DE102011007594B4

DE102011007594B4 - Fluoreszierende Tintenzusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102011007594B4
Application number: DE102011007594.1A
Authority: DE
Inventors: Maria Birau; C. Geoffrey Allen; Peter G. Odell; Carol A. Jennings
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: CA2738438C; CA2738438A1; US8123848B2; CN102234457B; DE102011007594A1; CN102234457A; JP2011236417A; KR101668495B1; US20110265687A1; JP5560231B2; KR20110122062A

Abstract

Fluoreszierende, feste Tinte, umfassend: ein Tintenvehikel; und ein fluoreszierendes Partikel, wobei das fluoreszierende Partikel ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein stabilisierendes, chemisch an das fluoreszierende Pigment gebundenes Wachs umfasst, wobei das fluoreszierende Pigment Carboxylindenofluorenon ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Tintenzusammensetzungen und insbesondere Tintenzusammensetzungen mit fluoreszierenden Partikeln, die für dieDokumentensicherheit von Nutzen sein können. Weiterhin betrifft die Anmeldung Verfahren zur Herstellung dieser Tintenzusammensetzungen.
VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die US-Patentanmeldung US 2011-0269065 A1 , eingereicht am 3. Mai 2010, beschreibt die Herstellung von fluoreszierenden Partikeln, die ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein mit dem fluoreszierenden Pigment verknüpftes stabilisierendes Wachs umfassen. Diese fluoreszierenden Partikel können in Toner zum Drucken von sicheren Dokumenten verwendet werden.
Die US-Patentanmeldung US 2010-0083869 A1 , eingereicht am 6. Oktober 2008, beschreibt die Herstellung von Thioxanthennanopigmenten (Fluoreszenzgelb) unter Verwendung eines Acid Pasting-Verfahrens in Gegenwart eines „molekularen Dispersionsmittels“. In diesem Fall stabilisiert das „molekulare Dispersionsmittel“ das Pigment mittels Wasserstoffbindungen und ist nicht kovalent mit dem Pigment verknüpft.
Die US-Patentanmeldung US 2010-0292467 A1 , eingereicht am 18. Mai 2009 beschreibt die Herstellung eines Dispersionsmittels vom Amidtyp. Diese Art von Dispersionsmittel wurde erfolgreich beim Dispergieren des magentafarbenen Pigment Red 57:1 eingesetzt.
STAND DER TECHNIK
Fluoreszierende Tinten und Toner können als ein authentifizierendes Merkmal in der Dokumentensicherheitsindustrie verwendet werden. Sichere Dokumente, zum Beispiel schwer falschbare Dokumente, können unter Verwendung von Tinten oder Toner erzeugt werden, die fluoreszierende Mittel entweder allein oder in Kombination mit gewöhnlichen Tinten und/oder Pigmenten umfassen. Merkmale, die unter Verwendung von fluoreszierenden Tinten oder Toner gedruckt werden, sind bei sichtbarem Licht gewöhnlich unsichtbar, und zwar aufgrund der farblosen Natur der Sicherheitstinten oder aufgrund der Maskierung durch andere
Farbmittel in dem Dokument. Unter Ultraviolettbestrahlung werden die fluoreszierenden Merkmale des Dokuments jedoch in Form einer hellen Emission der fluoreszierenden Farbstoffe im sichtbaren Spektrum sichtbar. Zum Beispiel nutzen bestimmte Banknoten sichtbare Merkmale wie z. B. holographische Felder, Mikrodruck und Mikrotexturen, um zusätzliche fluoreszierende Fäden zu verbergen, und/oder mehrfarbige, in die Banknote eingearbeitete Embleme, die nur bei spezifischen Lichtfrequenzen sichtbar werden. Diese Merkmale bieten ein zusätzliches Maß an Sicherheit gegenüber Fälschungen, indem sie den Kopierprozess solch eines Dokuments erschweren.
Der Begriff „fluoreszierender Farbstoff” bezieht sich auf ein fluoreszierendes Material, das wie jedes andere organische Molekül in einem Vehikel löslich ist und ohne Weiteres homogene Druckzusammensetzungen ergibt.
Der Begriff „fluoreszierendes Pigment“ betrifft ein fluoreszierendes Material, das in einem Vehikel unlöslich ist und im Allgemeinen eine substituierte gleichmäßige Dispersion in dem Vehikel für eine Verwendung erfordert. In den meisten Fällen ist das einzige verfügbare Medium, das fluoreszierende Pigmente lösen kann, eine starke Säure wie z. B. konzentrierte Schwefelsäure.
Typischerweise wurden für fluoreszierende Tinten zum xerographischen und elektrographischen Drucken von Sicherheitsmerkmalen fluoreszierende Farbstoffe verwendet. Ein wesentlicher Nachteil von fluoreszierenden Farbstoffen ist, dass sie thermisch abgebaut werden. Zum Beispiel kann die Fluoreszenz nach etwa 12 Tagen kontinuierlichen Heizens bei 125°C verloren gehen. Dieser Nachteil ist bezogen auf Drucker mit festen Tinten abträglich, da die Drucker eine hohe Temperatur benötigen und daher über einen längeren Zeitraum hinweg mit Strom versorgt werden müssen, was eine nachteilige Wirkung auf den fluoreszierenden Farbstoff hat.
Im Allgemeinen werden Pigmente als bessere Alternative angesehen, und zwar aufgrund ihrer besseren chemischen und thermischen Stabilität und Lichtechtheit. Sie werden auch von der Industrie bevorzugt, da es nur eine begrenzte oder keine Migration oder kein Ausbluten von Farbmittelverbindung gibt, was bei Farbstoffen leicht auftritt. Außerdem können Pigmente bedeutend billiger als Farbstoffe sein und stellen somit attraktive Farbmittel für die Verwendung in Druckfarben dar.
Um die oben beschriebenen, mit fluoreszierenden Farbstoffen zusammenhängenden Probleme zu überwinden, verwendet die Sicherheitsdruckindustrie harte, robuste Pigmente, welche die interessierenden Farbstoffe enthalten. Diese fluoreszierenden Tageslichtpigmente bestehen aus einer harten, vernetzten Polymermatrix, in die fluoreszierende Farbstoffe eingearbeitet sind, und sind in den Markierungsvehikeln, typischerweise Tinten, dispergiert. In den harten Pigmentpartikeln ist der Farbstoff von der Wechselwirkung mit anderen in der Tinte vorhandenen Materialien isoliert und infolgedessen wird eine chemische Zersetzung durch die Umgebung verhindert. Zudem wird die Mobilität des Farbstoffs, die für jeglichen thermischen Zersetzungsprozess erforderlich ist, durch die harte Polymermatrix stark eingeschränkt.
Dennoch weisen auch diese harten Pigmentpartikel Nachteile auf. Zum Beispiel beträgt die Größe von käuflich erhältlichen fluoreszierenden Tageslichtpigmenten etwa 3-5 Mikrometer oder sogar mehr. Derzeit werden auf fluoreszierenden Pigmenten basierende Tinten mittels Tiefdruck, Flexographie, Siebdruck und Off-Set-Systeme gedruckt. Angesichts ihrer großen Größe können diese Pigmente nicht beim Tintenstrahldrucken verwendet werden, wie z. B. bei Tintenstrahldrucken unter Verwendung von festen Tinten oder UV-härtbaren Tinten, da die Pigmente eine physikalische Verstopfung der Tintenstrahldüsen verursachen würden. Bei der Herstellung von festen Tintenzusammensetzungen durch Zugabe eines gebräuchlichen Pigments zu einer festen Tintengrundlage können zum Beispiel Pigmente mit einer Größe von mehr als 1 Mikrometer aufgrund ihrer Neigung zum Festsetzen in den Düsen des Tintenstrahldruckers aufgrund ihrer großen Größe nicht verwendet werden.
Die US 2008/0087190 A1 offenbart eine phasenändernde Tinte, die einen fluoreszierenden Farbstoff enthält.
Die US 2008/009829 A1 beschreibt eine phasenändernde Tinte, welche Pigmente wie Ruß zusammen mit wenigsten einem Triamid und wenigsten seinem Bis-Urethan enthält.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung hat diese und andere Probleme zum Gegenstand und schafft feste Zusammensetzungen fluoreszierender Tinten sowie Verfahren zur Herstellung solcher Zusammensetzungen, die durch ein Wachs stabilisierte, fluoreszierende Pigmente umfassen. Durch die chemische Bindung von wachsartige, aliphatische Ketten enthaltenden Stabilisatorgruppen an ein fluoreszierendes Pigment werden fluoreszierende Partikel geschaffen, die weniger kristalline und mehr weichere, harzartige Eigenschaften aufweisen.
In Ausführungsformen umfasst eine feste, fluoreszierende Tinte ein Tintenvehikel, das bei Raumtemperatur fest ist, sowie ein fluoreszierendes Partikel, wobei das fluoreszierende Partikel ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein chemisch an das fluoreszierende Pigment gebundenes, stabilisierendes Wachs umfasst, wobei das fluoreszierende Pigment Carboxylindenfluoren ist.
In Ausführungsformen umfasst eine feste, fluoreszierende Tinte ein fluoreszierendes Partikel, das ein Carboxylindenofluorenon und mindestens eine Alkylkette mit einer Amingruppe an seinem terminalen Ende umfasst, wobei die Amingruppe mit der Carboxylgruppe des Carboxylindenofluorenons reagiert, um eine Amidbindung zu bilden.
In Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer festen, fluoreszierenden Tinte das Mischen eines Tintenvehikels und eines fluoreszierenden Partikels, wobei das fluoreszierende Partikel ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein chemisch an das fluoreszierende Pigment gebundenes, stabilisierendes Wachs umfasst, Erhitzen der Mischung und Kühlen der erhitzten Mischung zur Bildung einer festen Tinte.
Figurenliste

1 zeigt eine verallgemeinerte Struktur eines Pigmentpartikels, der ein an eine wachsartige Carbonsäure und ein Amin gebundenes, Monocarboxylindenofluorenon-Pigment umfasst.
2 zeigt eine verallgemeinerte Struktur eines Pigmentpartikels, der zwei an eine wachsartige Carbonsäure und ein Amin gebundene, Monocarboxylindenofluorenon-Pigmente umfasst.
3 zeigt eine verallgemeinerte Struktur eines Pigmentpartikels, der ein an wachsartige Carbonsäuren und Amine gebundenes, Dicarboxylindenofluorenon-Pigment umfasst.

AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schaffen feste, fluoreszierende Tintenzusammensetzungen für Anwendungen im Sicherheitsdruck, die ein Tintenvehikel und ein fluoreszierendes Partikel umfassen, sowie Verfahren zur Herstellung solcher festen Tintenzusammensetzungen.
FLUORESZIERENDER PARTIKEL
In Ausführungsformen umfasst die feste, fluoreszierende Tinte ein fluoreszierendes Partikel, wobei es sich dabei um ein chemisch an mindestens ein stabilisierendes Wachs gebundenes, fluoreszierendes Pigment handelt. Erfindungsgemäß wird als fluoreszierendes Pigment Carboxylindenofluorenon, wie z. B. Monocarboxylindenofluorenon und Dicarboxylindenofluorenon verwendet.
Stabilisierende Wachse beziehen sich zum Beispiel auf wachsartige aliphatische Ketten, die mit den im Tintenvehikel vorhandenen Harzen kompatibel sind, wodurch das Pigment in dem Tintenvehikel dispergiert und stabilisiert wird. Erläuternde Beispiele für ein stabilisierendes Wachs umfassen natürliche, modifizierte natürliche, synthetische Wachse und vermischte Wachse. Natürliche Wachse können pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Ursprungs sein. Modifizierte Wachse sind natürliche Wachse, die chemisch behandelt wurden, um deren Natur und Eigenschaften zu verändern. Synthetische Wachse werden durch die Reaktion oder Polymerisation von Chemikalien hergestellt. Vermischte Wachse sind Mischungen verschiedener Wachse mit Harzen oder anderen dazu gegebenen Verbindungen. Diese Wachse können als solche verwendet werden oder sie können funktionalisiert werden, wie z. B. um eine Amingruppe zu enthalten, um eine nachfolgende Reaktion mit dem fluoreszierenden Pigment zu ermöglichen. Die funktionelle Gruppe kann sich an einer beliebigen Position in der chemischen Struktur befinden, obwohl solche funktionelle Gruppen im Allgemeinen terminale funktionelle Gruppen sind.
Geeignete Wachse zur Bildung einer Tintenzusammensetzung können auch Paraffine, Olefine wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, mikrokristalline Wachse, Esterwachse, Fettsäuren und andere wachsartige Materialien, Fettamide enthaltende Materialien, Sulfonamid-Materialien, harzige Materialien, die aus verschiedenen natürlichen Quellen (Tallöl-Kolophonium und Kolophoniumester zum Beispiel) hergestellt werden, und viele Kunstharze, Oligomere, Polymere und Copolymere sowie Mischungen davon umfassen.
In Ausführungsformen kann das stabilisierende Wachs einen carbonsäureterminierten Polyethylenwachs umfassen, das Mischungen von Kohlenstoffketten mit der Struktur CH₃-(CH₂)_n-COOH, wobei dies eine Mischung aus Kettenlängen n ist, wobei die mittlere Kettenlänge im Bereich von 16 bis 50 liegt, und linearem Polyethylen mit geringem Molekulargewicht mit ähnlicher mittlerer Kettenlänge umfasst. Geeignete Beispiele für solche Wachse umfassen UNICID^® 350, UNICID^® 425, UNICID^® 550 und UNICID^® 700 mit einem M_n von gleich 390, 475, 565 bzw. 720 g/mol, sind aber nicht darauf beschränkt. Weitere geeignete Wachse haben eine Struktur CH₃-(CH₂)_n-COOH, wie z. B. Hexadecan- oder Palmitinsäure mit n = 14, Heptadecan- oder Margarin- oder Daturinsäure mit n = 15, Octadecan- oder Stearinsäure mit n = 16, Eicosan- oder Arachinsäure mit n = 18, Docosan- oder Behensäure mit n = 20, Tetracosan- oder Lignocerinsäure mit n = 22, Hexacosan- oder Cerotinsäure mit n = 24, Heptacosan- oder Carbocerinsäure mit n = 25, Octacosan- oder Montansäure mit n = 26, Triacontan- oder Melissinsäure mit n = 28, Dotriacontan- oder Laccerinsäure mit n = 30, Tritriacontan- oder Ceromelissin- oder Psyllinsäure mit n = 31, Tetratriacontan- oder Geddinsäure mit n = 32, Pentatriacontan- oder Ceroplastsäure mit n = 33. Guerbet-Säuren, die als 2,2-Dialkyl-l-ethansäuren charakterisiert sind, sind ebenfalls geeignete Verbindungen. Geeignete Guerbet-Säuren können zum Beispiel solche umfassen, die 16 bis 36 Kohlenstoffatome enthalten, von denen viele käuflich von Jarchem Industries Inc., Newark, NJ, USA erhältlich sind. PRIPOL^® 1009 (dimere C36-Säuremischungen, einschließlich der Isomere mit der Formel
sowie andere verzweigte Isomere, die Ungesättigtheiten und cyclische Gruppen enthalten können und von Uniqema, New Castle, DE, USA erhältlich sind; weitere Informationen über dimere C₃₆-Säuren dieser Art werden, zum Beispiel, in „Dimer Acids,“ Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 8, 4. Aufl. (1992), S. 223 bis 237 beschrieben) kann ebenfalls verwendet werden.
In Ausführungsformen kann das stabilisierende Wachs des Weiteren eine Amingruppe an seinem terminalen Ende umfassen. Zum Beispiel kann das stabilisierende Wachs durch Reaktion des Carbonsäure-terminierten Polyethylenwachses mit einem Diamin oder Triamin in einem Molverhältnis von etwa 1 zu 1 und bei einer Temperatur von 110°C bis 220°C wie z. B. 180°C hergestellt werden. Erläuternde Beispiele für solche Diamine umfassen aliphatische, cyclische oder aromatische Diamine oder Polyamine. Beispiele solcher Diamine umfassen Ethylendiamin, Propylendiamin, 3,3-Diamino-N-methyldipropylamin, 1,8-Diamino-p-menthan, 1,4-Diaminobutan, 1,3-Diaminopentan, 1,5-Diaminopentan, 1,6-Diamonohexan, 1,2-Diaminocyclohexan, 1,7-Diaminoheptan, 1,8-Diaminooctan, 1,10-Diaminodecan, 4,4'-Diaminobenzanilid, 4,4'-Diaminobenzophenon, 2,7-Diaminofluoren, 2,4-Diaminotoluol, 2,3-Diaminotoluol, Triethylentetraamin, Tetraethylenpentaamin, Ethylenamin E-100 und Tris(2-aminoethylamin).
In Ausführungsformen kann das fluoreszierende Partikel durch eine chemische Bindung des fluoreszierenden Pigments an ein stabilisierendes Wachs in einem hochsiedenden Lösungsmittel hergestellt werden. Die Reaktion kann pur in dem stabilisierenden Wachs oder einem hochsiedenden Lösungsmittel wie z. B. Toluol, Xylole, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, und ohne Lösungsmittel bei Temperaturen von 110°C bis 220°C, wie z. B. 180°C durchgeführt werden. Die Reaktion kann unter einer inerten Atmosphäre wie z. B. Argon verlaufen.
In Ausführungsformen kann das fluoreszierende Partikel eine Größe von 2,8 µm (2800 nm) bis 100 nm, wie z. B. 200 nm, 300 nm oder 400 nm aufweisen. So kann der Partikel 2,8 µm oder weniger, wie z. B. 2 µm oder weniger, 1 µm oder weniger, 400 nm oder weniger, 300 nm oder weniger, 200 nm oder weniger, oder 100 nm oder weniger aufweisen.

Beispiele für oben beschriebene, fluoreszierende Partikel umfassen die in der unten folgenden Tabelle aufgeführten Verbindungen, wobei jede der Säuren mit jedem der Amine reagieren kann.

Indenofluorenon-Pigment	Stabilisierende Harzkomponenten		Verallgemeinerte Struktur
Indenofluorenon-Pigment	wachsartige Carbonsäure	Amin	Verallgemeinerte Struktur
	UNICID^® 700,	Ethylendiamin,	Siehe 1
	UNICID^® 350,	Propylendiamin, 3,3-
	UNICID^® 425,	Diamino-N-
	UNICID^® 550,	methyldipropylamin,
	Hexadecansäure,	1,8-Diamino-p-menthan,
	Heptadecansäure,	1,4-Diaminobutan,
	Octadecansäure,	1,3-Diaminopentan,
	Eicosansäure,	1,5-Diaminopentan,
	Docosansäure,	1,6-Diamonohexan,
	Tetracosansäure,	1,2-Diaminocyclohexan,
	Hexacosansäure,	1,7-Diaminoheptan,
	Heptacosansäure,	1,8-Diaminooctan,
	Octacosansäure,	1,10-Diaminodecan,
	Triacontansäure,	4,4'-Diaminobenzanilid,
	Dotriacontansäure,	4,4'-Diaminobenzophenon, 2,7-Diaminofluoren,
	Tritriacontansäure	2,4-Diaminotoluol,
		2,3-Diaminotoluol,
	Tetratriacontansäure,	Triethylentetraamin,
		Tetraethylenpentaamin,
	Pentatriacontansä ure, Guerbet-Säuren (16 bis 36 Kohlenstoffe),	Ethylenamin E-100 und Tris(2-aminoethylamin).
	PRIPOL^® 1009 (dimere C-36-Säuremischung)
	UNICID® 700,	Ethylendiamin,	Siehe 2
	UNICID® 350,	Propylendiamin, 3,3-Diamino-N-methyldipropylamin,
	UNICID® 425,
	UNICID^® 550,
	Hexadecansäure,	1,8-Diamino-p-menthan,
	Heptadecansäure,	1,4-Diaminobutan,
	Octadecansäure,	1,3-Diaminopentan,
	Eicosansäure,	1,5-Diaminopentan,
	Docosansäure,	1,6-Diamonohexan,
	Tetracosansäure,	1,2-Diaminocyclohexan,
	Hexacosansäure,	1,7-Diaminoheptan,
	Heptacosansäure,	1,8-Diaminooctan,
	Octacosansäure,	1,10-Diaminodecan,
	Triacontansäure,	4,4'-Diaminobenzanilid,
	Dotriacontansäure,	4,4'-Diaminobenzophenon, 2,7-Diaminofluoren,
	Tritriacontansäure	2,4-Diaminotoluol,
	Tritriacontansäure	2,3-Diaminotoluol,
	Tetratriacontansäure,	Triethylentetraamin,
	Tetratriacontansäure,	Tetraethylenpentaamin,
	Pentatriacontansäure, Guerbet-Säuren (16 bis 36 Kohlenstoffe),	Ethylenamin E-100 und Tris(2-aminoethylamin).


	PRIPOL(1009 (dimere C-36-Säuremischung)
	UNICID^® 700,	Ethylendiamin,	Siehe 3
	UNICID^® 350,	Propylendiamin, 3,3-Diamino-N-methyldipropylamin,
	UNICID^® 425,
	UNICID^® 550,
	Hexadecansäure,	1,8-Diamino-p-menthan,
	Heptadecansäure,	1,4-Diaminobutan,
	Octadecansäure,	1,3-Diaminopentan,
	Eicosansäure,	1,5-Diaminopentan,
	Docosansäure,	1,6-Diamonohexan,
	Tetracosansäure,	1,2-Diaminocyclohexan,
	Hexacosansäure,	1,7-Diaminoheptan,
	Heptacosansäure,	1,8-Diaminooctan,
	Octacosansäure,	1,10-Diaminodecan,
	Triacontansäure,	4,4'-Diaminobenzanilid,
	Dotriacontansäure,	4,4'-Diaminobenzophenon, 2,7-Diaminofluoren,
	Dotriacontansäure,	4,4'-Diaminobenzophenon, 2,7-Diaminofluoren,
	Tritriacontansäure	2,4-Diaminotoluol,
	Tritriacontansäure	2,3-Diaminotoluol,
	Tetratriacontansäure,	Triethylentetraamin,
	Tetratriacontansäure,	Tetraethylenpentaamin,
	Pentatriacontansä ure, Guerbet-Säuren (16 bis 36 Kohlenstoffe),	Ethylenamin E-100 und Tris(2-aminoethylamin).
		Ethylenamin E-100 und Tris(2-aminoethylamin).


	PRIPOL(1009 (dimere C-36-Säuremischung)

TINTENVEHIKEL
In Ausführungsformen umfasst die feste Tinte ein Tintenvehikel (auch als Trägermaterial bekannt) oder eine Mischung aus zwei oder mehr Tintenvehikeln.
Das Tintenvehikel oder die Mischung ist bei einer Temperatur unterhalb von 27°C, zum Beispiel Raumtemperatur, fest und ist insbesondere bei Temperaturen unterhalb von etwa 40°C fest. Das Tintenvehikel verändert beim Erhitzen jedoch seine Phase und liegt bei Ausstoßtemperaturen in einem geschmolzenen Zustand vor.
In Ausführungsformen kann das Tintenvehikel einen Schmelzpunkt von 60°C bis 150°C, zum Beispiel von 80°C bis 120°C, von 85°C bis 110°C, von 100°C bis 110°C oder von 105°C bis 110°C aufweisen, bestimmt durch zum Beispiel Beobachtung und Messung auf einer heißen Mikroskopplatte, wobei das Bindemittelmaterial auf einem Glasobjektträger erhitzt und durch das Mikroskop beobachtet wird. Höhere Schmelzpunkte sind ebenfalls zulässig, obwohl die Lebensdauer des Druckkopfes durch Temperaturen von mehr als 150°C verringert werden kann.
In Ausführungsformen kann das Tintenvehikel bei einer für das Tintenstrahldrucken geeigneten, erhöhten Temperatur, wie z. B. Temperaturen von 50°C bis 150°C, von 70°C bis 130°C, oder von 80°C bis 130°C eine Viskosität von 1 bis 40 Centipoise (cP), wie z. B. von 5 bis 15 cP oder von 8 bis 12 cP aufweisen. Die Tinten können bei tieferen Temperaturen ausgestoßen werden und so sind für das Tintenstrahlen geringere Mengen Energie erforderlich. In dieser Hinsicht können die hier beschriebenen Tinten Niedrigenergietinten sein. Niedrigenergietinten weisen bei Tintenausstoßtemperaturen von 107°C bis 111°C eine Ausstoßviskosität von 9 bis 13 Centipoise (cP) auf, wie z. B. von 10 bis 11 cP oder von 10,25 bis 10,75 cP oder von 10,45 bis 10,85 cP.
Es kann ein beliebiges, geeignetes Tintenvehikel eingesetzt werden. Geeignete Vehikel können Ethylen/Propylen-Copolymere, hochverzweigte Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoff-basierte Wachse, Paraffine, lineare Alkohole mit hohem Molekulargewicht, mikrokristalline Wachse, Polyethylenwachse, Esterwachse, Fettsäuren und andere wachsartige Materialien, Fettamide enthaltende Materialien, Sulfonamid-Materialien, harzige Materialien, die aus verschiedenen natürlichen Quellen (z. B. Tallöl-Kolophonium und Kolophoniumester) hergestellt werden, und viele Kunstharze, Oligomere, Polymere und Copolymere, wie unten weiter ausgeführt wird, und Mischungen davon umfassen.
Beispiele für geeignete, spezifische Tintenvehikel umfassen zum Beispiel Polyethylen, wie zum Beispiel solches, das von Baker Petrolite mit der folgenden allgemeinen Formel erhältlich ist:
in der x eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist, wie z. B. von 5 bis 150 oder von 12 bis 105. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 60°C bis 150°C, wie z. B. von 70°C bis 140°C, oder von 80°C bis 130°C und ein Molekulargewicht (Mn) von 100 bis 5.000, wie z. B. von 200 bis 4.000 oder von 400 bis 3.000 aufweisen. Beispiele für Wachs-Tintenvehikel umfassen POLYWAX 400 (Mn etwa 400), destilliertes POLYWAX 400 mit einer 10% bis 100% höheren Viskosität als der Viskosität von undestilliertem POLYWAX 400 bei 110°C, POLYWAX 500 (Mn etwa 500), destilliertes POLYWAX 500 mit einer 10% bis 100% höheren Viskosität als der Viskosität von undestilliertem POLYWAX 500 bei 110°C, POLYWAX 655 (Mn etwa 655), destilliertes POLYWAX 655 mit einer 10% bis 50% geringeren Viskosität als der Viskosität von undestilliertem POLYWAX 655 bei 110°C, und destilliertes POLYWAX 655 mit einer 10% bis 50% höheren Viskosität als der Viskosität von undestilliertem POLYWAX 655 bei 110°C, POLYWAX 850 (Mn etwa 850), POLYWAX 1000 (Mn etwa 1.000) und dergleichen.
Weitere Beispiele umfassen Ethylen/Propylen-Copolymere, wie zum Beispiel solche, die von Baker Petrolite mit der folgenden allgemeinen Formel erhältlich sind:
wobei z für eine ganze Zahl von 0 bis 30, wie z. B. von 0 bis 20 oder von 0 bis 10 steht, y für eine ganze Zahl von 0 bis 30, wie z. B. von 0 bis 20 oder von 0 bis 10 steht, und x gleich 21-y ist. Die Verteilung der Seitenketten entlang der Kohlenstoffkette kann zufällig sein. Die Copolymere können zum Beispiel einen Schmelzpunkt von 70°C bis 150°C, wie z. B. von 80°C bis 130°C, oder von 90°C bis 120°C und einen Molekulargewichtsbereich von 500 bis 4.000 aufweisen. Kommerzielle Beispiele für solche Copolymere umfassen zum Beispiel Petrolite CP-7 (Mn = 650), Petrolite CP-11 (Mn = 1.100), Petrolite CP-12 (Mn = 1.200) und dergleichen.
Zusätzliche Beispiele umfassen hochverzweigte Kohlenwasserstoffe, die typischerweise mittels Olefinpolymerisation hergestellt werden, wie z. B. die von Baker Petrolite erhältlichen VYBAR-Materialien, einschließlich VYBAR 253 (Mn = 520), VYBAR 5013 (Mn = 420), und dergleichen. Eine weitere Art von Tintenvehikel können n-paraffinische, verzweigt paraffinische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe sein, typischerweise mit von 5 bis 100, wie z. B. von 20 bis 80 oder von 30 bis 60 Kohlenstoffatomen, die im Allgemeinen durch Raffinieren von natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffen hergestellt werden, wie z. B. BE SQUARE 185 and BE SQUARE 195, mit Molekulargewichten (Mn) von 100 bis 5.000, wie z. B. von 250 bis 1.000 oder von 500 bis 800, zum Beispiel solche wie sie von Baker Petrolite erhältlich sind.
Ein weiteres Beispiel umfasst modifizierte Maleinsäureanhydrid-Kohlenwasserstoff-Addukte von Polyolefinen, die mittels Pfropfcopolymerisation hergestellt wurden, wie z. B. solche, die von Baker Petrolite erhältlich sind und die folgenden allgemeinen Formeln aufweisen:

