hydrophobe Adsorption fixiert wird, kann ein Pigment verwendet werden, das eine nicht-polare Oberfläche aufweist, zum Beispiel organische Pigmente, wie ein Azopigment, das mehrere aromatische Ringe einschließt, ein Phthalocyaninpigment, das eine kondensierte polycyclische Struktur einschließt, oder ein Anthrachinonpigment, oder anorganische Pigmente, die aus Kohlenstoffkristallen bestehen, wie Ruß.
Das Fixieren des PHA synthetisierenden Enzyms auf dem Pigment durch Ionenadsorption oder hydrophobe Adsorption kann erreicht werden, indem das Pigment und das PHA synthetisierende Enzym in einem bestimmten wäßrigen Medium in vorher festgelegten Konzentrationen gemischt werden. Bei diesem Verfahren ist es erwünscht, das Reaktionsgefäß mit einer geeigneten Intensität zu schütteln oder zu rühren, damit das Enzym gleichmäßig auf der Pigmentoberfläche adsorbiert werden kann.
Bei dieser Fixierbehandlung hat das wäßrige Medium, das das Pigment und das Enzym in einem Gemisch enthält, wünschenswerterweise eine Zusammensetzung, die angesichts der Tatsache bestimmt wird, daß sich die Polarität der Oberflächenladung, der Ladungspegel und die Hydrophobie des Pigmentes und des PHA synthetisierenden Enzyms in Abhängigkeit vom pH-Wert und der Salzkonzentration des wäßrigen Mediums ändern. Wenn das Pigment zum Beispiel grundsätzlich ionisch adsorbiert werden kann, erlaubt eine Verringerung der Salzkonzentration eine Zunahme des Ladungspegels, womit zur Adsorption zwischen dem Pigment und dem PHA synthetisierenden Enzym beigetragen wird. Eine Änderung des pH-Wertes ermöglicht auch eine Zunahme der entgegengesetzten Ladungen dieser beiden. Wenn das Pigment grundsätzlich hydrophob adsorbiert werden kann, erlaubt eine Zunahme der Salzkonzentration eine Erhöhung der Hydrophobie dieser beiden. Es ist auch möglich, eine Zusammensetzung auszuwählen, die für die Adsorption geeignet ist, indem vorher die Elektrophorese durchgeführt oder der Benetzungswinkel gemessen wird, um den Ladungszustand oder die Hydrophobie des Pigments und des PHA synthetisierenden Enzyms zu bestimmen. Die Zusammensetzung kann auch durch direkte Messung der Adsorptionsmenge des Pigments und des PHA synthetisierenden Enzyms bestimmt werden. Die Adsorptionsmenge kann zum Beispiel gemessen werden, indem eine Lösung des PHA synthetisierenden Enzyms mit einer bekannten Konzentration zur Pigmentdispersion gegeben wird, danach das Adsorptionsverfahren durchgeführt wird, die Konzentration des PHA synthetisierenden Enzyms im Gemisch gemessen wird und die adsorbierte Enzymmenge durch Subtraktion festgestellt wird.
Bei einem Pigment, bei dem das Fixieren des Enzyms durch Ionenadsorption oder hydrophobe Adsorption problematisch ist, kann angesichts der Probleme der Verfahren oder der möglichen Deaktivierung des Enzyms ein kovalentes Bindungsverfahren angewendet werden. Es können zum Beispiel folgende Verfahren angewendet werden: ein Verfahren, bei dem ein Pigment mit einer aromatischen Aminogruppe in eine Diazoverbindung überführt wird und die Diazokopplung des Enzyms an diese durchgeführt wird, ein Verfahren, bei dem zwischen einem Pigment mit einer Carboxylgruppe oder einer Aminogruppe und dem Enzym eine Peptidbindung gebildet wird, ein Verfahren, bei dem zwischen einem Pigment mit einem Halogenatom und dem Enzym eine Alkylierung durchgeführt wird, ein Verfahren zum Vernetzen einer Aminogruppe eines festen Partikels und einer Aminogruppe des Enzyms, ein Verfahren, bei dem ein Pigment mit einer Carboxylgruppe und einer Aminogruppe und das Enzym in Gegenwart einer Verbindung mit einer Aldehydgruppe oder einer Ketongruppe und einer Isocyanidverbindung umgesetzt werden, oder ein Verfahren, bei dem eine Austauschreaktion zwischen einem Pigment mit einer Disulfidgruppe und einer Thiolgruppe des Enzyms durchgeführt wird.
Das Enzym kann auch durch Affinitätsadsorption am Pigment fixiert werden, wobei ein Ligand eingeführt wird.
In einem solchen Fall kann irgendein Ligand verwendet werden, der zur Durchführung der Affinitätsadsorption in der Lage ist, wobei die Aktivität des PHA synthetisierenden Enzyms erhalten bleibt. Das Fixieren des Enzyms kann auch durch Binden eines von einem anderen Organismus stammenden Polymers, wie Protein, an das PHA synthetisierende Enzym und Affinitätsadsorption des so gebundenen, von einem Organismus stammenden Polymers erfolgen. Das Binden des PHA synthetisierenden Enzyms und des von einem Organismus stammenden Polymers kann entweder durch Genrekombination oder durch ein chemisches Verfahren erfolgen. Wie es später in den Beispielen beschrieben ist, kann das Fixieren zum Beispiel durch Fusion von Glutathion-S-Transferase mit dem PHA synthetisierenden Enzym durch Transformation und Durchführung der Affinitätsadsorption des vereinigten Proteins durch Sepharose erfolgen, wobei Glutathion eingeführt wird, das ein Ligand von Glutathion-S-Transferase ist.
Das Fixieren von Polyhydroxyalkanoat auf der Oberfläche des Pigments kann mit einem Peptid erreicht werden, das eine Aminosäuresequenz hat, die ein Bindungsvermögen gegenüber dem Pigment aufweist, das mit einem Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzym ausgeprägt worden ist, und das PHA synthetisierende Enzym wird auf der Basis der Bindungseigenschaften eines solchen Peptidbereichs am Pigment auf der Pigmentoberfläche fixiert.
Die Aminosäuresequenz mit dem Bindungsvermögen gegenüber dem Pigment kann zum Beispiel durch Prüfen einer willkürlichen Peptidbank bestimmt werden. Es kann zum Beispiel eine Bank von Phagen-Display-Peptiden vorteilhaft verwendet werden, die durch Verbinden eines willkürlich synthetisierten Gens mit dem Gen des N-Endes des Oberflächenproteins (zum Beispiel ein GenIII-Protein) des Phagen M13 erzeugt wird, und in diesem Fall wird die Aminosäuresequenz mit dem Bindungsvermögen gegenüber dem Pigment nach folgendem Verfahren bestimmt. Die Bank der Phagen-Display-Peptide wird zu einem Pigment gegeben und mit diesem in Kontakt gebracht, und dann werden der gekoppelte Phage und der nicht gekoppelte Phage durch Spülen abgetrennt. Der mit dem Pigment gekoppelte Phage wird mit einer Säure herausgelöst, danach mit Puffer neutralisiert und für die Phagenamplifikation auf Escherichia coli infiziert. Eine solche Auswahl wird mehrere Male wiederholt, wobei mehrere Klone mit dem Bindungsvermögen gegenüber dem gewünschten Pigment konzentriert werden. Um einen einzigen Klon zu erhalten, wird auf der Platte mit dem Kulturmedium auf Escherichia coli eine Kolonie in einem erneut infizierten Zustand erzeugt. Jede einzelne Kolonie wird in einem flüssigen Kulturmedium gezüchtet, und der im Überstand des Kulturmediums vorhandene Phage wird durch Fällen mit Polyethylenglycol usw. gereinigt, und dessen Basensequenz wird analysiert, um die Struktur des Peptids festzustellen.
Die so erhaltene Aminosäuresequenz des Peptids mit dem Bindungsvermögen gegenüber dem Pigment wird durch Fusion mit dem PHA synthetisierenden Enzyms durch ein übliches gentechnisches Verfahren ausgenutzt. Das Peptid mit dem Bindungsvermögen gegenüber dem Pigment kann durch Verbinden des N-Endes oder des C-Endes des PHA synthetisierenden Enzyms ausgeprägt werden. Es kann auch durch Einführen einer geeigneten Spacer-Sequenz ausgeprägt werden. Die Spacer-Sequenz besteht vorzugsweise aus 3 bis 400 Aminosäuren und kann irgendeine Aminosäure enthalten. Besonders bevorzugt ist eine Spacer-Sequenz, die weder die Funktion des PHA synthetisierenden Enzyms noch das Koppeln des PHA synthetisierenden Enzyms am Pigment behindert.
Das nach dem vorstehend genannten Verfahren hergestellte Pigment mit dem fixierten Enzym kann in diesem Zustand oder nach dem Gefriertrocknen usw. verwendet werden.
Wenn 1 Einheit (E) der Menge des PHA synthetisierenden Enzyms so definiert wird, daß bei der PHA-Synthesereaktion durch Polymerisation von 3-Hydroxyacyl-CoA 1 μMol/Minute CoA freigesetzt wird, liegt die am Pigment fixierte Enzymmenge im Bereich von 10 bis 1.000 E pro 1 g Pigment, vorzugsweise von 50 bis 500 E.
Das Enzymfixierverfahren erfolgt wünschenswerterweise innerhalb eines Zeitraums von 1 Minute bis 24 Stunden, stärker erwünscht von 10 Minuten bis 1 Stunde. Ein übermäßig langes Stehenlassen ist unerwünscht, da es zur Koagulation des Pigments und zur Beeinträchtigung der Enzymaktivität führt.
Der erste Schritt des Dispergierens des Pigments kann auch weggelassen werden, statt dessen wird das Pigment vor dem Dispergieren im wäßrigen Medium direkt der Enzymlösung zugesetzt und das Enzym wird unter Dispergieren in der Enzymlösung am Pigment fixiert. In einem solchen Fall wird es durch die elektrische Abstoßung oder die sterische Hinderung durch die ionischen funktionellen Gruppen, die im am Pigment fixierten Enzym enthalten sind, möglich, das Dispergieren des Pigments im wäßrigen Medium zu erleichtern, wodurch der Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels zum wäßrigen Medium entfällt oder die Menge eines solchen oberflächenaktiven Mittels verringert wird.
Der Schritt der Zugabe von 3-Hydroxyacyl-CoA als Substrat kann erfolgen, indem eine getrennt hergestellte Reserveflüssigkeit von 3-Hydroxyacyl-CoA zugesetzt wird, so daß die gewünschte Konzentration erreicht wird. Das als Substrat dienende 3-Hydroxyacyl-CoA wird bis zu einer Endkonzentration von 0,1 mm bis 1,0 m, vorzugsweise von 0,2 mm bis 0,2 m, stärker bevorzugt von 0,2 mm bis 1,0 mm zugesetzt.
Beim vorstehend genannten Schritt kann durch eine zeitliche Änderung der Zusammensetzung, wie Art und Konzentration des 3-Hydroxyacyl-CoA, im wäßrigen Reaktionsgemisch die Zusammensetzung der Monomereinheiten des PHA, das das färbende Mittel bedeckt, in einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite geändert werden, wenn das färbende Mittel eine sphärische Form hat.
Bei einem solchen Farbmittel, das eine Änderung der Zusammensetzung der Monomereinheiten zeigt, kann eine Konfiguration angenommen werden, bei der die Überzugsschicht aus PHA eine kontinuierliche Änderung der Zusammensetzung aufweist, und ein PHA mit einer einzigen Schicht, die in radialer Richtung eine abgestufte Zusammensetzung aufweist, das färbende Mittel bedeckt. Eine solche Konfiguration läßt sich im Verlauf der Synthese des PHA erreichen, wenn 3-Hydroxyacyl-CoA mit unterschiedlicher Zusammensetzung zugesetzt wird.
Es kann auch eine andere Konfiguration geben, bei der die PHA-Schicht schrittweise Änderungen der Zusammensetzung aufweist und das färbende Mittel mit mehreren Schichten aus PHA mit unterschiedlichen Zusammensetzungen überzogen ist. Eine solche Konfiguration kann zum Beispiel wie folgt erreicht werden: Synthetisieren von PHA mit einer bestimmten Zusammensetzung des 3-Hydroxyacyl-CoA, anschließende Gewinnung des gerade hergestellten Farbmittels aus dem Reaktionsgemisch, zum Beispiel durch Zentrifugieren, und erneute Zugabe eines Reaktionsgemischs, das eine andere Zusammensetzung des 3-Hydroxyacyl-CoA aufweist.
Der Schritt der PHA-Synthesereaktion erfolgt durch Einstellung der Reaktionszeit und der Reaktionstemperatur und auch durch eine solche Einstellung, mit der eine Zusammensetzung erhalten wird, die die Aktivität des PHA synthetisierenden Enzyms zeigen kann, falls die Zusammensetzung des Reaktionsgemischs nicht im vorangegangenen Schritt geregelt worden ist, um durch das synthetisierte PHA die Mikrokapsel (Farbmittel) mit der gewünschten Form zu erhalten.
Die Konzentration der Reaktionslösung, die die Aktivität des PHA synthetisierenden Enzyms zeigen kann, kann eine übliche Konzentration sein, und zwar im Bereich von 5 mm bis 1,0 m, stärker bevorzugt von 10 bis 200 mm. Der pH-Wert wird im Bereich von 5,5 bis 9,0, vorzugsweise von 7,0 bis 8,5 eingestellt, die Bedingungen können jedoch außerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegen, wobei dies vom optimalen pH-Wert oder der pH-Stabilität des zu verwendenden, PHA synthetisierenden Enzyms abhängt.
Die Reaktionstemperatur wird entsprechend der Eigenschaften des zu verwendenden, PHA synthetisierenden Enzyms geeignet eingestellt, gewöhnlich im Bereich von 4 bis 50°C, vorzugsweise von 20 bis 40°C, die Bedingungen können jedoch außerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegen, wobei dies von der optimalen Temperatur oder der Wärmebeständigkeit des zu verwendenden, PHA synthetisierenden Enzyms abhängt.
Die Reaktionszeit ändert sich in Abhängigkeit von der Stabilität usw. des zu verwendenden, PHA synthetisierenden Enzyms, sie wird jedoch gewöhnlich in einem Bereich von 1 Minute bis 24 Stunden, vorzugsweise von 30 Minuten bis 3 Stunden ausgewählt.
Der vorliegende Schritt stellt Mikrokapseln bereit, und die Struktur der Monomereinheiten des PHA, das diese Mikrokapsel (Farbmittel) bildet, kann nach dem Herauslösen des PHA aus der Mikrokapsel (Farbmittel) mit Chloroform durch eine Analyse der Zusammensetzung mittels Gaschromatographie oder mit einem Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometer (TOF-SIMS) oder mittels Ionenzerstäubung bestimmt werden.
Das Molekulargewicht des PHA ist nicht besonders begrenzt, das Zahlenmittel des Molekulargewichts wird jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 1.000 bis 10.000.000, stärker bevorzugt von 10.000 bis 1.000.000 ausgewählt, um die Festigkeit der Mikrokapsel (Farbmittel) zu erhalten und den Umwandlungspunkt zweiter Ordnung zu erreichen, was später erläutert wird. Das Molekulargewicht des PHA kann durch GPC (Gel-Permeationschromatographie) bestimmt werden, nachdem das PHA mit Chloroform aus der Mikrokapsel (Farbmittel) herausgelöst worden ist.
Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend zu lösen, ist es erwünscht, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts folgenden Zusammenhang aufweist:
(Zahlenmittel des Molekulargewichts der ersten Harzkomponente) > (Zahlenmittel des Molekulargewichts der zweiten Harzkomponente)
Wenn die erste und die zweite Harzkomponente im vorstehend genannten Zusammenhang stehen, wird bei der Gewinnung des Toners durch Zerkleinern der gekneteten Substanz die Wahrscheinlichkeit der Rißbildung in der zweiten Harzkomponente oder an der Grenzfläche zwischen der ersten und der zweiten Harzkomponente hoch, so daß fast die gesamte Toneroberfläche mit der ersten und der zweiten Harzkomponente überzogen ist. Anders ausgedrückt nimmt die Wahrscheinlichkeit ab, daß das färbende Mittel, wie das Pigment, an der Oberfläche des Tonerpartikels direkt freiliegt. Somit können die folgenden Nachteile beseitigt werden: ein geringer Ladungspegel, ein großer Unterschied des Ladungspegels bei Bedingungen mit hoher Temperatur/hoher Feuchte oder bei Bedingungen mit niedriger Temperatur/geringer Feuchte (Abhängigkeit von der Umgebung) und Schwankungen beim Ladungspegel zwischen Tonern unterschiedlicher Farben in Abhängigkeit von den Pigmentarten, wenn zum Beispiel im Falle der Vollfarbenbildaufzeichnung Pigmente mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz verwendet werden. Es wird auch möglich, für die Toner mit unterschiedlichen Farben ein externes Zusatzmaterial des gleichen Typs oder in der gleichen Menge zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Farbmittel vermindert die Verteilung der Tonerzusammensetzung und verbessert das Fließverhalten des Pulvers selbst in dem Fall, in dem das färbende Mittel, wie Pigment, in einer großen Menge verwendet wird. Es wird besonders im Falle der Zugabe des färbenden Mittels, wie Pigment, in einer großen Menge zu einem kleinen Toner, der 5 μm nicht übersteigt, möglich, die Ladungseigenschaften, die Fixiereigenschaften und die Pulvereigenschaften beizubehalten, was bei herkömmlichen Verfahren nicht erreicht werden kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Mikrokapsel (Farbmittel) kann die Dichte des färbenden Mittels in der Mikrokapsel erhöht werden, da das färbende Mittel, wie Pigment, direkt mit PHA überzogen ist. Da andererseits die Überzugsmenge von PHA erhöht werden muß, um das Dispersionsvermögen und die mechanische Festigkeit der Mikrokapsel (Farbmittel) zu verbessern, liegt sie in einem Bereich von 1 bis 30 Masse-%, als Masseverhältnis in bezug auf das färbende Mittel, vorzugsweise von 1 bis 20 Masse-% und stärker bevorzugt von 1 bis 15 Masse-%.
Die herkömmliche Matrix-Domänen-Struktur, die durch die Trennung vereinigter Phasen unterschiedlicher Harze entsteht, ist mit den Nachteilen eines begrenzten Auswahlbereichs der verwendbaren Harze und Schwierigkeiten bei der Regelung der Partikelgröße und -verteilung der Domäne verbunden, beim erfindungsgemäßen Toner gibt es jedoch, da das färbende Mittel, das mit einer äußeren Hülle aus einem Harz überzogen ist, vom thermoplastischen Harz gebunden wird, bei der Kombination des färbenden Mittels und des Bindeharzes keine Einschränkungen, und die Konzentration des färbenden Mittels im Farbmittel und dessen Partikelgröße lassen sich leicht regeln.
Die Partikelgröße der durch die vorstehend aufgeführten Schritte erhaltenen Mikrokapsel (Farbmittel) ist normalerweise nicht größer als 1 μm, vorzugsweise nicht größer als 0,7 μm und stärker bevorzugt beträgt sie 0,01 bis 0,4 μm. Die Partikelgröße des Mikrokapselpigments kann nach bekannten Verfahren, wie Lichtabsorption, statische Lichtstreuung, dynamische Lichtstreuung oder Zentrifugenfällung, bestimmt werden, und für diesen Zweck kann eine Vorrichtung zur Messung der Partikelgröße, wie ein "Coulter Counter Multisizer" verwendet werden.
