KR20160061257A - Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating - Google Patents

Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating Download PDF

Info

Publication number
KR20160061257A
KR20160061257A KR1020150157593A KR20150157593A KR20160061257A KR 20160061257 A KR20160061257 A KR 20160061257A KR 1020150157593 A KR1020150157593 A KR 1020150157593A KR 20150157593 A KR20150157593 A KR 20150157593A KR 20160061257 A KR20160061257 A KR 20160061257A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
fluoroelastomer
ink
independently
printhead
Prior art date
Application number
KR1020150157593A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102286377B1 (en
Inventor
카눈고 만다키니
샘비 바룬
걸바시 데이비드
바데샤 산토크
켈리 메튜
미셸 걸빈 피터
Original Assignee
제록스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/550,432 external-priority patent/US9353291B1/en
Application filed by 제록스 코포레이션 filed Critical 제록스 코포레이션
Publication of KR20160061257A publication Critical patent/KR20160061257A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102286377B1 publication Critical patent/KR102286377B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/10Block or graft copolymers containing polysiloxane sequences
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1606Coating the nozzle area or the ink chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • C09D7/125

Abstract

According to the present invention, an inkjet print head comprises a front surface having a polymeric coating including an oleophobic graft polymer. The polymer includes a cross-linked fluorine elastomer and a perfluorinated fluorosilicone grafted to the cross-linked fluorine elastomer. The polymeric coating has an ink contact angle of at least 45 degrees and a slip angle of less than 35 degrees. The coating or film of the oleophobic graft polymer has excellent thermal stability.

Description

불소실리콘 소유성 저접착 항-습윤 코팅물{FLUOROSILICONE OLEOPHOBIC LOW ADHESION ANTI-WETTING COATING}FLUOROSILICONE OLEOPHOBIC LOW ADHESION ANTI-WETTING COATING < RTI ID = 0.0 >

본원에 개시된 실시태양들은 인쇄 장치 요소에 적용되는 코팅물에 관한 것이다. 특히, 본원에 개시된 실시태양들은 프린트헤드 정면에 적용될 수 있는 소유성 항-습윤코팅물에 관한 것이다.Embodiments disclosed herein relate to coatings applied to printing device elements. In particular, the embodiments disclosed herein relate to an oleophobic, anti-wetting coating that can be applied to the front of a printhead.

전형적인 고체 잉크 프린트헤드 구조에서, 프린터는 잉크를 제트스택으로부터 토출시키는 제트 배열이 있는 노즐 플레이트를 가진다. 일부 프린트헤드 시스템에서, 노즐 플레이트 및 제트스택은 스테인레스 강재의 플레이트들로 구성되지만, 최근 이러한 부품들은 유연성 중합체 층들 예컨대 폴리이미드로 대체되고 있다일부 경우에는, 폴리이미드 필름은 스테인레스 강재의 개구 플레이트와 결합되는 항-습윤코팅물로 처리된 후, 레이저로 폴리이미드 필름에 개구들 배열을 융삭한다. In a typical solid ink printhead structure, the printer has a nozzle plate with a jet arrangement to eject ink from the jet stack. In some printhead systems, the nozzle plate and jet stack are composed of plates of stainless steel, but recently these components have been replaced by flexible polymeric layers such as polyimide. In some cases, the polyimide film may be combined with an open plate of stainless steel Wet coating, and then the array of openings is ground in the polyimide film with a laser.

노즐들의 과다분출 (drooling), 프린트헤드 정면에서 잉크의 습윤화 및 부착으로 분사 누락 및 오방향이 초래되어 불량한 이미지 품질로 이어진다. 프린트헤드 내압이 특정압을 초과할 때 노즐들 과다분출로 잉크가 떨어진다. 노즐들이 잉크를 흘리지 않고 고압을 유지할 수 있다면 성능이 개선된다. 인쇄 후 프린트헤드 정면이 젖어있는 경우 습윤화가 발생된다. 프린트헤드에 잔류하는 이러한 잉크는 노즐들을 막아 노즐들 누락 및 오방향 인쇄로 이어진다. 도 1은 이러한 오염된 프린트헤드의 사진을 제시한 것이다.Drooling of the nozzles, wetting and attachment of the ink at the front of the printhead, resulting in missed ejection and misdirection leading to poor image quality. When the pressure inside the print head exceeds a certain pressure, the ink drops due to overdischarge of the nozzles. Performance can be improved if the nozzles can maintain high pressure without spilling ink. Wetting occurs when the front of the printhead is wet after printing. This ink remaining on the print head blocks the nozzles leading to missing nozzles and printing in the wrong direction. Figure 1 shows a photograph of this contaminated printhead.

이러한 문제들을 해결하는 하나의 방법은 능동 세척 블레이드 시스템을 적용하는 것이다. 본 시스템은 프린트헤드로부터 잉크를 퍼징시킨 후 와이퍼 블레이드로 정면의 잉크를 닦아낸다. 잉크 퍼징은 전형적으로 시스템이 분사 누락을 검출하고 전원이 차단된 후 잉크가 동결되거나 고화, 수축되고 공기가 시스템으로 유입될 때 일어난다. 잉크 퍼징으로 오염물, 포획 공기를 제거하고 노즐들을 세척한 후, 와이퍼들은 정면을 닦아낸다.One way to solve these problems is to apply an active cleaning blade system. The system purges the ink from the printhead and then wipes the ink from the front with a wiper blade. Ink purging typically occurs when the system detects a missed shot and the ink freezes, solidifies, or shrinks after the power is turned off and air enters the system. After removing the contaminants, trapped air, and cleaning the nozzles with ink purging, the wipers wipe the front.

와이퍼 블레이드 시스템과 관련되어, 다양한 항-습윤성 코팅물이 사용되어 성능을 개선시킨다. 현재 코팅물은, 양호한 열적 및 잉크 안정성을 가지지만, 원하는 정도로는, 특히 와이퍼 블레이드 시스템과 연관되어 사용될 때 이러한 코팅물에 요구되는 기계적 견고성을 가지지 않는다. 프린트헤드 제조 조건들에서 코팅물 안정성으로 인한 다른 문제들이 발생된다.In connection with wiper blade systems, a variety of anti-wetting coatings are used to improve performance. Current coatings have good thermal and ink stability, but do not have the mechanical robustness desired for such coatings, especially when used in connection with wiper blade systems. Other problems arise due to coating stability in printhead manufacturing conditions.

도 1은 오염된 프린트헤드 정면 사진이다.
도 2는 프린트헤드 조립체 측면도이다.
도 3은 본원에 개시된 실시태양들에 의한 도 2의 프린트헤드 조립체 제조공정에서 중간 구조체의 측면도이다.
도 4는 본원에 개시된 실시태양들에 의한 도 2의 프린트헤드 조립체 제조공정에서 다른 중간 구조체의 측면도이다.
도 5는 본원에 개시된 실시태양들에 의한 도 2의 프린트헤드 조립체 제조공정에서 또 다른 중간 구조체의 측면도이다.
도 6은 그라프트 합성경로를 나타낸 것이다.
도 7은 본원에 개시된 실시태양들에 의한 예시적 소유성 그라프트 중합체의 열중량분석 (TGA) 프로파일을 나타낸 것이다. TGA 분석에 의하면 코팅물은 약 330 ℃까지 중량 손실 없이 열적으로 안정하다.
Figure 1 is a front view of a contaminated printhead.
2 is a side view of the printhead assembly.
Figure 3 is a side view of an intermediate structure in the printhead assembly manufacturing process of Figure 2 according to the embodiments disclosed herein.
Figure 4 is a side view of another intermediate structure in the printhead assembly manufacturing process of Figure 2 in accordance with the embodiments disclosed herein.
Figure 5 is a side view of yet another intermediate structure in the printhead assembly manufacturing process of Figure 2 in accordance with the embodiments disclosed herein.
6 shows the graft synthesis path.
Figure 7 shows a thermogravimetric analysis (TGA) profile of an exemplary oleophilic graft polymer according to embodiments disclosed herein. According to TGA analysis, the coating is thermally stable to about 330 ° C without weight loss.

본원에 개시된 실시태양들은 가교화 불소탄성체를 과불화불소실리콘 (perfluorofluorosilicone)과 그라프트 하여 제조된 소유성 그라프트 중합체 기재의 열적으로 안정한, 기계적으로 견고한, 저접착 코팅물을 제공한다. 소유성 그라프트 중합체는 폴리우레탄 기재의 코팅물에 대하여 바람직한 및/또는 보완적 화합 특성을 보인다. 실시태양들에서, 코팅물로서 적용되는 소유성 그라프트 중합체는 프린트헤드 정면에 코팅물이 도포되는 고정밀 (HD) 피에조 프린트헤드 분야에 특히 유용하다. 본원에 개시된 소유성 그라프트 중합체의 코팅물 또는 필름은 높은 잉크 접촉각 45 도 이상 및 낮은 미끄러짐 각 35 도 미만을 보이고 우수한 열적 안정성을 가진다. Embodiments disclosed herein provide thermally stable, mechanically robust, low adhesion coatings based on oleophobic grafted polymers made by crosslinking crosslinked fluoroelastomers with perfluorofluorosilicone and grafting. The oleophilic graft polymers exhibit desirable and / or complementary combination properties for polyurethane based coatings. In embodiments, oleophobic graft polymers that are applied as coatings are particularly useful in high definition (HD) piezo printhead applications where the coating is applied to the front of the printhead. The coating or film of the oleophobic graft polymer disclosed herein exhibits a high ink contact angle of 45 degrees or more and a low slip angle of less than 35 degrees and has excellent thermal stability.

