JP2012213872A - Method of forming water-repellent film, nozzle plate, ink jet head and ink jet recording device - Google Patents
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本発明は、撥水膜の形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、および、インクジェット記録装置に係り、特に、カップリング材料を用いた撥水膜の形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、およびインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to a method for forming a water repellent film, a nozzle plate, an ink jet head, and an ink jet recording apparatus, and in particular, a method for forming a water repellent film using a coupling material, a nozzle plate, an ink jet head, and an ink jet recording apparatus. About.
インクジェット記録装置で用いられるインクジェットヘッドでは、ノズルプレートの表面にインクが付着していると、ノズルから吐出されるインク液滴が影響を受けて、インク液滴の吐出方向にばらつきが生じることがある。インクが付着すると、記録媒体上の所定位置にインク液滴を着弾させることが困難となり、画像品質が劣化する原因となる。 In an ink jet head used in an ink jet recording apparatus, if ink adheres to the surface of a nozzle plate, ink droplets ejected from the nozzles are affected, and the ink droplet ejection direction may vary. . If the ink adheres, it becomes difficult to land the ink droplet on a predetermined position on the recording medium, which causes the image quality to deteriorate.
そこで、ノズルプレート表面にインクが付着することを防止し吐出性能を向上させるため、また、メンテナンス性能を向上させるため、ノズルプレート表面へ撥水膜を形成する方法が各種提案されている。 Therefore, various methods for forming a water-repellent film on the surface of the nozzle plate have been proposed in order to prevent ink from adhering to the surface of the nozzle plate to improve the discharge performance and to improve the maintenance performance.
例えば、下記の特許文献1には、基板上にプラズマ重合膜を成膜した後、アニールし下地膜を形成した後、下地膜の表面上に金属アルコキシドの撥液膜を成膜した部材が記載されている。また、特許文献2には、ノズルプレート表面をレーザー加工した後に、ノズルに付着した残渣物をプラズマ、イオンミリング、逆スパッタにて除去した後、撥水層を形成するインクジェット記録ヘッドの製造方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 below describes a member in which a plasma polymerized film is formed on a substrate, annealed to form a base film, and then a metal alkoxide liquid repellent film is formed on the surface of the base film. Has been. Patent Document 2 discloses an ink jet recording head manufacturing method in which after a nozzle plate surface is laser processed, residues adhered to the nozzle are removed by plasma, ion milling, and reverse sputtering, and then a water repellent layer is formed. Are listed.
また、非特許文献1には、SiO2の吸着水に関する考察が記載されている。 Further, Non-Patent Document 1 describes a consideration regarding the adsorbed water of SiO 2 .
特許文献1に記載された部材では、撥水膜の下地層としてプラズマ重合膜を使用し、基板のOH基を増やすことで金属アルコキシド撥水材料の密着性を高めている。しかしながら、UV照射、プラズマ照射によりOH基を増やすことで、吸着水が付着しやすくなるため、撥水材料と結合するOH基が少なくなり、逆に密着性が低下するという問題があった。また、特許文献2の方法は、ノズルプレートに付着した有機物を除去するためにプラズマなどにより除去が行なわれており、吸着水を除去することについての検討はされていなかった。 In the member described in Patent Document 1, a plasma polymerized film is used as a base layer of the water repellent film, and the adhesion of the metal alkoxide water repellent material is enhanced by increasing the OH group of the substrate. However, increasing the number of OH groups by UV irradiation or plasma irradiation makes it easier for adsorbed water to adhere, so that there are fewer OH groups that bind to the water-repellent material, and conversely there is a problem in that adhesion is reduced. Further, in the method of Patent Document 2, removal is performed by plasma or the like in order to remove organic substances attached to the nozzle plate, and no consideration has been given to removing adsorbed water.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板と撥水膜の密着性を向上させることができる撥水膜の形成方法、ノズルプレート、インクジェットヘッド、および、インクジェット記録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for forming a water-repellent film, a nozzle plate, an ink-jet head, and an ink-jet recording apparatus that can improve the adhesion between the substrate and the water-repellent film. The purpose is to do.
本発明は前記目的を達成するために、基板上に、Si−O結合を主として、Siに有機基が直接接合された中間層を形成する中間層形成工程と、前記中間層に励起光を照射し、前記中間層表面のOH基を増加させる照射工程と、前記基板および中間層を加熱する加熱工程と、前記中間層表面にシランカップリング剤により有機膜を形成する有機膜形成工程と、を有することを特徴とする撥水膜の形成方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer in which an organic group is directly bonded to Si, mainly an Si-O bond, on the substrate, and the intermediate layer is irradiated with excitation light. And an irradiation step for increasing the OH groups on the surface of the intermediate layer, a heating step for heating the substrate and the intermediate layer, and an organic film forming step for forming an organic film on the surface of the intermediate layer with a silane coupling agent. A method for forming a water-repellent film is provided.
中間層上に撥水膜を形成する場合、照射工程により中間層表面のOH基を増やすことにより、水素結合水吸着サイトが増加し、吸着水がOH基を覆ってしまうため、中間層上に形成される撥水膜の密着性が低下することが考えられる。本発明によれば、照射工程の後に加熱工程を行っているので、OH基に水素結合した吸着水を除去することができる。したがって、OH基と結合するシランカップリング剤の密着性を向上させることができるので、撥水膜の耐久性を向上させることができる。 When a water-repellent film is formed on the intermediate layer, the number of OH groups on the surface of the intermediate layer is increased by the irradiation process, so that the hydrogen-bonded water adsorption sites increase and the adsorbed water covers the OH groups. It is considered that the adhesion of the formed water repellent film is lowered. According to the present invention, since the heating process is performed after the irradiation process, the adsorbed water hydrogen-bonded to the OH group can be removed. Therefore, since the adhesiveness of the silane coupling agent bonded to the OH group can be improved, the durability of the water repellent film can be improved.
本発明は、前記加熱工程の後、前記中間層に水蒸気が付着しない環境を維持した状態で、前記有機膜形成工程を行うことが好ましい。 In the present invention, after the heating step, the organic film forming step is preferably performed in a state where an environment in which water vapor does not adhere to the intermediate layer is maintained.
本発明によれば、加熱工程の後、中間層上に水蒸気が付着しない環境を維持することで、OH基に水素結合水が吸着することを防止することができる。したがって、有機膜形成工程により形成される撥水膜の密着性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent hydrogen-bonded water from adsorbing to OH groups by maintaining an environment in which water vapor does not adhere to the intermediate layer after the heating step. Therefore, the adhesiveness of the water repellent film formed by the organic film forming step can be improved.
本発明は、前記加熱工程と、前記有機膜形成工程と、を同一の真空チャンバ内で行うことが好ましい。 In the present invention, the heating step and the organic film forming step are preferably performed in the same vacuum chamber.
本発明は、加熱工程と有機膜形成工程とを同一の真空チャンバ内で行なうことで、中間層のOH基に水素結合水が付着することを防止することができる。 In the present invention, the hydrogen bonding water can be prevented from adhering to the OH group of the intermediate layer by performing the heating step and the organic film forming step in the same vacuum chamber.
本発明は、前記シランカップリング剤がフッ素を含有したシランカップリング剤であることが好ましい。 In the present invention, the silane coupling agent is preferably a fluorine-containing silane coupling agent.
シランカップリング剤としてフッ素を含有したシランカップリング剤とすることにより、効果的に撥水性を付与することができる。 By using a silane coupling agent containing fluorine as the silane coupling agent, water repellency can be effectively imparted.
本発明は、前記加熱工程が、50℃以上350℃以下で行なわれることが好ましい。 In the present invention, the heating step is preferably performed at 50 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
本発明は、前記加熱工程が、200℃以上350℃以下で行なわれることが好ましい。 In the present invention, the heating step is preferably performed at 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
本発明によれば、加熱工程を50℃以上350℃以下、より好ましくは200℃以上350℃以下で行なうことにより、中間層上に吸着している相互作用のない自由吸着水、および、OH基と相互作用する水素結合水を除去することができ、中間層で結合しているOH基のみ残すことができる。したがって、次の塗布工程において、OH基と金属アルコキシドカップリング材料とが結合しやすくすることができるので、密着性の高い撥水膜を製造することができる。 According to the present invention, by performing the heating step at 50 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, free adsorbed water adsorbed on the intermediate layer and no OH group The hydrogen-bonded water that interacts with the water can be removed, and only the OH groups bonded in the intermediate layer can be left. Accordingly, in the next coating step, the OH group and the metal alkoxide coupling material can be easily bonded to each other, so that a water-repellent film having high adhesion can be manufactured.
本発明は上記目的を達成するために、上記記載の撥水膜の形成方法により形成された撥水膜を備えるノズルプレートを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a nozzle plate comprising a water repellent film formed by the method for forming a water repellent film described above.
本発明は上記目的を達成するために、上記記載のノズルプレートを備えるインクジェットヘッドを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ink jet head comprising the nozzle plate described above.
本発明は上記目的を達成するために、上記記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ink jet recording apparatus comprising the ink jet head described above.
上記記載の撥水膜の形成方法により形成された撥水膜は、ノズルプレート、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置に好適に用いることができる。 The water repellent film formed by the water repellent film forming method described above can be suitably used for a nozzle plate, an ink jet head, and an ink jet recording apparatus.
本発明の撥水膜の形成方法によれば、吸着水を除去し、中間層上のOH基が自由な状態で撥水膜を形成することができるので、密着性の高い撥水膜を製造することができる。また、メンテナンス時の耐磨耗性を向上させることができるので、ノズルプレート、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置として好適に用いることができる。 According to the method for forming a water-repellent film of the present invention, the water-repellent film can be formed while removing adsorbed water and free of OH groups on the intermediate layer. can do. In addition, since the wear resistance during maintenance can be improved, it can be suitably used as a nozzle plate, an inkjet head, and an inkjet recording apparatus.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係る撥水膜の形成方法では、基板上にSi−O結合を主として、Siに有機基が直接接合された中間層を形成する中間層形成工程と、中間層に励起光を照射し、中間層表面の有機基をOH基とし、OH基を増加させる照射工程と、照射工程でOH基を高濃度化することで付着しやすくなった自由吸着水および水素結合水を除去する加熱工程と、自由吸着水および水素結合水を除去することでこれらとの結合がなくなったOH基にシランカップリング剤を塗布し、撥水性の有機膜を形成する有機膜形成工程と、を有する。 In the method for forming a water-repellent film according to the present embodiment, an intermediate layer forming step for forming an intermediate layer in which an organic group is directly bonded to Si, mainly an Si-O bond, and the intermediate layer is irradiated with excitation light. And an irradiation process in which the organic groups on the surface of the intermediate layer are changed to OH groups and the OH groups are increased, and heating to remove free adsorbed water and hydrogen-bonded water that has become easy to adhere by increasing the concentration of OH groups in the irradiation process. And an organic film forming step of applying a silane coupling agent to the OH group that has lost its bond with the removal of free adsorbed water and hydrogen-bonded water to form a water-repellent organic film.
上記の撥水膜の形成方法によれば、OH基を高濃度化することができ、さらに、OH基を高濃度化することにより付着しやすくなった吸着水を除去した後に、撥水性の有機膜を成膜しているので、高濃度のOH基と結合させることができるので、撥水膜の密着性を向上させることができ、耐磨耗性を向上させることができる。 According to the above method for forming a water repellent film, it is possible to increase the concentration of OH groups. Further, after removing the adsorbed water that has been easily adhered by increasing the concentration of OH groups, Since the film is formed, it can be bonded to a high concentration of OH groups, so that the adhesion of the water-repellent film can be improved and the wear resistance can be improved.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
[中間層形成工程]
図1(a)は、基板10上に中間層20を形成した化学構造の概略図である。
[Intermediate layer forming step]
FIG. 1A is a schematic view of a chemical structure in which an
中間層を形成する基板10の材質は、シリコン、ガラス、金属、セラミック、高分子フィルムの何れかであることが好ましい。本発明では、シリコン、ガラス、金属、セラミック、高分子フィルムの何れであっても、強固な撥水膜を形成することができる。
The material of the
そして、この基板10上に、Si−O結合を主として、Siに有機基(R)が直接接合した(以下、「Si-R結合」ともいう)薄膜を成膜する。有機基としては、脂肪族基、芳香族基及び複素環基などが挙げられる。例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、2−メチルブチル、1−メチルブチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、3−メチルペンチル、2−メチルペンチル、1−メチルペンチル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、アダマンチル、ビニル、プロペニル、ブテニル、アクリル、メタクリル、オクチニル、ドデセニル、ウンデセニル、シクロヘキセニル、フェニル、トリル、ピレニル、フェナントレニル、ナフチル、ビフェニリル、ターフェニリル、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチルの他、前記した各種複素環由来の複素環基を挙げることができる。製造コストの観点から、構造がより単純な、メチル基やエチル基などを好ましく用いることができる。
A thin film in which an organic group (R) is directly bonded to Si (hereinafter also referred to as “Si—R bond”) is formed on the
Si−O結合を主として、Siに有機基が直接接合した薄膜は、モノメチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシランなど、シラン系のガスと酸素の混合ガスを、プラズマ導入し、プラズマCVD法またはcat−CVD法を用いることで形成することができる。cat−CVD法により形成する場合は、触媒としてタングステンワイヤを用いることができる。これにより有機基としてCH3基が接合されたSi-O結合を主とした膜を成膜することができる。 A thin film in which an organic group is bonded directly to Si mainly with Si—O bonds is obtained by introducing a plasma of a mixed gas of silane-based gas and oxygen, such as monomethylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, and tetramethylsilane, and then a plasma CVD method. Alternatively, it can be formed by using a cat-CVD method. When forming by a cat-CVD method, a tungsten wire can be used as a catalyst. Thus, a film mainly composed of Si—O bonds in which CH 3 groups are bonded as organic groups can be formed.
また、MSQ・有機SOG材料と呼ばれるメチルシロキサン材料、またはこれらの材料と類似構造を有する、Si−CH3結合を有し、Si−O結合を主成分とする材料、例えば、日立化成製HSG、ハネウエル社製HOSP・アルバックULKS Ver3などの市販材料を、Si−Oを骨格としSiに有機基(R)が残存する条件で塗布・焼成することで、でポリオルガノシロキサン膜を作製することができる。 Further, a methylsiloxane material called an MSQ / organic SOG material, or a material having a similar structure to these materials and having a Si—CH 3 bond and having a Si—O bond as a main component, for example, HSG made by Hitachi Chemical Co., Ltd. A polyorganosiloxane film can be produced by applying and baking a commercially available material such as HOSP / ULVAC ULKS Ver3 manufactured by Honeywell under the condition that Si-O is a skeleton and the organic group (R) remains in Si. .
[照射工程]
中間層形成工程で得られた中間層20に、励起光を照射することで、有機基を外し、Si−R結合をSi−OH化する。
[Irradiation process]
By irradiating the
処理ガスに対する条件や処理の方法などについては、特開2008−105231号公報明細書に記載されている条件、方法などを好ましく用いることができる。 Regarding the conditions for the processing gas and the processing method, the conditions and methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-105231 can be preferably used.
本発明においては、励起光は、紫外線またはプラズマなどのエネルギー線を用いることができる。この方法によれば、エネルギー線が照射領域にのみ酸化処理を施すことができるので、OH基の増加をすることができる。 In the present invention, the excitation light can use energy rays such as ultraviolet rays or plasma. According to this method, since the energy ray can be oxidized only in the irradiation region, OH groups can be increased.
プラズマ照射により行なう場合は、プラズマを発生するガス種として、酸素ガスを含むガスを用いる酸素プラズマ照射を用いるのが好ましい。酸素プラズマ照射によれば、酸素プラズマがアルキル基とSiとの結合を切断し、薄膜上にOH基を導入することができる。 In the case of performing plasma irradiation, oxygen plasma irradiation using a gas containing oxygen gas is preferably used as a gas species for generating plasma. According to the oxygen plasma irradiation, the oxygen plasma breaks the bond between the alkyl group and Si, and OH groups can be introduced onto the thin film.
照射工程を行なう雰囲気は、減圧状態で行なうことが好ましい。減圧状態で行うことにより、薄膜が大気中に存在する水蒸気を吸着することを防止することができ、後の有機膜形成工程においてシランカップリング剤の密着性を向上させることができる。また、密閉条件(例えば、チャンバ内)で行なうことが好ましい。これにより、薄膜がプラズマ密度のより高い状態で酸化処理されるため、より多くのOH基を薄膜上に導入することができる。また、大気中の水蒸気は薄膜上に吸着水として付着することを防止することができる。 The atmosphere in which the irradiation process is performed is preferably performed under reduced pressure. By carrying out in a reduced pressure state, it is possible to prevent the thin film from adsorbing water vapor present in the atmosphere, and the adhesion of the silane coupling agent can be improved in the subsequent organic film forming step. Moreover, it is preferable to carry out on sealing conditions (for example, in a chamber). Thereby, since a thin film is oxidized in a state with a higher plasma density, more OH groups can be introduced onto the thin film. In addition, water vapor in the atmosphere can be prevented from adhering to the thin film as adsorbed water.
[加熱工程]
基板10および中間層20の加熱を行い、中間層20に付着した吸着水の除去を行なう。
[Heating process]
The
図2(a)は、照射工程後の中間層20を構成する分子の化学構造の概略図であり、図2(b)は加熱工程後の中間層20を構成する分子の化学構造の概略図である。また、図1(b)が照射工程後、図1(c)が加熱工程後の化学構造の概略図である。図2に示すように、加熱より脱水する場合、3種類の水がある。
FIG. 2A is a schematic diagram of the chemical structure of the molecules constituting the
自由吸着水αは、他の物質と相互作用しない自由吸着水である。通常、水は100℃で蒸発するが、図2は、微小な細孔部を示した図であり、自由吸着水もこの細孔部に入っているので、蒸気圧が上がっており、蒸発させるためには、通常より温度を高くする必要がある。自由吸着水αを脱離(蒸発)させるには、200℃が必要である。 The free adsorbed water α is free adsorbed water that does not interact with other substances. Normally, water evaporates at 100 ° C., but FIG. 2 is a diagram showing minute pores. Since free adsorbed water is also contained in these pores, the vapor pressure is increased and vaporized. For this purpose, the temperature needs to be higher than usual. In order to desorb (evaporate) the free adsorbed water α, 200 ° C. is required.
水素結合水βは、OH基と相互作用し、OH基と水素結合している吸着水である。したがって、水素結合水βを脱離させるには、200〜350℃が必要である。 Hydrogen-bonded water β is adsorbed water that interacts with OH groups and is hydrogen-bonded to OH groups. Therefore, 200 to 350 ° C. is necessary to desorb the hydrogen-bonded water β.
OH基γは、次の有機膜形成工程で金属アルコキシドカップリング材材料と反応し、撥水膜を形成する。したがって、OH基γは、脱離させずに残しておくことで、より密度の高い、密着性の高い膜を成膜することができる。なお、OH基γを脱離させる場合は、350℃以上の温度が必要である。 The OH group γ reacts with the metal alkoxide coupling material in the next organic film forming step to form a water repellent film. Therefore, by leaving the OH group γ without leaving, a film with higher density and higher adhesion can be formed. In addition, when removing OH group (gamma), the temperature of 350 degreeC or more is required.
したがって、加熱工程においては、50℃以上350℃以下の範囲で加熱することが好ましく、より好ましくは200℃以上350℃以下の範囲で加熱することが好ましい。この範囲で加熱することにより、自由吸着水α、水素結合水βの除去を行なうことができ、OH基γを残すことができるので、自由なOH基γを増やすことができる。 Therefore, in the heating step, it is preferable to heat in the range of 50 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, more preferably in the range of 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. By heating in this range, free adsorbed water α and hydrogen-bonded water β can be removed, and OH groups γ can be left, so that free OH groups γ can be increased.
基板、薄膜の加熱方法は特に限定されず、加熱炉で加熱するなど、通常の方法により加熱することができる。 The method for heating the substrate and the thin film is not particularly limited, and the substrate and the thin film can be heated by an ordinary method such as heating in a heating furnace.
[有機膜工程]
有機膜工程は、加熱工程で得られた中間層20上にシランカップリング剤を蒸着させ有機膜を形成する工程である。図1(d)は、シランカップリング剤と中間層との結合前、図1(e)は結合後の化学構造の概略図である。
[Organic film process]
The organic film process is a process of forming an organic film by depositing a silane coupling agent on the
シランカップリング剤31としては、塩素型、メトキシ型、エトキシ型、イソシアナト型などを用いることが好ましい。中間層20表面に、シランカップリング剤の反応サイトとなる水酸基:OH基を多数形成しているため、塗布工程により、シランカップリング剤が中間層20と高密度に結合し、高密度な撥水膜30を形成することができる。
As the
撥水膜30として、例えば、蒸着法などの物理的気相成長法で成膜することができる。蒸着法とは、成膜基板を真空チャンバ内にセットし、真空チャンバ内で成膜したい材料を、気化する条件(すなわち蒸気圧が十分となる条件)で気化し、成膜する方法である。シランカップリング剤の場合は、シランカップリング剤を加熱して気化する事により成膜する方法が一般的である。
The
シランカップリング剤は、YnSiX4−n(n=1、2、3)で表されるケイ素化合物である。Yはアルキル基などの比較的不活性な基、または、ビニル基、アミノ基、あるいはエポキシ基などの反応性基を含むものである。Xは、ハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセトキシ基などの基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な基からなる。シランカップリング剤は、ガラス繊維強化プラスチックなどの有機質と無機質からなる複合材料を製造する際に、これらの結合を仲介するものとして幅広く用いられており、Yがアルキル基などの不活性な基の場合は、改質表面上に、付着や摩擦の防止、つや保持、撥水、潤滑などの性質を付与する。また、反応性基を含む場合は、主として接着性の向上に用いられる。 The silane coupling agent is a silicon compound represented by Y n SiX 4-n (n = 1, 2, 3). Y includes a relatively inactive group such as an alkyl group or a reactive group such as a vinyl group, an amino group, or an epoxy group. X is a group that can be bonded by condensation with a hydroxyl group on the substrate surface such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetoxy group, or adsorbed water. Silane coupling agents are widely used as mediators of these bonds in the production of organic and inorganic composite materials such as glass fiber reinforced plastics, and Y is an inert group such as an alkyl group. In some cases, properties such as adhesion and friction prevention, gloss retention, water repellency, and lubrication are imparted on the modified surface. Moreover, when a reactive group is included, it is mainly used for the improvement of adhesiveness.
さらに、Yに直鎖状のフッ化炭素鎖を導入したフッ素系シランカップリング剤を用いて改質した表面は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)表面のように低表面自由エネルギーを持ち、撥水、潤滑、離型などの性質が向上し、さらに撥油性も発現する。 Furthermore, the surface modified by using a fluorine-based silane coupling agent in which a linear fluorocarbon chain is introduced into Y has a low surface free energy like a PTFE (polytetrafluoroethylene) surface, and is water repellent. In addition, properties such as lubrication and mold release are improved, and oil repellency is also exhibited.
直鎖状のフルオロアルキルシランとして、例えば、Y=CF3CH2CH2,CF3(CF2)3CH2CH2,CF3(CF2)7CH2CH2などを挙げることができる。 Examples of the linear fluoroalkylsilane include Y═CF 3 CH 2 CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 3 CH 2 CH 2 , CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2, and the like.
また、Yの部分は、パーフルオロエーテル(PFPE)基(−CF2−O−CF2−)を有する材料を用いることができる。 For the Y portion, a material having a perfluoroether (PFPE) group (—CF 2 —O—CF 2 —) can be used.
また、シランカップリング剤としては、片側のみでなく、両側にシランカップリング基が結合した材料X3SiYSiX3を用いることもできる。 As the silane coupling agent, a material X 3 SiYSiX 3 in which silane coupling groups are bonded to both sides can be used as well as one side.
また、ダイキン工業(株)製オプツール、(株)ハーベス製デュラサーフ、住友3M(株)製ノベックEGC1720、ソルベイソレクシス(株)製フルオロリンクS−10、(株)ティーアンドケイ製ナノス、信越化学工業(株)製サイフェルKY−100・AGC製サイトップMタイプなど、市販のシランカップリング撥水材料を用いることもできる。 Also, Daikin Industries, Ltd. OPTOOL, Harves Co., Ltd. Durasurf, Sumitomo 3M Co., Ltd. Novec EGC1720, Solvay Solexis Co., Ltd. Fluorolink S-10, T & K Nanos Co., Ltd., Shin-Etsu Commercially available silane coupling water repellent materials such as Seifel KY-100 and AGC Cytop M type manufactured by Chemical Industry Co., Ltd. can also be used.
なお、図1(d)は、シランカップリング剤31が加水分解により、XがOH基に置換されている状態を示す。その後、中間層20上のOH基、または、隣り合うシランカップリング剤31同士で脱水縮合が起こり、図1(e)に示すような構造の膜を形成することができる。
In addition, FIG.1 (d) shows the state by which the
また、本発明においては、加熱工程から有機膜形成工程までを、中間層に水蒸気が付着しない環境を維持した状態で行なうことが好ましい。加熱工程により中間層に付着した吸着水を除去した状態を維持し、加熱工程から塗布工程までの間に大気中の水蒸気が中間層に付着することを防止することができるので、より密着性の高い膜を成膜することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable to perform from a heating process to an organic film formation process in the state which maintained the environment where water vapor | steam does not adhere to an intermediate | middle layer. Maintaining the state in which the adsorbed water adhering to the intermediate layer is removed by the heating process and preventing water vapor in the atmosphere from adhering to the intermediate layer between the heating process and the coating process, so that the adhesion is more A high film can be formed.
水蒸気の付着を抑制する方法として、加熱工程の減圧状態を維持したまま有機膜形成工程を行うことにより実施することができる。例えば、同一の装置内で、真空状態をリークすることなく加熱工程から有機膜形成工程を行うことで実施することができる。装置としては、撥水膜蒸着装置内に加熱機構を設け、撥水膜蒸着装置で加熱工程と有機膜形成工程を実施する。加熱装置と蒸着装置を同じ真空チャンバ内に設置し、連続的に加熱工程と有機膜形成工程を行う方法により実施することもできる。 As a method for suppressing the adhesion of water vapor, the organic film forming step can be carried out while maintaining the reduced pressure state of the heating step. For example, it can be performed by performing the organic film forming process from the heating process without leaking the vacuum state in the same apparatus. As the apparatus, a heating mechanism is provided in the water repellent film deposition apparatus, and the heating process and the organic film forming process are performed in the water repellent film deposition apparatus. The heating apparatus and the vapor deposition apparatus can be installed in the same vacuum chamber, and the heating process and the organic film forming process can be continuously performed.
また、真空とするのではなく、加熱工程から有機膜形成工程への搬送を、水蒸気を含まないガスの雰囲気下で実施することで、大気中の水蒸気が基板に接することを防止し、水蒸気の吸着を抑制することができる。ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを好ましく用いることができる。また、加熱工程と有機膜形成工程を同じ装置で行なう場合は、工程間を上記水蒸気を含まないガスの雰囲気下におくことで行なうこともできる。 In addition, by carrying out the transfer from the heating process to the organic film forming process in an atmosphere of gas that does not contain water vapor, instead of making a vacuum, water vapor in the atmosphere is prevented from coming into contact with the substrate, Adsorption can be suppressed. As the gas, an inert gas such as nitrogen, argon, or helium can be preferably used. Moreover, when performing a heating process and an organic film formation process with the same apparatus, it can also carry out by putting between the processes in the atmosphere of the gas which does not contain the said water vapor | steam.
<インクジェット記録装置の全体構成>
次に本発明の撥水膜の形成方法により形成された撥水膜を適用した例として、ノズルプレート、ノズルプレートを備えるインクジェットヘッド、および、インクジェット記録装置について説明する。本発明の撥水膜の形成方法は、ノズルプレートの製造方法、インクジェットヘッドの製造方法、インクジェット記録装置の製造方法に対して好ましく用いることができる。
<Overall configuration of inkjet recording apparatus>
Next, as an example to which the water repellent film formed by the method of forming a water repellent film of the present invention is applied, a nozzle plate, an ink jet head having a nozzle plate, and an ink jet recording apparatus will be described. The water repellent film forming method of the present invention can be preferably used for a nozzle plate manufacturing method, an inkjet head manufacturing method, and an inkjet recording apparatus manufacturing method.
図3は、インクジェット記録装置の構成図である。このインクジェット記録装置100は、描画部116の圧胴(描画ドラム170)に保持された記録媒体124(便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体124上に処理液(ここでは凝集処理液)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体124上に画像形成を行う2液反応(凝集)方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
FIG. 3 is a configuration diagram of the ink jet recording apparatus. In the
図示のように、インクジェット記録装置100は、主として、給紙部112、処理液付与部114、描画部116、乾燥部118、定着部120、及び排出部122を備えて構成される。
As shown in the figure, the ink
(給紙部)
給紙部112は、記録媒体124を処理液付与部114に供給する機構であり、当該給紙部112には、枚葉紙である記録媒体124が積層されている。給紙部112には、給紙トレイ150が設けられ、この給紙トレイ150から記録媒体124が一枚ずつ処理液付与部114に給紙される。
(Paper Feeder)
The
(処理液付与部)
処理液付与部114は、記録媒体124の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部116で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
(Processing liquid application part)
The processing
図3に示すように、処理液付与部114は、給紙胴152、処理液ドラム154、及び処理液塗布装置156を備えている。処理液ドラム154は、記録媒体124を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム154は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)155を備え、この保持手段155の爪と処理液ドラム154の周面の間に記録媒体124を挟み込むことによって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the treatment
処理液ドラム154の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置156が設けられる。処理液塗布装置156は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム154上の記録媒体124に圧接されて計量後の処理液を記録媒体124に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置156によれば、処理液を計量しながら記録媒体124に塗布することができる。
A processing
処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体124は、処理液ドラム154から中間搬送部126を介して描画部116の描画ドラム170へ受け渡される。
The
(描画部)
描画部116は、描画ドラム(第2の搬送体)170、用紙抑えローラ174、及びインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yを備えている。描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備える。描画ドラム170に固定された記録媒体124は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yからインクが付与される。
(Drawing part)
The
インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yはそれぞれ、記録媒体124における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)とすることが好ましい。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yは、記録媒体124の搬送方向(描画ドラム170の回転方向)と直交する方向に延在するように設置される。
The inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y are preferably full-line inkjet recording heads (inkjet heads) each having a length corresponding to the maximum width of the image forming area on the
描画ドラム170上に密着保持された記録媒体124の記録面に向かって各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部114で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体124上での色材流れなどが防止され、記録媒体124の記録面に画像が形成される。
The droplets of the corresponding color ink are ejected from the inkjet heads 172M, 172K, 172C, and 172Y toward the recording surface of the
描画部116で画像が形成された記録媒体124は、描画ドラム170から中間搬送部128を介して乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。
The
(乾燥部)
乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図3に示すように、乾燥ドラム176、及び溶媒乾燥装置178を備えている。
(Drying part)
The drying
乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備え、この保持手段177によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
Similar to the
溶媒乾燥装置178は、乾燥ドラム176の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ180と、各ハロゲンヒータ180の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル182とで構成される。
The
乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体124は、乾燥ドラム176から中間搬送部130を介して定着部120の定着ドラム184へ受け渡される。
The
(定着部)
定着部120は、定着ドラム184、ハロゲンヒータ186、定着ローラ188、及びインラインセンサ190で構成される。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
(Fixing part)
The fixing
定着ドラム184の回転により、記録媒体124は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ186による予備加熱と、定着ローラ188による定着処理と、インラインセンサ190による検査が行われる。
With the rotation of the fixing
定着部120によれば、乾燥部118で形成された薄層の画像層内の熱可塑性樹脂微粒子が定着ローラ188によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体124に固定定着させることができる。また、定着ドラム184の表面温度を50℃以上に設定することで、定着ドラム184の外周面に保持された記録媒体124を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。
According to the fixing
また、インク中にUV硬化性モノマーを含有させた場合は、乾燥部で水分を充分に揮発させた後に、UV照射ランプを備えた定着部で、画像にUVを照射することで、UV硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。 In addition, when a UV curable monomer is contained in the ink, after the water is sufficiently volatilized in the drying unit, the image is irradiated with UV at the fixing unit equipped with a UV irradiation lamp. The monomer can be cured and polymerized to improve the image strength.
(排出部)
図3に示すように、定着部120に続いて排出部122が設けられている。排出部122は、排出トレイ192を備えており、この排出トレイ192と定着部120の定着ドラム184との間に、これらに対接するように渡し胴194、搬送ベルト196、張架ローラ198が設けられている。記録媒体124は、渡し胴194により搬送ベルト196に送られ、排出トレイ192に排出される。
(Discharge part)
As shown in FIG. 3, a
また、図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置100には、上記構成の他、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体124の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
Although not shown in the drawing, the ink
なお、図3においてはドラム搬送方式のインクジェット記録装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、ベルト搬送方式のインクジェット記録装置などにおいても用いることができる。 Although the drum conveyance type inkjet recording apparatus has been described with reference to FIG. 3, the present invention is not limited to this, and the invention can also be used in a belt conveyance type inkjet recording apparatus.
〔インクジェットヘッドの構造〕
次に、インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yの構造について説明する。なお、各インクジェットヘッド172M、172K、172C、172Yの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
[Inkjet head structure]
Next, the structure of the inkjet heads 172M, 172K, 172C, 172Y will be described. In addition, since the structure of each
図4(a)は、インクジェットヘッド250の構造例を示す平面透視図であり、図4(b)は、インクジェットヘッド250の他の構造例を示す平面透視図である。図5は、インク室ユニットの立体的構成を示す断面図(図4(a)中、IV−IV線に沿う断面図)である。
4A is a plan perspective view showing an example of the structure of the
記録紙面上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、インクジェットヘッド250におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のインクジェットヘッド250は、図4(a)に示すように、インク滴の吐出孔であるノズル251と、各ノズル251に対応する圧力室252などからなる複数のインク室ユニット253を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙搬送方向と直交する主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
In order to increase the dot pitch formed on the recording paper surface, it is necessary to increase the nozzle pitch in the
紙搬送方向と略直交する方向に記録媒体124の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図4(a)の構成に代えて、図4(b)に示すように、複数のノズル251が2次元に配列された短尺のヘッドブロック(ヘッドチップ)250’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体124の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。また、図示は省略するが、短尺のヘッドを一列に並べてラインヘッドを構成してもよい。
The configuration in which one or more nozzle rows are configured over a length corresponding to the entire width of the
図5に示すように、各ノズル251は、インクジェットヘッド250のインク吐出面250aを構成するノズルプレート260に形成されている。ノズルプレート260は、例えば、Si、SiO2、SiN、石英ガラスのようなシリコン系材料、Al、Fe、Ni、Cuまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料、ポリイミドのような樹脂系材料で構成されている。
As shown in FIG. 5, each
ノズルプレート260の表面(インク吐出側の面)には、インクに対して撥液性を有する撥水膜262が形成されており、インクの付着防止が図られている。
A
各ノズル251に対応して設けられている圧力室252は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル251と供給口254が設けられている。各圧力室252は供給口254を介して共通流路255と連通されている。共通流路255はインク供給源たるインク供給タンク(不図示)と連通しており、該インク供給タンクから供給されるインクは共通流路255を介して各圧力室252に分配供給される。
The
圧力室252の天面を構成し共通電極と兼用される振動板256には個別電極257を備えた圧電素子258が接合されており、個別電極257に駆動電圧を印加することによって圧電素子258が変形してノズル251からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路255から供給口254を通って新しいインクが圧力室252に供給される。
A
なお、ノズルの配置構造は図示の例に限定されず、副走査方向に1列のノズル列を有する配置構造など、様々なノズル配置構造を適用できる。 The nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example, and various nozzle arrangement structures such as an arrangement structure having one nozzle row in the sub-scanning direction can be applied.