Die in den vorstehend aufgeführten Schritten erhaltene Mikrokapsel (Farbmittel) kann nach verschiedenen sekundären Verfahren oder einer chemischen Modifizierung verwendet werden.
Wenn das PHA auf der Oberfläche des Farbmittels zum Beispiel chemisch modifiziert wird, kann in Farbmittel erhalten werden, das nützlichere Funktionen und Eigenschaften hat. Durch Einführen einer Pfropfkette kann zum Beispiel ein Farbmittel erhalten werden, bei dem verschiedene Eigenschaften, zum Beispiel die wechselseitige Löslichkeit mit dem Bindeharz, verbessert sind, was sich von dieser Pfropfkette ableitet. Durch Vernetzen des PHA auf der Oberfläche des Farbmittels können auch die mechanische Festigkeit, die chemische Beständigkeit, die Wärmebeständigkeit usw. des Farbmittels verbessert werden.
Das Verfahren zum chemischen Modifizieren ist nicht besonders begrenzt, sofern es die gewünschten Funktionen und die gewünschte Struktur erzielen kann, es läßt sich jedoch ein Verfahren vorteilhaft anwenden, bei dem PHA mit einer reaktiven funktionellen Gruppe in der Seitenkette synthetisiert wird und eine chemische Modifizierung vorgenommen wird, wobei die chemische Reaktion dieser funktionellen Gruppe ausgenutzt wird.
Die Art der vorstehend genannten reaktiven funktionellen Gruppe ist nicht besonders begrenzt, sofern sie die gewünschten Funktionen und die gewünschte Struktur erzielen kann, die vorstehend genannte Epoxygruppe kann jedoch als ein Beispiel genannt werden. Das PHA mit einer Epoxygruppe in der Seitenkette kann wie bei einem üblichen Polymer mit einer Epoxygruppe einer chemischen Umwandlung unterzogen werden. Insbesondere kann eine Umwandlung in eine Hydroxylgruppe oder die Einführung einer Sulfongruppe vorgenommen werden. Es ist auch möglich, eine Verbindung mit einem Thiol oder Amin zuzusetzen, und insbesondere kann die Pfropfkette des Polymers durch Reaktion unter Zugabe einer Verbindung gebildet werden, die eine endständige Aminogruppe aufweist, die gegenüber der Epoxygruppe sehr reaktiv ist.
Zu Beispielen der Verbindung mit einer endständigen Aminogruppe gehören mit Amino modifizierte Polymere, wie Polyvinylamin, Polyethylenimin oder mit Amino modifiziertes Polysiloxan (mit Amino modifiziertes Siliconöl). Von diesen kann mit Amino modifiziertes Polysiloxan handelsübliches modifiziertes Siliconöl sein oder kann nach einem Verfahren synthetisiert werden, wie es zum Beispiel in J. Amer. Chem. Soc., 78, 2278 (1956) beschrieben ist, und es wird erwartet, daß sich durch das Hinzufügen der Pfropfkette im Polymer Effekte, wie eine Verbesserung der wechselseitigen Löslichkeit mit dem Bindeharz, ergeben.
Zu weiteren Beispielen der chemischen Umwandlung des Polymers mit einer Epoxygruppe gehören eine Vernetzungsreaktion mit einer Diaminverbindung, wie Hexamethylendiamin, Succinsäureanhydrid oder 2-Ethyl-4-methylimidazol, und zu Beispielen der physikalisch-chemischen Umwandlung gehören eine Vernetzungsreaktion durch Elektronenstrahlen. Von diesen verläuft die Reaktion zwischen einem PHA mit einer Epoxygruppe in der Seitenkette und Hexamethylendiamin wie folgt, wodurch ein vernetztes Polymer erzeugt wird:
Da die erfindungsgemäße Mikrokapsel (Farbmittel) durch eine hohe Konzentration des färbenden Mittels, wie es vorstehend erläutert worden ist, und auch durch ihre geringe Größe gekennzeichnet ist, ermöglicht es der ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner, der eine solche Mikrokapsel (Farbmittel) enthält, ein Bild zu erzeugen, dessen Transparenz, Farbentwicklung und Kontrast hervorragend sind.
<Beispiele des färbenden Mittels>
Das färbende Mittel, das den erfindungsgemäßen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner bildet, ist nicht besonders begrenzt und kann irgendein färbendes Mittel sein, das gewöhnlich bei der Herstellung von Tonern verwendet wird. Ein färbendes Mittel, das in der vorliegenden Erfindung wirksam verwendet werden kann, ist ein Pigment.
Als Pigment können bekannte organische oder anorganische Pigmente verwendet werden. Zu Beispielen des schwarzen Pigments gehören anorganische, wie Ruß und Eisen(III)-oxid, und organische, wie Cyaninschwarz. Zu Beispielen des weißen Pigments gehören Zinkweiß, Titanoxid, Antimonweiß und Zinksulfid. Zu Beispielen des gelben Pigments gehören anorganische, wie Bleigelb, Cadmiumgelb, gelbes Eisenoxid, Titangelb und Ocker (ochre).
Zu Beispielen eines Monoazopigments vom Acetoessigsäureanilid-Typ, das ein schwach lösliches Metallsalz (Azopigment) ist, gehören Hansagelb G (C.I. Pigment Yellow 1), Hansagelb 10G (C.I. Pigment Yellow 3), Hansagelb RN (C.I. Pigment Yellow 65), Hansabrilliantgelb 5GX (C.I. Pigment Yellow 74), Hansabrilliantgelb 10GX (C.I. Pigment Yellow 98), Permanentgelb FGL (C.I. Pigment Yellow 97), Shimuralechtgelbpigment 6G (C.I. Pigment Yellow 133) und Rionolgelb K-2R (C.I. Pigment Yellow 169). Zu Beispielen eines Diazopigments vom Azetoessigsäureanilid-Typ gehören Diazogelb G (C.I. Pigment Yellow 12), Diazogelb GR (C.I. Pigment Yellow 13), Diazogelb 5G (C.I. Pigment Yellow 14), Diazogelb 8G (C.I. Pigment Yellow 17), Diazogelb R (C.I. Pigment Yellow 55) und Permanentgelb HR (C.I. Pigment Yellow 83).
Zu Beispielen eines kondensierten Azopigments gehören Chromphthalgelb 3G (C.I. Pigment Yellow 93), Chromphthalgelb 6G (C.I. Pigment Yellow 94) und Chromphthalgelb GR (C.I. Pigment Yellow 95). Zu Beispielen eines Monoazopigments vom Benzimidazolon-Typ gehören Hostapalmgelb H3G (C.I. Pigment Yellow 154), Hostapalmgelb H4G (C.I. Pigment Yellow 151), Hostapalmgelb H2G (C.I. Pigment Yellow 120), Hostapalmgelb H6G (C.I. Pigment Yellow 175) und Hostapalmgelb HLR (C.I. Pigment Yellow 156). Zu Beispielen eines Pigments vom Isoindolinon-Typ gehören Irgazingelb 3RLTN (C.I. Pigment Yellow 110), Irgazingelb 2RLT, Irgazingelb 2GLT (C.I. Pigment Yellow 109), Fastgen Super Yellow GROH (0.1. Pigment Yellow 137), Fastgen Super Yellow GRO (C.I. Pigment Yellow 110) und Sandringelb 6GL (C.I. Pigment Yellow 173). Es können auch Pigmente vom Thren-Typ, wie Flavanthrongelb (C.I. Pigment Yellow 24), Anthrapyrimidin (C.I. Pigment Yellow 108), Anthrachinon vom Phthaloylamid-Typ (C.I. Pigment Yellow 123) und Heliofast Yellow E3R (C.I. Pigment Yellow 99); Metallkomplexpigmente, wie ein Pigment eines Azo-Nickel-Komplexes (C.I. Pigment Green 10), ein Pigment eines Nitroso-Nickel-Komplexes (C.I. Pigment Yellow 153) und ein Pigment eines Azomethin-Kupfer-Komplexes (C.I. Pigment Yellow 117) oder Chinophtharongelb (C.I. Pigment Yellow 138), das ein Pigment vom Phthalimid-Typ ist, verwendet werden.
Zu Beispielen des Magentapigments gehören anorganische, wie Cadmiumrot, Indischrot, Silbervermillon, Bleirot und Antimonvermillon. Zu Beispielen eines Azofarbstoffs eines Azopigments gehören Brilliantkarmin 6B (C.I. Pigment Red 57:1), Pigmentrot (rake red) (C.I. Pigment Red 53:1), Permanentrot F5R (C.I. Pigment Red 48), Lysolrot (C.I. Pigment Red 49), Persischorange (C.I. Pigment Orange 17), Chrosay Orange (C.I. Pigment Orange 18), Helio Orange TD (C.I. Pigment Orange 19), Pigment Scarlet (C.I. Pigment Red 60:1), Brilliant Scarlet G (C.I. Pigment Red 64:1), Helio Red RMT (C.I. Pigment Red 51), Bordeaux 10B (C.I. Pigment Red 63) und Helio Bordeaux (C.I. Pigment 54). Zu Beispielen eines unlöslichen Azopigments (Monoazo, Diazo, kondensiertes Azo) gehören Para Red (C.I. Pigment Red 1), Pigmentrot 4R (C.I. Pigment Red 3), Permanentorange (C.I. Pigment Orange 5), Permanentrot FR2 (C.I. Pigment Red 2), Permanentrot FRLL (C.I. Pigment Red 9), Permanentrot FGR (C.I. Pigment Red 112), Brilliantkarmin BS (C.I. Pigment Red 114), Permanentkarmin FB (C.I. Pigment Red 5), P.V. Karmin HR (C.I. Permanent Red 150), Permanentkarmin FBB (C.I. Pigment Red 146), Nova Palm Red F3RK-F5RK (C.I. Pigment Red 170), Nova Palm Red HFG (C.I. Pigment Orange 38), Nova Palm Red HF4B (C.I. Pigment Red 187), Nova Palm Orange HL.HL-70 (C.I. Pigment Orange 86), P.V. Karmin HF4C (C.I. Pigment Red 185), Hosta Palm Brown HFR (C.I. Pigment Brown 25), Vulcan Orange (C.I. Pigment Orange 16), Pyrazolonorange (C.I. Pigment Orange 13) und Pyrazolonrot (C.I. Pigment Red 36). Zu Beispielen des kondensierten Azopigments gehören Chromophthal Orange 4R (C.I. Pigment Orange 31), Chromophthal Scarlet R (C.I. Pigment Red 166) und Chromophthal Red BR (C.I. Pigment Red 144).
Von den Anthrachinonpigmenten, die kondensierte polycyclische Pigmente sind, können Pyranthronorange (C.I. Pigment Orange 40), Anthathronorange (C.I. Pigment Orange 168) und Dianthrachinoylorange (C.I. Pigment Red 177) verwendet werden. Von den Thioindigopigmenten können Thioindigomagenta (C.I. Pigment Violet 38), Thioindigoviolett (C.I. Pigment Violet 36) und Thioindigorot (C.I. Pigment Red 88) verwendet werden. Von den Perinonpigmenten kann Perinonorange (C.I. Pigment Orange 43) verwendet werden. Von den Perylenpigmenten können Perylenrot (C.I. Pigment Red 190), Perylenvermillon (C.I. Pigment Red 123), Perylenkastanienrot (C.I. Pigment Red 179), Perylen Scarlet (C.I. Pigment Red 149) und Perylenrot (C.I. Pigment Red 178) verwendet werden. Von den Chinacridonpigmenten können Chinacridonrot (C.I. Pigment Violet 19), Chinacridonmagenta (C.I. Pigment Red 122), Chinacridonkastanienrot (C.I. Pigment Red 206) und Chinacridon Scarlet (C.I. Pigment Red 207) verwendet werden. Es können auch ein Pyrrocolinpigment, rotes Fluorbinpigment und Küpenfarbstoffpigmente (löslicher Farbstoff + Fällungsmittel = fixiertes Pigment) als kondensiertes polycyclisches Pigment verwendet werden.
Von den Cyanpigmenten können anorganische, wie Preußischblau, Ultramarin, Cobaltblau und Celurianblau, verwendet werden. Von den Phthalocyaninpigmenten können Fastgen Blue BB (C.I. Pigment Blue 15), Sumiton Cyaninblau HB (C.I. Pigment Blue 15), Cyaninblau 5020 (C.I. Pigment Blue 15:1), Simikaprint Cyaninblau GN-O (C.I. Pigment Blue 15), Echthimmelblau A-612 (C.I. Pigment Blue 17), Cyaningrün GB (C.I. Pigment Green 7), Cyaningrün S537-2Y (C.I. Pigment Green 36) und Sumiton Echtviolett RL (C.I. Pigment Violet 23) verwendet werden. Es können auch Indanthronblau (PB-60P, PB-22, PB-21, PB-64), das ein Thren-Pigment ist, und Methylviolett-Phosphormolybdat-Pigment (PV-3), das ein basisches Farbpigment ist, verwendet werden. Als Grundpigment können auch Barytpulver, Bariumcarbonat, Ton, Siliciumdioxid, Weißruß, Talkum und Aluminiumweiß verwendet werden. Außerdem können Pigmente verwendet werden, die durch Beschichten der Oberfläche der vorstehend genannten Pigmente mit einem Harz erhalten werden.
Die vorstehend genannten Pigmente können einzeln oder in einem willkürlichen Gemisch verwendet werden, um die gewünschte Farbe des Toners zu erhalten. Angesichts der Umweltsicherheit oder der Sicherheit für den menschlichen Körper können verschiedene genußtaugliche Pigmente, wie genußtaugliches Aluminiumpigmentrot 40, genußtaugliches Aluminiumpigmentrot 2, genußtaugliches Aluminiumpigmentrot 3, genußtaugliches Aluminiumpigmentrot 106, genußtaugliches Aluminiumpigmentgelb 5, genußtaugliches Aluminiumpigmentgelb 4, genußtaugliches Aluminiumpigmentblau 1 oder genußtaugliches Aluminiumpigmentblau 2, vorteilhaft verwendet werden.
Der Gehalt des vorstehend genannten färbenden Mittels im Toner kann entsprechend der gewünschten färbenden Wirkung stark schwanken. Um optimale Tonereigenschaften, und zwar in Hinblick auf die Farbdruckwirkung, die Formbeständigkeit des Toners und die Tonerstreuung zu erreichen, ist ein solches färbendes Mittel in einem Anteil von 0,1 bis 60 Masse-Teile, vorzugsweise von 0,5 bis 20 Masse-Teile enthalten, und zwar auf 100 Masse-Teile des Bindeharzes bezogen.
<Nachbehandlung des Farbmittels>
Die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erhaltene Kapselstruktur (Farbmittel) kann im Zustand einer wäßrigen Dispersion im Reaktionsgemisch oder nach der Gewinnung des Farbmittels durch leichtes Zentrifugieren oder Vakuumfiltration, gefolgt vom Dispergieren in einem anderen wäßrigen Medium verwendet werden. Es ist auch möglich, sie als eine Lösungsmitteldispersion zu verwenden, indem die gewonnene Kapselstruktur (Farbmittel) in einem organischen Lösungsmittel dispergiert wird, in dem das PHA unlöslich ist, oder als eine Dispersion in einem organischen Lösungsmittel zu verwenden, in dem das PHA unlöslich ist, die durch Lösungsmittelaustausch erhalten wird. Es ist ferner möglich, die Kapselstruktur (Farbmittel) nach dem vorstehend genannten Verfahren zu spülen.
Falls die Partikelgröße groß ist, kann die Kapselstruktur (Farbmittel) im Pulverzustand erhalten werden, indem ein feuchter Kuchen durch leichtes Zentrifugieren oder Vakuumfiltration erhalten wird, worauf das Trocknen durch Vakuumtrocknen oder mit einer Strahlmühle folgt. Im Falle einer kleinen Partikelgröße kann das Trocknen durch Sprühtrocknen erfolgen.
Die Partikelgröße der erzeugten Kapselstruktur (Farbmittel) kann bis zu einem bestimmten Ausmaß auf einen einheitlichen Wert gebracht werden, indem das färbende Mittel mit einer einheitlichen Partikelgröße verwendet wird, nach der Herstellung der Kapselstruktur (Farbmittel) kann jedoch eine Klassifizierung vorgenommen werden, um eine noch einheitlichere Partikelgröße zu erreichen.
<Den Toner bildende Materialien>
Nachfolgend werden andere Bestandteile des erfindungsgemäßen, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners erläutert. Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner schließt zumindest das vorstehend genannte Farbmittel und das Bindeharz ein und enthält ferner falls erforderlich ein Ladungssteuerungsmittel und weitere Zusätze.
(Bindeharz)
Das Bindeharz ist nicht besonders begrenzt, und es kann irgendein Bindeharz verwendet werden, das gewöhnlich bei der Herstellung von Tonern benutzt wird. Zu Beispielen des Bindeharzes gehören Styrolpolymere, wie Polystyrol, Polyacrylatester und ein Styrol-Acrylatester-Copolymer; Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Phenolharz, Epoxidharz, Polyesterharz usw.
(Biologisch abbaubare Kunststoffe)
In der vorliegenden Erfindung können vorteilhafterweise auch handelsübliche, biologisch abbaubare Kunststoffe verwendet werden. Zu den Beispielen von biologisch abbaubaren Kunststoffen gehören "Ecostar", "Ecostar plus" (Hagiwara Kogyo), "Biopol" (ICI Japan), "Azicoat" (Ajinomoto), "Placcel", "Polycaprolactone" "Daicel Chemical", "Sholex", "Bionolle" (Shows Denko), "Lacty" (Shimadzu MfG.) und "Lacea" (Mitsui Chemical).
(Weitere Harze)
Zu Beispielen des Styrolpolymers gehören ein Copolymer von Styrol und (Meth)acrylatester, ein Copolymer davon mit einem anderen Monomer, das damit copolymerisiert werden kann, ein Copolymer von einem Styrol- und einem Dienmonomer (Butadien, Isopren usw.) und ein Copolymer davon mit einem anderen Monomer, das damit copolymerisiert werden kann. Zu Beispielen des Polyesterpolymers gehören ein Kondensationsprodukt einer aromatischen Dicarbonsäure und ein Additionsprodukt eines aromatischen Diols mit Alkylenoxid. Zu Beispielen des Epoxidpolymers gehören das Reaktionsprodukt von einem aromatischen Diol und Epichlorhydrin und modifizierte Produkte davon. Zu Beispielen des Polyolefinpolymers gehören Polyethylen, Polypropylen und eine copolymerisierte Kette mit einem anderen Monomer, das damit copolymerisiert werden kann. Zu Beispielen des Polyurethanpolymers gehören ein Polyadditionsprodukt eines aromatischen Diisocyanats und ein Alkylenoxid- Additionsprodukt eines aromatischen Diols.
Zu bestimmten Beispielen des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bindeharzes gehören Polymere der folgenden polymerisierbaren Monomere, Gemische davon und Copolymerisationsprodukte, die unter Verwendung von zumindest zwei der folgenden polymerisierbaren Monomere erhalten wurden. Zu bestimmten Beispielen solcher Verbindungen gehören Styrolcopolymere, wie ein Styrol-Acrylsäure-Copolymer oder ein Styrol-Methacrylsäure-Copolymer, Polyesterpolymere, Epoxidpolymere, Polyolefinpolymere und Polyurethanpolymere.
(Polymersierbares Monomer)
Zu bestimmten Beispielen des polymerisierbaren Monomers gehören Styrol und dessen Derivate, wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol oder p-n-Dodecylstyrol; ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen oder Isobutylen; ungesättigte Polgene, wie Butadien; halogenierte Vinyle, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid oder Vinylfluorid; Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat oder Vinylbenzoat; aliphatische α-Methylenmonocarbonsäureester, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat oder Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylatester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat oder Phenylacrylat; Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether oder Vinylisobutylether; Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon oder Methylisopropenylketon; N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol oder N-Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthaline; Acryl- oder Methacrylsäure-Derivate, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid; Ester der vorstehend genannten α,β-ungesättigten Säuren oder Diester von zweibasischen Säuren; Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Methylmaleat, Butylmaleat, Dimethylmaleat, Phthalsäure, Succinsäure oder Terephthalsäure; Polyole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,3-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A oder polyoxyethyleniertes Bisphenol A; Isocyanate, wie p-Phenylendiisocyanat, p-Xylylendiisocyanat oder 1,4-Tetramethylendiisocyanat; Amine, wie Ethylamin, Butylamin, Ethylendiamin, 1,4-Diaminobenzol, 1,4-Diaminobutan oder Monethyanolamin; und Epoxidverbindungen, wie Diglycidylether, Ethylengylcoldiglycidylether, Glycidylether von Bisphenol A oder Glycidylether von Hydrochinon.
