DE102010061931B4

DE102010061931B4 - Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE102010061931B4
Application number: DE102010061931.0A
Authority: DE
Inventors: Caroline M. Turek; Gwynne E. McAneney-Lanne; C. Geoffrey Allen; Everett NESS
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: DE102010061931A1; CN102086322B; CN102086322A; JP2011116984A; CA2722282A1; JP5649929B2; US20110130502A1; KR101623216B1; US8002399B2; KR20110063345A; CA2722282C

Abstract

Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung, umfassend wenigstens ein Farbmittel und einen Tintenträger, der wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyhydroxyalkanoatverbindung ein (3-Hydroxyheptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer ist.

Description

Diese Erfindung betrifft eine feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung und deren Verwendung.
Phasenumwandlungstinten (manchmal als ”feste Tinten” und ”Heißschmelztinten” bezeichnet) sind in verschiedenen Flüssigkeitsabscheidungsmethoden verwendet worden. Phasenumwandlungstinten enthalten häufig ein ”Phasenumwandlungsmittel”, welches die Tinte in die Lage versetzt, bei Umgebungstemperaturen in einer festen Phase zu existieren, aber auch bei der erhöhten Betriebstemperatur einer Tintenstrahldruckvorrichtung in der flüssigen Phase zu existieren. Bei der Betriebstemperatur der Tintenstrahldruckvorrichtung werden Tröpfchen von flüssiger Tinte aus der Druckvorrichtung ausgestoßen und wenn die Tinte in Richtung des Aufzeichnungssubstrats gespritzt wird oder die Oberfläche des Aufzeichnungssubstrats berührt, entweder direkt oder über ein beheiztes Zwischenübertragungsband oder eine beheizte Zwischenübertragungstrommel, verfestigt sich die Tinte schnell unter Bildung eines vorbestimmten Musters aus verfestigten Tintentropfen. Phasenumwandlungstinten sind auch in anderen Drucktechnologien verwendet worden, wie etwa beim Tiefdruck, wie es z. B. im US-Patent Nr. 5,496,879 offenbart ist.
Phasenumwandlungstinten sind für Tintenstrahldrucker erwünscht, da sie bei Raumtemperatur während des Transports oder bei einer Langzeitlagerung in einer festen Phase verbleiben. Außerdem werden die Probleme im Zusammenhang mit einer Verstopfung der Düse infolge einer Tintenverdunstung bei flüssigen Tintenstrahltinten weitgehend eliminiert, wodurch die Zuverlässigkeit des Tintenstrahldruckens verbessert wird. In Phasenumwandlungstintenstrahldruckern, bei denen die Tintentröpfchen direkt auf das Endaufzeichnungssubstrat (z. B. Papier oder transparentes Material) aufgebracht werden, verfestigen sich die Tröpfchen außerdem sofort bei Kontakt mit dem Substrat, so dass eine Wanderung der Tinte entlang dem Druckmedium verhindert wird und die Punktqualität verbessert ist.
Tintenstrahlvorrichtungen sind im Fachgebiet bekannt und somit ist eine ausführliche Beschreibung solcher Vorrichtungen hier nicht erforderlich. Wie in US-Patent Nr. 6,547,380 beschrieben ist, gibt es allgemein zwei Arten von Tintenstrahldrucksystemen: Systeme mit kontinuierlichem Tintenstrahl und Systeme, die bedarfsgesteuert einzelne Tropfen ausstoßen (Drop-on-demand).
In Tintenstrahlsystemen mit kontinuierlichem Tintenstrahl wird die Tinte in einem kontinuierlichen Strahl unter Druck durch wenigstens eine Auslassöffnung oder Düse ausgestoßen. Der Strahl wird gestört, was dazu führt, dass er sich in einem festen Abstand von der Auslassöffnung in Tröpfchen aufspaltet. Am Punkt der Aufspaltung werden die Tröpfchen in Übereinstimmung mit digitalen Datensignalen geladen und durch ein elektrostatisches Feld geleitet, welches die Bahn jedes Tröpfchens einstellt, um es zu einer Rinne zur Rückführung oder zu einem spezifischen Ort auf einem Aufzeichnungsmedium zu lenken. In Drop-on-demand-Systemen wird ein Tröpfchen in Übereinstimmung mit digitalen Datensignalen von einer Auslassöffnung direkt auf eine Position auf einem Aufzeichnungsmedium ausgestoßen. Ein Tröpfchen wird nicht gebildet oder ausgestoßen, sofern es nicht auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden soll.
Es gibt wenigstens drei Arten von Drop-on-demand-Tintenstrahlsystemen. Eine Art von Drop-on-demand-System ist eine piezoelektrische Vorrichtung, welche als ihre Hauptkomponenten einen mit Tinte gefüllten Kanal oder Durchgang mit einer Düse an einem Ende und einem piezoelektrischen Wandler in der Nähe des anderen Endes zum Erzeugen von Druckimpulsen aufweist. Eine andere Art von Drop-on-demand-System ist als akustisches Tintendrucken bekannt. Bekanntlich übt ein akustischer Strahl einen Strahlungsdruck auf Gegenstände aus, auf die er auftrifft. Somit kann, wenn ein akustischer Strahl auf eine freie Oberfläche (d. h. Flüssigkeit/Luft-Grenzfläche) eines Flüssigkeitspools von unten auftrifft, der Strahlungsdruck, den er auf die Oberfläche des Pools ausübt, ein ausreichend hohes Maß erreichen, um einzelne Flüssigkeitströpfchen aus dem Pool freizusetzen, trotz der festhaltenden Kraft der Oberflächenspannung. Das Fokussieren des Strahls auf oder in die Nähe der Oberfläche des Pools verstärkt den Strahlungsdruck, den er für eine bestimmte Menge an Eingangsenergie ausübt. Noch eine weitere Art von Drop-on-demand-System ist als thermischer Tintenstrahl, oder Bubble Jet, bekannt und erzeugt Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit. Die Hauptkomponenten dieser Art von Drop-on-demand-System sind ein mit Tinte gefüllter Kanal mit einer Düse an einem Ende und einem wärmeerzeugenden Widerstand in der Nähe der Düse. Drucksignale, die digitale Information wiedergeben, erzeugen einen elektrischen Stromstoß in einer Widerstandsschicht innerhalb jedes Tintendurchgangs in der Nähe der Auslassöffnung oder Düse, der dazu führt, dass der Tintenträger (gewöhnlich Wasser) in der unmittelbaren Nachbarschaft nahezu sofort verdampft und eine Blase erzeugt. Die Tinte an der Auslassöffnung wird als vorwärts getriebenes Tröpfchen ausgestoßen, wenn sich die Blase ausdehnt.
Im Allgemeinen liegen Phasenumwandlungstinten z. B. bei Umgebungs- oder Raumtemperatur, wie z. B. 20°C bis 27°C, in der festen Phase vor, existieren aber in der flüssigen Phase bei der erhöhten Betriebstemperatur einer Tintenstrahldruckvorrichtung. Bei der Strahlbetriebstemperatur ist die Tinte geschmolzen und Tröpfchen von flüssiger Tinte werden aus der Druckvorrichtung ausgestoßen.
In einem typischen Aufbau einer piezoelektrischen Tintenstrahlvorrichtung, die Phasenumwandlungstinten verwendet, die direkt auf ein Substrat oder auf ein Zwischenübertragungselement gedruckt werden, wie etwa die im US-Patent Nr. 5,372,852 beschriebene, wird das Bild durch Ausstoßen von geeignet gefärbten Tinten während vier bis achtzehn Rotationen (inkrementalen Bewegungen) eines Substrats (eines bildempfangenden Elements oder Zwischenübertragungselements), bezogen auf den Tintenstrahlkopf, aufgebracht. d. h., es gibt eine kleine Translationsbewegung des Druckkopfs, bezogen auf das Substrat, zwischen jeder Rotation. Diese Vorgehensweise vereinfacht die Gestaltung des Druckkopfs und die kleinen Bewegungen gewährleisten eine gute Lagegenauigkeit der Tröpfchen.
Heißschmelztinten, die typischerweise mit Tintenstrahldruckern verwendet werden, haben einen Tintenträger auf Wachsbasis, z. B. ein kristallines Wachs. Solche festen Tintenstrahltinten ergeben lebhafte Farbbilder. In typischen Systemen kühlen diese kristallinen Wachstinten auf einem Zwischenübertragungselement teilweise ab und werden dann in das bildempfangende Medium, wie etwa Papier, hinein gepresst. Die Übertragung breitet das Bildtröpfchen aus, was eine reichere Farbe und eine niedrigere Stapelhöhe ergibt. Die geringe Fließfähigkeit der festen Tinte verhindert auch ein Durchschlagen auf dem Papier.
Die Verwendung von kristallinen Wachsen führt jedoch zu Einschränkungen im Hinblick auf das gedruckte Bild. Herkömmliche kristalline Wachse sind apolare aliphatische Moleküle, die durch schwache Van-der-Waals-Kräfte aneinander gebunden sind. Diese Wachse haben wenig natürliche Affinität für das stärker polare Papiersubstrat und aufgrund der Natur ihrer eigenen intermolekularen Bindung sind sie für eine mechanische Beschädigung anfällig.
Das US-Patent Nr. 6,906,118 offenbart Phasenumwandlungstintenzusammensetzungen, bei denen bei einer ersten Temperatur Wasserstoffbrückenbindungen von ausreichender Stärke zwischen den Molekülen des Tintenträgers vorhanden sind, so dass der Tintenträger Dimere, Oligomere oder Polymere bildet, die durch Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden, und wobei bei einer zweiten Temperatur, die höher ist als die erste Temperatur, die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen des Tintenträgers ausreichend aufgebrochen sind, so dass weniger durch Wasserstoffbrücken verbundene Dimere, Oligomere oder Polymere in der Tinte vorhanden sind, so dass die Viskosität der Tinte bei der zweiten Temperatur niedriger ist als die Viskosität der Tinte bei der ersten Temperatur.
Feste Tinten werden als eine umweltbewusste Art des Druckens angesehen aufgrund der patronenfreien Anordnung, einer minimalen Verpackung, einem nahezu abfallfreien Druckverfahren und sicheren, giftfreien festen Tintenstiften. Feste Tinten können jedoch auch gewisse Probleme verursachen, wie etwa (1) eine erhöhte Ansammlung von Treibhausgasen und/oder Ansammlung von nicht biologisch abbaubaren Materialien und (2) einen Tintenschwund (das Ausblasen von überschüssiger Tinte), der durch die Bildung von Luftblasenstrahllinien verursacht wird. Diese Probleme können durch das Vorhandensein von Produkten auf Erdölbasis, wie etwa Wachsen, in der festen Tinte bedingt sein, welche zu einer schlechten Abriebfestigkeit, einer schlechten Anhaftung und einer schlechten Knickbeständigkeit führen können. Obwohl derzeitige Phasenumwandlungstinten für ihre beabsichtigten Zwecke sehr nützlich sind, ist es wünschenswert, eine feste Phasenumwandlungstinte bereitzustellen, in der ein Hauptanteil der Tinte aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird und somit umweltfreundlich ist.
Die US 5 004 664 A beschreibt eine Tonerzusammensetzung, die ein Polyesterharz und Pigmentteilchen enthält. Das Polyesterharz kann ein Copolymer eines Hydroxyalkanoats sein. Spezifische Beispiele für die Hydroxyalkanoate umfassen Hydroxybutyrate und Copolymere davon.
Die WO 2003/062 334 A1 beschreibt eine wässrige Tinte, die ein biologisch abbaubares Polymer und ein Farbmittel enthält. Das biologisch abbaubare Polymer kann ein Polyhydroxyalkanoat sein.
Die US 2006/0 293 186 A1 beschreibt ein Farbstoffübertragungselement, das ein Farbmittel und ein Bindemittel enthält. Das Bindemittel umfasst einen Polyester einer Hydroxyalkansäure.
