DE102012208602A1

DE102012208602A1 - Teilkristalline Oligomerharze umfassende Festtintenzusammensetzung

Info

Publication number: DE102012208602A1
Application number: DE201210208602
Authority: DE
Inventors: Rina Carlini; Adela Goredema
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: KR101773624B1; US9109124B2; US20120309896A1; KR20120135088A; CA2778032A1; CN102807782B; DE102012208602B4; CN102807782A; JP2012251146A; JP6016452B2; CA2778032C

Abstract

Eine Festtintenzusammensetzung, die Oligomerharze umfasst, die für Direct-to-Paper-Druck (DTP-Druck) und/oder Transfix-Tintenstrahldruck geeignet sind. In den Ausführungsformen sind die Oligomerharze Poly-/Oligoester- und Poly-/Oligoesteramidverbindungen, die Nicht-Wachs-Materialien mit teilkristallinen Eigenschaften sind.

Description

Die hierin offenbarten Festtintenzusammensetzungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie bei Raumtemperatur fest und bei einer erhöhten Temperatur geschmolzen sind, bei der die geschmolzene Tinte auf ein Substrat aufgebracht wird. Diese Festtintenzusammensetzungen sind für Drucktinten, insbesondere Tintenstrahldrucktinten von Nutzen.
Viele herkömmliche Festtintenzusammensetzungen werden aus hochkristallinen Wachsen oder Materialien auf Wachsbasis, wie Polyethylenwachsen und Kohlenwasserstoffamid- oder -esterwachsen, hergestellt, die sehr harte und widerstandsfähige Materialien sind, die ein schnelles Schmelzen und beim Abkühlen eine schnelle Kristallisation (Verfestigung) erfahren; diese kristallinen Festtinten auf Wachsbasis unterliegen jedoch bestimmten physikalischen Nachteilen. Festtinten, die sich aus harten, kristallinen Materialien auf Wachsbasis zusammensetzen, sind beispielsweise viel spröder, so dass Druckschriften, die unter Verwendung derartiger Tinten hergestellt wurden, für eine Beschädigung durch angewendete mechanische Kräfte empfindlich sein können, wie beispielsweise Kratzer oder Risse von Seitenknicken. Darüber hinaus weisen kristalline Festtinten auf Wachsbasis im Allgemeinen eine schlechte Haftung auf nicht porösen Substraten auf, was zu schlechter Kratzfestigkeit und Bildrobustheit führt. Die stark unpolare Beschaffenheit von Kohlenwasserstoffwachsen, wie kristallinen Polyethylenwachsen, kann ebenfalls die Löslichkeit und Mischbarkeit von üblichen Tintenkomponenten und Hochleistungsadditiven, wie Farbmittel, Dispergiermittel, Synergisten, Rheologiemodifikatoren und Antioxidationsmittel, begrenzen, was dazu führen kann, dass für derartige Tinten maßgeschneiderte Additive und Materialien entwickelt werden müssen.
Daher besteht Bedarf an alternativen Festtintenzusammensetzungen, die nicht auf hochkristallinen polymeren Wachsen basieren, die dauerhafte, robustere Festtintendrucke ohne die oben beschriebenen Probleme bereitstellen können. Es besteht außerdem Bedarf an alternativen Festtintenzusammensetzungen, die sich aus Harzen mit höherer Polarität und einem bestimmten Ausmaß an sowohl kristallinen als auch amorphen Charakteristika (z. B. haben sie teilkristalline Eigenschaften) zusammensetzen, die eine höhere Viskoelastizität in der Festtinte und eine größere Kompatibilität mit üblichen Tintenadditiven und Farbmitteln bereitstellen würden. Es besteht außerdem eine steigende Nachfrage nach nachhaltigen Tinten, die sich aus Harzen und Komponenten biologischen Ursprungs zusammensetzen und die im Vergleich zu den handelsüblichen Tinten auf Kohlenwasserstoffwachsbasis eine stärkere Funktionalität in Bezug auf biologische Abbaubarkeit aufweisen können.
Gemäß hierin dargestellten Ausführungsformen werden neuartige Festtintenzusammensetzungen bereitgestellt, die teilkristalline Oligomerharze, wie Oligoesteramid-, Oligoester- und Oligoamidharze, umfassen und die für die Tintenstrahldrucktechnologie geeignet sind.
Insbesondere stellen die vorliegenden Ausführungsformen eine Festphasenwechseltinte bereit, die Folgendes umfasst: ein teilkristallines Oligomerharz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, einem Oligoester, einem Polyesteramid und einem Oligoesteramid ausgewählt ist; ein optionales Farbmittel und ein Tintenvehikel, wobei das teilkristalline Oligomerharz aus einer Kondensationsreaktion einer Dicarbonsäure oder eines Dicarbonsäureanhydrids oder -diesters, eines difunktionellen Alkanolmonomers und eines optionalen monofunktionellen Endcapping-Reaktanten hergestellt wird.
In weiteren Ausführungsformen wird eine Festphasenwechseltinte bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein teilkristallines Oligomerharz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, einem Oligoester, einem Polyesteramid und einem Oligoesteramid ausgewählt ist; ein Farbmittel und ein Tintenvehikel, wobei das Oligomerharz aus der Kondensationsreaktion einer Dicarbonsäure, eines difunktionellen Alkanolmonomers und eines optionalen monofunktionellen Endcapping-Reaktanten hergestellt wird, die von der folgenden Reaktion dargestellt wird:
wobei X = O, NH und Gemische davon, und Gruppe Z = O oder NH in dem optionalen Endcapping-Mittel R₃ZH, R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist.
In noch anderen Ausführungsformen wird eine Festphasenwechseltinte bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein teilkristallines Oligoesteramid- oder Oligoesterharz; ein Farbmittel und ein Tintenvehikel, wobei das Oligoesteramidharz die folgende Formel aufweist:
wobei R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist, und das Oligoesterharz die folgende Formel aufweist:
wobei R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist.
1 ist ein Graph, der rheologische Profile (komplexe Viskosität im Vergleich zur Temperatur) für die teilkristallinen Oligomerharze gemäß den vorliegenden Ausführungsformen darstellt;
2 ist ein Graph, der rheologische Profile (komplexe Viskosität im Vergleich zur Temperatur) für die Phasenwechseltintenkomponenten, die in dem Tintenvehikel vorliegen, ein Diurethan und ein C11-alkyliertes Monooxaxolindiol, und die mit den vorliegenden Ausführungsformen verwendet werden, darstellt; und
3 ist ein Graph, der rheologische Profile (komplexe Viskosität im Vergleich zur Temperatur) einer Tintenzusammensetzung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen im Vergleich zu anderen bekannten handelsüblichen Phasenwechseltinten darstellt.
Die vorliegenden Ausführungsformen betreffen neuartige Festtintenzusammensetzungen, die teilkristalline Oligomerharze, wie Oligoesteramide oder Oligoester und Gemische davon, umfassen und die geeignete Eigenschaften für Direct-to-Paper-Druck (DTP-Druck) und/oder Transfix-Tintenstrahldruck haben. In den Ausführungsformen umfassen die teilkristallinen Oligomerharze Oligoesteramidverbindungen, die aus linearen Aminoalkanolen und Dicarbonsäuren hergestellt sind, bei denen es sich um Materialien handelt, die nicht auf Wachs basieren, und die teilkristalline Eigenschaften haben. Diese teilkristallinen Oligomermaterialien haben einen abrupten Kristallisationsphasenübergang von einem flüssigen (geschmolzenen) Zustand in einen festen Zustand bei einer Temperatur gezeigt, die von etwa 50 °C bis etwa 100 °C oder von etwa 60 °C bis etwa 90 °C reicht und die für eine Hotmelt-Phasenwechseltintenstrahltinte geeignet ist. Die teilkristallinen Oligomerharze dieser Offenbarung verfügen zusätzlich über amorphe Charakteristika, genauer gesagt einen Glasübergangstemperaturbereich (Tg), der den Tintenzusammensetzungen einen gewissen Grad an Viskoelastizität verleiht, der die Tintensprödigkeit verringern und den Abriebwiderstand erhöhen kann. In den Ausführungsformen haben die teilkristallinen Oligomerverbindungen den anfänglichen Tg-Temperaturbereich von etwa –10 °C bis etwa 50 °C oder von etwa –5 °C bis etwa 40 °C gezeigt. Darüber hinaus stellen die vorliegenden Ausführungsformen „grüne“ nachhaltige Tinten bereit, die die teilkristallinen Oligomere umfassen, die aus Monomeren biologischen Ursprungs als Ausgangsmaterialien hergestellt werden.
Zusätzlich dazu ist von funktionellen Estergruppen und bestimmten funktionellen Amidgruppen, die in Poly-/Oligoestern und Poly-/Oligoesteramiden vorliegen, durch Literaturberichte bekannt, dass sie gute biologische Abbaubarkeitsprofile haben, wie in Bettinger et al., Amino Alcohol-based Degradable Poly(ester amide) Elastomers, Biomaterials 29 (2008), 2315–2325; Montané et al., Comparative Degradation Data of Polyesters and Related Poly(ester amide)s Derived from 1,4-Butanediol, Sebacic Acid, and α-Amino Acids, Journal of Applied Polymer Science 85 (2002), 1815–1824; Armelin et al., Study on the Degradability of Poly(ester amide)s Derived from the α-Amino Acids Glycine, and L-Alanine Containing a Variable Amide/Ester Ratio, Polymer 42 (2001), 7923–7932; und Qian et al., Hydrolytic Degradation Study of Biodegradable Polyesteramide Copolymers Based on ε-Caprolactone and 11-Aminoundecanoic Acid, Biomaterials 25 (2004), 1975–1981, diskutiert. Somit können Poly-/Oligoester und Poly-/Oligoesteramide zur Bereitstellung von „grünen“ nachhaltigen Festtintenstrahltintenzusammensetzungen verwendet werden. Derartige Materialien können beispielsweise durch biologische Aktivität, insbesondere durch enzymatische Einwirkung abgebaut werden, was zu einer wesentlichen Veränderung der chemischen Struktur des Materials führt, so dass es sich zu größtenteils Wasser, Kohlendioxid und kleinmolekulare organische Materialien zersetzen wird.
Die teilkristallinen Oligomerharze fungieren auch als ein Bindemittelmaterial, das eine gute Haftung auf Substraten, einschließlich Papier und anderen nicht porösen Materialien, bereitstellen kann und die anderen Komponenten in der Tintenzusammensetzung miteinander verbindet, wie beispielsweise ein optionales kristallines Phasenwechselmittel, ein Farbmittel, einen optionalen Viskositätsmodifikator und andere Additive, wie ein Antioxidationsmittel, um eine gute Leistung bei Abgabe als Tintenstrahlen sicherzustellen. Die vorliegenden Ausführungsformen stellen Festtinten mit mehreren vorteilhaften Eigenschaften bereit, einschließlich Schmelztemperaturen von 80 °C oder höher, wie beispielsweise von etwa 80 °C bis etwa 130 °C oder von etwa 90 °C bis etwa 120 °C, Temperaturen zur Tintenkristallisierung, die von etwa 50 °C bis etwa 100 °C oder von etwa 60 bis etwa 90 °C reichen, und einer großen Viskositätsveränderung (z. B. von mehr als 10⁵ cP oder von etwa 10 cP bis etwa 10⁶ cP während des Phasenübergangs der Tintenkristallisation (Verfestigung) über einen Temperaturbereich von nur etwa 5 °C bis etwa 20 °C oder von etwa 7 °C bis etwa 15 °C oder von etwa 8 °C bis etwa 13 °C). Somit können die vorliegenden Oligomerharze, die Oligoester- oder Oligoesteramidverbindungen oder Gemische davon sein können und die teilkristalline Komponenten für die Festtinten bereitstellen, als Tintenstrahlen abgebbare Festtinten bereitstellen, die wünschenswerte rheologische Profile aufweisen und die Anforderungen für den Tintenstrahldruck erfüllen.
Ein allgemeines Syntheseschema zur Herstellung der teilkristallinen Polymerharze, wie Oligoester- und Oligoesteramidverbindungen der vorliegenden Ausführungsformen, ist im Folgenden gezeigt:
Wie oben gezeigt, wird eine Dicarbonsäure mit einem difunktionellen Alkanolmonomer, wie einem Alkandiol, wenn X = O, oder einem Aminoalkanol, wenn X = NH, und Gemischen davon, in Gegenwart eines optionalen Endcapping-Mittels umgesetzt, das von R₃-ZH dargestellt wird und das ein Monoalkohol R₃-OH, wenn Z = O, oder ein Monoamin R₃-NH₂, wenn Z = NH, sein kann.
In den Ausführungsformen können die teilkristallinen Oligomerharze aus einer Vielfalt von Alkandicarbonsäuren, die entweder linear, verzweigt oder cyclisch sein können, und auch aromatischen und heteroaromatischen Dicarbonsäuren hergestellt sein, wobei die aromatischen Gruppen zusätzliche Alkylgruppensubstituenten mit bis zu 6 Kohlenstoffen oder andere Substituenten von funktionellen Gruppen, wie Halogene F, Cl, Br, I, OH, OCH₃, OCH₂CH₃, Amino, COOH, COOR (wobei R eine Alkylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffen ist), SO₃H und dergleichen, aufweisen können. Zu beispielhaften Dicarbonsäuren zählen 1,12-Doedecandisäure, 1,18-Octadecandisäure, Azelainsäure (1,9-Nonandisäure), Sebacinsäure (1,8-Octandisäure), Adipinsäure (1,6-Hexandisäure), Bernsteinsäure (1,4-Butandisäure), 1,4-Cyclohexandisäure, 1,2-Cyclohexandisäure, C-36-Dimersäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Anhydride, wie Phthalsäureanhydrid und Bernsteinsäureanhydrid, und viele andere.
In den Ausführungsformen können die teilkristallinen Oligomerharze aus einem beliebigen geeigneten difunktionellen Alkanolmonomer, wie einem Alkandiol oder Aminoalkanol, hergestellt sein, wobei der Alkylteil des Monomers entweder linear, verzweigt oder cyclisch sein kann. Der Alkanolteil kann außerdem aromatische oder heteroaromatische Gruppen mit bis zu 6 Kohlenstoffen enthalten, die weiter mit Gruppen wie Halogenen F, Cl, Br, I, OH, OCH₃, OCH₂CH₃, Amino, COOH, COOR (wobei R eine Alkylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffen ist), SO₃H und dergleichen, substituiert sein können.
In den Ausführungsformen ist ein Verhältnis der Dicarbonsäure zu dem difunktionellen Alkanolmonomer von etwa 2:1 bis etwa 0,5:1.
In den vorliegenden Ausführungsformen ist das teilkristalline Oligomerharz eine Oligoesteramidverbindung mit der folgenden Struktur:
wobei R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander sind und substituiert oder unsubstituiert sein können und weiterhin wobei R₁ ein Alkyl mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder etwa 1 bis etwa 10 Kohlenstoffen, wie Methyl, Ethyl, Butyl oder dergleichen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder etwa 1 bis etwa 10 Kohlenstoffen, wie Methylenoxy, Ethylenoxy oder dergleichen; oder Aryl oder Heteroaryl mit etwa 4 bis etwa 10 Kohlenstoffen, wie Phenyl, Pyridyl, Naphthyl oder dergleichen, ist; R₂ ein Alkyl oder Aryl ist, wie oben definiert; R₃ ein Alkyl oder Aryl ist, wie oben definiert; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist. In weiteren Ausführungsformen ist R₁ ein Alkyl, Alkylenoxy oder Aryl, R₂ ist ein Alkyl oder Aryl und R₃ ist ein Alkyl oder Aryl. Spezifische Beispiele von Oligoesteramidharzen der vorliegenden Offenbarung sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
* Beispiel 7 wurde unter anderen Reaktionsbedingungen als Beispiel 1 durchgeführt.
1 zeigt rheologische Profile für die Oligoesteramidharze von Beispiel 1 und Beispiel 2 (Verbindungen 1 und 2 von Tabelle 1). Die Profile sind Graphen der komplexen Viskosität im Vergleich zur Temperatur, die mit einem RSF3-Gerät von Rheometrics bei einer konstanten Frequenzrate von 1 Hz unter einer angewendeten Spannung von 200 % unter Verwendung eines Werkzeugs mit Parallelplattengeometrie gemessen wurde.
In den vorliegenden Ausführungsformen kann das teilkristalline Oligomerharz auch ein Oligoester mit der folgenden Formel sein:
wobei R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander sind und substituiert oder unsubstituiert sein können und weiterhin wobei R₁ ein lineares, verzweigtes oder cyclisches Alkyl mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine ethylenisch ungesättigte Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 40 Kohlenstoffen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ ein lineares, verzweigtes oder cyclisches Alkyl mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 1 bis etwa 14 Kohlenstoffen; eine Alkylarylgruppe mit etwa 1 bis etwa 25 Kohlenstoffen oder eine ethylenisch ungesättigte Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine lineare, verzweigte, ethylenisch ungesättigte oder cyclische Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Aryl- oder Alkylarylgruppe mit etwa 1 bis etwa 25 Kohlenstoffen oder eine Alkylenoxygruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist.
In den vorliegenden Ausführungsformen werden biologisch abbaubare, teilkristalline Nicht-Wachs-Oligomerharze, wie die aus Aminoalkanolen hergestellten Oligoesteramidverbindungen, wie in dem oben gezeigten allgemeinen Syntheseschema dargestellt, und neuartige Phasenwechseltintenzusammensetzungen, die diese Harze umfassen, bereitgestellt. Die Tintenzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung können in entweder Direct-to-Paper-Druckverfahren (DTP-Druckverfahren) oder Transfix-Tintenstrahldruckverfahren verwendet werden. Spezifische Beispiele von Oligoesterharzen der vorliegenden Offenbarung sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2

