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Die
Erfindung bezieht sich auf neue Stoffzusammensetzungen, welche als
Farbmittelverbindungen verwendet werden können. In speziellen Anwendungen
bezieht sich die Erfindung auf Phasenaustauschtintenformulierungen.
In anderen speziellen Anwendungen bezieht sich die Erfindung auf
Druckverfahren.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst neue Farbmittelverbindungen und Methoden
zum Einarbeiten solcher Verbindungen in Phasenaustauschtinten. Phasenaustauschtinten
sind Zusammensetzungen, welche sich bei Umgebungstemperatur in einer
festen Phase befinden, welche aber bei einer erhöhten Betriebstemperatur einer
Tintenstrahldruckvorrichtung in einer flüssigen Phase vorliegen. Bei
der Strahlbetriebstemperatur werden Tröpfchen von flüssiger Tinte
aus der Druckvorrichtung ausgestoßen. Wenn die Tintentröpfchen die Oberfläche eines
Druckmediums berühren,
verfestigen sie sich unter Bildung eines gedruckten Musters. Die Phasenaustauschtintenmethodik
ist in den US-Patenten
Nr. 4,889,560; 5,372,852 und 5,827,918 allgemein beschrieben.
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Phasenaustauschtinten
umfassen im Allgemeinen eine wachsartige organische Verbindung (typischerweise
ein Tetraamidmaterial), einen Klebrigmacher und ein die Viskosität modifizierendes
Mittel als Hauptbestandteile. Ein beispielhaftes die Viskosität modifizierendes
Mittel ist Stearylstearamid, welches in einer Konzentration von
weniger als oder gleich ungefähr
60 Gew.-% bereitgestellt werden kann. Ein beispielhafter Klebrigmacher
ist das KE-100-Harz, ein Ester von Tetrahydroabietinsäure und
Glycerin, welches von Arakawa Chemical Industries Ltd. erhältlich ist.
Klebrigmacher werden typischerweise in einer Konzentration von weniger
als oder gleich ungefähr
30 Gew.-% bereitgestellt. Beispielhafte Tetraamidverbindungen können durch
Umsetzen von Ethylendiamin mit einer Dimersäure und einer geeigneten Fettsäure gebildet
werden.
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Zusätzlich zu
den vorstehend beschriebenen Hauptbestandteilen können Phasenaustauschtinten
eine Reihe von Nebenbestandteilen wie z. B. Farbmittel (z. B. Farbstoffe),
Weichmacher und Antioxidationsmittel umfassen, wie es z. B. in den
US-Patenten Nr. 4,889,560 und 5,372,852 beschrieben ist.
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Eine
Definition, welche in dieser Offenbarung und den nachfolgenden Ansprüchen angenommen
wird, bezieht sich auf eine Phasenaustauschtintenzusammensetzung,
die ein Farbmittel und einen Träger
umfasst. Der Begriff "Träger" soll so verstanden
werden, dass er alles in der Phasenaustauschtintenzusammensetzung außer dem
Farbmittel umfasst. In Phasenaustauschtintenzusammensetzungen, die
mehr als ein Farbmittel umfassen, schließt der Träger alles mit Ausnahme eines
bestimmten interessierenden Farbmittels ein und kann deshalb andere
Farbmittel als das interessierende Farbmittel umfassen.
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Eine
mit Phasenaustauschtinten verbundene Schwierigkeit kann das Löslichmachen
der Farbmittel sein. Die Farbmittel umfassen im Allgemeinen polare
funktionelle Gruppen und sind folglich in einem organischen Träger einer
Phasenaustauschtintenzusammensetzung unlöslich. Folglich ist es wünschenswert,
neue Farbmittel mit einer verbesserten Löslichkeit in Phasenaustauschtintenträgerzusammensetzungen
zu entwickeln.
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Eine
beispielhafte Farbmittelverbindung des Standes der Technik ist C.
I. Solvent Red 172, welches nachstehend als Formel 1 gezeigt ist.
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Ein
solches Farbmittel weist eine Magentafarbe auf, welche in Phasenaustauschtinten
brauchbar sein könnte.
