(57)【要約】【課題】  耐久性の高いインクジェット画像を生成するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】  一実施形態では、当該システムは、多孔質媒体コーティングで被覆された媒体基材を含んで成り、ここで前記多孔質媒体コーティングは無機多孔質粒子を含み且つ該無機多孔質粒子の少なくとも一部はそれに共有結合した第１の反応性基を有している。当該システムはさらに、染料を含むインクジェットインクも含み、ここで前記染料は第２の反応性基を備え且つ前記第１の反応性基と前記第２の反応性基は接触すると共有結合を形成するよう構成されている。一代替実施形態では、耐久性の高いインクジェット画像を生成するための方法は、無機多孔質粒子に第１の反応性基を共有結合させるステップ、媒体基材上に無機多孔質粒子をコーティングして被覆媒体基材を形成させるステップ、第２の反応性基を有する染料を含むインクジェットインク組成物を被覆媒体基材上にインクジェットするステップを包含する。第１の反応性基と第２の反応性基とは、相互作用して共有結合を形成し得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐久性の高いインクジェット画像を生成するシステムであって、
ａ）無機多孔質粒子を含む多孔質媒体コーティングで被覆された媒体基材であって、前記無機多孔質粒子の少なくとも一部が、無水環境下でそれに共有結合させた第１の反応性基を有する、媒体基材と、
ｂ）第２の反応性基を有する染料を含むインクジェットインクと、
を含んで成り、前記第１の反応性基と前記第２の反応性基が、個々独立して、アルデヒド、アルキルメチロール、保護基を有する（ｃａｐｐｅｄ）アルデヒド、ジケトン、アセチルアセトキシ、アミン、チオール、エポキシ、アミド、活性化メトキシ、ヒドロキシ、カルボキシ、アセチル、ジヒドラジド、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択され、且つ
前記第１の反応性基と前記第２の反応性基が、接触すると互いに反応して共有結合を形成するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記無機多孔質粒子が、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、有機金属粒子、及びそれらの組合せから成る群から選択される材料からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアルデヒドであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、チオール及びアミドから成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の反応性基の一方がヒドロキシであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、カルボキシ、活性化メトキシ、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアミドであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、アルキルメチロール、活性化メトキシ、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアセチルであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方がジヒドラジドである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の反応性基が、シランスペーサー基を介して前記無機多孔質粒子に付着している、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
耐久性の高いインクジェット画像を生成する方法であって、
ａ）無水環境下で無機多孔質粒子に第１の反応性基を共有結合させるステップと、
ｂ）前記無機多孔質粒子を媒体基材にコーティングして被覆媒体基材を形成するステップと、
ｃ）第２の反応性基を有する染料を含むインクジェットインク組成物を前記被覆媒体基材上にインクジェットするステップと、
を包含し、前記第１の反応性基と前記第２の反応性基が、個々独立して、アルデヒド、アルキルメチロール、保護基を有する（ｃａｐｐｅｄ）アルデヒド、ジケトン、アセチルアセトキシ、アミン、チオール、エポキシ、アミド、活性化メトキシ、ヒドロキシ、カルボキシ、アセチル、ジヒドラジド、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択され、且つ
