(57)【要約】【課題】低表面エネルギを示し、他の成分と適合し、さらにベースフィルムとの良好な接着を示すコーティングを有する開口プレートを提供する。【解決手段】フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含むコーティング組成物でコートされた開口プレートである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含むコーティング組成物でコートされた開口プレート。
【請求項２】
フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物と、任意選択で用いられる触媒とを共に、１つの溶媒、または溶媒混合物中に添加し、コーティング組成物を形成させる工程と、
前記コーティング組成物をベースフィルムに適用する工程と、
前記ベースフィルムを硬化させる工程と、
を含む、コーティング組成物を開口プレートに適用するプロセス。
【請求項３】
フルオロアルコールと、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含むコーティング組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソリッドインクジェットプリントヘッドに関する。ソリッドインクジェット用途のための保護コーティング
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷では、インク充填チャネルの一端にあるインク供給チャンバと連絡するための少なくとも１つのインク充填チャネルを有するプリントヘッドが提供される。インク充填チャネルの反対端はノズル開口を有し、それを通してインク滴が記録媒体上に放出される。インク滴放出により、プリントヘッドは記録媒体上に像を形成する。インク滴は各ノズル開口でインクがメニスカスを形成すると形成され、その後、プリントヘッドから放出される。液滴が放出された後、追加のインクがノズル開口に急増し、メニスカスを再形成する。
【０００３】
インクジェットの方向は、受容媒体上の液滴の位置精度を決定し、ひいては、プリンタにより実施される印刷の品質を決定する。したがって、正確なジェット方向性（ｊｅｔ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）は、高品質プリントヘッドの重要な特性である。正確なジェット方向性により、確実にインク滴が印刷書類上の望ましい場所に正確に配置されるであろう。ジェット方向性がよくないと、ハーフトーン画像において、変形文字および視覚的に好ましくないバンディングが発生してしまう。特に、１インチあたり少なくとも３６０ドットを印刷することができる、より高い解像度を有する新世代の熱インクジェットプリンタを用いる場合、印刷品質の改善が顧客から要求される。
【０００４】
インクジェットの誤った方向の主原因は、少なくとも１つのノズル開口を含むプリントヘッドの前面の不適切な濡れと関連する。ジェット方向性精度に悪影響を与える１つの因子は、プリントヘッドの前面での紙繊維を含む汚れおよびデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の蓄積である。ジェット方向性精度に悪影響を与える別の因子は、プリントヘッドの前面に以前に蓄積したインクと出て行く液滴との相互作用である。この蓄積は、表面張力の直接の結果であり、プリントヘッドの前面の化学的劣化（例えば、酸化、加水分解、還元（フッ素の）などを含む）によるエージングに伴い次第に激しくなる。インクは、インクの再充填サージ中のオーバーフローまたはプリントヘッドから液滴を放出するプロセスから生じる小滴の飛び散りのいずれかにより、プリントヘッド前面上に蓄積する可能性がある。プリントヘッドの前面上の蓄積インクはチャネル内のインク（特に、ノズルオリフィスでのインクメニスカス）と接触し、メニスカスが変形し、放出される液滴に作用する力の不均衡が生じる。この変形によりインクジェットの方向の誤りが生じる。この濡れ現象は、プリントヘッドが長く使用された後、前面が化学的に劣化する、または乾燥したインクフィルムに被覆される、のいずれかのために、より厄介になっている。結果として、生成させた画像品質が徐々に悪化する。
【０００５】
これらの問題を回避する１つの方法は、プリントヘッド前面の濡れ特性を制御するものであり、そのため、長く印刷した後であっても、前面にインクの蓄積が生じない。このように、正確なインクジェット方向性を提供するためには、プリントヘッドの前面の濡れが抑えられことが好ましい。これは、プリントヘッド前面を疎水性にすることにより達成することができる。
【０００６】
従来、ソリッドインクジェットプリントヘッドは、化学的にエッチングされ、または機械的に穴あけされたステンレス鋼プレートを用いて構築されていた。ソリッドプリントヘッドはまた、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いてシリコン基材上で構築されていた。ソリッドインクジェットプリントヘッドのコストを削減するために、最近、かなりの努力がなされている。１つの機会は、ステンレス鋼開口プレートをポリイミド開口プレートと置換することである。ステンレス鋼材料では、開口は機械的に穴あけされていた。そのため、これをレーザカットすることができるポリイミドフィルムと置換することにより、穴あけされたステンレス鋼における欠点および制限に関する問題を排除することができる。さらに、ポリイミド開口プレートは、穴あけステンレス鋼プレートに比べ製造コストを著しく削減する。穴サイズおよびサイズ分布は、ポリイミドプレートではステンレス鋼開口プレートに匹敵する。
【０００７】
ポリイミドは、その多くの利点、例えば、高い強度、耐熱性、剛性および寸法安定性のために、多くの電子用途において使用される。ソリッドインクジェットプリントヘッドにおいて、インクノズルのための開口プレートとして使用することができる。しかしながら、抗濡れ性または疎水性コーティング無しでは、前面はインクであふれ、噴射することができない。しかし、ポリマの高い表面エネルギ性質により、いくつかの問題点を引き起こす可能性がある。そのため、低い表面エネルギ特性を有する保護コーティングが長期持続性装置への鍵である。
【０００８】
例えば、米国特許第５，２１８，３８１号は、例えば、ＲＴＶ７３２などのシリコーンゴム化合物がドープされた、エポン（ＥＰＯＮ）１００１Ｆなどのエポキシ接着樹脂を含むコーティングを記載する。コーティングは、１重量％のＲＴＶ７３２がドープされた、エポン１００１Ｆおよびキシレンとメチルイソブチルケトンの重量比３０：７０の混合物の２４％溶液形態で提供することができる。そのようなコーティングにより、インクジェットの方向性が、プリンタの印刷寿命の間維持できる。例えば、シラン成分などの接着促進剤もまた含有させることができ、接着性の高い、長期持続性コーティングが提供される。
【０００９】
レーザアブレートさせたノズルプレートは優れた液滴エジェクタ性能を提供することができるが、ノズルプレートをそのように形成する際の実際の問題は、ノズルプレートのために使用されるポリマ材料、例えば、ポリイミド類が、エキシマレーザなどのレーザによりレーザアブレート可能であるが、そのようなポリマ類は疎水性ではないことである。このように、前面を疎水性とし、上記のようにインクジェット精度を改善するためには、ノズルプレートの表面上に疎水性コーティングを提供する必要がある。しかしながら、ポリイミドをコートすることは業界では普通行われない。ポリイミドは化学的かつ熱的に安定であるが、多くのコーティング剤は表面上で薄い均一なコーティングを容易に形成することができない。
【００１０】
米国特許出願公開第２００３／００２０７８５号は、レーザアブレート可能な疎水性フッ素含有ポリマコーティングを開示する。
【００１１】
従来、開口表面は抗濡れ目的のためにフルオロポリマでコートされる。抗濡れコーティングがないと、プリントヘッドの前面はインクであふれ、インクをノズルから噴出させることができない。コーティングプロセスは、高温の高真空チャンバ内で、フルオロポリマを蒸発させることにより実施する。これは、コーティングのためのチャンバへ、ならびにチャンバからロードされ、アンロードされるプリントヘッドを用いたバッチプロセスであり、費用のかかるプロセスである。
【００１２】
フルオロポリマ類のようなフッ素化化合物、特にポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）が、耐摩耗性および環境安定性を達成するための低表面エネルギ保護コーティングにおいて広く使用されている。他の樹脂類／バインダ類と混合するためにＰＴＦＥのミクロ粒子が必要とされるある用途では、残留物が剥がれ落ち、摩耗および引き裂き後のミクロ粒子の放出が重大な問題となることがある。低表面エネルギ部分を含む均質コーティングがより望ましい。残念なことに、十分な完全性を得るためには、低表面エネルギ材料は他の成分と適合し、最も良くは他の成分と化学的に結合しなければならない。さらに、基本ポリマ、ポリイミドに保護コーティングを適切に接着させることもまた重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第５，２１８，３８１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００２０７８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、低表面エネルギを示し、他の成分と適合し、さらにベースフィルムとの良好な接着を示すコーティングを有する開口プレートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含むコーティング組成物でコートされた開口プレートである。
【００１６】
また、本発明は、フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物と、任意選択で用いられる触媒とを共に、１つの溶媒、または溶媒混合物中に添加し、コーティング組成物を形成させる工程と、前記コーティング組成物をベースフィルムに適用する工程と、前記ベースフィルムを硬化させる工程と、を含む、コーティング組成物を開口プレートに適用するプロセスである。
【００１７】
また、本発明は、フルオロアルコールと、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含むコーティング組成物である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記特定した問題を解決するために、本開示は、フッ素化化合物、例えばフルオロアルコール、フルオロエーテル、フルオロエステルなどと、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含む組成物でコートされた開口プレートを提供する。いずれの理論にも縛られないが、フッ素化部分は低表面エネルギを提供し、アルコール、エーテルまたはエステル基は、有機化合物と化学的に結合し、または架橋し、縮合生成物を形成すると考えられる。
【００１９】
本開示はまた、フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物と、場合により任意で用いられる触媒とを共に、溶媒中に添加し、コーティング組成物を形成させる工程と、コーティング組成物をベースフィルムに適用する工程と、ベースフィルムを硬化させる工程と、を含む、コーティング組成物を開口プレートに適用するプロセスを提供する。
【００２０】
本開示はまた、従来のステンレス鋼開口プレートをポリイミドフィルムと置き換えることを記載し、ここで、ポリイミドフィルムは、レーザカットプロセスの前に、上記コーティング組成物によりコートされる。組成物のコーティングは連続プロセスで実施することができ、費用の高い蒸発バッチプロセスが排除される。さらに、コーティングプロセスは、蒸発プロセスのために典型的には必要とされる、時間のかかる真空排気プロセスを必要としない。
【００２１】
実施形態では、本開示は、フッ素化化合物と、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物とを含む組成物でコートされた開口プレートを提供する。
【００２２】
実施形態では、任意のフッ素化化合物を使用することができる。例えば、フルオロアルコール、フルオロエーテル、フルオロエステルなどを使用してもよい。
【００２３】
フッ素化アルコール、またはフルオロアルコールをフッ素化化合物として使用することができる。フルオロアルコールは１つのアルコール基および少なくとも１つのフッ素原子を有する任意の炭化水素鎖である。炭化水素鎖は直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和とすることができ、１〜約５０、または２〜約２５、または３〜約２０、または４〜約１５の炭素原子などの任意の数の炭素原子を有することができる。炭化水素鎖は、所望の通り、非置換（ハロゲン原子によるもの以外）とすることができ、または１つもしくは複数の他の基により置換することができる。例えば、フルオロアルコールは式１により表される化合物とすることができる。
式１：Ｒｆ（ＣＨ２）ａＯＨ
ここで、式１において、Ｒｆは１〜約２０の炭素原子のペルフルオロカーボンであり、ａは０〜６である。
【００２４】
式１においてＲｆにより表されるペルフルオロカーボンは、１〜約２０の炭素原子の炭化水素基であり、ここで、少なくとも１つの水素原子はフッ素原子により置換される。ペルフルオロカーボン中の炭化水素基は、直鎖、分枝、飽和または不飽和とすることができる。任意の数のフッ素原子が、炭素原子の任意の数の対応する水素原子と置換することができる。例えば、１〜約２０の炭素原子が存在する場合、例えば、１〜約４０のフッ素原子が１〜約４０の水素原子と置換することができる。
【００２５】
特定のフルオロアルコールの一例は、式Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２ＣＨ２ＯＨにより表されるデュポン（ＤｕＰｏｎｔ、登録商標）によるゾニル（Ｚｏｎｙｌ、登録商標）ＢＡであり、式において、ｎは２〜２０である。ゾニル（登録商標）ＢＡは、アセトンおよびメチルエチルケトンなどのケトン溶媒中で許容される溶解度を有する。
【００２６】
フルオロアルコールでは、炭化水素鎖は１つまたは２つのＣＨ２基と同じくらい小さいものとすることができ、例えば、フルオロメタノール、ＦＣＨ２ＯＨ、または２−フルオロエタノール、Ｆ（ＣＨ２）２ＯＨとすることができる。単一のフッ素原子は、単一の水素原子と置換することができ、または複数のフッ素原子は、複数の水素原子と置換することができる。さらに、単一のヒドロキシル基は、任意の水素原子と置換することができ、または複数のヒドロキシル基は、複数の水素原子と置換することができる。例えば、フルオロアルコールは、Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）２とすることができ、式において、ｎは２〜２０である。
【００２７】
任意のフルオロアルコールを使用することができる。例えば、米国特許第５，２６４，６３７号、同第６，２９４，７０４号、同第６，３１３，３５７号、同第６，３９２，１０５号および同第６，４１０，８０８号に記載されているものを使用してもよい。
【００２８】
フッ素化エーテル、またはフルオロエーテルもまた、フッ素化化合物として使用することができる。フルオロエーテルは、エーテル基（ＯＲ１）および少なくとも１つのフッ素原子を有する任意の炭化水素鎖である。炭化水素鎖は、直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和とすることができ、１〜約５０、または２〜約２５、または３〜約２０、または４〜約１５の炭素原子などの任意の数の炭素原子を有することができる。炭化水素鎖は、所望の通り、非置換（ハロゲン原子によるもの以外）とすることができ、または１つもしくは複数の他の基により置換することができる。例えば、フルオロエーテルは、式２により表される化合物とすることができる。
式２：Ｒｆ（ＣＨ２）ａＯＲ１
ここで、式２において、Ｒｆは１〜約２０の炭素原子のペルフルオロカーボンであり、ａは０〜６であり、Ｒ１は約１〜約２０の炭素原子の直鎖または分枝、置換または非置換、飽和または不飽和炭化水素基である。
【００２９】
例えば、フルオロエーテルは、Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２ＣＨＯ（ＣＨ２）ｂＣＨ３とすることができ、式において、ｎは２〜２０であり、ｂは０〜２０である。さらに、フルオロエーテルは、例えば、Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２ＣＨＯ（Ｒｃ）ｂＣＨ３とすることができ、式において、ｎは２〜２０であり、Ｒｃは直鎖または分枝、置換または非置換炭化水素鎖であり、ｂは０〜２０である。
【００３０】
別のフルオロエーテル類は、例えば、米国特許第３，６８９，５７１号、同第５，１７９，１８８号、同第６，４１６，６８３号、同第６，６７７，４９２号および同第７，１９３，１１９号において見出すことができる。
【００３１】
フッ素化エステル、またはフルオロエステルもまた、フッ素化化合物として使用することができる。フルオロエステルは、エステル基（Ｃ（Ｏ）ＯＲ３）および少なくとも１つのフッ素原子を有する任意の炭化水素鎖である。炭化水素鎖は、直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和とすることができ、１〜約５０、または２〜約２５、または３〜約２０、または４〜約１５の炭素原子などの任意の数の炭素原子を有することができる。炭化水素鎖は、所望の通り、非置換（ハロゲン原子によるもの以外）とすることができ、または１つもしくは複数の他の基により置換することができる。例えば、フルオロエステルは、式３により表される化合物とすることができる。
式３：Ｒ３ａＣ（Ｏ）ＯＲ３ｂ
ここで、式３において、Ｒ３ａは独立してＨ２、約１〜約２０の炭素原子の直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和炭化水素基であり、Ｒ３ｂは約１〜約２０の炭素原子の直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和炭化水素基であり、ここで、Ｒ３ａおよびＲ３ｂの少なくとも１つ中の少なくとも１つの水素原子は少なくとも１つのフッ素原子で置換される。
【００３２】
例えば、フルオロエステルは、Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｏ（ＣＨ２）ｂＣＨ３とすることができ、式において、ｎは２〜２０であり、ｂは０〜２０である。さらに、フルオロエステルは、例えば、Ｆ（ＣＦ２ＣＦ２）ｎＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｏ（Ｒｃ）ｂＣＨ３とすることができ、式において、ｎは２〜２０であり、Ｒｃは直鎖または分枝、置換または非置換炭化水素鎖であり、ｂは０〜２０である。
【００３３】
別のフルオロエステル類は、例えば、米国特許第４，９８０，５０１号、同第７，０３４，１７９号、同第７，０５３，２３７号、同第７，１６１，０２５号および同第７，３１２，２８８号において見出すことができる。
【００３４】
実施形態では、フッ素化化合物のフッ素化部分は低表面エネルギを提供し、フッ素化化合物のアルコール、エーテルまたはエステル基は、尿素、イソシアネート、およびメラミンからなる群より選択される有機化合物と、化学的に結合し、または架橋する。いずれの理論にも制限されないが、有機化合物は、組成物が開口に結合する接着特性を提供すると考えられる。理想的な有機化合物は、低い焼成温度、例えば、約８０℃〜約１６０℃、ほとんどの基材に対する良好な接着性、耐候性特徴、優れた硬度／フィルム−可撓性、広範囲の適合性および良好な溶解特性を有する。
【００３５】
実施形態では、有機化合物は、尿素、イソシアネート、またはメラミンである。尿素は下記式により表される化合物として一般に規定される。
【化１】
2010042674.tif 000002
【００３６】
この開示では、尿素はまた、置換尿素を示す。置換尿素は、窒素原子のうちの１つまたは複数上の水素原子の１つまたは複数が置換されている尿素である。環状尿素もまた、使用してもよい。例えば、置換尿素は、
【化２】
2010042674.tif 000003
または
【化３】
2010042674.tif 000004
とすることができ、式においてＲは、水素原子または直鎖または分枝、置換または非置換、および飽和または不飽和である炭化水素鎖である。Ｒはさらに、例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、カルボキシル、などで置換することができる。さらに、尿素中のどちらかまたは両方の窒素原子上のどちらかまたは両方の水素原子は、約１〜約２０の炭素原子を有する炭化水素鎖で置換することができる。この開示では、有機化合物が尿素である場合、尿素は例えば、下記式４で表すことができる。
式４：Ｒ４ＮＣ（Ｏ）ＮＲ４
式において、Ｒ４は独立して、１つもしくは複数の水素原子または、直鎖または分枝、鎖状または環状、飽和または不飽和であり、１〜約５０、または２〜約２５、または３〜約２０、または４〜約１５の炭素原子などの任意の数の炭素原子を有することができる炭化水素である。
【００３７】
本開示において適した別の尿素類は、例えば、米国特許第７，１８６，８２８号、同第７，２２０，８８２号、同第７，２６５，２２２号、同第７，３１４，９４９号および同第７，３５４，９３３号において見出すことができる。
【００３８】
実施形態では、イソシアネートを有機化合物として使用することができる。イソシアネートは、本明細書ではポリイソシアネートとも呼ばれ、官能基−Ｎ＝Ｃ＝Ｏを含む材料のクラスである。式５はイソシアネートを示し、式５において、Ｒ５は、直鎖または分枝、置換または非置換、および飽和または不飽和である炭化水素鎖である。Ｒ５は例えば、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、カルボキシル、などで置換することができる。
式５：（Ｏ）ＣＮＲ５ＮＣ（Ｏ）
【００３９】
任意のイソシアネートまたはポリイソシアネートを使用することができる（この開示では、イソシアネートとポリイソシアネートは互いに交換可能である）。例えば、ＢＬ３４７５（登録商標）は、バイエル（Ｂａｙｅｒ、登録商標）によるブロック脂肪族イソシアネートであり、低い焼成温度およびほとんどの基材に対する良好な接着性および耐候性特徴を有する。適当な硬化条件下では、イソシアネートはフッ素化化合物とウレタンを形成することができ、またはポリイソシアネートはフッ素化化合物とポリウレタンを形成することができる。フッ素化化合物と有機化合物との間の反応の一例を下記反応スキーム１で示すが、式において、ＲｆおよびＲ５は上記で規定した通りである。
【００４０】
反応スキーム１：
ＲｆＣＨ２ＣＨ２ＯＨ（フルオロアルコール）＋ＯＣＮＲ５ＮＣＯ（ポリイソシアネート）→ＲｆＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＮＨＲ５ＮＨＣ（Ｏ）ＯＣＨ２ＣＨ２Ｒｆ（ポリウレタン）
【００４１】
別のイソシアネート類としては、例えば、スミカバイエルウレタン社（Ｓｕｍｉｋａ  Ｂａｙｅｒ  Ｕｒｅｔｈａｎｅ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）のスミジュール（Ｓｕｍｉｄｕｌｅ）ＢＬ３１７５、デスモジュール（Ｄｅｓｍｏｄｕｌｅ）ＢＬ３４７５、デスモジュールＢＬ３３７０、デスモジュール３２７２、デスモジュールＶＰＬＳ２２５３およびデスモジュールＴＰＬＳ２１３４ならびに旭化成株式会社（Ａｓａｈｉ  Ｋａｓｅｉ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のデュラネート（Ｄｕｒａｎａｔｅ）１７Ｂ−６０ＰＸ、デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０ＸおよびデュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘが挙げられる。
【００４２】
実施形態では、有機生成物はメラミンとすることもできる。メラミンは、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンに基づく有機化合物のクラスであり、ここでアミノ基は場合によっては置換される。式６はメラミンを示し、式において、Ｒ２は、例えば、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、などの、場合により任意で用いられる置換基である。
式６：
【化４】
2010042674.tif 000005
【００４３】
メラミンは、例えば、サイテックインダストリーズ（Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）による、ヘキサメトキシメチルメラミンの商用グレードである、サイメル（Ｃｙｍｅｌ、登録商標）３０３とすることができる。これは優れた硬度／フィルム可撓性、広範囲の適合性および溶解特性を有する。フルオロアルコールと置換アミド基の反応の一例を下記反応スキーム２に示す。
【００４４】
反応スキーム２：
【化５】
2010042674.tif 000006
【００４５】
任意のメラミンを使用することができる。例えば、米国特許第６，５７９，９８０号、同第６，２５８，９５０号、同第５，７２１，３６３号、同第４，５６５，８６７号で記載されているメラミン類を使用することができる。
【００４６】
コーティング組成物は、フッ素化化合物および有機化合物を約５：９５〜約７５：２５、または約２０：８０〜約６０：４０、または約４０：６０〜約６０：４０、または約５０：５０の重量比で含む。
【００４７】
この開示はまた、フッ素化化合物と、尿素、イソシアネートおよびメラミンからなる群より選択される有機化合物と、場合により任意で用いられる触媒とを一緒に溶媒に添加し、コーティング組成物を形成させる工程と、コーティング組成物をベースフィルムに適用する工程と、ベースフィルムを硬化する工程と、を含む、コーティング組成物を開口プレートに適用するプロセスを提供する。
【００４８】
フッ素化化合物および有機化合物の他に、組成物はまた任意の他の公知の添加物または成分を含むことができる。
【００４９】
コーティング組成物を調製するプロセスでは、触媒を使用して、フッ素化化合物と有機化合物との間の反応を促進することができる。触媒は酸触媒、例えば、トルエンスルホン酸、またはスズ触媒、例えばジブチルスズジラウレートとすることができる。しかしながら、任意の公知の触媒を使用してもよい。
【００５０】
実施形態では、フッ素化化合物および有機化合物は縮合反応で反応し、基材表面上で縮合生成物が形成する。例えば、場合により任意で用いられる触媒の存在下、フルオロアルコール上の−ＯＨ基と有機化合物上の−Ｈ基が反応して水を遊離させ、フルオロアルコールと有機化合物を共に結合させる。同様に、例えば、場合により任意で用いられる触媒の存在下、フルオロエーテルまたはフルオロエステル上の−ＯＲ基と有機化合物上の−Ｈ基が反応して水を遊離させ、フルオロエーテルまたはフルオロエステルと有機化合物を共に結合させる。
【００５１】
コーティング組成物を調製するためのプロセスでは、フッ素化化合物、有機化合物および場合により任意で用いられる触媒を溶媒または溶媒混合物、例えばケトン溶媒中で、約５〜８０体積％の総固体量で混合させる。任意の溶媒、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、ＴＨＦ、トルエン、キシレンなどを使用することができる。
【００５２】
次に、コーティングをベースフィルム、例えばポリイミドベースフィルムに、当技術分野において容易に利用できる任意の適したコーティングプロセスを使用して適用する。例えば、コーティングは、あるギャップ高さを有するバーコーティングブロック（ｂａｒ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）を用いて適用することができる。その後、コーティング組成物を約７０℃〜約１２０℃、または約８０℃〜約１１０℃、または約９０℃〜約１００℃で硬化させ、約５〜約１５分、または約１０分間そのまま維持し、その後、約１２０℃〜約１５０℃、または約１３０℃〜約１４０℃まで上昇させ、約２５分〜約３５分、または約３０分間そのまま維持する。
【００５３】
任意のポリイミドベースフィルム、例えばデュポン由来のカプトン（Ｋａｐｔｏｎ、登録商標）、宇部興産（Ｕｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）由来のウピレックス（Ｕｐｉｌｅｘ、登録商標）を使用することができる。所望のインクジェット装置または他の特徴を形成するための、他のポリイミドベースフィルムとしては、例えば、デュポン由来の熱可塑性ポリイミドフィルムＥＬＪ１００が挙げられる。
【００５４】
コーティング組成物をベースフィルム上で硬化させた後、開口プレートをレーザで切断し、例えば、所望のインク設定開口または他の特徴を形成させることができる。このように、コーティング組成物をベースフィルム上に、連続プロセスで硬化させることができる。
【００５５】
このコーティング組成物を有するベースフィルム、例えばポリイミドベースフィルムは、ウエブベースの（ｗｅｂ−ｂａｓｅｄ）連続コーティングプロセスを用いて実施することができる。これにより現在のバッチ蒸発プロセスを排除することができる。これはＳＩＪプリントヘッドの製造に対し、重要なコスト削減かつ時間節約の機会となる。
【００５６】
この開示におけるプリントヘッドは、任意の適した構成とすることができ、制限はない。インクジェットプリントヘッドは好ましくは、複数のチャネルを含み、ここで、チャネルはインク供給元からのインクで充填することができ、チャネルはプリントヘッドの１つの表面上のノズル内に終点があり、その表面は上記のように、疎水性のレーザアブレート可能なフッ素含有グラフトコポリマでコートされている。適したインクジェットプリントヘッド設計は、例えば、米国特許第５，２９１，２２６号、同第５，２１８，３８１号、同第６，３５７，８６５号、および同第５，２１２，４９６号ならびに米国特許出願公開第２００５／０２８５９０１号において記載されている。したがって、インクジェットプリントヘッドおよび残りの周知の部品ならびにその動作についてのさらなる説明は、本出願では重ねて行わない。
【００５７】
実施例について本明細書において下記で説明するが、それらは本開示を実施する際に使用することができる異なる組成物および条件を例証したものである。全ての比は特に記載がなければ重量比である。しかしながら、本開示は多くの型のコーティング組成物を用いて実施することができること、上記開示に従い、かつ以下で指摘するように多くの異なる用途を有することができることは明らかであろう。
【実施例】
【００５８】
＜実施例１＞
コーティング組成物は、重量比約４０：６０のフルオロアルコールのゾニル（登録商標）ＢＡおよびイソシアネートのＢＬ３４７５（登録商標）を用い、約１％のトルエンスルホン酸触媒を用い、約１０〜１５体積％の総固体量で、メチルエチルケトン中で配合させた。コーティングをデュポン  カプトン（登録商標）ポリイミドベースフィルムに、約１０〜１５μｍのギャップ高さを有するバーコーティングブロックを用いて適用した。硬化フィルムを評価すると約１〜２μｍであった。硬化は最初に約９０〜１００℃で約１０分間、その後、１３０〜１４０℃まで上昇させ、さらに３０分間実施した。
【００５９】
表面エネルギを、水接触角測定を用いて分析し、結果から、ポリイミドベースフィルムでは９０°であるのとは対照的に、保護されたコーティングでは、平均１２０°であることが示された。これにより、コーティング組成物は、コーティング組成物のないポリイミドベースフィルムに比べ、低い表面エネルギを提供することが示された。
【００６０】
コーティング組成物をその後、約２２５℃のオーブン中で約６０分間再加熱し、プリントヘッドの通常の製造手順（約２００℃で約２０〜３０分間）よりも厳しい条件でフィルムにストレスを加えた。再加熱したフィルムをその後、水接触角に対し再測定した。角度は平均、約１０〜１２°だけ減少したが、依然として、ベースフィルムよりも実質的に高かった。接触角測定の概要を表１に示す。
【００６１】
コーティング組成物とベースポリイミドとの接着は良好であると考えられ、ブレードを用いてコーティング組成物を引っ掻いて除去しようとした場合、見かけの視覚的分離はなかった。さらに、有機溶媒、例えば塩化メチレンおよびＴＨＦを用いた耐溶剤性試験から、フィルムは、コーティングに対し見かけの劣化がなく無傷のままであることも示された。全体としては、コーティング組成物は、低表面エネルギ保護コーティング組成物のいくつかの良好な特性を証明した。保護コーティングの引っ掻き抵抗性を、鉛筆硬度試験により決定し、結果から、保護コーティングとポリイミド基材との間には、硬度の差がないことが示唆される（表１）。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
＜実施例２＞
コーティング組成物は、重量比約３５：６５のフルオロアルコールのゾニル（登録商標）ＢＡおよびメラミンのサイメル（Ｃｙｍｅｌ、登録商標）３０３を用い、約１％のトルエンスルホン酸触媒を用い、約１０〜１５体積％の総固体量で、メチルエチルケトン中で配合させた。コーティングをデュポン  カプトン（登録商標）ポリイミドベースフィルムに、約１０〜１５μｍのギャップ高さを有するバーコーティングブロックを用いて適用した。硬化フィルムを評価すると約１〜２μｍであった。硬化は最初に約９０〜１００℃で約１０分間、その後、１３０〜１４０℃まで上昇させ、さらに３０分間実施した。
【００６４】
表面エネルギを、水接触角測定を用いて分析し、結果から、ポリイミドベースフィルムでは９０°であるのとは対照的に、保護されたコーティングでは、平均１１５°であることが示された。
【００６５】
コーティング組成物をその後、約２２５℃のオーブン中で約６０分間再加熱し、プリントヘッドの通常の製造手順（約２００℃で約２０〜３０分間）よりも厳しい条件でフィルムにストレスを加えた。再加熱したフィルムをその後、水接触角に対し再測定した。角度は平均、約１０°だけ減少したが、依然として、ベースフィルムよりも実質的に高かった。接触角測定の概要を表２に示す。
【００６６】
コーティング組成物とベースポリイミドとの接着は良好であると考えられ、ブレードを用いてコーティング組成物を引っ掻いて除去しようとした場合、見かけの視覚的分離はなかった。さらに、有機溶媒、例えば塩化メチレンおよびＴＨＦを用いた耐溶剤性試験から、フィルムは、コーティングに対し見かけの劣化がなく無傷のままであることも示された。全体としては、コーティングは、低表面エネルギ保護コーティング組成物のいくつかの良好な特性を証明した。保護コーティングの引っ掻き抵抗性も、鉛筆硬度試験により決定し、結果から、保護コーティングとポリイミド基材との間には、硬度の差がないことが示唆される（表２）。
【００６７】
【表２】
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