JP2010023525A - Inkjet head and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid repellent material of an inkjet head which can bring about high image recording quality and to provide high liquid repellency, high durability to wiping off (maintaining high liquid repellency), easiness of wiping off, and high adhesion to a nozzle material at the same time. <P>SOLUTION: The inkjet head provided with a nozzle surface having liquid repellency is manufactured. The nozzle surface includes a condensation product prepared from a hydrolyzable silane compound having a fluorine containing group, and a hydrolyzable silane compound having a cation-polymerizable group. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドの中のノズルの表面における撥液加工である。   The present invention is a liquid repellent process on the surface of a nozzle in an inkjet head.

最近、インクジェット記録システムにおける記録特性をより進歩させるために、より小さな液滴、より高い駆動頻度およびより多数のノズルという性能の向上を目指す技術開発が続いている。画像記録は、液体を、代表的に紙である記録媒体に付着する小さな液滴として、射出開口部から射出することによって実行される。   Recently, in order to further advance the recording characteristics in an ink jet recording system, technological developments aiming to improve the performance of smaller droplets, higher driving frequency and more nozzles are continuing. Image recording is performed by ejecting liquid as small droplets that adhere to a recording medium, typically paper, from an ejection opening.

当分野では、射出開口部表面(吐出口は開口する表面)をいつも同じ状態に保って射出性能を維持するために、表面処理の重要性が増しつつある。   In this field, the importance of surface treatment is increasing in order to maintain the injection performance by always keeping the injection opening surface (the discharge opening is the opening surface) in the same state.

さらに、インクジェットヘッドにおける射出開口部表面の状態を維持するために、表面に残ったインクを、例えばゴムブレードによって定期的に拭き取るのが普通である。簡単な拭き取りおよび拭き取り耐久性のために、撥液材料が求められている。   Further, in order to maintain the state of the surface of the ejection opening in the ink jet head, it is common to periodically wipe the ink remaining on the surface with, for example, a rubber blade. Liquid repellent materials are required for easy wiping and wiping durability.

多くの場合、インクジェットヘッドに用いられるインクは中性でないので、撥液材料がインクに対する耐久性を有すること、ノズルに対する接着強さを有することも必要である。   In many cases, since the ink used in the ink jet head is not neutral, it is also necessary that the liquid repellent material has durability against the ink and adhesion strength to the nozzle.

さらに、近年、高品質画像を得るために、ノズルには精密なノズル構造が必要なので、撥液材料がフォトリソグラフィーによるパターン形成に対応する感光特性を有することも必要である。   Furthermore, in recent years, in order to obtain a high-quality image, the nozzle needs a precise nozzle structure. Therefore, it is also necessary that the liquid repellent material has a photosensitive characteristic corresponding to pattern formation by photolithography.

本発明は、ノズルの表面における撥液加工に、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を利用する。   The present invention utilizes a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group for liquid repellent finishing on the surface of a nozzle.

以下の公式報告は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を用いる従来の例として掲げる。   The following official report is given as a conventional example using a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group.

特開平06−171094号および特開平06−210857号公報は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を用いて前もって酸化物粒子層を形成したノズル表面に、いわゆるシランカップリング加工を実施する方法を示している。   Japanese Patent Laid-Open Nos. 06-171094 and 06-210857 disclose a method of performing a so-called silane coupling process on a nozzle surface in which an oxide particle layer is formed in advance using a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group. Is shown.

しかし、上記の方法では、十分な拭き取り耐久性は得られない。さらに、上記のシステムで撥液材料に感光特性を付与することは難しい。   However, with the above method, sufficient wiping durability cannot be obtained. Furthermore, it is difficult to impart photosensitive characteristics to the liquid repellent material with the above system.

米国特許第5,910,372号、欧州特許第778869号および特表平10−505870号公報は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物および基板と反応する置換基を有するシラン化合物を含む縮合組成物からなるコーティングおよびインクジェットノズルへの利用の可能性を示している。基質と反応する置換基としてアミノ基、カルボキシル基などが挙げられている。   US Pat. No. 5,910,372, European Patent No. 778869, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-505870 disclose condensation comprising a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a silane compound having a substituent that reacts with a substrate. It shows the potential for use in coatings and ink jet nozzles comprising the composition. Examples of substituents that react with the substrate include amino groups and carboxyl groups.

上記組成物では、撥液層の架橋は、加水分解および縮合によるシロキサンネットワークの形成を意味する。   In the above composition, crosslinking of the liquid repellent layer means formation of a siloxane network by hydrolysis and condensation.

一般に、架橋したシロキサンネットワークは、インクジェット記録システムで用いられるインクの影響を、特にインクが中性水溶液でないときに受ける。シロキサンネットワークは再び加水分解し、液体撥水性は低下する。さらに、上記組成物の感光特性には言及していない。   In general, crosslinked siloxane networks are affected by the inks used in ink jet recording systems, especially when the ink is not a neutral aqueous solution. The siloxane network is again hydrolyzed and the liquid repellency is reduced. Furthermore, the photosensitive properties of the composition are not mentioned.

米国特許第6,283,578号、欧州特許第816094号明細書は、光ラジカル重合性基を有するシラン化合物による、撥液性のための表面処理を開示している。この組成物では、撥液層の架橋は、シロキサンネットワークの形成および光ラジカル重合を意味する。光ラジカル重合は感光特性対応する。撥液性は、シロキサンネットワークそれ自体から導かれる。   US Pat. No. 6,283,578 and European Patent No. 816094 disclose surface treatment for liquid repellency with a silane compound having a radical photopolymerizable group. In this composition, cross-linking of the liquid repellent layer means formation of a siloxane network and radical photopolymerization. Photoradical polymerization corresponds to photosensitive properties. Liquid repellency is derived from the siloxane network itself.

さらに、上記明細書は、高い撥液性が必要なとき、上記シロキサン構造の上の第二の層として、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のコーティングを参照している。   Furthermore, the above specification refers to a coating of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group as the second layer on the siloxane structure when high liquid repellency is required.

しかし、上記二層構成では、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物層それ自体には感光特性がまったくないので、感光特性を付与できない。   However, in the above two-layer structure, the hydrolyzable silane compound layer having a fluorine-containing group itself has no photosensitivity, so that no photosensitivity can be imparted.

応用物理学会誌欧文誌(Japanese Journal of Applied Physics)第41巻(2002年)3896〜3901頁は、アルカリ性インク中で優れた耐久性を示す撥液層として、特定のアリールシランと、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物との縮合生成物を開示している。しかし、この上記組成物では、感光特性の追加は難しい。   The Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics, Vol. 41 (2002), pages 3896 to 3901, includes a specific arylsilane and a fluorine-containing group as a liquid repellent layer exhibiting excellent durability in alkaline inks. Condensation products with hydrolyzable silane compounds having However, with this composition, it is difficult to add photosensitive characteristics.

さらに、本出願人は、高品質IJ記録方法として、特開平04−10940号から特開平04−10942号公報に示した方法を提案した。   Further, the present applicant has proposed the methods shown in Japanese Patent Laid-Open Nos. 04-10940 to 04-10942 as high-quality IJ recording methods.

さらに、本出願人は、特開平04−10940号から特開平04−10942号公報に示した上記IJ記録方法のための最適なIJヘッドの製造法として、特開平06−286149号に示した方法を提案した。   Further, the present applicant has disclosed a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-286149 as an optimum method for manufacturing an IJ head for the above-mentioned IJ recording method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 04-10940 to 04-10942. Proposed.

上記方法は、ノズル部分のために感光材料を用い、フォトリソグラフィー技術によって精密なノズル構造を実現する。   In the above method, a photosensitive material is used for the nozzle portion, and a precise nozzle structure is realized by a photolithography technique.

上記の従来の例でここに示した撥液材料は、感光特性をもたせることが難しく、フォトリソグラフィー技術を用いるノズル作製への利用は困難であった。   The liquid repellent material shown here in the above conventional example is difficult to impart photosensitive characteristics, and it has been difficult to use it for nozzle production using photolithography technology.

一方、本出願人は、上記特開平06−286149号に適用できる感光特性を有する撥液材料として、特開平H11−322896号、特開平11−335440号、特開2000−322896号公報に公表した材料を提案した。   On the other hand, the present applicant has published in Japanese Patent Laid-Open Nos. H11-322896, 11-335440, and 2000-322896 as liquid repellent materials having photosensitive characteristics applicable to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 06-286149. Suggested materials.

上記の撥液材料は、感光特性、高い撥液性およびノズル材料との凝着力等に関して優れているが、より高品質の画像をより高速に出力する必要があるので、さらに高い撥液性、拭き取りに対する耐久性(高い撥液性を維持する)および拭き取りの容易さが必要である。   The above liquid repellent material is excellent in terms of photosensitivity, high liquid repellency and adhesion with the nozzle material, etc., but because it is necessary to output a higher quality image at a higher speed, higher liquid repellency, There is a need for durability against wiping (maintaining high liquid repellency) and ease of wiping.

米国特許第5、644、014号、欧州特許第587667号および日本特許第3306442号は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を用いる撥液材料を示している。   US Pat. No. 5,644,014, European Patent No. 587667 and Japanese Patent No. 3306442 show liquid repellent materials using hydrolyzable silane compounds having fluorine-containing groups.

上記材料は、光ラジカル重合を用いる光硬化性を示しているが、フォトリソグラフィー技術を用いるパターンの作製にもインクジェットヘッドへの利用にも言及していない。   Although the above materials exhibit photocurability using photoradical polymerization, they do not mention the production of patterns using photolithography techniques or the use in inkjet heads.

特開平06−171094号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-171094 特開平06−210857号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-210857 米国特許第5,910,372号明細書US Pat. No. 5,910,372 欧州特許第778869号明細書European Patent No. 778869 特表平10−505870号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505870 米国特許第6,283,578号明細書US Pat. No. 6,283,578 欧州特許第816094号明細書EP 816094 Specification 特開平04−10940号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-10940 特開平04−10942号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-10942 特開平06−286149号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-286149 特開平H11−322896号公報Japanese Patent Laid-Open No. H11-322896 特開平11−335440号公報JP-A-11-335440 特開2000−322896号公報JP 2000-322896 A 米国特許第5、644、014号明細書US Pat. No. 5,644,014 欧州特許第587667号明細書European Patent No. 587667 日本特許第3306442号明細書Japanese Patent No. 3306442

応用物理学会誌欧文誌(Japanese Journal of Applied Physics)第41巻(2002年)3896〜3901頁Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics, Volume 41 (2002), pages 3896-3901

本発明は、上記の多数の点を考慮してなされ、高い撥液性、拭き取りに対する高い耐久性(高い撥液性を維持する)、拭き取りの容易さおよびノズル材料への高い接着力を同時に提供するために、および高品質画像記録を実現するインクジェットヘッドの撥液材料を提供するために実行される。   The present invention is made in consideration of the above-mentioned many points, and simultaneously provides high liquid repellency, high durability against wiping (maintaining high liquid repellency), ease of wiping and high adhesion to the nozzle material. In order to achieve this, and to provide a liquid repellent material for an inkjet head that realizes high-quality image recording.

さらに、本発明は、上記撥液材に感光特性を付与し、高品質画像記録のためのインクジェットヘッドの製造方法を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides a method for producing an ink jet head for high-quality image recording by imparting photosensitive properties to the liquid repellent material.

上記目的を達成するように設計された本発明は、射出表面は撥液特性を有し、前記射出開口部表面はフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物およびカチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物を含む縮合生成物でつくられるインクジェットヘッドである。   Designed to achieve the above object, the present invention is characterized in that the injection surface has liquid repellency and the injection opening surface has a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a cationically polymerizable group. An ink jet head made of a condensation product containing a silane compound.

上記目的を達成するように設計された別の本発明は、
光重合性樹脂層の上に光重合性撥液層を作製した後、同時にパターン露光および現像することによって、撥液特性を有するノズル表面を作製することを含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、前記光重合性撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物との縮合生成物を含有するものであるインクジェットヘッドを製造する方法である。
Another invention designed to achieve the above object is:
A method for producing an ink jet head comprising producing a nozzle surface having liquid repellency by simultaneously forming a photopolymerizable liquid repellent layer on a photopolymerizable resin layer and then simultaneously performing pattern exposure and development. The photopolymerizable liquid repellent layer produces an ink jet head containing a condensation product of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. Is the method.

さらに、
基板上のインク射出圧発生素子の上に可溶性樹脂材料でインク通路パターンを作製すること、
前記可溶性樹脂材料パターンの上に、重合性コーティング樹脂層を作製すること、
前記コーティング樹脂層の上に撥液層を作製すること、
インク射出圧発生素子の上方の前記コーティング樹脂層および前記撥液層を除去することによって、インク射出開口部を作製すること、
前記可溶性樹脂材料パターンを溶解すること
を含むインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物との縮合生成物を含有する方法
は好ましい。
further,
Producing an ink passage pattern with a soluble resin material on the ink ejection pressure generating element on the substrate;
Producing a polymerizable coating resin layer on the soluble resin material pattern;
Producing a liquid repellent layer on the coating resin layer;
Creating an ink ejection opening by removing the coating resin layer and the liquid repellent layer above the ink ejection pressure generating element;
A method for manufacturing an inkjet head, comprising dissolving the soluble resin material pattern,
A method in which the liquid repellent layer contains a condensation product of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group is preferable.

本発明によれば、上記の多数の点を考慮してなされ、高い撥液性、拭き取りに対する高い耐久性(高い撥液性を維持する)、拭き取りの容易さおよびノズル材料への高い接着力を同時に提供するために、および高品質画像記録を実現するインクジェットヘッドの撥液材料を提供することができる。   According to the present invention, it is made in consideration of the above-mentioned many points, and has high liquid repellency, high durability against wiping (maintaining high liquid repellency), easy wiping and high adhesion to the nozzle material. It is possible to provide a liquid repellent material for an ink jet head that is provided simultaneously and that realizes high-quality image recording.

さらに、本発明によれば、上記撥液材に感光特性を付与し、高品質画像記録のためのインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, a photosensitive property can be imparted to the liquid repellent material, and an ink jet head manufacturing method for high quality image recording can be provided.

1A〜1Dは、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の例を示す図である。1A to 1D are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing an inkjet head according to the present invention. 2A〜2Dは、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の別の例を示す図である。2A to 2D are diagrams showing another example of the method of manufacturing the ink jet head according to the present invention. 3A〜3Dは、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法のさらに別の例を示す図である。3A to 3D are views showing still another example of the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention. 3E〜3Gは、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法のさらに別の例を示す図である。3E to 3G are views showing still another example of the method of manufacturing the ink jet head according to the present invention. 3Hから3Kは、本発明によるインクジェットヘッドの製造方法のさらに別の例を示す図である。3H to 3K are views showing still another example of the method of manufacturing the ink jet head according to the present invention.

本発明を、詳しく説明する。上記のように、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物をインクジェットヘッドの撥液層に用いることは公知である。   The present invention will be described in detail. As described above, it is known to use a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group for a liquid repellent layer of an inkjet head.

しかし、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を、加水分解反応によってノズル表面と反応させ、ほぼ単分子層の撥液層を作製すると、ノズル表面を清浄にするための拭き取り操作で撥液層は剥離し、ノズル表面の撥液性能を維持できない。一般に、撥液層は、中性でない記録液と常に接触するので、撥液性は加水分解反応のせいで劣化する。その上、高精度ノズル構造を作製するために感光特性を付与するのが難しかった。本発明者らは鋭意検討の結果、上記課題は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物とカチオン重合性基を有する加水分解化合物との縮合生成物で撥液層を作製することによって解決できることを見いだした。   However, when a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is reacted with the nozzle surface by a hydrolysis reaction to produce a substantially monomolecular liquid-repellent layer, the liquid-repellent layer is removed by a wiping operation to clean the nozzle surface. Peels off, and the liquid repellency of the nozzle surface cannot be maintained. In general, since the liquid repellent layer is always in contact with a non-neutral recording liquid, the liquid repellency deteriorates due to a hydrolysis reaction. In addition, it has been difficult to impart photosensitive characteristics in order to produce a high-precision nozzle structure. As a result of intensive studies, the present inventors can solve the above problem by preparing a liquid repellent layer with a condensation product of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzed compound having a cationic polymerizable group. I found.

本発明の撥液層の構成によると、硬化した材料は、前記加水分解性シランから生成するシロキサン骨格(無機骨格)と、前記カチオン重合性基を硬化させることによる骨格(有機骨格、エポキシ基を用いるときはエーテル結合)とを有する。これによって、硬化した材料は、いわゆる有機−無機ハイブリッド硬化物材料となり、拭き取りおよびその記録液に対する耐久性は飛躍的に改善される。すなわち、本発明の撥液層は有機骨格を有するので、シロキサン骨格だけによって作製した撥液層と比べてその膜としての強さは改善すると考えられる。   According to the configuration of the liquid repellent layer of the present invention, the cured material has a siloxane skeleton (inorganic skeleton) generated from the hydrolyzable silane and a skeleton (organic skeleton, epoxy group) obtained by curing the cationic polymerizable group. When used, it has an ether bond). As a result, the cured material becomes a so-called organic-inorganic hybrid cured material, and the durability against wiping and its recording liquid is dramatically improved. That is, since the liquid repellent layer of the present invention has an organic skeleton, it is considered that the strength as a film is improved as compared with a liquid repellent layer produced by using only a siloxane skeleton.

さらに、有機骨格は、カチオン重合(一般にエーテル結合形成)によって生成するので、撥液層の骨格は記録液が中性でなくても加水分解し難い。従って、非常に優れた記録液抵抗性が得られる。ここで、有機骨格がラジカル重合によって生成するとき、メタクリルオキシ基で代表される多くのラジカル重合性基は、加水分解に対してむしろ弱いエステル結合を含み、記録液抵抗性の点で望ましくないことがある。本発明では、カチオン重合による有機骨格とシロキサン骨格とで形成された撥液層は、シロキサン骨格の再加水分解も減らし、記録液抵抗性の驚くべき改善に貢献する。   Further, since the organic skeleton is generated by cationic polymerization (generally forming an ether bond), the skeleton of the liquid repellent layer is hardly hydrolyzed even if the recording liquid is not neutral. Therefore, very excellent recording liquid resistance can be obtained. Here, when the organic skeleton is generated by radical polymerization, many radical polymerizable groups represented by methacryloxy groups contain ester bonds rather weak against hydrolysis, which is undesirable in terms of recording liquid resistance. There is. In the present invention, the liquid repellent layer formed of an organic skeleton by cation polymerization and a siloxane skeleton also reduces rehydrolysis of the siloxane skeleton, contributing to a surprising improvement in recording liquid resistance.

