BR102012011796A2 - aumentar superfobia a oleo e reduzir adesao por meio de rugosidade de multiplas escalas por tecnica ald/cvd em aplicacao de jato de tinta - Google Patents

Abstract

AUMENTAR SUPERFOBIA A àLEO E REDUZIR ADESçO POR MEIO DE RUGOSIDADE DE MéLTIPLAS ESCALAS POR TÉCNICA ALD/CVD EM APLICAÇçO DE JATO DE TINTA. A presente invenção refere-se a várias concretizações que proporcionam um dispositivo tendo uma superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas, e processos para formação e uso do dispositivo, em que uma camada de compósito particulado, incluindo particulados contendo metais, é formada em uma superfície texturizada mícron / submícron de uma camada semicondutora, para dotar o dispositivo com um superfícieáspera de escalas múltiplas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "AUMENTAR SUPERFOBIA A ÓLEO E REDUZIR ADESÃO POR MEIO DE RUGOSIDADE DE MÚLTIPLAS ESCALAS POR TÉCNICA ALD/CVD EM APLICAÇÃO DE JATO DE TINTA".

5 A presente invenção refere-se a sistemas fluidos de jato de tinta

que incluem, tipicamente, uma ou mais cabeças de impressão tendo uma pluralidade de jatos de tinta, dos quais gotas de fluido são ejetadas no sentido de um meio de gravação. Os jatos de tinta de uma cabeça de impressão recebem tinta de uma câmara ou derivação de suprimento de tinta na cabe10 ça de impressão, que, por sua vez, recebe tinta de uma fonte, tal como um reservatório de tinta fundida de uma cabeça de impressão. Cada jato de tinta inclui um canal, tendo uma extremidade em comunicação fluida com a derivação de suprimento de tinta. A outra extremidade do canal de tinta tem um orifício ou bocal, para ejetar gotas de tinta. Os bocais dos jatos de tinta po15 dem ser formados em uma placa de aberturas ou bocais, que tem aberturas correspondentes aos bocais dos jatos de tinta. Durante a operação, os sinais de ejeção de gotas ativam atuadores nos jatos de tinta, para expelir gotas de fluido dos bocais de jatos de tinta no meio de gravação. Por ativação seletiva dos atuadores dos jatos de tinta, para ejetar gotas, na medida em que o 20 meio de gravação e/ou o conjunto de cabeça de impressão são movimentados relativamente entre si, as gotas depositadas podem ser modeladas precisamente, para formar imagens de texto e gráficas no meio de gravação.

Uma dificuldade encontrada pelos sistemas de jatos de tinta é o molhamento, escorrimento ou inundação de tintas na face frontal da cabeça 25 de impressão. Essa contaminação da face frontal da cabeça de impressão pode provocar ou contribuir para bloquear os bocais e os canais de jatos de tinta, que sozinha, ou em combinação com a face frontal contaminada, molhada, pode provocar ou contribuir para o não disparo ou falta de gotas, gotas subdimensionadas ou de dimensões erradas, ou gotas dirigidas errone30 amente no meio de gravação, e resulta, desse modo, em uma qualidade de impressão degradada.

Os revestimentos de faces frontais de cabeças de impressão são, tipicamente, revestimentos de politetrafluoroetileno crepitados. Quando a cabeça de impressão é inclinada, a tinta de gel UV, a uma temperatura de jateamento típica entre 75 - 95°C, e a tinta sólida, a uma temperatura de jateamento de cerca de 105°C, não deslizam facilmente na superfície da face frontal da cabeça de impressão. Em vez disso, essas tintas aderem e escoam ao longo da face frontal da cabeça de impressão e deixam um filme ou resíduo de tinta na cabeça de impressão, que pode interferir no jateamento. Por essa razão, as faces frontais das cabeças de impressão de tintas UV e sólidas são propensas a ser contaminadas por tintas UV e sólida. Em alguns casos, a cabeça de impressão contaminada pode ser restaurada ou limpa com uma unidade de manutenção. No entanto, essa abordagem introduz no sistema complexidade, custo de hardware e, algumas vezes, conseqüências de confiabilidade.

