Композиции твердых чернил с изменением фазы, содержащие оксазолины

Композиции твердых чернил с изменением фазы, содержащие оксазолины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к композициям чернил с изменением фазы или композициям твердых чернил, которые являются твердыми при комнатной температуре и расплавленными при повышенной температуре, при которой расплавленные чернила наносят на подложку. Эти композиции твердых чернил могут быть использованы для струйной печати. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к новой композиции твердых чернил с изменением фазы, содержащей кристаллическое оксазолиновое соединение, аморфный компонент, который получен из многоатомных спиртов, и необязательно краситель, и к способам их получения.

Твердые чернила с изменением фазы (также называются "чернила с изменением фазы" и "термоплавкие чернила") использовали при различных методиках жидкого осаждения. Твердые чернила с изменением фазы находятся в твердой фазе при температуре окружающей среды, но существуют и в жидкой фазе при повышенной температуре процесса в струйном печатающем устройстве.

Твердые чернила являются подходящими для струйных печатающих устройств, поскольку они остаются в твердой фазе при комнатной температуре, например, от 20°С до приблизительно 35°С, что является удобным при транспортировке или обработке чернил, облегчает продолжительное хранение и облегчает применение.

В то время как известные материалы и способы подходят для своих целевых предназначений, существует потребность в улучшенных чернилах с изменением фазы.

Сущность изобретения

Согласно представленным в настоящем документе вариантам осуществления настоящее изобретение относится к новым композициям твердых чернил, содержащим по меньшей мере одно кристаллическое оксазолиновое соединение и по меньшей мере один аморфный компонент, полученный из многоатомного спирта, и краситель и необязательно модификатор вязкости, которые проявляют превосходную устойчивость изображения для струйной печати, включая печатание на покрытых бумажных подложках.

В частности, варианты осуществления настоящего изобретения относятся к композиции твердых чернил, содержащей по меньшей мере один компонент изменения фазы; по меньшей мере один аморфный компонент, полученный из многоатомного спирта; краситель; и необязательно модификатор вязкости, причем компонент изменения фазы является кристаллическим и содержит одно или несколько замещенных оксазолиновых соединений и/или замещенных оксазолиновых производных, и, кроме того, эта композиция твердых чернил характеризуется фазовым переходом из жидкого состояния в твердое.

Согласно дополнительным вариантам осуществления настоящее изобретение относится к композиции твердых чернил, содержащей по меньшей мере один компонент изменения фазы; по меньшей мере один аморфный компонент, который являлся производным многоатомного спирта, содержащим от двух до двадцати гидроксильных групп; краситель; и необязательно модификатор вязкости, причем компонент изменения фазы содержит одно или несколько замещенных оксазолиновых соединений и/или замещенных оксазолиновых производных, представленных следующей формулой:

,

где R₁ представляет собой алкильную группу с от приблизительно 1 до приблизительно 55 атомами углерода, R₂, R₃, R₄ и R₅ представляют собой алкил, алкиловый спирт или алкиловый сложный эфир, каждый алкил содержит от приблизительно 1 до приблизительно 55 атомов углерода, и, кроме того, эта композиция твердых чернил характеризуется фазовым переходом из жидкого состояния в твердое при изменении температуры приблизительно 20°С.

Согласно другим вариантам осуществления настоящее изобретение относится к композиции твердых чернил, содержащей по меньшей мере один компонент изменения фазы; по меньшей мере один аморфный компонент, полученный из многоатомного спирта; краситель; и необязательно модификатор вязкости, причем компонент изменения фазы является кристаллическим и содержит одно или несколько замещенных оксазолиновых соединений и/или замещенных оксазолиновых производных, и, кроме того, эта композиция твердых чернил характеризуется фазовым переходом из жидкого состояния в твердое при изменении температуры приблизительно 20°С, и фазовый переход происходит при температуре от приблизительно 45 до приблизительно 130°С.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 представлен график, на котором показаны данные реологии некоторых образцов чернил согласно вариантам осуществления настоящего изобретения по сравнению с контрольными образцами чернил; и