(Vernetzungsmittel)
Bei der Herstellung des in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Bindeharzes kann falls erforderlich folgendes Vernetzungsmittel verwendet werden. Zu Beispielen des Vernetzungsmittels mit zwei funktionellen Gruppen gehören Divinylbenzol, Bis(4-acryloxypolyethoxyphenyl)propan, Ethylenglycoldiacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, das Diacrylat von Polyethylenglycol #200, #400 und #600, Dipropylenglycoldiacrylat, Polypropylenglycoldiacrylat, Diacrylat vom Polyester-Typ und Methacrylate, die den vorstehend aufgeführten Acrylaten entsprechen.
Zu Beispielen des Vernetzungsmittels mit mehr als zwei funktionellen Gruppen gehören Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat und -methacrylat, 2,2-Bis(4-methacyloxypolyethoxyphenyl)propan, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallyltrimellitat und Diarylchlorendat.
(Polymerisationsinitiator)
Bei der Herstellung des in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Bindeharzes kann falls erforderlich der folgende Polymerisationsinitiator verwendet werden. Zu Beispielen des Polymerisationsinitiators gehören: t-Butylperoxy-2-ethylenhexanoat, Cuminperpivalat, t-Butylperoxylaurat, Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Octanoylperoxid, Di-t-butylperoxid, t-Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid, 2,2'-Azobis(2-isobutyronitril), 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril), 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril), 1,1-Bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1-Bis(t-butylperoxy)cyclohexan, 1,4-Bis(t-butylperoxycarbonyl)cyclohexan, 2,2-Bis(t-butylperoxy)octan, n-Butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valylat, 2,2-Bis(t-butylperoxy)butan, 1,3-Bis(t-butylperoxy-isopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexan, Di-t-butyldiperoxyisophthalat, 2,2-Bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)propan, Di-t-butylperoxy-α-methylsuccinat, Di-t-butylperoxydimethylglutarat, Di-t-butylperoxyhexahydroterephthalat, Di-t-butylperoxyazelat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, Diethylenglycol-bis(t-butylperoxycarbonat), Di-t-butylperoxytrimethyladipat, Tris(t-butylperoxy)triazin und Vinyltris(t-butylperoxy)silan.
Diese Materialien können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Diese Materialien werden in eine Konzentration von mindestens 0,05 Masse-Teile (vorzugsweise von 0,1 bis 15 Masse-Teilen) in bezug auf 100 Masse-Teile des Monomers verwendet.
(Ladungssteuerungsmittel)
Es kann ein Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, das herkömmlich benutzt wird. Zu bestimmten Beispielen davon gehören Nigrosinfarbstoffe, quaternäre Ammoniumsalze und Farbstoffe aus einem Monoazo-Metallkomplexsalz. Die Menge des Ladungssteuerungsmittels wird angesichts der Ladungseigenschaften des Bindeharzes, des Herstellungsverfahrens, einschließlich der Menge und des Dispersionsverfahrens des Farbmittels, und des Ladungsvermögens der anderen Zusätze bestimmt, es wird jedoch im allgemeinen in einer Menge von 0,1 bis 20 Masse-Teilen, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Masse-Teilen, bezogen auf 100 Masse-Teile des Bindeharzes, verwendet. Es können auch anorganische Partikel, wie Metalloxid oder eine anorganische Substanz, verwendet werden, die einer Oberflächenbehandlung mit den vorstehend genannten organischen Materialien unterzogen wurde. Ein solches Ladungssteuerungsmittel kann im Bindeharz eingemischt werden oder an die Oberfläche der Tonerpartikel gebunden werden.
(Andere Komponenten des Toners)
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann zusätzlich zum vorstehend genannten Bindeharz, Farbmittel und Ladungssteuerungsmittel die folgenden Verbindungen enthalten. Zu Beispielen einer solchen Verbindung gehören Siliconharz, Polyester, Polyurethan, Polyamid, Epoxidharz, Polyvinylbutyral, Kolophonium, denaturiertes Kolophonium, Terpenharz, Phenolharz, ein aliphatisches oder alicyclisches Kohlenwasserstoffharz, wie Polyethylen mit geringem Molekulargewicht oder Polypropylen mit geringem Molekulargewicht, ein aromatisches Erdölharz, chloriertes Paraffin und Paraffinwachs. Davon wird vorzugsweise Wachs verwendet, und zu Beispielen davon gehören Polypropylen mit geringem Molekulargewicht und Nebenprodukte davon, Polyester mit geringem Molekulargewicht, Esterwachs und aliphatische Derivate. Wachs, das nach verschiedenen Verfahren bezüglich des Molekulargewichts klassifiziert worden ist, wird in der vorliegenden Erfindung ebenfalls vorzugsweise verwendet. Nach dem Klassifizieren kann auch eine Oxidation, Blockcopolymerisation oder Modifizierung durch Pfropfen durchgeführt werden.
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner liefert besonders in dem Fall hervorragende Eigenschaften, bei dem der Toner die vorstehend genannte Wachskomponente enthält und diese Wachskomponente in im wesentlichen sphärischen und/oder spindelförmigen Inseln im Bindeharz dispergiert ist, wenn ein Tonerschnitt unter einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) betrachtet wird.
(Verfahren zur Herstellung des Toners)
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann nach irgendeinem bekannten Verfahren hergestellt werden. Das Dispergieren des Farbmittels der vorliegenden Erfindung in dem Bindeharz kann durch Schmelzkneten des getrockneten Farbmittels in das Bindeharz bei einer solchen Scherkraft, daß das Farbmittel nicht zerbricht, oder durch ein Schmelzspülverfahren erreicht werden, bei dem ein wasserhaltiger Kuchen vom Farbmittelherstellungsverfahren, in dem das Farbmittel relativ leicht zu primären Partikeln dispergiert werden kann, durch das geschmolzene Bindeharz ersetzt wird.
(Zerkleinerungsverfahren)
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann nach dem sogenannten Zerkleinerungsverfahren hergestellt werden, so daß der Toner nach folgenden Schritten erhalten wird. Insbesondere kann der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner hergestellt werden, indem das vorstehend genannte erfindungsgemäße Farbmittel, Harze, wie das Bindeharz, ein Ladungssteuerungsmittel und Wachs, das falls erforderlich zugesetzt werden soll mit einem Mischer, wie einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle, ausreichend gemischt werden, danach die Harze wechselseitig gelöst werden, indem sie mit einer Thermoknetvorrichtung, wie erwärmten Walzen, einer Knetvorrichtung oder einem Extruder, in der Schmelze geknetet werden, dann darin falls erforderlich die Zusätze, wie ein magnetisches Material und eine metallische Verbindung, dispergiert oder gelöst werden, das Gemisch dann durch Abkühlen fest werden kann, das fest gewordene Gemisch mit einer Zerkleinerungsvorrichtung, wie einer Strahlmühle oder einer Kugelmühle, zerkleinert wird, und das Klassifizieren in die gewünschte Partikelgröße vorgenommen wird.
Beim Klassifizierschritt wird angesichts der Produktivität vorzugsweise ein Mehrfachsichter verwendet. In der vorliegenden Erfindung kann beim Schmelzkneten ein ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnder Toner erhalten werden, bei dem das färbende Mittel, wie Pigment, in einem mit der ersten Harzkomponente überzogenen Zustand in der zweiten Harzkomponente dispergiert ist, ohne daß das färbende Mittel, wie Pigment, das mit der ersten Harzkomponente überzogen ist, in der zweiten Harzkomponente gelöst wird oder ohne daß das färbende Mittel erneut koaguliert.
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann auch erhalten werden, indem das Bindeharz, das Ladungssteuerungsmittel usw. in Lösung gemischt werden, wobei ein Lösungsmittel verwendet wird (zum Beispiel ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Toluol oder Xylol, ein halogeniertes Lösungsmittel, wie Chloroform oder Chlorethylen, Keton, wie Aceton oder Methylethylketon, oder Amid, wie Dimethylformamid), die Lösung nach dem Rühren in Wasser gegeben wird, um eine erneute Fällung zu erreichen, der Niederschlag dann filtriert und getrocknet wird, der Feststoff mit einer Zerkleinerungsvorrichtung, wie einer Strahlmühle oder einer Kugelmühle, zerkleinert wird, und das Klassifizieren vorgenommen wird, um die gewünschte Partikelgröße zu erreichen. Beim Klassifizierschritt wird angesichts der Produktivität vorzugsweise ein Mehrfachsichter verwendet.
(Polymerisationsverfahren)
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann auch durch das sogenannte Polymerisationsverfahren erhalten werden, das nachfolgend erläutert ist. In diesem Fall werden ein polymerisierbares Monomer, das erfindungsgemäße Farbmittel, ein magnetisches Material, ein Vernetzungsmittel, ein Polymerisationsinitiator, Wachs und falls erforderlich weitere Zusätze gemischt und dispergiert und in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels der Suspensionspolymerisation in einem wäßrigen Dispersionsmittel unterzogen, so daß polymerisierte, gefärbte Harzpartikel erhalten werden, die dann aus der flüssigen Phase abgetrennt, getrocknet und falls erforderlich klassifiziert werden, wodurch der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner erhalten wird.
(Extern zugesetztes Siliciumdioxid)
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dem nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Toner extern feines Siliciumdioxidpulver zuzusetzen, um die Stabilität der Ladung, das Entwicklungsvermögen, das Fließverhalten und die Haltbarkeit zu verbessern. Das für diesen Zweck zu verwendende feine Siliciumdioxidpulver liefert dann ein befriedigendes Ergebnis, wenn die durch die BET-Methode mittels Adsorption von Stickstoff gemessene spezifische Oberfläche mindestens 20 m²/g (insbesondere 30 bis 400 m²/g) beträgt. In diesem Fall wird das feine Siliciumdioxidpulver in einer Menge von 0,01 bis 8 Masse-Teilen, vorzugsweise von 0,1 bis 5 Masse-Teilen verwendet, und zwar auf 100 Masse-Teile der Tonerpartikel bezogen. Das zu verwendende feine Siliciumdioxidpulver wird, wenn es erforderlich ist, die Hydrophobie und das Ladungsvermögen zu steuern, vorzugsweise mit Siliconlack, modifiziertem Siliconlack, Siliconöl, modifiziertem Siliconöl, einem Silanhaftmittel, einem Silankopplungsmittel, das funktionelle Gruppen enthält, oder anderen organischen Siliciumverbindungen behandelt. Diese Behandlungsmittel können als Gemisch verwendet werden.
(Anorganisches Pulver)
Es ist auch bevorzugt, das folgende anorganische Pulver zuzusetzen, um das Entwicklungsvermögen und die Haltbarkeit des Toners zu verbessern. Zu Beispielen eines solchen anorganischen Pulvers gehören Oxide von Metallen, wie Magnesium, Zink, Aluminium, Cer, Cobalt, Eisen, Zirkonium, Chrom, Mangan, Strontium, Zinn oder Antimon; komplexe Metalloxide, wie Calciumtitanat, Magnesiumtitanat oder Strontiumtitanat; Metallsalze, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat oder Aluminiumcarbonat; Tonminerale, wie Kaolin; Phosphatverbindungen, wie Apatit; Siliciumverbindungen, wie Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid; und Kohlepulver, wie Ruß oder Graphit. Davon ist ein feines Pulver von Zinkoxid, Aluminiumoxid, Cobaltoxid, Mangandioxid, Strontiumtitanat oder Magnesiumtitanat besonders bevorzugt.
(Gleitmittel)
Dem Toner kann auch folgendes pulverförmiges Gleitmittel zugesetzt werden. Zu Beispielen eines solchen Gleitmittels gehören Fluorharze, wie Teflon, Polyfluorvinyliden; fluorierte Verbindungen, wie Fluorkohlenstoff; Metallsalze von Fettsäuren, wie Zinkstearat; Fettsäure-Derivate, wie Fettsäure oder Fettsäureester; und Molybdänsulfid.
Beim erfindungsgemäßen Toner ist die Oberfläche fast vollständig mit der ersten Harzkomponente und der zweiten Harzkomponente überzogen, so daß das Aufladevermögen des Toners nicht von der Art des Pigments beeinflußt wird. Folglich kann bei verschiedenen Tonern das extern zugesetzte Material vom gleichen Typ oder in der gleichen Menge verwendet werden.
Dieses Bindeharz, Ladungssteuerungsmittel und diese weiteren Zusätze, die falls erforderlich verwendet werden, bestehen angesichts der Situation nach dem Entsorgen wenn möglich vorzugsweise aus biologisch abbaubaren Substanzen.
<Träger>
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann allein als nichtmagnetischer Einkomponentenentwickler verwendet werden oder kann bei verschiedenen herkömmlich bekannten Tonern, wie einem nichtmagnetischen Toner, der zusammen mit einem magnetischen Träger einen magnetischen Zweikomponentenentwickler bildet, oder einem magnetischen Toner verwendet werden, der allein als magnetischer Einkomponententoner verwendet werden soll. Bei der Verwendung beim Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren kann irgendein bekannter Träger verwendet werden. Insbesondere können die Trägerpartikel von Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße von 20 bis 300 μm gebildet werden, die aus einem der Oberflächenoxidation unterzogenen oder nichtoxidierten Metall, wie Eisen, Nickel, Cobalt, Mangan, Chrom oder Metall der Seltenen Erden, oder Legierungen oder Oxiden davon besteht. Der in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Träger ist auf der Oberfläche der Trägerpartikel vorzugsweise mit Styrolharz, Acrylharz, Siliconharz, Fluorharz, Polyesterharz oder dergleichen überzogen.
<Magnetischer Toner>
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner kann auch als magnetischer Toner hergestellt werden, indem in die Tonerpartikel ein magnetisches Material aufgenommen wird. In diesem Fall kann das magnetische Material auch als färbendes Mittel dienen. Zu Beispielen eines solchen verwendbaren magnetischen Materials gehören Eisenoxide, wie Magnetit, Hämatit oder Ferrit; Metalle, wie Eisen, Cobalt oder Nickel; und Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen, wie Aluminium, Cobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Beryllium, Wismuth, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram oder Vanadium; und Gemische davon. Ein solches magnetisches Material, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, hat eine mittlere Partikelgröße, die 2 μm nicht übersteigt, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 μm. Der Gehalt im Toner beträgt vorzugsweise 20 bis 200 Masse-Teile, stärker bevorzugt 40 bis 150 Masse-Teile, auf 100 Masse-Teile des Bindeharzes bezogen.
Um eine viel bessere Bildqualität zu erreichen, ist es auch erforderlich, eine genaue Entwicklung kleinerer latenter Bildpunkte zu ermöglichen, und für dieses Zweck ist es bevorzugt, daß der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner ein Gewichtsmittel der Partikelgröße im Bereich von 4 bis 9 μm hat. Tonerpartikel mit einem Gewichtsmittel der Partikelgröße von weniger als 4 μm sind unerwünscht, da die Übertragungsleistung geringer wird, so daß die Tonermenge zunimmt, die auf dem lichtempfindlichen Teil zurückbleibt, wodurch es zu einem Bildschleier und einem ungleichmäßigen Bild kommt, die durch die mangelhafte Übertragung verursacht werden. Tonerpartikel mit einem Gewichtsmittel der Partikelgröße von mehr als 9 μm neigen zur Streuung von Zeichen und Linienbildern.
In der vorliegenden Erfindung wurden die mittlere Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung des Toners mit einem Coulter Counter TA-II oder dem Coulter Multisizer (von Coulter Inc. geliefert) gemessen, das mit einer Schnittstelle (von Nippon Kagaku Kikai Co. geliefert) und einem Arbeitsplatzrechner PC9801 (von NEC geliefert) verbunden war, so daß als Ausgangssignal die zahlenmäßige Verteilung und die volumenmäßige Verteilung erhalten wurden. Als bei der Messung verwendeter Elektrolyt wurde eine wäßrige 1%ige NaCl-Lösung mit Natriumchlorid höchster Qualität hergestellt. Der Elektrolyt kann zum Beispiel auch aus handelsüblichem ISOTON R-II bestehen (von Coulter Scientific Japan Inc. geliefert). Bei der Messung wurde als Dispersionsmittel ein oberflächenaktives Mittel (vorzugsweise das Sulfonatsalz von Alkylbenzol) in einer Menge von 0,1 bs 5 ml in 100 bis 150 ml der vorstehend genannten wäßrigen Elektrolytlösung gegeben, und eine Probe für die Messung wurde mit 2 bis 20 mg versetzt, so daß eine Meßprobe erhalten wurde. Nach der Messung wurde die Elektrolytlösung, in der die Meßprobe suspendiert war, 1 bis 3 Minuten mit einer Ultraschalldispersionsvorrichtung dispergiert, und im Coulter Counter TA-II mit einer Öffnung von 100 μm wurde die Messung des Volumens und der Anzahl des Toners mit 2 μm oder mehr gemessen, wodurch die volumenmäßige und die zahlenmäßige Verteilung berechnet wurden. Dann wurden das Gewichtsmittel der Partikelgröße (D4) auf der Basis des Volumens, das anhand der erfindungsgemäßen volumenmäßigen Verteilung berechnet worden war, und das Zahlenmittel der Partikelgröße (D1) auf der Basis der Anzahl berechnet, die anhand der zahlenmäßigen Verteilung berechnet worden war.
