CN114641396A - 喷墨头以及喷墨头的制造方法 - Google Patents

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Abstract

为了提供使用了含有环氧树脂作为主剂、咪唑类固化剂作为固化剂、能够确保在固化前接合作业的时间、长期可靠性优异的粘接剂的喷墨头以及喷墨头的制造方法，通过至少含有环氧树脂作为主剂、微囊化了的咪唑类固化剂作为固化剂、以及在低温下溶解所述微囊的醇的粘接剂粘接构成部件，优选被所述醇溶解了的所述微囊的残留物分散在固化了的所述环氧树脂中。

Description

喷墨头以及喷墨头的制造方法
技术领域
本发明涉及喷墨头以及喷墨头的制造方法，更详细而言，涉及使用了含有环氧树脂作为主剂、咪唑类固化剂作为固化剂、能够确保在固化前接合作业的时间、长期可靠性(使用环境中的温度变动耐性)优异的粘接剂的喷墨头以及喷墨头的制造方法。
背景技术
以微小液滴的状态喷出油墨的喷墨头作为向记录介质上喷出油墨滴来记录字符或图像的喷墨打印机的记录头而广泛普及。
作为喷墨头的代表性的油墨喷出方式，有在加压室配置压电体、或者将加压室的构成部件的一部分作为压电体施加电压，使其变形而对油墨施加压力而喷出的方式；或在加压室配置电阻体并供给电流，产生热量，使油墨中的水分气化膨胀，对油墨施加压力而喷出的方式等。
近年来，喷墨头为了实现记录图像的高密度化，相邻的喷嘴间隔变得极窄。例如，在以180dpi(在此，“dpi”是指每1英寸的点数。)进行图像记录的情况下，相邻的喷嘴间隔为140μm。在这种情况下，如果将压力室分隔壁的厚度设为70μm，则压力室的宽度为70μm。
喷墨头通过热固化型的粘接剂将构成的喷嘴板、压力室分隔壁等各部件彼此接合而构成。通过使用粘接剂，能够实现高密度化，另外，构成部件的材料选择的自由度也变高。喷墨头中使用的粘接剂在固化后需要具有对油墨(溶剂)的高耐久性。作为通过固化提高交联密度从而耐溶剂性高的粘接剂，已知有含有环氧树脂和连锁聚合系的固化剂(咪唑类)的粘接剂。
在专利文献1中，记载了使用含有酚醛清漆或双酚F环氧树脂、脂环式胺、醇的粘接剂而构成的喷墨头。该粘接剂可低温固化，粘接力的耐溶剂性高。
在专利文献2中，记载了使用含有酚醛清漆环氧树脂、光固化剂、微囊化的固化剂的粘接剂而构成的喷墨头。通过该粘接剂，能够兼顾基于光固化性的生产率和粘接力的耐溶剂性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5279117号
专利文献2：日本专利第5754378号
发明内容
发明所解决的技术问题
但是，在含有环氧树脂作为主剂、咪唑类固化剂作为固化剂的粘接剂中，在混合了主剂以及固化剂时，即使在常温下也开始反应，开始增粘以及固化。在这样的反应性高的粘接剂中，在室温下进行聚合反应，粘度上升，因此不能确保使用粘接剂的接合作业的时间。
另外，含有环氧树脂以及咪唑类固化剂的粘接剂通过连锁聚合而固化，交联密度变高，固化后的耐溶剂性以及弹性模量高，但在硬而脆且线膨胀率不同的材料的部件接合的喷墨头中，施加热应力，缺乏长期可靠性(使用环境中的温度变动耐性)。
如果将咪唑类固化剂微囊化，则能够抑制增粘速度(粘度上升速度)，能够确保接合作业的时间，提高喷墨头的组装的生产量。但是，为了溶解或破坏(以下，简称为“溶解”。)微囊，需要100℃以上的温度，不能低温固化，固化温度变高。由于固化温度变高，构成部件的损伤、组装中的喷墨头中的热应力变高，因此长期可靠性受损。在将多种材料的部件接合而构成的喷墨头中，由于部件间的线膨胀率的不同，在粘接剂固化后产生各部件的变形，如果该变形产生的应力超过粘接力，则在接合部产生剥离。
根据微囊的设计，提高在超过某温度的对环氧树脂的溶解性，能够在该温度下固化，但为了构成喷墨头的异种材料的接合，要求在更低温下固化。
因此本发明的问题在于，提供使用了含有环氧树脂作为主剂、咪唑类固化剂作为固化剂、能够确保在固化前接合作业的时间、长期可靠性优异的粘接剂的喷墨头以及喷墨头的制造方法。
另外，本发明的其他问题通过以下的记载而明确。
解决问题的技术手段
本发明的上述问题通过以下各发明来解决。
1.