на фигуре 2 представлен график, на котором показаны результаты царапанья некоторых образцов чернил согласно вариантам осуществления настоящего изобретения по сравнению с контрольными образцами чернил; Все измерения реологии проводили на реометре с контролируемой нагрузкой Rheometrics RFS3 (ТА instruments), оборудованного нагревательной пластиной Пельтье и с применением 25 мм плоскопараллельной пластины. При используемом способе диапазон температур начинался от 140°С до приблизительно 40°С при температурных интервалах 5°С, время выдержки (установление равновесия) 75 секунд между каждой температурой, и измеряли при постоянной частоте 1 Гц.

Подробное описание изобретения

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения было обнаружено, что устойчивые твердые чернила могут быть получены путем смешивания кристаллических и аморфных компонентов. Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к новому типу композиции твердых чернил для струйной печати, которая содержит смесь (1) по меньшей мере одного кристаллического оксазолинового соединения; (2) по меньшей мере одного аморфного компонента, полученного из многоатомного спирта; (3) необязательно, модификатора вязкости; и 4) красителя. Согласно этим вариантам осуществления кристаллический компонент действует как компонент изменения фазы, тогда как аморфный компонент действует как связующее.

Используемый в настоящем описании термин "вязкость" относится к комплексной вязкости, которая представляет собой типичное измерение, обеспеченное механическим спектрометром, который способен подвергать образец постоянному сдвиговому напряжению или синусоидальной деформации с малой амплитудой.

Раскрытые в настоящем описании чернила содержат кристаллический компонент, который содержит по меньшей мере одно или несколько оксазолиновых соединений. Примеры подходящих оксазолиновых соединений включают в себя (без исключения) представленные формулой

,

где R₁ представляет собой (1) алкильную группу, содержащую неразветвленные, разветвленные, насыщенные, ненасыщенные, циклические, замещенные и незамещенные алкильные группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в алкильной группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 1 атомом углерода и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 5 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 60 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 25 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, (2) арильную группу, содержащую замещенные и незамещенные арильные группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в арильной группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 5 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 14 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в фениле и т.п., (3) арилалкильную группу, содержащую замещенные и незамещенные арилалкильные группы, где алкильный фрагмент арилалкильной группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в любой из двух или обеих алкильной части и арильной части арилалкильной группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в бензиле и т.п., или (4) алкиларильную группу, содержащую замещенные и незамещенные алкиларильные группы, где алкильный фрагмент алкиларильной группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в любой из двух или обеих алкильной части или арильной части алкиларильной группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в толиле и т.п.; и

каждый из R₂, R₃, R₄ и R₅ независимо друг от друга представляет собой (1) атомы водорода, (2) атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром или йод, (3) алкильные группы, содержащие неразветвленные, разветвленные, насыщенные, ненасыщенные, циклические, замещенные и незамещенные алкильные группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в алкильной группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 1 атомом углерода, согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 2 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 3 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 30 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, (4) арильные группы, содержащие замещенные и незамещенные арильные группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в арильной группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 5 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в фениле и т.п., (5) арилалкильные группы, содержащие замещенные и незамещенные арилалкильные группы, где алкильный фрагмент арилалкильной группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в любой из двух или обеих алкильной части и арильной части арилалкильной группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомов углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в бензиле и т.п., или (6) алкиларильные группы, содержащие замещенные и незамещенные алкиларильные группы, где алкильный фрагмент алкиларильной группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в любой из двух или обеих алкильной части или арильной части алкиларильной группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 36 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 24 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, как, например, в толиле и т.п., где заместители на замещенных алкильных, арильных, арилалкильных и алкиларильных группах для R₁, R₂, R₃, R₄ и R₅ могут быть (без исключения) гидроксигруппами, атомами галогена, аминовыми группами, иминовыми группами, аммониевыми группами, цианогруппами, пиридиновыми группами, пиридиниевыми группами, эфирными группами, альдегидными группами, кетоновыми группами, сложноэфирными группами, амидными группами, карбонильными группами, тиокарбонильными группами, сульфатными группами, сульфонатными группами, группами сульфоновой кислоты, сульфидными группами, сульфоксидными группами, фосфиновыми группами, фосфониевыми группами, фосфатными группами, нитрильными группами, меркаптогруппами, нитрогруппами, нитрозогруппами, сульфоногруппами, ацильными группами, группами кислотного ангидрида, азидными группами, цианатными группами, изоцианатными группами, тиоцианатными группами, изотиоцианатными группами, карбоксилатными группами, группами карбоновой кислоты, уретановыми группами, группами мочевины, их смесями и т.п., причем два или несколько заместителей могут быть соединены вместе с образованием кольца.

