JP2003313400A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極性溶媒のように、撥水剤の成膜性や密着性
を損なう成分を含む溶液や物質との接触機会のある場所
に適用する、撥水剤又は撥水性塗料として好適に用いる
ことができ、又、比較的低い温度でも物品表面に密着性
に優れた撥水膜を位置選択的に与えることのできるエポ
キシ樹脂組成物の提供。 【解決手段】 １分子中に撥水性を有する基を１個以上
及び環状脂肪族エポキシ基を２個以上有するエポキシ樹
脂と、トリアジン系カチオン重合触媒と、非極性の溶剤
とを少なくとも含有することを特徴とするエポキシ樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、物品表面に撥水・
撥インク性を付与するための表面処理に用いることがで
きる硬化性のエポキシ樹脂組成物、とりわけ紫外線照射
によってパターン状に皮膜を形成することが可能であ
り、又、エキシマーレーザー等によって選択的な硬化皮
膜の除去を行うことが可能なエポキシ樹脂組成物に関
し、更には、該組成物を用いることで優れた効果が得ら
れる、基材表面の表面処理方法、該組成物を用いて撥イ
ンク処理されたインクジェット記録ヘッド、及びそれを
用いたインクジェット記録装置を提供することに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】各種の分野において、耐水性や撥インク
性が要求される部材に、撥水性塗料を適用してこれらの
性質を付与する方法が一般的に知られており、それに用
いる樹脂素材や塗料が開発されている。例えば、フルオ
ロオレフィンや、パーフルオロ基を有するフッ素系塗料
からなる皮膜は、熱的にも化学的にも極めて安定であ
り、耐候性、耐水性、耐薬品性、耐溶剤性等に優れ、更
に、離型性、耐摩擦性、撥水性にも優れ、各種の用途に
広く利用されている。 【０００３】一方、インクを吐出口から小滴として吐出
して、紙等に付着させて記録や画像の形成を行うインク
ジェット記録ヘッドでは、記録特性をより高度なものと
するために、より小さな液滴、より高い駆動周波数、ノ
ズル数へと性能アップが続けられている。従って、ノズ
ル表面を常に同じ表面状態に維持するための処理がます
ます重要になっている。 【０００４】しかしながら、既存の材料を使用して、オ
リフィス面にインクが付着しないように選択的に或いは
パターン状に精密に表面処理を行うことは困難である。
その理由は、上記材料にフォトレジストのような特性を
持たせるためには、感光性の官能基を持った物質を主体
としなければならないが、そうした化合物が同時に撥水
・撥インク性を持つように分子を設計することに、まず
大きな困難があるからである。 【０００５】又、仮に既存のフッ素系の材料で表面処理
ができたとしても、その表面の性質を長く維持できるよ
うに皮膜構造を設計することが必要である。上記した性
能を全て有するパターン状の表面処理材料は、以下に説
明するようにインクジェット記録ヘッドの表面処理にと
って非常に価値がある。 【０００６】即ち、インクを小液滴にして飛翔させ、記
録を行うインクジェット記録方式において、吐出口
（孔）は、以下のような性能を有するように設計されて
いることが好ましい。 （１）吐出圧によって引き出されたインク柱の、液滴化
しない残部のインクが、速やかにノズル内に再収納され
ること。 （２）ヘッド表面に付着したインク滴は、クリーニング
操作で容易に掃き出されること。 （３）クリーニング操作や用紙搬送に対して耐擦傷性に
優れること。 （４）繰り返される液滴形成とインクリフィルにおい
て、ノズル表面位置にメニスカス（図１中の２３参照）
が形成されること。 （５）メニスカスの法線方向が吐出方向になっているこ
と。 （６）低い表面張力のインクであっても、或いは低い負
圧の状態であってもメニスカスを形成しうるだけの十分
な界面張力、即ち接触角を持つこと。 【０００７】吐出口に、これらの諸要求性能が求められ
る理由は、液体噴射記録ヘッドでは、吐出口の周辺に、
インク等の記録用の液体が付着していると、吐出口から
吐出される液滴の吐出（飛翔）方向にズレが生じ、高精
度での印字ができなくなるという印字性能に直接関係す
るからである。係る吐出方向のズレの原因となる吐出口
付近への液体の付着を防止するために、吐出口が形成さ
れている面に撥水剤処理を行う方法が知られている。 【０００８】これらに関係する先行技術としては、例え
ば、フルオロアセチル基とシラザン基を有するポリマー
で撥インク処理を行うことが知られている（例えば、特
許文献１）。一方、液体噴射記録方式を応用したプリン
タによる画像記録への高度な要求に伴って、記録用液体
（インク）に対して要求される特性も高度なものとなり
つつある。このような記録用液体は、内容物の溶解安定
性や分散安定性のより一層の向上のためにｐＨを７〜１
１の塩基性に調節されることが多く、そのためプリンタ
部材には、耐アルカリ性及び加水分解性に優れた構造材
を採用することが好ましい。 【０００９】 【特許文献１】特開平２−３９９４４号公報 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、極性有
機溶媒を含む記録用液体や、上記のような高いｐＨの記
録用液体を用いた場合には、記録用液体に用いた溶媒成
分、特に極性有機溶剤成分と接触することによって、上
述したような目的で吐出口面の表面処理に適用した撥水
剤を有する撥水性皮膜が、その成膜性や適用部材との密
着性が損なわれることで剥離し、その結果、吐出口面の
撥水性が失われる場合があった。 【００１１】従って本発明の目的は、極性溶媒のよう
に、撥水剤の成膜性や密着性を損なう成分を含む溶液や
物質との接触機会のある場所に適用する、撥水剤又は撥
水性塗料として好適に用いることができ、又、比較的低
い温度でも物品表面に密着性に優れた撥水膜を与えるこ
とのできるエポキシ樹脂組成物を提供することにある。
又、本発明の他の目的は、係るエポキシ樹脂組成物を用
いて、物品の表面に位置選択的に撥水性を付与する表面
処理方法を提供することにある。又、本発明の更に他の
目的は、上記した特性を有するエポキシ樹脂組成物で基
材の表面処理を行うことで、吐出口面を常に同じ表面状
態に維持でき、記録用媒体に長期に接触してもプリント
ヘッドのインク吐出口面におけるインクの付着がなく、
結果として、ドットの着弾精度がよく、画像の印字品位
を良好に長く維持できるインクジェット記録ヘッド及び
インクジェット記録装置を提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明の一実施態様は、 ［１］１分子中に撥水性を有する基を１個以上及び環状
脂肪族エポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂と、ト
リアジン系カチオン重合触媒と、非極性の溶剤とを少な
くとも含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物で
ある。 【００１３】上記した本発明に係るエポキシ樹脂組成物
の好ましい形態としては、下記の［２］〜［７］を挙げ
ることができる。 ［２］前記撥水性を有する基が、アルキルシロキサン基
及びフロオロアルキル基の少なくとも一方である上記
［１］に記載のエポキシ樹脂組成物。 【００１４】［３］前記エポキシ樹脂が、下記一般式
（１）で表わされるエポキシ樹脂である上記［１］に記
載のエポキシ樹脂組成物。 （但し、上記式（１）において、Ｒ₁、Ｒ₄、Ｒ₅は、各
々独立に、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であ
り、Ｒ₂及びＲ₃は、各々独立にメチル基又はフェニル基
を示し、ｘは２〜１００の整数であり、ｎ₁は１〜３の
整数、ｎ₂は１〜５の整数を示し、Ｒｆはフルオロアル
キル基であり、ａは１〜５０の整数、ｂは２〜１００の
整数、ｃは１〜５０の整数、ｄは１〜５０の整数であっ
て、その数平均分子量が８，０００〜２２，０００であ
る）。 【００１５】［４］前記非極性の溶剤が、芳香族炭化水
素及び脂肪族炭化水素のうちの少なくとも一方を含む上
記［１］に記載のエポキシ樹脂組成物。 【００１６】［５］前記トリアジン系カチオン重合触媒
が、下記（ｉ）〜（ｖ）から選ばれる少なくとも１つで
ある上記［１］に記載のエポキシ樹脂組成物： （ｉ）２，４−トリクロロメチル−６−(４’−メトキ
シフェニル)−ｓ−トリアジン、（ii）２，４−トリク
ロロメチル−６−(４’−メトキシナフチル)−ｓ−トリ
アジン、（iii）２，４−トリクロロメチル−６−ピペ
ロニル−ｓ−トリアジン、（iv）２，４−トリクロロメ
チル−６−(４’−メトキシスチリル)−ｓ−トリアジ
ン、（ｖ）２，４−トリクロロメチル−６−(３’−ブ
ロモ−４’−メトキシフェニル)−ｓ−トリアジン。 【００１７】［６］前記トリアジン系カチオン重合触媒
が、２，４−トリクロロメチル−６−ピペロニル−ｓ−
トリアジンである上記［１］に記載のエポキシ樹脂組成
物。 【００１８】［７］前記エポキシ樹脂組成物が、更に下
記一般式（２）及び（３）で表わされる化合物の少なく
とも一方を含有する上記［１］に記載のエポキシ樹脂組
成物。 【００１９】本発明の別の実施態様は、［８］物品の表
面の選択的処理方法であって、（ｉ）上記［１］に記載
のエポキシ樹脂組成物の皮膜を形成する工程；（ii）該
皮膜にマスクを介して活性エネルギー線をパターン状に
照射する工程；及び及び（iii）上記皮膜の非照射部分
を溶解しうる液体にて上記非照射部分を溶解除去する工
程、を有することを特徴とする物品の表面の選択的処理
方法である。 【００２０】本発明の別の実施態様は、［９］物品の表
面の選択的処理方法であって、（ｉ）上記［１］に記載
のエポキシ樹脂組成物の皮膜を形成する工程；（ii）該
皮膜の重合硬化を行う工程；及び（iii）上記皮膜を選
択的に除去する工程、を有することを特徴とする物品の
表面の選択的処理方法である。 【００２１】本発明の別の実施態様は、［１０］液体を
吐出する吐出口を有するインクジェット記録ヘッドにお
いて、少なくとも該吐出口の開口部周辺が、上記［１］
に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化膜で被覆されている
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。 【００２２】本発明の別の実施態様は、［１１］上記
［１０］に記載のインクジェット記録ヘッドを有するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置である。 【００２３】 【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳しく説明する。本発明に係る樹脂組成物
は、エポキシ樹脂系であるので、該エポキシ樹脂組成物
からなる皮膜は、各種部材に対する密着性に優れ、比較
的低温でも硬化可能であり、構造物としての物性にも優
れた硬化皮膜を提供できる。更に、例えば、アルキルシ
ロキサン基或いはフルオロアルキル基等の撥水性を有す
る基を有するエポキシ化合物が含有されているため、上
記皮膜は、水溶性有機溶剤、特に極性有機溶剤に対する
耐性が大幅に向上したものとなる。そして、更に相溶化
剤を含む構成とした場合は、相溶化剤の作用によってエ
ポキシ樹脂組成物の成分間に相溶性を与え、本発明に係
るエポキシ樹脂組成物の材料構成の範囲を広くすること
ができる。 【００２４】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を塗布及
び乾燥して形成される皮膜は、活性エネルギー線によっ
て賦活化されるトリアジン系光酸発生剤を触媒として含
有しているため、パターン状に選択的に硬化させること
が可能であり、又、非極性の溶剤に可溶であるので塗布
溶剤として非極性溶剤が使用できる。このため上記エポ
キシ樹脂を含む塗布液を基材に塗布しても基材を侵食す
ることがない。 【００２５】パターン状に表面を処理する具体的な方法
としては、上記した構成を有する本発明に係るエポキシ
樹脂組成物を基材に塗布及び乾燥して皮膜を形成し、該
皮膜に所望のパターンを有するマスクを介して活性エネ
ルギー線の照射を行い、次いで現像液を用いた現像処理
を行なって皮膜の未硬化部分を除去することによって行
なうことができる。このパターン処理は、基本的な工程
はフォトリソグラフィー法と同じであるが、現像液とし
ては、本発明に係るエポキシ樹脂組成物からなる皮膜に
適した溶剤或いは溶剤組成物を選択する。現像液として
は、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類、グリコ
ールエーテル類等及びそれらの混合物を使用する。 【００２６】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて
パターン状に表面を処理する方法を実施する場合には、
該エポキシ樹脂組成物からなる皮膜の硬化の完結を期す
ために、現像後に皮膜を、加熱、或いは活性エネルギー
線の照射を更に行う、所謂ポストキュアを施すことが望
ましい。 【００２７】以上のように使用することで、本発明に係
るエポキシ樹脂組成物は、極性有機溶剤のように撥水剤
の密着性を損なう成分を含む溶液や物質との接触機会の
ある場所に適用する撥水剤又は撥水性塗料として、更に
は、インクジェット記録ヘッドの吐出口面の撥水・撥イ
ンク処理に好適に用いることができる。 【００２８】即ち、インクジェット記録装置に対して本
発明に係るエポキシ樹脂組成物を適用することによって
得られる、光重合性を利用した選択的な表面改質、処理
の高い精度、硬化膜としての固体強度、摩擦強度による
デバイスとしての高い耐久性、撥水・撥インク性の効果
は、水系インクのメニスカス保持力、クリーニング性、
液滴吐出方向の正確さ、連続吐出における持続性、休止
後の印字開始の適性等の、インクジェット記録ヘッドの
諸特性の向上に繋がるのである。ここでメニスカス保持
力とは、インクがノズル先端でそのインク表面を表面張
力で維持し、且つ繰り返される液滴吐出に際してメニス
カスを所定の位置に回復し保持する性質を指している。
この保持力が低いと、インクがノズル先端から滲み出
す、或いはメニスカスが後退して吐出するインクの液滴
の体積が減少する、或いは極端な場合には、インクの吐
出欠損が起こる等の不具合に繋がるのである。 【００２９】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、１分
子中に撥水性を有する基を１個以上及び環状脂肪族エポ
キシ基を２個以上有するエポキシ樹脂と、トリアジン系
カチオン重合触媒と、非極性の溶剤とを少なくとも含有
することを特徴としている。以下、これらの具体的成分
について説明する。 【００３０】上記エポキシ樹脂組成物の主剤であるエポ
キシ樹脂としては、上記の条件を満たす樹脂であれば特
に限定されないが、前記撥水性を有する基が、アルキル
シロキサン基及び／又はフロオロアルキル基であること
が好ましい。一般的には、下記一般式（１）で表される
エポキシ樹脂が挙げられる。 【００３１】 上記式（１）において、Ｒ₁、Ｒ₄、Ｒ₅は、各々独立
に、水素原子、メチル基、エチル基、直鎖状若しくは分
岐鎖状のプロピル基であり、Ｒ₂及びＲ₃は、各々独立に
メチル基又はフェニル基を示す。又、ｘは２〜１００の
整数であり、ｎ₁は１〜３の整数、ｎ₂は１〜５の整数を
示す。更にＲｆはフルオロアルキル基、例えば、炭素数
１〜３のフルオロアルキル基を表し、ａは１〜５０の整
数、ｂは２〜１００の整数、ｃは１〜５０の整数、ｄは
１〜５０の整数である。 【００３２】上記の如き一般式（１）で表わされるエポ
キシ樹脂は、アルキルシロキサン基を側鎖に有する（メ
タ）アクリレートモノマー、パーフルオロアルキル基を
有する（メタ）アクリレートモノマー、３，４−オキシ
シクロヘキシルメチルメタクリレートモノマー、及びス
チレンを、常法に従って適当なモノマー比で共重合させ
ることによって得られるとともに、市場から入手して使
用することもできる。本発明で用いる、上記式（１）で
示されるエポキシ樹脂は、その数平均分子量が８，００
０〜２２，０００、特には８，５００〜２０，０００で
あるものが撥水膜の耐久性の点で好ましい。 【００３３】更に具体的な一例としては、下記式で表わ
されるエポキシ樹脂（数平均分子量＝１万）（Ａ−１）
が挙げられる。 【００３４】本発明に係るエポキシ樹脂は単独で使用し
てもよく、又、上記樹脂よりも低分子量のオリゴマー及
び溶剤から選ばれる少なくとも一方を配合してもよい。
これにより、エポキシ樹脂組成物の被処理物品に対する
塗布適性を高め、溶剤蒸発後の皮膜の乾燥性を高めて処
理の作業性を向上させることができる。即ち、オリゴマ
ーをバインダーとして用いることが、本発明に係るエポ
キシ樹脂組成物の皮膜を形成する際、及び該樹脂組成物
の皮膜にパターン状の露光作業を施す上で好ましい。
尚、前記「オリゴマー」とは、前記エポキシ樹脂よりも
低分子量の樹脂が好ましいが、その他の低分子量のオリ
ゴマーであってもよい。 【００３５】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、前記
したような構造を有するエポキシ樹脂と、後述するトリ
アジン系カチオン重合触媒とを主体とするが、必要に応
じて更に相溶化剤を含むことが好ましい。このような相
溶化剤としては、下記一般式（２）及び／又は下記一般
式（３）で表わされる化合物が好適である。 【００３６】 上記化合物の好ましい具体例としては、ｐ＝０である化
合物、即ち、２，２−ビス（４−グリシジルオキシフェ
ニル）ヘキサフルオロプロパンを挙げることができる。 【００３７】 上記化合物の好ましい具体例としてはｑ＝０である化合
物、即ち、ｍ−ビス−［１−(２，３−エポキシプロポ
キシ)−２，２，２−トリフルオロ−１−(トリフルオロ
メチル)エチル］ベンゼンが挙げられる。 【００３８】上記一般式（２）及び（３）で表わされる
化合物は、フッ化アルキル基を有するものの、その鎖長
が短いために形成される皮膜の表面エネルギー低下作用
は小さく、撥水・撥インク性は大きくない。上記一般式
（２）及び（３）で表わされる化合物は、何れも一般式
（２）及び（３）で表わされる化合物の両端のエポキシ
基を含む基を除いた化合物に該当する２価アルコールと
エピクロルヒドリンとの反応によって常法によって合成
される。 【００３９】更に、本発明に係るエポキシ樹脂組成物
は、それを硬化させるための触媒として、下記に述べる
ような重合開始剤が含有されている。本発明では、特に
低温硬化が可能となるところの活性エネルギー線によっ
て賦活化されるトリアジン系光酸発生剤に対して反応性
が高くなるようにエポキシ樹脂組成物が設計されてい
る。このため、該エポキシ樹脂組成物を用いてフォトリ
ソグラフィー法によって基材の表面を選択的に処理する
ことができ、又、高温に保持することが困難な基材に対
して表面改質を行うのに好適である。そのような触媒と
しては、例えば、（ｉ）２，４−トリクロロメチル−６
−（４’−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、（i
i）２，４−トリクロロメチル−６−（４’−メトキシ
ナフチル）−ｓ−トリアジン、（iii）２，４−トリク
ロロメチル−６−ピペロニル−ｓ−トリアジン、（iv）
２，４−トリクロロメチル−６−（４’−メトキシスチ
リル）−ｓ−トリアジン、（ｖ）２，４−トリクロロメ
チル−６−（３’−ブロモ−４’−メトキシフェニル）
−ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの中でも、特
に（iii）の２，４−トリクロロメチル−６−ピペロニ
ル−ｓ−トリアジンが好ましい。 【００４０】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、前記
エポキシ樹脂以外のバインダーポリマーを添加してもよ
い。このとき、バインダーポリマーとしては、側鎖にエ
ポキシ基を持ったアクリルモノマーを共重合したアクリ
ル樹脂、側鎖に環状脂肪族エポキシ基を有するビニルモ
ノマーを重合したビニルポリマー、側鎖に環状脂肪族エ
ポキシ基を有するポリエーテルポリマー（例えば、ＥＨ
ＰＥ３１５０；ダイセル化学工業の製品）等、それ自体
も架橋反応に関与しうるエポキシポリマーを用いること
が好ましい。又、バインダーポリマーとして、そうした
エポキシ基を持たないポリマーを使用する場合には、そ
れが適用される用途に応じた物性調製を意図して選択す
る。そうした物質としては、例えば、ビスフェノール型
エポキシ樹脂の重合体である、商品名「ＰＫＨＣ」、
「ＰＫＨＪ」（ユニオンカーバイド社の製品）、ポリ
（エチレン／酢酸ビニル）、フェノール樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、可
溶性ポリイミド樹脂等の汎用の塗料用高分子化合物が使
用可能である。 【００４１】以上のように本発明に係るエポキシ樹脂組
成物は、基本的には Ａ：１分子中に撥水性を有する基を１個以上及び環状脂
肪族エポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂 Ｂ：トリアジン系カチオン重合触媒、及び必要に応じて Ｃ：相溶化剤 を非極性の溶剤中に含有する。これらＡ、Ｂ及びＣの各
成分の本発明に係るエポキシ樹脂組成物中における好ま
しい配合割合は以下の通りである。 【００４２】前記成分Ａをオリゴマーとともに用いる場
合には、それぞれの軟化点、ガラス転移温度に依存する
ので一般的な範囲はない。しかし、概ねオリゴマー：成
分Ａ＝１０：９０〜９０：１０（質量比率）である。触
媒Ｂは、エポキシ樹脂成分の合計量１００質量部に対し
て０．５質量部〜６質量部の範囲である。これらのオリ
ゴマーとポリマーとは互いに相溶性が低い場合があり、
相溶化剤Ｃを使用することが有利な場合が多い。 【００４３】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、加熱
或いは活性エネルギー線の照射によって基材の表面処理
を行うために用いる。具体的には、本発明に係るエポキ
シ樹脂組成物を、芳香族系、脂肪族炭化水素系、エステ
ル系、エーテル系、フッ素系溶剤等に溶解し、ロールコ
ーター、スピンコーター、スプレイコーター、スクリー
ン印刷、グラビア印刷等の各種塗布／印刷法を用いて基
材表面に塗布することができる。基材表面に塗布した
後、加熱或いは活性エネルギー線の照射を行うことによ
って形成された皮膜を硬化させる。硬化に使用する活性
エネルギー線源としては、波長２００〜４８０ｎｍの範
囲の輝線スペクトルを多量に含む水銀灯、レーザー光、
電子線等が適している。 【００４４】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、乾燥
した固体状の皮膜を与えるように調製し、フォトレジス
トを用いた場合と同様なパターニングを行うことで、選
択的な物品の表面処理を容易に行うことができる。この
場合には、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を含む塗布
液を物品に塗布し、溶剤を除去して乾燥皮膜とした後、
適当なパターンを有するマスクを重ねて活性エネルギー
線を照射するか、或いは上記皮膜にパターン状に活性エ
ネルギー線を照射し、しかる後、未硬化の皮膜を溶解し
うる溶剤系で現像処理を行う。パターン状のエネルギー
線の照射が硬化に十分でない場合には、現像処理後にポ
ストキュアのための硬化処理を行うことが望ましい。そ
のためのエネルギー源としては、熱、マイクロ波等の加
熱処理、電子線、紫外線等の活性エネルギー線照射が用
いられる。 【００４５】以上の如き、本発明に係るエポキシ樹脂組
成物を用いた、物品の表面改質方法によれば、皮膜の基
材への密着性、皮膜の表面の硬度に優れた撥水・撥油処
理が行えるので、耐久性において優れた基材の改質が可
能であるという大きな利点がある。 【００４６】インクジェット記録ヘッドに対する本発明
に係るエポキシ樹脂組成物の応用例としては、記録ヘッ
ドのノズル表面を本発明に係るエポキシ樹脂組成物で処
理することによって、ノズル表面に対してインクの強固
な付着が起きず、ノズル表面に付着したインクをクリー
ニング処理によって容易に拭き取れる離型性のよい表面
を形成する例が挙げられる。 【００４７】インクジェット記録ヘッドに搭載されてい
るクリーニング機構の多くは、インクをゴムのブレード
で拭き取る、インクをポンプで吸引する、記録紙外の位
置でインクの空吐出を行う等である。しかし、これらの
何れの方法であれ、吐出圧によって引き出されたインク
柱が液滴化する時に、すべてのインクが液滴にはならな
いので、余分のインクの微少液滴がノズルの周辺に付着
することを皆無にすることはできない。従って、これら
が自発的に落下、或いはノズル内部に再吸引される、或
いは容易に排除されるならば、インク吐出への影響はな
くなるのである。 【００４８】本発明に係るエポキシ樹脂組成物によれ
ば、比較的低温でも硬化して、撥水・撥油性、基材に対
する密着性、耐薬品性、耐摩擦性に優れた硬化皮膜を提
供することが可能となる。 【００４９】図１及び２に、本発明に係るエポキシ樹脂
組成物を適用し得るインクジェット記録ヘッドの構成の
一例の主要部を示す。図１は、インクの流路に沿った断
面図であり、図２は、図１のインクジェット記録ヘッド
の斜視図である。 【００５０】この記録ヘッド１３は、吐出エネルギー発
生装置等が配置された基板１５上に、熱硬化性樹脂組成
物及び／又は活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化
物等を所定のパターンに成形して、少なくとも流路を形
成するようにした部材を積層接合した構成を有する。 【００５１】基板１５は、アルミナ等の放熱性のよい材
料からなる基体２０の表面に、蓄熱層１９、金属で形成
される発熱抵抗体層１８、アルミニウム等からなる電極
１７−１、１７−２、及び保護層１６をこの順に積層し
た構成を有し、電極１７−１、１７−２に通電すること
によって、発熱抵抗体層１８の電極が積層されていない
部分（ｎで示す領域内にある部分）に形成された吐出エ
ネルギー発生素子が発熱し、その上方に位置するインク
に熱エネルギーが作用するようになっている。 【００５２】記録に際して、インク２１は、溝１４の端
部微細開口である吐出口（オリフィス）２２まで充填さ
れ、その状態で、記録信号に対応して電極１７−１、１
７−２に通電されると、ｎで示される領域が急激に発熱
し、ここに接しているインク２１に膜沸騰による気泡が
発生し、その圧力でインク２１が吐出口２２より小液滴
２４となって吐出され、記録媒体２５に向かって飛翔す
る。 【００５３】本発明に係るインクジェット記録ヘッドで
は、吐出口面２９（図２）の少なくとも吐出口２２の開
口部周辺に、本発明に係るエポキシ樹脂組成物からなる
硬化皮膜３０が、撥水・撥インク剤として適用されてい
るため、この面に液滴が付着して液滴の吐出方向にずれ
が生じるのが防止される。しかも、本発明に係るエポキ
シ樹脂組成物からなる硬化皮膜は、吐出口面２９に対す
る密着性に優れるだけでなく、インクに有機溶剤、特に
極性有機溶剤が含有されていても、それによって撥水性
や密着性が損なわれることがない。 【００５４】図３は、図２に示したようなマルチヘッド
を組み込んだインクジェット記録装置の一例を示す図で
ある。図３において、６１はワイピング部材としてのブ
レードであり、その一端はブレード保持部材によって保
持されて固定端となり、カンチレバーの形態をなす。ブ
レード６１は、記録ヘッドより記録領域に隣接した位置
に配設され、又、本例の場合、記録ヘッドの移動経路中
に突出した形態で保持される。６２はキャップであり、
ブレード６１に隣接するホームポジションに配設され、
記録ヘッドの移動方向と垂直な方向に移動して吐出口と
当接し、キャッピングを行う構成を備える。 【００５５】更に、６３はブレード６１に隣接して設け
られたインク吸収体であり、ブレード６１と同様、記録
ヘッドの移動経路中に突出した形態で保持される。上記
ブレード６１、キャップ６２、インク吸収体６３によっ
て吐出回復部６４が構成され、ブレード６１及びインク
吸収体６３によってインク吐出口面からの水分、塵埃等
の除去が行われる。 【００５６】６５は、インクジェット方式により記録を
行う記録ヘッドで、例えば、図１、２で示したような熱
エネルギーによってインク等の液体を吐出する構成を有
する。６６は記録ヘッド６５を搭載して記録ヘッド６５
の移動を行うためのキャリッジである。キャリッジ６６
はガイド軸６７と摺動可能に係合し、キャリッジ６６の
一部はモーター６８によって駆動されるベルト６９と接
続（不図示）している。これによりキャリッジ６６はガ
イド軸６７に沿った移動、即ち、記録ヘッド６５による
記録領域及びその隣接した領域へ移動が可能となる。 【００５７】５１は、記録媒体を挿入するための給紙
部、５２は不図示のモーターにより駆動される紙送りロ
ーラーである。これらの構成によって記録ヘッドの吐出
口面と対向する位置へ記録媒体が給紙され、記録が進行
するにつれて排紙ローラー５３を介して排紙される。 【００５８】上記構成において、記録ヘッド６５が記録
終了時でホームポジションに戻る際、吐出回復部６４の
キャップ６２は記録ヘッドの移動経路から退避している
が、ブレード６１は移動経路中の突出している。この結
果、記録ヘッド６５の吐出口面がワイピングされる。
又、キャップ６２が記録ヘッド６５の吐出口面に当接し
てキャッピングを行う際には、キャップ６２は記録ヘッ
ドの移動経路中に突出するように移動する。 【００５９】記録ヘッド６５がホームポジションから記
録開始位置へ移動する場合、キャップ６２及びブレード
６１は上述したワイピング時の位置と同一の位置にあ
る。この結果、この移動においても記録ヘッド６５の吐
出口面はワイピングされる。上述の記録ヘッドのホーム
ポジションへの移動は、記録終了時や吐出回復時ばかり
でなく、記録ヘッドが記録のための記録領域を移動する
間に所定の間隔で記録領域に隣接したホームポジション
へ移動し、この移動に伴って上記ワイピングが行われ
る。 【００６０】インクジェット記録装置では、カラー記録
の場合は、１ヘッド中に、シアン用、マゼンタ用、イエ
ロー用及びブラック用の吐出口を並列した記録ヘッドを
用いて行うことができる。又、各色の記録ヘッドを独立
して並列して配設して用いてもよい。これらの場合、各
色の吐出は、１つの吐出口から行ってもよいし、各色に
ついて同時に複数の吐出口から吐出を行って、２以上の
同一色の液滴が記録媒体に同時に付着するようにしても
よい。 【００６１】本発明の記録ヘッドは、これまで説明した
本発明に係るエポキシ樹脂組成物からなる撥インク処理
材料によって表面処理され、後述の実施例に示すような
化学的な性質を有するので、インクの付着が少ない、或
いは付着したインクが極めて容易にクリーニング用ワイ
パーブレードにて除去される。よって、印字の実質の持
続性が飛躍的に高くなる。 【００６２】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて
表面処理する際の具体的な方法に関して、以下に例示す
る。本発明に係るエポキシ樹脂組成物からなる塗布皮膜
を活性エネルギー線で硬化させる例について説明する
が、この場合には、触媒として、光によってラジカルを
放出するトリアジン系カチオン触媒を添加して用いる。 【００６３】＜皮膜形成方法＞この方法で用いる本発明
に係るエポキシ樹脂組成物は、非極性有機溶剤中に溶解
した状態の塗布液として用いられる。形成する皮膜の膜
厚が数μｍと薄い場合には、ロールコーター、スピンコ
ーター、スプレイコーター等の通常の精密塗布装置を用
いて塗布液を塗布するとよい。 【００６４】パターン状に基板表面を処理する第１の方
法は、前記のようにして形成した塗布皮膜上に所望のパ
ターンを有するマスクを用いて活性エネルギー線の選択
的な照射を行い、次いで現像液を用いた現像処理を行な
って、未硬化の皮膜を除去することによって達成され
る。これらの基本的な工程はフォトリソグラフィー法と
同じであるが、現像液としては、本発明に係るエポキシ
樹脂組成物からなる皮膜に適した溶剤或いは溶剤組成物
を選択することが必要である。現像液としては、芳香族
炭化水素類、ケトン類、エステル類、グリコールエーテ
ル類等、及びそれらの混合物を使用することができる。
上記皮膜の硬化反応の完結を期すためには、現像後に更
に、加熱、或いは活性エネルギー線の照射を更に行うこ
とが望ましい。 【００６５】パターン状に基板の表面を処理する第２の
方法は、前記の方法と同様にして、塗布液を基材に塗布
及び乾燥して塗布皮膜を形成する第１の工程（ｉ）、重
合を促す活性エネルギー線による全面照射により皮膜の
硬化を行う第２の工程（ii）、硬化皮膜の所望の部位を
選択的に除去するように、崩壊性の活性エネルギー線を
照射する第３の工程（iii）を、この順序に施すことに
よって行う。重合を促す活性エネルギー線としては、波
長が２５０〜４８０ｎｍの光を豊富に含む紫外線が用い
られる。崩壊性の活性エネルギー線としては、波長が２
１０ｎｍ以下の光、エキシマーレーザー等を用いる。上
記第２の方法においても皮膜の硬化を完結させるために
は、何れかの段階で皮膜の熱処理や重合性の活性エネル
ギー線の照射を行うことが望ましい。 【００６６】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、以上
のような皮膜形成方法に適用することで、極性有機溶剤
のように撥水剤の密着性を損なう成分を含む液体や物質
との接触機会のある場所に適用する撥水剤又は撥水性塗
料として、更には、インクジェット記録ヘッドの吐出口
面の撥水・撥インク処理に好適に用いることができる。 【００６７】 【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に詳しく説明する。尚、文中「％」とあるのは特に断り
のない限り質量基準である。先ず、本発明に係るエポキ
シ樹脂組成物の構成例１〜４を以下に例示する。以下の
比率は固形分の質量比率を示す。尚、下記において使用
した樹脂Ａ−１は、先に例示した構造を有する樹脂であ
る。 【００６８】（組成物例１：実施例１で使用） Ａ−１：２，４−トリクロロメチル−６−（４’−メト
キシナフチル）−ｓ−トリアジン＝９６：４ 【００６９】（組成物例２：実施例２で使用） Ａ−１：２，４−トリクロロメチル−６−ピペロニル−
ｓ−トリアジン＝９４：６ 【００７０】（組成物例３：実施例３で使用） Ａ−１：２，４−トリクロロメチル−６−ピペロニル−
ｓ−トリアジン：１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサ
フルオロイソプロピル）ベンゼン＝９５：５：２５ 【００７１】（組成物例４：実施例４で使用） Ａ−１：２，４−トリクロロメチル−６−ピペロニル−
ｓ−トリアジン：１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサ
フルオロイソプロピル）ベンゼン：２，２−ビス（４−
グリシジルオキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン＝
８０：５：２５：２５ 【００７２】実施例１〜４ 先の成分からなる組成物例１〜４の組成物を、ソルベッ
ソ１００（芳香族炭化水素）／アイソパーＧ（脂肪族炭
化水素）混合溶剤（質量比１：１）へ加えて溶解し、濃
度３０〜４０％の溶液を作成した。これらの溶液をそれ
ぞれ５μｍの厚さの熱酸化膜を有するシリコーンウエフ
ァー上に、ウエットで１〜３μｍの厚さにスピンナーを
用いて塗布した。次いで、この基材を１１０℃のホット
プレート上で５分間乾燥して溶剤を除去して皮膜を形成
した。この４枚の基板に、高圧水銀灯を用いた紫外線照
射装置にて２ジュール／ｃｍ²の積算量の紫外線を照射
して、皮膜を硬化させた。次に、１５０℃の炉で１５分
間加熱して硬化反応を完結させた。作成した４枚の基板
を用いて以下の測定を実施し、シリコーンウエファー基
板の表面状態を評価した。 【００７３】Ｔ１：接触角の測定 純水、オレイン酸の１０％水溶液、グリセリン２０％水
溶液、及び界面活性剤１％水溶液（ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル；ＨＬＢ＝１０）の４種類の各
液体を用いて、上記各基板の表面に形成された硬化皮膜
の静的接触角の測定を行なった。その際、接触角計（商
品名：ＣＡＸ−１５０；協和界面科学（株）社製）を用
い、常温にて測定を行った。 【００７４】Ｔ２：染料水溶液への浸漬後の接触角（前
進接触角、後退接触角）の測定 ダイレクトブラック１６８（水溶性染料）の３％水溶液
（ｐＨ＝１０．３）を調製し、この中に、前記で得た表
面に硬化皮膜を有する実施例１〜４の各基板を、６０℃
で７日間浸漬した。その後、各基板を純水にて洗浄及び
乾燥し、上記で調製した染料水溶液に対する前進接触角
及び後退接触角を、先に使用したと同様の接触角計を用
いて測定した。尚、これらの接触角の測定には拡張収縮
法を用いた。 【００７５】Ｔ３：長期印字耐久性 図４に示したようにして、予め吐出エネルギー発生素子
４０２等が設けられた被処理基板４０１上に（図４−ａ
及び４−ｂ参照）、ポジ型フォトレジスト（商品名ＯＤ
ＵＲ−１０１０、東京応化工業製）を膜厚１３μｍにな
るようにスピンコートし、レジスト層４０３を形成した
（図４−ｃ参照）。次に、レジスト層４０３上に、図５
の、５−ａに示したように、流路形成用材料５０１とし
て、下記表１の組成を有するエポキシ樹脂組成物を２５
μｍの層厚で積層した。そして、流路形成用材料層５０
１を積層後、ホットプレート上で８０℃３分間乾燥を行
った。 【００７６】【００７７】次に、こうして得られた積層体上に、図５
−ｂに示すように、組成物例１〜４を含む前記実施例１
〜４の溶液を個々にスピンコートにて塗布して皮膜５０
２を形成した。このようにして形成した第１（５０１）
及び第２（５０２）の感光性樹脂層に対して、吐出口部
のパターンが形成されたマスク（不図示）を介して、キ
ヤノン製マスクアライナーＭＰＡ６００を用いて１．０
ジュール／ｃｍ²の紫外線露光、及び９０℃４分間の加
熱処理した後に、ＭＩＢＫ／キシレン＝２／３の現像液
に浸漬して吐出口部５０３を形成した（図５−ｃ参
照）。次いで図５−ｄに示すように、Ｓｉ製の基板４０
１を裏面より異方性エッチングによりインク供給口５０
４を形成し、最後に図５−ｅに示したように、ポジ型フ
ォトレジスト４０３を除去し、更に第１（５０１）及び
第２（５０２）の感光性樹脂層を完全に硬化する目的で
２００℃／１時間加熱処理を行って、ノズルを完成させ
た（図５−ｅ参照）。 【００７８】更に、こうして得られたノズルを組み込ん
だインクジェット記録ヘッドに所定の電気配線を行っ
て、プリンタに組み込み、純水／グリセリン／フードブ
ラック２（水溶性黒色染料）／Ｎ−メチルピロリドン＝
７０／１５／３／１２（質量部）からなるインクジェッ
ト用インクを用いて、下記のようにして長期印字耐久試
験を行った。その結果を表２に整理した。 【００７９】長期印字耐久試験は、文書とインクの着弾
精度を評価するパターンを１００枚印字して、最終の印
字サンプルからドットの乱れを下記の基準で評価した。
この結果をＴ３−１とした。 評価Ａ：ドット位置の乱れがなく、文字は鮮明である。 評価Ｂ：ドット位置の乱れが少々あるが、文字の品位へ
の影響は軽微である。 評価Ｃ：ドット位置の乱れがかなりあり、文字も鮮明さ
が低下している。 評価Ｄ：ドットの欠け、文字品位の大幅な低下が発生し
ている。 【００８０】又、使用したプリントヘッドの表面を観察
し、インクの付着量を下記の基準で評価した。この結果
をＴ３−２とした。 評価Ａ：ノズル表面にインク滴が殆どない。 評価Ｂ：ノズル表面に小さいインク滴が見られる。 評価Ｃ：ノズルの吐出口近傍に大きなインク滴がある。 【００８１】比較例１ 本発明に係るエポキシ樹脂組成物における触媒をルイス
酸のオニウム塩のＵＶＩ−６９７４（ＵＣＣ製）に代
え、溶剤を極性溶剤のジエチレングリコールジメチルエ
ーテル／酢酸ブチル＝８／２（質量比）に代える以外は
実施例１〜４と同様にして、シリコーンウエファー基板
の表面処理を行った。そして、得られた基板について、
前記した実施例１〜４の場合と同様に、Ｔ１〜Ｔ３の評
価を実施した。その結果を表２に示した。 【００８２】 【００８３】表２に示したように、本発明に係るエポキ
シ樹脂組成物からなる実施例の皮膜は、接触角が高く、
且つその持続性において良好であった。又、インクに長
期に接触してもプリントヘッド表面におけるインクの付
着がなく、結果として、ドットの着弾精度がよく、印字
品位を長く維持できるようになることがわかる。 【００８４】実施例５ 実施例１及び３で用いた組成物例１及び３を、ポリエー
テルサルフォンの成形板にスピンナーにて、溶剤蒸発後
の膜厚で約２μｍになるようにそれぞれ塗布及び乾燥し
た。これらの基板に高圧水銀灯から合計１０ジュール／
ｃｍ²の光を照射し、皮膜の重合硬化を行った。次いで
この基板にビーム径５μｍに収斂した波長１９５ｎｍの
エキシマーレーザー光を皮膜の上方から照射して、ノズ
ル穴開け加工を行った。穴開けは良好に行われ、エッジ
部にも分解残渣は少なく、良好な加工状態であった。こ
の結果、本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、紫外線レ
ーザーによる加工にも優れた適性を有することがわかっ
た。 【００８５】比較例２ 比較例１で使用したと同じ撥水処理剤をポリエーテルサ
ルフォンの成形板にスピンナーにて、溶剤蒸発後の膜厚
で約２μｍに塗布した。この基板に高圧水銀灯から合計
１０ジュール／ｃｍ²の光を照射し、重合を行った。次
いで、この基板にビーム径５μｍに収斂した波長１９５
ｎｍのエキシマーレーザー光を皮膜の上方から照射し
て、ノズル穴開け加工を行った。穴開けは良好に行え
ず、表面状態も不均一であった。解析の結果、撥水処理
剤中の極性溶媒によってポリエーテルサルフォンが溶解
していることが原因であると推定した。 【００８６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撥水剤の成膜性や密着性を損なう成分を含む溶液や物質
との接触機会のある場所に適用する、撥水剤又は撥水性
塗料として好適なエポキシ樹脂組成物が提供される。
又、本発明によれば、常に同じ表面状態を持続できる表
面改質処理が可能なエポキシ樹脂組成物が提供される。 【００８７】更に、本発明によれば、上記したエポキシ
樹脂組成物で基材の表面処理を行うことで、ノズル表面
を常に同じ表面状態に維持でき、インクに長期に接触し
ても、プリントヘッド表面におけるインクの付着がな
く、結果として、ドットの着弾精度がよく、印字品位を
長く維持できるインクジェット記録ヘッド、及びインク
ジェット記録装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】インクジェット記録ヘッドの構成の一例の主要
部を示す図である。 【図２】図１の斜視図である。 【図３】マルチヘッドを組み込んだインクジェット記録
装置の一例を示す図である。 【図４】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて記録
ヘッドを形成する方法の一例を説明する模式図である。 【図５】本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いて記録
ヘッドを形成する方法の一例を説明する模式図である。 【符号の説明】 １３：記録ヘッド １４：インク溝 １５：基板 １６：保護層 １７−１、１７−２：電極 １８：発熱抵抗体層 １９：蓄熱層 ２０：基体 ２１：インク ２２：オリフィス（吐出口） ２３：メニスカス ２４：小液滴 ２５：記録媒体 ２９：吐出口面 ３０：硬化皮膜 ５１：給紙部 ５２：紙送りローラー ５３：排紙ローラー ６１：ワイピング部材 ６２：キャップ ６３：インク吸収体 ６４：吐出回復部 ６５：記録ヘッド ６６：キャリッジ ６７：ガイド軸 ６８：モーター ６９：ベルト ４０１：被処理基板 ４０２：吐出エネルギー発生素子 ４０３：レジスト層 ５０１：流路形成用材料 ５０２：皮膜 ５０３：吐出口部 ５０４：インク供給口

フロントページの続き (72)発明者 野口 弘道 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF65 AF93 AP02 AP12 AP13 AP57 AP60 4J002 CD191 EU186 FD146 GH00 GP03 HA05 4J100 AB02S AL08P AL08Q AL08R BA81Q BB18R BC54P CA06 JA01 JA37

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 １分子中に撥水性を有する基を１個以上
   及び環状脂肪族エポキシ基を２個以上有するエポキシ樹
   脂と、トリアジン系カチオン重合触媒と、非極性の溶剤
   とを少なくとも含有することを特徴とするエポキシ樹脂
   組成物。