疏液膜涂层部件、液体喷射装置及其构件的利记博彩app

专利名称：疏液膜涂层部件、液体喷射装置及其构件的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及疏液膜涂层部件、液体喷射装置的构件、液体喷射头的喷嘴板、液体喷射头和液体喷射装置。更具体地，本实用新型涉及一种液体喷射装置，该液体喷射装置具有底涂层膜和由金属醇盐分子膜形成的疏液膜，该疏液膜不仅形成在液体喷射装置的液体喷射头喷嘴板衬底的表面上，而且形成在液体喷射装置的其他构件(包括除金属部件之外的其他部件，例如树脂部件和复合材料部件)的表面上。
背景技术：
通过其喷嘴口向介质喷射出液滴的喷墨打印机头(液体喷射头的一个实施例)具有喷嘴板，而多个精细的喷墨口以细小的间距形成在喷嘴板中，通过所述喷墨口喷出墨水。如果墨水粘附到喷嘴板的表面，则在后面向外喷射的其他墨水可能受到先前粘附的墨水的粘性和表面张力的影响，而具有弯曲的喷射轨迹。这引起墨水不能被施加到预定位置的问题。因此，喷嘴板表面必须进行疏液处理，以防止墨水粘附所述表面。
下面提及的一些方法是已知的疏液处理技术。方法之一如下将喷嘴板在室温下浸入诸如烷氧基硅烷之类的疏液硅烷偶联剂溶液中，持续数十秒。在此期间，烷氧基硅烷的温度为室温左右。接着，将浸入的喷嘴板以约数毫米/秒的速度从溶液中拉起，于是在其表面上形成烷氧基硅烷聚合物的单分子膜。然后将喷嘴板在室温下干燥一整天，以使溶剂蒸发，由此通过脱水缩聚获得喷嘴板金属表面上的疏水单分子膜。
作为方法的另一个示例，可以引用在专利文献JP-A 5-116309中描述的方法。该方法包括如下的操作，即将吸收物浸入含氟聚合物化合物和具有氟代烃基团和硅氮烷、烷氧基硅烷或者卤硅烷基团的化合物的混合物中，然后将其从溶液中拉起，并且在将其压靠在喷嘴板上的同时移动所述吸收物，以实现在喷嘴板上的涂层。在进行了这样的涂覆后，在150℃下对喷嘴板进行1小时的加热干燥和固化，以由此在其上形成疏液膜。
作为方法的另一个示例，可以引用在专利文献JP-A 5-116324中描述的方法。此方法包括如下操作，即在喷嘴板不要求疏液性能的部分利用铝掩模掩蔽喷嘴板，并将其浸入混合有具有多个三氯甲硅烷基的物质的溶液中，持续约30分钟，以由此在其上形成氯硅烷单分子膜。然后，用氯仿洗涤氯硅烷单分子膜，然后用水洗涤，以使其反应形成硅氧烷单分子膜。将所述硅氧烷单分子膜浸入具有碳氟基团和氯硅烷基团的物质的溶液中约1小时，由此在喷嘴板和其上的铝薄膜的表面上形成含氟的单分子膜。接着，将铝薄膜刻蚀掉，于是在喷嘴板的表面上形成了疏液单分子膜。
烷氧基硅烷分子膜与封端喷嘴板表面的OH基反应，并键合到喷嘴板上。因此，如果在喷嘴板表面上存在大量的OH基，则与现有OH基相对应的烷氧基硅烷分子键合到喷嘴板上。换句话说，如果其上存在大量的OH基，则所获得的分子膜具有更高的密度，因此所得到的喷嘴板的疏液性能更高。然而，因为诸如不锈钢之类的金属的表面上存在的OH基的数量小于玻璃等的表面，在金属表面上通过硅烷偶联材料的聚合形成的所得分子膜仅仅具有很低的密度和较差的粘附性。因此，存在这样的一个问题，即分子膜的疏水性能很低，并且所述的膜不能保证其长期的疏水性能。
此前在背景技术中所使用的墨水通常是染料型墨水，并且其溶剂是水。因此，疏水分子膜能够排斥这样的染料型墨水，只要其具有疏水性能就可以。然而，最近颜料型墨水已经被用来应付来自数字静态照相机等的高质量打印。树脂型分散剂被用于这样的颜料型墨水的溶剂。因此，要求用于这样的颜料型墨水的打印机部件分子膜既具有疏水性能又具有疏油性能(此后，一并称为“疏液性能”)。但是，在JP-A 5-116309和JP-A 5-116324中公开的分子膜并不是同时具有疏水性能和疏油性能，因此会遇到分子膜被润湿的问题。
此前，除喷嘴板之外的液体喷射装置的其他部件不进行疏墨水性能的处理。不进行疏墨水性能处理引起下列问题。墨水在很大程度上将粘附到诸如盖体和刮墨器之类的直接与墨水接触的部件上，并且如果这些部件由可润湿材料形成，则已经粘附到其上的墨水可以照这样存留于其上。当粘附的墨水照现在这样被残留下时，其可能增厚，导致部件的污染和操作故障。尤其对于刮墨器部件，墨水被引导通过或到达各种部件，例如从刮墨器主体(橡胶、弹性体、聚氨酯)到刮墨器支撑杆(聚甲醛(POM))，然后到系统主体(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS))以及废液吸收器，并且墨水被这些部件吸附。因此，存在墨水可能难以被引导通过或到达这些部件的可能性。此外，增厚的墨水可以粘附到其上安装头的滑架的下部，且墨水在操作刮墨器时可能被转移到所述头上。
实用新型内容为了解决上述问题而提出了本实用新型。
因此，本实用新型的一个目的是提供具有金属醇盐疏液膜的部件，其中金属醇盐疏液膜与诸如喷嘴板的衬底的表面的粘附性较强，并且所述疏液膜的密度较高。
本实用新型的另一个目的是提供包含上述部件的构件。
本实用新型的另一个目的是提供包含所述部件的喷嘴板，并提供包含所述喷嘴板的液体喷射头和液体喷射装置。
通过下面的描述，本实用新型的其他目的和效果将会变得清楚。
为了实现上述目的，本实用新型将不仅对液体喷射装置中的液体喷射头的喷嘴板(由金属形成)使用疏液膜涂层部件(liquid-repellent film-coated member)，而且对液体喷射装置的任何其他系统构件(由树脂材料、复合材料形成)使用疏液膜涂层部件。在本实用新型中，疏液膜涂层部件通过如下操作构造出，即对形成在衬底表面上的底涂层膜的表面进行处理形成OH，然后在其上形成金属醇盐分子膜的疏液膜，其中优选使用具有含氟长链聚合物基团的金属醇盐作为所述金属醇盐。由此，本实用新型可以防止系统部件的污染并防止系统部件的操作故障，且本实用新型成功解决了上述问题。
具体的，通过提供如下的部件、喷嘴板、液体喷射头和液体喷射装置，实现了本实用新型的上述目的。
(1)一种部件，包括衬底、形成在衬底表面上的底涂层膜以及形成在所述底涂层膜表面上的金属醇盐的疏液膜。
(2)如上面项目(1)所述的部件，其中所述疏液膜是金属醇盐聚合物的分子膜。
(3)如上面项目(1)所述的部件，其中所述金属醇盐具有含氟长链聚合物基团。
(4)如上面项目(1)所述的部件，其中所述金属醇盐是具有疏液基团的金属酸盐。
(5)如上面项目(1)所述的部件，其中所述金属醇盐是硅烷偶联剂。
(6)如上面项目(1)所述的部件，其中所述底涂层膜包含硅氧烷材料的等离子体聚合膜，或含有SiO2、ZnO、NiO、SnO2、Al2O3、ZrO2、氧化铜、氧化银、氧化铬或氧化铁。
(7)如上面项目(1)或(2)所述的部件，其中，所述疏液膜由如下工艺形成，其中所述工艺包括通过氧化和氢化，利用OH基对所述底涂层膜的所述表面进行封端；和在所述底涂层膜的所述表面上使金属醇盐与所述OH基反应。
(8)如上面项目(1)或(2)所述的部件，其中，所述疏液膜由如下工艺形成，其中所述工艺包括通过由等离子体或紫外线照射，利用OH基对所述底涂层膜的所述表面进行封端；和在所述底涂层膜的所述表面上使金属醇盐与所述OH基反应。
(9)如上面项目(1)所述的部件，其中所述衬底包括金属材料或复合材料。
(10)如上面项目(1)所述的部件，其中所述衬底包括树脂材料。
(11)如上面项目(9)所述的部件，其中所述金属材料是不锈钢。
(12)如上面项目(9)所述的部件，其中所述复合材料包含硅、蓝宝石或碳。
(13)如上面项目(10)所述的部件，其中所述树脂材料包括选自由聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚、钛酸钾纤维复合树脂、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、氯丁橡胶、聚硅氧烷橡胶和丁基橡胶所组成的组中的至少一种化合物。
(14)如上面项目(1)所述的部件，其中所述衬底经受住至少400℃的加热，并且所述疏液膜由如下工艺被形成在所述底涂层膜上，所述工艺包括加热所述底涂层膜；以及在加热的同时，将所述底涂层膜浸入金属醇盐溶液中。
(15)如上面项目(14)所述的部件，其中所述底涂层膜的加热温度落入200℃到400℃之间。
(16)一种用于液体喷射头的喷嘴板，所述喷嘴板包括如上面项目(1)至(14)中的任何一个所述的部件。
(17)一种液体喷射头，包括如上面项目(16)所述的喷嘴板。
(18)一种液体喷射装置，所述液体喷射装置装配有如上面项目(17)所述的液体喷射头。
(19)如上面项目(1)至(8)、(10)和(13)中任何一个所述的部件，其中所述部件是头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆、齿轮、压纸滚筒或滑架。
(20)一种液体喷射装置，所述液体喷射装置装配有如上面项目(19)所述的部件。
如以上所描述的，本实用新型将不仅对液体喷射装置中的液体喷射头的喷嘴板(主要由金属形成)使用疏液膜涂层部件，而且对液体喷射装置的任何其他系统构件(包括由树脂材料或复合材料所形成的构件)使用疏液膜涂层部件，所述构件例如为头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆、齿轮、压纸滚筒或滑架。通过对系统单元的若干部分进行疏墨处理，解决了液体喷射装置的如下问题(i)至(iii)。
(i)若对频繁与墨水接触的部分，例如头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆等进行疏墨性处理，则这些部件自身可以防止墨水粘附到其上。具体的，情况如下头盖体几乎不受到来自喷嘴板(NP)面的盖体痕迹(增厚的墨水的粘附)。
头清洁刮墨器的刮擦性能持续很长时间，因为其上的墨水粘附减少了。
头清洁刮墨器支撑杆容易将废墨水从刮墨器引导至废墨吸收器。
由墨水缠绕覆盖引起的齿轮操作故障减少。
防止了由增厚墨水与滑架的粘附所引起的增厚墨水向头的转移。
(ii)这些部件自身(尤其是用于驱动操作的部分，例如齿轮)防止了墨水粘附到其上，并且因此防止了由其上的增厚墨水粘附导致的操作故障。
(iii)可以对系统构件进行疏墨性处理，而不管其材料(主要是工程塑料树脂，诸如聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，弹性体，橡胶)的接触角如何，因此废墨水的回收很容易。换句话说，已经粘附到头盖体和刮墨器上的墨水能够容易地被引导至废墨吸收器。
在本实用新型的疏液膜涂层部件中，如上所述，在衬底表面上形成底涂层膜。用于衬底的材料没有具体的限制，可以是金属材料、复合材料和树脂材料中的任何一种。更有效地，衬底的表面粗糙度(Ra)是65nm或更小，优选35nm或更小。
取决于衬底，可以适当地选择和使用底涂层膜。例如，其可以包含硅氧烷材料的等离子体聚合膜，或者含有SiO2、ZnO、NiO、SnO2、Al2O3、ZrO2、氧化铜、氧化银、氧化铬或氧化铁。底涂层膜的表面被氧化和氢化，具体来说，利用等离子体或紫外线对其进行照射，然后将其暴露至空气，由此所述表面可以被OH基封端(即，表面被羟基化)。然后，当金属醇盐的疏液膜被形成在如此处理的底涂层膜上时，底涂层膜上的OH基键合到金属醇盐的疏液膜上。结果，可以形成具有高密度和高粘附性的疏液膜。
在衬底经受住至少400℃的加热的情况下，可以在加热的同时将底涂层膜浸入金属醇盐溶液，以在底涂层膜上形成金属醇盐疏液膜。在此实施例中，可以在底涂层膜表面上形成具有均一厚度的金属醇盐聚合物的分子膜。
在如此形成的分子膜中，来自金属醇盐的金属原子通过氧原子键合到底涂层膜上。若在本实用新型中使用的金属醇盐具有含氟长链聚合物基团，则键合到来自金属醇盐的金属原子上的含氟长链聚合物基团存在于膜的表面一侧上。参考此时分子膜的状态，金属原子发生三维键合并且含氟长链聚合物基团彼此发生复杂的缠结。因此，分子膜处于致密状态，且墨水难以渗透到其中。
因此，本实用新型的疏液膜涂层部件保证了优异的疏液性，并能将其长期保持。此外，由于其较高的密度，因而疏液膜具有优异的耐磨性。
下面将描述用于生产本实用新型的疏液膜涂层部件的工艺内容。
根据这样的工艺生产本实用新型的疏液膜涂层部件，其中，所述工艺至少包括(1)衬底清洗，(2)底涂层膜的形成，(3)底涂层膜表面的活化，(4)疏液金属醇盐膜的形成，(5)润湿和干燥处理，以及(6)退火。
步骤(1)“衬底清洗”用于将不利于底涂层膜的形成的多余物质从衬底去除。清洗条件的细节应依据衬底的材料、形制(form)和尺寸，合理地确定。
步骤(2)“底涂层膜的形成”中的膜形成条件的细节应依据衬底的材料、形制和尺寸以及依据待形成的底涂层膜的类型和厚度，合理地确定。
步骤(3)“底涂层膜表面的活化”用于将OH基引入底涂层膜的表面，以便使待形成于其上的金属醇盐疏液膜更可靠地键合到其上。具体来说，此步骤的示例包括利用等离子体或紫外线照射底涂层膜的表面。处理条件的细节应依据底涂层膜的类型和厚度以及依据用于待形成疏液膜的金属醇盐的类型，合理地确定。
步骤(4)“疏液金属醇盐膜的形成”中的膜形成条件的细节应依据金属醇盐的类型以及依据膜的预定的疏液性，合理地确定。
在步骤(5)“润湿和干燥处理”中，将已涂覆的衬底放置在高温度高湿度的气氛中，用于金属醇盐的聚合，以便提供其分子膜。处理条件的细节应依据金属醇盐的类型以及依据膜的预定的疏液性，合理地确定。
在步骤(6)“退火”中，将已涂覆的衬底在比先前步骤(5)“润湿和干燥处理”中的温度更高的温度下处理，并且这是用于完成金属醇盐的聚合反应。处理条件的细节应依据金属醇盐的类型以及依据膜的预定的疏液性，合理地确定。
本实用新型的液体喷射头的特征在于其包含上述的喷嘴板。
本实用新型的液体喷射装置的特征在于，其包含上述的液体喷射头，或者包含头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆、齿轮、压纸滚筒和/或滑架，其中它们中的每一个具有本实用新型的疏液膜涂层部件。


图1是根据本实用新型一个实施例的喷墨打印机的横截面的解释图。
图2是根据本实用新型一个实施例的用于等离子体聚合模的膜形成装置的解释图。
图3是示出了根据本实用新型一个实施例的分子膜中的键合的示意图。
图4是示出了根据本实用新型一个实施例的分子膜中的状态的示意图。
图5是根据本实用新型一个实施例的喷墨打印机的透视图。
在附图中使用的标号分别表示如下的部件。
10喷墨打印机头12墨水引导槽14贮墨池
16压力室18喷嘴板20喷墨口22等离子体聚合膜24分子膜24a硅原子24b含氟长链聚合物基团26墨水30膜形成装置32室34泵36电极38高频电源40台42送气管路44送料管线46氩气源50料容器52加热器54液体材料具体实施方式
参照本实用新型的优选实施例，下面将更详细地描述本实用新型的疏液膜涂层部件、液体喷射装置的构件、液体喷射头的喷嘴板、液体喷射头和液体喷射装置。
下面所描述的底涂层膜和金属醇盐膜的形成方法是本实用新型的一个实施例，其中，用作衬底且由不锈钢形成的液体喷射头的喷嘴板将被涂覆上疏液膜。但是，本实用新型不限于此。
图1示出了喷墨打印机头10的横截面图，其中使用墨滴作为将被通过喷嘴口喷出的液滴，该喷墨打印机头10是液体喷射头(液体喷射装置的一个部件)的一个示例。喷墨打印机头10具有墨水引导槽12，墨水通过该墨水引导槽12被导入头内部。墨水引导槽12被连接到贮墨池14，并设计成墨水可以被存储在贮墨池14中。贮墨池14与压力室16连通，并且在其喷墨侧，压力室16被连接到形成于喷嘴板18中的喷墨口20。
压力室16被设计成压力可以被施加到其壁的一部分上。例如，通过使压力室16壁的一部分形成有振动板，并且在其外侧表面上设置激励电极17(压电元件)，来布置这样的结构。若将电压施加到激励电极17上，则振动板由于合成的静电力而发生振动，并且压力室中的内部压力由此发生变化。通过内部压力，将墨水通过喷墨口20喷出。
作为喷嘴板18，使用由不锈钢(在此实施例中，SUS316)形成的喷嘴板。喷嘴板18的表面和喷墨口20的内表面涂覆有等离子体聚合膜22，所述等离子体聚合膜22是通过硅氧烷材料的等离子体聚合形成的。等离子体聚合膜22的表面涂覆有金属醇盐的疏液分子膜24。
金属醇盐分子膜24可以是任何金属醇盐分子膜，只要其疏水和疏油即可，但是金属醇盐分子膜24优选为具有含氟长链聚合物基团(此后称为“长链RF基团”)的金属醇盐的单分子膜或者具有疏液基团的金属酸盐的单分子膜。
金属醇盐包括含有例如Ti、Li、Si、Na、K、Mg、Ca、St、Ba、Al、In、Ge、Bi、Fe、Cu、Y、Zr或者Ta中的任何一种的金属醇盐，但是通常使用含有硅、钛、铝或锆的金属醇盐。在此实施例中，使用含硅的金属醇盐。优选地，其是具有含氟长链RF基团的烷氧基硅烷，或者是具有疏液基团的金属酸盐。
长链RF基团具有至少为1000的分子量，其示例包括例如全氟烷基链和全氟聚醚链。
具有长链RF基团的烷氧基硅烷的一个示例是具有长链RF基团的硅烷偶联剂。
在本实用新型中，用于疏液膜的具有长链RF基团的硅烷偶联剂的合适示例包括，例如，三十七氟二十碳烷基三甲氧基硅烷(heptatriacontafluoroeicosyltrimethoxysilane)。其商业化产品包括例如Optool DSX(商品名，由大金工业株式会社生产)和KY-130(商品名，由信越化学工业株式会社生产)。
氟碳基团(RF基团)的表面自由能小于烷基的表面自由能。因此，若金属醇盐具有RF基团，则所得疏液膜的疏液性能得到提高，此外，诸如耐化学腐蚀性、耐候性和耐磨性的其他性能也得到提高。
由于RF基团的长链结构更长，因此膜的疏液性能可以长期保持。
具有疏液基团的金属酸盐包括例如铝酸盐和钛酸盐。
如图5所示，构造使用这样设计的喷墨打印机头10的喷墨打印机。
下面描述用于在用作衬底的喷嘴板18的表面上形成硅氧烷材料的等离子体聚合膜22的装置。图2示出了用于形成等离子体聚合膜22的装置的解释图。膜形成装置30具有室32和连接到室32的泵34。电极36被置于室32的顶壁上，并且将高频电源38连接到电极36。高频电源38产生例如约300W的电功率。将温度可控台40置于室32的底壁上，以与电极36相对，其中喷嘴板18被安装在所述温度可控台40上。
送气管路42和送料管线44被连接到室32。氩气源46经由流量控制阀(没有示出)连接到送气管线42上。流量控制阀控制将要被送入室32中的气体的流速。容纳用于等离子体聚合膜22的材料的材料容器50被连接到送料管线44。加热器52被置于材料容器50的下方，使得液体材料54可以被汽化。
用于等离子体聚合膜22的材料包括硅油和烷氧基硅烷，更具体来说，包括二甲基聚硅氧烷。其商业化产品包括例如TSF451(由GE东芝有机硅公司生产)和SH200(由Toray Dow-Corning Silicone生产)。
通过室32的负压的抽吸，汽化材料经由送料管线44被送入室32中。
下面描述在喷嘴板18上形成硅氧烷材料的等离子体聚合膜22的方法，以及用于在等离子体聚合膜22表面上形成金属醇盐分子膜24的方法。在此实施例中，硅氧烷(二甲基聚硅氧烷)被用作用于等离子体聚合膜22的材料；以及具有含氟长链聚合物基团的烷氧基硅烷(三十七氟二十碳烷基三甲氧基硅烷)被用作金属醇盐。
首先，硅氧烷被聚合以在喷嘴板18表面上形成等离子体聚合膜22。通过使用膜形成装置30形成等离子体聚合膜22。首先，将喷嘴板18置于室32中的台40上。接着，通过泵34将室32脱气至预定水平。在此步骤中，控制台40的温度，使得在受控的温度下促进喷嘴板18上的材料的聚合。例如，将台40保持在25℃或更高(在此实施例中，40℃)。在室32已被脱气至预定水平之后，氩气被送入其中，并且室32中的压力被保持在预定的水平，例如保持在约7Pa。例如，将约100W的电功率从连接到电极36上的高频电源38施加到其上，并由此在室32中产生氩等离子体。通过加热器52加热，材料容器50中的硅氧烷发生汽化，且如上所述，汽化材料被室32中的负压抽吸，并经由送料管线44被送入室32中。然后，汽化硅氧烷中的弱键合部分被氩等离子体切断，并且硅氧烷发生聚合以在喷嘴板18表面上形成等离子体聚合膜22。喷嘴板18具有喷墨口20。等离子体聚合膜22也被形成在喷墨口20的内表面上。等离子体聚合膜22的表面由构成硅氧烷的甲基封端，并且所述甲基键合到硅氧烷的硅原子上。
然后对在喷嘴板18表面上这样形成的等离子体聚合膜22进行退火。例如，在氮气氛中，在150℃和450℃之间(在此实施例中，200℃)的温度下对其进行退火，由此促进喷嘴板18表面上的等离子体聚合膜22的交联。因此，等离子体聚合膜22的硬度升高，并且其对喷嘴板的粘附性也提高。
接着，等离子体聚合膜22的表面用等离子体进行刻蚀。进行刻蚀，以氧化所述表面。就是说，封端等离子体聚合膜22表面的甲基和硅原子之间的键合被切断，并且氧原子被键合到硅原子上。通过将等离子体聚合膜22的表面暴露于氩、氮或氧的等离子体，实现等离子体处理。可以用受激准分子激光器或氘灯的紫外线照射等离子体聚合膜22，来代替暴露于这样的等离子体。例如，当氩等离子体被用于氧化处理时，等离子体聚合膜22的表面被暴露至氩等离子体约1分钟。在氧化处理之后，进行将氢原子键合到氧原子的后续处理。具体地说，将等离子体聚合膜22暴露至空气，由此氢原子被键合到封端等离子体聚合膜22表面的氧原子上(即，氧原子被羟基化)。在此处理之后，等离子体聚合膜22表面上的OH基团的数量将远远大于没有涂层的喷嘴板18的表面上的OH基团的数量。
在喷嘴板18上这样形成的等离子体聚合膜22的表面上，形成疏水且疏油金属醇盐分子膜24。
在此实施例中使用的金属醇盐是具有长链RF基团的烷氧基硅烷。对于该烷氧基硅烷，在此所使用的是上述的三十七氟二十碳烷基三甲氧基硅烷。
首先，将烷氧基硅烷与诸如稀释剂(在此实施例中，HFE-7200，商品名，由住友3M公司生产)的溶剂进行混合，以制备烷氧基硅烷的溶液，所述溶液具有例如0.1％的重量浓度。
接着，在200℃至400℃下加热涂覆有等离子体聚合膜22的喷嘴板18，然后将所述喷嘴板18浸入上述溶液中。在将金属浸入到金属醇盐溶液后的短时间内，能够容易地在金属表面上形成金属醇盐聚合物的分子膜。因此，可以缩短用于在金属上形成分子膜的时间。此外，能够形成厚的并且高密度的分子膜。因此，能够获得具有优异耐磨性能的分子膜。
例如，当将喷嘴板18在低于200℃的温度下浸入时，将其浸入溶液中0.5秒，并且在进行了这样的浸入后，以例如2mm/sec的速度，将喷嘴板18从溶液中拉起。图3和图4是通过等离子体聚合膜22表面上的烷氧基硅烷的聚合所形成的分子膜24的示意图，其中，所述等离子体聚合膜22形成在喷嘴板18上。图3是示出了分子膜24和等离子体聚合膜22的键合的示意图。图4是示出了分子膜24的状态的示意图。当将喷嘴板18浸入烷氧基硅烷溶液中时，烷氧基硅烷聚合物的分子膜24被形成在喷嘴板18上的等离子体聚合膜22的表面上。分子膜24的硅原子24a通过氧原子键合到等离子体聚合膜22上，并且键合到硅原子24a上的含氟长链聚合物基团24b(此后称为长链RF基团)处于膜的表面一侧。在处于这种状态的分子膜24中，硅原子24a发生三维键合，并且长链RF基团24b彼此进行复杂的缠结。因此，分子膜24处于致密的状态，并且墨水26难以渗透到分子膜24中。
对根据上述方法所形成的分子膜24进行表面耐磨性的测试。在耐磨性的测试中，将分子膜24的表面与已浸入墨水的吸收剂摩擦，进行1000次摩擦操作。结果，分子膜24的表面没有发生剥离，即使在进行反复摩擦后，膜表面上的墨水在5秒内被排斥，没有表现出膜的疏墨性的劣化。
根据如上所述的实施例，通过材料的等离子体聚合，能够在喷嘴板18表面上和喷墨口20的内表面上形成硅氧烷材料的等离子体聚合膜22。封端等离子体聚合膜22表面的甲基的数量远远大于喷嘴板18表面上的OH基的数量。利用紫外线照射等离子体聚合膜22的表面，以切断其中的硅原子和甲基之间的键合，并且将氧原子键合到硅原子上。然后，将等离子体聚合膜22暴露至空气，以使其表面羟基化。因此，等离子体聚合膜22表面上的OH基的数量远远大于喷嘴板18表面上的OH基的数量。
在涂覆有等离子体聚合膜22的喷嘴板18被浸入烷氧基硅烷溶液中同时其被加热的情况下，疏液分子膜24被形成在等离子体聚合膜22的表面上。因此，当喷嘴板18被从溶液中拉起时，所形成的疏液分子膜24排斥所述烷氧基硅烷溶液。这意味着此工艺不需要干燥处理后的喷嘴板18的步骤。通过将喷嘴板18浸入烷氧基硅烷溶液中而在等离子体聚合膜22表面上所如此形成的分子膜24具有均一的厚度。
因为使用诸如具有长链RF基团的烷氧基硅烷之类的硅烷偶联剂，所以膜的形成不需要进行很多的化学反应。在喷嘴板18在加热的条件下被浸入烷氧基硅烷溶液的情况下，可以缩短烷氧基硅烷在等离子体聚合膜22表面上进行聚合的时间。这意味着本实用新型的工艺不需要如在背景技术中所要求的较长的聚合时间。
烷氧基硅烷溶液的浓度为按重量计0.1％。利用这样的浓度，所述溶液可以形成高密度的分子膜24。相反，背景技术中使用的溶液浓度为按重量计约0.3％，由该溶液形成的分子膜与在本实用新型此实施例中所形成的分子膜相比，具有较小的厚度和较低的密度。这意味着本实施例的用于形成金属醇盐膜的方法是划算的。
因为分子膜24与封端等离子体聚合膜22表面的OH基反应并键合，所以其密度很高。与此相反，在背景技术中，分子膜被形成在喷嘴板上，而封端喷嘴板表面的OH基数量不大，因此膜的密度较低。此外，在通过此实施例中的聚合所形成的分子膜24中，硅原子24a发生三维键合，并且长链RF基团24b彼此进行复杂的缠结。因此，膜较厚并具有较高的密度。与此相反，在背景技术中，膜中的硅原子二维键合到喷嘴板上。因此，膜较薄。此外，因为膜的密度低，所以当膜被浸入液体中时，膜中的长链RF基团的缠结结构被解开。结果，膜的疏液性不能长时间保持。然而，在本实用新型的实施例中，因为膜的密度高并且长链RF基团彼此复杂地缠结，因此，即使当膜被浸入液体中时，长链RF基团也不会被解开。结果，墨水26的组分不能渗透到分子膜24中，且膜可以长时间维持其疏液性。即使当颜料型墨水落于其上，膜也能将其立即排斥。本实用新型的实施例使得在利用喷墨打印机开始打印时所进行的刮擦操作中用于除去粘附墨水的专用技术成为非必要的。因此，可以容易地进行刮擦操作。
图5示出了装配有喷墨打印机头10的喷墨打印机的一个示例。根据本实用新型进行了疏液性处理的喷嘴板18的耐久性能优异，涂覆有具有优异耐有机溶剂性的疏墨膜的喷嘴板18可适用于工业应用。
在此处所说明的实施例中，由不锈钢形成的喷嘴板18被浸入硅烷偶联剂的溶液中。作为另外的实施例，除不锈钢之外的任何其他金属，例如镍或铁也可以被用作喷嘴板18的材料，并且所有金属可以应用于喷嘴板18。此外，除金属外的任何其他物质也可以用作喷嘴板18的材料。例如，可以使用玻璃或其他的硅材料。
对于喷墨打印机的那些其衬底由如上所述的复合材料或树脂材料而不是由不锈钢所形成的部件，例如对于其头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆、齿轮、压纸滚筒或滑架，不仅可以使用上述的硅氧烷材料的等离子体聚合膜，还可以使用含有SiO2、ZnO、NiO、SnO2、Al2O3、ZrO2、氧化铜、氧化银、氧化铬或氧化铁的底涂层膜。
含有SiO2、ZnO、NiO、SnO2、Al2O3、ZrO2、氧化铜、氧化银、氧化铬或氧化铁的底涂层膜可以由液体膜形成(例如，涂覆、喷涂、浸渍)、气相沉积或溅射中的任何一种模式，以及等离子体聚合所形成。
在上面所说明的实施例中，压电元件被用作墨滴喷射元件，用于通过喷墨口喷射出已经存储在压力室中的墨水。但是，本实用新型包括将加热元件布置在压力室内部并由此喷射出墨滴的另一个实施例。上述的实施例的液体喷射头是喷墨记录头，并且其用于喷墨记录装置。但本实用新型不限于此，本实用新型广泛地覆盖所有类型的液体喷射头和所有类型的液体喷射装置。本实用新型覆盖的液体喷射头包括诸如打印机的图像记录装置中的记录头；用于生产液晶显示器等使用的色彩过滤器的着色剂喷射头；用于形成有机电致发光显示器、FED(面发射显示器)等中的电极的电极材料喷射头；以及用于生产生物芯片的生物材料喷射头。
虽然参照其具体实施例详细地描述了本实用新型，但是可以在其中进行各种变化和修改而不偏离其精神和范围，对于本领域技术人员来说是明显的。
本实用新型基于日本专利申请No.2003-129263(2003年5月7日递交)，2003-129261(2003年5月7日递交)和No.2004-102925(2004年3月31日递交)，其内容通过应用被包括于此。
权利要求1.一种疏液膜涂层部件，其特征在于包括衬底、形成在衬底表面上的底涂层膜以及形成在所述底涂层膜表面上的金属醇盐的疏液膜。
2.如权利要求1所述的部件，其中所述疏液膜是金属醇盐聚合物的分子膜。
3.如权利要求1所述的部件，其中所述金属醇盐具有含氟长链聚合物基团。
4.如权利要求1所述的部件，其中所述金属醇盐是具有疏液基团的金属酸盐。
5.如权利要求1所述的部件，其中所述金属醇盐是硅烷偶联剂。
6.如权利要求1所述的部件，其中所述底涂层膜包含硅氧烷材料的等离子体聚合膜，或含有SiO2、ZnO、NiO、SnO2、Al2O3、ZrO2、氧化铜、氧化银、氧化铬或氧化铁。
7.如权利要求1所述的部件，其中所述衬底包括金属材料或复合材料。
8.如权利要求1所述的部件，其中所述衬底包括树脂材料。
9.如权利要求7所述的部件，其中所述金属材料是不锈钢。
10.如权利要求7所述的部件，其中所述复合材料包含硅、蓝宝石或碳。
11.如权利要求8所述的部件，其中所述树脂材料包括选自由聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚甲醛、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚、钛酸钾纤维复合树脂、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、烯烃弹性体、聚氨酯弹性体、氯丁橡胶、聚硅氧烷橡胶和丁基橡胶所组成的组中的至少一种化合物。
12.一种用于液体喷射头的喷嘴板，其特征在于所述喷嘴板包括如权利要求1至11中的任何一个所述的部件。
13.一种液体喷射头，其特征在于包括如权利要求12所述的喷嘴板。
14.一种液体喷射装置，其特征在于所述液体喷射装置装配有如权利要求13所述的液体喷射头。
15.如权利要求1至6、8和11中任何一个所述的部件，其特征在于所述部件是头盖体、头清洁刮墨器、头清洁刮墨器支撑杆、齿轮、压纸滚筒或滑架。
16.一种液体喷射装置，其特征在于所述液体喷射装置装配有如权利要求15所述的部件。
专利摘要本实用新型涉及一种疏液膜涂层部件、液体喷射装置及其包括有所述疏液膜涂层部件的构件。为了有利地实现疏液效果，该疏液膜涂层部件包括衬底、形成在衬底表面上的底涂层膜以及形成在所述底涂层膜表面上的金属醇盐疏液膜。上述疏液膜涂层部件可用于喷嘴板、液体喷射头和液体喷射装置。
文档编号B41J2/05GK2740401SQ20042005074
公开日2005年11月16日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月7日
发明者宫岛弘夫, 足助慎太郎, 松尾泰秀, 市川祐永, 小池保则 申请人:精工爱普生株式会社