前記第１の反応性基と前記第２の反応性基が、接触すると相互に作用し共有結合を形成する、方法。
【請求項９】
前記無機多孔質粒子が、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、有機金属粒子、及びそれらの組合せから成る群から選択される材料からなる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアルデヒドであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、チオール及びアミドから成る群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がヒドロキシであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、カルボキシ、活性化メトキシ、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアミドであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方が、アルキルメチロール、活性化メトキシ、及びヒンダードイソシアネートから成る群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の反応性基のうち一方がアセチルであり、且つ前記第１及び第２の反応性基の他方がジヒドラジドである、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の反応性基が、シランスペーサー基を介して前記無機多孔質粒子に付着している、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
請求項８から１５の何れか１項に記載の方法によって生成された、媒体基材上の印刷画像。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、媒体表面への染料の付着に関し、より詳細には、表面修飾された無機多孔質粒子で被覆された媒体表面へ染料着色剤を共有結合させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットインク組成物は、典型的には、インクビヒクル及び着色剤からなり、後者には染料又は顔料を用いることができる。写真画像印刷に使用されるインクジェットインクは、たいていの場合常に水溶性染料を利用している。結果として、そのような染料系インクジェットインク組成物は、通常、顔料系インクジェットインク組成物より耐水性に劣り、即ち、湿り状態に曝されると画像が色相シフトを起こし易く且つエッジ尖鋭度が低下する。さらに、これらの水溶性の染料系インクジェットインク組成物から作り出された画像は、周囲の光及び／又は空気に曝される時などは、時間が経つと退色する傾向がある。
【０００３】
印刷媒体の表面は、インクジェットで生成された印刷画像の退色特性並びに耐湿性において主要な役割を演ずる。従って、ある与えられたインクに関して、退色性と耐湿性は、媒体表面の化学的性質に左右され得る。このことは、染料系インクジェットインク組成物で印刷された画像の場合に特に当てはまる。結果として、多くのインクジェットインクは、適切な媒体表面が選択されるときにより良好に機能するよう製造することができる。
【０００４】
インクジェット産業がハロゲン化銀写真と事実上競合するためには、インクジェットで生成される画像が、色再現性に富み、退色耐性且つ耐湿性であることが望ましい。このように、染料系インクジェットインクで作られた画像の耐久性の向上は、写真品質のインクジェットインク技術の長期間にわたる成功にとって益々欠くことのできないものになりつつある。現時点では、例えば、加速試験及び「工業規格」の劣化判定基準に従えば、写真は、典型的に、蛍光光線の露光下で約１３−２２年長持ちするであろう。最良の染料系インクジェットインクプリンタは、同様の条件下でそれよりはるかに短い時間しか持ちこたえられない印刷物しか作れない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリマー被覆媒体、クレイ被覆媒体、及び多孔質粒子被覆媒体をはじめとする、幾つかの種類の写真用インクジェット媒体を現在利用することができる。最長寿命のインクジェットインク生成画像をもたらすのは、ポリマー被覆媒体である。