JP2019025911A - Liquid discharge head, liquid discharge head manufacturing method and recording method - Google Patents

Liquid discharge head, liquid discharge head manufacturing method and recording method Download PDF

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Abstract

To provide a liquid discharge head that is configured to suppress a fixation of liquid to a liquid repellent layer provided on a surface of a discharge-port forming member over a long period of time.SOLUTION: The liquid discharge head has a discharge-port forming member 4 having a discharge port 5 for discharging liquid formed therein, in which a hardened layer 7 of a composition containing (a) a condensed product of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having cationic polymerizable group and (b) a compound having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain (b) is provided on a surface of the discharge-port forming member 4.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関し、具体的には記録媒体にインクを吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。   The present invention relates to a liquid discharge head that discharges liquid, and more particularly, to an ink jet recording head that performs recording by discharging ink onto a recording medium.

インクジェット記録ヘッドに代表される液体吐出ヘッドは、一般に、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた基板と、液体を吐出する吐出口を形成する吐出口形成部材とを備えている。   A liquid discharge head typified by an ink jet recording head generally includes a substrate provided with an energy generating element that generates energy used for discharging a liquid, and a discharge port forming member that forms a discharge port for discharging a liquid. It has.

この液体吐出ヘッドでは、吐出口形成部材の表面状態が液体の吐出性能に大きな影響を及ぼす。そのため、吐出口形成部材の表面に撥液層を形成することで、液体の付着を抑制し表面状態を一様に保つようにしている。このような撥液層としては、特許文献1に記載されているような、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物を含む層が挙げられる。   In this liquid discharge head, the surface state of the discharge port forming member greatly affects the liquid discharge performance. Therefore, by forming a liquid repellent layer on the surface of the discharge port forming member, adhesion of liquid is suppressed and the surface state is kept uniform. As such a liquid repellent layer, there is a layer containing a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, as described in Patent Document 1. Can be mentioned.

ところで、近年、記録品位の更なる向上のため、吐出される液体に様々な材料が添加されるようになり、その結果、従来想定されていなかったメカニズムによる液体の撥液層への固着が生じる傾向にある。例えば、記録品位向上を目的として、高濃度の顔料を分散させたインクが使用されることがある。そして、このようなインクを使用して液体吐出ヘッドを長期間稼働させた場合には、撥液層の表面の静電荷の局所的な分布によりインク中の顔料が凝集し固着しやすい。   By the way, in recent years, various materials have been added to the ejected liquid to further improve the recording quality. As a result, the liquid adheres to the liquid repellent layer by a mechanism that has not been assumed in the past. There is a tendency. For example, an ink in which a high concentration pigment is dispersed may be used for the purpose of improving the recording quality. When the liquid discharge head is operated for a long time using such ink, the pigment in the ink is likely to aggregate and adhere due to the local distribution of the electrostatic charge on the surface of the liquid repellent layer.

そこで、特許文献1には、撥液層にカーボンブラック等の導電性コンパウンドを添加することにより、撥液層を無帯電化し、インクの固着を抑制することが記載されている。   Therefore, Patent Document 1 describes that by adding a conductive compound such as carbon black to the liquid repellent layer, the liquid repellent layer is made non-charged and ink sticking is suppressed.

特表2007−518587号公報JP-T-2007-518587 特開2011−206628号公報JP 2011-206628 A

しかしながら、導電性コンパウンドを添加した撥液層では、長期間にわたってインクの固着を抑制することが困難であることが本発明者の検討によって判明した。撥液層の表面は、インクを取り除くため液体による洗浄操作やゴムブレードによる拭き取り操作が定期的になされているが、これらの操作によって導電性コンパウンドが脱落し、帯電防止性が低下するためと考えられる。   However, the inventors have found that it is difficult to suppress the sticking of ink over a long period of time in a liquid repellent layer to which a conductive compound is added. The surface of the liquid repellent layer is regularly cleaned with a liquid and wiped with a rubber blade to remove ink. However, these operations may cause the conductive compound to fall off and reduce the antistatic properties. It is done.

本発明の目的は上記課題を解決するものである。すなわち、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材の表面に設けられた撥液層の帯電防止性を維持することで、撥液層への液体の固着が長期間にわたって抑制される液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することである。   The object of the present invention is to solve the above problems. That is, by maintaining the antistatic property of the liquid repellent layer provided on the surface of the discharge port forming member of the liquid discharge head, the liquid discharge head in which the sticking of the liquid to the liquid repellent layer is suppressed over a long period of time and the production thereof Is to provide a method.

本発明の他の目的は、液体吐出ヘッドの撥液層への液体の固着が抑制され、高い記録品位を長期間にわたって維持することができる記録方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a recording method in which sticking of a liquid to a liquid repellent layer of a liquid discharge head is suppressed and a high recording quality can be maintained over a long period of time.

本発明によれば、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材を有する液体吐出ヘッドであって、前記吐出口形成部材の表面に、(a)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物と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の硬化層を有することを特徴とする液体吐出ヘッドが提供される。   According to the present invention, there is provided a liquid discharge head having a discharge port forming member in which a discharge port for discharging a liquid is formed, and (a) a hydrolyzable silane having a fluorine-containing group on the surface of the discharge port forming member. A liquid discharge comprising a cured layer of a composition comprising a condensate of a compound and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and (b) a compound having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain A head is provided.

また本発明によれば、電荷を有する分散剤若しくは樹脂で分散させた顔料を含む液体、又は、表面に電荷を有する基が直接若しくは原子団を介して結合している自己分散顔料を含む液体を、上記液体吐出ヘッドから吐出することにより記録媒体に画像を記録する記録方法が提供される。   Further, according to the present invention, a liquid containing a pigment dispersed with a charge dispersing agent or a resin, or a liquid containing a self-dispersing pigment in which a group having a charge is bonded to the surface directly or via an atomic group. A recording method for recording an image on a recording medium by discharging from the liquid discharge head is provided.

さらにまた本発明によれば、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出口形成部材となる層を形成する工程と、前記吐出口形成部材となる層上に、(a)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物と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の層を形成する工程と、前記吐出口形成部材となる層と前記組成物の層に前記吐出口を形成する工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。   Furthermore, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid discharge head having a discharge port forming member in which a discharge port for discharging a liquid is formed, the step of forming a layer serving as the discharge port forming member; (A) a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and (b) a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain. And a step of forming a composition layer containing the compound, a layer that becomes the discharge port forming member, and a step of forming the discharge port in the layer of the composition. A method for manufacturing a head is provided.

本発明によれば、撥液層への液体の固着が長期間にわたって抑制される液体吐出ヘッド及びその製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid discharge head in which the adhesion of the liquid to a liquid repellent layer is suppressed over a long period of time, and its manufacturing method are provided.

また本発明によれば、液体吐出ヘッドの撥液層への液体の固着が抑制され、高い記録品位を長期間にわたって維持することができる記録方法が提供される。   Further, according to the present invention, there is provided a recording method in which the sticking of the liquid to the liquid repellent layer of the liquid ejection head is suppressed and a high recording quality can be maintained for a long period.

本発明の一実施形態にかかる液体吐出ヘッドの例を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view showing an example of a liquid discharge head concerning one embodiment of the present invention. 本発明一実施形態にかかる液体吐出ヘッドの例を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing an example of a liquid discharge head concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる液体吐出ヘッドの製造方法の例を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the example of the manufacturing method of the liquid discharge head concerning one Embodiment of this invention.

本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材を有する液体吐出ヘッドであって、吐出口形成部材の表面に、(a)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物と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の硬化層を有することを特徴とする。上記(a)成分は撥液成分であり、上記(b)成分は、エチレンオキシド鎖を有することにより撥液層に高い帯電防止性を付与する化合物である。(a)成分と(b)成分とはともにカチオン重合性基を有していることから、両者の硬化反応により、(b)成分である帯電防止性を有する化合物が(a)成分である縮合物中に組み込まれる。その結果、液体吐出ヘッドの表面への液体洗浄操作や拭き取り操作によっても帯電防止性を有する化合物が撥液層から脱落しづらく、帯電防止性の持続性が高い。   A liquid discharge head according to an embodiment of the present invention is a liquid discharge head having a discharge port forming member in which a discharge port for discharging a liquid is formed, and (a) a fluorine-containing group is formed on the surface of the discharge port forming member. Having a cured layer of a composition comprising a condensate of a hydrolyzable silane compound having a cationically polymerizable group and a hydrolyzable silane compound having a cationically polymerizable group, and (b) a compound having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain. Features. The component (a) is a liquid repellent component, and the component (b) is a compound that imparts high antistatic properties to the liquid repellent layer by having an ethylene oxide chain. Since both the component (a) and the component (b) have a cationic polymerizable group, a compound having antistatic properties as the component (b) is condensed as a component (a) by the curing reaction of both. Incorporated into things. As a result, the antistatic compound does not easily fall off from the liquid repellent layer even by a liquid cleaning operation or a wiping operation on the surface of the liquid discharge head, and the antistatic property is highly durable.

一方、特許文献2に記載されているように、帯電防止性を有する化合物として導電性コンパウンドを含む撥液層では、液体吐出ヘッドの表面への液体洗浄操作や拭き取り操作によって導電性コンパウンドが脱離しやすい。そのため、長期間の使用によって帯電防止性が徐々に低下していく。   On the other hand, as described in Patent Document 2, in a liquid repellent layer containing a conductive compound as an antistatic compound, the conductive compound is detached by a liquid cleaning operation or a wiping operation on the surface of the liquid discharge head. Cheap. For this reason, the antistatic property gradually decreases with long-term use.

また、帯電防止性を有する化合物としては、これらのほかに、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性活性剤、ノニオン界面活性剤等の一般的な界面活性剤も挙げられる。界面活性剤は、親水性の高さにより空気中の水分を吸着することで、帯電防止性を発現するものである。しかしながら、液体吐出ヘッドの表面への液体洗浄操作や拭き取り操作により水分が取り除かれることによりすぐに帯電防止性が失われるため、帯電防止性の持続性に乏しい。帯電防止性を維持するため界面活性剤をあらかじめ多量に添加することも考えられるが、撥液層に多量に添加した場合には、撥液性を阻害する恐れもある。   In addition to these, compounds having antistatic properties include general surfactants such as anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and nonionic surfactants. The surfactant exhibits antistatic properties by adsorbing moisture in the air due to its high hydrophilicity. However, since the antistatic property is lost as soon as the water is removed by the liquid washing operation or the wiping operation on the surface of the liquid discharge head, the antistatic property is poor in sustainability. In order to maintain antistatic properties, it may be possible to add a large amount of a surfactant in advance. However, if a large amount of surfactant is added to the liquid repellent layer, the liquid repellency may be impaired.

これに対し、本発明の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの撥液層は、上記の通り、高い帯電防止性を有する化合物が撥液層中に強固に組み込まれるため、長期間持続して液体の固着を抑制することが可能である。   On the other hand, the liquid repellent layer of the liquid ejection head according to the embodiment of the present invention has a high antistatic property and is firmly incorporated into the liquid repellent layer as described above. It is possible to suppress sticking.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の例を具体的に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下において「液体吐出ヘッド」の応用例としてのインクジェット記録ヘッド(以下記録ヘッドとも呼称する)を例にとり本発明の実施形態を説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、「液体吐出ヘッド」は、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に搭載可能である。   In the following, an embodiment of the present invention will be described by taking an inkjet recording head (hereinafter also referred to as a recording head) as an application example of the “liquid ejection head”, but the embodiment of the present invention is not limited to this. For example, the “liquid ejection head” can be mounted on an apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile having a communication system, a word processor having a printer unit, or an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses.

そして、本明細書において「記録媒体」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど、記録を行うことができる種々の媒体を指すものとする。また、本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味することとする。さらに、本明細書内で用いられる「インク」または「液体」とは、広く解釈されるべきものであり、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、記録媒体の加工、或いは記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、記録媒体の処理としては、例えば、記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。   In the present specification, “recording medium” refers to various media capable of recording such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and the like. In addition, “recording” used in this specification means not only that an image having a meaning such as a character or a figure is given to a recording medium but also an image having no meaning such as a pattern. I mean. Further, “ink” or “liquid” used in the present specification should be broadly interpreted, and when applied on a recording medium, formation of images, patterns, patterns, etc. The liquid used for processing or processing of a recording medium shall be said. Here, the processing of the recording medium includes, for example, improvement in fixing property due to solidification or insolubilization of the coloring material in the ink applied to the recording medium, improvement in recording quality or color development, and improvement in image durability. Say.

<記録ヘッド>
図1は、本発明の一実施形態にかかる記録ヘッドの例を示す模式図である。
<Recording head>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a recording head according to an embodiment of the present invention.

記録ヘッドは、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子2が所定のピッチで2列に並んで形成された基板1を有している。基板1には、液体の供給口3が、エネルギー発生素子2の2つの列の間に開口されている。基板1上には、吐出口形成部材4によって、各エネルギー発生素子2に対向する位置に設けられた吐出口5が形成されている。なお、吐出口5の位置は、上記のエネルギー発生素子2と対向する位置に限定されるものではない。また、吐出口形成部材4は、供給口3から各吐出口5に連通する個別の流路6を形成する流路形成部材としても機能している。基板1としては、流路6を構成する部材の一部として機能し、また、吐出口形成部材4の支持体として機能し得るものであれば、その形状、材質等に特に限定されることなく使用することができる。本実施形態においては、後述するように供給口3を異方性エッチングにより形成するため、シリコン基板を用いている。   The recording head has a substrate 1 on which energy generating elements 2 that generate energy used to eject liquid are formed in two rows at a predetermined pitch. In the substrate 1, a liquid supply port 3 is opened between two rows of energy generating elements 2. On the substrate 1, a discharge port 5 provided at a position facing each energy generating element 2 is formed by a discharge port forming member 4. The position of the discharge port 5 is not limited to the position facing the energy generating element 2 described above. The discharge port forming member 4 also functions as a flow channel forming member that forms individual flow channels 6 that communicate with the discharge ports 5 from the supply port 3. The substrate 1 is not particularly limited to its shape, material, etc., as long as it functions as a part of the members constituting the flow path 6 and can function as a support for the discharge port forming member 4. Can be used. In this embodiment, since the supply port 3 is formed by anisotropic etching as will be described later, a silicon substrate is used.

この記録ヘッドは、吐出口5が開口する面が記録媒体の記録面に対面するように配置される。そして、供給口3を介して流路6内に充填されたインクに、エネルギー発生素子2によって発生するエネルギーが付与され、吐出口5からインク液滴を吐出させ、これを記録媒体に付着させることによって記録を行う。エネルギー発生素子2としては、熱によりエネルギーを発生する素子として電気熱変換素子(所謂ヒーター)等、力学的にエネルギーを発生する素子として、圧電素子等を用いることができる。   This recording head is arranged so that the surface on which the discharge port 5 opens faces the recording surface of the recording medium. Then, the energy generated by the energy generating element 2 is applied to the ink filled in the flow path 6 through the supply port 3, and ink droplets are ejected from the ejection port 5 to adhere to the recording medium. To record. As the energy generating element 2, a piezoelectric element or the like can be used as an element that dynamically generates energy, such as an electrothermal conversion element (so-called heater) or the like that generates energy by heat.

図2(a)は、上記記録ヘッドを、図1におけるA−A’を通り基板1に垂直な断面で見た断面図である。なお、記録ヘッドには、図2(b)に示すように、基板1と吐出口形成部材4との間に流路6の壁をなす流路形成部材8が設けられていてもよい。また、吐出口5の形状は、基板1側から吐出口5に向かうにつれて、基板1に平行な断面の面積が小さくなっていくような所謂テーパー形状であってもよい。   2A is a cross-sectional view of the recording head as viewed in a cross section passing through A-A ′ in FIG. 1 and perpendicular to the substrate 1. The recording head may be provided with a flow path forming member 8 that forms a wall of the flow path 6 between the substrate 1 and the discharge port forming member 4 as shown in FIG. Further, the shape of the discharge port 5 may be a so-called tapered shape in which the area of the cross section parallel to the substrate 1 becomes smaller from the substrate 1 side toward the discharge port 5.

図2(a)及び(b)に示すように、吐出口形成部材4の表面には撥液層7が設けられる。撥液層7は、吐出口5から吐出されるインクが記録ヘッドの表面への付着を抑制するものである。撥液層7は、上記の通り、(a)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物(以下、単に「縮合物」とも呼称する)と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の硬化層である。以下に、撥液層7となる組成物を構成する各成分について詳しく述べる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, a liquid repellent layer 7 is provided on the surface of the discharge port forming member 4. The liquid repellent layer 7 suppresses the ink ejected from the ejection port 5 from adhering to the surface of the recording head. The liquid repellent layer 7 is, as described above, (a) a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group (hereinafter also simply referred to as “condensate”). ) And (b) a compound having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain. Below, each component which comprises the composition used as the liquid repellent layer 7 is described in detail.

(a)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物について
(a)成分は撥液成分である。(a)成分を含む組成物が硬化することにより得られる撥液層7は、加水分解性シラン化合物から生成するシロキサン骨格(無機骨格)と、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場合はエーテル骨格)とを有する。これによっていわゆる有機−無機骨ハイブリッド硬化物材料となり、記録ヘッドの表面への拭き取り操作に対し高い耐久性を有する。また、(a)成分はカチオン重合性基を有しているため、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しており、パターニングにより精度の高い吐出口5を形成することが可能である。
(A) Condensation product of hydrolyzable silane compound having fluorine-containing group and hydrolyzable silane compound having cationic polymerizable group (a) The component is a liquid repellent component. The liquid repellent layer 7 obtained by curing the composition containing the component (a) has a siloxane skeleton (inorganic skeleton) generated from a hydrolyzable silane compound and a skeleton (organic skeleton) by curing a cationically polymerizable group. And an ether skeleton when an epoxy group is used. As a result, a so-called organic-inorganic bone hybrid cured material is obtained, and has high durability against the wiping operation on the surface of the recording head. Further, since the component (a) has a cationic polymerizable group, it has photosensitive characteristics corresponding to pattern formation by photolithography, and it is possible to form the discharge port 5 with high accuracy by patterning. .

フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物中のフッ素含有基としては、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基を含む基であることが好ましい。   The fluorine-containing group in the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is preferably a group containing a perfluoroalkyl group or a perfluoropolyether group.

パーフルオロアルキル基を有する加水分解性シラン化合物としては、下記式(9)で表される化合物が好適に用いられる。   As the hydrolyzable silane compound having a perfluoroalkyl group, a compound represented by the following formula (9) is preferably used.

