KR20120042632A - 잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한 소유성의 저점착 코팅 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한 소유성의 저점착 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린트헤드 앞면용 코팅에 관한 것으로, 상기 코팅은 소유성의 저점착 코팅을 포함한다. 상기 소유성의 저점착 코팅이 잉크젯 프린트헤드 앞면 표면에 배치되면, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 45o 보다 큰 접촉각 및 약 30o 이하의 낮은 전락각을 나타낸다. 구현예에서, 상기 소유성의 저점착 코팅은 열적으로 안정하며, 프린트헤드를 제작 및 제조하는 동안 상기 코팅을 180o 내지 320o 범위 부근의 고온 및 100 psi 내지 400 psi 범위 부근의 고압으로 수행된 후에도 표면 접촉각 및 전락각이 거의 저하되지 않는다.

Description

잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한 소유성의 저점착 코팅{THERMALLY STABLE OLEOPHOBIC LOW ADHESION COATING FOR INKJET PRINTHEAD FRONT FACE}
본 발명은 잉크젯 프린트헤드 앞면용의 열적으로 안정한, 소유성의 저점착 코팅에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 잉크젯 프린트헤드로부터 기록 기재 (예를 들면, 종이) 위로 액체 잉크의 액적을 분사 또는 토출함으로써 이미지를 생성한다. 프린트헤드는 전형적으로 내부에 정의된 노즐 개구부를 가지는 앞면을 가지며, 이를 통해 액체 잉크가 기록 기재 위로 액적으로서 토출된다.
잉크 프린트헤드의 앞면은 잉크의 습윤성 (wetting) 또는 흘림성 (drooling)으로 인해 오염될 수 있다. 이러한 오염은 잉크젯 프린트헤드의 앞면 내부에서 노즐 개구부의 부분적 또는 완전한 막힘 (blocking)을 야기하거나 또는 원인이 될 수 있다. 이러한 막힘은 잉크 액적이 잉크젯 프린트헤드로부터 토출되는 것을 막거나, 소형 (under) 또는 오버사이즈 잉크 액적이 잉크젯 프린트헤드로부터 토출되도록 하거나, 기록 기재 위로 토출되는 잉크 액적의 목표로 하는 궤도 (trajectory)등을 바꾸어 놓을 수 있으며, 이들 모두는 잉크젯 프린터의 인쇄 품질을 저하시킨다.
이를 보호하기 위하여, 잉크젯 프린트헤드의 앞면은 전형적으로 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)(예를 들면 Teflon？) 또는 퍼플루오로알콕시 (PFA)와 같은 물질을 이용해 코팅된다. Maverick 같은 현재의 프린트헤드는 제록스 고체 잉크를 이용하여 양호한 초기 성능을 가진다. 하지만, 동작 수명을 넘어서면, 성능은 저하되고, 잉크는 전형적인 잉크 토출 온도에서 프린트헤드 앞면 코팅 위로 즉시 미끄러지지 않는다. 오히려, 잉크는 프린트헤드 앞면 코팅을 따라 점착되거나 흐르는 경향이 있어, 잉크젯 프린트헤드의 앞면 내부에서 노즐 개구부를 부분적으로 또는 완전하게 막을 수 있는 잔류 잉크막을 남긴다. 이러한 문제는 UV 겔 잉크에서 더욱 심각한데, 흘림성으로 인해 프린트헤드의 파손이 초기 단계 자체에서 일어난다. 도 1은 인쇄 작동 후의 잉크젯 프린트헤드의 앞면 사진으로서, 노즐 개구부 를 둘러싸는 앞면의 대부분의 영역에 걸쳐 UV 경화 잉크가 습윤 및 오염되어 있음을 보여준다. 따라서 흐름 감퇴를 방지하는 소유성의 저점착 코팅은 강고함 (robustness) 및 신뢰성을 개선하기 위해 중요하고, 미래 UV 겔 잉크를 위한 새로운 시장의 침투를 가능하게 한다.
잉크젯 프린트헤드 앞면의 오염은 퍼짐 (purging) 및/또는 와이핑 (wiping) 절차를 도입함으로써 어느 정도 최소화될 수 있다. 하지만, 이러한 절차는 바람직하지 않게 시간을 소비하거나, 및/또는 잉크를 과량 사용할 수 있으므로, 잉크젯 프린트헤드의 유효 수명을 감소시킨다. 잉크젯 프린트헤드 앞면의 오염은 또한 프린트헤드의 노즐 개구부로부터 토출되는 잉크에 의해 현저하게 젖지 않는 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅을 제공함으로써 어느 정도 최소화될 수 있다. 하지만, 프린트헤드 제조 공정 동안 전형적으로 직면하게 되는 온도로 가열되면, 공지된 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅의 표면 고유 특성은 잉크젯 프린트헤드 앞면의 오염을 최소화하기 위해 의존할 수 없는 정도 (point)까지 저하한다.
본 발명은 잉크젯 프린트헤드 앞면용의 소유성의 저점착 표면 코팅에 관한 것으로서, 상기 표면 코팅은 소유성의 저점착 폴리머성 물질을 포함한다. 상기 표면 코팅이 잉크젯 프린트헤드 앞면 표면에 배치되면, 자외선 (UV) 겔 잉크 (본 명세서에서 “UV 잉크”로도 나타냄)의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 상기 표면 코팅에 대해 낮은 점착을 나타낸다. 표면에 대한 잉크 액적의 점착은 잉크 액적의 전락각 (sliding angle) (즉, 뒤에 잔류물이나, 착색을 남기지 않고 잉크 액적이 표면 위로 미끄러지기 시작할 때, 수평 위치에 대해 표면이 기울어져 있는 각)을 측정함으로써 결정될 수 있다. 전락각이 낮을수록, 잉크 액적과 표면 간의 점착이 낮다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, “저점착”이란 용어는 자외선 경화 겔 잉크 또는 고체 잉크를 이용하여 측정할 때, 프린트헤드 앞면 표면에 대해서 약 30o 이하의 낮은 전락각을 의미한다. 어떤 구현예에서, 자외선 겔 경화 잉크 또는 고체 잉크를 이용하여 측정할 때, 낮은 전락각은 프린트헤드 앞면 표면에 대해서 약 25o 이하이다. 어떤 구현예에서, 자외선 겔 경화 잉크 또는 고체 잉크를 이용하여 측정할 때, 낮은 전락각은 프린트헤드 앞면 표면에 대해서 약 20o 이하이다. 어떤 구현예에서, 자외선 겔 경화 잉크 또는 고체 잉크를 이용하여 측정할 때, 낮은 전락각은 프린트헤드 앞면 표면에 대해서 1o 보다 크다 (또는 약 1o 보다 크다). 본 발명에서 사용된 바와 같이, 연장된 기간 동안 (예를 들면, 10분 내지 2시간, 또는 약 10분 내지 약 2시간 범위의 기간) 동안 고온 (예를 들면, 180℃ 내지 325℃, 또는 약 180℃ 내지 약 325℃ 사이 범위의 온도) 및 고압 (예를 들면, 100 psi 내지 400 psi, 또는 약 100 psi 내지 약 400 psi 범위의 압력)에 표면 코팅이 노출된 후에 자외선 겔 잉크 또는 고체 잉크의 액적이 상기 표면 코팅에 대하여 낮은 점착을 나타날 때, 소유성의 저점착 표면 코팅은 “열적으로 안정하다”. 한 구현예에서, 30분 (또는 약 30분) 동안 300 psi (또는 약 300 psi)의 압력에서 290℃ (약 290℃)의 온도에 표면 코팅이 노출된 후에 상기 표면 코팅은 열적으로 안정하다. 따라서 표면 코팅은 어떤 저하 없이 고온 및 고압에서 스테인리스 스틸 구경 버팀대 (aperture brace)에 결합될 수 있다. 그러므로 결과물인 프린트헤드는 잉크 액적이 프린트헤드 앞면으로 굴러 떨어질 수 있기 때문에 뒤에 잔여물을 남기지 않아 잉크 오염을 방지할 수 있다.