Согласно конкретному варианту осуществления R₁ представляет собой алкильную группу, такую как линейную незамещенную алифатическую группу. Согласно другому конкретному варианту осуществления R₁ представляет собой алкиларильную группу, например, группу формулы

.

Согласно конкретному варианту осуществления каждый из R₂, R₃, R₄ и R₅ независимо друг от друга представляет собой незамещенные алкильные группы или гидроксиалкильные группы, например, формулы -(CH₂)_nOH, где n представляет собой целое число согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 1, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 12, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 10, хотя значение n может выходить за пределы этих диапазонов, или алкильные сложноэфирные группы, например, формулы -(СН₂)_р-ООС(СН₂)_m-СН₃, где р представляет собой целое число согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 1, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 12, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 10, хотя значение р может выходить за пределы этих диапазонов, и m представляет собой целое число согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 1, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 36, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 24, хотя значение m может выходить за пределы этих диапазонов.

Согласно конкретному варианту осуществления оксазолин представляет собой формулу

,

где R₁ определено выше, и где каждый R₆ и R₇ независимо друг от друга представляет собой (1) атом водорода или (2) группу формулы

,

где n равно 0 или является целым числом от 1 до приблизительно 36.

Конкретные примеры подходящих оксазолиновых соединений, все из которых являются кристаллическими при комнатной температуре, содержат (без исключения) (как указано ниже с температурами плавления и кристаллизации, измеренными при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии при скорости сканирования 10°С в минуту):

, Тплавл.=97°С; Т крист.=73°С

,

, Тплавл.=98°С; Ткрист.=72,4°С

, Тплавл.=60°С; Ткрист.=45°С

, Тплавл.=56°С; Ткрист.=33°C

, Тплавл.=108,6°С; Ткрист.=92°С

и т.п., а также их смеси.

Оксазолины могут быть получены любым подходящим или эффективным способом, например, путем осуществления реакции конденсации при повышенных температурах между кислотой, содержащей группу R₁, с по меньшей мере 1 молярным эквивалентом аминового спирта. Оксазолины также могут быть получены, как описано, например, в па тентах США №5817169 и №5698017, раскрытие каждого из которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

Замещенные оксазолиновые соединения формулы

могут быть получены согласно одному варианту осуществления путем осуществления реакции конденсации, происходящей при подходящей температуре, например, от приблизительно 120°С до приблизительно 220°С, кислоты, содержащей группу R₁, как определено выше в настоящем описании, с по меньшей мере 1 молярным эквивалентом подходящего аминового спирта на моль кислоты. Реакция конденсации между кислотой и аминовым спиртом может быть выполнена при пониженном давлении, например, меньше чем приблизительно 100 мм Hg. Реакция конденсации может быть проведена с применением катализатора или без него; катализатор может быть использован для ускорения завершения реакции. Подходящими катализаторами являются тетраалкилтитанаты, оксиды диалкилолова, такие как оксид дибутилолова (дибутилоксостаннат), соединения оксида тетраалкилолова, такие как дилаурат дибутилолова, соединения диалкилстанновой кислоты, такие как бутилстанновая кислота, алкоксиды алюминия, алкилцинк, диалкилцинк, оксид цинка, закись олова или их смеси; и эти катализаторы выбраны в количествах, например, от приблизительно 0,005 мольных процентов до приблизительно 5 мольных процентов на основе исходной двухосновной кислоты. Согласно некоторым вариантам осуществления реакция конденсации завершается (например, когда прореагировало по меньшей мере приблизительно 95% двухосновной кислоты) по меньшей мере в течение приблизительно 15 часов.