C. I. Solvent Red 172 weist jedoch keine zufriedenstellende Löslichkeit
in den derzeitigen Phasenaustauschtintenträgerzusammensetzungen auf. Folglich
wäre es
wünschenswert,
eine Zusammensetzung mit chromophoren Eigenschaften ähnlich wie
C. I. Solvent Red 172, aber mit einer verbesserten Löslichkeit
in Phasenaustauschtintenträgerzusammensetzungen
zu bilden.
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US-A-5,507,864
bezieht sich auf eine nicht-wässrige
Phasenaustauschtintenzusammensetzung, die eine nicht-wässrige Trägerzusammensetzung
und mindestens zwei kompatible Farbstoffe von verschiedenen Farbstoffarten
umfasst, welche mindestens einen fluoreszierenden Farbstoff (Fluoreszenzfarbstoff)
und einen nicht fluoreszierenden Farbstoff einschließen. Bevorzugt
sind Magenta-Phasenaustauschtinten, die ein Gemisch aus einem Rhodaminfarbstoff
wie C. I. Solvent Red 49 und einem Anthrachinonfarbstoff wie C.
I. Solvent Red 172 umfassen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Verbindung gemäß Anspruch 1 bereit. Die Erfindung
stellt ferner eine Phasenaustauschtinte gemäß Anspruch 8 bereit. Außerdem stellt
die Erfindung ein Druckverfahren gemäß Anspruch 10 bereit. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die
Abbildung zeigt ein verallgemeinertes Reaktionsschema zum Bilden
einer Verbindung, die von der vorliegenden Erfindung umfasst wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Verbindung gemäß der folgenden Formel bereit:
Formel
2, worin mindestens einer von Q
1,
Q
2, Q
3 und Q
4 ein Halogenatom ist und jeder von Q
1, Q
2, Q
3 und
Q
4, welcher kein Halogenatom ist, ein Wasserstoffatom
ist; und worin R eine aliphatische Kette ist. In bevorzugten Ausführungsformen
umfasst R 2 bis 100 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt 2 bis 50 Kohlenstoffatome.
Ferner umfasst R vorzugsweise (CH
2)
nCH
3, worin n vorzugsweise
eine ganze Zahl von 1 bis 99, mehr bevorzugt eine ganze Zahl von
1 bis 49 ist und noch mehr bevorzugt n 3 ist.
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In
vorteilhaften Ausführungsformen
ist mindestens einer von Q1, Q2,
Q3 und Q4, welcher
ein Halogenatom ist, Brom.
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Vorteilhafterweise
wird die von der allgemeinen Formel 2 umfasste Verbindung durch
die Formel 3 genauer beschrieben:
Formel
3, worin X und Y Halogenatome sind und gleich oder
voneinander verschieden sein können
und worin R mindestens zwei Kohlenstoffatome umfasst. Vorzugsweise
ist mindestens eines der Halogenatome Brom, mehr bevorzugt sind
beide Halogenatome Brom. In bevorzugten Ausführungsformen der Formel 3 umfasst
R 2 bis 100 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt 2 bis 50 Kohlenstoffatome.
Ferner ist R eine aliphatische Kette und umfasst vorzugsweise (CH
2)
nCH
3,
worin n vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 99, mehr bevorzugt
eine ganze Zahl von 1 bis 49 ist und noch mehr bevorzugt n 3 ist.
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Ferner
sind in einigen vorteilhafteren Ausführungsformen sowohl X als auch
Y Bromatome und sind in ortho-Positionen, bezogen auf das Stickstoffatom,
an den aromatischen Ring gebunden. Die Verbindung hat die nachstehend
als Formel 5 gezeigte Struktur:
Formel
5, worin R mindestens zwei Kohlenstoffatome enthält. In bevorzugten
Ausführungsformen
der Formel 5 umfasst R 2 bis 100 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt
2 bis 50 Kohlenstoffatome. Ferner ist R eine aliphatische Kette und
umfasst vorzugsweise (CH
2)
nCH
3, worin n vorzugsweise eine ganze Zahl von
1 bis 99, mehr bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 49 ist und noch
mehr bevorzugt n 3 ist.