Die US 5 169 889 A beschreibt eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung, die einen Polyester von Hydroxyalkansäuren umfasst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung bereitzustellen, die eine Verbindung enthält, welche die Menge der Produkte auf Erdölbasis in der festen Tinte reduziert oder eliminiert, die Tintenschwundprobleme verbessert und die Ansammlung von Treibhausgasen und/oder nicht biologisch abbaubaren Materialien verringert. Eine solche feste Tinte wäre somit für alle Verfahren und/oder Vorrichtungen geeignet, die feste Tinten verwenden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer festen Phasenumwandlungstintenzusammensetzung gelöst, die wenigstens ein Farbmittel und einen Tintenträger umfasst. Der Tintenträger enthält wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung, die ein (3-Hydroxy-heptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer ist.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung in dem Tintenträger in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass der Tintenträger außerdem wenigstens ein verzweigtes Triamid, ein Monoamid, ein von einem Isocyanat abgeleitetes Material, und ein Triglycerid von hydrierter Abietinsäure umfasst. Es ist weiterhin bevorzugt, dass das verzweigte Triamid in der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung in einer Menge von 2 bis 50 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung der erfindungsgemäßen festen Phasenumwandlungstintenzusammensetzung in einer Tintenstrahlvorrichtung. Die Tintenstrahlvorrichtung umfasst wenigstens einen Tintenspeicherbehälter, der die Phasenumwandlungstintenzusammensetzung enthält, einen Tintenstrahlkopf, und eine Tintenzufuhrleitung zum Zuführen der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung zu dem Tintenstrahlkopf.
Hier wird eine feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung beschrieben, welche wenigstens ein Farbmittel und einen Tintenträger enthält. Der Tintenträger enthält außerdem wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung, die ein (3-Hydroxy-heptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer ist.
In dieser Hinsicht können alle für die Verwendung geeigneten Tinten als Niedrigenergietinten gekennzeichnet sein. Niedrigenergietinten sind bei einer Temperatur unter 40°C fest und haben eine Schergeschwindigkeitsviskosität von 5 bis 15 mPasec (Centipoise, (cP)), z. B. von 10 bis 15 mPasec, von 12 bis 15 mPasec oder von 14 bis 15 mPasec bei einer Strahltemperatur (jetting temperature) von 80°C bis 150°C, z. B. von 90°C bis 130°C oder von 110°C bis 120°C bei einer Schergeschwindigkeit von 80 s^–1 bis 120 s^–1.
Der erfindungsgemäß verwendete Tintenträger enthält wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung (PHA-Verbindung), die ein (3-Hydroxy-heptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer ist.
PHA-Polymerverbindungen sind natürliche Polyestermaterialien, welche im Inneren der Zellen von Bakterien hergestellt werden können, die in hohen Dichten kultiviert werden. Die PHA-Verbindungen können in einer Menge von 90% Trockengewicht in den Bakterienzellen vorhanden sein. Außerdem kann das Polyhydroxyalkanoat ein Fermentationsprodukt, insbesondere von einem mikrobiologischen Verfahren, sein, wobei ein Mikroorganismus Polyhydroxyalkanoat während des normalen oder manipulierten Wachstums bildet. Eine Manipulation kann erzielt werden durch Entfernen oder Nichtbereitstellen von einem oder mehreren Nährstoffen, die für eine Zellvermehrung erforderlich sind. Die Mikroorganismen können der Wildtyp oder mutierte Mikroorganismen sein oder das erforderliche genetische Material kann z. B. durch beliebige Verfahren der rekombinanten DNA-Technologie in sie eingeführt worden sein. Es muss hervorgehoben werden, dass der Polyhydroxyalkanoat produzierende Organismus nicht unbedingt ein Mikroorganismus sein muss, aber derzeit sind solche Organismen bevorzugt.
Die grundlegende Struktur von PHAs besteht hauptsächlich aus sich wiederholenden Monomereinheiten von Hydroxyalkanoaten (HA). Die Hydroxylgruppe von einem Monomer ist an die Carboxylgruppe von einem anderen Monomer durch eine Esterbindung gebunden unter Bildung einer langkettigen Polyesteranlagerung. Zu Beispielen für Polyhydroxalkanoatverbindungen gehören die in US-Patent Nr. 5,534,616 , US-Patent Nr. 6,521,429 , US-Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008/0299627 und WO 1995020614 beschriebenen Verbindungen. Copolymere von PHAs umfassen wenigstens zwei statistisch sich wiederholende Monomereinheiten (RRMU). Zum Beispiel kann die allgemeine Struktur eines PHA-Copolymers sich aus einer ersten RRMU mit der allgemeinen Struktur
und einer zweiten RRMU mit der allgemeinen Struktur
zusammensetzen,
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom, einer Kohlenwasserstoffgruppe, einem Heteroatom und Kombinationen davon, und wobei n und o unabhängig voneinander die Anzahl der Wiederholungseinheiten bedeuten, und wobei x und y unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten. Zusätzliche RRMUs, wie etwa solche, die drei, vier, fünf, sechs, usw. RRMUs enthalten, können ebenfalls in dem PHA enthalten sein, so dass sie die gleiche oder eine unterschiedliche Anzahl von Wiederholungseinheiten aufweisen.
PHAs sind enorm vielseitig und es wurden 100 verschiedene PHA-Strukturen identifiziert. PHA-Strukturen können auf zwei Arten und Weisen variieren. Erstens können PHAs entsprechend der Struktur der Seitengruppen variieren, welche typischerweise an ein Kohlenstoffatom mit (D)-Stereochemie gebunden sind. Die Seitengruppen bilden die Seitenkette von Hydroxyalkansäure, die nicht zu der PHA-Kohlenstoffhauptkette beiträgt. Zweitens können PHAs entsprechend der Anzahl und Arten ihrer Wiederholungseinheiten variieren. Diese Variationen der PHA-Struktur können Variationen ihrer physikalischen Eigenschaften verursachen. Diese physikalischen Eigenschaften machen PHAs für eine Reihe von Produkten brauchbar, welche kommerziell wertvoll sein können.
Zum Beispiel können PHAs durch dieses zweite Verfahren gemäß der Art der Alkylgruppe in der C3- oder β-Stellung klassifiziert werden. Zum Beispiel ist in der vorstehenden Formel 1, wenn x 1 ist und R Wasserstoff ist, das PHA Poly(3-hydroxypropionat) (”P(3HP)”), wenn x 1 ist und R eine Methylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxybutyrat) (”P(3HB)”), wenn x 1 ist und R eine Ethylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxyvalerat) (”P(3HV)”), wenn x 1 ist und R eine Propylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxycaproat) (”P(3HC)”), wenn x 1 ist und R eine Butylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxyheptanoat) (”P(3HH)”), wenn x 1 ist und R eine Pentylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxyoctanoat) (”P(3HO)”), wenn x 1 ist und R eine Hexylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxynonanoat) (”P(3HN)”), wenn x 1 ist und R eine Heptylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxydecanoat) (”P(3HD)”), wenn x 1 ist und R eine Octylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxyundecanoat) (”P(3HUD)”), wenn x 1 ist und R eine Nonylgruppe ist, ist das PHA Poly(3-hydroxydodecanoat) (”P(3HDD)”). Ferner ist in der vorstehenden Formel 1, wenn x 2 ist und R ein Wasserstoffatom ist, das PHA Poly(4-hydroxybutyrat) (”P(4HB)”), wenn x 2 ist und R eine Methylgruppe ist, ist das PHA Poly(4-hydroxyvalerat) (”P(4HV)”), wenn x 3 ist und R Wasserstoff ist, ist das PHA Poly(5-hydroxyvalerat) (”P(5HV)”).
Die erfindungsgemäß verwendete PHA-Verbindung ist ein (3-Hydroxy-heptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer.
Verfahren zum Herstellen von PHAs sind in den US-Patentanmeldungen Veröffentlichungs-Nr. 2005/0228168, 2006/0105440 und 2005/0239998 beschrieben. Speziell umfasst ein solches Verfahren zum Herstellen von PHA in einer Pflanze das genetische Manipulieren der Pflanze, um in ihren Peroxisomen wenigstens zwei Enzyme in dem PHA-Biosyntheseweg zu erzeugen. Die Pflanzen umfassen in ihren Genomen wenigstens zwei stabil eingebaute DNA-Konstrukte, wobei jedes DNA-Konstrukt eine codierende Sequenz für ein an der PHA-Synthese beteiligtes Enzym funktionell verbunden mit einem Promotor umfasst, welcher die Expression eines Gens in einer Pflanze bewirkt. Solche Pflanzen werden dann genetisch manipuliert, um eine PHA-Synthase (auch als PHA-Polymerase bezeichnet) zu erzeugen, welche die Polymersynthese katalysiert. Die PHA-Synthase katalysiert die Synthese von Copolymeren, wie etwa Copolymeren, die 3-Hydroxybutansäuremonomere und wenigstens ein weiteres Monomer umfassen, oder Copolymeren, die 3-Hydroxybutansäuremonomere und wenigstens ein weiteres Monomer mit einer Hydroxyacyl-Kettenlänge von 1 bis 25 Kohlenstoffatomen, von 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder von 5 bis 18 Kohlenstoffatomen umfassen. Zu Beispielen für PHA-Synthasen gehören PHA-Synthasen, die von Nukleotidsequenzen codiert werden, die aus Pseudomonas oleovorans (GenBank-Hinterlegungs-Nr. M58445, SEQ ID NO: 8), Pseudomonas putida (GenBank-Hinterlegungs-Nr. AF042276, SEQ ID NO: 9), Pseudomonas aeruginosa (EMBL-Hinterlegungs-Nr. X66592, SEQ ID NO: 10), Aeromonas caviae (DDBJ-Hinterlegungs-Nr.. D88825, SEQ ID NO: 11) und Thiocapsa pfennigii (EMBL-Hinterlegungs-Nr. A49465, SEQ ID NO: 12) isoliert werden können. Zu den bevorzugten PHA-Synthasen gehören zusätzlich die PHA-Synthasen, die von Nukleotidsequenzen codiert werden, die aus Pseudomonas fluorescens isoliert werden können.
Die erfindungsgemäß verwendete Polyhydroxyalkanoatverbindung kann in der Tinte in einer beliebigen gewünschten Menge vorhanden sein, typischerweise in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung, z. B. von 1 bis 15 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung, von 2 bis 10 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung, von 2 bis 8 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung oder von 4 bis 7 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung.
In Ausführungsformen soll, aufgrund der polaren Natur der Polyhydroxyalkanoatverbindung in dem Tintenträger, die Aufnahme der Polyhydroxyalkanoatverbindung in den Tintenträger (1) die Robustheit der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung erhöhen und ihre Kohäsion steigern, während sie sich in einem festen Zustand befindet, und (2) die Gesamtzahl der gesamten Komponenten und die Menge von Erdölkomponenten in dem Tintenträger verringern. Diese erhöhte Robustheit ist offensichtlich, da die feste Tinte nicht zersplitterte, sondern sich lediglich verformte, wenn sie verschiedenen Beanspruchungen bzw. Belastungen unterworfen wurde.
Es können auch zusätzliche Materialien in dem Tintenträger enthalten sein. Zu Beispielen für geeignete Materialien können mikrokristalline Wachse, Polyethylenwachse, Esterwachse, langkettige Säuren mit wenigstens 30 Kohlenstoffatomen, Fettsäuren, Fettamide, Ethylen/Propylen-Copolymere, Urethanderivate von oxidierten synthetischen oder Erdölwachsen, n-paraffinische Kohlenwasserstoffe, verzweigte paraffinische Kohlenwasserstoffe, naphthenische Kohlenwasserstoffe, hochverzweigte Kohlenwasserstoffe, ethoxylierte Alkohole, lineare Alkohole, Wachse auf Kohlenwasserstoffbasis, modifizierte Maleinsäureanhydrid-Kohlenwasserstoff-Addukte von Polyolefinen, die durch Pfropf-Copolymerisation hergestellt sind, Mischungen von Monoamiden, Diamiden, Triamiden und Tetraamiden, und Mischungen davon gehören.
Eine Art von Tintenträger kann n-paraffinische oder verzweigte paraffinische Verbindungen umfassen und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, typischerweise mit 5 bis 100, z. B. mit 20 bis 180 oder mit 30 bis 60 Kohlenstoffatomen, enthalten, die allgemein durch das Raffinieren von natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffen gewonnen werden, wie etwa BE SQUARE 185 und BE SQUARE 195, mit Molekulargewichten (Mn) von 100 bis 5000, z. B. von 250 bis 1000 oder von 500 bis 800, z. B. solche, wie sie von Petrolite erhältlich sind.