<Ladungspegel>
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner hat vorzugsweise einen Ladungspegel pro Masseeinheit (Zweikomponentenmethode) von –10 bis –80 μC/g, vorzugsweise von –15 bis –70 μC/g, um die Übertragungsleistung beim Übertragungsverfahren zu verbessern, das ein Übertragungsteil mit einer angelegten Spannung verwendet.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Messen des Ladungspegels nach der Zweikomponentenmethode (Zweikomponenten-Tribo) erläutert, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Für die Messung wurde eine Meßvorrichtung für den Ladungspegel verwendet, wie sie in 7 dargestellt ist. Zuerst wurde ein Gemisch von 9,5 g Träger, der aus EFV 200/300 (von Powdertech Inc. geliefert) bestand, und 0,5 g zu messendem Toner in eine Polyethylenflasche mit 50 bis 100 ml gegeben, danach in eine Schüttelvorrichtung mit konstantem Ausschlag gegeben und eine bestimmte Zeit bei einem Ausschlag von 100 mm und einer Schüttelgeschwindigkeit von 100 Zyklen/Minute geschüttelt. Dann wurden 1,0 bis 1,2 g des vorstehend genannten Gemischs in einen Meßbehälter 42 aus Metall der in 7 gezeigten Meßvorrichtung für den Ladungspegel gegeben, die am Boden ein Sieb mit 43 bis 500 mesh aufwies, und es wurde ein Metalldeckel 44 aufgelegt. Die Masse des gesamten Meßbehälters 42 wurde als W1 (g) gemessen. Dann wurde mit einer nicht dargestellten Absaugvorrichtung (die zumindest in dem Bereich, der mit dem Meßbehälter 22 in Kontakt steht, isolierend ist) aus der Absaugöffnung 47 abgesaugt, und das Regelventil 46 für die Luftmenge wurde so eingestellt, daß das Vakuummeßgerät 45 einen Druck von 2.450 Pa (250 mm aqu.) anzeigte. Unter diesem Bedingungen wurde für 1 Minute abgesaugt, um den Toner durch Absaugen zu beseitigen. Die von einem Spannungsmeßgerät 49 angezeigte Spannung wurde als V (Volt) ausgewählt. Der Kondensator 48 hatte die Kapazität C (μF). Aus diesen Meßwerten wurde der Triboladungspegel des Toners (μC/g) anhand der folgenden Formel berechnet: Triboladungspegel (μC/g) = C × V/(W1 – W2)
<Molekulargewicht des Bindeharzes>
In der vorliegenden Erfindung wurde das Molekulargewicht des Bindeharzes durch GPC (Gel-Permeationschromatographie) gemessen. Insbesondere wurde die Messung des Molekulargewichts mittels GPC durchgeführt, indem eine Probe verwendet wurde, die durch 20-stündiges Extrahieren des Toners mit THF (Tetrahydrofuran) in einem Soxhlet-Extraktionsapparat erhalten worden war, es wurde auch eine Säulenanordnung verwendet, die durch Verbinden von A-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 gestaltet worden war, die von Showa Denko Co. geliefert werden, und es wurde eine Eichlinie des Polystyrolharz-Standards verwendet. In der vorliegenden Erfindung ist es auch bevorzugt, ein Bindeharz mit einem Verhältnis (Mw/Mn) zwischen dem Gewichtsmittel des Molekulargewichts (Mw) und dem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn), die wie vorstehend erläutert gemessen wurden, im Bereich von 2 bis 100 zu verwenden.
<Umwandlungspunkt zweiter Ordnung des Toners>
Der erfindungsgemäße Toner wird angesichts des Fixiervermögens und der Lagerungsbeständigkeit ferner mit geeigneten Materialien so hergestellt, daß er einen Umwandlungspunkt zweiter Ordnung Tg aufweist, der vorzugsweise im Bereich von 30 bis 80°C, stärker bevorzugt von 50 bis 70°C liegt. Der Umwandlungspunkt zweiter Ordnung Tg kann zum Beispiel mit einem Hochpräzisions-Thermoanalysegerät mit Differentialabtastung vom Typ mit Kompensation der internen Eingabe, wie einem Perkin Elmer DSC-7, gemessen werden. Die Messung erfolgt gemäß ASTM D3418-82. In der vorliegenden Erfindung wird die Messung des Umwandlungspunkts zweiter Ordnung vorzugsweise vorgenommen, indem die Probe einmal erwärmt wird, um die frühere Hysterese zu beseitigen, die Probe dann schnell abgekühlt wird und die DSC-Kurve verwendet wird, die erhalten wird, wenn die Probe bei einer Erwärmungsrate von 10°C/min erneut in einem Bereich von 0 bis 200°C erwärmt wird.
<Bilderzeugungsverfahren und -vorrichtung>
Der erfindungsgemäße, ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnde Toner mit dem vorstehend genannten Aufbau wird besonders bevorzugt bei einem Bilderzeugungsverfahren, das zumindest die folgenden Schritte einschließt: einen Schritt, bei dem an ein Aufladeteil von außen eine Spannung angelegt wird, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, einen Schritt, bei dem auf dem aufgeladenen Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Ladungsbild mit einem ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner entwickelt wird, wodurch auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild ein Tonerbild erzeugt wird, einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und einen Thermofixierschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme fixiert wird, oder bei einem Bilderzeugungsverfahren verwendet, bei dem der vorstehend genannte Übertragungsschritt aus einem ersten Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild auf ein Zwischenübertragungsteil übertragen wird, und einem zweiten Übertragungsschritt besteht, bei dem das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsteil auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird.
Die bei diesem Verfahren zu verwendende Vorrichtung ist vorzugsweise entsprechend mit Einrichtungen ausgestattet, die den vorstehend genannten Schritten entsprechen, und zwar mit einer Aufladeeinrichtung, einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes, einer Entwicklungseinrichtung, einer Übertragungseinrichtung und einer Thermofixiereinrichtung.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand ihrer Beispiele weiter verdeutlicht, wobei (%) auf der Masse basiert, wenn es nicht anders angegeben ist.
(Bezugsbeispiel 1)
Herstellung einer Transformante, die das PHB synthetisierende Enzym produzieren kann
Das Verfahren zur Herstellung einer Transformante, die ein vom Stamm TB64 stammendes, PHB synthetisierendes Enzym produzieren kann, wurde von den hier genannten Erfindern bereits bei einem Patent angewendet, und ein bestimmtes Beispiel eines solchen Verfahrens wird nachfolgend erläutert. Nachdem der Stamm TB64 über Nacht bei 30°C in 100 ml Kulturmedium LB (1% Polypepton, 0,5% Hefeextrakt, 0,5% Natriumchlorid, pH = 7,4) gezüchtet worden war, wurde die Chromosomen-DNA abgetrennt und nach dem Verfahren von Marmer et al. gewonnen. Die erhaltene Chromosomen-DNA wurde durch das Restriktionsenzym Sau3AI teilweise zersetzt. Der Vektor pUC18 wurde mit dem Restriktionsenzym BamHI aufgeschlossen, und nach dem Dephosphorylierungsverfahren (Molecular Cloning, Bd. 1, S. 572 (1989): Cold Spring Harbor Laborstory) wurde sie mit dem Fragment der Chromosomen-DNA ligiert, das durch teilweise Zersetzung mit Sau3AI erhalten worden war, wobei das DNA-Ligationskit Ver. II (Takara Shuzo) verwendet wurde. Dann wurde der Stamm Escherichia coli HB101 mit den ligierten DNA-Fragmenten transformiert, so daß eine Chromsomen-DNA-Bank des Stamms TB64 erhalten wurde.
Dann wurde eine Prüfung vom Phenotyp durchgeführt, um das DNA-Fragment des Stamms TB64 zu erhalten, das die Gene für die PHB synthetisierende Enzymgruppe einschließt. Das Kulturmedium LB, das 2% Glucose enthielt, wurde als Auswahlkulturmedium verwendet, und wenn die Kolonien auf dem flachen Agarkulturmedium bis zu einer geeigneten Größe gewachsen waren, wurde eine Lösung von Sudanschwarz B aufgesprüht, und es wurden die Kolonien gewonnen, die unter Bestrahlen mit UV-Licht eine Fluoreszenz emittieren. Aus den gewonnenen Kolonien wurde durch das Alkaliverfahren ein Plasmid erhalten, so daß das DNA-Fragment gewonnen wurde, das die Gene der PHB synthetisierenden Enzymgruppe enthielt.
Das gewonnene Genfragment wurde mit dem Vektor pBBR 122 (Mo Bi Tec) rekombiniert, der einen Replikations-Ausgangspunkt für einen weiten Wirtsbereich einschließt, der nicht zu der Inkompatibilitätsgruppe IncP, IncQ oder IncW gehört, und dieses rekombinanten Plasmid wurde verwendet, um den Stamm Ralstogna eutropha TB64ml (dem die Fähigkeit zur Synthese von PHB fehlt) durch Elektroporation zu transformieren, wodurch die Fähigkeit zur Synthese von PHB des Stamms TB64ml wiederhergestellt wurde und eine komplementäre Eigenschaft auftrat.
Dann wurde ein Oligonucleotid mit einer Basensequenz im Bereich um das Startcodon des Gens des PHB synthetisierenden Enzyms (Amasham Pharmacia Biotech) gestaltet und synthetisiert, und es wurde eine PCR durchgeführt, wobei dieses Oligonucleotid als Primer verwendet wurde, um das Fragment zu amplifizieren, das die Gene des PHB synthetisierenden Enzyms einschließt (LA-PCR-Kit, Takara Shuzo).
Das so erhaltene, durch PCR amplifizierte Fragment wurde dann mit dem Restriktionsenzym BamHI vollständig zersetzt und mit dem Expressionsvektor pTrc99A ligiert, der durch das Restriktionsenzym BamHI vollständig zersetzt worden war und mit dem DNA-Ligations-Kit Ver. II (Takara Shuzo) dephosphoryliert (Molekular Cloning, Bd. 1, 5.7.2 (1989): Cold Spring Harbor Laborstory). Dann wurde der Stamm Escherichia coli HB101 nach der Calciumchloridmethode (Takara Shuzo) mit dem erhaltenen rekombinanten Plasmid transformiert, und das aus der erhaltenen Transformante gewonnene rekombinante Plasmid wurde als pTB64-PHB bezeichnet.
Escherichia coli HB101 wurde nach der Calciumchloridmethode mit pTB64-PHB transformiert, so daß der rekombinante Stamm pTB64-PHB erhalten wurde.
(Bezugsbeispiel 2)
Herstellung einer Transformante, die ein mit GST vereinigtes, PHA synthetisierendes Enzym produzieren kann
Der rekombinante Stamm pTB64-PHB wurde in 200 ml des Kulturmediums LB geimpft und 12 Stunden bei 37°C einer Schüttelkultur mit 125 Ausschlägen/Minute unterzogen. Die erhaltenen Bakterien wurden durch Zentrifugieren gewonnen, und die Plasmid-DNA wurde nach einem üblichen Verfahren gewonnen.
Das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 1), das einen stromaufwärtigen Primer für das pTB64-PHB bildet, und das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 2), das einen stromabwärtigen Primer bildet, wurden gestaltet und synthetisiert (Amasham Pharmacia Biotech). Die PCR wurde unter Verwendung der Oligonucleotide als Primer und des pTB64-PHB als Templat durchgeführt, um die gesamte Länge des Gens des PHB synthetisierenden Enzyms zu amplifizieren, das den BamHI-Restriktionsort an der stromaufwärtigen Seite und den XhoI-Restriktionsort an der stromabwärtigen Seite aufweist (LA-PCR-Kit, Takara Shuzo).
Das gereinigte Produkt der PCR-Amplifikation wurde mit BamHI und XhoI aufgeschlossen und in den entsprechenden Restriktionsort im Plasmid pGEX-6P-1 (Amasham Pharmacia Biotech Inc.) eingeführt. Der Stamm Escherichia coli JM109 wurde mit dem rekombinanten Plasmid transformiert, wodurch ein Stamm für die Enzymexpression erhalten wurde. Die Bestätigung des rekombinanten Stamms erfolgte durch ein DNA-Fragment, das durch Aufschluß der Plasmid-DNA erhalten wurde, die mit einem Miniprep (Wizard Minipreps DNA Purification System, PROMEGA Inc.) mit BamHI und XhoI in großem Umfang hergestellt worden war.
(Bezugsbeispiel 3)
Herstellung eines PHB synthetisierenden Enzyms
Der erhaltene rekombinante Stamm für die Enzymexpression wurde über Nacht bei 30°C in 100 ml Kulturmedium 2 × YT (16 g/l Polypepton, 10 g/l Hefeextrakt, 5 g/l NaCl, pH = 7,0) vorgezüchtet, dem Ampicillin (100 μg/l) zugesetzt worden war.
Danach wurde er zu 10 l des Kulturmediums 2 × YT (16 g/l Polypepton, 10 g/l Hefeextrakt, 5 g/l NaCl, pH = 7,0) gegeben, dem Ampicillin (100 μg/l) zugesetzt worden war, und die Kultur erfolgte für 3 Stunden bei 30°C. Dann wurde Isopropyl-β-D-thiogalactopyranosid (IPTG) bis zu einer Endkonzentration von 1 mm zugesetzt, und es wurde 3 Stunden bei 30°C gezüchtet.
Das gewonnene Kulturmedium wurde 10 Minuten bei 4°C, 78.000 m/s² (= 8.000 G) zentrifugiert, und nachdem der Überstand beseitigt worden war, wurde das Bakterienpellet bei 4°C erneut in 500 ml PBS-Lösung suspendiert. Die Bakteriensuspension wurde jedesmal mit 40 ml in ein vorher auf 4°C abgekühltes Gefäß gegossen, und unter einem Druck von 216 MPa (= 2.200 kg/cm²) durch eine French-press wurde die Bakterienflüssigkeit langsam aus der Düse abgegeben, wodurch das Zerkleinerungsverfahren erfolgte. Die zerkleinerte Bakteriensuspension wurde 10 Minuten bei 4°C, 78.000 m/s² (= 8.000 G) zentrifugiert, und der Überstand wurde gewonnen. Der Überstand wurde mit einem Filter mit 0,45 μm filtriert, um Zelttrümmer zu beseitigen. Die Expression des gewünschten, PHB synthetisierenden Enzyms, das mit Glutathion-S-Transferase (GST) vereinigt worden war, im Überstand wurde durch SDS-PAGE bestätigt.
Dann wurde das mit GST vereinigte, PHB synthetisierende Enzym mit Glutathion-Sepharose 4B (Amasham Pharmacia Biotech Inc.) gereinigt. 6,65 ml einer 75%igen Suspension der Glutathion-Sepharose 4B wurden 5 Minuten bei 4°C, 4.900 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und nach der Beseitigung des Überstands wurde sie bei 4°C erneut in 200 ml PBS-Lösung suspendiert. Sie wurde erneut 5 Minuten bei 4°C, 4.900 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und der Überstand wurde entfernt. Dann wurde sie bei 4°C erneut in 5 ml PBS-Lösung suspendiert, wodurch eine 50%ige Suspension von Glutathion-Sepharose 4B erhalten wurde.
Die Gesamtmenge des vorher hergestellten Überstands wurde zu 10 ml der so erhaltenen 50 %igen Suspension von Glutathion-Sepharose 4B gegeben, und das Gemisch wurde leicht geschüttelt, wodurch bewirkt wurde, daß das gewünschte Fusionsprotein im Überstand durch Affinität auf der Glutathion-Sepharose 4B adsorbiert wurde. Das Gemisch wurde 5 Minuten bei 4°C, 4.000 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und nach der Beseitigung des Überstands wurde es bei 4°C erneut in 5 ml PBS-Lösung suspendiert und erneut in ähnlicher Weise zentrifugiert, und der Überstand wurde beseitigt. Die Glutathion-Sepharose 4B, auf der das mit GST vereinigte, PHB synthetisierende Enzym adsorbiert worden war, wurde durch wiederholtes erneutes Suspendieren in PBS-Lösung gespült und zweimal zentrifugiert und schließlich in 5 ml Cleavage-Puffer (50 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM Dithiothreitol, pH = 7) suspendiert. Dann wurde 0,5 ml einer 4%igen Lösung von Prescission-Protease (Amasham Pharmacia Biotech) im Cleavage-Puffer zugegeben, und das Gemisch wurde 4 Stunden bei 5°C leicht geschüttelt. Das Gemisch wurde 5 Minuten bei 4°C, 4.900 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und der Überstand wurde gewonnen. Dann wurde 1 ml der 50%igen Suspension von Glutathion-Sepharose 4B, die wie vorstehend erläutert hergestellt worden war, 5 Minuten bei 4°C, 4.900 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und der vorstehend gewonnene Überstand wurde der Glutathion-Sepharose 4B zugesetzt, nachdem der Überstand entfernt worden war, und das Gemisch wurde leicht gerührt, damit die Glutathion-Sepharose 4B die im Überstand verbliebene Prescission-Protease adsorbiert. Dann wurde 5 Minuten bei 4°C, 4.900 m/s² (= 500 G) zentrifugiert, und der Überstand wurde gewonnen. Der Überstand hatte laut SDS-PAGE ein einziges Band, was auf die Reinigung hinweist.
Die Aktivität des PHB synthetisierenden Enzyms wurde wie folgt gemessen. Zuerst wurde Rinderserumalbumin (Sigma Co.) mit 3,0 mg/ml in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst, und 100 μl der so erhaltenen Lösung wurden zu 100 μl Enzymlösung gegeben, und das Gemisch wurde vorher 1 Minute bei 30°C inkubiert. Dann wurden 100 μl der Lösung von 3-Hydroxybutyryl-CoA, das mit 3,0 mM in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst worden war, zugesetzt, danach wurde das Gemisch 1 bis 30 Minuten bei 30°C inkubiert, und dann wurde die Reaktion beendet, indem eine Lösung von Trichloressigsäure zugegeben wurde, die mit 10 mg/ml in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst war. Nach Abschluß der Reaktion wurde die Lösung zentrifugiert (147.000 m/s² (15.000 G), 10 Minuten), und 500 μl einer 2 mm Lösung von 5,5'-Dithiobis-(2-nitrobenzoesäure), die in 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gelöst war, wurden zu 500 μl des Überstands gegeben. Nachdem 10 Minuten bei 30°C inkubiert worden war, wurde die Lichtabsorption bei 412 nm gemessen. Die Enzymaktivität wurde berechnet, indem eine Enzymmenge, die zur Freisetzung von 1 μMol CoA in 1 Minute führte, als 1 Einheit (E) angenommen wurde. Als Ergebnis wurde eine relative Aktivität von 7,5 E/ml erhalten. Die erhaltene Lösung wurde mit dem Zusatz von Reiho-Gel durch Ultrafiltration bis auf 10 E/ml konzentriert, wodurch eine Lösung des gereinigten Enzyms (1) erhalten wurde.
(Bezugsbeispiel 4)
Herstellung einer Lösung des unbehandelten Enzyms, die PHB synthetisierendes Enzym enthält