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In
weiteren Ausführungsformen
ist die durch die allgemeine Formel 2 wiedergegebene Verbindung
ein Farbmittel, das in einer Phasenaustauschtinte enthalten ist,
wobei die Tinte so konfiguriert ist, dass sie bei Temperaturen unterhalb
ungefähr
30°C fest
ist und oberhalb einer Temperatur von 30°C schmilzt. In vorteilhaften
Ausführungsformen
ist die Verbindung durch Formel 3 wiedergegeben, in vorteilhafteren
Ausführungsformen
ist die Verbindung durch Formel 5 wiedergegeben.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner eine Phasenaustauschtinte bereit,
die ein Farbmittel gemäß der Formel
3 umfasst, worin R mindestens zwei Kohlenstoffatome umfasst. In
bevorzugten Ausführungsformen umfasst
R 2 bis 100 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt 2 bis 50 Kohlenstoffatome.
Ferner ist R eine aliphatische Kette und umfasst vorzugsweise (CH2)nCH3,
worin n vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 99, mehr bevorzugt
eine ganze Zahl von 1 bis 49 ist und noch mehr bevorzugt n 3, 5,
11 oder 13 ist. Die Phasen austauschtinte ist so konfiguriert, dass
sie bei Temperaturen unterhalb ungefähr 30°C fest ist und oberhalb einer Temperatur
von 30°C
schmilzt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Druckverfahren bereit, umfassend:
- – Schmelzen
einer Phasenaustauschtinte, die ein Farbmittel gemäß der Formel
2 umfasst: Formel
2, worin mindestens einer von Q1,
Q2, Q3 und Q4 ein Halogenatom ist und jeder von Q1, Q2, Q3 und
Q4, welcher kein Halogenatom ist, ein Wasserstoffatom
ist; und worin R eine aliphatische Kette ist,
- – Auftragen
der geschmolzenen Tinte auf ein Substrat; und
- – Abkühlen der
geschmolzenen Tinte auf dem Substrat, um mindestens einen Teil eines
sichtbaren Bildes auf dem Substrat zu bilden.
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In
vorteilhaften Ausführungsformen
ist das Farbmittel durch Formel 3 wiedergegeben, in vorteilhafteren
Ausführungsformen
ist die Verbindung durch Formel 5 wiedergegeben. In bevorzugten
Ausführungsformen umfasst
R 2 bis 100 Kohlenstoffatome, mehr bevorzugt 2 bis 50 Kohlenstoffatome.
Ferner ist R eine aliphatische Kette und umfasst vorzugsweise (CH2)nCH3,
worin n vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 99, mehr bevorzugt
eine ganze Zahl von 1 bis 49 ist und noch mehr bevorzugt n 3, 5,
11 oder 13 ist, am meisten bevorzugt n 3 ist. Die Phasenaustauschtinte
ist so konfiguriert, dass sie bei Temperaturen unterhalb ungefähr 30°C fest ist
und oberhalb einer Temperatur von 30°C schmilzt.
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Farbmittel,
die von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfasst werden, sind allgemein als Verbindungen
gemäß einer
Formel 2 wiedergegeben:
Formel
2, worin mindestens einer von Q
1,
Q
2, Q
3 und Q
4 ein Halogenatom ist und jeder von Q
1, Q
2, Q
3 und
Q
4, welcher kein Halogenatom ist, ein Wasserstoffatom
ist. Die R-Gruppe von Verbindungen gemäß Formel 2 umfasst mindestens
zwei Kohlenstoffatome.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
umfassen Verbindungen der Formel 2, worin das R 2 bis ungefähr 100 Kohlenstoffatome,
mehr bevorzugt 2 bis ungefähr
50 Kohlenstoffatome umfasst. Ferner ist die R-Gruppe von Verbindungen
der Formel 2 eine aliphatische Kette und kann folglich (CH2)n(CH3)
umfassen, worin n eine ganze Zahl von 1 bis ungefähr 99, vorzugsweise
eine ganze Zahl von 1 bis ungefähr
49 ist, mehr bevorzugt mit n = 3. Das Halogenatom ist vorzugsweise
ein Bromatom.
