Tintenstrahlkopf, Tintenstrahldrucker, bei dem der Tintenstrahlkopf eingesetzt wird, und Verfahren z

专利摘要:
Ein Tintenstrahlkopf (14), der eine Öffnungsplatte (5) mit einer Öffnung (6) umfasst, die eine Tinte zur Bildung eines Bilds ausstößt, wobei der Tintenstrahlkopf (14) ferner einen wasserabstoßenden Film (7) zum Abstoßen der Tinte auf einer Oberfläche der Öffnungsplatte (5) aufweist, und der wasserabstoßende Film (7) eine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht und einen Teil aufweist, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, und der an die Schicht gebunden ist, wodurch ein Tintenstrahlkopf und ein Tintenstrahldrucker mit einem wasserabstoßenden Film, der sehr gute Wasserabstoßungseigenschaften bezüglich einer Tinte auf Ölbasis und eine hohe Abriebbeständigkeit aufweist, bereitgestellt werden können.
公开号:DE102004022600A1
申请号:DE200410022600
申请日:2004-05-07
公开日:2004-12-09
发明作者:Makoto Hitachinaka Kurosawa；Hiroshi Hitachi Sasaki；Yoshinari Hitachinaka Suzuki
申请人:Ricoh Printing Systems Ltd；
IPC主号:B41J2-045

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlkopf mit einemwasserabstoßendenFilm mit hoher Abriebbeständigkeitauf einer Öffnung,einen Tintenstrahldrucker, bei dem der Tintenstrahlkopf eingesetztwird, und ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabstoßenden Films,der in dem Tintenstrahlkopf eingesetzt wird.
[0002] ZurVerhinderung einer Haftung von Verunreinigungen und zur Erzeugungeiner Wasserfestigkeit wurden verschiedene Arten wasserabstoßender Materialienentwickelt. Als wasserabstoßendeMaterialien werden vorwiegend Silikonmaterialien und Fluormaterialienuntersucht. Bei einem Vergleich der Silikonmaterialien und Fluormaterialienzeigt sich, dass die Fluormaterialien dahingehend vorteilhaft sind,dass sie die Oberflächenenergieeiner Oberflächeeines Materials senken. Beispiele für die Fluormaterialien, dieuntersucht worden sind, umfassen eine Verbindung mit einer Perfluoralkylketteund eine Verbindung mit einer Perfluorpolyetherkette als monomolekularerFilm, und ein Fluor-enthaltendes Polymerharz als Polymerfilm.
[0003] Beispielefür dieAnwendung wasserabstoßenderMaterialien umfassen Anwendungen im Haushalt wie z.B. in der Küche undim Bad, Anwendungen bei Kraftfahrzeugen, wie z.B. bei Fenstern undKarosserien, und Anwendungen in Büros, wie z.B. für die Oberfläche einesBildschirms und eine Öffnungsoberfläche eines Kopfseines Tintenstrahldruckers. Tintenstrahldrucker werden nicht nurin Büroshäufigeingesetzt, sondern auch in Haushalten, und zwar aufgrund ihrerim Vergleich zu einem elektrophotographischen Drucker geringen Größe. DieBilderzeugung wird beim Tintenstrahldrucker durch Ausstoßen vonTintentröpfchenaus einer Öffnungeiner Düseeines Kopfs auf ein Papier und Anhaftenlassen der Tintentröpfchen aufdem Papier erreicht. Wenn eine Tinte dabei in der Nähe der Öffnung anhaftetund trocknet, gibt es Fälle,bei denen Tintentröpfchen, dieneu ausgestoßenwerden, damit in Kontakt kommen, so das die Ausstoßrichtungabweicht. Ein gewöhnlicherTintenstrahldrucker weist daher eine Öffnungsoberfläche desKopfs, die einer Behandlung zur Abstoßung einer Tinte unterworfenworden ist (d.h. einer Wasserabstoßungsbehandlung) und einenMechanismus zum Abwischen der Öffnungsoberfläche auf.
[0004] EineTinte, die zur Bilderzeugung bei einem Tintenstrahldrucker verwendetwird, umfasst Tinten auf Ölbasisund wässrigeTinten und einige dieser Tinten enthalten eine geringe Menge einer organischenHarzkomponente. Die Tinte dieses Typs weist eine geringe Oberflächenspannungauf und verursacht deshalb Probleme dahingehend, dass die Tintenur durch einen wasserabstoßendenFilm mit sehr guten Wasserabstoßungseigenschaftenabgestoßenwerden kann und wenn die Tinte in der Nähe der Düse trocknet, verfestigt siesich und haftet an der Düse.Gemäß den durchdie Erfinder durchgeführtenUntersuchungen wurde gefunden, dass es erforderlich ist, dass ein Öffnungsteileiner Düseeinen Kontaktwinkel von mindestens 50° aufweist, und zwar selbst imFall einer Tinte auf Ölbasis.
[0005] EinFluor-enthaltendes Polymerharz, wie z.B. PTFE (Polytetrafluorethylen,von DuPont Corp. hergestellt) und Cytop (Handelsname, von AsahiGlass Co., Ltd., hergestellt), weist einen Kontaktwinkel mit Wasser vonetwa 105 bis 110° auf.Gegenübereinigen Tinten auf Ölbasisweist es unzureichende Wasserabstoßungseigenschaften auf. ImFall von Tinten auf Ölbasis,die nicht mit dem Wasserabstoßungsvermögen vonPTFE und Cytop abgestoßenwerden können,zeigt ein Film, der mit einer Perfluorpolyetherverbindung ausgebildet wird,die an einem Ende eine Alkoxysilangruppe aufweist, wie z.B. OptoolDSX, das von Daikin Industries, Ltd., hergestellt wird, eine stärkere Wasserabstoßung alsPTFE und Cytop, oder es wird ein Film mit einer Perfluoralkylverbindungverwendet. Diese Filme weisen mit Wasser einen großen Kontaktwinkelvon 120° auf.
[0006] EinwasserabstoßenderFilm, der mit der Perfluorpolyetherverbindung oder der Perfluoralkylverbindungausgebildet wird, neigt jedoch dazu, dass die Wasserabstoßungseigenschaftenauf dessen Oberfläche signifikantvermindert werden, wenn eine Tinte über einen längeren Zeitraum damit in Kontaktkommt. Dies ist auf die folgenden Gründe zurückzuführen. Die Perfluorpolyetherkettenoder die Perfluoralkylketten haften zur Bildung des Films nur spärlich aufeiner festen Oberfläche(d.h. die Öffnungsoberfläche im Falldes Kopfs), so dass die feste Oberfläche folglich nicht vollständig damitbedeckt wird. Daher haftet eine Tinte an Teilen, die nicht damitbedeckt sind und die Tinte benetzt die Teile und breitet sich dannaus, so dass folglich die gesamte Öffnungsoberfläche benetztwird. Das Fluor-enthaltende Polymerharz, wie z.B. PTFE und Cytop,weist dieses Problem nicht auf, da es so ausgebildet werden kann,dass es die gesamte feste Oberflächebedeckt.
[0007] Wenneine Oberflächeeines wasserabstoßendenFilms, der mit dem Fluor-enthaltenden Polymerharz ausgebildet wordenist, z.B. mit der Perfluorpolyetherverbindung oder der Perfluoralkylverbindung,abgewischt wird, wird der Kontaktwinkel des Films aufgrund der Ablösung desFilms oder aus entsprechenden Gründen vermindert.Insbesondere im Fall einer Tinte, in der ein Pigment dispergiertist, wirken die Teilchen des Pigments als Schleifmittel, wodurcheine signifikante Abnahme des Kontaktwinkels durch Abkratzen deswasserabstoßendenFilms ver ursacht wird. Das Problem kann im Fall des Films, der mitdem Fluor-enthaltenden Polymerharz ausgebildet wird, durch Erhöhen derDicke gelöstwerden, jedoch besteht eine Beschränkung bei der Erhöhung derDicke, da die Dicke des Polymerharzes, das auf einen Kopf einesTintenstrahldruckers aufgebracht wird, notwendigerweise im Submikrometerbereichliegt. In einem Tintenstrahldrucker, der einen wasserabstoßenden Filmauf einem Kopf aufweist, ist es erforderlich, dass die Öffnungsoberfläche desKopfs mit einem Silikonkautschuk oder entsprechenden Materialienin regelmäßigen Zeitintervallenabgewischt wird, um die Öffnungsoberfläche während desZeitraums zu reinigen, in dem der Drucker eingeschaltet ist. Wennbeispielsweise angenommen wird, dass der Abwischvorgang bei einemTintenstrahldrucker, der 8 Stunden pro Tag eingeschaltet ist, 10min lang durchgeführtwird, dann wird der Kopf währenddrei Jahren etwa 50000 mal abgewischt. Es gibt gegenwärtig keinenwasserabstoßendenFilm, der nach dem wiederholten Abwischen ausreichende Wasserabstoßungseigenschaftenbeibehält.
[0008] Dieder vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Bereitstellungeines Tintenstrahlkopfs, der einen wasserabstoßenden Film aufweist, der beideVorteile aufweist, d.h. die Dauerbeständigkeit des Fluor-enthaltendenPolymerharzes und die guten wasserabstoßenden Eigenschaften der Perfluorpolyetherverbindungund der Perfluoralkylverbindung, eines Tintenstrahldruckers, derden Tintenstrahlkopf umfasst, und eines Verfahrens zur Herstellungdes wasserabstoßendenFilms.
[0009] AlsErgebnis der Untersuchung verschiedener Verfahren zur Lösung derProbleme, die durch die Erfinder durchgeführt worden sind, wurde gefunden,dass die Probleme durch die Verwendung eines Films gelöst werdenkönnen,der eine Struktur aufweist, die eine Schicht enthält, diemit einem Fluor-enthaltenden Polymerfilm ausgebildet ist, an denein Teil gebunden ist, der eine Perfluorpolyetherkette oder einePerfluoralkylkette aufweist. Insbesondere wurde auch gefunden, dasseine Perfluorpolyetherverbindung, die an einem Ende eine Alkoxysilangruppeaufweist, einen Film bereitstellt, der Wasser und eine Tinte auf Ölbasis effektiv abstößt.
[0010] Fernerwurde gefunden, dass ein wasserabstoßender Film mit einer hohenAbriebbeständigkeitdurch Bestrahlen der Schicht, die aus einem Fluor-enthaltenden Polymerharzausgebildet ist, mit einem Sauerstoffplasma vor der Bildung desTeils, der eine Perfluorpolyetherkette oder eine Perfluoralkylketteaufweist, erhalten werden kann.