しかしながら、この種類の媒体は、一般に、多孔質被覆媒体と比較して乾燥時間と耐湿性が劣っている。他方、多孔質被覆媒体の画像退色耐性と耐湿性は、一般に、ポリマー被覆媒体同等物のそれより低い。それ故、多孔質被覆媒体上に印刷されたインクジェットインク画像の画像耐久性を改善することが強く望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の実施形態によれば、互いに反応するよう設計された反応性基を含む、媒体基材と染料を用いることで、染料を基材により効率よく固定化することができ、従ってインクの拡散を低減させ、耐水性を高めることができる。
【０００７】
詳細には、インクジェット画像を生成するシステムは、多孔質媒体コーティングで被覆された媒体基材と、染料を含んでいるインクジェットインクを具備することができる。多孔質媒体コーティングは、無機多孔質粒子を含み、この場合、その無機多孔質粒子の少なくとも一部分はそこに第１の反応性基が共有付着されている。インクジェットインクの染料は、そこに付着された第２の反応性基を有し、この場合、第１の反応性基と第２の反応性基は、接触すると互いに反応して共有結合を形成するよう構成されている。
【０００８】
あるいはまた、耐久性の高いインクジェット画像を生成する方法は、ａ）無機多孔質粒子に第１の反応性基を共有結合させるステップ、ｂ）その無機多孔質粒子を媒体基材上へコーティングして被覆媒体基材を形成するステップ、そしてｃ）染料含有インクジェットインク組成物を被覆媒体基材上へインクジェットするステップを包含し得る。インクジェットインクの染料は、そこに共有結合する第２の反応性基を含むことができ、この場合、第１の反応性基と第２の反応性基は、接触すると反応して共有結合を形成する。
【０００９】
さらに他の代替実施形態では、媒体基材上の印刷画像は、多孔質コーティングで被覆された媒体基材と、多孔質コーティング上に印刷された染料含有インクジェットインクとから構成し得る。多孔質コーティングは無機多孔質粒子を含み、この場合、その無機多孔質粒子の少なくとも一部には第１の反応性基が共有結合している。インクジェットインクの染料は、そこに結合している第２の反応性基を含み、第１の反応性基と第２の反応性基は互いに共有結合する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多孔質被覆媒体上に印刷されたインクジェットインク画像の画像耐久性を改善することができる。
【００１１】
本発明のその他の特長並びに利点は、例示目的で本発明の特長を説明するところの、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を開示、記述する前に、本発明が本明細書に開示される特定の処理ステップ並びに材料に限定されないことを理解されたい。何故なら、前述の処理ステップ並びに材料は、多少、変更し得るためである。また、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を専ら記述するだけの目的で用いられていることを理解されたい。本願発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ定義されるものとする故、当該用語は、本発明を限定することを意図するものではない。
【００１３】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いるとき、単数形は、その内容が別途明確に指示しない限り、複数系の意味を包含する。
【００１４】
「媒体基材」又は「基材」とは、紙、オーバーヘッド投影機用プラスチック、被覆紙、布地、アート紙(例えば、水彩紙)、等をはじめとする、インクジェット印刷技術に使用し得る任意の基材を意味する。
【００１５】
「多孔質媒体コーティング組成物」とは、典型的に、高分子結合剤によって互いに結合された、アルミナ又はシリカ粒子のような無機粒子を包含する。任意に、媒染剤及び／又はその他の添加物を含有させることができる。当該組成物は、各種媒体基材に対するコーティングとして用いることができ、且つ当分野で周知の多数の方法の何れかを利用して適用することができる。
【００１６】
「液体ビヒクル」とは、インクを形成するために着色剤が入れられる液体を意味する。多くの液体ビヒクル成分が当分野で周知である。特定成分を特定量で使用することにより、改善されたインクジェットインク特性をもたらすことができる。典型的液体ビヒクルには、例えば、界面活性剤、溶媒、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度修正剤、及び水のような、様々な各種薬剤からなる混合物が含まれる。
