CN102001225B - 液体喷射头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有喷射表面的液体喷射头，即使该喷射表面倾向于被干燥也能够容易地将沉积物从该喷射表面除去，因此该液体喷射头能够具有优异的喷射性能。液体喷射头包括具有液体喷射口的部件，其中该喷射口在其上开口的该部件的表面由具有第一基团和第二基团的硅氧烷化合物的固化反应形成。该第一基团具有氟原子。该第二基团具有选自羟基、羧基、羰基和聚醚结构中的至少一种。
Description
技术领域
本发明涉及用于喷射液体的液体喷射头(liquid ejection head)。
背景技术
典型的液体喷射头是在喷墨打印方法中使用的液体喷射头。在喷墨打印方法中，将液滴从喷射口喷射到记录介质例如纸张上，由此打印图像和字符。
对喷射口在其上开口的喷墨打印头的外表面(以下称为“喷射表面”)进行抗液(liquid-repellent)处理以有助于例如用擦具将沉积墨除去。因此抗液材料必须耐墨和用橡胶刮板的擦拭。
美国专利申请公开No.2007/0085877公开了喷墨打印头，该喷墨打印头具有用特定的抗液化合物处理的喷射表面。该抗液化合物具有硅氧烷骨架，该硅氧烷骨架具有抗液的全氟烷基。
最近已将喷墨打印方法用于各种领域中。因此，以各种方式使用了各种墨。某种喷墨打印头具有加热功能以改善喷射特性。在一些情况中，不使用喷墨打印头许多小时或许多天。一些使用的条件加速喷墨打印头的喷射表面上喷射口附近的墨溶剂的蒸发。这可能导致喷射表面上沉积墨的粘度的增加和沉积墨的凝固，产生墨喷射性能的劣化。即使用具有抗液喷射表面以改善打印特性的喷墨打印头，墨溶剂的蒸发能够降低抗液性。沉积的墨可能使喷射液滴扭曲，导致不合需要的打印图像和字符。
发明内容
根据本发明的一个方面，液体喷射头包括具有液体喷射口的部件，其中该部件的喷射表面通过具有第一基团和第二基团的硅氧烷化合物的固化反应形成，该第一基团具有氟原子，该第二基团具有选自羟基、羧基、羰基和聚醚结构中的至少一种。
由以下参照附图对示例性实施方案的说明，本发明进一步的特点将变得清楚。
附图说明
图1是根据本发明实施方案的喷墨打印头的透视图。
图2A-2D是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的横截面图。
图3A-3D是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的横截面图。
图4A是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的透视图，图4B-4F是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的横截面图。
图5G-5K是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的横截面图。
图6是根据本发明实施方案的喷墨打印头的喷射表面的示意图。
具体实施方式
以下详细说明本发明的方面。
作为液体喷射头的实例，以下对喷墨打印头进行说明。但是，除了喷墨打印头外，液体喷射头能够用于其他用途，例如滤色器的制造。
图1是根据本发明实施方案的喷墨打印头的透视图。该喷墨打印头包括具有能量产生元件2的基板1和设置在该基板1上的喷射口形成部件5。该喷射口形成部件5包括多个喷射口4和墨通路7。该基板1还包括墨供给口6，墨供给口6通过墨通路7与喷射口4连通。本发明的方面涉及在喷射口形成部件5的喷射表面3上设置的抗液层的材料。
如上所述，U.S.专利申请公开No.2007/0085877公开了喷墨打印头的抗液层，其由含有含氟水解性硅烷化合物和具有阳离子聚合性基团的水解性化合物之间的缩合物的固化材料形成。该固化材料是有机-无机混合固化材料，其具有水解性硅烷的无机骨架(硅氧烷骨架)和由阳离子聚合性基团的固化形成的有机骨架(在环氧基的情况下为醚键)。该抗液层耐擦拭和化学品(耐墨性)。在与喷射口形成部件同时形成抗液层的情况下，该抗液层能够牢固地粘附于喷射口形成部件。
通常，具有含氟基团例如全氟烷基的膜具有非常低的表面自由能并因此在空气中具有高抗液性。具有含氟基团和亲水性基团两者的膜在水中具有抗油性。这可能因为在水中亲水性基团在表面上垂直取向，由此提供亲水性表面。
本发明人发现在抗液层的材料中使用亲水性基团以防止喷墨打印头的喷射表面上的污染例如沉积物和实现高打印质量非常有效。喷墨打印头的喷射表面总是与空气接触而不是水，因此要求在空气中具有抗液性。但是，墨溶剂的蒸发使喷射表面上的墨的粘度增加，可能引起墨组分的沉积。本发明人发现供给到喷射表面的非浓缩液例如淡墨(fresh ink)、水或溶剂能够通过亲水性基团的作用将喷射表面上的墨沉积物再溶解并有效地保持喷射表面的清洁。
以下参照图6对根据本发明方面的作用原理进行说明。图6示意地表示喷射表面。通常，为了使空气中(a)喷射表面3上的表面自由能最小，使抗液基团100例如全氟烷基垂直取向，并且将亲水性基团101折叠。另一方面，在水中使该亲水性基团101垂直取向。该取向的亲水性基团101有助于表面上沉积物的除去。
在以下的情况中，实际上能够将液体组分例如水或溶剂供给到喷墨打印头的喷射表面以润湿该喷射表面。在第一种情况中，在随后的打印过程中墨雾粘附于喷射表面并且将溶剂(水)供给浓墨。在第二种情况中，擦拭从周围向浓墨供给相对淡的墨。在通常的喷墨打印头中，通过擦拭例如用橡胶刮板将喷射表面上过量的墨除去。第三种情况是湿法擦拭。在该湿法擦拭中，使处理液粘附于橡胶刮板以高效地除去墨。因此将该处理液供给到浓墨。用墨或处理液将喷射表面润湿时能够实现根据本发明的方面的优势。因此湿法擦拭能够实现较高的优势。根据本发明的方面的喷墨打印头适合其中用湿擦具擦拭喷射口形成部件的喷射表面的喷墨打印机。
在具有含氟基团和亲水性基团两者的抗液膜的制造中，重要的是使该含氟基团和该亲水性基团均匀分布。向含氟抗液材料中添加亲水性树脂导致形成彼此分离的亲水区域和疏水区域并且不能实现所希望的性能。因此必须使具有含氟基团的单体和具有亲水性基团的单体共聚。尽管具有全氟烷基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯广泛用作含氟单体，但它们具有耐墨性低的酯结构，有时产生材料的缺陷，例如溶胀或分离。根据本发明的方面，硅烷单体的使用成功地使具有亲水性基团的单体与含氟单体之间均相缩聚。
根据本发明的方面，抗液层由固化材料形成，该固化材料由硅烷组合物中具有抗水的疏水性含氟基团(第一基团)的水解性硅烷化合物(a)和具有亲水性基团(第二基团)的水解性硅烷化合物(b)的缩聚形成。亲水性基团的实例包括羟基、羧基、羰基和聚醚结构(具有两个以上醚基团的结构)。水解性硅烷化合物的缩聚包括水解性基团的水解和水解的基团的脱水缩合。因此，亲水性基团必须位于通过碳原子与水解性硅烷化合物的硅原子键合的基团上，即位于非水解性有机基团上。因此，具有亲水性基团的水解性硅烷化合物是具有非水解性有机基团的水解性硅烷化合物(b)，该非水解性有机基团具有羟基、羧基、羰基和聚醚结构中的任一种。水解性硅烷(b)可含有氟原子，条件是该水解性硅烷(b)能够具有足够的亲水性以实现根据本发明方面的优势。
在高亲水性和反应性方面，该亲水性基团可以是羟基或聚醚结构。更具体地，该亲水性基团可以是具有1-20个碳原子和端羟基的烷基或聚醚结构。特别地，该亲水性基团可以是聚(乙二醇)残基或聚(丙二醇)残基。
具有1-20个碳原子和端羟基的烷基的具体实例包括羟基乙基、羟基丙基、羟基丁基、羟基己基、羟基辛基、羟基癸基和羟基十二烷基。具有两个以上羟基的化合物能够具有较高的亲水性。
水解性硅烷化合物(b)可以是具有下式(1)的化合物：
R4O-(R3O)n-Z-Si-(OR2)q(R1)p (1)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，n为1-30范围内的整数，Z表示二价有机基团，R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基，R3表示-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-或-CH2CH(CH3)-，和R4表示H或烷基。
在高耐墨性方面，用于喷墨打印头的光聚合性材料能够阳离子聚合而不是自由基聚合。尽管有许多含有氮或硫原子的亲水性基团，但这些基团可能难以根据本发明的方面使用，原因在于它们阻碍阳离子聚合。
水解性硅烷化合物(a)可以是具有有下式(2)的氟化烷基基团的烷氧基硅烷：
CF3-(CF2)r-Z-Si-(OR2)q(R1)p (2)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，r为0-20范围内的整数，Z表示二价有机基团，并且R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基或氢原子。
式(2)中Z的具体实例包括-C2H4-和-CH2CH2CH2-。式(2)中R1或R2的饱和或不饱和烃残基的具体实例包括甲基和乙基。
式(2)中的变量r，在高抗液性方面可以为5或更大，在高溶解性方面可以为13或更小，例如11或更小。
水解性硅烷化合物(a)的具体实例包括，但并不限于，以下化合物：
CF3-C2H4-Si-(OR)3，C2F5-C2H4-Si-(OR)3，C4F9-C2H4-Si-(OR)3，C6F13-C2H4-Si-(OR)3，C8F17-C2H4-Si-(OR)3，和C10F21-C2H4-Si-(OR)3，
其中三个R独立地表示甲基或乙基。
水解性硅烷化合物(a)和水解性硅烷化合物(b)可以与具有阳离子聚合性基团的水解性硅烷化合物(c)组合。这能够产生有机-无机混合固化材料，其具有有硅氧烷结构的无机骨架和由阳离子聚合性基团的固化形成的有机骨架。该有机-无机混合固化材料具有显著改善的耐久性和耐墨性。
水解性硅烷化合物(c)的实例包括具有下式(3)的化合物：
R3-Z-Si-(OR2)q(R1)p (3)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，Z表示二价有机基团，R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基，和R3为阳离子聚合性有机基团。
式(3)中Z的具体实例包括-CH2CH2CH2-。式(3)中R1或R2的饱和或不饱和烃残基的具体实例包括甲基和乙基。
式(3)中R3的阳离子聚合性有机基团的实例包括具有环状醚基，例如环氧基和氧杂环丁烷基的基团，和具有乙烯基醚基的基团。在可用性和反应控制性方面，阳离子聚合性有机基团可以是具有环氧基的基团。具有环氧基的基团的实例包括缩水甘油基和环氧环己基。
水解性硅烷化合物(c)的具体实例包括，但并不限于，以下化合物：缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧环己基乙基三甲氧基硅烷和环氧环己基乙基三乙氧基硅烷。
水解性硅烷化合物(a)、水解性硅烷化合物(b)和任选的水解性硅烷化合物(c)可与具有取代或未取代的烷基或芳基的水解性硅烷化合物(d)组合。该水解性硅烷化合物(d)可用于控制抗液层的物理性能。水解性硅烷化合物(d)的实例包括具有下式(4)的化合物：
(R4)r-Si-(OR2)s (4)
其中r+s为4，r为0、1、2或3，s为1、2、3或4，R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基，和R4独立地表示取代或未取代的烷基或芳基。
式(4)中R2的饱和或不饱和的烃残基的具体实例包括甲基和乙基。式(4)中R4的烷基或芳基的具体实例包括甲基、乙基、丙基和苯基。
水解性硅烷化合物(d)的具体实例包括，但并不限于，以下化合物：
四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基硅烷。
这些水解性硅烷化合物的比例取决于使用条件。硅烷组合物中水解性硅烷化合物(b)的百分比可以为1摩尔％-40摩尔％，例如3摩尔％-25摩尔％。硅烷组合物中水解性硅烷化合物(a)的百分比可以为0.5摩尔％-20摩尔％，例如1摩尔％-15摩尔％。过量的水解性硅烷化合物(b)可导致不足的抗液性。过量的水解性硅烷化合物(a)可导致非均匀的抗液层。水解性硅烷化合物(b)与具有含氟基团的水解性硅烷化合物(a)之比(摩尔比)可为0.2∶1-5∶1。硅烷组合物中水解性硅烷化合物(c)的百分比可为20摩尔％-80摩尔％，例如30摩尔％-70摩尔％。
根据本发明实施方案的涂布组合物含有水解性硅烷化合物(a)、水解性硅烷化合物(b)和任选的水解性硅烷化合物(c)和水解性硅烷化合物(d)之间的缩合物，并且可还含有阳离子聚合引发剂。该缩合物可通过在水的存在下水解性硅烷化合物的水解和缩聚而制备。
根据本发明方面的涂层可通过将该涂布组合物施涂于待处理的表面并且用光或热将该涂布组合物固化而形成。在该涂布组合物的施涂中可使用溶剂。特别地，根据本发明方面的喷墨打印头的抗液层可通过在喷射口形成部件上形成该涂布组合物的涂层并且将该涂层固化而制备。
缩聚反应的完成百分比可由缩合度表示。该缩合度由缩合的官能团数(参与硅氧烷键Si-O-Si的形成的官能团的数目)对于缩合性官能团(例如烷氧基和硅烷醇基)的总数的比例定义。实际上，该缩合度可由29Si-NMR测定估算。对于三官能硅烷化合物，可由下式估算缩合度。可将类似式应用于两官能或四官能硅烷化合物。
T0：没有与另一硅烷分子键合的Si原子的百分比(％)
T1：通过氧原子与一个硅烷分子键合的Si原子的百分比(％)
T2：通过氧原子与两个硅烷分子键合的Si原子的百分比(％)
T3：通过氧原子与三个硅烷分子键合的Si原子的百分比(％)
缩合度取决于水解性硅烷化合物的种类和合成条件。过低的缩合度可导致与涂布树脂的低相容性、差的涂布性和不完全的覆盖。该缩合度可为20％以上，例如30％以上。可通过温度和/或pH来控制水解和缩合反应以制备具有所需缩合度的缩合物。可将酸、碱或金属醇盐用作催化剂以控制缩合度。金属醇盐的实例包括铝的醇盐、钛的醇盐、锆(zirconia)的醇盐和它们的络合物。也可以将乙酰丙酮络合物用作催化剂。
阳离子聚合引发剂的实例包括选自盐、硼酸盐、具有酰亚胺(imide)结构的化合物、具有三嗪结构的化合物、偶氮化合物和过氧化物的阳离子光引发剂。在高感光性、稳定性和反应性方面，该阳离子聚合引发剂可以是芳族锍盐或芳族碘
盐。
以下对根据本发明方面的喷墨打印头的制造方法进行说明。图2A-2D是表示根据本发明实施方案的喷墨打印头的制造方法的示意图。图2A-2D是沿图1中的线II-II所取的横截面图。
制备喷射口形成部件(图2A)。该喷射口形成部件由树脂或SUS喷嘴板12和抗液层11组成。更具体地说，例如，通过浸渍、旋转涂布或喷涂将上述涂布组合物施涂于喷嘴板12并且通过加热处理或光照射使其固化以形成抗液层11。该抗液层11的厚度取决于使用条件并且可以为0.1-2μm。
然后通过加工，例如准分子激光器加工、脉冲激光器加工或放电加工在喷射口形成部件中形成墨喷嘴4(图2B)。可在形成该墨喷嘴4后将抗液层11固化。在墨喷嘴4的加工中，可将抗液层11覆以保护膜。通过这些程序，能够同时加工喷嘴板12和抗液层11。这防止抗液材料进入墨喷嘴4。
然后制备基板1(图2C)。该基板1由墨喷射压力产生元件2和流路部件13组成。如果需要，使用粘合剂层15，将该基板1粘接于喷射口形成部件以制造喷墨打印头(图2D)。
图3A-3D表示根据本发明另一实施方案的喷墨打印头的制造方法，其中喷嘴板由光聚合性树脂形成。图3A-3D是沿图1中的线III-III所取的截面图。
在支持体16上形成喷嘴板12，并且在该喷嘴板12上形成抗液层11(图3A)。该喷嘴板12和该抗液层11构成喷射口形成部件。更具体地，例如，通过浸渍、旋转涂布或喷涂将上述涂布组合物施涂于喷嘴板12并且通过图案掩模17用光照射(图案曝光)(图3B)。通过显像将喷嘴板12和抗液层11的未固化部分除去以形成喷射口4(图3C)。从支持体16将喷射口形成部件移去后(图3D)，以与图2中所示相同的方式制造喷墨打印头。
将本发明的方面应用于喷墨打印头的制造方法，该制造方法包括以下步骤(图4A-4F和图5G-5K)。
-在其上形成墨喷射压力产生元件的基板上用可溶性树脂形成墨通路图案的步骤。
-在墨通路图案上形成由聚合性涂布树脂形成的涂布树脂层的步骤。该涂布树脂层用作墨通路壁。
-在该涂布树脂层上形成抗液层的步骤。
-在该墨喷射压力产生元件上的该涂布树脂层和该抗液层中形成喷射口的步骤。
-将该墨通路图案溶出的步骤。
首先，制备在其上形成墨喷射压力产生元件2的基板1。参见图4A(透视图)和图4B(沿图4A中的线IVB-IVB所取的横截面图)。在基板1上用可溶性树脂形成墨通路图案21(图4C)。该墨通路图案21可由正型抗蚀剂形成。特别地，可使用具有较高分子量的光解正型抗蚀剂以防止在随后的步骤中将喷嘴材料施涂于墨通路图案21时的变形。
然后在该墨通路图案21上形成涂布树脂层22(图4D)。在该涂布树脂层22上形成抗液层11(图4E)。该涂布树脂层22由供给光或热能时能够开始聚合的材料形成。该材料可以是阳离子光聚合性材料。在这种情况下，该材料含有阳离子聚合引发剂作为必要组分。该抗液层11由上述涂布组合物形成。如上所述，该涂布组合物未必含有阳离子聚合引发剂并且可以用将涂布树脂层22固化时产生的酸固化。可通过旋转涂布、模涂(die coating)或狭缝涂布(slit coating)形成涂布树脂层22和抗液层11。特别地，可通过狭缝涂布形成抗液层11。
通过掩模24的图案曝光(图4F)和显像形成喷射口4(图5G)。
可适当地确定掩模图案和图案曝光条件以使将对应于除喷射口4以外的部分的抗液层11部分地除去。在极限分辨率(limitingresolution)之下通过具有掩模图案的掩模31的图案曝光(图5H)和显像能够将抗液层11部分除去(图5I)。本文中使用的术语“极限分辨率”是指没有将涂布树脂层22显像到基板1的图案。如上所述，根据本发明方面的抗液层具有优异的抗液性。因此擦拭可使墨滴滚入喷射口中，导致不喷射。为了防止不喷射，喷射口形成部件的喷射表面包括抗液区域33和不具有抗液性的区域32。根据本发明的方面，如上所述能够容易地形成其中部分地不存在抗液层11的图案，由此防止不喷射。
如果需要，然后在基板1中形成墨供给口(图5J)以将墨通路图案21溶出(图5K)。如果需要，通过加热处理将涂布树脂层22和抗液层11的材料完全固化以形成喷射口形成部件5，于是完成喷墨打印头。
尽管本实施方案中涂布树脂层22由阳离子光聚合性材料形成，但涂布树脂层22可由热固性阳离子聚合性材料形成。在这种情况下，形成抗液层11后，可代替图案曝光，将准分子激光器用于通过烧蚀将涂布树脂层22和抗液层11除去，形成喷射口4。
实施例
合成例1
在室温下在烧瓶中将以下组分搅拌，并且在回流下加热24小时，产生水解性缩合物。
γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷 28g(0.1mol)
甲基三乙氧基硅烷 14g(0.08mol)
十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷 6.6g(0.013mol)
化合物1(由式(5)所示) 11g(0.01mol)
CH3(OCH2CH2)nCH2CH2CH2Si(OCH3)3 (5)
(其中n为10-30范围内的整数，并且n平均约为20)
水 17.3g
乙醇 37g
用2-丁醇/乙醇将该水解性缩合物稀释到7重量％的固体含量以制备在抗液层的形成中使用的组合物1。
将0.2g的芳族锍六氟锑酸盐(商品名：SP-172，由ADEKA Co.制造)作为阳离子光引发剂添加到100g的组合物1中以制备在抗液层的形成中使用的组合物2。
表1示出硅氧烷化合物的合成中使用的硅烷化合物的比例。术语“含氟基团”是指具有含氟基团的硅烷，术语“阳离子聚合性基团”是指具有阳离子聚合性基团的硅烷，和术语“亲水性基团”是指具有亲水性基团的硅烷。
合成例2-5和比较合成例1
除了以表1中所示的比例使用硅烷化合物以外，在与合成例1中相同的条件下制备抗液层的形成中使用的组合物2。
表1：合成例1-5和比较合成例1中硅烷化合物的比例
FTS-5：十三氟-1，1，2，2-四氢辛基三乙氧基硅烷
FTS-9：2-(全氟癸基)乙基三乙氧基硅烷
GPTES：γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷
TEOS：四乙氧基硅烷
MTES：甲基三乙氧基硅烷
PhTES：苯基三乙氧基硅烷
化合物1：CH3(OCH2CH2)nCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(其中n为10-30范围内的整数，并且n平均约为20)
化合物2：H(OCH2CH2)nCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(其中n为10-30范围内的整数，并且n平均约为20)
比较合成例2
在烧瓶中装入24g的(十七氟-1，1，2，2-四氢癸基)丙烯酸酯、16g甲基丙烯酸羟基乙酯和360g异丙醇。用氮气将烧瓶中的空气充分置换。将0.1g的2，2-偶氮二异丁腈(AIBN)加入该混合物中。将该混合物加热到60℃。将该混合物进一步加热到70℃。在30分钟和1小时后将0.01g的AIBN加入该混合物。将反应再继续6个小时。将得到的聚合物在正己烷中再沉淀以产生30g白色粉末。
实施例1
通过旋转涂布将合成例1中制备的组合物2施涂于硅片并且在90℃下加热1分钟以使溶剂蒸发。在UV照射装置中用光照射组合物2并且在90℃下加热4分钟以通过阳离子光聚合使其固化。在烘箱中将组合物2进一步在200℃下加热1小时以完成固化反应，这样形成抗液层。
实施例2-5和比较例1
除了将合成例1中制备的组合物2替代为合成例2-5和比较合成例1中制备的组合物2以外，以与实施例1中相同的方式形成了抗液层。
比较例2
将40g环己酮和0.5g聚合引发剂IRGACURE 907(由Ciba Japan K.K.制造)加入10g的比较合成例1中制备的粉末中以制备抗蚀剂溶液。通过旋转涂布将该抗蚀剂溶液施涂于硅片并且在70℃下加热1分钟以使溶剂蒸发。在UV照射装置中用光照射抗蚀剂并且在90℃下加热4分钟以通过阳离子光聚合使其固化。在烘箱中在200℃下将抗蚀剂进一步加热1小时以完成固化反应，这样形成抗液层。
评价方法
为了评价抗液性，用接触角计测定抗液层上水滴的静态接触角(初始接触角)。
为了模拟墨污染，将由CANON KABUSHIKI KAISHA制造的染料墨(商品名：BCI-7C)施涂于抗液层。将该抗液层放置在温度60℃且湿度90％的恒温恒湿器中1周以使墨中的水蒸发。将墨再次施涂于该抗液层。用聚氨酯橡胶刮板擦拭后，用接触角计测定水滴的静态接触角(干燥试验后接触角)。
表2示出结果。
表2
| 实施例4 | 96 | 84 |
| 实施例5 | 95 | 81 |
| 比较例1 | 95 | 55 |
| 比较例2 | 108 | 60 |
结果显示根据本发明方面的抗液层，即使在组分例如墨组分容易粘附的条件(干燥试验后)下，在水的存在下具有高防污性，并且保持抗液性。
实施例6
根据图4和5中所示的程序制造喷墨打印头。
首先，通过旋转涂布将聚(甲基异丙烯基酮)(Tokyo Ohka KogyoCo.，Ltd.，商品名：ODUR-1010)施涂于硅基板。该硅基板包括其上的电热变换器作为墨喷射压力产生元件。在120℃下预烘烤6分钟后，用由Ushio Inc.制造的掩模校准器(商品名：UX3000)进行墨通路的图案曝光。用甲基异丁基酮/丙二醇单甲醚乙酸酯的混合溶剂进行显像。显像后，可溶性树脂层具有16μm的厚度。聚(甲基异丙烯基酮)是正型抗蚀剂并且能够通过UV照射分解且变得可溶于有机溶剂中。在图案曝光过程中没有将可溶性树脂形成的图案21曝光以保留墨通路(图4C)。
将表3中所示的阳离子光聚合性树脂组合物以55重量％的浓度溶解在甲基异丁基酮/二甲苯混合溶剂中。通过旋转涂布将该溶液施涂于墨通路图案21的可溶性树脂层并且在90℃下预烘烤3分钟以形成涂布树脂层22(图4D)。墨通路图案21上的涂布树脂层22具有25μm的厚度。
表3
| 组分 | 制造商，商品名 | 比例 |
| 环氧树脂 | Daicel Chemical Industries，Ltd.，EHPE-3150 | 100质量份 |
| 添加剂 | Central Glass Co.，Ltd.，1，4-HFAB | 20质量份 |
| 阳离子光引发剂 | ADEKA Co.，SP-172 | 5质量份 |
| 硅烷偶联剂 | Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.，KBM-403 | 5质量份 |
1，4-HFAB：(1，4-双(2-羟基六氟异丙基)苯)
通过直接涂布将合成例1中制备的组合物1施涂于涂布树脂层22。在90℃下预烘烤1分钟形成具有0.5μm的厚度的抗液层11(图4E)。
用由CANON KABUSHIKI KAISHA制造的掩模校准器(商品名：MPA600super)进行墨喷嘴4的图案曝光(图4F)。在90℃下加热4分钟，用甲基异丁基酮(MIBK)/二甲苯＝2/3进行显像，并用异丙醇进行漂洗，形成了喷射口图案。用涂布树脂层22中的阳离子光引发剂使抗液层11的曝光部分固化，形成喷射口图案。由于喷射口图案与涂布树脂层22一体地形成，因此喷射口图案具有清晰的边缘(图5G)。
将用于墨供给口4的掩模放置在基板的背侧。将该硅基板各向异性地蚀刻以形成墨供给口6(图5J)。在各向异性蚀刻的过程中，用橡胶膜保护基板的喷射表面。
各向异性蚀刻后将该橡胶保护膜移去。然后在由Ushio Inc.制造的掩模校准器(商品名：UX3000)中用UV光照射基板的整个表面以使墨通路图案的可溶性树脂层分解。在施加超声波的同时将基板浸入乳酸甲酯中1小时以将墨通路图案21溶出。在200℃下加热处理1小时使涂布树脂层22和抗液层11完全固化，这样形成喷射口形成部件5(图5K)。
最后，将墨供给口6粘接于墨供给部件(未图示)以完成喷墨打印头。
用填充有由CANON KABUSHIKI KAISHA制造的墨(商品名：BCI-7C)的喷墨打印头进行的打印产生高质量图像和字符。
将喷射表面粘附有墨的喷墨打印头放置在温度60℃且湿度90％的恒温恒湿器中1周以使墨中的水蒸发。然后，在打印操作过程中反复进行用聚氨酯橡胶刮板的擦拭。擦拭后的打印产生与干燥试验前产生的那些相当的高质量图像和字符。
结果证实根据本发明方面的抗液层11的喷射表面3具有高防污性。
因此，本发明的方面提供具有喷射表面的液体喷射头，即使该喷射表面倾向于被干燥也能够容易地将沉积物从该喷射表面除去。因此，该液体喷射头能够具有优异的喷射性能。
尽管已参照示例性实施方案对本发明进行了说明，但应理解本发明并不限于公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形和等同结构和功能。
Claims (5)
1.液体喷射头，包括：
具有液体喷射口的部件，
其中该喷射口在其上开口的该部件的表面由具有疏水性第一基团和亲水性第二基团的硅氧烷化合物的固化反应形成，该第一基团具有氟原子，该第二基团具有选自羟基、羧基、羰基和聚醚结构中的至少一种，
其中该硅氧烷化合物由具有下式(1)的化合物和具有下式(2)的化合物和任选的具有下式(3)的化合物制备：
R40-(R3O)n-Z-Si-(OR2)q(R1)p (1)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，n为1-30范围内的整数，Z表示二价有机基团，R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基，R3表示-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-或-CH2CH(CH3)-，和R4表示H或烷基，
CF3-(CF2)r-Z-Si-(OR2)q(R1)p (2)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，r为0-20范围内的整数，Z表示二价有机基团，并且R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基或氢原子，
R3-Z-Si-(OR2)3(R1)p (3)
其中p+q为3，p为0、1或2，q为1、2或3，Z表示二价有机基团，R1和R2独立地表示饱和或不饱和的烃残基，和R3为阳离子聚合性有机基团。
2.根据权利要求1的液体喷射头，其中该第二基团具有羟基和聚醚结构中的至少一种。
3.根据权利要求1的液体喷射头，其中该第二基团是聚(乙二醇)残基或聚(丙二醇)残基。
4.根据权利要求1的液体喷射头，其中r为5-13范围内的整数。
5.根据权利要求1的液体喷射头，其中该硅氧烷化合物具有阳离子聚合性基团。
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