Harz R₁ R₂ R₃ Viskosität bei 130 °C (Frequenzrate = 1 Hz) T_Krist (°C) von Rheologie

1 (CH₂)₆ (CH₂)₁₀ CH₃(CH₂)₁₁ 12,5 51

2 (CH₂)₆ (CH₂)₁₀ - 16,5 83
In den Ausführungsformen ist das Oligoesteramidharz teilkristallin und zeigt einen abrupten Phasenübergang über einen engen Temperaturbereich von etwa 10–15 °C bei Kristallisation vom geschmolzenen Zustand. Die produzierten Oligomerharze weisen niedrige Molekulargewichte (beispielsweise im Bereich von etwa 500 bis etwa 2500 g/ml oder von etwa 600 bis etwa 2000 g/mol) auf, um bei der Tintenstrahlabgabetemperatur eine ausreichend niedrige Viskosität zu haben, die die Abgabe der Tinte als Tintenstrahlen ermöglichen wird, können dennoch auch als ein Bindemittelharz der Tinte (als Tintenvehikel; d. h. mit einem Tintengehalt von mehr als 50 Gew.-%) fungieren, wenn sie mit einem anderen kristallinen Phasenwechselmittel mit niedrigem Molekulargewicht oder einer die Viskosität modifizierenden Komponente kombiniert werden. Da das Harz auch teilkristallin ist, stellen seine inhärenten Phasenwechseleigenschaften eine Kristallisationsverstärkung der Tinte bereit.
Eine Phasenwechseltintenformulierung (Festtintenformulierung) wurde mit einem Oligoesteramidharz entwickelt, indem es mit einer Viskositätsmodifikator-Vehikelkomponente kombiniert wurde, wobei die Formulierung bei der Tintenstrahlabgabetemperatur eine niedrigere Schmelzviskosität von etwa 100 °C bis etwa 150 °C oder von etwa 110 °C bis etwa 140 °C aufweist. In den Ausführungsformen ist die Viskositätsmodifikator-Vehikelkomponente eine kristalline Verbindung, die aus der Gruppe bestehend aus Alkanurethanen, Alkandiurethanen, Alkylamiden, wie Stearamid, Erucamid, Behenamid, Stearylstearamid, Alkylestern von Monosacchariden, wie Sorbit, Mannit, und Derivaten, wie Weinsäure, Äpfelsäure und dergleichen, und Alkylmonooxazolindiolen ausgewählt sein kann. Spezifische Ausführungsformen derartiger kristalliner Phasenwechselmittel und deren Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Verbindung 1 von Tabelle 3 ist eine kristalline Diurethanverbindung, die im US-Pat. Nr. 7,560,587 offenbart ist, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist. Verbindung 2 von Tabelle 3 ist ein C11-alkyliertes Monooxazolindiol, eine andere kristalline Verbindung, die in der US-Patentanmeldung Nr. 13/095,221 offenbart ist. Verbindung 3 ist ein kristalliner Diester, der in der US-Patentanmeldung Nr. 13/196,227, eingereicht am 2. August 2011, an Goredema et al. (Anwaltsaktenzeichen Nr. 10101649-US-NP), offenbart ist.
2 stellt Profile der komplexen Viskosität und Temperatur für die Phasenwechseltintenkomponenten von Tabelle 3 bereit, die Kristallisationsübergänge bei (i) etwa 90 °C bis etwa 92 °C für Diurethan (Verbindung 1 von Tabelle 3) und bei (ii) 88 °C für C11-alkyliertes Monooxazolindiol (Verbindung 2 von Tabelle 3) zeigen. Diese Verbindungen sind kompatibel und mischen sich einfach mit dem Oligoesteramidharz von Beispiel 1 und weisen Kristallisationsübergänge auf, die innerhalb eines engen Bereichs von dem teilkristallinen Übergang des Oligoesteramid-Bindemittelharzes von Beispiel 1 liegen, und sind als komplementäre Vehikel- oder Trägerkomponenten für die offenbarten Tintenzusammensetzungen geeignet.
In den Ausführungsformen umfasst das Tintenvehikel weiterhin andere kristalline Komponenten. Diese Komponenten können in dem Tintenvehikel in einer Menge von 1 bis 70 Gew.-% der Tinte vorliegen. In den Ausführungsformen, in denen die Vehikelkomponente eine kristalline Verbindung ist (die optional ist und in bestimmten Zusammensetzungen bevorzugt sein kann), weist die Komponente eine Kristallisationstemperatur auf, die innerhalb von ± 10 °C bis ± 15 °C der Kristallisationstemperatur des ausgewählten teilkristallinen Oligomerharzes liegt. Die optionale kristalline Tintenvehikelkomponente, die ausgewählt wird, sollte bei der gewünschten Tintenstrahlabgabetemperatur eine niedrigere Viskosität als die des teilkristallinen Oligomerharzes bei der Tintenstrahlabgabetemperatur aufweisen. Mehr bevorzugt sollte die optionale kristalline Tintenvehikelkomponente eine Viskosität aufweisen, die nicht die Viskosität der fertigen Tintenstrahltintenzusammensetzung übersteigt, um geeignete Viskositäten für eine gute Tintenstrahlabgabeleistung sicherzustellen. Relative Mengen des teilkristallinen Oligomer-Bindemittelharzes und der optionalen kristallinen Tintenkomponente, wobei der letztere eine niedrigere Viskosität aufweist, sollten derart sein, dass die Endviskosität des Tintenvehikels im Bereich von etwa 9 bis etwa 14 cP oder von etwa 9,5 cP bis etwa 13 cP oder von etwa 10 cP bis etwa 12 cP liegt und die Tintenkristallisationstemperatur im Bereich von etwa 55 °C bis etwa 105 °C oder von etwa 60 °C bis etwa 100 °C oder von etwa 65 °C bis etwa 95 °C liegt. In den Ausführungsformen wären Verhältnisse zum Erzielen dieser Tinteneigenschaften etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% oder etwa 10 bis etwa 70 Gew.-% oder etwa 15 bis etwa 60 Gew.-% des teilkristallinen Oligomer-Bindemittelharzes zu etwa 10 bis etwa 70 Gew.-% oder etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% der optionalen kristallinen Vehikelkomponente in der Tintenzusammensetzung. Zusätzlich dazu sollte in den vorliegenden Ausführungsformen die Konsistenz der Tinte durchgehend eine einheitliche Phase sein, ohne einen scheinbaren Dichtegradienten der Komponenten oder sichtbare Bereiche von phasengetrennten Kristalliten.
Das für die Festtintenzusammensetzungen der vorliegenden Ausführungsformen ausgewählte Farbmittel sollte ein Farbstoff oder Pigment sein und sollte eine gute Kompatibilität mit den Tintenkomponenten haben. Während die Menge des in der Tinte verwendeten Farbmittels von der Spektralstärke des ausgewählten Farbmittels abhängen wird, können typische Bereiche für den Farbstoff oder das Pigment etwa 1 bis etwa 5 Gew.-% der Tintenzusammensetzung sein. Zusätzliche Additive in der Tinte, wie beispielsweise Antioxidationsmittel, werden in typischen Mengen für derartige Formulierungen verwendet – normalerweise in weniger als etwa 1 Gew.-% der Tintenzusammensetzung zugegeben.

