JP2009046169A - 樹脂収容容器、現像剤用カートリッジおよびトナー用カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像剤用またはトナー用カートリッジ20(以下、両者を纏めて「カートリッジ20」と略す)には、その内壁に、細孔24が複数設けられ且つ微生物が内包された微生物保管箱22が着脱自在に設置されている。
【選択図】図2
Description
図1に、本実施の形態における樹脂収容容器の一例の構造を示す。図1に示すように、樹脂収容容器10の内部に、細孔14が複数設けられ且つ微生物が内包された微生物保管箱12が設置されている。ここで、細孔14は、樹脂収容容器10の内部の気体と微生物保管箱12内の気体とを流通可能にするために設けられ、主に、樹脂収容容器10の内部の臭気成分を含む気体や湿気を微生物保管箱12内に通気および通湿させるとともに、微生物保管箱12により浄化された気体を樹脂収容容器10内に放出するために設けられている。なお、図1では、樹脂収容容器10の中央部に微生物保管箱12を設置しているが、これに限るものではなく、樹脂から揮発する臭気成分を分解し消臭、脱臭可能であれば、樹脂収容容器10の内部であれば、如何なる個所に設置してもよい。
図2から図4には、本実施の形態における現像剤用カートリッジおよびトナー用カートリッジ(以下、両者を纏めて「カートリッジ」と略す)の例が模式的に示されている。
図1に示す樹脂収容容器10に収容される樹脂は、如何なる樹脂でも良いが、例えば、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂)、ウレタン樹脂、スチレン−アクリル系樹脂などが挙げられる。
図2から図4に示すカートリッジ20,30,40に封入される現像剤は、静電荷像現像用トナーが、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。また、二成分現像剤として用いる場合には、後述するキャリアと混合して使用される。そこで、まず、本実施の形態の静電荷像現像用トナーについて以下に説明する。
上述した図1に示す微生物保管箱12、図2に示す撹拌用回転軸32、図3および図4に示す微生物内包カプセル44内に収納する微生物封入袋52に在中させる微生物としては、例えば、メルカプタン類、硫化水素、アンモニアおよびアミン類の消臭、脱臭に極めて優れた効果を有する、アスペルギルスグラウカス(Aspergillus glaucus )、アスペルギルスオチラセウス(Aspergillus ochraceus )、アスペルギルスルーバー(Aspergillus ruber )、アスペルギルステレウス(Aspergillus terreus )、ペニシリウムグラウカム(Penicillium glaucum)、またはリゾプスオリゴスポラス(Rhizopus oligospolus)などが挙げられ、また、アンモニア濃度が低下する微生物であれば使用できるが、例えばウレアーゼ陰性のBacillus amyloliquefaciやEnterobacter aerogenesなどの微生物が挙げられ、さらに、硫黄系悪臭成分を酸化することによって硫酸を産生して分解するチオバチルス属系微生物としては、チオバチルス・チオオキシダンス、チオバチルス・フェロオキシダンス、チオバチルス・チオパルス、チオバチルス・デニトリフィガンス、チオバチルス・ネアポリタナス、チオバチルス・テピタリアス、チオバチルス・ベルサタス、チオバチルス・インターメディアスなどが挙げられる。これらのチオバチルス属系微生物は単独あるいは組み合わせて使用することができる。なお、チオバチルス属系微生物を用いる場合には、後述する担体に、中和剤として、例えば、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸水素塩を添加する必要があり、具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩としては、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムなどが好適に用いられ、また、アルカリ土類金属としては、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素バリウム、炭酸水素ストロンチウムなどが好適に用いられる。
本実施の形態における担体としては、無機質担体と有機質担体とこれらの組み合わせとから適宜選択する。なお、担体としては、例えば、通気性、保水性、微生物保持性を有するものが好ましい。
本実施の形態では、上記有機質担体を用いる場合には、上記有機質担体を水溶液中に分散させて、高粘度溶液、例えば、5cP以上500cP以下の溶液に微生物を分散させた混合液を作成する。次いで、この混合液に、ポリエステル樹脂等の合成樹脂繊維からなる不織布(繊維間の目の大きさは平均80μm)を浸漬させたのち、引き上げながらローラで絞り、50℃から70℃の雰囲気下で乾燥させて微生物を包含するカプセルを繊維間に含有するシートを形成する。ここで、微生物は、カプセル内に平均で10個以上100個以下で存在し、不織布1cm2あたり1000個の微生物が存在するように調製する。一方、上記無機質担体を用いる場合には、微生物含有溶液を無機質担体に噴霧したり塗布したりすることにより、無機質担体に微生物を植菌する。
(共重合ポリエステル樹脂ペレットの製造):
テレフタル酸1661部(100モル部)、トリエチレングリコール1352部(90モル部)、エチレングリコール341部(55モル部)、ビスフェノールAエチレングリコール付加物316部(10モル部)からなる混合物を、攪拌しながら、オートクレーブ中で240℃で3時間加熱してエステル化反応を行った。次いで、260℃に昇温し、触媒として酢酸亜鉛1.3部を投入し、系の圧力を徐々に減じて1.5時間後に13Paとし、重縮合反応を行った。4時間後、得られたものをポリエステル樹脂とし、このポリエステル樹脂を重合した後、直接、払出し弁を通じて、水中カッタに押し流し、ペレット 化した。循環水には、平均粒子径7μmの酢酸ビニル水性分散体(三井化学社製ケミパールV200)を循環水に樹脂分濃度が5質量%になるように添加し、循環水の温度は10℃、ペレット の冷却時間は10分になるようにした。ペレット を10℃の冷風によって乾燥を行った。