Hochverzweigte Kohlenwasserstoffe, die typischerweise durch Olefinpolymerisation hergestellt werden, wie etwa die VYBAR-Materialien, die von Petrolite erhältlich sind, einschließlich VYBAR 253 (Mn = 520) und VYBAR 5013 (Mn = 420), können ebenfalls verwendet werden. Zusätzlich kann der Tintenträger einen ethoxylierten Alkohol enthalten, wie etwa einer, der von Baker Petrolite erhältlich ist und die allgemeine Formel
aufweist, wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 5 bis 35 oder von 11 bis 23 ist, und y eine ganze Zahl von 1 bis 70, z. B. von 1 bis 50 oder von 1 bis 40, ist. Die Materialien können einen Schmelzpunkt von 50°C bis 150°C, wie etwa von 60°C bis 120°C oder von 70°C bis 110°C und einen Bereich des Molekulargewichts (Mn) von 100 bis 5000, z. B. von 500 bis 3000 oder von 500 bis 2500 aufweisen. Zu kommerziellen Beispielen gehören UNITHOX 420 (M_n = 575), UNITHOX 450 (M_n = 920), UNITHOX 480 (M_n = 2300), UNITHOX 520 (M_n = 700), UNITHOX 550 (M_n = 1100), UNITHOX 720 (M_n = 875) und UNITHOX 750 (M_n = 1400).
Als ein weiteres Beispiel können Fettamide, wie etwa Monoamide, Tetraamide sowie Mischungen davon erwähnt werden, z. B. solche, wie sie in US-Patent Nr. 6,858,070 beschrieben sind. Geeignete Monoamide können einen Schmelzpunkt von wenigstens 50°C, z. B. von 50°C bis 150°C aufweisen, wenngleich der Schmelzpunkt unter dieser Temperatur liegen kann. Zu spezifischen Beispielen für geeignete Monoamide gehören z. B. primäre Monoamide und sekundäre Monoamide. Stearamid, wie etwa KEMAMIDE S, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, und CRODAMIDE S, das von Croda erhältlich ist, Behenamid/Arachidamid, wie etwa CRODAMIDE BR, das von Croda erhältlich ist, Oleamid, wie etwa KEMAMIDE U, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, und CRODAMIDE OR, das von Croda erhältlich ist, Oleamid technischer Qualität, wie KEMAMIDE OR, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, CRODAMIDE O, das von Croda erhältlich ist, und UNISLIP 1753, das von Uniqema erhältlich ist, und Erucamid wie KEMAMIDE E Ultra, das von Chemtura Corporation erhältlich ist und aus einem pflanzlichen Ausgangsmaterial gewonnen wird, und CRODAMIDE ER, das von Croda erhältlich ist, sind einige Beispiele für geeignete primäre Amide. Stearylstearamid, wie etwa KEMAMIDE S-180, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, Stearylerucamid, wie etwa KEMAMIDE E-180, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, und CRODAMIDE 212, das von Croda erhältlich ist, Oleylpalmitamid, wie etwa KEMAMIDE P-181, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, und CRODAMIDE 203, das von Croda erhältlich ist, und Erucylstearamid, wie etwa KEMAMIDE S-221, das von Chemtura Corporation erhältlich ist, sind einige Beispiele für geeignete sekundäre Amide. Zu zusätzlichen geeigneten Amidmaterialien gehören CRODAMIDE VRX, ein raffiniertes pflanzliches Oleamid, das von Croda erhältlich ist, CRODAMIDE SRV, ein raffiniertes pflanzliches Stearamid, das von Croda erhältlich ist und vollständig aus gentechnikfreiem pflanzlichen Ausgangsmaterial gewonnen ist, CRODAMIDE EBO, ein Ethylenbisoleamid, das von Croda erhältlich ist, und KEMAMIDE W20 (N,N'-Ethylenbisoleamid). Wünschenswerte Crodamid-Produkte sind diejenigen, die aus Materialien auf pflanzlicher Basis (Rapsöl mit hohem Erucasäuregehalt) gewonnen sind, wie etwa: CRODAMIDE E, CRODAMIDE ER, CRODAMIDE VRX, CRODAMIDE SRV, CRODAMIDE BR, CRODAMIDE 203, CRODAMIDE 212, CRODAMIDE EBO und wahlweise CRODAMIDE EBSV, ein Ethylenbisstearamid.
Zu weiteren Beispielen für geeignete Tintenträger für die Phasenumwandlungstinten gehören Polyamide; Dimersäureamide; Fettsäureamide, einschließlich ARAMID C; Epoxidharze, wie etwa EPOTUF 37001, erhältlich von Riechold Chemical Company; flüssige Paraffinwachse; flüssige mikrokristalline Wachse; Fischer-Tropsch-Wachse; Polyvinylalkoholharze; Polyole; Celluloseester; Celluloseether; Polyvinylpyridinharze; Fettsäuren; Fettsäureester; Polysulfonamide, einschließlich KETJENFLEX MH und KETJENFLEX MS80; Benzoatester, wie BENZOFLEX S552, erhältlich von Velsicol Chemical Company; Phthalatweichmacher; Citratweichmacher; Maleatweichmacher; Polyvinylpyrrolidinon-Copolymere; Polyvinylpyrrolidon/Polyvinylacetat-Copolymere; Novolac-Harze, wie DUREZ 12 686, erhältlich von Occidental Chemical Company; und Naturproduktwachse, wie Bienenwachs, Montanwachs, Candelillawachs, GILSONITE (American Gilsonite Company) und dergleichen; Mischungen von linearen primären Alkoholen mit linearen langkettigen Amiden oder Fettsäureamiden, wie etwa solchen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, einschließlich PARICIN 9 (Propylenglycolmonohydroxystearat), PARICIN 13 (Glycerinmonohydroxystearat), PARICIN 15 (Ethylenglycolmonohydroxystearat), PARICIN 220 (N(2-Hydroxyethyl)-12-hydroxystearamid), PARICIN 285 (N,N'-Ethylen-bis-l2-hydroxystearamid) und FLEXRICIN 185 (N,N'-Ethylen-bis-ricinolamid). Ferner sind lineare langkettige Sulfone mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen, wie Diphenylsulfon, n-Amylsulfon, n-Propylsulfon, n-Pentylsulfon, n-Hexylsulfon, n-Heptylsulfon, n-Octylsulfon, n-Nonylsulfon, n-Decylsulfon, n-Undecylsulfon, n-Dodecylsulfon, n-Tridecylsulfon, n-Tetradecylsulfon, n-Pentadecylsulfon, n-Hexadecylsulfon und Chlorphenylmethylsulfon, geeignete Tintenträgermaterialien.
In dem Tintenträger der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung können weitere Materialien enthalten sein, wie etwa lineare Alkohole mit hohem Molekulargewicht, Wachse auf Kohlenwasserstoffbasis und modifizierte Maleinsäureanhydrid-Kohlenwasserstoff-Addukte von Polyolefinen, die durch Pfropf-Copolymerisation hergestellt werden.
Lineare Alkohole mit hohem Molekulargewicht, wie etwa solche, die von Baker Petrolite
erhältlich sind und die allgemeine Formel aufweisen
wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 5 bis 35 oder von 11 bis 23 ist, können ebenfalls als Tintenträger verwendet werden. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 50°C bis 150°C, z. B. von 70°C bis 120°C oder von 75°C bis 110°C und einen Bereich des Molekulargewichts (Mn) von 100 bis 5000, z. B. von 200 bis 2500 oder von 300 bis 1500 aufweisen. Zu kommerziellen Beispielen gehören die UNILIN-Materialien wie etwa UNILIN 425 (Mn = 460), UNILIN 550 (Mn = 550) und UNILIN 700 (Mn = 700).
Zu Beispielen für Wachse auf Kohlenwasserstoffbasis gehören Homopolymere von Polyethylen, die von Baker-Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel aufweisen
wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 200, z. B. von 5 bis 150 oder von 12 bis 105 ist. Der Schmelzpunkt des Polyethylenwachses kann 50°C bis 130°C, 60°C bis 120°C, 70°C bis 110°C, 70°C bis 105°C oder 80°C bis 90°C betragen. Ferner kann das Polyethylenwachs in der Tinte in einer beliebigen Menge, wie z. B. von 10 bis 95 Gew.-% des Tintenträgers, von 15 bis 80 Gew.-% des Tintenträgers, von 25 bis 70 Gew.-% des Tintenträgers, von 30 bis 70 Gew.-% des Tintenträgers oder von 40 bis 65 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden sein.
Zu Beispielen für geeignete spezifische Tintenträger gehören z. B. Ethylen/Propylen-Copolymere, wie etwa solche, die von Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel aufweisen
wobei z eine ganze Zahl von 0 bis 30, z. B. von 0 bis 20 oder von 0 bis 10 bedeutet, y eine ganze Zahl von 0 bis 30, z. B. von 0 bis 20 oder von 0 bis 10 bedeutet und x gleich ungefähr 21-y ist. Die Verteilung der Seitenzweige kann statistisch entlang der Kohlenstoffkette sein. Die Copolymere können z. B. einen Schmelzpunkt von 70°C bis 150°C, z. B. von 80°C bis 130°C oder von 90°C bis 120°C und einen Molekulargewichtsbereich von 500 bis 4000 aufweisen. Zu kommerziellen Beispielen für solche Copolymere gehören z. B. Petrolite CP-7 (Mn = 650), Petrolite CP-11 (Mn = 1100) und Petrolite CP-12 (Mn = 1200).
Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imidderivate von oxidierten synthetischen oder Erdölwachsen, wie etwa solche, die von Petrolite erhältlich sind und die allgemeinen Formeln aufweisen

wobei R eine Alkylgruppe der Formel CH₃(CH₂)_n ist, n eine ganze Zahl von 5 bis 400, z. B. von 10 bis 300 oder von 20 bis 200 ist und R' eine Tolylgruppe ist, können ebenfalls als Tintenträger verwendet werden. In Ausführungsformen können die Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imid-derivate linear, verzweigt, cyclisch und eine beliebige Kombination davon sein. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 60°C bis 120°C, z. B. von 70°C bis 100°C oder von 70°C bis 90°C aufweisen. Zu kommerziellen Beispielen für solche Materialien gehören z. B. Bis-urethane, wie etwa PETROLITE CA-11^®, PETROLITE WB-5^® und PETROLITE WB-17^®, alle erhältlich von Baker Petrolite. Zu geeigneten Beispielen gehören auch Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imidderivate, die in den US-Patenten Nr. 6,620,228 , 6,380,423 , 6,464,766 und 6,309,453 offenbart sind.
Ein weiteres Beispiel schließt modifizierte Maleinsäureanhydrid-Kohlenwasserstoff-Addukte von Polyolefinen, die durch Pfropf-Copolymerisation hergestellt sind, ein, wie etwa solche, die von Petrolite erhältlich sind und die allgemeinen Formeln aufweisen
wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 50, z. B. mit 5 bis 35 oder mit 6 bis 28 Kohlenstoffatomen ist, R' eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine Butylgruppe, eine Isobutylgruppe oder eine Alkylgruppe mit 5 bis 500, z. B. mit 10 bis 300 oder mit 20 bis 200 Kohlenstoffatomen ist, x eine ganze Zahl von 9 bis 13 ist, und y eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist, und die Schmelzpunkte von 50°C bis 150°C, z. B. von 60°C bis 120°C oder von 70°C bis 100°C aufweisen; solche, die von Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel aufweisen
wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist, y 1 oder 2 ist und z eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist; und solche, die von Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel aufweisen
wobei R₁ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind und R₂ eine der folgenden allgemeinen Formeln
oder eine Mischung davon ist, wobei R' eine Isopropylgruppe ist, wobei diese Materialien Schmelzpunkte von 70°C bis 150°C, z. B. von 80°C bis 130°C oder von 90°C bis 125°C aufweisen, wobei zu Beispielen zu modifizierten Maleinsäureanhydrid-Copolymeren CERAMER 67 (Mn = 655, Mw/Mn = 1,1) und CERAMER 1608 (Mn = 700, Mw/Mn = 1,7) gehören.
Zu weiteren Beispielen für andere zusätzliche Materialien, welche in dem Tintenträger zusammen mit der hier beschriebenen Polyhydroxyalkanoatverbindung enthalten sein können, gehören Harzester; Polyamide; Dimersäureamide; Fettsäureamide, einschließlich ARAMID C; Epoxidharze, wie etwa EPOTUF 37001, erhältlich von Riechold Chemical Company; flüssige Paraffinwachse; flüssige mikrokristalline Wachse; Fischer-Tropsch-Wachse; Polyvinylalkoholharze; Polyole, Celluloseester; Celluloseether; Polyvinylpyridinharze; Fettsäuren; Fettsäureester; Polysulfonamide, einschließlich KETJENFLEX MH und KETJENFLEX MS80; Benzoatester, wie BENZOFLEX S552, erhältlich von Velsicol Chemical Company; Phthalatweichmacher; Citratweichmacher; Maleatweichmacher; Sulfone, wie Diphenylsulfon, n-Decylsulfon, n-Amylsulfon, Chlorphenylmethylsulfon; Polyvinylpyrrolidinon-Copolymere; Polyvinylpyrrolidon/Polyvinylacetat-Copolymere; Novolac-Harze, wie DUREZ 12 686, erhältlich von Durez Corporation; und Naturproduktwachse, wie Bienenwachs, Montanwachs, Candelillawachs und GILSONITE (American Gilsonite Company); Mischungen von linearen primären Alkoholen mit linearen langkettigen Amiden oder Fettsäureamiden, wie etwa solchen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, einschließlich PARICIN 9 (Propylenglycolmonohydroxystearat), PARICIN 13 (Glycerinmonohydroxystearat), PARICIN 15 (Ethylenglycolmonohydroxystearat), PARICIN 220 (N(2-Hydroxyethyl)-12-hydroxystearamid), PARICIN 285 (N,N'-Ethylen-bis-12-hydroxystearamid) und FLEXRICIN 185 (N,N'-Ethylen-bis-ricinolamid), erhältlich von Vertellus. Ferner sind lineare langkettige Sulfone mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen, wie n-Propylsulfon, n-Pentylsulfon, n-Hexylsulfon, n-Heptylsulfon, n-Octylsulfon, n-Nonylsulfon, n-Decylsulfon, n-Undecylsulfon, n-Dodecylsulfon, n-Tridecylsulfon, n-Tetradecylsulfon, n-Pentadecylsulfon oder n-Hexadecylsulfon geeignete Tintenträgermaterialien.
Außerdem können auch die in US-Patent Nr. 6,906,118 beschriebenen Tintenträger verwendet werden. Ebenfalls geeignet als Tintenträger sind flüssigkristalline Materialien, wie sie z. B. in US-Patent Nr. 5,122,187 offenbart sind.
Zusätzliche Harze und Wachse können ferner ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus einem Urethanharz, das aus der Reaktion von zwei Äquivalenten ABITOL^® E Hydroabietylalkohol und einem Äquivalent Isophorondiisocyanat erhalten wird, hergestellt wie in US-Patent Nr. 5,782,966 beschrieben; einem Urethanharz, welches das Addukt von drei Äquivalenten Stearylisocyanat und einem Alkohol auf Glycerinbasis war, hergestellt wie in Beispiel 4 von US-Patent Nr. 6,309,453 beschrieben; wobei zu geeigneten Amiden z. B. Diamide, Triamide, Tetraamide oder cyclische Amide gehören. Fettamide, einschließlich Monoamide, Tetraamide und Mischungen davon, können ebenfalls in dem Tintenträger enthalten sein, wie z. B. diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 4,889,560 , 4,889,761 , 5,194,638 , 4,830,671 , 6,174,937 , 5,372,852 , 5,597,856 und 6,860,930 und dem britischen Patent Nr. GB 2 238 792 beschrieben sind; und diejenigen, die dem entsprechen, was im US-Patent Nr. 6,620,228 beschrieben ist.
Zu weiteren Harzen, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, gehören Triamide. Zu Triamiden, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, gehören lineare Triamide, welches Moleküle sind, bei denen alle drei Amidgruppen in der gleichen Molekülkette oder -verzweigung enthalten sind. Zu Beispielen für lineare Triamide gehören die Triamide mit den folgenden Formeln:
R kann ein beliebiger Kohlenwasserstoff mit 1 bis 200 Kohlenstoffatomen, z. B. mit 25 bis 150 Kohlenstoffatomen oder mit 30 bis 100 Kohlenstoffatomen sein.
Zu linearen Triamiden können ferner diejenigen gehören, bei denen eine Linie durch die drei Amidgruppen gezogen werden kann, selbst wenn man normalerweise eine andere Linie ziehen würde. Ein Beispiel für ein solches Triamid kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
welches auch so gezeichnet werden kann:
In Ausführungsformen kann das Triamid auch ein verzweigtes Triamid sein. Zu Beispielen für geeignete verzweigte Triamide gehören die Triamide, die in US-Patent Nr. 6,860,930 und US-Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008/0297556 offenbart sind. Jedes verzweigte Triamid, das in US-Patent Nr. 6,860,930 und US-Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2008/0297556 offenbart ist, ist zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet.
Der Tintenträger kann eines oder mehrere der vorstehend erwähnten oder der nachstehend erwähnten geeigneten Materialien umfassen. Wie es hier verwendet wird, bezieht sich ”eines oder mehrere” und ”wenigstens ein” auf 1 bis 10, wie z. B. 1 bis 8 oder 1 bis 5 von einem bestimmten Merkmal, das in dieser Anmeldung offenbart ist.
Der Tintenträger kann 60 bis 99,5 Gew.-% der Tinte, z. B. 70 bis 98% oder 80 bis 95 Gew.-% der Tinte umfassen.
Viele Tintenträger von Phasenumwandlungstinten haben eine elektrische Leitfähigkeit, die im Wesentlichen Null beträgt. Folglich können die Leitfähigkeit erhöhende Mittel dem Tintenträger zugegeben werden, um der Tinte eine konsistente Leitfähigkeit zu verleihen. Die Leitfähigkeit wird als Eingangssignal für einen Füllstandsensor in dem Tintenspeicherbehälter der Tintenstrahlvorrichtung verwendet.
Frühere Komponenten einer Phasenumwandlungstinte, welche zu der elektrischen Leitfähigkeit der Phasenumwandlungstinten beigetragen haben können, waren Farbmittel, wie etwa Pigmente und Farbstoffe, und Dodecylbenzolsulfonsäure (DDBSA), wie in US-Patent Nr. 6,015,847 offenbart.
In Ausführungsformen ist das die Leitfähigkeit erhöhende Mittel ein organisches Salz, das aus einer organischen Base und einer Säure gebildet ist. Das die Leitfähigkeit erhöhende Mittel beeinträchtigt keine Teile des Druckers (z. B. Druckköpfe oder Speicherbehälter einer Tintenstrahlvorrichtung) wie es bei anderen, die Leitfähigkeit erhöhenden Mitteln (z. B. DDBSA) der Fall ist.
Die organische Base des organisches Salzes des die Leitfähigkeit erhöhenden Mittels kann ein organisches Amin sein und wenigstens eine lange Kohlenwasserstoffkette aufweisen. ”Lange Kohlenwasserstoffkette” bezieht sich z. B. auf eine lineare oder verzweigte Kohlenstoffalkyl- oder -arylkette mit 10 Kohlenstoffatomen bis 50 Kohlenstoffatomen, z. B. mit 15 bis 40 Kohlenstoffatomen oder mit 15 Kohlenstoffatomen bis 30 Kohlenstoffatomen. Die lange Kohlenstoffkette des organischen Salzes macht es möglich, dass es in dem Tintenträger mischbar ist.
Beispiele für organische Basen, welche sich zur Verwendung in dieser Erfindung eignen, sind von tertiären Aminverbindungen mit der folgenden generischen Formel abgeleitet, welche Trihexadecylamin (ARMEEN^® 316, Molekulargewicht 689) einschließen kann.
In Ausführungsformen können die organischen Basen von Trioctadecylamin, Tridodecylamin, Tritetradecylamin, Trieicosylamin, Tridocosylamin, Tritetracosylamin, gemischten Formen wie Didodecyloctadecylamin, Didocosyltetracosylamin oder Ditetracosyltetradecylamin und Arylaliphatischen Verbindungen, wie Di(1-decyl-4-nonyl-phenyl)docosylamin:
oder 4-Nonylphenyl-dioctadecylamin, wie nachstehend gezeigt, abgeleitet sein:
In Ausführungsformen kann die organische Base ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin sein. Ein Beispiel für ein geeignetes primäres Amin kann durch die allgemeine Formel
wiedergegeben werden,
wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 10 bis 40 oder von 12 bis 30 ist, z. B. ein Hexadecylamin. Ein Beispiel für ein geeignetes sekundäres Amin kann durch die allgemeine Formel
wiedergegeben werden,
wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, z. B. von 10 bis 40 oder von 12 bis 30 ist, z. B. ein Dioctadecylamin.
Eine Säure reagiert mit der vorstehend beschriebenen organischen Base unter Bildung des organischen Salzes. Substituenten in dem Säureanion mit einer hohen Elektronegativität, z. B.
Fluoratome, sind wünschenswert, um die Reaktion zwischen Säure und Base zu erleichtern und eine große Zahl von Molekülanionen und -kationen zu erzeugen. Diese Molekülanionen und -kationen können als Träger für die elektrische Ladung in einem angelegten äußeren elektrischen Feld dienen. Die Substituenten in dem Säureanion können, wenn sie nahe genug an bestimmten funktionellen Gruppen in dem Molekül angeordnet sind, Elektronen von potenziell sauren O-H oder C-H Bindungen abziehen. Dies ermöglicht eine leichtere Trennung der positiv geladenen Wasserstoffatome (Protonen) von dem Rest des Moleküls. Diese beweglichen Protonen können sich dann mit den Molekülen der Base verbinden und Molekülkationen dieser Base bilden. Somit kann das Vorhandensein von elektronegativen Substituenten in den Molekülen der Säure das Gleichgewicht von neutralen Säuren und Basen in Richtung geladener Spezies verschieben. Diese geladenen Spezies können ihrerseits das Ausgangsmaterial für Träger mit einer elektrischen Ladung sein.
Ein weiterer Aspekt ist, dass das Molekülion einer Säure, die sich zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignet, eine hohe Beweglichkeit aufweist und somit die Leitfähigkeit der Phasenumwandlungstinte erhöht. Diese hohe Beweglichkeit kann durch Verwenden eines kleinen Molekülions erreicht werden. Wenn jedoch kleine Molekülionen verwendet werden, nimmt die Löslichkeit des organischen Salzes ab. Somit muss die Größe des Molekülions ausreichend sein, um die Löslichkeit des organischen Salzes in der Phasenumwandlungstinte aufrechtzuerhalten, während es gleichzeitig eine ausreichende Beweglichkeit aufweisen muss, um die Leitfähigkeit der Phasenumwandlungstinte zu erhöhen.
Zu Beispielen für säureerzeugte geeignete Molekülionen, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören die Ionen von Säuren wie Trifluoressigsäure, Methansulfonsäure und Trifluormethansulfonsäure. Solche Säuren können ein Molekulargewicht von 25 bis 250, z. B. von 25 bis 225 oder von 50 bis 250 Dalton haben.
Die geschätzte Halbwertsdauer des organischen Salzes unter einer konstanten Temperatur von ungefähr 120°C beträgt 15 Tage bis 250 Tage, z. B. 20 Tage bis 225 Tage oder 20 Tage bis 200 Tage.
Die hier offenbarte Phasenumwandlungstinte kann ein organisches Salz oder eine Mischung aus einem oder mehreren geeigneten organischen Salzen, wie beispielsweise 1 bis 10 organische Salze, z. B. 1 bis 4, oder 1 oder 2 organische Salze enthalten. Jedes organische Salz ist in der Tinte in einer beliebigen wirksamen Menge, beispielsweise von 0,001 Gew.-% bis 8 Gew.-%, z. B. von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% oder von 0,25 Gew.-% bis 5 Gew.-% der Tinte vorhanden.
Das hier beschriebene organische Salz verleiht Phasenumwandlungstinten eine hohe elektrische Leitfähigkeit, indem es ausreichend in Molekülionen mit einer hohen Ionenbeweglichkeit dissoziiert. Speziell dissoziiert das organische Salz in Ionen, d. h. Anionen und Kationen, um der Phasenumwandlungstinte während des Betriebs einer Tintenstrahlvorrichtung eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu verleihen.
Die Leitfähigkeit der Phasenumwandlungstinte mit dem die Leitfähigkeit erhöhenden Mittel darin kann 0,01 μS/cm bis 5 μS/cm, beispielsweise 0,05 μS/cm bis 4 μS/cm oder 0,09 μS/cm bis 2,5 μS/cm betragen. Die Leitfähigkeit kann durch ein beliebiges bekanntes Verfahren gemessen werden und wird hier unter Schmelzbedingungen bei ungefähr 120°C gemessen, indem Titanelektroden in die geschmolzene Tinte eingebracht werden und die Anzeige der Resistivität an einem Rosemount Modell 1054B LC-Leitfähigkeitsmessgerät bei einer Frequenz von 60 Hz abgelesen wird. Im Allgemeinen kann die Leitfähigkeit eines Materials als Kehrwert der Resistivität gemessen werden, welche eine materialspezifische und temperaturabhängige Messung des elektrischen Widerstandes ist.
Die hier offenbarten organischen Salze sind in der nichtpolaren organischen Umgebung von Phasenumwandlungstinten löslich, weisen eine thermische Stabilität in Phasenumwandlungstinten auf, wenn eine Tintenstrahlvorrichtung betrieben wird, sind wachsartige Feststoffe bei Raumtemperatur, können die mechanische Beständigkeit von ausgedruckten festen Tinten positiv beeinflussen und ätzen oder greifen Druckerteile nicht an, welche mit den organischen Salzen in Berührung kommen können, die in den Phasenumwandlungstinten vorhanden sind.
Die Tinte von Ausführungsformen kann außerdem herkömmliche Additive enthalten, um sich die bekannte Funktionalität zunutze zu machen, die mit solchen herkömmlichen Additiven verbunden ist. Zu solchen Additiven können z. B. wenigstens ein von einem Isocyanat abgeleitetes Material, Antioxidationsmittel, Entschäumer, UV-Absorber, Gleit- und Verlaufmittel, Klärmittel, Klebrigmacher, Klebstoff und Weichmacher gehören.
Der Tintenträger kann auch wenigstens ein von einem Isocyanat abgeleitetes Material als ein Stabilisatormaterial enthalten. Das von einem Isocyanat abgeleitete Material kann ein Urethanharz sein, das durch Umsetzen von zwei Äquivalenten eines Alkohols, wie etwa Hydroabietylalkohol, und einem Äquivalent eines Isocyanats oder Diisocyanats (Isophorondiisocyanat) erhalten wird, wie es z. B. in Beispiel 1 von US-Patent 5,782,966 beschrieben ist. Das von einem Isocyanat abgeleitete Material kann in dem Tintenträger in einer Menge von wenigstens 2 Gew.-% des Tintenträgers, wie z. B. von 2 bis 99 Gew.-% des Tintenträgers, von 2 bis 90 Gew.-% des Tintenträgers, von 3 bis 80 Gew.-% des Tintenträgers, von 5 bis 60% des Tintenträgers, von 10 bis 50 Gew.-% des Tintenträgers oder von 10 bis 30 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden sein. Zu anderen geeigneten von einem Isocyanat abgeleiteten Materialien gehören ein Urethanharz, welches das Addukt von drei Äquivalenten Stearylisocyanat und einem Alkohol auf Glycerinbasis war, das wie in Beispiel 4 von US-Patent 6,309,453 hergestellt wurde.
Die Tinte kann gegebenenfalls Antioxidationsmittel enthalten, um die Bilder vor einer Oxidation zu schützen und auch die Tintenkomponenten vor einer Oxidation zu schützen, während sie als erwärmte Schmelze in dem Tintenspeicherbehälter vorhanden sind. Zu Beispielen für geeignete Antioxidationsmittel gehören (1) N,N'-Hexamethylen-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamamid) (IRGANOX 1098, erhältlich von Ciba Inc.), (2) 2,2-Bis(4-(2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyloxy))ethoxyphenyl)propan (TOPANOL-205, erhältlich von ICI America Corporation), (3) Tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanurat (CYANOX 1790, 41,322-4, LTDP, Aldrich D12,840-6), (4) 2,2'-Ethyliden-bis(4,6-di-tert-butylphenyl)fluorphosphonit (ETHANOX-398, erhältlich von Ethyl Corporation), (5) Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenyldiphosphonit (ALDRICH 46,852-5; Härtewert 90), (6) Pentaerythritoltetrastearat (TCI America #PO739), (7) Tributylammoniumhypophosphit (Aldrich 42,009-3), (8) 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxyphenol (Aldrich 25,106-2), (9) 2,4-Di-tert-butyl-6-(4-methoxybenzyl)phenol (Aldrich 23,008-1), (10) 4-Brom-2,6-dimethylphenol (Aldrich 34,951-8), (11) 4-Brom-3,5-didimethylphenol (Aldrich 86,420-2), (12) 4-Brom-2-nitrophenol (Aldrich 30,987-7), (13) 4-(Diethylaminomethyl)-2,5-dimethylphenol (Aldrich 14,668-4), (14) 3-Dimethylaminophenol (Aldrich D14,400-2), (15) 2-Amino-4-tert-amylphenol (Aldrich 41,258-9), (16) 2,6-Bis(hydroxymethyl)-p-cresol (Aldrich 22,752-8), (17) 2,2'-Methylendiphenol (Aldrich 84,680-8), (18) 5-(Diethylamino)-2-nitrosophenol (Aldrich 26,951-4), (19) 2,6-Dichlor-4-fluorphenol (Aldrich 28,435-1), (20) 2,6-Dibrom-fluorphenol (Aldrich 26,003-7), (21) α-Trifluor-o-cresol (Aldrich 21,979-7), (22) 2-Brom-4-fluorphenol (Aldrich 30,246-5), (23) 4-Fluorphenol (Aldrich F1,320-7), (24) 4-Chlorphenyl-2-chlor-1,1,2-tri-fluorethylsulfon (Aldrich 13,823-1), (25) 3,4-Difluorphenylessigsäure (Aldrich 29,043-2), (26) 3-Fluorphenylessigsäure (Aldrich 24,804-5), (27) 3,5-Difluorphenylessigsäure (Aldrich 29,044-0), (28) 2-Fluorphenylessigsäure (Aldrich 20,894-9), (29) 2,5-Bis(trifluormethyl)benzoesäure (Aldrich 32,527-9), (30) Ethyl-2-(4-(4-(trifluormethyl)phenoxy)phenoxy)propionat (Aldrich 25,074-0), (31) Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenyldiphosphonit (Aldrich 46,852-5), (32) 4-tert-Amylphenol (Aldrich 15,384-2), (33) 3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenethylalkohol (Aldrich 43,071-4), NAUGARD 76, NAUGARD 445, NAUGARD 512 und NAUGARD 524 (hergestellt von Chemtura Corporation), sowie Mischungen davon. Das Antioxidationsmittel kann, wenn es vorhanden ist, in der Tinte in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge, z. B. von 0,25 bis 10 Gew.-% der Tinte oder von 1 bis 5 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Die Tinte kann ferner einen optionalen Klebrigmacher, wie etwa FORAL 85, einen Glycerinester von hydrierter Abietinsäure (Harzsäure) (im Handel erhältlich von Eastman), FORAL 105, einen Pentaerythritolester von Hydroabietinsäure (Harzsäure) (im Handel erhältlich von Eastman), CELLOLYN 21, einen Hydroabietinalkoholester (Harzalkoholester) von Phthalsäure (im Handel erhältlich von Eastman), ARAKAWA KE-311- und KE-100-Harze, Triglyceride von hydrierter Abietinsäure (Harzsäure) (im Handel erhältlich von Arakawa Chemical Industries, Ltd.), synthetische Polyterpenharze, wie etwa NEVTAC 2300, NEVTAC 100 und NEVTACO 80 (im Handel erhältlich von Neville Chemical Company), und WINGTACK 86, ein modifiziertes synthetisches Polyterpenharz (im Handel erhältlich von Sartomer), enthalten. Klebrigmacher können in der Tinte in einer beliebigen wirksamen Menge, z. B. von 0,01 Gew.-% der Tinte bis 98 Gew.-% der Tinte, von 0,1 Gew.-% der Tinte bis 50 Gew.-% der Tinte, oder von 5 Gew.-% der Tinte bis 10 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Klebstoffe, wie etwa VERSAMID 757, 759 oder 744 (im Handel erhältlich von Cognis) können in der Tinte in einer Menge von 0,01 Gew.-% der Tinte bis 98 Gew.-% der Tinte, von 0,1 Gew.-% der Tinte bis 50 Gew.-% der Tinte, oder von 5 Gew.-% der Tinte bis 10 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Die Tinte kann auch gegebenenfalls einen UV-Absorber enthalten. Die optionalen UV-Absorber schützen hauptsächlich die erzeugten Bilder vor einer UV-Zersetzung. Zu spezifischen Beispielen für geeignete UV-Absorber gehören (1) 2-Brom-2',4-dimethoxyacetophenon (Aldrich 19,948-6), (2) 2-Brom-2',5'-dimethoxyacetophenon (Aldrich 10,458-2), (3) 2-Brom-3'-nitroacetophenon (Aldrich 34,421-4), (4) 2-Brom-4'-nitroacetophenon (Aldrich 24,561-5), (5) 3',5'-Diacetoxyacetophenon (Aldrich 11,738-2), (6) 2-Phenylsulfonylacetophenon (Aldrich 34,150-3), (7) 3'-Aminoacetophenon (Aldrich 13,935-1), (8) 4'-Aminoacetophenon (Aldrich A3,800-2), (9) 1H-Benzotriazol-1-acetonitril (Aldrich 46,752-9), (10) 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6-di-tert-pentylphenol (Aldrich 42,274-6), (11) 1,1-(1,2-Ethan-diyl)bis(3,3,5,5-tetramethylpiperazinon) (im Handel erhältlich von Goodrich Chemicals), (12) 2,2,4-Trimethyl-1,2-hydrochinolin (im Handel erhältlich von Mobay Chemical), (13) 2-(4-Benzoyl-3-hydroxyphenoxy)ethylacrylat, (14) 2-Dodecyl-N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)succinimid (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wis.), (15) 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinyl/β-tetramethyl-3,9-(2,4,8,10-tetraoxospiro(5,5)-undecan)diethyl-1,2,3,4-butan-tetracarboxylat (im Handel erhältlich von Fairmount), (16) N-(p-Ethoxycarbonylphenyl)-N'-ethyl-N'-phenylformadin (im Handel erhältlich von Givaudan), (17) 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin (im Handel erhältlich von Monsanto Chemicals), (18) 2,4,6-Tris-(N-1,4-dimethylpentyl-4-phenylendiamino)-1,3,5-triazin (im Handel erhältlich von Uniroyal), (19) 2-Dodecyl-N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)succinimid (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co.), (20) N-(1-Acetyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-2-dodecyl-succinimid (im Handel erhältlich von Aldrich Chemical Co.), (21) (1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidinyl/β-tetramethyl-3,9-(2,4,8,10-tetraoxo-spiro-(5,5)undecan)diethyl)-1,2,3,4-butan-tetracarboxylat (im Handel erhältlich von Fairmount), (22) (2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinyl)-1,2,3,4-butan-tetracarboxylat (im Handel erhältlich von Fairmount), (23) Nickel-dibutyldithiocarbamat (im Handel erhältlich als UV-Chek AM-105 von Ferro, (24) 2-Amino-2',5-dichlorbenzophenon (Aldrich 10,515-5), (25) 2'-Amino-4',5'-dimethoxyacetophenon (Aldrich 32,922-3), (26) 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4'-morpholinobutyrophenon (Aldrich 40,564-7), (27) 4'-Benzyloxy-2'-hydroxy-3'-methylacetophenon (Aldrich 29,884-0), (28) 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon (Aldrich 16,032-6), (29) 5-Chlor-2-hydroxybenzophenon (Aldrich C4,470-2), (30) 4'-Piperazinoacetophenon (Aldrich 13,646-8), (31) 4'-Piperidinoacetophenon (Aldrich 11,972-5), (32) 2-Amino-5-chlorbenzophenon (Aldrich A4,556-4), (33) 3,6-Bis(2-methyl-2-morpholinopropionyl)-9-octylcarbazol (Aldrich 46,073-7), sowie Mischungen davon. Wenn er vorhanden ist, kann der optionale UV-Absorber in der Tinte in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge, z. B. von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Tinte oder von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Weichmacher, wie UNIPLEX 250 (im Handel erhältlich von Unitex), die Phthalatesterweichmacher, die unter dem Handelsnamen SANTICIZER von Ferro im Handel erhältlich sind, wie Dioctylphthalat, Diundecylphthalat, Alkylbenzylphthalat (SANTICIZER 278), Triphenylphosphat (im Handel erhältlich von Ferro), KP-140, ein Tributoxyethylphosphat (im Handel erhältlich von Great Lakes Chemical Corporation), MORFLEX 150, ein Dicyclohexylphthalat (im Handel erhältlich von Morflex Chemical Company Inc.), Trioctyltrimellitat (im Handel erhältlich von Sigma Aldrich Co.). Weichmacher können in einer Menge von 0,01 Gew.-% der Tinte bis 98 Gew.-% der Tinte, von 0,1 Gew.-% der Tinte bis 50 Gew.-% der Tinte, oder von 5 Gew.-% der Tinte bis 10 Gew.-% der Tinte vorhanden sein.
Die Tinte kann auch ein oder mehrere Dispergiermittel und/oder eine oder mehrere oberflächenaktive Substanzen für ihre bekannten Fähigkeiten, wie etwa das Regeln der Benetzungseigenschaften der Tintenzusammensetzung und das Stabilisieren von Pigmenten, enthalten. Zu Beispielen für geeignete Additive, welche in Ausführungsformen verwendet werden können, gehören BYK-UV 3500, BYK-UV 3510 (BYK-Chemie); Dow Corning 18, 27, 57, 67 Additives; ZONYL FSO 100 (DuPont); MODAFLOW 2100 (Solutia); Foam Blast 20F, 30, 550 (Lubrizol); EFKA-1101, -4046, -4047, -2025, -2035, -2040, -2021, -3600, -3232; SOLSPERSE 19200, 20000, 34750, 36000, 39000, 41000, 54000, sie sind aber nicht darauf beschränkt, einzelne Dispergiermittel oder Kombinationen können gegebenenfalls mit Synergisten verwendet werden, zu denen SOLSPERSE 5000, 12000, 22000 (Lubrizol); DISPERBYK-108, -163, -167, 182 (BYK-Chemie); K-SPERSE 132, XD-A503, XD-A505 (King Industries) gehören.
Falls sie vorhanden sind, können die optionalen Additive jeweils, oder in Kombination, in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge, z. B. von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Tinte oder von 3 Gew.-% bis 5 Gew.-% der Tinte, in der Tinte vorhanden sein.
Die hier beschriebenen Tintenzusammensetzungen enthalten auch wenigstens ein Farbmittel, wie z. B. einen Farbstoff, ein Pigment oder Mischungen davon, vorausgesetzt, dass das Farbmittel in dem Tintenträger gelöst oder dispergiert werden kann. Es kann ein beliebiger Farbstoff oder ein beliebiges Pigment ausgewählt werden, vorausgesetzt, dass es in dem Tintenträger dispergiert oder gelöst werden kann und mit den anderen Tintenbestandteilen kompatibel ist. Die Tintenzusammensetzungen können in Kombination mit herkömmlichen Tinten-Farbmittelmaterialien, wie etwa Color Index (C. I.) Solvent-Farbstoffen, Dispersionsfarbstoffen, modifizierten Säure- und Direktfarbstoffen, basischen Farbstoffen, Schwefelfarbstoffen und Küpenfarbstoffen, verwendet werden. Zu Beispielen für geeignete Farbstoffe gehören Neozapon Red 492 (BASF); Orasol Red G (Ciba); Direct Brilliant Pink B (Oriental Giant Dyes); Direct Red 3BL (Classic Dyestuffs); Supranol Brilliant Red 3BW (Bayer AG); Lemon Yellow 6G (United Chemie); Light Fast Yellow 3G (Shaanxi); Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodogaya Chemical); Bernachrome Yellow GD Sub (Classic Dyestuffs); Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Clariant); Cibanon Yellow 2GN (Ciba); Orasol Black CN (Ciba); Savinyl Black RLSN (Clariant); Pyrazol Black BG (Clariant); Morfast Black 101 (Rohm & Haas); Diaazol Black RN (ICI); Orasol Blue GN (Ciba); Savinyl Blue GLS (Clariant); Luxol Fast Blue MBSN (Pylam Products); Sevron Blue 5GMF (Classic Dyestuffs); Basacid Blue 750 (BASF), Neozapon Black X51 (BASF), Classic Solvent Black 7 (Classic Dyestuffs), Sudan Blue 670 (C. I. 61554) (BASF), Sudan Yellow 146 (C. I. 12700) (BASF), Sudan Red 462 (C. I. 26050) (BASF), C. I. Disperse Yellow 238, Neptune Red Base NB543 (BASF, C. I. Solvent Red 49), Neopen Blue FF-4012 von BASF, Lampronol Black BR von ICI (C. I. Solvent Black 35), Morton Morplas Magenta 36 (C. I. Solvent Red 172), Metallphthalocyanin-Farbmittel, wie die in US-Patent Nr. 6,221,137 offenbarten, verwendet werden. Polymere Farbstoffe, wie z. B. die in US-Patent Nr. 5,621,022 und US-Patent Nr. 5,231,135 offenbarten und z. B. von Milliken & Company als Milliken Ink Yellow 869, Milliken Ink Blue 92, Milliken Ink Red 357, Milliken Ink Yellow 1800, Milliken Ink Black 8915-67, unverschnittenes (uncut) Reactant Orange X-38, unverschnittenes Reactant Blue X-17, Solvent Yellow 162, Acid Red 52, Solvent Blue 44 und unverschnittenes Reactant Violet X-80 im Handel erhältlichen polymeren Farbstoffe können ebenfalls verwendet werden.
Pigmente sind ebenfalls geeignete Farbmittel für die hier beschriebene Tintenzusammensetzung.
Pigmente sind allgemein hydrophiler als Farbstoffe. Diese hydrophile Natur kann es möglich machen, eine Polyhydroxyalkanoatverbindung in die Tinte aufzunehmen, so dass die mit der Polyhydroxyalkanoatverbindung zusammenhängenden Eigenschaften (z. B. eine erhöhte Anhaftung und erhöhte Kohäsion) zutage treten.
Zu Beispielen für geeignete Pigmente gehören PALIOGEN Violet 5100 (im Handel erhältlich von BASF); PALIOGEN Violet 5890 (im Handel erhältlich von BASF); HELIOGEN Green L8730 (im Handel erhältlich von BASF); LITHOL Scarlet D3700 (im Handel erhältlich von BASF); SUNFAST Blue 15:4 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); Hostaperm Blue B2G-D (im Handel erhältlich von Clariant); Hostaperm Blue B4G (im Handel erhältlich von Clariant); Permanent Red P-F7RK; Hostaperm Violet BL (im Handel erhältlich von Clariant); LITHOL Scarlet 4440 (im Handel erhältlich von BASF); Bon Red C (im Handel erhältlich von Dominion Color Company); ORACET Pink RF (im Handel erhältlich von Ciba); PALIOGEN Red 3871 K (im Handel erhältlich von BASF); SUNFAST Blue 15:3 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); PALIOGEN Red 3340 (im Handel erhältlich von BASF); SUNFAST Carbazole Violet 23 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); LITHOL Fast Scarlet 14300 (im Handel erhältlich von BASF); SUNBRITE Yellow 17 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue 16900, 17020 (im Handel erhältlich von BASF); SUNBRITE Yellow 74 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); SPECTRA PAC C Orange 16 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue K6902, K6910 (im Handel erhältlich von BASF); SUNFAST Magenta 122 (im Handel erhältlich von Sun Chemical); HELIOGEN Blue D6840, D7080 (im Handel erhältlich von BASF); Sudan Blue OS (im Handel erhältlich von BASF); NEOPEN Blue FF4012 (im Handel erhältlich von BASF); PV Fast Blue B2GO1 (im Handel erhältlich von Clariant); IRGALITE Blue BCA (im Handel erhältlich von Ciba); PALIOGEN Blue 6470 (im Handel erhältlich von BASF); Sudan Orange G (im Handel erhältlich von Aldrich), Sudan Orange 220 (im Handel erhältlich von BASF); PALIOGEN Orange 3040 (BASF); PALIOGEN Yellow 152, 1560 (im Handel erhältlich von BASF); LITHOL Fast Yellow 0991 K (im Handel erhältlich von BASF); PALIOTOL Yellow 1840 (im Handel erhältlich von BASF); NOVOPERM Yellow FGL (im Handel erhältlich von Clariant); Ink Jet Yellow 4G VP2532 (im Handel erhältlich von Clariant); Toner Yellow HG (im Handel erhältlich von Clariant); Lumogen Yellow D0790 (im Handel erhältlich von BASF); Suco-Yellow 11250 (im Handel erhältlich von BASF); Suco-Yellow D1355 (im Handel erhältlich von BASF); Suco Fast Yellow D1 355, D1 351 (im Handel erhältlich von BASF); HOSTAPERM Pink E 02 (im Handel erhältlich von Clariant); Hansa Brilliant Yellow 5GX03 (im Handel erhältlich von Clariant); Permanent Yellow GRL 02 (im Handel erhältlich von Clariant); Permanent Rubine L6B 05 (im Handel erhältlich von Clariant); FANAL Pink D4830 (im Handel erhältlich von BASF); CINQUASIA Magenta (im Handel erhältlich von DU PONT); PALIOGEN Black L0084 (im Handel erhältlich von BASF); Pigment Black K801 (im Handel erhältlich von BASF); und Ruße, wie etwa REGAL 330^TM (im Handel erhältlich von Cabot), Nipex 150 (im Handel erhältlich von Degussa), Carbon Black 5250 und Carbon Black 5750 (im Handel erhältlich von Columbia Chemical), sowie Mischungen davon.
In Ausführungsformen werden Solvent-Farbstoffe eingesetzt. Ein Beispiel für einen Solvent-Farbstoff, der sich zur Verwendung in dieser Erfindung eignet, kann spritlösliche Farbstoffe einschließen aufgrund ihrer Kompatibilität mit den hier offenbarten Tintenträgern. Zu Beispielen für geeignete spritlösliche Farbstoffe gehören Neozapon Red 492 (BASF); Orasol Red G (Ciba); Direct Brilliant Pink B (Global Colors); Aizen Spilon Red C-BH (Hodogaya Chemical); Kayanol Red 3BL (Nippon Kayaku); Spirit Fast Yellow 3G; Aizen Spilon Yellow C-GNH (Hodogaya Chemical); Cartasol Brilliant Yellow 4GF (Clariant); Pergasol Yellow CGP (Ciba); Orasol Black RLP (Ciba); Savinyl Black RLS (Clariant); Morfast Black Conc. A (Rohm and Haas); Orasol Blue GN (Ciba); Savinyl Blue GLS (Sandoz); Luxol Fast Blue MBSN (Pylam); Sevron Blue 5GMF (Classic Dyestuffs); Basacid Blue 750 (BASF), Neozapon Black X51 [C. I. Solvent Black, C. I. 12195] (BASF), Sudan Blue 670 [C. I. 61554] (BASF), Sudan Yellow 146 [C. I. 12700] (BASF), Sudan Red 462 [C. I. 260501 ] (BASF), und Mischungen davon.
Die Menge an Farbmittel in der Phasenumwandlungstinte der vorliegenden Erfindung, ganz gleich, ob im Kern, in der Hülle oder in beiden, kann 0,5 bis 20 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung betragen, in Ausführungsformen 1 bis 10 Gew.-% oder 4 bis 8 Gew.-% des Tintenträgers oder der Tintenträgermischung.
In Ausführungsformen können die Tintenträger für die Phasenumwandlungstinten Schmelzpunkte von 60 bis 150°C, z. B. von 80 bis 120°C, von 85 bis 110°C, von 100 bis 110°C oder von 105 bis 110°C aufweisen, die z. B. durch Beobachtung und Messung an einem Mikroskopheiztisch bestimmt werden, wobei das Bindemittelmaterial auf einem Glasobjektträger erwärmt und mit einem Mikroskop beobachtet wird. Höhere Schmelzpunkte sind ebenfalls akzeptabel, wenngleich die Lebensdauer eines Druckkopfs bei Temperaturen von mehr als 150°C verringert sein kann. Außerdem haben Niedrigenergietinten eine Strahlviskosität (jetting viscosity) von 9 bis 13 mPasec, z. B. von 10 bis 11 mPasec, von 10,25 bis 10,75 mPasec oder von 10,45 bis 10,85 mPasec, bei Strahltemperaturen von 107 bis 111°C, wenngleich die Viskositäts- und Temperaturwerte außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Die Tintenzusammensetzungen können durch jedes gewünschte oder geeignete Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können alle Komponenten des Tintenträgers zusammengemischt werden, gefolgt von einem Erwärmen der Mischung auf wenigstens ihren Schmelzpunkt, z. B. von 60 bis 150°C, 80 bis 120°C oder 85 bis 110°C. Das Farbmittel kann zugegeben werden, bevor die Tinteninhaltsstoffe erwärmt worden sind oder nachdem die Tinteninhaltsstoffe erwärmt worden sind. Die geschmolzene Mischung kann einem Mahlen in einer Reibmühle oder Kugelmühlenvorrichtung unterworfen werden, um eine Dispersion des Farbmittels in dem Tintenträger zu bewirken. Die erwärmte Mischung wird dann 5 Sekunden bis 10 Minuten oder länger gerührt, um eine im Wesentlichen homogene, einheitliche Schmelze zu erhalten, gefolgt von einem Kühlen der Tinte auf Umgebungstemperatur (typischerweise 20°C bis 25°C). Die Tinten sind bei Umgebungstemperatur fest. In einer speziellen Ausführungsform werden während des Bildungsverfahrens die Tinten im geschmolzenen Zustand in Formen gegossen und anschließend abkühlen und sich verfestigen gelassen, um Tintenstifte zu bilden. Geeignete Tintenherstellungsmethoden sind in US-Patent Nr. 7,186,762 offenbart.
Die Tinten können in einer Vorrichtung für direkt druckende Tintenstrahlverfahren und in indirekt druckenden (Offset-)Tintenstrahlanwendungen eingesetzt werden. Zu Beispielen für Vorrichtungen, die sich zum Drucken der hier beschriebenen Phasenumwandlungstinten eignen, gehören Vorrichtungen, die wenigstens einen Tintenspeicherbehälter zum Speichern oder Aufbewahren der Phasenumwandlungstinte, einen Tintenstrahlkopf zum Drucken der Tinte und eine Tintenzufuhrleitung zum Zuführen der Phasenumwandlungstinte zu dem Tintenstrahlkopf umfassen.
Ein Beispiel für ein Tintenstrahlverfahren ist ein Verfahren, welches das Eingeben einer Tinte, wie sie hier offenbart ist, in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, das Schmelzen der Tinte und das Bewirken, dass Tröpfchen der geschmolzenen Tinte in einem bildweisen Muster auf ein Aufzeichnungssubstrat ausgestoßen werden, umfasst. Es ist auch ein direktes Druckverfahren z. B. in US-Patent Nr. 5,195,430 offenbart. Ein weiteres Beispiel ist ein Verfahren, welches das Eingeben einer Tinte, wie sie hier offenbart ist, in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, das Schmelzen der Tinte, das Bewirken, dass Tröpfchen der geschmolzenen Tinte in einem bildweisen Muster auf ein Zwischenübertragungselement ausgestoßen werden, und das Übertragen der Tinte in dem bildweisen Muster von dem Zwischenübertragungselement auf ein Endaufzeichnungssubstrat umfasst. In einer speziellen Ausführungsform wird das Zwischenübertragungselement auf eine Temperatur über der Temperatur des Endaufzeichnungsblattes und unter der Temperatur der geschmolzenen Tinte in der Druckvorrichtung erwärmt. In einer anderen speziellen Ausführungsform werden sowohl das Zwischenübertragungselement als auch das Endaufzeichnungsblatt erwärmt; in dieser Ausführungsform werden sowohl das Zwischenübertragungselement als auch das Endaufzeichnungsblatt auf eine Temperatur unter der Temperatur der geschmolzenen Tinte in der Druckvorrichtung erwärmt. In dieser Ausführungsform können die relativen Temperaturen des Zwischenübertragungselements und des Endaufzeichnungsblattes so sein, dass (1) das Zwischenübertragungselement auf eine Temperatur über der Temperatur des Endaufzeichnungssubstrats und unter der Temperatur der geschmolzenen Tinte in der Druckvorrichtung erwärmt wird; (2) das Endaufzeichnungssubstrat auf eine Temperatur über der Temperatur des Zwischenübertragungselements und unter der Temperatur der geschmolzenen Tinte in der DruckVorrichtung erwärmt wird; oder (3) das Zwischenübertragungselement und das Endaufzeichnungsblatt auf annähernd die gleiche Temperatur erwärmt werden. Ein Offset- oder indirektes Druckverfahren ist auch z. B. in US-Patent Nr. 5,389,958 offenbart. In einer speziellen Ausführungsform setzt die Druckvorrichtung ein piezoelektrisches Druckverfahren ein, bei dem durch Oszillationen von piezoelektrischen schwingenden Elementen bewirkt wird, dass Tröpfchen der Tinte in einem bildweisen Muster ausgestoßen werden. Hier offenbarte Tinten können auch in anderen Heißschmelzdruckverfahren, wie etwa einem akustischen Heißschmelztintenstrahldrucken, einem thermischen Heißschmelztintenstrahldrucken oder einem Heißschmelztintenstrahldrucken mit kontinuierlichem Strom oder Ablenkung eingesetzt werden. Phasenumwandlungstinten, wie sie hier offenbart sind, können auch in Druckverfahren eingesetzt werden, bei denen es sich nicht um Heißschmelztintenstrahldruckverfahren handelt.
Es kann ein beliebiges Substrat oder Aufzeichnungsblatt eingesetzt werden, wozu gewöhnliche Papiere, wie XEROX 4200-Papiere, XEROX Image Series-Papiere, Courtland 4024 DP-Papier, liniertes Notizbuchpapier, Bankpostpapier, mit Siliciumdioxid beschichtete Papiere, wie mit Siliciumdioxid beschichtetes Papier von Sharp Company, JuJo-Papier, HAMMERMILL LASER-PRINT-Papier, oder transparente Materialien, Gewebe, Textilprodukte, Kunststoffe, Polymerfilme bzw. -folien, und anorganische Substrate wie Metalle und Holz gehören.
Die hier beschriebenen Tinten werden in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht. Alle Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
BEISPIEL 1a: Herstellung von pigmentierter polarer konzentrierter Tinte
Eine Mischung, umfassend (a) 19,11 Teile KE-100-Harz (Triglyceride von hydrierter Abietinsäure (Harzsäure) von Arakawa Chemical Industries Ltd.), (b) 0,25 Teile NAUGARD N445-Antioxidationsmittel von Crompton Corp, (c) 91,10 Teile UNILIN 425 (ein linearer Alkohol mit hohem Molekulargewicht (im Handel erhältlich von Baker Petrolite)), (d) 12,23 Teile KEMAMIDE E-180 (ein Stearylerucamid, erhältlich von Chemtura Corporation), (e) 12,27 Teile SOLSPERSE 13240-Dispergiermittel (erhältlich von Lubrizol) und (f) 0,04 Teile SOLSPERSE 5000-Synergist (erhältlich von Lubrizol), wurde auf 120°C erwärmt und in einen Szegvari 01 Attritor eingefüllt, der mit Ein-Achtel-Zoll-Stahlkugeln ausgerüstet war. Zu dieser Mischung wurden 15 Teile HOSTAPERM Blue B4-G (erhältlich von Clariant Corporation) langsam zugegeben und über Nacht 18 Stunden bei 250 U/min zerkleinern gelassen.
BEISPIEL 1b: Herstellung einer polaren Tinte, die das biologisch gewonnene Harz (Polyhydroxyalkanoat) enthält
8 Teile der pigmentierten polaren konzentrierten Tinte, die vorstehend in BEISPIEL 1a beschrieben ist, wurden in ein 100 ml-Becherglas gegeben. Ein Rührstab wurde in das Innere des Becherglases gegeben und das Becherglas wurde auf eine erwärmte Rührer-Heizplatte gestellt, die auf 120°C eingestellt war. Zu dem gerührten Konzentrat wurde eine vorvermischte homogene Lösung zugegeben. Die homogene Lösung umfasste 4 Teile Poly(3-hydroxy-heptanoat-co-3-hydroxynonanoat (ein bakteriell gewonnenes Polyhydroxyalkanoat, das von Polyferm Canada, Inc. erhalten wurde), 4,48 Teile KE-100, 22,40 Teile UNILIN 425, 3,20 Teile E-180 und 0,08 Teile NAUGARD 445. Nach zwei Stunden Rühren wurde die neu gebildete Tinte durch ein 1 Mikrometer-Filter filtriert. Die filtrierte Tinte wurde in flache scheibenförmige Gussformen und lange stabförmige Gussformen gegossen und 1 Stunde abkühlen gelassen. Wenn die Formteile seitlichen Belastungen von Hand ausgesetzt wurden, bogen sich die Formteile, ohne zu brechen und zersplitterten nicht. Die Rheologie der Tinte wurde unter Verwendung eines RFS-3-Rheometers von Rheometrics Scientific (nun TA Instruments) durch das Kegel-Platte-Verfahren bestimmt, wobei die Schergeschwindigkeits-viskosität bei 115°C und 100 s^–1 Schergeschwindigkeit 14,4 cP betrug.
VERGLEICHSBEISPIEL 1: Herstellung einer pigmentierten Tinte ohne das biologisch gewonnene Harz
8 Teile der pigmentierten polaren konzentrierten Tinte, die vorstehend in BEISPIEL 1a beschrieben ist, wurden in ein 100 ml-Becherglas gegeben. Ein Rührstab wurde in das Innere des Becherglases gegeben und das Becherglas auf eine erwärmte Rührer-Heizplatte gestellt, die auf 120°C eingestellt war. Zu dem gerührten Konzentrat wurde eine vorvermischte homogene Lösung zugegeben. Die homogene Lösung umfasste 4,56 Teile KE-100, 22,78 Teile UNILIN 425, 3,25 Teile E-180 und 0,08 Teile NAUGARD 445 und enthielt keinerlei Polyhydroxyalkanoatharz. Nach zwei Stunden Rühren wurde die neu gebildete Tinte durch ein 1 Mikrometer-Filter filtriert. Die filtrierte Tinte wurde in flache scheibenförmige Gussformen und lange stabförmige Gussformen gegossen und 1 Stunde abkühlen gelassen. Wenn die Formteile den gleichen seitlichen Belastungen von Hand wie in Beispiel 1b ausgesetzt wurden, bogen sich die Formteile etwas, bevor sie anschließend zersplitterten oder brachen. Die Rheologie der Tinte wurde unter Verwendung eines RFS-3-Rheometers von Rheometrics Scientific (nun TA Instruments) durch das Kegel-Platte-Verfahren bestimmt, wobei die Schergeschwindigkeitsviskosität bei 115°C und 100 s^–1 Schergeschwindigkeit 9,9 cP betrug.
VERGLEICHSBEISPIEL 2: Herstellung einer pigmentierten Tinte ohne das biologisch gewonnene Harz
Eine weitere Tinte wurde aus dem in Beispiel 1a gebildeten Konzentrat hergestellt, so dass die Gesamtmenge an KE-100 in diesem Beispiel erhöht war. 8 Teile der pigmentierten polaren konzentrierten Tinte, die vorstehend in BEISPIEL 1a beschrieben ist, wurde in ein 100 ml-Becherglas gegeben. Ein Rührstab wurde in das Innere des Becherglases gegeben und das Becherglas wurde auf eine erwärmte Rührer-Heizplatte gestellt, die auf 120°C eingestellt war. Zu dem gerührten Konzentrat wurde eine vorvermischte homogene Lösung zugegeben. Die homogene Lösung umfasste 6,48 Teile KE-100, 22,40 Teile UNILIN 425, 3,20 Teile E-180 und 0,08 Teile NAUGARD 445. Nach zwei Stunden Rühren wurde die neu gebildete Tinte durch ein 1 Mikrometer-Filter filtriert. Die filtrierte Tinte wurde in flache scheibenförmige Gussformen und lange stabförmige Gussformen gegossen und 1 Stunde abkühlen gelassen. Wenn die Gussteile den gleichen seitlichen Belastungen von Hand wie in Beispiel 1 b ausgesetzt wurden, bogen sich die Formteile etwas, bevor sie anschließend zersplitterten oder brachen. Die Rheologie der Tinte wurde unter Verwendung eines RFS-3-Rheometers von Rheometrics Scientific (nun TA Instruments) durch das Kegel-Platte-Verfahren bestimmt, wobei die Schergeschwindigkeitsviskosität bei 115°C und 100 s^–1 Schergeschwindigkeit 10,5 cP betrug.
VERGLEICHSBEISPIEL 3: Herstellung einer Cyanfarbstofftinte ohne das biologisch gewonnene Harz
Eine Tintengrundlage wurde durch Vermischen der folgenden Komponenten durch Schmelzen und homogenes Zusammenmischen dieser bei 120°C unter Verwendung eines Überkopfrührers hergestellt: 50,17 Gramm eines destillierten Polyethylenwachses von Baker Petrolite, 13,95 Gewichtsteile Triamidwachs (das in US-Patent Nr. 6,860,930 beschriebene Triamidwachs), 15,14 Gewichtsteile S-180, 12,42 Gewichtsteile KE-100-Harz, 4,42 Gewichtsteile eines Urethanharzes, welches das Addukt von drei Äquivalenten Stearylisocyanat und einem Alkohol auf Glycerinbasis ist, hergestellt wie in Beispiel 4 von U.S. Patent 6,309,453 beschrieben, und 0,17 Gewichtsteile NAUGUARD 445.
Zu dieser hergestellten Lösung wurden 3,55 Gramm eines Cyanfarbmittels zugegeben. Nach zwei Stunden Rühren wurde die neu gebildete Tinte durch ein 1 Mikrometer-Filter filtriert. Die filtrierte Tinte wurde in flache scheibenförmige Gussformen und lange stabförmige Gussformen gegossen und 1 Stunde abkühlen gelassen. Wenn die Formteile den gleichen seitlichen Belastungen von Hand wie in Beispiel 1b ausgesetzt wurden, bogen sich die Formteile etwas, bevor sie anschließend zersplitterten oder brachen. Die Rheologie der Tinte wurde unter Verwendung eines RFS-3-Rheometers von Rheometrics Scientific (nun TA Instruments) durch das Kegel-Platte-Verfahren bestimmt, wobei die Schergeschwindigkeitsviskosität bei 115°C und 100 s^–1 Schergeschwindigkeit 9,5 cP betrug.
VERGLEICHSBEISPIEL 4: Herstellung einer polaren gelben Farbstofftinte ohne das biologisch gewonnene Harz
Eine polare Tinte, die einen gelben Farbstoff enthielt, der Xerox Corporation gehört, wurde auf die folgende Weise hergestellt. In ein 600 ml-Becherglas wurden 14,95 Teile KE-100, 71,09 Teile UNILIN 425, 9,97 Teile E-180 und 0,19 Teile NAUGARD 445 gegeben, wobei die Lösung 3 Stunden bei 120°C schmelzen gelassen wurde, wonach sie durch mechanisches Rühren während 30 Minuten vorsichtig gerührt wurde, um eine Lösung zu bewirken. Zu der gerührten Lösung wurden 3,79 Teile eines gelben Farbstoffs von Xerox zugegeben, wobei die neu gebildete Tinte 2 Stunden fortgesetzt rühren gelassen wurde. Die Tinte wurde Ober ein 1 Mikrometer-Filter filtriert, das von Parker-Hannefin Corporation erhältlich ist. Die geschmolzene Tinte wurde dann in flache scheibenförmige Gussformen und lange stabförmige Gussformen gegossen. Nach ungefähr 1 Stunde wurden die Tintenformteile aus den Formen entnommen und den gleichen seitlichen Belastungen von Hand gegen die Formteile ausgesetzt wie in Beispiel 1 b. Die Formteile bogen sich überhaupt nicht und zersplitterten oder brachen anschließend.
BELASTUNGS- UND FLEXIBILITÄTSTEST
Als relativen Vergleich der Lastbeanspruchung (Zähigkeit) und Flexibilität bei der Einarbeitung eines Polyhydroxyalkanoats in eine feste Tintenzusammensetzung wurden Tinten mit der Zusammensetzung, die vorstehend in Beispiel 1 b, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 beschrieben ist, geschmolzen und in eine Siliconform in einem Ofen mit einer Temperatur von 120°C gegossen. Die Tintenzusammensetzungen hier können einen Bruchpunkt von 58,9 N/cm bis 98,1 N/cm (6000 Pond pro Zentimeter bis 10000 Pond pro Zentimeter), von 63,8 N/cm bis 88,3 N/cm (6500 Pond pro Zentimeter bis 9000 Pond pro Zentimeter) oder von 63,8 N/cm bis 85,8 N/cm (6500 Pond pro Zentimeter bis 8750 Pond pro Zentimeter) aufweisen.
Die Form, welche die Tinte (geformte Tintenprobe) enthielt, wurde entfernt und unter Umgebungsbedingungen abkühlen gelassen. Jede der hergestellten geformten Tintenproben wies eine symmetrische I-förmige Geometrie mit den folgenden angrenzenden Perimeterdimensionen in Millimetern (mm) auf: 24 + 24 + 24 + 12 + 12 + 12 + 24 + 24 + 24 + 12 + 12 + 12. Die Dicke der Proben wurde von ungefähr 2 bis ungefähr 2,5 mm variieren gelassen und wurde unter Verwendung eines MT 60M-Dickenmessgeräts von Heidenhain Corporation bestimmt. Zwei Replikate für jede der drei festen Tintenzusammensetzungen wurden gegossen, um die Wiederholbarkeit und Abhängigkeit der Bruchfestigkeit von der Probendicke zu bestimmen. Alle geformten Tintenproben wurden 5 Tage unter Umgebungsbedingungen, typischerweise 24°C, 50% relative Feuchtigkeit, altern gelassen, bevor sie einem manuellen Belastungstest unterzogen wurden, der auf die folgende Weise durchgeführt wurde.

Der manuelle Belastungstest begann durch Befestigen von einer der geformten Tintenproben an einer Ohaus-Waagschale mit einer Grenze von 4,1 kg Last, wobei die Ohaus-Waagschale einen Stahlstab mit 8 mm Durchmesser aufwies, der an zwei 50 mm hohen Kunststoffträgern befestigt war. Die geformte Tintenprobe wurde manuell horizontal über dem Stab an ihrem Platz gehalten, woraufhin eine Last allmählich angelegt wurde, typischerweise 50 bis 70 Gramm/Sekunde, wobei die Gramm der Kraft, die senkrecht zu der Probe angelegt wurde, über die Zeit mittels eines Computers über eine RS-232-Schnittstelle in 500 ms-Intervallen aufgezeichnet wurde. Tabelle 1 fasst die angelegte Kraft, angegeben in Einheiten von Pond pro Zentimeter, die erforderlich ist, um das Zerbrechen der Tintenproben auszulösen, zusammen. Tabelle 1: Tintenprobenbruchpunkt

Probendicke Ziel	Probendicke (mm)	Bruchpunkt von Beispiel 1b in N/cm (Pond/cm)	Bruchpunkt von Vergleichsbeispiel 1 in N/cm (Pond/cm)	Bruchpunkt von Vergleichsbeispiel 2 in N/cm (Pond/cm)	Bruchpunkt von Vergleichsbeispiel 3 in N/cm (Pond/cm)
hoch	2,69	65,1 (6641)	-	-	-
hoch	2,89	66,7 (6804)	-	-	-
niedrig	1,85	78,8 (8036)	-	-	-
niedrig	1,89	85,1 (8679)	-	-	-
hoch	2,58	-	13,8 (1407)	-	-
hoch	2,37	-	9,9 (1014)	-	-
niedrig	2,30	-	8,5 (862)	-	-
niedrig	2,12	-	7,1 (728)	-	-
hoch	2,46	-	-	8,8 (897)	-
hoch	2,45	-	-	7,5 (767)	-
niedrig	1,81	-	-	14,5 (1473)	-
niedrig	2,28	-	-	11,3 (1149)	-
hoch	2,44	-	-	-	14,1 (1437)
hoch	2,42	-	-	-	14,9 (1519)
niedrig	1,84	-	-	-	8,5 (863)
niedrig	1,82	-	-	-	8,4 (854)

Tabelle 2 fasst die angelegte Kraft, angegeben in N/cm (Pond pro Zentimeter), die erforderlich ist, um das Zerbrechen der Tintenproben auszulösen, für normalisierte Probendicken von 2,0 und 2,5 mm, berechnet unter Verwendung einer linearen Interpolation der Ergebnisse in Tabelle 1, zusammen. Tabelle 2: Tintenprobenbruchpunkt mit angelegter Kraft, normalisiert auf konstante Probendicke (in N/cm (Pond pro Zentimeter))

Dicke (mm)	Bruchpunkt Beispiel 1b	Bruchpunkt Vergleichsbeispiel 1	Bruchpunkt Vergleichsbeispiel 2	Bruchpunkt Vergleichsbeispiel 3	Bruchpunktf aktorzunahme gegenüber Vergleichsbeispiel 1	Bruchpunktf aktorzunahme gegenüber Vergleichsbeispiel 2	Bruchpunktf aktorzunahme gegenüber Vergleichsbeispiel 3
2	79,5 (8101)	4,7 (484)	12,9 (1314)	10,5 (1067)	16,7	6,2	7,6
2,5	71,1 (7250)	12,2 (1243)	8,1 (824)	16,2 (1650)	5,8	8,8	4,4

Die Ergebnisse zeigen eindeutig eine unerwartete Verbesserung der Robustheit und Zähigkeit der Tintenproben, die mit dem Polyhydroxyalkanoat-Bioharz von Beispiel 1b) hergestellt sind, so dass die Faktorzunahme der Bruchkraft der Tinte gegenüber der pigmentierten Tinte, die kein Polyhydroxyalkanoatharz enthält, von Vergleichsbeispiel 1 zwischen dem ungefähr 6- bis ungefähr 17-fachen lag, in Abhängigkeit von der Dicke der Probe. Die Faktorzunahme der Bruchkraft der mit dem PHA-Bioharz hergestellten Tintenproben von Beispiel 1b) gegenüber der pigmentfreien Tinte, die kein PHA-Bioharz enthält, von Vergleichsbeispiel 3 lag zwischen dem ungefähr 4- bis ungefähr 8-fachen in Abhängigkeit von der Dicke der Probe.

Claims

Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung, umfassend wenigstens ein Farbmittel und einen Tintenträger, der wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyhydroxyalkanoatverbindung ein (3-Hydroxyheptanoat)-(3-hydroxynonanoat)-Copolymer ist.
Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Polyhydroxyalkanoatverbindung in dem Tintenträger in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden ist.
Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenträger außerdem wenigstens ein verzweigtes Triamid, ein Monoamid, ein von einem Isocyanat abgeleitetes Material, und ein Triglycerid von hydrierter Abietinsäure umfasst.
Feste Phasenumwandlungstintenzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verzweigte Triamid in der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung in einer Menge von 2 bis 50 Gew.-% des Tintenträgers vorhanden ist.
Verwendung der festen Phasenumwandlungstintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einer Tintenstrahlvorrichtung, umfassend wenigstens einen Tintenspeicherbehälter, der die Phasenumwandlungstintenzusammensetzung enthält, einen Tintenstrahlkopf, und eine Tintenzufuhrleitung zum Zuführen der Phasenumwandlungstintenzusammensetzung zu dem Tintenstrahlkopf.