wobei R eine Alkylgruppe mit von 1 bis 50, wie z. B. von 5 bis 35 oder von 6 bis 28 Kohlenstoffatomen ist; R' eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Isopropylgruppe, eine Butylgruppe, eine Isobutylgruppe oder eine Alkylgruppe mit von 5 bis 500, wie z. B. von 10 bis 300 oder von 20 bis 200 Kohlenstoffatomen ist; x eine ganze Zahl von 9 bis 13 ist; und y eine ganze Zahl von 1 bis 50, wie z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist. Die oben beschriebenen Materialien weisen Schmelzpunkte von 50°C bis 150°C, wie z. B. von 60°C bis 120°C, oder von 70°C bis 10°C auf.
Die oben beschriebenen Materialien umfassen auch solche Materialien, die von Baker Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel
aufweisen, wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, wie z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist; und y 1 oder 2 ist und z eine ganze Zahl von 1 bis 50, wie z. B. von 5 bis 25 oder von 9 bis 13 ist.
Die oben beschriebenen Materialien umfassen auch solche Materialien, die von Baker Petrolite erhältlich sind und die allgemeine Formel
aufweisen, wobei R₁ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind und R₂ eine der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln
oder eine Mischung davon ist, wobei R' eine Isopropylgruppe ist. Diese Materialien können Schmelzpunkte von 70°C bis 150°C, wie z. B. von 80°C bis 130°C, oder von 90°C bis 125°C aufweisen, wobei Beispiele von modifizierten Maleinsäureanhydrid-Copolymeren CERAMER 67 (Mn = 655, Mw/Mn = 1,1), CERAMER 1608 (Mn = 700, Mw/Mn = 1,7), und dergleichen umfassen.
Weitere Beispiele umfassen lineare Alkohole mit hohem Molekulargewicht, wie zum Beispiel solche, die von Baker Petrolite erhältlich sind und die folgende allgemeine Formel:
aufweisen, wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist, wie z. B. von 5 bis 35 oder von 11 bis 23. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 50°C bis 150°C, wie z. B. von 70°C bis 120°C, oder von 75°C bis 110°C und einen Molekulargewichtsbereich von 100 bis 5.000, wie z. B. von 200 bis 2.500 oder von 300 bis 1.500 aufweisen. Kommerzielle Beispiele umfassen die UNILIN-Materialien wie z. B. UNILIN 425 (Mn = 460), UNILIN 550 (Mn = 550), UNILIN 700 (Mn = 700), und dergleichen.
Außerdem kann das Tintenvehikel ein ethoxylierter Alkohol sein, wie er z. B. von Baker Petrolite erhältlich ist und die allgemeine Formel
aufweist, wobei x eine ganze Zahl von 1 bis 50, wie z. B. von 5 bis 40 oder von 11 bis 24 ist; und y eine ganze Zahl von 1 bis 70, wie z. B. von 1 bis 50 oder von 1 bis 40 ist. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 60°C bis 150°C, wie z. B. von 70°C bis 120°C, oder von 80°C bis 110°C und einen Molekulargewichtsbereich von 100 bis 5.000, wie z. B. von 500 bis 3.000 oder von 500 bis 2.500 aufweisen. Kommerzielle Beispiele umfassen UNITHOX 420 (Mn = 560), UNITHOX 450 (Mn = 900), UNITHOX 480 (Mn = 2,250), UNITHOX 520 (Mn = 700), UNITHOX 550 (Mn = 1,100), UNITHOX 720 (Mn = 875), UNITHOX 750 (Mn = 1,400).
Außerdem können die im US-Patent US 6,906,118 B2 beschriebenen Tintenvehikel verwendet werden. Ebenfalls als Tintenvehikel geeignet sind flüssigkristalline Materialien wie sie zum Beispiel im US-Patent US 5,122,187 A beschrieben werden.
Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imidderivate von oxidierten synthetischen oder Erdöl-Wachsen, wie z. B. solche, die von Baker Petrolite erhältlich sind und die folgenden allgemeinen Formeln aufweisen, können ebenfalls als Tintenvehikel verwendet werden:

wobei R eine Alkylgruppe der Formel CH₃(CH₂)n ist, n eine ganze Zahl von 5 bis 400, wie z. B. von 10 bis 300 oder von 20 bis 200 ist; und R' eine Tolylgruppe ist. In Ausführungsformen können die Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imidderivate linear, verzweigt, cyclisch oder eine beliebige Kombination daraus sein. Diese Materialien können einen Schmelzpunkt von 60°C bis 120°C, wie z. B. von 70°C bis 100°C, oder von 70°C bis 90°C aufweisen. Kommerzielle Beispiele für solche Materialien umfassen zum Beispiel Bisurethane wie z. B. PETROLITE CA-11, PETROLITE WB-5 und PETROLITE WB-17, alle von Baker Petrolite erhältlich, und dergleichen. Geeignete Beispiele umfassen auch die in den US-Patenten US 6,620,228 B1 , US 6,380,423 B2 , US 6,464,766 B1 und US 6,309,453 B1 beschriebenen Urethan-, Harnstoff-, Amid- und Imidderivate.
Zusätzliche Harze und Wachse können des Weiteren aus der Gruppe bestehend aus einem Urethanharz, das aus der Reaktion von zwei Äquivalenten ABITOL E Hydroabietylalkohol und einem Äquivalent Isophorondiisocyanat erhalten und wie in US-Patent Nr. US 5,782,996 A beschrieben hergestellt wurde; einem Urethanharz, das ein Addukt von drei Äquivalenten Stearylisocyanat und einem auf Glycerin basierenden Alkohol war und wie in Beispiel 4 von US-Patent Nr. US 6,309,453 B1 beschrieben hergestellt wurde, sowie geeigneten Amiden, einschließlich zum Beispiel Diamiden, Triamiden, Tetraamiden, cyclischen Amiden und dergleichen ausgewählt werden. Fettamide, einschließlich Monoamide, Tetraamide und Mischungen davon, können ebenfalls in den Tintenvehikeln eingeschlossen sein, wie zum Beispiel solche, die in den US-Patenten US 4,889,560 A , US 4,889,761 A , US 5,194,638 A , US 4,830,671 A , US 6,174,937 B1 , US 5,372,852 A , US 5,597,856 A und US 6,860,930 B2 und dem britischen Patent Nr. GB 2 238 792 beschrieben werden; und solche, die ähnlich den im US-Patent Nr. 6,620,228 beschriebenen sind.
Fettamide, wie z. B. Monoamide, Tetraamide, Mischungen davon und dergleichen, wie z. B. solche, die im US-Patent Nr. US 6,858,070 B1 beschrieben sind, können ebenfalls verwendet werden. Geeignete Monoamide können einen Schmelzpunkt von mindestens 50°C, zum Beispiel von 50°C bis 150°C aufweisen, obwohl der Schmelzpunkt unterhalb dieser Temperatur liegen kann. Spezifische Beispiele für geeignete Monoamide umfassen primäre Monoamide und sekundäre Monoamide. Beispielhafte primäre Monoamide umfassen Stearamid, wie z. B. KEMAMIDE S, erhältlich von Chemtura Corp. und CRODAMIDE S erhältlich von Croda; Behenamid/Arachidamid, wie z. B. KEMAMIDE B, erhältlich von Chemtura und CRODAMIDE BR, erhältlich von Croda; Oleamid, wie z. B. KEMAMIDE U, erhältlich von Chemtura und CRODAMIDE OR, erhältlich von Croda, technische Qualität, Oleamid, wie z. B. KEMAMIDE O, erhältlich von Chemtura, CRODAMIDE O, erhältlich von Croda, und UNISLIP 1753 erhältlich von Uniqema; und Erucamid, wie z. B. KEMAMIDE E, erhältlich von Chemtura und CRODAMIDE ER, erhältlich von Croda. Beispielhafte sekundäre Amide umfassen Behenylbehenamid, wie z. B. KEMAMIDE EX666 erhältlich von Chemtura; Stearylstearamid, wie z. B. KEMAMIDE S-180 und KEMAMIDE EX-672, erhältlich von Chemtura; Stearylerucamid, wie z. B. KEMAMIDE E-180, erhältlich von Chemtura und CRODAMIDE 212, erhältlich von Croda; Erucylerucamid, wie z. B. KEMAMIDE E-221, erhältlich von Chemtura; Oleylpalmitamid, wie z. B. KEMAMIDE P-181, erhältlich von Chemtura und CRODAMIDE 203, erhältlich von Croda; und Erucylstearamid, wie z. B. KEMAMIDE S-221, erhältlich von Chemtura. Weitere geeignete Amidmaterialien umfassen KEMAMIDE W40 (N,N'-Ethylenbisstearamid), KEMAMIDE P181 (Oleylpalmitamid), KEMAMIDE W45 (N,N'-Ethylen-bisstearamid) und KEMAMIDE W20 (N,N'-Ethylen-bisoleamid).
Weitere für die Verwendung hierin geeignete Harze umfassen Triamide, wie solche, die im US-Patent US 6,860,930 B2 und der anhängige US-Patentanmeldung US 2008/0098929 A1 beschrieben sind. Für die Verwendung geeignete Triamide umfassen lineare Triamide, welches Moleküle sind, in denen alle drei Amidgruppen in die gleiche Molekülkette oder den gleichen Molekülzweig gezogen sind. Beispiele für lineare Triamide umfassen solche Triamide mit den folgenden Formeln:

wobei R ein Kohlenwasserstoff mit von 1 bis 200 Kohlenstoffatomen. wie z. B. von 25 bis 150 oder von 30 bis 100 Kohlenstoffatomen sein kann.
Lineare Triamide können des Weiteren solche umfassen, in denen eine Linie durch die drei Amidgruppen gezogen werden kann, selbst wenn man üblicherweise eine andere Linie ziehen würde. Ein Beispiel für solch ein Triamid kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
das auch folgendermaßen gezeichnet werden kann:
In Ausführungsformen kann das Triamid auch ein verzweigtes Triamid sein. Beispiele für geeignete verzweigte Triamide umfassen solche Triamide, wie sie im US-Patent US 6,860,930 B2 und der anhängige US-Patentanmeldung US 2008/0297556 A1 beschrieben sind. Für die Verwendung hierin geeignet sind alle verzweigten Triamide, die im US-Patent Nr. US 6,860,930 B2 und der anhängigen US-Patentanmeldung US 2008/0297556 A1 beschrieben sind.
Zusätzliche Beispiele von geeigneten Tintenvehikeln für feste Tinten umfassen Kolophoniumester, wie z. B. Glycerylabietat (KE-100^®); Polyamide; dimere Säureamide; Fettsäureamide, einschließlich ARAMID C; Epoxyharze wie z. B. EPOTUF 37001, erhältlich von der Riechold Chemical Company; flüssige Paraffinwachse; flüssige mikrokristalline Wachse; Fischer-Tropsch-Wachse, Polyvinylalkoholharze; Polyole; Celluloseester; Celluloseether; Polyvinylpyridinharze; Fettsäuren; Fettsäureester, Polysulfonamide, einschließlich KETJENFLEX MH und KETJENFLEX MS80; Benzoatester, wie z. B. BENZOFLEX S552, erhältlich von der Velsicol Chemical Company; Phthalat-Weichmacher; Citrat-Weichmacher; Maleat-Weichmacher; Polyvinylpyrrolidinon-Copolymere; Polyvinylpyrrolidon/Polyvinylacetat-Copolymere; Novolac-Harze, wie z. B. DUREZ 12 686, erhältlich von der Occidental Chemical Company; und Naturproduktwachse wie z. B. Bienenwachs, Montanwachs, Candelillawachs, GILSONITE (American Gilsonite Company), und dergleichen, Mischung von primären, linearen Alkoholen mit linearen, langkettigen Amiden oder Fettsäureamiden wie z. B. solchen mit etwa 6 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen, einschließlich PARICIN 9 (Propylenglykolmonohydroxystearat), PARICIN 13 (Glycerinmonohydroxystearat), PARICIN 15 (Ethylenglykolmonohydroxystearat), PARICIN 220 (N-(2-Hydroxyethyl)-12-hydroxystearamid), PARICIN 285 (N,N'-Ethylen-bis-12-hydroxystearamid), FLEXRICIN 185 (N,N'-Ethylen-bis-ricinoleamid); und dergleichen. Des Weiteren sind lineare langkettige Sulfone mit von etwa 4 bis etwa 16 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Diphenylsulfon, n-Arnylsulfon, n-Propylsulfon, n-Pentylsulfon, n-Hexylsulfon, n-Heptylsulfon, n-Octylsulfon, n-Nonylsulfon, n-Decylsulfon, n-Undecylsulfon, n-Dodecylsulfon, n-Tridecylsulfon, n-Tetradecylsulfon, n-Pentadecylsulfon, n-Hexadecylsulfon, Chlorphenylmethylsulfon, und dergleichen, geeignete Tintenvehikelmaterialien.
Das Tintenvehikel kann von 25 bis 99,5 Gew.-% der Tinte, wie z. B. von 30 bis 98 Gew.-%, von 50 bis 85 Gew.-% oder von 70 bis 80 Gew.-% umfassen.
ZUSATZSTOFFE
Die Tinten der Ausführungsformen können weitere gebräuchliche Zusatzstoffe umfassen, um die mit solchen gebräuchlichen Zusatzstoffen verbundenen Funktionalitäten zu nutzen. Solche Zusatzstoffe können zum Beispiel Treibmittel, Biozide, Entschäumer, Gleit- und Egalisiermittel, Weichmacher, Viskositätsmodifizierer, Antioxidantien, UV-Absorptionsmittel, Klebrigmacher, Klebstoffe, Leitfähigkeit verstärkende Mittel usw. umfassen.
Weichmacher
Die Tinte kann einen optionalen Weichmacher umfassen, wie z. B. UNIPLEX 250 (käuflich erhältlich von Uniplex); Phthalatester-Weichmacher, die von Monsanto unter dem Handelsnamen SANTICIZER käuflich erhältlich sind, wie z. B. Dioctylphthalat, Diundecylphthalat, Alkylbenzylphthalat (SANTICIZER 278); Triphenylphosphat (käuflich erhältlich von Monsanto); KP-140, ein Tributoxyethylphosphat (käuflich erhältlich von FMC Corporation); MORFLEX^® 150, ein Dicyclohexylphthalat (käuflich erhältlich von Morflex Chemical Company Inc.); Trioctyltrimellitat (käuflich erhältlich von Eastman Kodak Co.); Pentaerythrittetrabenzoat, käuflich erhältlich als BENZOFLEX S552 (Velsicol Chemical Corporation); Trimethylcitrat, käuflich erhältlich als CITROFLEX 1 (Monflex Chemical Company); N,N-Dimethyloleamid, käuflich erhältlich als HALCOMID M-18-OL (C. P. Hall Company); ein Benzylphthalat, käuflich erhältlich als SANTICIZER 278 (Ferro Corporation); und dergleichen.
Weichmacher können entweder als das Tintenvehikel fungieren oder sie können als Mittel wirken, die dem Tintentreibmittel, das im Allgemeinen polar ist, und dem Tintenvehikel, das im Allgemeinen unpolar ist, Kompatibilität zu vermitteln. In Ausführungsformen, in denen die Weichmacher als Tintenvehikel fungieren, können sie von 1% bis 100% der Tintenvehikelkomponenten der Tinte darstellen. Wenn der Weichmacher andererseits als ein Zusatzstoff zusätzlich zu einem anderen Tintenvehikel dient, kann der Weichmacher in einer Menge von mindestens 0,05 Gew.-% der Tinte, wie z. B. mindestens 1% oder mindestens 2%, aber typischerweise nicht mehr als 15% vorhanden sein.
Viskositätsmodifizierer
Die Tinte kann des Weiteren einen optionalen Viskositätsmodifizierer umfassen. Beispiele für geeignete Viskositätsmodifizierer umfassen aliphatische Ketone; Stearon; 2-Hydroxybenzylalkohol; 4-Hydroxybenzylalkohol; 4-Nitrobenzylalkohol; 4-Flydroxy-3-methoxybenzylalkohol; 3-Methoxy-4-nitrobenzylalkohol; 2-Amino-5-chlorbenzylalkohol; 2-Amino-5-methylbenzylalkohol; 3-Amino-2-methylbenzylalkohol; 3-Amin-4-methylbenzylalkohol; 2-(2-(Aminomethyl)phenylthio)benzylalkohol; 2,4,6-Trimethylbenzylalkohol; 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol; 2-Amino-1-phenyl-1,3-propandiol; 2,2-Dimethyl-1-phenyl-1,3-propandiol; 2-Brom-2-nitro-1,3-propandiol; 3-tert-Butylamino-1,2-propandiol; 1,1-Diphenyl-1,2-propandiol; 1,4-Dibrom-2,3-butandiol; 2,3-Dibrom-1,4-butandiol; 2,3-Dibrom-2-buten-1,4-diol; 1,1,2-Triphenyl-1,2-ethandiol; 2-Naphthalinmethanol; 2-Methoxy-1-naphthalinmethanol; Decafluorbenzhydrol; 2-Methylbenzhydrol; 1-Benzolethanol; 4,4'-Isopropyliden-bis(2-(2,6-dibromphenoxy)ethanol); 2,2'-(1,4-phenylendioxy)diethanol; 2,2-Bis(hydroxymethyl)-2,2'2"-nitrilotriethanol; Di(trimethylolpropan); 2-Amino-3-phenyl-1-propanol; Tricyclohexylmethnol; Tris(hydroxymethyl)aminomethansuccinat; 4,4'-Trimethylen-bis(1-piperidinethanol); N-Methylglucamin; Xylit oder Mischungen davon. Sofern vorhanden, ist der Viskositätsmodifizierer in der Tinte in einer wirksamen Menge wie z. B. mindestens 10 bis 55 Gew.-% der Tinte, 15 bis 50 Gew.-% der Tinte oder von 25 bis 40 Gew.-% der Tinte vorhanden.
Antioxidantien
Die Tinte kann gegebenenfalls Antioxidantien umfassen, um die Bilder vor Oxidation zu schützen, und kann auch die Tintenkomponenten vor Oxidation schützen, während diese als eine erhitzte Schmelze im Tintenbehälter vorliegen. Beispiele für geeignete Antioxidantien umfassen (1) N,N'-Hexamethylen-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamamid) (IRGANOX 1098, erhältlich von der Ciba-Geigy Corporation), (2) 2,2-Bis(4-(2-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyloxy))ethoxyphenyl)propan (TOPANOL-205, erhältlich von der ICI America Corporation), (3) Tris(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)isocyanurat (CYANOX 1790, 41,322-4, LTDP, Aldrich D12,840-6), (4) 2,2'-Ethyliden-bis(4,6-di-tert-butylphenyl)fluorphosphonit (ETHANOX-398, erhältlich von der Ethyl Corporation), (5) Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenyldiphosphonit (ALDRICH 46,852-5; Härtewert 90), (6) Pentaerythrittetrastearat (TCI America #PO739), (7) Tributylammoniumhypophosphit (Aldrich 42,009-3), (8) 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxyphenol (Aldrich 25,106-2), (9) 2,4-Di-tert-butyl-6-(4-methoxybenzyl)phenol (Aldrich 23,008-1), (10) 4-Brom-2,6-dimethylphenol (Aldrich 34,951-8), (11) 4-Brom-3,5-didimethylphenol (Aldrich B6,420-2), (12) 4-Brom-2-nitrophenol (Aldrich 30,987-7), (13) 4(Diethylaminomethyl)-2,5-dimethylphenol (Aldrich 14,668-4), (14) 3-Dimethylaminophenol (Aldrich D14,400-2), (15) 2-Amin-4-tert-amylphenol (Aldrich 41,258-9), (16) 2,6-Bis(hydroxymethyl)-p-kresol (Aldrich 22,752-8), (17) 2,2'-Methylendiphenol (Aldrich B4,680-8), (18) 5-(Diethylamino)-2-nitrosophenol (Aldrich 26,951-4), (19) 2,6-Dichlor-4-fluorphenol (Aldrich 28,435-1), (20) 2,6-Dibromfluorphenol (Aldrich 26,003-7), (21) α-Trifluor-o-cresol (Aldrich 21,979-7), (22) 2-Brom-4-fluorphenol (Aldrich 30,246-5), (23) 4-Fluorphenol (Aldrich F1,320-7), (24) 4-Chlorphenyl-2-chlor-1,1,2-trifluorethylsulfon (Aldrich 13,823-1), (25) 3,4-Difluorphenylessigsäure (Aldrich 29,043-2), (26) 3-Fluorphenylessigsäure (Aldrich 24,804-5), (27) 3,5-Difluorphenylessigsäure (Aldrich 29,044-0), (28) 2-Fluorphenylessigsäure (Aldrich 20,894-9), (29) 2,5-Bis(trifluormethyl)benzoesäure (Aldrich 32,527-9), (30) Ethyl-2-(4-(4-(trifluormethyl)phenoxy)phenoxy)propionat (Aldrich 25,074-0), (31) Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenyldiphosphonit (Aldrich 46,852-5), (32) 4-tert-Amylphenol (Aldrich 15,384-2), (33) 3-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-hydroxyphenethylalkohol (Aldrich 43,071-4). NAUGARD 76, NAUGARD 445, NAUGARD 512 und NAUGARD 524 (hergestellt von der Uniroyal Chemical Company), und dergleichen sowie Mischungen davon. Sofern vorhanden, kann das Antioxidans in der Tinte in jeder gewünschten oder effektiven Menge vorhanden sein, wie z. B. von 0,25 bis 10 Gew.-% der Tinte oder von 1% bis 5%.
UV-Absorptionsmittel
Die Tinte kann gegebenenfalls auch ein UV-Absorptionsmittel umfassen. Die optionalen UV-Absorptionsmittel schützen die erzeugten Bilder vorwiegend vor einem Abbau durch UV-Strahlung. Spezifische Beispiele von geeigneten UV-Absorptionsmittel umfassen (1) 2-Brom-2',4-dimethoxyacetophenon (Aldrich 19,948-6), (2) 2-Brom-2',5'-dimethoxyacetophenon (Aldrich 10,458-2), (3) 2-Brom-3'-nitroacetophenon (Aldrich 34,421-4), (4) 2-Brom-4'-nitroacetophenon (Aldrich 24,561-5), (5) 3',5'-Diacetoxyacetophenon (Aldrich 11,738-2), (6) 2-Phenylsulfonylacetophenon (Aldrich 34,150-3), (7) 3'-Aminoacetophenon (Aldrich 13,935-1), (8) 4'-Aminoacetophenon (Aldrich A3,800-2), (9) 1H-Benzotriazol-1-acetonitril (Aldrich 46,752-9), (10) 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6-di-tert-pentylphenol (Aldrich 42,274-6), (11) 1,1-(1,2-Ethandiyl)-bis(3,3,5,5-tetramethylpiperazinon) (käuflich erhältlich von Goodrich Chemicals), (12) 2,2,4-Trimethyl-1,2-hydrochinolin (käuflich erhältlich von Mobay Chemical), (13) 2-(4-Benzoyl-3-hydroxyphenoxy)ethylacrylat, (14) 2-Dodecyl-N-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)succinimid (käuflich erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wis., USA), (15) 2,2,6,-Tetramethyl-4-piperidinyl/β-tetramethyl-3,9-(2,4,8,10-tetraoxospiro(5,5)-undecan)diethyl-1,2,3,4-butantetracarboxylat (käuflich erhältlich von Fairmount), (16) N-(p-Ethoxycarbonylphenyl)-N'-ethyl-N'-phenylformadin (käuflich erhältlich von Givaudan), (17) 6-Ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylchinolin (käuflich erhältlich von Monsanto Chemicals), (18) 2,4,6-Tris-(N-1,4-dimethylpentyl-4-phenylendiamino)-1,3,5-triazin (käuflich erhältlich von Uniroyal), (19) 2-Dodecyl-N-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)succinimid (käuflich erhältlich von Aldrich Chemical Co.), (20) N-(1-Acetyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-2-dodecylsuccinimid (käuflich erhältlich von Aldrich Chemical Co.), (21) (1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidinyl/β-tetramethyl-3,9-(2,4,8,10-tetraoxo-spiro-(5,5)undecan)diethyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat (käuflich erhältlich von Fairmount), (22) (2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinyl)-1,2,3,4-butantetracarboxylat (käuflich erhältlich von Fairmount), (23) Nickeldibutyldithiocarbamat (käuflich erhältlich als UV-Chek AM-105 von Ferro), (24) 2-Amino-2',5-dichlorbenzophenon (Aldrich 10,515-5), (25) 2'-Amino-4',5'-dimethoxyacetophenon (Aldrich 32,922-3), (26) 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-4'-morpholinobutyrophenon (Aldrich 40,564-7), (27) 4'-Benzyloxy-2'-hydroxy-Y-methylacetophenon (Aldrich 29,884-0), (28) 4,4'-Bis(diethylamino)benzophenon (Aldrich 16,032-6), (29) 5-Chlor-2-hydroxybenzophenon (Aldrich C4,470-2), (30) 4'-Piperazinoacetophenon (Aldrich 13,646-8), (31) 4'-Piperidinoacetophenon (Aldrich 11,972-5), (32) 2-Amino-5-chlorbenzophenon (Aldrich A4,556-4), (33) 3,6-Bis(2-methyl-2-morpholinopropionyl)-9-octylcarbazol (Aldrich 46,073-7), und dergleichen sowie Mischungen davon.
Klebrigmacher
Die Tinte kann gegebenenfalls auch Klebrigmacher umfassen, wie z. B. FORAL 85, einen Glycerinester der hydrierten Abietin(kolophonium)säure (käuflich erhältlich von Hercules), FORAL 105, ein Pentaerythritester der Hydroabietin(kolophonium)säure (käuflich erhältlich von Hercules), CELLOLYN 21, ein Hydroabietin(kolophonium)säureester der Phthalsäure (käuflich erhältlich von Hercules), ARAXAWA KE-311-Harz, ein Triglycerid der hydrierten Abietin(kolophonium)säure (käuflich erhältlich von Arakawa Chemical Industries, Ltd.), synthetische Polyterpenharze, wie z. B. NEVTAC 2300, NEVIAC 100 und NEVRAC 80 (käuflich erhältlich von Neville Chemical Company), WINGTACK 86, ein modifizierter synthetischer Polyterpenharz (käuflich erhältlich von Goodyear) und dergleichen. Sofern vorhanden, kann der Klebrigmacher in der Tinte in einer beliebigen, gewünschten oder wirksamen Menge vorhanden sein, wie z. B. mindestens 0,1 Gew.-% der Tinte, mindestens 5%, mindestens 10% oder höchstens 50%.
Leitfähigkeit verstärkende Mittel
Es kann auch ein optionales, die Leitfähigkeit verstärkendes Mittel eingeschlossen sein. Viele Tintenvehikel der festen Tinten haben eine elektrische Leitfähigkeit von im Wesentlichen Null. So können Leitfähigkeit verstärkende Mittel zu dem Tintenvehikel gegeben werden, um die Tinte mit einer gleichmäßigen Leitfähigkeit zu versehen. Die Leitfähigkeit wird als ein Eingangssignal für einen Füllstandssensor im Tintenbehälter der Tintenstrahldruckvorrichtung verwendet.
In Ausführungsformen kann das Leitfähigkeit verstärkende Mittel ein aus einer organischen Base und einer Säure gebildetes, organisches Salz sein. Die organische Base des organischen Salzes des Leitfähigkeit verstärkenden Mittels kann ein organisches Amin sein und mindestens eine lange Kohlenwasserstoffkette aufweisen. „Lange Kohlenwasserstoffkette“ bezieht sich zum Beispiel auf eine lineare oder verzweigte Kohlenstoffalkyl- oder -arylkette mit von 10 Kohlenstoffatomen bis 50 Kohlenstoffatomen, wie z. B. von 15 bis 40 Kohlenstoffatomen oder von 15 bis 30 Kohlenstoffatomen. Die lange Kohlenstoffkette des organischen Salzes macht es im Tintenvehikel mischbar.
Wenn nicht anders erforderlich, können die optionalen Zusatzstoffe, sofern vorhanden, jeweils allein oder in Kombination in der Tinte in jeder gewünschten oder wirksamen Menge, wie z. B. von 0,1 bis 10 Gew.-% der Tinte oder von 3% bis 5% vorhanden sein.
In Ausführungsformen kann die feste Tinte gegebenenfalls auch andere Materialien enthalten, was von der Art des Druckers abhängt, in der die Tinte verwendet wird. Zum Beispiel ist die Tintenvehikelzusammensetzung typischerweise entweder für die Verwendung in einem direkten Druckmodus oder in einem indirekten oder Offsetdruck-Transfersystem ausgelegt.
TINTENHERSTELLUNG
Die Tintenzusammensetzungen können mittels beliebiger gewünschter oder geeigneter Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel können die Komponenten des Tintenvehikels zusammengemischt und die Mischung dann zumindest auf ihren Schmelzpunkt (zum Beispiel von 60°C bis 150°C, 80°C bis 120°C oder 85°C bis 110°C) erhitzt werden. Das fluoreszierende Partikel kann zugeben werden, bevor die Tintenbestandteile erhitzt wurden oder nachdem die Tintenbestandteile erhitzt wurden. Die geschmolzene Mischung kann einem Mischen durch einfaches Rühren, einem Mischen mit starker Scherung oder Mahlen unterzogen werden; zum Beispiel in einem Mischer mit hoher Scherwirkung, in einem Extruder, in einer Mahlkörpermühle, in einer Kugelmühle, in einem Homogenisator oder in einer Kombination der Geräte, um das Dispergieren des Pigments in dem Tintenträger zu bewirken, um eine im Wesentlichen stabile, homogene und gleichmäßige Schmelze zu erhalten. Die resultierende Schmelze kann weiter mit anderen Tintenkomponenten vermischt werden und weiterem Mischen oder Mahlen unterzogen werden, um ihre Eigenschaften für ein bestimmtes Drucksystem genau abzustimmen. Die resultierende Tinte wird dann bei 120°C filtriert und auf Raumtemperatur gekühlt (typischerweise von 20°C bis 25°C). Die Tinten sind bei Raumtemperatur fest. In einer Ausführungsform werden die geschmolzenen Tinten während des Bildungsverfahrens in Formen gegossen und dann gekühlt, um feste Tintenstifte zu bilden. Geeignete Tintenherstellungstechniken sind im US-Patent Nr. 7,186,762 offenbart.
BILDERZEUGUNG UND TINTENSTRAHLVORRICHTUNGEN
Tintenstrahlverfahren mit festen Tinten sind wohlbekannt und werden zum Beispiel in den US-Patenten US 4,601,777 A , US 4,251,824 A , US 4,410,899 A , US 4,412,224 A und US 4,532,530 A beschrieben.
Gedruckte Bilder können mit der hier beschriebenen Tinte erzeugt werden, indem die Tinte in eine Tintenstrahldruckvorrichtung, zum Beispiel in eine thermische Tintenstrahldruckvorrichtung, eine akustische Tintenstrahldruckvorrichtung oder eine piezoelektrische Tintenstrahldruckvorrichtung eingeführt und gleichzeitig ein Ausstoßen der Tropfen aus geschmolzener Tinte auf eine bildartige Weise auf ein Substrat verursacht wird. Die Tinte ist typischerweise in mindestens einem Behälter eingeschlossen, der mittels einer beliebigen, geeigneten Zuführungsvorrichtung mit den ausstoßenden Kanälen und Öffnungen des Tintenstrahldruckkopfs zum Ausstoßen der Tinte verbunden ist. Beim Ausstoßvorgang kann der Tintenstrahldruckkopf mittels eines beliebigen, geeigneten Verfahrens auf die Ausstoßtemperatur der Tinten erhitzt werden. Der/Die die feste Tinte enthaltende(n) Behälter kann/können auch Heizelemente zum Erhitzen der Tinte umfassen. So können die festen Tinten zum Ausstoßen vom festen Zustand in einen geschmolzenen Zustand überführt werden. „Mindestens ein“ oder „eins oder mehr“, wie zur Beschreibung von Komponenten der Tintenstrahldruckvorrichtung, wie z. B. Tintendruckkopf, Behälter, Zuführer, usw. verwendet, bezieht sich auf 1 bis 15, wie z. B. von 1 bis 8 oder von 1 bis 4 einer solchen Komponente, die in der Tintenstrahldruckvorrichtung zu finden ist.
Die Tinten können auch in indirekten (Offset-)Druck-Tintenstrahlanwendungen eingesetzt werden, in denen die Tröpfchen aus geschmolzener Tinte in einem bildartigen Muster auf ein Aufzeichnungssubstrat ausgestoßen werden, wobei das Aufzeichnungssubstrat ein intermediäres Überführungselement ist und die Tinte in dem bildartigen Muster anschließend vom intermediären Überfuhrungselement auf das endgültige Aufzeichnungssubstrat überführt wird. Ein Offset- oder indirektes Druckverfahren wird auch zum Beispiel im US-Patent US 5,389,958 A beschrieben. Beispiele für Geräte, die zum Drucken der festen, hierin beschriebenen Tinten geeignet sind, umfassen Geräte, die aus mindestens einem Tinte zurückhaltenden Behälter zum Lager oder Halten der festen Tinte, einem Tintenstrahldruckkopf zum Drucken der Tinte und einer Tintenversorgungsleitung zum Bereitstellen der festen Tinte für den Tintenstrahldruckkopf bestehen.
Die Tinte kann auf jegliches geeignete Substrat oder Aufzeichnungspapier ausgestoßen oder überführt werden, um ein Bild darauf zu erzeugen, einschließlich einfacher Papiere wie z. B. XEROX^® 4200-Papier, XEROX^®-Image-Series-Papier, Courtland 4024 DP Papier, liniertes Notizblockpapier, Dokumentpapier und dergleichen, Siliciumdioxid gestrichenes Papier, wie z. B. Siliciumdioxid gestrichenes Papier des Unternehmens Sharp, JuJo-Papier, HAMMERMILL LASERPRINT^® Papier und dergleichen; glänzend gestrichenes Papier wie z. B. XEROX^® Digital Color Gloss, Sappi Warren Papier LUSTROGLOSS^®, und dergleichen, Folienmaterialien, Stoffen, Textilprodukten, Kunststoffen, Polymerfolien, anorganischer Substrate wie z. B. Metalle, Keramiken und Holz.
BEISPIEL
Alle Ausgangsmaterialien mit Ausnahme von UNICID 700 werden von Sigma Aldrich erworben. UNICID 700 wird von Baker Petrolite erhalten.
Herstellung von trans-Dicarboxylindenofluorenon
Trans-Dicarboxylindenofluorenon wird in drei Stufen ausgehend von käuflich erhältlichem 2,5-Dibrom-p-xylol hergestellt. In der ersten Stufe wird, wie im unten folgenden Schema 1 angegeben, eine Reaktion vom Suzuki-Typ zwischen 2,5-Dibrom-p-xylol und p-Tolylborsäure zur Herstellung von Produkt A verwendet. Genauer gesagt, werden 4,07 g (0,029 mol) p-Tolylborsäure, 4,0 g (0,015 mol) 2,5-Dibrom-p-xylol, 9,0 g (0,065 mol) Kaliumcarbonat, 6,0 g (0,035 mol) Tetramethylammoniumbromid und 0,136 g (0,0014 mol) Palladiumacetat in einen mit einem Magnetrührer, Rückflusskühler, Argoneinlass und Ölheizbad ausgestatteten, 250 ml fassenden Rundkolben gegeben. Die Feststoffe werden 15 Minuten lang mit Argon gespült und anschließend werden 40 ml destilliertes Wasser zu der Reaktionsmischung gegeben. Die Temperatur wird auf 70°C erhöht und die Mischung wird etwa 4 Stunden lang unter Rühren erhitzt. Nach 4 Stunden lässt man die Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen und es werden weitere 50 ml destilliertes Wasser in den Kolben gegeben. Der gebildete, dunkle Niederschlag wird aus der wässrigen Mutterlösung mittels Filtration unter Verwendung eines Filterpapiers isoliert. Der Feststoff wird des Weiteren in Toluol gelöst, es wird ein Spatel Entfärbungsaktivkohle zu der Lösung gegeben und alles wird zum Sieden erhitzt. Der schwarze Rückstand wird mittels Filtration entfernt. Die wässrige Mutterlösung wird zweimal mit 40 ml Dichlormethan und einmal mit 40 ml Toluol extrahiert. Die organischen Schichten werden vereinigt und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Schließlich wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, um 4,11 g (94%) eines weißen Feststoffs zu ergeben.
Produkt A wird gemäß Schema 1 hergestellt.
In der zweiten Stufe wird Produkt A, wie im unten folgenden Schema 2 angegeben, in Gegenwart von Kaliumpermanganat und Pyridin oxidiert, um ein Tetracarbonsäurederivat (Produkt B) zu ergeben.
Genauer gesagt, wird Produkt A (1,23 g, 0,0043 mol) in 30 ml Pyridin gelöst und in einen mit einem Magnetrührer, Rückflusskühler und Ölheizbad ausgestatteten 1 1 fassenden Rundkolben gegeben. Kaliumpermanganat (28 g, 0,177 mol) wird in einem Zeitraum von 96 Stunden in Portionen von jeweils 2 bis 3 g in 10 ml destilliertem Wasser zugegeben. In diesem Zeitraum wird die Temperatur im Reaktionskolben bei etwa 100°C gehalten. Ist die Reaktion abgeschlossen, wird das resultierende Mangandioxid mittels Filtration abgetrennt. Das Mangandioxid wird in heißem Wasser (100 ml bei 80°C) gerührt und abfiltriert. Die beiden Flüssigkeiten werden vereinigt und mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 2 angesäuert. Nachdem ein weißer Feststoff auftritt, wird der Feststoff unter Verwendung einer Glasfritte abfiltriert und 2 Stunden lang in einem Vakuumofen bei 130°C getrocknet. Das Produkt wird als ein weißer Feststoff erhalten (1,385 g, 79%). H¹-NMR in DMSO-d₆: δ (ppm): 7,5 (d, J = 7,8 Hz, 2H,), 7,7 (s, 1H), 7,9 (d, J = 8,1 Hz, 2H).
Produkt B wird gemäß Schema 2 hergestellt.
In der dritten Stufe wird das trans-Dicarboxylindenofluorenon, wie im unten folgenden Schema 3 dargestellt, durch eine säurekatalysierte Cyclisierung in Gegenwart von 7%-igem Oleum erhalten. Genauer gesagt, wird Produkt B (1,2 g, 0,003 mol) und 7 ml 7%-iges Oleum in einen mit einem Magnetrührer, Rückflusskühler und Ölheizbad ausgestatteten, 100 ml fassenden Rundkolben gegeben. Die Temperatur wird auf 100°C erhöht und die resultierende braune Lösung wird 4 Stunden lang erhitzt. Die Lösung kann auf Raumtemperatur abkühlen und wird in 100 ml destilliertes Wasser gegossen. Der resultierende rote Niederschlag wird mittels Filtrieren unter Verwendung einer Glasfritte isoliert und 2 Stunden lang im Ofen bei 130°C getrocknet. Das Produkt wird als ein violetter Feststoff erhalten (1,0 g, 92%).
Das trans-Dicarboxylindenofluorenon wird gemäß Schema 3 hergestellt.
Herstellung eines stabilisierenden Wachses
Wie im unten folgenden Schema 4 angegeben, wird ein stabilisierendes Wachs hergestellt, indem UNICID^® 700 mit Ethylendiamin in einem 1:1-Verhältnis zur Reaktion gebracht wird. Genauer gesagt, werden 144,59 g UNICID^® 700-Harz und 9,02 g 1,2-Ethylendiamin (Aldrich) in einen mit einem Heizmantel, mechanischer Rührung, einer Dean-Stark-Falle, Rückflusskühler und Temperatursensor ausgestatteten, 1 1 fassenden Harzkessel gegeben. Unter einem Argonstrom wird die Temperatur im Kessel auf 90°C angehoben und das Harz kann schmelzen. Wenn das Harz vollständig geschmolzen ist, wird die Temperatur allmählich unter Rühren auf 180°C erhöht und die Reaktion kann 3 Stunden lang ablaufen. In der Dean-Stark-Falle wird Wasser (2,7 ml) aufgefangen. Nachdem die Reaktion 3 Stunden lang bei 180°C durchgeführt wurde, wird der Kessel warm geleert. Das Produkt wird als ein beigefarbenes Harz erhalten (145 g, 96%).
Das stabilisierende Wachs wird gemäß Schema 4 hergestellt.
Herstellung eines modifizierten trans-Dicarboxylindenofluorenons vom Amidtyp (hier im Folgenden als „rotes Harz“ bezeichnet)
Wie im unten folgenden Schema 5 angegeben, wird das rote Harz hergestellt, indem das fluoreszierende Partikel in einem hochsiedenden Lösungsmittel chemisch an ein stabilisierendes Wachs gebunden wird. Genauer gesagt, werden 1,0 g (0,0027 mol) trans-Dicarboxylindenofluorenon, 6,036 g (0,0078 mol) stabilisierendes Wachs und 20 ml Toluol in einen mit einem Heizmantel, mechanischer Rührung, einer Dean-Stark-Falle, Rückflusskühler und Temperatursensor ausgestatteten, 150 ml fassenden Harzkessel gegeben. Unter einem Argonstrom wird die Temperatur im Kessel auf 110°C angehoben und das Harz kann schmelzen. Die Reaktion kann 18 Stunden lang ablaufen, wonach das Toluol abgezogen und die Temperatur auf 140°C erhöht wird. Die Reaktion kann 3 Stunden lang ablaufen und anschließend wird der Kessel warm geleert. Das Produkt wird als ein rot fluoreszierendes Harz erhalten (6,68 g).
Das rote Harz wird gemäß Schema 5 hergestellt.
Herstellung eines das rote Harz enthaltenden Konzentrats einer festen Tinte
Im Folgenden bezieht sich „Teile“ auf Gewichtsteile. 136 Teile KEMAMIDE S-180 (ein Stearylstearamid), das käuflich von der Crompton Corporation erhältlich ist, wird in ein 600 ml fassendes Becherglas gegeben. Das Material wird in einem Ofen bei 120°C aufgeschmolzen, dann in einen auf 120°C erhitzten, von Union Process erhältlichen Szegvari 01Attritor überführt und mit 1800 g Edelstahlkugeln 440 C, 1/8 Inch Durchmesser, die von Hoover Precision Products erhältlich sind, beladen. An dem Aufbau wird ein erhitzter Mischrotor befestigt und das Mischen wird so begonnen, dass die Kugeln oben im Kessel sanft gegeneinander stoßen. Zu dieser gerührten Mischung werden 16 Teile des roten Harzes wie in Schema 5 abgebildet zugegeben. Nach 30-minütigem Benetzen bei dieser Geschwindigkeit wird die Geschwindigkeit erhöht, sodass die periphere Geschwindigkeit des Mischrotors etwa 150 Zentimeter pro Sekunde beträgt. Das Zerreiben wird 18 Stunden lang fortgesetzt.
Herstellung der das rote Harz enthaltenden festen Tinte
Das Konzentrat wird mittels eines Siebs von den Edelstahlkugeln isoliert und es werden 12 Teile in einen vorgeheizten Kessel mit einem vorgeheizten Rührstab gegeben und gerührt. Hierzu werden langsam 81,54 Teile eines bereits geschmolzenen und gründlich bei 120°C gemischten, destillierten Polyethylenwachses (ein Polyethylenwachs mit einem mittleren Molekulargewichtspeak bei etwa 350 bis etwa 730 Gramm pro Mol, einer Polydispersität von etwa 1,03 bis etwa 3,0 und einer asymmetrischen Molekulargewichtsverteilung, die zum Ende des höheren Molekulargewichts verzerrt ist, wie im US-Patent US 7,407,539 B2 beschrieben) von Baker Petrolite, 18,65 Gewichtsteile Triamidwachs (Triamid wie im US-Patent US 6,860,930 B2 beschrieben), 16,07 Gewichtsteile S-180 (ein Stearylstearamid), das käuflich von der Crompton Corp. erhältlich ist, 18,81 Gewichtsteile KE-100-Harz, das käuflich von der Arakawa Corporation erhältlich ist, Triglyceride der hydrierten Abietinsäure von Arakawa Chemical Industries, Ltd., 2,58 Gewichtsteile eines Urethanharzes, das ein Addukt aus drei Äquivalenten Stearylisocyanat und einem auf Glycerin basierenden Alkohols ist, hergestellt wie im Beispiel 4 von US-Patent US 6,309,453 B1 beschrieben und 0,34 Gewichtsteile Naugard-445 (einem Antioxidans), erhältlich von der Crompton Corp. gegeben. Die das rote Harz enthaltende Tinte wird 2 Stunden lang gerührt und über einen 1 -Mikrometer-Filter, der von der Parker-Hannefin Corporation erhältlich ist, bei 120°C filtriert.

