ЖИДКОСТНАЯ СТРУЙНАЯ ГОЛОВКА И СПОСОБ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА, А ТАКЖЕ ЖИДКОСТНОЕ СТРУЙНОЕ УСТРОЙСТВО И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
LIQUID JET HEAD AND METHOD OF ITS PRODUCTION, LIQUID JET DEVICE AND IMAGE FORMATION DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к жидкостной струйной головке и к способу ее производства, а также к жидкостному струйному устройству и устройству формирования изображения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
Традиционно в качестве устройств формирования изображения, таких как принтеры, фототелеграфные аппараты, копировальные устройства и плоттеры, или многофункционального периферийного оборудования, имеющего эти функции, известны жидкая струя, устройства формирования изображения жидкостного струйного типа, включающие в себя жидкостную струйную головку.
[0003]
Жидкостная струйная головка (в дальнейшем упоминаемая как «струйная головка») включает в себя сопла, из которых выбрасываются капельки чернил, камеру для жидкости (которая может упоминаться как «нагнетательная камера», «камера распыления», «камера повышенного давления», и «камера сжатия жидкости»), ведущую к соплам, а также средство для создания давления (которое может упоминаться как «средство привода» или «средство производства энергии») для сжатия чернил в камере для жидкости. При приведении в действие средства для создания давления чернила в камере для жидкости сжимаются, и капельки чернил выбрасываются из сопел. Струйная головка формируется путем связывания подложки пути потока, на которой формируется путь потока, такой как камера для жидкости, и пластины с соплами.
[0004]
Элементы, составляющие струйную головку, соединяются, например, с помощью клеевого соединения с использованием влажного клея, клейкой пленки и т.п., непосредственного связывания или эвтектического связывания посредством металлического материала, когда кремниевые подложки используются в качестве подложки камеры для жидкости и пластины с соплами, или анодного связывания, когда в качестве подложки камеры для жидкости и пластины с соплами используются металлические материалы.
В струйной головке концевые части связанных областей подвергаются воздействию чернил, и давление для выбрасывания чернил прикладывается к соединениям этих элементов. Поскольку эти элементы используются в цикле выбрасывания с частотой в несколько кГц и испытывают высокочастотные колебания давления, их связанные части легко деградируют. Следовательно, эти элементы должны иметь большее сопротивление жидкости, чем требуется при соединении обычных материалов.
[0005]
При соединении двух элементов обычно требуется связывать их с высокой надежностью при одновременном обеспечении точности. Однако многие из связанных частей струйной головки контактируют с чернилами, и этот контакт с чернилами способствует деградации самих клейких полимерных слоев, либо чернила проникают через границу соединения, вызывая нарушение адгезии, что приводит к серьезной проблеме с точки зрения надежности. Следовательно, необходимо, чтобы полимерные слои имели стойкость к используемым чернилам и достаточную прочность связи с максимальным предотвращением проникновения через границу соединения, приводящего к нарушению адгезии. Однако не существовало никаких доступных клейких веществ, которые были бы выгодными со всеми видами чернил, и было чрезвычайно трудно выбрать клейкое вещество, которое обладало бы незначительной деградацией при контакте с конкретными чернилами.
[0006]
Между тем в последние годы струйные принтеры бытового применения и промышленные струйные плоттеры стали широко распространенными. Следовательно, увеличились возможности использования струйных чернил на основе воды или на основе масла, и были обнаружены клейкие вещества, подходящие для этих чернил.
Однако самые последние усилия в разработке направлены на чернила для подавления сворачивания бумажных носителей при печати, а также на чернила для печати на неабсорбционных пленочных носителях, которые имели бы свойства, отличающиеся от свойств обычных чернил на основе воды или на основе масла. Например, чернила для подавления сворачивания бумажных носителей, представленные в Патентном документе 1, имеют состав, в котором содержание воды в чернилах уменьшено, в то время как содержание растворителя увеличено, что приводит к сильному проявлению характеристик растворимого в воде растворителя вместо характеристик воды, как в обычных чернилах на основе воды. Кроме того, чернила для печати на неабсорбционных пленочных носителях, представленные в Патентном документе 2, являются чернилами, содержащими растворитель, имеющий высокую способность к растворению, такой как метилпирролидон в большом количестве, и, следовательно, более агрессивный для органических веществ, чем обычные чернила на основе воды.
[0007]
Характерным отличием этих чернил от обычных чернил на основе воды является то, что хотя они и являются чернилами, содержащими воду, они сильно проявляют характеристики органического растворителя и имеют большую способность к проникновению в органическую структуру. Следовательно, существуют проблемы, заключающиеся в том, что клейкие вещества, которые использовались для чернил на основе воды, будут легко проницаемыми для этих чернил, и что эти клейкие вещества также будут позволять проникновение воды на их границе, и тем самым будут значительно терять их прочность связи на материале, обладающем гидрофильностью на его связанной поверхности, таком как металл и оксид.
[0008]
Следовательно, необходимо предложить жидкостную струйную головку, которая включала бы в себя полимерный слой, имеющий высокую стойкость к органическому растворителю и отверждаемый при низкой температуре, который имел бы превосходную начальную способность к связыванию и надежность соединения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0009]
Патентный документ 1:
Японская отложенная патентная заявка (JP-A) № 2005-220296
Патентный документ 2:
Японский патент № (JP-B) № 4277898
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0010]
Задачей настоящего изобретения является предложить жидкостную струйную головку, которая включала бы в себя полимерный слой, имеющий высокую стойкость к органическому растворителю и отверждаемый при низкой температуре, который имел бы превосходную начальную способность к связыванию и надежность соединения.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0011]
Жидкостная струйная головка по настоящему изобретению в качестве решения описанных выше проблем представляет собой жидкостную струйную головку, включающую в себя:
путь потока, состоящий из первого элемента, полимерного слоя и второго элемента,
в котором полимерный слой содержит отвержденный продукт из полимерной композиции, содержащей: эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (1); соединение политиола, имеющего 2 или более группы тиола в своей молекуле; и соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2).
[0012]
[Химическая формула 1]
Общая формула (1)
1
2
В вышеприведенной общей формуле (1) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный нижеприведенной формулой.
[Химическая формула 2]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12.
[0013]
[Химическая формула 3]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
В вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014]
Настоящее изобретение может обеспечить жидкостную струйную головку, которая включает в себя полимерный слой, имеющий высокую стойкость к органическому растворителю и отверждаемый при низкой температуре, который имеет превосходную начальную способность к связыванию и надежность соединения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015]
[Фиг. 1]
Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение, показывающее один пример жидкостной струйной головки по настоящему изобретению.
[Фиг. 2]
Фиг. 2 представляет собой увеличенное поперечное сечение, показывающее один пример части А, изображенной на Фиг. 1.
[Фиг. 3]
Фиг. 3 представляет собой увеличенное поперечное сечение, показывающее другой пример части А, изображенной на Фиг. 1.
[Фиг. 4]
Фиг. 4 представляет собой пояснительную диаграмму, используемую для объяснения формирования пленки на элементе, имеющем волнообразную поверхность, с помощью способа ALD.
[Фиг. 5-A]
2
Фиг. 5-A представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую один пример поперечного сечения образца пути потока на фигурно травленой подложке из Si, на которой формируется содержащая Ta пленка обработки поверхности из SiO.
[Фиг. 5-B]
Фиг. 5-B является увеличенной версией диаграммы, изображенной на Фиг. 5-A.
[Фиг. 6]
Фиг. 6 представляет собой пояснительную диаграмму, используемую для объяснения формирования пленки на элементе, имеющем волнообразную поверхность, с помощью разбрызгивания.
[Фиг. 7]
Фиг. 7 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую один пример результата сравнения с помощью XPS примесей, содержащихся в слое обработки, сформированном на подложке из Si путем разбрызгивания.
[Фиг. 8]
Фиг. 8 представляет собой пояснительную диаграмму, показывающую один пример результата сравнения с помощью XPS примесей, содержащихся в слое обработки, сформированном на подложке из Si с помощью способа ALD.
[Фиг. 9]
Фиг. 9 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую один пример жидкостной струйной головки по настоящему изобретению.
[Фиг. 10]
Фиг. 10 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую другой пример жидкостной струйной головки по настоящему изобретению.
[Фиг. 11]
Фиг. 11 представляет собой схематическую диаграмму, показывающую еще один пример жидкостной струйной головки по настоящему изобретению.
[Фиг. 12]
Фиг. 12 представляет собой схематический вид сбоку механической секции, показывающий один пример устройства формирования изображения по настоящему изобретению.
[Фиг. 13]
Фиг. 13 представляет собой схематический вид сверху механической секции, показывающий один пример устройства формирования изображения по настоящему изобретению, где стрелка A представляет собой направление главного сканирования головки, а стрелка B представляет собой направление движения ремня (вторичное направление сканирования).
[Фиг. 14]
Фиг. 14 представляет собой пояснительный вид спереди, показывающий один пример жидкостной струйной головки.
[Фиг. 15]
Фиг. 15 представляет собой график, показывающий соотношение прочности связывания и коэффициента удержания прочности связывания полимерного слоя относительно его средней толщины.
[Фиг. 16]
Фиг. 16 представляет собой поперечное сечение области, связанной агентом зазора, имеющим диаметр частиц 1,5 мкм.
[Фиг. 17]
Фиг. 17 представляет собой поперечное сечение области, связанной агентом зазора, имеющим диаметр частиц 3,0 мкм.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0016]
(Жидкостная струйная головка)
Жидкостная струйная головка по настоящему изобретению включает в себя путь потока, состоящий из первого элемента, полимерного слоя и второго элемента, и включает в себя другие элементы в соответствии с необходимостью.
[0017]
<Полимерный слой>
Полимерный слой содержит отвержденный продукт из полимерной композиции, содержащей: эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (1); соединение политиола, имеющего 2 или более группы тиола в своей молекуле; и соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2).
[0018]
[Химическая формула 4]
Общая формула (1)
1
2
В вышеприведенной общей формуле (1) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный нижеприведенной формулой.
[0019]
[Химическая формула 5]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12.
[0020]
[Химическая формула 6]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
В вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
[0021]
- Эпоксидное соединение -
Предпочтительно, чтобы эпоксисоединение, представленное вышеприведенной общей формулой (1), было эпоксисоединением, представленным нижеприведенной общей формулой (3), с точки зрения устойчивости чернил и теплостойкости.
[0022]
[Химическая формула 7]
Общая формула (3)
1
В вышеприведенной общей формуле (3) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, и R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
[0023]
Содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (1), предпочтительно составляет от 10 массовых частей до 100 массовых частей, и более предпочтительно от 30 массовых частей до 80 массовых частей относительно 100 массовых частей полного количества эпоксисоединения. Предпочтительно, чтобы содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (1), составляло от 10 массовых частей до 100 массовых частей, потому что при этом баланс между теплостойкостью и химической стойкостью будет превосходным.
[0024]
Предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (4).
[0025]
[Химическая формула 8]
Общая формула (4)
В вышеприведенной общей формуле (4) R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
[0026]
Содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (4), предпочтительно составляет от 10 массовых частей до 80 массовых частей относительно 100 массовых частей полного количества эпоксисоединения. Предпочтительно, чтобы содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (4), составляло от 10 массовых частей до 80 массовых частей, потому что при этом устойчивость чернил будет превосходной.
[0027]
Предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (5), потому что при этом баланс между обрабатываемостью и способностью к связыванию будет превосходным.
[0028]
[Химическая формула 9]
Общая формула (5)
10
11
В вышеприведенной общей формуле (5) R и Rнезависимо друг от друга представляют собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
[0029]
Содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (5), предпочтительно составляет от 5 массовых частей до 30 массовых частей относительно 100 массовых частей полного количества эпоксисоединения. Предпочтительно, чтобы содержание эпоксисоединения, представленного вышеприведенной общей формулой (5), составляло от 5 массовых частей до 30 массовых частей, потому что при этом баланс между обрабатываемостью и способностью к связыванию будет превосходным.
[0030]
Полимерная композиция может содержать другие эпоксисоединения, отличающиеся от вышеописанных эпоксисоединений, в соответствии с поставленной целью. Их примеры включают в себя: соединения полиглицидилового эфира одноядерных многовалентных соединений фенола, такие как гидрохинон, резорцин, пирокатехин и флороглюцин; соединения полиглицидилового эфира многоядерных многовалентных соединений фенола, такие как диоксинафталин, дифенол, метиленбисфенол (бисфенол F), метиленбис(ортокрезол), этилиденбисфенол, изопропилиденбисфенол (бисфенол A), изопропилиденбис(ортокрезол), тетрабромбисфенол A, 1,3-бис(4-гидроксикумилбензол), 1,4-бис(4-гидроксикумилбензол), 1,1,3-трис(4-гидроксифенил)бутан, 1,1,2,2-тетра(4-гидроксифенил)этан, тиобисфенол, сульфонилбисфенол, оксибисфенол и терпенфенол; полиглицидиловые эфиры многовалентных спиртов, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, гександиол, полигликоль, тиодигликоль, глицерин, триметилолпропан, пентаэритрит, сорбит, а также аддукт бисфенола A и окиси этилена; гомополимеры или сополимеры глицидиловых сложных эфиров и глицидилметакрилатов алифатических, ароматических или алициклических многоосновных кислот, таких как малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, пробковая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, димерная кислота, тримерная кислота, фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, тримеллитовая кислота, тримезиновая кислота, пиромеллитовая кислота, тетрагидрофталевая кислота, гексагидрофталевая кислота и эндометилентетрагидрофталевая кислота; эпоксисоединения, имеющие глицидиламиногруппу, такие как N,N-диглицидиланилин, бис(4-(N-метил-N-глицидиламино)фенил)метан, а также диглицидилортотолуидин; эпоксидированные продукты циклических олефиновых соединений, такие как диэпоксид винилциклогексена, диэпоксид дициклопентадиена, 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, 3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил-6-метилциклогексанкарбоксилат, и бис(3,4-эпокси-6-метилциклогексилметил)адипат; эпоксидированные диеновые полимеры с сопряженными двойными связями, такие как эпоксидированный полибутадиен и эпоксидированные сополимеры стирол/бутадиен; а также гетероциклические соединения, такие как триглицидилизоцианурат; или продукты описанных выше веществ, которые полимеризованы с многовалентным соединением, содержащим активный водород (например, с многовалентным фенолом, полиамином, содержащим карбонильную группу соединением и сложным эфиром полифосфата). Один из них может использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в комбинации.
[0031]
Эпоксисоединение особенно не ограничивается, и произвольное эпоксисоединение может быть выбрано в соответствии с поставленной целью. Однако эпоксисоединение, имеющее эпоксидный эквивалент от 70 до 3000, является предпочтительным, и эпоксисоединение, имеющее эпоксидный эквивалент от 90 до 2000, является более предпочтительным. В диапазоне эпоксидного эквивалента от 70 до 3000 имеется то преимущество, что получается достаточная отверждаемость.
[0032]
Когда многофункциональное соединение, имеющее эпоксигруппу, используется в качестве эпоксисоединения для получения полимерного слоя, возможно получить отвержденный продукт, имеющий трехмерную сшитую структуру. Эпоксисоединения могут быть классифицированы на эпоксисоединения типа глицидилового простого эфира, эпоксисоединения типа глицидилового сложного эфира, эпоксисоединения типа глицидиламина и т.д. в зависимости от места присоединения глицидиловой группы, и существует также большое разнообразие эпоксисоединений, доступных в зависимости от соединения, функционирующего в качестве основного материала для связывания.
Необходимо подавить гидрофильность эпоксисоединения и усилить степень его трехмерной сшивки для того, чтобы подавить проникновение чернил в эпоксисоединение и предотвратить его набухание. Для предотвращения набухания предпочтительным является многофункциональное эпоксисоединение, такое как эпоксисоединение типа глицидиламина и соединение простого эфира глицидила и новолачной смолы. Следует отметить, однако, что эпоксисоединение может быть смесью множества разновидностей, потому что существует необходимость рассматривать смачиваемость и способность к адсорбции на элементах. Кроме того, простой глицидиловый эфир бисфенола A также является предпочтительным с точки зрения его свойства образования водородной связи с металлом, и он может составить полимерную композицию, обладающую большей упругостью, поскольку его молекулярная масса больше. Однако он может использоваться только в том случае, если он смешивается адекватно, потому что он может набухать от чернил, или его водородные связи могут быть разорваны.
Эпоксисоединения продаются многими компаниями, включая Mitsubishi Chemical Corporation, Shikoku Chemicals Corporation, ADEKA Corporation и DIC Corporation, и могут быть заказаны в любой из них.
[0033]
Эпоксидное клейкое вещество может не содержать растворителей, или может быть разбавлено растворителем для того, чтобы оно имело соответствующую вязкость. В качестве разбавляющего растворителя с точки зрения способности к хранению клейкого вещества растворитель, который не содержит активного водорода, реагирующего с эпоксигруппой, предпочитается растворителю, содержащему такой активный водород. Однако произвольный разбавляющий растворитель может быть выбран с точки зрения его способности смачивать элементы, скорости высыхания, вязкости и т.д., и произвольный разбавляющий растворитель может безопасно использоваться при условии, что эпоксидное клейкое вещество может формировать полимерный слой, даже когда оно высохло из состояния дисперсии в разбавляющем растворителе, а не из состояния полного растворения.
Этот растворитель может быть высушен при комнатной температуре, или даже путем нагревания, при условии, что температура этого нагревания находится вне пределов диапазона температур реакции. Кроме того, этот растворитель может быть высушен при пониженном давлении, и сушка при пониженном давлении позволяет сушить эпоксидную смолу без протекания реакций, даже в том случае, когда используется растворитель, имеющий высокую температуру кипения.
Растворитель, который может использоваться, может быть произвольно выбран в соответствии с эпоксисоединением, отвердителем и другими добавками, однако управляемый примесями растворитель является предпочтительным в целях устойчивой реакции отверждения.
[0034]
Эпоксидное клейкое вещество может содержать наполнитель или любую другую смолу связующего вещества, модификатор вязкости и т.п. в дополнение к эпоксисоединению, отвердителю, растворителю и связующему веществу. Наполнитель может представлять собой неорганические частицы, такие как кремнезем и глинозем, или может представлять собой полимерные частицы меламиновой смолы и акриловой смолы. В качестве модификатора вязкости может быть добавлен амид высшей жирной кислоты и т.п. для того, чтобы обеспечить адекватную вязкость клейкого вещества во время нанесения клейкого вещества. Пеногаситель или пеноуничтожающий реагент могут быть добавлены для того, чтобы предохранить нанесенную пленку от пятен неровностей из-за пузырьков.
[0035]
Для такой эпоксидной структуры, имеющей высокую плотность сшивки, как было описано выше, типично иметь чрезвычайно высокое значение модуля Юнга, и поэтому трудно получить достаточную прочность соединения с такой эпоксидной структурой, когда она наносится как тонкий полимерный слой. Можно гарантировать необходимую прочность соединения путем задания толщины полимерного слоя толще, чем 0,5 мкм. Возможно управлять толщиной полимерного слоя путем использования агента обеспечения зазора, например, кремнеземного наполнителя, имеющего управляемый диаметр частиц, наполнителя, получаемого путем полимеризации смолу, и т.п. Такой наполнитель может быть заказан в компании Sekisui Chemical Co., Ltd., Ube Chemicals Co., Ltd., ADEKA Corporation, и т.д.
[0036]
- Политиоловое соединение -
Политиоловое соединение особенно не ограничивается, и произвольное политиоловое соединение может быть выбрано в соответствии с поставленной целью, при условии, что оно представляет собой соединение, имеющее 2 или более тиоловых группы в своей молекуле. Примеры этого включают в себя политиоловые соединения, которые не требуют использования основного вещества в процессе их производства, такие как тиоловые соединения, получаемые путем реакции этерификации между многоатомным спиртом и меркаптоорганической кислотой, примеры которых включают в себя триметилолпропантрис(тиогликолят), пентаэритриттетракис(тиогликолят), этиленгликольдитиогликолят, триметилолпропантрис(β-тиопропионат), пентаэритриттетракис(β-тиопропионат) и дипентаэритритполи(β-тиопропионат).
[0037]
Другие примеры политиолового соединения, которые включают использование основного вещества в качестве катализатора химической реакции в процессе их производства, включают в себя политиоловые соединения, имеющие концентрацию ионов щелочного металла 50 частей на миллион или меньше, которые получаются путем обесщелачивания следующего: алкилполитиоловых соединений, таких как 1,4-бутандитиол, 1,6-гександитиол и 1,10-декандитиол; полиэфиров, содержащих терминальную группу тиола; политиоэфиров, содержащих терминальную тиогруппу; тиоловых соединений, получаемых путем реакции между эпоксисоединением и сероводородом; и тиоловых соединений, имеющих терминальную группу тиола, получаемых путем реакции между политиоловым соединением и эпоксисоединением.
[0038]
Примеры способа для обесщелачивания политиолового соединения, произведенного с использование основного вещества в качестве катализатора химической реакции, включают в себя способ растворения обесщелачиваемого политиолового соединения в органическом растворителе, таком как ацетон и метанол, его нейтрализацию путем добавления кислоты, такой как разбавленная соляная кислота и разбавленная серная кислота, а затем удаления полученной соли экстракцией, промывкой и т.п., или удаления полученной соли путем ее адсорбции c использованием ионообменной смолы, способа разделения и очистки политиолового соединения дистилляцией и т.д.
[0039]
Среди описанных выше политиоловых соединений по меньшей мере одно, выбираемое из группы, состоящей из дипентаэритритгекса(3-меркаптобутирата) и 1,3,5-трис(3-меркаптопропил)-1,3,5-триазин-2,4,6 (1H,3H,5Н)-триона, является предпочтительным, потому что баланс между устойчивостью при хранении и способностью к отверждению будет превосходным.
[0040]
Отношение смешивания между эпоксисоединением и политиоловым соединением, выражаемое как масса эквивалента тиола/масса эквивалента эпоксида, предпочтительно составляет от 0,2 до 2,0, и более предпочтительно от 0,5 до 1,5. Когда это отношение смешивания составляет 0,2 или больше, может быть получена достаточная быстрая отверждаемость. Когда это отношение смешивания составляет 2,0 или меньше, может быть получено такое свойство отвержденного продукта, как теплостойкость.
[0041]
- Соединение имидазола -
Соединение, представленное общей формулой (2), приведенной ниже, используется в качестве соединения имидазола.
[0042]
[Химическая формула 10]
Общая формула (2)
[0043]
В общей формуле (2), приведенной выше, k равно 1 или больше, но меньше чем 6 и предпочтительно равно 1 или 2, и j равно 0 или 1 и предпочтительно равно 1.
[0044]
5
6
7
В вышеприведенной общей формуле (2) R, R и R независимо друг от друга представляют собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу.
Примеры алкильной группы, имеющей от 1 до 20 атомов углерода, включают в себя группу метила, группу этила, группу пропила, группу изопропила, группу бутила, группу изобутила, группу трет-бутила, группу пентила, группу изопентила, группу трет-пентила, группу гексила, группу изогексила, группу октила, группу 2-этилгексила, группу трет-октила, группу нонила, группу децила, группу ундецила, группу додецила, группу тридецила, группу тетрадецила, группу пентадецила, группу гексадецила, группу гептадецила и группу октадецила. Примеры арильной группы включают в себя группу фенила и группу нафтила. Галоген, гидроксильная группа и т.п. могут быть замещены в этих группах.
5
6
7
Предпочтительно, чтобы R, R и R представляли собой любую группу из атома водорода, группы метила, группы этила и группы фенила.
[0045]
8
2
2
В вышеприведенной общей формуле (2) R представляет собой любую из группы алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, группы -CHCHCOO- и группы арилена.
Примеры группы алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, включают в себя группу метилена, группу этилена, группу пропан-1,2-диила, группу пропан-1,3-диила, группу бутан-1,4-диила, группу пентан-1,5-диила, группу гексан-1,6-диила, группу октан-1,8-диила, группу 2-метил-гексан-1,6-диила и группу декан-1,10-диила. Примеры группы арилена включают в себя группу фенилена и группу нафтилена. Галоген, гидроксильная группа и т.п. могут быть замещены в этих группах.
8
2
2
Предпочтительно, чтобы R представлял собой группу -CHCHCOO- и группу метилена.
[0046]
9
В вышеприведенной общей формуле (2) R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или группу цианометила, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
Примеры группы углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, включают в себя алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, и группу арила.
5
6
7
Примеры алкильной группы, имеющей от 1 до 20 атомов углерода, и группы арила включают в себя те же самые группы, которые были перечислены для R, R и R.
[0047]
Примеры соединения имидазола, представленного вышеприведенной общей формулой (2), включают в себя соединения, представленные приведенными ниже структурными формулами.
[0048]
[Химическая формула 11]
[0049]
[Химическая формула 12]
[0050]
[Химическая формула 13]
[0051]
[Химическая формула 14]
[0052]
[Химическая формула 15]
[0053]
[Химическая формула 16]
[0054]
[Химическая формула 17]
[0055]
[Химическая формула 18]
[0056]
[Химическая формула 19]
[0057]
[Химическая формула 20]
[0058]
[Химическая формула 21]
[0059]
[Химическая формула 22]
[0060]
[Химическая формула 23]
[0061]
[Химическая формула 24]
[0062]
[Химическая формула 25]
[0063]
[Химическая формула 26]
[0064]
[Химическая формула 27]
[0065]
[Химическая формула 28]
[0066]
[Химическая формула 29]
[0067]
[Химическая формула 30]
[0068]
[Химическая формула 31]
[0069]
[Химическая формула 32]
[0070]
[Химическая формула 33]
[0071]
[Химическая формула 34]
[0072]
Содержание соединения имидазола особенно не ограничивается, и может быть подходящим образом выбрано в соответствии с поставленной целью. Однако оно предпочтительно составляет от 1 массовой части до 5 массовых частей на 100 массовых частей эпоксисоединения.
[0073]
Предпочтительно, чтобы полимерная композиция содержала силановый аппрет, представленный нижеприведенной общей формулой (6), с точки зрения улучшения прочности связывания.
[0074]
[Химическая формула 35]
Общая формула (6)
[0075]
7
8
В вышеприведенной общей формуле (6) R и R представляют собой алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
Примеры алкильной группы, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, включают в себя группу метила, группу этила, группу пропила, группу изопропила и группу бутила.
[0076]
9
В вышеприведенной общей формуле (6) R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена.
Примеры группы алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, включают в себя группу метилена, группу этилена, группу пропан-1,2-диила, группу пропан-1,3-диила, группу бутан-1,4-диила, группу пентан-1,5-диила, группу гексан-1,6-диила, группу октан-1,8-диила, группу 2-метил-гексан-1,6-диила и группу декан-1,10-диила. Примеры группы арилена включают в себя группу фенилена и группу нафтилена. Галоген, гидроксильная группа и т.п. могут быть замещены в этих группах.
[0077]
10
В вышеприведенной общей формуле (6) R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу.
Примеры алкильной группы, имеющей от 1 до 20 атомов углерода, включают в себя группу метила, группу этила, группу пропила, группу изопропила, группу бутила, группу изобутила, группу трет-бутила, группу пентила, группу изопентила, группу трет-пентила, группу гексила, группу изогексила, группу октила, группу 2-этилгексила, группу трет-октила, группу нонила, группу децила, группу ундецила, группу додецила, группу тридецила, группу тетрадецила, группу пентадецила, группу гексадецила, группу гептадецила и группу октадецила. Примеры арильной группы включают в себя группу фенила и группу нафтила. Группа арила, гетероцикл, амин, амид, имин, галоген, гидроксильная группа и т.п. могут быть замещены в этих группах.
[0078]
Примеры силанового аппрета, представленного вышеприведенной общей формулой (6), включают в себя 3-аминопропил-триметоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан, N-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)аминопропилметилдиметоксисилан и 3-фениламинопропилтриметоксисилан.
[0079]
Полимерная композиция может содержать любой другой силановый аппрет вместо силанового аппрета, представленного вышеприведенной общей формулой (6), аппрет на основе титаната и аппрет на основе алюмината.
Примеры любого другого силанового аппрета включают в себя 2-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан, 3-глицидоксипропилтриметоксисилан, 3-глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, 3-глицидоксипропилтриэтоксисилан, N-2(-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан, N-2(-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиэтоксисилан, N-2(-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-2(-аминоэтил)-3-аминопропилтриэтоксисилан, 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан, (1,3-диметил-бутилиден)-пропиламин, N-фенил-3-аминопропилтриметоксисилан, N,N-бис(3-(триметоксисилил)пропил)этилендиамин, N-(1,3-диметилбутилиден)-3-(триэтоксисилил)-1-пропанамин, 3-фениламинопропилтриметоксисилан, аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисилангидрохлорид, N-(2-(винилбензинамино)этил)-3-аминопропилтриметоксисилангидрохлорид,
1,2-этандиамин, N-{3-(триметоксисилил)пропил}-N-{(этенилфенил)
метил}, а также их производные и гидрохлориды, 3-хлорпропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилметилдиметоксисилан, 3-меркаптопропилтриметоксисилан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан, бис(триэтоксисилилпропил)тетрасульфид и 3-изоцианатпропилтриэтоксисилан.
Предпочтительно, чтобы группа силанового аппрета имела в качестве своей органической группы функциональную группу, реагирующую с эпоксидной смолой, и упомянутые выше связующие вещества являются примерами такой группы силанового аппрета. Эти связующие вещества могут быть заказаны у компаний Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., Chisso Corporation и т.д.
[0080]
Примеры связующих веществ на основе титаната и связующих веществ на основе алюмината включают в себя тетра-изо-пропоксититан, тетра-н-бутоксититан, тетракис(2-этилгексилокси)титан, титан-изо-пропоксиоктиленгликолят, ди-изо-пропокси/бис(ацетилацетонато)титан, поли(ди-изо-пропокси/оксититан), поли(ди-н-бутокси/оксититан), ди-н-бутокси/бис(триэтаноламинато)титан, диизопропокси/бис(тритриэтаноламинато)титан, изопропилтри(N-амидэтил/аминоэтил)титанат и ацетоалкоксиалюминийдиизопропилат.
Связующие вещества на основе титаната и связующие вещества на основе алюмината улучшают прочность связывания клейкого вещества путем улучшения его смачиваемости за счет формирования пленки полимерного органического покрытия поверх неорганической поверхности. Перечисленные выше вещества являются примерами, и о связующее вещество на основе титаната не ограничивается ими. Они могут быть заказаны у компаний Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Nippon Soda Co., Ltd. и Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.
В качестве связующего вещества предпочтительным является связующее вещество, имеющее эпоксигруппу или группу амина, и связующее вещество, имеющее эпоксигруппу, является предпочтительным для того, чтобы эпоксидное клейкое вещество проявляло его эффективность при добавлении связующего вещества, потому что связующее вещество, имеющее эпоксигруппу, будет поддерживать эпоксидное клейкое вещество нереакционноспособным при нормальной температуре, что является предпочтительным с точки зрения эффективного срока службы клейкого вещества.
[0081]
- Другие компоненты -
Примеры других компонентов включают в себя: катализатор отверждения; реактивный или нереактивный растворитель (пластификатор), такой как эфиры, диоктилфталат, дибутилфталат, бензиловый спирт и каменноугольная смола; наполнитель или пигмент, такой как стекловолокно, углеродное волокно, целлюлоза, кремнеземный песок, цемент, каолин, глина, гидроксид алюминия, бентонит, тальк, кремнезем, мелкий порошок кремнезема, диоксид титана, сажа, графит, оксид железа и битуминозное вещество; смазочный материал, такой как канделильский воск, карнаубский воск, масло плодов сумаха, китайский воск, пчелиный воск, ланолин, спермацет, буроугольный воск, нефтяной воск, воск жирной кислоты, сложный эфир жирной кислоты, простой эфир жирной кислоты, ароматический сложный эфир и ароматический простой эфир; кремнийорганический аппрет; загуститель; тиксотропную добавку; антиоксидант; светостабилизатор; вещество, поглощающее ультрафиолетовые лучи; антипирен; пеноуничтожитель; антикоррозионный агент; а также обычные добавки, такие как коллоидный кремнезем и коллоидный глинозем. Кроме того, вязкие смолы, такие как ксилоловая смола и кумароноинденовая смола, также могут использоваться в комбинации.
[0082]
Полимерная композиция может быть произведена путем смешивания эпоксисоединения, политиолового соединения, соединения имидазола и силанового аппрета, а также любого из других компонентов в соответствии с потребностью согласно с обычной процедурой.
[0083]
Когда полимерная композиция нагревается, получается отвержденный продукт. Температура отверждения предпочтительно составляет от 60°C до 100°C.Продолжительность отверждения предпочтительно составляет от 10 мин до 4 час.
[0084]
Возможно проанализировать, включает ли полимерный слой в себя структурный блок, представленный нижеприведенной общей формулой (1a), структурный блок, представленный нижеприведенной структурной формулой 1, и соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2), путем использования способа пиролитической газовой хроматографии/масс-спектрометрии (GC/MS) и газовой хроматографии/времяпролетной масс-спектрометрии (GC/TOFMS) для того, чтобы определить главную структуру, а также путем использования способа инфракрасной спектрометрии на основе преобразования Фурье (FTIR) и способа ядерного магнитного резонанса (NMR) для того, чтобы добавить больше информации о структуре и функциональных группах.
Условия для анализа полимерного слоя пиролитическим способом GC/MS приведены ниже. В этом способе следовой образец мгновенно пиролизуется, будучи подвергнутым непосредственному воздействию высокой температуры, и полученный при этом газовый компонент вводится в устройство GC/MS и анализируется. Условия анализа, приведенные ниже, являются примерными, а не ограничивающими. Условия анализа могут быть изменены в любое время в соответствии с составом или состоянием анализируемого материала, так, чтобы было возможно выполнить анализ с использованием оптимальных условий.
- Конфигурация устройства/условия измерения -
- Устройство для GC/MS: QP-5000 производства компании Shimadzu Corporation
- Устройство пиролиза: PY-2020D производства компании Frontier Laboratories, Ltd.
- Условия оценки
- Температура нагрева: 300°C
- Колонка: UA5, длина=30 м, внутренний диаметр=0,25 мм, пленка=0,25 мкм
- Повышение температуры колонки: от 50°C до 350°C (со скоростью 20°C/мин)
- Способ ионизации: способ EI (70 эВ)
- Расщепление: 1:100
[0085]
Главный аналитический подход измерения GC/MS представляет собой структурную оценку, основанную на поиске в библиотеке. Следовательно, трудно проанализировать вещество, которое еще не было зарегистрировано в базе данных, которая будет использоваться для поиска. Следовательно, для того, чтобы выполнить структурный анализ любого компонента, структура которого не может быть оценена с помощью способа GC-MS, может быть выполнено измерение GC-TOFMS, с помощью которого может быть получена точная информация о массе молекулы или фрагмента.
Кроме того, точное измерение массы с помощью способа химической ионизации (способ CI), посредством которого можно легко наблюдать молекулярный ион, может выполняться в комбинации.
- Конфигурация устройства/условия измерения -
- GC/TOFMS: WATERS GCT PREMIER
- Колонка: DB5-MS (длина=30 м × внутренний диаметр=0,25 мм, пленка=0,25 мкм)
- Условия повышения температуры: от 50°C (в течение 1 мин) до 320°C (в течение 10 мин) со скоростью 10°C/мин
- Газ-носитель: He, 1,0 мл/мин (постоянная скорость потока)
- Способ введения: расщепление 50:1
- Отверстие для введения: 280°C
[0086]
«Условия химической ионизации»
- Способ ионизации: способ PCI (метан, изобутен, без газа)
- Энергия электронов: 40 эВ
- Ионизационный ток: 200 мкА
[0087]
13
1
14
33
Путем объединения этих сведений с информацией о функциональной группе и долях элементов, полученной с помощью анализа FT-IR и рамановского спектроскопического анализа с использованием способа ATR, применяемого для обычных химических анализов, а также с помощью ЯМР-анализа изотопов C, H, N, S, возможно проанализировать, включает ли в себя полимерный слой структурный блок, представленный нижеприведенной общей формулой (1a), структурный блок, представленный структурной формулой 1, и соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2). Из этого факта может быть доказано, что полимерный слой включает в себя отвержденный продукт полимерной композиции, которая содержит: эпоксисоединение, представленное вышеприведенной общей формулой (1); политиоловое соединение, имеющее 2 или более тиоловых групп в своей молекуле; и соединение имидазола, представленное вышеприведенной общей формулой (2).
[0088]
[Химическая формула 36]
Общая формула (1a)
1
2
В вышеприведенной общей формуле (1а) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный нижеприведенной формулой.
[Химическая формула 37]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12.
[Химическая формула 38]
Структурная формула 1
[Химическая формула 39]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
В вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
[0089]
Полимерная композиция особенно не ограничивается, и может использоваться для различных целей, таких как краски или клейкие вещества, наносимые на бетон, цементный раствор, различные металлы, кожу, стекло, резину, пластмассу, древесину, ткань и бумагу; клейкие вещества для упаковочной клейкой ленты, клейких этикеток, этикеток для замороженных продуктов, этикеток для удаления, этикеток для POS-терминальных систем, клейких обоев и клейких половых материалов; обработанная бумага, такая как мелованная бумага с высоким глянцем, облегченная мелованная бумага, мелованная бумага с повышенным глянцем, картон с покрытием, безуглеродная копировальная бумага и импрегнированная бумага; агент для обработки ткани, такой как связывающий агент, агент предотвращения износа и обрабатывающий агент для натурального волокна, искусственного волокна, стекловолокна, углеродного волокна, металлического волокна и т.д.; строительный материал, такой как герметик, добавка к цементу и водонепроницаемый материал; а также герметик для электронных и электрических приборов.
[0090]
Для того чтобы улучшить прочность связывания, будет эффективным сделать прикрепляющий агент активным на границе с полимерным слоем для прочной фиксации полимерного слоя, первого элемента и второго элемента с помощью ионного связывания или ковалентного связывания. Когда первый элемент и второй элемент являются металлами, чернила на основе масла не влияют на прочное соединение с помощью водородных связей между ними, тогда как чернила на основе воды разъединяют водородные связи за счет содержащейся в них воды, которая проникает через границу соединения и значительно уменьшает прочность связывания. Также по этой причине предпочтительно вводить ковалентное связывание между полимерным слоем и первым и вторым элементами.
Для того, чтобы связать металл и полимерную композицию ковалентным соединением, эффективно использовать силановый аппрет, связующее вещество на основе титаната, и связующее вещество на основе алюмината. Для прочного связывания поверхности связываемых металлических элементов могут быть непосредственно обработаны связующим веществом, или эти поверхности для улучшения способности связующего вещества к соединению могут быть заранее подвергнуты обработке поверхности, а затем уже обработаны связующим веществом.
2
2
Обработка поверхности перед обработкой силановым аппретом является очень эффективной, если она выполняется с помощью кремнийсодержащего оксида, такого как SiO, SiOC, SiTaOx и SiZrOx, и эффективно выполняется способом, с помощью которого легко формируется тонкая пленка, таким как парофазное осаждение, разбрызгивание, химическое парофазное осаждение и осаждение атомного слоя. Обработка поверхности с помощью TiO или TiN является эффективной не только для связующего вещества на основе титаната, но также и для силанового аппрета. Если такая предварительная обработка выполняется на большую толщину, прочность слоя обработки влияет на прочность связывания. Следовательно, предпочтительно, чтобы слой обработки был настолько тонким, насколько это возможно.
[0091]
<Первый элемент>
Предпочтительно, чтобы первый элемент представлял собой пластину с соплами, в которой формируются струйные отверстия для выбрасывания жидкости.
Пластина с соплами включает в себя подложку сопел и водоотталкивающую пленку поверх подложки сопел.
Форма, размер, материал, структура и т.д. подложки сопел особенно не ограничиваются, и могут быть подходящим образом выбраны в соответствии с поставленной целью.
2
5
2
2
5
2
3
Материал подложки сопел особенно не ограничивается, и произвольный материал может быть выбран в соответствии с поставленной целью. Примеры этого включают в себя нержавеющую сталь, Al, Bi, Cr, InSn, ITO, Nb, NbO, NiCr, Si, SiO, Sn, TaO, Ti, W, ZAO (ZnO+AlO) и Zn. Один из них может использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в комбинации. Среди них нержавеющая сталь является предпочтительной с точки зрения антикоррозионных свойств.
Количество, компоновка и интервал струйных отверстий, а также форма, размер и форма поперечного сечения струйных отверстий и т.д. особенно не ограничиваются, и могут быть подходящим образом выбраны в соответствии с поставленной целью.
[0092]
<Второй элемент>
Предпочтительно, чтобы второй элемент представлял собой пластину пути потока, включающую в себя индивидуальные камеры для жидкости, ведущие к струйным отверстиям.
Индивидуальные камеры для жидкости формируются путем связывания первого элемента и второго элемента друг с другом посредством полимерного слоя. Таким образом, предпочтительно, чтобы полимерный слой присутствовал между первым элементом и вторым элементом.
Средняя толщина полимерного слоя предпочтительно составляет от 1,0 мкм до 2,5 мкм. Когда средняя толщина полимерного слоя составляет 2,5 мкм или меньше, может быть гарантирована надежность связывания. Когда средняя толщина полимерного слоя составляет 1,0 мкм или больше, может быть получена высокая начальная прочность, и, следовательно, могут быть гарантированы как надежность связывания, так и начальная способность к связыванию.
Средняя толщина полимерного слоя определяется путем заливки связанных элементов в эпоксидную смолу и обработки их на полировальном станке так, чтобы можно было наблюдать желаемое поперечное сечение. Для этого наблюдения можно использовать измерение с помощью электронного микроскопа (SEM: сканирующий электронный микроскоп).
[0093]
Предпочтительно, чтобы поверхность по меньшей мере одного из первого элемента и второго элемента, которая должна контактировать с полимерным слоем, имела на себе слой обработки, сделанный из содержащего кремний оксида, и чтобы этот оксид содержал переходный металл для формирования пассивного слоя поверх одного из первого элемента и второго элемента.
Предпочтительно, чтобы этот слой обработки содержал по меньшей мере один вид переходного металла, выбираемого из группы, состоящей из переходных металлов Группы IV и Группы V.
Предпочтительно, чтобы этот слой обработки содержал по меньшей мере один металл, выбираемый из группы, состоящей из Hf, Ta и Zr.
2
Когда по меньшей мере один или более металлов из Hf, Ta и Zr вводятся в пленку из SiO, переходные металлы очень сильно связываются с кислородом и формируют пассивный слой. Здесь при добавлении функции пассивного слоя слой 112 обработки не только может иметь улучшенную плотность заполнения, но также может в значительной степени подавить реакцию коррозии, когда он контактирует с жидкостью, которая может быть кислотной или щелочной. Следовательно, может быть сформирован оксид, обладающий стойкостью как к кислотной жидкости, так и к щелочной жидкости.
[0094]
<Другие элементы>
Примеры других элементов включают в себя элемент создания воздействия.
Элемент создания воздействия является элементом, выполненным с возможностью создания воздействия на жидкость (чернила).
Конкретное воздействие элемента создания воздействия особенно не ограничивается, и произвольное воздействие может быть выбрано в соответствии с поставленной целью. Примеры такого воздействия включают в себя тепло (температуру), давление, вибрацию и свет. Один из них может использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в комбинации. Среди них тепло и давление являются предпочтительными.
Примеры элемента создания воздействия включают в себя нагревательное устройство, устройство создания давления, пьезоэлектрический элемент, устройство генерирования вибраций, ультразвуковой осциллятор и лампочку. Конкретные примеры элемента создания воздействия включают в себя пьезоэлектрический исполнительный механизм, такой как пьезоэлектрический элемент, тепловой исполнительный механизм, использующий электротермический преобразовательный элемент, такой как тепловой резистор, для использования фазового перехода вследствие кипения пленки жидкости, исполнительный механизм из сплава с памятью формы, использующий фазовый переход металла вследствие изменения температуры, а также статический исполнительный механизм, использующий электростатическую силу.
[0095]
Когда воздействие является «теплом», существует способ подачи соответствующей сигналу записи тепловой энергии к жидкости (чернилам) в жидкостной струйной головке с помощью, например, термической головки, образования пузырьков в чернилах с помощью тепловой энергии, и выбрасывания чернил из отверстий 1 сопла пластины 2 с соплами в форме капелек жидкости посредством давления этих пузырьков.
Когда воздействие является «давлением», существует способ прикладывания напряжения к пьезоэлектрическому элементу, присоединенному в положении, называемом камерой повышенного давления, присутствующей на пути потока чернил в жидкостной струйной головке, для того, чтобы заставить пьезоэлектрический элемент изогнуться и сжать объем камеры повышенного давления, чтобы тем самым выбросить жидкость (чернила) из отверстий 1 сопла жидкостной струйной головки в форме капелек жидкости.
Из этих способов предпочтительным является пьезоэлектрический способ выброса жидкости (чернил) путем подачи напряжения к пьезоэлементу.
[0096]
Фиг. 1 представляет собой пояснительное поперечное сечение, используемое для объяснения жидкостной струйной головки по настоящему изобретению. Фиг. 2 представляет собой увеличенное пояснительное поперечное сечение, показывающее один пример части А, изображенной на Фиг. 1. Фиг. 3 представляет собой увеличенное пояснительное поперечное сечение, показывающее другой пример части А, изображенной на Фиг. 1.
[0097]
Жидкостная струйная головка 100 формируется путем укладывания друг на друга пластины 102 с соплами, в которой формируются сопла 101 для выбрасывания капелек жидкости, пластины 104 пути потока, формирующей путь 103 потока (камеру повышенного давления), который ведет к соплам 101, и пластины 105 вибрации, формирующей стенку камеры 103 повышенного давления. Здесь пластина 102 с соплами, пластина 104 пути потока и пластина 105 вибрации являются элементами формирования пути потока, которые связываются полимерным слоем 113 и формируют путь потока.
Пьезоэлектрический исполнительный механизм, сформированный из электромеханического преобразовательного элемента 140, предусматривается на поверхности пластины 105 вибрации, противоположной той ее поверхности, которая обращена в сторону камеры 103 повышенного давления.
[0098]
Электромеханический преобразовательный элемент 140 формируется путем укладывания на пластину 105 вибрации последовательно друг на друга оксидного электрода 141 в качестве близкого к слою адгезии, первого электрода (нижнего электрода) 142, пленки 144 электромеханического преобразования и второго электрода (верхнего электрода) 145.
[0099]
Первый электрод 142 и второй электрод 145 делаются из материала, имеющего высокую проводимость, такого как Pt и Au. Пленка 144 электромеханического преобразования делается из пьезоэлектрического материала. Пластина 104 пути потока делается из кремния, а пластина 102 с соплами делается из нержавеющей стали, никеля, полиимида и т.п.
[0100]
Далее детали связанных частей жидкостной струйной головки будут описаны со ссылками на Фиг. 2 и Фиг. 3. Фиг. 2 и Фиг. 3 представляют собой увеличенные пояснительные поперечные сечения части А, изображенной на Фиг. 1, показывающие соответственно различные примеры.
[0101]
Пластина 102 с соплами и пластина 104 пути потока связываются полимерным слоем 113.
Здесь слой 112 обработки формируется на поверхностях пластины 102 с соплами и пластины 104 пути потока, включая те их поверхности, которые связываются полимерным слоем 113. Фиг. 2 показывает один пример, в котором никакого слоя 112 обработки не формируется на открытой поверхности полимерного слоя 113, а Фиг. 3 показывает один пример, в котором слой 112 обработки формируется на открытой поверхности полимерного слоя 113. Конфигурация, изображенная на Фиг. 3, получается, например, путем формирования слоя 112 обработки с использованием поверхностной реакции в соответствии со способом ALD (осаждения атомного слоя) и т.п., после связывания пластины 102 с соплами.
[0102]
Слой 112 обработки представляет собой содержащий кремний оксид, и этот оксид содержит переходный металл для формирования пассивного слоя.
Здесь слой 112 обработки представляет собой сложный оксид на основе кремния, который имеет высокую надежность стойкости к чернилам и улучшает способность к соединению между переходными металлами, образующими пассивный слой, и полимерным слоем 113.
[0103]
Полимерный слой 113 представляет собой тонкую пленку, сделанную из органического вещества, и, следовательно, является проницаемым для воды. Следовательно, когда слой 112 обработки не имеет надежности стойкости к чернилам, чернила могут разъедать слой 112 обработки через полимерный слой 113, и тем самым отделять слой обработки вместе с полимерным слоем 113.
[0104]
Однако переходные металлы могут формировать устойчивый оксид, и, следовательно, могут обладать стойкостью к чернилам за счет сохранения устойчивого состояния в водном растворе.
[0105]
Кроме того, кремнийсодержащий оксид может успешно использоваться с анионным отвердителем и силановым аппретом, содержащимися в полимерном слое 113, и улучшает способность к склеиванию между слоем 112 обработки и полимерным слоем 113.
[0106]
С помощью этой конфигурации, в которой слой обработки формируется на поверхностях элементов формирования пути потока, слой обработки представляет собой кремнийсодержащий оксид, и этот оксид содержит переходный металл для формирования пассивного слоя на одном из первого элемента и второго элемента, возможно достигнуть улучшения как способности к склеиванию на границе между слоем 112 обработки и полимерным слоем 113, так и надежности стойкости к чернилам.
[0107]
2
Таким образом, SiO может гарантировать высокую способность к плотному склеиванию с элементами, и может также гарантировать способность к водонепроницаемому склеиванию с полимерным слоем благодаря отвердителю на основе амина или силановому аппрету. Кроме того, пассивный слой образует устойчивую коррозионностойкую пленку на поверхности слоя 112 обработки, которая делает слой обработки стабильным в течение длительного времени даже при контакте с жидкостью.
[0108]
Переходный металл может иметь множество окислительных чисел за счет наличия свободной внутренней орбитали на уровнях d, f и т.п. Следовательно, за счет содержания переходных металлов слой 112 обработки может иметь улучшенную приспособляемость окислительного числа во всей пленке для того, чтобы иметь больший допуск на избыток или недостаток атомов кислорода, что приводит к большей стойкости к потере или избытку атомов кислорода в пленке.
[0109]
Без переходных металлов слой 112 обработки может стать дефектным из-за избытка или недостатка атомов кислорода, и дефектные части будут иметь высокую энергию, что сделает вероятным растворение слоя обработки. По сравнению с этим при использовании переходных металлов возможно подавить изъяны слоя обработки, увеличить стабильность оксида и подавить растворимость в жидкости.
[0110]
Среди таких переходных металлов такой металл формирования пассивного слоя, как вентильный металл, может лучше подавлять растворимость слоя 112 обработки.
В качестве металлов для формирования пассивного слоя предпочтительными являются тантал, ниобий, титан, гафний, цирконий и вольфрам, которые являются переходными металлами, имеющими высокую возможность регулирования окислительного числа.
[0111]
Тантал, ниобий, гафний и цирконий образуют очень устойчивые оксиды независимо от того, является ли значение pH контактирующей с ними жидкости кислотным или щелочным. Следовательно, это дает то преимущество, что они могут сохранять стабильное состояние независимо от того, находятся ли они в кислотных или щелочных средах.
[0112]
2
Другими словами, предпочтительно, чтобы слой 112 обработки содержал переходные металлы Группы IV и Группы V, которые образуют пассивный слой. Переходные металлы Группы IV и Группы V, которые образуют пассивный слой, имеют электронные орбитали, аналогичные кремнию, который находится в Группе IV. Когда эти металлы включаются в пленку из SiO, металл может сильно связаться с Si посредством O, и может улучшить плотность заполнения пленки, которая может быть плотной пленкой.
[0113]
В дополнение к улучшению плотности заполнения слой обработки может подавлять реакцию коррозии при контакте с жидкостью за счет содержания прочных связей Si-O. Следовательно, может быть сформирован оксид, имеющий стойкость к жидкости, что позволяет улучшить надежность головки за счет гарантирования ее достаточной стойкости.
[0114]
В этом случае предпочтительно, чтобы по меньшей мере один металл, выбираемый из группы, состоящей из Hf, Ta и Zr, содержался в качестве металла Группы IV или Группы V, который формирует пассивный слой.
[0115]
Кроме того, предпочтительно, чтобы слой 112 обработки был полностью окисленным. Это делает кристаллическую структуру слоя 112 обработки аморфной. Следовательно, при воздействии жидкости у слоя обработки нет по существу никаких границ кристаллических зерен, на которых вероятно образование коррозии, и он может он может иметь высокую стойкость к жидкости.
[0116]
Предпочтительно, чтобы слой 112 обработки содержал в пленке Si в количестве 17 атомн.% и выше. Когда слой 112 обработки содержит Si в количестве 17 атомн.% или выше, он может представлять собой абсолютно прозрачную пленку. Содержание Si предпочтительно составляет 20 атомн.% или выше.
[0117]
Это позволяет сформировать аморфную пленку, которая является однородной, с небольшой неравномерностью распределения металлов, в которой подавляется частичное присутствие кристаллов и т.д., а следовательно и локальная уязвимость для жидкости. Когда содержание Si в пленке является низким, другие металлы могут агрегироваться и кристаллизоваться с образованием неоднородности качества пленки. Пленка с неоднородностью может вызвать гальванический эффект между Si и другими металлами при контакте с жидкостью, что может вызвать реакцию коррозии.
[0118]
Здесь, поскольку пленка является аморфной, возможно определить, является ли пленка сплава, формирующая слой обработки, полностью окисленной или нет, путем подтверждения того, является ли эта пленка пропускающей видимый свет. Например, пленка может быть определена как полностью окисленная, когда она имеет коэффициент затухания (k), равный 0,1 или ниже, предпочтительно 0,03 или ниже для длин волн от 400 нм до 800 нм при эллипсометрическом измерении.
[0119]
Предпочтительно, чтобы слой 112 обработки содержал переходный металл в количестве 2 атомн.% или выше. Это надежно улучшает плотность слоя 112 обработки, а также улучшает его стойкость к жидкости. Более предпочтительное содержание переходного металла составляет от 3,5 атомн.% до 13,5 атомн.%. Это гарантирует, что слой 112 обработки имеет структуру с небольшим количеством изъянов и высокой плотностью заполнения, которая является подходящей для получения стойкости к чернилам.
[0120]
2
2
5
В качестве способа для подтверждения состояния пленки можно подтвердить, что пленка имеет определенный показатель преломления, с помощью эллипсометра. Например, показатель преломления пленки из SiO составляет 1,4, а показатель преломления пленки из TaO составляет 2,1. Следовательно, когда слой 112 обработки является полностью окисленным, его показатель преломления составляет от 1,4 до 2,1. Однако когда металл в слое 112 обработки не является полностью окисленным, этот слой обработки имеет более низкую прозрачность и более высокий показатель преломления. Следовательно, возможно получить желаемое качество пленки, управляя одновременно показателем преломления и прозрачностью.
[0121]
Таким образом, когда оксиды металлов, составляющие слой 112 обработки, имеют различные показатели преломления, возможно управлять их долей в сплаве на основе показателей преломления. Это позволяет выполнить быстрое неразрушающее измерение при атмосферных условиях и облегчает управление состоянием слоя 112 обработки в процессе реального массового производства.
[0122]
Далее, в качестве способа для формирования слоя 112 обработки можно использовать способ, с помощью которого можно легко сформировать тонкую пленку, такой как парофазное осаждение, разбрызгивание, CVD (химическое парофазное осаждение), ALD (осаждение атомного слоя) и т.д. В частности, когда элементы формирования пути потока делаются из материалов, которые могут деформироваться во время процесса нагревания, предпочтительным является формирование пленки путем разбрызгивания или путем ALD при температуре 160°C или ниже, или более предпочтительно при температуре 120°C или ниже.
[0123]
В частности, ALD прекращает реакцию формирования пленки каждый раз, когда формируется один атомный слой. Следовательно, при формировании с помощью способа ALD формируемая пленка может быть намного более плотной и менее дефектной, чем при формировании с помощью обычного способа CVD или осаждения. Кроме того, способ ALD позволяет формировать пленку на любой части элемента, которая может адсорбировать газ. Следовательно, пленка может быть равномерно сформирована на элементе, который имеет вертикальную стенку или краевую часть.
[0124]
Способ разбрызгивания (PVD) разбрызгивает целевой металл с помощью ионов Ar, что позволяет формировать пленку с малым количеством примесей. Кроме того, этот способ разбрызгивает ионы в вакууме, что позволяет сформировать пленку, имеющую высокую адгезию к подложке. Кроме того, этот способ не использует тепло для реакции, что позволяет охлаждать элемент и формировать пленку при температуре, близкой к комнатной температуре. Следовательно, даже когда в качестве элементов формирования пути потока используется труднонагреваемый материал, возможно получить стойкость к жидкости.
[0125]
Предпочтительно, чтобы поверхности элементов формирования пути потока, отличающиеся от их связывающихся поверхностей, также были покрыты слоем 112 обработки. При этой конфигурации вымывание становится более затруднительным для любого элемента, имеющего улучшающий адгезию материал с низкой стойкостью к смачиванию, что приводит к высокой надежности конфигурации.
[0126]
В этом случае толщина пленки слоя обработки в самой тонкой ее части предпочтительно составляет 10 нм или больше, и более предпочтительно 25 нм или больше. Когда толщина пленки является слишком малой, для дефектной части элементов формирования пути потока, если таковая вообще имеется, становится трудно быть покрытой.
[0127]
Это является нежелательным, если слой 112 обработки, формируемый на поверхности пластины 105 вибрации, которая является элементом формирования пути потока, является толстой пленкой, которая может повлиять на рабочие характеристики пластины 105 вибрации. Следовательно, толщина слоя 112 обработки предпочтительно составляет 200 нм или меньше, и более предпочтительно 50 нм или меньше.
[0128]
Формирование пленки с помощью способа ALD при температуре 160°C или ниже, предпочтительно при температуре 120°C или ниже, является предпочтительным для формирования слоя 112 обработки, имеющего описанную выше толщину пленки на поверхностях элементов формирования пути потока, которые должны стать стенками пути потока. Способ ALD обеспечивает контроль на уровне слоя толщиной в одну молекулу, и формирует пленку за счет поверхностной реакции, которая позволяет сформировать очень однородную пленку на элементе, имеющем вертикальную стенку или наклонную стенку, как показано на Фиг. 4.
[0129]
2
Фиг. 5-A и Фиг. 5-B показывают один пример наблюдаемого поперечного сечения реального образца кремниевой подложки с вытравленным рисунком пути потока, на которой слой 112 обработки из SiO с добавлением Ta формируется с помощью способа ALD. Как можно увидеть на Фиг. 5-A и Фиг. 5-B, было подтверждено, что пленка была сформирована равномерно также и на боковых стенках вытравленного рисунка.
[0130]
2
5
3
2
3
2
Реакционная способность отличается в зависимости от вида используемого исходного газа. В случае формирования пленки при температуре 160°C или ниже примеры функциональных групп, которые будут скоординированы вокруг металлов, включают в себя -CH, -Cl и -(N(CH)). В большинстве случаев газы на основе амина, такие как -(N(CH)), обладают превосходной реакционной способностью при низкой температуре.
[0131]
2
2
2
3
Обычно реагирующими газами являются плазма O и HO. Плазма O является весьма реакционноспособной, но O, образующийся в плазме, разлагает исходный газ и имеет тенденцию к образованию побочного продукта. В случае низкотемпературной обработки при температуре 160°C или ниже этот побочный продукт может снова присоединиться к внутренности камеры устройства, а также к составляющим подложкам, и образовать частицы, которые могут стать фактором уменьшения выхода.
[0132]
2
2
По сравнению с этим HO реагирует только в рамках гидролиза. Следовательно, это может подавить образование побочного продукта. Кроме того, во время реакции HO может образовывать группу ОН на поверхности слоя обработки, и может облегчать адсорбцию исходного газа на подложке, когда исходный газ вводится в следующем цикле формирования пленки, что является особенно выгодным для низкотемпературного формирования пленки. Когда исходным газом является пентандиметиламид тантала (PDMA-Ta), формирование однородной пленки возможно даже при температуре 80°C. Однако, поскольку скорость формирования пленки является низкой, периодический процесс, в котором множество деталей обрабатываются одновременно, является предпочтительным в случае массового производства.
[0133]
Низкотемпературная обработка также позволяет сформировать слой 112 обработки на уже связанной части без повреждения ее клейкого слоя.
[0134]
Далее, когда разбрызгивание используется в качестве способа для формирования слоя 112 обработки, толщина пленки, сформированной на элементе, имеющем вертикальные стенки или краевые части, может быть неравномерной, как показано на Фиг. 6.
[0135]
2
Разбрызгивание использует реактивное разбрызгивание ионами Ar, впрыскиваемыми в металлические мишени, и одновременное введение газообразного O для того, чтобы тем самым окислить металлы. Это делает менее вероятным включение примесей в слой 112 обработки. Следовательно, может быть сформирована чистая окисная пленка, содержащая мало примесей.
[0136]
Здесь результаты сравнения при помощи рентгеновской фотоэмиссионной спектроскопии (XPS) примесей в слоях обработки, сформированных на подложках из Si путем разбрызгивания и ALD (при температуре 100°C), показаны на Фиг. 7 (разбрызгивание) и Фиг. 8 (ALD).
[0137]
В случае способа ALD углерод был обнаружен в количестве от приблизительно 5 атомн.% до 10 атомн.%. С другой стороны, в случае разбрызгивания никаких примесей в пленке вообще не было обнаружено. Примеси имеют тенденцию собираться на границах кристаллических зерен. Следовательно, когда травление вызывается жидкостью, оно может начаться с тех мест, где собираются примеси. Пленка с меньшим количеством примесей может получить более высокую надежность стойкости к чернилам и, следовательно, может гарантировать коррозионную стойкость при более малой толщине пленки.
[0138]
Далее один пример жидкостной струйной головки по настоящему изобретению будет описан со ссылками на Фиг. 9-11. Фиг. 9 представляет собой пояснительный вид в перспективе, показывающий внешний вид жидкостной струйной головки. Фиг. 10 представляет собой пояснительный поперечный разрез в направлении (более длинном направлении камеры для жидкости), перпендикулярном к направлению, в котором располагаются сопла жидкостной струйной головки. Фиг. 11 представляет собой пояснительный поперечный разрез в направлении (более коротком направлении камеры для жидкости), в котором располагаются сопла жидкостной струйной головки.
[0139]
Жидкостная струйная головка формируется путем укладывания в стопку и связывания пластины 1 с соплами, пластины 2 пути потока и элемента 3 пластины вибрации. Жидкостная струйная головка включает в себя пьезоэлектрический исполнительный механизм 11, выполненный с возможностью смещения элемента 3 пластины вибрации, а также рамочный элемент 20 в качестве общего элемента камеры для жидкости.
[0140]
Пластина 1 с соплами, пластина 2 пути потока и элемент 3 пластины вибрации образуют индивидуальные камеры 6 для жидкости, продолжающиеся и ведущие к множеству сопел 4 для выбрасывания капелек жидкости, стойкую к жидкости секцию 7, выполненную с возможностью подачи жидкости к индивидуальным камерам 6 для жидкости, и секцию 8 введения жидкости, ведущую к стойкой к жидкости секции 7.
[0141]
Жидкость из общей камеры 10 для жидкости рамочного элемента 20, которая проходит через секцию 9 фильтра, сформированную в элементе 3 пластины вибрации, подается к множеству индивидуальных камер 6 для жидкости через секцию 8 введения жидкости и стойкую к жидкости секцию 7.
[0142]
Пластина 1 с соплами имеет сопла 4, соответствующие индивидуальным камерам 6 для жидкости, каждое из которых имеет диаметр от 10 мкм до 35 мкм. Пластина 1 с соплами связывается с пластиной 2 пути потока посредством полимерного слоя. Пластина 1 с соплами имеет слой водоотталкивающего средства на своей поверхности со стороны выбрасывания жидкости (той поверхности, которая находится впереди в направлении выбрасывания: поверхности выбрасывания, поверхности, противоположной камере 6 для жидкости).
[0143]
Пластина 2 пути потока формируется из подложки из монокристаллического кремния, которая травится так, чтобы она имела канавки, составляющие индивидуальные камеры 6 для жидкости, стойкую к жидкости секцию 7, секцию 8 введения жидкости и т.д. Альтернативно пластина 2 пути потока может быть металлической пластиной, такой как подложка из нержавеющей стали, которая травится кислотной травильной жидкостью, или которая подвергается механической обработке на прессе и т.п.
[0144]
Элемент 3 пластины вибрации функционирует как поверхностный элемент стенки, формирующий поверхность стенки индивидуальных камер 6 для жидкости пластины 2 пути потока, а также как элемент фильтра, составляющий секцию 9 фильтра. Элемент 3 пластины вибрации имеет многослойную структуру, сформированную из трех слоев, а именно из первого слоя 3A, второго слоя 3B и третьего слоя 3C, если смотреть от индивидуальных камер 6 для жидкости (может быть сформирован из двух слоев или из четырех или более слоев). Первый слой 3A включает в себя способную деформироваться область 30 вибрации в положении, соответствующем индивидуальным камерам 6 для жидкости.
[0145]
Пьезоэлектрический исполнительный механизм 11, включающий в себя электромеханический преобразовательный элемент в качестве приводного элемента (исполнительного средства, средства создания давления) для деформирования области 30 вибрации элемента 3 пластины вибрации, предусматривается со стороны элемента 3 пластины вибрации, напротив индивидуальных камер 6 для жидкости.
[0146]
Пьезоэлектрический исполнительный механизм 11 включает в себя уложенный в стопку пьезоэлектрический элемент 12, связанный с помощью клейкого вещества с основным элементом 13, сделанным из металлического материала. Пьезоэлектрический элемент 12 обрабатывается путем нарезания сетки так, чтобы он имел канавки, которые обеспечивают один пьезоэлектрический элемент 12 с требуемым количеством пьезоэлектрических полюсов 12A и 12B с некоторым интервалом в форме зубьев гребенки.
[0147]
Пьезоэлектрические полюса 12A и 12B пьезоэлектрического элемента 12 идентичны друг другу, но пьезоэлектрические полюса, которые будут приводиться в действие путем прикладывания приводящей волны, характеризуются как приводящие пьезоэлектрические полюса (приводящие полюса, или в дальнейшем могут упоминаться также как «приводящие элементы») 12A, а пьезоэлектрические полюса, которые будут использоваться просто как основания без прикладывания волны, характеризуются как нерабочие пьезоэлектрические полюса (нерабочие полюса) 12B.
[0148]
Приводящие полюса 12A связываются с выступами 30a, которые являются толстостенными островками, сформированными в области 30 вибрации элемента 3 пластины вибрации. Нерабочие полюса 12B связываются с выступами 30b, которые являются толстостенными частями элемента 3 пластины вибрации.
[0149]
Пьезоэлектрический элемент 12 формируется из поочередно укладываемых в стопку пьезоэлектрических слоев и внутренних электродов. Внутренние электроды выводятся как концевая поверхность для того, чтобы они функционировали в качестве внешнего электрода, с которым соединяется первый проводящий элемент 15, сформированный из FPC и т.п., который является гибкой проводящей подложкой для передачи приводного сигнала к внешнему электроду приводящего полюса 12A. Второй проводящий элемент 16, сформированный из FFC и т.п., который является гибкой проводящей подложкой, имеющей металлический экранирующий элемент, соединяется с первым проводящим элементом 15.
[0150]
Рамочный элемент 20 формируется, например, путем литья под давлением смолы на основе эпоксида или полифениленсульфита, которая является термопластической смолой, и имеет общую камеру 10 для жидкости, в которую жидкость подается из непроиллюстрированной напорной емкости или картриджа для жидкости.
[0151]
В жидкостной струйной головке, сконфигурированной как описано выше, когда напряжение прикладывается к приводящим полюсам 12A, понижается относительно опорного потенциала, приводящие полюса 12A сжимаются, область 30 вибрации элемента 3 пластины вибрации поднимается, и объем индивидуальных камер 6 для жидкости увеличивается, что заставляет жидкость течь в индивидуальные камеры 6 для жидкости.
[0152]
После этого, когда напряжение, прикладываемое к приводящим полюсам 12A, повышается, приводящие полюса 12A удлиняются в направлении их укладки, область 30 вибрации элемента 3 пластины вибрации деформируется в направлении к соплам 4, и объем индивидуальных камер 6 для жидкости уменьшается, что заставляет жидкость в индивидуальных камерах 6 для жидкости сжиматься и выбрасывать капельки жидкости из сопел 4.
[0153]
Затем, когда напряжение, прикладываемое к приводящим полюсам 12A, возвращается к опорному потенциалу, область 30 вибрации элемента 3 пластины вибрации возвращается к исходному положению, и индивидуальные камеры 6 для жидкости расширяются и создают отрицательное давление, которое заставляет жидкость заполнять индивидуальные камеры 6 для жидкости из общей камеры 10 для жидкости. Затем, когда вибрация поверхности мениска в соплах 4 затухает, начинается следующий рабочий цикл выбрасывания капелек жидкости.
[0154]
Способ для приведения в действие головки не ограничивается вышеприведенным примером (выбрасывание за счет сжатия/расширения), но возможны также выбрасывание за счет сжатия и выбрасывание за счет расширения в зависимости от того, как прикладывается приводящая волна.
[0155]
(Жидкостное струйное устройство)
Жидкостное струйное устройство по настоящему изобретению включает в себя жидкостную струйную головку по настоящему изобретению, а также включает в себя другие блоки в соответствии с необходимостью.
[0156]
<Жидкость>
Жидкость особенно не ограничивается, и произвольная жидкость может быть выбрана в соответствии с поставленной целью, при условии, что она является жидкостью, которая может выбрасываться жидкостной струйной головкой. Примеры этого включают в себя чернила, струйные чернила, фотополимеризующиеся чернила, жидкость предварительной обработки, жидкость фиксирующей обработки, фоторезист и материал формирования рисунка. Среди них струйные чернила являются особенно предпочтительными.
[0157]
<Другие блоки>
Примеры других блоков включают в себя блок управления.
Блок управления особенно не ограничивается, и произвольный блок управления может быть выбран в соответствии с поставленной целью, при условии, что он может управлять операциями каждого блока. Примеры этого включают в себя такие устройства, как устройство циклового программного управления и компьютер.
[0158]
(Устройство формирования изображения)
Устройство формирования изображения по настоящему изобретению включает в себя чернильный блок и жидкостную струйную головку, а также дополнительно включает в себя другие блоки в соответствии с необходимостью.
[0159]
<Чернильный блок>
Чернильный блок является блоком, в котором размещаются струйные чернила, и его примеры включают в себя резервуар и чернильный картридж.
Чернильный картридж включает в себя контейнер, в котором помещаются струйные чернила, и дополнительно включают в себя другие элементы, подходящим образом выбираемые в соответствии с необходимостью.
Контейнер особенно не ограничивается, и его форма, структура, размер, материал и т.д. могут быть подходящим образом выбраны в соответствии с поставленной целью. Предпочтительные примеры этого включают в себя контейнер, который имеет мешок для чернил, сделанный из алюминиевой ламинатной пленки, полимерной пленки и т.п.
[0160]
<Жидкостная струйная головка>
Жидкостная струйная головка представляет собой блок, выполненный с возможностью применения воздействия к струйным чернилам так, чтобы они вылетали и тем самым записывали изображение на носителе записи.
В качестве жидкостной струйной головки используется жидкостная струйная головка по настоящему изобретению.
[0161]
Струйные чернила могут быть любыми из чернил на основе воды, содержащих воду в качестве главного растворителя, фотополимеризующихся чернил, содержащих реактивное органическое соединение в качестве растворителя, чернил на основе масла, содержащих в качестве главного растворителя растворитель, который не улетучивается при температуре 200°C или ниже, а также сольвентных чернил, содержащих летучий растворитель в качестве главного растворителя.
[0162]
<<Чернила на основе воды>>
Чернила на основе воды содержат по меньшей мере воду и растворимый в воде органический растворитель, и дополнительно содержат другие компоненты в соответствии с необходимостью.
[0163]
- Растворимый в воде органический растворитель -
Примеры растворимого в воде органического растворителя включают в себя многоатомные спирты, алкиловые эфиры многоатомного спирта, ариловые эфиры многоатомного спирта, содержащее азот гетероциклическое соединение, амиды, амины, серосодержащие соединения, пропиленкарбонат и этиленкарбонат. Кроме того, смачивающие твердое тело вещества, описанные ниже, могут использоваться в качестве примеров растворимого в воде органического растворителя.
Среди них предпочтительным является по меньшей мере один растворимый в воде органический растворитель, выбираемый из группы, состоящей из триола, имеющего 4 или меньше атомов углерода, эфира полиэтиленгликоля и триола, имеющего 4 или меньше атомов углерода, полиэтиленгликолей и 1,3-пропандиола, потому что они имеют высокое равновесное содержание воды.
Содержание растворимого в воде органического растворителя предпочтительно составляет 20 мас.% или выше, и более предпочтительно от 30 мас.% до 70 мас.% по общей массе растворимого в воде органического растворителя.
Когда это содержание будет составлять меньше чем 20 мас.%, чернила будут иметь недостаточную способность к удержанию влаги и будут легко высыхать, что может вызвать осаждение растворенных компонентов чернил или агрегирование диспергированных компонентов чернил на верхней части мениска благодаря высыханию, что может привести к отказу выбрасывания чернил.
[0164]
Примеры триола, имеющего 4 или меньше атомов углерода, включают в себя 1,2,3-бутантриол, 1,2,4-бутантриол и глицерин.
Примеры эфира полиэтиленгликоля и триола, имеющего 4 или меньше атомов углерода, включают в себя полиоксиэтиленглицериловый эфир, полиоксиэтилен-1,2,3-бутантриоловый эфир и полиоксиэтилен-1,2,4-бутантриоловый эфир.
Примеры полиэтиленгликолей включают в себя этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, а также PEG200.
Среди них глицерин является предпочтительным, потому что он имеет очень высокое равновесное содержание воды, составляющее 49 мас.% при температуре 23°C и относительной влажности 80%, может минимизировать высыхание чернил, и кроме того дает большое падение вязкости при добавлении воды, что обеспечивает превосходную стабильность выбрасывания из головки, превосходное подавление загустевания чернил в устройстве обслуживания головки и превосходное предотвращение адгезии загустевших чернил к устройству обслуживания.
[0165]
В дополнение к такому органическому растворителю, имеющему высокое равновесное содержание воды и превосходную влагоудерживающую способность, любой другой растворимый в воде органический растворитель может использоваться в соответствии с необходимостью. Примеры другого растворимого в воде органического растворителя включают в себя многоатомные спирты, алкиловые эфиры многоатомного спирта, ариловые эфиры многоатомного спирта, циклические эфиры, амины, амиды, серосодержащие соединения, пропиленкарбонат и этиленкарбонат.
[0166]
Примеры многоатомных спиртов включают в себя 1,2-пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, полипропиленгликоль, 1,3-бутандиол, 3-метил-1,3-бутандиол, 1,5-пентандиол, 2-метил-2,4-пентандиол, гексиленгликоль, 1,6-гександиол, 1,2,6-гексантриoл, триметилолэтан, триметилолпропан, 3-метил-1,3-гександиол и пропилпропилендигликоль.
[0167]
Примеры алкиловых эфиров многоатомного спирта включают в себя простой моноэтиловый эфир этиленгликоля, простой монобутиловый эфир этиленгликоля, простой монометиловый эфир диэтиленгликоля, простой моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, простой монобутиловый эфир диэтиленгликоля, простой моно-2-этилгексиловый эфир этиленгликоля, простой моноэтиловый эфир пропиленгликоля и простой диметиловый эфир триэтиленгликоля.
[0168]
Примеры арилового эфира многоатомного спирта включают в себя простой монофениловый эфир этиленгликоля и простой монобензиловый эфир этиленгликоля.
[0169]
Примеры циклических эфиров включают в себя эпоксисоединения, окситаны, тетрагидрофураны, тетрагидропираны, а также краун-эфир. Среди них окситаны и тетрагидрофураны являются предпочтительными, и окситаны являются более предпочтительными с точки зрения водорастворимости.
[0170]
Примеры серосодержащих соединений включают в себя диметилсульфоксид, сульфолан и тиодигликоль.
[0171]
Примеры аминов включают в себя моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, N,N-диметилмоноэтаноламин, N-метилдиэтаноламин, N-метилэтаноламин, N-фенилэтаноламин и 3-аминопропилдиэтиламин.
[0172]
Примеры соединений амида включают в себя 2-пирролидон, N-метил-2-пирролидон, 1,3-диметил-2-имидазолидинон, ε-капролактам, γ-бутиролактон, β-метокси-N,N-диметилпропионамид и β-бутокси-N,N-диметилпропионамид. Среди них предпочтительным является растворимое в воде соединение амида, описанное ниже.
[0173]
Растворимое в воде соединение амида является полярным растворителем, который может растворять много органических соединений и неорганических солей и может быть смешан с различными жидкостями от воды до органических растворителей, что позволяет получить эффект улучшения смачиваемости носителя записи, способности к растворению и стабильности смешивания другого компонента.
Соединение амида, представленное нижеприведенной структурной формулой, которое является одним видом нециклического амидного соединения, является также одним из растворимых в воде соединений амида.
[0174]
[Химическая формула 40]
[0175]
Соединение амида, представленное вышеприведенной структурной формулой, имеет различные степени гидрофильности в зависимости от длины алкильной группы и, следовательно имеет различные степени смешиваемости с водой и органическим растворителем.
[0176]
Соединение амида, у которого алкильная группа представляет собой метильную группу, имеет высокую температуру кипения, равную 216°C, высокое равновесное содержание воды, составляющее 39,2% при температуре 23°C и относительной влажности 80%, и очень низкую вязкость жидкости, равную 1,48 мПа с при температуре 25°C. Следовательно, оно является чрезвычайно предпочтительным в качестве растворимого в воде органического растворителя, используемого в чернилах. Чернила, содержащие это соединение амида, будут иметь хорошую устойчивость при хранении и стабильность выбрасывания, и будут неагрессивными по отношению к устройству обслуживания/восстановления.
[0177]
Соединение амида, у которого алкильная группа представляет собой группу бутила, может свободно растворяться в воде, может растворять жидкий парафин и н-гексан, имеет высокую температуру кипения, равную 252°C, и может быть добавлено в качестве присадки проникания для того, чтобы улучшить проникание в чернила, или в качестве солюбилизирующего агента.
[0178]
Любое из этих соединений амида имеет высокую способность к растворению, а также имеет высокую способность к растворению обычных клейких веществ. Следовательно, было трудно увеличивать количество этих соединений амида в чернилах на основе воды. В результате в случае такой головки, как пластинчатая головка ламинированного типа, которая использует клейкое вещество, количество соединения амида, добавляемого к используемым чернилам, было равно 10 мас.% или меньше, поскольку существовала проблема, заключающаяся в том, что соединение амида, добавленное в большом количестве, воздействовало бы на границу соединения между ламинированными пластинами, делая невозможным получение достаточной прочности.
[0179]
В случае жидкостной струйной головки по настоящему изобретению соединение амида может быть добавлено в чернила на основе воды в количестве 20 мас.% или больше.
Добавляемое количество такого соединения амида предпочтительно составляет 20 мас.% или больше с точки зрения однородности печати сплошного изображения. Когда это количество составляет более 60 мас.%, свойство высыхания чернил на бумажной поверхности может быть недостаточным, и качество печати символов на обычной бумаге может быть неудовлетворительным.
[0180]
В качестве смачивающего вещества предпочтительными являются сахара. Примеры сахаров включают в себя моносахариды, дисахариды, олигосахариды (включая трисахариды и тетрасахариды), а также полисахариды. Конкретные примеры этого включают в себя глюкозу, маннозу, фруктозу, рибозу, ксилозу, арабинозу, галактозу, мальтозу, целлобиозу, лактозу, сахарозу, трегалозу и мальтотриозу.
[0181]
Термин «полисахариды» относится к сахарам в широком смысле этого термина, и должен использоваться для охвата веществ, которые присутствуют в природе в изобилии, таких как α-циклодекстрин и целлюлоза.
2
2
Примеры производных этих сахаров включают в себя восстановленные сахара из описанных выше сахаров (например, сахарный спирт (представленный общей формулой: HOCH(CHOH)nCHOH (где n представляет собой целое число, имеющее значение от 2 до 5)), окисленные сахара (например, альдоновую кислоту и уроновую кислоту), аминокислоты и тиокислоты.
[0182]
Среди них сахарный спирт является предпочтительным. Примеры сахарного спирта включают в себя мальтитол и сорбит.
Содержание растворимого в воде органического растворителя предпочтительно составляет от 10 мас.% до 50 мас.%, и более предпочтительно от 15 мас.% до 40 мас.% по общей массе чернил на основе воды. Когда это содержание составляет 10 мас.% или больше, может быть получена превосходная стабильность выбрасывания чернил. Когда это содержание составляет 50 мас.% или меньше, может быть получено свойство высыхания на бумажной поверхности, и сушка/фиксация не будет отнимать время.
[0183]
- Краситель -
Краситель может быть пигментом или краской. Однако пигмент является предпочтительным с точки зрения оптического обесцвечивания.
Пигмент может быть органическим пигментом или неорганическим пигментом. Возможно также одновременно использовать краску с целью регулирования цветового тона. Однако краска может использоваться внутри такого диапазона, в котором не будет ухудшаться атмосферостойкость. Предпочтительно использовать пигмент, главным образом с точки зрения атмосферостойкости, но в то же самое время может также использоваться краска с целью регулирования цветового тона внутри такого диапазона, в котором не будет ухудшаться атмосферостойкость.
[0184]
Примеры неорганического пигмента включают в себя оксид титана, оксид железа, карбонат кальция, сульфат бария, гидроксид алюминия, баритовый крон, красный кадмий, желтый крон и сажу, произведенные публично известным способом, таким как контактный способ, печной способ и термический способ.
[0185]
Примеры органического пигмента включают в себя азопигмент (например, азобакан, нерастворимый азопигмент, конденсированный азопигмент и хелатный азопигмент), полициклический пигмент (например, фталоцианиновый пигмент, периленовый пигмент, периноновый пигмент, антрахиноновый пигмент, хинакридоновый пигмент, диоксазиновый пигмент, пигмент индиго, пигмент тиоиндиго, изоиндолиновый пигмент и хинофталоновый пигмент), красящий хелат (красящий хелат основного типа и красящий хелат кислотного типа), нитропигмент, нитрозопигмент, а также анилиновую сажу. Среди них предпочтительными являются те, которые имеют хорошее сродство с водой.
[0186]
Среди этих пигментов предпочтительную конфигурацию имеют пигменты с преобразованной поверхностью, которые имеют по меньшей мере один вид гидрофильной группы, связанной с их поверхностью непосредственно или через группу других атомов. С этой целью используются, например, способ химического связывания конкретной функциональной группы (такой как функциональная группа сульфона и карбоксильная группа) с поверхностью пигмента, а также способ подвергания пигмента обработке влажного окисления гипогалоидной кислотой, или ее солью, или и тем, и другим. Пигмент в особенно предпочтительной конфигурации связывается с карбоксильной группой на его поверхности и диспергируется в воде. Также при этой конфигурации пигмент поверхностно преобразуется так, чтобы он был связан с карбоксильной группой, которая не только улучшает дисперсионную стабильность, но также и обеспечивает высокое качество печати символов и обеспечивает носителю записи после печати более высокую водостойкость.
[0187]
Чернила с такой конфигурацией имеют превосходную способность к повторному диспергированию после их высыхания. Следовательно, даже после приостановки операций печати на длительный срок и испарения воды из чернил в соплах струйной головки сопла не закупорятся и смогут легко выполнять качественную печать после простой операции по очистке. Кроме того, этот самодиспергируемый пигмент имеет особенно большой синергетический эффект при его комбинировании с описанными ниже поверхностно-активным веществом и агентом проникновения, и позволяет получить изображение с большей надежностью и более высоким качеством.
[0188]
В дополнение к пигменту с вышеописанной конфигурацией возможно использовать полимерную эмульсию, получаемую путем добавления пигмента в частицы полимера. Полимерная эмульсия, содержащая пигмент, является эмульсией, получаемой путем инкапсуляции пигмента в полимерных частицах, или адсорбции пигмента на поверхности полимерных частиц, или и того, и другого. В этом случае нет никакой необходимости в инкапсуляции или адсорбции всей массы пигмента, и некоторое количество пигмента может быть диспергировано в эмульсии. Примеры полимера для формирования полимерной эмульсии включают в себя полимер на основе винила, полимер на основе полиэфира, а также полимер на основе полиуретана. Среди них полимер на основе винила и полимер на основе полиэфира являются предпочтительными.
[0189]
Не только пигмент, но также и растворимая в воде краска могут использоваться в комбинации. Растворимая в воде краска предпочтительно представляет собой кислотную краску и прямой краситель.
[0190]
Содержание красителя предпочтительно составляет от 1 мас.% до 15 мас.%, и более предпочтительно от 3 мас.% до 12 мас.% по общей массе чернил на основе воды.
[0191]
- Поверхностно-активное вещество -
Поверхностно-активное вещество особенно не ограничивается, и произвольное поверхностно-активное вещество может быть выбрано в соответствии с поставленной целью, при условии, что оно не будет портить стабильность дисперсии в зависимости от вида красителя, а также комбинацию со смачивающим веществом и растворимым в воде органическим растворителем. Примеры этого включают в себя анионное поверхностно-активное вещество, неионогенное поверхностно-активное вещество, амфотерное поверхностно-активное вещество, поверхностно-активное вещество на основе ацетиленгликоля и фторсодержащее поверхностно-активное вещество. Один из них может использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в комбинации.
[0192]
Примеры анионного поверхностно-активного вещества включают в себя уксуснокислую соль полиоксиэтиленалкилового эфира, соль сульфокислоты и додецилбензола, соль сульфокислоты и сложного эфира янтарной кислоты, соль лауриновой кислоты и сернокислую соль полиоксиэтиленалкилового эфира.
[0193]
Примеры неионогенного поверхностно-активного вещества включают в себя полиоксиэтиленалкиловый эфир, полиоксиэтиленполиоксипропиленалкиловый эфир, полиоксиэтиленалкиловый сложный эфир, полиоксиэтиленполиоксипропиленалкиловый сложный эфир, сложный эфир сорбитановой жирной кислоты и полиоксиэтилена, полиоксиэтиленалкилфениловый эфир, полиоксиэтиленалкиламин и полиоксиэтиленалкиламид.
[0194]
Примеры амфотерного поверхностно-активного вещества включают в себя соль лауриламинопропионовой кислоты, лаурилдиметилбетаин, стеарилдиметилбетаин и лаурилдигидроксиэтилбетаин. Примеры амфотерного поверхностно-активного вещества включают в себя лаурилдиметиламиноксид, миристилдиметиламиноксид, стеарилдиметиламиноксид, дигидроксиэтиллауриламиноксид, алкилдиметиламиноксид полиоксиэтиленпальмового масла, диметилалкил(пальм)бетаин и диметиллаурилбетаин.
[0195]
Примеры поверхностно-активного вещества на основе ацетиленгликоля включают в себя такие ацетиленгликоли, как 2,4,7,9-тетраметил-5-дезин-4,7-диол, 3,6-диметил-4-октин-3,6-диол и 3,5-диметил-1-гексин-3-ол (например, SURFYNOL 104, 82, 465 и 485 или TG производства компании Air Products and Chemicals, Inc.). Среди них SURFYNOL 465 и 104 или TG являются предпочтительными, потому что они дают хорошее качество печати.
[0196]
Примеры фторсодержащего поверхностно-активного вещества включают в себя соль перфторалкилсульфокислоты, соль перфторалкилкарбоновой кислоты, сложный эфир перфторалкилфосфорной кислоты, аддукт перфторалкилэтиленоксида, перфторалкилбетаин, соединение перфторалкиламиноксида, полимер полиоксиалкиленэфира, имеющий перфторалкилэфирную группу на своей боковой цепи, или соль его сложного эфира и серной кислоты, а также фторалифатический полимерный сложный эфир.
Фторсодержащее поверхностно-активное вещество может быть коммерчески доступным продуктом. Примеры такого коммерчески доступного продукта включают в себя: SURFLON S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 и S-145 (все производства компании Asahi Glass Co., Ltd.); FLUORAD FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430, FC-431 и FC-4430 (все производства компании Sumitomo 3M Limited); FT-110, 250 251 и 400S (все производства компании Neos Company Limited); ZONYL FS-62, FSA, FSE, FSJ, FSP, TBS, UR, FSO, FSO-100, FSN N, FSN-100, FS-300 и FSK (все производства компании Du Pont Kabushiki Kaisha); а также POLYFOX PF-136A, PF-156A и PF-151N (все производства компании Omnova Solutions Inc.).
[0197]
Содержание поверхностно-активного вещества предпочтительно составляет от 0,01 мас.% до 5 мас.%, и более предпочтительно от 0,5 мас.% до 2 мас.% по общей массе чернил на основе воды для того, чтобы проявлять эффект проникновения. Когда это содержание составляет менее 0,01 мас.%, нет никакого эффекта добавления поверхностно-активного вещества. Когда это содержание составляет более чем 5 мас.%, способность к проникновению в носитель записи будет более высокой, чем это необходимо, что может привести к недостаточной плотности изображения или к проступанию.
[0198]
- Агент проникновения -
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один вид соединения многоатомного спирта, имеющего растворимость в воде при температуре 20°C 0,2 мас.% или больше, но меньше чем 5,0 мас.%, был добавлен в качестве агента проникновения.
[0199]
Среди таких соединений многоатомного спирта примеры алифатического диола включают в себя 2-этил-2-метил-1,3-пропандиол, 3,3-диметил-1,2-бутандиол, 2,2-диэтил-1,3-пропандиол, 2-метил-2-пропил-1,3-пропандиол, 2,4-диметил-2,4-пентандиол, 2,5-диметил-2,5-гександиол, 5-гексен-1,2-диол, 2-этил-1,3-гександиол и 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол.
Среди них предпочтительными являются 2-этил-1,3-гександиол и 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол.
[0200]
Примеры других агентов проникновения, которые могут использоваться в комбинации, включают в себя: алкильные и арильные эфиры многоатомного спирта, такие как диэтиленгликольмонофениловый эфир, этиленгликольмонофениловый эфир, этиленгликольмоноаллиловый эфир, диэтиленгликольмонофениловый эфир, диэтиленгликольмонобутиловый эфир, пропиленгликольмонобутиловый эфир и тетраэтиленгликольхлорфениловый эфир; а также низшие спирты, такие как этиловый спирт. Однако другие агенты проникновения, которые могут использоваться в комбинации, не ограничиваются этим, и любые другие вещества могут использоваться при условии, что они могут регулировать желаемое физическое свойство чернил при их растворении в чернилах.
[0201]
Даже агент проникновения, который имеет низкую растворимость в воде, также может использоваться при условии, что он может быть солюбилизирован описанным выше соединением амида и не будет выпадать в осадок из чернил. Обычные чернила содержат соединение амида в небольшом количестве и имеют в результате низкий эффект солюбилизации. Однако описанные выше чернила могут содержать соединение амида в большом количестве, и, следовательно, могут содержать умеренно растворимое органическое вещество, которое не могло быть раньше добавлено в обычные чернила. Следовательно, чернила могут проникать в мелованную бумагу для печати и т.д., которая раньше считалась труднопроникаемой.
[0202]
Содержание агента проникновения предпочтительно составляет от 0,1 мас.% до 4,0 мас.% по общей массе чернил на основе воды. Когда это содержание составляет менее 0,1 мас.%, свойство быстрого высыхания не может быть получено, и изображение может быть размытым. Когда это содержание составляет более чем 4,0 мас.%, дисперсионная стабильность красителя может быть нарушена, что сделает более вероятным забивание сопел, либо способность к проникновению в носитель записи может быть более высокой, чем это необходимо, что может привести к недостаточной плотности изображения и к проступанию.
Кроме того, поскольку агент проникновения является органическим веществом, имеющим высокую гидрофобность, он также имеет высокое сродство с полимерным слоем головки и может легко проникать через полимерный слой. В случае такой головки, как пластинчатая головка ламинированного типа, которая использует клейкое вещество, возникает проблема, заключающаяся в том, что агент проникновения, добавленный в большом количестве, будет атаковать границу соединения между ламинированными пластинами через полимерный слой между этими пластинами, делая невозможным получение достаточной прочности.
Головка по настоящему изобретению, которая использует слой обработки и имеет улучшенную долговечность границы соединения, позволяет добавлять агент проникновения в большом количестве.
[0203]
- Диспергируемая в воде смола -
Примеры диспергируемой в воде смолы включают в себя: синтетическую смолу конденсационного типа (например, полиэфирную смолу, полиуретан, полиэпоксидную смолу, полиамидную смолу, смолу простого полиэфира и силиконовую смолу); синтетическую смолу аддитивного типа (например, смолу полиолефина, полистирольную смолу, смолу на основе поливинилового спирта, смолу на основе поливинилового сложного эфира, смолу на основе полиакриловой кислоты и смолу на основе ненасыщенной карбоновой кислоты); а также естественный полимер (например, целлюлозу, канифоль и натуральный каучук). Диспергируемая в воде смола может использоваться в форме гомополимера, или может использоваться в форме сополимера, и следовательно в форме сложной смолы, которая может быть любой из смолы с однофазной структурой, смолы типа ядро-оболочка и эмульсии с подводом энергии.
[0204]
Диспергируемая в воде смола может быть самодиспергирующейся смолой, которая имеет гидрофильную группу в самой смоле, или может быть смолой, которая не обладает никакой диспергируемостью сама по себе, но которой диспергируемость придается посредством поверхностно-активного вещества или смолы, имеющей гидрофильную группу. В частности, оптимальной является эмульсия полимерных частиц, получаемая путем эмульгирования и суспензионной полимеризации иономера или ненасыщенного мономера полиэфирной смолы или полиуретана. В случае эмульсионной полимеризации ненасыщенного мономера его полимерная эмульсия получается путем протекания реакции в воде, в которую добавляются ненасыщенный мономер, инициатор полимеризации, поверхностно-активное вещество, регулятор степени полимеризации, хелатирующий агент, регулятор pH и т.д. Следовательно, легко получить диспергируемую в воде смолу, а также легко получить ее намеченное свойство, потому что конфигурация смолы может быть легко изменена.
[0205]
Примеры ненасыщенных мономеров, которые могут использоваться, включают в себя ненасыщенные карбоновые кислоты, мономеры сложного эфира (мет)акриловой кислоты, мономеры амида (мет)акриловой кислоты, ароматические виниловые мономеры, мономеры винилцианового соединения, виниловые мономеры, мономеры соединения аллила, олефиновые мономеры, диеновые мономеры, олигомеры, имеющие ненасыщенный атом углерода, и т.д. Они могут использоваться как по отдельности, так и в комбинации. Возможно гибко изменять свойства путем комбинирования этих мономеров, или также возможно изменять свойства этих смол путем подвергания их реакции полимеризации или привитой полимеризации с использованием олигомерного инициатора полимеризации.
[0206]
Возможно гибко изменять свойства диспергируемой в воде смолы путем использования только одного ненасыщенного мономера или путем использования множества ненасыщенных мономеров в комбинации и их осмоления с помощью инициатора полимеризации. Такая диспергируемая в воде смола будет иметь разрыв молекулярной цепи, такой как дисперсионный коллапс и гидролиз, в сильнощелочных или сильнокислотных условиях. Следовательно, ее значение pH предпочтительно составляет от 4 до 12, более предпочтительно от 6 до 11 с точки зрения смешиваемости с диспергируемым в воде пигментом, и еще более предпочтительно от 7 до 9.
[0207]
Диаметр частиц диспергируемой в воде смолы связан с вязкостью дисперсионной жидкости. У той же самой полимерной композиции, имеющей то же самое содержание твердых веществ, будет более высокая вязкость при более малом диаметре частиц. Для того, чтобы избежать чрезмерно высокой вязкости при приготовлении чернил, предпочтительно, чтобы диспергируемая в воде смола имела средний диаметр частиц 50 нм или больше. Диспергируемая в воде смола, имеющая средний диаметр частиц в несколько десятков мкм, не может использоваться, потому что этот диаметр больше, чем размер отверстия сопла струйной головки. Известно, что эффективность выбрасывания чернил становится недостаточной, когда чернила содержат частицы, имеющие большой диаметр, даже если эти частицы меньше, чем диаметр сопла. Для того, чтобы не ухудшать эффективность выбрасывания чернил, средний диаметр частиц предпочтительно должен составлять 500 нм или меньше, и более предпочтительно 150 нм или меньше.
[0208]
Диспергируемая в воде смола выполняет функцию фиксации диспергируемого в воде пигмента на бумажной поверхности, и предпочтительно, чтобы диспергируемая в воде смола могла становиться пленкой при обычной температуре и улучшать способность к фиксации. Следовательно, ее минимальная температура образования пленки (MFT) предпочтительно равна или ниже обычной температуры, и более предпочтительно 20°C или ниже.
[0209]
- Другие компоненты -
Другие компоненты особенно не ограничиваются, и произвольные компоненты могут быть выбраны в соответствии с поставленной целью. Примеры этого включают в себя регулятор pH, антисептик/фунгицид, хелатирующий агент, антикоррозионный агент, антиоксидант, вещество, поглощающее ультрафиолетовые лучи, поглотитель кислорода, светостабилизатор и пеногаситель.
[0210]
Регулятор pH особенно не ограничивается, и произвольный регулятор pH может быть выбран в соответствии с поставленной целью, при условии, что он может регулировать значение pH чернил, к которым он примешивается, в диапазоне от 7 до 11, не оказывая на них негативного влияния. Примеры этого включают в себя аминоспирты, гидроксид щелочного металла, гидроксид аммония, гидроксид фосфония, а также карбонат щелочного металла.
Когда значение pH составляет меньше 7 или больше 11, чернила могут вымывать струйную головку или блок подачи чернил в большом количестве, что может привести к таким проблемам, как изменение свойств и утечка чернил, отказ выброса чернил и т.д.
[0211]
Примеры аминоспиртов включают в себя диэтаноламин, триэтаноламин и 2-амино-2-этил-1,3-пропандиол.
Примеры гидроксида щелочного металла включают в себя гидроксид лития, гидроксид натрия и гидроксид калия.
Примеры гидроксида аммония включают в себя гидроксид аммония, гидроксид четвертичного аммония и гидроксид четвертичного фосфония.
Примеры карбоната щелочного металла включают в себя карбонат лития, карбонат натрия и карбонат калия.
[0212]
Примеры антисептика/фунгицида включают в себя дегидроацетат натрия, сорбат натрия, 2-пиридинтиол-1-оксид натрия, бензоат натрия и пентахлорфенолнатрий.
[0213]
Примеры хелатирующего агента включают в себя этилендиаминтетраацетат натрия, нитрилотриацетат натрия, гидроксиэтилэтилендиаминтриацетат натрия, диэтилентриаминпентаацетат натрия и урамилдиацетат натрия.
[0214]
Примеры антикоррозионного агента включают в себя сульфит кислоты, тиосульфат натрия, тиодигликолят аммония, диизопропиламмонийнитрит, пентаэритриттетранитрат и дициклогексиламмонийнитрит.
[0215]
Примеры антиоксиданта включают в себя антиоксидант на основе фенола (включая антиоксидант на основе затрудненного фенола), антиоксидант на основе амина, антиоксидант на основе серы и антиоксидант на основе фосфора.
[0216]
Примеры вещества, поглощающего ультрафиолетовые лучи, включают в себя вещество на основе бензофенона, поглощающее ультрафиолетовые лучи, вещество на основе бензотриазола, поглощающее ультрафиолетовые лучи, вещество на основе салицилата, поглощающее ультрафиолетовые лучи, вещество на основе цианакрилата, поглощающее ультрафиолетовые лучи, и вещество на основе комплексной соли никеля, поглощающее ультрафиолетовые лучи.
[0217]
7
Примеры пеногасителя включают в себя пеногаситель из кремнийорганического материала, пеногаситель из простого полиэфира и пеногаситель из сложного эфира жирной кислоты. Когда обычный пеногаситель, который содержит большое количество неорганических частиц в целях улучшения эффекта разрушения пены, используется в комбинации, неорганические частицы могут быть подвергнуты подходящей обработке, такой как удаление, если такая обработка необходима из-за потребности в том, чтобы чернила, которые содержат пеногаситель, содержали грубые частицы, имеющие диаметр частиц 0,5 мкм или больше, в количестве 3,0×10 (частиц/5 мкл) или меньше, и чтобы частицы, имеющие диаметр 1 мкм или больше, но меньше чем 5 мкм, составляли 1% или меньше численного количества грубых частиц.
[0218]
Чернила на основе воды производятся путем диспергирования или растворения красителя, растворимого в воде органического растворителя (смачивающего вещества), поверхностно-активного вещества, агента проникновения, диспергируемой в воде смолы и воды, а также, в соответствии с необходимостью, других компонентов в водной среде, и, в соответствии с необходимостью, дополнительного их перемешивания и смешивания.
[0219]
Диспергирование может быть выполнено с помощью, например, песочной мельницы, гомогенизатора, шаровой мельницы, вибросмесителя и ультразвукового диспергатора. Перемешивание и смешивание могут быть выполнены с помощью мешалки, использующей обычные перемешивающие лопасти, магнитной мешалки, высокоскоростной мешалки и т.д.
[0220]
Физические свойства чернил на основе воды особенно не ограничиваются, и могут быть подходящим образом выбраны в соответствии с поставленной целью. Например, предпочтительно, чтобы их вязкость, поверхностное натяжение и т.д. находились в диапазонах, описываемых ниже.
[0221]
Вязкость чернил на основе воды при температуре 25°C предпочтительно составляет от 3 мПа с до 20 мПа с.
Когда вязкость чернил составляет 3 мПа с или больше, может быть получен эффект улучшения плотности печати и качества символов. С другой стороны, когда вязкость чернил составляет 20 мПа с или меньше, может быть обеспечена эффективность выброса чернил. Вязкость может быть измерена, например, с помощью вискозиметра (RL-550 производства компании Toki Sangyo Co., Ltd.) при температуре 25°C.
[0222]
Поверхностное натяжение чернил на основе воды предпочтительно составляет 35 мН/м или меньше, и более предпочтительно 32 мН/м или меньше при температуре 25°C. Когда поверхностное натяжение составляет более 35 мН/м, выравнивание чернил на носителе записи становится более затруднительным, что может увеличить время, требуемое для высыхания чернил.
[0223]
<<Фотополимеризующиеся чернила>>
Фотополимеризующиеся чернила содержат полимеризующееся соединение, и дополнительно содержат другие компоненты в соответствии с необходимостью.
Содержание полимеризующегося соединения предпочтительно составляет от 10 мас.% до 70 мас.% по общей массе фотополимеризующихся чернил. Различные соединения могут использоваться в качестве полимеризующегося соединения в зависимости от реакций фотоотверждения, и они классифицируются на радикально полимеризующиеся фотоотверждаемые соединения, для которых используется фоторадикальный генератор/инициатор, и катионным образом полимеризующиеся фотоотверждаемые соединения, для которых используется фотокислотный генератор/инициатор. Также возможно использовать радикально полимеризующееся фотоотверждаемое соединение и катионным образом полимеризующееся фотоотверждаемое соединение путем их смешивания, и произвольное конструирование полимера возможно в зависимости от свойств отверждения, прочности плотной адгезии и процесса формирования изображения.
[0224]
- Радикально полимеризующееся фотоотверждаемое соединение -
Примеры радикально полимеризующегося фотоотверждаемого соединения включают в себя соединения, имеющие цепь ненасыщенного углеводорода в качестве реактивной функциональной группы. Примеры реактивной функциональной группы включают в себя группу винила, группу изопропенила, группу аллила, группу метакрила, группу акрилoила, группу метакрилoила, группу пропиолоила и группу малеоила.
[0225]
Примеры соединений, имеющих монофункциональную группу, включают в себя 2-этилгексил(мет)акрилат (EHA), 2-гидроксиэтил(мет)акрилат (HEA), 2-гидроксипропил(мет)акрилат (HPA), а также модифицированный капролактоном тетрагидрофурфурил(мет)акрилат.
[0226]
Примеры соединений, имеющих бифункциональную группу, включают в себя трипропиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, полипропиленгликольди(мет)акрилат, а также сложный эфир неопентилгликольгидроксипивалевой кислоты и ди(мет)акрилата (MANDA).
[0227]
Примеры соединений, имеющих многофункциональную группу, включают в себя триметилолпропантри(мет)акрилат (TMPTA), пентаэритриттри(мет)акрилат (PETA), дипентаэритритгекса(мет)акрилат (DPHA), триаллилизоцианат, а также модифицированный ε-капролактоном дипентаэритрит(мет)акрилат.
[0228]
Примеры олигомеров включают в себя акрилат и метакрилат смолы на основе полиэфира, смолу на основе акрила, смолу на основе эпоксида, смолу на основе уретана, алкидную смолу, смолу на основе эфира, а также многоатомный спирт.
[0229]
Примеры отверждаемых полимеров включают в себя водорастворимую смолу, имеющую полимеризующуюся функциональную группу, а также фотоотверждаемую смолу эмульсионного типа.
[0230]
Может использоваться по меньшей мере одно вещество, выбираемое из описанных выше радикально полимеризующихся фотоотверждаемых соединений, или два или более из них могут использоваться в виде смеси.
[0231]
Примеры инициатора фоторадикальной полимеризации включают в себя инициатор фотополимеризации, расщепляющий молекулу, а также инициатор фотополимеризации, извлекающий водород.
[0232]
Примеры инициатора фотополимеризации, расщепляющего молекулу, включают в себя 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-он, 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, и 1-[4-(2-гидроксиэтокси)-фенил]-2-гидрокси-2-метил-1-пропан-1-он.
[0233]
Примеры инициатора фотополимеризации, извлекающего водород, включают в себя: соединение на основе бензофенона, такое как бензофенон, метилбензофенон, метил-2-бензоилбензоат, 4-бензоил-4ʹ-метилдифенилсульфид, а также фенилбензофенон; и соединение на основе тиоксантона, такое как 2,4-диэтилтиоксантон, 2-хлортиоксантон, изопропилтиоксантон, а также 1-хлор-4-пропилтиоксантон.
[0234]
Соединение амина может использоваться в комбинации в качестве ускорителя полимеризации. Примеры соединения амина включают в себя этил-п-диметиламинобензоат, п-диметиламинобензойную кислоту-2-этилгексил, метил-п-диметиламинобензоат, бензойную кислоту-2-диметиламиноэтил, а также бутоксиэтил-п-диметиламинобензоат.
[0235]
- Катионно полимеризующееся фотоотверждаемое соединение -
Примеры катионно полимеризующегося фотоотверждаемого соединения включают в себя виниловый ароматический ряд, виниловые простые эфиры, N-виниламиды, соединение, имеющее эпоксигруппу, а также соединение, имеющее группу окситанила.
[0236]
Примеры соединений винилового ароматического ряда включают в себя стирол, п-метилстирол, п-метоксистирол, β-метилстирол, п-метил-β-метилстирол, α-метилстирол, п-метокси-β-метилстирол, 1-винилнафталин, α-метил-1-винилнафталин, β-метил-1-винилнафталин, 4-метил-1-винилнафталин, а также 4-метокси-1-винилнафталин.
[0237]
Примеры виниловых простых эфиров включают в себя изобутилвиниловый простой эфир, этилвиниловый простой эфир, фенилвиниловый простой эфир, п-метилфенилвиниловый простой эфир, п-метоксифенилвиниловый простой эфир, α-метилфенилвиниловый простой эфир, β-метилизобутилвиниловый простой эфир, β-хлоризобутилвиниловый простой эфир, этиленгликольдивиниловый простой эфир, 2-хлорэтилвиниловый простой эфир, 2-гидроксиэтилвиниловый простой эфир, триэтиленгликольдивиниловый простой эфир, 1,4-циклогександиметанолдивиниловый простой эфир, гидроксибутилвиниловый простой эфир, а также пропиленгликольпропениловый простой эфир.
[0238]
Примеры N-виниламидов включают в себя N-винилкарбазол, N-винилпирролидон, N-винилиндол, N-винилпиррол, N-винилфенотиазин, N-винилацетоанилид, N-винилэтилацетамид, N-винилсукцинимид, N-винилфталимид, а также N-винилимидазол.
[0239]
Примеры соединения, имеющего эпоксигруппу, включают в себя диглицидиловый эфир гидрированного бисфенола А, 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат, 3,4-эпокси-1-метилциклогексил-3,4-эпокси-1-метилгексанкарбоксилат, а также 6-метил-3,4-эпоксициклогексилметил-6-метил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат.
[0240]
Примеры соединения, имеющего группу окситанила, включают в себя 3-этил-3-гидроксиметилокситан, 3-(мет)аллилоксиметил-3-этилокситан, (3-этил-3-окситанилметокси)метилбензол, 4-фтор-[1-(3-этил-3-окситанилметокси)метил]бензол, а также 4-метокси-[1-(3-этил-3-окситанилметокси)метил]бензол.
[0241]
Примеры других катионно полимеризующихся соединений включают в себя: соединение оксолана, такое как тетрагидрофуран, а также 2,3-диметилтетрагидрофуран; циклическое ацетальное соединение, такое как триоксан, 1,3-диоксолан и 1,3,6-триоксанциклооктан; циклическое соединение лактона, такое как β-пропиолактон, а также ε-капролактон; соединение этиленсульфида, такое как этиленсульфид, а также тиоэпихлоргидрин; соединение тиетана, такое как 1,3-пропинсульфид, а также 3,3-диметилтиетан; циклическое соединение тиоэфира, такое как производное тетрагидротиофена; а также соединение спироортоэфира, полученное путем реакции между эпоксисоединением и лактоном.
Может использоваться по меньшей мере одно вещество, выбираемое из описанных выше катионно полимеризующихся фотоотверждаемых соединений, или два или более из них могут использоваться в виде смеси.
[0242]
- Катионный инициатор фотополимеризации -
Катионный инициатор фотополимеризации может быть фотокислотным генератором, используемым обычно для фотокатионной полимеризации. Примеры этого включают в себя двойную соль, которая является солью ония, которая высвобождает кислоту Льюиса, или ее производным.
[0243]
4
6
5
4
6
6
6
6
Примеры соли ония включают в себя соль, составленную из катионов атомов или группы атомов, выбираемых из С, N, Se, Те, P, As, Sb, Bi, O, I, Br, Cl, F, и N=N, к которым присоединяются органические группы (по меньшей мере у одной или у большего количества которых имеется ароматическое ядро), и любых анионов, выбираемых из тетрафторбората (BF)-, тетракис(пентафторфенил)бората (B(CF))-, гексафторфосфата PF)-, гексафторантимоната (SbF)-, гексафторарсената (AsF)- и гексахлорантимоната (SbCl)-.
[0244]
Следует отметить, что сульфированный продукт, который дает сульфокислоту, галоидное соединение, которое оптически производит галоидоводород, и комплексное алленовое соединение железа также могут использоваться в качестве инициатора фотокатионной полимеризации.
[0245]
В соответствии с необходимостью в чернила может быть добавлен краситель. Публично известные неорганические пигменты и органические пигменты могут использоваться в качестве красителя фотополимеризующихся чернил. В качестве пигментов могут использоваться вещества, имеющие ту же самую конфигурацию, что и вещества, используемые в чернилах на основе воды.
[0246]
В отличие от чернил на основе воды, диспергатор пигмента используется для того, чтобы диспергировать пигмент в масляной основе и улучшить диспергируемость пигмента.
[0247]
Примеры диспергатора пигмента включают в себя смолу на основе полиамида, содержащий гидроксильную группу сложный эфир карбоновой кислоты, сложный эфир соли длинноцепочечного полиаминоамида и высокомолекулярной кислоты, соль высокомолекулярной многоосновной карбоновой кислоты, сложный эфир соли длинноцепочечного полиаминоамида и полярной кислоты, сложный эфир высокомолекулярной ненасыщенной кислоты, модифицированный полиуретан, модифицированный полиакрилат, анионный активный агент на основе полиэфирэфира, соль конденсата формалина и нафталинсульфоната, соль конденсата формалина и ароматического сульфоната, сложный эфир полиоксиэтиленалкила и фосфорной кислоты, полиоксиэтиленнонилфениловый эфир и стеариламинацетат.
Диспергатор пигмента предпочтительно представляет собой полиэфирполиамидную смолу, имеющую среднечисловую молекулярную массу от 700 до 15000.
Содержание диспергатора пигмента предпочтительно составляет от 0,1 мас.% до 15 мас.%, и более предпочтительно от 0,5 мас.% до 10 мас.% для того, чтобы улучшить диспергируемость пигмента.
[0248]
Диспергатор пигмента может быть коммерчески доступным продуктом. Примеры такого коммерчески доступного продукта включают в себя SOLSPERSE 32000, SOLSPERSE 32500, SOLSPERSE 32600, SOLSPERSE 33500, SOLSPERSE 34750, SOLSPERSE 35100 и SOLSPERSE 37500 производства компании Lubrizol Corporation; а также BYK 9077 производства компании Byk-Chemie GmbH.
[0249]
Кроме того, в соответствии с необходимостью могут использоваться ингибитор полимеризации, такой как 4-метокси-1-нафтол, метилгидрохинон, гидрохинон, трет-бутилгидрохинон, ди-трет-бутилгидрохинон, метохинон, 2,2ʹ-дигидрокси-3,3ʹ-ди(α-метилциклогексил)-5,5ʹ-диметилдифенилметан, п-бензохинон, ди-трет-бутилдифениламин, фентиазин, 9,10-ди-н-бутоксиантрацен и 4,4ʹ-[1,10-диоксо-1,10-декандиилбис(окси)]бис[2,2,6,6-тетраметил]-1-пиперидинилокси, поверхностно-активное вещество на основе высшей жирной кислоты, поверхностно-активное вещество на основе кремнийорганического материала, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, а также содержащий полярную группу полимерный диспергатор пигмента.
[0250]
Фотополимеризующиеся чернила могут иметь чрезмерно высокую вязкость, когда к ним добавляется инициатор фотополимеризации, полимеризующийся мономер, краситель и т.д., и не могут легко выбрасываться, хотя они и являются струйными чернилами. В таком случае предпочтительно разбавлять фотополимеризующиеся чернила растворителем.
[0251]
Предпочтительно, чтобы разбавляющий растворитель имел температуру кипения от 160°C до 190°C. Разбавляющий растворитель, имеющий температуру кипения выше, чем 190°C, может ухудшать эффективность отверждения. Разбавляющий растворитель, имеющий температуру кипения ниже, чем 160°C, может высыхать и может, например, вызывать отверждение чернил в струйных соплах.
Примеры разбавляющего растворителя включают в себя эфир, кетон, ароматический ряд, ксилол, этилэтоксипропионат, этилацетат, циклогексанон, простой монометиловый эфир диэтиленгликоля, диэтиленгликоль, простой моноэтиловый эфир, γ-бутиролактон, этиллактат, циклогексанметилэтилкетон, толуол, этилэтоксипропионат, полиметакрилат или ацетат простого пропиленгликольмонометилового эфира, этиленгликольмонометиловый эфир, диэтиленгликоль, а также триэтиленгликольмонобутиловый эфир.
[0252]
Вязкость фотополимеризующихся чернил предпочтительно составляет от 3 мПа с до 40 мПа с, и более предпочтительно от 3 мПа с до 35 мПа с при температуре 25°C. Альтернативно вязкость фотополимеризующихся чернил предпочтительно составляет от 7 мПа с до 15 мПа с, и более предпочтительно от 10 мПа с до 12 мПа с при температуре 60°C.
[0253]
Вязкости при температурах 25°C и 60°C измерялись с помощью ротационного визкозиметра типа конус-тарелка VISCOMETER TV-22 производства компании Toki Sangyo Co., Ltd. с постоянной температурой рециркулирующей воды, составляющей 25°C или 60°C. Для регулирования температуры рециркулирующей воды использовался прибор VISCOMATE VM-150III. Температура 25°C соответствует условиям обычной комнатной температуры, а температура 60°C соответствует спецификациям коммерчески доступной нагреваемой струйной головки, такой как GEN4 производства компании Ricoh Printing Systems Co., Ltd.
[0254]
Статическое поверхностное натяжение фотополимеризующихся чернил при температуре 25°C предпочтительно составляет от 20 мН/м до 40 мН/м, и более предпочтительно от 28 мН/м до 35 мН/м. Статическое поверхностное натяжение измерялось с помощью прибора для определения статического поверхностного натяжения (CBVP-Z TYPE производства компании Kyowa Interface Science Co., Ltd.) при температуре 25°C. Статическое поверхностное натяжение соответствует спецификациям коммерчески доступной струйной головки, такой как GEN4 производства компании Ricoh Printing Systems Co., Ltd.
[0255]
Когда краситель делается из неорганического пигмента или органического пигмента, средний первичный диаметр частиц пигмента предпочтительно составляет от 20 нм до 200 нм, и более предпочтительно от 50 нм до 160 нм. Когда средний первичный диаметр частиц составляет меньше чем 20 нм, частицы являются настолько мелкими, что напечатанный материал может иметь слабую светостойкость. Когда средний первичный диаметр частиц составляет больше чем 200 нм, напечатанный материал может иметь недостаточное качество. Вышеупомянутый средний первичный диаметр частиц представляет собой значение, измеряемое, например, с помощью электронного микроскопа (JEM-2010 производства компании JEOL Ltd.).
[0256]
<<Чернила на основе масла>>
Чернила на основе масла содержат органический растворитель, пигмент, диспергирующий агент и другие добавки. Пигмент и диспергирующий агент могут быть теми же самыми, что и используемые в фотополимеризующихся чернилах.
[0257]
Примеры органического растворителя, который может использоваться, включают в себя сложноэфирный растворитель, спиртовой растворитель, растворитель из высшей жирной кислоты, углеводородный растворитель и эфир. Один из них может использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в виде смеси.
[0258]
Примеры сложноэфирного растворителя включают в себя метиллаурат, изопропиллаурат, изопропилмиристат, изопропилпальмитат, изооктилпальмитат, изостеарилпальмитат, метилолеат, этилолеат, изопропилолеат, бутилолеат, метиллинолеат, изобутиллинолеат, этиллинолеат, изопропилизостеарат, метилсойат, изобутилсойат, метилталловое масло, изобутилталловое масло, диизопропиладипат, диизопропилсебацинат, диэтилсебацинат, пропиленгликольмонокапрат, триметилолпропантри-2-этилгексаноат, а также глицерилтри-2-этилгексаноат.
[0259]
Примеры спиртового растворителя включают в себя изомиристиловый спирт, изопальмитиловый спирт, изостеариловый спирт и олеиловый спирт.
Примеры растворителя из высшей жирной кислоты включают в себя изопеларгоновую кислоту, изомиристиновую кислоту, изопальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту и изостеариновую кислоту.
[0260]
Примеры углеводородного растворителя включают в себя растворитель из алифатического углеводорода, растворитель на основе алициклического углеводорода и растворитель из ароматического углеводорода.
[0261]
Примеры растворителя из алифатического углеводорода и растворителя на основе алициклического углеводорода включают в себя «TECLEAN N-16, TECLEAN N-20, TECLEAN N-22, NO. 0 SOLVENT L, NO. 0 SOLVENT M, NO. 0 SOLVENT H, AF-4, AF-5, AF-6, and AF-7» (все являются названиями продукта) производства компании Shin Nihon Sekiyu Kabushiki-Gaisha, «NISSEKI ISOZOL и NAPHTHEZOL» (оба являются названиями продукта) производства компании Shin Nihon Sekiyu Kagaku Kabushiki-Gaisha, и «ISOPAR G, ISOPAR H, ISOPAR L, ISOPAR M, EXXOL D40, EXXOL D80, EXXOL D100 и EXXOL D140» (все являются названиями продукта) производства компании Exxon Mobil Corporation.
[0262]
Примеры эфирного растворителя включают в себя диэтилгликольмонобутиловый эфир, этиленгликольмонобутиловый эфир, пропиленгликольмонобутиловый эфир и пропиленгликольдибутиловый эфир.
[0263]
Содержание органического растворителя предпочтительно составляет 60 мас.% или больше, и более предпочтительно от 70 мас.% до 98 мас.% по общей массе чернил на основе масла.
[0264]
<<Сольвентные чернила>>
Сольвентные чернила содержат органический растворитель, пигмент, диспергатор пигмента и смолу связующего вещества, и дополнительно содержат другие компоненты в соответствии с необходимостью.
Растворитель может быть летучим органическим растворителем, обычно используемым в чернилах на основе растворителя.
[0265]
Примеры органического растворителя включают в себя спирты, гликоли, гликолевые эфиры, сложные эфиры, кетоны, ароматическое соединение, а также азотсодержащее соединение.
[0266]
Примеры спиртов включают в себя метиловый спирт, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, тридециловый спирт, циклогексиловый спирт и 2-метилциклогексиловый спирт.
[0267]
Примеры гликолей включают в себя этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль и глицерин.
[0268]
Примеры гликолевых эфиров включают в себя этиленгликольмонометиловый эфир, этиленгликольмоноэтиловый эфир, этиленгликольмонобутиловый эфир, этиленгликольдиэтиловый эфир и этиленгликольдиметиловый эфир.
[0269]
Примеры сложных эфиров включают в себя этилацетат, изопропиленацетат, н-бутилацетат, метиллактат, этиллактат и бутиллактат.
[0270]
Примеры кетонов включают в себя ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, циклогексанон, изофорон и диацетоновый спирт.
Примеры ароматического соединения включают в себя толуол и ксилол.
[0271]
Примеры азотсодержащего соединения включают в себя ацетонитрил, γ-бутиролактон, γ-валеролактон, N-метил-2-пирролидон и N-этил-2-пирролидон.
[0272]
Они могут быть выбраны различным образом с точки зрения адаптируемости к свойствам сопел головки во время печати, безопасности, а также свойств высыхания, и более одного из них может использоваться в качестве смеси в соответствии с необходимостью.
[0273]
Предпочтительно, чтобы сольвентные чернила содержали гликолевые эфиры в качестве органического растворителя.
[0274]
Примеры гликолевых эфиров включают в себя простой диэтиленгликольмонометиловый эфир, простой диэтиленгликольмонобутиловый эфир, простой диэтиленгликольдиметиловый эфир, простой диэтиленгликольэтилметиловый эфир, простой диэтиленгликольдиэтиловый эфир, простой диэтиленгликольдибутиловый эфир, простой дипропиленгликольмонометиловый эфир, простой дипропиленгликольдиметиловый эфир, ацетат простого пропиленгликольмонометилового эфира, ацетат простого диэтиленгликольмоноэтилового эфира и ацетат простого диэтиленгликольмонобутилового эфира.
[0275]
Смола связующего вещества, используемая в сольвентных чернилах, может быть смолой для связующего вещества, которая обычно используется в обычных композициях чернил, и особенно не ограничивается, и произвольная смола связующего вещества может быть выбрана в соответствии с поставленной целью. Примеры этого включают в себя: аминовую смолу, такую как полиэстерная смола, акриловую смолу, хлорвиниловую смолу, эпоксидную смолу, фенольную смолу, новолачную смолу, модифицированная канифолью фенольную смолу, меламин и бензогуанамин; смолу сложного эфира целлюлозы, такую как полиамидная смола, диацетилцеллюлоза, триацетилцеллюлоза, нитроцеллюлоза, нитрат целлюлозы, пропионатцеллюлоза и ацетобутиратцеллюлоза; а также смолу простого эфира целлюлозы, такую как метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, тритилцеллюлоза, цианоэтилцеллюлоза, карбоксилметилцеллюлоза, карбоксиэтилцеллюлоза и аминоэтилцеллюлоза. Из них добавление полиэстерной смолы, акриловой смолы, и хлорвиниловой смолы является предпочтительным, поскольку при этом улучшается адгезивность к основному материалу при печати.
[0276]
Полиэстерная смола может представлять собой либо насыщенный полиэстер, либо ненасыщенную полиэстерную смолу. Полиэстерная смола производится с помощью реакции конденсации между многоосновной кислотой и многоатомным спиртом. Среднечисловая молекулярная масса полиэстерной смолы предпочтительно составляет от 1000 до 50000, и более предпочтительно от 2000 до 20000.
[0277]
Акриловая смола может быть продуктом, получаемым путем сополимеризации обычно используемых радикально полимеризующихся мономеров.
Примеры сложных эфиров (мет)акриловой кислоты в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя метилакрилат, этилакрилат, изопропилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат, изопропилметакрилат, н-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, трет-бутилметакрилат, циклогексилметакрилат и 2-этилгексилметакрилат.
[0278]
Примеры винилов в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя стирол, винилтолуол, α-метилстирол, винилацетат, винилпропионат, винилпирролидон, винилхлорид, винилиденхлорид, винилиденфторид, этилвиниловый простой эфир, а также изобутилвиниловый простой эфир.
[0279]
Примеры α-олефинов в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя этилен и пропилен.
Примеры содержащих карбоксильную группу мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, моно-н-бутилмалеат, моно-н-бутилфумарат, моно-н-бутилитаконат, а также кротоновую кислоту.
[0280]
Примеры содержащих гидроксильную группу сложных эфиров (мет)акриловой кислоты в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат, (2-гидроксиметил)этилакрилат, (2-гидроксиметил)бутилакрилат, (4-гидроксиметилциклогексил)метил(мет)акрилат, моно(мет)акрилат глицерина, 2-(мет)акрилoилоксиэтил-2-гидроксипропилфталат, а также 2-гидрокси-3-феноксипропил(мет)акрилат.
[0281]
Примеры содержащих группу амида мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя акриламид, метакриламид, амид малеиновой кислоты, а также диацетонакриламид.
[0282]
Примеры содержащих группу глицидила мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя глицидилметакрилат и аллилглицидиловый эфир.
Примеры содержащих циановую группу мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя акрилонитрил и метакрилoнитрил.
[0283]
Примеры диенов в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя бутадиен и изопрен.
Примеры содержащих гидроксильную группу соединений аллила в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя аллиловый спирт и 2-гидроксиэтилаллиловый эфир.
Примеры содержащих третичную аминогруппу мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя диметиламиноэтилметакрилат и диэтиламиноэтилметакрилат.
[0284]
Примеры содержащих алкоксисилильную группу мономеров в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтриизопропоксисилан, винил-трис(β-метоксиэтокси)силан, винилметилдиметоксисилан, винилметилдиэтоксисилан, винилдиметилметоксисилан, винилдиметилэтоксисилан, 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан, 3-метакрилоксипропилтриэтоксисилан, 3-метакрилоксипропилметилдиметоксисилан и 3-метакрилоксипропилметилдиэтоксисилан.
[0285]
Примеры мономеров, имеющих 2 или более ненасыщенных связи на молекулу, в качестве радикально полимеризующихся мономеров включают в себя диаллилфталат, дивинилбензол, аллилакрилат и триметилолпропантриметакрилaт.
[0286]
Эти мономеры могут использоваться по отдельности, или два или больше из них могут использоваться в комбинации.
[0287]
Примеры хлорвиниловой смолы включают в себя смолу, получаемую путем сополимеризации хлористого винила с другим мономером, таким как винилацетат, винилиденхлорид, акриловая и малеиновая кислота. Из них предпочтительной является сополимеризованная смола винилхлорид/винилацетат или сополимеризованная смола, имеющая средневесовую молекулярную массу 30000 или меньше.
[0288]
Эти смолы могут использоваться в комбинации. Содержание этой смолы предпочтительно составляет от 1 мас.% до 20 мас.%, и более предпочтительно от 1 мас.% до 10 мас.%.
[0289]
Цвет чернил особенно не ограничивается, и произвольный цвет может быть выбран в соответствии с поставленной целью. Примеры этого включают в себя желтый, пурпурный, голубой и черный.
Когда запись выполняется с помощью набора чернил, в котором 2 или более из этих цветов используются в комбинации, может быть сформировано многокрасочное изображение. Когда запись выполняется с помощью набора чернил, в котором все цвета используются в комбинации, может быть сформировано полноцветное изображение.
[0290]
- Носитель записи -
Носитель записи особенно не ограничивается, и произвольный носитель записи может быть выбран из публично известных носителей записи. Примеры этого включают в себя обычную бумагу, глянцевую бумагу, специальную бумагу, пряжу, волокно, ткань, кожу, металл, пластмассу, стекло, древесину, керамику, прозрачный лист для проектора и пленку.
[0291]
<Другие блоки>
Примеры других блоков включают в себя блок очистки и блок управления.
[0292]
- Блок очистки -
Блок очистки выполнен с возможностью вытирать рабочую поверхность пластины с соплами жидкостной струйной головки с помощью скребка.
Размер, материал, форма, структура, и т.д. скребка особенно не ограничиваются, и могут быть подходящим образом выбраны в соответствии с поставленной целью.
Размер скребка особенно не ограничивается, и может быть подходящим образом выбран в соответствии с поставленной целью.
Примеры материала скребка включают в себя резину и эластомер, с точки зрения протирки поверхности пленки 4 водоотталкивающего средства пластины 2 с соплами.
Форма скребка особенно не ограничивается, и может быть подходящим образом выбрана в соответствии с поставленной целью, при условии, что этот скребок может выполнять протирку. Примеры формы включают в себя филенчатую форму и форму пластины.
[0293]
Блок управления особенно не ограничивается, и произвольный блок управления может быть выбран в соответствии с поставленной целью, при условии, что он может управлять операциями каждого блока. Примеры этого включают в себя такие устройства, как устройство циклового программного управления и компьютер.
[0294]
Пример струйного устройства записи, которое представляет собой устройство формирования изображения, оборудованное жидкостной струйной головкой по настоящему изобретению, будет описан со ссылками на Фиг. 12-14. Фиг. 12 представляет собой вид сбоку, объясняющий механическую секцию этого устройства. Фиг. 13 представляет собой вид сверху, объясняющий главную часть этой механической секции. Фиг. 14 представляет собой вид спереди, объясняющий один пример устройства головки.
[0295]
Это устройство формирования изображения является последовательным устройством формирования изображения и поддерживает скользящим образом каретку 233 в главном направлении сканирования на главном и вспомогательном направляющих стержнях 231 и 232, которые являются направляющими элементами, удерживаемыми между левой и правой боковыми пластинами 221A и 221B. Это устройство перемещает и сканирует каретку в направлении стрелки А (в направлении главного сканирования головки) посредством ремня синхронизации с помощью непроиллюстрированного главного сканирующего двигателя.
[0296]
Как показано также на Фиг. 12, каретка 233 снабжена блоком головки, в котором каждая из записывающих головок 234, сформированная из жидкостной струйной головки по настоящему изобретению и резервуаров 235, содержащих чернила, подаваемые в головки 234, интегрированы друг с другом. Каждая из записывающих головок 234 имеет ряды сопел, включающие в себя множество сопел, которые располагаются во вторичном направлении сканирования B, перпендикулярном главному направлению сканирования, и устанавливаются так, чтобы их направление выброса капелек чернил совпадало с направлением вниз.
[0297]
Каждая из записывающих головок 234 имеет два ряда сопел. Одна записывающая головка 234a выбрасывает черные (K) капельки жидкости из одного ряда сопел и голубые (C) капельки жидкости из другого ряда сопел. Другая записывающая головка 234b выбрасывает пурпурные (M) капельки жидкости из одного ряда сопел и желтые (Y) капельки жидкости из другого ряда сопел. Описанная конфигурация представляет собой конфигурацию с двумя головками для выброса капелек жидкости четырех цветов. Однако на одной головке могут быть расположены четыре ряда сопел, так, чтобы четыре цвета могли выбрасываться из одной головки.
[0298]
Резервуары 235 записывающей головки 234 наполняются и пополняются чернилами соответствующих цветов из чернильных картриджей 210 соответствующих цветов через подающие трубки 236 соответствующих цветов посредством блока подачи.
[0299]
В качестве секции подачи листа, выполненной с возможностью подачи листов 242, уложенных на секцию укладывания листов (стол) 241 лотка 202 подачи листов, предусматривается барабан 243 в форме полумесяца (барабан подачи листа), выполненный с возможностью подачи листов 242 раздельно один за другим из секции 241 укладывания листов, а также тормозная подложка 244, предусматриваемая противоположно барабану 243 подачи листа.
[0300]
Кроме того, для того, чтобы лист 242, подаваемый из секции подачи листа, подавался под записывающие головки 234, предусматривается направляющая 245, выполненная с возможностью направлять лист 242, встречный ролик 246, передающий направляющий элемент 247 и прижимной элемент 248, включающий ведущий прижимной ролик 249. Кроме того, предусматривается конвейерная лента 251, которая представляет собой передающий блок, выполненный с возможностью, электростатически адсорбировать подаваемый лист 242 и передавать его в положение, обращенное к записывающим головкам 234.
[0301]
Конвейерная лента 251 представляет собой бесконечную ленту, висящую между передающим роликом 252 и натяжным роликом 253 и выполненную с возможностью вращения в направлении В передачи ленты (во вторичном направлении сканирования). Также предусматривается зарядный ролик 256, выполненный с возможностью электрически заряжать поверхность конвейерной ленты 251. Зарядный ролик 256 располагается так, чтобы он контактировал с поверхностью конвейерной ленты 251 и вращался в соответствии с вращением конвейерной ленты 251. Конвейерная лента 251 вращается и перемещается в направлении передачи ленты с помощью передающего ролика 242, приводимого во вращение непроиллюстрированным двигателем вторичного сканирования посредством ремня синхронизации.
[0302]
В качестве секции выгрузки листа, выполненной с возможностью выгрузки листа 242 с напечатанным записывающей головкой 234 изображением, предусматриваются разделительный захват 261, выполненный с возможностью отделения листа 242 от конвейерной ленты 251, ролик 262 выгрузки листа и валик 263 выгрузки листа. Ниже ролика 262 выгрузки листа располагается лоток 203 выгрузки листа.
[0303]
Блок 271 двусторонней печати съемным образом устанавливается на задней стороне корпуса устройства. Блок 271 двусторонней печати забирает лист 242, который возвращается конвейерной лентой 251, вращающейся в противоположном направлении, переворачивает этот лист и подает его снова между встречным роликом 246 и конвейерной лентой 251. Верхняя часть блока 271 двусторонней печати используется в качестве лотка 272 ручной подачи.
[0304]
Механизм 281 обслуживания/восстановления, выполненный с возможностью обслуживания и восстановления состояния сопел записывающих головок 234, предусматривается в непечатаемой области с одной стороны в направлении сканирования каретки 233.
Механизм 281 обслуживания/восстановления включает в себя колпачки 282a и 282b, выполненные с возможностью закрывать поверхности с соплами записывающих головок 234. Механизм 281 обслуживания/восстановления также включает в себя вытирающий элемент 283, выполненный с возможностью вытирать поверхности с соплами. Механизм 281 обслуживания/восстановления также включает в себя приемный резервуар 284 холостого выстрела, выполненный с возможностью приема капелек жидкости, выброшенных при холостом выстреле для выброса капелек жидкости без записи для устранения загустевшей жидкости.
[0305]
Приемный резервуар 288 холостого выстрела, выполненный с возможностью приема капелек жидкости, выброшенных при холостом выстреле для выброса капелек жидкости, загустевшей во время записи, располагается в непечатаемой области с другой стороны в направлении сканирования каретки 233. Приемный резервуар 288 холостого выстрела имеет отверстие 289, проходящее вдоль направления линий сопла записывающих головок 234.
[0306]
В устройстве формирования изображения, сконфигурированном как описано выше, лист 242 подается по отдельности один за другим из лотка 202 подачи листа, направляется направляющей 245 и передается в зажатом состоянии между конвейерной лентой 251 и встречным роликом 246. Затем лист 242 смещается в направлении передачи по существу на 90° так, что его ведущий конец направляется передающим направляющим элементом 247 и прижимается прижимным валиком 249 ведущего конца к конвейерной ленте 251.
[0307]
Затем, когда лист 242 подается на конвейерную ленту 251, которая заряжена электрически, лист 242 прилипает к конвейерной ленте 25 и передается в направлении вторичного сканирования в соответствии с вращением и перемещением конвейерной ленты 251.
[0308]
Здесь с помощью каретки 233, перемещаемой для приведения в действие записывающих головок 234 в соответствии с сигналом изображения, капельки чернил выбрасываются для записи одной линии на остановленном листе 242. После того, как лист 242 продвинется на предопределенную величину, следующая линия записывается на листе. При приеме сигнала завершения записи или сигнала, указывающего на достижение задним концом листа 242 области записи, операция записи завершается, и лист 242 выгружается на лоток 203 выгрузки листа.
[0309]
Как описано выше, это устройство формирования изображения может стабильно формировать высококачественные изображения, потому что оно включает в себя жидкостную струйную головку по настоящему изобретению в качестве записывающей головки.
Следует отметить, что материал «листа» не ограничивается бумагой, и термин «лист» охватывает материалы, известные как носители для приема записи, носители записи, бумага для самопишущих приборов, листовая бумага для самопишущих приборов и т.д. Кроме того, формирование изображения, запись и печать являются синонимами. Кроме того, термин «жидкостное струйное устройство» охватывает устройство формирования изображения и относится к устройству, выполненному с возможностью выбрасывать жидкость на носитель.
Кроме того, термин «изображение» не ограничивается плоским изображением, но охватывает изображение, наносимое на трехмерный объект, а также изображение, формируемое трехмерным образом в качестве пространственного объекта.
Далее, термин «устройство формирования изображения» охватывает как устройства формирования изображения сериального типа, так и устройства формирования изображения линейного типа, если это специально не ограничивается.
[0310]
Приводящий элемент не ограничивается пьезоэлектрическим исполнительным механизмом, и может быть статическим исполнительным механизмом, состоящим из пластины вибрации и противоположного электрода.
В вышеприведенном описании жидкостная струйная головка по настоящему изобретению применяется в качестве струйной головки для чернил. Однако она также может применяться в качестве жидкостной струйной головки для выбрасывания любой другой жидкости вместо чернил, такой как жидкий фоторезист для шаблонов, а также в качестве жидкостной струйной головки для выбрасывания образца для генетического теста.
Примеры
[0311]
Далее будут описаны примеры настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение никоим образом не ограничивается этими примерами.
[0312]
(Примеры 1-7 и Сравнительные примеры 1-3)
- Производство полимерной композиции и ее отвержденного продукта (полимерного слоя) -
Эпоксисоединение, отвердитель, катализатор отверждения и связующее вещество, показанные в Таблицах 1-3, были добавлены друг к другу и перемешивались в течение 15 мин при охлаждении, чтобы тем самым получить полимерную композицию перед отверждением.
Затем в качестве стойкости к выбрасываемой жидкости, которая является критичной для жидкостного струйного устройства, были оценены коэффициент набухания полимерной композиции, ее температура стеклования (Tg) в том случае, если жидкость должна выбрасываться в нагретом состоянии для уменьшения вязкости жидкости, а также количество полимерных компонентов композиции, вымываемое выбрасываемой жидкостью. Результаты представлены в Таблицах 1-3.
[0313]
- Производство образца полимерного слоя для оценки -
Полимерные композиции Сравнительных примеров 1-3 и Примеров 1-7 были помещены в форму, нагреты и отверждались при температуре 80°C в течение 3 час, а затем вынуты из формы для того, чтобы тем самым произвести отвержденные продукты (полимерные слои) из полимерных композиций, имеющие ширину 10 мм, длину 500 мм и толщину 1 мм.
[0314]
<Тест набухания>
Отвержденный продукт каждой полимерной композиции был погружен (при температуре 50°C на 40 час, при ультразвуковом воздействии) в оценочную тестовую жидкость, полученную путем смешивания N-метилпирролидона и чистой воды в соотношении 1:1, и его коэффициент набухания вычислялся в соответствии с нижеприведенной математической формулой на основе массы отвержденного продукта до и после погружения в тестовую жидкость.
- Математическая формула 1 -
Коэффициент набухания (%)=[(масса после теста - начальная масса)/начальная масса] ×100
- Критерии оценки -
A: коэффициент набухания составлял меньше чем 3%.
B: коэффициент набухания составлял 3% или выше, но меньше чем 5%.
C: коэффициент набухания составлял 5% или выше, но меньше чем 10%.
D: коэффициент набухания составлял 10% или выше.
[0315]
<Измерение температуры стеклования (Tg)>
Температура стеклования (Tg) отвержденного продукта каждой полимерной композиции, полученной путем отверждения при температуре 80°C в течение 3 час, была получена путем измерения температуры, при которой изменяется теплоемкость отвержденного продукта, в соответствии со способом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) (с помощью прибора термического анализа THERMO PLUS производства компании Rigaku Corporation). Температура стеклования оценивалась на основе нижеприведенных критериев.
- Критерии оценки -
A: Температура стеклования была 70°C или выше.
B: Температура стеклования была 65°C или выше, но ниже чем 70°C.
C: Температура стеклования была 55°C или выше, но ниже чем 65°C.
D: Температура стеклования была ниже, чем 55°C.
[0316]
<Тест вымываемого количества>
Каждый отвержденный продукт, полученный путем отверждения при температуре 80°C в течение 3 час, был погружен (при температуре 60°C на 1 неделю) в оценочную тестовую жидкость, полученную путем смешивания N-метилпирролидона и чистой воды в объемном соотношении 1:1, и спектры оптического поглощения отвержденного продукта до и после погружения в тестовую жидкость были измерены с помощью прибора U-3310 производства компании Hitachi, Ltd.
- Критерии оценки -
A: Вымываемое количество составляет меньше чем 0,3 абс.
B: Вымываемое количество составляет 0,3 абс. или больше, но меньше чем 0,5 абс.
C: Вымываемое количество составляет 0,5 абс. или больше, но меньше чем 1,0 абс.
D: Вымываемое количество составляет 1,0 абс. или больше.
[0317]
[Таблица 1]
Название компонента
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
пример 1
пример 2
Пример приготовления 1
Пример приготовления 2
Пример приготовления 3
Пример приготовления 4
Эпоксидное соединение
EP1 (бисфенол A)
50
100
25
EP2 (бисфенол F)
50
25
EPS (крезол типа новолака)
50
60
EP4 (эпоксидная смола типа дициклопента-диена (DCPD))
EPS (типа разбавленного DCPD)
EPS (эпоксидная смола типа аминофенола)
40
Отвердитель
PA-l (полиамин)
18
T-l (триметилолпропан-трис-(3-меркаптобутират))
72
99
131
T-2 (DPMP)
T-3 (TTIC)
Катализатор отверждения
IM-3 (Жидкость 1)
1
1
IM-7 (Жидкость 2)
Связующее вещество
C-1 (глицидоксипро-пилтриметокси-силан)
2
2
2
C-2(аминопропил-триэтоксисилан)
2
Оценкарезультат
Способность к набуханию
D
D
B
B
Температура стеклования (Tg)
B
B
C
C
Вымываемое количество
C
D
C
B
[0318]
[Таблица 2]
Название компонента
пример 3
пример 4
пример 5
пример 6
пример 7
Пример приготовления 5
Пример приготовления 6
Пример приготовления 7
Пример приготовления S
Пример приготовления S
Эпоксидное соединение
EP1 (бисфенол A)
EP2 (бисфенол F)
EPS (крезол типа новолака)
EP4 (эпоксидная смола типа дициклопентадиена (DCPD))
40
72
72
72
72
EP5 (типа разбавленного DCPD)
3
3
3
3
EP6 (эпоксидная смола типа аминофенола)
60
25
25
25
25
Отвердитель
PA-1 (модифицирован-ный алифатический амин)
T-1 (триметилол-пропан-трис-(3-меркаптобутират))
T-2 (DPMP)
83
76
76
76
T-3 (TTIC)
68
Катализатор отверждения
IM-3 (Жидкость 1)
1
1
1
1
IM-7 (Жидкость 2)
1
Связующее вещество
C-1 (глицидоксипропилтриметоксисилан)
2
2
2
2
C-2 (аминопропилтриэтоксисилан)
2
Результат оценки
Способность к набуханию
A
A
A
A
A
Температура стеклования (Tg)
A
A
A
A
A
Вымываемое количество
C
A
A
A
A
[0319]
[Таблица 3]
Название компонента
Сравнительный пример 3
Пример приготовления 10
Эпоксидное соединение
EP7 (гибкое жидкое состояние)
70
EP8 (гибкое+содержащее F)
30
Отвердитель
PA-2 (полиамин)
41
Фотокатализатор
EH-1 (твердое вещество)
-
Катализатор отверждения
IM-3 (Жидкость 1)
-
IM-7 (Жидкость 2)
-
Связующее вещество
C-1 (глицидоксипропилтриметокси-силан)
-
C-2 (аминопропилтриэтоксисилан)
2
Результат оценки
Способность к набуханию
D
Температура стеклования (Tg)
B
Вымываемое количество
D
[0320]
-EP1: Глицидиловый эфир бисфенола А (эпоксидный эквивалент: 190 г/экв.)
[Химическая формула 41]
[0321]
-EP2: Глицидиловый эфир бисфенола F (эпоксидный эквивалент: 170 г/экв.)
[Химическая формула 42]
[0322]
-EP3: Эпоксидная смола новолака крезола (эпоксидный эквивалент: 160 г/экв.)
[Химическая формула 43]
[0323]
-EP4: Эпоксидная смола дициклопентадиенфенольного типа (эпоксидный эквивалент: 239 г/экв.)
[Химическая формула 44]
В вышеприведенной формуле m имеет значение 0,2.
[0324]
-EP5: Эпоксидная смола дициклопентадиендиметанольного типа (эпоксидный эквивалент: 165 г/экв.)
[Химическая формула 45]
[0325]
-EP6: Аминофенольная эпоксидная смола, показанная ниже (эпоксидный эквивалент: 95 г/экв.)
[Химическая формула 46]
[0326]
-EP7: Бисфенолгексафторизопропилглицидиловый эфир
-EP8: EPIKOTE 871 производства компании Mitsubishi Chemical Corporation
[0327]
- Отвердитель -
-PA-1 (полиамин): (TO184 производства компании Mitsubishi Chemical Corporation)
-PA-2 (полиамин): (#296 производства компании Fuji Kasei Co., Ltd.)
-T-1: Триметилолпропан-трис-(3-меркаптобутират)
-T-2: Дипентаэритритгексакис(3-меркаптопропионат)
-T-3: 1,3,5-трис(3-меркаптопропил)-1,3,5-триазин-2,4,6(1H,3H,5H)-трион
[0328]
- Катализатор отверждения -
[0329]
[Химическая формула 47]
[0330]
[Химическая формула 48]
[0331]
- Связывающий агент -
-C-1: 3-глицидоксипропилтриметоксисилан (KBM-403 производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
-C-2: 3-аминопропилтриэтоксисилан (KBE-903 производства компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
[0332]
Из вышеприведенных результатов видно, что Сравнительные Примеры 1, 2 и 3 не удовлетворяли требуемым спецификациям, поскольку они не удовлетворяли заданному значению для набухания и имели высокое количество вымываемого материала, хотя они удовлетворяли заданному значению для температуры стеклования (Tg). Как видно из результатов теста набухания, их полимерный слой абсорбировал чернила и набухал. Кроме того, благодаря набуханию связанных частей их Модуль Юнга понизился, что уменьшило жесткость части пути потока и значительно уменьшило давление в пути потока для того, чтобы чернила текли, что привело к значительному ухудшению надежности выбрасывания чернил из головки.
Пример 1 достиг лучшего набухания и удовлетворил заданным спецификациям. Было выяснено, что выбор многофункциональной смолы типа новолака крезола для полимерного слоя обеспечил более хорошее набухание и более хорошую стойкость к чернилам.
Пример 2 достиг лучшей эффективности, чем Пример 1, с точки зрения вымывания, и удовлетворил заданным спецификациям в дополнение к лучшей стойкости к чернилам. Было выяснено, что использование для полимерного слоя эпоксидной смолы аминофенольного типа, имеющей низкий эпоксидный эквивалент и низкую молекулярную массу, позволило компенсировать реакции следовых количеств непрореагировавших частей, что привело к лучшей эффективности в плане вымывания, а также к лучшей стойкости к чернилам.
Пример 1 и Пример 2 имели низкую температуру стеклования (Tg). Низкая температура стеклования (Tg), хотя и не является проблемой для обычных офисных принтеров, была бы проблематичной для промышленных принтеров с точки зрения надежности в тепловом цикле, поскольку головка может нагреваться до температуры от 40°C до 60°C для того, чтобы понизить вязкость выбрасываемых чернил.
[0333]
Пример 3 достиг намного лучшей эффективности, чем Пример 1, в плане набухания и температуры стеклования (Tg), и удовлетворил заданным спецификациям в дополнение к лучшей стойкости к чернилам и лучшей теплостойкости. Было выяснено, что использование для полимерного слоя эпоксидной смолы дициклопентадиенового типа позволило получить многофункциональную структуру, которая имеет высокий эпоксидный эквивалент и является рыхлой, что специфично для дициклопентадиена, и что использование гексафункционального T-2 (DPMP), имеющего низкую молекулярную массу и низкую концентрацию активного водорода, позволило реализовать как сетевую структуру, труднопроницаемую для чернил, так и высокую температуру стеклования, что привело к лучшей стойкости к чернилам и лучшей теплостойкости. Пример 3 имел высокую температуру стеклования (Tg), и, следовательно, может беспроблемно использоваться для промышленных принтеров, которые могут нагреваться во время использования.
[0334]
Примеры 4, 5, 6 и 7 достигли намного лучшей эффективности в плане вымывания, чем Пример 3, и удовлетворили заданным спецификациям в дополнение к еще более лучшей стойкости к чернилам и теплостойкости. Было выяснено, что введение реактивного разбавителя дициклопентадиенового типа в дополнение к конфигурации Примера 3 позволило уменьшить непрореагировавшие части, что привело к лучшей эффективности в плане вымывания.
Примеры 4, 5 и 6 имели низкое количество вымываемого вещества, и, следовательно, могут иметь стойкость широкому спектру чернил, а также могут надежно использоваться с различными чернилами для промышленных принтеров, которые могут нагреваться во время использования.
[0335]
(Примеры 8-18 и Сравнительные примеры 4-8)
- Оценка набухания от чернил, начальной способности к связыванию и надежности связывания -
Тест на набухание от чернил выполнялся описанным ниже образом. Результаты представлены в Таблицах 7-9. Кроме того, в качестве функции поддержания положения полимерного слоя начальная способность к связыванию и надежность связывания были оценены, как описано ниже, путем связывания элементов (пластины с соплами и пластины пути потока) вместе. Результаты представлены в Таблицах 7-9.
[0336]
<Примеры 1 и 2 производства слоя обработки>
Как показано в Таблице 4, обработка поверхности была применена к образцу для теста на нарушение адгезии, а также к образцу для теста набухания от чернил.
2
2
2
Оценка выполнялась со слоями обработки, которые представляли собой пленки из содержащего Zr SiO, с элементным отношением Si:Zr, равным 2:1. Способом формирования пленки для металла, включенного в пленку из SiO, было многоцелевое разбрызгивание. Мишени из Si и Zr были установлены, O был введен в качестве реакционного газа, и мощностями для обеих мишеней управляли так, чтобы соблюдалось заданное соотношение элементов.
[0337]
[Таблица 4]
Производственный пример 1
Производственный пример 2
Тип пленки
SiO<sub>2</sub>
SiTaOx
Элементное соотношение: Si:Ta:O=22:l1:67
Толщина пленки
50 нм
50 нм
*Содержание любого другого элемента, кроме описанных выше в слое обработки, составляло не более 10 атомн.%.
[0338]
<Образец для теста нарушения адгезии>
В качестве образцов для теста нарушения адгезии каждая из заготовок из монокристаллического Si, имеющих ширину 17 мм и толщину 400 мкм, была обработана так, чтобы она имела четыре линии разреза, которые были сдвинуты с шагом положения разреза 42,3 мкм, и каждая из которых была сформирована с шагом 150 точек на дюйм с шириной 140 мкм и длиной 2000 мкм (с коэффициентом площади связывания 64,7%).
[0339]
<Поверхностная обработка>
2
2
Поверхностная обработка была применена к соответствующим образцам для теста нарушения адгезии. В качестве поверхностной обработки для оценки наносилась пленка из SiO и пленка из SiO с введением Ta. В качестве способа формирования пленки на образцах использовалось многоцелевое разбрызгивание. Характеристики слоев обработки показаны в Таблице 4.
[0340]
<Связывание>
Полимерные композиции, показанные в Таблицах 7-9, были нанесены на связываемую поверхность соответствующих образцов для теста нарушения адгезии так, чтобы их толщина составила 2,5 мкм. Затем образцы для теста нарушения адгезии были покрыты либо прокатанным плоским образцом из нержавеющей стали SUS304, имеющим ширину 19 мм и толщину 20 мкм, поверх которого был сформирован слой обработки Производственного примера 1, либо тем же самым прокатанным плоским образцом из нержавеющей стали, поверх которого был сформирован слой обработки Производственного примера 2, и нагревались при сжатии с усилием 10 сН м так, чтобы они связались путем отверждения, при температуре 80°C в течение 3 час. Этот процесс регулировался так, чтобы полимерный слой, получающийся в результате связывания, имел среднюю толщину 1,5 мкм. Таким образом были произведены соответствующие образцы для теста нарушения адгезии.
[0341]
<Производство образца для теста на набухание от чернил>
В качестве образцов для теста на набухание от чернил полимерные композиции, показанные в Таблицах 7-9, были помещены в форму, нагреты и вулканизированы при температуре 80°C в течение 3 час, а затем вынуты из формы, чтобы тем самым произвести отвержденные продукты полимерных композиций, имеющие ширину 10 мм, длину 500 мм и толщину 1 мм.
[0342]
(Пример приготовления чернил 1)
- Синтез соединения амида, имеющего структурную формулу (1) -
N,N-диметилакриламид (19,828 г) и 1-бутанол (14,824 г) были помещены в разъемную колбу объемом 300 мл, оборудованную мешалкой, термопарой и трубкой для введения газообразного азота, и перемешивались при введении газообразного азота.
Затем был добавлен трет-бутоксид натрия (0,388 г), и реакция протекала при температуре 35°C в течение 4 час. После того, как нагревание было завершено, была добавлена фосфорная кислота (150 мг), и полученный раствор был гомогенизирован, а затем оставлен на 3 час. После этого раствор был профильтрован для удаления осевшего вещества, после чего дополнительно было выполнено удаление непрореагировавшего вещества с помощью испарителя. Выход составил 30,5 г (с коэффициентом выхода 88%).
1
Полученное вещество было подвергнуто измерению H-ЯМР, и были получены следующие результаты: 0,95 частей на миллион (3H), 1,3 частей на миллион (4Н) - 1,5 частей на миллион (4Н), 2,4 частей на миллион (2H), 2,9 частей на миллион (6Н), 3,4 частей на миллион (2H) и 3,7 частей на миллион (2H). Следовательно, полученное вещество являлось соединением амида, представленным нижеприведенной структурной формулой (1).
[0343]
<Соединение амида структурной формулы (1)>
[Химическая формула 49]
[0344]
- Приготовление поверхностно преобразованной дисперсии 1 черного пигмента -
2
Пигмент BLACK PEARLS (зарегистрированная торговая марка) 1000 производства компании Cabot Corporation (сажа с площадью поверхности по Брунауэру-Эммету-Теллеру 343 м/г, и 105 мл/100 г DBPA) (100 г), соединение, представленное нижеприведенной структурной формулой (VI) (100 ммоль), а также ионообменная вода высокой чистоты (1 л) были смешаны при комнатной температуре с помощью мешалки SILVERSON (6000 об/мин).
Когда полученная густая суспензия стала иметь значение pH выше, чем 4, к ней была добавлена азотная кислота (100 ммоль). Через тридцать минут азотистокислый натрий (100 ммоль), растворенный в ничтожно малом количестве ионообменной воды высокой чистоты, был медленно добавлен к вышеупомянутой смеси. Затем эта смесь была нагрета до температуры 60°C при перемешивании, и реагировала в течение 1 час. Таким образом был произведен преобразованный пигмент, представляющий собой сажу, к которой было добавлено соединение, представленное нижеприведенной структурной формулой (VI).
[0345]
<Соединение структурной формулы (VI)>
[Химическая формула 50]
[0346]
Затем преобразованный пигмент был доведен до значения pH 10 с помощью водного раствора NaOH, чтобы тем самым через 30 минут получить дисперсию преобразованного пигмента.
Вместе с ионообменной водой высокой чистоты, дисперсия, содержащая пигмент, связанный по меньшей мере с одной присоединенной к тому же атому группой бисфосфоновой кислоты или присоединенной к тому же атому натриевой солью бисфосфоновой кислоты, была подвергнута ультрафильтрации с помощью мембраны диализа и дополнительно подвергнута ультразвуковому диспергированию для того, чтобы тем самым получить преобразованную дисперсию пигмента, сконденсированную до содержания твердого пигмента 20 мас.%.
Уровень обработки поверхности полученной преобразованной дисперсии пигмента составил 0,75 ммоль/г, а ее среднеобъемный диаметр частиц (D50), измеренный с помощью анализатора распределения зернистости (NANOTRACK UPA-EX150 производства компании Nikkiso Co., Ltd.), составил 120 нм.
Кроме того, содержание в нем иона натрия, измеренное с помощью прибора TOA-DKK ION METER IM-32P, составило 27868 частей на миллион, а содержание в нем фосфора (P), измеренное с помощью элементного анализа, составило 2,31 мас.%.
[0347]
- Производство струйных чернил на основе воды -
Как показано в нижеприведенной Таблице 5 рецептов чернил, растворимый в воде органический растворитель, смачивающее вещество, агент проникновения, поверхностно-активное вещество, фунгицид и вода были смешаны и перемешивались в течение 1 час для равномерного смешивания.
Затем к этой смеси были добавлены диспергируемый в воде краситель (дисперсия пигмента), пеногаситель и регулятор pH, и они перемешивались в течение 1 час. Полученная смесь была подвергнута фильтрации под давлением через мембранный фильтр из поливинилиденфторида, имеющий средний диаметр пор 1,2 мкм, для того, чтобы удалить грубые частицы и мусор, чтобы тем самым произвести струйные чернила на основе воды.
[0348]
[Таблица 5]
Компонент (мас.%)
Чернила на основе воды
Диспергируемый в воде краситель
Поверхностно преобразованная дисперсия 1 черного пигмента (Пример приготовления 1)
37,5
Растворимый в воде органический растворитель
Соединение амида структурной формулы (1)
10
Соединение структурной формулы (8)
10
Соединение амида структурной формулы (V)
10
Смачивающее вещество
Глицерин
10
Агент проникновения
2-этил-1,3-гександиол
2
Поверхностно-активное вещество
Соединение общей формулы (VIIa) - (q)
0,1
Фунгицид
PROXEL GSL
0,05
Пеноуничтожитель
2,4,7,9-тетраметилдекан-4,7-диол
0,4
Регулятор pH
2-амино-2-этил-1,3-пропандиол
0,2
Чистая вода
Остаток
Всего (мас.%)
100
[0349]
Сокращенные коды и т.д. в Таблице 5 означают следующее.
-PROXEL GXL: фунгицид, содержащий 1,2-бензизотиазолин-3-он в качестве главного компонента (производства компании Avecia Inc., главный компонент: 20 мас.%, содержащий дипропиленгликоль)
[0350]
- Соединение амида нижеприведенной структурной формулы (1)
[Химическая формула 51]
[0351]
- Соединение нижеприведенной структурной формулы (8)
[Химическая формула 52]
[0352]
- Соединение амида, представленное нижеприведенной структурной формулой (V)
[Химическая формула 53]
Структурная формула (V)
[0353]
- Соединение общей формулы (VIIa) - (q)
6
13
2
2
2
2
21
12
25
CF-CHCH(OH)CHO-(CHCHO)-CH
[0354]
(Пример приготовления чернил 2)
- Производство струйных чернил на основе растворителя -
Органические растворители (реагенты производства компании Kanto Chemical Co., Inc.), показанные в нижеприведенной Таблице 6 рецептов чернил, смешивались и перемешивались в течение 1 час для их равномерного смешивания. Вещество SOLSPERSE 37500 (название продукта производства компании Lubrizol Corporation) и черный пигмент с цветовым индексом 7 (C. I. pigment black 7) (название продукта: «CARBON BLACk #970» производства компании Mitsubishi Chemical Corporation), были добавлены к этой жидкой смеси, и они перемешивались в ванне со льдом с помощью устройства EXCEL AUTO HOMOGENIZER производства компании Nissei Corporation со скоростью 5000 об/мин в течение 30 мин, так, чтобы они были диспергированы до безагрегатного состояния. После этого они были диспергированы с помощью бисерной мельницы мультилабораторного типа DYNO-MIL производства компании Shinmaru Enterprises Corporation, заполненной дробью из двуокиси циркония, имеющей диаметр 0,3 мм, чтобы тем самым получить жидкую дисперсию пигмента (со средним диаметром частиц пигмента 150 нм).
Оставшееся количество органических растворителей, BYK-340 (фторсодержащее поверхностно-активное вещество производства компании Byk-Chemie GmbH) и PARALOID B60 (акриловая смола производства компании Rohm & Haas Corporation) были добавлены к полученной жидкой дисперсии пигмента, и все это было смешано и перемешивалось в течение 1 час, а затем было подвергнуто фильтрации под давлением через мембранный фильтр из политетрафторэтилена (PTFE), имеющий средний диаметр пор 5 мкм, для того, чтобы удалить грубые частицы и мусор и тем самым произвести струйные чернила на основе растворителя.
[0355]
[Таблица 6]
Компонент (мас.%)
Чернила на основе растворителя
Пигмент
Черный пигмент с цветовым индексом 7
4
Диспергирующий агент
SOLSPERSE 37500
4
Органический растворитель
Этиленгликоль-н-бутилэфирацетат
59
Амилпропионат
14
Циклогексанон
7
Монометиловый эфир дипропиленгликоля
5
N-метилпирролидон
1
Поверхностно-активное вещество
BYK-340
2
Смола связующего вещества
PARALOID B60
4
Всего (мас.%)
100
[0356]
<Тест на набухание от чернил>
Произведенные образцы чернил для теста на набухание (отвержденные продукты полимерных композиций) были погружены в чернила, показанные в Таблицах 7-9 соответственно (при температуре 50°C на 40 час, при ультразвуковом воздействии), и коэффициент набухания образцов был вычислен в соответствии с нижеприведенной математической формулой 1 на основе массы образцов до и после выдержки в чернилах.
- Математическая формула 1 -
Коэффициент набухания=[(масса после теста - начальная масса)/начальная масса] ×100
- Критерии оценки -
A: коэффициент набухания составлял меньше чем 3%.
B: коэффициент набухания составлял 3% или выше, но меньше чем 5%.
C: коэффициент набухания составлял 5% или выше, но меньше чем 10%.
D: коэффициент набухания составлял 10% или выше.
[0357]
<Начальная способность к связыванию>
С помощью настольной машины для испытания материалов (TENSILON STA-1150 производства компании Orientec Co., Ltd.) каждый образец для испытаний на нарушение адгезии был подвергнут пять раз измерению усилия нарушения адгезии в направлении 90° со скоростью 1 мм/мин для того, чтобы измерить усилие нарушения адгезии в тот момент, когда расстояние нарушения адгезии достигает 5 мм. Было вычислено среднее усилие нарушения адгезии, и начальная способность к связыванию была оценена на основе нижеприведенных критериев.
- Критерии оценки -
A: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,2 Н или больше.
B: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,0 Н или больше, но меньше чем 1,2 Н.
C: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 0,5 Н или больше, но меньше чем 1,0 Н.
D: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило меньше чем 0,5 Н.
Следует отметить, что требуемой спецификацией для среднего значения усилия для нарушения адгезии было значение 0,5 Н или больше (А - C).
[0358]
<Надежность связывания>
Соответствующие образцы после испытания на нарушение адгезии были подвергнуты тесту на стойкость к чернилам и погружены в чернила, показанные в Таблицах 7-9 (погружение в чернила с температурой 60°C на 60 дней), а затем были подвергнуты испытанию на нарушение адгезии.
С помощью настольной машины для испытания материалов (TENSILON STA-1150 производства компании Orientec Co., Ltd.) каждый образец после теста на стойкость к чернилам был подвергнут пять раз измерению усилия нарушения адгезии в направлении 90° со скоростью 1 мм/мин для того, чтобы измерить усилие нарушения адгезии в тот момент, когда расстояние нарушения адгезии достигает 5 мм. Было вычислено среднее усилие нарушения адгезии, и надежность связывания была оценена на основе нижеприведенных критериев.
- Критерии оценки -
A: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,2 Н или больше.
B: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,0 Н или больше, но меньше чем 1,2 Н.
C: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 0,5 Н или больше, но меньше чем 1,0 Н.
D: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило меньше чем 0,5 Н.
Следует отметить, что требуемой спецификацией для среднего значения усилия для нарушения адгезии было значение 0,5 Н или больше (А - C).
[0359]
[Таблица 7]
Сравнительный пример 4
Сравнительный пример 5
пример 8
пример 9
пример 10
пример 11
пример 12
Пример производства слоя обработки
Производственный пример 1
Производственный пример 1
Производственный пример 1
Производственный пример 2
Производственный пример 1
Производственный пример 2
Производственный пример 2
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiTaO
SiO<sub>2</sub>
SiTaO
SiTaO
Пример приготовления полимерной композиции
Пример приготовления 1
Пример приготовления 1
Пример приготовления 6
Пример приготовления 6
Пример приготовления 6
Пример приготовления 9
Пример приготовления 9
Средняя толщина полимерного слоя
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
Пример приготовления чернил
Вода
Растворитель
Вода
Вода
Растворитель
Вода
Растворитель
Пример приготов-ления 1
Пример приготовления 2
Пример приготовления 1
Пример приготовления 1
Пример приготовления 2
Пример приготовления 1
Пример приготовления 2
Набухание от чернил
C
D
A
A
B
A
B
Начальная способность к связыванию
B
B
A
C
A
A
A
Надежность связывания
D
D
B
C
B
A
B
[0360]
Из результатов, показанных в Таблице 7, видно, что Сравнительные примеры 4 и 5 не удовлетворяют заданным спецификациям, потому что хотя они и удовлетворяли заданному значению начальной способности к связыванию, они не удовлетворяли заданному значению для набухания, имели относительно низкую надежность связывания, и имели низкую надежность устойчивости к чернилам. Как очевидно из результатов теста на набухание, было выяснено, что их полимерный слой, который представлял собой отвержденный продукт полимерной композиции, абсорбировал чернила и набухал, уменьшая тем самым жесткость и прочность. Кроме того, наблюдение границы между полимерным слоем и элементом из монокристаллического кремния показало, что эта граница на связанных частях, находящихся над разделяющими перегородками кремниевого элемента, была разъедена в результате воздействия чернил на полимерную композицию, и эффективно связанные части были уменьшенными или исчезли вообще. Из вышеприведенных результатов было выяснено, что прочность связывания была значительно уменьшена.
Кроме того, благодаря уменьшению связанных частей жесткость части пути потока была уменьшена, и давление в пути потока для течения чернил было также значительно уменьшено, что привело к значительному ухудшению надежности выброса чернил из головки.
В Примерах 8-10 использование Примера 6 приготовления полимерной композиции позволило достичь намного более высокой эффективности в плане набухания по сравнению с Примерами приготовления чернил 1 и 2, позволив получить жидкостную струйную головку, удовлетворяющую требованиям к надежности связывания.
2
В частности, Пример 10 смог достичь намного более высокой эффективности по сравнению со Сравнительными примерами в плане коэффициента набухания, начальной способности к связыванию, а также надежности связывания. Было выяснено, что отвержденный продукт достиг достаточной стойкости к чернилам на основе растворителя, и чернила на основе растворителя не растворяли SiO слоя обработки, что предотвратило уменьшение эффективно связанных частей и позволило получить достаточную надежность связывания.
Далее, в Примерах 11 и 12 использование Примера 9 приготовления полимерной композиции значительно улучшило надежность связывания по сравнению с Примерами приготовления чернил 1 и 2, что позволило получить жидкостную струйную головку, удовлетворяющую требованию высокой надежности связывания. Было выяснено, что эпоксидная смола в Примере 9 приготовления полимерной композиции была сшита с более высокой плотностью и отверждена, что предотвратило внедрение или проникание чернил в полимерный слой во время выдержки в чернилах и привело к высокой надежности связывания.
Далее, Пример 12 смог достичь лучшей эффективности, чем Пример 9, в плане начальной способности к связыванию и надежности связывания, что позволило получить жидкостную струйную головку, удовлетворяющую требованию высокой надежности связывания. Было выяснено, что сильно полярное содержащее аминогруппу связующее вещество, содержащееся в эпоксидной смоле Примера 9 приготовления полимерной композиции, сделало эпоксидную смолу способной к реакции или к адсорбции даже с SiTaOx, содержащим соединение Ta, имеющее низкую активность, что позволило получить высокую прочность интерфейса. Было выяснено, что в результате может быть получена жидкостная струйная головка, имеющая лучшую начальную способность к связыванию и лучшую надежность связывания.
[0361]
[Таблица 8]
Сравнительный пример 6
Сравнительный пример 7
Сравнительный пример 8
Пример производства слоя обработки
Производственный пример 1
Производственный пример 1
Производственный пример 1
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
Пример приготовления полимерной композиции
Пример приготовления 10
Пример приготовления 1
Пример приготовления 2
Средняя толщина полимерного слоя
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
Пример приготовления чернил
Вода
Вода
Вода
Пример приготовления 1
Пример приготовления 1
Пример приготовления 1
Набухание от чернил
C
C
C
Начальная способность к связыванию
B
B
B
Надежность связывания
D
D
D
[0362]
[Таблица 9]
пример 13
пример 14
пример 15
пример 16
пример 17
пример 18
Пример производства слоя обработки
Отсутст-вует
Производ-ственный пример 1
Производ-ственный пример 1
Производ-ственный пример 1
Производ-ственный пример 1
Производст-венный пример 1
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
SiO<sub>2</sub>
Пример приготовления полимерной композиции
Пример приготов-ления 6
Пример приготов-ления 3
Пример приготов-ления 4
Пример приготов-ления 5
Пример приготов-ления 7
Пример приготовления 8
Средняя толщина полимерного слоя
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
1,5 мкм
Пример приготовления чернил
Вода
Вода
Вода
Вода
Вода
Вода
Пример приготов-ления 1
Пример приготов-ления 1
Пример приготов-ления 1
Пример приготов-ления 1
Пример приготов-ления 1
Пример приготов-ления 1
Набухание от чернил
A
B
B
A
A
A
Начальная способность к связыванию
B
C
C
B
A
A
Надежность связывания
C
C
C
C
B
B
[0363]
Из результатов, показанных в Таблицах 8 и 9, видно, что Сравнительные примеры 6-8 не удовлетворяют заданным спецификациям, потому что хотя они и удовлетворяли заданному значению начальной способности к связыванию, они не удовлетворяли заданному значению для набухания от чернил, имели относительно низкую надежность связывания, и имели низкую надежность устойчивости к чернилам. Как очевидно из результатов теста на набухание, было выяснено, что их полимерный слой, который представлял собой отвержденный продукт полимерной композиции, абсорбировал чернила и набухал, уменьшая тем самым жесткость и прочность. Кроме того, наблюдение границы между полимерным слоем и элементом из монокристаллического кремния показало, что эта граница на связанных частях, находящихся над разделяющими перегородками кремниевого элемента, была разъедена в результате воздействия чернил на полимерную композицию, и эффективно связанные части были уменьшенными или исчезли вообще. Из вышеприведенных результатов было выяснено, что прочность связывания была значительно уменьшена.
Кроме того, благодаря уменьшению связанных частей жесткость части пути потока была уменьшена, и давление в пути потока для течения чернил было также значительно уменьшено, что привело к значительному ухудшению надежности выброса чернил из жидкостной струйной головки.
Далее, в Примерах 14 и 15 использование Примеров приготовления полимерной композиции 3 и 4 позволило достичь лучшей эффективности в плане надежности чернил. Было выяснено, что использование в качестве сырья эпоксидной смолы типа новолака крезола, содержащей эпоксигруппы с высокой плотностью и имеющей высокую молекулярную массу, позволило получить отвержденный продукт, имеющий низкое поглощение воды. Подавление проникновения чернил позволило также улучшить надежность связывания.
Далее, в Примерах 13 и 16 использование Примеров приготовления полимерной композиции 5 и 6 позволило достичь лучшей эффективности в плане набухания от чернил и начальной способности к связыванию. Было выяснено, что использование эпоксидной смолы типа новолака крезола с включенной в нее структурой дициклопентадиена, которая формирует рыхлую структуру, позволило получить структуру, которая была очень плотной, несмотря на ее низкую молекулярную массу, а также позволило улучшить прочность связывания.
2
Далее, в Примерах 17 и 18 использование Примеров приготовления полимерной композиции 7 и 8 позволило достичь намного лучшей эффективности, чем Сравнительные примеры, в плане надежности связывания, в дополнение к набуханию и начальной способности к связыванию. Было выяснено, что включение низкомолекулярной эпоксидной смолы дициклопентадиенового типа привело к чрезвычайно плотной сети связей отвержденного продукта, что в значительной степени подавило количество отвержденного продукта, вымываемого чернилами, во время выдержки в чернилах. Это позволило в значительной степени подавить проникание чернил в полимерный слой и дегенерацию полимерного слоя, что в свою очередь позволило подавить коррозию SiO, которая представляла собой слой обработки составных частей и элементов.
[0364]
(Примеры 19-24)
- Оценка средней толщины, начальной способности к связыванию (прочности связывания) и коэффициента удержания прочности связывания (надежности связывания) клейкого слоя -
Оценивались начальная способность к связыванию и коэффициент удержания прочности связывания клейких слоев, у которых средняя толщина варьировалась описанным ниже образом. Результаты показаны в Таблице 10 и на Фиг. 15.
[0365]
<Начальная способность к связыванию>
Каждый из образцов из монокристаллического Si, имеющих ширину 17 мм и толщину 400 мкм, был обработан так, чтобы он имел четыре линии разреза, которые были сдвинуты с шагом положения разреза 42,3 мкм, и каждый из которых был сформирован с шагом 150 точек на дюйм с шириной 140 мкм и длиной 2000 мкм, и слой обработки Производственного примера 1 был сформирован поверх каждого кусочка монокристаллического Si (с коэффициентом площади связывания 64,7%). Пример 9 приготовления полимерной композиции был нанесен на поверхность связывания каждого полученного кусочка монокристаллического Si таким образом, чтобы толщина полимерного слоя была больше, чем намеченная толщина 1 мкм. Каждый полученный кусочек монокристаллического Si был покрыт прокатанной плоской пластиной, сделанной из нержавеющей стали SUS304 и имеющей ширину 19 мм и толщину 20 мкм, поверх которой был сформирован слой обработки Производственного примера 1, и они нагревались при сжатии с усилием 10 сН м так, чтобы произошло отверждение полимерной композиции, при температуре 80°C в течение 3 час.
Толщина этих полимерных слоев была отрегулирована с помощью агента обеспечения зазора (MICROPEARL производства компании Sekisui Chemical Co., Ltd.). Например, Фиг. 16 представляет собой изображение поперечного сечения связанной части, где средняя толщина полимерного слоя была отрегулирована до 1,8 мкм с помощью агента обеспечения зазора, имеющего диаметр частиц 1,5 мкм. Фиг. 17 представляет собой изображение поперечного сечения связанной части, где средняя толщина полимерного слоя была отрегулирована до 2,9 мкм с помощью агента обеспечения зазора, имеющего диаметр частиц 3,0 мкм.
Толщина полимерного слоя наблюдалась с помощью электронного микроскопа (SEM: сканирующий электронный микроскоп) после того, как связанный образец был залит в эпоксидную смолу и обработан на полировальном станке так, чтобы можно было наблюдать желаемое поперечное сечение.
С помощью настольной машины для испытания материалов (TENSILON STA-1150 производства компании Orientec Co., Ltd.) каждый связанный и отвержденный образец был подвергнут пять раз измерению усилия нарушения адгезии в направлении 90° со скоростью 1 мм/мин для того, чтобы измерить усилие нарушения адгезии в тот момент, когда расстояние нарушения адгезии достигает 5 мм. Было вычислено среднее усилие нарушения адгезии, и начальная способность к связыванию была оценена на основе нижеприведенных критериев.
- Критерии оценки -
A: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,2 Н или больше.
B: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 1,0 Н или больше, но меньше чем 1,2 Н.
C: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило 0,5 Н или больше, но меньше чем 1,0 Н.
D: Среднее значение усилия для нарушения адгезии составило меньше чем 0,5 Н.
Следует отметить, что требуемой спецификацией для среднего значения усилия для нарушения адгезии было значение 1,0 Н или больше (А и В).
[0366]
<Надежность связывания>
Соответствующие образцы после оценки начальной способности к связыванию были подвергнуты тесту на стойкость к чернилам (погружение в чернила с температурой 60°C на 60 дней). Для теста на стойкость к чернилам использовались чернила, показанные в Таблице 5 рецептов чернил (Пример приготовления чернил 1).
С помощью настольной машины для испытания материалов (TENSILON STA-1150 производства компании Orientec Co., Ltd.) были измерены начальная прочность связывания и прочность связывания после выдержки в чернилах каждого образца. Коэффициент удержания прочности связывания (%) вычислялся в соответствии с формулой: коэффициент удержания прочности связывания (%)=(прочность связывания после выдержки в чернилах/начальная прочность связывания) × 100, и надежность связывания оценивалась на основе нижеприведенных критериев.
- Критерии оценки -
A: 90% или выше
B: 70% или больше и меньше чем 90%
C: 50% или больше и меньше чем 70%
D: меньше чем 50%
Следует отметить, что требуемая спецификация составляла 50% или выше (А - C).
[0367]
[Таблица 10]
пример 19
пример 20
пример 21
пример 22
пример 23
пример 24
Пример приготовления полимерной композиции
9
9
9
9
9
9
Средняя толщина (мкм) полимерного слоя
0,5
1
1,5
2,0
2,5
3,0
Начальная способность к связыванию
C
B
A
A
A
A
Начальная прочность связывания (Н)
0,8
1,4
1,7
1,8
2
9
Надежность связывания
A
A
B
B
C
D
Коэффициент удержания прочности связывания (%)
100
100
88
67
60
40
Из результатов, приведенных в Таблице 10, видно, что Пример 19 удовлетворял требованиям спецификации для надежности связывания, но имел низкую начальную способность к связыванию и не удовлетворял требованиям спецификации. Причина этого заключалась в том, что отвержденный продукт полимерной композиции представлял собой эпоксидную структуру, имеющую высокую плотность сшивки и, следовательно, очень высокий модуль Юнга, что затрудняло получение достаточной прочности связывания, когда средняя толщина полимерного слоя была малой.
По сравнению с этим Примеры 23 и 24 удовлетворяли требованиям спецификации для начальной способности к связыванию, но имели низкую надежность связывания и не удовлетворяли требованиям спецификации. Причина этого заключалась в том, что полимерный слой с большей средней толщиной подвергался прониканию гидрофильного органического растворителя и воды в полимерный слой и границу соединения, ускоряя тем самым нарушение адгезии и уменьшая прочность связывания.
Из вышеприведенных результатов видно, что было возможно гарантировать как надежность связывания, так и начальную способность к связыванию за счет задания средней толщины полимерного слоя равной 2,5 мкм или меньше, что позволило гарантировать наиболее критическую надежность связывания, а также за счет задания средней толщины полимерного слоя равной 1,0 мкм или больше, что позволило гарантировать высокую начальную прочность.
[0368]
Аспекты настоящего изобретения являются, например, следующими.
<1> Жидкостная струйная головка, включающая в себя:
путь потока, состоящий из первого элемента, полимерного слоя и второго элемента,
в которой полимерный слой содержит отвержденный продукт из полимерной композиции, содержащей: эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (1); соединение политиола, имеющего 2 или более группы тиола в своей молекуле; и соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2),
[Химическая формула 54]
Общая формула (1)
1
2
где в вышеприведенной общей формуле (1) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный следующей формулой:
[Химическая формула 55]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12,
[Химическая формула 56]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
где в вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
<2> Жидкостная струйная головка в соответствии с пунктом <1>,
в которой в общей формуле (2) j равно 1.
<3> Жидкостная струйная головка в соответствии с пунктом <1> или <2>,
в которой эпоксисоединение, представленное общей формулой (1), является эпоксисоединением, представленным нижеприведенной общей формулой (3),
[Химическая формула 57]
Общая формула (3)
1
где в вышеприведенной общей формуле (3) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, и R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
<4> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <3>,
в которой полимерная композиция содержит эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (4),
[Химическая формула 58]
Общая формула (4)
где в вышеприведенной общей формуле (4) R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
<5> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <4>,
в которой полимерная композиция содержит эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (5),
[Химическая формула 59]
Общая формула (5)
10
11
где в вышеприведенной общей формуле (5) R и Rнезависимо друг от друга представляют собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода.
<6> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <5>,
в которой содержание эпоксисоединения, представленного общей формулой (1), составляет от 10 массовых частей до 100 массовых частей относительно 100 массовых частей полного количества эпоксисоединения.
<7> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <6>,
в которой политиоловое соединение является по меньшей мере одним соединением, выбираемым из группы, состоящей из дипентаэритритгекса(3-меркаптобутирата) и 1,3,5-трис(3-меркаптопропил)-1,3,5-триазин-2,4,6 (1H,3H,5Н)-триона.
<8> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <7>,
в которой полимерная композиция содержит силановый аппрет, представленный нижеприведенной общей формулой (6),
[Химическая формула 60]
Общая формула (6)
7
8
9
10
где в вышеприведенной общей формуле (6) R и R представляют собой алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, R представляет собой любую из группы алкилена, имеющей от 1 до 20 атомов углерода, и группы арилена, и R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу.
<9> Жидкостная струйная головка в соответствии с пунктом <8>,
в которой силановый аппрет, представленный общей формулой (6), является по меньшей мере одним соединением, выбираемым из группы, состоящей из 3-аминопропил-триметоксисилана, 3-аминопропилтриэтоксисилана, N-(2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилана, N-(2-аминоэтил)аминопропилметилдиметоксисилана и 3-фениламинопропилтриметоксисилана.
<10> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <9>,
в которой граница, на которой по меньшей мере любой из первого элемента и второго элемента контактирует с полимерным слоем, включает в себя слой обработки, который представляет собой оксид, содержащий Si, и этот оксид содержит переходный металл, формирующий пассивный слой на любом из первого элемента и второго элемента.
<11> Жидкостная струйная головка в соответствии с пунктом <10>,
в которой слой обработки содержит по меньшей мере один переходный металл, выбираемый из переходных металлов Группы IV и Группы V.
<12> Жидкостная струйная головка в соответствии с пунктом <10> или <11>,
в которой слой обработки содержит по меньшей мере один металл, выбираемый из группы, состоящей из Hf, Ta и Zr.
<13> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <12>,
которая включает в себя полимерный слой между первым элементом и вторым элементом, и средняя толщина этого полимерного слоя составляет от 1,0 мкм до 2,5 мкм.
<14> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <13>,
в которой первый элемент представляет собой пластину с соплами, в которой формируются струйные отверстия для выбрасывания жидкости,
в которой второй элемент представляет собой пластину пути потока, включающую в себя индивидуальные камеры для жидкости, ведущие к струйным отверстиям, и
в которой индивидуальные камеры для жидкости формируются первым элементом и вторым элементом, связываемыми посредством полимерного слоя.
<15> Жидкостная струйная головка в соответствии с любым из пунктов <1> - <14>,
в которой полимерный слой содержит структурный блок, представленный нижеприведенной общей формулой (1a), структурный блок, представленный нижеприведенной структурной формулой 1, а также соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2),
[Химическая формула 61]
Общая формула (1a)
1
2
где в вышеприведенной общей формуле (1а) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный нижеприведенной формулой:
[Химическая формула 62]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12,
[Химическая формула 63]
Структурная формула 1
[Химическая формула 64]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
где в вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, и R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
<16> Способ для производства жидкостной струйной головки, включающей в себя путь потока, состоящий из первого элемента, полимерного слоя и второго элемента, причем этот способ производства включает в себя:
придание отвержденного продукта полимерной композиции первому элементу, где полимерная композиция содержит эпоксисоединение, представленное нижеприведенной общей формулой (1), политиоловое соединение, имеющее 2 или более группы тиола в своей молекуле, а также соединение имидазола, представленное нижеприведенной общей формулой (2),
связывание первого элемента и второго элемента друг с другом посредством этой полимерной композиции, и
применение энергии к этой полимерной композиции для ее отверждения и формирования полимерного слоя,
[Химическая формула 65]
Общая формула (1)
1
2
где в вышеприведенной общей формуле (1) L является целым числом, имеющим значение 0 или больше, но меньше чем 3, m является положительным числом, имеющим значение 0,1 или больше, но меньше чем 50, R представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода, и R представляет собой заместитель, представленный нижеприведенной формулой:
[Химическая формула 66]
3
4
где каждый из R и R независимо представляет собой атом водорода или незамещенную или замещенную фтором метильную группу, а n является целым числом, имеющим значение от 4 до 12,
[Химическая формула 67]
Общая формула (2)
5
6
7
8
2
2
9
где в вышеприведенной общей формуле (2) k имеет значение 1 или больше, но меньше чем 6, j имеет значение 0 или 1, каждый из R, R и R независимо представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, R представляет собой группу алкилена, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, или группу арилена, или -CHCHCOO-, R представляет собой атом водорода, или алкильную группу, имеющую от 1 до 20 атомов углерода, или арильную группу, или цианометильную группу, когда k равно 1, и представляет собой группу углеводорода, имеющего от 1 до 20 атомов углерода, когда k имеет значение от 2 до 6.
<17> Жидкостное струйное устройство, включающее в себя:
жидкостную струйную головку в соответствии с любым из пунктов <1> - <15>,
<18> Устройство формирования изображения, включающее в себя:
блок корпуса, выполненный с возможностью вмещать в себя струйные чернила, и
жидкостную струйную головку, выполненную с возможностью прикладывания воздействия к струйным чернилам для того, чтобы они вылетали и записывали изображение на носителе записи,
в котором жидкостная струйная головка представляет собой жидкостную струйную головку в соответствии с любым из пунктов <1> - <15>.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0369]
100 - жидкостная струйная головка;
101 - сопло;
102 - пластина с соплами;
103 - путь потока;
104 - пластина пути потока;
105 - пластина вибрации;
113 - полимерный слой.