ABS樹脂(ダイセル化学社製:セビアンV−450)を用いて、2軸押出機(40mm径、L/D=30、シリンダー温度260〜280℃)で溶融混練を行い、ABS樹脂ペレット (サイズ:φ2mm×3mm)を作製した。
<各分散液の調製>
−結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液の調製−
加熱乾燥した三口フラスコに、1,12−ドデカンジカルボン酸269部、および1,10−デカンジオール167部と、触媒としてテトラブトキシチタネートを0.035部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。その後、減圧蒸留にて220℃まで徐々に昇温を行い2.5時間攪拌し、粘稠な状態となったところで樹脂酸価を測定し、樹脂酸価が13.9 mgKOH/gになったところで、減圧蒸留を停止、空冷し結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
加熱乾燥した二口フラスコに、アジピン酸ジメチル74部、テレフタル酸ジメチル192部、ビスフェノールA−エチレンオキシド付加物216部、エチレングリコール38部と、触媒としてテトラブトキシチタネート0.037部とを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150〜230℃で約12時間共縮重合反応させ、その後、210〜250℃で徐々に減圧して、非晶性ポリエステル樹脂を合成した。
カーボンブラック リーガル330:(キャボット社製)99重量部と、アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンR)15重量部と、イオン交換水300重量部とを混合し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した後、循環式超音波分散機(日本精機製作所製、RUS−600TCVP)にかけることによって黒着色剤分散液を得た。
フィッシャートロプシュワックスFNP92(融点92℃:日本精鑞社製)100重量部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンR)3.6重量部と、イオン交換水400重量部とを混合し、100℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、離型剤分散液を得た。
−トナーAの製造−
結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液を105部と、非晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液を336部と、黒着色剤分散液45部と、離型剤分散液115部と、脱イオン水402部とを丸型ステンレス製フラスコ中に入れて、ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
−樹脂粒子分散液の作製−
スチレン(和光純薬社製、特級) 78重量部
アクリル酸n−ブチル (試薬一級:和光純薬社製) 22重量部
アクリル酸(和光純薬社製)) 2重量部
ドデカンチオール(和光純薬社製) 1.5重量部
カーボンブラック(R330キャボット社製) 50重量部
イオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製) 5重量部
イオン交換水 195重量部
ポリエチレンワックス 50重量部
(東洋ペトロライト社製、PolyWax725:融点103℃)
イオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製) 5重量部
イオン交換水 195重量部
樹脂粒子分散液 285重量部
着色剤分散液 60重量部
離型剤分散液 80重量部
ポリ塩化アルミニウム 2.0重量部
イオン交換水 1097重量部
Mn−Mg系フェライト粒子 100重量部
(真比重4.6g/cm3、体積平均粒径35μm、飽和磁化65emu/g)
トルエン 11重量部
ジエチルアミノエチルメタクリレート−スチレン−メチルメタクリレート共重合体
(共重合比2:20:78、重量平均分子量60,000、Mw10,000以下の成分が25%) 2重量部
カーボンブラック(キャボット社製、R330R) 0.2重量部
(体積平均粒径25nm、DBP値71ml/100g、抵抗10Ωcm以下)
ヘンシェルミキサーに平均粒子径0.40μmの球状マグネタイト粒子粉末(戸田工業社製、磁化値64emu/g(1kOe))500部を投入し、十分に攪拌した後、チタネート系カップリング剤(味の素(株)社製「プレンアクトTTS」)3.0部を添加し、約100℃まで昇温し30分間良く混合攪拌することにより上記チタネート系カップリング剤で被覆された球状マグネタイト粒子を得た。次に、1Lのフラスコに、フェノール40部、40%ホルマリン60部、親油化処理されたマグネタイト粒子600部と30%アンモニア水10部、水50部を攪拌混合した。次に、0.8℃/minの昇温速度で昇温し、マグネタイト粒子を含有するゲル状の球状複合体核粒子が形成された時点で(47℃)、更に水50部を攪拌混合した。その後、1℃/minの昇温速度で90℃まで昇温し、4時間反応及び硬化させて、球形複合粒子の生成を行った。その後、25℃まで冷却し、500mlの水を添加した後、上澄み液を除去し、複合粒子を含む沈殿物を水洗し、風乾した。次いで、これを減圧下、50〜60℃で乾燥して複合磁性粒子Bを得た。
複合磁性粒子B: 100重量部
トルエン: 11重量部
スチレン−メチルメタクリレート共重合体(成分比30:70): 2重量部
カーボンブラック(Regal330;キャボット社製): 0.2重量部
上記トナーA,Bおよびキャリアの物性値は以下の方法により測定される。
本発明における粒度および粒度分布測定について述べる。本発明において測定する粒子が2μm以上の場合、測定装置としてはコールターマルチサイザー−II型(ベックマンーコールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマンーコールター社製)を使用した。
GSD=(D84/D16)0.5
本発明の静電荷象現像用トナーの重量平均分子量は、以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
