ITMI20111011A1 - Testina di stampa a getto d'inchiostro comprendente uno strato realizzato con una composizione di resina reticolabile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Testina di stampa a getto d’inchiostro comprendente uno strato realizzato con una composizione di resina reticolabileâ€

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda una testina di stampa a getto d’inchiostro comprendente uno strato realizzato con una composizione di resina reticolabile migliorata, un processo per la sua realizzazione, e una composizione di resina reticolabile migliorata in grado di resistere ad inchiostri a base solvente chimicamente aggressivi.

STATO DELL’ARTE

La testina di stampa a getto di inchiostro di una stampante a getto di inchiostro comprende in genere un substrato, uno strato barriera e una piastrina ugelli. Di solito il substrato à ̈ realizzato in silicio. Diversi strati sono depositati su una faccia del substrato in silicio per realizzare le resistenze di eiezione e i componenti elettronici attivi. Di solito lo strato barriera à ̈ realizzato con un fotopolimero. Utilizzando tecniche fotoligrafiche, le camere di eiezione e i condotti microidraulici per il trasporto di inchiostro sono realizzati nello strato barriera di fotopolimero. Di solito la piastrina ugelli à ̈ realizzata con materiale plastico, come per esempio, poliammide, o con materiale metallico, come per esempio nickel rivestito con palladio, nickel rivestito con rodio, oppure nickel rivestito con oro. La piastrina ugelli dotata di ugelli di eiezione, realizzati in corrispondenza con le resistenze di eiezione e con le camere di eiezione, à ̈ unita allo strato barriera.

Negli ultimi anni, la piastrina ugelli à ̈ stata realizzata integralmente con lo strato barriera. Lo strato che forma lo strato barriera e la piastrina ugelli à ̈ noto nell’arte come strato strutturale. In tal caso, il processo di realizzazione comprende una fase di formazione di un modello delle camere di eiezione e dei condotti microidraulici con una resina solubile o un metallo, una fase di rivestimento di un fotopolimero che copre il modello di resina solubile o di metallo, una fase di formazione degli orifizi nel fotopolimero in corrispondenza con le camere di eiezione sopra alle resistenze di eiezione, una fase di reticolazione del fotopolimero, e una fase di dissoluzione della resina solubile o del metallo.

Molteplici problemi derivano dal fotopolimero impiegato per realizzare lo strato barriera o lo strato strutturale.

Il primo problema à ̈ che l’inchiostro attacca chimicamente il materiale fotopolimerico e provoca sia perdite tra i canali e/o perdite verso l’esterno delle testine di stampa e provoca anche rigonfiamento delle barriere. Il rigonfiamento provoca un cambiamento nella geometria del canale e la degradazione dalle prestazioni ottimizzate.

Il problema dell’attacco chimico sta diventando particolarmente rilevante negli ultimi anni a causa dell’uso di inchiostri a base di solventi chimicamente aggressivi impiegati per stampare sui materiali plastici. Gli inchiostri a base di solvente tipicamente comprendono solventi organici, come per esempio, alcoli, glicoli, eteri, esteri, e così via. È stato dimostrato che le testine di stampa disegnate per gli inchiostri a base di acqua non resistono all’attacco degli inchiostri a base di solvente, con perdita della loro integrità entro poche settimane dal caricamento.

Il secondo problema à ̈ la risoluzione richiesta al momento del modellamento con una fonte di radiazioni. La produzione degli strati barriera o strutturale richiede una risoluzione di circa 20 micron che à ̈ compresa tra le specifiche tipiche dei materiali per i circuiti stampati, che hanno una risoluzione di circa 200 micron, e quelle dei circuiti integrati, che hanno una risoluzione di circa un micron. I materiali usati comunemente nella realizzazione di circuiti stampati non possono essere utilizzati poiché questi materiali non forniscono l’elevato ordine di risoluzione che à ̈ richiesto. Se questi materiali fossero utilizzati per realizzare gli strati barriera o strutturale, gli strati risultanti sarebbero ruvidi e granulosi. Questi sono difetti che provocano indesiderate discontinuità di flusso, ostruzioni e turbolenze all’interno dei canali per l’inchiostro. Dall’altra parte, i materiali comunemente utilizzati per i circuiti integrati sono inutilizzabili poiché sono ottimizzati per definire dimensioni nell’ordine di 1 micron. Quando sono utilizzati per realizzare strati aventi spessore di circa 25 micron, la maggior parte dei materiali per i circuiti integrati perdono tutta la risoluzione. I materiali che devono essere rimossi dai canali diventano troppo polimerizzati e non possono essere rimossi mediante le tecniche convenzionali.

Il terzo problema à ̈ l’adesione dello strato fotopolimerico al substrato e/o alla piastrina ugelli. Come anticipato sopra, le testine di stampa a getto di inchiostro convenzionali possono comprendere piastrine ugelli aventi una superficie metallica di palladio oppure oro. Inoltre, i componenti elettronici attivi realizzati sul substrato spesso comprendono superfici metalliche d’oro o di altri materiali che mostrano basse caratteristiche di adesione. Inoltre, l’adesione dello strato fotopolimerico al substrato e/o alla piastrina ugelli à ̈ anche messa a repentaglio dalla forza meccanica del materiale fotopolimerico, in particolare quando il processo di produzione della testina di stampa richiede trattamenti termici. I trattamenti termici promuovono la formazione di sollecitazione meccanica che non può essere compensata da un materiale avente elevata resistenza meccanica. Il brevetto US 5.150.132 descrive un materiale resistente all’inchiostro utile per realizzare qualsiasi componente, in particolare una piastrina superiore di una testina di stampa avente una superficie a contatto con l’inchiostro. E’ descritto che il materiale ha elevato punto di transizione vetrosa (Tg) ed eccellenti proprietà di resistenza al calore. E’ descritto che il componente della testina di stampa à ̈ realizzato mediante stampaggio, preferibilmente mediante stampaggio per fusione o stampaggio per compressione.

Il brevetto US 5.478.606 descrive una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato strutturale formato reticolando una composizione di resina reticolabile mediante radiazioni comprendente una resina epossidica, come per esempio, quelle ottenute dal prodotto di reazione tra bisfenolo A e epicloridrina, il prodotto di reazione tra bisfenolo A contenente bromo e epiclordidrina, il prodotto di reazione tra novolacca di fenolo oppure novolacca di o-cresolo e epicloridrina, e le resine epossidiche polifunzionali aventi scheletro di ossicicloesano. Lo strato strutturale risultante mostrava eccellente resistenza meccanica, adesione e resistenza all’inchiostro. Inoltre, nel caso di resine epossidiche solide, a temperatura ambiente, anche le caratteristiche di modellamento sono eccellenti.

I brevetti US 6.455.112 e 6.638.439 descrivono l’uso di resine epossidiche polifunzionali aventi scheletro di ossicicloesano per formare strati strutturali di una testina di stampa a getto di inchiostro.

Il brevetto US 6.793.326 descrive che strati strutturali realizzati con prodotti cationici polimerizzati di resine epossidiche alicicliche mostravano un distacco in caso di elevate sollecitazioni interne a causa di elevata forza meccanica. La soluzione proposta suggeriva di realizzare lo strato strutturale reticolando una composizione di resina reticolabile mediante radiazione, comprendente una resina epossidica avente almeno due gruppi epossi e ottenuta dalla polimerizzazione di monomeri acrilici che portano gruppi epossi.

Il brevetto US 6.193.359 descrive una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato barriera formato reticolando una composizione di resina reticolabile mediante radiazioni comprendente da 5 a 50 percento in peso di un primo composto epossidico multifunzionale, tipicamente un composto epossidico difunzionale, da circa 0,05 a circa 20 percento in peso di un secondo composto epossidico multifunzionale, da circa 1,0 a circa 10 percento in peso di un fotoiniziatore, e da circa 20 a circa 90 percento in peso di un solvente non fotoreattivo. Si dice che la composizione reticolata abbia maggiore risoluzione, maggiore rapporto di aspetto, migliorata adesione alle superfici metalliche e resistenza all’attacco chimico dell’inchiostro. Tuttavia, gli esempi della descrizione dimostrano che tale composizione non mostra una buona adesione alle piastrine ugelli convenzionali.

Lo stato dell’arte precedente indica quindi che esiste il bisogno per un continuo miglioramento e ricerca di un materiale per lo strato fotopolimerico che possa resistere all’attacco di inchiostri chimicamente aggressivi, fornire la risoluzione richiesta del canale dell’inchiostro, impedire la delaminazione dello strato fotopolimerico dalle superfici metalliche di oro o di altri metalli che mostrano basse caratteristiche di adesione, e che sia facilmente impiegato nei procedimenti di realizzazione.

EP 2 043 865 descrive una composizione di resina reticolabile comprendente una resina epossidica multifunzionale alifatica ciclica, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica, e un fotoiniziatore impiegato per la realizzazione di uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro in una testina di stampa a getto di inchiostro. RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione riguarda una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro formato su un substrato, detto strato di materiale polimerico essendo formato reticolando una composizione di resina reticolabile comprendente una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica e un iniziatore di polimerizzazione.

In un altro aspetto, la presente invenzione riguarda un processo per la realizzazione di una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro e le camere di eiezione formate su un substrato, detto processo comprendente le fasi di: provvedere un substrato comprendente una pluralità di elementi per l’eiezione dell’inchiostro generanti energia su una superficie di esso, applicare uno strato di di composizione di resina reticolabile su detta superficie di detto substrato, e reticolare detto strato di composizione di resina reticolabile così da formare detto strato di materiale polimerico, in cui la composizione di resina reticolabile comprende una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica e un iniziatore di polimerizzazione.

In un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda una composizione di resina reticolabile comprendente una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica e un iniziatore di polimerizzazione.

La Richiedente ha trovato che lo strato di fotopolimero realizzato con la composizione di resina reticolabile descritta qui di seguito à ̈ in grado di resistere alla corrosione degli inchiostri a base di solventi organici senza rigonfiamenti e perdite di adesione.

Inoltre, la Richiedente ha trovato che la composizione di resina reticolabile descritta qui di seguito può fornire la richiesta risoluzione al canale per l’inchiostro per uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro di una testina di stampa a getto di inchiostro.

Inoltre, la Richiedente ha trovato che lo strato fotopolimerico realizzato con la composizione di resina reticolabile descritta qui di seguito non delamina dalle superfici metalliche di oro o altri metalli che mostrano basse caratteristiche di adesione.

Infine, la Richiedente ha trovato che la composizione di resina reticolabile descritta qui di seguito può essere facilmente maneggiata ed impiegata nei procedimenti di realizzazione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Al fine di comprendere l’invenzione e di vedere come essa può essere realizzata in pratica, sarà ora descritta una forma di realizzazione preferita, solo a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

La fig. 1 mostra una vista in sezione schematica di un substrato per una testina di stampa a getto di inchiostro.

La fig.2 mostra una vista in sezione schematica di una testina di stampa a getto di inchiostro semilavorata con uno strato strutturale.

La fig.3 mostra una vista in sezione schematica di una testina di stampa a getto di inchiostro finita con uno strato strutturale.

Le fig. 4 e 5 mostrano una vista in sezione schematica di una testina di stampa a getto di inchiostro semilavorata con uno strato barriera in due diverse fasi del suo processo di produzione.

La fig.6 mostra una vista in sezione schematica di una testina di stampa a getto di inchiostro completa con uno strato barriera.

La fig.7 mostra una vista in sezione schematica di una testina di stampa a getto di inchiostro completa alternativa con uno strato strutturale.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Quindi, la presente invenzione riguarda una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro formato su un substrato, detto strato di materiale polimerico essendo formato reticolando una composizione di resina reticolabile comprendente una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica e un iniziatore di polimerizzazione.

Preferibilmente, la composizione di resina reticolabile comprende (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ottenuta dalla condensazione di bisfenolo A e epicloridrina avente un peso per epossido (EEW) di almeno 400 g/eq.

Vantaggiosamente, la composizione di resina reticolabile comprende (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla seguente formula generale (I):

R

O O

(I)

dove R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -(CH2)p-COO- o -(CH2)q- COO-(CH2)r-OOC-(CH2)s- e p, q, r, e s à ̈, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 9.

Preferibilmente, la resina epossidica difunzionale aromatica ciclica utile nella presente invenzione ha un peso per epossido (EEW) inferiore a 1.000 g/eq. Più preferibilmente, il peso per epossido (EEW) della resina epossidica difunzionale aromatica ciclica utile nella presente invenzione compreso tra 500 e 800 g/eq.

Esempi utili di resina epossidica difunzionale aromatica ciclica sono i prodotti commerciali distribuiti con i nomi commerciali Epikote 1001, 1001 MSQ, 1002 e 1003 (della Hexion Specialty Chemicals, Inc.), Araldite 6071, 7071 e 7072 (della Huntsman Corporation), e Dow Epoxy DER 661, 662E, 671, 692, 692H e 692HB (della Dow Chemical Company).

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente meno del 40% in peso, più preferibilmente meno del 30% in peso, della resina epossidica difunzionale aromatica ciclica. La composizione di resina reticolabile comprende almeno 5% in peso, più preferibilmente almeno 10% in peso, della resina epossidica difunzionale aromatica ciclica. Ancora più preferibilmente, la composizione di resina reticolabile comprende da 15% a 25% in peso della resina epossidica difunzionale aromatica ciclica.

Nella suddetta formula (I), p, q, r, ed s ciascuno indipendentemente à ̈ preferibilmente un numero intero da 1 a 5. Nella suddetta formula (I), R à ̈ preferibilmente un gruppo carbossialchilenico di formula -CH2-COO-, -(CH2)2-COO-, - (CH2)3-COO-, -(CH2)4-COO-, -CH2-COO-CH2-OOC-CH2-, -(CH2)2-COO-CH2-OOC-(CH2)2-, -(CH2)3-COO-CH2-OOC-(CH2)3-, -(CH2)3-COO-(CH2)2-OOC-(CH2)3-.

Esempi utili di resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla formula generale (I) sono i prodotti commerciali distribuiti dalla Dow Chemical Company con il nome commerciale Cyracure UVR-6110, Cyracure UVR-6107, Cyracure UVR-6105, e Cyracure UVR-6128, e dalla Daicel Chemical Industries, Ltd. sotto il nome commerciale Celloxide 2021 P, Celloxide 2081, e Celloxide 3000.

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente meno di 50% in peso, più preferibilmente meno di 40% in peso, della resina epossidica difunzionale alifatica ciclica. La composizione di resina reticolabile preferibilmente comprende almeno 10% in peso, più preferibilmente almeno 20% in peso, della resina epossidica difunzionale alifatica ciclica. Ancora più preferibilmente, la composizione di resina reticolabile comprende da 25% a 35% in peso della resina epossidica difunzionale alifatica ciclica.

In un altro aspetto, la presente invenzione riguarda una composizione di resina reticolabile comprendente la resina epossidica di funzionale aromatica ciclica descritta sopra, una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica, e un iniziatore della polimerizzazione.

La composizione di resina reticolabile dell’invenzione può essere reticolata con radiazioni o reticolata termicamente. In una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione comprende un fotoiniziatore.

Esempi utili del fotoiniziatore comprendono fotoiniziatori cationici. L’uso di un fotoiniziatore cationico nella composizione di resina epossidica à ̈ preferito perché la sostanza polimerizzata per via cationica della resina epossidica ha una densità di reticolazione relativamente elevata, che risulta in una Tg desiderata compresa nell’intervallo da 100° a 180°C, preferibilmente da 120° a 160°C e mostra eccellenti caratteristiche come un materiale strutturale. Un altro vantaggio dell’uso di fotoiniziatori cationici à ̈ che questo tipo di iniziatore non à ̈ sensibile all’ossigeno e la reazione può essere condotta in atmosfera normale. I fotoiniziatori cationici possono essere scelti tra qualsiasi composto che rilascia un acido di Lewis o un acido di Bronsted su irradiazione di un raggio di energia attivo, come per esempio, sali di arildiazonio (ArN2<+>X-), sali di diaril iodionio (Ar2I<+>X-), sali di triaril solfonio (Ar3S<+>X-), sali di dialchil fenacil solfonio e sali di dialchil-4-idrossifenil solfonio, composti Fe-areni e complessi silanoli-alluminio. Gli esempi più preferiti di fotoiniziatori sono i sali di iodonio aromatici e i sali di solfonio aromatici, come per esempio, triarilsolfonio esafluorofosfato (Cyracure UVI-6992, Dow Chemical Company), triarilsolfonio esafluorofosfato (Cyracure UVI-6976, Dow Chemical Company), triarilsolfonio esafluoroantimonato e arilsolfonio esafluorofosfato (Esacure 1064, Lamberti, Italia). Arilsolfonio esafluorofosfato (Esacure 1064, Lamberti, Italia) à ̈ particolarmente preferito.

La composizione di resina reticolabile tramite radiazione comprende preferibilmente da 1 a 10 percento in peso del fotoiniziatore. Secondo una forma di realizzazione più preferita, la composizione di resina reticolabile tramite radiazioni comprende preferibilmente da 1 a 5 percento in peso di fotoiniziatore.

La composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere ulteriori ingredienti come à ̈ noto nell’arte. Per esempio, la composizione di resina può comprendere promotori di adesione, tensioattivi, sensibilizzanti, agenti riducenti, riempitivi e simili.

Secondo una forma preferita della presente invenzione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere un composto polimerizzabile per via termica non fotoreattivo, vale a dire un composto in grado di polimerizzare sotto trattamento termico, ma che non reagisce all’esposizione di radiazioni nella regione del visibile o vicino al visibile dello spettro elettromagnetico in presenza solo del suddetto iniziatore di polimerizzazione cationico.

Il composto non fotoreattivo à ̈ preferibilmente un lattone alifatico. I lattoni si formano quando le funzioni acido e alcol fanno parte della stessa molecola. In altre parole, essi sono esteri ciclici e si realizzano in una gran varietà di sostanze naturali o possono essere facilmente sintetizzati secondo metodi noti nell’arte. Preferibilmente, i lattoni utili nella presente invenzione hanno la seguente formula generale:

O

CH2

n

O

dove n à ̈ un numero intero da 1 a 10, preferibilmente da 2 a 8, e più preferibilmente da 4 a 6. Esempi utili di lattoni comprendono propiolattone (n=2), butirrolattone (n=3), valerolattone (n=4), e caprolattone (n=5).

Il composto polimerizzabile per via termica à ̈ particolarmente utile in caso la composizione di resina reticolabile della presente invenzione sia in uno stato liquido durante le condizioni di lavorazione. Il composto polimerizzabile per via termica può andare incontro ad una reazione di polimerizzazione sotto trattamento termico come per esempio scaldando la composizione di resina reticolabile della presente invenzione per un periodo di tempo da 10 minuti a 60 minuti ad una temperatura da 150°C a 250°C, preferibilmente da 180°C a 220°C, e più preferibilmente attorno a 200°C. La polimerizzazione del composto polimerizzabile per via termica aumenta la viscosità della composizione di resina reticolabile della presente invenzione fino a renderla sostanzialmente solida e non appiccicosa al tatto. La Richiedente ha trovato che in queste condizioni, la composizione di resina reticolabile à ̈ più maneggevole e può essere facilmente lavorata ulteriormente.

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente meno di 40, più preferibilmente meno di 30 percento in peso del composto polimerizzabile per via termica. Secondo una forma di realizzazione più preferita la composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente almeno 5, più preferibilmente almeno 10 percento in peso del composto polimerizzabile per via termica. Più preferibilmente, la composizione di resina reticolabile comprende da 15 a 25 percento in peso del composto polimerizzabile per via termica.

Vantaggiosamente, la composizione di resina reticolabile comprende da 1 a 25, preferibilmente da 5 a 15 percento in peso di un polilattone, come per esempio, polipropiolattone, polibutirrolattone, polivalerolattone, e policaprolattone. La Richiedente ha notato che il polilattone à ̈ in grado di ridurre la sollecitazione meccanica generata durante l’adesione della piastrina ugelli allo strato barriera.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, quando si utilizza il composto polimerizzabile per via termica descritto sopra, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere un iniziatore di polimerizzazione termico in grado di promuovere l’inizio della reazione di polimerizzazione. Secondo una forma di realizzazione preferita, l’iniziatore di polimerizzazione termico à ̈ un composto in grado di aprire l’anello lattonico e di iniziare la formazione del poliestere attraverso la reazione del gruppo carbossilico di una molecola di lattone aperta con il gruppo idrossi di una molecola di lattone. Esempi utili sono rappresentati da composti aventi almeno un idrogeno acido come per esempio ammidi alifatiche e aromatiche, alcoli alifatici e aromatici, dioli alifatici e aromatici, polioli alifatici e aromatici, fenoli e simili. Preferibilmente, si utilizzano alcoli alifatici e aromatici fluorurati.

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 1 a 20 percento in peso dell’iniziatore di polimerizzazione termico. Secondo una forma di realizzazione più preferita, la composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 5 a 15 percento in peso dell’iniziatore di polimerizzazione termico.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere un promotore di adesione. Il promotore di adesione, utile per migliorare ulteriormente l’adesione dello strato di fotopolimero risultante, può comprendere un chelato di un metallo di transizione, un mercaptano, un composto contenente tiolo, un acido carbossilico, un acido fosforico organico, un diolo, un alcossisilano, una combinazione di un alcossisilano e un poliorganisilossano con funzioni idrossi, o una loro combinazione. Adatti composti con funzioni epossidiche sono noti nell’arte e sono disponibili in commercio, si vedano per esempio i brevetti US 4.087.585; 5.194.649; 5.248.715; e 5.744.507 col.45.

Il promotore di adesione può preferibilmente comprendere un alcossisilano insaturo o con funzioni epossidiche. Esempi di adatti alcossisilani con funzioni epossidiche includono 3-glicidossipropiltrimetossisilano, 3-glicidossipropiltri-etossisilano, (epossiciclo esil) etildimetossisilano, (epossicicloesil) etildietossi-silano e loro combinazioni. Esempi di adatti alcossisilani insaturi includono viniltrimetossisilano, alliltrimetossisilano, alliltrietossisilano, esenil-trimetossisilano, undecileniltrimetossisilano, 3-metacriloilossipropiltrimetossisilano, 3-met-acriloilossipropiltrietossisilano, 3-acriloilossipropiltrimetossisilano, 3-acriloil-ossipropil-trietossisilano, e loro combinazioni.

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 1 a 20 percento in peso del promotore di adesione. Secondo una forma di realizzazione più preferita, la composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 3 a 15 percento in peso del promotore di adesione.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere, quando reticolata con un raggio di energia attinico e per lo scopo di migliorare il processo di reticolazione con la radiazione, un promotore o sensibilizzante di reticolazione con radiazione in combinazione con il fotoiniziatore citato sopra. Come promotore o sensibilizzante della reticolazione con radiazione che à ̈ utilizzabile qui, si possono citare coloranti sensibilizzanti come (cheto)cumarina, antracene, tioxantene, tioxanten-9-one, perilene e loro derivati, come per esempio 9,10-dialcossi antracene; e alchil borati di tali coloranti come cianina, rodamina, safranina, verde malachite e blu di metilene. Questi promotori o sensibilizzanti di reticolazione con radiazione possono essere usati indipendentemente sia singolarmente o in forma di una miscela di due o più membri. Promotori o sensibilizzanti di reticolazione con radiazione particolarmente utili sono tioxanten-9-one, noto anche come tioxantone, antracene, e 9,10-dibutossi antracene.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può comprendere quando reticolata con energia termica e per lo scopo di migliorare il processo di reticolazione termico, un promotore di reticolazione termico. Come promotore o sensibilizzante della reticolazione termica che à ̈ utilizzabile qui, si possono citare le ammine terziarie come trietilammina, trietanolammina, 2-dimetilamminoetanolo, N,N-(dimetilammino)etil benzoato, N,N-(dimetilammino)isoamil benzoato, e pentil-4-dimetilammino benzoato; tioeteri come [beta]-tiodiglicole. Questi promotori di reticolazione termica possono essere utilizzanti indipendentemente singolarmente o in forma di miscela di due o più membri.

La composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 0,1 a 10 percento in peso dei promotori o sensibilizzanti di reticolazione. Secondo una forma di realizzazione più preferita, la composizione di resina reticolabile comprende preferibilmente da 0,5 a 5 percento in peso dei promotori o sensibilizzanti di reticolazione.

La composizione di resina reticolabile della presente invenzione può incorporare in essa, quando necessario, additivi ben noti e largamente usati come un agente antischiuma, un agente che impartisce adesione, e un agente di livellamento.

Tutte le percentuali espresse sopra sono riferite a e basate su 100 parti in peso della composizione di resina reticolabile della presente invenzione.

Secondo un altro aspetto, la presente invenzione riguarda anche un processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto di inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro formato su un substrato, detto processo comprendente le fasi di: provvedere un substrato (1) comprendente una pluralità di elementi per l’eiezione dell’inchiostro generanti energia (2) su una superficie di esso, applicare uno strato di composizione di resina reticolabile su detta superficie di detto substrato (1), e reticolare detto strato di composizione di resina reticolabile così da formare detto strato di materiale polimerico (5), in cui la composizione di resina reticolabile comprende (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica, (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica e (c) un iniziatore di polimerizzazione.

Preferibilmente, la composizione di resina reticolabile comprende (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ottenuta dalla condensazione di bisfenolo A e epicloridrina avente un peso per epossido (EEW) di almeno 400 g/eq.

Vantaggiosamente, la composizione di resina reticolabile comprende (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla seguente formula generale (I):

R

O O

(I)

dove R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -(CH2)p-COO- o -(CH2)q- COO-(CH2)r-OOC-(CH2)s- e p, q, r, e s à ̈, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 9.

Con riferimento alla Fig. 1, il substrato 1 della testina di stampa a getto di inchiostro può essere di qualsiasi forma o di qualsiasi materiale fintanto che può funzionare come parte dell’elemento che costituisce il percorso del flusso di liquido e come supporto per gli strati di materiale che formano il percorso di flusso dell’inchiostro e gli ugelli di eiezione che sono descritti dopo. Il substrato può essere realizzato in vetro, metallo, plastica, ceramica o silicio.

Sul substrato 1 sono disposti un numero desiderato di elementi di eiezione dell’inchiostro generanti energia 2 come elementi di conversione elettrotermici o elementi piezoelettrici (nella Fig. 1, due di detti elementi 2 sono esemplificati). Dagli elementi di eiezione dell’inchiostro generanti energia 2 viene impartita l’energia di eiezione per eiettare goccioline di un liquido di registrazione, e la registrazione viene effettuata. Casualmente, quando un elemento di conversione elettrotermico, per esempio una resistenza, à ̈ utilizzato come elemento di eiezione dell’inchiostro generante energia 2, questo elemento scalda un liquido di registrazione vicino, per generare bolle di vapore nel liquido di registrazione, generando quindi una energia di eiezione. Quando si utilizza un elemento piezoelettrico, d’altra parte, un’energia di eiezione si genera dalle vibrazioni meccaniche.

A questi elementi 2 sono connessi elettrodi di controllo del segnale di ingresso per indurre questi elementi a funzionare. In un tentativo di migliorare la durata di questi elementi di eiezione generanti energia, Ã ̈ consuetudine fornire vari strati funzionali come strati protettivi (non mostrati).

Secondo una forma di realizzazione preferita, il substrato include tipicamente un substrato in silicio sul quale uno strato sottile di diossido di silicio à ̈ depositato per passivare e isolare la superficie del substrato di silicio. Conduttori a tracce metalliche stabiliscono il contatto elettrico alle resistenze di riscaldamento per fornire impulsi elettrici che attivano selettivamente le resistenze durante un operazione di stampa a getto di inchiostro, e questi conduttori sono formati da uno strato di metallo precedentemente evaporato sulla superficie superiore dello strato di silicio utilizzando processi convenzionali di evaporazione del metallo. Alluminio o oro o rame sono solitamente impiegati come metallo per i conduttori a tracce. Una pluralità di resistenze di riscaldamento sono formate sulla superficie superiore dello strato di diossido di silicio e saranno tipicamente di tantalato di alluminio o tantalio pentossido e fabbricati utilizzando tecniche note di protezione e incisione fotolitografiche.

Dopo che la formazione dei conduttori metallici e delle resistenze di riscaldamento à ̈ completa, uno strato protettivo, tipicamente di carburo di silicio e nitruro di silicio, e uno strato di anticavitazione, tipicamente realizzato in tantalio, sono disposti sulle superfici superiori dei conduttori e delle resistenze di riscaldamento per proteggere questi elementi dall’usura da cavitazione a causa dell’eiezione delle bolle di inchiostro e della corrosione dell’inchiostro che altrimenti sarebbero causati dall’inchiostro altamente corrosivo collocato nelle camere di eiezione direttamente sopra queste resistenze di riscaldamento. Questi strati protettivi e anticavitazione, così come lo strato di superficie di SiO2identificato precedentemente, le resistenze e i conduttori in alluminio sono tutti formati utilizzando processi di fabbricazione di semiconduttori ben noti alle persone esperte nelle tecniche di fabbricazione di semiconduttori e a getto di inchiostro termico e per questo motivo non sono descritti in dettaglio nella presente. La fig. 1 rappresenta una forma in cui un’apertura 3 per alimentare l’inchiostro à ̈ prevista prima nel substrato, e l’inchiostro à ̈ alimentato da un contenitore di inchiostro (non mostrato) dietro al substrato. Nel formare l’apertura, qualsiasi mezzo può essere utilizzato fintanto che à ̈ in grado di formare un foro nel substrato. Per esempio, possono essere impiegati mezzi meccanici come un trapano, o una energia luminosa come un laser. In alternativa, à ̈ consentito usare tecniche fotolitografiche applicando un modello fotoresist o simile sul substrato, e inciderlo chimicamente.

La composizione di resina reticolabile della presente invenzione può essere applicata sulla superficie superiore del substrato, vale a dire, la superficie comprendente i conduttori metallici e le resistenze di riscaldamento, utilizzando qualsiasi metodo noto nell’arte, come per esempio, rivestimento a rotazione (spin coating) o rivestimento a spruzzo. Un metodo preferito per applicare la composizione al substrato implica la centratura del substrato su un mandrino di dimensione appropriata di un supporto girevole per resist (resist spinner) o di un sistema convenzionale di deposizione del resist sul wafer (wafer resist deposition track). La composizione di resina reticolabile della presente invenzione può essere liquida a temperatura ambiente e può essere erogata senza l’uso di un solvente o un diluente. Comunque, un solvente o un diluente possono essere aggiunti in alcuni casi per regolare la viscosità della composizione. Un solvente o un diluente sono sempre utilizzati nel caso in cui la composizione di resina reticolabile sia solida a temperatura ambiente. Di solito, la viscosità della composizione à ̈ nell’intervallo da 400 cPs a 2.000 cPs, preferibilmente da 600 a 1.500 cPs. La Richiedente ha trovato che all’interno degli intervalli di viscosità sopra citati à ̈ possibile ottenere maggiore spessore senza irregolarità nel rivestimento. Se la viscosità à ̈ troppo bassa, à ̈ difficile ottenere uno strato avente l’adatto spessore poiché la composizione di liquido fluisce facilmente sul substrato. Se la viscosità à ̈ troppo alta, à ̈ difficile ottenere una buona uniformità dello strato poiché la composizione di liquido fluisce lentamente sul substrato. La composizione à ̈ erogata a mano o per via meccanica nel centro del substrato. Il mandrino che trattiene il substrato viene poi fatto ruotare ad un predeterminato numero di giri al minuto per diffondere in modo uniforme la composizione dal centro del substrato alle estremità del substrato. La velocità rotazionale del substrato può essere regolata oppure la viscosità del materiale può essere modificata per variare lo spessore della pellicola risultante. Il substrato rivestito risultante viene poi rimosso dal mandrino manualmente o per via meccanica e, se necessario, sottoposto a un trattamento termico ponendolo o in una piastra riscaldante a temperatura controllata o in un forno a temperatura controllata. Questo trattamento termico facoltativo rimuove, se presente, una parte del solvente dal liquido risultante in una pellicola parzialmente essiccata sul substrato. In aggiunta, il trattamento termico facoltativo promuove la polimerizzazione del composto polimerizzabile per via termica non fotoreattivo, se presente nella composizione. Come detto sopra, l’uso del composto polimerizzabile per via termica non fotoreattivo à ̈ particolarmente utile quando la composizione di resina reticolabile à ̈ in uno stato liquido. In tal caso, il trattamento termico per mantenere la temperatura nell’intervallo da 150°C a 250°C, preferibilmente da 180°C a 220°C, e ancora più preferibilmente attorno a 200°C per un periodo di tempo da 10 minuti a 60 minuti e preferibilmente da 30 minuti a 50 minuti fino a che il materiale à ̈ diventato non appiccicoso al tatto. La Richiedente ha trovato che sotto queste condizioni, la composizione di resina reticolabile à ̈ molto più maneggevole e può essere ulteriormente lavorata facilmente. Il substrato à ̈ poi rimosso dalla fonte di calore e lasciato raffreddare a temperatura ambiente.

Le vie di passaggio dell’inchiostro definite dallo strato di materiale polimerico formato reticolando la composizione di resina reticolabile della presente invenzione sono realizzate mediante qualsiasi metodo noto nell’arte.

Per esempio, le vie di passaggio dell’inchiostro possono essere definite formando uno strato strutturale in cui sia lo strato barriera e la piastrina ugelli sono realizzati integralmente entro uno strato formato dalla composizione di resina reticolabile della presente invenzione. In alternativa, le vie di passaggio dell’inchiostro possono essere definite formando prima uno strato barriera con la composizione di resina reticolabile della presente invenzione e poi applicando allo strato barriera una piastrina ugelli formata separatamente.

Con riferimento alle Figure 2 e 3, quando uno strato strutturale viene formato, le vie di passaggio dell’inchiostro sono formate realizzando un modello 4a prima di applicare la composizione di resina reticolabile della presente invenzione. Il processo più comune impiegato per formare il modello 4a à ̈ un processo fotolitografico che usa un materiale fotosensibile, normalmente una resina solubilizzabile, ma possono essere anche utilizzati altri processi come la serigrafia o la deposizione galvanica.

Quando viene usato il materiale fotosensibile, può essere preferibilmente usato un resist positivo. Il resist positivo fotosensibile à ̈ applicato al substrato per mezzo di qualsiasi metodo noto nell’arte per formare una pellicola con lo spessore desiderato. Per definire il modello 4a nella pellicola risultante, il materiale deve essere mascherato, esposto ad una sorgente di luce ultravioletta avente normalmente una lunghezza d’onda compresa tra 300 e 400 nm e un’energia compresa tra 400 e 1.500 mJ/cm<2>, preferibilmente tra 500 e 1.000 mJ/cm<2>, cotto dopo l’esposizione e sviluppato per definire il modello finale 4a rimovendo il materiale non necessario. Questa procedura à ̈ molto simile al processo litografico standard per semiconduttori. La maschera à ̈ un substrato chiaro e piatto normalmente di vetro o quarzo con aree opache che definiscono il modello 4a da mantenere sulla pellicola stesa. Lo sviluppatore viene a contatto con il substrato rivestito attraverso immersione e agitazione in una bacinella o mediante spruzzo. Sia lo spruzzo che l’immersione del substrato rimuoveranno adeguatamente il materiale in eccesso come definito dalla mascheratura ed esposizione fotografica. Alternativamente, quando viene impiegata la deposizione galvanica per definire il modello 4a, un resist positivo fotosensibile à ̈ applicato al substrato per mezzo di qualsiasi metodo noto nell’arte per formare una pellicola con lo spessore desiderato. Utilizzando una maschera non mostrata in nessuna delle figure, il fotoresist à ̈ esposto a radiazione ultravioletta solo in corrispondenza delle zone dove il metallo deve essere depositato, cioà ̈ le zone corrispondenti alle camere di eiezione e i canali di connessione. Infine viene fatto lo sviluppo, durante il quale la porzione di fotoresist depolimerizzato viene rimossa, lasciando in questo modo dei volumi di fotoresist con la forma delle camere di eiezione e dei canali di connessione. Lo sviluppo à ̈ condotto con solventi organici, come, per esempio, metiletilchetone, etillattato, acetone, pentan-2-one, butan-2-one, xilene, propilene glicole monometil etere acetato (PGMEA), e loro miscele. Possono anche essere impiegate miscele di solventi commerciali, come RER 500, RER 600, e RER 800, fabbricate da Arch Chemicals Inc. In una fase successiva, per formare il modello 4a, all’interno delle cavità precedentemente formate viene eseguita l’elettrodeposizione di un metallo, per esempio rame, oro o nichel.

Sul modello 4a di metallo o materiale di resina solubilizzabile viene formato uno strato polimerico 5, come illustrato in Fig. 2, applicando la composizione di resina reticolabile della presente invenzione.

Come detto sopra, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può essere in stato liquido, e in tal caso comprende preferibilmente un composto termopolimerizzabile. In queste condizioni, dopo l’applicazione, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione à ̈ soggetta ad un trattamento termico per un periodo di tempo compreso tra 10 minuti e 60 minuti ad una temperatura compresa tra 150°C e 250°C per polimerizzare il composto termopolimerizzabile ed aumentare la viscosità della composizione di resina reticolabile della presente invenzione fino a farla diventare sostanzialmente solida e non appiccicosa al tatto. Nel caso in cui la composizione di resina reticolabile sia solida, la composizione à ̈ sciolta in un adatto solvente ed applicata come descritto sopra. L’evaporazione del solvente viene condotta riscaldando il substrato rivestito, facoltativamente in condizioni di pressione ridotta.

Dopo di che, come illustrato in Fig. 3, un modello di ugelli di eiezione 6 à ̈ realizzato nello strato polimerico 5 in corrispondenza con le resistenze di eiezione 2 e le camere di eiezione 7 usando tecniche ben note nell’arte come, per esempio, tecniche di incisione laser, di incisione ionica reattiva, di incisione chimica a secco, di incisione plasma, o fotolitografiche. La resina solubilizzabile (o qualsiasi altro materiale rimovibile) che forma il modello 4a delle vie di passaggio dell’inchiostro viene infine sciolta con un adatto solvente. La solubilizzazione à ̈ facilmente eseguita immergendo il substrato nel solvente o spruzzando il solvente sul substrato. L’uso combinato di onde ultrasoniche può accorciare la durata della solubilizzazione.

Secondo un’altra forma di realizzazione, con riferimento alle Figure 4 e 5, quando viene formato uno strato barriera, le vie di passaggio dell’inchiostro 4 sono formate realizzando un modello nello strato barriera 8 formato con la composizione di resina reticolabile della presente invenzione, dopo la sua applicazione sul substrato 1. Analogamente a quanto descritto sopra per la definizione del modello 4a nella resina solubilizzabile, la composizione di resina reticolabile della presente invenzione può essere mascherata, esposta ad una sorgente di luce ultravioletta collimata avente normalmente una lunghezza d’onda compresa tra 300 e 400 nm ed un’energia compresa tra 400 e 1.500 mJ/cm<2>, preferibilmente tra 500 e 1.000 mJ/cm<2>, cotto dopo l’esposizione e sviluppato per definire il modello finale 4a rimovendo il materiale non necessario. Per sviluppare la composizione di resina reticolabile della presente invenzione sono preferibilmente usati dei solventi aggressivi come propilene glicole monometil etere acetato (PGMEA), etil lattato, diacetone alcol, etil acetil acetato, e loro miscele. La maschera à ̈ un substrato chiaro e piatto normalmente di vetro o quarzo con aree opache che definiscono il modello da rimuovere dalla pellicola stesa. Dopo di che, facoltativamente, lo strato barriera modellato 8 può essere ulteriormente esposto ad una sorgente di luce ultravioletta collimata con una lunghezza d’onda compresa tra 300 e 400 nm e un’energia compresa tra 400 e 1.500 mJ/cm<2>, per aumentare il grado di reticolazione della composizione di resina e quindi la sua resistenza chimica senza perdere l’adesione alla piastrina ugelli 9. Infine, una piastrina ugelli 9 à ̈ fissata allo strato barriera 8 in modo che gli ugelli 6 siano in allineamento preciso con gli eiettori di inchiostro 2 sul substrato 1 e le camere di vaporizzazione dell’inchiostro 7 sullo strato barriera 8. Ciò viene realizzato ponendo la superficie inferiore della piastrina ugelli 9 contro ed in contatto fisico con la faccia superiore dello strato barriera 8. Nello specifico, la superficie inferiore della piastrina ugelli 9 à ̈ sollecitata verso e contro la superficie superiore dello strato barriera 8 che auto-aderirà lo strato barriera 8 alla piastrina ugelli 9. Preferibilmente, la piastrina ugelli 9 e lo strato barriera 8 sono congiunti per mezzo del metodo di giunzione per termocompressione, che comprende l’applicazione di una pressione ad una temperatura relativamente elevata. Per esempio, durante l’impegno fisico tra la piastrina ugelli 9 e lo strato barriera 8, entrambi questi componenti sono sottoposti (ad esempio riscaldati) ad una temperatura di circa 160°-250°C, con livelli di pressione di circa 75-200 psi esercitata su tali componenti. Allo scopo può essere utilizzato un apparecchio convenzionale con un rullo riscaldato che esercita pressione. Gli esatti livelli di temperatura e pressione da scegliere in una certa situazione possono essere determinati secondo prove preliminari di ordinaria amministrazione che tengano in considerazione gli specifici materiali usati per lo strato barriera e la piastrina ugelli.

La Figura 7 rappresenta una vista in sezione schematica di una forma di realizzazione alternativa di una testina di stampa a getto d’inchiostro con uno strato strutturale 5 realizzato con la composizione di resina reticolabile della presente invenzione. In questa forma di realizzazione, una fessura 10 comunicante con svariati condotti 3 sono realizzati nel substrato 1 per fornire inchiostro alle camere di eiezione 7. Ciascuna camera di eiezione 7 comprende un ugello di eiezione 6 in corrispondenza con la resistenza di eiezione 2.

La testina di stampa a getto d’inchiostro della presente invenzione à ̈ quindi saldata al contenitore di inchiostro per formare la cartuccia a getto di inchiostro per mezzo di adesivi epossidici o siliconici. Per la realizzazione di un prodotto finito, vale a dire la cartuccia a getto di inchiostro, completamente resistente all’attacco chimico dei solventi dell’inchiostro sono particolarmente utili adesivi epossidici, in particolare l’adesivo epossidico descritto nella domanda di brevetto WO00/02730.

L’invenzione sarà ora descritta con riferimento ai seguenti esempi non limitativi.

ESEMPIO 1

Una serie di composizioni di resina reticolabile secondo la Tabella 1 Ã ̈ stato preparato mescolando gli ingredienti in un agitatore magnetico per due ore a 25°C- Tutti i numeri espressi qui di seguito sono riferiti e basati su 100 parti in peso della composizione di resina reticolabile finale.

TABELLA 1

A B C D E F

Araldite 7072 24 21,41 22,75 22,55 21,28 21,47 Cyracure 6110 32 28,55 30,05 30,05 28,35 28,4 Propilencarbonato - 10,77 5,7 6,07 5,72 5,5 Caprolattone 24 16,95 17,85 17,84 16,83 16,8 1,4-HFAB 32 9,78 10,35 10,3 9,72 10 Silquest A-187 19 3,12 3,37 3,28 3,09 3,15 Tioxantone 10,95 0,45 0,47 0,47 0,44 -Antracene 3,5 0,45 0,47 0,47 0,44 -UVS 1331 Anthracure - - - - - 0,55 TSHFA 0,5 4,46 4,7 6,8 6,41 6,41 Esacure 1064 0,5 4,02 4,25 2,13 2,01 2,01 Policaprolattone - - - - 5,67 5,67 Byk 310 5 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

Araldite 7072 Resina epossidica solida basata su bisfenolo A, fabbricata da Huntsman Corporation, Houston, Texas Cyracure 6110 Nome commerciale di una resina epossidica difunzionale, fabbricata da Dow Chemical, Midland, Michigan, USA

1,4-HFAB 1,4-Bis(2-idrossiesafluoroisopropil)benzene

Silquest A-187 Nome commerciale di un [γ]-glicidossipropiltrimetossisilano disponibile da GE Advanced Materials Co., Wilton, CT, USA

TSHFA Triarilsolfonio esafluoroantimoniato

Esacure 1064 Nome commerciale di un arilsolfonio esafluorofosfato, fabbricato da Lamberti, Italia

BYK 310 Nome commerciale di un dimetil-polisilossano modificato poliestere, disponibile da BYK-Chemie GmbH, Wesel, Germany

Ciascuna composizione da A a F à ̈ stata stesa a rotazione su un substrato usato per fare una testina di stampa per una stampante a getto di inchiostro comprendente un wafer di silicio con resistenze di eiezione e componenti elettronici attivi placcati oro, per mezzo di un apparecchio a rotazione OPTIspin ST20 fabbricato da SSE Sister Semiconductor Equipment Gmbh a 1200 g/m per 15 secondi per ottenere uno strato strutturale spesso 25 µm che à ̈ stato successivamente riscaldato su una piastra calda a 150°C-170°C per 20-60 minuti, mascherato ed esposto a radiazione UV con un’energia compresa tra 500 e 1.000 mJ/cm<2>in un apparecchio Saturn Spectrum III fabbricato da Ultratech Stepper Inc., California.

Dopo di che, la pellicola polimerica risultante à ̈ nuovamente riscaldata a 80°-160°C per un periodo di tempo compreso tra 30 e 180 secondi e quindi sviluppata con una miscela 1:1 p/p di xilene e butan-2-one per ottenere le testine di stampa campione da 1 a 6 (che includono rispettivamente le pellicole polimeriche basate sulle composizioni da A a F). Infine, una piastrina ugelli à ̈ aderita alla pellicola polimerica modellata esercitando una pressione tra 1 e 8 bar, ad una temperature tra 120° e 200°C per un periodo di tempo superiore a 30 minuti.

Dopo di che, ciascun campione da 1 a 6 Ã ̈ stato sottoposto ad una prova di invecchiamento immergendo ciascun campione a 65°C per un tempo fino a sette settimane in un inchiostro a solvente per stampa a getto di inchiostro comprendente gli ingredienti della seguente Tabella 2.

TABELLA 2

Componente (Funzione) Quantità (% w/w) Etanolo (Solvente principale) 60,0

N-metil-2-pirrolidone (Solvente ausiliario) 30,0

Solvent Black 29 (Colorante) 3,5

Derivato siliconico (Agente livellante) 1,0

L’inchiostro usato in questa prova poteva contenere svariati altri ingredienti comuni come biocidi, antischiuma, agenti livellanti o altri ancora. La seguente Tabella 3 riassume i risultati delle prove per i campioni 1, 4, 5 e 6. Il carico finale, vale a dire il carico necessario per distaccare la piastrina ugelli dalla pellicola polimerica modellata, à ̈ stato misurato dopo 1, 3, 5 e 7 settimane di invecchiamento.

TABELLA 3

Carico finale (in 1 4 5 6 grammi)

Al tempo zero > 2.000 > 2.000 > 2.000 2.500 Dopo 1 settimana 1.780 1.700 1.000 1.550 Dopo 3 settimane 2.200 300 1.000 800

Dopo 5 settimane 1.600 300 800 300

Dopo 7 settimane 1.550 200 800 300

I risultati dei campioni 2 e 3 sono uguali a quelli del campione 1 poiché le composizioni A, B e C differiscono solo nel contenuto di propilencarbonato, un componente non reattivo rimosso per evaporazione durante la fase di riscaldamento.

Il campione 1 mostrava una adesione superba anche dopo 7 settimane, ma il campione mostrava una colorazione dovuta alla permeazione del colorante nel materiale polimerico.

Il campione 2, comprendente una quantità di fotoiniziatore superiore a quella del campione 1, mostrava una adesione ancora sufficiente senza mostrare alcuna colorazione.

I migliori risultati complessivi sono stati ottenuti con i campioni 3 e 4, che mostravano una adesione eccellente o buona senza alcuna colorazione.

Claims (45)

1. RIVENDICAZIONI 1. Una testina di stampa a getto d’inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro formato su un substrato, detto strato di materiale polimerico essendo formato reticolando una composizione di resina reticolabile comprendente (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ottenuta dalla condensazione di bisfenolo A e epicloridrina avente un peso per epossido (EEW) di almeno 400 g/eq., (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla seguente formula generale: R O O dove R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -(CH2)p-COO- o -(CH2)q- COO-(CH2)r-OOC-(CH2)s- e p, q, r, e s à ̈, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 9, e (c) un iniziatore di polimerizzazione.
2. 2. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ha un peso per epossido (EEW) inferiore a 1.000 g/eq
3. 3. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ha un peso per epossido (EEW) compreso tra 500 e 800 g/eq.
4. 4. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta resina epossidica difunzionale aromatica ciclica à ̈ scelta nel gruppo che consiste di resine epossidiche difunzionali aromatiche cicliche commerciali distribuite con il nome commerciale Epikote 1001, 1001 MSQ, 1002 e 1003 (della Hexion Specialty Chemicals, Inc.), Araldite 6071, 7071 e 7072 (della Huntsman Corporation), e Dow Epoxy DER 661, 662E, 671, 692, 692H e 692HB (della Dow Chemical Company).
5. 5. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende meno del 40% in peso, più preferibilmente meno del 30% in peso, di detta resina epossidica difunzionale aromatica ciclica rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
6. 6. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 5, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende almeno il 5% in peso, più preferibilmente almeno il 10% in peso, di detta resina epossidica difunzionale aromatica ciclica rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
7. 7. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui p, q, r, e s sono, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 5.
8. 8. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -CH2-COO-, -(CH2)2- COO-, - (CH2)3-COO-, -(CH2)4-COO-, -CH2-COO-CH2-OOC-CH2-, - (CH2)2-COO-CH2-OOC-(CH2)2-, -(CH2)3-COO-CH2-OOC-(CH2)3-, -(CH2)3- COO-(CH2)2-OOC-(CH2)3-.
9. 9. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende meno del 50% in peso, più preferibilmente meno del 40% in peso, di detta resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
10. 10. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende almeno il 10% in peso, più preferibilmente almeno il 20% in peso, di detta resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
11. 11. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detto iniziatore di polimerizzazione à ̈ un fotoiniziatore.
12. 12. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 11, in cui detto iniziatore di polimerizzazione à ̈ un fotoiniziatore cationico.
13. 13. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 12, in cui detto fotoiniziatore cationico à ̈ scelto nel gruppo che consiste di sali di arildiazonio, sali di diaril iodonio, sali di triaril solfonio, sali di dialchil fenacil solfonio e sali di dialchil-4-idrossifenil solfonio, composti di Fearene, e complessi di alluminio-silanolo.
14. 14. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 13, in cui detto fotoiniziatore à ̈ scelto nel gruppo che consiste di sali di iodonio aromatici e sali di solfonio aromatici.
15. 15. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 14, in cui detto fotoiniziatore à ̈ scelto nel gruppo che consiste di arilsolfonio esafluorofosfato e triarilsolfonio esafluorofosfato.
16. 16. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 11, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dall’1 al 10% in peso di detto fotoiniziatore rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile
17. 17. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 11, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dall’1 al 5% in peso di detto fotoiniziatore rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile
18. 18. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende un composto termopolimerizzabile non-fotoreattivo.
19. 19. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 19, in cui detto composto termopolimerizzabile non-fotoreattivo à ̈ un lattone alifatico.
20. 20. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 19, in cui detto lattone alifatico ha la seguente formula generale: O CH2 n O dove n à ̈ un numero intero da 1 a 10.
21. 21. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 20, in cui n à ̈ un numero intero da 2 a 8.
22. 22. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 20, in cui detto lattone alifatico à ̈ scelto nel gruppo che consiste di propiolattone, butirrolattone, valerolattone, e caprolattone.
23. 23. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 18, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende meno del 40%, più preferibilmente meno del 30% in peso di detto composto termopolimerizzabile rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
24. 24. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 18, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende almeno 5%, più preferibilmente almeno 10% in peso di detto composto termopolimerizzabile rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
25. 25. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 18, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dall’1% al 25%, preferibilmente dal 5% al 15% di un polilattone rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
26. 26. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 18, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende un iniziatore di polimerizzazione termico.
27. 27. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 26, in cui detto iniziatore di polimerizzazione termico à ̈ un composto scelto nel gruppo che consiste di ammidi alifatiche ed aromatiche, alcoli alifatici e aromatici, dioli alifatici e aromatici, polioli alifatici e aromatici, e fenoli.
28. 28. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 26, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dall’1% al 20% di detto iniziatore di polimerizzazione termico rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
29. 29. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 26, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dal 5% al 15% di detto iniziatore di polimerizzazione termico rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
30. 30. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende un promotore di adesione.
31. 31. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 30, in cui detto promotore di adesione à ̈ un composto scelto nel gruppo che consiste di un chelato di un metallo di transizione, un mercaptano, un composto contente il gruppo tiolo, un acido carbossilico, un acido fosforico organico, un diolo, un alcossisilano, una combinazione di un alcossisilano e un poliorganosilano idrossi funzionale, e una loro combinazione.
32. 32. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 30, in cui detto promotore di adesione à ̈ un alcossisilano epossi-funzionale scelto nel gruppo che consiste di 3-glicidossipropiltrimetossisilano, 3-glicidossipropiltrietossisilano, (epossiciclo esil) etildimetossisilano, (epossicicloesil)etildietossisilano e loro combinazioni.
33. 33. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 30, in cui detto promotore di adesione à ̈ un alcossisilano insaturo scelto nel gruppo che consiste di viniltrimetossisilano, alliltrimetossisilano, alliltrietossisilano, esenil- trimetossisilano, undecileniltrimetossisilano, 3-metacriloilossipropil trimetossisilano, 3-metacriloylossipropil trietossisilano, 3-acriloilossipropil trimetossisilano, 3-acriloilossipropil trietossisilano, e loro combinazioni.
34. 34. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 30, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dall’1% al 20% di detto promotore di adesione rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
35. 35. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 30, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende dal 3% al 15% di detto promotore di adesione rispetto al peso totale di detta composizione di resina reticolabile.
36. 36. La testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 1, in cui detto substrato à ̈ fatto di un materiale scelto nel gruppo che consiste di vetro, metallo, plastica, ceramica e silicio.
37. 37. Un processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro comprendente uno strato di materiale polimerico (5) che definisce le vie di passaggio dell’inchiostro formato su un substrato, detto processo comprendente le fasi di: provvedere un substrato (1) comprendente una pluralità di elementi per l’eiezione dell’inchiostro generanti energia (2) su una superficie di esso, applicare uno strato di composizione di resina reticolabile su detta superficie di detto substrato (1), definire vie di passaggio dell’inchiostro e camere di eiezione (4), e reticolare detto strato di composizione di resina reticolabile così da formare detto strato di materiale polimerico (5), caratterizzato dal fatto che detta composizione di resina reticolabile comprende: (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ottenuta dalla condensazione di bisfenolo A e epicloridrina avente un peso per epossido (EEW) di almeno 400 g/eq., (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla seguente formula generale: R O O dove R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -(CH2)p-COO- o -(CH2)q- COO-(CH2)r-OOC-(CH2)s- e p, q, r, e s à ̈, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 9, e (c) un iniziatore di polimerizzazione.
38. 38. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, in cui detta fase di applicare uno strato di composizione di resina reticolabile su detta superficie di detto substrato (1) à ̈ fatta mediante una stesa a rotazione o una stesa a spruzzo di detta composizione di resina reticolabile su detto substrato (1).
39. 39. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, in cui detta composizione di resina reticolabile comprende un composto termopolimerizzabile non fotoreattivo.
40. 40. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, comprendente inoltre, prima della fase di reticolazione di detto strato di composizione di resina reticolabile, la fase di sottoporre detta composizione di resina reticolabile ad un trattamento termico ad una temperatura compresa tra 150°C e 220°C per un periodo di tempo da 10 minuti a 60 minuti.
41. 41. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, comprendente inoltre, prima della fase di reticolazione di detto strato di composizione di resina reticolabile, la fase di sottoporre detta composizione di resina reticolabile ad un trattamento termico ad una temperatura compresa tra 180°C e 220°C per un periodo di tempo da 30 minuti a 50 minuti.
42. 42. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, comprendente inoltre una fase di formazione di un’apertura (3) per alimentare l’inchiostro attraverso detto substrato (1).
43. 43. Il processo per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro secondo la rivendicazione 37, in cui detta fase di definizione di vie di passaggio dell’inchiostro e camere di eiezione (4) à ̈ fatta realizzando un modello (4a) fatto di un materiale rimovibile che definisce vie di passaggio dell’inchiostro e camere di eiezione su detta superficie di detto substrato (1), prima di detta fase di applicazione di uno strato di composizione di resina reticolabile, e rimovendo detto modello (4a) fatto di un materiale rimovibile, dopo detta fase di reticolazione di detto strato di composizione di resina reticolabile.
44. 44. Una composizione di resina reticolabile comprendente (a) una resina epossidica difunzionale aromatica ciclica ottenuta dalla condensazione di bisfenolo A e epicloridrina avente un peso per epossido (EEW) di almeno 400 g/eq., (b) una resina epossidica difunzionale alifatica ciclica rappresentata dalla seguente formula generale: R O O dove R à ̈ un gruppo carbossialchilenico di formula -(CH2)p-COO- o -(CH2)q- COO-(CH2)r-OOC-(CH2)s- e p, q, r, e s à ̈, ciascuno indipendentemente un numero intero da 1 a 9, e (c) un iniziatore di polimerizzazione.
45. 45. Uso della composizione di resina della rivendicazione 44 per la fabbricazione di una testina di stampa a getto d’inchiostro in grado di resistere ad inchiostri a base solvente chimicamente aggressivi.