CF(CF−A−SiX3−a (9)
(式(9)中、Aは二価の有機基、Xは加水分解性置換基、Yは非加水分解性置換基である。nは0以上20以下の整数、aは1以上3以下の整数である。)
式(9)中、Xは好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。nは好ましくは3以上15以下の整数、より好ましくは5以上10以下の整数である。Aは、好ましくは、炭素数10以下の有機基であり、より好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、メチレンオキシ基、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基およびブチレンオキシ基等の、炭素数6以下の二価のアルキレン基またはアルキレンオキシ基である。Yとしてはエチレン基が好ましい。
CF 3 (CF 2) n -A -SiX a Y 3-a (9)
(In the formula (9), A is a divalent organic group, X is a hydrolyzable substituent, Y is a non-hydrolyzable substituent, n is an integer of 0 or more and 20 or less, and a is 1 or more and 3 or less. (It is an integer.)
In formula (9), X is preferably a methoxy group or an ethoxy group. n is preferably an integer of 3 to 15, more preferably an integer of 5 to 10. A is preferably an organic group having 10 or less carbon atoms, more preferably a carbon such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a methyleneoxy group, an ethyleneoxy group, a propyleneoxy group, and a butyleneoxy group. A divalent alkylene group or alkyleneoxy group having a number of 6 or less. Y is preferably an ethylene group.

式(9)で表される化合物としては、以下の化合物:
CF−C−SiX
−C−SiX
−C−SiX
13−C−SiX
17−C−SiX
1021−C−SiX
が含まれる。Xは、メトキシ基またはエトキシ基である。
Examples of the compound represented by the formula (9) 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;
Is included. X is a methoxy group or an ethoxy group.

これらの中でも、パーフルオロデシルエチルトリエトキシシラン(C17−C−Si(OC)またはトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン(C13−C−Si(OC)が好ましい。 Among them, perfluoro decyl ethyl triethoxysilane (C 8 F 17 -C 2 H 4 -Si (OC 2 H 5) 3) or tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl triethoxysilane ( C 6 F 13 -C 2 H 4 -Si (OC 2 H 5) 3) is preferable.

パーフルオロポリエーテル基を有する加水分解性シラン化合物としては、下記式(10)〜(13)で表される化合物のいずれかが好適に用いられる。   As the hydrolyzable silane compound having a perfluoropolyether group, any of compounds represented by the following formulas (10) to (13) is preferably used.

F−Rp−A−SiX3−a (10)
(式(10)中、Rpはパーフルオロポリエーテル基、Aは二価の有機基、Xは加水分解性置換基、Yは非加水分解性置換基である。aは1以上3以下の整数である。)
3−aSi−A−Rp−A−SiX3−a (11)
(式(11)中、Rは非加水分解性置換基であり、Yと同一であっても異なっていてもよい。Rp、A、X、Yおよびaは式(10)と同義である。)
F-Rp-A-SiX a Y 3-a (10)
(In the formula (10), Rp is a perfluoropolyether group, A is a divalent organic group, X is a hydrolyzable substituent, and Y is a non-hydrolyzable substituent. A is an integer of 1 to 3. .)
R 3-a X a Si- A-Rp-A-SiX a Y 3-a (11)
(In Formula (11), R is a non-hydrolyzable substituent and may be the same as or different from Y. Rp, A, X, Y, and a are as defined in Formula (10). )


(式(12)中、Zは水素原子又はアルキル基、Qは2価の結合基である。mは1以上4以下の整数である。Rp、A、X、Yおよびaは式(10)と同義である。)

(In the formula (12), Z is a hydrogen atom or an alkyl group, Q 1 is a divalent linking group, m is an integer of 1 or more and 4 or less. Rp, A, X, Y and a are represented by the formula (10 Is synonymous with


(式(13)中、nは1又は2である。Qはn=1のとき2価の結合基、n=2のとき3価の結合基である。Rp、A、X、Yおよびaは式(10)と同義である。)

(In formula (13), n is 1 or 2. Q 2 is a divalent linking group when n = 1, and a trivalent linking group when n = 2. Rp, A, X, Y and a is synonymous with Formula (10).)

前記式(10)〜(13)において、Rpは下記式(14)で表される基であることが好ましい。   In the formulas (10) to (13), Rp is preferably a group represented by the following formula (14).


(式(14)中、o、p、q及びrはそれぞれ0以上30以下の整数であり、o、p、q及びrの少なくとも一つは2以上の整数である。)

(In the formula (14), o, p, q and r are each an integer of 0 or more and 30 or less, and at least one of o, p, q and r is an integer of 2 or more.)

式(14)中、o、p、q及びrはそれぞれ1以上30以下の整数であることが好ましい。また、o、p、q及びrの合計が3以上10以下の整数であることが撥液性および溶媒に対する溶解性の観点から好ましい。   In formula (14), o, p, q and r are each preferably an integer of 1 or more and 30 or less. Further, the total of o, p, q and r is preferably an integer of 3 or more and 10 or less from the viewpoint of liquid repellency and solubility in a solvent.

式(10)〜(13)中、Rp内の繰り返し単位数(各繰り返し単位の繰り返し単位数)は1以上30以下の整数であることが好ましい。パーフルオロポリエーテル基の構造にもよるが、繰り返し単位数は3以上20以下の整数であることがより好ましい。Rpの平均分子量(重量平均分子量)は、500以上5000以下であることが好ましく、500以上〜2000以下であることがより好ましい。Rの平均分子量が500以上であることにより、十分な撥液性が得られる。また、Rの平均分子量が5000以下であることにより、十分な溶媒への溶解性が得られる。なお、パーフルオロポリエーテル基を有する化合物はその特性上、繰り返し単位数の異なるものの混合物である場合が多い。また、パーフルオロポリエーテル基の平均分子量とは、前記式(14)中の繰り返し単位で示される部分の総和の分子量の平均を示す。平均分子量はGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)により測定した値である。 In formulas (10) to (13), the number of repeating units in Rp (the number of repeating units of each repeating unit) is preferably an integer of 1 to 30. Although it depends on the structure of the perfluoropolyether group, the number of repeating units is more preferably an integer of 3 or more and 20 or less. The average molecular weight (weight average molecular weight) of Rp is preferably 500 or more and 5000 or less, and more preferably 500 or more and 2000 or less. By average molecular weight of R p of 500 or more, sufficient liquid repellency is obtained. Further, the average molecular weight of R p of 5,000 or less, solubility in sufficient solvent is obtained. In many cases, the compound having a perfluoropolyether group is a mixture of compounds having different numbers of repeating units. Moreover, the average molecular weight of a perfluoropolyether group shows the average of the molecular weight of the sum total of the part shown by the repeating unit in said Formula (14). The average molecular weight is a value measured by GPC (gel permeation chromatography).

Xとしては、例えばハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、水素原子等が挙げられる。これらの中でも、加水分解反応により脱離した基がカチオン重合反応を阻害せず、反応性の制御がしやすい観点から、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の炭素数1以上6以下のアルコキシ基が好ましい。YおよびRとしては、炭素数1以上20以下のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。Zのアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1以上20以下のアルキル基が挙げられる。Q及びQとしては、炭素原子、窒素原子等が挙げられる。Aとしては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、メチレンオキシ基、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基等の炭素数1以上12以下のアルキレン基またはアルキレンオキシ基が挙げられる。またこれらの基は置換基を有してもよい。 Examples of X include a halogen atom, an alkoxy group, an amino group, and a hydrogen atom. Among these, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group from the viewpoint that the group eliminated by the hydrolysis reaction does not inhibit the cationic polymerization reaction and the reactivity can be easily controlled. Is preferred. Examples of Y and R include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and a phenyl group. Examples of the alkyl group for Z include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of Q 1 and Q 2 include a carbon atom and a nitrogen atom. Examples of A include an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a methyleneoxy group, an ethyleneoxy group, and a propyleneoxy group, or an alkyleneoxy group. These groups may have a substituent.

パーフルオロポリエーテル基を有する加水分解性シラン化合物の好ましい具体例としては、下記式(15)〜(19)で表される化合物が挙げられる。   Preferable specific examples of the hydrolyzable silane compound having a perfluoropolyether group include compounds represented by the following formulas (15) to (19).


(式(15)中、sは1以上30以下の整数、mは1以上4以下の整数である。)

(In the formula (15), s is an integer of 1 to 30, and m is an integer of 1 to 4.)

F−(CFCFCFO)−CFCF−CHO(CH−Si(OCH (16)
(式(16)中、tは1以上30以下の整数である。)
F- (CF 2 CF 2 CF 2 O) t -CF 2 CF 2 -CH 2 O (CH 2) 3 -Si (OCH 3) 3 (16)
(In formula (16), t is an integer of 1-30.)

(HCO)Si−CHCHCH−OCHCF−(OCFCF−(OCF−OCFCHO−CHCHCH−Si(OCH (17)
(式(17)中、eおよびfはそれぞれ1以上30以下の整数である。)
(H 3 CO) 3 Si- CH 2 CH 2 CH 2 -OCH 2 CF 2 - (OCF 2 CF 2) e - (OCF 2) f -OCF 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 -Si (OCH 3 ) 3 (17)
(In formula (17), e and f are each an integer of 1-30.)


(式(18)中、gは1以上30以下の整数である。)

(In formula (18), g is an integer of 1-30.)


(式(19)中、Rはメチル基または水素原子、hは1以上30以下の整数である。)

(In the formula (19), R m is a methyl group or a hydrogen atom, and h is an integer of 1-30.)

式(15)〜(19)中、繰り返し単位数であるs、t、e、f、g及びhはそれぞれ3以上30以下であることが好ましく、5以上20以下であることがより好ましい。3以上であることにより撥液性が向上し、30以下であることにより溶媒に対する溶解性が向上する。特にアルコール等の非フッ素系溶媒中で縮合反応を行う場合には、s、t、e、f、g及びhは3以上10以下であることが好ましい。   In formulas (15) to (19), the number of repeating units s, t, e, f, g, and h are each preferably 3 or more and 30 or less, and more preferably 5 or more and 20 or less. When it is 3 or more, liquid repellency is improved, and when it is 30 or less, solubility in a solvent is improved. In particular, when the condensation reaction is performed in a non-fluorinated solvent such as alcohol, s, t, e, f, g, and h are preferably 3 or more and 10 or less.

市販のパーフルオロポリエーテル基を有する加水分解性シラン化合物としては、ダイキン工業(株)製「オプツールDSX」、「オプツールAES」、信越化学工業(株)製「KY−108」、「KY−164」、住友スリーエム製「Novec1720」、ソルベイソレクシス製「フルオロリンクS10」(いずれも、商品名)が挙げられる。   Examples of commercially available hydrolyzable silane compounds having a perfluoropolyether group include “OPTOOL DSX” and “OPTOOL AES” manufactured by Daikin Industries, Ltd. “KY-108” and “KY-164” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. "Novec1720" manufactured by Sumitomo 3M, "Fluorolink S10" manufactured by Solvay Solexis (both are trade names).

これらの中でも、パーフルオロポリエーテル基を有する加水分解性シラン化合物としては上記式(19)で表される化合物が好ましい。   Among these, the hydrolyzable silane compound having a perfluoropolyether group is preferably a compound represented by the above formula (19).

フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物としては、上記で挙げた加水分解性シラン化合物一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   As the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, one kind of the above-mentioned hydrolyzable silane compound may be used, or two or more kinds may be used in combination.

カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物としては、カチオン重合性基としてエポキシ基またはオキセタン基を有する加水分解性シラン化合物であることが好ましい。カチオン重合性基としては、入手の容易さおよび反応制御の観点から、エポキシ基であることがより好ましい。   The hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group is preferably a hydrolyzable silane compound having an epoxy group or an oxetane group as the cationic polymerizable group. The cationically polymerizable group is more preferably an epoxy group from the viewpoint of availability and reaction control.

カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物としては、下記式(20)で表される化合物が好適に用いられる。   As the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, a compound represented by the following formula (20) is preferably used.

−SiX3−b (20)
(式(20)中、Rはカチオン重合性基を有する非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、Yは非加水分解性置換基、bは1以上3以下の整数である。)
R c -SiX b Y 3-b (20)
(In the formula (20), R c is a non-hydrolyzable substituent having a cationic polymerizable group, X is a hydrolyzable substituent, Y is a non-hydrolyzable substituent, and b is an integer of 1 to 3. .)

さらに、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に加え、撥液層7の物理的性質を制御するために、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も縮合させると良い。   Furthermore, in addition to the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, in order to control the physical properties of the liquid repellent layer 7, alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzed Decomposable silane compounds are also preferably condensed.

これらのうち、アルキル置換、アリール置換加水分解性シラン化合物としては、下記式(21)で表される化合物が好適に用いられる。
−SiX(4−c) (21)
(式(21)中、Rは、置換または非置換アルキルおよび置換および非置換アリールからなる群より選ばれる非加水分解性置換基、Xは加水分解性置換基、cは0以上3以下の整数である。)
Among these, as the alkyl-substituted or aryl-substituted hydrolyzable silane compound, a compound represented by the following formula (21) is preferably used.
R a -SiX (4-c) (21)
(In formula (21), R a is a non-hydrolyzable substituent selected from the group consisting of substituted or unsubstituted alkyl and substituted and unsubstituted aryl, X is a hydrolyzable substituent, and c is 0 or more and 3 or less. (It is an integer.)

式(21)で表される化合物としては、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が挙げられる。   As the compound represented by the formula (21), tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyl Tripropoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltripropoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxy Examples include silane.

縮合生成物の組成、すなわち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全加水分解性シラン化合物に対する添加量については、0.5モル%以上20モル%以下、特には1モル%以上10モル%以下であることが好ましい。添加量が0.5モル%以上であると高い撥液性が得られ、添加量が20モル%以下であると均一な撥液層となる層12を得ることができる。撥液層となる層12の表面が十分に均一であると、吐出口5をパターニングする際の光が層12の表面で散乱せず、パターニング精度が良好である。   The composition of the condensation product, that is, the combination ratio of hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound is As appropriate. The addition amount of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group to the total hydrolyzable silane compound is preferably 0.5 mol% or more and 20 mol% or less, and particularly preferably 1 mol% or more and 10 mol% or less. When the addition amount is 0.5 mol% or more, high liquid repellency can be obtained, and when the addition amount is 20 mol% or less, the layer 12 that becomes a uniform liquid repellent layer can be obtained. If the surface of the layer 12 serving as the liquid repellent layer is sufficiently uniform, light when patterning the discharge ports 5 is not scattered on the surface of the layer 12, and the patterning accuracy is good.

さらに、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であることが好ましい。   Furthermore, the combination ratio of the hydrolyzable silane compound having a cationically polymerizable group and the alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound is preferably 10: 1 to 1:10.

縮合物は、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、必要に応じて、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 condensate is a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and optionally hydrolyzing an alkyl-substituted, aryl-substituted or unsubstituted hydrolyzable silane compound. Prepared by running the 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は、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.

(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物について
(b)成分は撥液層7に帯電防止性を付与する化合物である。(b)成分は、エチレンオキシド鎖を有するため導電性が高く、少量の添加で帯電防止性を発揮することができる。また、(b)成分はカチオン重合性基を有していることから、上記(a)成分である縮合物中のカチオン重合性基と反応して縮合物中に組み込まれる。その結果、液体吐出ヘッドの表面への液体洗浄操作や拭き取り操作によって帯電防止性を有する化合物が撥液層7から脱落しづらく、帯電防止性の持続性が高い。さらにまた(b)成分は、撥液成分としての(a)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物と親和性が高く、液体吐出ヘッドの表面に均一に分散される。その結果、導電性コンパウンドの場合と異なり、撥液成分が局所的に存在しない箇所が形成されにくく、(a)成分による撥液性の発現を阻害しにくい。
(B) Compound having cationically polymerizable group and ethylene oxide chain The component (b) is a compound that imparts antistatic properties to the liquid repellent layer 7. Since the component (b) has an ethylene oxide chain, it has high conductivity, and can exhibit antistatic properties when added in a small amount. In addition, since the component (b) has a cationic polymerizable group, it reacts with the cationic polymerizable group in the condensate as the component (a) and is incorporated into the condensate. As a result, it is difficult for the compound having antistatic property to fall off from the liquid repellent layer 7 by the liquid washing operation or wiping operation on the surface of the liquid ejection head, and the antistatic property has high durability. Furthermore, the component (b) has a high affinity with a condensate of (a) a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group as a liquid repellent component. It is uniformly distributed on the surface of the head. As a result, unlike the case of the conductive compound, it is difficult to form a portion where the liquid repellent component does not exist locally, and it is difficult to inhibit the liquid repellent expression by the component (a).

(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物は、カチオン重合性基を末端に有することが好ましく、帯電防止性が良好に発現することから片末端に有することが好ましい。   (B) The compound having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain preferably has a cationically polymerizable group at the end, and preferably has at one end because the antistatic property is well expressed.

また、(b)成分中のエチレンオキシド鎖の長さ、すなわち、構成するエチレンオキシドユニットの数は2以上10以下であることが好ましい。エチレンオキシドユニットの数が2以上であると帯電防止性が特に良好である。また、エチレンオキシドユニットの数が10以下であると、(a)成分の撥液性を阻害しにくいため、得られる撥液層7の撥液性が良好である。   Moreover, it is preferable that the length of the ethylene oxide chain in (b) component, ie, the number of the ethylene oxide units to comprise, is 2-10. When the number of ethylene oxide units is 2 or more, the antistatic property is particularly good. Further, when the number of ethylene oxide units is 10 or less, the liquid repellency of the obtained liquid repellent layer 7 is good because the liquid repellency of the component (a) is difficult to be inhibited.

カチオン重合性基としては、エポキシ基またはオキセタン基であることが好ましく、反応性の観点から、カチオン重合性基を有する加水分解性シラン化合物中のカチオン重合性基と同じであることが好ましい。   The cationic polymerizable group is preferably an epoxy group or an oxetane group, and is preferably the same as the cationic polymerizable group in the hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group from the viewpoint of reactivity.

カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物としては、下記式(1)〜(8)で表される化合物が好適に用いられる。   As the compound having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain, compounds represented by the following formulas (1) to (8) are suitably used.

(式(1)〜(8)中、mは0以上の整数、nは2以上10以下の整数、lおよびpは1以上の整数、RおよびRは水素原子又はアルキル基、Rはアルキレン基である。) (In the formulas (1) to (8), m is an integer of 0 or more, n is an integer of 2 or more, 10 or less, l and p are integers of 1 or more, R and R 1 are hydrogen atoms or alkyl groups, R 2 is An alkylene group.)

式(1)〜(8)中、RおよびRとしては、水素原子又はメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1以上4以下のアルキル基が挙げられる。Rとしては水素原子が好ましい。Rとしてはメチレン基、エチレン基等の炭素数1以上4以下のアルキレン基が挙げられる。Rとしてはメチレン基が好ましい。mとしては0以上2以下の整数、nとしては2以上6以下の整数、lとしては1以上3以下の整数、pとしては1以上3以下の整数が好ましい。 In formulas (1) to (8), examples of R and R 1 include a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. R 1 is preferably a hydrogen atom. Examples of R 2 include alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms such as methylene group and ethylene group. R 2 is preferably a methylene group. m is preferably an integer of 0 or more and 2 or less, n is an integer of 2 or more and 6 or less, l is an integer of 1 or more and 3 or less, and p is preferably an integer of 1 or more and 3 or less.

組成物中の(a)成分と(b)成分との混合比については、用いる化合物の種類に応じて適宜選択することができる。組成物中の(b)成分の含有量は、(a)成分に対して0.05質量%以上、特には0.5質量%以上であることが好ましく、5質量%以下、特には3質量%以下であることが好ましい。組成物中の(b)成分の含有量が(a)成分に対して0.05質量%以上であると、帯電防止性が良好である。また、組成物中の(b)成分の含有量が(a)成分に対して5質量%以下であると撥液性が良好である。また、組成物中の(b)成分のモル数は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル数の等倍以下、特には50%以下であることが好ましく、10%以上であることが好ましい。(b)成分のモル数がフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル数の等倍以下であると、フッ素成分による撥液性の発現を阻害しにくいため、得られる撥液層7の撥液性が良好である。また、(b)成分のモル数がフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル数の10%以上であると、帯電防止性が良好である。   About the mixing ratio of (a) component in a composition, and (b) component, it can select suitably according to the kind of compound to be used. The content of the component (b) in the composition is 0.05% by mass or more, particularly 0.5% by mass or more, preferably 5% by mass or less, particularly 3% by mass with respect to the component (a). % Or less is preferable. When the content of the component (b) in the composition is 0.05% by mass or more with respect to the component (a), the antistatic property is good. Moreover, liquid repellency is favorable in content of (b) component in a composition being 5 mass% or less with respect to (a) component. Further, the number of moles of the component (b) in the composition is equal to or less than the mole number of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, particularly preferably 50% or less, and preferably 10% or more. Is preferred. When the number of moles of the component (b) is equal to or less than the number of moles of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, it is difficult to inhibit the liquid repellency due to the fluorine component. Good liquid repellency. Further, when the number of moles of the component (b) is 10% or more of the number of moles of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group, the antistatic property is good.

<記録ヘッドの製造方法>
次いで、図3を参照して本発明の実施形態にかかる記録ヘッドの製造方法の例を説明する。
<Method for manufacturing recording head>
Next, an example of a method for manufacturing a recording head according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、本実施形態にかかる記録ヘッドの製造方法の例を、工程に従って示す模式的断面図であり、断面の位置は図2と同様である。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the manufacturing method of the recording head according to the present embodiment according to the process, and the position of the cross-section is the same as FIG.

まず、図3(a)に示すように、エネルギー発生素子2が表面に設けられた基板1を準備する。エネルギー発生素子2には、素子を動作させるための制御信号入力用電極(不図示)が接続されている。また、エネルギー発生素子2の耐用性の向上を目的とした保護層(不図示)や、吐出口形成部材4(流路形成部材8)と基板1との密着性の向上を目的とした密着向上層(不図示)等の各種機能層が設けられる場合がある。   First, as shown in FIG. 3A, a substrate 1 having an energy generating element 2 provided on the surface is prepared. The energy generating element 2 is connected to a control signal input electrode (not shown) for operating the element. Further, a protective layer (not shown) for the purpose of improving the durability of the energy generating element 2 and an adhesion improvement for the purpose of improving the adhesion between the discharge port forming member 4 (flow path forming member 8) and the substrate 1. Various functional layers such as layers (not shown) may be provided.

次いで、図3(b)に示すように、エネルギー発生素子2を含む基板1上に、感光性樹脂層9を形成する。感光性樹脂層9はいわゆるポジ型の感光性樹脂層である。感光性樹脂層9の形成には、スピンコートやスリットコート等の汎用的なソルベントコート法を適用できる。   Next, as shown in FIG. 3B, a photosensitive resin layer 9 is formed on the substrate 1 including the energy generating element 2. The photosensitive resin layer 9 is a so-called positive photosensitive resin layer. For the formation of the photosensitive resin layer 9, a general-purpose solvent coating method such as spin coating or slit coating can be applied.

次いで、図3(c)に示すように、フォトリソグラフィー工程により感光性樹脂層9をパターニングして、インクの流路6の型となるパターン10を形成する。パターン10は、一層のポジ型感光性樹脂から構成されるだけではなく、多層構造や異種による二層以上の積層構造で形成されていても構わない。   Next, as shown in FIG. 3C, the photosensitive resin layer 9 is patterned by a photolithography process to form a pattern 10 serving as a mold for the ink flow path 6. The pattern 10 is not only composed of one layer of positive photosensitive resin, but may be formed of a multilayer structure or a laminated structure of two or more layers of different types.

このようにして流路パターン10を形成した基板1上に、図3(d)に示すように、吐出口形成部材4となる感光性樹脂層11を形成する。感光性樹脂層11はいわゆるネガ型の感光性樹脂層である。感光性樹脂層11は、感光性樹脂を含む組成物を、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の方法で塗布することにより形成される。該組成物としては、光カチオン重合開始剤とカチオン重合性基を有する感光性樹脂とを含むことが好ましい。カチオン重合性基を有する感光性樹脂は、感光性樹脂層11と撥液層となる層12(後述する)とを一括で硬化させることで、撥液層となる層12中の(a)成分である縮合物中のカチオン重合性基と反応し結合する。例えばカチオン重合性基がエポキシ基である場合はエーテル結合が形成される。その結果、感光性樹脂層11と撥液層となる層12とが強固に結合し、得られる撥液層7は吐出口形成部材4から剥離しにくく、撥液層7が高い耐久性を有するようになる。このとき、(b)成分であるエチレンオキシド鎖を有する化合物中のカチオン重合性基も感光性樹脂層11中のカチオン重合性基と反応し結合する。そのため、エチレンオキシド鎖を有する化合物が下層と強固に結合し、帯電防止性を長期間維持することができる。   As shown in FIG. 3D, a photosensitive resin layer 11 to be the discharge port forming member 4 is formed on the substrate 1 on which the flow path pattern 10 is formed in this way. The photosensitive resin layer 11 is a so-called negative photosensitive resin layer. The photosensitive resin layer 11 is formed by applying a composition containing a photosensitive resin by a method such as spin coating, roll coating, or slit coating. The composition preferably contains a cationic photopolymerization initiator and a photosensitive resin having a cationically polymerizable group. The photosensitive resin having a cationic polymerizable group is a component (a) in the layer 12 that becomes the liquid repellent layer by curing the photosensitive resin layer 11 and the layer 12 (described later) that becomes the liquid repellent layer together. It reacts with and binds to the cationically polymerizable group in the condensate. For example, when the cationically polymerizable group is an epoxy group, an ether bond is formed. As a result, the photosensitive resin layer 11 and the liquid repellent layer 12 are firmly bonded, and the resulting liquid repellent layer 7 is difficult to peel off from the discharge port forming member 4, and the liquid repellent layer 7 has high durability. It becomes like this. At this time, the cationically polymerizable group in the compound having an ethylene oxide chain as the component (b) also reacts with and binds to the cationically polymerizable group in the photosensitive resin layer 11. Therefore, the compound having an ethylene oxide chain is firmly bonded to the lower layer, and the antistatic property can be maintained for a long time.

感光性樹脂としては、高い機械的強度、下地との密着性、耐インク性と、吐出口5の微細なパターンをパターニングするための解像性等の様々な性能を満足することから、エポキシ樹脂を好適に用いることができる。   As the photosensitive resin, epoxy resin is used because it satisfies various performances such as high mechanical strength, adhesion to the base, ink resistance, and resolution for patterning the fine pattern of the discharge port 5. Can be suitably used.

エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応物のうち分子量がおよそ900以上のもの、含ブロモビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応物を用いることができる。またフェノールノボラックあるいはo−クレゾールノボラックとエピクロルヒドリンとの反応物を用いることができる。また特開昭60−161973号明細書、特開昭63−221121号明細書、特開昭64−9216号明細書、特開平2−140219号明細書に記載のオキシシクロヘキサン骨格を有する多官能エポキシ樹脂等があげられる。しかし、これらの化合物に限定されるものではない。また、エポキシ樹脂は、好ましくはエポキシ当量が2000以下、さらに好ましくはエポキシ当量が1000以下の化合物が好適に用いられる。これは、エポキシ当量が2000を越えると、硬化反応の際に架橋密度が低下し、密着性、耐インク性に問題が生じる場合があるからである。   As the epoxy resin, for example, a reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin having a molecular weight of about 900 or more, or a reaction product of bromobisphenol A and epichlorohydrin can be used. A reaction product of phenol novolak or o-cresol novolak and epichlorohydrin can be used. Also, polyfunctional epoxy having an oxycyclohexane skeleton described in JP-A-60-161973, JP-A-63-221121, JP-A-64-9216, and JP-A-2-140219. Examples thereof include resins. However, it is not limited to these compounds. The epoxy resin is preferably a compound having an epoxy equivalent of 2000 or less, more preferably an epoxy equivalent of 1000 or less. This is because if the epoxy equivalent exceeds 2000, the crosslinking density is lowered during the curing reaction, which may cause problems in adhesion and ink resistance.

エポキシ樹脂を硬化させるための光カチオン重合開始剤としては、光照射により酸を発生する化合物を用いることができる。そのような化合物としては、特に制限はないが、例えば、芳香族スルフォニウム塩、芳香族ヨードニウム塩を用いることができる。芳香族スルフォニウム塩の例としては、みどり化学(株)より市販されている「TPS−102、103、105」、「MDS−103、105、205、305」、「DTS−102、103」(いずれも商品名)を例示することができる。また、(株)アデカより市販されている「SP−170、172」(商品名)を挙げることができる。また芳香族ヨードニウム塩としては、みどり化学(株)より市販されている「DPI−105」、「MPI−103、105」、「BBI−101、102、103、105」(いずれも商品名)を、好適に用いることができる。また、光カチオン重合開始剤の添加量は、目標とする感度となるよう任意の添加量とすることができる。光カチオン重合開始剤の添加量は、エポキシ樹脂に対して0.5〜5wt%の範囲が好ましい。また、必要に応じて波長増感剤を添加してもよく、該波長増感剤としては、例えば(株)アデカより市販されている「SP−100」(商品名)が挙げられる。   As the photocationic polymerization initiator for curing the epoxy resin, a compound that generates an acid by light irradiation can be used. Such a compound is not particularly limited, and for example, an aromatic sulfonium salt or an aromatic iodonium salt can be used. Examples of aromatic sulfonium salts include “TPS-102, 103, 105”, “MDS-103, 105, 205, 305”, “DTS-102, 103” (any of which are commercially available from Midori Chemical Co., Ltd.) Can also be illustrated as an example. Moreover, “SP-170, 172” (trade name) commercially available from Adeka Co., Ltd. can be mentioned. As aromatic iodonium salts, “DPI-105”, “MPI-103, 105”, “BBI-101, 102, 103, 105” (all trade names) commercially available from Midori Chemical Co., Ltd. are used. Can be preferably used. Moreover, the addition amount of a photocationic polymerization initiator can be made into arbitrary addition amounts so that it may become the target sensitivity. The addition amount of the photocationic polymerization initiator is preferably in the range of 0.5 to 5 wt% with respect to the epoxy resin. Moreover, you may add a wavelength sensitizer as needed, As this wavelength sensitizer, "SP-100" (brand name) marketed from Adeka Co., Ltd. is mentioned, for example.

さらに上記組成物に対して必要に応じて添加剤を適宜添加することが可能である。例えば、エポキシ樹脂の弾性率を下げる目的で可撓性付与剤を添加したり、あるいは下地との更なる密着力を得るためにシランカップリング剤を添加したりすることが挙げられる。   Furthermore, additives can be appropriately added to the above composition as necessary. For example, a flexibility imparting agent may be added for the purpose of lowering the elastic modulus of the epoxy resin, or a silane coupling agent may be added to obtain further adhesion to the base.

次いで、感光性樹脂層11の上に、上記(a)成分と(b)成分とを含む組成物を、スピンコート法、ロールコート法、スリットコート法等の方法で塗布して撥液層となる層12を形成する。   Next, a composition containing the component (a) and the component (b) is applied onto the photosensitive resin layer 11 by a method such as a spin coat method, a roll coat method, or a slit coat method, A layer 12 is formed.

次いで、マスク(不図示)を介してパターン露光を行い、現像処理を施して図3(e)に示すように感光性樹脂層11と撥液層となる層12に吐出口5を形成する。感光性樹脂層11と撥液層となる層12とを一括で露光及び現像することにより、両層中のカチオン重合性基が反応し、耐久性が高く帯電防止性が高い撥液層7を得ることができる。なお、この際に流路パターン10を同時に溶解除去することも可能である。このときの露光にはi線が好適に用いられる。i線は365nmを中心波長とし、半値幅が5nm程度のものが汎用されている。照射装置としては市販されているi線ステッパーを採用することができる。   Next, pattern exposure is performed through a mask (not shown), and development processing is performed to form the discharge ports 5 in the photosensitive resin layer 11 and the layer 12 that becomes the liquid repellent layer as shown in FIG. By exposing and developing the photosensitive resin layer 11 and the layer 12 serving as the liquid repellent layer at once, the cation polymerizable groups in both layers react to form the liquid repellent layer 7 having high durability and high antistatic properties. Can be obtained. At this time, the flow path pattern 10 can be simultaneously dissolved and removed. For this exposure, i-line is preferably used. An i-line having a center wavelength of 365 nm and a half width of about 5 nm is widely used. A commercially available i-line stepper can be used as the irradiation device.

次いで、図3(f)に示すように、基板1を貫通するインク供給口3を形成する。インク供給口3の形成は、エッチング液耐性を有する樹脂組成物をエッチングマスクとして用い、異方性エッチングにより行うことができる。   Next, as shown in FIG. 3F, an ink supply port 3 penetrating the substrate 1 is formed. The ink supply port 3 can be formed by anisotropic etching using a resin composition having etching solution resistance as an etching mask.

次いで、図3(g)に示すように、パターン10を除去することでインクの流路6を形成する。さらに、必要に応じて加熱処理を施し、インク供給のための部材(不図示)の接合、エネルギー発生素子2を駆動するための電気的接合(不図示)を行って、記録ヘッドを完成させる。   Next, as shown in FIG. 3G, the ink flow path 6 is formed by removing the pattern 10. Further, heat treatment is performed as necessary, joining of a member (not shown) for supplying ink and electrical joining (not shown) for driving the energy generating element 2 are performed to complete the recording head.

<記録方法>
本発明の実施形態にかかる記録方法は、上記記録ヘッドを用い、電荷を有する分散剤若しくは樹脂で分散させた顔料を含む液体、又は、表面に電荷を有する基が直接若しくは原子団を介して結合している自己分散顔料を含む液体を、記録ヘッドから吐出することにより記録媒体に画像を記録するものである。
<Recording method>
A recording method according to an embodiment of the present invention uses the recording head described above, and a liquid containing a pigment dispersed in a dispersing agent or resin having a charge, or a group having a charge on the surface is bonded directly or via an atomic group. The liquid containing the self-dispersing pigment is discharged from the recording head to record an image on a recording medium.

上記記録ヘッドは、種々の液体を吐出する際に用いることができるが、特に顔料を含むインク(液体)を用いて記録媒体に画像を形成する場合に、好適に用いることができる。顔料を含むインクは、顔料を液体中に安定的に存在させるために静電反発を利用することが多い。例えば、顔料を、電荷を有する分散剤又は樹脂で分散させたインクや、表面に電荷を有する基が直接若しくは原子団を介して結合している自己分散顔料を含むインクなどである。これらの顔料インクは、電荷を帯びているため、撥液層7が形成された吐出面の正電荷の局所的な分布により、撥液層7へ固着しやすい。本発明の実施形態にかかる上記記録ヘッドを用いれば、これらの電荷を有する顔料インクを使用した場合であっても、撥液層7が長期間にわたって高い帯電防止性を有するため、撥液層7へのインクの固着を抑制することができる。   The recording head can be used when various liquids are ejected, but can be suitably used particularly when an image is formed on a recording medium using an ink (liquid) containing a pigment. Inks containing pigments often use electrostatic repulsion in order to make the pigments stably present in the liquid. For example, an ink in which a pigment is dispersed with a dispersing agent or a resin having a charge, or an ink containing a self-dispersing pigment in which a charged group is bonded to the surface directly or through an atomic group. Since these pigment inks are charged, they are easily fixed to the liquid repellent layer 7 due to the local distribution of positive charges on the ejection surface on which the liquid repellent layer 7 is formed. If the recording head according to the embodiment of the present invention is used, the liquid repellent layer 7 has high antistatic properties for a long period of time even when a pigment ink having these charges is used. Ink sticking to the ink can be suppressed.

以下に実施例を示し、本発明について、さらに説明する。   The following examples further illustrate the present invention.

<記録ヘッドの作製>
(実施例1)
図3に示す工程に従って、インクジェットヘッドを作製した。
<Preparation of recording head>
Example 1
An ink jet head was produced according to the process shown in FIG.

まず、図3(a)に示すように、エネルギー発生素子2としての電気熱変換素子(材質HfBからなるヒーター)と、インクの流路6を形成する部位にSiNとTaの積層膜(不図示)を有するシリコンの基板1を準備した。 First, as shown in FIG. 3A, an electrothermal conversion element (heater made of material HfB 2 ) as the energy generating element 2 and a laminated film of SiN and Ta (non-heated film) at the site where the ink flow path 6 is formed. A silicon substrate 1 having the structure shown in FIG.

次いで、図3(b)に示すように、基板1上に、ポジ型感光性樹脂(東京応化工業(株)製ODUR)をスピンコートし、120℃で3分間のベークを行い、感光性樹脂層9を形成した。基板1上に形成された感光性樹脂層9の膜厚は、14μmであった。   Next, as shown in FIG. 3 (b), a positive photosensitive resin (ODUR manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is spin coated on the substrate 1, and baked at 120 ° C. for 3 minutes. Layer 9 was formed. The film thickness of the photosensitive resin layer 9 formed on the substrate 1 was 14 μm.

引き続き、感光性樹脂層9のパターニングを行った。露光装置として、ウシオ電機製Deep−UV露光装置UX−3000を用い、30000mJ/cmの露光量にてパターン露光を行った。その後、メチルイソブチルケトンを用いて現像し、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行い、膜厚(図中a)が14μmのパターン10を形成した(図3(c))。 Subsequently, patterning of the photosensitive resin layer 9 was performed. As an exposure apparatus, Deep-UV exposure apparatus UX-3000 manufactured by Ushio Electric was used, and pattern exposure was performed at an exposure amount of 30000 mJ / cm 2 . Thereafter, development was performed using methyl isobutyl ketone, and rinsing treatment was performed with isopropyl alcohol to form a pattern 10 having a film thickness (a in the figure) of 14 μm (FIG. 3 (c)).

次いで、図3(d)に示すように、吐出口形成部材4を形成するためのネガ型感光性樹脂組成物をスピンコートして、感光性樹脂層11を形成した。ネガ型感光性樹脂組成物としては、下記表1に記載の組成のものを用いた。表1中の配合量の単位は質量部である。感光性樹脂層11の膜厚は、基板1上(図中b)で20μm、パターン10上(図中c)で10μmであった。   Next, as shown in FIG. 3 (d), a negative photosensitive resin composition for forming the discharge port forming member 4 was spin coated to form a photosensitive resin layer 11. As a negative photosensitive resin composition, the thing of the composition of following Table 1 was used. The unit of the blending amount in Table 1 is part by mass. The film thickness of the photosensitive resin layer 11 was 20 μm on the substrate 1 (b in the figure) and 10 μm on the pattern 10 (c in the figure).

次いで、スリットコートにより撥液層となる層12を感光性樹脂層11上に形成した。層12中の(a)成分である縮合物としては後述する縮合物を、組成物中の(b)成分であるカチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物としては、下記式(22)で表される化合物0.24g(0.0024mol)を用いた。   Next, a layer 12 serving as a liquid repellent layer was formed on the photosensitive resin layer 11 by slit coating. The condensate which will be described later is used as the condensate which is the component (a) in the layer 12, and the compound having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain which is the component (b) in the composition is represented by the following formula (22). 0.24 g (0.0024 mol) of the compound obtained was used.

縮合物の合成は以下のようにして行った。γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン27.84g(0.1000mol)、メチルトリエトキシシラン17.83g(0.1000mol)、パーフルオロデシルエチルトリエトキシシラン3.35g(0.0047mol)、水16.58g、およびエタノール30.05gを室温で5分間攪拌し、次に48時間環流させ、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物を得た。ここで、加水分解性シラン化合物の加水分解性基が全て加水分解・縮合したとして計算した理論上の固形分濃度は28%であった。なお、29Si−NMRを測定し、縮合物の縮合度を計算したところ、80%であった。 The condensate was synthesized as follows. γ-glycidoxypropyltriethoxysilane 27.84 g (0.1000 mol), methyltriethoxysilane 17.83 g (0.1000 mol), perfluorodecylethyltriethoxysilane 3.35 g (0.0047 mol), water 16. 58 g and 30.05 g of ethanol were stirred at room temperature for 5 minutes and then refluxed for 48 hours to obtain a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group. It was. Here, the theoretical solid content concentration calculated by hydrolyzing and condensing all the hydrolyzable groups of the hydrolyzable silane compound was 28%. 29 Si-NMR was measured and the condensation degree of the condensate was calculated and found to be 80%.

次に、図3(e)に示すように、吐出口5を形成するために、感光性樹脂層11および層12のパターニングを行った。露光装置として、キヤノン(株)製i線ステッパーFPA−3000i5+を用い、5000J/mの露光量にてパターン露光した。その後、メチルイソブチルケトンにて現像、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行った後、100℃で60分間の熱処理を行った。以上のようにして吐出口5を形成した。なお、本実施例では、露光時の吐出口パターンマスクとして、吐出口パターンに対応する部分が円形状のものを使用した。また、吐出口5形成のための露光、現像後でも、パターン10は現像されず、形状を維持した状態で残存していた。 Next, as shown in FIG. 3E, the photosensitive resin layer 11 and the layer 12 were patterned in order to form the discharge ports 5. Using an i-line stepper FPA-3000i5 + manufactured by Canon Inc. as an exposure apparatus, pattern exposure was performed at an exposure amount of 5000 J / m 2 . Thereafter, development with methyl isobutyl ketone and rinsing with isopropyl alcohol were performed, followed by heat treatment at 100 ° C. for 60 minutes. The discharge port 5 was formed as described above. In the present embodiment, a discharge port pattern mask having a circular shape corresponding to the discharge port pattern was used as the discharge port pattern mask during exposure. Further, even after the exposure and development for forming the discharge port 5, the pattern 10 was not developed and remained in a state in which the shape was maintained.

次に、基板1の裏面にエッチングマスク(不図示)を形成し、図3(f)に示すように、異方性エッチングによってインクの供給口3を形成した。なお、この際、エッチング液から吐出口形成面を保護する目的で、保護膜(東京応化工業(株)製OBC)を感光性樹脂層11上にあらかじめ塗布した。   Next, an etching mask (not shown) was formed on the back surface of the substrate 1, and an ink supply port 3 was formed by anisotropic etching as shown in FIG. At this time, a protective film (OBC manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied in advance on the photosensitive resin layer 11 for the purpose of protecting the discharge port forming surface from the etching solution.

次いで、保護膜をキシレンにて溶解除去した後、ウシオ電機(株)製Deep−UV露光装置UX−3000を用い、ネガ型レジスト越しに250000mJ/cmの露光量で全面露光を行い、パターン10を可溶化した。引き続き乳酸メチル中に超音波を付与しつつ浸漬し、パターン10を溶解除去した(図3(g))。 Next, after dissolving and removing the protective film with xylene, the entire surface was exposed at an exposure amount of 250,000 mJ / cm 2 through a negative resist using a Deep-UV exposure apparatus UX-3000 manufactured by USHIO INC. Was solubilized. Subsequently, the pattern 10 was dissolved and removed by immersion in methyl lactate while applying ultrasonic waves (FIG. 3 (g)).

以上のようにして記録ヘッドを作製した。   A recording head was produced as described above.

(実施例2)
(b)成分として下記式(23)で表される化合物0.27g(0.0024mol)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Example 2)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.27 g (0.0024 mol) of the compound represented by the following formula (23) was used as the component (b).

(実施例3)
(b)成分として下記式(24)で表される化合物0.48g(0.0024mol)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Example 3)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.48 g (0.0024 mol) of the compound represented by the following formula (24) was used as the component (b).

(実施例4)
(b)成分として下記式(25)で表される化合物0.55g(0.0024mol)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
Example 4
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.55 g (0.0024 mol) of the compound represented by the following formula (25) was used as the component (b).

(実施例5)
(b)成分として下記式(26)で表される化合物0.64g(0.0024mol)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Example 5)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.64 g (0.0024 mol) of the compound represented by the following formula (26) was used as the component (b).

(実施例6)
(b)成分である式(22)で表される化合物の添加量を0.54g(0.0048mol)とした以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Example 6)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the compound represented by formula (22) as the component (b) was changed to 0.54 g (0.0048 mol).

(実施例7)
(b)成分である式(22)で表される化合物の添加量を0.027g(0.00024mol)とした以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Example 7)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the compound represented by formula (22) as the component (b) was changed to 0.027 g (0.00024 mol).

(比較例1)
(b)成分のかわりにカーボンブラック5wt%((a)成分に対して)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、インクジェット記録ヘッドを作製した。
(Comparative Example 1)
An ink jet recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black 5 wt% (based on component (a)) was used instead of component (b).

(比較例2)
(b)成分のかわりに下記式(27)で表される化合物0.25g(0.0024mol)を用いた以外は全て実施例1と同様にして、記録ヘッドを作製した。
(Comparative Example 2)
A recording head was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.25 g (0.0024 mol) of the compound represented by the following formula (27) was used instead of the component (b).

<評価>
以上のように作製した記録ヘッドについて以下の特性を評価した。各特性とその評価方法を以下に示し、その結果を下記表2に示す。
<Evaluation>
The following characteristics were evaluated for the recording head produced as described above. Each characteristic and its evaluation method are shown below, and the results are shown in Table 2 below.

(純水接触角)
微小接触角計(製品名:DropMeasure、(株)マイクロジェット製)を用いて、純水に対する動的後退接触角θrの測定を行なった。測定は、吐出口形成部材4の表面に一度顔料インクを拭き付けた後に水によって洗浄した後と、表面に顔料インクを吹き付けながら水素化ニトリルゴムのブレードを用いて5000回ワイピング操作を行なった後とに実施した。表2中、それぞれの測定結果を「初期」と「耐久後」として示している。判定基準は以下の通りである。
純水接触角判定基準
A:95°以上
B:80°以上95°未満
C:70°以上80°未満
D:70°以下
(Pure water contact angle)
Using a micro contact angle meter (product name: DropMeasure, manufactured by Microjet Co., Ltd.), the dynamic receding contact angle θr with respect to pure water was measured. The measurement was carried out after wiping the pigment ink once on the surface of the discharge port forming member 4 and washing with water, and after performing wiping operation 5000 times using a blade of hydrogenated nitrile rubber while spraying the pigment ink on the surface. And conducted. In Table 2, each measurement result is shown as “initial” and “after endurance”. Judgment criteria are as follows.
Criteria for pure water contact angle A: 95 ° or more B: 80 ° or more and less than 95 ° C: 70 ° or more and less than 80 ° D: 70 ° or less

(固着)
光学顕微鏡を用いて吐出口形成部材4の表面を観察し、インクの固着の有無について確認した。固着の評価は上記の純水接触角の測定と同様に、初期と耐久後にそれぞれ行った。判定基準は以下の通りである。
固着判定基準
A:インクの固着無し
B:吐出口周囲のインク固着が、吐出口数の10%未満で見られる。
C:吐出口周囲のインク固着が、吐出口数の10%以上で見られる。
(Fixation)
The surface of the discharge port forming member 4 was observed using an optical microscope to confirm the presence or absence of ink sticking. The evaluation of the fixation was carried out in the same way as the measurement of the pure water contact angle as described above, and after the endurance. Judgment criteria are as follows.
Adherence determination criteria A: No ink adhering B: Ink adhering around the ejection ports is seen in less than 10% of the number of ejection ports.
C: Ink sticking around the ejection port is observed at 10% or more of the number of ejection ports.

比較例1に示す通り、帯電防止性を有する化合物としてカーボンブラックを用いた場合、耐久後には、ノズル表面の撥液層へのインクの固着が見られた。カーボンブラックが撥液層から脱落したためと推測される。また、吐出口形成部材の表面は、初期から撥液性が十分に得られなかった。これは、多量のカーボンブラックを添加することによって、(a)成分による撥液性の発現が阻害されためと推測される。なお、比較例1において、初期と比べて耐久後に純水接触角が高くなっているのは、カーボンブラックが撥液層から脱落したことによって、撥液層本来の性能が得られたためと考えられる。   As shown in Comparative Example 1, when carbon black was used as the compound having antistatic properties, the ink adhered to the liquid repellent layer on the nozzle surface after durability. This is presumably because the carbon black dropped off from the liquid repellent layer. Further, the surface of the discharge port forming member was not sufficiently liquid repellent from the beginning. This is presumably because the addition of a large amount of carbon black inhibits the expression of liquid repellency due to the component (a). In Comparative Example 1, the reason why the pure water contact angle is higher after the endurance than in the initial stage is considered to be that the original performance of the liquid repellent layer was obtained by the carbon black falling off from the liquid repellent layer. .

比較例2では、初期の純水接触角及び固着評価は良好であったが、耐久後にはインクの固着が見られた。これは、ポリエチレンオキシド系化合物がカチオン重合性基を有しておらず、ポリエチレンオキシド系化合物が撥液層から脱落したためと推測される。なお、比較例1と異なり、撥液層の初期での純水接触角が高いのは、ポリエチレンオキシド系化合物はそもそも帯電防止性が高いために、撥液層への添加量が少量で済み、撥液性の発現を阻害しにくいためである。   In Comparative Example 2, the initial pure water contact angle and the adhesion evaluation were good, but the ink adhesion was observed after the endurance. This is presumably because the polyethylene oxide compound did not have a cationic polymerizable group, and the polyethylene oxide compound was dropped from the liquid repellent layer. Unlike Comparative Example 1, the pure water contact angle at the initial stage of the liquid repellent layer is high because the polyethylene oxide compound has a high antistatic property in the first place, so the amount added to the liquid repellent layer is small. This is because it is difficult to inhibit the expression of liquid repellency.

これら比較例に対して、実施例1〜5では、初期および耐久後のいずれにおいても、撥液層の純水接触角が高く、撥液層へのインクの固着が見られなかった。   In contrast to these comparative examples, in Examples 1 to 5, the pure water contact angle of the liquid repellent layer was high both in the initial stage and after the durability, and no ink was fixed to the liquid repellent layer.

なお、実施例6では、実施例1と比較してポリエチレンオキシド系化合物の添加量を増やしたことで、純水接触角がやや低下することがわかる。さらに、実施例7では、実施例1と比較してポリエチレンオキシド系化合物の添加量を減らしたことで、帯電防止性がやや劣ることがわかる。しかし、いずれにおいても純水接触角および帯電防止性は比較的高い水準にあり、実用上問題ないレベルである。   In addition, in Example 6, it turns out that the pure water contact angle falls a little by increasing the addition amount of a polyethylene oxide type compound compared with Example 1. FIG. Furthermore, in Example 7, compared with Example 1, it turns out that antistatic property is somewhat inferior by reducing the addition amount of a polyethylene oxide type compound. However, in both cases, the contact angle of pure water and the antistatic property are at a relatively high level, and there are no practical problems.

以上のように、本実施形態によれば、液体吐出ヘッドの吐出口形成部材の表面に設けられた撥液層の帯電防止性を維持することで、撥液層への液体の固着が長期間にわたって抑制される。   As described above, according to the present embodiment, the liquid repellent layer can be fixed to the liquid repellent layer for a long period of time by maintaining the antistatic property of the liquid repellent layer provided on the surface of the discharge port forming member of the liquid discharge head. Be suppressed over.

4 吐出口形成部材
5 吐出口
7 撥液層
4 Discharge port forming member 5 Discharge port 7 Liquid repellent layer

Claims (15)

液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材を有する液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口形成部材の表面に、(a)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物と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の硬化層を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A liquid discharge head having a discharge port forming member in which a discharge port for discharging liquid is formed,
(A) a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group; and (b) a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain on the surface of the discharge port forming member. A liquid ejection head comprising a cured layer of a composition comprising:
前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物がカチオン重合性基を片末端に有する請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the compound (b) having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain has a cationic polymerizable group at one end. 前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物が下記式(1)〜(8)で表される化合物のいずれかである請求項1に記載の液体吐出ヘッド。








(式(1)〜(8)中、mは0以上の整数、nは2以上10以下の整数、lおよびpは1以上の整数、RおよびRは水素原子又はアルキル基、Rはアルキレン基である。)
2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein (b) the compound having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain is any one of compounds represented by the following formulas (1) to (8).








(In the formulas (1) to (8), m is an integer of 0 or more, n is an integer of 2 or more, 10 or less, l and p are integers of 1 or more, R and R 1 are hydrogen atoms or alkyl groups, R 2 is An alkylene group.)
前記吐出口形成部材が、光カチオン重合開始剤とカチオン重合性基を有する感光性樹脂とを含む組成物の硬化物である請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the discharge port forming member is a cured product of a composition including a photocationic polymerization initiator and a photosensitive resin having a cationic polymerizable group. 5. 前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のフッ素含有基は、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基である請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   5. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the fluorine-containing group of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is a perfluoroalkyl group or a perfluoropolyether group. 前記組成物中の、前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物のモル数は、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル数の等倍以下である請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   The number of moles of the compound (b) having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain in the composition is equal to or less than the number of moles of the hydrolyzable silane compound having the fluorine-containing group. The liquid discharge head according to any one of the above. 前記組成物中の、前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物の含有量は、前記(a)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物に対して0.05質量%以上、3質量%以下である請求項1から6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   The content of the compound (b) having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain in the composition is as follows: (a) a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane having a cationically polymerizable group. 7. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the content is 0.05% by mass or more and 3% by mass or less based on the condensate with the compound. 請求項1から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを用い、電荷を有する分散剤若しくは樹脂で分散させた顔料を含む液体、又は、表面に電荷を有する基が直接若しくは原子団を介して結合している自己分散顔料を含む液体を、前記液体吐出ヘッドから吐出することにより記録媒体に画像を記録する記録方法。   A liquid containing a pigment dispersed in a dispersing agent or a resin having a charge, or a group having a charge on the surface, directly or via an atomic group, using the liquid discharge head according to any one of claims 1 to 7. A recording method for recording an image on a recording medium by discharging a liquid containing a self-dispersing pigment bonded together from the liquid discharge head. 液体を吐出する吐出口が形成された吐出口形成部材を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記吐出口形成部材となる層を形成する工程と、
前記吐出口形成部材となる層上に、(a)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物と、(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物と、を含む組成物の層を形成する工程と、
前記吐出口形成部材となる層と前記組成物の層に前記吐出口を形成する工程と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
A method of manufacturing a liquid discharge head having a discharge port forming member in which a discharge port for discharging a liquid is formed,
Forming a layer to be the discharge port forming member;
On the layer serving as the discharge port forming member, (a) a condensate of a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane compound having a cationic polymerizable group, and (b) a cationic polymerizable group Forming a layer of the composition comprising a compound having an ethylene oxide chain;
Forming the discharge port in the layer to be the discharge port forming member and the layer of the composition;
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising:
前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物がカチオン重合性基を片末端に有する請求項9に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 9, wherein the compound (b) having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain has a cationic polymerizable group at one end. 前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物が下記式(1)〜(8)で表される化合物のいずれかである請求項9に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。








(式(1)〜(8)中、mは0以上の整数、nは2以上10以下の整数、lおよびpは1以上の整数、RおよびRは水素原子又はアルキル基、Rはアルキレン基である。)
The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 9, wherein (b) the compound having a cationic polymerizable group and an ethylene oxide chain is any one of compounds represented by the following formulas (1) to (8).








(In the formulas (1) to (8), m is an integer of 0 or more, n is an integer of 2 or more, 10 or less, l and p are integers of 1 or more, R and R 1 are hydrogen atoms or alkyl groups, R 2 is An alkylene group.)
前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のフッ素含有基は、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基である請求項9から11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 9, wherein the fluorine-containing group of the hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group is a perfluoroalkyl group or a perfluoropolyether group. 前記組成物中の、前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物のモル数は、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル数の等倍以下である請求項9から12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The number of moles of the compound (b) having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain in the composition is equal to or less than the mole number of the hydrolyzable silane compound having the fluorine-containing group. The method for producing a liquid discharge head according to any one of the above. 前記組成物中の、前記(b)カチオン重合性基とエチレンオキシド鎖を有する化合物の含有量は、前記(a)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物に対して0.05質量%以上、3質量%以下である請求項9から13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The content of the compound (b) having a cationically polymerizable group and an ethylene oxide chain in the composition is as follows: (a) a hydrolyzable silane compound having a fluorine-containing group and a hydrolyzable silane having a cationically polymerizable group. The method for manufacturing a liquid ejection head according to claim 9, wherein the content is 0.05% by mass or more and 3% by mass or less based on a condensate with the compound. 前記吐出口形成部材となる層が、光カチオン重合開始剤とカチオン重合性基を有する感光性樹脂とを含み、前記吐出口を形成する工程において、前記吐出口形成部材となる層と前記組成物の層とを一括で露光及び現像することにより前記吐出口を形成する請求項9から14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
The layer to be the discharge port forming member contains a photocationic polymerization initiator and a photosensitive resin having a cationic polymerizable group, and in the step of forming the discharge port, the layer to be the discharge port forming member and the composition The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 9, wherein the discharge port is formed by collectively exposing and developing the layer.
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