本発明のトナーの融点およびガラス転移温度は、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
重量平均分子量Mwが100,000のアクリル酸とアクリル酸ナトリウムの共重合物(共重合比:80:20)10重量部をイオン交換水100重量に分散させて、100cPの高粘度溶液を作成し、この高粘度水溶液に表1に示す微生物をそれぞれ分散させた混合液を作製した。次いで、この混合液に、ポリエステル繊維からなる不織布(繊維間の目の大きさは平均3μm)を浸漬させたのち、引き上げながらローラで絞り、70℃の雰囲気下で乾燥させて微生物を包含するカプセルを繊維間に含有するシートを形成する。ここで、カプセル内には、平均で50個の微生物が存在し、不織布1cm2あたり1000個の微生物が存在するように作製した。
樹脂ペレットAの200部と、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシートを10枚、微生物として、450万個を図1に示す樹脂収容容器(内容積:4500cm3)内の微生物保管箱に収納した。
樹脂ペレットBの200部と、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシートを10枚、微生物として、450万個を図1に示す樹脂収容容器(内容積:4500cm3)内の微生物保管箱に収納した。
トナーAの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジの微生物保管箱に、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート10枚、微生物として、450万個を収納した。
トナーBの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジの微生物保管箱に、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート10枚、微生物として、450万個を収納した。
キャリアAの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジの微生物保管箱に、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート10枚、微生物として、450万個を収納した。
キャリアBの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジの微生物保管箱に、微生物としてシュードモナス・セパシアを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート10枚、微生物として、450万個を収納した。
トナーAの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジの細孔付き撹拌用回転軸内に、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用い上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート10枚、微生物として、450万個を収納した。
トナーBの200部を図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収容するとともに、上記カートリッジに平均粒径が2cmの微生物内包カプセルを10個投入する。上記微生物内包カプセル1個あたり、微生物としてチオバチルス・チオオキシダンスを用いて上記微生物担体調製により得られた15cm×30cmのシート1枚、微生物として45万個を収納した。
微生物を樹脂収容容器内に存在させない以外は、実施例1と同様に樹脂ペレットAを図1に示す樹脂収容容器(内容積:4500cm3)に収納した。
微生物を樹脂収容容器内に存在させない以外は、実施例2と同様に樹脂ペレットBを図1に示す樹脂収容容器(内容積:4500cm3)に収納した。
微生物をカートリッジ内に存在させない以外は、実施例3と同様にトナーAを図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
微生物をカートリッジ内に存在させない以外は、実施例4と同様にトナーBを図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
微生物をカートリッジ内に存在させない以外は、実施例5と同様にキャリアAを図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
微生物を樹脂収容容器内に存在させない以外は、実施例6と同様にキャリアBを図2に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
微生物を樹脂収容容器内に存在させない以外は、実施例7と同様にトナーAを図3に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
微生物をカートリッジ内に存在させない以外は、実施例8と同様にトナーBを図4に示すカートリッジ(内容積:2000cm3)に収納した。
臭気成分の定量分析方法:
実施例1から実施例8および比較例1から比較例8における最も臭気成分の強いものとして、樹脂ペレットAではアリルフェノールに着目し、樹脂ペレットBではクメンに着目し、トナーAではアリルフェノールに着目し、トナーBではクメンに着目し、キャリアAではクメンに着目し、またキャリアBではホルムアルデヒドに着目し、それぞれ樹脂収容用器内またはカートリッジ内の気体を一旦密閉性の高いビニール袋に取り、その中の気体をマイクロシリンジより10μl取って、ガスクロマトグラフに注入し分析を実施した。ガスクロマトグラフは島津製作所製GC−17Aを用い、以下の条件で実施した。
カラム:TC−1 60m
注入口温度:200℃
昇温条件:40℃で5分、4℃/minで140℃に加熱
検出器:FID
Claims (3)
- 温度60℃の環境下で生存可能な微生物を在中させた樹脂収容容器。
- 温度60℃の環境下で生存可能な微生物を在中させた現像剤用カートリッジ。
- 温度60℃の環境下で生存可能な微生物を在中させたトナー用カートリッジ。
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