【００１７】
用語「スペーサー基」とは、シラン、シロキサン、又はその他の既知カプラーのような、中間基又は束縛剤を意味し、これを用いることで反応性基を無機多孔質粒子に付着させることができる。適切に構成された無機多孔質粒子と反応性基とは相互に直接付着し得るため、スペーサー基を必要としない。スペーサー基が存在する場合、その基は、当分野で一般に知られているように、多孔質粒子と反応性基との間に適切な距離を与えるところの有機鎖を含むことができる。そのような有機鎖を反応性基の一部と考えるか又はスペーサー基の一部と考えるかどうかは、一定の情況において、何れかの又は両方の特性が真であると考えられる故、重要でない。
【００１８】
これらの定義を銘記して、本発明は、耐久性の高いインクジェット画像を生成するシステムにおいて実施することができる。当該システムは、多孔質媒体コーティングで被覆された媒体基材と、染料を含有するインクジェットインクから構成することができる。多孔質媒体コーティングは、無機多孔質粒子を含み、この場合、その無機多孔質粒子の少なくとも一部には第１の反応性基が共有結合している。インクジェットインクの染料は、第２の反応性基を含むことができ、この場合、第１の反応性基と第２の反応性基は、接触すると互いに反応して共有結合を形成するよう構成されている。
【００１９】
本願発明はまた、耐久性の高いインクジェット画像を生成する方法においても実施することができる。当該方法は、ａ）無機多孔質粒子に第１の反応性基を共有結合させるステップ、ｂ）その無機多孔質粒子を媒体基材上へコーティングして被覆媒体基材を形成するステップ、そしてｃ）染料含有インクジェットインク組成物を被覆媒体基材上へインクジェットするステップを包含し得る。インクジェットインクの染料は、そこに付着した第２の反応性基を含むことができ、この場合第１の反応性基と第２の反応性基は、接触すると、相互に作用して共有結合を形成する。
【００２０】
またさらに、本発明は、多孔質コーティングで被覆された媒体基材と、多孔質コーティング上に印刷された染料含有インクジェットインクとからなる、媒体基材上の印刷画像を提供する。当該多孔質コーティングは無機多孔質粒子を含み、この場合、その無機多孔質粒子の少なくとも一部には第１の反応性基が共有結合している。インクジェットインクの染料は、第２の反応性基を含むことができ、この場合、第１の反応性基と第２の反応性基は、互いに共有結合する。
【００２１】
染料と多孔質コーティング材料との間で共有結合を形成させることにより、ほとんど欠点のない比較的耐久性の高い画像を作り出すことできた。画像耐久性の改善は、以前は、インク組成物の修飾によって試みられてきた。それらはまた、媒体の修飾によっても試みられてきた。染料をインクジェット媒体に結合させる１つの方法は、逆の電荷をもつ染料と媒体を利用することである。これらの場合、インク中に存在する陰イオン染料の固定化のために、しばしば、高分子の陽イオン種を媒染剤として利用する。正に帯電した媒染剤と負に帯電した陰イオン染料との間のクーロン相互作用によって、媒染剤はその場所に保持されようとする。しかしながら、前述のアプローチの欠点は、他の競合する陰イオン種が染料の陰イオンをイオン交換によって媒染剤の部位から移し変え、着色剤の移動が生じる場合があることである。加えて、多孔質媒体コーティングの表面修飾は、多くの場合有機溶媒中で実施されるが、これは、環境問題を提起すると共に、規模の拡大はコスト高となり且つ複雑性を増す可能性がある。
【００２２】
本願発明の１つの利点は、共有結合を形成することにより水及び湿度耐久性が改善された長持ちのするインクジェット画像を実現し得ることである。この耐久性の改善は、インクの染料系着色剤とインクジェット媒体におけるインク受容層を構成する表面修飾された多孔質無機粒子との間の共有結合の形成によって達成される。クーロン相互作用に依存するその他の方法とは異なり、媒体基材のインク受容層とインクジェットインクの染料との間の共有結合は、着色剤をより効率よく固定化し、染料の移動を防止する。結果として、荷電染料分子と媒体表面上のコーティング間のクーロン相互作用を利用する方法に較べて耐湿性と耐水性を改善することができるのである。
【００２３】
本発明のシステム、方法、及び印刷画像に関しては、本発明の範囲内で多くの変更形態を実施することができる。例えば、無機多孔質粒子には、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子、有機金属粒子、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料が包含され得る。接触後に共有結合を形成するような第１の反応性基と第２の反応性基の組合せに関しては、種々の反応性基を用いることができる。例えば、第１及び第２の反応性基のうち一方は、アルデヒド又はエポキシとすることができ、そして第１及び第２の反応性基の他方は、アミンとすることができる。あるいは、第１及び第２の反応性基のうち一方をアルデヒドとすることができ、そして第１及び第２の反応性基の他方をチオール又はアミドとすることができる。当業者に知られるであろうようなその他の反応性基を用いることもできる。多孔質コーティングを介した染料と媒体基材との共有結合特性は、これらの及びその他の実施形態において、インクジェット時に染料を固定し、結果として耐水特性の改善された画像を生成するのに役立ち得る。これらの反応のほとんどは、その系から水が除去されるときに起こり得るものである。染料と、媒体基材の修飾された多孔質射コーティングとが互いに如何に急速に反応するかは、温度及び／又は任意に付加された触媒即ち反応促進剤の存在に幾分依存し得る。触媒を用いない、比較的低速反応の幾つかの実施形態では、室温で完了するには、例えば、数日又は数週間のオーダーの、比較的長い時間を要する場合がある。触媒又は温度修飾を用いると、その反応時間は、数秒又は数分のオーダーとし得る。勿論、その他の実施形態において、使用に供される反応成分に依存して、反応を固有的により速めることができる。
【００２４】
本発明の実施形態を実施する際、多くの予備の実施形態を実施し得る。例えば、第１の反応性基は、直に付着させるか又はシランスペーサー基を介して、無機多孔質粒子に共有結合させることができる。この実施形態では、無機多孔質粒子の修飾は、ハロ又はアルコキシシランのいずれかを使って、以下の概括的説明に従って実施することができる。先ず、粒子を、高温真空中で乾燥させて吸着水分を除去し得る。次いで、その乾燥した粒子を室温まで冷却させ得る。次いで、シリカの修飾反応がその中で実施されるところの溶媒を適切な乾燥剤を用いて乾燥させ得る。使用し得る一般的な溶媒には、トルエン、ジクロロメタン、イソプロパノール、及びメタノールが含まれる。次に、音波処理又は高エネルギー混合によって溶媒中で分散させるなどして、その粒子を乾燥溶媒に混合させ得る。用いる溶媒の量は、(添加時の)シラン反応剤の濃度が、一般的に、全溶媒の約１０％を超えないように選択し得る。
【００２５】
粒子／溶媒混合物を収容している容器に乾燥窒素を流し、次いで、シラン反応剤を反応容器中へ導入することができる。付加する反応剤の量は、その表面積と粒子のヒドロキシ基濃度に依存する。反応条件を選択する際に、反応性を考慮することができる。例えば、アルコキシシランは、ハロシランより反応性が低い。従って、使用する反応剤を考慮した後に反応時間と温度を調整することができる。前述の条件の決定は、当業者の能力の範囲内である。典型的には、乾燥窒素下で約１〜６時間の還流が適切である。高温度ではなく室温で実施する場合は、より長い反応時間が望ましいであろう。
【００２６】
反応完了後、次いで生成物質をろ過し、過剰量の溶媒で洗浄し、その後乾燥させることができる。本反応は、過剰量の溶媒を用いずに実施することもでき、この場合は、余剰の反応剤を洗浄によって除去する必要がない。メタノールは、ハロ又はアルコキシ反応剤に対して使用し得る溶媒の一例である。メタノールを使用することの利点は、もしその少量が生成物中に残っても、それは水と混和性であるので、後続のコーティングステップにおいて、特に、メタノールをコーティングステップ自体に使用するときに、問題とならないことである。
【００２７】
媒体基材上の無機多孔質粒子のコーティングに関しては、最初に反応性基を水中で無機粒子と反応させ、次いで生じた組成物を媒体基材上にコーティングすることによって、又は無機粒子を媒体基材上にコーティングし、次いで反応剤を媒体基材上の無機粒子と反応させることによって、無機多孔質粒子の表面を反応性基で共有結合により修飾し得るものと考えられる。コーティング組成物は、エアナイフコート機、ブレードコート機、ゲートロールコート機、ドクターブレードコート機、Ｍｅｙｅｒロッド、ローラ、逆ローラ、凹版コータ、ブラシ塗付器、噴霧器、又は当業者に周知のその他の任意のコーティング手段をはじめとする、当業者に周知の多数の方法の何れかを用いて媒体基材上にコーティングすることができる。加えて、高分子結合剤によって、当該コーティング組成物を互いに結合させることができる。幾つかの実施形態では、コーティング組成物中に媒染剤及び／又はその他の添加剤を含有させることが望ましいことがある。また、界面活性剤及び／又は溶媒のような添加剤をコーティング組成物に混合させて、使用に際し必ずしも必要とはされないが、均一な湿潤／コーティングを促進することができる。
【００２８】
多孔質媒体コーティングの多孔質粒子上に存在する第１の反応性基に関しては、当該基には、多孔質媒体コーティング中の無機粒子の表面又はその近傍に官能性を付与し且つ未修飾の無機多孔質粒子に本来備わっていないところの、反応剤の任意の活性部が含まれ得る。従って、第１の反応性基を引用するとき、それは染料と反応性であり、且つ直に又はスペーサー基を介して、多孔質粒子と共有結合している基を備える。加えて、粒子の反応性基が、接触後、少なくとも幾つかの染料分子と適切に結合できるほど十分な量で存在しているという条件付きで、コーティング中に存在する全ての無機多孔質粒子に、又はコーティング中に存在する無機多孔質粒子の一部のみに、第１の反応性基を付着させることができる。
【００２９】
同様に、インクジェットインクの染料上に存在する第２の反応性基を引用するとき、その第２の反応性基は、染料の表面又はその近傍に官能性を付与するところの、染料の任意の活性部であり得る。第２の反応性基は、化学的修飾によって染料に付着させたものであるか、又はそれは染料構造自体に本来備わっているものでもよい。従って、反応性基を含む染料を引用するとき、反応性基は、本来染料に存在するものであってもよいし、又は当該反応性基を含むよう修飾されたものであってもよいと理解される。
【００３０】
以下の式では、本発明の実施形態に従って使用し得る無機多孔質粒子を例示するのに、シリカ及びアルミナを用いている。チタニア、ジルコニア、有機金属材料等のような、その他の無機多孔質粒子も使用し得ることが確かめられている。加えて、多孔質粒子と反応性スペーサー基との間には単一の付着点のみを示しているが、複数の付着点が存在してもよい。例えば、１つ又は複数のＸが、ハロゲン、アルコキシ、ヒドロキシ等である場合、当該基は多孔質粒子と反応して、シラン反応剤と多孔質粒子との間にさらなる付着点、即ち１〜３、を形成し得る。換言すれば、各Ｘが何であるかに依存して、シラン基の付着は単一の位置又は複数の位置で起こり得る。あるいはまた、１つ又は複数のＸには、メチル又はエチルのような、多孔質粒子と反応しない比較的不活性な基を用いることができる。またさらに、各Ｘは、そこに印刷されるであろう染料と反応し得る追加の反応性基を備えることができる。従って、２つ以上の「第１の反応性基」が単一の結合基から伸びることができる。加えて、Ｒは、多孔質粒子から第１の反応性基を分離するのに使用し得る任意のスペーサー基を表すものとする。従って、幾つかの例を挙げれば、Ｒは、分枝又は直鎖の低級アルキル、メチレン、ジメチレン、トリメチレン、又はテトラメチレンとし得る。
【００３１】
化学式１は、シランスペーサーが、シリカ表面との反応に際し、ハロゲン塩素を利用する場合の例示的反応を示している。
【００３２】
【化１】
2008012925.tif 000002
【００３３】
化学式２は、シランスペーサーが、メトキシ基を介してシリカ表面と反応する場合の反応図式を与える。
【００３４】
【化２】
2008012925.tif 000003
【００３５】
一実施形態には、その表面がアルデヒド基で共有結合的に修飾されているシリカのような、多孔質粒子が含まれる。さらに、アミン基を含む染料が存在し得、それは接触するとアルデヒドと反応して、化学式３に示すような共有結合を形成する。
【００３６】
【化３】
2008012925.tif 000004
【００３７】
反対に、化学式４に示すように、染料がアルデヒド基を含み、アミン基を多孔質粒子に共有結合させることができる。
【００３８】
【化４】
2008012925.tif 000005
【００３９】
化学式３及び４における染料−粒子間の相互作用は、シッフ塩基の形成並びに粒子表面と染料との共有結合に帰着する。
【００４０】
化学式５は、本発明の他の実施形態を図示しており、そこでは、粒子、この場合アルミナ、の表面はエポキシ基で共有結合修飾され、染料はアミン基を備える。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００４１】
【化５】
2008012925.tif 000006
【００４２】
反対に、化学式６に示すように、染料がエポキシ基を含み、アミン基を粒子に共有結合させることができる。
【００４３】
【化６】
2008012925.tif 000007
【００４４】
化学式７は、粒子の表面がカルボキシ基で共有結合修飾され、且つ染料がヒドロキシ基を備える、本発明のエステル化の実施形態を示している。当該反応によって、染料を粒子に共有結合させるところのエステルが生じる。また、開始化合物に、カルボキシ基を含む染料、及びヒドロキシ基が共有結合している粒子を用い得ることも考えられる。
【００４５】
【化７】
2008012925.tif 000008
【００４６】
化学式８及び９は、活性化メトキシ基を用いる例を示しており、そこでは、粒子の表面は活性化メトキシ基で共有結合修飾され、且つ染料はアミド基(化学式８)又はヒドロキシ基(化学式９)を備える。反応は、どちらのメトキシ基でも起こり得る。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。あるいはまた、メトキシが染料上に存在し、アミド又はヒドロキシ基が多孔質粒子上に存在してもよい。
【００４７】
【化８】
2008012925.tif 000009
【００４８】
【化９】
2008012925.tif 000010
【００４９】
化学式１０及び１１は、アルキルメチロール基を利用する例を示す。化学式１０では、粒子の表面はＮ−メチロールアミド基で共有結合修飾され、染料はアミド基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００５０】
【化１０】
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【００５１】
反対に、化学式１１においては、粒子の表面がアミド基で共有結合修飾され、染料の表面がＮ−メチロールアミド基を備える。
【００５２】
【化１１】
2008012925.tif 000012
【００５３】
化学式１２及び１３は、本発明のヒンダード（ｈｉｎｄｅｒｅｄ）イソシアネートの実施例を示す。化学式１２では、粒子表面がヒンダードイソシアネート基で共有結合修飾され、染料がヒドロキシ基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００５４】
【化１２】
2008012925.tif 000013
【００５５】
化学式１３では、粒子表面がヒンダードイソシアネート基で共有結合修飾されており、染料がアミン基を備えている。
【００５６】
【化１３】
2008012925.tif 000014
【００５７】
化学式１４及び１５は、本発明のジヒドラジドの実施形態の例を示す。化学式１４では、粒子表面がアセチル基で共有結合修飾され、染料がジヒドラジド基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００５８】
【化１４】
2008012925.tif 000015
【００５９】
化学式１５では、粒子表面がジヒドラジド基で共有結合修飾され、染料がアセチル基を備えている。
【００６０】
【化１５】
2008012925.tif 000016
【００６１】
化学式１６−１９は、保護基を有する（ｃａｐｐｅｄ）アルデヒド（又はアセタール）を利用する例を示す。化学式１６では、多孔質粒子の表面が保護基を有するアルデヒド基で共有結合修飾され、染料がアミド基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子の表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００６２】
【化１６】
2008012925.tif 000017
【００６３】
化学式１７では、多孔質粒子表面が保護基を有するアルデヒド基（又はアセタール）で共有結合修飾されており、染料がアミン基を備えている。
【００６４】
【化１７】
2008012925.tif 000018
【００６５】
化学式１８では、多孔質粒子の表面がアミン基で共有結合修飾され、染料が保護基を有するアルデヒド基を備えている。
【００６６】
【化１８】
2008012925.tif 000019
【００６７】
化学式１９では、粒子表面がアミド基で共有結合修飾され、染料が保護基を有するアルデヒド基を備えている。
【００６８】
【化１９】
2008012925.tif 000020
【００６９】
化学式２０−２２は、本発明のジケトン又はアセチルアセトキシの実施例を示す。式２０では、粒子表面がジケトン又はアセチルアセトキシ基で共有結合修飾され、染料がアミド基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００７０】
【化２０】
2008012925.tif 000021
【００７１】
化学式２１では、粒子表面がアミン基で共有結合修飾されており、染料がジケトン又はアセチルアセトキシ基を備えている。
【００７２】
【化２１】
2008012925.tif 000022
【００７３】
化学式２２では、粒子表面がジケトン又はアセチルアセトキシ基で共有結合修飾され、染料がジケトン又はアセチルアセトキシ基を備えている。染料−粒子間の相互作用は、粒子表面に対する染料の共有結合に帰着する。
【００７４】
【化２２】
2008012925.tif 000023
【００７５】
以上の各式は、専ら例示のためにだけ示したものであり、本開示内容を考慮した後に当業者には理解されるであろう種々の修正を施すことができる。例えば、種々のＸ基、種々のスペーサーＲ基、種々の第１及び第２の反応性基、種々の多孔質粒子、種々の染料等を本発明の実施形態に従って用いることができる。
【００７６】
以下の実施例は、現在最もよく知られている本発明の実施形態を例証するものである。よって、以下は、本発明の原理の応用に関する例示又は例証に過ぎないということを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多数の修正並びに代替組成、方法、及びシステムを当業者は案出することができる。添付の特許請求の範囲は、前述の修正並びに代替組成、方法、及びシステムを網羅するものとする。従って、本発明を特定のものに関して上述してきたが、以下の実施例は、現在最も実用的であり且つ好ましい実施形態であると思われるものに関してより詳細を提供するものである。
【実施例１】
【００７７】
反応性基で修飾されたシリカの調製
約４０ｇの被修飾シリカを、反応容器中で、約１１０℃で一晩真空乾燥して吸着水分を除去した。次いで、乾燥したシリカを室温まで冷却する。次に、メタノール約５００ｍｇを硫酸カルシウム上で乾燥させる。次いで、乾燥シリカを乾燥メタノールと混合し、音波処理又は高せん断撹拌によって、シリカをメタノールに分散させる。その後、乾燥窒素を低速で反応容器中に通過させて周囲の水分を除去する。次いで、エポキシ反応性基を含むハロシラン反応剤を反応容器中に注入する。次いで、反応混合物を周囲温度で撹拌するか又は還流させる。反応に用いるシラン反応剤の量は、シリカの表面積、シリカの表面シラノール濃度、及び反応剤の官能性に依存する。この処理工程が完了したら、次にその生成物をろ過する。余剰の反応剤を使用した時は、乾燥メタノールによって洗浄し、それを除去することができる。いずれの場合においても、その後、生成物を乾燥させる。この時点で、生成物を結合剤と混合して媒体基材上に被覆した。
【実施例２】
【００７８】
インクジェットインク組成物の調製
実施例１で調製した多孔質コーティング材料に対して反応性を示す染料を含む、ブルーのインクジェットインク組成物を下表１に従って調製した。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
実施例１に従って調製された多孔質媒体上に存在するエポキシ基に対し反応性を示すＮＨ２基を備えるため、Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｂｌｕｅ  １５を選択した。実施例１に従って調製された媒体上に表１記載のインクジェットインクを印刷すると、当該染料は、コーティング中の修飾粒子に共有結合固定された状態となった。
【実施例３】
【００８１】
実施例１で調製した多孔質コーティングと反応する染料を含む、レッドのインクジェットインク組成物を下表２に従って調製した。
【００８２】
【表２】
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【００８３】
実施例１に従って調製された多孔質媒体上に存在するエポキシ基と反応するＮＨ２基を含むため、Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  ３７（アルドリッチ社から入手可能なジアンモニウム塩の形態、カタログＮｏ．５１，１０５−６）を選択した。実施例１に従って調製された媒体上に表２記載のインクジェットインクを印刷すると、当該染料は、コーティング中の修飾粒子に共有結合固定された状態となった。
【００８４】
特定の好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正、変更、省略、及び置換を成し得ることは、当業者には明らかであろう。それ故、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものとする。