專利名稱：環(huán)氧樹脂組合物、表面處理方法、液體噴射記錄頭和液體噴射記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠進(jìn)行疏水性和疏油墨性的表面處理的固化性環(huán)氧樹脂組合物、特別是通過照射紫外線能夠使涂膜(皮膜)形成圖案狀的環(huán)氧樹脂組合物、使用該環(huán)氧樹脂組合物的表面處理方法、用該環(huán)氧樹脂組合物進(jìn)行了疏油墨處理的液體噴射記錄頭和使用該液體噴射記錄頭的液體噴射記錄裝置。
另一方面，在用于將油墨等液體作為小液滴從噴孔噴出并使其附著到紙張等上以便進(jìn)行記錄和形成圖象的這種液體噴射記錄頭中，為了改善記錄特性，就要求更小的液滴、更高的驅(qū)動(dòng)頻率、更多的噴孔數(shù)并提高性能。因此，用于使噴孔表面長期維持清潔狀態(tài)的處理愈發(fā)變得重要。但是，使用現(xiàn)有的材料，很難選擇性地或者以圖案狀精密地進(jìn)行表面處理而不使油墨附著在噴孔表面上。其理由是，首先，為了使表面處理材料具有適于圖案狀處理的光敏等特性，必須使用以具有感光性官能團(tuán)的物質(zhì)為主體的材料，但這種化合物在進(jìn)行分子設(shè)計(jì)以使其同時(shí)具有疏水·疏油墨特性時(shí)，伴隨著很大的困難。
另外，如果噴孔表面可用現(xiàn)有的氟類材料進(jìn)行表面處理，則必須設(shè)計(jì)皮膜的結(jié)構(gòu)，以使其表面性質(zhì)能夠長期維持。能夠進(jìn)行具有這種性能的圖案狀表面處理的材料，如以下所說明的那樣，對(duì)于噴墨打印頭的表面處理是非常有價(jià)值的。
即，使油墨形成小液滴噴射、從而進(jìn)行記錄的噴墨記錄方式中，優(yōu)選對(duì)噴孔(孔)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使其具有以下的性能。
(1)已形成液滴的油墨柱的殘余油墨應(yīng)快速地再次被收納于噴孔內(nèi)。
(2)噴孔表面上附著的油墨液滴可通過清潔操作而容易地被擦去。
(3)噴孔表面上附著的油墨液滴在清潔操作和送紙過程中的耐擦傷性應(yīng)優(yōu)良。
(4)在液滴形成和油墨填充的重復(fù)操作過程中，在噴孔表面的位置上形成彎月形液面(參照

圖1中的23)。
(5)彎液面的法線方向應(yīng)為噴射方向。
(6)即使是低表面張力的油墨或者低負(fù)壓的狀態(tài)，也應(yīng)具有能夠形成彎液面的足夠的表面張力、即接觸角。
要求噴孔具有上述性能的理由是，液體噴射記錄頭中，如果油墨等記錄用液體附著在噴孔的周邊，則由噴孔噴出的液滴噴射(飛行)方向發(fā)生偏移，以致不能高精度地進(jìn)行打印，因此直接關(guān)系到打印性能。為了防止構(gòu)成這種吐出方向偏移原因的液體在噴孔附近的附著，已知有用疏水劑對(duì)形成噴孔的表面進(jìn)行處理的方法。
作為與上述表面處理有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，已知例如用具有氟代乙?；凸璧榛木酆衔镞M(jìn)行疏油墨處理(例如特開平2-39944號(hào)公報(bào))等。另一方面，對(duì)于應(yīng)用液體噴射記錄方式的打印機(jī)而言，隨著對(duì)其圖象記錄的要求提高，對(duì)記錄用液體的特性的要求也正在提高。這種記錄用液體往往被調(diào)節(jié)至pH值為7～11的堿性，以便進(jìn)一步提高其內(nèi)容物的溶解穩(wěn)定性和分散穩(wěn)定性，因此打印構(gòu)件也必須采用耐堿性和水解性優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。

發(fā)明內(nèi)容
但是，當(dāng)使用含有極性有機(jī)溶劑的記錄用液體或上述那種高pH值的記錄用液體時(shí)，為了上述的目的而被用于噴孔表面處理的疏水劑與記錄用液體中使用的溶劑成分、特別是極性有機(jī)溶劑成分相接觸，其疏水性皮膜的成膜性和與適用構(gòu)件的密合性遭到破壞，致使該疏水性皮膜剝離，從而使噴孔表面的疏水性喪失。
因此本發(fā)明的目的在于，提供這樣一種環(huán)氧樹脂組合物，該組合物作為疏水劑或疏水性涂料被適用于有機(jī)會(huì)接觸含有極性溶劑等破壞疏水劑成膜性和密合性成分的溶液或物質(zhì)的場(chǎng)所。
另外，本發(fā)明的目的在于，提供一種可以用于長期維持相同表面狀態(tài)的環(huán)氧樹脂組合物。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種使用上述環(huán)氧樹脂組合物，選擇位置地賦予物品表面疏水性的表面處理方法。
另外，本發(fā)明的其他目的在于，提供這樣一種液體噴射記錄頭以及液體噴射記錄裝置，其中所說的液體噴射記錄頭是通過用上述環(huán)氧樹脂組合物對(duì)基材進(jìn)行表面處理，從而可以使噴孔表面長期維持相同的表面狀態(tài)，即使長期接觸記錄用介質(zhì)油墨也不會(huì)附著到打印頭表面上，其結(jié)果，頭的命中精度(landing precision)良好，可以長期維持打印品質(zhì)。
上述目的通過以下的發(fā)明來達(dá)到。
即，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的環(huán)氧樹脂組合物是其中含有1個(gè)分子中具有至少2個(gè)環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基、至少1個(gè)碳原子數(shù)6～12的全氟烷基、至少1個(gè)烷基硅氧烷基的環(huán)氧樹脂和陽離子聚合催化劑的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，該環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基和該全氟基存在于該環(huán)氧樹脂的支鏈中，而且該烷基硅氧烷基存在于該環(huán)氧樹脂的主鏈中。
另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，上述表面處理方法的特征在于，其中包括以下步驟(i)在基材表面上形成上述環(huán)氧樹脂組合物的皮膜的步驟；
(ii)選擇位置地向該皮膜照射活性能量線的步驟；(iii)使用能夠溶解上述皮膜的非照射部位的液體，將上述非照射部位溶解并除去的步驟。
另外，本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，上述表面處理方法的特征在于，其中包括以下步驟(i)在基材表面上形成上述環(huán)氧樹脂組合物的皮膜的步驟；(ii)使該皮膜聚合、固化的步驟；以及(iii)選擇性地除去上述步驟中獲得的固化了的皮膜的步驟。
另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，上述液體噴射記錄頭是具有將液體噴出的噴孔的液體噴射記錄頭，其特征在于，至少該噴孔周邊被上述環(huán)氧樹脂組合物的固化膜覆蓋。
另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，上述液體噴射記錄裝置的特征在于，具有上述的液體噴射記錄頭。
由于本發(fā)明的樹脂組合物為環(huán)氧樹脂類，因此由該樹脂組合物構(gòu)成的皮膜，對(duì)各種部材的密合性優(yōu)良，即使在較低的溫度下也可以固化，作為構(gòu)造物的物性也優(yōu)良。進(jìn)而，通過使其含有具有烷基硅氧烷基和全氟烷基的環(huán)氧化合物，可以大幅度地提高上述皮膜對(duì)水溶性有機(jī)溶劑、特別是極性有機(jī)溶劑的耐性。另外，對(duì)顏料類油墨中的顏料分散穩(wěn)定劑等的耐性也得到提高。進(jìn)而在含有相溶劑的情況下，通過相溶劑的作用，賦予樹脂組合物成分之間的相溶性，從而可以擴(kuò)大本發(fā)明的樹脂組合物的材料構(gòu)成范圍。
涂布本發(fā)明的樹脂組合物并使其干燥而形成的皮膜，通過含有作為催化劑的由活性能量線活化的路易斯酸的鎓鹽，可以固化后形成圖案，通過除去未固化部分的皮膜，可以對(duì)物品的表面進(jìn)行圖案狀的表面處理。
經(jīng)表面處理形成圖案的方法可以這樣進(jìn)行將樹脂組合物涂布到基材上并使其干燥，形成皮膜，通過具有所希望圖案的掩模向該皮膜照射活性能量線，接著使用顯影液進(jìn)行顯影處理，以除去皮膜的未固化部分。該圖案處理的基本步驟與光刻蝕法相同，但作為顯影液，選擇適用于由樹脂組合物構(gòu)成的皮膜的溶劑或溶劑組合物。作為顯影液，使用芳香族烴類、酮類、酯類、二醇醚類等以及它們的混合物。
當(dāng)使用本發(fā)明的樹脂組合物處理表面形成圖案時(shí)，為了使樹脂組合物構(gòu)成的皮膜完成固化，希望在顯影之后進(jìn)一步實(shí)施對(duì)皮膜加熱或者照射活性能量線的所謂后固化。
這樣形成的本發(fā)明的樹脂組合物，作為疏水劑或疏水性涂料被適用于有機(jī)會(huì)接觸含有極性有機(jī)溶劑等破壞疏水劑密合性成分的溶液或物質(zhì)的場(chǎng)所，還可以適用于液體噴射記錄頭的噴孔表面的疏水·疏油墨處理。
即，本發(fā)明的樹脂組合物適用于噴墨記錄裝置的效果，與利用光聚合性的選擇性的表面改質(zhì)、處理的精度、作為固化膜的固體強(qiáng)度、作為利用摩擦強(qiáng)度的設(shè)備的耐久性、疏水·疏油墨性的程度、水性油墨的彎液面保持力、清潔性、液滴吐出方向的正確性、連續(xù)噴出過程中的持續(xù)性、停歇后開始打印的適應(yīng)性等各種特性的提高有關(guān)。此處，彎液面保持力是指油墨在噴孔前端以表面張力維持其油墨表面、且在重復(fù)進(jìn)行的液滴噴出時(shí)彎液面恢復(fù)并保持在所定位置的性質(zhì)。如果該保持力低，則與油墨從噴孔前端滲出，或者彎液面后退而使噴出的油墨液滴的體積減少、或者在極端的場(chǎng)合下引起油墨的噴出損失等不良狀況有關(guān)。
圖2為圖1的斜視圖。
圖3為示出一例組裝多頭的液體噴射記錄裝置的圖。
圖4為說明本發(fā)明方法的圖。
圖5為說明本發(fā)明方法的圖。
圖6為說明本發(fā)明方法的圖。
具體實(shí)施例方式
以下舉出優(yōu)選的實(shí)施方案，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物是其中含有1個(gè)分子中具有至少2個(gè)環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基、至少1個(gè)碳原子數(shù)6～12的全氟烷基、至少1個(gè)烷基硅氧烷基的環(huán)氧樹脂和陽離子聚合催化劑的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，該環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基和該全氟基存在于該環(huán)氧樹脂的支鏈中，而且該烷基硅氧烷基存在于該環(huán)氧樹脂的主鏈中。
上述環(huán)氧樹脂組合物中，作為環(huán)氧樹脂，只要是滿足上述條件的樹脂就沒有特別的限定，可以舉出例如下述通式(1)表示的環(huán)氧樹脂。 上述式(1)中，a為1～50的整數(shù)，b為1～50的整數(shù)，c為2～100的整數(shù)。另外，n1～n3和n5～n7各自獨(dú)立地為1～5的整數(shù)，n4為2～200的整數(shù)。
上述式(1)中，R1、R4～R7和R10各自獨(dú)立地為氫原子、碳原子數(shù)1～3的直鏈狀或支鏈狀的烷基，R2～R3和R8～R9各自獨(dú)立地為從氫原子、碳原子數(shù)1～3的直鏈狀或支鏈狀的烷基和腈基中選出的任一個(gè)，Rf為碳原子數(shù)6～12的直鏈狀或支鏈狀的全氟烷基、特別是碳原子數(shù)8～10的全氟烷基。
如上所述，通式(1)表示的環(huán)氧樹脂，可以使用按照常規(guī)方法，使甲基丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸3，4-羥基環(huán)己基甲基酯和含偶氮基的聚硅氧烷酰胺以適當(dāng)?shù)膯误w比共聚獲得的，也可以使用從市場(chǎng)上購買的。
更詳細(xì)地說，上述環(huán)氧樹脂可以通過在下述結(jié)構(gòu)式(1)-ii和(1)-iii表示的乙烯基類單體的共存下，對(duì)例如下述結(jié)構(gòu)式(1)-i表示的化合物進(jìn)行加熱、光照射或者加熱和光照射，以使其產(chǎn)生自由基來合成。 (上述式(1)-i中，R10～R13的定義與R2～R3和R8～R9的定義相同，n8和n9為0或1～6的整數(shù)，X表示鹵原子)。 (上述式(1)-ii和(1)-iii中，R1、R10、n1、n7的定義皆與上述通式(1)相同)。
上述式(1)-i表示的化合物可以采用例如特公平2-33053號(hào)公報(bào)中記載的方法合成。即，可以通過使下述式(1)-iv表示的二胺與下述式(1)-v和(1)-vi表示的二鹵化物反應(yīng)來獲得。 本發(fā)明中的上述式(1)表示的環(huán)氧樹脂的數(shù)均分子量，在疏水膜的耐久性方面，優(yōu)選為8,000～22,000，特別優(yōu)選為8,500～20,000。
作為上述式(1)表示的環(huán)氧樹脂的具體例，可以舉出例如下述式(2)表示的環(huán)氧樹脂。應(yīng)予說明，下述式(2)中，Rf、n4、a～c與上述式(1)的定義相同。 更優(yōu)選的樹脂是上述通式(2)中a為20～50、b為5～40、c為20～70、n為20～150、以及數(shù)均分子量為8,000～22,000的樹脂，作為特別優(yōu)選的樹脂的具體例，可以舉出例如下述式表示的樹脂(A-1)。
(A-1)其中含有 的單體單元40摩爾％、 的單體單元20摩爾％、以及 的單體單元40摩爾％的丙烯酸類樹脂，數(shù)均分子量約為20,000。
應(yīng)予說明，上述式(1)和(2)表示的結(jié)構(gòu)中，環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基記載為3，4-環(huán)氧環(huán)己基，但對(duì)于環(huán)狀脂肪族沒有任何限定，可以是環(huán)氧環(huán)丙基和環(huán)氧環(huán)戊基等。
上述環(huán)氧樹脂也可以單獨(dú)使用。另外，由于該樹脂是高分子量的，因此配合分子量比上述樹脂低的齊聚物和溶劑，以提高樹脂組合物對(duì)被處理物的涂布適應(yīng)性，并提高溶劑蒸發(fā)后皮膜的干燥性，由此提高處理的作業(yè)性，這是優(yōu)選方案之一。即，優(yōu)選使上述通式(1)表示的樹脂或其他高分子量的樹脂作為皮膜形成時(shí)的粘合劑起作用。并用這種粘合劑性的通式(1)的樹脂或其他高分子量的樹脂，這在對(duì)樹脂皮膜實(shí)施圖案狀曝光作業(yè)方面是優(yōu)選的。應(yīng)予說明，上述“齊聚物”優(yōu)選為分子量比上述通式(1)的樹脂低的樹脂，但也可以是其他低分子量的齊聚物。
本發(fā)明的樹脂組合物以上述通式(1)表示的環(huán)氧樹脂和催化劑為主體，但優(yōu)選根據(jù)需要進(jìn)一步含有至少一種相容劑。作為這種相容劑的例子，適宜的是下述通式(3)和/或下述通式(4)表示的化合物。 (上述式中，p＝0～2的整數(shù))作為上述化合物的優(yōu)選的具體例，可以舉出p＝0的化合物，即，2，2-二(4-環(huán)氧丙氧基苯基)六氟丙烷。 (上述式中，q＝0～2的整數(shù)， 是 或 作為上述化合物的優(yōu)選的具體例，可以舉出q＝0的化合物，即，m-二-[1-(2，3-環(huán)氧丙氧基)-2，2，2-三氟-1-(三氟甲基)乙基]苯。
上述通式(3)和(4)表示的化合物雖然具有氟代烷基，但由于其鏈長短，所形成的皮膜的表面能降低作用小，疏水和疏油墨性不大。上述通式(3)和(4)表示的化合物皆可通過與從通式(3)和(4)所示化合物中除去兩端含環(huán)氧基的基團(tuán)的化合物相應(yīng)的2元醇和表氯醇的反應(yīng)按照常規(guī)方法來合成。
本發(fā)明的樹脂組合物中，作為用于使其固化的催化劑，含有聚合引發(fā)劑。本發(fā)明中，設(shè)計(jì)一種樹脂組合物，該組合物可低溫固化，可由活性能量線活化，且對(duì)路易斯酸的鎓鹽具有高反應(yīng)性。因此，使用該樹脂組合物可以采用光刻蝕法選擇性地處理基材的表面，而且該樹脂組合物適于對(duì)難以在高溫下保持的基材進(jìn)行表面改質(zhì)。作為這種催化劑，例如可以舉出二(4-叔丁基苯基)碘鎓鹽、商品名“Optomer SP-150”、“Optomer SP-170”(皆為旭電化工業(yè)生產(chǎn))等。
上述Optomer SP-150的化學(xué)結(jié)構(gòu)以下述式表示。
Optomer SP-150 另外，上述Optomer SP-170的化學(xué)結(jié)構(gòu)以下述式表示。Optomer SP-170 進(jìn)而，也可以將下述結(jié)構(gòu)式表示的商品名“Irgacure 261”(CibaSpeciality公司生產(chǎn))等用作聚合引發(fā)劑。
Irgacure 261 本發(fā)明的樹脂組合物中，作為通式(1)表示的樹脂以外的粘合劑聚合物，優(yōu)選并用側(cè)鏈具有環(huán)氧基的共聚有丙烯酸單體的丙烯酸樹脂、側(cè)鏈具有環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基的聚合有乙烯基單體的乙烯基聚合物、側(cè)鏈具有環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基的聚醚聚合物(例如EHPE3150Daicel化學(xué)工業(yè)的制品)等其自身也能夠進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的環(huán)氧聚合物。如果使用那種沒有環(huán)氧基的聚合物時(shí)，可根據(jù)其所適用的用途來選擇性地控制物性。作為這種物質(zhì)，可以使用例如作為雙酚型環(huán)氧樹脂聚合物的商品名“PKHC”、“PKHJ”(聯(lián)碳公司的制品)、聚(乙烯/醋酸乙烯酯)、酚醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、可溶性聚酰亞胺樹脂等通用的涂料用高分子化合物。
如上所述，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物基本上是在非極性溶劑中含有以下組分A環(huán)氧樹脂B陽離子聚合催化劑、以及根據(jù)需要的C相容劑。
這些A、B和C的各成分在樹脂組合物中的優(yōu)選配比如下。
上述成分A與齊聚物一起使用時(shí)，由于依存于各自的軟化點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，故沒有常用的范圍。但大致上齊聚物成分A＝10∶90～90∶10(質(zhì)量比率)。催化劑B相對(duì)于環(huán)氧樹脂成分的合計(jì)量100質(zhì)量份，為0.5質(zhì)量份～7質(zhì)量份的范圍。這些齊聚物與聚合物相互之間有時(shí)相容性低，使用相容劑C往往有利。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物可以用于通過加熱或照射活性能量線來對(duì)基材進(jìn)行表面處理。具體地說，可以將本發(fā)明的樹脂組合物溶解于芳香族類、脂肪族烴類、酯類、醚類、氟類溶劑等中，使用輥涂機(jī)、旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)、噴霧涂布機(jī)、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷等各種涂布/印刷法而涂布到基材表面上。涂布到基材表面上之后，通過加熱或照射活性能量線來使所形成的皮膜固化。作為用于固化的活性能量線源，以大量含有波長200～480nm范圍的明線光譜的水銀燈、激光、電子射線等為宜。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物優(yōu)選含有上述的粘合劑成分，使其干燥后形成固態(tài)皮膜地進(jìn)行調(diào)制，與使用光致抗蝕劑的場(chǎng)合相同地進(jìn)行圖案形成，可以容易地選擇性地對(duì)基材進(jìn)行表面處理。該場(chǎng)合下，將含有本發(fā)明樹脂組合物的涂布液涂布到基材上，除去溶劑以便形成干燥的皮膜，然后重疊上具有適當(dāng)圖案的掩模，照射活性能量線，或者以圖案狀向上述皮膜照射活性能量線，然后用能夠溶解未固化皮膜的溶劑進(jìn)行顯影處理。當(dāng)圖案狀活性能量線的照射不能使其充分固化時(shí)，希望在顯影處理后進(jìn)行用于后固化的固化處理。作為這種能量源，可以使用熱、微波等的加熱處理、電子射線、紫外線等的活性能量照射。
如上所述，本發(fā)明的表面改質(zhì)方法的一大優(yōu)點(diǎn)在于，由于進(jìn)行了疏水疏油處理，使得皮膜與基材的密合性、皮膜表面的硬度優(yōu)良，因此可以進(jìn)行耐久性優(yōu)良的基材改質(zhì)。
作為本發(fā)明的樹脂組合物在液體噴射記錄頭、例如噴墨記錄頭上的應(yīng)用例，可以舉出這樣一個(gè)例子，通過用本發(fā)明的樹脂組合物處理該液體噴射記錄頭的噴孔表面而使其形成一層不使油墨牢固地附著在噴孔表面上、并且采用清潔處理即可容易地擦去噴孔表面上附著的油墨的脫模性良好的表面。
作為液體噴射記錄裝置、例如噴墨記錄裝置中裝載的清潔機(jī)構(gòu)或者清潔方法，有例如用橡膠刮板擦去噴墨記錄頭的噴孔表面上附著的油墨、用泵抽吸噴孔內(nèi)的油墨、在記錄紙以外的位置上將油墨排空等。但是，上述任一種方法在使被噴出壓力抽出的油墨柱形成液滴時(shí)，不是所有的油墨都變成液滴，因此完全沒有多余的油墨微小液滴附著在噴孔的周圍是不可能的。因此，如果這些微小液滴自由地落下、或者被再次吸入到噴孔的內(nèi)部、或者被容易地除去，就不會(huì)影響油墨的噴出。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物即使在較低的溫度下固化，也可以提供疏水·疏油性、對(duì)基材的密合性、耐藥品性、耐摩擦性優(yōu)良的固化皮膜。
圖1、2中示出了一例適用本發(fā)明樹脂組合物而獲得的液體噴射記錄頭的主要構(gòu)成部分。圖1為沿著油墨流路的截面圖，圖2為圖1的液體噴射記錄頭的斜視圖。
該記錄頭13的結(jié)構(gòu)為，在配置有噴出能量發(fā)生裝置17、18、19等的基板15上，層壓接合上使熱固性樹脂組合物和/或活性能量線固化性樹脂組合物的固化物等成型為所規(guī)定圖案而至少形成流路的構(gòu)件。
基板15的結(jié)構(gòu)為，在由氧化鋁等放熱性良好的材料構(gòu)成的基體20的表面上，依次層合蓄熱層19、用金屬形成的發(fā)熱電阻體層18、由鋁等構(gòu)成的電極17-1、17-2和保護(hù)層16，通過向電極17-1、17-2通電，使在發(fā)熱電阻體層18的未層合電極的部分(處于以n表示的區(qū)域內(nèi)的部分)上形成的噴出能量發(fā)生元件發(fā)熱，從而使熱能作用于位于其上方的油墨。
在記錄時(shí)，油墨21被填充到溝槽14的端部微細(xì)開口的噴孔(孔)22中，一旦在該狀態(tài)下向與記錄信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電極17-1、17-2通電，以n表示的區(qū)域就會(huì)急劇發(fā)熱，與此處相接觸的油墨21中由于膜沸騰而產(chǎn)生氣泡，在該壓力下油墨21從噴孔22中以小液滴24的形式被噴出，飛向記錄介質(zhì)25。
本發(fā)明的液體噴射記錄頭中，在噴出面29(圖2)的至少是噴孔開口部的周邊適用本發(fā)明的樹脂組合物構(gòu)成的固化皮膜30作為疏水·疏油墨劑，以防止液滴附著于該面上，造成液滴的噴出方向發(fā)生位移的情況。而且，本發(fā)明的樹脂組合物構(gòu)成的固化皮膜，不僅對(duì)噴出面29的密合性優(yōu)良，而且即使油墨中含有有機(jī)溶劑、特別是極性有機(jī)溶劑，疏水性和密合性也不會(huì)受其破壞。
圖3為示出一例組裝有圖2所示多頭的液體噴射記錄裝置的圖。圖3中，61為作為擦拭構(gòu)件的刮板，其一端由刮板保持構(gòu)件保持，形成固定端，從而成為懸臂的形態(tài)。刮板61被配置在記錄頭的與記錄區(qū)域鄰接的位置上，而且在本例的場(chǎng)合下，以在記錄頭的移動(dòng)路線中突出的形態(tài)被保持。62為蓋子，被配置在與刮板61相鄰接的原始位置上，在與記錄頭移動(dòng)方向相垂直的方向上移動(dòng)，與噴孔相接觸地進(jìn)行遮蓋。
進(jìn)而，63為與刮板61鄰接設(shè)置的油墨吸收體，與刮板61同樣，以在記錄頭的移動(dòng)路線中突出的形態(tài)被保持。上述刮板61、蓋子62、油墨吸收體63構(gòu)成噴出回收部64，刮板61和油墨吸收體63從油墨噴孔表面除去水分和塵埃等。
65是采用液體噴射方式進(jìn)行記錄的記錄頭，其結(jié)構(gòu)為例如圖1、2所示那樣的利用熱能噴出油墨等液體。66為用于裝載記錄頭65并使記錄頭65移動(dòng)的滑動(dòng)架(carriage)?；瑒?dòng)架66與導(dǎo)軸67可滑動(dòng)地嚙合，滑動(dòng)架66的一部分與由馬達(dá)68驅(qū)動(dòng)的皮帶69相連接(圖中未示出)。由此，滑動(dòng)架66沿著導(dǎo)軸67移動(dòng)，即，可以移動(dòng)到由記錄頭65記錄的區(qū)域及其相鄰的區(qū)域。
51為用于插入記錄介質(zhì)的送紙部，52為由未圖示的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的送紙輥。利用這些構(gòu)成，記錄介質(zhì)被送到與記錄頭的噴孔面相對(duì)向的位置上，隨著記錄的進(jìn)行，經(jīng)過出紙輥53而被導(dǎo)出。
上述結(jié)構(gòu)中，記錄頭65在記錄結(jié)束時(shí)返回原始位置，此時(shí)頭回收部64的蓋子62由記錄頭移動(dòng)路線中后退，而刮板61突出到移動(dòng)路線中。其結(jié)果，記錄頭65的噴孔表面被擦拭。另外，蓋子62與記錄頭65的噴孔表面接觸而進(jìn)行遮蓋時(shí)，蓋子62移動(dòng)到記錄頭的移動(dòng)路線中并突出出來。
記錄頭65從原始位置向記錄開始位置移動(dòng)時(shí)，蓋子62和刮板61處于與上述擦拭時(shí)的位置相同的位置上。其結(jié)果，在該移動(dòng)中，記錄頭65的噴出面也得到擦拭。上述記錄頭向原始位置的移動(dòng)，不僅在記錄結(jié)束時(shí)和噴出回復(fù)時(shí)，而且在記錄頭在用于記錄的記錄區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的過程中，以所規(guī)定的間隔，向與記錄區(qū)域相鄰的原始位置移動(dòng)，隨著該移動(dòng)進(jìn)行上述的擦拭。
噴墨記錄裝置中，在彩色記錄時(shí)，可以使用在1個(gè)頭中將花青色用、洋紅色用、黃色用和黑色用的噴孔并列的記錄頭來進(jìn)行。另外，也可以使各顏色的記錄頭獨(dú)立地并列配置來使用。該場(chǎng)合下，各色油墨的噴出可以由1個(gè)噴孔進(jìn)行，也可以同時(shí)由多個(gè)噴孔噴出各色油墨，并使2色以上的液滴同時(shí)附著到記錄介質(zhì)上。
本發(fā)明的液體噴射記錄頭，由于用上述說明的本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物構(gòu)成的疏油墨處理材料進(jìn)行了表面處理，從而具有后述實(shí)施例中所示的化學(xué)性質(zhì)，因此油墨的附著少，或者附著的油墨極易被清潔用擦拭刮板除去。因此，實(shí)際上打印持續(xù)性得到大幅度提高。
以下舉例說明使用本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物時(shí)的具體方法。用活性能量線使本發(fā)明的樹脂組合物構(gòu)成的皮膜固化時(shí)，作為上述的催化劑添加使用經(jīng)光照可釋放出路易斯酸的陽離子光催化劑。
<皮膜形成方法>
該方法中使用的本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物，以溶解于有機(jī)溶劑中的狀態(tài)作為涂布液來使用。皮膜的膜厚為數(shù)μm那樣薄時(shí)，可以使用輥涂機(jī)、旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)、噴霧涂布機(jī)等通常的精密涂布裝置進(jìn)行涂布。另外，也可以一次將上述涂布液涂布到脫模紙上并使其成膜而形成干膜，用層壓機(jī)等將該干膜貼合到基材表面上，從而在基材表面上形成皮膜。
以圖案狀處理基板表面的第1種方法是在上述皮膜上使用具有所希望圖案的掩模，選擇性地照射活性能量線，接著使用顯影液進(jìn)行顯影處理，從而除去未固化的皮膜。該方法的基本步驟與光刻蝕法相同，但作為顯影液必須選擇適宜于本發(fā)明的樹脂組合物構(gòu)成的皮膜的溶劑或溶劑組合物。作為顯影液，可以使用芳香族烴類、酮類、酯類、二醇醚類等以及它們的混合物。為了完成上述皮膜的反應(yīng)，希望在顯影后再進(jìn)行加熱或照射活性能量線。
以圖案狀處理基板表面的第2種方法是按照如下順序進(jìn)行的將上述涂布液涂布到基材上并干燥而形成皮膜的第1步驟(1)、用促進(jìn)聚合的活性能量線進(jìn)行全面照射來使皮膜固化的第2步驟(2)、照射破壞性的活性能量線以便選擇性地除去固化皮膜的所希望部位的第3步驟(3)。作為促進(jìn)聚合的活性能量線，使用大量含有波長為250～480μm的光的紫外線。作為破壞性的活性能量線，使用波長在210μm以下的光的準(zhǔn)分子激光等。上述第2種方法中，為了完成皮膜的固化，希望在任一階段進(jìn)行皮膜的熱處理或照射聚合性的活性能量線。
這樣形成的本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物，作為疏水劑或疏水性涂料被適用于有機(jī)會(huì)接觸含有極性有機(jī)溶劑等破壞疏水劑密合性成分的液體或物質(zhì)的場(chǎng)所，還可以適宜用于液體噴射記錄頭的噴孔表面的疏水·疏油墨處理。
實(shí)施例以下舉出實(shí)施例和比較例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。應(yīng)予說明，文中“％”，只要沒有特別指明，為質(zhì)量基準(zhǔn)。以下示出本發(fā)明組合物的構(gòu)成例。以下的比率表示固形物的質(zhì)量比率。又，下述的樹脂A-1為上述示例的樹脂。
(組合物例1)樹脂A-1Optomer SP-170＝96∶4(實(shí)施例1中使用)(組合物例2)樹脂A-1Optomer SP-170＝94∶6(實(shí)施例2中使用)(組合物例3)樹脂A-1Optomer SP-1701，4-二(2-羥基六氟異丙基)苯＝95∶5∶25(實(shí)施例3中使用)(組合物例4)樹脂A-1Optomer SP-1701，4-二(2-羥基六氟異丙基)苯2，2-二(4-環(huán)氧丙氧基苯基)六氟丙烷＝80∶5∶25∶25(實(shí)施例4中使用)實(shí)施例1～4將上述環(huán)氧樹脂組合物例1～4分別加入到作為溶劑的二乙二醇二甲醚中使其溶解，制成濃度為30～40％的溶液。使用旋涂器將這些溶液分別涂布到具有5μm厚熱氧化膜的硅片上，使?jié)駶櫊顟B(tài)下的厚度為1～3μm。接著，將該基材在110℃的加熱板上干燥5分鐘，以便除去溶劑。用裝有高壓水銀燈的紫外線照射裝置，向該4塊基板照射累積為2J/cm2的紫外線。然后，在150℃的爐中加熱15分鐘，使其完成固化反應(yīng)。使用制成的4塊基板，實(shí)施以下的測(cè)定。
T1接觸角的測(cè)定使用純水、油酸10％水溶液、甘油20％水溶液、表面活性劑1％水溶液(聚氧乙烯壬基苯基醚HLB＝10)的各種液體，在常溫下測(cè)定上述各基板的固化皮膜的靜態(tài)接觸角。
T2浸漬顏料水分散液后的接觸角的測(cè)定在含有5％炭黑、1％苯乙烯丙烯酸共聚物的水溶液(pH＝10.3)中，將上述具有固化皮膜的各基板在60℃下浸漬7天。然后用純水洗滌各基板并干燥，與上述T1同樣地再次測(cè)定油墨的接觸角。
T3長期打印耐久性如圖4a、b所示，在預(yù)先設(shè)置噴出能量發(fā)生元件402等的被處理基板401上，如圖4c所示那樣旋轉(zhuǎn)涂布正型光刻膠(商品名ODUR-1010，東京應(yīng)化工業(yè)制)，使膜厚為13μm，形成抗蝕層403。其次，如圖5所示，在抗蝕層圖案上層合25μm層厚的作為流路形成用材料501的下述表1組成的環(huán)氧樹脂組合物。
表1環(huán)氧樹脂組合物的構(gòu)成

將流路形成用材料層501層合后，在加熱板上在80℃下干燥3分鐘。接著，在這樣獲得的層合體上分別旋轉(zhuǎn)涂布組合物例1～4，形成皮膜502。通過形成噴孔部圖案的掩模，使用佳能制掩模分析儀(mask analyzer)MPA600，對(duì)這樣形成的第1(501)和第2(502)感光性樹脂層進(jìn)行1.0J/cm2的紫外線曝光和90℃下4分鐘的加熱處理后，在MIBK/二甲苯＝2/3的顯影液中浸漬，從而形成噴孔部503。然后，如圖6(a)所示，Si制基板401從背面采用各向異性蝕刻法形成油墨供給口601，最后除去模子抗蝕層403(圖6(b))，進(jìn)而為了使第1(502)和第2(501)感光性樹脂層完全固化，進(jìn)行200℃/1小時(shí)的加熱處理，從而完成噴孔。
進(jìn)而，對(duì)組裝有這樣獲得的噴孔的液體噴射記錄頭進(jìn)行所規(guī)定的電氣配線，組裝到打印機(jī)中，使用由純水/甘油/食用黑2號(hào)(水溶性黑色染料)/N-甲基吡咯烷酮＝70/15/3/12(質(zhì)量份)構(gòu)成的噴墨用油墨，進(jìn)行長期打印耐久試驗(yàn)。
打印耐久試驗(yàn)是打印100頁文件和用于評(píng)價(jià)油墨命中精度的圖案，評(píng)價(jià)最終打印樣張的點(diǎn)的紊亂。將該結(jié)果作為T3-1。
評(píng)價(jià)A點(diǎn)位置沒有紊亂，文字鮮明。
評(píng)價(jià)B點(diǎn)位置稍稍紊亂，輕微影響文字的品質(zhì)。
評(píng)價(jià)C點(diǎn)位置顯著發(fā)生紊亂，文字的鮮明度也降低。
評(píng)價(jià)D發(fā)生點(diǎn)的短缺、文字品質(zhì)大幅度降低。
另外，觀察所使用的打印頭的表面，評(píng)價(jià)油墨的附著量。將該結(jié)果作為T3-2。
評(píng)價(jià)A噴孔表面完全沒有油墨液滴。
評(píng)價(jià)B噴孔表面可看見小的油墨液滴。
評(píng)價(jià)C噴孔的噴出口附近有大的油墨液滴。
將以上的結(jié)果整理示于表2中。
比較例1使用為含氟環(huán)氧樹脂的雙酚AF(下述結(jié)構(gòu))代替實(shí)施例1的環(huán)氧樹脂，除此之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行T1～T3的各評(píng)價(jià)。
雙酚AF
比較例2用FluoradTMFC-722(氟類涂覆劑；住友3M制)代替本發(fā)明中使用的環(huán)氧樹脂組合物，用旋涂器將其涂布到聚醚砜的成型板上，使溶劑蒸發(fā)后的膜厚約為2μm。進(jìn)而，在100℃下干燥30分鐘，進(jìn)行表面處理。從皮膜的上方向該基板照射光束直徑收斂至5μm的波長195μm的準(zhǔn)分子激光，進(jìn)行噴孔開孔加工。開孔不能良好地進(jìn)行，邊緣部產(chǎn)生大量的分解殘留物，表面狀態(tài)也不均勻。在該條件下與實(shí)施例1同樣地制作基板，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行T1～T3的評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于下述表2中。
表2評(píng)價(jià)結(jié)果

如以上所示，可以認(rèn)為，本發(fā)明的樹脂組合物構(gòu)成的皮膜，其接觸角高，而且持續(xù)性良好。另外，即使長期接觸油墨，油墨也不會(huì)附著到打印頭的表面上，其結(jié)果，點(diǎn)的命中精度優(yōu)良，可以長期維持打印品質(zhì)。
實(shí)施例5使用旋涂器將實(shí)施例1和3中使用的環(huán)氧樹脂組合物例1和3分別涂布到聚醚砜的成型板上并干燥，使溶劑蒸發(fā)后的膜厚約為2μm。用高壓水銀燈向該基板照射合計(jì)10J/cm2的光，進(jìn)行皮膜的聚合固化。接著，從皮膜的上方向該基板照射光束直徑收斂至5μm的波長195μm的準(zhǔn)分子激光，進(jìn)行噴孔開孔加工。開孔可以良好地進(jìn)行，邊緣部也沒有分解殘留物，為良好的加工狀態(tài)。其結(jié)果可以認(rèn)為，本發(fā)明的組合物即使用紫外線激光加工也具有特別優(yōu)良的適應(yīng)性。
發(fā)明效果如以上說明，本發(fā)明提供這樣一種樹脂組合物，該組合物作為疏水劑或疏水性涂料被適用于有機(jī)會(huì)接觸含有破壞疏水劑成膜性和密合性成分的溶液或物質(zhì)的場(chǎng)所。另外，本發(fā)明還提供一種可通過表面改質(zhì)處理來長期維持相同的表面狀態(tài)的樹脂組合物。
進(jìn)而，本發(fā)明還提供這樣一種噴墨記錄頭，通過用上述樹脂組合物對(duì)基材的表面進(jìn)行處理，可以使噴孔表面長期維持相同的表面狀態(tài)，即使長期接觸油墨，油墨也不會(huì)附著到打印頭的表面上，其結(jié)果，可使點(diǎn)的命中精度優(yōu)良，從而可以長期維持打印品質(zhì)。另外提供一種液體噴射記錄裝置。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧樹脂組合物，是含有1個(gè)分子中具有至少2個(gè)環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基、至少1個(gè)碳原子數(shù)6～12的全氟烷基、至少1個(gè)烷基硅氧烷基的環(huán)氧樹脂和陽離子聚合催化劑的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，該環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基和該全氟基存在于該環(huán)氧樹脂的支鏈中，而且該烷基硅氧烷基存在于該環(huán)氧樹脂的主鏈中。
2.權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所說的環(huán)氧樹脂為下述通式(1)表示的樹脂 上述式(1)中，a＝1～50的整數(shù)，b＝1～50的整數(shù)，c＝2～100的整數(shù)，n1～n3和n5～n7各自獨(dú)立地為1～5的整數(shù)，n4為2～200的整數(shù)，R1、R4～R7和R10各自獨(dú)立地為從氫原子和碳原子數(shù)1～3的直鏈狀或支鏈狀的烷基中選出的任一個(gè)，R2～R3和R8～R9各自獨(dú)立地為從氫原子、碳原子數(shù)1～3的直鏈狀或支鏈狀的烷基和腈基中選出的任一個(gè)，Rf為碳原子數(shù)6～12的全氟烷基。
3.權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所說的環(huán)氧樹脂為下述通式(2)表示的環(huán)氧樹脂 上述式(2)中，Rf、n4、a～c與上述通式(1)中的定義相同。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所說的陽離子聚合催化劑為路易斯酸的鎓鹽。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所說的環(huán)氧樹脂組合物中還含有下述通式(3)和(4)表示的化合物中的至少一種 上述式中，p＝0～2的整數(shù)， 上述式中，q＝0～2的整數(shù)， 是 或
6.一種表面處理方法，它是選擇性地處理基材表面的方法，其特征在于，其中包括下列步驟(i)在基材表面上形成權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物的皮膜的步驟；(ii)選擇位置地向該皮膜照射活性能量線的步驟；(iii)使用能夠溶解上述皮膜的非照射部位的液體，將上述非照射部位溶解并除去的步驟。
7.一種表面處理方法，它是選擇性地處理基材表面的方法，其特征在于，其中包括下列步驟(i)在基材表面上形成權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物的皮膜的步驟；(ii)使該皮膜聚合、固化的步驟；以及(iii)選擇性地除去上述步驟中獲得的固化了的皮膜的步驟。
8.一種液體噴射記錄頭，它是具有將液體噴出的噴孔的液體噴射記錄頭，其特征在于，至少該噴孔周邊被覆權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的樹脂組合物的固化膜。
9.一種液體噴射記錄裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求8所述的液體噴射記錄頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠用于使物品表面形成具有優(yōu)良疏水性的皮膜的環(huán)氧樹脂組合物。該環(huán)氧樹脂組合物是其中含有1個(gè)分子中具有至少2個(gè)環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基、至少1個(gè)碳原子數(shù)6～12的全氟烷基、至少1個(gè)烷基硅氧烷基的環(huán)氧樹脂和陽離子聚合催化劑的環(huán)氧樹脂組合物，該環(huán)狀脂肪族環(huán)氧基和該全氟基存在于該環(huán)氧樹脂的支鏈中，而且該烷基硅氧烷基存在于該環(huán)氧樹脂的主鏈中。
文檔編號(hào)C08G59/32GK1432601SQ0310044
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者下村明彥, 野口弘道, 今村功 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社