Persiste uma necessidade para materiais e métodos para a preparação de dispositivos tendo características de uma superfobia a óleo, sozinhos ou em combinação com características super-hidrofóbicas. Além disso, ainda que os revestimentos atualmente disponíveis, para as faces frontais de cabeças de impressão a jato de tinta, sejam adequados para os seus fins intencionados, persiste uma necessidade para um projeto de face frontal de cabeça de impressão aperfeiçoado, que reduza ou elimine molhamento, escorrimento ou inundação de tinta UV ou sólida na face frontal da cabeça de impressão; isto é, fobia a tinta ou óleo, e robusta para suportar os procedimentos de manutenção, tal como esfregadela da face frontal da cabeça de impressão; e/ou que seja facilmente limpa ou limpa por si só, eliminando, desse modo, a complexidade de hardware, tal como a necessidade para uma unidade de manutenção, reduzindo o custo operacional e aperfeiçoando a confiabilidade do sistema.

De acordo com várias concretizações, a presente invenção também inclui um dispositivo superfóbico a óleo. O dispositivo superfóbico a óIeo pode incluir uma camada semicondutora disposta em um substrato. A camada semicondutora pode ter uma superfície texturizada, formada por uma ou mais de uma estrutura de pilar, uma estrutura de ranhura, e uma combinação delas. O dispositivo superfóbico a óleo pode incluir também uma camada de compósito particulado conformai, disposta na superfície texturizada da camada semicondutora. Uma superfície da camada de compósito particulado conformai pode ter vários particulados contendo metais. O 5 dispositivo superfóbico a óleo pode incluir ainda um revestimento fóbico a óleo conformai, disposto na camada de compósito particulado conformai, para dotar o dispositivo com uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas.

De acordo com várias concretizações, a presente invenção também inclui um processo de formação de um dispositivo superfóbico a óleo. O dispositivo superfóbico a óleo pode ser formado para incluir uma camada semicondutora, tendo uma superfície texturizada formada por uma ou mais de uma estrutura de pilar, uma estrutura de ranhura, e uma combinação delas. Uma camada de compósito particulado pode ser então formada conformalmente na superfície texturizada da camada semicondutora, de modo que uma superfície da camada de compósito particulado conformai possa incluir vários particulados contendo metais. A camada de compósito particulado pode ser modificada quimicamente por disposição conformai de um revestimento fóbico a óleo nela, para dotar o dispositivo com uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas.

As ffiguras 1A - 1C ilustram um dispositivo exempIificativo tendo uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas, em vários estágios de fabricação, de acordo com as várias concretizações da presente invenção.

As figuras 2A - 2C ilustram um outro dispositivo exemplificativo

tendo uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas, em vários estágios de fabricação, de acordo com as várias concretizações da presente invenção.

A figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de uma camada semicondutora exemplificativa, formada de conjuntos de pilares, de acordo com as várias concretizações da presente invenção.

A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma camada semicondutora exemplificativa, formada de estruturas de ranhuras, de acordo com as várias concretizações da presente invenção.

A figura 5 ilustra uma cabeça de impressão exemplificativa, incluindo um dispositivo superfóbico a óleo de múltiplas escalas, de acordo 5 com as várias concretizações da presente invenção.

Várias concretizações proporcionam um dispositivo, tendo uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas, e um processo para formação e uso do dispositivo. Em uma concretização, o dispositivo exemplificativo pode incluir uma camada semicondutora, disposta em um substrato. A 10 camada semicondutora pode incluir uma superfície texturizada formada por estruturas de ranhuras e/ou estruturas de pilares, proporcionando níveis de escalas de mícrons e/ou submícrons para a superfície do dispositivo. Em sobreposição à camada semicondutora, pode haver uma camada de compósito particulado conformai tendo uma superfície com vários particulados con15 tendo metais, proporcionando um nível de escala adicional, por exemplo, em uma nanoescala, para a superfície do dispositivo. O dispositivo pode ter então uma "superfície de múltiplas escalas", por exemplo, uma superfície que inclui um nível de escala que varia de microescala - submicroescala a nanoescala. Em sobreposição à superfície tendo particulados contendo metais, 20 pode haver um revestimento fóbico a óleo conformai, para dotar o dispositivo com uma "superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas".

As figuras 1A - ICeas figuras 2A - 2C ilustram os dispositivos exemplificativos em vários estágios da fabricação deles, de acordo com as várias concretizações da presente invenção. Como usado no presente rela25 tório descritivo, o termo "um dispositivo tendo uma superfície superfóbica a óleo de múltiplas escalas" é também referido no presente relatório descritivo como um "dispositivo superfóbico a óleo de múltiplas escalas".

Na figura 1A, o dispositivo 100A pode incluir uma camada semicondutora 130, disposta ou formada em um substrato 110. Nas concretizações, o substrato 110 pode ser, por exemplo, um substrato flexível. Qualquer material adequado pode ser selecionado, no presente relatório descritivo, para o substrato flexível. O substrato flexível pode ser um filme plástico ou um filme metálico. Nas concretizações específicas, o substrato flexível pode ser selecionado de filme de poliimida, filme de naftalato de polietileno, filme de tereftalato de polietileno, polietersulfona, polieterimida, aço inoxidável, alumínio, níquel, cobre e semelhantes, ou uma combinação deles, embora 5 não limitados. O substrato flexível pode ser de qualquer espessura adequada. Nas concretizações, o substrato pode ter uma espessura de cerca de 5 micrômetros a cerca de 100 micrômetros, ou de cerca de 10 micrômetros a cerca de 50 micrômetros.

A camada semicondutora 130 pode ser, por exemplo, uma camada de silício de silício amorfo. A camada semicondutora 130 pode ser preparada por deposição de uma camada fina de silício amorfo em grandes áreas do substrato 110. A camada fina de silício pode ter qualquer espessura adequada. Nas concretizações, a camada de silício pode ser depositada no substrato 110, a uma espessura de cerca de 500 nm a cerca de 5 μιτι, ou de cerca de 1 μιτι a cerca de 5 μπη, tal como cerca de 3 μιτι. A camada de silício pode ser formada, por exemplo, por crepitação, deposição de vapor químico, deposição de vapor químico acentuada por plasma de frequência muito alta, deposição de vapor químico acentuada por plasma de microondas, deposição de vapor químico acentuada por plasma, uso de bocais ultrassônicos em um processo em linha, entre outros.

A camada semicondutora 130 pode ter uma superfície texturizada, incluindo uma ou mais estruturas de pilares, por exemplo, dispostas como conjuntos de pilares 300, como mostrado na figura 3, e/ou estruturas de ranhuras 400, como mostrado na figura 4. Cada estrutura de pilar 330 na 25 figura 3 e/ou cada estrutura de ranhura 430 na figura 4 pode incluir ainda, por exemplo, paredes laterais onduladas 135 (também consultar a figura 1A).

As estruturas de pilares e/ou estruturas de ranhuras com paredes laterais onduladas, como mostrado na figura 1A e nas figuras 3 - 4, podem ser criadas, por exemplo, ou em uma camada semicondutora por uso de técnicas de fotolitografia, por exemplo, por vários métodos de padronização ou ataque químico, como do conhecimento daqueles versados na técnica. Em uma concretização exemplificativa para formar o dispositivo 100A, uma camada fotorresistente pode ser formada em uma camada de silício, depositada em um substrato flexível. A camada fotorresistente pode ser então exposta, desenvolvida e padronizada, e pode ser usada como uma máscara de ataque químico para o processo de ataque químico (por exemplo, um ataque químico a úmido, um ataque químico por íon reativo profundo, ou um ataque químico de plasma) do silício subjacente. Cada ciclo de ataque químico pode corresponder a uma onda de várias ondas das paredes laterais onduladas desejadas 135.

Nas concretizações, em vez de ter paredes laterais onduladas, como mostrado na figura 1A, cada estrutura de pilar nos conjuntos de pilares, e/ou cada estrutura de ranhura nas várias estruturas de ranhuras, podem incluir, por exemplo, uma ou mais estruturas salientes, como mostrado na figura 2A.

Por exemplo, os conjuntos de pilares e/ou as estruturas de ranhuras, todas tendo estruturas salientes 237, podem ser formadas por uma camada semicondutora 230 (por exemplo, uma camada de óxido de silício). A camada semicondutora 230 pode ser formada sobre uma camada 220, tal como uma segunda camada semicondutora de silício. Em uma concretização, a camada 230 sobre a camada 220 pode ser uma em forma de "T". A camada 220 pode ser formada sobre um substrato 110, que pode ser igual ou diferente do substrato 110 na figura 1A.

Em uma concretização exemplificativa, o dispositivo 200A, na figura 2A, pode ser formado proporcionando-se primeiro um substrato flexível. Uma camada de silício pode ser depois depositada no substrato flexível e depois limpa. Um filme fino de SiO2 exemplificativo pode ser depositado na camada de silício limpa, por exemplo, por meio de crepitação ou deposição de vapor químico acentuada por plasma. Essa pode ser seguida por etapas de, por exemplo, aplicação de um material fotorresistente à camada de silício revestida com óxido de silício no substrato flexível, exposição e desenvolvimento do material fotorresistente, para definir um modelo texturizado na camada de SiO2, incluindo uma estrutura de pilar e/ou uma estrutura de ranhura, usando, por exemplo, um processo de ataque químico por íon reativo à base de flúor (SF6/02), seguida por extração a quente, para criar as estruturas salientes 237.

Com referência de novo às figuras 1A e 2A, a superfície texturi5 zada dos dispositivos 100A e/ou 200A pode ser formada por estruturas de pilares e/ou estruturas de ranhura em escala de mícron, enquanto que cada estrutura de pilar e/ou estrutura de ranhura pode ter estruturas de paredes laterais onduladas e/ou estruturas salientes em escala de submícron.

Por exemplo, cada estrutura de pilar / estrutura de ranhura pode ter uma altura variando de cerca de 0,3 micrômetro a cerca de 4 micrômetros, ou de cerca de 0,5 micrômetro a cerca de 3 micrômetros, ou de cerca de 1 micrômetro a cerca de 2,5 micrômetros.

Cada estrutura de pilar / estrutura de ranhura, tendo paredes laterais onduladas, pode ter uma largura ou diâmetro médio variando de cerca 15 de 1 micrômetro a cerca de 20 micrômetros, ou de cerca de 2 micrômetros a cerca de 15 micrômetros, ou de cerca de 2 micrômetros a cerca de 5 micrômetros. Cada onda das paredes laterais onduladas pode ser de cerca de 100 nanômetros a cerca de 1.000 nanômetros, tal como cerca de 250 nanômetros.

Cada estrutura saliente pode ter, por exemplo, uma estrutura em

forma de T, incluindo uma estrutura de topo tendo uma largura ou diâmetro de topo superior àquele de uma estrutura de fundo, e uma espessura / altura de topo inferior àquelas da estrutura de fundo, em que a largura ou diâmetro de topo varia de cerca de 1 micrômetro a cerca de 20 micrômetros, ou de 25 cerca de 2 micrômetros a cerca de 15 micrômetros, ou de cerca de 2 micrômetros a cerca de 5 micrômetros, e a estrutura de largura / diâmetro de fundo pode ser de cerca de 0,5 micrômetro a cerca de 15 micrômetros, ou de cerca de 1 micrômetro a cerca de 12 micrômetros, ou de cerca de 1,5 micrômetro a cerca de 4 micrômetros.

Nas concretizações, os conjuntos de pilares tendo paredes late

rais onduladas e/ou estruturas salientes, e/ou as estruturas de ranhuras tendo paredes laterais onduladas e/ou estruturas salientes, para formar a superfície texturizada, podem ter uma cobertura de área sólida de cerca de 0,5% a cerca de 40%, ou de cerca de 1% a cerca de 30%, ou de cerca de 4% a cerca de 20%, por toda a área superficial do dispositivo 100A e/ou 200A. Nas concretizações, as dimensões, formas e/ou cobertura de área sólida dos 5 conjuntos de pilares e/ou estruturas de ranhuras não são limitadas. Por exemplo, as estruturas de pilares e ranhuras podem ter uma forma de seção transversal incluindo, mas não limitada, a redonda, elíptica, quadrada, retangular, triangular ou em forma de estrela.

Uma camada de compósito particulado 150, como mostrada 10 respectivamente nas figuras 1B e 2B, pode ser disposta conformalmente por toda a superfície da superfície texturizada dos dispositivos 100A e/ou 200A. A superfície da camada de compósito particulado conformai 150 pode incluir vários particulados contendo metais, que estão em uma nanoescala, tendo pelo menos uma dimensão variando de cerca de 1 nanômetro a cerca de 15 200 nanômetros, ou de cerca de 5 nanômetros a cerca de 150 nanômetros, ou de cerca de 10 nanômetros a cerca de 100 nanômetros, para controlar ainda mais a morfologia superficial do dispositivo formado.

Os vários particulados contendo metais podem ser formados de, por exemplo, AI2O3, TiO2, SiO2, SiC, TiC, Fe2O3, SnO2, ZnO, HfO2, TiN, TaN, 20 GeO2, WN, NbN, Ru, Ir, Pt, ZnS e/ou suas combinações. Nas concretizações, a camada de compósito particulado conformai 150 pode ter uma espessura de camada variando de cerca de 1 nanômetro a cerca de 200 nanômetros, ou de cerca de 5 nanômetros a cerca de 150 nanômetros, ou de cerca de 10 a cerca de 100 nanômetros. Em alguns casos, além dos particu25 lados contendo metais, a camada de compósito particulado conformai 150 pode incluir, tais como, por exemplo, óxidos de silano, óxidos de alquila e alumínio, por exemplo, AI-O-AI(CH3) ou AIOH, SiOx-(CH2)2-SiOx, óxidos de zinco, ou óxidos de estanho, e assemelhados, para garantir uma boa adesão entre a camada de particulado e o substrato.

Quaisquer métodos e processos adequados podem ser usados

para formar a camada de compósito particulado 150, incluindo partículas contendo metais. Por exemplo, a camada de compósito particulado 150 pode ser formada conformalmente por toda a superfície texturizada de 100A e 200A por uma deposição de camada atômica (ALD), uma deposição de vapor químico (CVD), ou outros processos adequados, e/ou suas combinações. Em uma concretização exemplificativa, a camada de compósito parti5 culado 150 pode incluir vários particulados de AI2O3 e de óxidos de silano, preparados, por exemplo, por um processo híbrido, incluindo ALD e CVD.

Nas figuras 1C e 2C, a camada de compósito particulado 150 pode ser depois modificada quimicamente, para proporcionar ainda mais propriedades superficiais desejadas, tal como proporcionar ou acentuar a 10 qualidade de fobia a óleo da superfície de escalas múltiplas do dispositivo 100B e 200B. Qualquer tratamento químico adequado da camada de compósito particulado 150 pode ser usado. Por exemplo, uma camada automontada 160 incluindo, por exemplo, cadeia de alquila perfluorada, pode ser depositada na camada de compósito particulado 150.

Várias tecnologias, tais como a técnica de deposição de vapor

molecular (MVC), a técnica CVD, ou a técnica de revestimento em solução, podem ser usadas para depositar a camada automontada de cadeias de alquilas perfluoradas na superfície da camada de compósito particulado 150. Nas concretizações, a modificação química do substrato texturizado pode 20 incluir modificação química por automontagem conformai de um revestimento de fluorossilano na superfície de escalas múltiplas, mostrada na figura 1B e/ou 2B, por meio de uma técnica MVD, uma técnica CVD, ou uma técnica de automontagem em solução. Em uma concretização específica, a modificação química pode incluir a disposição de camadas montadas por trideca25 fluoro-1,1,2,2-tetra-hidro-octiltriclorossilano, tridecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidrooctiltrimetoxissilano, tridecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidro-octiltrietoxissilano, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidro-octiltriclorossilano, heptadecafluoro-1,1,2,2- tetra-hidro-octiltrimetoxissilano, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidro

octiltrietoxissilano, ou uma combinação deles, e assemelhados, usando a

técnica MVD ou a técnica de revestimento em solução.

Dessa maneira, dispositivos exemplificativos podem ser formados como mostrado nas figuras 1C e 2C, para proporcionar uma superfície de escalas múltiplas, que é fóbica a óleo. Nas concretizações, os dispositivos exemplificativos podem ter uma superfície, que é tanto superfóbica a óleo quanto super-hidrofóbica.

Uma gotícula de líquido à base de hidrocarboneto, por exemplo, 5 hexadecano ou tinta, pode formar um ângulo de contato super alto com a superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas dos dispositivos 100C e 200C, tal como o ângulo de contato de cerca de 100° ou maior, variando, por exemplo, de cerca de 100° a cerca de 175°, ou de cerca de 120° a cerca de 170°. A gotícula de um líquido à base de hidrocarboneto pode também for10 mar um ângulo deslizante com a superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas de cerca de 1o a cerca de 30°, ou de cerca de 1o a cerca de 25°, ou de cerca de 10 a cerca de 20°.

Em alguns casos, uma gotícula de água pode formar um alto ângulo de contato com a superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas, 15 tal como um ângulo de cerca de 120° ou superior, variando, por exemplo, de cerca de 120° a cerca de 175°, ou de cerca de 130° a cerca de 165°. A gotícula de água pode também formar um ângulo deslizante com a superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas, tal como um ângulo deslizante de cerca de 1o a cerca de 30°, ou de cerca de 1o a cerca de 25°, ou de cerca de 20 1o a cerca de 20°.

Nas concretizações, quando os dispositivos superfóbicos a óleo de escalas múltiplas são incorporados a uma face frontal de cabeça de impressão de jato de tinta, as gotas jateadas de tinta de gel ultravioleta (UV) (também referida no presente relatório descritivo como "tinta UV") e/ou as 25 gotas jateadas de tinta sólida podem apresentar baixa adesão à superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas. Como usado no presente relatório descritivo, o termo "gotas de óleo" se refere às gotas jateadas de tinta de gel ultravioleta (UV) e/ou gotas jateadas de tinta sólida.

Os dispositivos superfóbicos a óleo de escalas múltiplas podem ser, portanto, usados como uma superfície de fácil limpeza antimolhamento, um dispositivo de superfície autolimpante para face frontal de cabeça de impressão de jato de tinta, devido à baixa adesão entre as gotas de tinta e a superfície. Por exemplo, os dispositivos superfóbicos a óleo de escalas múltiplas podem ser ligados a uma face frontal, tal como uma placa de aberturas de aço inoxidável de uma cabeça de impressão de jato de tinta.

A figura 5 ilustra uma cabeça de impressão exemplificativa 500, incluindo dispositivos superfóbicos a óleo de escalas múltiplas, de acordo com várias concretizações da presente invenção. Como mostrado, a cabeça de impressão exemplificativa 500 pode incluir um substrato de base 502, com transdutores 504 em uma superfície e lentes acústicas 506 em uma superfície oposta. Espaçada do substrato de base 502, pode haver uma placa de controle de nível de líquido 508. Um dispositivo superfóbico a óleo de escalas múltiplas, de acordo com as várias concretizações, pode ser disposto ao longo da placa 508. O substrato de base 502 e a placa de controle de nível de líquido 508 podem definir um canal, que retém um líquido em escoamento 512. A placa de controle de nível de líquido 508 pode conter um conjunto 514 de aberturas 516. Os transdutores 504, as lentes acústicas 506 e as aberturas 516 podem ser alinhados axialmente, de modo que onda acústica produzida por um único transdutor 504 possa ser focalizada por sua acústica alinhada 506, aproximadamente em uma superfície livre 518 do líquido 512, na sua abertura alinhada 516. Quando uma potência suficiente for obtida, uma gotícula pode ser emitida da superfície 518.

A cabeça de impressão exemplificativa 500 pode impedir a contaminação de tinta, porque as gotículas de tinta podem correr pela face frontal da cabeça de impressão, não deixando qualquer resíduo, devido à superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas. A superfície superfóbica a óleo 25 de escalas múltiplas pode dotar a placa de abertura de cabeça de impressão de jato de tinta com uma alta pressão de escorrimento, devido à sua superfobia a óleo. Geralmente, quanto maior o ângulo de contato da tinta, melhor (maior) a pressão de escorrimento. A pressão de escorrimento se refere à capacidade da placa de abertura em evitar que a tinta seja derramada da 30 abertura de bocal, quando a pressão do tanque (reservatório) de tinta aumenta. Isto é, o dispositivo superfóbico a óleo de escalas múltiplas, descrito no presente relatório descritivo, pode proporcionar baixa adesão e alto ânguIo de contato para as gotas de tinta de gel curável por ultravioleta e/ou tinta sólida, o que proporciona ainda o benefício de uma pressão de escorrimento aperfeiçoada ou derramamento reduzido (eliminado) de tinta para fora do bocal.

Claims (20)

1. Dispositivo superfóbico a óleo, compreendendo: um substrato; uma camada semicondutora compreendendo uma superfície texturizada e disposta sobre o substrato, em que a superfície texturizada é formada por uma ou mais de uma estrutura de pilar, uma estrutura de ranhura, ou uma combinação delas; uma camada de compósito particulado conformai disposta na superfície texturizada da camada semicondutora, em que uma superfície da camada de compósito particulado conformai compreende vários particulados contendo metais; e um revestimento fóbico a óleo conformai disposto na camada de compósito particulado conformai, para dotar o dispositivo com uma superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que todos dos vários particulados contendo metais são selecionados do grupo consistindo em AI2O3, TiO2, SiO2, SiC, TiC, Fe2O3, SnO2, ZnO, HfO2, TiN, TaN, GeO2, WN, NbN, Ru, Ir, Pt, ZnS1 GeO2 e suas combinações.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que todos dos vários particulados contendo metais têm pelo menos uma dimensão variando de cerca de 1 nanômetro a cerca de 100 nanômetros.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que a camada de compósito particulado conformai tem uma espessura de camada variando de cerca de 1 nanômetro a cerca de 200 nanômetros.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que a camada de compósito particulado conformai compreende ainda óxidos de silano, óxidos de alquila e alumínio, óxidos de zinco ou óxidos de estanho.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que hexadecano tem um ângulo de contato com a superfície superfóbica a óleo de escaIas múltiplas superior a cerca de 120°.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que hexadecano tem um ângulo deslizante com a superfície superfóbica a óleo de escaIas múltiplas inferior a cerca de 30°.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que um precursor para o revestimento fóbico a óleo conformai é tridecafluro-1,1,2,2- tetra-hidro-octiltriclorossilano, tridecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidrooctiltrimetoxissilano, tridecafluoro-1,1,2,2-tetra-hidro-octiltrietoxissilano, heptadecafluro-1,1,2,2-tetra-hidro-octiltriclorossilano, heptadecafluro-1,1,2,2- tetra-hidro-octiltrimetoxissilano, heptadecafluro-1,1,2,2-tetra-hidrooctiltrietoxissilano, ou uma combinação deles.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que ambas a estrutura de pilar e a estrutura de ranhura têm uma altura variando de cerca de 0,3 micrômetro a cerca de 4 micrômetros.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que uma cobertura de área sólida da uma ou mais da estrutura de pilar, estrutura de ranhura, e a combinação delas, pela camada semicondutora, é de cerca de 0,5% a cerca de 40%.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que ambas a estrutura de pilar e a estrutura de ranhura compreendem uma parede lateral ondulada, uma estrutura saliente, ou uma combinação delas, em que: ambas a estrutura de pilar e a estrutura de ranhura têm um diâmetro variando de cerca de 1 micrômetro a cerca de 20 micrômetros; a parede lateral ondulada compreende várias ondas, com cada onda tendo um tamanho de 100 nanômetros a cerca de 1.000 nanômetros; e a estrutura saliente compreende uma estrutura em forma de T, compreendendo uma estrutura de topo tendo uma largura de topo variando de cerca de 1 micrômetro a cerca de 20 micrômetros, e uma estrutura de fundo tendo uma largura de fundo variando de cerca de 0,5 micrômetro a cerca de 15 micrômetros.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que o substrato é flexível e compreende filme de poliimida, filme de naftalato de polietileno, filme de tereftalato de polietileno, polietersulfona, polieterimida, filme de aço inoxidável, filme de alumínio, filme de cobre, ou filme de níquel.

13. Cabeça de impressão de jato de tinta, compreendendo uma face frontal, em que a face frontal compreende o dispositivo como definido na reivindicação 1.

14. Cabeça de impressão de jato de tinta de acordo com a reivindicação 13, em que a face frontal é autolimpante, e em que as gotas de tinta de uma tinta sólida ou de uma tinta UV têm um baixo ângulo deslizante, com uma superfície da face frontal, inferior a cerca de 30°.

15. Processo de formação de um dispositivo superfóbico a óleo, compreendendo: proporcionar uma camada semicondutora compreendendo uma superfície texturizada, em que a superfície texturizada é formada por uma ou mais de uma estrutura de pilar, uma estrutura de ranhura, e uma combinação delas; formar conformalmente uma camada de compósito particulado na superfície texturizada da camada semicondutora, de modo que uma superfície da camada de compósito particulado conformai compreende vários particulados contendo metais; e modificar quimicamente a camada de compósito particulado por disposição conformai de um revestimento fóbico a óleo, para dotar o dispositivo com uma superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que formar conformalmente uma camada de compósito particulado compreende um processo de deposição de camada atômica (ALD), para formar os vários particulados contendo metais.

17. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que formar conformalmente uma camada de compósito particulado compreende um processo híbrido, compreendendo uma deposição de camada atômica (ALD) e uma deposição de vapor químico (CVD) na superfície texturizada da camada semicondutora.

18. Processo de acordo com a reivindicação 15, em que modificar conformalmente a camada de compósito particulado compreende uma modificação química por automontagem conformai de um revestimento de fluorossilano na camada de compósito particulado, por meio de uma técnica de deposição de vapor químico, uma técnica de deposição de vapor molecular ou uma técnica de automontagem em solução.

19. Processo de formação de um dispositivo superfóbico a óleo, compreendendo: proporcionar um substrato flexível; dispor uma camada semicondutora no substrato flexível; usar fotolitografia para criar uma superfície texturizada na camada semicondutora no substrato flexível, em que: a superfície texturizada é formada por uma ou mais de uma estrutura de pilar, uma estrutura de ranhura, e uma combinação delas; e ambas a estrutura de pilar e a estrutura de ranhura compreendem uma ou mais de uma parede lateral ondulada, uma estrutura saliente, e uma combinação delas; formar uma camada de compósito particulado conformai na superfície texturizada da camada semicondutora usando um processo de deposição de camada atômica (ALD), de modo que uma superfície da camada de compósito particulado conformai compreende vários particulados contendo metais, para dotar o dispositivo com uma superfície de escalas múltiplas; e modificar quimicamente a camada de compósito particulado por disposição conformai de um revestimento fóbico a óleo nela, para dotar o dispositivo com uma superfície superfóbica a óleo de escalas múltiplas.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, em que formar uma camada de compósito particulado conformai compreende um processo híbrido, compreendendo uma deposição de camada atômica (ALD) e uma deposição de vapor químico (CVD).