JP3975725B2 - 表面改質剤及び表面改質方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレートの表面を改質する表面改質剤及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、インクを吐出する穴を有する基材に表面改質剤が塗布されたインクジェットヘッドの表面改質剤及びその表面改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェットヘッドにおいて、インクを吐出する穴を有するプレートの表面に撥水性を付与することにより表面改質を行い、インク吐出の安定性を得ることは、広く知られている。
このインクジェットヘッドのインクを吐出する穴を有する基材の表面改質剤として、例えば、特開平１１−３２２８９６号公報（以下、従来例１という）には、１分子中に炭素数６乃至１２のパーフロロアルキル基を１個以上及び脂環式エポキシ基を２個以上有する含フッ素エポキシ樹脂と、カチオン重合触媒を少なくとも含有する含フッ素エポキシ樹脂組成物が開示されている。
【０００３】
また、基材の表面改質方法として、特開平７−１２５２１９号公報（以下、従来例２という）には、ノズル開口面にＳｉＯ２層を蒸着により設ける工程と、そのＳｉＯ２層上に、Ｒ１（フロロアルキル基、フロロシクロアルキル基よりなる群より選ばれる反応基）、Ｒ２（アミノ基，メトキシ基，エトキシ基からなる群より選ばれる官能基又はハロゲン原子）のそれぞれ少なくとも１つ以上が、Ｓｉ原子に結合してなるシラン化合物を分解及び／又は溶解した溶液をコーティングする工程と、ノズル内に付着した余分なシラン化合物を除去する工程とが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例１の場合、開示されている構造の分子内にエステル結合が存在するが、インクのＰＨが８乃至１０とアルカリ性であるので、エステル結合の加水分解が生じ、分子構造が変化して撥水性がなくなるという問題があった。
【０００５】
一方、従来例２の場合、下地としてＳｉＯ２層を蒸着するので、ＳｉＯ２の材料費、及びＳｉＯ２層を形成する工程が追加され、コストアップになるという問題があった。
この発明は、上述した問題を鑑みてなされたもので、加水分解せずに良好な撥水性を有し、且つ、基材に対して優れた接着力を有する表面改質剤及びその製造方法を提供することを目的としている。
また、この発明は、インクを吐出する穴を有する基材に上記表面改質剤が塗布されたインクジェットヘッド及びその表面改質方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基材の表面に撥水性を与える撥水成分を含み、上記基材の表面に塗布され、その表面を改質する表面改質剤に係り、上記基材の表面に接着するための接着成分をさらに含んでなり、撥水成分及び接着成分を含む表面改質剤が以下に詳述するものであることを特徴としている。
【００１４】
本発明の表面改質剤は、上記撥水成分としての一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、上記接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴としている。
【００１５】
【化１】
【００１６】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００１７】
【化２】
【００１８】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、上記ブロック共重合体が、上記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の表面改質剤に係り、上記ブロック共重合体は、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の表面改質剤に係り、上記ブロック共重合体は、リビングラジカル重合により形成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面改質剤に係り、上記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基は、４級化されていることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の表面改質剤に係り、上記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行われることを特徴としている。
【００２５】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の表面改質剤に係り、上記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴としている。
【００２６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表面改質剤が、インクが吐出する穴を有するプレートの表面に塗布されていることお特徴とするインクジェットヘッドである。
【００２７】
請求項９記載の発明は、基材の表面に撥水性を与える撥水成分を含む表面改質剤を上記基材の表面に塗布し、その表面を改質する表面改質方法に係り、上記表面改質剤が撥水成分及び接着成分を含む表面改質剤が以下に詳述するものであることを特徴としている。
【００３５】
即ち、請求項９記載の発明において前記表面改質剤は、上記撥水成分としての一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、上記接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴としている。
【００３６】
【化１５】
【００３７】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００３８】
【化１６】
【００３９】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００４１】
前記請求項１０記載の発明は、請求項９記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体は、上記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴としている。
【００４２】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体を、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成することを特徴としている。
【００４３】
また、請求項１２記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体を、リビングラジカル重合により形成することを特徴としている。
【００４４】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の表面改質方法に係り、上記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基を４級化することを特徴としている。
【００４５】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の表面改質方法に係り、上記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行うことを特徴としている。
【００４６】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の表面改質方法に係り、上記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴としている。
【００４７】
また、請求項１６記載の発明は、請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の表面改質方法を用いて、インクが吐出する穴を有するプレートの表面に上記表面改質剤を塗布することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は実施例を用いて具体的に説明する。
【００４９】
◇第１実施例
まず、図１を参照して、この発明の第１実施例である表面改質剤の構成について詳細に説明する。
この例の表面改質剤は、少なくとも、プレート３の表面に接着するための接着成分５ｂと、撥水性を有する撥水成分５ａとを含むブロック共重合体５ｃより構成され、撥水被膜５としてプレート３の表面に接着される。
【００５０】
次に、この例の表面改質剤を構成するブロック共重合体について詳細に説明する。
ブロック共重合体５ｃは、接着成分５ｂとして、４−ビニルベンジルジメチルアミン（以下、４ＶＡという）を用い、撥水成分５ａとして、４−トリメチルシリルスチレン（以下、ＴＭＳＳという）を用い、４ＶＡと４ＴＭＳＳとをブロック重合させて形成されている。ブロック共重合体５ｃは、同一のモノマーがその鎖上で、比較的長く連続して結合されている共重合体であり、ブロックコポリマーとも呼ばれる。この例のブロック共重合体５ｃは、ポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡと表され、このブロック共重合体５ｃを、インクジェットヘッドのインクの吐出する穴４を有するプレート３の表面に塗布することにより、プレート３の表面への接着性とプレート表面の撥水性とを同時に与える。
【００５１】
次に、この例の表面改質剤の製造方法について説明する。なお、設計分子量Ｍｋは２４０，０００、設計重合濃度は約４％とする。
１）まず、ナフタレンとカリウムとを、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）中で、室温下で１２時間反応させることによりナフタレンカリウムを合成し、得られたナフタレンカリウムの濃度を、標準塩酸を用いた中和滴定により測定することにより決定した。このまず、ナフタレンカリウムを重合開始剤として使用した。
【００５２】
２）次に、ＴＨＦの市販品（ナカライテスク（株）、１級）を水素化カルシウムで、次いで、ナトリウムワイヤーで一昼夜乾燥後、アントラセンナトリウム存在下で蒸留し、ブレークシール付きガラスアンプルへ真空封入した。さらに、そのＴＨＦを、α−メチルスチレンテトラマージナトリウム塩の存在下で蒸留し、ＴＨＦを精製した。この精製したＴＨＦを重合溶媒として使用した。
【００５３】
３）次に、モノマーのＴＭＳＳ（北興化学（株）製）を、水素化カルシウムの存在下で蒸留し、ガラスアンプル内に真空封入した後、さらにオクチルベンゾフェノンナトリウムの存在下で真空中で蒸留し、精製した。精製したモノマーは、重合直前にＴＨＦでおよそ３０乃至５０％溶液に希釈し、この希釈したモノマーを重合に用いた。この撥水成分５ａは、一般式（１）で表される。
【００５４】
【化１７】
【００５５】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００５６】
４）次に、モノマーの４ＶＡ（セイミケミカル（株）製）を、ＴＭＳＳと同様に真空封入後、オクチルベンゾフェノンナトリウムで蒸留し、精製した。さらに、トリフェニルメチルリチウムを精製剤として蒸留し、精製した。精製したモノマーを、前述したＴＭＳＳと同様に、重合直前にＴＨＦでおよそ３０乃至５０％溶液に希釈し、この希釈したモノマーを重合に用いた。この接着成分５ｂは、一般式（２）で表される。
【００５７】
【化１８】
【００５８】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００５９】
５）次に、市販のエタノールを、水素化カルシウムの存在下で蒸留し、重合停止剤として使用した。
【００６０】
６）次に、前述した試薬を用いて、以下のようにして、ブロック共重合体５ｃを合成した。なお、ここで使用した試薬の使用量について説明すると、ナフタレンカリウムは、０．２０モル／リットル×６．７ミリリットル、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）は４００ミリリットル、４ＴＭＳＳは約８グラム、４ＶＡは約８グラムである。
【００６１】
まず、ナフタレンカリウムを重合開始剤として用い、ＴＨＦ中，−７８℃で、４ＴＭＳＳ→４ＶＡの順にモノマーを逐次添加し、リビングアニオン重合させ、この重合をエタノールで停止することにより、ブロック共重合体５ｃであるポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡを合成した。尚、上述した全ての操作は、１×１０−３Ｐａ以下で高真空ブレークシール法を用いた。
【００６２】
次に、合成したブロック共重合体５ｃについて、平均分子量と分子量不均一度とを測定したところ、平均分子量Ｍｗ＝２．２×１０５、分子量不均一度Ｍｗ／Ｍｎ＝１．１６となり、非常に均一なポリマーを得ることができた。尚、分子量測定には、３本のカラム（ＧＭＨＸＬ、東ソー製、長さ３００ｍｍ、内径７．８ｍｍ）を用いたＧ．Ｐ．Ｃ．（gel permeation chromatography）により測定した。また、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴；nuclear magnetic resonance）スペクトルは、ＪＥＯＬ ＥＸ−４００ＦＴ−ＮＭＲスペクトロメータ（３９９．６５ＭＨｚ）を用いて測定し、化学シフトは、クロロホルム−ｄ中のクロロホルムを基準とした。
【００６３】
次に、以上のようにして合成したブロック共重合体５ｃをインクジェットヘッドのインクを吐出する面に塗布する際、ブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクジェットヘッドのインクを吐出する穴４を形成する材質と同様の電鋳プレート（型の上に金属電着して部品を成型されたプレート）の一方の面にその溶液を塗布した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより被膜処理をした。この被膜処理をした表面に純粋を滴下し、その接触角を測定したところ、１００乃至１１０度の接触角を得ることができた。
【００６４】
また、基材への接着力を強化する手段として、アミノ基に電荷を持たせて接着力を強化した。その際、温度６０℃、ジヨードブタン雰囲気中に、０乃至１２０分間曝すことにより接着成分５ｂの４級化を行った。４級化後の接着力を、基材に対して９０度に曲げて調べたところ、４級化前の接着力（７０Ｊ／ｍ２）に比べて約２倍の接着力（１３０Ｊ／ｍ２）を得ることができた。
【００６５】
◇第２実施例
次に、図２を参照して、この第２の実施例であるインクジェットヘッドについて説明する。この例は、前述した表面改質剤を、インクを吐出する穴を有する電鋳プレートに塗布されたインクジェットヘッドである。
まず、この例のインクジェットヘッドの構成について説明する。
この例のインクジェットヘッドは、同図に示すように、インク液滴を吐出するために圧力を加えられるインク液室２と、インクを供給するインクプール６と、インク液室２とインクプール６とを連通させる供給口７と、インク液室２，インクプール６，供給口７を形成する複数の電鋳プレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅと、インク液室２に圧力を加える圧電素子１と、インク液滴を吐出する吐出穴４と、吐出穴４を形成するプレート表面に被膜された撥水被膜５とを備える。
【００６６】
次に、この例のインクジェットヘッドの各部の構成について詳細に説明する。複数枚の電鋳プレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅの各々は、厚みが２０乃至５０μｍであり、接着剤を介して張り合わせることにより、インク液室２，プール６，供給口７を形成する。接着剤は、例えば、エポキシ系接着剤（商品名：エイブルボンド９３１−１／日本エイブルスティック（株）製）を用い、転写方法によりプレートに印刷する。
【００６７】
プール６は、インクを多数の吐出穴４に共通で、且つ、ある程度のインクを溜めておくプールであり、供給口７は、プール６からインク室２につながる入り口を形成し、供給口７の大きさは、吐出穴４とほぼ同程度のφ１０乃至３０μｍの大きさである。圧電素子１は、インク室２の天井裏に設けられ、インク室２の天井を変位させる。インクの吐出穴４は、インク液室２を挟んで圧電素子１と対向する側に形成されている。
【００６８】
撥水被膜５は、上述した第１実施例で説明した撥水成分５ａとして用いられる４ＶＡと接着成分５ｂとして用いられる４ＴＭＳＳとから構成されるポリマーである、ポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡのブロック共重合体５ｃであり、インクを吐出する穴４を形成する電鋳プレート３Ｅの表面に形成されている。このブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクが吐出する側の電鋳プレート３Ｅ表面に数μｍの被膜を均一に施す方法として、従来の電鋳プレート３Ｅの引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、プレート表面に吹き付ける方法を採用した。ブロック共重合体５ｃの塗布が終了した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより、撥水被膜５を作製した。乾燥後、インクを吐出する穴が閉塞している場合は、エキシマレーザにより穴あけを行った。また、電鋳プレート３Ｅとの接着力を上げるために、６０℃，ジヨードブタン雰囲気中に０乃至１２０分間曝し、接着成分５ｂを４級化することによりアミノ基に電荷を持たせた。
【００６９】
なお、この実施例で使用したインクは、水性染料からなり、その主な物性値は、２５℃において、ｐＨが８乃至９．５、表面張力が２９乃至３０．５（ｍＮ／ｍ）、粘度が３乃至３．５（ｍＮｓ／ｍ２）である。この水性染料からなるインクを前述のヘッド表面に滴下し、その接触角を測定したところ、５０度の接触角を得ることができた。又、ゴム材（例えば、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴムのＪＩＳＡの硬度が４０乃至６０）からなるブレードで、前述のヘッド面を擦ったところ、１００００回でも接触角の低下は見られなかった。従って、加水分解による劣化あるいは基材との接着力低下による不具合は無いものと思われる。
また、この例のインクヘッドを図示しない装置に搭載して、印字を行ったところ、長時間においても吐出の乱れによる印字不良は発生しなかった。
【００７０】
◇第３実施例
次に、図３を参照して、この発明の第３実施例であるインクジェットヘッドについて説明する。この例のインクジェットヘッドは、前述した表面改質剤をインクジェットヘッドのインクを吐出する穴を有するポリイミドフィル表面に塗布した例である。
まず、この例のインクジェットヘッドの構成について説明する。
この例のインクジェットヘッドは、同図に示すように、インク液滴を吐出するために圧力を加えられるインク液室２と、インクを供給するインクプール６と、インク液室２とインクプール６とを連通させる供給口７と、インク液室２，インクプール６，供給口７を形成する複数の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、複数の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの両側に設けられているポリイミドフィルム８Ａ，８Ｂと、インク液室２に圧力を加える圧電素子１と、インク液滴を吐出するためにポリイミドフィルム８Ａに設けられている吐出穴４と、吐出穴４を形成するプレート表面に被膜された撥水被膜５とを備える。
【００７１】
次に、この例のインクジェットヘッドの各部の構成について説明する。
複数枚の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、厚みが２０乃至５０μｍであり、ポリイミドフィルム（商品名：カプトン／東レ・デュポン（株）製）８Ａ、８Ｂは、厚みが１０乃至５０μｍであり、これら電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，及びポリイミドフィルム８Ａ，８Ｂを、接着剤を介して張りあわせた。接着剤は、エポキシ系接着剤（商品名：エイブルボンド９３１−１／日本エイブルスティック（株）製）を用い、転写方法によりプレートに印刷した。これにより、以下の次の構成要素を形成する。
【００７２】
プール６は、インクを多数の吐出穴４に共通で、且つ、ある程度のインクを溜めるインクプールであり、供給口７は、プール６からインク室２につながる入り口を形成し、その大きさは、吐出穴４とほぼ同程度のφ１０乃至３０μｍの大きさである。また、圧電素子１は、インク室２の天井を変位させるために、インク室２の天井裏に設けられている。インクの吐出穴４は、インク液室２を挟んで、圧電素子１と対向する側に形成されている。
【００７３】
撥水被膜５は、撥水成分５ａとして用いられる４ＶＡと、接着成分５ｂとして用いられるＴＭＳＳとから構成されるポリマーであるポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂポリ４ＶＡのブロック共重合体５ｃであり、インクを吐出する穴４を形成するポリイミドフィルム８Ａの表面に形成されている。このブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクが吐出する側のポリイミドフィルム８Ａ表面に数μｍの被膜を均一に施す方法として、従来のポリイミドフィルム（その背面には保持するための図示しないＳＵＳ材からなるダミー板が設けられている）の引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、インクが吐出する側の表面に吹き付ける方法を採用した。塗布が終了した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより、撥水被膜５を作製した。乾燥後、インクを吐出する穴４を、エキシマレーザにより形成した。さらに、穴加工をしていないポリイミドフィルム８Ａとの接着力を上げるために、６０℃，ジヨードブタン雰囲気中に０乃至１２０分間曝し、接着成分５ｂを４級化することにより、アミノ基に電荷を持たせた。
【００７４】
この実施例で使用したインクは、水性染料からなり、その主な物性値は、２５℃において、ｐＨが８乃至９．５、表面張力が２９乃至３０．５（ｍＮ／ｍ）、粘度が３乃至３．５（ｍＮｓ／ｍ２）である。この水性染料からなるインクを前述のヘッド表面に滴下し、その接触角を測定したところ、５０度の接触角を得ることができた。また、ゴム材（エチレンプロピレンゴム，ブチルゴム，シリコンゴムのＪＩＳＡの硬度が４０乃至６０）からなるブレードで、前述のヘッド面を擦ったところ、１００００回でも接触角の低下は見られなかった。従って、加水分解による劣化あるいは基材との接着力低下による不具合は無いものと思われる。
【００７５】
このインクヘッドを図示しない装置に搭載して、印字を行ったところ、長時間において吐出の乱れによる印字不良は発生しなかった。
【００７６】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。
例えば、上述の実施例においては、撥水成分５ａと接着成分５ｂとを用いてブロック共重合体５ｃを合成したが、これに限らず、グラフト共重合体を用いることもできる。
【００７７】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃをリビングアニオン重合を用いて合成したが、これに限らず、リビングラジカル重合によって合成することもできる。
【００７８】
また、上述した実施例においては、ジヨードブタンを用いて接着成分を４級化したが、これに限らず、ジヨードプロパン，ジヨードペンタン等、さらには、ジブロモプロパン，ジブロモブタン，ジブロモペンタン等、一般式（３）あるいは一般式（４）で表されるジハロゲン化物を用いて４級化することもできる。
【００７９】
【化１９】
【００８０】
【化２０】
【００８１】
また、上述した実施例においては、インクヘッドを構成するのに電鋳プレート３Ａ乃至３Ｅを用いたが、これに限らず、エッチングでインクが流れる穴を形成したＳＵＳ（special use stainless steel）プレートを使用して積層したインクヘッドにおいても、同様の効果が期待できる。
【００８２】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃの塗布を行う際に、従来の電鋳プレート３Ｅの引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、プレート表面に吹き付ける方法を採用したが、これに限らず、塗布を行う手段として、スピンコート方法を用いても同様に被膜することができる。
【００８３】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃの塗布を行った際、インクを吐出する吐出穴４が閉塞している場合は、エキシマレーザにより穴あけを行ったが、これに限らず、吐出穴４を予め高分子材料（例えば、レジスト等）でマスクして行っても構わない。
【００８４】
また、上述した実施例においては、インクを水性染料よりなるインクを用いたが、これに限らず、他の物性値を有するインクの場合に適用できることは言うまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、撥水成分５ａと接着成分５ｂとからなるポリマーは、良好な撥水性と、且つ基材に対して優れた接着力とを有する表面改質剤を提供することが可能になる。
【００８６】
また、この発明の構成によれば、上記表面改質剤を用いて信頼性のあるインクジェットヘッドを提供することができ、高精細な印字が可能な記録装置を提供することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である表面改質剤の構成を示す概略図である。
【図２】この発明の第２実施例であるインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第３実施例であるインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子
２ インク室
３ プレート
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ 電鋳プレート
４ 吐出穴
５ 表面撥水剤（撥水被膜）
５ａ 撥水成分
５ｂ 接着成分
５ｃ ブロック共重合体
６ プール
７ 供給口
８Ａ，８Ｂ ポリイミドフィルム
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレートの表面を改質する表面改質剤及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、インクを吐出する穴を有する基材に表面改質剤が塗布されたインクジェットヘッドの表面改質剤及びその表面改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェットヘッドにおいて、インクを吐出する穴を有するプレートの表面に撥水性を付与することにより表面改質を行い、インク吐出の安定性を得ることは、広く知られている。
このインクジェットヘッドのインクを吐出する穴を有する基材の表面改質剤として、例えば、特開平１１−３２２８９６号公報（以下、従来例１という）には、１分子中に炭素数６乃至１２のパーフロロアルキル基を１個以上及び脂環式エポキシ基を２個以上有する含フッ素エポキシ樹脂と、カチオン重合触媒を少なくとも含有する含フッ素エポキシ樹脂組成物が開示されている。
【０００３】
また、基材の表面改質方法として、特開平７−１２５２１９号公報（以下、従来例２という）には、ノズル開口面にＳｉＯ２層を蒸着により設ける工程と、そのＳｉＯ２層上に、Ｒ１（フロロアルキル基、フロロシクロアルキル基よりなる群より選ばれる反応基）、Ｒ２（アミノ基，メトキシ基，エトキシ基からなる群より選ばれる官能基又はハロゲン原子）のそれぞれ少なくとも１つ以上が、Ｓｉ原子に結合してなるシラン化合物を分解及び／又は溶解した溶液をコーティングする工程と、ノズル内に付着した余分なシラン化合物を除去する工程とが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例１の場合、開示されている構造の分子内にエステル結合が存在するが、インクのＰＨが８乃至１０とアルカリ性であるので、エステル結合の加水分解が生じ、分子構造が変化して撥水性がなくなるという問題があった。
【０００５】
一方、従来例２の場合、下地としてＳｉＯ２層を蒸着するので、ＳｉＯ２の材料費、及びＳｉＯ２層を形成する工程が追加され、コストアップになるという問題があった。
この発明は、上述した問題を鑑みてなされたもので、加水分解せずに良好な撥水性を有し、且つ、基材に対して優れた接着力を有する表面改質剤及びその製造方法を提供することを目的としている。
また、この発明は、インクを吐出する穴を有する基材に上記表面改質剤が塗布されたインクジェットヘッド及びその表面改質方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基材の表面に撥水性を与える撥水成分を含み、上記基材の表面に塗布され、その表面を改質する表面改質剤に係り、上記基材の表面に接着するための接着成分をさらに含んでなり、撥水成分及び接着成分を含む表面改質剤が以下に詳述するものであることを特徴としている。
【００１４】
本発明の表面改質剤は、上記撥水成分としての一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、上記接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴としている。
【００１５】
【化１】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００１７】
【化２】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００２０】
また、請求項２記載の発明は、上記ブロック共重合体が、上記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の表面改質剤に係り、上記ブロック共重合体は、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の表面改質剤に係り、上記ブロック共重合体は、リビングラジカル重合により形成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面改質剤に係り、上記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基は、４級化されていることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の表面改質剤に係り、上記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行われることを特徴としている。
【００２５】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の表面改質剤に係り、上記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴としている。
【００２６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表面改質剤が、インクが吐出する穴を有するプレートの表面に塗布されていることお特徴とするインクジェットヘッドである。
【００２７】
請求項９記載の発明は、基材の表面に撥水性を与える撥水成分を含む表面改質剤を上記基材の表面に塗布し、その表面を改質する表面改質方法に係り、上記表面改質剤が撥水成分及び接着成分を含む表面改質剤が以下に詳述するものであることを特徴としている。
【００３５】
即ち、請求項９記載の発明において前記表面改質剤は、上記撥水成分としての一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、上記接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴としている。
【００３６】
【化１５】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００３８】
【化１６】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００４１】
前記請求項１０記載の発明は、請求項９記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体は、上記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴としている。
【００４２】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体を、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成することを特徴としている。
【００４３】
また、請求項１２記載の発明は、請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法に係り、上記ブロック共重合体を、リビングラジカル重合により形成することを特徴としている。
【００４４】
また、請求項１３記載の発明は、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の表面改質方法に係り、上記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基を４級化することを特徴としている。
【００４５】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の表面改質方法に係り、上記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行うことを特徴としている。
【００４６】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の表面改質方法に係り、上記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴としている。
【００４７】
また、請求項１６記載の発明は、請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の表面改質方法を用いて、インクが吐出する穴を有するプレートの表面に上記表面改質剤を塗布することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は実施例を用いて具体的に説明する。
【００４９】
◇第１実施例
まず、図１を参照して、この発明の第１実施例である表面改質剤の構成について詳細に説明する。
この例の表面改質剤は、少なくとも、プレート３の表面に接着するための接着成分５ｂと、撥水性を有する撥水成分５ａとを含むブロック共重合体５ｃより構成され、撥水被膜５としてプレート３の表面に接着される。
【００５０】
次に、この例の表面改質剤を構成するブロック共重合体について詳細に説明する。
ブロック共重合体５ｃは、接着成分５ｂとして、４−ビニルベンジルジメチルアミン（以下、４ＶＡという）を用い、撥水成分５ａとして、４−トリメチルシリルスチレン（以下、ＴＭＳＳという）を用い、４ＶＡと４ＴＭＳＳとをブロック重合させて形成されている。ブロック共重合体５ｃは、同一のモノマーがその鎖上で、比較的長く連続して結合されている共重合体であり、ブロックコポリマーとも呼ばれる。この例のブロック共重合体５ｃは、ポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡと表され、このブロック共重合体５ｃを、インクジェットヘッドのインクの吐出する穴４を有するプレート３の表面に塗布することにより、プレート３の表面への接着性とプレート表面の撥水性とを同時に与える。
【００５１】
次に、この例の表面改質剤の製造方法について説明する。なお、設計分子量Ｍｋは２４０，０００、設計重合濃度は約４％とする。
１）まず、ナフタレンとカリウムとを、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）中で、室温下で１２時間反応させることによりナフタレンカリウムを合成し、得られたナフタレンカリウムの濃度を、標準塩酸を用いた中和滴定により測定することにより決定した。このまず、ナフタレンカリウムを重合開始剤として使用した。
【００５２】
２）次に、ＴＨＦの市販品（ナカライテスク（株）、１級）を水素化カルシウムで、次いで、ナトリウムワイヤーで一昼夜乾燥後、アントラセンナトリウム存在下で蒸留し、ブレークシール付きガラスアンプルへ真空封入した。さらに、そのＴＨＦを、α−メチルスチレンテトラマージナトリウム塩の存在下で蒸留し、ＴＨＦを精製した。この精製したＴＨＦを重合溶媒として使用した。
【００５３】
３）次に、モノマーのＴＭＳＳ（北興化学（株）製）を、水素化カルシウムの存在下で蒸留し、ガラスアンプル内に真空封入した後、さらにオクチルベンゾフェノンナトリウムの存在下で真空中で蒸留し、精製した。精製したモノマーは、重合直前にＴＨＦでおよそ３０乃至５０％溶液に希釈し、この希釈したモノマーを重合に用いた。この撥水成分５ａは、一般式（１）で表される。
【００５４】
【化１７】
（上式において、置換基のＱ，Ｒ，Ｘは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００５６】
４）次に、モノマーの４ＶＡ（セイミケミカル（株）製）を、ＴＭＳＳと同様に真空封入後、オクチルベンゾフェノンナトリウムで蒸留し、精製した。さらに、トリフェニルメチルリチウムを精製剤として蒸留し、精製した。精製したモノマーを、前述したＴＭＳＳと同様に、重合直前にＴＨＦでおよそ３０乃至５０％溶液に希釈し、この希釈したモノマーを重合に用いた。この接着成分５ｂは、一般式（２）で表される。
【００５７】
【化１８】
（上式において、メチレン基の長さｋは、１乃至３であり、置換基のＹ，Ｚは、炭素数が１乃至３のメチル基，エチル基，又はプロピル基からなり、それら置換基は、同一であっても異なっていても良い。）
【００５９】
５）次に、市販のエタノールを、水素化カルシウムの存在下で蒸留し、重合停止剤として使用した。
【００６０】
６）次に、前述した試薬を用いて、以下のようにして、ブロック共重合体５ｃを合成した。なお、ここで使用した試薬の使用量について説明すると、ナフタレンカリウムは、０．２０モル／リットル×６．７ミリリットル、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）は４００ミリリットル、４ＴＭＳＳは約８グラム、４ＶＡは約８グラムである。
【００６１】
まず、ナフタレンカリウムを重合開始剤として用い、ＴＨＦ中，−７８℃で、４ＴＭＳＳ→４ＶＡの順にモノマーを逐次添加し、リビングアニオン重合させ、この重合をエタノールで停止することにより、ブロック共重合体５ｃであるポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡを合成した。尚、上述した全ての操作は、１×１０−３Ｐａ以下で高真空ブレークシール法を用いた。
【００６２】
次に、合成したブロック共重合体５ｃについて、平均分子量と分子量不均一度とを測定したところ、平均分子量Ｍｗ＝２．２×１０５、分子量不均一度Ｍｗ／Ｍｎ＝１．１６となり、非常に均一なポリマーを得ることができた。尚、分子量測定には、３本のカラム（ＧＭＨＸＬ、東ソー製、長さ３００ｍｍ、内径７．８ｍｍ）を用いたＧ．Ｐ．Ｃ．（gel permeation chromatography）により測定した。また、１Ｈ−ＮＭＲ（核磁気共鳴；nuclear magnetic resonance）スペクトルは、ＪＥＯＬ ＥＸ−４００ＦＴ−ＮＭＲスペクトロメータ（３９９．６５ＭＨｚ）を用いて測定し、化学シフトは、クロロホルム−ｄ中のクロロホルムを基準とした。
【００６３】
次に、以上のようにして合成したブロック共重合体５ｃをインクジェットヘッドのインクを吐出する面に塗布する際、ブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクジェットヘッドのインクを吐出する穴４を形成する材質と同様の電鋳プレート（型の上に金属電着して部品を成型されたプレート）の一方の面にその溶液を塗布した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより被膜処理をした。この被膜処理をした表面に純粋を滴下し、その接触角を測定したところ、１００乃至１１０度の接触角を得ることができた。
【００６４】
また、基材への接着力を強化する手段として、アミノ基に電荷を持たせて接着力を強化した。その際、温度６０℃、ジヨードブタン雰囲気中に、０乃至１２０分間曝すことにより接着成分５ｂの４級化を行った。４級化後の接着力を、基材に対して９０度に曲げて調べたところ、４級化前の接着力（７０Ｊ／ｍ２）に比べて約２倍の接着力（１３０Ｊ／ｍ２）を得ることができた。
【００６５】
◇第２実施例
次に、図２を参照して、この第２の実施例であるインクジェットヘッドについて説明する。この例は、前述した表面改質剤を、インクを吐出する穴を有する電鋳プレートに塗布されたインクジェットヘッドである。
まず、この例のインクジェットヘッドの構成について説明する。
この例のインクジェットヘッドは、同図に示すように、インク液滴を吐出するために圧力を加えられるインク液室２と、インクを供給するインクプール６と、インク液室２とインクプール６とを連通させる供給口７と、インク液室２，インクプール６，供給口７を形成する複数の電鋳プレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅと、インク液室２に圧力を加える圧電素子１と、インク液滴を吐出する吐出穴４と、吐出穴４を形成するプレート表面に被膜された撥水被膜５とを備える。
【００６６】
次に、この例のインクジェットヘッドの各部の構成について詳細に説明する。複数枚の電鋳プレート３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅの各々は、厚みが２０乃至５０μｍであり、接着剤を介して張り合わせることにより、インク液室２，プール６，供給口７を形成する。接着剤は、例えば、エポキシ系接着剤（商品名：エイブルボンド９３１−１／日本エイブルスティック（株）製）を用い、転写方法によりプレートに印刷する。
【００６７】
プール６は、インクを多数の吐出穴４に共通で、且つ、ある程度のインクを溜めておくプールであり、供給口７は、プール６からインク室２につながる入り口を形成し、供給口７の大きさは、吐出穴４とほぼ同程度のφ１０乃至３０μｍの大きさである。圧電素子１は、インク室２の天井裏に設けられ、インク室２の天井を変位させる。インクの吐出穴４は、インク液室２を挟んで圧電素子１と対向する側に形成されている。
【００６８】
撥水被膜５は、上述した第１実施例で説明した撥水成分５ａとして用いられる４ＶＡと接着成分５ｂとして用いられる４ＴＭＳＳとから構成されるポリマーである、ポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂ−ポリ４ＶＡのブロック共重合体５ｃであり、インクを吐出する穴４を形成する電鋳プレート３Ｅの表面に形成されている。このブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクが吐出する側の電鋳プレート３Ｅ表面に数μｍの被膜を均一に施す方法として、従来の電鋳プレート３Ｅの引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、プレート表面に吹き付ける方法を採用した。ブロック共重合体５ｃの塗布が終了した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより、撥水被膜５を作製した。乾燥後、インクを吐出する穴が閉塞している場合は、エキシマレーザにより穴あけを行った。また、電鋳プレート３Ｅとの接着力を上げるために、６０℃，ジヨードブタン雰囲気中に０乃至１２０分間曝し、接着成分５ｂを４級化することによりアミノ基に電荷を持たせた。
【００６９】
なお、この実施例で使用したインクは、水性染料からなり、その主な物性値は、２５℃において、ｐＨが８乃至９．５、表面張力が２９乃至３０．５（ｍＮ／ｍ）、粘度が３乃至３．５（ｍＮｓ／ｍ２）である。この水性染料からなるインクを前述のヘッド表面に滴下し、その接触角を測定したところ、５０度の接触角を得ることができた。又、ゴム材（例えば、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコンゴムのＪＩＳＡの硬度が４０乃至６０）からなるブレードで、前述のヘッド面を擦ったところ、１００００回でも接触角の低下は見られなかった。従って、加水分解による劣化あるいは基材との接着力低下による不具合は無いものと思われる。
また、この例のインクヘッドを図示しない装置に搭載して、印字を行ったところ、長時間においても吐出の乱れによる印字不良は発生しなかった。
【００７０】
◇第３実施例
次に、図３を参照して、この発明の第３実施例であるインクジェットヘッドについて説明する。この例のインクジェットヘッドは、前述した表面改質剤をインクジェットヘッドのインクを吐出する穴を有するポリイミドフィル表面に塗布した例である。
まず、この例のインクジェットヘッドの構成について説明する。
この例のインクジェットヘッドは、同図に示すように、インク液滴を吐出するために圧力を加えられるインク液室２と、インクを供給するインクプール６と、インク液室２とインクプール６とを連通させる供給口７と、インク液室２，インクプール６，供給口７を形成する複数の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、複数の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの両側に設けられているポリイミドフィルム８Ａ，８Ｂと、インク液室２に圧力を加える圧電素子１と、インク液滴を吐出するためにポリイミドフィルム８Ａに設けられている吐出穴４と、吐出穴４を形成するプレート表面に被膜された撥水被膜５とを備える。
【００７１】
次に、この例のインクジェットヘッドの各部の構成について説明する。
複数枚の電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、厚みが２０乃至５０μｍであり、ポリイミドフィルム（商品名：カプトン／東レ・デュポン（株）製）８Ａ、８Ｂは、厚みが１０乃至５０μｍであり、これら電鋳プレート３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，及びポリイミドフィルム８Ａ，８Ｂを、接着剤を介して張りあわせた。接着剤は、エポキシ系接着剤（商品名：エイブルボンド９３１−１／日本エイブルスティック（株）製）を用い、転写方法によりプレートに印刷した。これにより、以下の次の構成要素を形成する。
【００７２】
プール６は、インクを多数の吐出穴４に共通で、且つ、ある程度のインクを溜めるインクプールであり、供給口７は、プール６からインク室２につながる入り口を形成し、その大きさは、吐出穴４とほぼ同程度のφ１０乃至３０μｍの大きさである。また、圧電素子１は、インク室２の天井を変位させるために、インク室２の天井裏に設けられている。インクの吐出穴４は、インク液室２を挟んで、圧電素子１と対向する側に形成されている。
【００７３】
撥水被膜５は、撥水成分５ａとして用いられる４ＶＡと、接着成分５ｂとして用いられるＴＭＳＳとから構成されるポリマーであるポリ４ＶＡ−ｂ−ポリ４ＴＭＳＳ−ｂポリ４ＶＡのブロック共重合体５ｃであり、インクを吐出する穴４を形成するポリイミドフィルム８Ａの表面に形成されている。このブロック共重合体５ｃの２５ｗ／ｖ％トルエン溶液を用い、インクが吐出する側のポリイミドフィルム８Ａ表面に数μｍの被膜を均一に施す方法として、従来のポリイミドフィルム（その背面には保持するための図示しないＳＵＳ材からなるダミー板が設けられている）の引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、インクが吐出する側の表面に吹き付ける方法を採用した。塗布が終了した後、溶媒を揮散させ、２４時間真空乾燥することにより、撥水被膜５を作製した。乾燥後、インクを吐出する穴４を、エキシマレーザにより形成した。さらに、穴加工をしていないポリイミドフィルム８Ａとの接着力を上げるために、６０℃，ジヨードブタン雰囲気中に０乃至１２０分間曝し、接着成分５ｂを４級化することにより、アミノ基に電荷を持たせた。
【００７４】
この実施例で使用したインクは、水性染料からなり、その主な物性値は、２５℃において、ｐＨが８乃至９．５、表面張力が２９乃至３０．５（ｍＮ／ｍ）、粘度が３乃至３．５（ｍＮｓ／ｍ２）である。この水性染料からなるインクを前述のヘッド表面に滴下し、その接触角を測定したところ、５０度の接触角を得ることができた。また、ゴム材（エチレンプロピレンゴム，ブチルゴム，シリコンゴムのＪＩＳＡの硬度が４０乃至６０）からなるブレードで、前述のヘッド面を擦ったところ、１００００回でも接触角の低下は見られなかった。従って、加水分解による劣化あるいは基材との接着力低下による不具合は無いものと思われる。
【００７５】
このインクヘッドを図示しない装置に搭載して、印字を行ったところ、長時間において吐出の乱れによる印字不良は発生しなかった。
【００７６】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。
例えば、上述の実施例においては、撥水成分５ａと接着成分５ｂとを用いてブロック共重合体５ｃを合成したが、これに限らず、グラフト共重合体を用いることもできる。
【００７７】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃをリビングアニオン重合を用いて合成したが、これに限らず、リビングラジカル重合によって合成することもできる。
【００７８】
また、上述した実施例においては、ジヨードブタンを用いて接着成分を４級化したが、これに限らず、ジヨードプロパン，ジヨードペンタン等、さらには、ジブロモプロパン，ジブロモブタン，ジブロモペンタン等、一般式（３）あるいは一般式（４）で表されるジハロゲン化物を用いて４級化することもできる。
【００７９】
【化１９】
【化２０】
また、上述した実施例においては、インクヘッドを構成するのに電鋳プレート３Ａ乃至３Ｅを用いたが、これに限らず、エッチングでインクが流れる穴を形成したＳＵＳ（special use stainless steel）プレートを使用して積層したインクヘッドにおいても、同様の効果が期待できる。
【００８２】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃの塗布を行う際に、従来の電鋳プレート３Ｅの引き上げによる塗布方法から、スプレーガンを用いて、プレート表面に吹き付ける方法を採用したが、これに限らず、塗布を行う手段として、スピンコート方法を用いても同様に被膜することができる。
【００８３】
また、上述した実施例においては、ブロック共重合体５ｃの塗布を行った際、インクを吐出する吐出穴４が閉塞している場合は、エキシマレーザにより穴あけを行ったが、これに限らず、吐出穴４を予め高分子材料（例えば、レジスト等）でマスクして行っても構わない。
【００８４】
また、上述した実施例においては、インクを水性染料よりなるインクを用いたが、これに限らず、他の物性値を有するインクの場合に適用できることは言うまでもない。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、撥水成分５ａと接着成分５ｂとからなるポリマーは、良好な撥水性と、且つ基材に対して優れた接着力とを有する表面改質剤を提供することが可能になる。
【００８６】
また、この発明の構成によれば、上記表面改質剤を用いて信頼性のあるインクジェットヘッドを提供することができ、高精細な印字が可能な記録装置を提供することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である表面改質剤の構成を示す概略図である。
【図２】この発明の第２実施例であるインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第３実施例であるインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 圧電素子
２ インク室
３ プレート
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ 電鋳プレート
４ 吐出穴
５ 表面撥水剤（撥水被膜）
５ａ 撥水成分
５ｂ 接着成分
５ｃ ブロック共重合体
６ プール
７ 供給口
８Ａ，８Ｂ ポリイミドフィルム
Claims (16)
- 基材の表面に撥水性を与える撥水成分と前記基材の表面に接着するための接着成分とを含み、前記基材の表面に塗布され、その表面を改質する表面改質剤であって、前記撥水成分としての下記一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、前記接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴とする表面改質剤。
- 前記ブロック共重合体は、前記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴とする請求項１記載の表面改質剤。
- 前記ブロック共重合体は、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面改質剤。
- 前記ブロック共重合体は、リビングラジカル重合により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表面改質剤。
- 前記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基が４級化されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面改質剤。
- 前記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行われることを特徴とする請求項５記載の表面改質剤。
- 前記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴とする請求項６記載の表面改質剤。
- 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の表面改質剤が、インクジェットヘッドのインクが吐出する穴を有するプレートの表面に塗布されることを特徴とするインクジェットヘッド。
- 基材の表面に、撥水性を与える撥水成分を含む表面改質剤を前記基材の表面に塗布し、その表面を改質する表面改質方法であって、前記表面改質剤が撥水成分としての下記一般式（１）で表されるケイ素を含む単量体と、接着成分としての一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体と、から誘導されるブロック共重合体であることを特徴とする表面改質方法。
- 前記ブロック共重合体は、前記撥水成分の重量分率（Ｗ）が０．２５乃至０．７５であることを特徴とする請求項９記載の表面改質方法。
- 前記ブロック共重合体を、アルカリ金属又はアルキル土類金属を対カチオンとするカルボアニオンあるいはラジカルアニオンをアニオン重合開始剤として重合させるリビングアニオン重合により形成することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法。
- 前記ブロック共重合体を、リビングラジカル重合により形成することを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の表面改質方法。
- 前記一般式（２）で表されるアミノ基を有する単量体におけるアミノ基を４級化することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の表面改質方法。
- 前記４級化は、ジハロゲン化物を用いて行うことを特徴とする請求項１３記載の表面改質方法。
- 前記ジハロゲン化物は、ジヨードブタン，ジヨードプロパン，ジヨードペンタン，ジブロモプロパン，ジブロモブタン，又はジブロモペンタンであることを特徴とする請求項１４記載の表面改質方法。
- 請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の表面改質方法を用いて、インクが吐出する穴を有するプレートの表面に前記表面改質剤を塗布することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
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