Die Stämme KK01 und TL2 wurden 24 Stunden bei 30°C in 10 l Kulturmedium M9 (mit der folgenden Zusammensetzung) gezüchtet, das 0,5% Hefeextrakt und 0,3% mineralische Lösung (siehe nachfolgend) enthielt, und das gewonnene Kulturmedium wurde 10 Minuten bei 4°C, 78.000 m/s² (= 8.000 G) zentrifugiert, und nach der Beseitigung des Überstands wurde das Bakterienpellet bei 4°C erneut in 500 ml PBS-Lösung suspendiert. Die Bakteriensuspension wurde jeweils mit 40 ml in ein vorher auf 4°C abgekühltes Gefäß gegossen, und unter dem Druck von 2.200 kg/cm² von einer French-press wurde die Bakteriensuspension langsam aus einer Düse abgegeben, wodurch das Zerkleinerungsverfahren erfolgte. Die zerkleinerte Bakteriensuspension wurde 10 Minuten bei 4°C, 78.000 m/s² (= 8.000 G) zentrifugiert, und der Überstand wurde gewonnen. Der Überstand wurde mit einem Filter mit 0,45 μm filtriert, um die Zelttrümmer zu beseitigen, und die Aktivität des PHB synthetisierenden Enzyms wurde nach dem vorstehend genannten Verfahren gemessen. Als Ergebnis wurde eine relative Aktivität von 1,6 E/ml für den Stamm KK01 und von 1,2 E/ml für den Stamm TL2 erhalten. Die Lösung wurde mit dem Zusatz eines Kondensationsmittels für biologische Proben (Handelsbezeichnung: Mizubutorikun, Ato Co.) auf 10 E/ml konzentriert, wodurch eine Lösung des unbehandelten Enzyms (1), die vom Stamm KK01 stammt, und (2), die vom Stamm TL2 stammt, erhalten wurden. (Kulturmedium M9)

Na₂HPO₄:	6,2 g
KH₂PO₄:	3,0 g
NaCl:	0,5 g
NH₄Cl:	1,0 g

(in 1 Liter Kulturmedium, pH = 7,0). (Mineralische Lösung)

Nitrilotriessigsäure:	1,5 g
MgSO₄:	3,0 g
MnSO₄:	0,5 g
NaCl:	1,0 g
FeSO₄:	0,1 g
CaCl₂:	0,1 g
CoCl₂:	0,1 g
ZnSO4:	0,1 g
CuSO4:	0,1 g
AlK(SO₄)₂:	0,1 g
H₃BO₃:	0,1 g
Na₂MoO₄:	0,1 g
NiCl₂:	0,1 g

(in 1 Liter)

(Bezugsbeispiel 5)
Herstellung einer Transformante, die ein PHA synthetisierendes Enzym produzieren kann
Eine Transformante, die ein PHA synthetisierendes Enzym produzieren kann, wurde wie folgt hergestellt.
Der Stamm YN2 wurde über Nacht bei 30°C in 100 ml Kulturmedium LB gezüchtet (1% Polypepton (Nippon Pharmaceuticals), 0,5% Hefeextrakt (Difco), 0,5% Natriumchlorid, pH = 7,4), und die Chromosomen-DNA wurde abgetrennt und nach dem Verfahren von Marmer et al. gewonnen. Die erhaltene Chromosomen-DNA wurde mit dem Restriktionsenzym HindIII vollständig zersetzt. Der Vektor pUC18 wurde mit dem Restriktionsenzym HindIII aufgeschlossen, und nach dem Dephosphorylierungsverfahren (Molecular Cloning, Bd. 1, S. 572 (1989): Cold Spring Harbor Laborstory) wurde die digerierte Stelle (Klonierungsstelle) des Vektors mit den mit HindIII zersetzten Fragmenten der Chromosomen-DNA vereinigt, wobei das DNA-Ligations-Kit, Ver. II (Takara Shuzo) verwendet wurde. Dann wurde der Stamm Escherichia coli HB101 mit dem Plasmidvektor transformiert, der das ligierte DNA-Fragment enthielt, wodurch die DNA-Bank des Stamms YN2 erhaltenen wurde.
Danach wurde eine Probe für die Koloniehybridisierung hergestellt, um das DNA-Fragment des Stamms YN2 auszuwählen, das die Gene des PHA synthetisierenden Enzyms enthält. Es wurden Oligonucleotide mit der Sequenz Nr. 3 und der Sequenz Nr. 4 synthetisiert (Amasham Pharmacia Biotech), und die PCR wurde durchgeführt, wobei diese Oligonucleotide als Primer und die Chromosomen-DNA des Stamms YN2 als Templat verwendet wurden. Das durch PCR-Amplifikation erhaltene DNA-Fragment wurde als Probe verwendet. Die Probe wurde mit einem handelsüblichen Markierungskit AlkPhosDirect (Amasham Pharmacia Biotech Inc.) markiert.
Die erhaltene markierte Probe wurde für das Koloniehybridisierungsverfahren verwendet, um aus der Chromosomen-DNA-Bank des Stamms YN2 den Stamm von Escherichia coli auszuwählen, der ein rekombinantes Plasmid aufweist, das die Gene des PHA synthetisierenden Enzyms einschließt. Das Plasmid wurde durch das Alkaliverfahren aus dem ausgewählten Stamm gewonnen, wodurch ein DNA-Fragment erhalten wurde, das die Gene des PHA synthetisierenden Enzyms enthielt.
Das gewonnene DNA-Fragment wurde erneut mit dem Vektor pBBR122 (Mo Bi Tec) kombiniert, der einen Replikations-Ausgangspunkt für einen weiten Wirtsbereich einschließt, der nicht zur Inkompatibilitätsgruppe IncP, IncQ oder IncW gehört, und dieses rekombinante Plasmid wurde verwendet, um den Stamm Pseudomonas chicorii YN2mL (dem die Fähigkeit zur Synthese von PHA fehlt) durch Elektroporation zu transformieren, wodurch die Fähigkeit zur Synthese von PHA des Stamms YN2mL wiederhergestellt wurde und sich der komplementäre Charakter zeigte. Somit wurde bestätigt, daß das ausgewählte DNA-Fragment eine Genregion des PHA synthetisierenden Enzyms einschließt, die in das PHA synthetisierende Enzym translatiert werden kann.
Die Basensequenz des DNA-Fragments wurde nach der Sanger-Methode bestimmt. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß die bestimmte Basensequenz Sequenzen mit der Sequenz Nr. 5 bzw. der Sequenz Nr. 6 enthielt, die Peptidketten codieren. Bei diesen Genen des PHA synthetisierenden Enzyms wurde eine PCR durchgeführt, wobei die Chromosomen-DNA als Templat verwendet wurde, so daß das vollständige Fragment hergestellt wurde, das Gene des PHA synthetisierenden Enzyms enthielt.
Insbesondere wurden ein stromaufwärtiger Primer (Sequenz Nr. 7) und eine stromabwärtiger Primer (Sequenz Nr. 8) für das Gen des PHA synthetisierenden Enzyms mit der Sequenz Nr. 5 und ein stromaufwärtiger Primer (Sequenz Nr. 9) bzw. ein stromabwärtiger Primer (Sequenz Nr. 10) für das Gen des PHA synthetisierenden Enzyms mit der Sequenz Nr. 6 synthetisiert (Amasham Pharmacia Biotech). Die PCR wurde bei der Basensequenz mit der Nr. 5 bzw. der mit der Nr. 6 durchgeführt, wobei diese Primer verwendet wurden, um das vollständige Fragment zu amplifizieren, das Gene des PHA synthetisierenden Enzyms enthielt (LA-PCR-Kit, Takara Shuzo).
Dann wurden die erhaltenen, durch PCR amplifizierten Fragmente und der Expressionsvektor pTrc99A mit dem Restriktionsenzym HindIII aufgeschlossen, und nach dem Dephosphorylierungsverfahren (Molecular Cloning, Bd. 1, 5.7.2 (1989): Cold Spring Harbor Laborstory) wurden die DNA-Fragmente, die den vollständigen Bereich der Gene des PHA synthetisierenden Enzyms einschließen, wobei die unnötigen Basensequenzen an beiden Enden ausgeschlossen sind, mit dem DNA-Ligations-Kit Ver. II (Takara Shuzo) mit der Klonierungsstelle des Expressionsvektors pTrc99A vereinigt.
Danach wurde der Stamm Escherichia coli HB101 (Takara Shuzo) durch das Calciumchloridverfahren (Takara Shuzo) mit den erhaltenen rekombinanten Plasmiden transformiert. Die erhaltenen rekombinanten Plasmide wurden durch Züchtung amplifiziert und gewonnen. Die rekombinanten Plasmide mit dem Gen mit der Sequenz Nr. 5 und 6 wurden als pYN2-C1 bzw. pYN2-C2 bezeichnet. Escherichia coli HB101 fB, dem fadB fehlt, wurde durch das Calciumchloridverfahren mit pYN2-C1, pYN2-C2 transformiert, wodurch die rekombinanten Stämme erhalten wurden, die jeweils ein rekombinantes Plasmid aufweisen.
(Bezugsbeispiel 6)
Produktion 1 eines PHA synthetisierenden Enzyms
Es wurden das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 11), das einen stromaufwärtigen Primer für pYN2-C1 bildet, und das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 12), das einen stromabwärtigen Primer bildet, gestaltet und synthetisiert (Amasham Pharmacia Biotech). Es wurde eine PCR vorgenommen, wobei diese Oligonucleotide als Primer und pYN2-C1 als Templat verwendet wurden, um das gesamte Fragment zu amplifizieren, das das Gen des PHA synthetisierenden Enzyms mit dem BamHI-Restriktionsort an der stromaufwärtigen Seite und dem XhoI-Restriktionsort an der stromabwärtigen Seite enthält (LA-PCR-Kit, Takara Shuzo).
In ähnlicher Weise wurden das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 13), das einen stromaufwärtigen Primer für pYN2-C2 bildet, und das Oligonucleotid (Sequenz Nr. 14), das einen stromabwärtigen Primer bildet, gestaltet und synthetisiert (Amasham Pharmacia Biotech). Eine PCR wurde vorgenommen, wobei diese Oligonucleotide als Primer und pYN2-C2 als Templat verwendet wurden, um das gesamte Fragment zu amplifizieren, das das Gen des PHA synthetisierenden Enzyms mit dem BamHI-Restriktionsort an der stromaufwärtigen Seite und dem XhoI-Restriktionsort an der stromabwärtigen Seite enthält (LA-PCR-Kit, Takara Shuzo).
Die gereinigten Produkte der PCR-Amplifikation wurden mit BamHI und XhoI aufgeschlossen und in eine entsprechende Stelle des Plasmids pGEX-6P-1 (Amasham Pharmacia Biotech Inc.) eingeführt. Der Stamm Escherichia coli JM 109 wurde mit den rekombinanten Plasmiden transformiert, wodurch ein Stamm für die Enzymexpression erhalten wurde. Die Bestätigung des rekombinanten Stamms erfolgte durch ein DNA-Fragment, das durch Aufschluß der Plasmid-DNA, die in einem großen Miniprep (Wizard Minipreps DNA Purification System, PROMEGA Inc.) hergestellt worden war, mit BamHI und XhoI erhalten worden war. Der erhaltene rekombinante Stamm wurde vorher über Nacht bei 30°C in 10 ml Kulturmedium LB-Amp gezüchtet, und 0,1 ml des Kulturmediums wurde zu 10 ml Kulturmedium LB-Amp gegeben, und es wurde eine Schüttelkultur mit 170 U/min für 3 Stunden bei 37°C durchgeführt. Dann wurde IPTG zugesetzt (Endkonzentration 1 mm), und die Züchtung erfolgte für 4 bis 12 Stunden bei 37°C.
Der durch IPTG induzierte Escherichia coli wurde aufgefangen (78.000 m/s² (= 8.000 G), 2 Minuten, 4°C) und bei 4°C mit einer Menge von 1/10 erneut in Phosphatpuffer-physiologischer Kochsalzlösung (PBS; 8 g NaCl, 1,44 g Na₂HPO₄, 0,24 g KH₂PO₄, 0,2 g KCl, 1.000 ml gereinigtes Wasser) suspendiert. Die Bakterienzellen wurden durch Gefrieren/Auftauen und Beschallen zerkleinert, und die Zelttrümmer wurden durch Zentrifugieren beseitigt (78.000 m/s² (= 8.000 G), 2 Minuten, 4°C). Nachdem die Expression des gewünschten Proteins im Überstand durch SDS-PAGE bestätigt worden war, wurde das induzierte und ausgeprägte, mit GST vereinigte Protein mit Glutathion-Sepharose 4B (Amasham Pharmacia Biotech) gereinigt.
Die verwendete Glutathion-Sepharose war vorher einer Behandlung unterzogen worden, um eine nichtspezifische Adsorption zu unterdrücken. Insbesondere wurde die Glutathion-Sepharose dreimal mit der gleichen Menge PBS gespült (78.000 m/s² (= 8.000 G), 2 Minuten, 4°C) und dann 1 Stunde bei 4°C behandelt, indem die gleiche Menge PBS zugegeben wurde, das 4% Rinderserumalbumin enthielt. Nach der Behandlung wurde sie zweimal mit der gleichen Menge PBS gespült und erneut in der halben Menge PBS suspendiert.
40 μl der vorbehandelten Glutathion-Sepharose wurden zu 1 ml zellfreiem Extrakt gegeben und bei 4°C leicht gerührt. Auf diese Weise wurden die Fusionsproteine GST-YN2-C1 und GST-YN2-C2 von der Glutathion-Sepharose adsorbiert. Nach der Adsorption wurde die Glutathion-Sepharose durch Zentrifugieren (78.000 m/s² (= 8.000 G), 2 Minuten, 4°C) gewonnen und mit 400 μl PBS gespült. Dann wurden 40 μl 10 mm Glutathion zugesetzt, und das Gemisch wurde 1 Stunde bei 4°C gerührt, um das adsorbierte Fusionsprotein herauszulösen. Nach der Gewinnung des Überstands durch Zentrifugieren (78.000 m/s² (= 8.000 G), 2 Minuten, 4°C) wurde die Dialyse bezüglich PBS durchgeführt, um das mit GST vereinigte Protein zu reinigen. Durch SDS-PAGE wurde ein einziges Band bestätigt.
500 μg jedes mit GST vereinigtem Proteins wurden mit Prescission-Protease (5 E, Amasham Pharmacia Biotech) aufgeschlossen, und es wurde durch Glutathion-Sepharose geleitet, um Protease und GST zu beseitigen. Die durchgelaufene Fraktion wurde ferner durch eine Säule Sephadex G200 geleitet, die mit PBS ausgeglichen worden war, wodurch die Endprodukte der Expressionsproteine YN2-C1 und YN2-C2 erhalten wurden. Durch SDS-PAGE wurde ein einziges Band bei 60,8 kDa bzw. 61,5 kDa bestätigt.
Dieses Enzym wurde mit einem Kondensator für biologische Proben (Handelsbezeichnung: Mizubutorikun, Ato Co.) konzentriert, wodurch die Lösung des gereinigten Enzyms mit 10 E/ml erhalten wurde.
Die Aktivität jedes gereinigten Enzyms wurde nach dem vorstehend genannten Verfahren gemessen. Die Proteinkonzentration in der Probe wurde mit einem Mikro-BCA-Kit mit einem Reagenz für die Proteinanalyse (Pierce Chemical Inc.) gemessen. Die gemessenen Aktivitäten der gereinigten Enzyme sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
(Bezugsbeispiel 7)
Herstellung 2 des PHA synthetisierenden Enzyms
Die Stämme P91, H45, YN2 und P161 wurden in 200 ml Kulturmedium M9 geimpft, das 0,5% Hefeextrakt (Difco Inc.) und 0,1% Octansäure enthielt, und wurden bei 30°C einer Schüttelkultur mit 125 Ausschlägen/Minute unterzogen. Nach 24 Stunden wurden die Bakterienzellen durch Zentrifugieren gewonnen (98.000 m/s² (= 10.000 G), 10 Minuten, 4°C) und durch erneutes Suspendieren in 200 ml 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) gespült und erneut zentrifugiert. Die Bakterienzellen wurden erneut in 2,0 ml 0,1 m Tris-Salzsäure-Puffer (pH = 8,0) suspendiert und mit einer Ultraschallzerkleinerungsvorrichtung zerkleinert, danach wurde das Zentrifugieren durchgeführt (118.000 m/s² (= 12.000 G), 10 Minuten, 4°C), um den Überstand zu gewinnen, wodurch die Lösung des unbehandelten Enzyms erhalten wurde.
Die Aktivität jedes unbehandelten Enzyms wurde nach dem vorstehend genannten Verfahren gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
Dieses Enzym wurde mit einem Kondensator für biologische Proben (Handelsbezeichnung: Mizubutorikun, Ato Co.) konzentriert, wodurch die Lösung des unbehandelten Enzyms mit 10 E/ml erhalten wurde.
<Beispiel 1>
Die Lösung des gereinigten, PHB synthetisierenden Enzyms wurde wie folgt bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Farbmittels verwendet, wobei Phthalocyaninblau (C.I. Pigment Blue 15:3) verwendet wurde.
Phthalocyaninblau wurde mit einer Sandmühle dispergiert, so daß eine Partikelgröße erhalten wurde, die 0,1 μm nicht übersteigt, und 1 Masse-Teil davon wurde mit 10 Masse-Teilen der Lösung des gereinigten Enzyms (1) und 39 Masse-Teilen PBS versetzt, und es wurde 30 Minuten bei 30°C leicht geschüttelt, so daß das PHB synthetisierende Enzym auf der Pigmentoberfläche adsorbiert wurde. Dann wurde zentrifugiert (98.000 m/s² (= 10.000 G), 10 Minuten, 4°C), danach wurde der Niederschlag in einer PBS-Lösung suspendiert und erneut zentrifugiert (98.000 m/s² (= 10.000 G), 10 Minuten, 4°C), um das PHB synthetisierende Enzym auf dem Phthalocyaninblau zu adsorbieren.
Das vorstehend genannte adsorbierte Enzym wurde in 48 Masse-Teilen 0,1 m Phosphat-Puffer (pH = 7,0) suspendiert, danach wurden 1 Masse-Teil (R)-3-Hydroxybutyryl-CoA (Sigma Aldrich Japan Co.) und 0,1 Masse-Teil Rinderserumalbumin (Sigma Co.) zugegeben, und das Gemisch wurde 2 Stunden bei 30°C leicht geschüttelt. Das erzeugte blaue mikroverkapselte Pigment (hier nachfolgend als Farbmittel bezeichnet) wurde filtriert, gespült und getrocknet, wodurch das Farbmittel 1 erhalten wurde.
0,01 Teil des vorstehend genannten Reaktionsgemischs wurden auf ein Objektglas gegeben, und es wurde 0,01 Teil einer 1%igen wäßrigen Lösung von Nilblau A zugegeben und auf dem Objektglas damit gemischt, und das Gemisch wurde mit einem Deckglas abgedeckt und mit einem Fluoreszenzmikroskop betrachtet (330 bis 380 nm Anregungsfilter, 420 nm Langweg-Absorptionsfilter; Nikon Co.). Als Ergebnis wurde die Fluoreszenz von der Oberfläche des Farbmittels 1 bestätigt. Es wurde folglich festgestellt, daß die Oberfläche des Farbmittels mit PHB überzogen war. Als Bezug wurden 10 Masse-Teile Phthalocyaninblau, die zu 100 Masse-Teilen 0,1 m Natriumphosphat-Puffer (pH = 7,0) gegeben und dann 2,5 Stunden bei 30°C leicht geschüttelt worden waren, bei einer ähnlichen Färbung mit Nilblau A unter dem Fluoreszenzmikroskop betrachtet. Als Ergebnis zeigte die Oberfläche des Phthalocyaninblau-Bezugs keinerlei Fluoreszenz.
Das Farbmittel 1 wurde nach dem Vakuumtrocknen in 20 ml Chloroform suspendiert und 20 Stunden bei 60°C gerührt, um das die äußere Hülle bildende PHB herauszulösen. Der Extrakt wurde mit einem Membranfilter mit einer Porengröße von 0,45 μm filtriert, danach in einem Rotationsverdampfer unter einem Vakuum eingeengt, auf übliche Weise einer Methanolyse unterzogen und in einem Gaschromotographie-Massenspektrometer (GC-MS. Shimadzu QP-5050, EI-Methode) analysiert, um die mit Methyl veresterte Substanz der PHB-Monomereinheit zu identifizieren. Da der Hauptpeak im erhaltenen Chromatogramm eine Retentionszeit zeigte, die gleich der der auf übliche Weise methylierten Verbindung von Hydroxybuttersäure war, wurde als Ergebnis die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des erhaltenen Farbmittels 1 als PHB bestätigt.
Ferner erfolgte eine Auswertung des ds Molekulargewichts des PHB durch Gel-Permeationschromatographie (GPC: Toso HLC-8020, Säule: Polymer Laborstory PLgel MIXED-C (5 μm), Lösungsmittel: Chloroform, Säulentemperatur: 40°C, in Polystyrol umgerechnet), wodurch als Ergebnis Mn = 75.000 erhalten wurde.
Die volumengemittelte Partikelgröße des Pigments wurde vor und nach dem Überziehen mit einem Laser-Doppler-Meßgerät für die Partikelgrößenverteilung (UPA-150, Nikkiso Co.) gemessen. Die Partikelgröße betrug vorher und nachher 0,064 bzw. 0,082 μm, und daraus wurde geschlossen, daß das Pigment mit PHB überzogen war.
<Beispiel 2>
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 1 durch Karmin 6B (C.I. Pigment Red 57:1) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (1) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (1) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 2 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 2. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 2 mit PHB überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 2 PHB war. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 2 bei 73.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,071 bzw. 0,086 μm.
<Beispiel 3>
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 1 durch Diazogelb (C.I. Pigment Yellow 12) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (1) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (2) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 3 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 3. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 3 mit PHB überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 3 PHB war. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 3 bei 69.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,073 bzw. 0,085 μm.
<Beispiel 4>
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Lösung des gereinigten Enzyms (1) durch die Lösung des gereinigten Enzyms (2) ersetzt wurde und daß (R)-3-Hydroxybutyryl-CoA durch (R)-3-Hydroxyoctanoyl-CoA ersetzt wurde (das nach dem Verfahren hergestellt wurde, das in Eur. J. Biochem., 250, 432–439 (1997) beschrieben ist), wodurch das Farbmittel 4 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 4. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 4 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 4 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 4 bei 27.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,080 μm.
<Beispiel 5>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 4 durch Karmin 6B (C.I. Pigment Red 57:1) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (3) durch die Lösung des gereinigen Enzyms (3) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 5 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 5. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 5 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 5 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 5 bei 24.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,071 bzw. 0,085 μm.
<Beispiel 6>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 4 durch Diazogelb (C.I. Pigment Yellow 12) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (2) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (3) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 6 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 6. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 6 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 6 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 6 bei 25.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,073 bzw. 0,088 μm.
<Beispiel 7>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß die Lösung des gereinigten Enzyms (2) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (4) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 7 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 7. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 7 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 7 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 7 bei 24.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,079 μm.
<Beispiel 8>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 4 durch Karmin 6B (C.I. Pigment Red 57:1) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (2) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (5) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 8 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 8. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 8 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 8 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 8 bei 27.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,071 bzw. 0,088 μm.
<Beispiel 9>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß das Phthalocyaninpigment in Beispiel 4 durch Diazogelb (C.I. Pigment Yellow 12) ersetzt wurde und die Lösung des gereinigten Enzyms (2) durch die Lösung des unbehandelten Enzyms (6) ersetzt wurde, wodurch das Farbmittel 9 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 9. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 9 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 9 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 9 bei 25.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,073 bzw. 0,086 μm.
<Beispiel 10>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß (R)-3-Hydroxyoctanoyl-CoA durch (R)-3-Hydroxy-5-phenylvaleryl-CoA ersetzt wurde (durch Hydrolyse des 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäureester, der durch eine Reformatsky-Reaktion erhalten worden war, wodurch 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäure erhalten wurde, und anschließend nach dem Verfahren hergestellt, das in Eur. J. Biochem., 250, 432–439 (1997) beschrieben ist), wodurch das Farbmittel 10 erhalten wurde. Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 10. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 10 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 10 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 10 bei 27.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,081 μm.
<Beispiel 11>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß (R)-3-Hydroxyoctanoyl-CoA durch (R,S)-3-Hydroxy-5-phenoxyvaleryl-CoA ersetzt wurde (ausgehend von Ethylbromacetat und 3-Phenoxypropanal, das nach dem Verfahren synthetisiert wurde, das in J. Org. Chem., 55, 1490–1492 (1990) beschrieben ist), anschließende Hydrolyse des durch eine Reformatsky-Reaktion erhaltenen 3-Hydroxy-5-phenoxyvalerinasäureesters, wodurch 3-Hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure erhalten wurde, und dann nach dem Verfahren hergestellt, das in Eur. J. Biochem., 250, 432–439 (1997) beschrieben ist), wodurch das Farbmittel 11 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 11. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 11 mit PHA überzogen war. Die Analyse mit dem Gaschromatographie-Massenspektrometer bestätigte, daß die grundsätzliche Komponente der äußeren Hülle des Farbmittels 11 ein PHA war, das aus einer 3-Hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 11 bei 29.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,080 μm.
<Beispiel 12
Beispiel 10 wurde wiederholt, wodurch das Farbmittel 10 erhalten wurde, das mit PHA überzogen ist, das aus einer 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäure-Einheit besteht.
Dann wurde Beispiel 11 wiederholt, außer daß das Farbmittel 10 als Kern verwendet wurde, wodurch das Farbmittel 12 erhalten wurde.
Die Masse des auf der Oberfläche einer solchen Kapselstruktur gebildeten Polymers wurde mit einem Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometer (TOF-SIMS IV, Cameca Inc.) gemessen. Auf der Basis des erhaltenen Massenspektrums wurde bestätigt, daß das PHA auf der Kapseloberfläche aus einer 3-Hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure-Einheit bestand. Bei einer ähnlichen Messung des Massespektrums mit dem TOF-SIMS mit allmählichem Abtragen der Kapseloberfläche durch Ionenzerstäubung wurde bestätigt, daß die Monomereinheit des PHA, das die Kapselstruktur bildet, an einer bestimmten Stelle durch eine 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäure-Einheit ersetzt war. Dieses Ergebnis bestätigt, daß die Kapselstruktur des vorliegenden Beispiels die gewünschte Kapselstruktur war, bei der die Poly(3-hydroxy-5-phenylvaleriansäure), die das Phthalocyaninblau (C.I. Pigment Blue 15:3) bedeckt, mit Poly(3-hydroxy-5-phenoxyvaleriansäure) überzogen ist. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte auch, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 12 23.000 betrug. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,096 μm.
<Beispiel 13>
Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß (R)-3-Hydroxyoctanoyl-CoA durch 0,8 Masse-Teil (R,S)-3-Hydroxy-5-phenylvaleryl-CoA und 0,2 Masse-Teil (R,S)-3-Hydroxy-7,8-epoxyoctanoyl-CoA ersetzt wurde (das durch Epoxidieren des ungesättigten Teils von 3-Hydroxy-7-octensäure, die nach dem Verfahren synthetisiert worden war, das in Ing. J. Biol. Macromol., 12, 85–91 (1990) beschrieben ist, mit 3-Chlorbenzoesäure und anschließend nach dem Verfahren hergestellt wurde, das in Eur. J. Biochem., 250, 432–439 (1997) beschrieben ist), wodurch das Farbmittel 13 erhalten wurde.
Eine Auswertung wie in Beispiel 1 bestätigte die Fluoreszenzemission von der Oberfläche des Farbmittels 13. Somit wurde bestätigt, daß die Oberfläche des Farbmittels 13 mit PHA überzogen war. Eine Analyse durch ¹H-NMR (FT-NMR: Bruker DPX400, gemessene Kernspezies: ¹H, Lösungsmittel: schweres Chloroform (enthält TMS)) zeigte, daß die äußere Hülle des erhaltenen Farbmittels 13 aus PHA bestand, das zu 75% aus einer 3-Hydroxy-5-phenylvaleriansäure-Einheit und zu 25% aus einer 3-Hydroxy-7,8-epoxyoctansäure-Einheit bestand. Die Analyse durch Gel-Permeationschromatographie zeigte, daß das Zahlenmittel des Molekulargewichts des erhaltenen Farbmittels 13 bei 22.000 lag. Die Partikelgröße vor und nach dem Überziehen betrug 0,064 bzw. 0,079 μm.
<Beispiel 14>
Bei 50 Masse-Teilen des vorstehend genannten Farbmittels 13 wurde ein Verfahren dreimal wiederholt, das aus Gewinnen durch Zentrifugieren (10.000 × g, 4°C, 10 Minuten) und Suspendieren in 50 Masse-Teilen gereinigtem Wasser bestand, und in dieser Suspension wurde 0,5 Masse-Teil Hexamethylendiamin als Vernetzungsmittel gelöst. Nach Bestätigung der Auflösung wurde das Wasser durch Gefriertrocknen beseitigt, und die Reaktion wurde für 12 Stunden bei 70°C durchgeführt, wodurch das Farbmittel 14 erhalten wurde.
Die IR-Absorptionsmessung (FT-IR: Perkin-Elmer Inc., 1720X) des Farbmittels 14 zeigte, daß die Peaks von Amin (etwa 3.340 cm^–1) und Epoxy (etwa 822 cm^–1), die vor dem Erwärmen beobachtet wurden, im Farbmittel 14 verschwunden waren. Es wurde folglich festgestellt, daß durch die Reaktion zwischen PHA mit einer Epoxy-Einheit in der Seitenkette und Hexamethylendiamin ein Farbmittel 14 bereitgestellt wurde, das mit dem vernetzten Polymer überzogen war.
<Beispiel 15>
Bei 50 Masse-Teilen des vorstehend genannten Farbmittels 13 wurde ein Verfahren aus Gewinnen durch Zentrifugieren (10.000 × g, 4°C, 10 Minuten) und Suspendieren in 50 Masse-Teilen gereinigtem Wasser dreimal wiederholt, und das Wasser wurde durch Gefriertrocknen beseitigt. Dann wurden 10 Masse-Teile eines mit einer endständigen Aminogruppe modifizierten Polysiloxans (modifiziertes Siliconöl TSF4700, GE-Toshiba Silicone Co.) und die Reaktion wurde für 2 Stunden bei 70°C durchgeführt. Das Produkt wurde durch wiederholtes Suspendieren in Methanol und Zentrifugieren (10.000 × g, 4°C, 20 Minuten) gespült und getrocknet, wodurch das Farbmittel 15 erhalten wurde, das eine Polysiloxan-Pfropfkette aufweist.
Die IR-Absorptionsmessung (FT-IR: Perkin-Elmer Inc., 1720X) des Farbmittels 15 zeigte, daß die Peaks von Amin (etwa 3.340 cm^–1) und Epoxy (etwa 822 cm^–1), die vor dem Erwärmen beobachtet wurden, im Farbmittel 15 verschwunden waren. Es wurde folglich festgestellt, daß die Reaktion zwischen PHA mit einer Epoxy-Einheit in der Seitenkette und dem mit einer endständigen Aminogruppe modifizierten Polysiloxan das Farbmittel 15 ergab, das eine Polysiloxan-Pfropfkette aufweist.
<Beispiel 16>
Folgende Zusammensetzung:

Styrol-Butylacrylat-Copolymer (Umwandlungspunkt zweiter Ordnung: 70°C 100 Masse-Teile

Farbmittel 1 (Beispiel 1): 5 Masse-Teile

Ladungssteuerungsmittel (Hoechst NXVP 434): 2 Masse-Teile

wurde gemischt und in einem Extruder mit zwei Achsen (L/D = 30) in der Schmelze geknetet. Nach dem Abkühlen wurden das grobe Zerkleinern mit einer Hammermühle, das feine Zerkleinern mit einer Strahlmühle und das Klassifizieren durchgeführt, wodurch cyan gefärbte Partikel (1) erhalten wurden, die ein Gewichtsmittel der Partikelgröße von 7,1 μm und eine feine Pulvermenge von 6,0% der Anzahl aufwiesen.
100 Masse-Teile der so hergestellten cyan gefärbten Partikel (1) wurden mit einem Henschel-Mischer mit 1,5 Masse-Teilen hydrophobes Siliciumdioxidpulver (BET: 250 m²/g) trockengemischt, das mit Hexamethyldisilazan als das Fließverhalten verbesserndes Mittel behandelt worden war, wodurch der Cyantoner (1) des erfindungsgemäßen Beispiels erhalten wurde. Außerdem wurden 7 Masse-Teile des Cyantoners (1) und 93 Masse-Teile mit Harz beschichteter magnetischer Ferritträger (mittlere Partikelgröße 45 μm), wodurch der Zweikomponenten-Cyanentwickler (1) für das Entwickeln mit Magnetbürsten erhalten wurde.
<Beispiele 17 bis 24>
Die Cyantoner (2) bis (9) der Beispiele 17 bis 24 wurden nach einem Verfahren erhalten, das dem in Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 entsprechend durch 5 Masse-Teile des Farbmittels 4, 7, 10 bis 15 ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieser Toner wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Diese Toner wurden ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, so daß die entsprechenden Zweikomponenten-Cyanentwickler (2) bis (9) erhalten wurden.
<Vergleichsbeispiel 1>
Der Cyantoner (10) von Vergleichsbeispiel 1 wurde nach einem Verfahren erhalten, das dem von Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 durch 15 Masse-Teile Phthalocyaninblau (C.I. Pigment Blue 15:3) ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieses Toners wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Dieser Toner wurde ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, wodurch der Zweikomponenten-Cyanentwickler 10 von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde.
<Beispiele 25 bis 27>
Die Magentatoner (1) bis (3) der Beispiele 25 bis 27 wurden nach einem Verfahren erhalten, das dem in Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 entsprechend durch 5 Masse-Teile des Farbmittels 2, 5 und 8 ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieser Toner wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Diese Toner wurden ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, wodurch die entsprechenden Zweikomponenten-Magentaentwickler (1) bis (3) erhalten wurden.
< Vergleichsbeispiel 2>
Der Magentatoner (4) des Vergleichsbeispiels 2 wurde nach einem Verfahren erhalten, das dem von Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 durch 5 Masse-Teile Karmin 6B (C.I. Pigment Red 57:1) ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieses Toners wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Dieser Toner wurde ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, wodurch der Zweikomponenten-Magentaentwickler (4) des Vergleichsbeispiels 2 erhalten wurde.
<Beispiele 28 bis 30>
Die gelben Toner (1) bis (3) der Beispiele 28 bis 30 wurden nach einem Verfahren erhalten, das dem in Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 entsprechend durch 5,0 Masse-Teile des Farbmittels 3, 6 und 9 ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieser Toner wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Diese Toner wurden ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, wodurch die entsprechenden gelben Zweikomponentenentwickler (1) bis (3) erhalten wurden.
<Vergleichsbeispiel 3>
Der gelbe Toner (4) von Vergleichsbeispiel 3 wurde nach einem Verfahren erhalten, das dem von Beispiel 16 ähnlich ist, außer daß das Farbmittel 1 durch Diazogelb (C.I. Pigment Yellow 12) ersetzt wurde. Die Eigenschaften dieses Toners wurden wie in Beispiel 16 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Dieser Toner wurde ebenfalls wie in Beispiel 16 verwendet, wodurch der gelbe Zweikomponentenentwickler (4) des Vergleichsbeispiels 3 erhalten wurde.
<Auswertung>
Bei den Zweikomponenten-Cyanentwicklern (1) bis (9), den Magentaentwicklern und den gelben Entwicklern (1) bis (3), die in den Beispielen 16 bis 30 erhalten worden waren, und dem Zweikomponenten-Cyanentwickler (10), dem Magentaentwickler und dem gelben Entwickler (4), die in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhalten worden waren, wurde der Ladungspegel des Toners, nachdem 10 oder 300 Sekunden gerührt worden war, nach dem vorstehend genannten Meßverfahren für den Ladungspegel in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchte (25°C, 60% RH) und einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchte (30°C, 80% RH) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefaßt:
Tabelle 3
<Beispiele 31 bis 45 und Vergleichsbeispiele 4 bis 6>
Zuerst wird die Bilderzeugungsvorrichtung erläutert, die bei dem Bilderzeugungsverfahren der Beispiele 31 bis 45 und der Vergleichsbeispiele 4 bis 6 verwendet wurde. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Bilderzeugungsvorrichtung für die Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens der Beispiele der vorliegenden Erfindung und der Vergleichsbeispiele. Siehe 1; eine lichtempfindliche Trommel 1 ist mit einer lichtempfindlichen Schicht 1a versehen, die einen organischen Photoleiter auf einem Substrat 1b enthält, sie ist in Richtung des Pfeils drehbar, und wird mit einer Aufladewalze 2 an der Oberfläche mit einer Oberflächenspannung von etwa –600 V aufgeladen, die ein Aufladeteil bildet, das der lichtempfindlichen Trommel 1 gegenüberliegt und damit im Kontakt rotiert. Wie in 1 gezeigt, besteht die Aufladewalze 2 aus einer leitfähigen elastischen Schicht 2a, die auf einem Metallkern 2b vorgesehen ist.
Dann wird in Richtung der lichtempfindlichen Trommel 1 mit der aufgeladenen Oberfläche mit einem Polygonspiegel entsprechend einer digitalen Bildinformation im An/Aus-Modus belichtet 3, wodurch ein elektrostatisches Ladungsbild mit einem belichteten Potential von –100 V und einem Dunkelpotential von –600 V erzeugt wird. Dann wird das elektrostatische Ladungsbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 einer Umkehrentwicklung unterzogen und mit einer Vielzahl von Entwicklungseinrichtungen 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 sichtbar gemacht, wodurch auf der lichtempfindlichen Trommel 1 ein Tonerbild erzeugt wird. Bei diesem Verfahren wurden die in den Beispielen 16 bis 30 bzw. den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Zweikomponentenentwickler verwendet, so daß mit dem gelben Toner, dem Magentatoner und dem Cyantoner Tonerbilder erzeugt wurden. 2 ist eine vergrößerte teilweise geschnittene Darstellung jeder Entwicklungseinrichtung 4 für den beim Entwickeln verwendeten Zweikomponentenentwickler. Dann wird das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 auf ein Zwischenübertragungsteil 5 übertragen, das sich im Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 1 dreht. Als Ergebnis werden auf dem Zwischenübertagungsteil 5 übereinanderliegende sichtbare Bilder von vier Farben erzeugt. Der restliche Toner, der nicht übertragen worden ist und auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbleibt, wird mit einem Reinigungsteil 8 in einen Behälter 9 für restlichen Toner zurückgeführt.
Wie in 1 gezeigt, besteht das Zwischenübertragungsteil 5 aus einem Metallkern 5b, der ein Tragteil bildet, und einer elastischen Schicht 5a, die darauf laminiert ist. Im vorliegenden Beispiel wurde ein Zwischenübertragungsteil 5 verwendet, das durch Beschichten eines rohrförmigen Metallkerns 5b mit einer elastischen Schicht 5a hergestellt worden war, die aus Ruß als für die Leitfähigkeit sorgendes Material bestand, das ausreichend in Nitril-Butadien-Gummi (NBR) dispergiert ist. Die elastische Schicht 5a hatte eine Härte von 30 Grad, und zwar gemäß JIS K 6301 gemessen, und einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁹ Ω·cm. Der Übertragungsstrom, der für die Übertragung von der lichtempfindlichen Trommel 1 auf das Zwischenübertragungsteil 5 erforderlich war, betrug etwa 5 μA und wurde erhalten, indem an dem Metallkern 5b eine Spannung von +500 V von einer Spannungsquelle angelegt wurde.
Die übereinanderliegenden Tonerbilder der vier Farben, die auf dem Zwischenübertragungsteil 5 erzeugt worden waren, wurden mit einer Übertragungswalze 7 auf ein Übertragungsmaterial, wie Papier, übertragen und dann mit der Thermofixiereinrichtung H fixiert. Die Übertragungswalze 7 wurde hergestellt, indem ein Metallkern 7b mit einem Außendurchmesser von 10 mm mit einer elastischen Schicht 7a überzogen wurde, die aus Kohlenstoff als für die Leitfähigkeit sorgendes Material bestand, der ausreichend in einem dreidimensionalen Schaumstoff aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Copolymer (EPDM) dispergiert war. Sie hatte einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁶ Ω·cm und eine Härte von 35 Grad, und zwar gemäß JIS K 6301 gemessen. An die Übertragungswalze 7 wurde eine Spannung angelegt, so daß ein Übertragungsstrom von 5 μA erhalten wurde.
Bei der in 1 gezeigten Vorrichtung war die Thermofixiereinrichtung H vom Typ mit erwärmten Walzen ohne Ölbeschichtungsmechanismus, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist. Sowohl die obere als auch die untere Walze waren mit Oberflächenschichten aus einem Fluorharz versehen. Die Walzen hatten einen Durchmesser von 60 mm. Die Fixiertemperatur wurde bei 160°C ausgewählt, und der Walzenspalt wurde mit 7 mm gewählt. Der auf der lichtempfindlichen Trommel 1 verbliebene und durch Reinigen gewonnene Toner wurde von einem Wiederverwendungsmechanismus zur Entwicklungseinrichtung befördert und wiederverwendet.
<Auswertung>
Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wurde ein Drucktest in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchte (25°C, 60% RH) und hoher Temperatur und hoher Feuchte (30°C, 80% RH) bei einer Druckgeschwindigkeit von 8 Blatt/Minute (Größe A4), wobei die entsprechenden Zweikomponentenentwickler, die mit den Tonern der Beispiele 16 bis 30 hergestellt worden waren, und jene verwendet wurden, die mit den Tonern der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 hergestellt worden waren, unter ständigem Nachfüllen in einem diskontinuierlichen Einfarbenmodus durchgeführt (wobei die Entwicklungseinrichtung nach jedem Druck 10 Sekunden angehalten wird, um die Beeinträchtigung des Toners durch das vorbereitende Verfahren beim Neustart zu beschleunigen), und das erhaltene Druckbild wurde bezüglich der folgenden Punkte ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse der sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.
(Auswertung des Druckbilds)
1. Bilddichte
Es wurde eine bestimmte Anzahl von Drucken auf üblichem unbeschichtetem Kopierpapier (75 g/m²) vorgenommen, und es wurde der Wert der Bilddichte, die im Bild am Ende des Drucks erhalten geblieben war, im Verhältnis zum ersten Bild ausgewertet. Die Bilddichte wurde mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer (von Macbeth Inc. geliefert) gemessen, und es wurde die relative Dichte des Druckbilds, die einem weißen Bereich des Originals mit einer Dichte von 0,00 entspricht, nach folgenden Kriterien ausgewertet:

⌾:: hervorragend (die Bilddichte am Ende ist zumindest gleich 1,4)
O:: gut (die Bilddichte am Ende ist zumindest gleich 1,35, jedoch kleiner als 1,40)
Δ:: ziemlich gut (die Bilddichte am Ende ist zumindest gleich 1,00, jedoch kleiner als 1,35)
X:: schlecht (die Bilddichte am Ende beträgt weniger als 1,00).

2. Bildschleier
Es wurde eine bestimmte Anzahl von Drucken auf üblichem unbeschichtetem Kopierpaper (75 g/m²) vorgenommen, und die Auswertung erfolgte bei einem durchgängigen weißen Bild am Ende der Drucke. Insbesondere wurden die schlechteste Reflexionsdichte Ds des weißen Bereichs nach dem Druck, die mit einem Reflexionsdensitometer gemessen wurde (Reflektometer Modell TC-6DS, von Tokyo Denshoku Co., Ltd. geliefert), und die durchschnittliche Reflexionsdichte Dr des Blatts vor dem Druck verwendet, um (Ds – Dr) als Schleierwert zu berechnen, der nach folgenden Kriterien ausgewertet wurde:

⌾:: hervorragend (der Schleierwert ist zumindest gleich 0%, jedoch kleiner als 1,5%)
O:: gut (der Schleierwert ist zumindest gleich 1,5%, jedoch kleiner als 3,0%)
Δ:: ziemlich gut (der Schleierwert ist zumindest gleich 3,0%, jedoch kleiner als 5,0%)
X:: schlecht (der Schleierwert ist zumindest gleich 5,0%).

3. Übertragungsvermögen
Eine bestimmte Anzahl von durchgängigen schwarzen Bildern wurde auf üblichem unbeschichtetem Kopierpapier (75 g/m²) gedruckt, und es wurde das Ausmaß der fehlenden Bildmenge am Ende der Drucke visuell festgestellt und nach folgenden Kriterien ausgewertet:

⌾:: hervorragend (fast keine)
O:: gut (wenig)
Δ:: praktisch akzeptabel
X:: praktisch inakzeptabel

Nach der Bildausgabe von 5.000 Blatt in den Beispielen 31 bis 45 und den Vergleichsbeispielen 4 bis 6 wurden Oberflächenkratzer auf der lichtempfindlichen Trommel und dem Zwischenübertragungsteil, die Entstehung einer Fixierung des restlichen Toners und der Einfluß auf das Druckbild (Übereinstimmung mit der Bilderzeugungsvorrichtung) visuell geprüft. Bei den Systemen, die die Zweikomponentenentwickler der Beispiele 31 bis 45 und auch der Vergleichsbeispiele 4 bis 6 verwenden, wurden Oberflächenkratzer auf der lichtempfindlichen Trommel und dem Zwischenübertragungsteil und die Entstehung einer Fixierung des restlichen Toners überhaupt nicht beobachtet, und die Übereinstimmung mit der Bilderzeugungsvorrichtung war sehr zufriedenstellend.
Tabelle 4
<Beispiele 46 bis 48 und Vergleichsbeispiele 7 bis 9>
Bei der Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens der Beispiele 46 bis 48 und der Vergleichsbeispiele 7 bis 9 wurden als Entwickler die Toner verwendet, die in den Beispielen 16, 25, 28 bzw. den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhalten worden waren. Als Bilderzeugungsvorrichtung wurde eine Bilderzeugungsvorrichtung verwendet, die erhalten wurde, indem ein handelsüblicher Laserstrahldrucker LBP-EX (Canon Inc.) modifiziert und neu eingestellt wurde, indem ein Wiederverwendungsmechanismus montiert wurde, wie er in 3 gezeigt ist. Insbesondere ist in der in 3 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung ein System für die Wiederverwendung des wiedergewonnenen Toners vorgesehen, bei der der nicht übertragene Toner, der nach der Übertragung auf der lichtempfindlichen Trommel 20 zurückbleibt, mit einer elastischen Klinge 22 einer Reinigungseinrichtung 21 abgeschabt wird, die mit der lichtempfindlichen Trommel 20 in Kontakt bleibt, dann mit der Reinigungswalze in die Reinigungseinrichtung 21 befördert wird, ferner vom Wiederverwendungsmechanismus 23 der Reinigungseinrichtung befördert wird und durch eine Zuleitung 24 mit einer Förderschnecke über einen Trichter 25 zur Entwicklungseinrichtung 26 zurückgeführt wird.
Bei der in 3 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 20 durch die erste Aufladewalze 27 aufgeladen. Die erste Aufladewalze 27 bestand aus einer Gummiwalze (Durchmesser 12 mm, Kontaktdruck 50 g/cm), die leitfähigen Kohlenstoff enthielt, der darin dispergiert war, und die mit Nylonharz überzogen ist. Durch Laserbelichtung (600 dpi, nicht gezeigt) wurde auf dem Tragteil für das latente elektrostatische Bild (lichtempfindliche Trommel 20) ein latentes elektrostatisches Bild mit einem Dunkelpotential VD = –700 V und einem Lichtpotential VL = –200 V erzeugt. Das Tonertragteil bestand aus einer Entwicklungstrommel 28 mit einer Oberflächenrauheit Ra von 1,1 und war auf der Oberfläche mit Harz beschichtet, das darin dispergierten Ruß enthielt.
4 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht einer Entwicklungseinrichtung für einen Einkomponentenentwickler, der in den Beispielen 46 bis 48 und den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 verwendet wurde. Bezüglich der Entwicklungsbedingungen für das latente elektrostatische Bild wurde die Geschwindigkeit der Entwicklungstrommel beim 1,1-Fachen der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche der gegenüberliegenden lichtempfindlichen Trommel 20 eingestellt, und der Spalt α (S-D) zwischen der lichtempfindlichen Trommel 20 und der Entwicklungstrommel 28 wurde mit 270 μm gewählt. Um die Dicke der Tonerschicht zu regeln, wurde eine Klinge 29 aus Urethangummi in einem berührenden Zustand verwendet. Die Thermofixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes wurde bei einer Temperatur von 160°C eingestellt. Die verwendete Fixiereinrichtung ist in den 5 und 6 gezeigt.
Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wurden Drucktests mit bis zu 30.000 Drucken in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchte (25°C, 60% RH) bei einer Druckgeschwindigkeit von 8 Blatt/Minute (Größe A4) bei ständigem Nachfüllen des Toners in einem kontinuierlichen Modus durchgeführt (wobei die Entwicklungseinrichtung ohne Unterbrechung betrieben wurde, um den Verbrauch des Toners zu beschleunigen), und die Bilddichte des erhaltenen Druckbildes und die Beständigkeit der Bilddichte wurden nach folgenden Kriterien ausgewertet. Außerdem wurde auch das Bild des 10.000. Drucks betrachtet, und der Bildschleier wurde nach folgenden Kriterien ausgewertet. Der Zustand der Komponenten, die die Bilderzeugungsvorrichtung bilden, wurde nach dem Dauertest ebenfalls betrachtet, und es wurde auch die Übereinstimmung zwischen jeder Komponente und jedem Toner ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt.
(Änderung der Bilddichte beim Dauertest)
Es wurde eine bestimmte Anzahl von Drucken auf üblichem unbeschichtetem Kopierpapier (75 g/m²) vorgenommen, und es wurde der Wert der Bilddichte, die im Bild am Ende des Drucks erhalten geblieben war, im Verhältnis zum ersten Bild ausgewertet. Die Bilddichte wurde mit einem Macbeth-Reflexionsdensitometer (von Macbeth Inc. geliefert) gemessen, und es wurde die relative Dichte des Druckbilds, die einem weißen Bereich des Originals mit einer Dichte von 0,00 entspricht, nach folgenden Kriterien ausgewertet:

2. Bildschleier
Eine bestimmte Anzahl von Drucken wurde auf üblichem unbeschichtetem Kopierpaper (75 g/m²) vorgenommen, und die Auswertung erfolgte bei einem durchgängigen weißen Bild am Druckende. Insbesondere wurden die schlechteste Reflexionsdichte Ds des weißen Bereichs nach dem Druck, die mit einem Reflexionsdensitometer gemessen wurde (Reflektometer Modell TC-6DS, von Tokyo Denshoku Co., Ltd. geliefert), und die durchschnittliche Reflexionsdichte Dr des Blatts vor dem Druck verwendet, um (Ds – Dr) als Schleierwert zu berechnen, der nach folgenden Kriterien ausgewertet wurde:

(Auswertung der Übereinstimmung mit der Bilderzeugungsvorrichtung)
1. Übereinstimmung mit der Entwicklungstrommel
Nach dem Drucktest wurden der Zustand der Fixierung des restlichen Toners auf der Oberfläche der Entwicklungstrommel und dessen Einfluß auf das Druckbild visuell ausgewertet:

⌾:: hervorragend (keiner)
O:: gut (fast keiner)
Δ:: praktisch akzeptabel (fixierter Toner vorhanden, jedoch wenig Einfluß auf das Bild)
X:: praktisch inakzeptabel (fixierter Toner in großer Menge vorhanden, so daß es zu einer Ungleichmäßigkeit im Bild kommt).

2. Übereinstimmung mit der lichtempfindlichen Trommel
Die Kratzer auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, der Zustand der Fixierung des restlichen Toners auf dieser und dessen Einfluß auf das Druckbild wurden visuell ausgewertet:

⌾:: hervorragend (keine)
O:: gut (ein leichter Kratzer war entstanden, jedoch ohne Einfluß auf das Bild)
Δ:: praktisch akzeptabel (fixierter Toner und Kratzer lagen vor, jedoch wenig Einfluß auf das Bild)
X:: praktisch inakzeptabel (fixierter Toner in großer Menge vorhanden, so daß es zu Bildfehlern in Form von Streifen kam).

3. Übereinstimmung mit der Fixiereinrichtung
Es wurde der Zustand der Oberfläche des Fixierfilms betrachtet, und es wurde dessen Beständigkeit in Hinblick auf den Zustand der Oberfläche und das Fixieren des restlichen Toners ausgewertet.
(1) Zustand der Oberfläche
Nach dem Drucktest wurden Kratzer und das Ablösen auf der Oberfläche des Fixierfilms visuell beobachtet und ausgewertet:

⌾:: hervorragend (keine)
O:: gut (fast keine)
Δ:: praktisch akzeptabel
X:: praktisch inakzeptabel.

(2) Fixieren des restlichen Toners
Nach dem Drucktest wurde der Zustand der Fixierung von restlichem Toner auf der Oberfläche des Fixierfilms visuell beobachtet und ausgewertet:

⌾:: hervorragend (keiner)
O:: gut (fast keiner)
Δ:: praktisch akzeptabel
X:: praktisch inakzeptabel.

Tabelle 5
<Beispiel 49>
In der gleichen Weise wie in Beispiel 46, außer daß die Einrichtung für die Wiederverwendung des Toners von der in 3 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung demontiert und die Druckgeschwindigkeit in 16 Blatt/Minute (Größe A4) geändert wurde, wurde ein Drucktest bei ständigem Nachfüllen des blauen Toners 1 von Beispiel 16 nach einem kontinuierlichen Modus durchgeführt (wobei die Entwicklungseinrichtung ohne Unterbrechung betrieben wird, um den Verbrauch des Toners zu beschleunigen). Das erhaltene Druckbild und die Übereinstimmung mit der Bilderzeugungsvorrichtung wurden nach den gleichen Punkten wie in den Beispielen 46 bis 48 und den Vergleichsbeispielen 7 bis 9 ausgewertet. Bei jedem Punkt konnten befriedigende Ergebnisse erreicht werden.

Claims

Ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnder Toner, umfassend zumindest ein färbendes Mittel, von dem zumindest ein Teil überzogen ist mit Polyhydroxyalkanoat, das eine erste Harzkomponente bildet, und ein Bindeharz, das eine zweite Harzkomponente bildet.
Toner nach Anspruch 1, wobei das färbende Mittel ein Pigment enthält.
Toner nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polyhydroxyalkanoat zumindest eines einschließt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Monomereinheiten der folgenden Formeln (1) bis (10):
wobei die Monomereinheit zumindest eine ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Monomereinheiten, bei denen die Kombination von R1 und a eine der folgenden ist: eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; und eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel:
ist, und a eine ganze Zahl von 1 bis 7;
worin b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R2 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇;
worin c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R3 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und –C₃F₇;
worin d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R4 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇;
worin e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R5 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇;
worin f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist;
worin g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist;
worin h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R6 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃, worin ferner R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und worin R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R7 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -ON, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'', worin ferner R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und worin R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polyhydroxyalkanoat ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 1.000 bis 10.000.000 hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Zusammensetzung der Monomereinheiten des Polyhydroxyalkanoats in einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite des färbenden Mittels ändert.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats ein chemisch modifiziertes Polyhydroxyalkanoat ist.
Toner nach Anspruch 6, wobei das chemisch modifizierte Polyhydroxyalkanoat zumindest eine Pfropfkette einschließt.
Toner nach Anspruch 7, wobei die Pfropfkette eine solche ist, die erzeugt ist durch chemisches Modifizieren eines Polyhydroxyalkanoats, das zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe einschließt.
Toner nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Pfropfkette eine Pfropfkette einer Verbindung mit einer Aminogruppe ist.
Toner nach Anspruch 9, wobei die Verbindung mit einer Aminogruppe eine mit einer endständigen Aminogruppe modifizierte Verbindung ist.
Toner nach Anspruch 6, wobei zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats ein vernetztes Polyhydroxyalkanoat ist.
Toner nach Anspruch 11, wobei das vernetzte Polyhydroxyalkanoat vorliegt als Vernetzungsprodukt eines Polyhydroxyalkanoats, das zumindest eine Monomereinheit mit einer Epoxygruppe einschließt.
Bilderzeugungsverfahren, umfassend zumindest einen Schritt, bei dem an ein Aufladeteil von außen eine Spannung angelegt wird, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, einen Schritt, bei dem auf dem aufgeladenen Tragteil ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Ladungsbild mit einem Toner entwickelt wird, wodurch auf dem Tragteil ein Tonerbild entsteht, einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und einen Fixierschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme fixiert wird, wobei das Bilderzeugungsverfahren die Verwendung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend zumindest einen Schritt, bei dem an ein Aufladeteil von außen eine Spannung angelegt wird, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, einen Schritt, bei dem auf dem aufgeladenen Tragteil ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Ladungsbild mit einem Toner entwickelt wird, wodurch auf dem Tragteil ein Tonerbild entsteht, einen ersten Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Tragteil auf ein Zwischenübertragungsteil übertragen wird, einen zweiten Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsteil auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und einen Fixierschritt, bei dem das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme fixiert wird, wobei das Verfahren die Verwendung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.
Bilderzeugungsvorrichtung, umfassend zumindest eine Einrichtung, um an ein Aufladeteil von außen eine Spannung anzulegen, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, eine Einrichtung, um auf dem aufgeladenen Tragteil ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, eine Entwicklungseinrichtung, die den ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 12 enthält, zum Entwickeln des elektrostatischen Ladungsbildes mit diesem Toner, wodurch auf dem Tragteil ein Tonerbild erzeugt wird, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Tragteil auf ein Aufzeichnungsmaterial und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme.
Vorrichtung nach Anspruch 15, umfassend zumindest eine Einrichtung, um an ein Aufladeteil von außen eine Spannung anzulegen, wodurch ein Tragteil für ein latentes elektrostatisches Bild aufgeladen wird, eine Einrichtung, um auf dem aufgeladenen Tragteil ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen, eine Entwicklungseinrichtung, die den ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 12 enthält, zum Entwickeln des elektrostatischen Ladungsbildes mit diesem Toner, wodurch auf dem Tragteil ein Tonerbild entsteht, eine erste Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Tragteil auf ein Zwischenübertragungsteil, eine zweite Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf dem Zwischenübertragungsteil auf ein Aufzeichnungsmaterial, und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial mittels Wärme.
Verfahren zur Herstellung eines ein elektrostatisches Ladungsbild entwickelnden Toners, der ein färbendes Mittel einschließt, das erhalten wird, indem zumindest ein Teil der Oberfläche eines färbenden Mittels überzogen wird mit einem Polyhydroxyalkanoat, das eine erste Harzkomponente bildet, wobei das Verfahren umfasst die Durchführung einer Polyhydroxyalkanoat-Synthesereaktion unter Verwendung von 3-Hydroxyacyl-CoA als Substrat in Gegenwart eines Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms, das an der Oberfläche eines in einem wässrigen Medium dispergierten färbenden Mittels fixiert wird, so daß zumindest ein Teil der Oberfläche des färbenden Mittels mit Polyhydroxyalkanoat überzogen wird, wodurch das färbende Mittel erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Polyhydroxyalkanoat zumindest eines einschließt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Monomereinheiten der folgenden Formel (1) bis (10), und wobei das entsprechende 3-Hydroxyacyl-Coenzym A eines mit den chemischen Formeln (11) bis (20) ist:
wobei die Monomereinheit zumindest eine ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Monomereinheiten, bei denen die Kombination von R1 und a eine der folgenden ist: eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; und eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel:
ist, und a eine ganze Zahl von 1 bis 7;
worin b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R2 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und –C₃F₇;
worin c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R3 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇;
worin d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und R4 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇;
worin e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und R5 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇;
worin f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist;
worin g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist;
worin h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R6 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃, worin ferner R ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und worin R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und R7 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'', worin ferner R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und worin R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und die Kombination aus R1 und a eine der folgenden ist und der Kombination von R1 und a in der vorstehenden chemischen Formel (1) entspricht: eine Monomereinheit, bei der R1 ein Wasserstoffatom (H) ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Halogenatom ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 ein Chromophor ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; eine Monomereinheit, bei der R1 eine Carboxylgruppe oder ein Salz davon ist, und a eine ganze Zahl von 0 bis 10; und eine Monomereinheit, bei der R1 eine Gruppe der folgenden Formel
ist, und a eine ganze Zahl von 1 bis 7;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, b eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und b in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht und worin ferner R2 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇, und R2 in der vorstehenden chemischen Formel (2) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, c eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und c in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht und worin ferner R3 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇ und R3 in der vorstehenden chemischen Formel (3) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, d eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und d in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht und worin ferner R4 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅ und -C₃F₇, und R4 in der vorstehenden chemischen Formel (4) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, e eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und e in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht und worin ferner R5 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇, -CH₃, -C₂H₅ und -C₃H₇, und R5 in der vorstehenden chemischen Formel (5) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und f eine ganze Zahl von 0 bis 7 ist und f in der vorstehenden chemischen Formel (6) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und g eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist und g in der vorstehenden chemischen Formel (7) entspricht;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, h eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und h in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, worin ferner R6 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR', -SO₂R'', -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇, -CH(CH₃)₂ und -C(CH₃)₃, und R6 in der vorstehenden chemischen Formel (8) entspricht, wobei R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist;
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht, i eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist und i in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, worin ferner R7 ein Substituent ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), einem Halogenatom, -CN, -NO₂, -COOR' und -SO₂R'', und R7 in der vorstehenden chemischen Formel (9) entspricht, wobei R' ein Wasserstoffatom, Na, K, -CH₃ oder -C₂H₅ ist und R'' gleich -OH, -ONa, -OK, ein Halogenatom, -OCH₃ oder -OC₂H₅ ist; und
worin -SCoA für an Alkansäure gebundenes Coenzym A steht und j eine ganze Zahl von 1 bis 9 ist und j in der vorstehenden chemischen Formel (10) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem sich die Zusammensetzung des 3-Hydroxyacyl-Coenzyms A mit der Zeit ändert, so daß sich die Zusammensetzung der 3-Hydroxyalkansäure-Einheit des Polyhydroxyalkanoats in einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite des färbenden Mittels ändert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, weiter umfassend einen Schritt, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats, das das färbende Mittel überzieht, chemisch modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des chemischen Modifizierens ein Schritt ist, bei dem zumindest einem Teil des Polyhydroxyalkanoats eine Pfropfkette hinzugefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Schritt des Hinzufügens der Pfropfkette ein Schritt ist, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats mit einer Verbindung reagiert, die am Ende eine reaktive funktionelle Gruppe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des chemischen Modifizierens ein Schritt ist, bei dem zumindest ein Teil des Polyhydroxyalkanoats vernetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Vernetzungsschritt ein Schritt ist, bei dem das Polyhydroxyalkanoat mit einem Elektronenstrahlenbündel bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das Polyhydroxyalkanoat synthetisierende Enzym ein solches ist, das produziert wird von Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Produktion dieses Enzyms oder einer Transformante, die erhalten wird, indem ein dieses Produktionsvermögen betreffendes Gen in Wirtsorganismen eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Produktion des Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms jene von Pseudomonas sp. sind.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Produktion des Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms jene von Burkholderia sp. sind.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Produktion des Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms jene von Alcaligenes sp. sind.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem wobei die Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Produktion des Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms jene von Ralstonia sp. sind.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Wirtsorganismen für die Transformante mit der Fähigkeit zur Produktion des Polyhydroxyalkanoat synthetisierenden Enzyms Escherichia coli sind.