또한, 이러한 코팅물은 290 ℃ 초과 온도에서 최소 두께 및 중량 손실을 보여, 엄격한 프린트헤드 조립 조건들에서 사용하기에 적합하다. 본원에 개시된 소유성 그라프트 중합체를 적용하는 코팅물은 견고하고 용융 잉크에서 2 일 동안 약 140 ℃로 연속 노출되어도 품질수명이 길다. 소유성 그라프트 중합체 코팅물은 고체 잉크, 안료화 잉크 및 UV 잉크에 적용될 수 있고, 높은 과다분출 압력에서 양호한 성능을 보이고 용이한 세척 및 자가-세척 특성을 가진다. 마지막으로, 소유성 그라프트 중합체는 간단한 코팅 기술 예컨대 흐름 코팅 방식, 다이 압출 코팅, 스핀 코팅, 드로우 바 코팅, 슬롯-다이 코팅으로 필요한 코팅물로 형성되어, 프린트헤드 제조에 유리하다. 이러한 그리고 기타 이점들은 본 분야의 기술자들에게 명백할 것이다. In addition, such coatings exhibit minimal thickness and weight loss at temperatures above 290 DEG C and are suitable for use in stringent printhead assembly conditions. Coatings employing the oleophobic graft polymers disclosed herein are rigid and have a long quality life even with continuous exposure to melt at about < RTI ID = 0.0 > 140 C < / RTI > Often grafted polymer coatings can be applied to solid ink, pigmented ink, and UV ink, show good performance at high overspray pressures, and have easy cleaning and self-cleaning properties. Finally, the oleophobic graft polymers are formed with the coatings required by simple coating techniques such as flow coating, die extrusion coating, spin coating, draw bar coating, slot-die coating and are advantageous for printhead manufacture. These and other advantages will be apparent to those skilled in the art.

일부 실시태양들에서, 코팅물은 소유성 그라프트 중합체로 이루어지고, 이는 아미노실란 가교제로 가교되는 불소탄성체 및 가교화 불소탄성체에 그라프트된 불소실리콘 세그먼트 불소실리콘을 가진다.In some embodiments, the coating is comprised of an oleophobic graft polymer, which has a fluorine elastomer crosslinked with an aminosilane crosslinker and a fluorine silicone segment fluorosilicone grafted onto a crosslinked fluoroelastomer.

그라프트 중합체와 연관되어 본원에서 사용되는, 용어 “소유성”이란, 오일, 탄화수소, 더욱 일반적으로는 유기화합물, 특히 비-극성 유기화합물을 배척하는 그라프트 중합체 물성을 의미한다. 소유성은 용매-기재, 고체 잉크젯 기재, 및 기타 안료화 및 UV 경화성 잉크 조성물에 의한 젖음을 배척하는 항-습윤특성을 부여한다. 소유성은 코팅물에 양호한 접촉각 및 미끄러짐 각 특성을 제공하여 높은 과다분출 (drool) 압력에서도 성능이 발휘된다.As used herein in connection with graft polymers, the term " oleophobic " refers to graft polymer properties that reject oil, hydrocarbons, and more generally organic compounds, particularly non-polar organic compounds. The oleophobicity imparts anti-wetting properties that exclude wetting by solvent-based, solid ink jet based, and other pigmented and UV curable ink compositions. Owingness provides good contact angle and slip angle properties to the coating, and performance is exerted at high excess drool pressures.

본원에서 사용되는, 용어 “그라프트 중합체”는 2 이상의 예비 중합체들의 화학적 결합체을 언급하는 것이다. 그라프트는 중합체 가교 형태로 보인다. 예를들면, 본원에 개시된 그라프트 중합체는 예비 불소탄성체와 예비 불소실리콘의 반응으로 제조될 수 있고, 불소실리콘은 불소탄성체와 그라프트 공유 결합할 수 있는 관능기를 가진다. 임의선택적으로 아미노실란 가교제는 불소탄성체 및 불소실리콘을 공유 결합한다. 실시태양들에서, 불소탄성체를 가교시키는 가교제는 불소실리콘을 결합하는 그라프트 부착점을 제공하는 이중 역할을 수행한다.As used herein, the term " graft polymer " refers to a chemical combination of two or more prepolymers. Grafts appear to be in polymeric crosslinked form. For example, the graft polymers disclosed herein can be prepared by the reaction of a pre-fluoroelastomer with a pre-fluoro silicone, and the fluoro silicone has a functional group capable of graft covalently bonding with the fluoroelastomer. Optionally, the aminosilane crosslinker covalently bonds the fluoroelastomer and the fluorosilicone. In embodiments, the crosslinking agent that crosslinks the fluoroelastomer performs a dual role in providing a graft attachment point that bonds the fluorine silicone.

본원에서 사용되는, 용어 “불소탄성체”란 일반적으로 탄성체로 구분되고 상당 정도의 불소를 함유하는임의의 재료를 의미한다. 불소탄성체는 높은 열적 안정성, 불연성, 및 내부식성의 불소-함유 고무유사 합성 중합체들 전형적으로 공-중합체들/삼원 혼성중합체들이다. 실시태양들에서, 불소탄성체 (FE)는 적어도 약 65 퍼센트의 불소를 함유한다. 실시태양들에서 불소 함량은 약 50 내지 약 90 퍼센트, 또는 약 60 내지 거의 100 퍼센트이다. 예시적인 상업적 불소탄성체는 일반적으로 불소 함량이 약 66 내지 약 70 퍼센트이다.As used herein, the term " fluoroelastomer " refers to any material that is generally divided into elastomers and contains a significant amount of fluorine. Fluorine elastomers are high thermal stability, nonflammable, and corrosion resistant fluorine-containing rubber-like synthetic polymers, typically co-polymers / ternary interpolymers. In embodiments, the fluoroelastomer (FE) contains at least about 65 percent fluorine. In embodiments, the fluorine content is from about 50 to about 90 percent, or from about 60 to about 100 percent. Exemplary commercial fluorine elastomers generally have a fluorine content of from about 66 to about 70 percent.

현재 알려지고 입수 가능한 불소탄성체는 불화비닐리덴 및 육불화프로필렌의 공중합체들, 불화비닐리덴, 육불화프로필렌 및 사불화에틸렌의 삼원혼성중합체들, 및 프로필렌 및 사불화에틸렌의 교대 공중합체들을 포함한다. 이러한 불소탄성체는 VITON™ (Dupont), DYNEON™ (3M), FLUOREL™ (3M), AFLAS™ (3M), 및 TECNOFLON™ (Solvay Solexis) 제품 등급으로 상업적으로 입수된다. 이러한 불소탄성체는 우수한 내용매성 및 내유성을 보이고 또한 상응되는 비-불화 탄성체와 비교하여 상대적으로 높은 온도 저항성을 가진다. 실시태양들에서, 불소탄성체 (FE)는 불화비닐리덴, 사불화에틸렌, 육불화프로필렌, 과불화메틸비닐에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 단량체 단위를 포함한 중합체이다. 일부 이러한 실시태양들에서, 불소탄성체는 불화비닐리덴, 사불화에틸렌, 및 육불화프로필렌의 삼원혼성중합체이다.Currently known and available fluoroelastomers include copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, ternary copolymers of vinylidene fluoride, propylene hexafluoride and tetrafluoroethylene, and alternating copolymers of propylene and tetrafluoroethylene . These fluoroelastomers are commercially available under the VITON (TM) (Dupont), DYNEON (TM), FLUOREL (TM) (3M), AFLAS (TM) (3M), and TECNOFLON (TM) (Solvay Solexis) product grades. Such fluoroelastomers exhibit excellent solvent resistance and oil resistance and also have a relatively high temperature resistance in comparison with the corresponding non-fluoroelastomers. In embodiments, the fluoroelastomer (FE) is a polymer comprising monomer units selected from the group consisting of vinylidene fluoride, ethylene tetrafluoride, propylene hexafluoride, perfluorinated methyl vinyl ether, and combinations thereof. In some of these embodiments, the fluoroelastomer is a ternary copolymer of vinylidene fluoride, ethylene tetrafluoride, and propylene hexafluoride.

실시태양들에서, 불소탄성체 (FE)의 분자량은 겔침투크로마토그래피로 측정될 때 약 50,000 내지 약 70,000 달톤이다. 실시태양들에서 불소탄성체는 인장강도에 기초하여 선택된다. 일부 이러한 실시태양들에서, 불소탄성체의 인장강도는 표준 ASTM D412C에 의거하여 측정될 때 약 15 mPa 내지 약 25 mPa, 또는 약 20 내지 약 25 mPa, 또는 약 22 mPa 내지 약 25 mPa이다. 실시태양들에서, 불소탄성체는 본원에 개시된 가교 화학에 관여할 수 있는 능력에 따라 선택된다. In embodiments, the molecular weight of the fluoroelastomer (FE) is from about 50,000 to about 70,000 daltons as measured by gel permeation chromatography. In embodiments, the fluoroelastomer is selected based on the tensile strength. In some such embodiments, the tensile strength of the fluoroelastomer is from about 15 mPa to about 25 mPa, or from about 20 mPa to about 25 mPa, or from about 22 mPa to about 25 mPa, as measured according to standard ASTM D412C. In embodiments, fluoroelastomers are selected according to their ability to participate in the crosslinking chemistry disclosed herein.

본원에서 사용되는, 불소실리콘은 상당 정도의 불소 치환체를 가지는 실리콘 중합체를 언급하는 것이고, 임의의 불화 올리고머, 동종중합체, 또는 공중합체일 수 있다. 불소실리콘은 불소탄성체와 상용되는 화학적 안정성을 보이고 유사한 특성을 보인다. 실시태양들에서, 불소실리콘은 알콕시실란-말단 실리콘이고 평균 분자량은 약 10 달톤 내지 약 10,000 달톤이다. 불소실리콘은 불소탄성체와 유사한 용매 배척 특성을 가지면서도 실라놀과의 결합 능력을 가지는 것에서 선택된다. 또한, 불소실리콘 성분은 소유성 그라프트 중합체에 양호한 내마모성을 제공하도록 선택된다. 내마모성은 사용 도중 계속하여 코팅물과 접촉하는 와이퍼 블레이드를 이용하는 프린트헤드 시스템에서 특히 유용하다.As used herein, fluorine silicon refers to silicone polymers having substantial degrees of fluorine substituents and may be any fluorinated oligomers, homopolymers, or copolymers. Fluorosilicone shows comparable chemical stability and compatibility with fluoroelastomers. In embodiments, the fluorine silicon is an alkoxysilane-terminated silicone and the average molecular weight is from about 10 daltons to about 10,000 daltons. Fluorine silicon is selected from those having solvent refining properties similar to fluoroelastomers, but capable of bonding with silanol. The fluorine silicone component is also selected to provide good abrasion resistance to the oleophilic graft polymer. Abrasion resistance is particularly useful in printhead systems that use wiper blades that continue to contact the coating during use.