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Vorteilhafterweise
wird ein von der allgemeinen Formel 2 umfasstes Farbmittel genauer
beschrieben als Verbindungen gemäß Formel
3:
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Ein
solches Farbmittel umfasst einen aromatischen hexagonalen Ring (als
ein hexagonalen Ring mit einem Kreis in der Mitte gezeigt), der
an ein Stickstoffatom gebunden ist, welches seinerseits an eine 3-Ring-Struktur
(speziell ein Anthrachinonderivat) gebunden ist. Verbindungen der
Formel 3 umfassen ferner eine kohlenstoffhaltige Gruppe R, welche
an den aromatischen hexagonalen Ring in einer para-Position, bezogen
auf das Stickstoffatom, gebunden ist. Solche R-Gruppen umfassen
mindestens zwei Kohlenstoffatome und umfassen in einigen Ausführungsformen
2 bis ungefähr
100 Kohlenstoffatome. In einigen vorteilhaften Ausführungsformen
umfassen Verbindungen der Formel 3 2 bis ungefähr 50 Kohlenstoffatome und
in einigen Ausführungsformen
umfassen sie ungefähr
4 bis ungefähr
20 Kohlenstoffatome. Ferner ist die R-Gruppe von Verbindungen der
Formel 3 eine aliphatische Kette und kann folglich (CH2)n(CH3) umfassen,
worin n eine ganze Zahl von 1 bis ungefähr 99 ist und allgemein eine
ganze Zahl von 1 bis ungefähr
49 ist. Vorteilhafterweise wird festgestellt, dass, wenn n eine
ganze Zahl von ungefähr
4 bis ungefähr
20 ist, die Länge
einer solchen aliphatischen Kette ausreichend lang ist, um das Farbmittel
in einem Phasenaustauschtintenträger
löslich
zu machen, während
die Schmelztemperatur der resultierenden Phasenaustauschtintenzusammensetzung,
in welcher das Farbmittel in einer großen Konzentration vorhanden
ist, nicht wesentlich erhöht
wird. Wenn die Verbindung der Formel 3 ein in einer Phasenaustauschtinte
enthaltenes Farbmittel ist, ist die Tinte so konfiguriert, dass
sie bei Temperaturen unterhalb ungefähr 30°C fest ist und oberhalb von
30°C schmilzt.
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Noch
immer Bezug nehmend auf Verbindungen der Formel 3, umfassen diese
ein Paar von Halogenatomen X und Y, welche entweder in ortho- oder
meta-Positionen an den aromatischen hexagonalen Ring gebunden sind,
bezogen auf das Stickstoffatom. Die bei der Darstellung der Struktur
von Verbindungen gemäß Formel
3 verwendeten Symbole zeigen Bindungen von den Atomen X und Y, die
sich in den kreisförmigen
Ring in der Mitte des aromatischen hexagonalen Rings erstrecken.
Eine solche Erstreckung von Bindungen von X und Y in den kreisförmigen Ring
wird verwendet, um anzuzeigen, dass die Atome X und Y entweder meta
oder ortho gebunden sein können,
bezogen auf die Position der Stickstoffbindung.
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Die
Atome X und Y können
gleich oder voneinander verschieden sein und können beliebige der Halogenatome
F, Cl, Br oder I sein. In einigen vorteilhaften Ausführungsformen
ist mindestens einer von X und Y Brom. In einigen vorteilhaften
Ausführungsformen
sind sowohl X als auch Y Brom und solche Verbindungen können, wie
nachstehend gezeigt, durch Formel 4 wiedergegeben werden.
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Wenn
beide der Bromatome in ortho-Positionen, bezogen auf das Stickstoffatom,
an den aromatischen hexagonalen Ring gebunden sind, haben ferner
Verbindungen der Formel 4 die nachstehend als Formel 5 gezeigte
Struktur.
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Verbindungen
gemäß Formel
5 weisen eine Magentafarbe auf, die im Wesentlichen identisch ist
mit der von C. I. Solvent Red 172. C. I. Solvent Red 172 (Verbindung
1) wird nicht von Formel 5 umfasst, da die R-Gruppe von Verbindungen,
welche von Formel 5 umfasst werden, eine Kohlenstoffkette umfassen,
welche länger
ist als die Methylgruppe von Verbindung 1.
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Wenngleich
C. I. Solvent Red 172 früher
bei der Formulierung von Phasenaustauschtinten verwendet worden
ist, ist seine Löslichkeit
oder verwendbare Konzentration in solchen Formulierungen beschränkt. Ferner
leiden Phasenaustauschtintenformulierungen, die Solvent Red 172
enthalten, an einer Neigung des Magentafarbstoffs, zu kristallisieren,
wenn sie in Form einer festen Tinte eines gedruckten Bildes vorliegen.
Diese Neigung wird durch Fingerabdrucköle verschlimmert und zeigt
sich als eine Veränderung
innerhalb des gedruckten Bildes von einer hellen Magentafarbe zu
matten purpurfarbenen Flecken.
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In
einigen speziellen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird anerkannt, dass es wünschenswert
ist, Verbindungen mit aliphatischen Ketten zu schaffen, welche die
Kompatibilität
des Farbstoffs mit Tintengrundmaterialien verbessern sowie den Schmelzpunkt
verringern. Außerdem
verringern solche Verbesserungen die Neigung des Farbstoffs, zu
kristallisieren, wenn er in Form eines gedruckten Bildes vorliegt. Außerdem wird
anerkannt, dass eine Substitution von anderen Halogenatomen als
Brom für
die Atome X und Y der Verbindungen gemäß den Formeln 3–5 wahrscheinlich
zu Verbindungen führt,
die andere Farben als magenta aufweisen. Darüber hinaus wird aner kannt,
dass Verbindungen, die denen von Formel 5 entsprechen, denen aber
mindestens eines der Atome X und Y fehlt, ebenfalls verschiedene
Farben aufweisen. Solche Verbindungen sind nachstehend als Verbindungen
gemäß den Formeln
6 und 7 gezeigt. Verbindungen gemäß Formel 7 sind keine Ausführungsformen
der Erfindung, sondern stellen Zwischenprodukte dar.
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In
solchen Verbindungen ist die Gruppe R die gleiche wie die Gruppe
R, die für
Verbindungen der Formel 3 erörtert
wurde. Für
Formel 6 ist X ein Halogenatom, welches in dem aromatischen hexagonalen
Ring entweder ortho- oder meta-positioniert sein kann, bezogen auf
das Stickstoffatom. Verbindungen gemäß Formel 7 weisen im Allgemeinen
eine bläulich-violette
Farbe auf.
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines Farbmittels der vorliegenden Erfindung
wird unter Bezugnahme auf die Abbildung beschrieben. Ein Anilinderivat 10 mit
einer passenden R-Gruppe
wird mit einem Anthrachinonderivat 15 vereinigt, was zur
Freisetzung von Wasser und Bildung einer Verbindung 20 gemäß Formel
7 führt.
Die Verbindung 20 wird anschließend einer Bromierung unterworfen,
um Verbindung 30 zu bilden, welche eine Verbindung gemäß Formel
5 ist. Wie der Fachmann anerkennt, kann die in der Abbildung beschriebene
Reaktionssequenz modifiziert werden, um eine beliebige Verbindung
gemäß den Formeln
2–7 herzustellen.
Jede von diesen Verbindungen weist eine passende R-Gruppe auf, die
von dem Anilinderivat 10 herrührt. Zum Beispiel wurden brauchbare
Verbindungen gemäß den Formeln
2–7 hergestellt,
wobei R Butyl, Hexyl, Dodecyl und Tetradecyl ist.
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Die
in dem Schema der Abbildung verwendeten Reaktionen sind Anwendungen
einer wohlbekannten Reaktionschemie. Eine solche Reaktionschemie
ist z. B. in Kapitel 4 von "The
Chemistry and Application of Dyes" beschrieben, welches von Davis R. Waring
und Geoffrey Hallas herausgegeben und von Plenum Press (1990) in
New York, NY veröffentlicht
wird. Wenngleich eine Reihe von Analogen von C. I. Solvent Red 172 hergestellt
worden sind, versteht es sich somit, dass eine beispielhafte Herstellung
des n-Butyl-Analogen
von C. I. Solvent Red 172 ausreicht, um das Syntheseschema der Abbildung
zu veranschaulichen. Eine solche beispielhafte Herstellung wird
in den nachstehenden Beispielen 1 und 2 angegeben.
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Beispiel 1
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SYNTHESE VON C. I. SOLVENT
VIOLET 13, n-BUTYL-ANALOGES
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In
einen 500 ml-Dreihals-Rundkolben mit Rückflusskühler, Rührung und Thermometer wurden
10,5 g Chinizarin, 6,5 g Leukochinizarin, ungefähr 4 g Borsäure, 10,5
g 4-Butylanilin und ungefähr 200 ml
Isopropylalkohol gegeben. Es wurde mit dem Rühren begonnen und die Reaktion
erhitzte sich auf Rückflusstemperatur
und behielt den Rück fluss
ungefähr
20 h bei. Während
das Rühren
fortgesetzt wurde, wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur
abkühlen
gelassen, wonach ungefähr
200 ml Wasser unter kontinuierlichem Rühren zugegeben wurden. Nach
ungefähr
30 min wurde ein Feststoff durch Filtration gewonnen. Der gewonnene
Feststoff wurde mit reichlichen Mengen an Wasser gewaschen und anschließend in
5% NaOH verrieben, filtriert und die Feststoffe wurden mit Wasser
gewaschen, bis das Filtrat farblos war.