[0011] Insbesonderewird die vorstehend genannte Aufgabe durch einen Tintenstrahlkopfnach Anspruch 1, einen Tintenstrahldrucker nach Anspruch 4 und dasVerfahren nach Anspruch 5 gelöst.Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0012] 1 ist ein schematischesQuerschnittsdiagramm, das einen erfindungsgemäßen wasserabstoßenden Filmzeigt;
[0013] 2 ist eine schematischeQuerschnittsansicht, die eine Öffnungsplatteeines Tintenstrahlkopfs zeigt, der in der vorliegenden Erfindungverwendet wird;
[0014] 3A und 3B sind eine schematische Querschnittsansichtvon der Seite her bzw. eine schematische Querschnittsansicht vonoben her einer Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfs;
[0015] 4A und 4B sind eine schematische Querschnittsansichtvon der Seite her bzw. eine schematische Querschnittsansicht vonoben her einer Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers;und
[0016] 5 ist ein schematischesVerfahrensdiagramm, welches das Verfahren zur Bildung eines wasserabstoßenden Filmsauf einer Öffnungsplattezeigt.
[0017] Beidem erfindungsgemäßen Tintenstrahlkopfenthältder auf der Öffnungausgebildete wasserabstoßende Film das Fluor-enthaltende Polymerharz undmindestens eine Verbindung, die aus der Perfluorpolyetherverbindungund der Perfluoralkylverbindung ausgewählt ist. Die 1 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagrammdavon.
[0018] Aufeinem Substrat 1 ist eine Schicht 2 ausgebildet,die ein Fluor-enthaltendes Polymerharz enthält und darauf ist ferner mittelseiner Bindungsstelle 3 ein Teil 4 ausgebildet,der mindestens eine Kette aufweist, die aus einer Perfluorpolyetherketteund einer Perfluoralkylkette ausgewählt ist. Die Komponenten werden nachstehenddetailliert beschrieben.
[0019] Beispielefür dasFluor-enthaltende Polymerharz umfassen Harze, die in einem Lösungsmittelunlöslichsind oder nur eine geringe Löslichkeitaufweisen, wie z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE), ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer(PFA), ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer(FEP), Polychlortetrafluorethylen (PCTFE), ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer(ETFE), ein Chlortrifluorethylen-Ethylen-Copolymer (ECTFE), Polyvinyliden fluorid(PVdF) und Polyvinylfluorid (PVF). Das Harz kann an einem Substratmit einem Fixierelement wie z.B. einer Schraube fixiert werden,oder es kann durch Presskleben unter Wärmeeinwirkung auf einem Substratals Film ausgebildet werden.
[0020] Beispielefür dasMaterial, das in einem Lösungsmittellöslichist, umfassen Cytop (Handelsname, hergestellt von Asahi Glass Co.,Ltd.) und INT-304VC (Handelsname, hergestellt von INT Screen Co.,Ltd.). Abhängigvon deren Bezeichnung unterscheiden sich die Cytop-Typen bezüglich desLösungsmittels,der Konzentration, dem durchschnittlichen Molekulargewicht und dergleichenund ein geeignetes Material kann gemäß dem Substrat und den Filmbildungsbedingungenausgewähltwerden. Um das Haftvermögenan dem Substrat zu verbessern, ist es bevorzugt, dass das Substratvorher mit einem Silanhaftvermittler, wie z.B. einer Alkoxysilanverbindungund einer Trichlorsilanverbindung, und einem Titanhaftvermittler,wie z.B. einer Alkoxytitanverbindung, behandelt wird. Es gibt Fälle, beidenen das Haftvermögendurch Mischen des Haftvermittlers mit der Lösung des Fluor-enthaltendenPolymerharzes verbessert werden kann.
[0021] Dievorstehend genannten Materialien sind vorzugsweise ein amorphesHarz, da dann in der Erfindung im Vergleich zu einem kristallinenMaterial bei der Bildung des dünnenFilms auf der Oberflächeder Öffnungeine einheitliche Filmdicke sichergestellt werden kann.
[0022] DiePerfluorpolyetherverbindung ist vorzugsweise eine Verbindung miteiner Perfluorpolyetherkette und einer Alkoxysilangruppe in einemMolekül,da eine solche Verbindung das Haftvermögen an dem Fluor-enthaltendenPolymerharz verbessert, das als Basisschicht des wasserabstoßenden Filmsgebildet worden ist. Die Verbindung weist auch das charakteristischeMerkmal auf, dass sie auf der Filmoberfläche nicht wandert, um so eineKontrolle des wasserabstoßendenBereichs zu ermöglichen.Beispiele dafürumfassen diejenigen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₃ F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₂R F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₃ F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₂R [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₃ [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₂R {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₃ {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₂R dargestelltwerden, worin X und Y jeweils einen Teil darstellen, an dem diePerfluorpolyetherkette und ein Alkoxysilanrest aneinander gebundensind, und R eine Alkylgruppe darstellt.
[0023] Beispielefür einVerfahren zur Synthese eines Wasserabstoßungsbehandlungsmittels, dasvon den vorstehend genannten allgemeinen Formeln umfasst ist (Verbindungen1 bis 4), werden nachstehend beschrieben.
[0024] 25Gewichtsteile Krytox 157FS-L, das von DuPont Corp. hergestellt wird(durchschnittliches Molekulargewicht: 2500), wurden in 100 GewichtsteilenPF-5080 gelöst,das von 3M Corp. hergestellt wird, wobei der Lösung 20 Gewichtsteile Thionylchloridzugesetzt wurden und die Lösungdann 48 Stunden unter Rührenunter Rückflussgehalten wurde. Das Thionylchlorid und das PF-5080 wurden mit einemVerdampfer verdampft, wobei 25 Gewichtsteile einer Verbindung erhaltenwurden, bei der die Carboxylgruppe von Krytox 157FS-L in eine Chlorformylgruppeumgewandelt worden ist. 100 Gewichtsteile PF-5080, 3 GewichtsteileSila Ace S330, das von Chisso Corp. hergestellt wird, und 3 GewichtsteileTriethylamin wurden zugesetzt und das Gemisch wurde 20 Stunden beiRaumtemperatur gerührt.Das Reaktionsgemisch wurde mit Radiolite Fineflow A, das von ShowaChemical Co., Ltd., hergestellt wird, filtriert und das PF-5080 in dem Filtratwurde mit einem Verdampfer verdampft, wobei 20 Gewichtsteile derVerbindung 1 erhalten wurden.
[0025] 20Gewichtsteile der Verbindung 2 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 1 erhalten, jedoch wurden anstellevon 3 Gewichtsteilen Sila Ace S330, das von Chisso Corp. hergestelltwird, 3 Gewichtsteile Sila Ace S360 verwendet, das von Chisso Corp.hergestellt wird.
[0026] 30Gewichtsteile der Verbindung 3 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 1 erhalten, jedoch wurden anstellevon 25 Gewichtsteilen Krytox 157FS-L, das von DuPont Corp. hergestellt wird(durchschnittliches Molekulargewicht: 2500), 35 Gewichtsteile DemnumSH verwendet, das von Daikin Industries, Ltd. hergestellt wird (durchschnittlichesMolekulargewicht: 3500).
[0027] 30Gewichtsteile der Verbindung 4 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 1 erhalten, jedoch wurden anstellevon 3 Gewichtsteilen Sila Ace S330, das von Chisso Corp. hergestelltwird, 3 Gewichtsteile Sila Ace S360, das von Chisso Corp. hergestelltwird, und anstelle von 25 Gewichtsteilen Krytox 157FS-L, das vonDuPont Corp. hergestellt wird (durchschnittliches Molekulargewicht:2500), 35 Gewichtsteile Demnum SH verwendet, das von Daikin Industries,Ltd. hergestellt wird (durchschnittliches Molekulargewicht: 3500).
[0028] DieErfinder haben gefunden, dass die Abriebbeständigkeit verbessert wird, wenndie Verbindung mehrere Perfluorpolyetherketten in einem Molekül aufweist.Beispiele fürdiese Verbindungen umfassen diejenigen, die durch die folgendenallgemeinen Formeln [F{CF(CF₃)-CF₂O)}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₃ [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₂R {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}Y-Si(OR)₃ {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₂R dargestelltwerden, worin Y einen Teil darstellt, an dem die Perfluorpolyetherketteund eine Alkoxysilangruppe aneinander gebunden sind, und R eineAlkylgruppe darstellt.
[0029] Beispielefür einVerfahren zur Synthese des Wasserabstoßungsbehandlungsmittels, dasvon den vorstehend genannten allgemeinen Formeln umfasst ist (Verbindungen5 bis 8), werden nachstehend beschrieben.
[0030] 25Gewichtsteile Krytox 157FS-L, das von DuPont Corp. hergestellt wird(durchschnittliches Molekulargewicht: 2500), wurden in 100 GewichtsteilenPF-5080 gelöst,das von 3M Corp. hergestellt wird, wobei der Lösung 20 Gewichtsteile Thionylchloridzugesetzt wurden und die Lösungdann 48 Stunden unter Rührenunter Rückflussgehalten wurde. Das Thionylchlorid und das PF-5080 wurden mit einemVerdampfer verdampft, wobei 25 Gewichtsteile einer Verbindung erhaltenwurden, bei der die Carboxylgruppe von Krytox 157FS-L in eine Chlorformylgruppeumgewandelt worden ist. 100 Gewichtsteile PF-5080, 1 GewichtsteilSila Ace S320, das von Chisso Corp. hergestellt wird, und 3 GewichtsteileTriethylamin wurden zugesetzt und das Gemisch wurde 20 Stunden beiRaumtemperatur gerührt.Das Reaktionsgemisch wurde mit Radiolite Fineflow A, das von ShowaChemical Co., Ltd., hergestellt wird, filtriert und das PF-5080in dem Filtrat wurde mit einem Verdampfer verdampft, wobei 20 Gewichtsteileder Verbindung 5 erhalten wurden.
[0031] 20Gewichtsteile der Verbindung 6 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 5 erhalten, jedoch wurde anstellevon 1 Gewichtsteil Sila Ace S320, das von Chisso Corp. hergestelltwird, 1 Gewichtsteil Sila Ace S310 verwendet, das von Chisso Corp.hergestellt wird.
[0032] 30Gewichtsteile der Verbindung 7 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 5 erhalten, jedoch wurden anstellevon 25 Gewichtsteilen Krytox 157FS-L, das von DuPont Corp. hergestellt wird(durchschnittliches Molekulargewicht: 2500), 35 Gewichtsteile DemnumSH verwendet, das von Daikin Industries, Ltd. hergestellt wird (durchschnittlichesMolekulargewicht: 3500).
[0033] 30Gewichtsteile der Verbindung 8 wurden in der gleichen Weise wiebei der Synthese der Verbindung 5 erhalten, jedoch wurden anstellevon 1 Gewichtsteil Sila Ace S320, das von Chisso Corp. hergestelltwird, 1 Gewichtsteil Sila Ace S310, das von Chisso Corp. hergestelltwird, und anstelle von 25 Gewichtsteilen Krytox 157FS-L, das vonDuPont Corp. hergestellt wird (durch schnittliches Molekulargewicht:2500), 35 Gewichtsteile Demnum SH verwendet, das von Daikin Industries,Ltd. hergestellt wird (durchschnittliches Molekulargewicht: 3500).
[0034] Dasdurchschnittliche Molekulargewicht des Wasserabstoßungsmittelsbeträgtim Allgemeinen etwa 1000 bis 12000, wobei es von der Größe der Perfluorpolyetherketteund der Anzahl der Perfluorpolyetherketten in einem Molekül abhängt. Diedurch die Verbindung gebildete wasserabstoßende Membran ist eine Schichtauf molekularem Niveau mit einer Dicke von mehreren Nanometern.Die Dicke der Membran kann mit einer kontaktlosen Membrandickemessvorrichtung(Ellipsometer, hergestellt von Mizojiri Optical Co., Ltd.) oder durchMessen der CF-Streckschwingungnahe bei 1200 cm^–2 (Kayser) in einemim Reflexionsmodus aufgenommenen IR-Spektrum erhalten werden. AlsErgebnis der durch die Erfinder durchgeführten Experimente wurde gefunden,dass die Oberflächen,die mit diesen Wasserabstoßungsmittelnbehandelt worden sind, nicht nur eine wässrige Tinte, die in Wasserleicht löslichist, sondern auch eine Tinte auf Ölbasis abstoßen, diein Wasser unlöslichoder kaum löslichist.
[0035] DiewasserabstoßendeMembran kann mit dem Wasserabstoßungsbehandlungsmittel in derfolgenden Weise ausgebildet werden. Durch Verdünnen des Wasserabstoßungsbehandlungsmittelsin einem Lösungsmittelwird eine Lösunghergestellt. Die Lösungwird dann mittels Bürstenbeschichten,Sprühbeschichten,Schleuderbeschichten, Tauchbeschichten oder ähnlichen Verfahren auf eine Öffnungsplatteaufgebracht. Die so aufgebrachte Lösung wird dann erhitzt, umdie Alkoxysilangruppen des Wasserabstoßungsbehandlungsmittels unddie Hydroxylgruppen auf der Oberfläche der Öffnungsplatte miteinander umzusetzen,wodurch das Wasserabstoßungsbehandlungsmittelunter Bildung einer wasserabstoßendenMembran chemisch an die Oberflächeder Öffnungsplattegebunden wird. Das in der Erfindung verwendete Wasserabstoßungsbehandlungsmittelwird beim Kontakt mit Wasser hydrolysiert. Es dringt auch in eineDüse miteinem Durchmesser von 10 bis 50 μmein. Daher ist das Lösungsmittel,das zur Herstellung der Beschichtungslösung verwendet wird, vorzugsweiseein Fluorlösungsmittelmit einem niedrigen Wassergehalt und einer geringen Oberflächenspannung.Spezielle Beispiele dafürumfassen FC-72, FC-77, PF-5060, PF-5080, HFE-7100 und HFE-7200, dievon 3M Corp. hergestellt werden, und Vertrel XF, das von DuPontCorp. hergestellt wird.
[0036] Inden vorstehend genannten chemischen Formeln stellen X und Y jeweilseinen Teil dar, an dem die Perfluorpolyetherkette und die Alkoxysilangruppeaneinander gebunden sind. Der Teil ist nicht speziell beschränkt undes handelt sich dabei vorzugsweise um eine Gruppe mit einer Struktur,die selbst in dem Fall nicht hydrolysiert wird, bei dem eine schwachalkalische Tinte verwendet wird. Beispiele dafür umfassen diejenigen, dieeine Amidbindung oder eine Etherbindung enthalten. Die Gruppe enthält vorzugsweisekeine Esterbindung und keine Ionenbindung. Spezielle Beispiele umfassendie nachstehenden Gruppen:
[0037] Beispielefür diedurch X dargestellte Gruppe sind
[0038] Beispielefür diedurch Y dargestellte Gruppe sind
[0039] DerwasserabstoßendeFilm der Erfindung kann in der folgenden Weise ausgebildet werden.Wenn das Fluor-enthaltende Polymerharz ein Material ist, das ineinem Fluorlösungsmittellöslichist, wie z.B. Cytop, wird eine Lösungdes Fluor-enthaltenden Polymerharzes auf ein Substrat aufgebracht,auf dem der wasserabstoßendeFilm ausgebildet werden soll, und dann wird das Lösungsmittelverdampft, oder das Harz wird unter Wärmeeinwirkung gehärtet, sodass die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht auf der Oberfläche desSubstrats gebildet wird. Im Fall von Polytetrafluorethylen (PTFE),einem Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA),einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Polychlortetrafluorethylen(PCTFE), einem Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer (ETFE), einemChlortrifluorethylen-Ethylen-Copolymer(ECTFE), Polyvinylidenfluorid (PVdF), Polyvinylfluorid (PVF) unddergleichen, bei denen es sich um Fluor-enthaltende Polymerharzehandelt, die nicht in einem Fluorlösungsmittel löslich sind,wird zur Bildung des Films ein dünnerFilm davon auf der Oberflächedes Substrats mit einem Fixierelement wie z.B. einer Schraube fixiert.Wenn die Oberflächeuneben ist und das einzusetzende Fluor-enthaltende Polymerharz thermoplastischist, kann der Film durch Presskleben unter Wärmeeinwirkung ausgebildet werden.
[0040] Nachder Bestrahlung des Films mit einem Sauerstoffplasma, dem Aussetzendes Films gegenüber Ozonoder der Bestrahlung des Films mit UV-Strahlen wird eine Lösung derPerfluoralkylverbindung oder der Perfluorpolyetherverbindung daraufaufgebracht und dann wird das Lösungsmittelverdampft oder der Film wird unter Wärmeeinwirkung gehärtet. AlsFolge davon wird eine Schicht auf der Fluor-enthaltenden Polymerharzschichtausgebildet, die den Teil enthält,der eine Perfluorpolyetherkette oder eine Perfluoralkylkette enthält. Vorstehendwurde ein Grundverfahren zur Bildung des Films beschrieben.
[0041] Wenndie Fluor-enthaltende Polymerharzschicht vor dem Beschichten mitder Lösungder Perfluoralkylverbindung oder der Perfluorpolyetherverbindungmittels eines Plasmaveraschers mit einem Sauerstoffplasma bestrahltwird, werden Substituenten wie z.B. Hydroxylgruppen auf der Oberfläche derFluor-enthaltenden Polymerharzschicht gebildet. Eine Perfluoralkylverbindungoder eine Perfluorpolyetherverbindung, die an einem Ende eine Chlorsilangruppeoder eine Alkoxysilangruppe aufweist, wird durch Binden der Chlorsilangruppeoder der Alkoxysilangruppe an die durch Bestrahlung mit dem Plasmain Verbindung mit einer Oxidation gebildeten Hydroxylgruppen festan die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden, was in dem Fallgünstigist, wenn eine Abriebbeständigkeitgewünschtist. Der gleiche günstigeEffekt kann anstelle des Sauerstoffplasmas durch Bestrahlen mitUV-Strahlen oder durch Aussetzen gegenüber Ozon erwartet werden. ImUnterschied zu dem Fall des Sauerstoffplasmas besteht dabei jedochdie Neigung, dass im Vergleich mit dem Sauerstoffplasma durch eineVerlängerungder Bestrahlungszeit oder der Zeit des Aussetzens die Abriebbeständigkeitnicht weiter verbessert werden kann.
[0042] AlsErgebnis von Experimenten, die von den Erfindern durchgeführt wordensind, wurde gefunden, dass die Wasserabstoßungseigenschaften und dieAbriebbeständigkeitder Schicht, die durch die Perfluoralkylverbindung oder die Perfluorpolyetherverbindunggebildet worden ist, abhängigvom Ausmaß derBestrahlung der Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht mit dem Sauerstoffplasmamittels eines Plasmaveraschers variieren. Wenn die Bestrahlungszeitoder die Ausgangsleistung der Hochfrequenzenergiequelle des Plasmaveraschers(die der pro Zeiteinheit erzeugten Plasmamenge entspricht) erhöht wird,besteht die Tendenz, dass die Wasserabstoßungseigenschaften und dieAbriebbeständigkeitin gewissem Maß verbessertwerden. Wenn sie jedoch überein bestimmtes Maß hinausweiter erhöhtwird, besteht die Tendenz, dass die Wasserabstoßungseigenschaften und dieAbriebbeständigkeitin nachteiliger Weise vermindert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dassdie Oberflächeder Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht mit dem Sauerstoffplasmaoxidiert wird und die Schicht selbst dadurch gleichzeitig abgeriebenwird, wodurch die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht schließlich durcheine übermäßige Bestrahlungmit dem Sauerstoffplasma abgebaut wird, so dass eine wasser abstoßende Schichtmit einer im Wesentlichen aus einer Schicht bestehenden Strukturerhalten wird. Daher ist es erforderlich, dass die Bestrahlungsbedingungendes Sauerstoffplasmas gesteuert werden, wobei die optimalen Bedingungenabhängigvon der chemischen Struktur der Fluor-enthaltenden Polymerharzschichtund der Dicke der Schicht variieren und nicht ohne weiteres bestimmtwerden können.
[0043] Nachstehendwerden ein Tintenstrahlkopf und ein Drucker beschrieben, bei denender wasserabstoßendeFilm der Erfindung eingesetzt wird.
[0044] Die 2 ist eine schematischeQuerschnittsansicht, die eine Öffnungsplatteeines Tintenstrahlkopfs zeigt.
[0045] EinTintenstrahlkopf weist eine Mehrzahl von Düsen auf und die Düsen weisenjeweils eine Tintenkammer, ein Antriebselement, wie z.B. ein piezoelektrischesElement und ein Heizelement sowie eine Öffnung zum Ausstoßen vonTintentröpfchenauf (deren Details späterbeschrieben werden). Tintentröpfchenwerden aus einer Öffnung 6 ausgestoßen. Die Öffnung 6 istdurch eine Öffnungsplatte 5 ausgebildet.Auf der Oberfläche der Öffnungsplatte 5,aus der die Tinte ausgestoßenwird, ist ein wasserabstoßenderFilm 7 ausgebildet. Die Oberfläche der Öffnung wird aus den folgendenGründeneiner Wasserabstoßungsbehandlungunterworfen. Wenn eine Tinte an der Öffnungsoberfläche in derNähe der Öffnung 6 anhaftet,wird die Ausstoßrichtungder Tinte, die anschließendausgestoßenwird, abgelenkt und die Tinte trifft nicht auf einer vorbestimmtenPosition auf. Daher ist es erforderlich, dass die Öffnungsoberfläche einerWasserabstoßungsbehandlungunterworfen wird, um zu verhindern, dass die Tinte in der Nähe der Öffnung 6 anhaftet.
[0046] DerwasserabstoßendeFilm ist auch auf einer Innenflächeder Öffnungausgebildet. Als Ergebnis eines Tintenausstoßtests unter Verwendung verschiedenerArten von Tinten mit Düsenmit verschiedenen Größen undeinem wasserabstoßendenFilm, der bis in unterschiedliche Tiefen ausgebildet worden ist,wurde gefunden, dass eine vorgegebene Menge einer Tinte in dem Fallausgestoßenwird, bei dem der wasserabstoßendeFilm bis zu einer Tiefe von ¼ oderweniger des Düsendurchmessersausgebildet wird. Die Ausstoßmengenimmt jedoch in dem Fall in signifikanter Weise ab, bei dem dieTiefe ¼ desDüsendurchmessers übersteigt. Eswird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die wasserabstoßende Funktiondes was serabstoßendenFilms, der in einem Bereich ausgebildet ist, der tiefer als ¼ des Düsendurchmessersliegt, das Ausstoßender Tinte hemmt.
[0047] Aufeiner Oberflächeeines Tintenströmungskanalsvon einem Teil der Öffnungsplatte 5,die keinen wasserabstoßendenFilm 7 aufweist, zu einer Tintenkammer ist ein hydrophilerFilm 8 ausgebildet. Der hydrophile Film 8 istbereitgestellt, um das Benetzungsvermögen des Tintenströmungskanalszu verbessern und dieser hat als Folge davon auch die Funktion,dass eine Blasenbildung in dem Strömungskanal verhindert wird. Wennauf dem Weg von der Tintenkammer zu der Öffnung 6 durch denTintenströmungskanalBlasen gebildet werden, werden Tintentröpfchen nicht aus der Öffnung 6 ausgestoßen, obwohldie Tinte durch das Antriebselement ausgestoßen werden soll. Dies ist daraufzurückzuführen, dassdie Blasen den Druck absorbieren, der durch das Antriebselementerzeugt wird, und der Druck, der zum Ausstoßen der Tinte erforderlichist, nicht auf die Tinte übertragenwird. Die Blasenerzeugung wird durch das Bereitstellen des hydrophilenFilms 8 auf der Oberflächedes Tintenströmungskanalsunterdrückt,und zwar einschließlichdes Teils der Öffnungsplatte 5,die keinen wasserabstoßendenFilm 7 aufweist, bis zu der Tintenkammer, um sicherzustellen,dass die Tinte normal ausgestoßenwird. Der hydrophile Film wird notwendigerweise im Fall einer wässrigenTinte bereitgestellt, da diese in gewissem Maß eine Oberflächenspannungaufweist. Es ist jedoch nicht in dem Maß erforderlich, den hydrophilenFilm bereitzustellen, wenn es sich um eine Tinte auf Ölbasis handelt,da diese eine niedrige Oberflächenspannungaufweist und in dem Strömungskanalkaum Blasen erzeugt werden. Daher muss der hydrophile Film in manchenFällennicht bereitgestellt werden.
[0048] DasBehandlungsmittel zur Durchführungder Wasserabstoßungsbehandlungund das Verfahren zur Bildung des wasserabstoßenden Films wurden im vorstehendenAbschnitt 1, wasserabstoßendesMaterial, Behandlungsverfahren und dergleichen, beschrieben.
[0049] DasVerfahren zur Herstellung des wasserabstoßenden Films unter Verwendungdes Wasserabstoßungsbehandlungsmittelsumfasst ein Verfahren unter Verwendung eines Bands und eines wasserlöslichen Harzes,das in den späterbeschriebenen Beispielen erläutertwird. Darüberhinaus ist es möglich,dass der wasserabstoßendeFilm auf der gesamten Oberflächeder Öffnungsplatteausgebildet wird, und der nicht benötigte Teil des Films physikalischdurch einen Plasmaverascher, Sandstrahlen oder ein entsprechendesVerfahren entfernt wird.
[0050] DerwasserabstoßendeFilm auf der Innenflächeder Düsewird bis zu einer Tiefe von ¼ oderweniger des Düsendurchmessersgebildet. Wenn der wasserabstoßendeFilm in einer Tiefe von mehr als ¼ ausgebildet wird, dann bestehtdie Tendenz, dass der Tintenausstoß unterdrückt wird.
[0051] Nachstehendwird das Material fürdie Öffnungsplattedetailliert beschrieben. Die Öffnungsplatteenthältvorzugsweise eine großeMenge an Hydroxylgruppen fürdie Reaktion mit dem Wasserabstoßungsbehandlungsmittel undist daher vorzugsweise ein Metallmaterial. Insbesondere sind Materialienbevorzugt, die einen hohen Gehalt an Eisen, Chrom und dergleichenaufweisen. Wenn eine wässrigeTinte verwendet wird, neigt jedoch in der Luft enthaltenes Wasserim Gegensatz zu einer Tinte auf Ölbasisdazu, in der wässrigen Tintegelöstzu werden, und es besteht die Möglichkeit,dass das darin gelösteWasser die Düsenkorrodiert. Demgemäß ist dasMaterial fürdie Öffnungsplatteim Hinblick auf den Korrosionsschutz vorzugsweise Edelstahl. SpezielleBeispiele dafürumfassen austenitische Materialien, wie z.B. SUS201, SUS202, SUS301, SUS302,SUS303, SUS303Se, SUS304, SUS304L, SUS304N1, SUS304N2, SUS304NL,SUS305, SUS309S, SUS310S, SUS316, SUS316L, SUS316N, SUS316NL, SUS316J1,SUS316J1L, SUS317, SUS317L, SUS317J1, SUS321, SUS347, SUSXM7, SUSXM15J1und SUS329J1, ferritische Materialien, wie z.B. SUS405, SUS410L,SUS430, SUS430F, SUS434, SUS447J1 und SUSXM27, martensitische Materialien,wie z.B. SUS403, SUS410, SUS410J1, SUS416, SUS420J1, SUS420F, SUS431,SUS440A, SUS440B, SUS440C und SUS440F und ein ausscheidungsgehärtetes Material,wie z.B. SUS630 und SUS631.
[0052] Wenndie Tinte ein Korrosionschutzmittel enthält, kann eine Eisen-Nickel-Legierungverwendet werden, die zur Korrosion neigt. Wenn das Grundmaterialdes Gehäusesfür denTintenstrahlkopf ein Siliziumwafer ist, und das Gehäuse unddie Öffnungsplattemit einem hitzehärtendenHaftmittel geklebt sind, wird vorzugsweise eine Eisen-Nickel-Legierungmit einem Anteil von Eisen und Nickel von 50/50 bis 65/35 verwendet,da deren linearer Ausdehnungskoeffizient nahe an dem eines Siliziumwafersliegt.
[0053] Durchein Sauerstoffplasmaverfahren oder ein entsprechendes VerfahrenkönnenHydroxylgruppen in von Metallen verschiedene Materialien eingeführt werden.Beispiele fürdie Materialien umfassen ein anorganisches Material, wie z.B. einenSiliziumwafer und Zirkoniumoxid, und ein Harz, wie z.B. Polyimidund Polypropylen. Diese Materialien, die keine Veränderungen wiez.B. eine Auflösungund ein Quellen verursachen, wenn sie mit einer Tinte in Kontaktkommen, werden bevorzugt verwendet.
[0054] DerTeil der Düsenoberfläche, dernotwendigerweise der hydrophilen Behandlung unterworfen wird, kannmit einem Verfahren wie z.B. einer Bildung eines hydrophilen Filmsdurch Beschichten und Härteneines hydrophilen Behandlungsmaterials, und einem Verfahren unterVerwendung einer physikalischen Anregung, wie z.B. einer Plasmabestrahlung,hydrophil gemacht werden.
[0055] Wenndas hydrophile Behandlungsmaterial verwendet wird, kann die hydrophileBehandlung in der folgenden Weise durchgeführt werden. Eine Öffnung,die einer Wasserabstoßungsbehandlungauf einem Teil unterworfen worden ist, der einer solchen Behandlungbedarf, wird mit einem Tintenstrahlkopf kombiniert und eine Beschichtungszusammensetzung,die das hydrophile Behandlungsmaterial enthält, wird von einer Tintenzuführungsöffnung zugeführt. Das überschüssige Materialwird von der Öffnungabgegeben, um das Material auf den erforderlichen Teil aufzubringen,und das Material wird z.B. durch Erhitzen gehärtet, um die hydrophile Behandlungzu vervollständigen.Der erforderliche Teil der Oberfläche der Öffnung wird im Vorhinein derWasserabstoßungsbehandlungunterworfen, wodurch die hydrophile Behandlung auf dem nicht erforderlichenTeil verhindert werden kann.
[0056] Beispielefür dashydrophile Behandlungsmaterial umfassen kolloidales Siliziumdioxidund hydrophiles Aluminiumoxid. Beispiele für das kolloidale Siliziumdioxidumfassen IPA-ST und MT-ST, die von Nissan Chemical Industries, Ltd.,hergestellt werden, und Beispiele für das hydrophile Aluminiumoxidumfassen hydrophiles Aluminiumoxid 520, das von Nissan ChemicalIndustries, Ltd., hergestellt wird. Als Bindemittel zum Binden desMaterials als hydrophilen Film wird vorzugsweise ein Siliziumdioxidsolverwendet, das durch Polymerisieren eines Alkoxysilans bis zu einemdurchschnittlichen Molekulargewicht von mehreren 1000 polymerisiert wordenist. Ein mit einem organischen Bindemittel gebildetes organischesHarz neigt dazu, dass die Hydrophilie des hydrophilen Materialsaufgrund der starken wasserabstoßenden Eigenschaften desselbenim Vergleich zu dem Siliziumdioxidsol stark vermindert ist. Darüber hinauswirken Polyethylenglykol, Polyvinylalkohol, Polyethylenimin unddergleichen nach dem Aufbringen auf den Strömungskanal als hydrophilerFilm. Dabei handelt es sich um wasserlösliche Polymere und diese sindfür eineTinte auf Ölbasisund nicht füreine wässrige Tintegeeignet.
[0057] Beispielefür dasVerfahren zum Verleihen eines hydrophilen Charakters durch physikalischeStimulation umfassen ein Sauerstoffplasma, eine Ozonoxidation undeine Bestrahlung mit UV-Strahlen.Diese Verfahren zeigen jedoch eine Tendenz dahingehend, dass dieZeit, fürwelche die Hydrophilie im Vergleich zu dem hydrophilen Film beibehaltenwird, der unter Verwendung des hydrophilen Behandlungsmaterialsgebildet worden ist, kurz ist.
[0058] Die 3A und 3B sind eine schematische Querschnittsansichtvon der Seite her bzw. eine schematische Querschnittsansicht vonoben her einer Ausführungsformeines Tintenstrahlkopfs, auf den die Erfindung angewandt wird.
[0059] EineTinte wird in eine gewöhnlicheTintenkammer 9 von einem Tintentank (in den Figuren nichtgezeigt) durch eine Tintenzuführungsleitung(in den Figuren nicht gezeigt) zugeführt. Die in die gewöhnlicheTintenkammer 9 zugeführteTinte wird durch einen Tintenfilter 10 gefiltert und ineine Einzeltintenkammer 29 eingebracht. Die Einzeltintenkammer 29 istin einem Teil mit einem Antriebselement, wie z.B. einem piezoelektrischenElement, und einem Heizelement ausgestattet und das Volumen desInnenraums der Einzeltintenkammer 29 wird durch das Antriebselementgeändert,wodurch die in die Einzeltintenkammer 29 eingebrachte Tintein Form von Tintentröpfchenausgestoßenwird. In dieser Ausführungsformwird ein piezoelektrisches Element als Antriebselement verwendet.In den 3A und 3B wird die Tinte durch diefolgenden Schritte ausgestoßen.Ein Antriebsimpuls auf der Basis eines Antriebssignals, das voneiner Vorrichtung wie z.B. einem PC gesendet worden ist (in denFiguren nicht gezeigt), wird an eine Elektrode 11 angelegt.Ein piezoelektrisches Element 12 wird durch den Antriebsimpulskontrahiert oder ausgedehnt und die dadurch erzeugte Verdrängung verschiebtein Diaphragma 13, das ein Teil der Einzeltintenkammer 29 istund in Kontakt mit dem piezoelektrischen Element bereitgestelltist, so dass das Volumen der Einzeltintenkammer 29 geändert wird,wodurch die Tinte, die in die Einzeltintenkammer 29 eingebrachtworden ist, durch eine Öffnung 6 ausgestoßen wird.
[0060] DerTintenstrahlkopf 14 stößt eineTinte aus, währender sich entlang einer Führungsschiene 15 bewegt.Der Tintenstrahlkopf 14 wird mit einem Riemen 16 bewegt.
[0061] Die 4A und 4B sind eine schematische Querschnittsansichtvon der Seite her bzw. eine schematische Querschnittsansicht vonoben her einer Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers.
[0062] DasPapier 19 wird mit Förderwalzen 18 voneiner Papierzuführungsvorrichtung 17 gefördert. EinTintenstrahlkopf 14 ist so angeordnet, dass er auf dasPapier 19 gerichtet ist. Der Tintenstrahlkopf 14 istso gestaltet, dass er auf einer Führungsschiene 15 miteinem Riemenantriebsmotor 20 mittels eines Riemens 16 bewegtwird. Der Tintenstrahlkopf 14 stößt auf der Basis der Erfassungdurch einen Papierpositionssensor (in den Figuren nicht gezeigt)und durch einen Positionssensor des Kopfs in zweckmäßiger WeiseTinte auf das Papier 19 aus, so dass auf dem Papier 19 einBild gebildet wird. Das Papier 19, welches das auf dieseWeise gebildete Bild aufweist, wird zu einer Papieraufnahmeschale 21 gefördert. EinWartungsmechanismus 22 ist in dem Nicht-Druckbereich desDruckers zur Entfernung von Tinte, die an der Öffnungsplatte des Tintenstrahlkopfs 14 haftet,und zur Verhinderung einer Verminderung der Zuverlässigkeitaufgrund eines Tintenausstoßversagensbereitgestellt. Der Wartungsmechanismus enthält einen Spülmechanismus (in den Figurennicht gezeigt) und einen Abwischmechanismus (in den Figuren nichtgezeigt), der eine Silikonkautschukplatte oder dergleichen enthält. Die Öffnungsoberfläche wirdmit dem Wartungsmechanismus 22 abgewischt, um unnötige Tintezu entfernen, die in der Näheder Öffnunganhaftet.
[0063] DieErfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf dienachstehenden Beispiele beschrieben, die nicht beschränkend aufzufassensind.
[0064] Cytop(Typ CTL-107M, von Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt, als 7 Gew.-%igeLösungerhältlich)als Fluor-enthaltendes Polymerharz wurde mit dem geeigneten Lösungsmittelzur Bildung einer Lösungauf eine Konzentration von 1 Gew.-% verdünnt. Die Lösung wurde auf 4 SUS304-Platten, die jeweilseine Längevon 50 mm, eine Breite von 15 mm und eine Dicke von 80 μm aufwiesen,mit einem Tauchbeschichtungsverfahren aufgebracht und 1 Stunde auf120°C erhitzt,um auf der Oberflächeder SUS304-Platten einen aus Cytop ausgebildeten wasserabsto ßenden Filmzu bilden. Die Geschwindigkeit, mit der die SUS304-Platten für eine Öffnungsplatteentnommen wurden, betrug 10 mm/s.
[0065] DiePlatten, auf denen die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht ausgebildetworden ist, wurden mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt. Die zurBestrahlung verwendete Vorrichtung war eine Plasma Dry Cleaner PDC-210,die von Yamato Glass Co., Ltd. hergestellt worden ist. Die elektrischeAusgangsleistung der Hochfrequenzenergiequelle der Vorrichtung betrugbei der Bestrahlung 100W. Die Bestrahlungszeit für die vier Platten betrug 0(d.h. keine Bestrahlung mit einem Sauerstoffplasma), 100 s, 300s bzw. 1000 s.
[0066] Nachder Bestrahlung wurden die Platten sofort in eine Lösung derVerbindung 1, die in HFE-7200(einem Fluorlösungsmittel,von 3M Corp. hergestellt) gelöstwar, mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-% 1 Stunde lang eingetaucht.Die vier SUS-Platten wurden aus der Lösung entnommen und 10 min bei120°C erhitzt. Nachdem Abkühlender erhitzten SUS-Platten auf Normaltemperatur wurden sie mit HFE-7200gespült,um überschüssige Verbindung1 zu entfernen. Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurdenPrüfkörper erhalten,die mit SUS304-Plattengebildet worden sind, die jeweils einen erfindungsgemäßen wasserabstoßenden Filmaufwiesen. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies auf dessenOberflächekeine Hydroxylgruppen auf und deshalb wurde eine Perfluorpolyetherschicht,die von der Verbindung 1 abgeleitet war, einfach ohne Binden ander Fluorenthaltenden Polymerharzschicht angebracht.
[0067] ZumVergleich wurde ein weiterer Prüfkörper ohneBildung einer Fluor-enthaltenden Polymerschicht mit Cytop, jedochunter Durchführungder anderen Verfahrensschritte (d.h. der Bestrahlung mit Sauerstoffplasmaund der Bildung einer Perfluorpolyetherschicht) hergestellt.
[0068] Umdie Wasserabstoßungseigenschaftender auf den Prüfkörpern ausgebildetenwasserabstoßenden Filmezu bewerten, sind deren Kontaktwinkel mit einer UV-härtendenTinte in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. Die hier verwendeteUV-härtendeTinte wurde durch Mischen von 84 Gewichtsteilen Ethylacrylat, 5Gewichtsteilen 2,4,6-Trimethylbenzoylphosphinoxid, 1 GewichtsteilBenzophenon und 10 Gewichtsteilen Ruß mit einer durchschnittlichenTeilchengröße von 0,1 μm in einerPlanetenkugelmühlehergestellt.
[0069] AlsBezug sind in der Tabelle 1 auch die Kontaktwinkel mit Wasser angegeben.Diese Kontaktwinkel sind in der Tabelle 1 als ursprünglicheKontaktwinkel angegeben.
[0070] Wiees aus den in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist,wiesen die Prüfkörper, welche dieCytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, einen Kontaktwinkel von 118 bis 120° mit Wasser und von 60 bis 67° mit derUV-härtendenTinte auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt wurde, wies einen Kontaktwinkelvon 110° mitWasser und von 54° mitder UV-härtendenTinte auf.
[0071] DerPrüfkörper, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung1 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
[0072] DerPrüfkörper, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung1 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufwies, wies einen Kontaktwinkel von 118 bis 120° mit Wasserund von 58 bis 67° mitder UV-härtendenTinte auf.
[0073] Derauf dem Prüfkörper ausgebildetewasserabstoßendeFilm wurde mit einer Silikonkautschukplatte mit einer Größe von 20mm im Quadrat und einer Dicke von 2 mm gerieben und Änderungendes Kontaktwinkels wurden bewertet. Ein hin- und herlaufender Reibvorgangwurde 50000 Mal bei einem Druck von 100 g/cm²,einer Reibgeschwindigkeit von 10 mm/s und einer Reiblänge von10 mm durchgeführtund ein Tropfen (50 μl)der UV-härtendenTinte wurden auf die Silikonkautschukplatte pro 10 Reibvorgängen aufgetropft.Nachdem der Reibvorgang 50000 Mal durchgeführt worden ist, wurde der Kontaktwinkeldes wasserabstoßenden Filmsgemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
[0074] Wiees aus den in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist,wiesen die Prüfkörper, welche dieCytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (55 bis 57°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass Hydroxylgruppen durch Bestrahlen der Fluorenthaltenden Polymerharzschichtmit einem Sauerstoffplasma gebildet werden und dass der Teil, dereine Perfluorpolyetherkette aufweist, daran gebunden ist.
[0075] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung1 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufwies, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen einen Kontaktwinkel von 58 bis 67° im ursprünglichen Zustand (vor dem Reiben)auf, jedoch nahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 36°)ab. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0076] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (55 bis 57°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0077] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung1 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufwies, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 36°)vermindert war. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0078] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 2 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.
[0079] DiePrüfkörper, welchedie Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop aufwiesen unddie mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt worden sind, wiesen selbstnach 50000 Reibvorgängeneinen Kontaktwinkel von 50° odermehr (56 bis 57°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0080] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 2 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.
[0081] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 58 bis 67° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 36°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0082] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht als Fluorharz-enthaltende Polymerharzschicht aufwiesenund die mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden sind, wiesen selbstnach dem 30-tägigenEintauchen einen Kontaktwinkel von 50° oder mehr (55 bis 57°) auf. DerPrüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0083] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Fluorharz-enthaltende Polymerharzschicht,sondern nur eine von der Verbindung 2 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der Tabelle 4 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filme wiesen nach demEintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 36°)vermindert war. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeit nichtausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0084] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 3 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.
[0085] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (56 bis 58°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0086] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 3 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 6 gezeigt.
[0087] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 60 bis 68° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0088] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (56 bis 58°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0089] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung3 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)vermindert war. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0090] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 4 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 7 gezeigt.
[0091] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (56 bis 58°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0092] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 4 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 8 gezeigt.
[0093] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 58 bis 67° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0094] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° oder mehr(56 bis 58°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0095] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung4 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)abgenommen hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0096] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 5 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 9 gezeigt.
[0097] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (56 bis 58°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0098] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 5 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 10 gezeigt.
[0099] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 62 bis 68° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0100] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 9 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (56 bis 58°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0101] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung5 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 10 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)abgenommen hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0102] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 6 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 11 gezeigt.
[0103] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (56 bis 59°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0104] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 6 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 12 gezeigt.
[0105] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 60 bis 68° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0106] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (56 bis 58°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0107] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung6 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 12 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)abgenommen hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0108] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 7 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 13 gezeigt.
[0109] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (57 bis 59°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0110] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 7 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 14 gezeigt.
[0111] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 60 bis 68° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0112] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 13 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° oder mehr(57 bis 59°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0113] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung7 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 14 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)abgenommen hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0114] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die Verbindung 8 verwendet. Die Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtest unterworfen.Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 15 gezeigt.
[0115] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (57 bis 59°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an dieFluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0116] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 8 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 16 gezeigt.
[0117] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 60 bis 68° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 40° (von 20° oder wenigerbis 38°) ab.Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird, sonderndass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0118] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 15 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (57 bis 59°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0119] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung8 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 16 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 40° (von20° oderweniger bis 34°)abgenommen hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserungder Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluorpolyetherketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0120] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die folgende Verbindung 9 verwendet.
[0121] DiePrüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtestunterworfen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 17gezeigt.
[0122] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (50 bis 52°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluoralkylkette aufweist, an die Fluor-enthaltendePolymerharzschicht gebunden ist.
[0123] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 9 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 18 gezeigt.
[0124] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 55 bis 57° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 20° ab. DieseErgebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der FluorenthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0125] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 17 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (50 bis 51°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylkette aufweist,an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0126] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung9 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 18 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 20° abgenommenhat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0127] Prüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurdeanstelle der Verbindung 1 die folgende Verbindung 10 verwendet.
[0128] DiePrüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 einer Messung der ursprünglichenKontaktwinkel und der Kontaktwinkel nach dem Reibtest und dem Eintauchtestunterworfen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 19gezeigt.
[0129] DiePrüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufwiesen und die mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt wordensind, wiesen selbst nach 50000 Reibvorgängen einen Kontaktwinkel von50° odermehr (51 bis 53°) auf.Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen auf 30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dasses zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit erforderlich ist,dass der Teil, der eine Perfluoralkylkette aufweist, an die Fluor-enthaltendePolymerharzschicht gebunden ist.
[0130] EinPrüfkörper, derkeine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aus Cytop, sondern nureine von der Verbindung 10 abgeleitete wasserabstoßende Schichtaufwies, wurde ebenfalls in der gleichen Weise bewertet. Die Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 20 gezeigt.
[0131] DiewasserabstoßendenFilme wiesen einen Kontaktwinkel von 57 bis 59° im ursprünglichen Zustand auf, jedochnahmen deren Kontaktwinkel nach dem Reiben auf weniger als 20° ab. DieseErgebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Abriebbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylketteaufweist, zur Bildung eines wasserabstoßenden Films gebunden wird,sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilm mit der FluorenthaltendenPolymerharzschicht bereitzustellen.
[0132] DiePrüfkörper wurden30 Tage in die UV-härtendeTinte eingetaucht und die Kontaktwinkel nach dem Eintauchen wurdengemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 19 gezeigt. Die Prüfkörper, welchedie Cytop-Schicht aufweisen und die mit dem Sauerstoffplasma bestrahltworden sind, wiesen selbst nach dem 30-tägigen Eintauchen einen Kontaktwinkelvon 50° odermehr (51 bis 52°)auf. Der Prüfkörper, dernicht mit dem Sauerstoffplasma bestrahlt worden ist, wies jedocheinen Kontaktwinkel auf, der auf weniger als 50° (46°) abgenommen hatte. Diese Ergebnissezeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeiterforderlich ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylkette aufweist,an die Fluor-enthaltende Polymerharzschicht gebunden ist.
[0133] DieErgebnisse des Prüfkörpers, derkeine aus Cytop ausgebildete Schicht, sondern nur eine von der Verbindung10 abgeleitete wasserabstoßendeSchicht aufweist, wurden ebenfalls in der gleichen Weise bewertet.Die Ergebnisse sind in der Tabelle 20 gezeigt. Die wasserabstoßenden Filmewiesen nach dem Eintauchen einen Kontaktwinkel auf, der auf wenigerals 20° abgenommenhat. Diese Ergebnisse zeigen, dass es zur Verbesserung der Eintauchbeständigkeitnicht ausreichend ist, dass der Teil, der eine Perfluoralkylkette aufweist,zur Bildung eines wasserabstoßendenFilms gebunden wird, sondern dass es erforderlich ist, den Verbundfilmmit der Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht bereitzustellen.
[0134] Eswurden die gleichen Experimente wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedochwurden die Platten, auf denen die Fluor-enthaltende Polymerharzschichtausgebildet war, anstelle einer Bestrahlung mit Sauerstoffplasmaeiner Ozonatmosphäreausgesetzt. Der hier verwendete Ozongenerator war das Modell BA,das von Roki Techno Co., Ltd., hergestellt worden ist, und die Plattenwurden 10, 30 bzw. 100 min einer Sauerstoffgaskonzentration von25 g/Nm³ ausgesetzt. Die erhaltenen Ergebnissesind in der nachstehenden Tabelle 21 angegeben.
[0135] BeimReibtest betrugen die Kontaktwinkel 50° oder mehr (55 bis 56°) nach 50000Reibvorgängen,obwohl anstelle der Bestrahlung mit einem Plasma ein Aussetzen gegenüber einerOzonatmosphäreeingesetzt wurde. Der Prüfkörper, dernicht der Ozonatmosphäreausgesetzt worden ist, wies jedoch einen auf 30° verminderten Kontaktwinkelauf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Abriebbeständigkeitdurch Aussetzen gegenübereiner Ozonatmosphäreanstelle einer Bestrahlung mit einem Plasma verbessert werden kann.
[0136] DieErgebnisse des Eintauchtests sind in der Tabelle 21 gezeigt. DieKontaktwinkel nach dem Eintauchen betrugen 50° oder mehr (55 bis 56°), obwohlanstelle der Bestrahlung mit einem Plasma ein Aussetzen gegenüber einerOzonatmosphäreeingesetzt wurde. Der Prüfkörper, derkeiner Ozonatmosphäreausgesetzt worden ist, wies jedoch einen auf weniger als 50° (46°) vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dassdie Eintauchbeständigkeitdurch Aussetzen gegenübereiner Ozonatmosphäreanstelle einer Bestrahlung mit einem Plasma verbessert werden kann.
[0137] Esgab die Tendenz, dass die Verbesserung der Effekte des Reibtestsund des Eintauchtests verglichen mit der Zeitabhängigkeit der Plasmabestrahlungselbst in dem Fall gering war, wenn die Zeit des Aussetzens gegenüber einerOzonatmosphäreverlängertwurde. Bei einem Vergleich mit den Ergebnissen von Beispiel 1 zeigtsich auch, dass dann, wenn die Zeit für die Vorbehandlung beim Bindendes Teils, der eine Perfluorpolyetherkette oder eine Perfluoralkylketteaufweist (d.h. fürdie Plasmabestrahlung und das Aussetzen gegenüber einer Ozonatmosphäre) verlängert werdenkann, mit der Plasmabestrahlung ein wasserabstoßender Film mit einer besserenAbriebbeständigkeitund Eintauchbeständigkeiterhalten werden kann.
[0138] Eswurden die gleichen Experimente wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedochwurden die Platten, auf denen die Fluor-enthaltende Polymerharzschichtausgebildet war, anstelle einer Bestrahlung mit Sauerstoffplasmamit UV-Strahlen bestrahlt. Die hier verwendete UV-Bestrahlungsvorrichtungwar eine Tief-UV-Lampe mit 500 W, die von Ushio, Inc., hergestelltworden ist, und die Platten wurden 10, 30 bzw. 100 min lang bestrahlt.Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 22 angegeben.
[0139] BeimReibtest betrugen die Kontaktwinkel 50° oder mehr (55°) nach 50000Reibvorgängen,obwohl anstelle der Bestrahlung mit einem Plasma eine UV-Bestrahlungeingesetzt wurde. Der Prüfkörper, dernicht mit UV-Strahlen bestrahlt worden ist, wies jedoch einen auf30° vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dassdie Abriebbeständigkeitdurch Bestrahlen mit UV-Strahlung anstelle einer Bestrahlung miteinem Plasma verbessert werden kann.
[0140] DieErgebnisse des Eintauchtests sind in der Tabelle 22 gezeigt. DieKontaktwinkel nach dem Eintauchen betrugen 50° oder mehr (55 bis 56°), obwohlanstelle der Bestrahlung mit einem Plasma eine UV-Bestrahlung eingesetztwurde. Der Prüfkörper, dernicht mit UV-Strahlen bestrahlt worden ist, wies jedoch einen auf wenigerals 50° (46°) vermindertenKontaktwinkel auf. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dassdie Eintauchbeständigkeitdurch Bestrahlen mit UV-Strahlunganstelle einer Bestrahlung mit einem Plasma verbessert werden kann.
[0141] Esgab die Tendenz, dass die Verbesserung der Effekte des Reibtestsund des Eintauchtests verglichen mit der Zeitabhängigkeit der Plasmabestrahlungselbst in dem Fall gering war, wenn die Zeit der UV-Bestrahlungverlängertwurde. Bei einem Vergleich mit den Ergebnissen von Beispiel 1 zeigtsich auch, dass dann, wenn die Bestrahlungszeit verlängert werdenkann, mit der Plasmabestrahlung ein wasserabstoßender Film mit einer besserenAbriebbeständigkeitund Eintauchbeständigkeiterhalten werden kann.
[0142] Diegleichen wasserbeständigenFilme, wie sie in den Beispielen 1 bis 10 erzeugt worden sind, wurden aufSUS304-Prüfkörpern inder gleichen Weise wie im Beispiel 1 ausgebildet. Die so erhaltenenPrüfkörper wurdenin der gleichen Weise wie im Beispiel 1 dem Reibtest unterworfen,jedoch wurde die Anzahl der Reibvorgänge auf das Dreifache erhöht (d.h.150000 Reibvor gänge)und bezüglichdes Kontaktwinkels gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehendenTabelle 23 gezeigt.
[0143] DiePrüfkörper, indenen die Verbindungen 1 bis 8 eingesetzt worden sind, konnten selbstnach 150000 Reibvorgängeneinen Kontaktwinkel von 50° odermehr (52 bis 55°)beibehalten. Die Prüfkörper, beidenen die Verbindungen 9 und 10 eingesetzt wurden, wiesen Kontaktwinkelauf, die auf weniger als 50° (44bis 46°)abgenommen hatten. Bei den Prüfkörpern, beidenen die Verbindungen 1 bis 8 eingesetzt worden sind, ist der Teil,der eine Perfluorpolyetherkette aufweist, an die Fluor-enthaltendePolymerharzschicht gebunden. Bei den Prüfkörpern, bei denen die Verbindungen9 und 10 verwendet worden sind, ist der Teil, der eine Perfluoralkylketteaufweist, daran gebunden. Daher wurde mit diesen Ergebnissen gezeigt,dass der Teil, der eine Perfluorpolyethergruppe aufweist, aufgrundder hohen Abriebbeständigkeitals Teil bevorzugt ist, der an die Fluor-enthaltende Polymerharzschichtgebunden wird.
[0144] Nachstehendwird detailliert ein Verfahren zur Bildung eines wasserabstoßenden Filmsauf einer Oberflächeeiner Öffnungsplattebeschrieben. Die 5 zeigtein schematisches Verfahrensdiagramm, welches das Verfahren zeigt.In der folgenden Beschreibung wird die Öffnungsoberfläche aufder Seite des Tintenausstoßesals Vorderflächeund die Öffnungsoberfläche aufder Seite einer Tintenkammer als Rückfläche bezeichnet.
[0145] Eswird eine Öffnungsplatte 5 hergestellt,die mit SUS304 in einer Dicke von 80 μm ausgebildet ist und Düsen miteinem Durchmesser auf der Tintenausstoßseite von 40 μm aufweist.Ein Industrieklebeband, Typ Nr. 966, von 3M Corp. hergestellt, wirdals Maskierungsband 23 auf die Vorderfläche geklebt und 30 s mit einemDruck von 1,0 × 10⁵ kg/m² beaufschlagt.Anschließendwird eine 15 Gew.-%ige wässrigePolyvinylalkohollösung(Anzahl der Wiederholungseinheiten: 1500 pro Molekül), dievon Wako Pure Chemical Industries, Ltd. hergestellt worden ist,als wasserlöslichesHarz auf die Rückfläche aufgebracht.Die Lösungwird zur Bildung einer Maskierungsschicht 24 bei Normaltemperaturgetrocknet. Das Maskierungsband 23 wird entfernt und eine1 Gew.-%ige Cytop-Lösungwird mit einem Tauchverfahren auf die Öffnungsplatte 5 aufgebrachtund 1 Stunde bei 120°Cerhitzt, um einen aus Cytop ausgebildeten wasserabstoßenden Film 7 aufder Vorderfläche zubilden. Die Entnahmegeschwindigkeit der Öffnungsplatte bei der Beschichtungmit dem Tauchbeschichtungsverfahren beträgt 10 mm/s.
[0146] DieVorderflächewird dann mit dem Plasma Dry Cleaner PDC-210, der von Yamato GlassCo., Ltd. hergestellt wird, mit einem Sauerstoffplasma bestrahlt.Die elektrische Ausgangsleistung der Hochfrequenzenergiequelle derVorrichtung betrug bei der Bestrahlung 100W. Die Bestrahlungszeitbeträgt1000 s. Nach der Plasmabestrahlung wurde die Platte sofort in eineLösungder Verbindung 1, die in HFE-7200 (einem Fluorlösungsmittel, von 3M Corp. hergestellt)gelöstwar, mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-% 1 Stunde lang eingetaucht.Die Platte wurde aus der Lösungentnommen und 10 min bei 120°Cerhitzt. Nach dem Abkühlender Öffnungsplatteauf Normaltemperatur wurde sie mit HFE-7200 gespült, um überschüssige Verbindung 1 zu entfernen.Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird eine erfindungsgemäße Öffnungsplattemit einem wasserabstoßendenFilm erhalten.
[0147] Die Öffnungsplattewird in Wasser in einem Becher bei 80°C eingetaucht und der Becherwird mit einer Ultraschallwaschvorrichtung 10 min in Schwingungenversetzt. Nach dem Ersetzen des Wassers wird die Öffnungsplattemit der Ultraschallwaschvorrichtung erneut für 10 min in Schwingungen versetzt,und der gleiche Vorgang wird weitere drei Male wiederholt, um dieMaskierungsschicht zu entfernen. Auf diese Weise wird eine Öffnungsplattemit einem auf der Vorderfläche,die Tintenausstoßöffnungenaufweist, ausgebildeten wasserabstoßenden Film erzeugt. Die Vorderfläche derso erzeugten Öffnungsplatteweist einen Kontaktwinkel von 120° mitWasser und einen Kontaktwinkel von 67° mit einer UV-härtendenTinte (Oberflächenspannung:28 mN/m) auf, die in dem folgenden Bilderzeugungsverfahren verwendetwird.
[0148] Die Öffnungsplattewird unter Verwendung eines Haftmittels (Typ Nr. 2210, von ThreeBond Co., Ltd., hergestellt) zusammen mit einem Tintenfilter, einerElektrode, einem piezoelektrischen Element und dergleichen an einemGehäuseeines Tintenstrahlkopfs befestigt, um einen in den 3A und 3B gezeigtenTintenstrahlkopf zu erzeugen.
[0149] 1Gewichtsteil einer 6 Gew.-%igen Siliziumdioxidsollösung (miteinem mit Salpetersäureauf 3 bis 4 eingestellten pH-Wert, die Ethanol als Hauptkomponenteeines Lösungsmittelsenthält),1 Gewichtsteil kolloidales Siliziumdioxid (Snowtex IPA-ST, von NissanChemical Industries, Ltd. hergestellt) und 20 Gewichtsteile Ethanolwerden gemischt, um eine hydrophile Beschichtungszusammensetzungzu bilden.
[0150] Diehydrophile Beschichtungszusammensetzung wird in die gemeinsame Tintenkammerund die Einzeltintenkammern des Tintenstrahlkopfs eingebracht unddann aus allen Düsenausgestoßen.Die Menge der pro Vorgang aus einer Düse ausgestoßenen Beschichtungszusammensetzungbeträgt100 pl und der Ausstoßvorgangwird zehnmal wiederholt. Die hydrophile Beschichtungszusammensetzungwird so mit dem Strömungskanalvon der Tintenkammer zu den Düsenin Kontakt gebracht. Danach wird von der Tintenkammer 1 Stunde lang100°C heiße Luftzugeführt,um eine hydrophile Schicht zu bilden. Die hydrophile Beschichtungszusammensetzungwird auf der Vorderflächeder Öffnungsplatteabgestoßen,auf welcher der wasserabstoßendeFilm aufgebracht ist. Es wurde daher bestätigt, dass die hydrophile Beschichtungszusammensetzung nichtauf den wasserabstoßendenFilm aufgebracht worden ist.
[0151] Einin dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellter Tintenstrahlkopfwurde in einem in den 4A und 4B gezeigten Tintenstrahldruckerinstalliert. Unter Verwendung des Tintenstrahldruckers wurde eineBilderzeugung durchgeführt,um die so erzeugten Bilder zu bewerten.
[0152] EineTinte (UV-härtendeTinte) wurde in die Tintenkammer eingebracht und es wurde ein Bildgedruckt. Die Tinte wurde aus allen Düsen in einer im Wesentlichensenkrechten Richtung ausgestoßen,um ein gewünschtesBild zu erzeugen.
[0153] DieVorderflächeder Öffnungsplattedes Tintenstrahlkopfs wurde 50000 Mal mit dem Abwischmechanismusdes Wartungsmechanismus 22 gerieben. Der Reibvorgang wurdebei einem Druck von 100 g/cm², einer Geschwindigkeitvon 10 mm/s und einer Reiblängevon 10 mm durchgeführtund ein Tropfen (50 μl)der UV-härtendenTinte wurde auf die Silikonkautschukplatte pro 10 Reibvorgängen aufgetropft.Nachdem die Reibvorgängeabgeschlossen worden sind, wurde ein Bild gedruckt. Die Tinte wurdeaus allen Düsenin einer im Wesentlichen senkrechten Richtung ausgestoßen, umein gewünschtesBild zu erzeugen. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, entsprechen50000 Reibvorgängeeiner Betriebsdauer von etwa 3 Jahren.
[0154] Durchdie vorstehenden Ergebnisse wurde gezeigt, dass der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopf,der auf der Oberflächeder Öffnungsplatteden wasserabstoßendenFilm aufweist, eine hervorragende Abriebbeständigkeit des wasserabstoßenden Filmszeigt, und folglich wird die Ausstoßrichtung einer Tinte, dieaus den Düsenausgestoßenwird, übereinen langen Zeitraum nicht wesentlich geändert. Es wurde auch gezeigt,dass der Tintenstrahldrucker, bei dem der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopfeingesetzt wird, übereinen langen Zeitraum eine stabile Bilderzeugung aufweist.
[0155] Eswurde die gleiche Bewertung wie im Beispiel 14 durchgeführt, jedochwurde anstelle der Verbindung 1 die Verbindung 2 verwendet. DieTinte wurde aus allen Düsenin einer im Wesentlichen senkrechten Richtung ausgestoßen, umvor und nach 50000 Reibvorgängenein gewünschtesBild zu erzeugen.
[0156] Eswurde die gleiche Bewertung wie im Beispiel 14 durchgeführt, jedochwurden anstelle der Verbindung 1 die Verbindungen 3 bis 10 verwendet.Die Tinte wurde aus allen Düsenin einer im Wesentlichen senkrechten Richtung ausgestoßen, umvor und nach 50000 Reibvorgängenein gewünschtesBild zu erzeugen.
[0157] Ausden Ergebnissen dieses Beispiels ist ersichtlich, dass der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopf,der auf der Oberflächeder Öffnungsplatteden wasserabstoßendenFilm aufweist, eine hervorragende Abriebbeständigkeit des wasserabstoßenden Filmszeigt, und folglich wird die Ausstoßrichtung einer Tinte, dieaus den Düsenausgestoßenwird, übereinen langen Zeitraum nicht wesentlich geändert. Es wurde auch gezeigt,dass der Tintenstrahldrucker, bei dem der erfindungsgemäße Tintenstrahlkopfeingesetzt wird, übereinen langen Zeitraum eine stabile Bilderzeugung aufweist.
[0158] Eswurde die gleiche Bewertung wie in den Beispielen 14 und 15 durchgeführt, jedochwurde der wasserabstoßendeFilm, der die mit Cytop ausgebildete Fluor-enthaltende Polymerharzschichtaufwies, nicht gebildet, sondern es wurde ein wasserabstoßender Filmnur aus einer der Verbindungen 1 bis 10 gebildet. Als Folge davonwurde die Tinte nach 50000 Reibvorgängen aus allen Düsen ausgestoßen, jedochwich die Ausstoßrichtungder Tinte um 5 bis 30° vonder senkrechten Richtung ab, so dass verschlechterte Bilder gebildet wurden,deren Qualitätweit von der gewünschtenBildqualitätentfernt war. Der gemessene Kontaktwinkel auf der Oberfläche der Öffnungsplattedes Tintenstrahlkopfs betrug mit der UV-härtenden Tinte 20° oder weniger bis38°. Eswird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Tinte aufgrundder Verschlechterung des wasserabstoßenden Films, die durch denReibvorgangs verursacht worden ist, zum Anhaften auf der Oberfläche deswasserabstoßendenFilms neigt und dass die Ausstoßrichtungder Tintentröpfchenin der Nähe derDüse gestört wird.Daher wurde in diesem Vergleichsbeispiel gezeigt, dass ein wasserabstoßender Film, dereine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aufweist, an die ein Teilmit einer Perfluorpolyetherkette oder einer Perfluoralkylkette gebundenist, eine praktische Abriebbeständigkeitaufweist und eine stabile Bilderzeugung über einen langen Zeitraum aufrechterhaltenkann.
[0159] Eswurde die gleiche Bewertung wie im Beispiel 14 durchgeführt, jedochwurde ein wasserabstoßenderFilm gebildet, der nur die mit Cytop ausgebildete Fluor-enthaltendePolymerharzschicht aufwies. Als Folge davon wurde die Tinte nach50000 Reibvorgängenaus allen Düsenausgestoßen,jedoch wich die Ausstoßrichtungder Tinte um 5 bis 30° vonder senkrechten Richtung ab, so dass verschlechterte Bilder gebildetwurden, deren Qualitätweit von der gewünschtenBildqualitätentfernt war. Der gemessene Kontaktwinkel auf der Oberfläche der Öffnungsplattedes Tintenstrahlkopfs betrug mit der UV-härtenden Tinte 30°. Es wirdangenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist,dass die Tinte aufgrund der Verschlechterung des wasserabstoßenden Films,die durch den Reibvorgang verursacht wird, zum Anhaften auf derOberflächedes wasserabstoßendenFilms neigt und dass die Ausstoßrichtungder Tintentröpfchenin der Näheder Düsegestörtwird. Daher wurde in diesem Vergleichsbeispiel gezeigt, dass einwasserabstoßenderFilm, der eine Fluor-enthaltende Polymerharzschicht aufweist, andie ein Teil mit einer Perfluorpolyetherkette oder einer Perfluoralkylkettegebunden ist, eine praktische Abriebbeständigkeit aufweist und einestabile Bilderzeugung übereinen langen Zeitraum aufrechterhalten kann.
[0160] Eswurde die gleiche Bewertung wie in den Beispielen 14 und 15 durchgeführt, jedochwurde die Anzahl der Reibvorgängeauf das Dreifache erhöht(d.h. 150000 Reibvorgänge).Als Ergebnis wurde erhalten, dass in den Fällen, bei denen die Verbindungen1 bis 8 verwendet wurden, die Tinte selbst nach 150000 Reibvorgängen ausallen Düsenin einer im Wesentlichen senkrechten Richtung ausgestoßen wurde,wobei ein gewünschtesBild erzeugt wurde. Wenn jedoch die Verbindung 9 oder 10 verwendetwurde, wurde zwar die Tinte nach 150000 Reibvorgängen aus allen Düsen ausgestoßen, jedochwich die Ausstoßrichtungder Tinte um 5 bis 20° vonder senkrechten Richtung ab, so dass verschlechterte Bilder gebildetwurden, deren Qualitätweit von der gewünschtenBildqualitätentfernt war. Der gemessene Kontaktwinkel auf der Oberfläche der Öffnungsplattedes Tintenstrahlkopfs betrug mit der UV-härtenden Tinte 46°. Es wirdangenommen, dass dies wie bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 daraufzurückzuführen ist,dass die Tinte aufgrund der Verschlechterung des wasserabstoßenden Films,die durch den Reibvorgang verursacht wird, zum Anhaften auf derOberfläche deswasserabstoßendenFilms neigt und dass die Ausstoßrichtungder Tintentröpfchenin der Näheder Düse gestört wird.Daher wurde in diesem Beispiel gezeigt, dass ein wasserabstoßender Film,der eine Fluorenthaltende Polymerharzschicht aufweist, an die einTeil mit einer Perfluorpolyetherkette gebunden ist, im Vergleich zudem wasserabstoßendenFilm, bei dem ein Teil verwendet wird, der eine Perfluoralkylketteaufweist, eine hervorragende Abriebbeständigkeit aufweist, und dassein Tintenstrahlkopf, bei dem der wasserabstoßende Film verwendet wird, über einenlangen Zeitraum im Wesentlichen keiner Änderung der Ausstoßrichtungeiner Tinte unterliegt, die aus den Düsen ausgestoßen wird.Es wurde auch gezeigt, dass ein Tintenstrahldrucker, bei dem derTintenstrahlkopf verwendet wird, über einen langen Zeitraum einestabile Bilderzeugung erreichen kann.
[0161] Erfindungsgemäß wird einTintenstrahlkopf, der einen stabilen Tintenausstoß erreichenkann, und ein Tintenstrahldrucker bereitgestellt, der eine stabileBilderzeugung erreichen kann, und zwar unter Verwendung eines wasserabstoßenden Filmsmit hoher Abriebbeständigkeitund einer Öffnungsplatte,bei welcher dieser wasserabstoßendeFilm eingesetzt wird.

权利要求:
Claims (7)
[1] Ein Tintenstrahlkopf (14), der eine Öffnungsplatte(5) mit einer Öffnung(6) zum Ausstoßeneiner Tinte zur Bildung eines Bilds und einen wasserabstoßenden Film(7) zum Abstoßender Tinte auf einer Oberfläche der Öffnungsplatte(5) umfasst, wobei der wasserabstoßende Film (7) eineFluor-enthaltende Polymerharzschicht und einen Teil aufweist, beidem mindestens eine Kette, die aus einer Perfluorpolyetherketteund einer Perfluoralkylkette ausgewählt ist, an die Schicht gebundenist.
[2] Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1, bei dem der Teil,der eine Perfluorpolyetherkette auf der Fluor-enthaltenden Polymerharzschichtaufweist, mit einer Verbindung mit einer der chemischen Formeln F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₃ F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₂R F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₃ F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₂R [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₃ [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₂R {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₃ {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₂R ausgebildetist, worin X und Y jeweils einen Teil darstellen, an dem die Perfluorpolyetherketteund ein Alkoxysilanrest aneinander gebunden sind, und R eine Alkylgruppedarstellt.
[3] Tintenstrahlkopf nach Anspruch 1 oder 2, bei demder wasserabstoßendeFilm (7) auf einer Innenfläche der Öffnungsplatte (5)bis zu einer Tiefe von ¼ oderweniger des Öffnungsdurchmessersder Öffnung(6) von der Oberflächeder Öffnungsplatte(5) her ausgebildet ist.
[4] Tintenstrahldrucker, der einen Tintenstrahlkopf nacheinem der Ansprüche1 bis 3 umfasst.
[5] Ein Verfahren zur Herstellung eines wasserabstoßenden Films(7) auf einer Oberflächeeiner Öffnungsplatte(5) eines Tintenstrahlkopfs (14), wobei das Verfahren dasAufbringen einer Lösung,die ein Fluor-enthaltendes Polymerharz enthält, und Verdampfen des Lösungsmittelszur Bildung einer Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht, dasBestrahlen der Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht mit einem Sauerstoffplasma, dasAufbringen einer Lösung,die mindestens eine Verbindung enthält, die aus einer Perfluorpolyetherverbindung,die an einem Ende eine Alkoxysilangruppe aufweist, und einer Perfluoralkylverbindung,die an einem Ende eine Alkoxysilangruppe aufweist, ausgewählt ist,auf eine Oberflächeder Fluor-enthaltenden Polymerharzschicht, und das Erhitzender aufgebrachten Schicht, um mindestens eine der Perfluorpolyetherverbindungund der Perfluoralkylverbindung an die Oberfläche der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht zu binden, umfasst.
[6] Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Teil, dereine Perfluorpolyetherkette auf der Oberfläche der Fluor-enthaltendenPolymerharzschicht aufweist, mit einer Verbindung mit einer derchemischen Formeln F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₃ F{CF(CF₃)-CF₂O}_n-CF(CF₃)-X-Si(OR)₂R F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₃ F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂-X-Si(OR)₂R [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₃ [F{CF(CF₃)-CF₂O}_nCF(CF₃)]₂Y-Si(OR)₂R {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₃ {F(CF₂CF₂CF₂O)_nCF₂CF₂}₂Y-Si(OR)₂R ausgebildetwird.
[7] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der wasserabstoßende Film(7) auf einer Innenflächeder Öffnungsplatte(5) bis zu einer Tiefe von ¼ oder weniger des Öffnungsdurchmessersder Öffnung(6) von der Oberflächeder Öffnungsplatte(5) her ausgebildet wird.

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法律状态:
2004-12-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|

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2005-04-28| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: RICOH PRINTING SYSTEMS, LTD., TOKIO/TOKYO, JP |

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2013-03-14| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20121201 |

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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