비유사 중합체들은 아미노실란 가교제에 있는 아민 또는 트리메톡시 관능기와 유사한 이러한 중합체의 관능기를 이용하여 가교 방법으로 불소탄성체에 한정된 함량이 결합될 수 있다. 하나의 실시태양에서, 불소탄성체는 아미노실란을 가지는 알콕시-말단의 불소실리콘과의 반응으로 졸 겔 형성된 상호 침입 망상을 연장한다. 이러한 그라프트에 활용되는 불소실리콘 세그먼트는 다음과 같다.The non-pseudopolymer may be combined with a content limited to the fluoroelastomer by a crosslinking method using functional groups of such polymers similar to the amine or trimethoxy functional groups in the aminosilane crosslinking agent. In one embodiment, the fluoroelastomers extend sologelated interpenetrating networks by reaction with alkoxy-terminated fluorine silicon having aminosilanes. The fluorine silicon segments used in these grafts are as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

말단 알콕시실란기들은 본원에 개시된 실시태양들에 의한 하류 그라프트 화학구조를 위한 화학적 부위를 제공한다. 알콕시실란기의 그라프트 화학구조는 수산기를 가지는 물질, 예컨대 유기 알코올 또는 실라놀로 달성된다. 실라놀 결합제는 실록산 생성물 (Si-O-Si), 예컨대 본원에 개시된 소유성 그라프트 중합체를 제공한다. 식 II 화합물에 적용되는 링커 (L)는 불화 알킬, 예컨대 과불화 알킬을 포함하는 임의의 치환 또는 미치환 C1-C6 알킬로 구성된다. 또한 링커 L는 말단 산소에서 불소실리콘 주사슬, 또는 일부 실시태양들에서, 말단 실리콘 또는 말단 탄소원자에 부착되는 임의의 경쟁적 유기 관능기를 더욱 포함한다. 부착되는 링커 L의 비-제한적 관능기들은 실란 예컨대 알콕시 실란 및/또는 클로로실란; 실라놀; 카르복실산; 아민; 카르바메이트; 에스테르; 에테르; 및 기타를 포함한다. The terminal alkoxysilane groups provide chemical moieties for the downstream Graft chemistry by the embodiments disclosed herein. The graft chemical structure of the alkoxysilane group is achieved with a material having a hydroxyl group, such as an organic alcohol or silanol. Silanol binders provide siloxane products (Si-O-Si), such as the olefinic graft polymers described herein. Linker (L) applied to Formula II compounds consists of any substituted or unsubstituted C 1 -C 6 alkyl, including alkyl fluorides, such as perfluorinated alkyl. The linker L further comprises a fluorine silicon backbone at the terminal oxygen, or, in some embodiments, any competitive organic functionalities attached to the terminal silicon or terminal carbon atom. Non-limiting functionalities of attached linker L include silanes such as alkoxysilanes and / or chlorosilanes; Silanol; Carboxylic acid; Amine; Carbamates; ester; ether; And others.

알콕시실란 잔기 (Si(OR)3)의 R 기들은 동일하거나 다를 수 있다. R은 불소로의 치환을 포함한 치환 가능한 메틸, 에틸, n-프로필, 또는 이소프로필을 포함한다. R은 또한 수소이다. 일부 실시태양들에서, R은 그라프트 화학구조 제조에서 가수분해 단계 후 수소이다. 식 II에서, m, n, 및 o는 상기된 바와 같이 목표 분자량에 기초하여 선택되는 정수이다. 실시태양들에서, m 및 o는 2 내지 8인 정수이다. 실시태양들에서, n은 2 내지 4인 정수이다. The R groups of the alkoxysilane moiety (Si (OR) 3 ) may be the same or different. R includes substituted methyl, ethyl, n-propyl, or isopropyl including substitution with fluorine. R is also hydrogen. In some embodiments, R is hydrogen after the hydrolysis step in preparing the grafted chemical structure. In formula II, m, n, and o are integers that are selected based on the target molecular weight, as described above. In embodiments, m and o are integers from 2 to 8. In embodiments, n is an integer from 2 to 4.

본원의 실시태양들에서, 본원에 개시된 소유성 그라프트 중합체는 식 II의 화합물이다:In embodiments herein, the oleophilic graft polymer described herein is a compound of formula II:

Figure pat00002
Figure pat00002

IIII

식 중 FE는 불소탄성체이고,        Wherein FE is a fluoroelastomer,

FS는 불소실리콘이고,        FS is fluorine silicon,

L은 링커이고,        L is a linker,

m, n, 및 o는 독립적으로 1 내지 10인 정수이고;         m, n, and o are independently integers from 1 to 10;

R1 및 R2 각각은 독립적으로 선택적으로 불화된 C1-C6 알킬이고, Each of R 1 and R 2 is independently optionally fluorinated C 1 -C 6 alkyl,

R3 및 R4 는 독립적으로 선택적으로 불화된 C1-C6 알킬 또는 선택적으로 불화된 C1-C6 알콕시이다. 실시태양들에서, m 및 o는 독립적으로 3 내지 8인 정수이고 n은 1 내지 10인 정수이다. 실시태양들에서, 상기된 바와 같이 링커 L는 불소실리콘의 말단 수산기와 공유 결합 가능한 관능기 말단을 가지는 C1-C6 알킬을 포함한다.R 3 and R 4 are independently optionally fluorinated C 1 -C 6 alkyl or optionally fluorinated C 1 -C 6 alkoxy. In embodiments, m and o are independently integers of from 3 to 8 and n is an integer of from 1 to 10. In embodiments, as described above, linker L comprises C 1 -C 6 alkyl having a functional group end capable of covalently bonding to the terminal hydroxyl group of fluorine silicon.

임의의 C1-C6 알킬 또는 C1-C6 알콕시는 직쇄 또는 분지쇄이다. 실시태양들에서, 이들 기는 불소 이외의 할로겐, 예컨대 염소 또는 브롬의 치환을 포함하여 선택적으로 치환된다. 본 분야의 기술자는 구조 I이 중합성이므로, 구조 I에서와 같이 모든 불소실리콘 자리가 실제로 치환되지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시태양들에서, 본원에 개시된 프린트헤드 코팅물은 구조 I 및 구조 III의 혼합물을 포함할 수 있다:Any C 1 -C 6 alkyl or C 1 -C 6 alkoxy is linear or branched. In embodiments, these groups are optionally substituted, including substitution of a halogen other than fluorine, such as chlorine or bromine. It will be appreciated by those skilled in the art that all fluorine silicon sites are not actually substituted, as in structure I, since structure I is polymerizable. Thus, in embodiments, the printhead coating disclosed herein may comprise a mixture of structure I and structure III:

Figure pat00003
Figure pat00003

IIIIII

식 중 각각의 기는 상기와 같이 정의된다. 실시태양들에서, 구조 III은 소량이고 코팅조성물의 약 10중량% 미만, 또는 약 5 중량% 미만, 또는 약 1 중량% 미만으로 존재한다. 일부 실시태양들에서, 구조 III의 화합물은, 존재하는 경우, 숨은 실라놀기들을 가진다. 예를들면, 이들은 알킬화제로 처리할 때 알콕시기들로 치환될 수 있다.Each group in the formula is defined as above. In embodiments, Structure III is small and is present at less than about 10%, or less than about 5%, or less than about 1% by weight of the coating composition. In some embodiments, the compound of Structure III, when present, has hidden silanol groups. For example, they may be substituted with alkoxy groups when treated with an alkylating agent.

식 II의 화합물은 상기된 바와 같이 불소탄성체 (FE) 및 불소실리콘 (FS)으로 구성된다. 2종의 중합체는 가교제 조력으로 결합된다. 가교제는 먼저 불소탄성체를 가교하는데 사용된다. 실시태양들에서, 불소탄성체는 아미노관능화 실란으로 가교된다. 실시태양들에서, 또한 아미노관능화 실란은 구조 I에서 표기된 바와 같이 불소실리콘을 위한 그라프트 결합점을 제공한다. 실시태양들에서, 아미노관능화 실란은 3-아미노프로필 트리메톡시 실란 (AO800, UCT, Bristol, PA에서 입수)을 가지는 폴리실록산 (또는 구조 I 및 III에서 n = 1인 경우 단순히 실록산)의 말단 결합에 기초한다. 본 분야의 기술자들은 상기 가교제 자체가 필수적이지 않지만 높은 불소화 정도를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.The compound of formula II is composed of fluoroelastomer (FE) and fluorine silicone (FS) as described above. The two polymers are bonded with a crosslinker aid. The crosslinking agent is first used to crosslink the fluoroelastomer. In embodiments, the fluoroelastomer is crosslinked to the amino functionalized silane. In embodiments, the amino-functionalized silane also provides a graft-coupling point for fluorine silicon as indicated in structure I. In embodiments, the amino-functionalized silane can have a terminal bond of a polysiloxane having 3-aminopropyltrimethoxysilane (AO800, UCT, Bristol, Pa.) (Or siloxane when n = 1 in structures I and III) . It will be appreciated by those skilled in the art that the crosslinking agent itself may not be essential, but may have a high degree of fluorination.