Die folgende Tabelle 4 stellt mehrere Tintenformulierungen der vorliegenden Ausführungsformen bereit. Tabelle 4

	Relative Anteile (Gew.-%)
	Tintenbeispiel 1	Tintenbeispiel 2	Tintenbeispiel 3	Tintenbeispiel 4	Tintenbeispiel 5
Phasenwechselkomponente
Monooxazolindiol (Beispiel 2, Tabelle 3)	64,0	32,0	57,5
Diurethan (Beispiel 1, Tabelle 3)		21,5	8,0
Diester (Beispiel 3, Tabelle 3)					11,5
Teilkristalline Bindemittelharzkomponente
Oligoesteramidharz (Beispiel 1, Tabelle 1)	16,0	36,5
Oligoesteramidharz (Beispiel 2, Tabelle 1)	12,3
Oligoesteramidharz (Beispiel 3, Tabelle 1)			23,5
Oligoesteramidharz (Beispiel 7, Tabelle 1)				77,5
Oligoesterharz (Beispiel 2, Tabelle 2)					86
Farbmittel
Orasol^TM Blue GN (handelsüblicher Kupferphthalocyanin- Farbstoff)	3,0	3,0	3,0	2,5	2,5
Weitere Additive
Naugard^TM 445 (Antioxidationsmittel)	0,2	0,2	0,2
Stearon (Viskositäts modifikator)
Pentaerythritol tetrastearat (Viskositäts modifikator)		3,3	5,0
Kemamide S180, Stearylstearamid (Viskositäts modifikator)	4,5		2,8	20
Erucamid (Viskositäts modifikator)		3,5
Gesamt (Gew.-%)	100,0	100,0	100,0	100	100