さらに、本発明によれば、撥液層が硬化するときにカチオン重合によってシロキサン骨格および有機骨格が生成することは、ノズル表面との化学結合の形成およびノズル表面への接着性の改善にも貢献する。特に、カチオン重合性ノズル層の上に撥液層を作製した後、撥液層およびノズル層を同時に硬化することは、特に接着性質の視点から望ましい。さらに、本発明の撥液層では、撥液層の中にカチオン光重合開始剤を含ませることで、光照射によって酸を発生させ、カチオン重合性基の重合によって撥液層を硬化させることを可能にする。普通、加水分解性シラン化合物の硬化(加水分解および縮合反応)は熱によって実行されるが、加水分解反応は酸の存在によって促進され、強固な骨格を作製することができる。さらに、上記実施態様では、撥液層に感光性を付与することが可能であり、精密なノズル構造を作製することができる。さらに、カチオン重合性ノズル層の上に撥液層を作製した後、撥液層およびノズル層を同時に硬化させる実施態様では、当然のことであるが撥液層とノズル層との両方にカチオン光重合開始剤を含ませれば、両方の層を硬化させることができる。本発明者らは、カチオン光重合開始剤を撥液層には含まないが、ノズル層だけには含む驚くべき実施態様においても、カチオン重合によって撥液層を硬化できることを見いだした。この現象は、光照射によってノズル層のカチオン光重合開始剤から発生した酸が撥液層に拡散して行くことができ、撥液層も硬化できるためと考えられる。上記実施態様の利点として、撥液層の硬化はノズル層が硬化する部分だけで起こるので、ノズルパターン形成の条件は撥液層に依存しない。すなわち、撥液層とノズル層との間の感光性の差異を考慮しなくてよい。一般に、二つ以上の感光性樹脂層の感光性の性質を完全に適合させることは難しい。   Furthermore, according to the present invention, the formation of a siloxane skeleton and an organic skeleton by cationic polymerization when the liquid repellent layer is cured contributes to the formation of chemical bonds with the nozzle surface and the improvement of adhesion to the nozzle surface. To do. In particular, it is particularly desirable from the viewpoint of adhesive properties to simultaneously cure the liquid repellent layer and the nozzle layer after forming the liquid repellent layer on the cationic polymerizable nozzle layer. Furthermore, in the liquid repellent layer of the present invention, by including a cationic photopolymerization initiator in the liquid repellent layer, an acid is generated by light irradiation, and the liquid repellent layer is cured by polymerization of a cationic polymerizable group. enable. Normally, the curing (hydrolysis and condensation reaction) of the hydrolyzable silane compound is performed by heat, but the hydrolysis reaction is accelerated by the presence of an acid, and a strong skeleton can be produced. Furthermore, in the above embodiment, it is possible to impart photosensitivity to the liquid repellent layer, and a precise nozzle structure can be produced. Further, in the embodiment in which the liquid repellent layer and the nozzle layer are simultaneously cured after the liquid repellent layer is prepared on the cationic polymerizable nozzle layer, it is natural that both the liquid repellent layer and the nozzle layer have cationic light. If a polymerization initiator is included, both layers can be cured. The present inventors have found that the liquid repellent layer can be cured by cationic polymerization even in a surprising embodiment in which the cationic photopolymerization initiator is not included in the liquid repellent layer but only in the nozzle layer. This phenomenon is considered because the acid generated from the cationic photopolymerization initiator of the nozzle layer by light irradiation can diffuse into the liquid repellent layer, and the liquid repellent layer can also be cured. As an advantage of the above embodiment, since the liquid repellent layer is cured only at the portion where the nozzle layer is cured, the conditions for forming the nozzle pattern do not depend on the liquid repellent layer. That is, it is not necessary to consider the difference in photosensitivity between the liquid repellent layer and the nozzle layer. In general, it is difficult to perfectly match the photosensitive properties of two or more photosensitive resin layers.

次に、本発明に用いられる撥液層の構成材料を詳しく説明する。   Next, the constituent materials of the liquid repellent layer used in the present invention will be described in detail.

フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物として、一般式(1)   As a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, the general formula (1)

Figure 2010023525
Figure 2010023525

で表されるフッ素化アルキル基を有するアルコキシシランが好適に用いられる。 An alkoxysilane having a fluorinated alkyl group represented by the formula is preferably used.

上記の式で、Rfは炭素原子に結合した1個から30個のフッ素原子を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数、好ましくは0または1、特に0である。 In the above formulas, R f is a non-hydrolyzable substituent having 30 fluorine atoms from one bonded to a carbon atom, R represents a non-hydrolyzable substituent, X is a hydrolyzable substituent, b is 0 To an integer of 2, preferably 0 or 1, in particular 0.

特定の好ましい置換基Rfは、CF3(CF2n−Z−であり、ここでnおよびZは下記一般式(4) A particular preferred substituent R f is CF 3 (CF 2 ) n —Z—, wherein n and Z are the following general formula (4)

Figure 2010023525
Figure 2010023525

におけるように定められ、式中、Xは一般式(1)と同じに定められ、好ましくはメトキシまたはエトキシ、Zは二価の有機基、nは0から20、好ましくは3から15、より好ましくは5から10の整数である。好ましくは、Zは10個を超えない炭素原子を含有し、Zは、より好ましくはメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、メチレンオキシ、エチレンオキシ、プロピレンオキシおよびブチレンオキシなど、6個を超えない炭素原子を有する二価のアルキレンまたはアルキレンオキシ基である。最も好ましいのはエチレンである。 In which X is as defined in general formula (1), preferably methoxy or ethoxy, Z is a divalent organic group, n is 0 to 20, preferably 3 to 15, more preferably Is an integer from 5 to 10. Preferably, Z contains no more than 10 carbon atoms, more preferably no more than 6 carbon atoms, such as methylene, ethylene, propylene, butylene, methyleneoxy, ethyleneoxy, propyleneoxy and butyleneoxy. A divalent alkylene or alkyleneoxy group having Most preferred is ethylene.

化合物4の例として、以下の化合物:
CF3−C24−SiX3
25−C24−SiX3
49−C24−SiX3
613−C24−SiX3
817−C24−SiX3
1021−C24−SiX3
が含まれるが、本発明はこれら以下の化合物に限定されない。Xは、メトキシ基またはエトキシ基である。
Examples of compound 4 include the following compounds:
CF 3 -C 2 H 4 -SiX 3 ;
C 2 F 5 -C 2 H 4 -SiX 3;
C 4 F 9 -C 2 H 4 -SiX 3;
C 6 F 13 -C 2 H 4 -SiX 3;
C 8 F 17 -C 2 H 4 -SiX 3;
C 10 F 21 -C 2 H 4 -SiX 3;
However, the present invention is not limited to the following compounds. X is a methoxy group or an ethoxy group.

上記では、縮合生成物は、それぞれが含有するフッ素原子の数が異なる、フッ素含有基を有する少なくとも二種の加水分解性シランを用いて調製される。   In the above, the condensation product is prepared using at least two hydrolyzable silanes having fluorine-containing groups, each having a different number of fluorine atoms.

例えば、C613−C24−SiX3、C817−C24−SiX3およびC1021−C24−SiX3が同時に用いられる場合である。上記フッ素含有基は、撥液層の表面に配列される傾向を有する。この時、異なる長さのフルオロアルキル基の存在下では、すべてのフルオロアルキル基が同じ長さを有する場合と比べて、表面のフッ化物濃度が高くなるので、本発明者らは、撥液性、拭き取り抵抗性および記録液抵抗性が改善されることを見いだした。この現象の理由については明らかでないが、フルオロアルキル基は直線の形状を有し、フッ素原子の高い電子密度の斥力に対して表面で最適な立体配座をとるので、異なる長さのフルオロアルキル基は、自身のより高い密度で存在できると考えられる。 For example, C 6 F 13 —C 2 H 4 —SiX 3 , C 8 F 17 —C 2 H 4 —SiX 3 and C 10 F 21 —C 2 H 4 —SiX 3 are used simultaneously. The fluorine-containing group tends to be arranged on the surface of the liquid repellent layer. At this time, in the presence of fluoroalkyl groups of different lengths, the fluoride concentration on the surface is higher than when all the fluoroalkyl groups have the same length. It has been found that wiping resistance and recording liquid resistance are improved. Although the reason for this phenomenon is not clear, the fluoroalkyl group has a linear shape and has an optimal conformation on the surface against the repulsive force of fluorine atoms with high electron density, so that the fluoroalkyl group of different lengths Can exist at their own higher density.

次に、カチオン重合性基を有するシラン化合物の例は、以下の一般式(2)   Next, examples of the silane compound having a cationically polymerizable group include the following general formula (2):

Figure 2010023525
Figure 2010023525

に示される。 Shown in

上記の式で、RCはカチオン重合性基を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数である。 In the above formula, R C is a non-hydrolyzable substituent having a cationic polymerizable group, R is a non-hydrolyzable substituent, X is a hydrolyzable substituent, and b is an integer of 0 to 2.

カチオン重合性有機基として、エポキシ基およびオキセタン基、ビニルエーテル基等によって表される環状エーテル基を用いることができる。入手の容易さおよび反応制御の観点で、エポキシ基が好ましい。   As the cationically polymerizable organic group, a cyclic ether group represented by an epoxy group, an oxetane group, a vinyl ether group, or the like can be used. From the viewpoints of availability and reaction control, an epoxy group is preferred.

より詳しくは、以下の化合物が例として好ましい。グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリエトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン等。   More specifically, the following compounds are preferred as examples. Glycidoxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, epoxycyclohexylethyltriethoxysilane and the like.

本発明は、上記化合物に限定されない。   The present invention is not limited to the above compounds.

本発明では、撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物とカチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とを含む硬化縮合生成物からなる。より好ましくは、硬化縮合生成物は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物およびカチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物に加えて、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物を含む。前記アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物は、撥液層の物理的性質を制御するために有用である。   In the present invention, the liquid repellent layer comprises a cured condensation product containing a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. More preferably, the cured condensation product contains an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound in addition to the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. Including. The alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound is useful for controlling the physical properties of the liquid repellent layer.

前記アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の例は、以下の一般式(3)   Examples of the alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compounds are represented by the following general formula (3)

Figure 2010023525
Figure 2010023525

に示される。 Shown in

aは、置換または非置換アルキルおよび置換または非置換アリールから選ばれる非加水分解性置換基、Xは、加水分解性置換基、aは0から3の整数である。特に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等が挙げられる。本発明は、上記化合物に限定されない。 R a is a nonhydrolyzable substituent selected from substituted or unsubstituted alkyl and substituted or unsubstituted aryl, X is a hydrolyzable substituent, and a is an integer of 0 to 3. In particular, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyl Examples include triethoxysilane, propyltripropoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane. The present invention is not limited to the above compounds.

縮合生成物の組成、すなわち上記本発明の成分であるフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物、前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物およびアルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の組み合わせ比は、使用法によって適切に定められる。フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の添加量については、0.5から20モル%、好ましくは1から10モル%であることが望ましい。添加量がこれより低いと十分な撥液性が得られず、添加量がこれより高いと均一な撥液層が得られない。撥液層の表面の均質性が十分でないと、光は撥液層の表面で散乱する。それは、撥液層が感光性を有するとき、特に望ましくない。   Composition of condensation product, that is, hydrolyzable silane compound having fluorine-containing group which is a component of the present invention, hydrolyzable silane compound having cationic polymerizable group and alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane The combination ratio of the compounds is appropriately determined depending on the usage. The addition amount of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is 0.5 to 20 mol%, preferably 1 to 10 mol%. When the addition amount is lower than this, sufficient liquid repellency cannot be obtained, and when the addition amount is higher than this, a uniform liquid repellent layer cannot be obtained. If the surface uniformity of the liquid repellent layer is not sufficient, light is scattered on the surface of the liquid repellent layer. It is particularly undesirable when the liquid repellent layer has photosensitivity.

さらに、前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物と、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物との組み合わせ比は、10:1〜1:10の望ましい範囲を有する。   Furthermore, the combination ratio of the hydrolyzable silane compound having the cationic polymerizable group and the alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound has a desirable range of 10: 1 to 1:10.

一般に、インクジェットヘッドの撥液層では、ほとんど凹凸のない平らな表面を有することが望ましい。凹凸を有する撥液層は、記録液の液滴に対して高い撥液性(高い前進接触角または高い静止接触角)を示す。しかし拭き取り操作等において記録液で撥液層をこすると、凹の部分に記録液が残り、その結果撥液層の撥液性が損なわれることがある。記録液が顔料、すなわち色材粒子を含有する実施態様では、色材粒子が凹の部分に入って付着するので、この現象は著しい。従って、撥液層の凹凸を示す表面粗さRaについては、5.0nm未満であることが望ましく、Raは1.0nm未満であることが特に望ましい。本発明では、平らな表面を有する撥液層を作製することは、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の量を制御すること、およびアルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の量を適切に制御することによって実現される。   Generally, it is desirable that the liquid repellent layer of an inkjet head has a flat surface with almost no unevenness. The liquid repellent layer having irregularities exhibits high liquid repellency (high advance contact angle or high static contact angle) with respect to the recording liquid droplets. However, when the liquid repellent layer is rubbed with the recording liquid in a wiping operation or the like, the recording liquid remains in the concave portion, and as a result, the liquid repellency of the liquid repellent layer may be impaired. In an embodiment in which the recording liquid contains pigment, i.e., colorant particles, this phenomenon is significant because the colorant particles enter and adhere to the concave portions. Therefore, the surface roughness Ra indicating the unevenness of the liquid repellent layer is preferably less than 5.0 nm, and Ra is particularly preferably less than 1.0 nm. In the present invention, producing a liquid repellent layer having a flat surface controls the amount of hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, and includes an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. This is achieved by appropriately controlling the amount.

本発明の撥液層は、フッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物、前記カチオン重合性基を有する前記加水分解性シラン化合物および、必要なら、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の縮合生成物を硬化させることによって、ノズルの上に作製される。   The liquid repellent layer of the present invention comprises the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, the hydrolyzable silane compound having the cationic polymerizable group, and, if necessary, an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane. It is made on the nozzle by curing the condensation product of the compound.

前記加水分解性縮合生成物は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物、前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物および、必要なら、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の加水分解反応を水の存在下で実行することによって調製される。   The hydrolyzable condensation product includes a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and, if necessary, an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. Is prepared by carrying out the hydrolysis reaction in the presence of water.

生成物の縮合の度合いは、縮合反応の温度、pH等によって適切に制御できる。さらに、金属アルコキシドを加水分解反応の触媒として用い、加水分解反応の結果として縮合の度合いを制御することも可能である。金属アルコキシドとして、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドおよびその錯体(アセチルアセトン錯体等)が好ましい。   The degree of condensation of the product can be appropriately controlled by the temperature, pH, etc. of the condensation reaction. Furthermore, it is possible to control the degree of condensation as a result of the hydrolysis reaction using a metal alkoxide as a catalyst for the hydrolysis reaction. As the metal alkoxide, aluminum alkoxide, titanium alkoxide, zirconium alkoxide, and complexes thereof (acetylacetone complex and the like) are preferable.

さらに、カチオン光重合開始剤として、オニウム塩、ホウ酸塩、イミド構造を有する化合物、トリアジン構造を有する化合物、アゾ化合物または過酸化物が参照される。感度および安定性から、芳香族スルホニウム塩または芳香族ヨードニウム塩が望ましい。   Furthermore, as the cationic photopolymerization initiator, onium salts, borates, compounds having an imide structure, compounds having a triazine structure, azo compounds or peroxides are referred to. An aromatic sulfonium salt or an aromatic iodonium salt is desirable because of sensitivity and stability.

次に、本発明の撥液層を有するインクジェットヘッドの例を説明する。   Next, an example of an inkjet head having the liquid repellent layer of the present invention will be described.

図1の1A、1B、1Cおよび1Dは、本発明のインクジェットヘッドの製造方法を示す概念図である。   1A, 1 </ b> B, 1 </ b> C, and 1 </ b> D of FIG. 1 are conceptual diagrams illustrating a method for manufacturing an inkjet head of the present invention.

まず、図1の1Aは、樹脂またはSUSプレートのノズルプレート12の上に撥液層11が作製されることを示している。   First, 1A in FIG. 1 shows that the liquid repellent layer 11 is formed on the nozzle plate 12 of a resin or SUS plate.

フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物および、必要なら、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の加水分解反応を実行することによって調製される縮合生成物を含有する液体をスプレー、浸漬またはスピンコーティングした後、熱処理または光照射によって硬化することによって撥液層11を設ける。撥液層11の厚さは使用の形によって適切に定められ、約0.1から2マイクロメートルの範囲が望ましい。次に、上に撥液層を作製したノズルプレートへのエキシマレーザ加工、パルスレーザ加工および放電加工などの機械加工技法によって、インク射出口を作製する(図1の1B)。   Prepared by performing hydrolysis reaction of hydrolyzable silane compound having fluorine-containing group, hydrolyzable silane compound having cationic polymerizable group and, if necessary, alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound The liquid containing the condensation product is sprayed, dipped or spin coated, and then cured by heat treatment or light irradiation to provide the liquid repellent layer 11. The thickness of the liquid repellent layer 11 is appropriately determined depending on the shape of use, and is preferably in the range of about 0.1 to 2 micrometers. Next, an ink ejection port is prepared by a machining technique such as excimer laser processing, pulse laser processing, and electric discharge processing on a nozzle plate having a liquid repellent layer formed thereon (1B in FIG. 1).

インク射出口13を作製した後、撥液層の硬化を実行してもよいことは言うまでもない。さらに、インク射出口加工にあたって、撥液層上に保護膜等を適切に配置してもよい。   It goes without saying that the liquid repellent layer may be cured after the ink ejection port 13 is produced. Further, a protective film or the like may be appropriately disposed on the liquid repellent layer when processing the ink ejection opening.

上記技法は、ノズルプレートと撥液層とを一緒に加工できるため、インク射出口の内部への撥液材料の侵入を招かないので、望ましい実施態様である。   The above technique is a desirable embodiment because the nozzle plate and the liquid repellent layer can be processed together, so that the liquid repellent material does not enter the ink ejection port.

次に、インク射出圧発生素子15および通路部材16を含む基板14(図1の1C)を調製する。基板14と、インク射出口を含むノズルプレートとを、必要なら接着剤層によって、接着させることによって、インクジェットヘッドは完成する。   Next, a substrate 14 (1C in FIG. 1) including the ink ejection pressure generating element 15 and the passage member 16 is prepared. The ink jet head is completed by adhering the substrate 14 and the nozzle plate including the ink ejection openings with an adhesive layer if necessary.

さらに、上記方法で光硬化性材料をノズルプレートとして用いる場合には、以下のようにノズルプレートを作り出すことも可能である。   Furthermore, when using a photocurable material as a nozzle plate by the said method, it is also possible to produce a nozzle plate as follows.

図2の2Aに示すように、ベース部材22の上にノズル材料21を作製する。次に、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物、必要ならアルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物の加水分解反応を実行して調製した加水分解性縮合生成物を含有する液体を塗布することによって、ノズル材料23の上に撥液層23を作製する(図2の2B)。図2の2Cに示すように、パターン露光を用いてノズル材料23および撥液層27を硬化させ、非硬化部分を現像加工によって除去する(図2の2D)。撥液層を有するノズルを作製した後、ベース部材からそれを適切に剥離する。次に、インク射出圧発生素子および通路部材を備える基板を調製する。基板とインク射出口を含むノズルプレートとを、必要なら接着剤層を介して、接着させることによって、インクジェットヘッドが完成する。   As shown in 2A of FIG. 2, the nozzle material 21 is produced on the base member 22. Next, it is prepared by performing a hydrolysis reaction of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and if necessary, an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. By applying a liquid containing the hydrolyzable condensation product, a liquid repellent layer 23 is produced on the nozzle material 23 (2B in FIG. 2). As shown in 2C of FIG. 2, the nozzle material 23 and the liquid repellent layer 27 are cured using pattern exposure, and the uncured portion is removed by development processing (2D in FIG. 2). After producing the nozzle having the liquid repellent layer, it is appropriately peeled from the base member. Next, a substrate including an ink ejection pressure generating element and a passage member is prepared. An ink jet head is completed by adhering a substrate and a nozzle plate including an ink ejection port, if necessary, via an adhesive layer.

次に、特開平06−286149号に記載されているインクジェットヘッドを作製する方法に適用される本発明の実施態様を説明する。   Next, an embodiment of the present invention applied to a method for producing an ink jet head described in JP-A-06-286149 will be described.

前記インクジェットヘッドの製造方法は、
インク射出圧発生素子を作製した基板の上に可溶性樹脂材料でインク通路パターンを作製すること、
前記可溶性樹脂材料層の上にインク通路の壁として重合性コーティング樹脂を塗布することによってコーティング樹脂層を作製すること、
前記インク射出圧発生素子の上方のコーティング樹脂層および撥液層の中にインク射出口を作製すること、
前記可溶性樹脂材料層を溶解すること、
を含み、
前記撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物との硬化縮合生成物を含有する。
The manufacturing method of the inkjet head is as follows:
Producing an ink passage pattern with a soluble resin material on the substrate on which the ink ejection pressure generating element is produced;
Producing a coating resin layer by applying a polymerizable coating resin on the soluble resin material layer as an ink passage wall;
Creating an ink ejection port in the coating resin layer and the liquid repellent layer above the ink ejection pressure generating element;
Dissolving the soluble resin material layer;
Including
The liquid repellent layer contains a cured condensation product of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group.

一般的な概念図を用いて、下記で説明する。   This will be described below using a general conceptual diagram.

図3の3Aは、インク射出圧発生素子32が形成されている基板31の斜視図である。図3の3Bは、図3の3Aの3B−3B断面図である。図3の3Cは、前記可溶性樹脂材料でインク流路パターン33を作製した基板の図である。その上にノズル材料層が形成されるインク通路パターンであってもその崩壊を回避するために、ポジ型レジスト、特に比較的高い分子量を有する光分解性ポジ型レジストが好適に用いられる。   3A is a perspective view of the substrate 31 on which the ink ejection pressure generating element 32 is formed. 3B of FIG. 3 is a 3B-3B cross-sectional view of 3A of FIG. 3C in FIG. 3 is a view of a substrate on which the ink flow path pattern 33 is made of the soluble resin material. Even in the ink passage pattern on which the nozzle material layer is formed, a positive resist, particularly a photodegradable positive resist having a relatively high molecular weight is preferably used in order to avoid the collapse thereof.

次に、図3の3Dは、インク通路パターンの上にコーティング樹脂層34が作製されることを示す。   Next, 3D of FIG. 3 shows that the coating resin layer 34 is formed on the ink passage pattern.

コーティング樹脂層は、光照射または熱処理によって重合する材料であり、特にコーティング樹脂層として、カチオン光重合性樹脂が適している。図4の3Eは、コーティング樹脂層の上にさらに撥液層35が作製されることを示す。   The coating resin layer is a material that is polymerized by light irradiation or heat treatment, and a cationic photopolymerizable resin is particularly suitable as the coating resin layer. 3E in FIG. 4 indicates that a liquid repellent layer 35 is further formed on the coating resin layer.

コーティング樹脂層および撥液層は、スピンコーティング、直接塗布等によって適切に作製することができる。撥液層の作製のために、特に、直接塗布が適切に用いられる。コーティング樹脂層は不可欠な成分としてカチオン開始剤を含むが、上記のように、撥液層はカチオン開始剤を含まなくてもよい。撥液層は、コーティング樹脂層の硬化のときに発生する酸によって硬化することができる。次に、図4の3Fに示すマスクを通したパターン露光、および図4の3Gに示す現像によって、射出口36を作製する。さらに、マスクパターンおよび露光条件を適切に設定することによって、射出口を形成する部分を除いて、撥液層のみを部分的に除去することができる。すなわち、マスクパターンが限界未満のとき、撥液層だけが部分的に除去される。限界分解能(marginal resolution)とは、コーティング樹脂層が基板まで現像されないパターンサイズを意味する(図5の3Hおよび3I)。   The coating resin layer and the liquid repellent layer can be appropriately prepared by spin coating, direct application, or the like. In particular, direct coating is suitably used for the production of the liquid repellent layer. Although the coating resin layer contains a cation initiator as an indispensable component, as described above, the liquid repellent layer may not contain a cation initiator. The liquid repellent layer can be cured by an acid generated when the coating resin layer is cured. Next, the injection port 36 is produced by pattern exposure through a mask shown in 3F of FIG. 4 and development shown in 3G of FIG. Furthermore, by appropriately setting the mask pattern and exposure conditions, only the liquid repellent layer can be partially removed except for the portion where the injection port is formed. That is, when the mask pattern is less than the limit, only the liquid repellent layer is partially removed. The marginal resolution means a pattern size in which the coating resin layer is not developed to the substrate (3H and 3I in FIG. 5).

上記のように、本発明の撥液層は、高い撥液性および拭き取り抵抗性を有する。従って、拭き取り操作を実行すると、除去されるべき記録液の液滴は転がり、射出口に引き込まれることがある。その結果、記録小液滴が射出されない可能性がある。   As described above, the liquid repellent layer of the present invention has high liquid repellency and wiping resistance. Therefore, when the wiping operation is executed, the droplet of the recording liquid to be removed may roll and be drawn into the ejection port. As a result, a small recording droplet may not be ejected.

特開平06−210859号は、この現象を防ぐためにノズル表面に撥液区域と非撥液区域とを設けることを提案した。本発明は、上記のように、部分的に撥液層の中に存在しないパターンを容易に作製し、インクを射出しない事態を防ぐことができる。   Japanese Patent Laid-Open No. 06-210859 has proposed to provide a liquid repellent area and a non-liquid repellent area on the nozzle surface in order to prevent this phenomenon. As described above, the present invention can easily produce a pattern that does not partially exist in the liquid repellent layer, and can prevent a situation where ink is not ejected.

次に、インク供給開口部37を基板に適切に作製し(図5の3J)、インク通路パターン33を溶解させる(図5の3K)。最後に、必要なら熱処理によって、ノズル材料および感光性撥液材料を完全に硬化させ、インクジェットヘッドが完成する。例を示すために、カチオン光重合性材料をコーティング樹脂層として用いる場合を図で説明した。   Next, the ink supply opening 37 is appropriately formed on the substrate (3J in FIG. 5), and the ink passage pattern 33 is dissolved (3K in FIG. 5). Finally, if necessary, the nozzle material and the photosensitive liquid repellent material are completely cured by heat treatment to complete the ink jet head. In order to show an example, the case where a cationic photopolymerizable material is used as a coating resin layer has been described with reference to the drawings.

熱硬化性カチオン重合材料をコーティング樹脂層として用い、撥液層生成の後、パターン露光の代わりにエキシマレーザを用いて、アブレーションによってコーティング樹脂層および撥液層を除去して、射出口を作製してもよい。   Using a thermosetting cationic polymer material as the coating resin layer, after forming the liquid repellent layer, an excimer laser is used instead of pattern exposure, and the coating resin layer and the liquid repellent layer are removed by ablation to produce an injection port. May be.

(合成実施例1)
以下の手順によって、加水分解性縮合生成物を合成した。グリシジルプロピルトリエトキシシラン28グラム(0.1モル)、メチルトリエトキシシラン18グラム(0.1モル)、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン6.6グラム(0.013モル、加水分解性シラン化合物の合計量の6モル%に等しい)、水17.3グラムおよびエタノール37gを室温で撹拌し、続いて24時間還流することによって、加水分解性縮合生成物を得た。
(Synthesis Example 1)
A hydrolyzable condensation product was synthesized by the following procedure. 28 g (0.1 mol) of glycidylpropyltriethoxysilane, 18 g (0.1 mol) of methyltriethoxysilane, 6.6 g of tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane (0 0.013 mol, equal to 6 mol% of the total amount of hydrolyzable silane compounds), 17.3 grams of water and 37 g of ethanol at room temperature and subsequently refluxed for 24 hours to obtain the hydrolyzable condensation product. Obtained.

さらに、縮合生成物を2−ブタノールおよびエタノールで希釈して不揮発物含量7重量%とし、撥液層を作製する組成物1を得た。   Further, the condensation product was diluted with 2-butanol and ethanol to obtain a nonvolatile content of 7% by weight, thereby obtaining a composition 1 for producing a liquid repellent layer.

さらに、100gの組成物1に、カチオン性光重合開始剤として、芳香族スルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩(旭電化工業(株)製の商標名SP170)0.04gを加え、撥液層を作製する組成物2を得た。   Furthermore, 0.04 g of aromatic sulfonium hexafluoroantimonate (trade name SP170 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) is added to 100 g of Composition 1 as a cationic photopolymerization initiator to produce a liquid repellent layer. Composition 2 was obtained.

(合成実施例2)
合成例1のトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン6.6グラムの代わりに、トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシランおよびヘプタデカフルオロ−1,1,1,2−テトラヒドロデシルトリエトキシシランの混合物4.4グラムを用いて、加水分解性縮合生成物を得た。その他の条件は、すべて同じであった。
(Synthesis Example 2)
Instead of 6.6 grams of tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane of Synthesis Example 1, tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltriethoxysilane and heptadecafluoro A hydrolyzable condensation product was obtained using 4.4 grams of a mixture of -1,1,1,2-tetrahydrodecyltriethoxysilane. All other conditions were the same.

さらに、縮合生成物を2−ブタノールおよびエタノールで希釈して不揮発物含量7重量%とし、撥液層を作製する組成物3を得た。さらに、カチオン性光重合開始剤として、100gの組成物3に、芳香族スルホニウムヘキサフルオロアンチモン酸塩(旭電化工業(株)製の商標名SP170)0.04gを加え、撥液層を作製する組成物4を得た。   Further, the condensation product was diluted with 2-butanol and ethanol to obtain a non-volatile content of 7% by weight to obtain a composition 3 for producing a liquid repellent layer. Further, 0.04 g of aromatic sulfonium hexafluoroantimonate (trade name SP170 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) is added to 100 g of Composition 3 as a cationic photopolymerization initiator to produce a liquid repellent layer. Composition 4 was obtained.

(実施例1)
ロール塗布法によって上記組成物2および4をポリアミドフィルムに塗布し、90℃で1分間加熱して塗布溶媒を乾燥することによって、塗布膜を作製した。
Example 1
The compositions 2 and 4 were applied to a polyamide film by a roll coating method, and the coating solvent was dried by heating at 90 ° C. for 1 minute to dry the coating solvent.

次に、UV照射装置を用いて露光し、90℃で4分間加熱することによって、組成物2および4を硬化した。さらに、加熱庫中で200℃、1時間加熱することによって、硬化反応を終了させ、撥液層を作製した。次に、撥液性の評価として、自動接触角計(協和界面科学、CA−W)を用いて、インクジェットインクに対する接触角を測定した。以後、θaは後退接触角を意味し、θrは前進接触角を意味する。本発明者らの検討によると、インクに対する接触角、特に拭き取りによるノズル表面からのインク除去に対して強い影響を有する後退接触角は、高い方が望ましい。結果を表1に示す。   Next, the compositions 2 and 4 were cured by exposure using a UV irradiation apparatus and heating at 90 ° C. for 4 minutes. Furthermore, the curing reaction was terminated by heating at 200 ° C. for 1 hour in a heating chamber, and a liquid repellent layer was produced. Next, as an evaluation of liquid repellency, the contact angle with respect to the inkjet ink was measured using an automatic contact angle meter (Kyowa Interface Science, CA-W). Hereinafter, θa means the receding contact angle, and θr means the advancing contact angle. According to the study by the present inventors, it is desirable that the contact angle with respect to the ink, particularly the receding contact angle having a strong influence on the ink removal from the nozzle surface by wiping, is higher. The results are shown in Table 1.

Figure 2010023525
Figure 2010023525

表中、キヤノンから市販されているBCI−3Bkは、約40mN/mの表面張力を有する中性の顔料インクである。同じくキヤノンから市販されているBCI−8Bkは、約42mN/mの表面張力を有するアルカリ性の染料インクである。   In the table, BCI-3Bk commercially available from Canon is a neutral pigment ink having a surface tension of about 40 mN / m. BCI-8Bk, also commercially available from Canon, is an alkaline dye ink having a surface tension of about 42 mN / m.

次に、前記撥液層を上に作製したポリアミドフィルムをBCI−3Bkおよび8Bkインク中に60℃の温度で4週間浸漬することによって、撥液層のインク抵抗性を調べた。結果を、表2または3に示す。   Next, the polyamide film having the liquid repellent layer formed thereon was immersed in BCI-3Bk and 8Bk inks at a temperature of 60 ° C. for 4 weeks to examine the ink resistance of the liquid repellent layer. The results are shown in Table 2 or 3.

Figure 2010023525
Figure 2010023525

Figure 2010023525
Figure 2010023525

上記の結果から、本発明による撥液層は、非常に高いインクに対する接触角、すなわち高い撥液性さらに、長期保管を仮定する浸漬試験後にも十分な撥液性を維持すること、さらに、加水分解性縮合生成物が二つ以上の異なる長さのフッ素化アルキル基を有する加水分解性シラン化合物からなる場合でも、撥液性、特にアルカリ性インクに対する抵抗性を改善することを示した。   From the above results, the liquid repellent layer according to the present invention has a very high contact angle with respect to ink, that is, high liquid repellency, and also maintains sufficient liquid repellency even after an immersion test assuming long-term storage. Even when the decomposable condensation product is composed of hydrolyzable silane compounds having two or more fluorinated alkyl groups of different lengths, it has been shown to improve liquid repellency, particularly resistance to alkaline inks.

上記方法によって、表面に撥液層を有するポリアミドフィルムにエキシマレーザを照射することによって、インク射出口を作製した。次に、図1の1A、1B、1Cおよび1Dに示すように、インク射出圧発生素子およびインク流路壁を有する基板の上にフィルムを接合することによって、インクジェットヘッドを得た。上記のインクジェットヘッドの印刷品質は、高精細であった。   By the above method, an ink ejection port was produced by irradiating an excimer laser to a polyamide film having a liquid repellent layer on the surface. Next, as shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, and 1D, an ink jet head was obtained by bonding a film onto a substrate having an ink ejection pressure generating element and an ink flow path wall. The printing quality of the inkjet head was high definition.

(実施例2)
本実施例では、上記の図3の3A、3B、3C、3D、図4の3E、3Fおよび3Gに示す手順によって、インクジェットヘッドを製造した。
(Example 2)
In this example, an ink jet head was manufactured by the procedure shown in 3A, 3B, 3C, 3D in FIG. 3 and 3E, 3F, and 3G in FIG.

まず、インク射出圧発生素子としての電熱変換素子を有するシリコーン基板を準備し、スピンコーティングによって、このシリコーン基板の上にポリメチルイソプロペニルケトン(ODUR−1010、東京応化工業株式会社)塗布膜を可溶性樹脂材料層として塗布した。次に、120℃で6分間プリベークした後、マスク露光装置UX3000(ウシオ電機)によってインク通路のパターン露光を実施した。   First, a silicone substrate having an electrothermal conversion element as an ink ejection pressure generating element is prepared, and a polymethylisopropenyl ketone (ODUR-1010, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) coating film is soluble on this silicone substrate by spin coating. It applied as a resin material layer. Next, after pre-baking at 120 ° C. for 6 minutes, pattern exposure of the ink passage was performed by a mask exposure apparatus UX3000 (Ushio Electric).

露光時間は3分間、メチルイソブチルケトン/キシレン=2/1で現像を実施し、キシレンですすいだ。   The exposure time was 3 minutes, development was carried out with methyl isobutyl ketone / xylene = 2/1 and rinsed with xylene.

前記ポリメチルイソプロペニルケトンは、UV照射によって分解し有機溶剤に対して可溶性になる、いわゆるポジ型レジストである。パターン露光の場合に露光されなかった部分に可溶性樹脂材料のパターンが形成され、インク供給通路パターンを得た(図3の3C)。現像後の可溶性樹脂材料層の厚さは、20マイクロメートルであった。次に、表4に示すカチオン性光重合からなるコーティング樹脂をメチルイソブチルケトン/キシレン混合物溶媒中に55重量%濃度で溶解し、前記可溶性樹脂材料層によって形成したインク通路パターンの上にスピンコーティングによって塗布し、90℃で4分間熱処理した。この塗布および熱処理を3回反復することによって、インク通路パターンの上のコーティング樹脂層の厚さは、55マイクロメートルであった(図3の3D)。   The polymethyl isopropenyl ketone is a so-called positive resist which is decomposed by UV irradiation and becomes soluble in an organic solvent. In the case of pattern exposure, a pattern of a soluble resin material was formed in a portion that was not exposed to obtain an ink supply passage pattern (3C in FIG. 3). The thickness of the soluble resin material layer after development was 20 micrometers. Next, the coating resin comprising cationic photopolymerization shown in Table 4 was dissolved in a methyl isobutyl ketone / xylene mixture solvent at a concentration of 55% by weight, and spin coating was performed on the ink passage pattern formed by the soluble resin material layer. It was applied and heat treated at 90 ° C. for 4 minutes. By repeating this application and heat treatment three times, the thickness of the coating resin layer on the ink passage pattern was 55 micrometers (3D in FIG. 3).

Figure 2010023525
Figure 2010023525

次に、前記フッ素含有シラン化合物の加水分解性縮合生成物からなる組成物1を直接塗布によってコーティング樹脂層の上に塗布した。次に、90℃で1分間プレベークを実施し、層の厚さは0.5マイクロメートルであった。ここで、組成物1にカチオン性光重合開始剤を入れなかった。次に、マスク露光装置MPA600スーパー(キヤノン)を用いて、インク射出口のパターン露光を実施した(図4の3F)。   Next, the composition 1 comprising the hydrolyzable condensation product of the fluorine-containing silane compound was applied on the coating resin layer by direct application. Next, pre-baking was performed at 90 ° C. for 1 minute, and the layer thickness was 0.5 micrometers. Here, the cationic photopolymerization initiator was not added to the composition 1. Next, using a mask exposure apparatus MPA600 super (Canon), pattern exposure of the ink ejection port was performed (3F in FIG. 4).

90℃で4分間加熱した後、メチルイソブチルケトン(MIBK)/キシレン=2/3で現像し、イソプロピルアルコールですすぐことによって、射出口パターンを作製した。ここで、コーティング樹脂層中のカチオン性光重合開始剤によって射出口を除く組成物1の層を硬化させ、一方、コーティング樹脂層を硬化させることによって射出口パターンを得た。このパターンのパターンエッジは鋭角であった(図4の3G)。次に、基板の背面にインク供給開口部を作製するためのマスクを適切に配置し、シリコーン基板の異方性エッチングによってインク供給開口部を作製した。シリコーンの異方性エッチングの間、ノズルを作製した基板の表面を、ゴム膜によって保護した。異方性エッチングの完了後、ゴム膜を取り去り、再び前記UX3000を用いて表面全体に紫外光を照射することによって、インク通路パターンを形成する可溶性樹脂材料層を分解した。次に、超音波を用いて乳酸メチル中に1時間浸漬することによって、インク通路パターンを溶解させた。次に、コーティング樹脂層および撥液層を完全に硬化させるために、200℃で1時間加熱プロセスを実施した(図5の3K)。最後に、インク供給開口部の上にインク供給部材を接着させることによって、インクジェットヘッドを完成した。上記方法によって得たインクジェットヘッドを、キヤノン製のインクBCI−3Bkで満たして画像を印刷し、高品質の画像を得た。さらに、このインクジェットヘッドでは、インクBCI−3Bkに対する前進接触角は86度、後退接触角は65度を示し、前記撥液層は高い撥液性を有することを証明した。次に、接触モードの走査プローブモデル顕微鏡JSPM−4210によって、前記インクジェットヘッドの撥液層の表面粗さを測定した。その結果、表面粗さ指数Raは、0.2から0.3nm(走査面積は10マイクロメートル四方であった)であり、撥液層は非常に平らで滑らかな表面を形成することを証明した。次に、このインクジェットヘッドのノズル表面にインクを吹き付けながら、HNBRゴムのブレードを用いて拭き取り操作を30000回実施した。この拭き取り操作後、拭き取りの前と同じ高品質画像が得られ、従って、優れた拭き取り耐久性を確認した。さらに、上記組成物1に替えて上記組成物3を撥液層として用い、同じようにインクジェットヘッドを完成した。上記拭き取り操作を加えた後でも、印刷画像の品質は前と同じく変化せず、優れた拭き取り耐久性を確認した。   After heating at 90 ° C. for 4 minutes, it was developed with methyl isobutyl ketone (MIBK) / xylene = 2/3 and rinsed with isopropyl alcohol to produce an injection port pattern. Here, the layer of the composition 1 excluding the injection port was cured with the cationic photopolymerization initiator in the coating resin layer, while the injection resin pattern was obtained by curing the coating resin layer. The pattern edge of this pattern was an acute angle (3G in FIG. 4). Next, a mask for producing the ink supply opening was appropriately disposed on the back surface of the substrate, and the ink supply opening was produced by anisotropic etching of the silicone substrate. During the anisotropic etching of silicone, the surface of the substrate on which the nozzle was made was protected by a rubber film. After the anisotropic etching was completed, the rubber film was removed, and the entire surface was again irradiated with ultraviolet light using the UX3000, thereby decomposing the soluble resin material layer forming the ink passage pattern. Next, the ink passage pattern was dissolved by immersing in methyl lactate for 1 hour using ultrasonic waves. Next, in order to completely cure the coating resin layer and the liquid repellent layer, a heating process was performed at 200 ° C. for 1 hour (3K in FIG. 5). Finally, an ink supply member was bonded onto the ink supply opening to complete the ink jet head. The ink jet head obtained by the above method was filled with Canon ink BCI-3Bk to print an image, and a high quality image was obtained. Further, in this ink jet head, the advancing contact angle with respect to the ink BCI-3Bk was 86 degrees and the receding contact angle was 65 degrees, and it was proved that the liquid repellent layer had high liquid repellency. Next, the surface roughness of the liquid repellent layer of the inkjet head was measured with a scanning probe model microscope JSPM-4210 in a contact mode. As a result, the surface roughness index Ra was 0.2 to 0.3 nm (scanning area was 10 μm square), and the liquid repellent layer proved to form a very flat and smooth surface. . Next, a wiping operation was performed 30000 times using a blade of HNBR rubber while ink was sprayed onto the nozzle surface of the inkjet head. After this wiping operation, the same high quality image as before wiping was obtained, and therefore, excellent wiping durability was confirmed. Further, the composition 3 was used as a liquid repellent layer in place of the composition 1, and an ink jet head was completed in the same manner. Even after the above wiping operation was applied, the quality of the printed image did not change as before, and excellent wiping durability was confirmed.

上記結果によると、本発明の撥液層は、カチオン光重合性ノズル材料の上に塗布した後、ノズル材料および撥液層の同時パターン露光によって、高精度の射出口構造を作製することができ、高い撥液性を示す。優れた拭き取り耐久性によって、拭き取り後でも高品質画像を得ることができる。   According to the above results, the liquid repellent layer of the present invention can be applied onto the cationic photopolymerizable nozzle material, and then a high-precision injection port structure can be produced by simultaneous pattern exposure of the nozzle material and the liquid repellent layer. High liquid repellency. Due to the excellent wiping durability, high-quality images can be obtained even after wiping.

Claims (33)

撥液特性を有するノズル表面を備えるインクジェットヘッドであって、前記ノズル表面は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる縮合生成物を含む、インクジェットヘッド。   An inkjet head having a nozzle surface having liquid repellency, wherein the nozzle surface is made of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. An inkjet head. 前記縮合生成物は、さらに、少なくとも一つのアルキル置換基を有する加水分解性シラン化合物、少なくとも一つのアリール置換基を有する加水分解性シラン化合物または加水分解性ではない置換基を一つももたない加水分解性シラン化合物からつくられる、請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The condensation product further comprises a hydrolyzable silane compound having at least one alkyl substituent, a hydrolyzable silane compound having at least one aryl substituent or a hydrolyzate having no non-hydrolyzable substituent. The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is made from a decomposable silane compound. 前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物は、一般式(1)
Figure 2010023525
で表され、Rfは炭素原子に結合する1個から30個のフッ素原子を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数である、請求項1または2に記載のインクジェットヘッド。
The hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group has the general formula (1)
Figure 2010023525
R f is a non-hydrolyzable substituent having 1 to 30 fluorine atoms bonded to a carbon atom, R is a non-hydrolyzable substituent, X is a hydrolyzable substituent, and b is 0 to 0 The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is an integer of 2.
前記非加水分解性置換基Rfは、炭素原子に結合する少なくとも5個のフッ素原子を有する、請求項3に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 3, wherein the non-hydrolyzable substituent R f has at least five fluorine atoms bonded to carbon atoms. 前記縮合生成物は、前記フッ素含有基中に異なる数のフッ素原子を含むフッ素含有基を有する少なくとも二種の加水分解性シランからつくられる、請求項3または4に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 3 or 4, wherein the condensation product is made from at least two hydrolyzable silanes having fluorine-containing groups containing different numbers of fluorine atoms in the fluorine-containing group. 前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物は、一般式(2)
Figure 2010023525
で表され、RCはカチオン重合性基を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数である、請求項1から5のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
The hydrolyzable silane compound having a cationically polymerizable group has the general formula (2)
Figure 2010023525
Wherein R C is a non-hydrolyzable substituent having a cationically polymerizable group, R is a non-hydrolyzable substituent, X is a hydrolyzable substituent, and b is an integer of 0 to 2. The inkjet head in any one of 5-5.
アルキル置換基を有する、アリール置換基を有する、または非加水分解性置換基を有しない前記加水分解性シラン化合物は、一般式(3)
Figure 2010023525
で表され、Raは置換または非置換アルキル基および置換または非置換アリール基から選ばれる非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、aは0から3の整数である、請求項2に記載のインクジェットヘッド。
The hydrolyzable silane compound having an alkyl substituent, having an aryl substituent, or not having a non-hydrolyzable substituent has the general formula (3)
Figure 2010023525
R a is a nonhydrolyzable substituent selected from a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted aryl group, X is a hydrolyzable substituent, and a is an integer of 0 to 3. 2. An ink jet head according to 2.
前記縮合生成物は、カチオン性開始剤をさらに含有する、請求項1から7のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the condensation product further contains a cationic initiator. 前記カチオン性開始剤は、光照射によって重合を引き起こす、請求項8に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 8, wherein the cationic initiator causes polymerization by light irradiation. 硬化した撥液材料がノズル表面を構成する、請求項1から9のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the cured liquid repellent material constitutes the nozzle surface. 前記ノズル表面は、5.0nmの表面粗さRaを示す、請求項1から10の任意のものによるインクジェットヘッド。   The inkjet head according to any one of claims 1 to 10, wherein the nozzle surface exhibits a surface roughness Ra of 5.0 nm. フッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物は、用いられる加水分解性化合物の合計量を基準として、0.5から20モル%のモル比で用いられる、請求項1から11のいずれかに記載のインクジェットヘッド。   The hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is used in a molar ratio of 0.5 to 20 mol% based on the total amount of hydrolyzable compounds used. Inkjet head. 光重合性樹脂層の上に光重合性撥液層を塗布し、パターン露光および現像を同時に実行することによって、撥液特性を有するノズル表面を作製すること、を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、
前記光重合性撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる縮合生成物を含むものである方法。
A method for producing an inkjet head comprising: applying a photopolymerizable liquid repellent layer on a photopolymerizable resin layer, and simultaneously performing pattern exposure and development to produce a nozzle surface having liquid repellent characteristics. There,
The photopolymerizable liquid repellent layer includes a condensation product formed from a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group.
前記縮合生成物は、さらに、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物からつくられる、請求項13に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 13, wherein the condensation product is further made from an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. 前記光重合性樹脂層は、カチオン重合性樹脂からつくられる、請求項13または14に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for producing an ink jet head according to claim 13 or 14, wherein the photopolymerizable resin layer is made of a cationic polymerizable resin. 前記光重合性樹脂層はカチオン開始剤を含有し、前記光重合性撥液層はカチオン開始剤を含有しない、請求項15に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for producing an ink jet head according to claim 15, wherein the photopolymerizable resin layer contains a cationic initiator, and the photopolymerizable liquid repellent layer does not contain a cationic initiator. 製造工程は、前記光重合性樹脂層および前記光重合性撥液層の両方への同時のパターン露光および現像によって、前記光重合性樹脂層および前記光重合性撥液層から一緒に除去される部分と、前記光重合性撥液層からのみ除去される部分とを作製する工程を含む、請求項13から16のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The manufacturing process is removed together from the photopolymerizable resin layer and the photopolymerizable liquid repellent layer by simultaneous pattern exposure and development on both the photopolymerizable resin layer and the photopolymerizable liquid repellent layer. The method for producing an ink jet head according to claim 13, comprising a step of producing a portion and a portion that is removed only from the photopolymerizable liquid repellent layer. 前記光重合性撥液層からのみ除去される前記部分は、前記光重合性樹脂層の限界解像能未満のパターン露光によって作製される、請求項17に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for manufacturing an ink jet head according to claim 17, wherein the portion that is removed only from the photopolymerizable liquid repellent layer is produced by pattern exposure that is less than a limit resolution of the photopolymerizable resin layer. 基板の上のインク射出圧発生素子の上に可溶性樹脂材料でインク通路パターンを作製する工程、
前記可溶性樹脂材料パターンの上に重合性コーティング樹脂層を作製する工程、
前記コーティング樹脂層の上に撥液層を作製する工程、
前記インク射出圧発生素子の上方の前記コーティング樹脂層および前記撥液層を除去することによって、インク射出開口部を作製する工程、
前記可溶性樹脂材料パターンを溶解する工程、
を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、前記撥液層は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる縮合生成物を含有するものとする方法。
Forming an ink passage pattern with a soluble resin material on the ink injection pressure generating element on the substrate;
Producing a polymerizable coating resin layer on the soluble resin material pattern;
Producing a liquid repellent layer on the coating resin layer;
Producing an ink ejection opening by removing the coating resin layer and the liquid repellent layer above the ink ejection pressure generating element;
Dissolving the soluble resin material pattern;
The liquid repellent layer contains a condensation product formed from a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. How to do it.
前記縮合生成物は、さらに、アルキル置換、アリール置換または非置換加水分解性シラン化合物からつくられる、請求項19に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 19, wherein the condensation product is further made from an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. 前記重合性コーティング樹脂層は、光重合性コーティング樹脂層である、請求項19または20に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   21. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 19, wherein the polymerizable coating resin layer is a photopolymerizable coating resin layer. 前記重合性コーティング樹脂層は、カチオン重合性コーティング樹脂層である、請求項19から21のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for producing an ink jet head according to claim 19, wherein the polymerizable coating resin layer is a cationic polymerizable coating resin layer. 前記重合性コーティング樹脂は、室温で固相のエポキシ樹脂を含有する、請求項19から22のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for producing an ink jet head according to any one of claims 19 to 22, wherein the polymerizable coating resin contains a solid phase epoxy resin at room temperature. 前記光重合性樹脂層はカチオン開始剤を含有し、前記光重合性撥液層はカチオン開始剤を含有しない、請求項19から23のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The method for producing an ink jet head according to any one of claims 19 to 23, wherein the photopolymerizable resin layer contains a cationic initiator, and the photopolymerizable liquid repellent layer does not contain a cationic initiator. 製造工程は、前記光重合性樹脂層および前記光重合性撥液層の両方への同時のパターン露光および現像によって、前記光重合性樹脂層および前記光重合性撥液層から一緒に除去される部分と、前記光重合性撥液層からのみ除去される部分とを作製する工程を含む、請求項19から24のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   The manufacturing process is removed together from the photopolymerizable resin layer and the photopolymerizable liquid repellent layer by simultaneous pattern exposure and development on both the photopolymerizable resin layer and the photopolymerizable liquid repellent layer. The method for producing an ink jet head according to any one of claims 19 to 24, comprising a step of producing a portion and a portion that is removed only from the photopolymerizable liquid repellent layer. 前記光重合性撥液層からのみ除去される前記部分は、前記光重合性樹脂層の限界解像能未満のパターン露光によって作製される、請求項25に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   26. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 25, wherein the portion removed only from the photopolymerizable liquid repellent layer is produced by pattern exposure that is less than the limit resolution of the photopolymerizable resin layer. 前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物は、一般式(1)
Figure 2010023525
で表され、Rfは炭素原子に結合する1個から30個のフッ素原子を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数であるものとする、請求項13から26のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。
The hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group has the general formula (1)
Figure 2010023525
In expressed, R f is a non-hydrolyzable substituent, R represents a non-hydrolyzable substituent having 30 fluorine atoms from one bonded to a carbon atom, X is a hydrolyzable substituent, b is from 0 27. A method of manufacturing an ink jet head according to any one of claims 13 to 26, which is an integer of two.
前記非加水分解性置換基Rfは、炭素原子に結合する少なくとも5個のフッ素原子を有する、請求項27に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。 28. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 27, wherein the non-hydrolyzable substituent Rf has at least 5 fluorine atoms bonded to carbon atoms. 前記縮合生成物は、前記フッ素含有基中に異なる数のフッ素原子を含むフッ素含有基を有する少なくとも二種の加水分解性シランからつくられる、請求項27または28のいずれいかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   29. An ink jet head according to claim 27 or 28, wherein the condensation product is made from at least two hydrolyzable silanes having fluorine-containing groups containing different numbers of fluorine atoms in the fluorine-containing group. how to. 前記カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物は、一般式(1)
Figure 2010023525
で表され、RCはカチオン重合性基を有する非加水分解性置換基、Rは非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、bは0から2の整数である、請求項13から29のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。
The hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group has the general formula (1)
Figure 2010023525
Wherein R C is a non-hydrolyzable substituent having a cationically polymerizable group, R is a non-hydrolyzable substituent, X is a hydrolyzable substituent, and b is an integer of 0 to 2. 30. A method for producing the inkjet head according to any one of items 1 to 29.
アルキル置換基を有する、アリール置換基を有する、または非加水分解性置換基を持たない前記加水分解性シラン化合物は、一般式(3)
Figure 2010023525
で表され、Raは置換または非置換アルキル基および置換または非置換アリール基から選ばれる非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、aは0から3の整数である、請求項14に記載のインクジェットヘッドを製造する方法。
The hydrolyzable silane compound having an alkyl substituent, having an aryl substituent, or having no non-hydrolyzable substituent has the general formula (3)
Figure 2010023525
R a is a nonhydrolyzable substituent selected from a substituted or unsubstituted alkyl group and a substituted or unsubstituted aryl group, X is a hydrolyzable substituent, and a is an integer of 0 to 3. 14. A method for producing the ink jet head according to 14.
前記撥液層は、パターン露光および現像によって射出開口部を作製した後、光照射または熱処理によって硬化される、請求項13から31のいずれかに記載のインクジェットヘッドを製造する方法。   32. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 13, wherein the liquid repellent layer is cured by light irradiation or heat treatment after forming an injection opening by pattern exposure and development. フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物とからつくられる縮合生成物を含む、インクジェットヘッドのための撥液材料。   A liquid repellent material for an ink jet head, comprising a condensation product formed from a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012091449A (en) * 2010-10-28 2012-05-17 Canon Inc Method of manufacturing inkjet recording head
US8343712B2 (en) 2010-10-28 2013-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet recording head
JP2013170170A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Canon Inc Liquid-repellent film, method of manufacturing the same, microstructure using the liquid-repellent film, and method of manufacturing the microstructure
JP2013237259A (en) * 2012-04-18 2013-11-28 Canon Inc Inkjet recording head and manufacturing method therefor
JP2014213470A (en) * 2013-04-23 2014-11-17 キヤノン株式会社 Method for production of liquid discharge head
JP2017001218A (en) * 2015-06-05 2017-01-05 キヤノン株式会社 Water-repellent treatment method of surface of member
JP2019019218A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 キヤノン株式会社 Sol composition and manufacturing method thereof, transfer body, transfer type inkjet recording device and transfer type inkjet recording method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117902A (en) * 1998-10-12 2000-04-25 Toray Ind Inc Sheet or film
US20020001016A1 (en) * 1997-12-01 2002-01-03 Kenji Aono Method for producing ink jet recording head, and ink jet recording head produced by the same method
JP2003129039A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Sii Printek Inc Water-repellent film, production method therefor and nozzle plate
JP2007518587A (en) * 2003-07-22 2007-07-12 キヤノン株式会社 Ink jet head and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020001016A1 (en) * 1997-12-01 2002-01-03 Kenji Aono Method for producing ink jet recording head, and ink jet recording head produced by the same method
JP2000117902A (en) * 1998-10-12 2000-04-25 Toray Ind Inc Sheet or film
JP2003129039A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Sii Printek Inc Water-repellent film, production method therefor and nozzle plate
JP2007518587A (en) * 2003-07-22 2007-07-12 キヤノン株式会社 Ink jet head and manufacturing method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012091449A (en) * 2010-10-28 2012-05-17 Canon Inc Method of manufacturing inkjet recording head
US8343712B2 (en) 2010-10-28 2013-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing inkjet recording head
JP2013170170A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Canon Inc Liquid-repellent film, method of manufacturing the same, microstructure using the liquid-repellent film, and method of manufacturing the microstructure
US8957151B2 (en) 2012-02-17 2015-02-17 Canon Kabushiki Kaisha Liquid-repellent film and production method therefor, and fine structure using the liquid-repellent film and production method therefor
JP2013237259A (en) * 2012-04-18 2013-11-28 Canon Inc Inkjet recording head and manufacturing method therefor
JP2014213470A (en) * 2013-04-23 2014-11-17 キヤノン株式会社 Method for production of liquid discharge head
JP2017001218A (en) * 2015-06-05 2017-01-05 キヤノン株式会社 Water-repellent treatment method of surface of member
US10274826B2 (en) 2015-06-05 2019-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Method for imparting water repellency to surface of member
JP2019019218A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 キヤノン株式会社 Sol composition and manufacturing method thereof, transfer body, transfer type inkjet recording device and transfer type inkjet recording method

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