一种喷墨头，其构成部件通过粘接剂进行了粘接，所述粘接剂至少含有：作为主剂的环氧树脂、作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及在低温下溶解所述微囊的醇。
2.
根据所述1所述的喷墨头，其中，被所述醇溶解了的所述微囊的残留物分散在固化了的所述环氧树脂中。
3.
根据所述1或2所述的喷墨头，其中，所述醇是高沸点醇。
4.
根据所述3所述的喷墨头，其中，所述高沸点醇的沸点为150℃以上。
5.
根据所述1～4中任一项所述的喷墨头，其中，所述醇是具有苯环的醇。
6.
一种喷墨头的制造方法，其使用粘接剂粘接构成部件而制造喷墨头，所述粘接剂至少含有：作为主剂的环氧树脂、作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及在低温下溶解所述微囊的醇。
7.
根据所述6所述的喷墨头的制造方法，其中，使被所述醇溶解了的所述微囊的残留物分散在所述环氧树脂中，使该环氧树脂固化。
8.
根据所述6或7所述的喷墨头的制造方法，其中，使用高沸点醇作为所述醇。
9.
根据所述8所述的喷墨头的制造方法，其中，所述高沸点醇的沸点为150℃以上。
10.
根据所述6～9中任一项所述的喷墨头的制造方法，其中，使用具有苯环的醇作为所述醇。
发明效果
根据本发明，能够提供使用了含有环氧树脂作为主剂、咪唑类固化剂作为固化剂、能够确保在固化前接合作业的时间、长期可靠性优异的粘接剂的喷墨头以及喷墨头的制造方法。
附图说明
图1是实施方式的喷墨头的头芯片的立体图。
图2是示出图1所示的头芯片的上表面的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。在以下所述的各实施方式中，为了实施本发明而赋予了在技术上优选的各种限定，但本发明的范围并不限于以下的实施方式以及图示例。
在本实施方式的喷墨头以及喷墨头的制造方法中，构成部件通过粘接剂进行了粘接，所述粘接剂至少含有：作为主剂的环氧树脂、作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及在低温下溶解微囊的醇。作为喷墨头的构成部件，可以举出头芯片、喷嘴板、配线基板、柔性基板、歧管、过滤器、框体、盖承受板等，但并不限定于这些。
醇与环氧树脂充分地混合，辅助包裹咪唑类固化剂的微囊的溶解，可以在低温下开始固化反应。另外，能够抑制增粘速度，能够确保接合作业的时间，能够提高组装的生产量。
[喷墨头]
图1是实施方式的喷墨头的头芯片的立体图。
在本实施方式中，将从喷墨头喷出油墨的一侧的面(图1中的上方)称为“下表面”，将其相反侧的面(图1中的下方)称为“上表面”。在图1中，油墨的流动方向为从下向上。
如图1所示，实施方式的喷墨头构成为具有形成有多个压力室12的长方体状的头芯片1。头芯片1例如通过由压电体构成的流路部件(分隔壁)11和压力室(油墨供给路)12交替地并列设置而构成。压力室12的形状是两侧壁相互平行地形成。各压力室12的出口以及入口分别配置在头芯片1的下表面以及上表面，各压力室12是在遍及从入口到出口的长度方向上开口面积以及开口形状大致不变的直线型。
在头芯片1中，各压力室12构成两列压力室列。各压力室列在本实施方式中分别由八个压力室12构成，但构成压力室列的压力室12的数量没有任何限定。另外，各压力室12的形状和配置也没有任何限定，也可以包括虚设通道。
头芯片1通过使用粘接剂将压电体101和侧壁板102相互接合而形成，该压电体101具有成为各压力室12的多个槽，该侧壁板102封闭多个槽。在压电体101的槽的内表面(压力室12的内表面)，形成有由在图1中用斜线表示的金属层13构成的驱动电极。金属层13为了防止由油墨引起的腐蚀，优选由透明的绝缘层覆盖。
金属层13是作为流路部件11的驱动电极起作用的金属层，例如由Ni、Co、Cu、Al、Sn、Cr等构成。从电阻方面考虑，优选的是，使用Al、Cu，从腐蚀和强度、成本方面考虑，优选的是，使用Ni。也可以设为在Al之上层叠了Au的层叠结构。金属层13通过蒸镀法、溅射法、电镀法、使用了CVD(化学气相反应法)等真空装置的方法等形成。金属层13的厚度优选为0.5～5μm的范围。
图2是示出图1所示的头芯片的上表面的俯视图。
如图2所示，在头芯片1的上表面，形成有从各压力室12的金属层13拉出的连接电极14(电压施加用电极)。连接电极14的形成可以通过蒸镀或溅射来进行。
如图1所示，喷嘴板2使用粘合剂而接合在头芯片1的下表面。喷嘴板2在与头芯片1的各压力室12的出口对应的位置分别开设有喷嘴21。各压力室12的入口、出口以及喷嘴21配置成直线状。
