KR102567535B1 - 잉크젯 프린트 헤드 및 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크가 토출되는 잉크젯 프린트 헤드를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 잉크젯 프린트 헤드는, 잉크가 외부로 토출되는 노즐까지 상기 잉크가 유동되는 잉크 채널이 형성되고, 상기 잉크 채널을 이루는 표면의 전부 또는 일부에 복합 코팅막이 형성되고, 상기 복합 코팅막은 유기 물질 및 무기 물질을 포함한다.
Description
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드 및 그 코팅 방법으로서, 보다 상세하게는 잉크젯 프린트 헤드 및 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 코팅 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린트 헤드는 내부에 형성되어 있는 챔버에 구동력을 인가하여 잉크 액적이 노즐을 통해 분사되도록 함으로써 인쇄를 수행할 수 있는 장치이다.
잉크젯 프린트 헤드는 스테인레스스틸(SUS), 세라믹 또는 실리콘 재질로 이루어지며, 잉크를 수용하는 리저버, 리저버로부터 잉크를 공급받는 챔버, 리저버와 챔버 간에 잉크의 유동을 제어하는 리스트릭터, 챔버에 압력을 제공하는 압전 소자, 챔버와 압전 소자 사이에 개재되어 압전 소자의 압력을 챔버에 전달하는 진동판 및 챔버에 결합되는 노즐을 포함한다.
이러한 잉크젯 프린트 헤드를 제조하기 위해, 각각의 구성이 형성된 플레이트를 제작하고, 이들을 접합한다. 각각의 플레이트의 접합은 에폭시 또는 실리콘 계열의 고분자 접합제를 이용하여 이루어지고 있다.
잉크젯 프린트 헤드에서 잉크가 유동되는 채널을 이루는 공간으로서 노즐, 챔버, 리저버, 리스트릭터를 이루는 구성은, 유기 용매 기반의 잉크를 사용할 경우, 유기 용매의 침투로 인한 물질(헤드 소재, 접착제 등)의 용해, 박리, 수축 또는 팽창 발생하여 잉크젯 프린팅 시스템 및 토출 성능이 저하되는 문제가 있다.
특허문헌 1에는 노즐 가공을 통해 이러한 문제를 해결하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 노즐 플레이트상에 무기계 자외선 흡수제를 함유하는 발수막을 설치하는 방법으로는 자외선(UV)이 조사되지 않는 영역의 코팅이 불가능하다는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) JP 2006-256282 A
특허문헌 1에는 노즐 가공을 통해 이러한 문제를 해결하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 노즐 플레이트상에 무기계 자외선 흡수제를 함유하는 발수막을 설치하는 방법으로는 자외선(UV)이 조사되지 않는 영역의 코팅이 불가능하다는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) JP 2006-256282 A
본 발명은 내용매성이 높은 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에서 잉크가 흐르는 채널을 이루는 구성에 대하여 유기 용매 기반 잉크의 침투를 억제함으로써, 내구성이 높고 토출 성능이 높은 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드를 해체하지 않고, 비해체 방식으로 잉크 채널 내벽에 코팅막을 형성할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 잉크가 토출되는 잉크젯 프린트 헤드를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 잉크젯 프린트 헤드는, 잉크가 외부로 토출되는 노즐까지 상기 잉크가 유동되는 잉크 채널이 형성되고, 상기 잉크 채널을 이루는 표면의 전부 또는 일부에 복합 코팅막이 형성되고, 상기 복합 코팅막은 유기 물질 및 무기 물질을 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 잉크 채널은 복수개의 플레이트가 적층 및 접합되어 형성되며, 상기 복수개의 플레이트의 접합은 접착제에 의한 접착을 포함하며, 상기 복합 코팅막은 상기 접착제의 노출면을 커버하도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 잉크는 유기 용매를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수개의 플레이트는 스테인레스스틸(SUS), 세라믹 또는 실리콘 재질 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유기 물질은 폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH/PSS 또는 PAH/PAA 중 하나 이상을 포함하는 고분자전해질(Polyelectrolyte)으로 제공되고, 상기 무기 물질은 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유기 물질은 고분자에 의한 망상 구조를 형성하고, 상기 무기 물질은 상기 망상 구조의 빈 공간에 침투되어 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복합 코팅막은, 제1 코팅막과, 상기 제1 코팅막의 상면에 형성된 제2 코팅막을 포함하고, 상기 제1 코팅막은 제1 유기 물질 및 상기 무기 물질으로 구성되고, 상기 제2 코팅막은 상기 제1 유기 물질과 같거나 상이한 제2 유기 물질으로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복합 코팅막은, 제1 유기 물질 및 상기 무기 물질으로 구성되는 제1 코팅막과; 상기 제1 유기 물질과 같거나 상이한 제2 유기 물질으로 구성되는 제2 코팅막을 포함하고, 상기 제1 코팅막은 복수 층 형성되고, 상기 제2 코팅막은 최상부층에 형성될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 헤드는, 챔버가 형성된 챔버 플레이트와; 상기 챔버와 유통 가능하게 연결되는 리저버와 상기 노즐으로 통하는 유로를 이루는 통공이 형성된 리저버 플레이트와; 상기 노즐이 형성된 노즐 플레이트와; 상기 챔버 플레이트의 상층에 제공되어 상기 챔버를 커버하고, 엑츄에이터로부터 전달된 진동을 상기 챔버로 전달하는 진동 플레이트를 포함한다.