어떤 구현예에서, 인쇄 장치는 앞면을 가지는 잉크젯 프린트헤드 및 상기 앞면의 표면에 배치된 소유성의 저점착 표면 코팅을 포함한다. 소유성의 저점착 표면 코팅은 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적이 45o 보다 큰 (또는 약 45o 보다 큰) 접촉각을 나타내도록 배열된 소유성의 저점착 폴리머 물질을 포함한다. 한 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 55o 보다 큰 (또는 약 55o 보다 큰) 접촉각을 나타낸다. 다른 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 65o 보다 큰 (또는 약 65o 보다 큰) 접촉각을 나타낸다. 한 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적과 표면 코팅 간에 나타내는 접촉각에는 상한이 없다. 다른 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 150o 이하 (또는 약 150o 이하)의 접촉각을 나타낸다. 또 다른 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 90o 이하 (또는 약 90o 이하)의 접촉각을 나타낸다. 프린트헤드 내부로 잉크가 채워지면, 잉크가 토출되는 시간까지 노즐 내부에 잉크를 유지하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 잉크의 접촉각이 클수록 흐름 압력이 더 좋다(높다). 흐름 압력은 잉크 탱크 (저장소)의 압력이 증가할 때 노즐 개구부 밖으로 잉크가 스며 나오는 것을 방지하기 위한 개구부 판의 능력에 관한 것이다. 어떤 구현예에서, 상기 코팅은 열적으로 안정하며, 연장된 기간 (예를 들면, 10분 내지 2시간, 또는 약 10분 내지 약 2시간 범위의 기간) 동안 고온 (예를 들면, 180℃ 내지 325℃, 또는 약 185℃ 내지 약 325℃ 범위의 온도) 및 고압 (예를 들면, 100 psi 내지 400 psi, 또는 약 100 psi 내지 약 400 psi 범위의 압력)에 노출된 후에도 이러한 성질을 제공하며, 따라서 높은 흐름 압력을 유지한다. 한 구현예에서, 상기 코팅은 열적으로 안정하고, 30분 (또는 약 30분) 동안 300 psi (또는 약 300 psi)의 압력에서 290℃ (또는 약 290℃)의 온도에 노출된 후에도 이러한 성질을 제공하며, 따라서 높은 흐름 압력을 유지한다. 유리하게는, 본 발명에서 개시된 소유성의 저점착 표면 코팅은 조합하여 자외선 경화 겔 잉크 및 고체 잉크에 대한 낮은 점착 및 높은 접촉각을 제공하고, 이것은 개선된 흐름 압력 또는 노즐 밖으로 잉크가 스며나오는 것을 감소시키거나, 제거한다는 이점을 추가로 제공한다.
어떤 구현예에서, 소유성의 저점착 표면 코팅은 적어도 하나의 이소시아네이트 및 히드록실 (예를 들면, 알코올) 기능기화된 플루오로 가교결합 물질을 포함하는 반응 혼합물의 반응 생성물이다. 한 구현예에서, 상기 히드록실 기능기화된 플루오로 가교 결합 물질은 반응 혼합물 내부에 30중량% (또는 약 30중량%) 내지 90중량% (또는 약 90중량%)의 범위로 존재한다. 알코올 및 이소시아네이트의 반응 생성물은 우레탄 (예를 들면, 폴리우레탄 폴리머)을 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 상기 히드록실 기능기화된 플루오로 가교결합 물질은 적어도 하나의 퍼플루오로에테르 화합물을 포함한다.
적합한 이소시아네이트는 일반식 R1-(NCO)n의 화합물을 포함하는 모노머성, 올리고머성 및 폴리머성 이소시아네이트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 R1은 알킬기, 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 아릴알킬기, 아릴알킬렌기, 알킬아릴기 또는 알킬아릴렌기이다.
한 구현예에서, R1은 알킬기 또는 알킬렌기 (선형 및 분지쇄, 포화 및 불포화, 고리형 및 비고리형, 치환 및 비치환된 알킬기 및 알킬렌기를 포함하고, 이때 O, N, S, Si, P 등과 같은 헤테로 원자가 상기 알킬기 또는 알킬렌기 내에 존재하거나, 존재하지 않을 수 있다)이다. 한 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 적어도 약 8개의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 적어도 약 10개의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 적어도 약 12개의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 약 60개 이하의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 약 50개 이하의 탄소 원자를 가진다. 또 다른 구현예에서, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 약 40개 이하의 탄소 원자를 가진다. 하지만, 탄소 원자의 개수는 이들 범위를 벗어날 수 있는 것으로 인식될 것이다.
한 구현예에서, R1은 아릴기 또는 알릴렌기 (치환 및 비치환된 아릴기 및 알릴렌기를 포함하고, 이때 O, N, S, Si, P 등과 같은 헤테로 원자가 상기 아릴기 또는 알릴렌기 내에 존재하거나, 존재하지 않을 수 있다)이다. 한 구현예에서, 상기 아릴기 또는 알릴렌기는 적어도 약 5개의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 아릴기 또는 알릴렌기는 적어도 약 6개의 탄소 원자를 가진다. 한 구현예에서, 상기 아릴기 또는 알릴렌기는 약 50개 이하의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 아릴기 또는 알릴렌기는 약 25개 이하의 탄소 원자를 가진다. 또 다른 구현예에서, 상기 아릴기 또는 알릴렌기는 약 12개 이하의 탄소 원자를 가진다. 하지만, 탄소 원자의 개수는 이들 범위를 벗어날 수 있는 것으로 인식될 것이다.
한 구현예에서, R1은 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기 (치환 및 비치환된 아릴알킬기 및 아릴알킬렌기를 포함하고, 이때 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기의 알킬 부분은 선형 또는 분지쇄, 포화 또는 불포화, 고리형 또는 비고리형, 치환 또는 비치환될 수 있으며, O, N, S, Si, P 등과 같은 헤테로 원자가 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기의 아릴 또는 알킬 부분에 존재하거나, 존재하지 않을 수 있다)이다. 한 구현예에서, 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기는 적어도 약 6개의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기는 적어도 약 7개의 탄소 원자를 가진다. 한 구현예에서, 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기는 약 60개 이하의 탄소 원자를 가진다. 다른 구현예에서, 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기는 약 40개 이하의 탄소 원자를 가진다. 또 다른 구현예에서, 상기 아릴알킬기 또는 아릴알킬렌기는 약 30개 이하의 탄소 원자를 가진다. 하지만, 탄소 원자의 개수는 이들 범위를 벗어날 수 있는 것으로 인식될 것이다.
치환된 알킬기, 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 아릴알킬기, 아릴알킬렌기, 알킬아릴기 및 알킬아릴렌기에 대한 치환기는 할로겐 원자, 이민기, 암모늄기, 시아노기, 피리딘기, 피리디늄기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 에스테르기, 아미드기, 카르보닐기, 티오카르보닐기, 설페이트기, 설포네이트기, 설파이드기, 설폭사이드기, 포스핀기, 포스포늄기, 포스페이트기, 니트릴기, 머캅토기, 니트로기, 니트로소기, 설폰기, 아실기, 산무수물기, 아지드기, 아조기, 시아나토기, 이소시아나토기, 티오시아나토기, 이소티오시아나토기, 카르복실레이트기 및 이들의 혼합물 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이때 2 이상의 치환기가 서로 결합하여 링을 형성할 수 있으며, n은 이소시아네이트기의 개수, 예를 들면 모노머성 이소시아네이트의 경우에 1, 2 또는 3 등을 나타내는 정수이며, 폴리머성 이소시아네이트의 경우에 상한을 제한할 필요는 없다.
디이소시아네이트의 예로 화학식
Figure pat00001
의 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI); 2,4-톨루엔 디이소시아네이트 (TDI); 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 (MDI); 수소화된 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 (H12MDI); 테트라-메틸크실렌디이소시아네이트 (TMXDI); 화학식
Figure pat00002
의 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 (HDI); 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트; 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐디이소시아네이트; 3,3'-디메틸-4,4'-비메틸-4,4'-비페닐디이소시아네이트; 페닐렌 디이소시아네이트; 4,4'-비페닐디이소시아네이트; 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 화학식
Figure pat00003
의 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트; 테트라메틸렌 자일렌 디이소시아네이트; 4,4'-메틸렌비스(2,6-디에틸페닐 이소시아네이트); 1,12-디이소시아나토도데칸; 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄; 1,4-디이소이사나토부탄; 다이머 디이소시아네이트 및 시클로헥실렌 디이소시아네이트 및 그들의 아이소머; HDI의 우레티디온 다이머 (dimer) 등 뿐만 아니라, 이들의 혼합물을 포함한다. 트리이소시아네이트 또는 이들의 등가물의 예로 트리페닐 메탄-4,4',4''-트리이소시아네이트; 트리스(p-이소시아나토페닐)티오포스페이트; TDI 등의 트리메틸올프로판 트리머 (trimer); TDI, HDI, IPDI 등의 이소시아누레이트 트리머; TDI, HDI, IPDI 등의 비우레트 (biuret) 트리머 뿐만 아니라, 이들의 혼합물을 포함한다. 고급 이소시아네이트 기능기들의 예로 TDI/HDI 등의 코폴리머, MDI 올리고머 뿐만 아니라, 이들의 혼합물을 포함한다. 어떤 구현예에서, 이소시아네이트 모이어티 (moiety)는 알로파네이트 (allophanate) 변형된 MDI 또는 알로파네이트 변형된 MDI의 폴리머일 수 있다. 어떤 구현예에서, 이소시네이트 모이어티는 또한 종래 기술(미국 특허공보 제4,863,986호; 미국 특허공보 제4,704,420호; 미국 특허공보 제6,071,564호)에 개시된 것과 같은 폴리이소시안성 작용성을 가지며, 플루오로베이스-Z로서 이미 시판되는 (퍼)플루오로폴리에테르 ((per)fluoropolyethereal) 프리폴리머일 수 있다. 어떤 구현예에서, 적합한 이소시아네이트는 상표명 Desmodur？, Mondur？ 또는 Impranil？, 예를 들어 Bayer Materials Science로부터 이용 가능한 Desmodur N 3300？ 또는 Desmodur N 3790？ 등 또는 이들의 혼합물로서 얻을 수 있다.
적합한 퍼플루오로폴리에테르 화합물은 모노- 또는 디- 히드록실 기능기화된 모노머성, 올리고머성 및 폴리머성 퍼플루오로폴리에테르 화합물을 포함한다. 적합한 디히드록시 기능기화된 퍼플루오로폴리에테르 화합물의 예로 하기 일반식의 화합물을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다:
HO-(CH2CH2O)a-CH2-CF2O-(CF2CF2O)b-(CF2O)c-CF2-CH2-(OCH2CH2)a-OH
(상기에서, a는 0 내지 20의 범위 내의 정수이고, b 및 c는 0?50 범위 내의 정수이며, b 및 c 중 적어도 하나는 0이 아니다.) 한 구현예에서, 적합한 디-기능기화된 퍼플루오로에테르 화합물은 화학식 HOCH2CF2O(CF2CF2O)b(CF2O)cCF2CH2OH 로 표시될 수 있다.
어떤 구현예에서, 적합한 디히드록시 기능기화된 퍼플루오로에테르 화합물은 상품명 Fluorolink？, 예를 들어 Solvay Solexis로부터 입수 가능한 Fluorolink D？, Fluorolink D10？, Fluorolink D10H？, Fluorolink E10？ 또는 Flurolink E10H？ 등 또는 이들의 혼합물로 얻어질 수 있다.
하나 이상의 퍼플루오로폴리에테르 화합물과 하나 이상의 이소시아네이트를 축합함으로써, 우레탄 화합물 등 또는 이들의 혼합물을 제조하기 위한 임의의 적합한 반응 조건이 사용되어 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅의 폴리머를 제조할 수 있다. 전형적으로 (비록 필수적인 것은 아니지만), 상기 반응은 디부틸틴 디라우레이트, 비스무트 트리스-네오데카노에이트, 코발트 벤조에이트, 리튬 아세테이트, 주석 옥토에이트, 트리에틸아민 등과 같은 선택적인 반응 촉매의 존재 하에서 다양한 온도 (예를 들면 약 25℃ 내지 약 160℃) 에서 수행될 수 있다. 다른 예시적인 촉매는 Rheine Chemie사의 RC 촉매를 포함한다.
반응물의 몰비는 약간 과량의 몰의 알코올과의 반응에서 이소시아네이트 작용기들이 완전하게 소비되도록 조정될 수 있다. 상기 반응물은 임의의 순서로 함께 첨가되거나 및/또는 물리적 혼합물로서 반응에 첨가될 수 있다. 필요하다면, 반응 조건 및 반응물의 첨가 순서는 알코올 등의 혼합물과 디이소시아네이트가 반응할 때, 분자의 분포를 조절하기 위해, 조절된 발열성 반응을 제공하는 것과 같은 다양한 이유에 의해 조절될 수 있다.
이러한 조절을 할 때, 아민과 알코올의 이소시아네이트에 대한 상이한 반응성뿐만 아니라, 이소포론 디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트에 대한 두개의 독립된 이소시아네이트기의 상이한 반응성이 채용될 수 있다. 참조로, 예를 들면 1962년에 New York, N.Y. Interscience 에 의해 발행된 J. H. Saunders 및 K. C. Frisch's "Polyurethanes Part I, Chemistry" 및 Olin Chemicals'의 LUXATEIM？ 이소포론 디이소시아네이트 기술 제품의 정보 시트를 참조하면, 이들 각각에 개시된 내용은 그 전체가 인용에 의해 본 발명에 포함되어서, 상기 화학의 추가적인 설명을 제공한다. 분자의 분포를 조절함으로써, 구체적인 적용을 위해 디자인된 조절된 점도를 갖고, 조절된 유리전이온도 및/또는 용융점을 가지며, 배치로부터 배치로 일관된 성질을 가지는 것 등으로 최종 생성물을 조절할 수 있다.
한 구현예에서, 상기 반응 조건은 반응 생성물의 산화 또는 황색화를 방지하고, 수분에 의한 원하지 않는 부반응을 방지하기 위하여 아르곤 또는 질소 가스 또는 다른 적합한 가스와 같은 비활성 대기 내에서 진행될 수 있다. 상기 반응은 순수하게 (neat) (즉, 용매 없이) 수행되거나, 임의의 원하거나 또는 효과적인 용매가 선택적으로 채용된다. 적합한 용매의 예로 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디클로로벤젠, N-메틸피롤리디논, 디메틸 포름아미드, 디메틸 설폭사이드, 술포란, 헥산, 테트라히드로푸란, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, HFE 7200(3M), HFE 7500(3M) 및 솔보솔 (DoW) 등 뿐만 아니라, 이들의 혼합물을 포함한다. 사용될 수 있는 다른 대표적인 용매는 Cytonix LLC로부터 이용가능한 FCL 52 용매이다.
이때 이소시아네이트가 알코올과 같은 화합물과 반응하는 반응은 또한 예를 들어 미국 특허 공개공보 제2004/0077887호, 미국 특허공보 제6,821,327호, 미국 특허 공개공보 제2004/0082801호, 미국 특허 공개공보 제2004/0167249호, 및 미국 출원 제10/918,053호 및 미국 출원 제10/918,619호에 개시되어 있으며, 이들 각각의 내용은 그 전체가 이용에 의해 본 발명에 포함된다.
본 발명에 개시된 소유성의 저점착 표면 코팅은 기록 기재 위로 잉크가 토출되도록 배열된 잉크젯 프린트헤드용 반습윤성 프린트헤드 앞면 코팅으로서 채용될 수 있다. XEROX？4024 용지, XEROX？ 이미지 시리즈 용지, Courtland 4024 DP 용지, 줄쳐진 공책 용지 (ruled notebook paper), 본드지, Sharp Company 실리카 코팅지와 같은 실리카 코팅지, JuJo 용지, Hammermill 레이져 프린트 용지 등과 같은 보통 용지, 투명 물질, 직물 (fabrics), 섬유 제품 (textile products), 플라스틱, 폴리머성 필름, 금속과 무기 기재, 나무 등을 포함하는 임의의 적합한 기록 기재가 채용될 수 있다.
어떤 구현예에서, 상기 프린트헤드는 그 표면 상에 배치된, 소유성의 저점착 폴리머성 물질을 포함하는 소유성의 저점착 코팅이 배치된 앞면을 포함하며, 이때 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적은 45o 보다 큰 (또는 약 45o 보다 큰) 표면 코팅과의 접촉각을 나타낸다. 어떤 구현예에서, 상기 접촉각은 55o 보다 크다 (또는 약 55o 보다 크다). 어떤 구현예에서, 상기 접촉각은 65o 보다 크다 (또는 약 65o 보다 크다). 한 구현예에서, 자외선 겔 잉크의 분사된 액적 또는 고체 잉크의 분사된 액적과 표면 코팅 간에 나타내는 접촉각은 상한이 없다. 다른 구현예에서, 상기 접촉각은 150o 이하 (또는 약 150o 이하)이다. 다른 구현예에서, 상기 접촉각은 90o 이하 (또는 약 90o 이하)이다. 잉크의 접촉각이 클수록 흐름 압력이 더 높다. 흐름 압력은 잉크 탱크 (저장소)의 압력이 증가할 때 노즐 개구부 밖으로 잉크가 스며 나오는 것을 방지하기 위한 개구부 판의 능력에 관한 것이다. 어떤 구현예에서, 상기 코팅은 조합하여 자외선 경화 겔 잉크 및 고체 잉크에 대한 낮은 점착 및 높은 접촉각을 제공하고, 이것은 흐름 압력에 유리하게 영향을 미친다. 어떤 구현예에서, 본 발명의 코팅은 30o 이하 (또는 약 30o 이하)의 낮은 전락각을 제공한다. 어떤 구현예에서, 상기 전락각은 25o 이하 (또는 약 25o 이하)이다. 어떤 구현예에서, 상기 전락각은 1o 보다 크다 (또는 약 1o 보다 크다). 접촉각은 액적 크기에 크게 영향을 받지 않는다. 하지만, 접촉각은 표면 코팅 위로 5?10 마이크로리터 액적의 UV 잉크 또는 고체 잉크를 배치하여 측정할 수 있다. 전락각은 표면 코팅 위로 7?12 마이크로리터 액적의 UV 잉크 또는 고체 잉크를 배치하여 측정할 수 있다.
본 발명에 개시된 구현예에서, 상기 소유성의 저점착 코팅은 열적으로 안정하고, 따라서 연장된 기간 (예를 들면, 10분 내지 2시간, 또는 약 10분 내지 약 2시간 범위의 기간) 동안 고온 (예를 들면, 180℃ 내지 325℃, 또는 약 185℃ 내지 약 325℃ 범위의 온도) 및 고압 (예를 들면, 100 psi 내지 400 psi, 또는 약 100 psi 내지 약 400 psi 범위의 압력)에 노출된 후에도 1o 내지 30o (또는 약 1o 내지 30o 범위) 범위의 낮은 전락각과 45o 내지 150o (또는 약 45o 내지 약 150o 범위) 범위의 높은 접촉각을 제공한다. 한 구현예에서, 상기 소유성의 저점착 코팅은 30분 (또는 약 30분) 동안 300 psi (또는 약 300 psi)의 압력에서 290℃ (또는 약 290℃)의 온도에 노출된 후에도 열적으로 안정하다. 고밀도 압전 프린트헤드의 제조는 고온, 고압의 접착성 결합 단계를 필요로 한다. 따라서, 상기 앞면 코팅은 상기 고온 및 고압 조건을 견디는 것이 바람직할 것이다. 고온 및 고압에서의 본 발명에 개시된 소유성의 저점착 표면 코팅의 안정성은 현재의 프린트헤드 제조 공정과 호환된다.
잉크젯 프린트헤드의 앞면 위로 코팅될 때, 소유성의 저점착 코팅 위에 남아있는 잉크 액적이 간단한, 자체 세정 방식으로 프린트헤드를 미끄러져 내릴 수 있도록 소유성의 저점착 표면 코팅은 잉크젯 프린트헤드로부터 토출되는 잉크에 대해 충분히 낮은 점착력을 나타낸다. 먼지, 종이 입자 등과 같이 때때로 잉크젯 프린트헤드의 앞면에서 찾아지는 오염물은 잉크 액적이 미끄러짐으로써 잉크젯 프린트헤드 앞면으로부터 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅은 자체 세정되고, 오염물이 없는 잉크젯 프린터헤드를 제공할 수 있다.
본 발명에서 사용된 바와 같이, 잉크와 소유성의 저점착 코팅 간의 접촉각이 한 구현예에서 약 45o 보다 크고, 다른 구현예에서 약 55o 보다 클 때, 상기 소유성의 저점착 코팅은 잉크젯 프린트헤드로부터 토출된 잉크에 대해 “충분한 낮은 습윤성 (wettability)”을 나타낼 수 있다.
본 발명에 개시된 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅은 임의의 적합한 잉크젯 프린터 (예를 들면, 연속 잉크젯 프린터, 열 드롭-온-디멘드 (DOD) 잉크젯 프린터 및 압전 DOD 잉크젯 프린터)의 잉크젯 프린트헤드용의 소유성의 저점착 코팅으로서 채용될 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, “프린터”란 용어는 디지털 복사기, 북마킹 기기, 팩시밀리 기기, 복합기 등과 같이 임의의 목적을 위해 프린트 출력 기능을 실시하는 임의의 장치를 포함한다.
본 발명에 개시된 소유성의 저점착 코팅은 임의의 적합한 잉크 (예를 들면, 수용성 잉크, 용매 잉크, UV 경화 잉크, 염료 승화 잉크, 고체 잉크 등)를 토출하기 위해 배열된 잉크젯 프린트헤드용 소유성의 저점착 프린트헤드 앞면 코팅으로서 채용될 수 있다. 본 발명에 개시된 소유성의 저점착 코팅으로 사용하기에 적합한 예시적인 잉크젯 프린트헤드는 도 2와 관련하여 기재되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 구현예에 따른 잉크젯 프린트헤드 (20)는 지지 버팀대 (22), 상기 지지 버팀대에 결합된 노즐판 (24) 및 소유성의 저점착 코팅 (26)과 같은 소유성의 저점착 코팅을 포함한다,
지지 버팀대 (22)는 스테인리스 스틸과 같은 임의의 적합한 물질로 형성되고, 그 내부에 정의된 구경 (22a)을 포함한다. 상기 구경 (22a)은 잉크 소오스 (도시되지 않음)와 연결될 수 있다. 상기 노즐판 (24)은 폴리이미드와 같은 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있고, 그 내부에 정의된 노즐 (24a)을 포함한다. 잉크 소오소로부터 잉크가 노즐 (24a)을 통해 프린트헤드 (20)로부터 기록 기재 위로 분사될 수 있도록 노즐(24a)은 구경 (22a)을 통해 잉크 소오스와 연결될 수 있다.
설명적인 구현예에서, 상기 노즐판 (24)은 사이에 낀 점착 물질 (28)에 의해 지지 버팀대 (22)에 결합된다. 상기 점착 물질 (28)은 결합 공정 동안 용융되어 노즐판 (24)이 지지 버팀대 (22)에 결합될 수 있도록 열가소성 점착제로서 제공될 수 있다. 전형적으로, 상기 노즐판 (24) 및 소유성의 저점착 코팅 (26)은 또한 결합 공정 동안 가열된다. 열가소성 점착제가 형성되는 물질에 따라, 결합 온도는 180℃ 내지 325℃의 범위 (또는 약 180℃ 내지 약 325℃의 범위)일 수 있다.
종래 소유성의 저점착 코팅은 전형적인 결합 공정 동안 마주치게 되는 온도, 또는 잉크젯 프린터헤드를 제조하는 동안 마주치게 되는 다른 고온, 고압 공정에 노출되면 파손되는 경향이 있다. 하지만, 본 발명에 개시된 소유성의 저점착 코팅 (26)은 결합 온도로 가열된 후에 잉크와 관련하여 충분한 (낮은 전락각에 의해 보여지는) 낮은 점착 및 높은 접촉각을 나타낸다. 따라서 상기 소유성의 저점착 코팅 (26)은 높은 흐름 압력을 가지는 자체 세정되고, 오염물이 제거된 잉크젯 프린트헤드 (20)를 제공할 수 있다. 소유성의 저점착 코팅 (26)이 상승 온도에 노출될 때 바람직한 표면 성질 (예를 들어, 낮은 전락각 및 높은 접촉각을 포함함)로 실질적인 파손에 저항하는 능력은 높은 흐름 압력을 유지하면서 자체 세정 능력을 가지는 잉크젯 프린트헤드가 고온 및 고압 공정을 사용하여 제조될 수 있도록 한다. 잉크젯 프린트헤드를 형성하기 위한 예시적인 공정은 도 2?5과 관련하여 기재된다.
도 3을 참조하면, 잉크젯 프린트헤드 (20)와 같은 잉크젯 프린트헤드는 기재 (32) 상에 소유성의 저점착 코팅 (26)과 같은 소유성의 저점착 코팅을 형성함으로써 형성될 수 있다. 상기 기재(32)는 폴리이미드와 같은 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있다.
한 구현예에서, 상기 소유성의 저점착 코팅 (26)은 전술한 바와 같이 적어도 하나의 이소시아네이트 및 적어도 하나의 퍼플루오로에테르 화합물을 포함하는 반응 혼합물을 초기에 적용함으로써 기재(32) 상에 형성될 수 있다. 반응 혼합물을 기재 (32)에 적용한 후, 반응물은 함께 반응하여 소유성의 저점착 코팅 (26)을 형성한다. 상기 반응물은 예를 들어 반응 혼합물을 경화함으로써 함께 반응할 수 있다. 한 구현예에서, 반응 혼합물은 약 30분 내지 2시간 동안 약 130℃의 온도에서 1차 경화되고, 이어서 약 30분 내지 2시간 동안 약 290℃에서 고온 포스트 경화된다.
한 구현예에서, 염료 압출 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 플로우 코팅, 스탬프 인쇄 및 블레이드 기술과 같은 임의의 적합한 방법을 이용하여 반응 혼합물을 기재 (32)에 적용할 수 있다. 에어 브러쉬 또는 자동화된 공기/액체 스프레이와 같은 공기 자동화 장치가 반응 혼합물을 스프레이 하기 위해 사용될 수 있다. 공기 자동화 장치는 균일한 (또는 실질적으로 균일한) 양의 반응 혼합물을 이용해 기재(32)의 표면을 덮도록 균일한 패턴으로 움직이는 자동화 왕복 기계 (reciprocator) 상에 설치될 수 있다. 닥터 블레이드를 사용하는 것은 반응 혼합물을 적용하기 위해 채용될 수 있는 또 다른 기술이다. 플로우 코팅에 있어서, 프로그램 할 수 있는 디스펜서가 반응 혼합물을 적용하기 위해 사용된다.
도 4를 참조하면, 기재 (32)는 점착 물질 (28)을 통해 구경 받침대 (22)에 결합되어, 도 5에 나타내는 구조가 얻어진다. 한 구현예에서 있어서, 상기 점착 물질 (28)은 기재(32)에 결합되기 전에 구경 받침대 (22)에 결합된다. 또 다른 구현예에 있어서, 상기 점착 물질 (28)은 구경 받침대 (22)에 결합되기 전에 기재 (32)에 결합된다. 또 다른 구현예에 있어서, 상기 점착 물질 (28)은 기재 (32) 및 구경 받침대(22)에 동시에 결합된다.
상기 점착 물질(28)이 열가소성 점착제로서 제공되는 구현예에서, 상기 점착 물질 (28)은 결합 온도 및 결합 압력에서 열가소성 점착제를 용융하고, 소유성의 저점착 코팅 (26)을 부여함으로써 상기 기재(32) 및 구경 받침대 (22)에 결합된다. 한 구현예에서, 상기 결합 온도는 적어도 약 290℃이다. 한 구현예에서, 상기 결합 온도는 적어도 약 310℃일 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 결합 온도는 적어도 약 325℃일 수 있다. 한 구현예에서, 상기 결합 압력은 적어도 약 100 psi이다. 한 구현예에서, 상기 결합 압력은 적어도 약 300 psi일 수 있다.
도 2에 도시한 것과 같이, 구경 받침대 (22)에 기재 (32)를 결합한 후, 상기 구경 받침대 (22)는 점착 물질 (28) 내부로 구경 (22a)을 확장하기 위한 하나 이상의 패터닝 공정을 실시하는 동안 마스크로서 사용될 수 있다. 구경 받침대 (22)는 또한 기재 (32)에 노즐 (24a)을 형성하기 위한 하나 이상의 패터닝 공정을 실시하는 동안 마스크로 사용되어서, 도 2에 도시한 바와 같이 노즐 판(24)을 형성할 수 있다. 노즐 (24a)을 형성하기 위해 사용된 하나 이상의 패터닝 공정은 또한 소유성의 저점착 코팅 (26) 내에서 노즐 개구부 (26a)를 형성하기 위해 이용될 수 있으며, 이때 상기 노즐 개구부 (26a)는 노즐 (24a)에 연결된다. 한 구현예에서, 상기 구경 (22a)은 레이저 제거 (ablation) 패터닝 공정 등에 의해 점착 물질 (28) 내부로 확장될 수 있다. 한 구현예에서, 상기 노즐 (24a) 및 노즐 개구부(26a) 는 레이저 제거 패터닝 공정 등에 의해 기재 (32) 및 소유성의 저점착 코팅 (26) 내에 각각 형성될 수 있다.
이제 구체적인 구현예가 상세히 개시될 것이다. 상기 실시예는 예시를 위한 것으로, 청구항은 이러한 구현예에 설명된 물질, 조건 또는 공정 매개변수로 한정되지 않는다.
도 1은 인쇄 작동 후 폴리테트라플루오로에틸렌 코팅을 가지는 프리트헤드 앞면의 노즐 영역에 걸쳐서 UV 겔 잉크가 오염된 것을 보여주는 사진이다,
도 2는 본 발명의 어떤 구현예에 따른 잉크젯 프린트헤드의 단면도이다.
도 3?5는 본 발명의 하나의 구현예에 따라 도 2에 나타낸 잉크젯 프린트헤드를 형성하기 위한 공정을 나타낸다.
도 6은 소유성의 저점착 코팅에 대한 온도 대 중량% 손실의 그래프를 나타낸다.
실시예
실시예 1
5.5g의 Fluorolink-D (Solvay-solexis사제), 1.5g의 Desmodur 3300, 1.0g의 Desmodur 3790 (Bayer사제), 0.05g의 RC 촉매 및 85 mL의 FCL 52 용매 (Cytonix사제)를 비이커에서 혼합하였다. 이 성분들을 25℃에서 30분 동안 교반한 다음, 드로우바 코터를 이용해 폴리이미드 기재 상에 코팅하였다. 상기 코팅은 오븐에서 30분 동안 130℃ 온도에서 1차 경화 처리하였다. 이어서, 상기 코팅을 노 (furnace)에서 실온에서 290℃ 까지 5℃/분의 속도로 승온한 다음, 30분 동안 290℃로 유지함으로써 2차 경화 처리하여, 코팅 (1)을 형성하였다. 코팅의 접촉각 및 전락각을 컴퓨터-조절 자동화 액체 증착 시스템, 컴퓨터-조절 틸팅 (tilting) 베이스 단위 (TBU90E) 및 컴퓨터-베이스 이미지 공정 시스템으로 이루어진 Dataphysic 사의 OCA20 배광측정기 (goniometer)로 측정하였다.
전형적인 정적인 접촉각 측정에 있어서, 약 5 마이크로리터의 헥사데칸 또는 약 3 마이크로리터의 UV 잉크 (80℃의 전형적인 잉크 분사 온도에서), 및 1 마이크로리터 고체 잉크 (115℃의 전형적인 잉크 분사 온도에서)를 상기 코팅의 표면 상에 부드럽게 증착하였고, 정적인 각은 컴퓨터 소프트웨어 (SCA20)에 의해 측정하였으며, 각각 기록된 데이터는 평균 >5의 독립적 치수를 가진다.
틸팅 베이스 단위 TBU90E를 사용하여, 헥산, UV 잉크 (80℃의 전형적인 잉크 분사 온도에서) 및 고체 잉크 (115℃의 전형적인 잉크 분사 온도에서)에 대해 약 10 마이크로리터 액적을 이용하여 1o/sec 속도에서 베이스 단위를 기울임으로써 (by tilting), 전락각 측정을 수행하였다. 상기 전락각은 잔여물 또는 오염을 남기지 않고 테스트 액적 (헥산, UV 잉크 또는 고체 잉크)이 코팅된 폴리아미드 기재를 흘러내리기 시작하는 코팅된 폴리이미드 기재의 틸팅 각으로 정의된다.
하기 표 1은 실시예 1에 따라 제조된 코팅에 대한 접촉각 및 전락각을 요약한 것이다.
코팅 고체 잉크
접촉각 (전락각)		 UV 잉크
접촉각 (전락각)		 헥사데칸
접촉각 (전락각)
1 78.3o (2.0o) 61.0o (4.0o) 68.1o (7o)
실시예 2
4.5g의 Fluorolink-D (Solvay-solexis사제), 1.5g의 Desmodur 3300, 1.0g의 Desmodur 3790 (Bayer사제), 0.05g의 RC 촉매 및 85 mL의 FCL 52 용매 (Cytonix사제)를 비이커에서 혼합하였다. 이 성분들을 25℃에서 30분 동안 교반한 다음, 드로우바 코터를 이용해 폴리이미드 기재 상에 코팅하였다. 실시예 1에 기재된 제1 및 제2 경화 처리를 코팅에 대해 실시하여, 코팅 (2)을 형성하였다. 코팅막의 접촉각 및 전락각을 실시예 1에서 기재된 순서를 이용하여 측정하였다. 하기 표 2는 실시예 2에 따라 제조된 코팅에 대한 접촉각 및 전락각을 요약한 것이다.
코팅 고체 잉크
접촉각 (전락각)		 UV 잉크
접촉각 (전락각)		 헥사데칸
접촉각 (전락각)
2 76.0o (3.0o) 62.3o (7.0o) 67.0o(7.5o)
실시예 3
6.5g의 Fluorolink-D (Solvay-solexis사제), 1.5g의 Desmodur 3300, 1.0g의 Desmodur 3790 (Bayer사제), 0.05g의 RC 촉매 및 85 mL의 FCL 52 용매 (Cytonix사제)를 비이커에서 혼합하였다. 이 성분들을 25℃에서 30분 동안 교반한 다음, 드로우바 코터를 이용해 폴리이미드 기재 상에 코팅하였다. 실시예 1에 기재된 제1 및 제2 경화 처리를 코팅에 대해 실시하여, 코팅 (3)을 형성하였다. 코팅막의 접촉각 및 전락각을 실시예 1에서 기재된 순서를 이용하여 측정하였다. 하기 표 3은 실시예 3에 따라 제조된 코팅에 대한 접촉각 및 전락각을 요약한 것이다.
코팅 고체 잉크
접촉각 (전락각)		 UV 잉크
접촉각 (전락각)		 헥사데칸
접촉각 (전락각)
3 72.0o (2.0o) 61.8o (9.5o) 66.0o (9.0o)
실시예 4
실시예 4에서, 코팅 (4)은 실시예 1에 개시된 순서에 따라서 제조하였다. 코팅 (5)는 실시예 2에 개시된 순서에 따라 제조하였고, 코팅 (6)은 실시예 3에 개시된 순서에 따라서 제조하였다. 하지만, 코팅 (4), (5) 및 (6)은 실시예 1에 개시된 제1 경화 처리만을 실시하였다. 코팅 (4), (5) 및 (6)의 표면 성질은 실시예 1에 개시된 순서에 따른 접촉각 측정법에 의해 측정하였다. 하기 표 4는 실시예 4에 따라 제조된 코팅에 대한 접촉각 및 전락각을 요약한 것이다.
코팅 고체 잉크
접촉각 (전락각)		 UV 잉크
접촉각 (전락각)		 헥사데칸
접촉각 (전락각)
4 82.6o (7.6o) 62.7o (10.3o) 68.1o (7.8o)
5 80.1o (8.5o) 59.7o (11.3o) 66.1o (8.3o)
6 79.5o (6.3o) 60.1o (8.9o) 65.7o (9.3o)
실시예 5 ( 비교예 )
스테인리스 스틸 프린트헤드를 미국특허 공보 제5,867,189에 개시된 공정을 사용하여 제조하였다. 구경판을 E-빔 스퍼터링 기술을 이용하여 PFA로 코팅하여 코팅 (7)을 형성하였다. 코팅 (7)의 접촉각 및 전락각을 실시예 1의 순서에 따라 측정하였고, 데이터를 표 5에 요약하였다. 비교적 코팅 (7)에 대한 접촉각은 코팅 (1?3)의 것과 유사하다; 하지만, 코팅 (7)에 대한 전락각은 코팅 (1) 내지 코팅 (3)의 전락각보다 현저하게 크다. 낮은 전락각은 잉크 액적과 코팅제 표면 간의 낮은 접촉각으로 전환되는 반면에, 높은 전락각은 잉크 액적과 코팅제 표면 간의 높은 접촉각으로 전환된다.