Claims

Fluoreszierende, feste Tinte, umfassend: ein Tintenvehikel; und ein fluoreszierendes Partikel, wobei das fluoreszierende Partikel ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein stabilisierendes, chemisch an das fluoreszierende Pigment gebundenes Wachs umfasst, wobei das fluoreszierende Pigment Carboxylindenofluorenon ist.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 1, wobei das mindestens eine stabilisierende Wachs eine Alkylkette umfasst; oder wobei das mindestens eine chemisch gebundene, stabilisierende Wachs eine Amingruppe an seinem terminalen Ende umfasst.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 2 wobei das mindestens eine stabilisierende Wachs chemisch durch die Amingruppe, welche mit der mindestens einen Carbonsäuregruppe unter Bildung einer Amidbindung reagiert, an das fluoreszierende Pigment gebunden ist; oder wobei das mindestens eine chemisch gebundene, stabilisierende Wachs durch Reaktion eines Carbonsäure-terminierten Polyethylenwachses mit einem Diamin gebildet wird.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 3 wobei das mindestens eine chemisch gebundene, stabilisierende Wachs durch Reaktion eines Carbonsäure-terminierten Polyethylenwachses mit einem Diamin gebildet wird und wobei des Weiteren das Carbonsäure-terminierte Polyethylenwachs die Struktur CH₃-(CH₂)_n-COOH aufweist, wobei n = 10-60; oder wobei das Diamin des Weiteren aus der Gruppe bestehend aus Ethylendiamin und Propylendiamin ausgewählt wird.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 1, wobei das fluoreszierende Pigment ein trans-Dicarboxylindenofluorenon ist.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 1, wobei die fluoreszierende, feste Tinte bei einer Temperatur unterhalb von 27°C fest ist und bei einer Temperatur von 60°C bis 150°C geschmolzen ist.
Fluoreszierende, feste Tinte gemäß Anspruch 1, wobei die fluoreszierende, feste Tinte des Weiteren mindestens einen Zusatzstoff umfasst, der aus der Gruppe bestehend aus Weichmachern, Viskositätsmodifizierern, Antioxidantien, UV-Absorptionsmitteln, Klebrigmachern und Leitfähigkeit verstärkenden Mitteln ausgewählt wird.
Verfahren zur Herstellung einer fluoreszierenden, festen Tinte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend: Mischen eines Tintenvehikels und eines fluoreszierenden Partikels, wobei das fluoreszierende Partikel ein fluoreszierendes Pigment und mindestens ein stabilisierendes, chemisch an das fluoreszierende Pigment gebundenes Wachs umfasst, wobei das fluoreszierende Pigment Carboxylindenofluorenon ist; Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur von 60°C bis 150°C; und Kühlen der erhitzten Mischung zur Bildung einer festen Tinte.