喷嘴板2优选由能够利用激光进行烧蚀的材料或能够进行各向异性蚀刻的材料构成。例如，可以优选使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚砜等树脂片或硅。特别地，优选使用聚酰亚胺，其能够经受用于将抗墨层赋予到表面的高温，能够通过激光进行精密的喷嘴加工。
在形成有连接电极14的头芯片1的上表面，使用粘接剂接合有配线基板3。配线基板3是用于将施加来自未图示的驱动电路的驱动电压的配线连接到头芯片1的各金属层13的板状部件。配线基板3由非极化的PZT或AlN-BN、AlN等陶瓷材料、低热膨胀的塑料或玻璃、将与头芯片1中使用的压电体的基板材料相同的材料去极化而得到的材料等构成。为了抑制由于线膨胀率的差异引起的头芯片1的应变，配线基板3的材料优选为热膨胀系数与未极化PZT的差在±3ppm以内的材料。
配线基板3不限定于一张板状的配线基板，也可以是层叠多张薄板状的基板材料而形成所希望的厚度的基板。
配线基板3形成为比头芯片1的上表面大的矩形状，在压力室列方向(压力室12的排列方向、图1中的A方向)以及与压力室列方向正交的方向(图1中的B方向)各自的两侧比头芯片1的上表面更向外方伸出。
在配线基板3的成为与头芯片1的接合面的下表面，在遍及向外方伸出的部分，形成有用于使各金属层13与未图示的FPC等连接的多个配线电极(电压施加用电极)33。各配线电极33以与形成在头芯片1的上表面的各连接电极14相同数量的相同间距(W1+W2)形成。如果FPC等被接合，则各配线电极33与FPC等各配线电连接。与FPC等各配线连接的各配线电极33作为用于经由连接电极14向压力室12内的金属层13施加来自未图示的驱动电路的驱动电压的电极而发挥功能。
在配线基板3的大致中央部，形成有从配线基板3的下表面贯通到上表面的开口部32。该开口部32具有使面对头芯片1的上表面的所有压力室12的入口侧开口部能够在上表面侧露出的大小。从该开口部32的周缘遍及配线基板3的外缘部地形成有各配线电极33。
在配线基板3的下表面，位于各配线电极33之间，形成有与驱动无关的虚设电极36a。虚设电极36a为了使头芯片1和配线基板3之间的间隙被粘合剂密封而形成。另外，在配线基板3的下表面，形成有用于定位头芯片1的定位用图案38。定位用图案38在头芯片1和配线基板3的接合时，与形成在头芯片1的上表面的定位用图案39(参照图2)嵌合，进行头芯片1和配线基板3的定位。
为了使头芯片1和配线基板3接合，首先，在两者的粘接面(头芯片1的上表面以及配线基板3的下表面)分别涂敷粘接剂。接着，以使头芯片1的各连接电极14与配线基板3的各配线电极33电连接的方式对位并重合。而且，以规定温度以及规定时间加热以及加压，使粘接剂固化，由此将头芯片1和配线基板3接合。
头芯片1和喷嘴板2的接合也是通过在两者的粘接面(头芯片1的下表面以及喷嘴板2的上表面)分别涂敷粘接剂，将两者对位并重合，以规定温度以及规定时间加热以及加压，使粘接剂固化来进行的。
对粘接剂向部件表面的赋予量没有特别限制，但赋予时的湿润膜厚优选为0.5μm以上且1000μm以下。更优选为1.0μm以上且25.0μm以下。如果湿润膜厚为0.5μm以上，则能够提高部件间的接合的耐久性。另外，如果湿润膜厚为1000μm以下，则粘接剂不会过剩，可防止粘接剂溢出等。
喷墨头的上述部件以外的歧管等构成部件也使用粘接剂与其他部件接合，构成喷墨头。作为喷墨头的构成部件的粘接，除了所述头芯片1的上表面与配线基板3的下表面的粘接、头芯片1的下表面与喷嘴板2的上表面的粘接之外，还有柔性基板的下端部与配线基板3的下表面的粘接、配线基板3与未图示的歧管的粘接、歧管与未图示的过滤器的粘接、未图示的框体与未图示的盖承受板的粘接等。
[粘接剂]
在本实施方式中使用的粘接剂至少含有：作为主剂的环氧树脂、作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及在低温下溶解所述微囊的醇。在该粘接剂中，通过含有环氧树脂和作为连锁聚合类固化剂的咪唑类固化剂，能够确保对油墨的高粘接力的耐久性、耐化学品性、即有机溶剂耐久性(固化性)。对于油墨的耐久性高是作为喷墨头优选的特性。
另外，在该粘接剂中，通过将咪唑类固化剂微囊化，如果微囊不溶解则环氧树脂不固化，因此能够确保在环氧树脂固化前接合作业的时间。在环氧树脂固化前的接合作业中花费时间是作为定位并粘接多个部件而构成的喷墨头的优选的特性。
进而，在该粘接剂中，由于含有在低温下溶解微囊的醇，因此为了溶解微囊，可以不需要在100℃以上这样的高温下的固化，例如，可进行低于100℃的低温固化。通过进行这样的低温固化，组装中的喷墨头中的热应力不会变高，另外，构成部件也不会遭受高温引起的损伤，因此能够确保长期可靠性。
在该喷墨头中，即使使多种材料的部件接合，也不会产生因部件间的线膨胀率的不同引起的粘接剂固化后的各部件的变形，因此热循环耐性高，在接合部也不会产生剥离。
[环氧树脂]
作为可适用于本实施方式中的粘接剂的环氧树脂，可以使用具有环氧基的化合物的单体及其低聚物的任意一种。具体而言，可以举出以往公知的芳香族环氧树脂、脂环式环氧树脂以及脂肪族环氧树脂。需要说明的是，以下，环氧树脂是指单体或其低聚物。在本实施方式中，从对油墨的耐久性的观点出发，优选环氧树脂含有70～99质量％以上的芳香族环氧树脂。本实施方式的粘接剂中使用的环氧树脂可以是一种，也可以多种混合使用。
[芳香族环氧树脂]
作为上述芳香族环氧树脂，优选是通过具有至少一个芳香族核的多元酚或其环氧烷加成体与表氯醇的反应而制备的二缩水甘油醚或聚缩水甘油醚。芳香族环氧树脂含有酚醛清漆型环氧树脂，其他可以含有例如双酚A或其聚环氧烷加成体的二缩水甘油醚或聚缩水甘油醚、氢化双酚A或其聚环氧烷加成体的二缩水甘油醚或聚缩水甘油醚、以及双酚F型环氧树脂、酚醛清漆或双酚类衍生的环氧树脂中的至少一种。作为双酚类的具体例，可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等。在此，作为聚环氧烷，可以举出聚环氧乙烷以及聚环氧丙烷等。其中，优选以双酚F型环氧树脂为主剂。
[酚醛清漆型环氧树脂]
作为酚醛清漆型环氧树脂的具体例，可以举出苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。酚醛清漆型环氧树脂是通过酚醛清漆树脂的羟基与表氯醇的反应而生成的1分子中具有多个缩水甘油基的化合物。1分子中的环氧基的数量具有分布，其平均值因合成条件而异，但1分子中的环氧基的平均数优选为3以上。
作为市售品，可以举出jER152(苯酚酚醛清漆环氧树脂，日本环氧树脂(株式会社)制)、jER154(苯酚酚醛清漆环氧树脂，日本环氧树脂(株式会社)制)、EPICLON N-660(甲酚酚醛清漆环氧树脂、DIC(株式会社)制)等。
[多官能环氧树脂]
多官能环氧树脂是除了酚醛清漆环氧树脂以外的3官能以上的环氧树脂。作为多官能环氧树脂的具体例，可以举出三缩水甘油基-对氨基苯酚(92.3)(称为TGAP)、四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(105.5)、三缩水甘油基异氰尿酸酯(99)、三缩水甘油基尿唑(89.7)、三缩水甘油基氨基甲酚(97)、四缩水甘油基-1,3-二氨基甲基环己烷(91.5)等。其中，优选使用TGAP。
[脂环式环氧树脂]
如果在含有酚醛清漆型环氧树脂的环氧树脂中进一步含有脂环式环氧树脂，则可以得到较高的光灵敏度。作为脂环式环氧树脂，可以举出将至少具有1个环己烯或环戊烯环等环烷烃环的化合物用过氧化氢、过酸等适当的氧化剂环氧化而得到的含有环己烯氧化物或环戊烯氧化物的化合物。具体可以举出(3,4-环氧环己基)甲基-3’,4’-环氧环己基羧酸酯、双-(2,3-环氧环戊基)醚等。
[固化剂]
作为本实施方式中的固化剂，使用作为用于使环氧单体加聚或热聚合的热阴离子聚合引发剂的咪唑类固化剂。
作为咪唑类固化剂，具体可以列举1-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑、1-异丁基-2-甲基咪唑、1-甲基-2-乙基咪唑、1-乙基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-(2-羟基-3-苯氧基丙基)-2-乙基-4-甲基咪唑、1-(2-羟基-3-苯氧基丙基)-2-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等。
[微囊]
将固化剂微囊化并添加到粘合剂中。作为咪唑类固化剂微囊，例如市售有HXA-3932(将咪唑类热聚合引发剂用MMA微囊化，平均粒径2μm，旭化成化学(株式会社)制)、HX-3741(将咪唑类热聚合引发剂用MMA微囊化，平均粒径5μm，旭化成化学(株式会社)制)、HX-3722(将咪唑类热聚合引发剂用MMA微囊化，平均粒径2μm，旭化成化学(株式会社)制)等。
这些咪唑类硬化剂的微囊相对于环氧树脂100质量份，优选添加1～100质量份，更优选添加10～80质量份。
微囊在使环氧树脂固化时溶解，但优选不是完全溶解，而是部分溶解而留下残留物(壳)。微囊溶解后的残留物扩散到环氧树脂中，在环氧树脂固化后，起到作为软链段的作用，提高热循环耐性。需要说明的是，环氧树脂中的微囊的残留物可通过电子显微镜确认是否存在以及扩散状况。另外，利用FT-IR的有机物图谱分析(通过在微小区域中对有机物进行图谱分析，能够鉴定有机物和确定存在区域)、利用TOF-SIMS(飞行时间型二次离子质谱法)的成像(能够对μm～cm级的各种大小的试样进行质量成像分析)等也能够确认。
需要说明的是，关于微囊的种类和微囊的制造方法，例如如日本特开平9-3164([0005]～[0006])所记载的那样有各种，但是在本发明中，从分散在作为主剂的环氧树脂中的观点出发，优选使用了环氧树脂和异氰酸酯的壳的微囊。成为微囊的前体的异氰酸酯，例如，作为多价异氰酸酯类,只要是在分子内具有2个以上的异氰酸酯基的化合物即可,具体可以举出间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、3,3-二甲氧基-4,4-联苯二异氰酸酯、3,3-二甲基二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异氰酸酯、4,4-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、丙烯-1,2-二异氰酸酯、丁烯-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯等二异氰酸酯类、对亚苯基二异硫氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异硫氰酸酯、乙炔二异硫氰酸酯等三异氰酸酯类、4,4-二甲基二苯基甲烷-2,2,5,5-四异氰酸酯等四异氰酸酯类、六亚甲基二异氰酸酯与己三醇的加成物、2,4-甲苯二异氰酸酯与庚烯邻苯二酚的加成物、甲苯二异氰酸酯与己三醇的加成物、甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物、苯二甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物、六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物、三苯基二亚甲基三异氰酸酯、四苯基三亚甲基四异氰酸酯、五苯基四亚甲基五异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多价异氰酸酯的三聚体这样的异氰酸酯预聚物等,它们可以使用一种或组合使用两种以上。
上述多元异氰酸酯类中，从制备微囊时的成膜性和机械强度的观点出发，优选使用甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物、苯二甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物、三苯基二亚甲基三异氰酸酯等聚亚甲基多苯基异氰酸酯类为代表的异氰酸酯预聚物。
[硅烷偶联剂]
在粘接剂中，为了提高粘接力的耐久性，也可以含有硅烷偶联剂。
作为硅烷偶联剂的优选的化合物例，可以举出β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。
相对于100质量份环氧树脂，硅烷偶联剂的添加量优选为0.5～5质量份。如果为0.5质量份以上，则粘接力的耐久性优异，如果为5质量份以下，则室温保存下粘度上升小，可以延长使用寿命。
[醇]
作为醇的具体例，作为高沸点醇，可以举出4-甲氧基苄醇(沸点259℃)、2-苯乙醇(沸点219℃)、壬醇(沸点214℃)、苄醇(沸点205℃)、辛醇(沸点194℃)、己醇(沸点157℃)，作为低沸点醇，可以举出戊醇(沸点137℃)、异丙醇(沸点82.4℃)等。特别优选苄醇。
此外，还可以举出4-甲基苄醇、2-苯基乙醇、3,4-二甲氧基苄醇、4-甲氧基苄醇、壬醇、胡椒醇等。
相对于主剂的环氧树脂100质量份，醇优选为0.1质量份以上且10质量份以下。这是由于，在小于0.1质量份的情况下，耐溶剂性不良，在超过10质量份的情况下，耐溶剂性不良或热循环耐性不良。
通过含有醇，由于微囊在低温(例如，100℃以下)下溶解，因此可以使环氧树脂在低温下固化。另外，醇作为使溶解后的微囊残留物均匀分散的介质材料起作用，使得微囊的残留物可用作软链段。
被咪唑类固化剂固化的环氧树脂的耐溶剂性良好，但具有硬而脆的性质。通过成为软链段的微囊的残留物均匀地分散在环氧树脂中，环氧树脂整体被赋予韧性，硬而脆的性质被缓和。其结果，环氧树脂可在低温下且短时间内固化，在维持良好的耐溶剂性的同时，获得对热应力强的性质，可大幅地改善喷墨头的长期可靠性。需要说明的是，长期可靠性是使用环境中的温度变动耐性，可通过进行线膨胀不同的复合材料的组装、进行热循环(可靠性)试验来确认。
醇优选为高沸点醇。另外，高沸点醇的沸点优选为150℃以上。通过使高沸点醇存在于高分子结构内，使固化后的环氧树脂软化，缓和部位间粘接部的应力，能够进一步提高热循环耐性以及油墨喷出的稳定性。
如果是高沸点醇，例如沸点为150℃以上，则可防止环氧树脂在固化温度下的挥发。由此，醇残留至环氧树脂固化结束，因此能够良好地溶解微囊。进而，通过残留至环氧树脂固化结束的醇，能够使微囊的残留物更均匀地分散。
另外，所述醇还优选为具有苯环的醇。如果是具有苯环的醇，则可更好地防止环氧树脂在固化温度下的挥发，由于残留至环氧树脂的固化结束，因此可良好地溶解例如由聚氨酯等构成的微囊。进而，通过残留至环氧树脂固化结束的醇，能够使微囊的残留物更均匀地分散。
另外，具有苯环的醇具有与环氧树脂(例如，双酚型环氧树脂)相似的化学结构，因此与环氧树脂的相容性良好，对环氧树脂的物理性质没有不良影响，环氧树脂在高分子结构内的存在性良好。
[油墨]
作为使用具备本实施方式的喷墨头的喷墨打印机进行图像形成时可适用的油墨，没有特别限制，可以举出水性油墨、非水性油墨、蜡油墨、活性固化型油墨等。作为这样的油墨，可以使用色料为染料的染料油墨、或色料不溶于构成油墨的溶剂并形成含有微细的颜料粒子的分散系的颜料油墨、或由色料着色的高分子聚合物的分散体构成的分散油墨等。
在这些油墨中，从可以有效地发挥本实施方式的喷墨头的优异特性的观点出发，优选适用于使用了以下油墨的图像形成，所述油墨为：有机溶剂的含有率为全部溶剂的50％以上100％以下的油墨、进而含有相对于全部有机溶剂为30质量％以上且100质量％以下的相对于树脂成分的溶解性高的溶解度参数(SP值)为16.0以上且21.0以下的有机溶剂的油墨。
油墨是由染料、颜料等色料、使其溶解的有机溶剂(溶剂)等构成的油墨，其种类没有特别限定。
(有机溶剂)
油墨优选使用对树脂的溶解性高的有机溶剂，但即使使用树脂溶解性高的有机溶剂，作为喷墨头也必须保持强度。该喷墨打印机优选适合于全部溶剂的50％以上且100％以下由有机溶剂构成的油墨。
作为有机溶剂的具体例，可以举出N,N-二甲基甲酰胺(SP值＝12.1，偶极子效率＝3.86)、N-甲基-2-吡咯烷酮(SP值＝11.3，偶极子效率＝4.09)、乳酸乙酯(SP值＝10.0，偶极子效率＝2.14)、环己酮(SP值＝9.9，偶极子效率＝3.01)、2-吡咯烷酮(SP值＝14.7，偶极子效率＝3.83)等。从打印图像的定影性的观点出发，优选SP(Solubility Parameter：溶度参数)值((cal/cm)1/2)为9.5～15.0且相对于全部溶剂含有3重量％以上的偶极子效率为2.0～5.0的溶剂，根据本实施方式，具有对这样的油墨的耐久性不劣化的特征。
SP值(有机溶剂的溶解度参数)是用分子内聚能的平方根表示的值，是通过Bicerano法算出的值。“Bicerano法”记载于Prediction of PolymerProperties(PlasticsEngineering，65)Jozef Bicerano(著)。单位为(MPa)1/2，是指25℃下的值。作为具有本实施方式中规定的SP值的有机溶剂，例如，也记载于J.Brandup,E.H.Immergu合编的《PolymerHandbook》第3版(JohnWily&Sons)1989年，VII/526～539页。偶极子效率是通过MOPAC的AM1算出的。
以下，表示SP值为16.0(MPa)1/2以上且21.0(MPa)1/2以下的有机溶剂的一个示例，但并不限定于这些例示化合物。需要说明的是，括号内的数值表示SP值((MPa)1/2)。
乙酸戊酯(16.0)、乙二醇二乙醚(17.0)、乙基丙酸酯(17.2)、二乙二醇单乙醚乙酸酯(17.4)、甲基-2-戊二醇单乙醚(17.4)、乙二醇二甲醚(17.6)、二甘醇单月桂酸酯(17.8)、乙二醇单乙醚乙酸酯(17.8)、三丙二醇甲醚(17.8)、丙酸丁酯(18.0)、乙酸乙酯(18.6)、乙二醇甲基乙基乙酸酯(18.8)、三丙二醇(18.8)、二丙二醇单甲醚(19.0)、乙基-2-己二醇-1,3(辛二醇)(19.2)、乳酸丁酯(19.2)、二乙二醇单丁醚(19.4)、乙二醇单丁醚(19.4)、环己酮(20.3)、乳酸乙酯(20.5)、茴香醚(19.4)等。
(色料)
本实施方式中的油墨优选使用例如形成黄色、品红色、青色、黑色、蓝色、绿色、红色的油墨的色料。
(其他油墨添加剂)
在本实施方式的油墨中，除了上述有机溶剂以外，还可以含有各种添加剂。
实施例
以下举出实施例具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1-1)
[微囊型固化剂的制作]
使双酚F型环氧树脂100质量份和2-甲基咪唑100质量份在200质量份的甲醇和甲苯的1/1混合溶剂中在80度反应3小时后，减压下在180℃下减压蒸馏除去溶剂，得到固体状的化合物。
将得到的化合物100质量份熔融，在其中混合1质量份的2-甲基咪唑，冷却至室温后粉碎，得到平均粒径2μm的固体固化剂。
将得到的固体固化剂100质量份、水2质量份、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)5质量份添加到200质量份的双酚F型环氧树脂中，在常温下搅拌3小时后，在45℃下反应24小时，得到微囊型固化剂。
[粘接剂的制作]
混合以下的组成来制作粘接剂。
主剂：
jER807(双酚F型环氧树脂；日本环氧树脂制)：75质量份
jER152(酚醛清漆型环氧树脂；日本环氧树脂制)：25质量份
固化剂：
微囊(微囊型热阴离子聚合引发剂)：50质量份
醇：
作为高沸点醇(1)，苄醇(沸点205℃)：3质量份
[喷墨头的制作]
将作为图1所示的喷墨头的构成部件的头芯片1以及配线基板3、头芯片1以及喷嘴板2使用上述的粘接剂接合，在固化温度60℃下使粘接剂固化并粘接，制作喷墨头。
[颗粒的制作]
将上述粘接剂在固化温度60℃下固化，制作颗粒。
(实施例1-2)
除了将粘接剂的固化温度设为80℃以外，与实施例1-1同样地制作喷墨头以及颗粒。
(实施例1-3)
除了将粘接剂的固化温度设为100℃以外，与实施例1-1同样地制作喷墨头以及颗粒。
(实施例2)
除了用己醇(沸点157℃)代替醇作为高沸点醇(2)以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(实施例3)
除了用戊醇(沸点137℃)代替醇作为低沸点醇(1)以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(实施例4)
除了用异丙醇(沸点82.4℃)代替醇作为低沸点醇(2)以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例1-1)
除了不添加醇以外，与实施例1-1同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例1-2)
除了不添加醇以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例1-3)
除了不添加醇以外，与实施例1-3同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例2-1)
除了不将固化剂微囊化以外，与实施例1-1同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例2-2)
除了不将固化剂微囊化以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例2-3)
除了不将固化剂微囊化以外，与实施例1-3同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例3-1)
除了不添加醇、不将固化剂微囊化以外，与实施例1-1同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例3-2)
除了不添加醇、不将固化剂微囊化以外，与实施例1-2同样地制作喷墨头以及颗粒。
(比较例3-3)
除了不添加醇、不将固化剂微囊化以外，与实施例1-3同样地制作喷墨头以及颗粒。
对于由以上的各粘接剂制作的颗粒，进行下述有机溶剂耐久性(固化性)试验。另外，对如上所述使用各粘接剂制作的喷墨头进行下述热循环(可靠性)试验。进而，对由各粘接剂制作的颗粒进行下述生产量(增粘速度)测定。
(1)有机溶剂耐久性(固化性)试验
将各粘接剂的颗粒浸渍在由NMP(N-甲基吡咯烷酮)构成的油墨溶剂中，测定溶胀率。评价基准如下所述。
◎(最佳)：溶胀率为2％以下
○(良好)：溶胀率为4％以下
△(可)：溶胀率超过4％
未固化：环氧树脂未固化
评价结果在表1中示出。
(2)热循环(可靠性)试验
对于各喷墨头，将〔-20℃、3小时〕→〔80℃、3小时〕作为一个循环，进行热循环试验。评价基准如下所述。需要说明的是，对于实施例1-1、1-2、1-3、2、3、4，通过电子显微镜确认在固化的环氧树脂中存在微囊的残留物并扩散。
◎(最佳)：60个循环后无异常
○(良好)：40个循环后无异常，但60个循环后发生异常
△(合格)：20个循环后无异常，但40个循环后发生异常
×(不合格)：20个循环后出现异常
评价结果在表1中示出。
(3)生产量(增粘速度)测定
测定各粘接剂的颗粒的粘度达到2倍的时间。评价基准如下所述。
○(良好)：24小时以上
×(不可)：小于24小时
评价结果在表1中示出。
[表1]
Figure BDA0003621540390000161
[评价]
(1)有机溶剂耐久性(固化性)试验
各实施例以及各比较例的粘接剂含有环氧树脂和作为连锁聚合类的固化剂的咪唑类固化剂，由此确认如果使固化温度为80℃以上，则任一种粘接剂的有机溶剂耐久性均为“△(可)”～“◎(最佳)”。对于含有有机溶剂的油墨的耐久性高是作为喷墨头优选的特性。
实施例1-1的粘接剂含有微囊化的固化剂以及在低温下溶解微囊的醇，因此与比较例1-1的粘接剂相比，即使在60℃的低温下也能够充分地固化，组装中的喷墨头中的热应力不会变高，另外，构成部件也不会受到因高温引起的损伤，因此能够确保长期可靠性。
(2)热循环(可靠性)试验
实施例1-1、1-2、1-3、2、3、4是“△(合格)”～“◎(最佳)”。
实施例1-1、1-2、1-3、2、3、4的粘接剂由于含有微囊化的固化剂以及在低温下溶解微囊的醇，因此能够进行100℃以下的低温固化，能够确认即使使多种材料的部件接合，也不会产生因部件间的线膨胀率的不同而引起的粘接剂固化后的各部件的变形，热循环耐性高，在接合部不会产生剥离。
另外，确认了：通过微囊的残留物作为软链段均匀地分散在环氧树脂中，对环氧树脂整体赋予韧性，大幅地改善了喷墨头的长期可靠性。
进而，将实施例1-1、1-2、1-3、2与实施例3、4进行比较，能够确认，醇优选为高沸点醇，另外，醇的沸点与固化温度的差优选为120℃以上。可以认为：这是由于高沸点醇存在于环氧树脂的高分子结构内，使固化后的环氧树脂软化，缓和部位间粘接部的应力，提高了热循环耐性(可靠性)以及油墨喷出的稳定性。
(3)生产量(增粘速度)测定
实施例1-1的粘接剂由于含有微囊化的固化剂以及在低温下溶解微囊的醇，因此与比较例1-1、2-1、3-1不同，即使在60℃的低温下也能够充分地固化，且减慢环氧树脂的粘度上升速度，能够确保在环氧树脂固化前接合作业的时间。在环氧树脂固化前的接合作业中花费时间是作为定位并粘接多个部件而构成的喷墨头的优选的特性。
符号说明
1 头芯片
11 流路部件
12 压力室
13 金属层
14 连接电极
2 喷嘴板
21 喷嘴
3 配线基板
32 开口部
33 配线电极
36a 虚设电极

Claims (10)

1.一种喷墨头，其中，
构成部件通过粘接剂进行了粘接，所述粘接剂至少含有：
作为主剂的环氧树脂、
作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及
在低温下溶解所述微囊的醇。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
被所述醇溶解了的所述微囊的残留物分散在固化了的所述环氧树脂中。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨头，其中，
所述醇是高沸点醇。
4.根据权利要求3所述的喷墨头，其中，
所述高沸点醇的沸点为150℃以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的喷墨头，其中，
所述醇是具有苯环的醇。
6.一种喷墨头的制造方法，其中，
使用粘接剂粘接构成部件而制造喷墨头，所述粘接剂至少含有：
作为主剂的环氧树脂、
作为固化剂的微囊化了的咪唑类固化剂、以及
在低温下溶解所述微囊的醇。
7.根据权利要求6所述的喷墨头的制造方法，其中，
使被所述醇溶解了的所述微囊的残留物分散在所述环氧树脂中，使该环氧树脂固化。
8.根据权利要求6或7所述的喷墨头的制造方法，其中，
使用高沸点醇作为所述醇。
9.根据权利要求8所述的喷墨头的制造方法，其中，
所述高沸点醇的沸点为150℃以上。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的喷墨头的制造方法，其中，
使用具有苯环的醇作为所述醇。
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