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Beispiel 2
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SYNTHESE VON C. I. SOLVENT
RED 172, n-BUTYL-ANALOGES
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(BROMIERUNG VON C. I.
SOLVENT VIOLET 13, n-BUTYL-ANALOGES)
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In
einen 1 l-Dreihals-Rundkolben mit Rückflusskühler, Rührung, Thermometer und einem
Zugabetrichter mit konstantem Druck wurden ungefähr 50 g des gereinigten Produkts
von Beispiel 1 und 500 g Eisessig zugegeben. Es wurde mit
dem Rühren
begonnen und das Reaktionsgemisch erhitzte sich auf 50°C. Sobald
das Reaktionsgemisch 50°C
erreichte, wurde mit der tropfenweisen Zugabe von 43,1 g Brom begonnen. Die Zugabegeschwindigkeit
des Broms wurde so eingestellt, wie es erforderlich war, um die
Temperatur des Reaktionsgemisches bei 50°C zu halten. Das Reaktionsgemisch
wurde unter Rühren
weitere 6 Stunden erhitzt und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Ein
festes Produkt wurde durch Filtration gesammelt und zuerst aus Eisessig
und dann aus 50/50 Toluol/Essigsäure
umkristallisiert, bis es rein war.
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Man
erkennt, dass die Synthese eines Farbmittels gemäß Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, die in den Beispielen 1 und 2 angegeben ist, nur zum
Zweck der Veranschaulichung dient. Somit liegt jedes andere Farbmittel,
das von den Formeln 2–6
umfasst ist und durch das veranschaulichte Syntheseverfahren oder
irgendein anderes bekanntes Syntheseverfahren hergestellt werden
kann, innerhalb des Umfangs und Geists der vorliegenden Erfindung.
Wenn man z. B. anstelle des 4-n-Butylanilins von Beispiel 1 4-n-Dodecylanilin
verwendet, wird das n-Dodecyl-Analoge von C. I. Solvent Violet 13
erhalten und dieses ist ein Farbmittel, das von den Formeln 2–6 umfasst
ist. Verfahren zum Bilden von anderen halogenierten C. I. Solvent Violet
13-Analogen sind bekannt. Somit erkennt man, dass Farbmittel, die
durch diese alternativen Verfahren gebildet werden, ebenfalls innerhalb
des Umfangs und Geists der vorliegenden Erfindung liegen.
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Sobald
sie synthetisiert sind, werden die Farbmittelverbindungen gemäß der vorliegenden
Erfindung, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Formeln 2–6 beschrieben
wurden, in Phasenaustauschtinten eingearbeitet. Genauer gesagt werden
solche Farbmittelzusammensetzungen mit Phasenaustauschtintenträgerzusammensetzungen
vereinigt, um solche Phasenaustauschtinten zu bilden. Die Phasenaustauschtinten
werden vorteilhafterweise so gebildet, dass die Tinten bei Raumtemperatur
fest sind und genauer gesagt bei Temperaturen unterhalb ungefähr 30°C fest sind.
Ferner werden solche Phasenaustauschtinten vorteilhafterweise so
formuliert, dass sie oberhalb einer Temperatur von 30°C (typischerweise
viel höher
als 30°C)
schmelzen, so dass die Tinten durch einen Druckkopf und auf ein
Substrat gespritzt werden können.
Zum Beispiel beträgt eine
beispielhafte Betriebstemperatur eines Druckkopfs, der eine Phasenaustauschtinte
verwendet, ungefähr 140°C. Folglich
ist es vorteilhaft, eine Phasenaustauschtintenzusammensetzung zu
haben, die eine Schmelztemperatur von 140°C oder weniger aufweist. Man
erkennt jedoch, dass andere Phasenübergangstemperaturen vorteilhaft
sein können
und dass ein beliebiger solcher anderer Bereich innerhalb des Umfangs
und Geists der vorliegenden Erfindung liegt. Wenn z. B. ein Druckkopf
eine beispielhafte Betriebstemperatur von 160°C hat, wird eine Tintenzusammensetzung
mit einer Schmelztemperatur von 160°C oder weniger vorteilhafterweise
von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfasst. Beispiel 3 veranschaulicht eine
solche vorteilhafte Formulierung.
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Beispiel 3
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MAGENTATINTENFORMULIERUNG
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In
einen Edelstahlbecher wurden 4265 g Kemamide S180, 940,8 g KE 100, 2645,7 g Tetraamid, 305 g Santicizer 278 und 16,0 g des
Antioxidationsmittels N-445 gegeben.
Der Becher wurde in einen Ofen gestellt, der bei einer Temperatur
von ungefähr
135°C gehalten
wurde, und die Materialien wurden geschmolzen. Der Becher wurde
dann in einen temperaturgeregelten Mantel überführt, der ebenfalls bei einer
Temperatur von ungefähr
135°C gehalten
wurde, und der Inhalt wurde durch ungefähr 30 Minuten Rühren vermischt.
Zu dem vermischten Gemisch wurden 40,0 g DDBSA,
67,2 g des gereinigten Produkts von Beispiel 2 und 16,0 g C. I.
Solvent Red 49 zugegeben und das Gemisch wurde
weitere 2 h gerührt.
Das Gemisch wurde unter Verwendung einer Mott-Apparatur mit einem Whatman #3-Filter
bei einem Druck von ungefähr
3,4 × 104 Pa (5 psi) Stickstoff filtriert. Die filtrierte
Phasenaustauschtinte wurde in Formen gegossen und zu Tintenstangen
verfestigen gelassen. Die Viskosität des fertigen Tintenprodukts
wurde unter Verwendung eines Bohlin CSR-Viskosimeters bei ungefähr 140°C gemessen
und es wurde festgestellt, dass sie ungefähr 12,9 mPa·s (12,9 cPs) betrug. Außerdem wurden
die Tintenstangen als Tintenausgangsmaterial für einen Tektronix Phasen Model 340-Drucker
verwendet. Es wurde festgestellt, dass die Tinte vollständig übertragen
wurde und Bilder mit guter Farbe, Druckqualität und Beständigkeit ergab.
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Phasenaustauschtinten,
die von der vorliegenden Erfindung umfasst werden, werden in Druckanwendungen
eingesetzt durch Schmelzen mindestens eines Teils eines festen Tintenblocks,
um einen solchen Teil in eine flüssige
Phase umzuwandeln. Die Flüssigphasentinte
wird durch einen Druckkopf gespritzt und auf ein Substrat aufgebracht.
Sobald sie sich auf dem Substrat befindet, kühlt die Tinte ab unter Bildung
eines Tintenmusters, welches mindestens einen Teil eines sichtbaren
Bildes auf dem Substrat definiert.
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Man
erkennt, dass Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung beliebige der alternativen Phasenaustauschtintenzusammensetzungen
umfassen, welche unter Einsatz des beispielhaften Verfahrens von
Beispiel 3 formuliert werden können.
Somit lie gen solche alternativen Phasenaustauschtintenzusammensetzungen,
bei denen alternative Nichtfarbmittelmaterialien mit mindestens
einem Farbmittel, das von den Formeln 2–6 umfasst ist, vereinigt werden,
innerhalb des Umfangs und Geists der vorliegenden Erfindung, da
das Austauschen solcher Nichtfarbmittelmaterialien als eine Designwahl
anerkannt wird. Außerdem
wird auch anerkannt, dass solche alternativen Phasenaustauschtintenzusammensetzungen,
die mindestens ein Farbmittel umfassen, das durch die Formeln 2–6 umfasst
wird, und ein oder mehrere Farbmittelmaterialien einsetzen, die von
dem beispielhaften C. I. Solvent Red 49 verschieden sind, innerhalb
des Umfangs und Geists der vorliegenden Erfindung liegen, da solche
alternativen Farbmittel ebenfalls als Designwahlen anerkannt werden.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Merkmale,
die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt ist, da die in dieser Anmeldung
offenbarten Mittel bevorzugte Formen zur Ausführung der Erfindung umfassen.