일부 실시태양들에서, 소유성 그라프트 중합체 제조방법이 제공되고, 이는 불소탄성체를 아미노관능화 실란으로 가교하는 단계 및 알콕시실란-말단 불소실리콘을 가교화 불소탄성체에 그라프트 하는 단계로 구성된다. 일부 이러한 실시태양들에서, 이러한 방법으로 제조되는 소유성 그라프트 중합체는 상기 구조 I의 화합물로 구성된다. 실시태양들에서, 가교는 알콕시실란-말단 불소실리콘 존재에서 수행된다. 골격에 수소 원자들을 가지는 불소탄성체를 가교화하면 하기 반응 경로 1의 단계 1에 표기된 바와 같이 불소탄성체는 탈불화수소된다고 예상된다. 탈불화수소로 불포화 불소탄성체 중간체 및 양성자화 아미노관능화 가교제가 생성된다. 염기로 아민을 재생 (단계 2) 및 연속하여 불포화결합에 아민을 첨가하면 (단계 3) 가교화 불소탄성체가 생성되고 이는 과불화 불소실리콘과 그라프트된다. 그라프트화 (단계 4)는 가교제 및/또는 알콕시실란 말단 불소실리콘의 알콕시실란들의 알콕시기들을 가수분해하여 달성되며 구조 I의 화합물이 제공된다.In some embodiments, there is provided a process for making an oleophobic graft polymer comprising: crosslinking a fluoroelastomer to an amino functionalized silane; and grafting the alkoxysilane-terminated fluoroelastomer to a crosslinked fluoroelastomer. In some of these embodiments, the oleophilic graft polymer produced by this method consists of the compound of structure I above. In embodiments, crosslinking is carried out in the presence of alkoxysilane-terminated fluorine silicon. Crosslinking fluoroelastomers having hydrogen atoms in the backbone is expected to result in dehydrofluorination of the fluoroelastomers as indicated in step 1 of the following reaction path 1. An unsaturated fluoroelastomer intermediate and a protonated amino functionalized cross-linking agent are produced from the hydrogen dehydrofluoride. Regeneration of the amine with base (Step 2) and addition of amine to the unsaturated bond in succession (Step 3) yields a crosslinked fluoroelastomer which is grafted with perfluorinated silicon. Grafting (step 4) is accomplished by hydrolysis of the alkoxy groups of the cross-linking agent and / or the alkoxysilanes of the alkoxy silane-terminated fluorine silicon, and the compounds of structure I are provided.

단계 1: (탈불화수소) Step 1: (Dehydrofluorination)

Figure pat00004
Figure pat00004

단계 2: (아민의 재생) Step 2: (Regeneration of amines)

Figure pat00005
Figure pat00005

단계 3: (이중결합에 아민 첨가) Step 3: (amine addition to double bond)

Figure pat00006
Figure pat00006

경로 1: 아미노관능화 불소실리콘을 가교제로 이용하는 불소탄성체와 알콕시실란 말단 과불화 불소실리콘의 가교 반응. Route 1: Crosslinking reaction of fluoroelastomer using aminofunctionalized fluorosilicone as a crosslinking agent and perfluorinated fluorosilicone end of alkoxysilane.

상기된 바와 같이, 불소탄성체 가교 단계는 과불화 불소실리콘 존재에서 수행된다. 일부 이러한 실시태양들에서, 아미노관능화 실란 대 알콕시실란-말단 과불화 불소실리콘의 비율은 약 0.5:1 내지 약 3:1, 또는 약 1:1 내지 약 2:1이다. 일부 실시태양들에서, 비율은 약 1.5:1이다. 일부 실시태양들에서, 불소탄성체에 대한 아미노관능화 실란 함량은 약 2 pph 내지 약 10 pph이다. 일부 실시태양들에서, 과불화 불소실리콘에 대한 아미노관능화 가교제 부착은 불소탄성체 가교 전에 수행될 수 있다. 상기 임의의 공정들은 촉매 조력으로 수행될 수 있고 반응들은 선택적으로 상승 온도에서 진행될 수 있다. 전형적으로, 반응들은 유기 용매에서, 예컨대 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK)에서 진행된다. 실시태양들에서, 반응들은 화학 중간체들을 단리하지 않고 모두 원 포트 반응으로 진행된다. 실시태양들에서, 반응 생성물들은 임의의 유형의 정제를 하거나 하지 않고 직접 코팅물로 사용된다.As noted above, the fluoroelastomer crosslinking step is carried out in the presence of perfluorinated fluorosilicone. In some such embodiments, the ratio of the amino-functionalized silane to the alkoxy silane-terminated perfluorinated silicon is from about 0.5: 1 to about 3: 1, or from about 1: 1 to about 2: 1. In some embodiments, the ratio is about 1.5: 1. In some embodiments, the amino-functionalized silane content for the fluoroelastomer is from about 2 pph to about 10 pph. In some embodiments, the amino-functionalized crosslinker attachment to the perfluorinated fluorosilicone can be performed prior to the fluoroelastomer crosslinking. Any of the above processes may be performed with a catalyst aid and the reactions may optionally proceed at an elevated temperature. Typically, the reactions proceed in an organic solvent, such as methyl isobutyl ketone (MIBK). In embodiments, the reactions proceed in a one-pot reaction, without isolating the chemical intermediates. In embodiments, the reaction products are used as direct coatings with or without any type of purification.

일부 실시태양들에서, 중합체 코팅물을 가지는 정면을 포함하는 잉크젯 프린트헤드가 제공되고, 중합체 코팅물은 가교화 불소탄성체 및 불소탄성체에 그라프트된 불소실리콘 가교화로 구성되는 소유성 그라프트 중합체를 포함한다. 일부 이러한 실시태양들에서, 소유성 그라프트 중합체는 구조 I의 화합물을 포함한다.In some embodiments, there is provided an inkjet printhead comprising a front face having a polymer coating, wherein the polymer coating comprises an oleophobic graft polymer that is comprised of a crosslinked fluoroelastomer and fluorosilicone grafted to the fluoroelastomer do. In some of these embodiments, the oleophilic graft polymer comprises a compound of structure I.

약 4 인치의 과다분출 (drool) 압력 사양을 유지하기 위하여 만족할 만한 소유성 코팅물의 잉크 접촉각은 코팅물 수명에 걸쳐 약 40 도 이상이어야 한다는 것을 보이고, 접촉각이 클수록 유리하다. 또한 정면 코팅물은 이상적으로는 용이한/자가 세척 특징이 가능하도록 낮은 미끄러짐 각을 가지고, 이로써 프린트헤드 카트리지는 전혀 또는 낮은 유지비, 높은 엔진 신뢰도 및 운전 비용이 낮아진다. 낮은 미끄러짐 각은 낮은 잉크 부착력의 측정값이고 노즐 주위에서 잉크 잔류물을 남기지 않고 잉크가 표면에서 닦여진다는 것을 의미한다. 노즐 주위의 임의의 잉크 잔류물로 잉크 메니스커스가 깨지고 사양 값 이하의 압력에서 흐리게 된다. 또한 임의의 코팅물은 이상적으로는 가혹한 스택 프레스 조립 조건들 예컨대, 30 분 동안 약 290℃ 및 350 PSI 후에도 이러한 특성을 유지한다. 일부 실시태양들에서, 중합체 코팅물의 잉크 접촉각은 적어도 약 50 도이고 잉크 미끄러짐 각은 약 30 도 미만이다. 또한, 프린트헤드 정면에 사용되는 중합체 코팅물은 290 ℃ 및 350 psi에서 안정적이어서 제조에 유리하다.The ink contact angle of a satisfactory oleophobic coating should be greater than about 40 degrees over the life of the coating to maintain a drool pressure specification of about 4 inches, and a larger contact angle is advantageous. Also, the front coating has a low slip angle to ideally facilitate easy / self-cleaning features, thereby reducing the overall or low maintenance cost, high engine reliability and operating cost of the printhead cartridge. The low slip angle is a measure of low ink adherence and means that the ink is wiped from the surface without leaving ink residue around the nozzle. Any ink residue around the nozzle breaks the ink meniscus and fogs at pressures below the specified value. Also, any coating ideally retains this characteristic even after severe press press assembly conditions, e.g., about 290 DEG C and 350 PSI for 30 minutes. In some embodiments, the ink contact angle of the polymer coating is at least about 50 degrees and the ink slip angle is less than about 30 degrees. In addition, the polymer coating used for the front of the printhead is stable at 290 캜 and 350 psi, which is advantageous for manufacture.

본원에 개시된 소유성 저접착 표면 잉크를 기록매체에 분사하도록 구성되는 잉크젯 프린트헤드의 항-습윤프린트헤드 정면 코팅물로서 사용된다. 임의의 적합한 기록매체가 사용될 수 있고, 예컨대 XEROX® 4024 용지, XEROX® Image Series 용지, Courtland 4024 DP 용지, 괘선노트용지, 결합지, 실리카 코팅지 예컨대 Sharp Company 실리카 코팅지, JuJo 용지, Hammermill 레이저인쇄지, 및 기타, 투명재료, 직물, 섬유제품, 플라스틱, 중합체 필름, 무기 기재 예컨대 금속 및 목재 및 기타를 포함한다.Wet print head front coat of an ink jet printhead configured to jet the oleophobic low adhesion surface ink disclosed herein onto a recording medium. Any suitable recording medium may be used, such as, for example, XEROX® 4024 paper, XEROX® Image Series paper, Courtland 4024 DP paper, ruled notebook paper, bond paper, silica coated paper such as Sharp Company silica coated paper, JuJo paper, Hammermill laser print paper, And other, transparent materials, fabrics, textile products, plastics, polymer films, inorganic substrates such as metals and wood, and others.

