DE602005004247T2

DE602005004247T2 - Phasenaustauschtinten enthaltend trans-1,2-Cyclohexan-Bis(Harnstoff-Urethan)Verbindungen

Info

Publication number: DE602005004247T2
Application number: DE602005004247T
Authority: DE
Inventors: Adela Ontario L5H 3V1 Goredema; Rina Ontario L5B 2X2 Carlini; Marcel P. Ontario L5K 2S6 Breton; Jeffrey H. Hillsboro Banning
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2004-12-04
Filing date: 2005-11-18
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2025-11-19
Also published as: JP4916710B2; US20060117992A1; CA2528071A1; JP2006161041A; KR20060063707A; US7144450B2; DE602005004247D1; CA2528071C; EP1666548B1; EP1666548A1; KR101247169B1

Description

Hierin beschrieben sind Heißschmelztinten oder Phasenaustauschtinten (Phasenwechseltinten), die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen enthalten.
Die US-Patentveröffentlichung 20010044553 (Kabashima et al.) beschreibt eine Urethanharnstoffverbindung mit einer oder mehreren Harnstoffgruppen und einer oder mehreren Urethangruppen in der Molekülstruktur, wobei die Anzahl der Harnstoffgruppen (A) und die Anzahl der Urethangruppen (B) die folgende numerische Formel erfüllt: 10 ≥ (A + B) ≥ 3, worin jedes A und B eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist.
Die trans-1,2-Cyclohexanbisharnstoff-Organogelatorverbindungen weisen einige Nachteile auf, wenn sie in einem festen Phasenaustauschtintenvehikel verwendet werden, wie einen hohen Schmelzpunkt und einen hohen Kristallinitätsgrad. Zusätzlich werden diese Verbindungen gewöhnlich durch die Reaktion von trans-1,2-Diaminocyclohexan mit zwei molaren Äquivalenten eines monofunktionellen Isocyanats hergestellt, und ihre industrielle Herstellung in großem Maßstab ist häufig begrenzt auf die Verwendung von erhältlichen monofunktionellen Isocyanatausgangsmaterialien, die aus Gesundheits- und Sicherheitsgründen reguliert sind.
Zahlreiche derzeit verwendete Phasenaustauschtinten erfordern hohen Ausstoßtemperaturen von etwa 140 °C oder höher und erfordern auch relativ lange Aufwärmzeiten für den Drucker. Zusätzlich erzeugen zahlreiche derzeit verwendete Phasenaustauschtinten Bilder mit relativ geringer Kratzbeständigkeit und relativ geringer Dauerhaftigkeit des Bildes.
Obwohl bekannte Zusammensetzungen und Verfahren für ihre beabsichtigten Zwecke geeignet sind, besteht ein Bedürfnis nach verbesserten Phasenaustauschtintenzusammensetzungen. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die bei verringerten Temperaturen von etwa 110 °C oder niedriger ausgestoßen werden können, wodurch sich Kosten- und Energieeinsparungen ergeben. Ferner besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die ein Drucken mit verringerten Druckeraufwärmzeiten ermöglichen. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die Bilder mit verbesserter Kratzbeständigkeit erzeugen. Es besteht auch ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die Bilder mit verbesserter Dauerhaftigkeit des Bildes erzeugen. Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die Bilder mit verbesserter Bildqualität erzeugen. Ferner be steht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, welche die vorstehend genannten Vorteile aufweisen, wenn sie in einem Druckverfahren verwendet werden, worin die Tinte zuerst auf ein Zwischenübertragungselement und anschließend von dem Zwischenübertragungselement auf ein Enddrucksubstrat, wie Normalpapier oder beschichtetes Papier oder ein transparenter Träger, übertragen wird. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, welche die vorstehend genannten Vorteile aufweisen, wenn sie in einem Druckverfahren verwendet werden, worin die Tinte direkt auf ein Enddrucksubstrat, wie Normalpapier oder beschichtetes Papier oder ein transparenter Träger, ausgestoßen wird. Es besteht auch ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, welche die vorstehend genannten Vorteile aufweisen, wenn sie in Druckverfahren bei relativ hohen Geschwindigkeiten verwendet werden. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten mit erwünschten niedrigen Schmelzpunkten, die auch Gelatorverbindungen enthalten, die zusätzliche Vorteile in den Phasenaustauschtinten ermöglichen. Ferner besteht ein Bedürfnis nach Gelatorverbindungen zur Verwendung in Phasenaustauschtinten und anderen Anwendungen, die einen erwünschten niedrigen Kristallinitätsgrad haben. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Gelatorverbindungen, die in Phasenaustauschtintenträgern löslich sind. Es besteht auch ein Bedürfnis für Phasenaustauschtinten, die eine Zwischengelphase zwischen der festen Phase und der flüssigen Phase aufweisen. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die eine Zwischengelphase aufweisen, worin der Gelphasenübergang in erwünschter Weise eng ist. Ferner besteht ein Bedürfnis für Gelatorverbindungen, die in erwünschter Weise enge Gelphasenübergänge ermöglichen. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Phasenaustauschtinten, die eine Zwischengelphase aufweisen, worin der Gelphasenübergang einen Tan-Delta von weniger als etwa 10 zur Folge hat. Es besteht auch ein Bedürfnis nach Gelatorverbindungen, die Gelphasenübergänge ermöglichen, die einen Tan-Delta von weniger als etwa 10 zur Folge haben. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis nach Gelatorverbindungen, die weniger kristallin sind und sich nicht so dicht in ein molekulares Netzwerk packen, wie es für kristallinere Materialien der Fall ist, wodurch sie befähigt werden, in geschmolzenen Phasenaustauschtinten löslich zu sein.
Hierin beschrieben werden Phasenaustauschtintenzusammensetzungen, umfassend einen Phasenaustauschtintenträger und eine trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindung der Formel
oder Mischungen davon, worin R₁ und R'₁ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylengruppe, eine Arylengruppe, eine Arylalkylengruppe oder eine Alkylarylengruppe sind, R₂ und R'₂ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe oder eine Alkylarylgruppe sind, R₃ und R'₃ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe sind, R₄ und R'₄ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, eine Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe sind, n eine ganze Zahl von 0, 1, 2, 3 oder 4 ist und R₅ eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Alkylarylgruppe oder ein Substituent ist, der keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe ist.
Hierin ist ebenfalls ein Verfahren beschrieben, welches umfasst (1) das Einbringen in eine Tintenstrahldruckvorrichtung einer Phasenaustauschtintenzusammensetzung, umfassend einen Phasenaustauschtintenträger und eine trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindung der Formel
oder Mischungen davon, worin R₁ und R'₁ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylengruppe, eine Arylengruppe, eine Arylalkylengruppe oder eine Alkylarylengruppe sind, R₂ und R'₂ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe oder eine Alkylarylgruppe sind, R₃ und R'₃ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe sind, R₄ und R'₄ jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, eine Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe sind, n eine ganze Zahl von 0, 1, 2, 3 oder 4 ist und R₅ eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Alkylarylgruppe oder ein Substituent ist, der keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe ist, (2) das Schmelzen der Tinte und (3) das Ausstoßen von Tröpfchen der geschmolzenen Tinte in einem bildweisen Muster auf ein Substrat.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen haben die Formeln
worin R₁ und R'₁ jeweils unabhängig voneinander sind (i) eine Alkylengruppe (einschließlich lineare, verzweigte, cyclische, substituierte und unsubstituierte Alkylengruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Alkylengruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 2 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 4 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) (1) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (2) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (3) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (4) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (5) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (6) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (7) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (8) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (9) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (10) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (11) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (12) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (13) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (14) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (15) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (16) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (17) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (18) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (19) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (20) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (21) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (22) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (23) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (24) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (25) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (26) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (27) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (28) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei die aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (29) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (30) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (31) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, und (32) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (ii) eine Arylengruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylengruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Arylengruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 5 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 18 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 12 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 6 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, (iii) eine Arylalkylengruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylalkylengruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in entweder dem Aryl- oder dem Alkylteil der Arylalkylengruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Benzylen oder Ähnliche, einschließlich (a) Arylalkylengruppen, worin sowohl die Aryl- als auch die Alkylteile die Bindung zwischen zwei Gruppen-NH-bilden, wie
und Ähnliche, und (b) Arylalkylengruppen, worin nur der Alkylteil die Bindung zwischen den zwei Gruppen-NH-bildet, wie
und Ähnliche, oder (iv) eine Alkylarylengruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Alkylarylengruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in entweder dem Aryl- oder dem Alkylteil der Alkylarylengruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Tolylen oder Ähnliche, einschließlich (a) Alkylarylengruppen, worin sowohl die Alkyl- als auch die Arylteile die Bindung zwischen den zwei Gruppen-NH-bilden, wie
und Ähnliche, und (b) Alkylarylengruppen, worin nur der Arylteil die Bindung zwischen den zwei Gruppen-NH-bildet, wie
und Ähnliche, R₂ und R'₂ jeweils unabhängig voneinander sind (i) eine Alkylgruppe (einschließlich lineare, verzweigte, cyclische, substituierte und unsubstituierte Alkylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Alkylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens 1 Kohlenstoffatom, in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 4 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 10 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) (1) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (2) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (3) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (4) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (5) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (6) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (7) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (8) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (9) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (10) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (11) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (12) aliphatische Gruppen, die sowohl cyc lische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (13) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (14) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (15) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (16) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (17) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (18) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (19) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (20) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (21) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (22) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (23) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (24) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (25) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (26) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (27) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (28) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (29) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (30) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (31) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, und (32) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (ii) eine Arylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylgruppen und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Arylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 5 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 18 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 12 Koh lenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 6 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, (iii) eine Arylalkylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylalkylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in entweder dem Aryl- oder dem Alkylteil der Arylalkylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Benzyl oder Ähnliche, oder (iv) eine Alkylarylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Alkylarylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in entweder dem Aryl- oder dem Alkylteil der Alkylarylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Tolyl oder Ähnliche, R₃ und R'₃ jeweils unabhängig voneinander sind ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe (einschließlich lineare, verzweigte, substituierte und unsubstituierte Alkylgruppen), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 1 Kohlenstoffatom und in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 3 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, R₄ und R'₄ jeweils unabhängig voneinander sind ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, eine Alkylgruppe (einschließlich lineare, verzweigte, substituierte und unsubstituierte Alkylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Alkylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 1 Kohlenstoffatom und in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 6 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 3 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 2 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) (1) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Hete roatome enthalten, (2) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (3) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (4) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (5) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (6) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (7) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (8) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (9) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (10) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (11) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (12) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (13) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (14) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (15) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (16) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (17) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (18) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (19) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (20) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (21) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (22) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (23) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (24) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (25) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (26) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (27) cyclische gesättigte substituierte aliphati sche Gruppen, die Heteroatome enthalten, (28) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (29) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (30) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (31) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten und (32) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei die aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, oder eine Phenylgruppe, n eine ganze Zahl von 0, 1, 2, 3 oder 4 ist und jedes R₅ unabhängig von dem anderen ist, (i) eine Alkylgruppe (einschließlich lineare, verzweigte, cyclische, substituierte und unsubstituierte Alkylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Alkylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens 1 Kohlenstoffatom und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) (1) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (2) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (3) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (4) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (5) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (6) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (7) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (8) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (9) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (10) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (11) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (12) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (13) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (14) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (15) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die keine Heteroatome enthalten, (16) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und keine Heteroatome enthalten, (17) lineare gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (18) verzweigte gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (19) cyclische gesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (20) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (21) lineare ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (22) verzweigte ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (23) cyclische ethylenisch ungesättigte unsubstituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (24) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, unsubstituiert sind und Heteroatome enthalten, (25) lineare gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (26) verzweigte gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (27) cyclische gesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (28) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen gesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (29) lineare ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (30) verzweigte ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten, (31) cyclische ethylenisch ungesättigte substituierte aliphatische Gruppen, die Heteroatome enthalten und (32) aliphatische Gruppen, die sowohl cyclische als auch acyclische Teile enthalten, wobei diese aliphatischen Gruppen ethylenisch ungesättigt, substituiert sind und Heteroatome enthalten, (ii) eine Arylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, in der Arylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 5 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 18 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 12 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 6 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, (iii) eine Arylalkylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Arylalkylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, entweder in dem Aryl- oder dem Alkylteil der Arylalkylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Benzyl oder Ähnliche, (iv) eine Alkylarylgruppe (einschließlich substituierte und unsubstituierte Alkylarylgruppen, und worin Heteroatome, wie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Silicium, Phosphor, Bor und Ähnliche, entweder in dem Aryl- oder dem Alkylteil der Alkylarylgruppe vorhanden oder nicht vorhanden sein können), in einer Ausführungsform mit wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatomen und in einer anderen Ausführungsform mit wenigstens etwa 7 Kohlenstoffatomen und in einer Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatomen, in einer anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 60 Kohlenstoffatomen und in einer noch anderen Ausführungsform mit nicht mehr als etwa 20 Kohlenstoffatomen, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann, wie Tolyl oder Ähnliche, oder (v) ein Substituent, der keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe ist, worin die Substituenten an den substituierten Alkyl-, Alkylen-, Aryl-, Arylen-, Arylalkyl-, Arylalkylen-, Alkylaryl- und Alkylarylengruppen für R₁, R'₁, R₂, R'₂, R₃, R'₃, R₄, R'₄ und R₅ und die Substituenten, die keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppen sind, sein können (aber nicht beschränkt sind auf) Halogenatome, einschließlich Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome, Imingruppen, Ammoniumgruppen, Cyangruppen, Pyridiniumgruppen, Ethergruppen, Aldehydgruppen, Ketongruppen, Estergruppen, Carbonylgruppen, Thiocarbonylgruppen, Sulfidgruppen, Sulfoxidgruppen, Phosphingruppen, Nitrilgruppen, Mercaptogruppen, Nitrogruppen, Nitrosogruppen, Sulfongruppen, Acylgruppen, Urethangruppen, Harnstoffgruppen, Mischungen davon und Ähnliche, worin zwei oder mehr Substituenten miteinander zur Bildung eines Rings verbunden sein können.
Da Heteroatome in den R₁- und R'₁-Gruppen enthalten sein können, umfassen R₁ und R'₁ auch Alkylenoxy-, Arylenoxy-, Arylalkylenoxy-, Alkylarylenoxy-, Polyalkylenoxy-, Alkoxyalkylen-, Alkoxyarylen-, Pyrrolidin-, Imidazol-, Pyrimidinon-, Oxazolin-, Thiazolin- und ähnliche Gruppen, vorausgesetzt, dass kein Sauerstoffatom direkt an eines der Stickstoffatome ge bunden ist. Da Heteroatome in den R₁- und R'₁-Gruppen enthalten sein können, umfassen R₁ und R'₁ zusätzlich auch heterocyclische Gruppen.
Da Heteroatome in den R₂- und R'₂-Gruppen enthalten sein können, umfassen R₂ und R'₂ auch Alkoxy-, Aryloxy-, Arylalkoxy-, Alkylaryloxy-, Polyalkylenoxy-, Alkoxyalkyl-, Alkoxyaryl-, Pyrrolidin-, Imidazol-, Pyrimidinon-, Oxazolin-, Thiazolin- und ähnliche Gruppen, vorausgesetzt, dass kein Sauerstoffatom direkt an eines der Stickstoffatome gebunden ist. Da Heteroatome in den R₂- und R'₂-Gruppen enthalten sein können, umfassen R₂ und R'₂ zusätzlich auch heterocyclische Gruppen.
Da Heteroatome in den R₅-Gruppen enthalten sein können, umfassen diese Gruppen auch Alkoxy-, Aryloxy-, Arylalkoxy-, Alkylaryloxy-, Polyalkylenoxy-, Alkoxyalkyl-, Alkoxyaryl-, Pyrrolidin-, Imidazol-, Pyrimidinon-, Oxazolin-, Thiazolin- und ähnliche Gruppen. Da Heteroatome in den R₅-Gruppen enthalten sein können, umfassen diese Gruppen zusätzlich auch heterocyclische Gruppen.
In einem speziellen Fall haben wenigstens eine von R₁ und R₁' in einer Ausführungsform wenigstens etwa 2 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 4 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In einem anderen speziellen Fall haben R₁ und R'₁ jeweils in einer Ausführungsform wenigstens etwa 2 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 4 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einem speziellen Fall haben R₁ und R'₁ jeweils in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 50 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 36 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 12 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einem speziellen Fall haben wenigstens eine von R₁ und R'₁ in einer Ausführungsform wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 8 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 12 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann. In einem anderen speziellen Fall haben R₂ und R'₂ jeweils in einer Ausführungsform wenigstens etwa 6 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 8 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 12 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einem speziellen Fall haben R₂ und R'₂ jeweils in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 50 Kohlenstoffatome, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 30 Kohlenstoffatome und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 18 Kohlenstoffatome, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einem speziellen Fall haben R₁, R'₁, R₂ und R'₂ keine ethylenischen Unsättigungen. In einem anderen speziellen Fall haben R₁, R'₁, R₂, R₂, R₃, R'₃, R₄, R'₄ und R₅ keine ethylenischen Unsättigungen.
In einer speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich. In einer anderen speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich und R₂ und R'₂ sind gleich. In einer noch anderen speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich, R₂ und R'₂ sind gleich, R₃ und R'₃ sind gleich, und R₄ und R'₄ sind gleich. In einer noch anderen speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich, R₂ und R'₂ sind gleich, R₃ und R'₃ sind gleich, R₄ und R'₄ sind gleich, und n ist 0. In einer anderen speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich, R₂ und R'₂ sind gleich, R₃ und R'₃ sind beide Wasserstoff, R₄ und R'₄ sind beide Wasserstoff, und n ist 0. In einer noch anderen speziellen Ausführungsform sind R₁ und R'₁ gleich, R₂ und R'₂ sind gleich, R₃ und R'₃ sind beide Wasserstoff, R₄ und R'₄ sind beide Fluor, und n ist 0.
Die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen können nach jedem erwünschten oder wirksamen Verfahren hergestellt werden. So kann z.B. ein Monoalkohol der Formel R₂-OH mit einem Diisocyanat der Formel OCN-R₁-NCO in etwa äquimolaren Mengen bei erhöhten Temperaturen, optional in Gegenwart eines Katalysators und optional in Gegenwart eines Lösemittels, umgesetzt werden. Danach kann das erhaltene Produkt auf etwa Raumtemperatur abgekühlt und mit etwa 2 mol Produkt pro jeweils 1 mol 1,2-Diaminocyclohexan, substituiert wie erwünscht, optional in Gegenwart eines Lösemittels, bei Raumtemperatur umgesetzt werden. Die Reaktion läuft wie folgt ab (nachstehend ohne Wiedergabe der Stereochemie gezeigt; die Sternchen zeigen die chiralen Zentren):
Der Monoalkohol und das Diisocyanat sind in jeden erwünschten oder wirksamen relativen Mengen vorhanden, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 0,4 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 0,6 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 0,8 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 1,4 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 1,2 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 1 mol Monoalkohol für jedes Mol Diisocyanat, obwohl die relativen Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Beispiele von geeigneten Katalysatoren umfassen (sind aber nicht beschränkt auf) Lewis-Säure-Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat, Bismuttrisneodecanoat, Cobaltbenzoat, Lithiumacetat, Zinn(II)-octoat, Triethylamin, Fe(III)-chlorid, Aluminiumtrichlorid, Bortrichlorid, Bortrifluorid, Titantetrachlorid, Zinntetrachlorid und Ähnliche. Wenn der Katalysator vorhanden ist, ist er in jeder erwünschten oder wirksamen Menge vorhanden, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 0,2 mol%, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 0,5 mol% und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 1 mol% und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 10 mol%, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 7,5 mol% und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 5 mol%, bezogen auf die Menge des Diisocyanats, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Beispiele von geeigneten Lösemitteln für den ersten Teil der Reaktion umfassen (sind aber nicht beschränkt auf) sowohl Toluol, Hexan, Heptan, Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Diethylether, Ethylacetat, Methylethylketon und Ähnliche als auch Mischungen davon. Wenn das Lösemittel vorhanden ist, ist es in jeder erwünschten Menge vorhanden, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 10 ml pro Millimol Diisocyanat, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 20 ml pro Millimol Diisocyanat, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 30 ml pro Millimol Diisocyanat und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 100 ml pro Millimol Diisocyanat, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 80 ml pro Millimol Diisocyanat und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 50 ml pro Millimol Diisocyanat, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Das Diisocyanat und der Monoalkohol werden auf eine erwünschte oder wirksame Temperatur erwärmt, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 25 °C, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 40 °C und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 50 °C und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 125 °C, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 100 °C und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 75 °C, obwohl die Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Das Diisocyanat und der Monoalkohol werden für eine erwünschte oder wirksame Zeitdauer erwärmt, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 5 Minuten, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 10 Minuten und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 15 Minuten und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 80 Minuten, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 40 Minuten und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 30 Minuten, obwohl die Zeit außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Anschließend an die Reaktion zwischen dem Diisocyanat und dem Monoalkohol braucht das erste Reaktionsprodukt nicht isoliert zu werden; die Reaktionsmischung kann auf Raumtemperatur abgekühlt werden, und das geeignet substituierte 1,2-Diaminocyclohexan kann zu der Reaktionsmischung zusammen mit zusätzlichem Lösemittel, falls erwünscht, zugesetzt werden, um die Reaktion zu vervollständigen.