Согласно конкретному варианту осуществления раскрытые в настоящем описании кристаллические оксазолиновые соединения характеризуются достаточно низкими вязкостями в расплавленном состоянии, что делает их крайне подходящими для применения в качестве кристаллических агентов с фазовым изменением в твердых чернилах для струйной печати. Согласно этим вариантам осуществления кристаллические оксазолиновые соединения, такие как представленные выше конкретные соединения, могут характеризоваться комплексными вязкостями при измерении при температурах выше приблизительно 110°С согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 1 сантипуаз (сП или мПа·сек), согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2 сантипуаз, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 3 сантипуаз, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 20 сантипуаз, согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 15 сантипуаз, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 13 сантипуаз, хотя комплексная вязкость может выходить за пределы этих диапазонов. При комнатной температуре комплексная вязкость раскрытых в настоящем описании кристаллических оксазолиновых соединений может быть ≥ приблизительно 1×10⁵ сантипуаз.

Кристаллическое оксазолиновое соединение находится в носителе чернил в любом необходимом или эффективном количестве согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 1 процент от массы, согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2 процента от массы, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 5 процентов от массы, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 95 процентов от массы, согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 90 процентов от массы, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 85 процентов от массы, хотя количество может выходить за пределы этих диапазонов.

Кристаллическое оксазолиновое соединение находится в чернилах в итоге в любом эффективном или необходимом количестве, согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 10 процентов от массы, согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 20 процентов от массы и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 25 процентов от массы, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 90 процентов от массы, согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 80 процентов от массы и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 75 процентов от массы, хотя количество может выходить за пределы этих диапазонов.

Свойства и признаки оксазолиновых соединений согласно настоящему описанию предусматривают, например, четкие температуры плавления, которые находятся в пределах диапазона 50-120°С, сильное изменение вязкости (>10⁵ сантипуаз) в течение узкого температурного диапазона для кристаллизации (который может находиться где угодно в диапазоне от приблизительно 50°С до приблизительно 110°С), соединения более высокой полярности, что позволяет более легкое смешивание с обычно доступными красителями, диспергаторами и другими функциональными добавками, и легкий, малозатратный синтез стандартными беспримесными реакциями конденсации (процесс без растворителя с водой в качестве единственного побочного продукта). Примеры подходящих кристаллических оксазолиновых соединений, содержащие монооксазолиновые соединения и сложноэфирные производные, предусмотрены в таблице 1 (с их физическими свойствами и функциями в композициях чернил с изменением фазы).

Таблица 1
№	Компонент чернил	Тплавл.* (°С) (DSC)	Ткрист.* (°С) (DSC)	Ткрист. (°С) (Реология)
1		107	85,5	102
2		108,6	92	108
3		97	73	97
4		60	45	N/A
5		56	33	N/A
6		64	46,3	56
7		49,3, 57,0	52, 46,5	61
*Образцы измеряли на дифференциальном сканирующем калориметре Q1000 (ТА Instruments) при скорости 10°С/мин от -50°С до 200°С до -50°С; регистрировали серединные значения.N/A=нет данных

Аморфный компонент в твердых чернилах с изменением фазы обеспечивает клейкость, чтобы способствовать связыванию кристаллического компонента изменения фазы вместе с другой необязательной чернильной добавкой. Кроме того, аморфный компонент придает устойчивость напечатанным чернилам.

Согласно вариантам осуществления аморфный компонент представляет собой одно или несколько соединений, которые являются производными полиолового соединения, содержащего две или несколько гидроксильных групп, или более конкретно, производным соединения многоатомного спирта, содержащего от 2 до 20 гидроксильных групп. Согласно вариантам осуществления полиоловое соединение (соединение многоатомного спирта) может содержать от 2 до приблизительно 50 атомов углерода, или от приблизительно 4 до приблизительно 40 атомов углерода, или от приблизительно 5 до приблизительно 36 атомов углерода, и которое может содержать алкильные, арильные или алкиларильные содержащие углерод группы. Согласно вариантам осуществления алкильная часть полиолового соединения может быть неразветвленной, циклической или разветвленной и включать этиленнасыщенные группы. Полиоловое соединение также может содержать такие гетероатомы, как О, N, S, Р, В, Si, вместе с атомами углерода.

Согласно вариантам осуществления аморфный компонент представляет собой одно или несколько соединений, которые являются производными полиолового соединения, содержащего две или несколько гидроксильных групп, или более конкретно, производным соединения многоатомного спирта, содержащего от 2 до 20 гидроксильных групп. Согласно вариантам осуществления полиоловое соединение (соединение многоатомного спирта) может содержать от 2 до приблизительно 50 атомов углерода, или от приблизительно 4 до приблизительно 40 атомов углерода, или от приблизительно 5 до приблизительно 36 атомов углерода, и которое может содержать алкильные, арильные или алкиларильные содержащие углерод группы. Согласно вариантам осуществления алкильная часть полиолового соединения может быть неразветвленной, циклической или разветвленной и включать этиленнасыщенные группы. Полиоловое соединение также может содержать такие гетероатомы, как О, N, S, Р, В, Si, вместе с атомами углерода.

Согласно дополнительным вариантам осуществления один или несколько аморфных компонентов представляет собой сложноэфирное производное многоатомного спирта, в котором эфирная группа может быть получена из простой монофункциональной карбоновой кислоты, дифункциональных карбоновых кислот, или может быть олигомерной или полимерной сложноэфирной группой, полученной из дифункциональных и полифункциональных кислот, и их смеси. Карбоновые моноосновные кислоты и двухосновные кислоты могут быть ароматическими, содержащими от 6 до приблизительно 14 атомов углерода, или алифатическими кислотами, содержащими от приблизительно 2 до приблизительно 50 атомов углерода, или алкилароматическими кислотами, содержащими от 6 до приблизительно 25 атомов углерода. Алифатическая часть монокарбоновых и дикарбоновых кислот может быть или неразветвленной, разветвленной, циклической и/или этиленнасыщенной алкильной группой.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения необходимые аморфные вещества характеризуются относительно низкой вязкостью (<10² сантипуаз, или от приблизительно 20 до приблизительно 2000 сантипуаз, или от приблизительно 30 до приблизительно 1500 сантипуаз) при приблизительно 140°С, но очень высокой вязкостью (>10⁶ сантипуаз) при температурах мен ее чем приблизительно 60°С. Более низкая вязкость при 140°С обеспечивают высокую широту формулировки с облегчением чернильной печати, тогда как высокая вязкость при комнатной температуре придает устойчивость напечатанному изображению. Аморфные вещества характеризуются T_g (температурами стеклования), но при помощи DSC не проявляют пики кристаллизации и плавления (измеренные при 10°С/мин от -50 до 200 до -50°С). Значения T_g типично равны от приблизительно -10°С до приблизительно 50°С, или от приблизительно -5°С до приблизительно 45°С, или от приблизительно 0°С до приблизительно 40°С, для придания необходимой стойкости и универсальности чернилам.

Иллюстративные примеры подходящих аморфных компонентов представлены в таблице 2. Соединение 11 таблицы 2 представляет собой полимерный сложный эфир, полученный из янтарной кислоты и изосорбида, природное полиоловое соединение, отделимое от растительных Сахаров и крахмала, таких как кукуруза и пшеница. Изосорбид обычно представлен формулой

,

и взаимодействует с двухосновными кислотами формулы HOOC-R'-COOH с образованием олигомеров формулы

,

подходящих для содержания в раскрытых в настоящем описании чернилах, где n представляет собой целое число согласно одному варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 2, и согласно другому варианту осуществления по меньшей мере приблизительно 3, и согласно одному варианту осуществления не более чем приблизительно 10, и согласно другому варианту осуществления не более чем приблизительно 8, хотя значение n может выходить за пределы этих диапазонов, и R' представляет собой (1) алкиленовую группу, содержащую неразветвленные, разветвленные, насыщенные, ненасыщенные, циклические, замещенные и незамещенные алкиленовые группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор, бор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в алкиленовой группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 2 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 10 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, (2) ариленовую группу, содержащую замещенные и незамещенные ариленовые группы, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор, бор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в ариленовой группе, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 6 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 8 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 20 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 16 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, такую как фенилен и т.п., (3) арилалкиленовую группу, содержащую замещенные и незамещенные арилалкиленовые группы, где алкильный фрагмент арилалкиленовой группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор, бор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в двух или обеих алкильной части и арильной части арилалкиленовой группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 20 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 16 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, такую как бензилен и т.п., или (4) алкилариленовую группу, содержащую замещенные и незамещенные алкилариленовые группы, где алкильный фрагмент алкилариленовой группы может быть неразветвленным, разветвленным, насыщенным, ненасыщенным и/или циклическим, и где такие гетероатомы, как кислород, азот, сера, кремний, фосфор, бор и т.п., могут присутствовать или не присутствовать в двух или обеих алкильной части и арильной части алкилариленовой группы, согласно одному варианту осуществления с по меньшей мере приблизительно 7 атомами углерода, и согласно одному варианту осуществления с не более чем приблизительно 20 атомами углерода, согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 18 атомами углерода, и согласно другому варианту осуществления с не более чем приблизительно 16 атомами углерода, хотя число атомов углерода может выходить за пределы этих диапазонов, такую как толилен и т.п., и где заместители на заместителях на замещенных алкиленовых, ариленовых, арилалкиленовых и алкилариленовых группах могут быть (без исключения) гидроксигруппами, атомами галогена, аминовыми группами, иминовыми группами, аммониевыми группами, цианогруппами, пиридиновыми группами, пиридиниевыми группами, эфирными группами, альдегидными группами, кетоновыми группами, сложноэфирными группами, амидными группами, карбонильными группами, тиокарбонильными группами, сульфатными группами, сульфонатными группами, группами сульфоновой кислоты, сульфидными группами, сульфоксидными группами, фосфиновыми группами, фосфониевыми группами, фосфатными группами, нитрильными группами, меркаптогруппами, нитрогруппами, нитрозогруппами, сульфоногруппами, ацильными группами, группами кислотного ангидрида, азидными группами, цианатными группами, изоцианатными группами, тиоцианатными группами, изотиоцианатными группами, карбоксилатными группами, группами карбоновой кислоты, уретановыми группами, группами мочевины, их смесями и т.п., причем два или несколько заместителей могут быть соединены вместе с образованием кольца.

Согласно конкретному варианту осуществления выбранные двухосновные кислоты получены из источника на биологической основе или возобновляемого источника. Примеры подходящих двухосновных кислот на биологической основе содержат без исключения янтарную кислоту, итаконовую кислоту, азелаиновую кислоту и т.п., которые получены из сельскохозяйственных источников и источников лесного хозяйства.

Таблица 2
№	Компонент чернил	Tg или Ткрист. если применимо, (°С) (DSC)*	η при 130°С (сантипуаз)**	η при 60°С (сантипуаз)**	Функция в твердых чернилах
8		Тплавл.~104 Не происходит кристаллизации	43	3,6×104	Аморфное связующее
9		N/A	N/A	N/A	Аморфное связующее
10		Tg (появление) 56,5	3,662	4,9×106 (при 90°С)	Аморфное связующее
11		Tg(появление)31,6	516	7,3×106	Аморфное связующее
*Образцы измеряли на дифференциальном сканирующем калориметре Q1000 (ТА Instruments) при скорости 10°С/мин от -50°С до 200°С до -50°С; регистрировали серединные значения.**Соединения измеряли на реометре с контролируемой нагрузкой Rheometrics RFS3 (ТА instruments), оборудованного нагревательной пластиной Пельтье и с применением 25 мм плоскопараллельной пластины. При используемом способе диапазон температур начинался от 140°С до приблизительно 40°С при температурных интервалах 5°С