코팅 고체
접촉각 (전락각)		 UV 잉크
접촉각 (전락각)
7 (PFA) 85.0o (?70o) 63.0o (흘러내려 잉크 잔여물을 남김)
실시예 6
이틀 동안 140℃에서 용융된 시안, 마젠타, 노랑 및 검정 잉크의 혼합물 내에 코팅 (1) 및 코팅 (4)을 스며들게 함으로써 잉크 에이징 실험을 수행하였다. 접촉각 및 전락각은 잉크의 에이징 전 및 후에 모두 측정하였다. 접촉각 및 전락각 데이터는 표 6에 요약하였다. 데이터는 실시예 1의 방법을 이용해 제조된 코팅이 잉크 에이징에 대해 더 강하다는 것을 보여준다. 실시예 1에서, 코팅 (1)은 30분 내지 2시간 동안 290℃에서 포스트-경화하는 반면에 코팅 (4)은 단지 30분 동안 130℃로 경화되었다.
코팅 고체 잉크
접촉각 (전락각)
T=0 T= 2일
1 78.3o (2.0o) 73.5o (6.7o)
4 82.6o (7.6o) 68.7o (28.5o, 비드를 남김)
실시예 7
TGA (Thermogravimetric analysis)를 코팅 (1) 및 (4)에 대해 수행하였다. 코팅 (1) 및 (4)를 칭량하여 산정된 (tared) 플래티넘 팬 내에 넣고, TA TGA Q500 기구를 이용한 산화 (공기) 분위기에서 테스트하였다. 샘플은 10분 동안 45℃에서 평형화시킨 후, 25ml/min의 기류하에서 분당 10℃로 가열하였다. 온도 대 무게 손실의 프로파일을 기록하였으며, 도 6에 예시된 그래프 내에 나타나있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 코팅 (1)은 30℃?300℃ 사이에서 중량 손실이 단지 2%이며, 315℃의 분해 개시 온도를 갖는다. 이것은 코팅 (1)이 우수한 열적으로 안정한을 갖는 것은 나타내었다. 이에 반해, 코팅 (4)은 30℃?300℃ 사이에서 중량 손실이 47%이며, 200℃의 분해 개시 온도를 가져, 빈약한 열 안정성을 나타내었다.
실시예 8
프린트헤드 제조의 점착 결합 단계를 시뮬레이션하는 오프라인 테스트에서, 코팅 (1) 및 (4)은 고압 및 고온 결합 단계, 예를 들면 30분 동안 300 psi에서 290℃로 수행하였다. 점착각 및 전락각은 결합 단계 전 및 후에 측정하였다. 접촉각 및 전락각 데이터는 표 7에 요약되어 있다. 코팅 (1)의 접촉각 및 전락각은 불변하지 않는 것에 반하여, 코팅 (4)에서 분해가 관찰되었다.
코팅
 고체 잉크
접촉각 (전락각)
결합 전 결합 후
1 78.3°(2.0°) 78.2°(3.1°)
4 82.6°(7.6°) 63.0°(~ 40°, 비드를 남김)
실시예 9 (본 발명에 개시된 구현예에 따라 소유성의 저점착 코팅을 사용하는 프린트헤드의 제조)
먼저, 레이저 제거 기술을 사용하여, 실시예 1의 코팅 (1)과 같이 저점착 코팅이 코팅된 폴리이미드막 위에 노즐의 배열을 제작하였다. 이어서, 폴리이미드막을 스테인리스 스틸 구경 버팀대에 정렬하고, 30분 동안 300 psi 하에서 290℃에서 고온 점착제를 사용하여 그 위로 결합하였다. 그 다음, 저점착 코팅인 코팅 (1)을 가지는 구경 판을 포함하는 결과물인 구경 조립체를 분사 스택 / PZT 조립체 및 다양체 (manifold)에 부착하고, 결합하여 프린트헤드를 얻었다. 결과물인 프린트헤드의 앞면은 코팅 (1)의 경우와 동일한 표면 성질을 나타낸다.

Claims (6)

  1. 잉크젯 프린트헤드 앞면용 코팅으로서,
    상기 코팅은 소유성의 저점착 코팅을 포함하며,
    상기 자외선 (UV) 겔 잉크의 액적 또는 고체 잉크의 액적은 상기 코팅이 적어도 30분 동안 적어도 200℃의 온도에 노출된 후에, 코팅 표면에 대해 30o 이하의 전락각을 나타내는 코팅.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소유성의 저점착 코팅은 제1 이소시아네이트 화합물; 및 히드록실 기능기화된 플루오로-가교결합 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 수소화된 MDI, 테트라메틸 자일렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 비스(4-이소시아나토시클로헥실)메탄, 하나 이상의 HDI, IPDI, TDI 및 MDI의 모노머성 디이소시아네이트의 우레티디온 다이머, 하나 이상의 HDI, IPDI 및 TDI의 모노머성 디이소시아네이트의 시클로 트리머화 이소시아네이트, 이소시아네이트 (-NCO) 작용기를 함유하는 적합한 올리고머, 폴리머 또는 코폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 코팅.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 히드록실 기능기화된 플루오로-가교결합 물질은 적어도 하나의 디히드록시 퍼플루오로폴리에테르 화합물을 포함하는 코팅.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 소유성의 저점착 코팅은 상기 제1 시아네이트 화합물과 상이한 제2 시아네이트 화합물을 더 포함하는 코팅.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 시아네이트 화합물은 디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 톨루엔 디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 수소화된 MDI, 테트라메틸 자일렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시네이트, 시클로헥실렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 비스(4-이소시아나토시클로헥실)메탄, 하나 이상의 HDI, IPDI, TDI 및 MDI의 모노머성 디이소시아네이트의 우레티디온 다이머, 하나 이상의 HDI, IPDI 및 TDI의 모노머성 디이소시아네이트의 시클로 트리머화 이소시아네이트, 이소시아네이트 (-NCO) 작용기를 함유하는 적합한 올리고머, 폴리머 또는 코폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 코팅.
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