JP5859070B2 - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出する吐出口が開口する部材を備えるインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記部材上であって、前記吐出口が開口している側に、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と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を縮合させて得られる縮合物の硬化物を含む層を形成する工程を有することを特徴とする。
(1)基板上にエポキシ基を有する光カチオン重合性樹脂材料を含む光カチオン重合性樹脂層を形成する工程と、
(2)未硬化の前記光カチオン重合性樹脂層上に、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、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を縮合させて得られる縮合物を含む層を形成する工程と、
(3)前記光カチオン重合性樹脂層及び前記縮合物を含む層を同時にパターン露光する工程と、
(4)前記光カチオン重合性樹脂層及び前記縮合物を含む層の露光部分を、一括硬化する工程と、
(5)前記光カチオン重合性樹脂層及び前記縮合物を含む層の未露光部を除去して、吐出口を形成し、部材及び撥水層とする工程と、を含む。
式(7)〜式(11)において、繰り返し単位数である、s、t、e、f、g、hは、3〜20であることが好ましい。3よりも小さいと撥水性が低下する傾向があり、20よりも大きいと溶剤に対する溶解性が低下する。特にアルコール等の非フッ素系汎用溶媒中で縮合反応を行う際には、3〜10であることが好ましい。
T1体:1つのシラン化合物と酸素を介して結合しているSi原子
T2体:2つのシラン化合物と酸素を介して結合しているSi原子
T3体:3つのシラン化合物と酸素を介して結合しているSi原子
D1体:1つのシラン化合物と酸素を介して結合しているSi原子
D2体:2つのシラン化合物と酸素を介して結合しているSi原子
調製した縮合物の縮合度は、核磁気共鳴装置(製品名:AVANCE II 500MHz、ブルカーバイオスピン(株)製)を用いて29Si−NMR測定を行い、前記定義より算出した。
調製した縮合物を含む溶液と該溶液の塗膜の外観を光学顕微鏡により評価した。
作製したインクジェット記録ヘッドの評価として、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の測定を行い、初期撥水性の評価を行った。また、ノズル表面の耐久性評価として、インクに浸漬して60℃で1週間保持した後、水洗し、吐出口付近の純水動的後退接触角θrを測定した。さらに擦りに対する耐久性評価として、ノズル表面に顔料インクを吹き付けながらHNBR(水素化ニトリルゴム)のブレードを用いて拭き取り操作を2000回実施し、その後の純水に対する動的後退接触角θrを測定した。これにより、拭き取りに対する耐久性を調べた。
エネルギー発生素子2が形成されたシリコンからなる基板1を準備した。基板1上に、ポジ型感光性樹脂材料であるポリメチルイソプロペニルケトンをアセト酢酸エチルに溶解した溶液を、スピンコート法により塗布した。その後、ベークすることによりポジ型感光性樹脂層を形成した。ポジ型感光性樹脂層の厚さは14μmであった。
表1に示すシラン化合物の種類と配合比、及び溶媒比率を用いた以外は、実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表1に示す。
表1に示す加水分解性シラン化合物の種類と配合比、触媒、及び溶媒の配合比を用いた以外は、実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表1に示す。
エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、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を縮合させずに混合のみ行ったこと以外は、実施例1と同様にインクジェット記録ヘッドを作製し、評価した。結果を表1に示す。
(i):前記式(10)で表される化合物
(ii):前記式(11)で表される化合物
(iii):前記式(7)で表される化合物
(iv):前記式(8)で表される化合物
(v):前記式(9)で表される化合物
(vi):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
GPTES:γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
GPMDMS:γ−グリシドキシプロピルメチルトリメトキシシラン
MTEOS:メチルトリエトキシシラン
DMDES:ジメチルジエトキシシラン
PhTES:フェニルトリエトキシシラン
HETES:n−ヘキシルトリエトキシシラン
TMES:トリメチルエトキシシラン
TFPTMS:3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン
PFPTES:ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン
C4FTMS:ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン
C6FTES:(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
表1より、本実施例で作製したインクジェット記録ヘッドは、表面の平滑性が良好で初期のθrが大きく良好な撥水性を示すことが確認された。また、耐久試験後も高い撥水性を示すことが確認された。以上から、実施例1〜24のいずれの条件においても、撥水層5と部材4との密着力が向上し、拭き取りに対する耐久性が向上していることが示された。さらに、該インクジェット記録ヘッドを用いて印字評価を行ったところ、印字ヨレ等は観察されず、高い印字品位を示した。
2 エネルギー発生素子
3 インク流路パターン
4 部材(光カチオン重合性樹脂層)
5 撥水層(縮合物を含む層)
6 マスク
7 遮光部
8 光
9 吐出口
10 インク供給口
11 インク流路
Claims (50)
- インクを吐出する吐出口が開口する部材を備えるインクジェット記録ヘッドであって、
前記部材上であって、前記吐出口が開口している側に、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と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の縮合物の硬化物を含む層を備える、ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 前記エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物が、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、及び、グリシドキシプロピルジメチルエトキシシランからなるグループから選択されるエポキシ基を有する加水分解性シラン化合物である請求項2に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記式(2)、(3)、(4)及び(5)におけるRp内の繰り返し単位数、又は、前記式(6)におけるo、p、qもしくはrが、1から30の整数である請求項4または5に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記式(12)で表される前記加水分解性シラン化合物が、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及び、フェニルトリエトキシシランからなるグループから選択される加水分解性シラン化合物である請求項12に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合物が、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、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、パーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物との縮合物である請求項1から13のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記パーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物が、3,3,3−トリフルオロプロピル基を有する加水分解性シラン化合物、ペンタフルオロフェニル基を有する加水分解性シラン化合物、又は、パーフルオロブチル基を有する加水分解性シラン化合物である請求項15に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合物は、前記パーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物を、前記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に対して、モル比率で2倍以上、100倍以下有する請求項14から16のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合物の縮合度が20%以上、90%以下である請求項1から17のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合物の縮合度が40%以上、90%以下である請求項1から17のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合に用いられる加水分解性シラン化合物の合計量を100mol%としたときに、前記縮合に用いられる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量が0.01mol%以上、5mol%以下である請求項1から19のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記縮合に用いられる加水分解性シラン化合物の合計量を100mol%としたときに、前記縮合に用いられる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量が0.05mol%以上、3mol%以下である請求項1から19のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記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、前記パーフルオロポリエーテル基の繰り返し単位数は3以上、20以下である請求項1から21のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記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、前記パーフルオロポリエーテル基の繰り返し単位数は3以上、10以下である請求項1から21のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- インクを吐出する吐出口が開口する部材を備えるインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記部材上であって、前記吐出口が開口している側に、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と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を縮合させて得られる縮合物の硬化物を含む層を形成する工程を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。 - 前記エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物が、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、及び、グリシドキシプロピルジメチルエトキシシランからなるグループから選択されるエポキシ基を有する加水分解性シラン化合物である請求項25に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記式(2)、(3)、(4)及び(5)におけるR p 内の繰り返し単位数、又は、前記式(6)におけるo、p、qもしくはrが、1から30の整数である請求項27または28に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記式(12)で表される前記加水分解性シラン化合物が、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、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及び、フェニルトリエトキシシランからなるグループから選択される加水分解性シラン化合物である請求項35に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合物が、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、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に加えて、さらにパーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を縮合させて得られる縮合物である請求項24から36のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記パーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物が、3,3,3−トリフルオロプロピル基を有する加水分解性シラン化合物、ペンタフルオロフェニル基を有する加水分解性シラン化合物、又は、パーフルオロブチル基を有する加水分解性シラン化合物である請求項38に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合物は、前記パーフルオロポリエーテル基とは異なるフッ素含有基を有する前記加水分解性シラン化合物を、前記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に対して、モル比率で2倍以上、100倍以下有する請求項37から39のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、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を縮合させて得られる縮合物が、非フッ素系有機溶媒とフッ素系溶媒との混合液中で、前記エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、前記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を加熱することにより得られる請求項24から40のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記非フッ素系有機溶媒とフッ素系溶媒との混合液が、アルコールとハイドロフルオロエーテルとの混合液である請求項41に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物と、前記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を縮合させる際に、加水分解および/または縮合反応の触媒として有機酸を用いる請求項41または42に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記有機酸が酢酸またはギ酸である請求項43に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合物の縮合度が20%以上、90%以下である請求項24から44のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合物の縮合度が40%以上、90%以下である請求項24から44のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合に用いられる加水分解性シラン化合物の合計量を100mol%としたときに、前記縮合に用いられる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量が0.01mol%以上、5mol%以下である請求項24から46のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記縮合に用いられる加水分解性シラン化合物の合計量を100mol%としたときに、前記縮合に用いられる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量が0.05mol%以上、3mol%以下である請求項24から46のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記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、前記パーフルオロポリエーテル基の繰り返し単位数は3以上、20以下である請求項24から48のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
- 前記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、前記パーフルオロポリエーテル基の繰り返し単位数は3以上、10以下である請求項24から48のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
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