Das erste Reaktionsprodukt und das 1,2-Diaminocyclohexan sind in erwünschten oder wirksamen relativen Mengen vorhanden, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 1,75 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 1,9 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 2 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 2,3 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 2,1 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 2 mol des ersten Reaktionsprodukts für jedes Mol 1,2-Diaminocyclohexan, obwohl die relativen Mengen außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Das erste Reaktionsprodukt und das 1,2-Diaminocyclohexan werden bei jeder erwünschten oder wirksamen Temperatur reagieren gelassen, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 10 °C, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 20 °C und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 30 °C und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 75 °C, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 50 °C und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 40 °C, obwohl die Temperatur außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Das erste Reaktionsprodukt und das 1,2-Diaminocyclohexan werden für jede erwünschte oder wirksame Zeitdauer reagieren gelassen, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 5 Minuten, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 10 Minuten und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 20 Minuten und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 3 Stunden, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 1,5 Stunden und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 1 Stunde, obwohl die Zeit außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Danach kann das Produkt durch Zugabe einer kleinen Menge eines Nichtlösemittels, wie Hexan oder Methylenchlorid, gefolgt von gründlichem Rühren, ausgefällt werden. Das Produkt kann dann durch Filtration isoliert werden.
Obwohl eine Beschränkung auf eine bestimmte Theorie nicht beabsichtigt ist, wird angenommen, dass die hierin beschriebenen trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen reversible Wasserstoffbindungen bilden, was zur Bildung von Oligomeren und Oligomernetzwerken führt, die durch nicht-kovalente Wasserstoffbindungen anstelle von kovalenten Bindungen zusammengehalten werden. Ein Beispiel einer solchen Bindungsbildung wird nachstehend wie folgt erläutert:
Obwohl eine Beschränkung auf eine bestimmte Theorie nicht beabsichtigt ist, wird angenommen, dass in den Tinten, welche diese trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen enthalten, wenigstens eine und vielleicht sämtliche dieser Wasserstoffbindungen bei den Temperaturen, bei welchen das Heißschmelztintenstrahldrucken abläuft (typischerweise, obwohl nicht notwendigerweise, über 100 °C) aufgebrochen werden können. Wenn die Tinte auf ein Zwischenübertragungselement oder ein Endaufzeichnungssubstrat gedruckt wird, kühlt die Tinte beim Drucken ab, was zur erneuten Bildung von Wasserstoffbindungen führt, die durch Erwärmen aufgebrochen waren. Die so gebildeten polymerartigen Materialien verhalten sich wie herkömmliche kovalent gebundene Polymere zum Erhöhen der Dauerhaftigkeit des Bildes. Die Bildbeständigkeit kann durch Zugabe einer trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]-Gelatorverbindung zu der Tinte erhöht werden. Die Gelatormoleküle können sich selbst zu 3-dimensionalen fasrigen Netzwerken durch intermolekulare Wasserstoffbindung und van der Waals-Wechselwirkungen anordnen. Es wird angenommen, dass die geschmolzene Tinte in diesen Gelnetzwerken gefangen wird und einen Halbfeststoff oder ein Gel bildet. Zusätzlich weisen die gelierten Tinten viskoelastische Fließcharakteristiken auf, die verschieden sind von denjenigen von herkömmlichen Heißschmelz- oder Phasenaustauschtinten, da sie ein elastisches Verhalten in einem Bereich zeigen, wo angenommen wird, dass sich die Tinte in flüssigem Zustand befindet. Dieses Verhalten zeigt sich durch den Crossover von G' (Lagermodul) und G'' (Verlustmodul), wobei G' höher ist als G'', was anzeigt, dass das Material elastisch ist. Die Elastizität des Materials kann auch unter Verwendung von Tan-Delta ausgedrückt werden, der definiert ist als das Verhältnis von G'' zu G' oder G''/G'. Ein Material, das einen Tan-Delta von weniger als eins hat, ist elastisch, während ein nicht-elastisches Material keinen Tan-Delta von weniger als eins über seinem Schmelzpunkt hat. Wenn die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoffurethan]-Gelatorverbindungen in Phasenaustauschtinten vorhanden sind, können sie eine Zwischengelphase ermöglichen, worin der Gelphasenübergang einen Tan-Delta von in einer Ausführungsform weniger als etwa 10, in einer anderen Ausführungsform weniger als etwa 5 und in einer noch anderen Ausführungsform weniger als etwa 1 zur Folge hat, obwohl der Tan-Delta außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Diese Elastizität kann weiter die Beständigkeit von Bildern erhöhen, die mit den Tinten gebildet sind, welche die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindungen enthalten. Die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoffurethan]-Gelatorverbindungen können auch erwünschte enge Gelphasenübergänge in den Tinten ermöglichen, in einer Ausführungsform 0,1 bis 40 °C breite Gelphasenübergänge, in einer anderen Ausführungsform 0,1 bis 20 °C breite Gelphasenübergänge und in einer noch anderen Ausführungsform 0,1 bis 15 °C breite Gelphasenübergänge, obwohl die Gelphasenübergänge außerhalb dieser Bereiche liegen können.
Phasenaustauschtinten, wie hierin beschrieben, weisen in einer speziellen Ausführungsform eine Gelphase oder einen Gelzustand von etwa 1 °C bis etwa 40 °C über dem Schmelzpunkt der Tinte auf, in einer anderen speziellen Ausführungsform weisen sie eine Gelphase oder einen Gelzustand von etwa 1 °C bis etwa 20 °C über dem Schmelzpunkt der Tinte auf und in einer noch anderen speziellen Ausführungsform weisen sie eine Gelphase oder einen Gelzustand von etwa 2 °C bis etwa 15 °C über dem Schmelzpunkt der Tinte auf, obwohl die Gelphase oder der Gelzustand außerhalb dieser Bereich auftreten können.
Die Bildung von wasserstoffgebundenen Oligomeren oder Polymeren aus speziellen Tintenträgermaterialien können nach jedem erwünschten Verfahren bestimmt werden. So ist z.B. ein dramatisches Einsetzen von harzartigen und viskoelastischen Charakteristiken beim Abkühlen ein Anzeichen für die Bildung von wasserstoffgebundenen Oligomeren oder Polymeren aus dem Tintenträgermaterial oder einer Kombination von Materialien. Die Bildung von Wasserstoffbindungen und wasserstoffgebundenen Oligomeren oder Polymeren kann auch durch IR-Spektroskopie nachgewiesen werden. Die NMR-Spektroskopie kann ebenfalls helfen, die Anwesenheit von wasserstoffgebundenen Oligomeren oder Polymeren nachzuweisen. In Fällen, worin das Tintenträgermaterial kristallin ist, kann Röntgenstrahl-Kristallografie verwendet werden, um die oligomere oder polymere Struktur zu definieren.
Weitere Information über Gele ist z.B. in Gels Handbook, Bd. 1-4, Hrsg. Y. Osada und K. Kajiwara (übersetzt von H. Ishida), 2001, Academic Press, beschrieben.
Phasenaustauschtinten, wie hierin beschrieben, enthalten ein Phasenaustauschträgersystem oder eine Phasenaustauschträgerzusammensetzung. Die Phasenaustauschträgerzusammensetzung ist typischerweise ausgelegt zur Verwendung in entweder einem direkten Druckmodus oder einem indirekten oder Offsetdruck-Übertragungssystem.
In dem direkten Druckmodus enthält die Phasenaustauschträgerzusammensetzung in einer Ausführungsform ein oder mehrere Materialien, die es ermöglichen, dass die Phasenaustauschtinte (1) in einem dünnen Film von gleichmäßiger Dicke auf das Endaufzeichnungssubstrat (wie Papier, transparentes Material und Ähnliches) aufgebracht wird, wenn sie nach dem Drucken direkt auf das Aufzeichnungssubstrat abgekühlt wird, (2) duktil ist, wobei eine ausreichende Flexibilität beibehalten wird, so dass das aufgebrachte Bild auf dem Substrat beim Biegen nicht bricht, und (3) einen hohen Grad von Helligkeit, Chromatizität, Transparenz und thermischer Stabilität besitzt.
In einer Offsetdruck-Übertragung oder einem indirekten Druckmodus weist die Phasenaustauschträgerzusammensetzung in einer Ausführungsform nicht nur die Charakteristiken, die für Tinten für direkten Druckmodus erwünscht sind, sondern auch bestimmte Strömungseigenschaften und mechanische Eigenschaften auf, die zur Verwendung in einem solchen System erwünscht sind, wie z.B. in der US-Patentschrift 5,389,958 beschrieben.
Es kann jede erwünschte oder wirksame Trägerzusammensetzung verwendet werden. Beispiele von geeigneten Tintenträgermaterialien umfassen Fettsäureamide, wie Monoamide, Tetraamide, Mischungen davon und Ähnliche. Spezielle Beispiele von geeigneten Fettsäureamid-Tintenträgermaterialien umfassen sowohl Stearylstearamid, ein Tetraamid auf Grundlage von Dimersäure, welches das Reaktionsprodukt von Dimersäure, Ethylendiamin und Stearinsäure ist, ein Tetraamid auf Grundlage von Dimersäure, welches das Reaktionsprodukt von Dimersäure, Ethylendiamin und einer Carbonsäure mit wenigstens etwa 36 Kohlenstoffatomen ist, und Ähnliche als auch Mischungen davon. Wenn der Fettsäureamid-Tintenträger ein Tetraamid auf Grundlage von Dimersäure ist, d.h. das Reaktionsprodukt von Dimersäure, Ethylendiamin und einer Carbonsäure mit wenigstens etwa 36 Kohlenstoffatomen ist, hat die Carbonsäure die allgemeine Formel
worin R eine Alkylgruppe ist, einschließlich lineare, verzweigte, gesättigte, ungesättigte und cyclische Alkylgruppen, wobei die Alkylgruppe in einer Ausführungsform wenigstens etwa 36 Kohlenstoffatome hat, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 40 Kohlenstoffatome hat, wobei die Alkylgruppe in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 200 Kohlenstoffatome hat, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 150 Kohlenstoffatome hat und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 100 Kohlenstoffatome hat, obwohl die Anzahl von Kohlenstoffatomen außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Carbonsäuren dieser Formel sind im Handel erhältlich z.B. von Baker Petrolite und können auch hergestellt werden wie in Beispiel 1 der US-Patentschrift 6,174,937 beschrieben. Weitere Information über Fettsäureamid-Trägermaterialien ist z.B. in der US-Patentschrift 4,889,560 , der US-Patentschrift 4,889,761 , der US-Patentschrift 5,194,638 , der US-Patentschrift 4,830,671 , der US-Patentschrift 6,174,937 , der US-Patentschrift 5,372,852 , der US-Patentschrift 5,597,856 , der US-Patentschrift 6,174,937 und der britischen Patentschrift 2 238 792 beschrieben.
Als Phasenaustauschtinte-Trägermaterialien sind auch von Isocyanat abgeleitete Harze und Wachse geeignet, wie von Urethanisocyanat abgeleitete Materialien, von Harnstoffisocyanat abgeleitete Materialien, von Urethan/Harnstoffisocyanat abgeleitete Materialien, Mischungen davon und Ähnliche. Weitere Information über von Isocyanat abgeleitete Trägermaterialien ist z.B. in der US-Patentschrift 5,750,604 , in der US-Patentschrift 5,780,528 , in der US-Patentschrift 5,782,966 , in der US-Patentschrift 5,783,658 , in der US-Patentschrift 5,827,918 , in der US-Patentschrift 5,830,942 , in der US-Patentschrift 5,919,839 , in der US-Patentschrift 6,255,432 , in der US-Patentschrift 6,309,453 , der britischen Patentschrift 2 294 939 , der britischen Patentschrift 2 305 928 , der britischen Patentschrift 2 305 670 , der britischen Patentschrift 2 290 793 , der PCT-Veröffentlichung WO 94/14902 , der PCT-Veröffentlichung WO 97/12003 , der PCT-Veröffentlichung WO 97/13816 , der PCT-Veröffentlichung WO 96/14364 , der PCT-Veröffentlichung WO 97/33943 und der PCT-Veröffentlichung WO 95/04760 beschrieben.
Mischungen von Fettsäureamidmaterialien und von Isocyanat abgeleiteten Materialien können ebenfalls als Tintenträgerzusammensetzung verwendet werden.
Zusätzliche geeignete Phasenaustauschtinten-Trägermaterialien umfassen sowohl Paraffine, mikrokristalline Wachse, Polyethylenwachse, Esterwachse, Amidwachse, Fettsäuren, Fettalkohole, wie die UNILIN^®-Produkte, erhältlich von Baker Petrolite, Fettsäureamide und andere wachsartige Materialien, Sulfonamidmaterialien, Harzmaterialien, hergestellt aus verschiedenen natürlichen Quellen (wie z.B. Tallölkolophoniumverbindungen und Harzester) und zahlreiche synthetische Harze, Oligomere, Polymere und Copolymere, wie Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere, Ethylen/Vinylacetat/Acrylsäure-Copolymere, Copolymere von Acrylsäure mit Polyamiden und Ähnliche, Ionomere und Ähnliche als auch Mischungen davon. Es können auch ein oder mehrere dieser Materialien in einer Mischung mit einem Fettsäureamidmaterial und/oder einem von Isocyanat abgeleiteten Material verwendet werden.
Der Tintenträger kann auch optional ein Antioxidans enthalten. Die optionalen Antioxidanzien schützen die Bilder vor Oxidation und schützen auch die Tintenkomponenten vor Oxidation während des Erwärmungsteils des Tintenherstellungsverfahrens. Spezielle Beispiele von geeigneten Antioxidanzien umfassen NAUGUARD^® 445, NAUGUARD^® 524, NAUGUARD^® 76, NAUGUARD^® 512, IRGANOX^® 1010 und Ähnliche. Wenn das optionale Antioxidans vorhanden ist, ist es in der Tinte in jeder erwünschten oder wirksamen Menge vorhanden, in einer Ausführungsform von wenigstens etwa 0,01 Gew.-% des Tintenträgers, in einer anderen Ausführungsform von wenigstens etwa 0,1 Gew.-% des Tintenträgers und in einer noch anderen Ausführungsform von wenigstens etwa 1 Gew.-% des Tintenträgers und in einer Ausführungsform von nicht mehr als etwa 20 Gew.-% des Tintenträgers, in einer anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 5 Gew.-% des Tintenträgers und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 3 Gew.-% des Tintenträgers, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Phasenaustauschtinte kann die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindung als stereoisomerisch reine Form der 1R,2R-Form, oder der 1S,2S-Form oder als eine Mischung der zwei stereoisomeren Formen einschließlich, aber nicht beschränkt auf racemische Mischungen, enthalten. Die trans-1,2-Cyclohexanbis[harnstoff-urethan]verbindung ist in der Phasenaustauschtinte in jeder erwünschten oder wirksamen Menge vorhanden, in einer Ausführungsform wenigstens etwa 0,1 Gew.-% der Phasenaustauschtinte, in einer anderen Ausführungsform wenigstens etwa 1 Gew.-% der Phasenaustauschtinte und in einer noch anderen Ausführungsform wenigstens etwa 5 Gew.-% der Phasenaustauschtinte und in einer Ausführungsform nicht mehr als etwa 30 Gew.-% der Phasenaustauschtinte, in einer anderen Ausführungsform nicht mehr als etwa 15 Gew.-% der Phasenaustauschtinte und in einer noch anderen Ausführungsform nicht mehr als 10 Gew.-% der Phasenaustauschtinte, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Der Tintenträger ist in der Phasenaustauschtinte in jeder erwünschten oder wirksamen Menge vorhanden, in einer Ausführungsform von wenigstens etwa 25 Gew.-% der Tinte, in einer anderen Ausführungsform von wenigstens etwa 50 Gew.-% der Tinte und in einer noch anderen Ausführungsform von wenigstens etwa 90 Gew.-% der Tinte und in einer Ausführungsform von nicht mehr als etwa 99 Gew.-% der Tinte, in einer anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 98 Gew.-% der Tinte und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 95 Gew.-% der Tinte, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
In einer speziellen Ausführungsform hat der Tintenträger einen Schmelzpunkt von höher als etwa 110 °C und in einer anderen Ausführungsform von höher als etwa 100 °C, obwohl der Schmelzpunkt des Tintenträgers außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Phasenaustauschtintenzusammensetzungen können auch ein Färbemittel enthalten. Jedes erwünschte oder wirksame Färbemittel kann verwendet werden, einschließlich Farbstoffe, Pigmente, Mischungen davon und Ähnliche, vorausgesetzt, dass das Färbemittel in dem Tintenvehikel aufgelöst oder dispergiert werden kann. Die Phasenaustauschträgerzusammensetzungen können in Kombination mit üblichen Phasenaustauschtintenfärbemittelmaterialien, wie Color Index (C.I.) Lösemittelfarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe, modifizierte Säurefarbstoffe und Direktfarbstoffe, basische Farbstoffe, Schwefelfarbstoffe, Küpenfarbstoffe und Ähnliche, verwendet werden.
Pigmente sind ebenfalls geeignete Färbemittel für Phasenaustauschtinten.
Ebenfalls geeignet sind die Färbemittel, die in der US-Patentschrift 6,472,523 , der US-Patentschrift 6,726,755 , der US-Patentschrift 6,476,219 , der US-Patentschrift 6,576,747 , der US-Patentschrift 6,713,614 , der US-Patentschrift 6,663,703 , der US-Patentschrift 6,755,902 , der US-Patentschrift 6,590,082 , der US-Patentschrift 6,696,552 , der US-Patentschrift 6,576,748 , der US-Patentschrift 6,646,111 und der US-Patentschrift 6,673,139 beschrieben sind.
Andere Tintenfarben neben den subtraktiven Primärfarben können für Anwendungen, wie postalische Markierung, industrielle Markierung und Etikettierung unter Verwendung von Phasenaustauschdrucken erwünscht sein, und die Tinten sind auf diese Bedürfnisse anwendbar. Ferner können infrarotabsorbierende (IR-absorbierende) oder ultraviolettabsorbierende (UV-absorbierende) Farbstoffe ebenfalls in die Tinten zur Verwendung, wie "unsichtbares" Codieren oder Markieren von Produkten, eingearbeitet werden. Beispiele solcher infrarot- und ultraviolettabsorbierender Farbstoffe sind z.B. in der US-Patentschrift 5,378,574 , der US-Patentschrift 5,146,087 , der US-Patentschrift 5,145,518 , der US-Patentschrift 5,543,177 , der US-Patentschrift 5,225,900 , der US-Patentschrift 5,301,044 , der US-Patentschrift 5,286,286 , der US-Patentschrift 5,275,647 , der US-Patentschrift 5,208,630 , der US-Patentschrift 5,202,265 , der US-Patentschrift 5,271,764 , der US-Patentschrift 5,256,193 , der US-Patentschrift 5,385,803 und der US-Patentschrift 5,554,480 beschrieben.
In einer speziellen Ausführungsform ist das Färbemittel ein von Isocyanat abgeleitetes gefärbtes Harz, wie z.B. in der US-Patentschrift 5,780,528 und der US-Patentschrift 5,919,839 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist das Färbemittel das Reaktionsprodukt eines hydroxylsubstituierten oder primären oder sekundären aminosubstituierten Chromophors mit einem Isocyanat. Beispiele von geeigneten Isocyanaten umfassen sowohl Monoisocyanate, Diisocyanate, Triisocyanate, Copolymere eines Diisocyanats, Copolymere eines Triisocyanats, Polyisocyanate (mit mehr als drei isocyanatfunktionellen Gruppen) und Ähnliche als auch Mischungen davon. Spezielle Beispiele von geeigneten Isocyanaten umfassen solche, die hierin vorstehend als geeignet für die Reaktion mit dem hydroxylsubstituierten oder aminosubstituierten Antioxidans aufgeführt wurden. Beispiele von geeigneten hydroxylsubstituierten und primären oder sekundären aminosubstituierten Chromophoren umfassen solche, die z.B. in der US-Patentschrift 3,157,633 , der US-Patentschrift 3,927,044 , der US-Patentschrift 3,994,835 , der US-Patentschrift 4,102,644 , der US-Patentschrift 4,113,721 , der US-Patentschrift 4,132,840 , der US-Patentschrift 4,137,243 , der US-Patentschrift 4,170,564 , der US-Patentschrift 4,284,729 , der US-Patentschrift 4,507,407 , der US-Patentschrift 4,640,690 , der US-Patentschrift 4,732,570 , der US-Patentschrift 4,751,254 , der US-Patentschrift 4,751,254 , der US-Patentschrift 4,761,502 , der US-Patentschrift 4,775,748 , der US-Patentschrift 4,812,141 , der US-Patentschrift 4,846,846 , der US-Patentschrift 4,871,371 , der US-Patentschrift 4,912,203 , der US-Patentschrift 4,978,362 , der US-Patentschrift 5,043,013 , der US-Patentschrift 5,059,244 , der US-Patentschrift 5,149,800 , der US-Patentschrift 5,177,200 , der US-Patentschrift 5,270,363 , der US-Patentschrift 5,290,921 und der US-Patentschrift 5,731,398 beschrieben sind. Hydroxyl enthaltende und primäre oder sekundäre Amino enthaltende Färbemittel aus den Klassen des Color Index (C.I.) Lösemittelfarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe, modifizierte Säurefarbstoffe und Direktfarbstoffe, basische Farbstoffe, Schwefelfarbstoffe, Küpenfarbstoffe und Ähnliche können ebenfalls verwendet werden. Diese Färbemittel können auch die Fließeigenschaften der Tinten, die sie enthalten, beeinflussen.
Das Färbemittel ist in der Phasenaustauschtinte in jeder erwünschten oder wirksamen Menge vorhanden, um die erwünschte Farbe oder den Farbton zu erhalten, typischerweise wenigstens etwa 0,1 Gew.-% der Tinte, bevorzugt wenigstens etwa 0,2 Gew.-% der Tinte und bevorzugter wenigstens etwa 0,5 Gew.-% der Tinte und typischerweise nicht mehr als etwa 50 Gew.-% der Tinte, bevorzugt nicht mehr als etwa 20 Gew.-% der Tinte und bevorzugter nicht mehr als etwa 10 Gew.-% der Tinte, obwohl die Menge außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Tintenzusammensetzungen in einer Ausführungsform haben Schmelzpunkte von nicht niedriger als etwa 40 °C, in einer anderen Ausführungsform von nicht niedriger als etwa 60 °C und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht niedriger als etwa 70 °C und haben Schmelzpunkte in einer Ausführungsform von nicht höher als etwa 140 °C, in einer anderen Ausführungsform von nicht höher als etwa 120 °C und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht höher als etwa 100 °C, obwohl der Schmelzpunkt außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Tintenzusammensetzungen haben gewöhnlich Schmelzviskositäten bei der Ausstoßtemperatur (in einer Ausführungsform nicht niedriger als etwa 75 °C, in einer anderen Ausführungsform nicht niedriger als etwa 100 °C und in einer noch anderen Ausführungsform nicht niedriger als etwa 120 °C und in einer Ausführungsform nicht höher als etwa 180 °C und in einer anderen Ausführungsform nicht höher als etwa 150 °C, obwohl die Ausstoßtemperatur außerhalb dieser Bereiche liegen kann in einer Ausführungsform von nicht mehr als etwa 30 Centipoise, in einer anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 20 Centipoise und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht mehr als etwa 15 Centipoise und in einer Ausführungsform von nicht weniger als etwa 2 Centipoise, in einer anderen Ausführungsform von nicht weniger als etwa 5 Centipoise und in einer noch anderen Ausführungsform von nicht weniger als etwa 7 Centipoise, obwohl die Schmelzviskosität außerhalb dieser Bereiche liegen kann.
Die Tintenzusammensetzungen können nach jedem erwünschten oder geeigneten Verfahren hergestellt werden. So können z.B. die Tintenbestandteile zusammen vermischt werden, gefolgt von Erwärmen auf eine Temperatur in einer Ausführungsform von wenigstens etwa 100 °C und in einer Ausführungsform von nicht mehr als etwa 140 °C, obwohl die Temperatur außerhalb dieser Bereiche liegen kann, und Rühren und Vermahlen, bis eine homogene Tintenzusammensetzung erhalten ist, gefolgt von Abkühlen der Tinte auf Umgebungstemperatur (typischerweise von etwa 20 bis etwa 25 °C). Die Tinten sind bei Umgebungstemperatur fest. In einer speziellen Ausführungsform werden während des Herstellungsverfahrens die Tinten in ihrem geschmolzenen Zustand in Formen gegossen und dann zum Bilden von Tintenstäbchen abkühlen und verfestigen gelassen.
Die Tinten können in einer Vorrichtung für direkte Tintenstrahldruckverfahren und in indirekten (Offset)-Tintenstrahldruckanwendungen verwendet werden. Eine andere hierin beschriebene Ausführungsform ist auf ein Verfahren gerichtet, welches das Einbringen einer Tinte, wie hierin beschrieben, in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, das Schmelzen der Tinte und das Ausstoßen von Tröpfchen der geschmolzenen Tinte in einem bildweisen Muster auf ein Aufzeichnungssubstrat umfasst. Ein direktes Druckverfahren ist z.B. ebenfalls in der US-Patentschrift 5,195,430 beschrieben. Eine noch andere hierin beschriebene Ausführungsform ist auf ein Verfahren gerichtet, welches das Einbringen einer Tinte, wie hierin beschrieben in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, das Schmelzen der Tinte, das Ausstoßen von Tröpfchen der geschmolzenen Tinte in einem bildweisen Muster auf ein Zwischenübertragungselement 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 oberhalb derjenigen des Endaufzeichnungsblattes und unterhalb derjenigen der geschmolzenen Tinte in der Druckvorrichtung erwärmt. In einer Ausführungsform wird das Zwischenübertragungselement auf eine Temperatur von etwa 4 °C über bis etwa 60 °C unter die Tintenschmelztemperatur erwärmt, und in einer anderen Ausführungsform wird das Zwischenübertragungselement auf eine Temperatur von etwa 2 °C über bis etwa 50 °C unter die Tintenschmelztemperatur erwärmt, obwohl die Temperatur des Zwischenübertragungselements außerhalb dieser Bereiche liegen kann. Ein Offset- oder indirektes Druckverfahren ist z.B. ebenfalls in der US-Patentschrift 5,389,958 beschrieben. In einer speziellen Ausführungsform verwendet die Druckvorrichtung ein piezoelektrisches Druckverfahren, worin Tröpfchen der Tinte in einem bildweisen Muster durch Oszillationen von piezoelektrischen schwingenden Elementen ausgestoßen werden. Tinten, wie hierin beschrieben, können auch in anderen Heißschmelzdruckverfahren, wie akustisches Heißschmelztintenstrahldrucken, thermisches Heißschmelztintenstrahldrucken, Heißschmelztintenstrahldrucken mit kontinuierlichem Strom oder Ablenkung und Ähnliches, verwendet werden. Phasenaustauschtinten, wie hierin beschrieben, können auch in Druckverfahren verwendet werden, die keine Heißschmelztintenstrahldruckverfahren sind.
Es kann jedes geeignete Substrat oder Aufzeichnungsblatt verwendet werden, einschließlich Normalpapiere, wie XEROX^® 4024-Papiere, XEROX^® Image Series-Papiere, Courtland 4024 DP-Papier, liniertes Notizbuchpapier, gebundenes Papier, mit Siliciumdioxid beschichtete Papiere, wie mit Siliciumdioxid beschichtetes Papier von Sharp Company, JuJo-Papier, HAMMERMILL LASERPRINT^®-Papier und Ähnliche, transparente Materialien, Gewebe, textile Produkte, Kunststoffe, polymere Filme, anorganische Substrate, wie Metalle, und Holz und Ähnliche.
BEISPIEL I
In eine 1,6-Diisocyanatohexan (4,04 g, 24,0 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals, Milwaukee, WI) und wasserfreies Tetrahydrofuran (100 ml, Sigma-Aldrich Fine Chemicals, Milwaukee, WI) enthaltende Lösung, die bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde 2-Ethylhexanol (3,13 g, 24,0 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) und Dibutylzinndilaurat (0,38 g, 0,6 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) als Katalysator zugesetzt. Die Mischung wurde gerührt und auf eine Innentemperatur von etwa 70 °C erwärmt. Der Fortgang der Reaktion wurde durch ¹H-NMR-Spektroskopie auf den Verbrauch des Ausgangsmaterials 2-Ethylhexanol überwacht, was sich durch das Verschwinden des Multipletts -CH₂OH anzeigte, das bei 3,5 ppm als Schulterspitze an dem unteren Ende des Isocyanat-Zwischenprodukts auftritt, dessen Signal sich bei 3,35-3,40 ppm befindet. Die Mischung wurde auf eine Innentemperatur von etwa 5 °C abgekühlt; danach wurde zu dieser Mischung eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (1,37 g, 12 mmol, erhalten als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sig ma-Aldrich Fine Chemicals) aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), zugesetzt. Die Mischung wurde etwa 30 Minuten gerührt, wobei sie sich auf Raumtemperatur erwärmte und unter Bildung einer gelatineartigen Aufschlämmung verdickte. Eine FTIR-spektroskopische Analyse einer Reaktionsprobe zeigte sehr wenig nicht umgesetztes Isocyanat (Spitze bei 2180 cm^–1, Probe hergestellt als ein KBr-Pellet). Das restliche Isocyanat wurde durch Zugabe von 5 ml Methanol gequencht. Aus der Aufschlämmung wurde ein kristallines Produkt isoliert, indem zuerst Methylenchlorid (40 ml) zugesetzt wurde, gefolgt von Rühren für etwa 20 Minuten, um eine vollständige Ausfällung aus der Gelaufschlämmung sicherzustellen. Der Feststoff wurde durch Absaugen auf einem Papierfilter abfiltriert, mit Methylenchlorid (etwa 10 ml) gewaschen und dann an der Luft getrocknet zum Erhalt von 7,36 g eines weißlichen Feststoffs (86 % Ausbeute). Es wurde angenommen, dass das Produkt die Formeln
hatte.
Eine ¹H-NMR-spektroskopische Analyse des Feststoffs wurde in DMSO-d₆ (300 MHz) bei hoher Temperatur (60 °C) durchgeführt und zeigte die vorstehende Struktur mit den folgenden zugeordneten Spitzen an: 0,90 ppm (Multiplett, 6H-Integration, -OCH₂CH(CH₂ CH ₃)CH₂CH₂CH₂ CH ₃), 1,0-1,95 ppm (breite Multipletts, 20H-Integration, 8 Methylenprotonen aus dem 2-Ethylhexanolteil, 8 Methylenprotonen aus dem 1,6-Diisocyanatohexanteil und 4 Methylenprotonen aus dem Cyclohexanringteil), 2,95 ppm (schma les Multiplett, 4H-Integration, -NH(C=O)NHCH ₂(CH₂)₄ CH ₂NH(C=O)O), 3,20 ppm (breites Singlett, 1H-Integration, tertiäres Methinproton benachbart zu der Harnstoffgruppe an dem Cyclohexanring), 3,90 ppm (Dublett, 2H-Integration, OCH ₂CH(CH₂CH₃)CH₂CH₂CH₂CH₃), 5,65 ppm und 5,75 ppm (jeweils ein breites Singlett, 1H-Integration, Harnstoff-NH-Protonen), 6,75 ppm (breites Singlett, 1H-Integration, Urethan-NH-Proton). Elementaranalyse berechnet für C: 64,19 %, H: 10,49 %, N: 11,82 %, gefunden für C: 61,70 %, H: 9,86 %, N: 14,91 %.
BEISPIEL II
In eine 1,6-Diisocyanatohexan (4,04 g, 24,0 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals, Milwaukee, WI) und wasserfreies Tetrahydrofuran (100 ml, Sigma-Aldrich Fine Chemicals, Milwaukee, WI) enthaltende Lösung, die bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde 1-Octanol (3,13 g, 24,0 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) und Dibutylzinndilaurat (0,15 g, 0,24 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) als Katalysator zugesetzt. Die Mischung wurde gerührt und auf eine Innentemperatur von etwa 65 °C erwärmt. Der Fortgang der Reaktion wurde durch ¹H-NMR-Spektroskopie auf den Verbrauch des Ausgangsmaterials 1-Octanol überwacht, was sich durch das Verschwinden des Multipletts -CH₂OH anzeigte, das bei 3,6 ppm an dem unteren Ende des Isocyanatzwischenprodukts auftritt, dessen Signal sich bei 3,35 ppm befindet. Die Mischung wurde auf eine Innentemperatur von etwa 15 °C abgekühlt; danach wurde zu dieser Mischung eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (1,37 g, 12 mmol, erhalten als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), zugesetzt. Die Mischung wurde etwa 60 Minuten gerührt, wobei sie sich auf Raumtemperatur erwärmte und unter Bildung einer gelatineartigen Aufschlämmung verdickte. Eine FTIR-spektroskopische Analyse einer Reaktionsprobe zeigte sehr wenig nicht umgesetztes Isocyanat (Spitze bei 2180 cm^–1, Probe hergestellt als ein KBr-Pellet). Das restliche Isocyanat wurde durch Zugabe von 5 ml Methanol gequencht. Aus der Aufschlämmung wurde ein kristallines Produkt isoliert, indem zuerst Diethylether (20 ml) zugesetzt wurde, gefolgt von Rühren für etwa 30 Minuten, um eine vollständige Ausfällung aus der Gelaufschlämmung sicherzustellen. Der Feststoff wurde durch Absaugen auf einem Papierfilter abfiltriert, mit Diethylether gewaschen und dann an der Luft getrocknet zum Erhalt von 6,20 g eines weißlichen Feststoffs (77,5 % Ausbeute). Es wurde angenommen, dass das Produkt die Formeln
hatte.
Eine ¹H-NMR-spektroskopische Analyse des Feststoffs wurde in DMSO-d₆ (300 MHz) bei hoher Temperatur (60 °C) durchgeführt und zeigte die vorstehende Struktur mit den folgenden zugeordneten Spitzen an: 0,90 ppm (Multiplett, 3H-Integration, -OCH₂(CH₂)₆ CH ₃), 1,05-1,95 ppm (breite Multipletts, 24H-Integration, 12 Methylenprotonen aus dem 2-Ethylhexanolteil, 8 Methylenprotonen aus dem 1,6-Diisocyanatohexanteil und 4 Methylenprotonen aus dem Cyclohexanringteil), 2,95 ppm (schmales Multiplett, 4H-Integration, -NH(C=O)NHCH ₂(CH₂)₄ CH ₂NH(C=O)O), 3,35 ppm (Dublett, 1H-Integration, tertiäres Methinproton benachbart zu der Harnstoffgruppe an dem Cyclohexanring), 3,90 ppm (Dublett aus Dubletten, 2H-Integration NH(C=O)OCH ₂(CH₂)₆CH₃, 5,70 ppm und 5,85 ppm (jeweils ein breites Singlett, 1H-Integration, Harnstoff-NH-Protonen), 7,00 ppm (breites Singlett, 1H-Integration, Urethan-NH-Proton). Elementaranalyse berechnet für C: 64,19 %, H: 10,49 %, N: 11,82 %, gefunden für C: 64,46 %, H: 10,63 %, N: 10,99 %.
BEISPIEL III
In eine 1,6-Diisocyanatohexan (2,35 g, 13,95 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) und wasserfreies Hexan (100 ml, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) enthaltende Lösung, die bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde Diethylenglycolbutylether (2,27 g, 14,0 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), das vorher über Calcium chloridkörnchen getrocknet war, und Dibutylzinndilaurat als Katalysator (0,095 g, 0,15 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) zugesetzt. Die Mischung wurde gerührt und auf eine Innentemperatur von etwa 45 °C erwärmt. Der Fortgang der Reaktion wurde durch ¹H-NMR-Spektroskopie auf den Verbrauch des Ausgangsmaterials Diethylenglycolbutylether überwacht. Die Mischung wurde auf etwa 15 °C Innentemperatur abgekühlt; danach wurde zu dieser Mischung tropfenweise eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (0,80 g, 7,0 mmol, erhalten als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Hexan (20 ml), zugesetzt. Die Mischung wurde etwa 30 Minuten gerührt, während sie sich auf Raumtemperatur erwärmte, und eine FTIR-spektroskopische Analyse einer Reaktionsprobe zeigte kein nicht umgesetztes Isocyanat (Spitze bei 2180 cm^–1, Probe hergestellt als ein KBr-Pellet). Das kristalline Produkt wurde durch Filtration unter vermindertem Druck auf Filterpapier isoliert, mit Hexan gespült und dann an der Luft getrocknet zum Erhalt von 4,82 g eines weißen Pulvers (88,8 %). Es wurde angenommen, dass das Produkt die Formeln
hatte.
Eine ¹H-NMR-spektroskopische Analyse des Feststoffs wurde in DMSO-d₆ (300 MHz) bei 80 °C durchgeführt und zeigte die vorstehende Struktur mit den folgenden zugeordneten Spitzen an: 0,90 ppm (Multiplett, 3H-Integration, -OCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂ CH ₃), 1,05-1,95 ppm (breite Multipletts, 16H-Integration, 4 Methylenprotonen von dem Butyletherende, 8 Methylenprotonen von dem 1,6-Diisocyanatohexanteil und 4 Methylenprotonen von dem Cyclohexanringteil), 3,00 ppm (schmales Multiplett, 5H-Integration, -NH(C=O)NHCH ₂(CH₂)₄ CH ₂NH(C=O)O) und auch tertiäres Methinproton benachbart zu der Harnstoffgruppe an dem Cyclohexanring), 3,40-3,70 ppm (Multipletts, 8H-Integration, NH(C=O)OCH₂ CH ₂OCH ₂ CH ₂OCH ₂CH₂CH₂CH₃), 4,10 ppm (Singlett, 2H-Integration, NH(C=O)OCH ₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃), 5,60 ppm und 5,70 ppm (jeweils ein breites Singlett, 1H-Integration, Harnstoff-NH-Protonen), 6,75 ppm (breites Singlett, 1H-Integration, Urethan-NH-Proton). Elementaranalyse berechnet für C: 58,83 %, H: 9,54 %, N: 10,83 %, gefunden für C: 58,81 %, H: 9,58 %, N: 12,17 %.
BEISPIEL IV
In eine 1,6-Diisocyanatohexan (1,86 g, 11,09 mmol, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) und Hexan (250 ml) enthaltende Lösung, die bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde eine Lösung von 1-Octadecanol (3,0 g, 11,09 mmol, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) und Dibutylzinndilaurat (0,07 g, 1 mol %, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) als Katalysator zugesetzt. Die erhaltene Lösung wurde 1 Stunde auf 60 °C erwärmt, während welcher Zeit ein weißer Niederschlag gebildet wurde. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur (20 bis 25 °C) abgekühlt. Eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (0,69 g, 6,09 mmol, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) in Hexan (50 ml) wurde dann langsam zu der Reaktionsmischung durch einen Zugabetrichter zugesetzt. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur 2 Stunden heftig gerührt, während welcher Zeit ein viskoserer weißer Niederschlag gebildet wurde. Ein IR-Spektrum zeigte die Anwesenheit von Spurenmengen von Isocyanat an. Weiteres trans-1,2-Diaminocyclohexan wurde zugesetzt (0,1 g, 0,87 mmol) und weitere 30 Minuten gerührt, während welcher Zeit das gesamte Isocyanat verbraucht wurde, wie durch IR gezeigt. Das Produkt wurde durch Filtration unter vermindertem Druck auf einem Papierfilter isoliert, mit Hexan gespült und unter vermindertem Druck 2 Stunden bei 60 °C getrocknet zum Erhalt von 5 g eines weißlichen Pulvers (91 % Ausbeute). Es wurde angenommen, dass das Produkt die Formeln
hatte.
Eine IR- und ¹H-NMR-Analyse des Produkts zeigte, dass das Produkt von hoher Reinheit war. IR (KBr) 3318, 2921, 2849, 1684, 1634, 1539, 1276 cm^–1; ¹H-NMR (DMSO-d₆, bei 100 °C), 0,89 ppm (Triplett, 6H-Iintegration, CH ₃(CH₂)₁₆CH₂CONH-), 1,01-1,82 ppm (Multiplett, 86H, 6 Methylenprotonen an dem Cyclohexylring, -NHCONHCH₂(CH ₂)₄CH₂NHCO₂-, CH₃(CH ₂)₁₆CH₂CONH-), 1,83 ppm (breites Dublett, 0,4H, CH an den Cyclohexylringen benachbart zu Kohlenstoffatomen, die an den NH-Harnstoff gebunden sind), 1,89 ppm (breites Dublett, 1,6H, tertiäres Methinproton benachbart zu der Harnstoffgruppe an dem Cyclohexanring), 2,25 ppm (Dublett aus einem Triplett, 0,2H, -NHCONHCH ₂(CH₂)₄CH ₂NHCO₂-), 2,8 ppm (Dublett aus Dubletten, 0,3H, CH an dem Cyclohexylring benachbart zu dem NH-Harnstoff), 3,00 ppm (Quartett, 7,8H, -NHCONHCH ₂(CH₂)₄CH ₂NHCO₂-), 3,18 ppm (Multiplen, 1,7H, CH an dem Cyclohexylring benachbart zu dem NH-Harnstoff), 4,02 ppm (Triplett, 4H, -NHCO₂CH ₂(CH₂)₁₆CH₃), 5,37 (breites Triplett, 0,7H, -NHCONH-), 5,71 ppm (breites Duplett, 3,3H, -NHCONH-), 6,48 ppm (breites Singlett, 2H, -NHCO₂-), Schmelzpunkt durch DSC 119,5 °C.
BEISPIEL V
In eine 1,6-Diisocyanatohexan enthaltende Lösung (2,07 g, 12,34 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) und Hexan (250 ml), die bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde eine Lösung von 1-Dodecanol (2,30 g, 12,34 mmol, erhalten von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml, erhalten von Aldrich Fine Chemicals) und Dibutylzinndilaurat (0,08 g, 1 mol %, erhalten von Sigma-Aldrich Chemical Company) als Katalysator zugesetzt. Die erhaltene Lösung wurde 1 Stunde auf 45 °C erwärmt, während welcher Zeit ein weißer Niederschlag gebildet wurde. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur (20 bis 25 °C) abgekühlt. Eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (0,775 g, 6,79 mmol, erhalten als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) in Hexan (50 ml) wurde dann langsam zu der Reaktionsmischung durch einen Zugabetrichter zugesetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt, während welcher Zeit ein viskoserer weißer Niederschlag gebildet wurde. Ein IR-Spektrum zeigte die Anwesenheit einer Spurenmenge von Isocyanant an. Weiteres trans-1,2-Diaminocyclohexan (0,07 g, 0,6 mmol) wurde zugesetzt und weitere 30 Minuten gerührt, während welcher Zeit das gesamte Isocyanat verbraucht wurde, wie durch IR gezeigt. Das Produkt wurde durch Filtration unter vermindertem Druck auf einem Papierfilter isoliert, mit Hexan gespült und unter vermindertem Druck 2 Stunden bei 60 °C getrocknet zum Erhalt von 4,6 g Produkt als weißliches Pulver (90 % Ausbeute). Es wurde angenommen, dass das Produkt die Formeln
hatte.
Eine ¹H-NMR-Analyse des Produkts zeigte, dass das Produkt von hoher Reinheit war. IR (KBr) 3320, 2919, 2851, 1684, 1635, 1538, 1265 cm^–1, ¹H-NMR (DMSO-d₆, bei 80 °C), 0,89 ppm (Triplett, 6H, CH ₃(CH₂)₁₆CH₂CONH-), 1,01-1,80 ppm (Multiplett, 62H, 6 Methylenprotonen an dem Cyclohexylring, -NHCONHCH₂(CH ₂)₄CH₂NHCO₂-, CH₃(CH ₂)₁₆CH₂CONH-), 1,87 ppm (breites Dublett, 2H, eines der zwei CH₂-Wasserstoffatomen an dem Cyclohexylring benachbart zu Kohlenstoffatomen, die an den NH-Harnstoff gebunden sind), 2,98 ppm (Quartett, 8H, -NHCONHCH₂(CH ₂)₄CH ₂NHCO₂-), 3,24 ppm (Multiplett, 2H, CH an dem Cyclohexylring benachbart zu dem NH-Harnstoff), 4,93 ppm (Triplett, 4H, -NHCO₂CH ₂(CH₂)₁₆CH₃), 5,56 ppm (breites Singlett, 2H, -NHCONH-), 5,60 ppm (breites Multiplett, 2H, -NHCONH-), 6,60 ppm (breites Singlett, 2H, -NHCO₂-), Schmelzpunkt durch DSC 111,7 °C.
BEISPIEL VI
Das Verfahren von Beispiel I wird wiederholt mit der Ausnahme, dass 4-Phenylphenol anstelle von 2-Ethylhexanol verwendet wird. Eine Lösung von 4-Phenylphenol (4,08 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals, Milwaukee, WI), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), wird zu einer zweiten Lösung zugesetzt, die 1,6-Diisocyanatohexan (4,04 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml), zugesetzt und bei Raumtemperatur gerührt. Dibutylzinndilaurat (0,38 g, 0,6 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) wird als Katalysator zugesetzt, und die Mischung wird 30 bis 60 Minuten auf eine Innentemperatur von etwa 80 °C erwärmt. Die Mischung wird dann auf eine Innentemperatur von etwa 20 °C abgekühlt, nach welcher Zeit dann tropfenweise zu der Mischung eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (1,37 g, 12 mmol, erhältlich als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zugesetzt wird. Die Mischung wird etwa 60 Minuten gerührt, während sie sich auf Raumtemperatur erwärmt. Das restliche Isocyanat wird durch Zugabe von 5 ml Methanol gequencht. Es wird angenommen, dass ein kristallines Produkt aus der Mischung durch die Zugabe von Hexan (40 ml), gefolgt von Rühren für etwa 30 Minuten, ausgefällt werden kann. Der Feststoff kann durch Filtration unter vermindertem Druck isoliert, mit Hexan und Diethylether (jeweils etwa 10 ml) gespült und dann an der Luft getrocknet werden. Es wird angenommen, dass die Verbindungen der Formeln
erhalten werden.
BEISPIEL VII
Das Verfahren von Beispiel VI wird wiederholt mit der Ausnahme, dass 3-Pentadecylphenol anstelle von 4-Phenylphenol verwendet wird. Eine Lösung von 3-Pentadecylphenol (7,31 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), wird zu einer zweiten Lösung zugesetzt, die 1,6-Diisocyanathexan (4,04 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml), enthält, und bei Raumtemperatur gerührt. Dibutylzinndilaurat (0,38 g, 0,6 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) wird als Katalysator zugesetzt) und die Mischung wird 30 bis 60 Minuten auf eine Innentemperatur von etwa 80 °C erwärmt. Die Mischung wird dann auf eine Innentemperatur von etwa 20 °C abgekühlt, wonach tropfenweise zu der Mischung eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (1,37 g, 12 mmol, erhältlich als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), zugesetzt wird. Die Mischung wird etwa 60 Minuten gerührt, wobei sie sich auf Raumtemperatur erwärmt. Restliches Isocyanat wird durch Zugabe durch 5 ml Methanol gequencht. Es wird angenommen, dass ein kristallines Produkt aus der Mischung durch die Zugabe von Hexan (40 ml), gefolgt von Rühren für etwa 30 Mi nuten, ausgefällt werden kann. Der Feststoff kann durch Filtration unter vermindertem Druck isoliert, mit Hexan und Diethylether (jeweils etwa 10 ml) gespült und dann an der Luft getrocknet werden. Es wird angenommen, dass Verbindungen der Formeln
erhalten werden.
BEISPIEL VIII
Das Verfahren von Beispiel VI wird wiederholt mit der Ausnahme, dass 4-Phenyl-1-butanol anstelle von 4-Phenylphenol verwendet wird. Eine Lösung von 4-Phenyl-1-butanol (3,60 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) wird zu einer zweiten Lösung zugesetzt, die 1,12-Diisocyanatodecan (6,06 g, 24,0 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (100 ml), enthält, und bei Raumtemperatur gerührt. Dibutylzinndilaurat (0,38 g, 0,6 mmol, erhältlich von Sigma-Aldrich Fine Chemicals) wird als Katalysator zugesetzt) und die Mischung wird 30 bis 60 Minuten auf eine Innentemperatur von etwa 80 °C erwärmt. Die Mischung wird dann auf eine Innentemperatur von etwa 20 °C abgekühlt, wonach tropfenweise zu der Mischung eine Lösung von trans-1,2-Diaminocyclohexan (1,37 g, 12 mmol, erhältlich als eine racemische Mischung von (1R,2R)- und (1S,2S)-Stereoisomeren von Sigma-Aldrich Fine Chemicals), aufgelöst in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), zugesetzt wird. Die Mischung wird etwa 60 Minuten gerührt, wobei sie sich auf Raumtemperatur erwärmt. Restliches Isocyanat wird durch Zugabe durch 5 ml Methanol gequencht. Es wird angenommen, dass ein kristallines Produkt aus der Mischung durch die Zugabe von Hexan (40 ml), gefolgt von Rühren für etwa 30 Minuten, ausgefällt werden kann. Der Feststoff kann durch Filtration unter vermindertem Druck isoliert, mit Hexan und Diethylether (jeweils etwa 10 ml) gespült und dann an der Luft getrocknet werden. Es wird angenommen, dass Verbindungen der Formeln
erhalten werden.
TINTENBEISPIEL 1
Eine cyanfarbene Tintenzusammensetzung wurde in einem Becher hergestellt durch Zusetzen von (1) 21,6 g (61,03 Gewichtsteile) Polyethylenwachs (PE 500, erhalten von Baker Petrolite, Tulsa, OK, ein Polyethylen-Homopolymer mit einer mittleren Kettenlänge von C-36), (2) 9,76 g (27,41 Gewichtsteile) eines linearen primären langkettigen Alkohols (UNILIN^© 425, erhalten von Baker Petrolite, Tulsa, OK, mit einer mittleren Kettenlänge von C-30), (3) 1,27 g (3,59 Gewichtsteile) eines Glyzerinesters von hydrierter Harzsäure (KE-100, erhalten von Arakawa Chemical Industries, Ltd, Osaka, Japan) (4) 0,91 g (2,57 Gewichtsteile) eines Alkylbenzylphthalats der Formel
(SANTICIZER^© 278, erhalten von Ferro Corporation, Bridgeport, NJ), (5) 0,03 g (0,08 Gewichtsteile) NAUGUARD^® 445-Antioxidans (erhalten von Uniroyal Chemical Co., Middlebury, CT) und (6) 1,04 g (2,83 Gewichtsteile) des in Beispiel IV hergestellten trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethans). Die Materialien wurden bei einer Temperatur von etwa 135 °C in einem Reaktionsblock (von H + P Labortechnik GmbH, München) geschmolzen, der mit einem Telemodell 40CT geregelt war, und 2 Stunden bei 500 Upm gerührt. Zu dieser Mischung wurden dann (7) 0,89 g (2,49 Gewichtsteile) des in Beispiel V der US-Patentschrift 6,472,523 beschriebenen cyanfarbenen Färbemittels zugesetzt. Die Tinte wurde 2 weitere Stunden gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die so hergestellte cyanfarbene Tinte wies eine Viskosität von 7,2 Centipoise auf, gemessen mittels eines RFS3-Rheometrics-Parallelplatten-Viskosimeters bei 110 °C.
TINTENBEISPIEL 2
Eine cyanfarbene Tinte wurde wie in dem Tintenbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass 3,5 Gewichtsteile des trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethans) verwendet wurden. Die so hergestellte cyanfarbene Tinte wies eine Viskosität von 26 Centipoise auf, gemessen mitttels eines RFS3 Rheometrics-Parallelplatten-Viskosimeters bei 120 °C.
VERGLEICHSBEISPIEL A

Eine cyanfarbene Tinte wurde wie in dem Tintenbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass kein trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethan) vorhanden war. Die relativen Mengen der Bestandteile dieser Tinte, ausgedrückt als Gewichtsteile der Tinte, sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

Komponente	Tinte 1	Tinte 2	Tinte A
POLYWAX 500	61,03	60,60	62,81
UNILIN^® 425	27,41	27,23	28,21
KE-100	3,59	3,57	3,69
SANTICIZER^® 278	2,57	2,55	2,65
Harnstoff-Urethan	2,83	3,50	0
NAUGUARD^® 445	0,08	0,08	0,09
cyanfarbenes Färbemittel	2,49	2,47	2,56
gesamt	100	100	100

Die Rheologie der Tinten wurde unter Verwendung eines geregelten Belastungsrheometers RFS3, erhalten von Rhemotrics Scientific, in einer üblichen Parallelplattenkonfiguration gemessen. Die nachstehende Tabelle zeigt den Tan-Delta (Verhältnis des Verlustmoduls oder viskosen Moduls G'' zu dem Lagermodul oder elastischen Modul G') der zwei Tinten in einem Bereich über ihrem Schmelzpunkt (der Schmelzpunkt der Tinten liegt bei etwa 90 °C, bestimmt mit dem Rheometer). Die Tinte 1 und die Tinte 2 haben einen niedrigeren Tan-Delta in diesem Bereich, was eine Erhöhung von G' (elastischer Modul) anzeigt, und einen Tan-Delta von weniger als eins bei 95 °C, was anzeigt, dass G' viel höher ist als G'', was nahelegt, dass das Material in diesem Bereich elastisch ist. Die Vergleichstinte A hat andererseits einen hohen Tan-Delta in dem gleichen Bereich, was eine sehr niedrige Elastizität im Vergleich zu den Tinten 1 und 2 nahelegt. Diese Daten zeigen, dass das trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethan) die Fließeigenschaften der festen Tinten, die es enthalten, signifikant beeinflusst. Es wird erwartet, dass der Anstieg der Elastizität der Tinte über ihren Schmelzpunkt ein widerstandsfähigeres Bild ergibt.

Temperatur (°C) Tan-Delta Tinte 1 Tan-Delta Tinte 2 Tan-Delta Tinte A

105 1,84 1,41 14

100 1,28 1,00 17

95 0,76 0,91 15
TINTENBEISPIEL 3
Eine Tinte wird wie in dem Tintenbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass der Cyanfarbstoff durch 3 Gewichtsteile des in Beispiel I der US-Patentschrift 6,713,614 beschriebenen gelben Färbemittels ersetzt wird. Auf diese Weise wird eine gelbe Phasenaustauschtinte hergestellt.
TINTENBEISPIEL 4
Eine Tinte wird wie in dem Tintenbeispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, dass trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethan), hergestellt in Beispiel IV, durch 5 Gewichtsteile des in Beispiel V hergestellten trans-1,2-Cyclohexanbis(harnstoff-urethans) ersetzt wird.

Claims

Phasenwechseltintenzusammensetzung, umfassend einen Phasenwechseltintenträger und eine trans-1,2-Cyclohexan-bis[Harnstoff-Urethan] Verbindung der Formel
oder Mischungen davon, worin R₁ und R'₁ jeweils, unabhängig voneinander, eine Alkylengruppe, eine Arylengruppe, eine Arylalkylengruppe oder eine Alkylarylengruppe sind, R₂ und R'₂ sind jeweils, unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, Arylalkylgruppe, oder eine Alkyarylgruppe, R₃ und R'₃ sind jeweils, unabhängig voneinander, ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, R₄ und R'₄ sind jeweils, unabhängig voneinander, ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, eine Alkylgruppe, oder eine Phenylgruppe, n ist eine ganze Zahl von 0, 1, 2, 3 oder 4, und R₅ ist eine Alkygruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Alkylarylgruppe oder ein Substituent, der keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe ist.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin R₁ und R'₁ gleich sind, R₂ und R'₂ gleich sind, R₃ und R'₃ Wasserstoffatome sind, R₄ und R'₄ gleich sind, und R₄ und R'₄ Wasserstoffatome oder Fluoratome sind.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Verbindungen gemäß der Formeln
sind.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Verbindungen gemäß der Formeln
sind.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Verbindungen gemäß den Formeln
sind.
Tintenzusammensetzung gemäß Anspruch 1, weiter enthaltend ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Monoamiden, Tetra-Amiden und Mischungen davon.
Verfahren, umfassend (1) Einbauen einer Phasenwechseltintenzusammensetzung in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, umfassend einen Phasenwechseltintenträger und eine trans-1,2Cyclohexan-bis[Hamstoff-Urethan] Verbindung der Formel
oder Mischungen davon, worin R₁ und R'₁ jeweils, unabhängig voneinander, eine Alkylengruppe, eine Arylengruppe, eine Arylalkylengruppe oder eine Alkylarylengruppe sind, R₂ und R'₂ sind jeweils, unabhängig voneinander, eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, Arylalkylgruppe, oder eine Alkyarylgruppe, R₃ und R'₃ sind jeweils, unabhängig voneinander, ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe, R₄ und R'₄ sind jeweils, unabhängig voneinander, ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom, eine Alkylgruppe, oder eine Phenylgruppe, n ist eine ganze Zahl von 0, 1, 2, 3 oder 4, und R₅ ist eine Alkygruppe, eine Arylgruppe, eine Arylalkylgruppe, eine Alkylarylgruppe oder ein Substituent, der keine Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl- oder Alkylarylgruppe ist; (2) Schmelzen der Tinte; und (3) Veranlassen, dass Tropfen der geschmolzenen Tinte musterförmig auf ein Substrat ausgestoßen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, worin das Substrat ein finales Aufnahmeblatt ist und Tropfen der geschmolzenen Tinte musterförmig direkt auf das finale Aufnahmeblatt ausgestoßen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, worin das Substrat ein Zwischenübertragungsteil ist und Tropfen der geschmolzenen Tinte musterförmig auf das Zwischenübertragungsteil ausgestoßen werden, gefolgt von Übertragen des Musters vom Zwischenübertragungsteil auf ein finales Aufnahmeblatt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, worin das Zwischenübertragungsteil auf eine Temperatur oberhalb des finalen Aufnahmeplattes und unterhalb der Temperatur der geschmolzenen Tinte in der Druckvorrichtung erwärmt wird.