본 발명의 다른 관점에 따른 실시예의 잉크젯 프린트 헤드는, 챔버가 형성된 챔버 플레이트와; 상기 챔버와 유통 가능하게 연결되는 리저버와, 노즐으로 통하는 유로를 이루는 통공이 형성된 리저버 플레이트와; 상기 노즐이 형성된 노즐 플레이트와; 상기 챔버 플레이트의 상층에 제공되어 상기 챔버를 커버하고, 엑츄에이터로부터 전달된 진동을 상기 챔버로 전달하는 진동 플레이트를 포함하고, 상기 노즐 플레이트, 상기 리저버 플레이트, 상기 노즐 플레이트 및 상기 진동 플레이트 중 하나 이상은 접착제에 의해 상호 접합되며, 상기 접착제의 노출면을 커버하도록 형성되는 복합 코팅막을 더 포함하고, 상기 복합 코팅막은, 고분자에 의한 망상 구조를 형성하는 제1 유기 물질 및 상기 망상 구조의 빈 공간에 침투되어 제공되는 무기 물질으로 구성되는 제1 코팅막과; 상기 제1 유기 물질과 같거나 상이한 제2 유기 물질으로 구성되는 제2 코팅막을 포함하고, 상기 제1 코팅막은 복수 층 형성되고, 상기 제2 코팅막은 최상부층에 형성된다.
또한, 본 발명은 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 이루는 표면을 코팅하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법은, a) 제1 유기 물질을 포함하는 액상의 제1 코팅제를 상기 잉크 채널의 코팅 대상면에 접액시켜 제1 코팅막을 형성하는 단계와; b) 상기 제1 코팅막을 경화시키는 단계와; c) 제1 무기 물질을 포함하는 액상의 제2 코팅제를 상기 제1 코팅막에 접액시켜 제2 코팅막을 형성하는 단계와; d) 제2 유기 물질을 포함하는 액상의 제3 코팅제를 상기 잉크 채널의 상기 제2 코팅막을 포함하는 코팅 대상면에 접액시켜 제3 코팅막을 형성하는 단계와; e) 상기 제3 코팅막을 경화시키는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 유기 물질 및 상기 제2 유기 물질은 같거나 상이한 것으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계는, 상기 e)단계 이후 복수회 반복될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 유기 물질 및 상기 제2 유기 물질은, 폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH/PSS 또는 PAH/PAA 중 하나 이상을 포함하는 고분자전해질(Polyelectrolyte)으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 코팅제 및 상기 제3 코팅제는, 폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer)와 극성 용매의 혼합액; 또는 PAH/PSS 또는 PAH/PAA 중 하나 이상을 포함하는 고분자전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매의 혼합액으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 무기 물질은, 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 코팅제는 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자를 이온 상태로 포함하는 수용액일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 c)단계는 상온 및 상압의 조건에서 이루어질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 a)단계, 상기 b)단계, 상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계는, 상기 잉크젯 프린트 헤드가 조립된 상태에서 행해질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 잉크젯 프린트 헤드 상기 잉크 채널은 복수개의 플레이트가 적층 및 접합되어 형성되며, 상기 코팅은 상기 접착제의 노출면을 커버하도록 행해질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 높은 잉크젯 프린트 헤드를 얻을 수 있다..
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 잉크젯 프린트 헤드에서 잉크가 흐르는 채널을 이루는 구성에 대하여 유기 용매 기반 잉크의 침투를 억제함으로써, 내구성이 높고 토출 성능이 높은 잉크젯 프린트 헤드를 얻을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 잉크젯 프린트 헤드에서 잉크가 흐르는 채널을 코팅하는 코팅막에 있어서, 고분자 구조의 빈공간을 나노 입자로 채움에 따라 촘촘한 차단막을 형성하면서도 채널을 이루는 표면과의 접착성이 높고 코팅막의 평탄화가 높은 잉크젯 프린트 헤드를 얻을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 잉크젯 프린트 헤드를 해체하지 않고, 비해체 방식으로 잉크 채널 내벽에 코팅막 형성이 가능하다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 측방향에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 코팅하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 15 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 16a는 유기 물질 만으로 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 16b는 도 16a의 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 17b는 도 17a의 복합 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 측방향에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 코팅하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 15 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 16a는 유기 물질 만으로 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 16b는 도 16a의 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 17b는 도 17a의 복합 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아래에서는, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장 및 축소된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 단면사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드를 측방향에서 바라본 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(1000)를 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(1000)는 유기 용매를 포함하는 잉크를 잉크 방울으로 구성이다. 잉크에 포함되는 유기 용매는 Ethanol, IPA, Acetone, NMP, PGMEA, Methyl benzoate, Anisole, Cyclohexyl benzene, Diethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1,6-hexanediol diacrylate, Cyclohexyl acetate를 포함하는 Alcohol계, Ketone계, Acrylate계 등을 포함한다.
잉크젯 프린트 헤드(1000)는 노즐 플레이트(200), 리저버 플레이트(204), 연통 플레이트(104), 리스트릭터 플레이트(108), 챔버 플레이트(22)와, 진동 플레이트(18), 절연층(16)이 위치 맞춤되어 적층되어 제공된다.
노즐 플레이트(200)에는, 잉크를 토출하는 노즐(202)이 형성되어 있다. 노즐 플레이트(200)의 하부에는 보호판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보호판(미도시)을 포함하는 경우에 보호판(미도시)에는 노즐(202)과 대응되는 위치에 노즐보다(202)보다 큰 직경을 갖는 단차 구멍(미도시)이 형성될 수 있다. 보호판(미도시)의 표면에는 발수막(미도시)이 형성될 수 있다. 발수막(미도시)은 노즐(202)의 주변에 잉크가 부착하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 발수막(미도시)은 노즐(202)으로부터 토출하는 잉크 방울이 수직으로 토출되도록 유도할 수 있다.
리저버 플레이트(204)에는 노즐(202)으로 통하는 유로(210)를 이루는 제1 통공(211)이 형성된다. 그리고 리저버 플레이트(204)에는 리저버(207)가 형성된다. 리저버(207)는 잉크를 수용한다. 리저버(207)는 리스트릭터(109)를 통해 챔버(20)에 잉크를 제공한다. 리저버(207)는 잉크 공급구(미도시)를 통해 외부로부터 잉크를 공급받을 수 있다. 리저버(207)에는 잉크 공급구(미도시)으로부터 공급받은 잉크가 저장될 수 있다.
연통 플레이트(104)에는 노즐(202)으로 통하는 유로(210)를 이루는 제2 통공(212)이 형성된다. 그리고 연통 플레이트(104)에는 리저버(207)와 통하는 연통구(105)가 형성된다.
리스트릭터 플레이트(108)에는 노즐(202)으로 통하는 유로(210)를 이루는 제3 통공(213)이 형성된다. 그리고 리스트릭터 플레이트(108)에는 연통구(105)와 통하는 리스트릭터(109)가 형성된다. 리스트릭터(109)는 리저버(207)와 챔버(20)를 서로 연통하게 하며, 리저버(207)로부터 챔버(20)에 잉크를 공급하는 채널로서의 기능을 수행할 수 있다. 리스트릭터(109)는 리저버(207) 보다 작은 내부 부피를 가질 수 있다. 압전 소자(12)에 의해 챔버(20)에 압력이 제공되는 경우 리저버(207)로부터 챔버(20)에 공급되는 잉크의 흐름을 제어할 수도 있다.
챔버 플레이트(22)에는 챔버(20)가 형성된다. 챔버(20)는 리스트릭터(109)와 연결되어 리저버(207)와 연통된다. 챔버(20)는 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 챔버(20)는 나란히 배치될 수 있다. 또한, 챔버(20)는 리스트릭터(109)와 연결된 측 외의 타측을 통해 노즐(202)과 연결된다. 이러한 구조를 통해, 잉크젯 프린트 헤드(1000)는 리저버(207)로부터 잉크를 공급받아 수용하고, 이를 다시 노즐(202)에 공급함으로써, 인쇄를 수행할 수 있다.
챔버 플레이트(22)의 상면에는 진동 플레이트(18)가 적층된다. 챔버(20)는 일면이 진동 플레이트(18)에 의해 커버된다. 챔버(20)의 위치에 상응하는 진동 플레이트(18)의 상면에는 압전 소자(12)가 결합될 수 있다. 압전 소자(12)는 챔버(20)에 압력을 제공하는 수단으로서, 구동 전압이 인가되도록 구성된다. 압전 소자(12)는 챔버(20)의 위치에 상응하는 진동 플레이트(18)의 상면에 결합되어, 구동 전원의 인가에 따라 의해 진동을 발생할 수 있다. 압전 소자(12)에 의해 발생된 진동은 진동 플레이트(18)를 통해 챔버(20)에 압력을 공급할 수 있다. 다만 본 발명은 압전 소자(12)에 한정되지 않고 다른 엑츄에이터가 적용될 수도 있다. 엑츄에이터는 챔버(20)의 내부의 부피를 변경하여 압력을 조절할 수 있는 구성이면 충분하다.
압전 소자(12)의 하부에는 하부 전극(14)이 패터닝되어 형성될 수 있다. 하부전극(14)의 하부에는 하부전극(14)과 진동 플레이트(18)를 전기적으로 절연하는 절연막(16)이 형성될 수 있다. 압전 소자(12)의 상부에는 상부전극(10)을 형성될 수 있다. 압전 소자(12)는 상부 전극(10)과 하부 전극(14)에 인가된 전압에 의해 엑츄에이팅 될 수 있다.
노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20)는 노즐 플레이트(200)와 연통 플레이트(104)와 리스트릭터 플레이트(108)와 챔버 플레이트(22)가 적층된 상태에서 연통된다.
리저버(207), 연통구(105), 리스트릭터(109) 및 챔버(20)는 리저버 플레이트(204)와 연통 플레이트(104)와 리스트릭터 플레이트(108)와 챔버 플레이트(22)가 적층된 상태에서 연통된다.
잉크젯 프린트 헤드(1000)는 리저버(207)으로부터 연통구(105), 리스트릭터(109), 챔버(20), 유로(210) 및 노즐(202)으로 연속하는 잉크의 채널이 형성된다. 잉크 공급구(도시 생략)으로부터 공급되어 리저버(207)에 저장된 잉크는 연통구(105), 리스트릭터(109)를 거쳐 챔버(20) 내에 충전된다. 그리고, 압전 소자(12)에 구동 전압이 인가되면, 압전 소자(12)와 함께 진동 플레이트(18)와 굴곡 변형해 챔버(20)를 팽창 또는 압축시킨다. 이것에 의해서, 챔버(20)에 체적 변화가 생겨 챔버(20) 내에 압력파가 발생한다. 이 압력파의 작용에 의해서 잉크가 운동하고, 노즐(202)의 외부로 잉크 방울이 토출된다.
노즐 플레이트(200), 리저버 플레이트(204), 연통 플레이트(104), 리스트릭터 플레이트(108), 챔버 플레이트(22)와, 진동 플레이트(18)는 실리콘, 금속(예컨대, 스테인레스스틸), 세라믹과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 잉크젯 프린트 헤드(1000)를 이루는 구성에 상응하는 형상은 기계적 또는 물리적인 가공을 통해 노즐 플레이트(200), 리저버 플레이트(204), 연통 플레이트(104), 리스트릭터 플레이트(108), 챔버 플레이트(22), 진동 플레이트(18)에 형성할 수 있다.
노즐 플레이트(200), 리저버 플레이트(204), 연통 플레이트(104), 리스트릭터 플레이트(108), 챔버 플레이트(22), 진동 플레이트(18)는 각각 접착제에 의해 접착되어 접합될 수 있다. 접착제는 고분자 접합제로 제공될 수 있다. 노즐 플레이트(200), 리저버 플레이트(204), 연통 플레이트(104), 리스트릭터 플레이트(108), 챔버 플레이트(22)와, 진동 플레이트(18)의 사이 사이에는 접착층이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 챔버 플레이트(22)와 진동 플레이트(18)의 사이에는 제1 접착층(151)이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 리스트릭터 플레이트(108)와 챔버 플레이트(22)의 사이에는 제2 접착층(152)이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 연통 플레이트(104)와 리스트릭터 플레이트(108)의 사이에는 제3 접착층(153)이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 리저버 플레이트(204)와 연통 플레이트(104)의 사이에는 제4 접착층(154)이 제공될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 노즐 플레이트(200)와 리저버 플레이트(204)의 사이에는 제5 접착층(155)이 제공될 수 있다.
리저버(207)으로부터 연통구(105), 리스트릭터(109), 챔버(20), 유로(210) 및 노즐(202)으로 연속하는 잉크의 채널에는 복합 코팅막(100)이 형성된다.
이하에서는, 복합 코팅막(100)을 형성하는 방법 및 복합 코팅막(100)의 구조에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 코팅하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 도 3을 참조되는 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널을 코팅하는 방법은, 유기 물질 코팅 단계(S10), 무기 물질 코팅 단계(S20), 유기 물질 코팅 단계(S30)를 순차적으로 포함한다.
유기 물질 코팅 단계(S10)는 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널을 이루는 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 어느 하나 이상에 대하여 유기 물질 코팅을 수행한다. 일 실시 예에 의하면, 잉크 채널을 이루는 구성 중 접착층이 형성되는 부분의 접착층 노출 부분이 커버되도록 코팅한다. 일 실시 예에 의하면, 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 연속되는 둘 이상에 대하여 유기 물질 코팅을 수행한다. 코팅제로 적용되는 유기 물질은 폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH (poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid), PSS (polystyrene sulfonate) 등을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질으로 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리도파민을 포함하는 폴리머는 카테콜기 및/또는 아민기를 갖는 폴리도파민과 이를 포함한 멜라닌 분자 유도체로 제공될 수 있다. 유기 물질은 잉크 채널을 이루는 표면과의 접착력(adhesion)이 높다.
무기 물질 코팅 단계(S20)는 유기 물질이 코팅된 코팅막에 대하여 무기 물질을 제공하는 단계이다. 무기 물질 코팅 단계(S20)는 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널을 이루는 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 어느 하나 이상에 대하여 유기 물질이 코팅된 층에 대하여 코팅을 수행한다. 일 실시 예에 의하면, 잉크 채널을 이루는 구성 중 접착층이 형성되는 부분의 접착층 노출 부분이 커버되도록 코팅한 유기 물질 코팅막에 대하여 무기 물질을 코팅한다. 일 실시 예에 의하면, 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 연속되는 둘 이상에 대하여 유기 물질이 코팅막에 무기 물질 코팅을 수행한다. 코팅제로 제공되는 무기 물질은 은(Ag), 구리(Cu) 등을 포함하는 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide), 세라믹(Ceramic) 입자등으로 제공될 수 있다. 상술한 무기 물질 입자는 나노 입자일 수 있다. 무기 물질 입자는 유기 물질 코팅막이 형성하는 고분자 구조(예컨대, 망상 구조)의 사이 사이에 형성된 빈 공간을 채운다. 무기 물질 입자가 빈 공간에 침투되어 채워진 코팅막은 핀홀(Pinhole) 및 보이드(voids)형성이 억제된다. 또한, 무기 물질 입자가 빈 공간에 침투되어 채워진 코팅막은 잉크에 포함된 유기 용매의 침투를 억제하는 차단막으로 기능할 수 있다.
유기 물질 코팅 단계(S30)는, 무기 물질 코팅 단계(S30) 이후에, 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널을 이루는 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 어느 하나 이상에 대하여 유기 물질 코팅을 수행한다. 일 실시 예에 의하면, 잉크 채널을 이루는 구성 중 접착층이 형성되는 부분의 접착층 노출 부분이 커버되도록 코팅한다. 일 실시 예에 의하면, 노즐(202), 제1 통공(211), 제2 통공(212), 제3 통공(213), 챔버(20), 리스트릭터(109), 연통구(105), 리저버(207) 중 연속되는 둘 이상에 대하여 유기 물질 코팅을 수행한다. 코팅제로 적용되는 유기 물질은 폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH/PSS 또는 PAH/PAA 중 하나 이상을 포함하는 고분자전해질(Polyelectrolyte)으로 제공될 수 있다. 유기 물질은 잉크 채널을 이루는 표면 및 기 코팅막과의 접착력(adhesion)이 높다. 한편, 유기 물질 코팅막을 무기 물질 입자로 채운 코팅막은 표면이 거칠다. 유기 물질으로 최종 코팅을 형성하면, 유기 물질 코팅막에 의해 코팅막 표면의 러프니스(Roughness)가 개선되고, 코팅막 표면이 평탄화될 수 있다.
무기 물질 코팅 단계(S20)와 유기 물질 코팅 단계(S30)는 복수회 반복되어 진행될 수 있다. 무기 물질 코팅 단계(S20)와 유기 물질 코팅 단계(S30)가 복수회 누적될수록 코팅막은 점차 두껍게 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 4 내지 도 9를 순차적으로 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 코팅 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널 코팅 방법은 잉크젯 프린트 헤드(1000)를 해체하지 않은 상태에서 진행된다. 즉, 비해체 방식 코팅 방법이다. 먼저, 도 4에서 참조되듯이, 유기 물질 코팅제(1)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워 넣는다. 잉크 채널에 유기 물질 코팅제(1)를 채워 넣는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 유기 물질 코팅제(1)를 주입하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(1)를 배출한다. 잉크 채널에서 유기 물질 코팅제(1)를 배출하는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 압력을 주입하는 방식일 수 있다. 유기 물질 코팅제(1)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다.
유기 물질 코팅제(1)는 카테콜기 및/또는 아민기를 갖는 폴리도파민과 이를 포함한 멜라닌 분자 유도체와 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다. 또는 유기 물질 코팅제(1)는 PAH (poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid), PSS (polystyrene sulfonate) 등을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 유기 물질 코팅제(1)는 도파민 염산염(dopamine hydrochloride)을 증류수(물)에 2 mg/ml 농도로 혼합한 것일 수 있다. 이때 유기 물질 코팅제(1)의 pH는 8.5일 수 있다. 도파민 염산염(dopamine hydrochloride)을 포함하는 유기 물질 코팅제(1)는 목표하는 코팅 두께에 따라 10시간 이상 반응시킬 수 있다.
다른 실시 예에 의하면. 유기 물질 코팅제(1)가 고분자 전해질을 포함하는 것으로 제공되는 경우, 유기 물질 코팅제(1)는 증류수(물)에 pH 8.5의 PAH를 1mg/ml, pH3.5의 PAA를 1mg/ml를 혼합하여 제조된 PAH/PAA를 포함하는 것일 수 있다. 고분자 전해질을 포함하는 유기 물질 코팅제(1)의 다른 예로, 증류수(물)에 pH 8.5의 PAH를 1mg/ml, pH3.5의 PSS를 1mg/ml를 혼합하여 제조된 PAH/PSS를 포함하는 유기 물질 코팅제(1)가 제공될 수 있다.
고분자 전해질을 포함하는 유기 물질 코팅제(1)의 경우 양이온성 고분자 전해질과 음이온성 고분자 전해질을 번갈아 코팅함으로써 둘 간의 정전기적 인력을 이용하여 코팅막을 제조할 수 있다. 고분자 전해질을 포함하는 유기 물질 코팅제(1)의 경우 양이온성 고분자 전해질과 음이온성 고분자 전해질을 번갈아가며, 목표로 하는 두께에 따라 일회 내지 수십회 코팅을 반복할 수 있다.
잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(1)를 배출하면, 도 5에서와 같이 내부에 제1 코팅막(2)이 형성된다. 그리고 형성된 제1 코팅막(2)을 경화시킨다. 제1 코팅막(2)의 경화 방법으로는 상온에서 하루 이상 방치하는 방법, 고온에서 열경화 하는 방법(이 경우 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 부품이 파손되지 않는 온도 이하로 관리하는 것이 바람직하다), 화학적 방식으로 경화하는 방법 등이 제공될 수 있다. 화학적 방식에 따른 경화방법으로는, 고분자 전해질 간의 아미드 결합(CONH)을 생성하는 모든 화학적 방법을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로는, EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)와 같은 경화제에 반응시키는 것일 수 있다 .
유기 물질에 의한 제1 코팅막(2)이 형성된 이후, 도 6에서 참조되듯이, 무기 물질 코팅제(3)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워 넣는다. 잉크 채널에 무기 물질 코팅제(3)를 채워 넣는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 무기 물질 코팅제(3)를 주입하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 무기 물질 코팅제(3)를 배출한다. 잉크 채널에서 무기 물질 코팅제(3)를 배출하는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 압력을 주입하는 방식일 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)는 무기 물질을 이온 상태로 포함하는 액일 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)에 포함된 이온은 제1 코팅막(2)에 형성된 고분자 네트워크의 사이 사이에 침투되어 표면을 강화하고, 이로서 도 7에서 참조되는 바와 같이 제2 코팅막(4)을 형성한다. 제2 코팅막(4)은 제1 코팅막(2)에 무기 물질 코팅제(3)를 상온 조건에서 흘려주는 것으로 형성될 수 있으나, 고온 및 고압 환경으로 반응을 촉진할 수도 있다. 또한, 제1 코팅막(2)에 무기 물질 코팅제(3)의 이온이 침투된 이후에 화학적 환원제를 표면에 흘려주어 이용하여 제2 코팅막(4)을 형성할 수 있다.
무기 물질에 의한 제2 코팅막(4) 형성 이후, 도 8에서 참조되듯이, 유기 물질 코팅제(5)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 제2 코팅막(4)이 형성된 잉크 채널에 채워 넣는다. 잉크 채널에 유기 물질 코팅제(5)를 채워 넣는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 유기 물질 코팅제(5)를 주입하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(5)를 배출한다. 잉크 채널에서 유기 물질 코팅제(5)를 배출하는 방식은 잉크 공급구(미도시)를 통해 압력을 주입하는 방식일 수 있다. 유기 물질 코팅제(5)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다. 유기 물질 코팅제(5)는 유기 물질 코팅제(1)로 제공될 수 있는 성분과 동일한 성분의 것일 수 있다. 예컨대, 유기 물질 코팅제(1)는 카테콜기 및/또는 아민기를 갖는 폴리도파민과 이를 포함한 멜라닌 분자 유도체와 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다. 또는 유기 물질 코팅제(1)는 PAH (poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid), PSS (polystyrene sulfonate) 등을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다..
잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(5)를 배출하면, 도 9에서와 같이 내부에 제3 코팅막(6)이 형성한다. 그리고 형성된 제3 코팅막(6)을 경화한다. 제3 코팅막(6)의 경화 방법으로는 상온에서 하루 이상 방치하는 방법, 고온에서 열경화 하는 방법(이 경우 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 부품이 파손되지 않는 온도 이하로 관리하는 것이 바람직하다) , 화학적 방식으로 경화하는 방법 등이 제공될 수 있다. 화학적 방식에 따른 경화방법으로는, 고분자 전해질 간의 아미드 결합(CONH)을 생성하는 모든 화학적 방법을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로는, EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)와 같은 경화제에 10시간동안 반응시키는 것일 수 있다 .
이로서, 잉크 채널을 이루는 표면에는 제2 코팅막(4) 및 제2 코팅막(6)을 포함하는 복합 코팅층(100)이 형성된다. 한편, 도 6 내지 도 9에 도시된 단계를, 도 9에 도시된 단계 이후에 반복함으로써, 제2 코팅막(4)을 다층으로 형성할 수 있다.
도 10 내지 도 15 본 발명의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널이 코팅되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 15를 순차적으로 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 코팅 방법을 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널 코팅 방법은 잉크젯 프린트 헤드(1000)를 해체하지 않은 상태에서 진행된다. 즉, 비해체 방식 코팅 방법이다. 먼저, 도 10에서 참조되듯이, 유기 물질 코팅제(1)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워 넣는다. 유기 물질 코팅제(1)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워넣는 방식은, 유기 물질 코팅제(1)를 노즐(202)에 접촉시키고, 잉크 채널의 내부를 감압하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(1)를 배출한다. 유기 물질 코팅제(1)를 배출하는 방식은 노즐(202)의 외부에서 유기 물질 코팅제(1)를 흡입하는 방식일 수 있다. 유기 물질 코팅제(1)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다. 유기 물질 코팅제(1)는 카테콜기 및/또는 아민기를 갖는 폴리도파민과 이를 포함한 멜라닌 분자 유도체와 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다. 또는 유기 물질 코팅제(1)는 PAH (poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid), PSS (polystyrene sulfonate) 등을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다.
잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(1)를 배출하면, 도 11에서와 같이 내부에 제1 코팅막(2)이 형성한다. 그리고 형성된 제1 코팅막(2)을 경화한다. 코팅막(2)의 경화 방법으로는 상온에서 하루 이상 방치하는 방법, 고온에서 열경화 하는 방법(이 경우 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 부품이 파손되지 않는 온도 이하로 관리하는 것이 바람직하다), 화학적 방식으로 경화하는 방법 등이 제공될 수 있다. 화학적 방식으로 경화의 일예로, 고분자 전해질간의 아미드 결합 (CONH)을 생성하는 방법이 제공될 수 있다. 구체적인 예시로는, EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)와 같은 경화제에 반응시키는 것일 수 있다.
유기 물질에 의한 제1 코팅막(2)이 형성된 이후, 도 12에서 참조되듯이, 무기 물질 코팅제(3)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워 넣는다. 무기 물질 코팅제(3)를 노즐(202)에 접촉시키고, 잉크 채널의 내부를 감압하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 무기 물질 코팅제(3)를 배출한다. 무기 물질 코팅제(3)를 배출하는 방식은 노즐(202)의 외부에서 무기 물질 코팅제(3)를 흡입하는 방식일 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)는 무기 물질을 이온 상태로 포함하는 액일 수 있다. 무기 물질 코팅제(3)에 포함된 이온은 제1 코팅막(2)에 형성된 고분자 네트워크의 사이 사이에 침투되어 표면을 강화하고, 이로서 도 13에서 참조되는 바와 같이 제2 코팅막(4)을 형성한다. 제2 코팅막(4)은 제1 코팅막(2)에 무기 물질 코팅제(3)를 상온 및 상압 조건에서 흘려주는 것으로 형성될 수 있으나, 고온 및 고압 환경으로 반응을 촉진할 수도 있다. 다만 고온 및 고압 조건에서 반응을 시킬 경우 고분자로 구성되는 제1 코팅막(2)의 변성이 일어나지 않는 범위 내인 것이 바람직하다. 화학적 방식으로 경화하는 방법 등이 제공될 수 있다. 화학적 방식에 따른 경화방법으로는, 고분자 전해질 간의 아미드 결합(CONH)을 생성하는 모든 화학적 방법을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로는, EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)와 같은 경화제에 반응시키는 것일 수 있다.
무기 물질에 의한 제2 코팅막(4) 형성 이후, 도 14에서 참조되듯이, 유기 물질 코팅제(5)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 제2 코팅막(4)이 형성된 잉크 채널에 채워 넣는다. 유기 물질 코팅제(5)를 잉크젯 프린트 헤드(1000)의 잉크 채널에 채워넣는 방식은, 유기 물질 코팅제(5)를 노즐(202)에 접촉시키고, 잉크 채널의 내부를 감압하는 방식일 수 있다. 그리고 잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(5)를 배출한다. 유기 물질 코팅제(5)를 배출하는 방식은 노즐(202)의 외부에서 유기 물질 코팅제(5)를 흡입하는 방식일 수 있다. 유기 물질 코팅제(5)는 액체(Liquid) 타입으로 제공될 수 있다. 유기 물질 코팅제(5)는 유기 물질 코팅제(1)와 동일한 성분의 것일 수 있다. 예컨대, 유기 물질 코팅제(5)는 카테콜기 및/또는 아민기를 갖는 폴리도파민과 이를 포함한 멜라닌 분자 유도체와 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다. 또는 유기 물질 코팅제(5)는 PAH (poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid), PSS (polystyrene sulfonate) 등을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매(예컨대, 물 또는 에탄올)의 혼합액일 수 있다. 잉크 채널 내부의 유기 물질 코팅제(5)를 배출하면, 도 15에서와 같이 내부에 제3 코팅막(6)이 형성한다. 그리고 형성된 제3 코팅막(6)을 경화한다. 제3 코팅막(6)의 경화 방법으로는 상온에서 하루 이상 방치하는 방법, 고온에서 열경화 하는 방법(이 경우 잉크젯 프린트 헤드를 구성하는 부품이 파손되지 않는 온도 이하로 관리하는 것이 바람직하다) , 화학적 방식으로 경화하는 방법 등이 제공될 수 있다. 화학적 방식에 따른 경화방법으로는, 고분자 전해질 간의 아미드 결합(CONH)을 생성하는 모든 화학적 방법을 포함할 수 있다. 구체적인 예시로는, EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide)와 같은 경화제에 반응시키는 것일 수 있다 .
이로서, 잉크 채널을 이루는 표면에는 제2 코팅막(4) 및 제2 코팅막(6)을 포함하는 복합 코팅층(100)이 형성된다. 한편, 도 12 내지 도 15에 도시된 단계를, 도 15에 도시된 단계 이후에 반복함으로써, 제2 코팅막(4)을 다층으로 형성할 수 있다.
도 16a는 유기 물질 만으로 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 16b는 도 16a의 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
유기 용매는 Ethanol, IPA, Acetone, NMP, PGMEA, Methyl benzoate, Anisole, Cyclohexyl benzene, Diethylene glycol, 1, 2-propanediol, 1,6-hexanediol diacrylate, Cyclohexyl acetate를 포함하는 Alcohol계, Ketone계, Acrylate계 등을 포함한다.
도 16b를 통해 확인되는 바와 같이, 유기 물질만으로 코팅막을 형성한 경우에, 코팅막을 유기 용매에 노출 후 코팅막의 표면에 스웰링(Swelling)의 발생이 관찰된다.
도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 복합 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행하기 전 표면을 SEM으로 촬영한 사진이고, 도 17b는 도 17a의 복합 코팅막에 유기 용매를 포함하는 잉크에 노출시키는 테스트를 진행한 후 표면을 SEM으로 촬영한 사진이다.
도 16b를 통해 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예와 같이 유기 물질과 무기 물질의 복합 코팅막을 형성한 경우에 유기 용매에 대한 노출 후 코팅막의 표면에 스웰링(Swelling)과 같은 현상이 발생하지 않고, 내용매성이 높은 것을 확인할 수 있다.
상술하여 도면을 통해 참조되는 실시 예는 잉크 채널을 이루는 내벽의 전체에 코팅을 제공하는 사항을 도시하였으나, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 코팅막(100)은 잉크 채널을 이루는 구성 중 유기 용매에 의해 취약한, 내용매성이 낮은 구성품의 표면에만 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 복합 코팅막(100)은 잉크 채널을 이루는 구성 간의 접착층이 형성되는 부분의 접착층 노출 부분을 커버되도록 코팅될 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 잉크가 토출되는 잉크젯 프린트 헤드에 있어서,
상기 잉크젯 프린트 헤드는 상기 잉크가 외부로 토출되는 노즐까지 상기 잉크가 유동되는 잉크 채널이 형성되고,
상기 잉크 채널을 이루는 표면의 전부 또는 일부에 복합 코팅막이 형성되고,
상기 복합 코팅막은 제1 코팅막과, 상기 제1 코팅막의 상면에 형성된 제2 코팅막을 포함하고,
상기 제1 코팅막은 제1 유기 물질 및 무기 물질로 구성되고,
상기 제2 코팅막은 상기 제1 유기 물질과 같거나 상이한 제2 유기 물질으로 구성되며,
상기 제1 유기 물질 및 제2 유기 물질은,
폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid) 및 PSS (polystyrene sulfonate) 중 하나 이상을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)으로 제공되고,
상기 무기 물질은 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자로 제공되는 잉크젯 프린트 헤드. - 제1 항에 있어서,
상기 잉크 채널은 복수개의 플레이트가 적층 및 접합되어 형성되며,
상기 복수개의 플레이트의 접합은 접착제에 의한 접착을 포함하며,
상기 복합 코팅막은 상기 접착제의 노출면을 커버하도록 형성되는 잉크젯 프린트 헤드. - 제2 항에 있어서,
상기 복수개의 플레이트는 스테인레스스틸(SUS), 세라믹 또는 실리콘 재질 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 잉크젯 프린트 헤드. - 제1 항에 있어서,