Als ein Beispiel ist das Tintenbeispiel 1 eine Phasenwechselfesttinte, die zwei spezifische Oligoesteramidharze der vorliegenden Ausführungsformen, und zwar das Harz von Beispiel 1 und das Harz von Beispiel 2, in Mengen von 16,0 und 12,3 Gew.-% der Tintenzusammensetzung umfasst. Die Vehikelkomponente mit der niedrigeren Viskosität, der ausgewählt wurde, ist eine kristalline Phasenwechselverbindung, bei der es sich um ein mit einem Alkyl mit elf Kohlenstoffen substituiertes Monooxazolindiol handelt, das in der US-Patentanmeldung Nr. 13/095,221 offenbart ist und hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist. Diese Monooxazolinverbindung wurde zu etwa 64 Gew.-% der Tinte zugegeben. Ein Viskositätsmodifikator, S-180 (im Handel auch als Kemamide oder Stearylstearamid bekannt), wurde zu etwa 4,5 Gew.-% als ein Rheologiemodifikator zugegeben, um eine geeignete Tintenstrahlabgabeviskosität bei 130 °C bereitzustellen. Das ausgewählte handelsübliche Farbmittel war Orasol^TM Blue GN (ein Kupferphthalocyanin-Farbstoff) von Ciba Geigy, das zu 3 Gew.-% der Tinte zugegeben wurde. Schließlich wurde ein handelsübliches Antioxidationsmittel, Naugard^TM 445, in einem Bruchteil von 0,2 Gew.-% der Tinte zugegeben. Die Tintenkomponenten wurden in der oben angegebenen Reihenfolge einander zugegeben und bei 130 °C für mindestens 1 Stunde in der Schmelze gemischt, bevor das Gemisch in eine Form gegossen und abgekühlt wurde, um eine Festtinte zu bilden. Die Viskosität der fertigen Tinte war 12,5 cP bei 130 °C mit einem Kristallisationsanfang (durch Rheologie bei einer Frequenzrate = 1 Hz bestimmt) bei 82 °C und einem engen Übergang von flüssiger zu fester Phase, der etwa 85 °C bis etwa 75 °C umspannte (ein Bereich von ungefähr 10 °C).
3 stellt das Profil der komplexen Viskosität und Temperatur (komplexe Viskosität im Vergleich zur Temperatur bei einer konstanten Frequenzrate von 1 Hz) von Tintenbeispiel 1 mit dessen abruptem Phasenwechselübergang dar und vergleicht es mit bekannten handelsüblichen Festtinten, einschließlich denen von Xerox Corp. 3 demonstriert, dass die Tinte der vorliegenden Ausführungsformen, die ein teilkristallines Oligomerharz umfasst, zufrieden stellende thermische und rheologische Eigenschaften aufweist, die zwischen jenen der zwei im Handel erhältlichen Tinten, die als handelsübliche Festtinte 1 (von Xerox Corp.) und handelsübliche Festtinte 2 (nicht von Xerox Corp.) bezeichnet werden, liegen, der Xerox-Tinte jedoch etwas näher kommen.
Die Tinte der Ausführungsformen kann weiterhin herkömmliche Additive enthalten, um die bekannte Funktionalität zu nutzen, die mit derartigen herkömmlichen Additiven in Verbindung gebracht wird. Zu derartigen Additiven können beispielsweise mindestens ein von einem Isocyanat abgeleitetes funktionelles Material, ein Antioxidationsmittel, einen Entschäumer, Gleit- und Verlaufsmittel, ein Klärmittel, einen Viskositätsmodifikator, einen Klebstoff, einen Weichmacher, Dispergiermittel, Synergisten und dergleichen zählen.
Das Tintenvehikel oder der Tintenträger kann außerdem mindestens ein von einem Isocyanat abgeleitetes Material enthalten. Das von einem Isocyanat abgeleitete Material kann eine Urethanverbindung sein, die durch Umsetzen von zwei Äquivalenten eines Alkohols, wie Hydroabietylalkohol, und einem oder mehreren Äquivalenten eines Isocyanats oder Diisocyanats (Isophorondiisocyanat) erhalten wird. Ein anderes Beispiel eines von einem Isocyanat abgeleiteten Materials ist die Urethanverbindung von Beispiel 6, ein Beispiel einer Klasse von kristallinen Diurethanverbindungen, die in dem US-Pat. Nr. 7,560,587 offenbart ist, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen ist. Zu anderen geeigneten von einem Isocyanat abgeleiteten Materialien zählt eine Urethanverbindung, die das Produkt von drei Äquivalenten Stearylisocyanats ist, das mit einem trifunktionellen Alkohol wie Glyzerin umgesetzt wurde, und wie in Beispiel 4 des US-Pat. Nr. 6,309,453 beschrieben hergestellt wird, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit vollständig aufgenommen ist. Das von einem Isocyanat abgeleitete Material kann in dem Tintenträger zu mindestens etwa 2 Gew.-% der Tintenzusammensetzung vorliegen, wie beispielsweise von etwa 2 bis etwa 70 Gew.-% der Tintenzusammensetzung, von etwa 5 bis etwa 65 % der Tintenzusammensetzung, von etwa 8 bis etwa 60 Gew.-% der Tintenzusammensetzung und von etwa 10 bis etwa 60 Gew.-% der Tintenzusammensetzung. Die Tinte kann gegebenenfalls Antioxidationsmittel enthalten, um die Bilder vor Luft- oder Lichtoxidation zu schützen, und kann auch die Tintenkomponenten vor Oxidation schützen, während sie im geschmolzenen Zustand in dem Tintenreservoir vorhanden ist. Das Antioxidationsmittel, wenn es vorliegt, kann in der Tinte in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge vorliegen, wie von etwa 0,25 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent der Tinte oder von etwa 0,5 Gewichtsprozent bis etwa 5 Gewichtsprozent der Tinte.
Die Tinte kann weiterhin einen optionalen Klebrigmacher enthalten, wie die handelsüblichen Derivate von Harzsäuren, die von Balsamharzen oder Tallölharzen abgeleitet sind. Klebrigmacher können in der Tinte in einer beliebigen wirksamen Menge vorliegen, wie von etwa 0,01 Gewichtsprozent der Tinte bis etwa 30 Gewichtsprozent der Tinte, von etwa 0,1 Gewichtsprozent der Tinte bis etwa 25 Gewichtsprozent der Tinte, von etwa 1 Gewichtsprozent der Tinte bis etwa 20 Gewichtsprozent der Tinte.
Weichmacher können in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 30 Gewichtsprozent, von etwa 0,1 bis etwa 25 Gewichtsprozent, von etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent der Tinte vorliegen.
Wenn sie vorliegen, können die optionalen Additive jeweils oder in Kombination in der Tinte in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge vorliegen, wie von etwa 0,1 bis etwa 15 Gewichtsprozent oder von etwa 0,5 bis etwa 12 Gewichtsprozent der Tinte. In den Ausführungsformen enthalten die hierin beschriebenen Phasenwechseltintenzusammensetzungen außerdem ein Farbmittel. Ein beliebiges gewünschtes oder wirksames Farbmittel kann in den Phasenwechseltintenzusammensetzungen eingesetzt werden, einschließlich Farbstoffen, Pigmenten, Gemischen davon und dergleichen, vorausgesetzt, dass das Farbmittel in dem Tintenträger gelöst oder dispergiert werden kann. Ein beliebiger Farbstoff oder ein beliebiges Pigment kann ausgewählt werden, vorausgesetzt, dass er bzw. es in dem Tintenvehikel dispergiert oder gelöst werden kann und mit den anderen Tintenkomponenten kompatibel ist. In den Ausführungsformen werden Lösungsmittelfarbstoffe eingesetzt. Pigmente sind ebenfalls geeignete Farbmittel für die Phasenwechseltinten.
Die Tinte kann außerdem ein oder mehrere Dispergiermittel und/oder ein oder mehrere Tenside aufgrund deren bekannten Eigenschaften enthalten, wie zur Kontrolle der Benetzungseigenschaften der Pigmente in der Tintenzusammensetzung.
Das Farbmittel kann in der Phasenwechseltinte in einer beliebigen gewünschten oder wirksamen Menge vorliegen, um die gewünschte Farbe oder den gewünschten Farbton zu erhalten, wie beispielsweise von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% oder von etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder von etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% der Tintenzusammensetzung. In den Ausführungsformen kann das Tintenvehikel für die Phasenwechseltinten Schmelzpunkte von etwa 50 °C bis etwa 140 °C, beispielsweise von etwa 60 °C bis etwa 120 °C, von etwa 65 °C bis etwa 110 °C aufweisen, wie durch Differentialscanningkalorimetrie (differential scanning calorimetry, DSC) oder beispielsweise durch visuelle Beobachtung und Messung auf einem Mikroskopheiztisch bestimmt. Des Weiteren weisen die Phasenwechseltinten eine Tintenstrahlabgabeviskosität von etwa 9 cP bis etwa 14 cP, wie von etwa 10 cP bis etwa 13 cP, von etwa 10,5 cP bis etwa 12 cP, bei Tintenschmelzpunkten von etwa 100 °C bis etwa 140 °C auf.
Die Tintenzusammensetzungen können mit einem beliebigen gewünschten oder geeigneten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können alle der Komponenten des Tintenträgers miteinander gemischt werden, gefolgt von Erhitzen des Gemischs auf mindestens seinen Schmelzpunkt, beispielsweise von etwa 60 °C bis etwa 150 °C, 80 °C bis etwa 120 °C und 85 °C bis etwa 110 °C. Das Farbmittel kann zugegeben werden, bevor die Tintenbestandteile erhitzt werden oder nachdem die Tintenbestandteile erhitzt wurden. Wenn Pigmente die ausgewählten Farbmittel sind, kann das geschmolzene Gemisch einem Mahlen in einem Attritor oder einer Kugelmühlenvorrichtung unterzogen werden, um ein Dispergieren des Pigments in dem Tintenträger zu bewirken. Das erhitzte Gemisch wird dann für etwa 5 Sekunden bis etwa 10 Minuten oder länger gerührt, um eine im Wesentlichen homogene, gleichmäßige Schmelze zu erhalten, gefolgt vom Abkühlen der Tinte auf Umgebungstemperatur (in der Regel von etwa 20 °C bis etwa 25 °C). Die Tinten sind bei Umgebungstemperatur fest. In einer spezifischen Ausführungsform werden die Tinten in ihrem geschmolzenen Zustand während des Bildungsprozesses in Formen gegossen und dann abkühlen und verfestigen gelassen, um Tintensticks zu bilden.
Die Tinten können in einer Vorrichtung für Tintenstrahldruckprozesse entweder direkt auf Papier oder indirekt auf ein Zwischenübertragungselement (wie Offsetdruck) eingesetzt werden. Wie hierin offenbarte Phasenwechseltinten können auch in Druckprozessen verwendet werden, bei denen es sich nicht um Hotmelt-Tintenstrahldruckprozesse handelt, wie Hotmelt-Steindruck-, -Flexodruck- und verwandte Offsettintendruckprozesse.
Ein beliebiges geeignetes Substrat oder Aufzeichnungsblatt kann eingesetzt werden, einschließlich unlinierte Papiere, wie XEROX-4200-Papiere, Papiere der XEROX Image-Serie, Courtland-4024-DP-Papier, liniertes Notizbuchpapier, Hartpostpapier, mit Siliziumdioxid beschichtete Papiere, wie mit Siliziumdioxid beschichtetes Papier von Sharp Company, JuJo-Papier, HAMMERMILL-LASERPRINT-Papier, beschichtete Papiersorten und schwere Papiersorten, wie XEROX-Digital-Color-Elite-Gloss-Papiere, Folienmaterialien, Gewebe, textile Produkte, Kunststoffe, flexible Polymerfolien, anorganische Substrate, wie Metalle oder Siliziumwafer, Holz und dergleichen. Die hierin beschriebenen Tinten werden in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht. Alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anderweitig angegeben.
Beispiel 1
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 1 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels ist ein repräsentatives Beispiel eines Harzes ausgehend von 1,12-Dodecandisäure und 6-Aminohexanol als den Monomeren und Dodecanol (Laurylalkohol) als einem Endcapping-Mittel, das wie folgt hergestellt wurde:
Wie oben gezeigt, wird 6-Aminohexanol mit 1,12-Dodecandisäure mit einem Endcapping-Mittel Dodecanol oder Laurylalkohol umgesetzt, um das Oligoesteramid zu produzieren. Ein 100-mL-3-Hals-Rundkolben, der mit einem Argoneinlass, einem mit einem digitalen Temperaturregler verbundenen Wärmefühler, einem Magnetrührstab und einem Kurzwegdestillationskopf ausgestattet war, wurde mit Folgendem befüllt: 1,172 g (10,0 mmol) 6-Aminohexanol (Fp. = 55 °C) und 3,455 g (15 mmol) 1,12-Dodecandisäure (Fp. = 128 °C) und schließlich mit 1,863 g (10 mmol) Dodecanol (Laurylalkohol). Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren bei 400 U/min erhitzt, bis es geschmolzen war (~100 °C). Bei dieser Temperatur wurden 4,2 mg (0,002 Äquiv.; 20,1 µmol) FASCAT 4100 (n-BuSnO₂H, im Handel erhältlich von Arkema) in den Kolben gegeben und das Reaktionsgemisch wurde allmählich auf bis zu 165 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für 2 h fortgesetzt. Bei ~135 °C wurde die Entwicklung von Wasserdampf beobachtet, wobei alle Reagenzien bei dieser Temperatur geschmolzen waren. Nach 2 Stunden wurde die Temperatur auf 180 °C für eine weitere Stunde erhöht.
Der Reaktionsumsatz wurde mittels ¹H-NMR- und ¹³-C-NMR-Analyse in Intervallen von 30, 45, 60, 90, 120 und 180 Minuten verfolgt. Die ¹H-NMR-Analyse offenbarte, dass das gesamte 6-Aminohexanol nach 180 min reagiert hatte. Ein hohes Vakuum (< 0,1 mmHg) wurde dann für ~5 Minuten angelegt, um überschüssiges H₂O-Nebenprodukt, das in dem geschmolzenen Harz eingefangen war, zu entfernen. Das geschmolzene Harz wurde unverdünnt in ein tariertes Becherglas gegossen, was eine Ausbeute von 4,4 g eines opaken, beigefarbenen Harzes ergab. Die chemische strukturelle Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt.
Eine Thermoanalyse des Harzprodukts mittels DSC unter Verwendung einer Scanrate von 10 °C/min über zwei aufeinander folgende Heiz- und Kühlzyklen deutete darauf hin, dass das Harzmaterial sowohl kristalline als auch amorphe Charakteristika aufwies, da das Wärmeprofil drei unterschiedliche Schmelzpunktübergänge bei 48 °C, 64 °C und 90 °C (Spitzenwerte) neben einem Glasübergang (Tg) bei einer Anfangstemperatur von 26 °C zeigte.
Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 130 °C unter Verwendung eines Rheometrics-RFS3-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Eine grafische Auftragung der komplexen Viskosität im Vergleich zur Temperatur ist in 1 gezeigt, die offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 76 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~50 cP bei 130 °C.
Beispiel 2
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 2 in Tabelle 2)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels wurde in einem ähnlichen Verfahren und in demselben Maßstab wie das Harz von Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme davon, dass p-Methoxybenzylalkohol (1,38 g, 10,0 mmol) anstelle von Dodecanol als das Endcapping-Mittel verwendet wurde. Der Reaktionsumsatz wurde mittels ¹H-NMR und ¹³C-NMR für bis zu 3 h verfolgt, wobei eine ¹H-NMR-Analyse nach diesem Zeitraum offenbarte, dass das gesamte 6-Aminohexanol reagiert hatte. Ein hohes Vakuum (< 0,1 mmHg) wurde für ~5 Minuten angelegt, um überschüssiges H₂O, das in dem Gemisch eingefangen war, zu entfernen, wobei das Gemisch anschließend in einen Behälter gegossen wurde, was eine Ausbeute von 5,23 g eines opaken, beigefarbenen Harzes ergab. Die chemische Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 130 °C unter Verwendung eines Rheometrics-RFS3-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Eine grafische Auftragung der komplexen Viskosität im Vergleich zur Temperatur ist in 1 gezeigt, die offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 75 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~74,5 cP bei 130 °C.
Beispiel 3
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 3 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels ist ein repräsentatives Beispiel eines Harzes ausgehend von einem C36-Dimersäuren-Monomer, das wie folgt hergestellt wurde:
Wie oben gezeigt, wird PRIPOL 1006 (eine C36-Dimerdisäure, im Handel erhältlich von CRODA Inc.) mit 6-Aminohexanol und mit UNILIN 350 (x ~ 21 Kohlenstoffeinheiten, im Handel erhalten von Baker Petrolite) als dem Endcapping-Mittel umgesetzt, um ein Oligoesteramid zu produzieren. In den Ausführungsformen wurde die Oligoesteramidharz-Struktur mittels NMR mit n = 2 und x ~ 21 Kohlenstoffeinheiten bestätigt.
Ein 100-mL-Reaktionskessel mit einem Rührstab, einem 4-Hals-Deckel, der mit einem Thermoelement, das mit einem digitalen Temperaturregler verbunden war, einem Argoneinlass und einem Kurzwegdestillationskopf ausgestattet war, wurde mit Folgendem befüllt: 18,44 g (32 mmol) Pripol 1006, eine C36-Dimerdisäure, die von CRODA Inc. erhältlich ist, 2,52 g (22 mmol) 6-Aminohexanol, das von Sigma Aldrich erhältlich ist, und 0,02 g (0,096 mmol) FASCAT 4100 (nBuSnO₂H; im Handel erhältlich von Arkema). Das Reaktionsgemisch wurde allmählich unter Rühren auf 180 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für 4 Stunden fortgesetzt; eine Kondensation wurde erstmalig bei 130 °C beobachtet. Das Erhitzen wurde gestoppt und das Reaktionsgemisch wurde auf 100 °C abgekühlt und es wurden 8,91 g (24 mmol) Unilin 350 zugegeben, eine Monocarbonsäure, die von Baker Petrolite erhältlich ist. Das Reaktionsgemisch wurde allmählich unter Rühren auf 180 °C erhitzt und für 3 Stunden auf 180 °C gehalten, wobei während dieses Zeitraums mehr Wasser gesammelt wurde. Das Erhitzen wurde gestoppt und das Produkt wurde auf 120 °C abgekühlt und in eine tarierte Aluminiumschale abgeleitet, um 19,5 g eines beigefarbenen Feststoffs zu ergeben. Eine ¹H-NMR-Analyse bestätigte die Struktur mit n = 2.
Beispiel 4
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 4 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels wurde in einem ähnlichen Verfahren und in demselben Maßstab wie das Harz von Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme davon, dass Hexadecan-1-ol anstelle von Dodecanol als das Endcapping-Mittel verwendet wurde. Die chemische Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Eine rheologische Analyse, die über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 130 °C unter Verwendung eines Rheometrics-RFS3-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt wurde, offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 70 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~26,5 cP bei 130 °C.
Beispiel 5
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 5 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels wurde in einem ähnlichen Verfahren und in demselben Maßstab wie das Harz von Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme davon, dass Terephthalsäure anstelle von 1,12-Decansäure verwendet wurde und 4-(Methoxyphenyl)methanol anstelle von Dodecanol als das Endcapping-Mittel verwendet wurde. Die chemische Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Eine rheologische Analyse, die über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 130 °C unter Verwendung eines Rheometrics-RFS3-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt wurde, offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 76 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~50 cP bei 130 °C.
Beispiel 6
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 6 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramidharz dieses Beispiels wurde in einem ähnlichen Verfahren und in demselben Maßstab wie das Harz von Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme davon, dass 10 Mol-% 1,4-Cyclohexandicarbonsäure und 90 Mol-% 1,12-Decansäure anstelle von 100 Mol-% 1,12-Decansäure verwendet wurde und Hexadecan-1-ol anstelle von Dodecanol als das Endcapping-Mittel verwendet wurde. Die chemische Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Eine rheologische Analyse, die über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 130 °C unter Verwendung eines Rheometrics-RFS3-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt wurde, offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 76 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~50 cP bei 130 °C.
Beispiel 7
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 7 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramid dieses Beispiels wurde unter Verwendung ähnlicher Reagenzien wie in Beispiel 1 mit den folgenden Veränderungen des Reaktionsvorgangs hergestellt: Das Reaktionsgemisch wurde allmählich auf bis zu 160 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für 1 h fortgesetzt. Die Temperatur wurde auf 180 °C erhöht und das Gemisch wurde für 3 h bei dieser Temperatur gehalten. Die Temperatur wurde auf 160 °C gesenkt, und ein hohes Vakuum (< 0,1 mmHg) wurde dann für ~10 Minuten angelegt, um überschüssiges H₂O-Nebenprodukt, das in dem geschmolzenen Harz eingefangen war, zu entfernen. Das geschmolzene Harz wurde unverdünnt in ein tariertes Becherglas gegossen. Die chemische strukturelle Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt.
Eine Thermoanalyse des Harzprodukts mittels DSC unter Verwendung einer Scanrate von 10 °C/min über zwei aufeinander folgende Heiz- und Kühlzyklen deutete darauf hin, dass das Harzmaterial sowohl kristalline als auch amorphe Charakteristika aufwies, da das Wärmeprofil drei unterschiedliche Schmelzpunktübergänge bei 44 °C, 59 °C, 78 °C und 91 °C (Spitzenwerte) neben einem Glasübergang (Tg) bei einer Anfangstemperatur von 29 °C zeigte.
Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 140 °C unter Verwendung eines Ares-G2-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Das rheologische Profil offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 71 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~31 cP bei 130 °C.
Beispiel 8
Herstellung eines Oligoesteramidharzes (Harz 8 in Tabelle 1)
Das Oligoesteramid dieses Beispiels wurde in einem ähnlichen Verfahren und in demselben Maßstab wie in Beispiel 7 hergestellt, mit Ausnahme davon, dass 2-Phenylethanol anstelle von Dodecanol verwendet wurde. Die chemische strukturelle Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt.
Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 140 °C unter Verwendung eines Ares-G2-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Das rheologische Profil offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 73 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~41 cP bei 130 °C.
Beispiel 9
Herstellung einer Phasenwechselkomponente (Verbindung 2 von Tabelle 3)
Das C11-alkylierte Monooxazolindiol ist ein repräsentatives Beispiel einer geeigneten Phasenwechselkomponente für die teilkristallinen Oligoesteramid-Tinten, die wie folgt hergestellt wurde:
Ein 1-Liter-Parr-Reaktor, der mit einem Doppelturbinenrührer und einer Destillationsvorrichtung ausgestattet war, wurde mit 200 Gramm Laurinsäure, 92 Gramm Tris(hydroxymethyl)aminomethan (auch bekannt als TRIS-AMINO) und 0,45 Gramm Zinnsäure (Fascat 4100, erhältlich von Arkema Inc.) befüllt. Der Inhalt wurde für einen Zeitraum von 2 Stunden auf 165 °C erhitzt, gefolgt von dem Erhöhen der Temperatur auf 205 °C über einen Zeitraum von 2 Stunden, wobei Wasser in der Destillationsaufnahme gesammelt wurde. Der Reaktordruck wurde dann für eine Stunde auf etwa 1–2 mmHg gesenkt, gefolgt von dem Ableiten des Inhalts in eine Metallwanne. Das Produkt wurde dann gelöst, indem es in einem Gemisch von Essigsäureethylester (2,5 Teile) und Hexan (10 Teile) erhitzt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wurde, wodurch das reine Produkt nach Filtration als ein weißes kristallines Pulver erhalten wurde. Fp. (gemäß DSC): 99 °C (Spitzenwert).
Beispiel 10
Herstellung einer Phasenwechselkomponente (Verbindung 1 von Tabelle 3)
1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (1,32 g, 6,8 mmol; erhältlich von Aldrich Chemical Ltd., Milwaukee, USA) und wasserfreie Hexane (30 mL) als das Lösungsmittel wurden in einen 200-mL-Dreihals-Rundkolben, der mit einem Rückflusskühler und einem Tropftrichter mit Druckausgleich ausgestattet war, gegeben. Das Gemisch wurde mit einem Magneten gerührt, um eine homogene Lösung zu ergeben, die als „Lösungsmittel A“ bezeichnet wird. In einem separaten Gefäß wurde Stearylalkohol (3,68 g, 13,6 mmol; Octadecanol, erhältlich von Aldrich Chemical Ltd.) in 60 mL eines 1:1-Gemischs der Lösungsmittel wasserfreie Hexane und wasserfreies Tetrahydrofuran (THF) gelöst, bis eine klare Lösung erhalten wurde (die als „Lösung B“ bezeichnet wird). Dieser Lösung B wurde Dibutylzinn(V)-dilaurat als Katalysator (86 mg) zugegeben und die Lösung wurde in den Tropftrichter überführt. Die Lösung B wurde langsam unter Rühren bei Raumtemperatur in die Lösung A gegeben. Nachdem die Zugabe abgeschlossen war, wurde das gesamte Gemisch in dem Rundkolben allmählich auf eine Innentemperatur von 50 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für etwa 90 min auf dieser Temperatur beibehalten. Nach diesem Zeitraum war die Reaktion abgeschlossen (durch ¹H-NMR-Überwachung verifiziert) und der Produktniederschlag wurde als eine Suspension in dem Lösungsmittelgemisch beobachtet. Etwa 10 mL Methanol wurden dem Gemisch zugegeben, um ein Abschrecken des restlichen Isocyanatreagenz sicherzustellen. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum abgezogen und der Niederschlag wurde filtriert und mit kalten Hexanen gespült, um 4,78 g (Ausbeute von 95,7 %) eines reinen weißen Pulverprodukts zu liefern. Die Produktzusammensetzung wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie und Elementaranalyse (C, H, N) bestätigt.
Beispiel 11
Herstellung von Oligoesterharzen (Harz 1 von Tabelle 2)
Das Oligoesterharz dieser Beispiele wurde wie folgt hergestellt:
Wie oben gezeigt, wird Hexan-1,6-diol mit 1,12-Dodecandisäure mit einem Endcapping-Mittel Dodecanol oder Laurylalkohol umgesetzt, um den Oligoester zu produzieren. Ein 100-mL-3-Hals-Rundkolben, der mit einem Argoneinlass, einem mit einem digitalen Temperaturregler verbundenen Wärmefühler, einem Magnetrührstab und einem Kurzwegdestillationskopf ausgestattet war, wurde mit Folgendem befüllt: 3,55 g (30,0 mmol) Hexan-1,6-diol und 10,36 g (45 mmol) 1,12-Dodecandisäure und schließlich mit 5,59 g (30 mmol) Dodecanol (Laurylalkohol). Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren bei 400 U/min erhitzt, bis es geschmolzen war (~100 °C). Bei dieser Temperatur wurden 0,013mg (0,06 mmol) FASCAT 4100 (n-BuSnO₂H, im Handel erhältlich von Arkema) in den Kolben gegeben und das Reaktionsgemisch wurde allmählich auf bis zu 160 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für 1 h fortgesetzt. Bei ~135 °C wurde die Entwicklung von Wasserdampf beobachtet, wobei alle Reagenzien bei dieser Temperatur geschmolzen waren. Nach 1 Stunde wurde die Temperatur auf 185 °C für weitere 3,5 h erhöht.
Das geschmolzene Harz wurde auf 160 °C abgekühlt und unverdünnt in ein tariertes Becherglas gegossen, was eine Ausbeute von 14,5 g eines opaken, beigefarbenen Harzes ergab. Die chemische strukturelle Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt.
Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 140 °C unter Verwendung eines Ares-G2-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Das rheologische Profil offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 51 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~11,3 cP bei 140 °C.
Beispiel 12
Herstellung von Oligoesterharzen (Harz 2 von Tabelle 2)
Wie im Folgenden gezeigt, wird Hexan-1,6-diol mit 1,12-Dodecandisäure umgesetzt:
Ein 100-mL-3-Hals-Rundkolben, der mit einem Argoneinlass, einem mit einem digitalen Temperaturregler verbundenen Wärmefühler, einem Magnetrührstab und einem Kurzwegdestillationskopf ausgestattet war, wurde mit Folgendem befüllt: 4,0 g (33,8 mmol) Hexan-1,6-diol und 15,59 g (67,7 mmol) 1,12-Dodecandisäure. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren bei 400 U/min erhitzt, bis es geschmolzen war (~140 °C). Bei dieser Temperatur wurden 0,014mg (0,068 mmol) FASCAT 4100 (n-BuSnO₂H, im Handel erhältlich von Arkema) in den Kolben gegeben und das Reaktionsgemisch wurde allmählich auf bis zu 160 °C erhitzt und das Erhitzen wurde für 1 h fortgesetzt. Nach 1 Stunde wurde die Temperatur auf 185 °C für weitere 4,5 h erhöht.
Das geschmolzene Harz wurde auf 160 °C abgekühlt und unverdünnt in ein tariertes Becherglas gegossen, was eine Ausbeute von 16,9 g eines opaken, beigefarbenen Harzes ergab. Die chemische strukturelle Zusammensetzung dieses Produkts wurde mittels ¹H-NMR-Spektroskopie bestätigt.
Eine Thermoanalyse des Harzprodukts mittels DSC unter Verwendung einer Scanrate von 10 °C/min über zwei aufeinander folgende Heiz- und Kühlzyklen deutete darauf hin, dass das Harzmaterial sowohl kristalline als auch amorphe Charakteristika aufwies, da das Wärmeprofil drei unterschiedliche Schmelzpunktübergänge bei 78 °C und 106 °C (Spitzenwerte) neben einem Glasübergang (Tg) bei einer Anfangstemperatur von 42 °C zeigte.
Eine rheologische Analyse wurde über einen Temperaturbereich von 50 °C bis 140 °C unter Verwendung eines Ares-G2-Geräts (Oszillationsfrequenz von 1 Hz, 25-mm-Parallelplattengeometrie, angewendete Spannung von 200 %) durchgeführt. Das rheologische Profil offenbarte, dass das Material teilkristallin war, mit einem abrupten Kristallisationsphasenübergang, der bei ungefähr 83 °C auftrat, und einer Schmelzviskosität von ~16,5 cP bei 140 °C.
Beispiel 13
Herstellung einer Festtintenzusammensetzung (Tintenbeispiel 1 von Tabelle 4)
Als ein repräsentatives Beispiel wurde eine Festtinte, die sich aus den teilkristallinen Oligoesteramidharzen (die Harze der Beispiele 1 und 2 in Tabelle 1) und einer kristallinen Phasenwechselkomponente (Beispiel 2 in Tabelle 3, Phasenwechselkomponente) zusammensetzte, auf die folgende Weise hergestellt.
Die folgenden Komponenten wurden in der folgenden Reihenfolge in ein 60-mL-Braunglasbecherglas gegeben: 1) Oligoesteramidharz des Harzes von Beispiel 1 (1,61 g oder 16 Gew.-% der Tinte); 2) Oligoesteramidharz von Beispiel 2 (1,23 g oder 12,3 Gew.-% der Tinte); umkristallisiertes C11-alkyliertes Monooxazolindiol von Beispiel 2 in Tabelle 3 (6,40 g oder 64,0 Gew.-% der Tinte); 3) Viskositätsmodifikator S-180 (0,44 g oder 4,4 Gew.-% der Tinte; als Kemamide oder Stearylstearamid im Handel erhältlich); 4) Farbstoff Orasol Blue GN (0,3 g oder 3 Gew.-% der Tinte; erhältlich von Ciba Geigy) und 5) Antioxidationsmittel Naugard 445 (0,02 g oder 0,2 Gew.-% der Tinte). Die Tintenkomponenten wurden miteinander vermischt, während sie unter Magnetrühren bei 350 U/min für mindestens 1 Stunde bei 130 °C geschmolzen wurden, bevor sie in eine Form gegossen und zu einer Festtinte abgekühlt wurden.
Die Tinte hatte in der gesamten Probe ein einheitliches blaues Aussehen und die Viskosität bei 130 °C war 12,5 cP, wie auf einem spannungsgesteuerten RFS3-Rheometer (Frequenzrate = 1 Hz; unter Verwendung einer 25-mm-Parallelplattengeometrie) bestimmt, und die Tinte wies eine Kristallisationsanfangstemperatur bei 82 °C (durch Rheologie bestimmt) und einen engen Übergang von flüssiger zu fester Phase auf, der 85 bis 75 °C umspannte (ein Bereich von etwa 10 °C).
Beispiel 14
Herstellung einer Festtintenzusammensetzung (Tintenbeispiel 2 von Tabelle 4)
Eine Festtinte, die sich aus dem teilkristallinen Oligoesteramidharz und einer kristallinen Phasenwechselkomponente, die in Tabelle 4 angegeben ist, zusammensetzte, wurde gemäß demselben Verfahren hergestellt, wie es in Beispiel 9 für das Tintenbeispiel 1 angewendet wurde.
Beispiel 15
Herstellung einer Festtintenzusammensetzung (Tintenbeispiel 3 von Tabelle 4)
Eine Festtinte, die sich aus dem teilkristallinen Oligoesteramidharz und einer kristallinen Phasenwechselkomponente, die in Tabelle 4 angegeben ist, zusammensetzte, wurde gemäß demselben Verfahren hergestellt, wie es in Beispiel 9 für das Tintenbeispiel 1 angewendet wurde.
Beispiel 16
Herstellung einer Festtintenzusammensetzung (Tintenbeispiel 4 von Tabelle 4)
Eine Festtinte, die sich aus dem teilkristallinen Oligoesteramidharz und einem Viskositätsmodifikator, der in Tabelle 4 angegeben ist, zusammensetzte, wurde gemäß demselben Verfahren hergestellt, wie es in Beispiel 9 für das Tintenbeispiel 1 angewendet wurde.
Beispiel 17
Herstellung einer Festtintenzusammensetzung (Tintenbeispiel 5 von Tabelle 4)
Eine Festtinte, die sich aus dem teilkristallinen Oligoesterharz und einer kristallinen Phasenwechselkomponente, die in Tabelle 4 angegeben ist, zusammensetzte, wurde gemäß demselben Verfahren hergestellt, wie es in Beispiel 9 für das Tintenbeispiel 1 angewendet wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7560587 [0025, 0033]
US 6309453 [0033]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Bettinger et al., Amino Alcohol-based Degradable Poly(ester amide) Elastomers, Biomaterials 29 (2008), 2315–2325 [0012]
Montané et al., Comparative Degradation Data of Polyesters and Related Poly(ester amide)s Derived from 1,4-Butanediol, Sebacic Acid, and α-Amino Acids, Journal of Applied Polymer Science 85 (2002), 1815–1824 [0012]
Armelin et al., Study on the Degradability of Poly(ester amide)s Derived from the α-Amino Acids Glycine, and L-Alanine Containing a Variable Amide/Ester Ratio, Polymer 42 (2001), 7923–7932 [0012]
Qian et al., Hydrolytic Degradation Study of Biodegradable Polyesteramide Copolymers Based on ε-Caprolactone and 11-Aminoundecanoic Acid, Biomaterials 25 (2004), 1975–1981 [0012]