また、ライン型ヘッドによる印字方式に限定されず、用紙の幅方向(主走査方向)の長さに満たない短尺のヘッドを用紙の幅方向に走査させて当該幅方向の印字を行い、1回の幅方向の印字が終わると用紙を幅方向と直交する方向(副走査方向)に所定量だけ移動させて、次の印字領域の用紙の幅方向の印字を行い、この動作を繰り返して用紙の印字領域の全面にわたって印字を行うシリアル方式を適用してもよい。 Further, the printing method is not limited to a line type head, and printing is performed in the width direction by scanning a short head that is less than the length of the paper in the width direction (main scanning direction) in the width direction of the paper. When printing in the width direction is completed, the paper is moved by a predetermined amount in the direction perpendicular to the width direction (sub-scanning direction), printing is performed in the width direction of the paper in the next print area, and this operation is repeated to A serial method in which printing is performed over the entire printing area may be applied.
[実施例]
厚さ625μmのシリコン基板の上に、以下の方法でSi−O結合主として、Siに有機基が直接接合された膜を成膜した。成膜は、cat−CVD法により行い、モノメチルシラン(CH3SiH3)と酸素の混合ガスをチャンバ内に導入し成膜した、触媒にはタングステンワイヤを用い、温度を1400℃とした。
[Example]
On a silicon substrate having a thickness of 625 μm, a film in which an organic group was directly bonded to Si, mainly Si—O bonds, was formed by the following method. The film was formed by the cat-CVD method, and a mixed gas of monomethylsilane (CH 3 SiH 3 ) and oxygen was introduced into the chamber to form a film. A tungsten wire was used as the catalyst, and the temperature was set to 1400 ° C.
成膜後、セン特殊光源株式会社製PM1102−3低圧水銀ランプ(17mW/cm2)を、所定時間照射した。その後、所定のアニール(加熱処理)を行なった後、ダイキン社オプツールDSXを蒸着して撥水膜を成膜した。照射条件、アニール条件、結果を図6、7に示す。 After the film formation, PM 1102-3 low-pressure mercury lamp (17 mW / cm 2 ) manufactured by Sen Special Light Source Co., Ltd. was irradiated for a predetermined time. Then, after performing predetermined annealing (heat treatment), Daikin OPTOOL DSX was vapor-deposited to form a water repellent film. Irradiation conditions, annealing conditions, and results are shown in FIGS.
耐磨耗性試験は、次の方法により評価を行った。マイクロファイバークロスをゴムローラに巻きつけ、サンプル表面とクロスの圧力が45kPaとなるようにセットした。その上で、マイクロファイバに、黒インク3wt%を純水に薄めた液に浸漬させ、クロス単独の擦り試験よりも加速の条件になるようにした。ローラを回転させてサンプル表面を劣化させ、所定回数ごと、水で静的接触角を測定することを繰り返した。いずれのサンプルも試験前は、接触角110〜120°と良好な接触角であり、それらが70°となったところを、耐磨耗点とした。70°が回転数と合致しなかった場合は、70°前後の回転回数で比例計算して、70°での磨耗点を求めた。例えば、2000回転で接触角80°、3000回転で接触角60°の場合は、2500回転を耐磨耗点とした。 The abrasion resistance test was evaluated by the following method. The microfiber cloth was wound around a rubber roller and set so that the pressure between the sample surface and the cloth was 45 kPa. After that, the microfiber was dipped in a solution obtained by diluting 3% by weight of black ink in pure water so that the acceleration condition was more than that of the cloth alone rubbing test. The sample surface was deteriorated by rotating the roller, and the measurement of the static contact angle with water was repeated every predetermined number of times. Prior to the test, all samples had a good contact angle of 110 to 120 °, and the point at which they reached 70 ° was defined as the wear resistance point. When 70 ° did not match the number of rotations, the wear point at 70 ° was obtained by proportionally calculating the number of rotations around 70 °. For example, when the contact angle is 80 ° at 2000 rotations and the contact angle is 60 ° at 3000 rotations, 2500 rotations are set as the wear resistance point.
また、OH基γの量、水素結合水βの量に相当する脱水量は、所定の1cm2角の試料を、電子科学株式会社製、昇温脱離ガス分析装置(TDS−MS)を用いて、水素結合水β(200〜350℃)、OH基γ(350℃以上)の脱水量を計測した。なお、OH基の量、結合水の量の測定は、別途サンプルを作製し、撥水膜蒸着装置の内部加熱機構を用いた実施例3においては、TDS−MS装置内部にて同様の加熱を行い、真空状態を維持したまま一度冷却し、再度TDS−MS測定を行うことで評価を行った。外部加熱炉を用いた実施例1、2は、TDS−MS装置で加熱した後、いったん大気開放し、所定時間放置した後、再度TDS−MS装置にセットすることで、同等の環境を作り、評価を行った。また、TDS−MSでは、蒸発した水分量を測定しているので、加熱により、2≡Si−OH → −Si−O−Si− + H2O↑となるため、実際のOH基の量は、図中の2倍となる。 The amount of dehydration corresponding to the amount of OH group γ and the amount of hydrogen-bonded water β is determined by using a predetermined 1 cm 2 sample using a temperature-programmed desorption gas analyzer (TDS-MS) manufactured by Electronic Science The dehydration amount of hydrogen-bonded water β (200 to 350 ° C.) and OH group γ (350 ° C. or higher) was measured. In addition, the measurement of the amount of OH groups and the amount of bound water was carried out by preparing a sample separately, and in Example 3 using the internal heating mechanism of the water-repellent film deposition apparatus, the same heating was performed inside the TDS-MS apparatus. Evaluation was performed by cooling once while maintaining the vacuum state and performing TDS-MS measurement again. In Examples 1 and 2 using an external heating furnace, after heating with a TDS-MS apparatus, the atmosphere was once released to the atmosphere, left for a predetermined time, and then set in the TDS-MS apparatus again to create an equivalent environment. Evaluation was performed. In addition, since the amount of evaporated water is measured in TDS-MS, since 2≡Si—OH → —Si—O—Si— + H 2 O ↑ by heating, the actual amount of OH groups is , Twice the figure.
図6は、アニール処理を行わなかった例である。UV照射によりOH量の増加が確認でき、比較例2までは、耐磨耗性も向上していた。しかしながら、比較例3、比較例4とOH量は増加しているが、耐磨耗性は悪化していた。OH基が増加することにより、付着する吸着水の量が増加し、金属アルコキシドカップリング材料と中間層との密着性が悪くなったからであると考えられる。 FIG. 6 shows an example in which the annealing process was not performed. An increase in the amount of OH was confirmed by UV irradiation, and until Comparative Example 2, the wear resistance was also improved. However, although the amount of OH in Comparative Example 3 and Comparative Example 4 increased, the wear resistance deteriorated. This is probably because the amount of adsorbed water increased due to the increase in OH groups, and the adhesion between the metal alkoxide coupling material and the intermediate layer deteriorated.
図7は、UV照射により中間層上にOH基を増加させた後、アニール処理を行った例である。アニール処理は、撥水膜蒸着装置とは別の加熱炉を用いた例と撥水膜蒸着装置内部の加熱機構を用いた例の2種類で行なった。図中、それぞれ、「外部加熱炉」、「内部加熱機構」で記載する。また、外部加熱炉を用いた例では、外部加熱炉で脱水した後、撥水膜蒸着装置に極力素早く(5分程度)基板をセットしたサンプルと、30分程度放置した後、撥水膜蒸着装置にセットしたサンプルを製造した。 FIG. 7 shows an example in which annealing treatment is performed after increasing OH groups on the intermediate layer by UV irradiation. The annealing treatment was performed in two types: an example using a heating furnace different from the water repellent film deposition apparatus and an example using a heating mechanism inside the water repellent film deposition apparatus. In the figure, they are described as “external heating furnace” and “internal heating mechanism”, respectively. In an example using an external heating furnace, after dehydration in the external heating furnace, a sample in which a substrate is set as quickly as possible (about 5 minutes) in a water-repellent film deposition apparatus, and after standing for about 30 minutes, water-repellent film deposition is performed. Samples set in the apparatus were manufactured.
図7より、外部加熱炉で加熱し、吸着水が付着しない程度に素早く行なった実施例1においては、比較例3と比較し、OH量の低下を見られるが、水素結合水の量も低下しており、耐磨耗性も向上していた。また、30分放置した後に測定した実施例2においても、実施例1よりは、水素結合水の付着は見られるが、耐磨耗性は比較例より向上していた。 From FIG. 7, in Example 1 which was heated in an external heating furnace and performed quickly to the extent that adsorbed water did not adhere, a decrease in the amount of OH was observed compared to Comparative Example 3, but the amount of hydrogen-bonded water also decreased. The wear resistance was also improved. In Example 2, which was measured after being allowed to stand for 30 minutes, more hydrogen bonded water was observed than in Example 1, but the wear resistance was improved as compared with the comparative example.
撥水膜蒸着装置の内部加熱機構を用い、アニール処理後においても、大気と接触させない実施例3においては、水素結合水が減少し、除去されているため、撥水材料の耐摩耗性を向上させることができた。 In Example 3 in which the water repellent film deposition apparatus is used and the hydrogen bonding water is reduced and removed in Example 3 that does not come into contact with the atmosphere even after annealing, the wear resistance of the water repellent material is improved. I was able to.
10…基板、20…中間層、30、262…撥水膜、31…シランカップリング剤、100…インクジェット記録装置、112…給紙部、114…処理液付与部、116…描画部、118…乾燥部、120…定着部、122…排出部、124…記録媒体、154…処理液ドラム、156…処理液塗布装置、170…描画ドラム、172M、172K、172C、172Y…インクジェットヘッド、176…乾燥ドラム、180…温風噴出しノズル、182…IRヒータ、184…定着ドラム、186…ハロゲンヒータ、188…定着ローラ、192…排出トレイ、196…搬送ベルト
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記中間層に励起光を照射し、前記中間層表面のOH基を増加させる照射工程と、
前記基板および中間層を加熱する加熱工程と、
前記中間層表面にシランカップリング剤により有機膜を形成する有機膜形成工程と、を有することを特徴とする撥水膜の形成方法。 An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer in which an organic group is directly bonded to Si mainly on Si-O bonds;
An irradiation step of irradiating the intermediate layer with excitation light to increase OH groups on the surface of the intermediate layer;
A heating step of heating the substrate and the intermediate layer;
An organic film forming step of forming an organic film on the surface of the intermediate layer with a silane coupling agent.
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