상기 잉크는 유기 용매를 포함하는 것인 잉크젯 프린트 헤드. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 유기 물질은 고분자에 의한 망상 구조를 형성하고,
상기 무기 물질은 상기 망상 구조의 빈 공간에 침투되어 제공되는 잉크젯 프린트 헤드. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 코팅막은 복수 층 형성되고,
상기 제2 코팅막은 최상부층에 형성되는 잉크젯 프린트 헤드. - 제1 항에 있어서,
상기 잉크젯 프린트 헤드는,
챔버가 형성된 챔버 플레이트와;
상기 챔버와 유통 가능하게 연결되는 리저버와 상기 노즐으로 통하는 유로를 이루는 통공이 형성된 리저버 플레이트와;
상기 노즐이 형성된 노즐 플레이트와;
상기 챔버 플레이트의 상층에 제공되어 상기 챔버를 커버하고, 엑츄에이터로부터 전달된 진동을 상기 챔버로 전달하는 진동 플레이트를 포함하는 잉크젯 프린트 헤드. - 노즐을 통해 잉크가 토출되는 잉크젯 프린트 헤드에 있어서,
상기 잉크젯 프린트 헤드는,
챔버가 형성된 챔버 플레이트와;
상기 챔버와 유통 가능하게 연결되는 리저버와 상기 노즐으로 통하는 유로를 이루는 통공이 형성된 리저버 플레이트와;
상기 노즐이 형성된 노즐 플레이트와;
상기 챔버 플레이트의 상층에 제공되어 상기 챔버를 커버하고, 엑츄에이터로부터 전달된 진동을 상기 챔버로 전달하는 진동 플레이트를 포함하고,
상기 노즐 플레이트, 상기 리저버 플레이트, 상기 노즐 플레이트 및 상기 진동 플레이트 중 하나 이상은 접착제에 의해 상호 접합되며,
상기 접착제의 노출면을 커버하도록 형성되는 복합 코팅막을 더 포함하고,
상기 복합 코팅막은,
고분자에 의한 망상 구조를 형성하는 제1 유기 물질 및 상기 망상 구조의 빈 공간에 침투되어 제공되는 무기 물질으로 구성되는 제1 코팅막과;
상기 제1 유기 물질과 같거나 상이한 제2 유기 물질으로 구성되는 제2 코팅막을 포함하고,
상기 제1 코팅막은 복수 층 형성되고,
상기 제2 코팅막은 최상부층에 형성되며,
상기 제1 유기 물질 및 제2 유기 물질은
폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid) 및 PSS (polystyrene sulfonate) 중 하나 이상을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)으로 제공되고,
상기 무기 물질은 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자로 제공되는 잉크젯 프린트 헤드. - 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 채널을 이루는 표면을 코팅하는 방법에 있어서,
a) 제1 유기 물질을 포함하는 액상의 제1 코팅제를 상기 잉크 채널의 코팅 대상면에 접액시켜 제1 코팅막을 형성하는 단계와;
b) 상기 제1 코팅막을 경화시키는 단계와;
c) 제1 무기 물질을 포함하는 액상의 제2 코팅제를 상기 제1 코팅막에 접액시켜 제2 코팅막을 형성하는 단계와;
d) 제2 유기 물질을 포함하는 액상의 제3 코팅제를 상기 잉크 채널의 상기 제2 코팅막을 포함하는 코팅 대상면에 접액시켜 제3 코팅막을 형성하는 단계와;
e) 상기 제3 코팅막을 경화시키는 단계를 포함하며,
상기 제1 유기 물질 및 상기 제2 유기 물질은,
폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer) 또는 PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid) 및 PSS (polystyrene sulfonate) 중 하나 이상을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)으로 제공되고,
상기 제1 무기 물질은,
금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자로 제공되는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 유기 물질 및 상기 제2 유기 물질은 같거나 상이한 것으로 제공되는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계는,
상기 e)단계 이후 복수회 반복되는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 삭제
- 제11 항에 있어서,
상기 제1 코팅제 및 상기 제3 코팅제는,
폴리도파민(Polydopamine)을 포함하는 폴리머(Polymer)와 극성 용매의 혼합액; 또는
PAH(poly(allylamine hydrochloride)), PAA (polyacrylic acid) 및 PSS (polystyrene sulfonate) 중 하나 이상을 포함한 양이온성 또는 음이온성의 전하를 갖는 고분자 전해질(Polyelectrolyte)과 극성 용매의 혼합액으로 제공되는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 삭제
- 제11 항에 있어서,
상기 제2 코팅제는 금속(Metal), 금속 산화물(Metal oxide) 또는 세라믹(Ceramic) 입자를 이온 상태로 포함하는 수용액인 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 c)단계는 상온 및 상압의 조건에서 이루어지는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 a)단계, 상기 b)단계, 상기 c)단계, 상기 d)단계 및 상기 e)단계는,
상기 잉크젯 프린트 헤드가 조립된 상태에서 행해지는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법. - 제11 항에 있어서,
잉크젯 프린트 헤드 상기 잉크 채널은 복수개의 플레이트가 적층 및 접합되어 형성되며,
상기 복수개의 플레이트의 접합은 접착제에 의한 접착을 포함하며,
상기 코팅은 상기 접착제의 노출면을 커버하도록 행해지는 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200153028A KR102567535B1 (ko) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | 잉크젯 프린트 헤드 및 잉크젯 프린트 헤드의 코팅 방법 |
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