Claims

Festphasenwechseltinte, die Folgendes umfasst: ein teilkristallines Oligomerharz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, einem Oligoester, einem Polyesteramid und einem Oligoesteramid ausgewählt ist; ein optionales Farbmittel und ein Tintenvehikel, wobei das teilkristalline Oligomerharz aus einer Kondensationsreaktion einer Dicarbonsäure oder eines Dicarbonsäureanhydrids oder -diesters, eines difunktionellen Alkanolmonomers und eines optionalen monofunktionellen Endcapping-Reaktanten hergestellt wird.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei das Oligomerharz ein Oligoester ist und die folgende Formel aufweist:
wobei R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃ H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei das Oligomerharz ein Oligoesteramid ist und die folgende Formel aufweist:
wobei R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei das Tintenvehikel eine kristalline Verbindung umfasst.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 4, wobei das Tintenvehikel eine Kristallisationstemperatur aufweist, die innerhalb ±15 °C der Kristallisationstemperatur des Oligomerharzes liegt.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei die Tinte eine Schmelztemperatur von 80 °C oder höher aufweist.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei die Tinte eine Kristallisation von etwa 50 bis etwa 110 °C aufweist.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei die Tinte eine Viskosität von mehr als 1 × 10⁶ cP über einen Temperaturbereich von etwa 20 °C bis etwa 60 °C aufweist.
Festphasenwechseltinte nach Anspruch 1, wobei das teilkristalline Oligomerharz ein Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 2500 g/mol aufweist.
Festphasenwechseltinte, die Folgendes umfasst: ein teilkristallines Oligomerharz, das aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, einem Oligoester, einem Polyesteramid und einem Oligoesteramid ausgewählt ist; ein Farbmittel und ein Tintenvehikel, wobei das Oligomerharz aus den Kondensationsreaktionen einer Dicarbonsäure, eines difunktionellen Alkanolmonomers und eines optionalen monofunktionellen Endcapping-Reaktanten hergestellt wird, dargestellt durch die folgende Reaktion:
wobei X = O, NH und Gemische davon, Gruppe Z = O oder NH in dem optionalen Endcapping-Mittel R₃ZH, und R₁, R₂ und R₃ voneinander unabhängig sind und substituiert oder unsubstituiert sein können, und Heteroatome entweder vorliegen oder nicht vorliegen können, und weiterhin wobei R₁ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₂ eine Alkylengruppe mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; Alkylenoxy mit etwa 1 bis etwa 20 Kohlenstoffen; eine Arylengruppe mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffen oder eine Arylalkylengruppe mit etwa 7 bis etwa 20 Kohlenstoffen ist; R₃H; eine Alkylgruppe mit etwa 1 bis etwa 50 Kohlenstoffen; eine Arylgruppe mit etwa 6 bis etwa 50 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylarylgruppe mit etwa 7 bis etwa 50 Kohlenstoffen ist; und n eine Zahl von etwa 1 bis etwa 10 ist.