일부 실시태양들에서, 프린트헤드는 표면에 소유성 저접착 중합체를 포함하는 소유성 저접착 코팅물을 가지는 정면으로 구성되고, 여기에서 자외선 겔 잉크 또는 고체 잉크의 분사 방울들은 표면 코팅물과의 접촉각이 약 50 도 이상이다. 일부 실시태양들에서, 접촉각은 약 55도, 또는 약 65 도 이상이다. 하나의 실시태양에서, 자외선 겔 잉크 또는 고체 잉크의 분사방울 및 표면 코팅물 간의 접촉각에는 상한치가 없다. 다른 실시태양에서, 접촉각은 약 150 도 미만, 또는 약 90 도 미만이다. 잉크 접촉각이 클수록, 과다분출 압력이 높아진다. 과다분출 압력은 잉크 탱크 (저장소) 압력이 증가할 때 노즐로부터 잉크 흐름을 방지하기 위한 개구 플레이트 성능과 관련된다. 일부 실시태양들에서, 코팅물은 자외선 경화성 겔 잉크 및 고체 잉크에 대한 저접착 및 높은 접촉각을 제공하고 이는 과다분출 압력에 바람직하게 작용한다. 일부 실시태양들에서, 본원의 코팅물은 약 30 도 미만의 낮은 미끄러짐 각을 제공한다. 일부 실시태양들에서, 미끄러짐 각은 약 25 도 미만이다. 일부 실시태양들에서, 미끄러짐 각은 약 1 도 이상이다. 접촉각은 방울 크기와 거의 무관하다. 그러나, 접촉각은 5-10 마이크로리터의 UV 잉크 또는 고체 잉크 방울들을 표면 코팅물에 분배하여 측정한다. 미끄러짐 각은 7-12 마이크로리터의 UV 잉크 또는 고체 잉크 방울들을 표면 코팅물에 분배하여 측정한다. In some embodiments, the printhead is configured with a front surface having an oleophobic adhesive coating comprising an oleophobic adhesive polymer on the surface, wherein the drop droplets of the ultraviolet gel ink or solid ink are in contact with the surface coat This is about 50 degrees or more. In some embodiments, the contact angle is about 55 degrees, or about 65 degrees or more. In one embodiment, there is no upper limit for the contact angle between the droplets of the ultraviolet gel ink or the solid ink and the surface coating. In another embodiment, the contact angle is less than about 150 degrees, or less than about 90 degrees. The larger the ink contact angle, the higher the overspray pressure. The overspout pressure is related to the aperture plate performance to prevent ink flow from the nozzle as the ink tank (reservoir) pressure increases. In some embodiments, the coating provides low adhesion and a high contact angle to the ultraviolet curable gel ink and solid ink, which preferably acts on the overspray pressure. In some embodiments, the coatings of the present invention provide a low slip angle of less than about 30 degrees. In some embodiments, the slip angle is less than about 25 degrees. In some embodiments, the slip angle is greater than about 1 degree. The contact angle is almost independent of the droplet size. However, the contact angle is measured by dispensing 5-10 microliters of UV ink or solid ink drops onto the surface coating. The slip angle is measured by dispensing 7-12 microliters of UV ink or solid ink drops on the surface coating.

본원에 기재된 실시태양들에서, 소유성 저접착 코팅물은 열적으로 안정하므로, 고온 예컨대, 약 180℃ 내지 약 325℃ 및 고압 약 100 psi 내지 약 400 psi에서 15회 연장 주기 예컨대 약 10 분 내지 약 2 시간 동안 노출된 후에도 약 1 도 내지 약 30 도의 낮은 미끄러짐 각 및 약 45 도 내지 약 150 도의 높은 접촉각을 제공한다. 하나의 실시태양에서, 약 290℃, 약 350 psi에서 약 30 분 동안 노출된 후에도 소유성 저접착 코팅물은 열적으로 안정하다. 고밀도 피에조 프린트헤드 조립은 고온, 고압의 접착 결합 단계를 요구한다. 정면 코팅물이 이러한 고온 및 고압 조건들에 견디는 것이 바람직하다. 본원에 기재된 소유성 저접착 표면 코팅물의 고온 및 고압에서의 안정성은 현재의 프린트헤드 제조 공정에서 적용될 수 있다.In embodiments described herein, the oleophobic adhesive coating is thermally stable and can be applied at elevated temperatures, such as from about 180 ° C to about 325 ° C, and a high pressure of from about 100 psi to about 400 psi, for an extended period of 15 times, Provides a low slip angle of from about 1 degree to about 30 degrees and a high contact angle of from about 45 degrees to about 150 degrees after exposure for two hours. In one embodiment, the oleophobic adhesive coating is thermally stable even after about 30 minutes of exposure at about 290 DEG C, about 350 psi. High density piezo printhead assembly requires high temperature, high pressure adhesive bonding steps. It is desirable that the face coating will withstand these high temperature and high pressure conditions. The stability of the oleophobic low adhesion surface coatings described herein at high temperature and high pressure can be applied in current printhead manufacturing processes.

잉크젯 프린트헤드 정면에 코팅될 때, 소유성 저접착 표면 코팅물은 잉크젯 프린트헤드에서 토출되는 잉크에 대하여 충분히 낮은 부착력을 보이고 따라서 소유성 저접착 코팅물에 있는잉크 방울들은 간단한 자가-세척 방식으로 프린트헤드에서 미끄러진다. 때로 잉크젯 프린트헤드 정면에서 발견되는 오염물 예컨대 먼지, 종이 입자 등은잉크 방울이 미끄러짐으로써 잉크젯 프린트헤드 정면으로부터 제거된다. 소유성 저접착 프린트헤드 정면 코팅물은 자가-세척, 무-오염의 잉크젯 프린트헤드를 제공한다. When coated on the front of an inkjet printhead, the oleophobic low-adhesion surface coating exhibits a sufficiently low adhesion to the ink ejected from the inkjet printhead, and thus the ink droplets in the oleophobic adhesive coating are printed in a simple self- Slides on the head. Contaminants such as dust, paper particles and the like, which are sometimes found in the front of the inkjet printhead, are removed from the front of the inkjet printhead by sliding the ink drop. The oleophobic low adhesion printhead face coating provides a self-cleaning, no-fouling inkjet printhead.

본원에서 사용되는, 소유성 저접착 코팅물은, 잉크 및 소유성 저접착 코팅물 간의 접촉각이, 하나의 실시태양에서, 약 50 도 이상, 또는 약 55 도 이상일 때 잉크젯 프린트헤드에서 토출되는 잉크에 대하여 “충분히 낮은 습윤성”을 보인다. The oleophobic adhesive coating, as used herein, refers to an ink that is ejected from an inkjet printhead when the contact angle between the ink and the oleophobic adhesive coating is, in one embodiment, greater than about 50 degrees, or greater than about 55 degrees Quot; sufficiently low wettability ".

본원에 개시된 소유성 저접착 코팅물은 임의의 적합한 잉크젯 프린터 예컨대, 연속 잉크젯 프린터, 열적 주문형 (DOD) 잉크젯 프린터, 및 압전 DOD 잉크젯 프린터의 잉크젯 프린트헤드용소유성 저접착 프린트헤드 정면 코팅물로 사용된다. 본원에서 사용되는, 용어 “프린터” 는 임의의 목적으로 인쇄 출력 기능을 수행하는임의의 장치, 예컨대 디지털복사기, 제본기, 팩시밀리, 복합기, 및 기타를 포괄한다. The oleophobic adhesive coatings disclosed herein may be used in any suitable ink jet printer such as continuous ink jet printers, thermal on demand (DOD) ink jet printers, and ink jet printheads of solvent based low adhesion printhead frontcoat of piezo DOD ink jet printers . As used herein, the term " printer " encompasses any device that performs a print output function for any purpose, such as a digital copier, book reader, facsimile, all-in-one, and the like.

본원에 개시된 소유성 저접착 코팅물은 임의의 적합한 잉크 예컨대, 수성 잉크, 용매 잉크, UV-경화성 잉크, 염료승화 잉크, 고체 잉크, 등의 토출을 위한 잉크젯 프린트헤드용 소유성 저접착 프린트헤드 정면 코팅물로 사용된다. 본원에 개시된 소유성 저접착 코팅물을 사용하기에 적합한 예시적 잉크젯 프린트헤드는 도 2에 도시된다. The oleophobic low-adhesion coatings disclosed herein can be used to provide an oleophobic printhead front for an inkjet printhead for ejection of any suitable ink such as a water-based ink, a solvent ink, a UV-curable ink, a dye sublimation ink, It is used as a coating. An exemplary inkjet printhead suitable for use with the oleophobic adhesive coatings disclosed herein is shown in Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시태양에 의한 잉크젯 프린트헤드 (20)는 지지 브레이스 (22), 지지 브레이스 (22)와 결합되는 노즐 플레이트 (24) 및 소유성 저접착 코팅물, 예컨대 소유성 저접착 코팅물 (26)을 포함한다.2, an inkjet printhead 20 in accordance with an embodiment of the present invention includes a support brace 22, a nozzle plate 24 coupled with the support brace 22, and an oleophobic adhesive coating, Adhesive low-adhesion coating 26.

지지 브레이스 (22)는 임의의 적합한 소재 예컨대 스테인레스 강재로 형성되고 내부에 개구들 (22a)이 형성된다. 개구들 (22a)은 잉크원 (미도시)과 연통된다. 노즐 플레이트 (24)는 임의의 적합한 소재 예컨대 폴리이미드로 형성되고 내부에 노즐들 (24a)이 형성된다. 노즐들 (24a)은 개구들 (22a)를 통해 잉크원과 연통되어 잉크원의 잉크가 프린트헤드 (20)로부터 노즐 (24a)을 통해 기록매체로 분사된다. The support brace 22 is formed of any suitable material, such as stainless steel, and has openings 22a formed therein. The openings 22a communicate with an ink source (not shown). The nozzle plate 24 is formed of any suitable material such as polyimide and has nozzles 24a formed therein. The nozzles 24a are communicated with the ink source through the openings 22a so that the ink source ink is ejected from the printhead 20 through the nozzles 24a to the recording medium.

도시된 실시태양에서, 노즐 플레이트 (24)는 지지 브레이스 (22)와 개재 접착재 (28)에 의해 결합된다. 접착재 (28)는 열가소성 접착제로서 제공되고 노즐 플레이트 (24)를 지지 브레이스 (22)로 결합시키는 결합 과정에서 용융된다. 전형적으로, 노즐 플레이트 (24) 및 소유성 저접착 코팅물 (26) 역시 결합 과정에서 가열된다. 열가소성 접착제에 따라서, 결합 온도는 약 180℃ 내지 약 325℃이다. In the illustrated embodiment, the nozzle plate 24 is joined by the support brace 22 and the intervening adhesive 28. The adhesive 28 is provided as a thermoplastic adhesive and is melted in the process of joining the nozzle plate 24 to the support brace 22. Typically, the nozzle plate 24 and the oleophobic adhesive coating 26 are also heated during the bonding process. Depending on the thermoplastic adhesive, the bonding temperature is from about 180 캜 to about 325 캜.

종래 소유성 저접착 코팅물은 전형적인 결합 과정에서의 온도 또는 잉크젯 프린트헤드 조립의 기타 고온, 고압 과정에서 분해될 수 있다. 그러나, 본원에 개시된 소유성 저접착 코팅물 (26)은 결합 온도로 가열된 후에도 낮은 미끄러짐 각으로 표기되는 잉크에 대한 충분히 낮은접착 및 높은 접촉각을 보인다. 소유성 저접착 코팅물 (26)은 높은 과다분출 압력을 가지는 자가-세척, 무-오염 잉크젯 프린트헤드 (20)를 제공한다 . 상승온도에서 노출된 후 바람직한 표면 특성 예컨대, 낮은 미끄러짐 각 및 높은 접촉각을 가지고 상당한 내분해성을 가지는 소유성 저접착 코팅물 (26)로 인하여 잉크젯 프린트헤드는 자가-세척 성능을 가지면서도 높은 과다분출 압력을 유지할 수 있고, 고온 및 고압 공정에서 조립될 수 있다. 잉크젯 프린트헤드 형성 공정의 실시태양이 도 2-5을 참조하여 기술된다. Conventionally oily low adhesive coatings can be degraded in a typical bonding process or in other high temperature, high pressure processes of inkjet printhead assembly. However, the oleophobic adhesive coating 26 disclosed herein exhibits a sufficiently low adhesion and high contact angle to the ink, which is marked with a low slip angle even after being heated to the bonding temperature. The oleophobic low adhesion coating 26 provides a self-cleaning, non-contaminated ink jet printhead 20 having a high overspout pressure. Due to the oleophobic adhesive coating 26, which has a desirable surface property such as a low slip angle and a high contact angle and a significant resistance to degradation after exposure at elevated temperatures, the inkjet printhead has a self- And can be assembled in high temperature and high pressure processes. An embodiment of the ink-jet printhead forming process is described with reference to Figs. 2-5.

도 3을 참조하면, 잉크젯 프린트헤드, 예컨대 잉크젯 프린트헤드 (20)는, 소유성 저접착 코팅물, 예컨대 소유성 저접착 코팅물 (26)을 기재 (32)에 형성시켜 제조된다. 기재 (32)는 임의의 적합한 소재 예컨대 폴리이미드로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, an inkjet printhead, such as an inkjet printhead 20, is fabricated by forming an oleophobic low adhesion coating, such as an oleophobic low adhesion coating 26, The substrate 32 may be formed of any suitable material, such as polyimide.

하나의 실시태양에서, 소유성 저접착 코팅물 (26)은 먼저 기재 (32)에 상기된 바와 같이, 적어도 하나의 불소탄성체 및 적어도 하나의 불소실리콘 화합물을 포함한 반응혼합물을 도포하여 형성된다. 반응혼합물을 기재 (32)에 도포한 후, 반응물들을 반응시켜 소유성 저접착 코팅물 (26)을 형성한다. 반응물들은, 예를들면, 반응혼합물을 경화시켜 반응시킨다. In one embodiment, the oleophobic adhesive coating 26 is formed by first applying a reaction mixture comprising at least one fluoroelastomer and at least one fluorosilicone compound, as described above to the substrate 32. After the reaction mixture is applied to the substrate 32, the reactants are reacted to form an oleophobic adhesive coating 26. The reactants are reacted, for example, by curing the reaction mixture.

하나의 실시태양에서, 반응혼합물은 임의의 적합한 방법 예컨대 다이 압축 코팅, 침지 코팅, 분무 코팅, 스핀 코팅, 흐름 코팅, 스탬프 인쇄, 및 블레이드 기술들로 기재 (32)에 도포된다. 공기 분무화 장치 예컨대 에어 브러쉬 또는 무화 공기 / 액체 분무기를 사용하여 반응혼합물을 분무한다. 공기 분무화 장치를 균일한 함량의 반응혼합물로 기재 (32) 표면을 덮도록 균일하게 이동하는 자동화 왕복장치에 장착한다. 닥터 블레이드 사용은 반응혼합물을 도포하기 위하여 적용할 수 있는 기타 기술이다. 흐름 코팅에서, 프로그램된 분배기를 시용하여 반응혼합물을 도포한다. In one embodiment, the reaction mixture is applied to the substrate 32 by any suitable method such as die compression coating, dip coating, spray coating, spin coating, flow coating, stamp printing, and blade techniques. The reaction mixture is sprayed using an air atomizing device such as an air brush or an atomizing air / liquid atomizer. The air atomizing apparatus is mounted on an automated reciprocating apparatus which uniformly moves to cover the surface of the substrate 32 with a uniform amount of the reaction mixture. The use of doctor blades is another technique that can be applied to apply the reaction mixture. In the flow coating, the programmed dispenser is applied to apply the reaction mixture.

도 4를 참조하면, 기재 (32)는 개구 브레이스 (22)와 접착재 (28)를 통해 결합되어, 도 5에 도시된 구조체를 얻는다. 하나의 실시태양에서, 접착재 (28)는 개구 브레이스 (22)에 결합된 후 기재 (32)에 결합된다. 다른 실시태양에서, 접착재 (28)는 기재 (32)에 결합된 후 개구 브레이스 (22)에 결합된다. 또 다른 실시태양에서, 접착재 (28)는 동시에 기재 (32) 및 개구 브레이스 (22)에 결합된다. 4, the substrate 32 is joined to the opening brace 22 via an adhesive 28 to obtain the structure shown in Fig. In one embodiment, the adhesive 28 is bonded to the substrate 32 after being bonded to the opening brace 22. In another embodiment, the adhesive 28 is bonded to the opening brace 22 after being bonded to the substrate 32. In another embodiment, the adhesive 28 is simultaneously bonded to the substrate 32 and the opening brace 22.

접착재 (28)가 열가소성 접착제로 제공되는 실시태양들에서, 열가소성 접착제를 소유성 저접착 코팅물 (26)이 노출되는 결합 온도 및 결합 압력에서 용융시켜 접착재 (28)를 기재 (32) 및 개구 브레이스 (22)에 결합한다. 하나의 실시태양에서, 결합 온도는 적어도 약 290℃이다. 하나의 실시태양에서, 결합 온도는 적어도 약 310℃이다. 다른 실시태양에서, 결합 온도는 적어도 약 325℃이다. 하나의 실시태양에서, 결합 압력은 적어도 약 100 psi이다. 하나의 실시태양에서, 결합 압력은 적어도 약 300 psi이다.In embodiments in which the adhesive 28 is provided as a thermoplastic adhesive, the thermoplastic adhesive is melted at the bonding temperature and bonding pressure at which the oleophobic coating 26 is exposed to bond the adhesive 28 to the substrate 32 and the opening brace < (22). In one embodiment, the bonding temperature is at least about 290 ° C. In one embodiment, the bonding temperature is at least about 310 ° C. In another embodiment, the bonding temperature is at least about 325 ° C. In one embodiment, the bonding pressure is at least about 100 psi. In one embodiment, the bonding pressure is at least about 300 psi.

기재 (32)를 개구 브레이스 (22)에 결합한 후, 패턴화 공정에서 개구 브레이스 (22)는 하나 이상의 마스크로 적용되어 도 2에 도시된 바와 같이 개구들 (22a)을 접착재 (28)로 연장시킨다. 또한 개구 브레이스 (22)는 기재 (32)에서 노즐들 (24a) 형성을 위한 하나 이상의 패턴화 공정에서 마스크로 적용되어, 도 2에 도시된 바와 같이 노즐 플레이트 (24)을을 형성한다. 또한 노즐들 (24a) 형성에 적용되는 하나 이상의 패턴화 공정은 소유성 저접착 코팅물 (26) 중에 노즐 개구들 (26a) 형성에 적용되어, 노즐 개구들 (26a)은 노즐들 (24a)과 연통된다. 하나의 실시태양에서, 레이저 융제 패턴화 공정 기타 등으로 개구들 (22a)이 접착재 (28)로 연장된다. 하나의 실시태양에서, 레이저 융제 패턴화 공정 또는 기타 등으로 노즐들 (24a) 및 노즐 개구들 (26a)은 기재 (32) 및 소유성 저접착 코팅물 (26)에 각각 형성된다. After bonding the substrate 32 to the open brace 22, the open brace 22 in the patterning process is applied as one or more masks to extend the openings 22a into the adhesive 28 as shown in Figure 2 . The opening brace 22 is also applied as a mask in one or more patterning processes for forming the nozzles 24a in the substrate 32 to form the nozzle plate 24 as shown in Fig. One or more patterning processes also applied to the formation of the nozzles 24a are applied to the formation of the nozzle openings 26a in the oleophobic adhesive coating 26 such that the nozzle openings 26a are aligned with the nozzles 24a, . In one embodiment, the openings 22a extend into the adhesive 28 in a laser flux patterning process or the like. In one embodiment, the nozzles 24a and nozzle openings 26a are formed in the substrate 32 and the oleophobic adhesive coating 26, respectively, in a laser flux patterning process or otherwise.

소유성그라프트중합체 (A) 합성 . Synthesis of oleophilic graft polymer (A) .

도 6을 참조하면, 불소탄성체는 40에서 케톤 용매에 용해되고 (Part A) 불소탄성체로 칭한다. 한편, 알콕시실란 말단 불소실리콘 및 아미노 가교제는 42에서 밤새 혼합되고 (Part B) 불시실리콘으로 칭한다. 두 용액들이 제조된 후, 44에서 불소실리콘을 불소탄성체에 서서히 첨가 후 촉매를 첨가한다. 하나의 실시태양에서, 촉매는 MgO/CaO이다. 이어 혼합물을 2시간 혼합하고 46에서 프린트헤드로서 사용되는 중합체 기재에 인가한다. 하나의 실시태양에서, 코팅은 폴리이미드에 드로우 바로 코팅된다. 또한 흐름 코팅으로 도포될 수 있다. 용매를 증발시키고, 450 ˚F로 승온하여 24 시간 동안 중합체 막을 48에서 오븐 경화시킨다. 다른 경화 조건에서 경화될 수도 있다.Referring to FIG. 6, the fluoroelastomer is dissolved in a ketone solvent at 40 (Part A) and is referred to as fluoroelastomer. On the other hand, the alkoxysilane terminated fluorine silicon and amino cross-linker are mixed overnight at 42 (Part B) and are referred to as adhering silicon. After both solutions are prepared, fluorine silicone is slowly added to the fluoroelastomer at 44 and the catalyst is added. In one embodiment, the catalyst is MgO / CaO. The mixture is then mixed for 2 hours and applied to the polymer substrate used as the printhead at 46. In one embodiment, the coating is drawn directly onto the polyimide. It can also be applied by flow coating. The solvent is evaporated and the polymer film is then oven-cured at 48 ° C for 24 hours at 450 ° F. It may also be cured under other curing conditions.

본 공정의 특성 실시태양에서, 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK)에 녹여서 17.5% 불소탄성체 (TECNOFLON® FKM (P 959), Solvay Specialty Polymers, Alpharetta, GA) 및 중량기준으로 약 1 pph FC4430 (3M) 및 AKF 290 (Wacker)의 용액을 제조하였다. 계면활성제는 불소탄성체 및 융착기 (fuser)에 인가되는 이형층 (release layer)/오일 간의 양립성을 부여하고 핀홀/피시 아이 결함을 방지하는 것으로 보인다. 다음, MIBK 중 몰비 1.5:1의 아미노 가교제 및 알콕시실란 말단 불소실리콘을 혼합하고 밤새 교반하였다. 본 실시예에서, 3종의 상이한 샘플들을 제조하였다 (1) 가교제: 및 불소실리콘 (0.86mM:0.57 mM) (2) 가교제: 및 불소실리콘 (1.71 mM:1.13 mM) (3) 가교제: 및 불소실리콘 (2.56mM:1.70 mM). 16-18 h 후, 44에서 Part B를 Part A에 적가하고 혼합하였다. Part B를 Part A에 첨가하면서, 졸 상태의 MIBK 혼합물 중9% MgO/CaO 원액을 첨가하고 데블 교반기 (devil shaker)를 이용하여 혼합물을 5분 동안 심하게 교반하고 표면 특성을 측정을 위하여 생성 혼합물을 폴리이미드 기재에 드루우 바 코팅하였다. 실온에서 밤샘 경화하고 218 ℃의 오븐으로 옮겨 4 시간 유지하였다.Properties of the Process In an embodiment, 17.5% fluoroelastomer (TECNOFLON.RTM. FKM (P959), Solvay Specialty Polymers, Alpharetta, GA) dissolved in methyl isobutyl ketone (MIBK) and about 1 pph FC4430 A solution of AKF 290 (Wacker) was prepared. Surfactants appear to provide compatibility between the fluoroelastomer and the release layer / oil applied to the fuser and prevent pinhole / fish eye defects. Next, an amino crosslinking agent and alkoxy silane end fluorine silicone at a molar ratio of 1.5: 1 in MIBK were mixed and stirred overnight. In this example, three different samples were prepared. (1) Crosslinking agent: and fluorine silicone (0.86 mM: 0.57 mM) (2) Crosslinking agent: and fluorine silicone (1.71 mM: 1.13 mM) Silicon (2.56 mM: 1.70 mM). After 16-18 h, Part B was added to Part A at 44 and mixed. Part B was added to Part A, the 9% MgO / CaO stock solution in the MIBK mixture in the sol state was added and the mixture was agitated vigorously for 5 minutes using a devil shaker and the product mixture The polyimide substrate was coated with Druuba. Cured at room temperature overnight, transferred to an oven at 218 ° C and held for 4 hours.

소유성그라프트중합체 특성 : 도 7에 도시된 바와 같이 공기 중 TGA 분해 프로파일에 의하면 코팅물은 330℃까지 안정하다. 코팅물에 대하여 잉크에 대한 표면 특성을 평가하였다. 결과를 하기 표 1에 제시한다. Owing Graft Polymer Properties : According to the TGA decomposition profile in air as shown in Fig. 7, the coating is stable up to 330 占 폚. The surface properties of the coatings on the ink were evaluated. The results are shown in Table 1 below.

코팅물Coating material 290℃에 30 min 노출 후 두께 및 중량 손실Thickness and weight loss after 30 min at 290 ° C 고체 잉크에 대한 표면 특성 접촉각, CA 및 미끄러짐 각 (SA) (도) The surface characteristic contact angle, CA, and slip angle SA for the solid ink (degrees) 초기 (경과 후)Initial (after) 적층 (Stacking) (290 ˚C/350 PSI/30 min)Stacking (290 ˚C / 350 PSI / 30 min) 적층 + 2 일 140 ˚C에서 잉킹Lamination + Inking at 140 ˚C for 2 days 불소탄성체- 불소실리콘 그라프트Fluorosilicone - Fluorine Silicone Graft 3-5%3-5% 68 (18-20)68 (18-20) 68 (31)68 (31) 67 (25)67 (25) 현존 코팅물Existing Coatings 대략 50 %Approximately 50% 71 (10)71 (10) 68 (15)68 (15) 60 (20)60 (20)

표에서 알 수 있는 바와 같이, 표면 특성은 현존 대조 코팅물과 비교된다. 이들 코팅물은 프린트헤드 조립 과정에서 적용되는 압축 접착 결합 사이클을 모의하는 적층 (stacking) 조건인 Teflon 커버레이 (coverlay)로 290℃/350 PSI 후에도 높은 접촉각을 유지하였다. 또한 적층된 코팅물은 용융 CYMK 잉크와 140℃에서 2일 후 높은 접촉각을 유지하였다. 미끄러짐 각은 대조군보다 약간 더 높았지만, 잉크는 표면에서 깨끗이 미끄러졌고 사용 중 용이한 세척이 가능할 정도로 충분히 낮다고 판단되었다. 또한, 이러한 예시적 소유성 그라프트 중합체는 이러한 코팅물의 장기간 성능에 바람직한 기계적 견고성을 가진다고 예상된다. 이들 코팅물은 흐름 코팅으로 규모를 키우고 이러한 그라프트 중합체를 이용한 흐름 코팅이 달성된다는 것을 보일 수 있다.As can be seen in the table, the surface properties are compared to the existing control coatings. These coatings maintained a high contact angle even after 290 ° C / 350 PSI with a Teflon coverlay, which is a stacking condition simulating the compression bonding cycle applied in the print head assembly process. The laminated coating also maintained a high contact angle with the molten CYMK ink after 2 days at < RTI ID = 0.0 > 140 C. < / RTI > The slip angle was slightly higher than the control, but it was judged that the ink slipped cleanly on the surface and was low enough to allow easy cleaning during use. It is also expected that such exemplary oleophilic graft polymers will have desirable mechanical robustness for long term performance of such coatings. These coatings can be seen to scale up with flow coatings and achieve flow coating with these graft polymers.

공기 중 TGA 분해 프로파일에 의하면 코팅물은 330℃까지 안정하다. 코팅물에 대하여 잉크에 대한 표면 특성을 평가하고, 결과를 상기 표 1에 제시한다. 이들 코팅물은 프린트헤드 조립 과정에서 적용되는 압축 접착 결합 사이클을 모의하는 적층 조건인 Teflon® 커버레이로290℃ 및 350 PSI 후에도 높은 접촉각을 유지하였다. 또한 적층된 코팅물은 용융 고체 잉크와 140℃에서 2일 담지 후에도 높은 접촉각을 유지하였다. 미끄러짐 각은 대조군보다 약간 더 높았지만, 세척하기 용이하다. 시험 쿠폰들을 잉크 연구 후 커낼 때, 잉크는 깨끗이 미끄러졌고 코팅물에 잉크 잔류물이 관찰되지 않았다. According to the TGA decomposition profile in air, the coating is stable up to 330 ° C. The surface properties of the coatings to the inks were evaluated and the results are presented in Table 1 above. These coatings maintained a high contact angle even after 290 ° C and 350 PSI with Teflon® coverlay, a lamination condition simulating the compression bond bonding cycle applied in the print head assembly process. Also, the laminated coatings maintained a high contact angle even after two days of fusing with the solid ink at 140 ° C. The slip angle was slightly higher than the control, but it is easy to clean. When the test coupons were extruded after ink research, the ink slipped cleanly and no ink residue was observed in the coating.

불소탄성체-불소실리콘 그라프트 코팅물은 열적으로 안정하고, 기계적으로 견고한 소유성, 저접착성 코팅물이다. 이들 조성물은 본 분야에서 사용되는 다른 코팅물과는 화학 구성이 아주 다르다. 본 코팅물은 높은 잉크 접촉각 및 낮은 미끄러짐 간을 가지면서도 열적 안정성을 가진다. 경화 후 막 표면에 잉크가 관찰되지 않는다. 또한 코팅물은 290℃에 노출된 후 거의 두께 및 중량 손실을 보이지 않는다. Fluorine elastomers - fluorosilicone graft coatings are thermally stable, mechanically robust, oleophobic, low adhesion coatings. These compositions have a very different chemical composition from other coatings used in the art. The coating has thermal stability while having a high ink contact angle and low slippage. No ink is observed on the film surface after curing. The coating also exhibits little thickness and weight loss after exposure to 290 < 0 > C.

이러한 코팅물이 오일을 전혀 보이지 않고 매우 높은 열적 안정성을 가지면서도 원하는 표면 특성을 유지할 수 있다는 사실은 고정밀 압전 인쇄 분야에서 항-습윤코팅물로서 매력적인 선택 사양이다.The fact that such a coating can maintain the desired surface properties while having very high thermal stability and no oil at all is an attractive option as an anti-wet coating in the field of high precision piezoelectric printing.

Claims (10)

중합체 코팅물이 있는 정면을 가지는 잉크젯 프린트헤드로서, 상기 중합체 코팅물은 소유성 그라프트 중합체를 포함하고 상기 중합체는,
가교화 불소탄성체; 및
상기 가교화 불소탄성체에 그라프트된 불소실리콘을 포함하는, 잉크젯 프린트헤드.
An ink jet printhead having a front face with a polymer coating, wherein the polymer coating comprises an oleophobic graft polymer,
Crosslinked fluoroelastomers; And
And fluorine silicon grafted to the crosslinked fluorine elastomer.
제1항에 있어서, 상기 소유성 그라프트 중합체는 하기 화학식 II의 구조를 가지는, 잉크젯 프린트헤드.
Figure pat00007
II
식 중 FE는 불소탄성체;
FS는 과불화 (perfluorinated) 불소실리콘;
L은 링커;
m, n, 및 o는 1 내지 10인 정수;
R1 및 R2 각각은 독립적으로 치환 또는 미치환된 C1-C6 알킬이고,
R3 및 R4 는 독립적으로 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알킬 또는 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알콕시이다.
The inkjet printhead of claim 1, wherein the oleophilic graft polymer has a structure of formula (II)
Figure pat00007
II
Wherein FE is fluoroelastomer;
FS is perfluorinated fluorine silicone;
L is a linker;
m, n, and o are integers from 1 to 10;
R 1 and R 2 are each independently substituted or unsubstituted C 1 -C 6 alkyl,
R 3 and R 4 are independently optionally and independently fluorinated C 1 -C 6 alkyl or optionally optionally fluorinated C 1 -C 6 alkoxy.
제1항에 있어서, 상기 중합체 코팅물의 잉크 접촉각은 적어도 약 45 도인, 잉크젯 프린트헤드.The inkjet printhead of claim 1, wherein the ink contact angle of the polymer coating is at least about 45 degrees. 제1항에 있어서, 상기 중합체 코팅물은 290 ℃ 및 350 psi에서 안정한 것을 특징으로 하는, 잉크젯 프린트헤드.2. The inkjet printhead of claim 1, wherein the polymer coating is stable at 290 DEG C and 350 psi. 프린트헤드에 소유성 그라프트 중합체 코팅물 형성방법으로서,
불소탄성체를 아미노관능화 실란으로 가교하는 단계;
알콕시실란-말단 불소실리콘을 상기 가교화 불소탄성체에 그라프트 하여 소유성 그라프트 중합체를 형성하는 단계; 및
프린트헤드 정면에 상기 소유성 그라프트 중합체를 코팅하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of forming an oleophobic graft polymer coating on a printhead,
Crosslinking the fluoroelastomer with the amino functionalized silane;
Grafting an alkoxysilane-terminated fluorine silicone to the crosslinked fluoroelastomer to form an oleophobic graft polymer; And
And coating the oleaginous graft polymer on the front side of the printhead.
제5항에 있어서, 소유성 그라프트 중합체는 하기 화학식 II의 최종 구조를 가지는, 방법.
Figure pat00008
II
식 중 FE는 불소탄성체;
FS는 과불화 불소실리콘;
L은 링커;
m, n, 및 o는 1 내지 10인 정수;
R1 및 R2 각각은 독립적으로 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알킬이고,
R3 및 R4 은 독립적으로 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알킬 또는 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알콕시이다.
6. The process of claim 5, wherein the oleophilic graft polymer has a final structure of formula (II).
Figure pat00008
II
Wherein FE is fluoroelastomer;
FS is perfluorinated silicon fluoride;
L is a linker;
m, n, and o are integers from 1 to 10;
Each of R 1 and R 2 is independently optionally and independently fluorinated C 1 -C 6 alkyl,
R 3 and R 4 are independently optionally and independently fluorinated C 1 -C 6 alkyl or optionally optionally fluorinated C 1 -C 6 alkoxy.
제5항에 있어서, 상기 가교하는 단계는 상기 알콕시실란-말단 불소실리콘 존재에서 수행되는, 방법.6. The method of claim 5, wherein the crosslinking is performed in the presence of the alkoxysilane-terminated fluorine silicon. 중합체 코팅물을 가지는 정면을 포함하는 잉크젯 프린트헤드로서, 상기 중합체 코팅물은 하기 화학식 II의 구조를 포함하는, 잉크젯 프린트헤드.
Figure pat00009
II
식 중 FE는 불소탄성체;
FS는 불소실리콘;
L은 링커;
m, 및 o는 독립적으로 3 내지 8인 정수;
n은 1 내지10인 정수;
R1 및 R2 각각은 독립적으로 치환 또는 미치환된 C1-C6 알킬이고,
R3 및 R4 는 독립적으로 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알킬 또는 임의선택적으로 불화된 C1-C6 알콕시이다.
An inkjet printhead comprising a front face having a polymer coating, wherein the polymer coating comprises a structure of formula (II):
Figure pat00009
II
Wherein FE is fluoroelastomer;
FS is fluorine silicon;
L is a linker;
m, and o are independently an integer from 3 to 8;
n is an integer from 1 to 10;
R 1 and R 2 are each independently substituted or unsubstituted C 1 -C 6 alkyl,
R 3 and R 4 are independently optionally and independently fluorinated C 1 -C 6 alkyl or optionally optionally fluorinated C 1 -C 6 alkoxy.
제8항에 있어서, 상기 링커 L은 상기 불소실리콘의 말단 히드록실 관능기에 공유 결합할 수 있는 관능기로 종결된 C1-C6 알킬을 포함하는, 잉크젯 프린트헤드.9. The inkjet printhead of claim 8, wherein the linker L comprises C 1 -C 6 alkyl terminated with a functional group capable of covalently bonding to the terminal hydroxyl functionality of the fluorine silicone. 제8항에 있어서, 상기 불소탄성체 (FE)는 불화비닐리덴, 사불화에틸렌, 육불화프로필렌, 과불화메틸비닐에테르 및 이의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 단량체 단위를 포함하는 중합체인, 잉크젯 프린트헤드.The method of claim 8, wherein the fluoroelastomer (FE) is a polymer comprising monomer units selected from the group consisting of vinylidene fluoride, ethylene tetrafluoride, propylene hexafluoride, perfluorinated methyl vinyl ether, head.
KR1020150157593A 2014-11-21 2015-11-10 Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating KR102286377B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/550,432 2014-11-21
US14/550,432 US9353291B1 (en) 2011-10-17 2014-11-21 Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160061257A true KR20160061257A (en) 2016-05-31
KR102286377B1 KR102286377B1 (en) 2021-08-04

Family

ID=56044186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150157593A KR102286377B1 (en) 2014-11-21 2015-11-10 Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6521839B2 (en)
KR (1) KR102286377B1 (en)
CN (1) CN105623418B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019077103A (en) * 2017-10-25 2019-05-23 東芝テック株式会社 Inkjet head and inkjet printer
JP7297416B2 (en) * 2018-09-07 2023-06-26 キヤノン株式会社 LIQUID EJECTION HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID EJECTION HEAD

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101003816B1 (en) * 2005-10-20 2010-12-28 가부시키가이샤 리코 Recording ink, recording medium, ink media set, ink recorded matter, ink jet recording method, and ink jet recording apparatus
US20120044298A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Xerox Corporation Thermally stable oleophobic low adhesion coating for inkjet printhead front face
US20120154487A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Xerox Corporation Low adhesion sol gel coatings with high thermal stability for easy clean, self cleaning printhead front face applications

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293035B2 (en) * 2003-05-07 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 Liquid repellent film covering member, component of liquid ejection device, nozzle plate of liquid ejection head, liquid ejection head, and liquid ejection device
JP4416489B2 (en) * 2003-12-18 2010-02-17 株式会社リコー Ink jet head and image recording apparatus
JP4753289B2 (en) * 2004-07-12 2011-08-24 信越化学工業株式会社 Primer composition for fluorine-based elastomer or fluorine-based gel
US7641942B2 (en) * 2005-05-23 2010-01-05 Xerox Corporation Process for coating fluoroelastomer fuser member using fluorine-containing additive
JP2013022794A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Konica Minolta Ij Technologies Inc Liquid droplet discharge head, and recording device
US9206269B2 (en) * 2013-06-30 2015-12-08 Xerox Corporation Grafted polymers as oleophobic low adhesion anti-wetting coatings
US9494884B2 (en) * 2014-03-28 2016-11-15 Xerox Corporation Imaging plate coating composite composed of fluoroelastomer and aminosilane crosslinkers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101003816B1 (en) * 2005-10-20 2010-12-28 가부시키가이샤 리코 Recording ink, recording medium, ink media set, ink recorded matter, ink jet recording method, and ink jet recording apparatus
US20120044298A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Xerox Corporation Thermally stable oleophobic low adhesion coating for inkjet printhead front face
KR101697377B1 (en) * 2010-08-20 2017-01-17 제록스 코포레이션 Thermally stable oleophobic low adhesion coating for inkjet printhead front face
US20120154487A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Xerox Corporation Low adhesion sol gel coatings with high thermal stability for easy clean, self cleaning printhead front face applications

Also Published As

Publication number Publication date
JP6521839B2 (en) 2019-05-29
JP2016097681A (en) 2016-05-30
KR102286377B1 (en) 2021-08-04
CN105623418A (en) 2016-06-01
CN105623418B (en) 2018-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9206269B2 (en) Grafted polymers as oleophobic low adhesion anti-wetting coatings
US9233533B2 (en) Grafted polymers as oleophobic low adhesion anti-wetting coatings for printhead applications
US8692011B2 (en) Coatings for ink jet print head face
US8851630B2 (en) Low adhesion sol gel coatings with high thermal stability for easy clean, self cleaning printhead front face applications
US9643210B2 (en) Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating
KR102286377B1 (en) Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating
US8841401B1 (en) Thermally stable oleophobic anti-wetting coating for inkjet printhead face
KR102107251B1 (en) Grafted polymers as oleophobic low adhesion anti-wetting coatings for printhead applications
US9353291B1 (en) Fluorosilicone oleophobic low adhesion anti-wetting coating
KR102129629B1 (en) Grafted polymers as oleophobic low adhesion anti-wetting coatings
CA2909768C (en) Anti-wetting, low adhesion coatings for aqueous ink printheads
US8969487B2 (en) Thermally stable oleophobic low adhesion coating for inkjet printhead face
US9493676B2 (en) Formulation composition for fluorinated organosiloxane network
US8931885B1 (en) Anti-wetting coating composition
JP5532555B2 (en) Method for producing liquid repellent layer covering member

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant