含氟有机硅疏油低附着抗湿涂层的制作方法
【技术领域】
[0001] 这里公开的实施例涉及打印装置的元件上采用的涂层。特别地，这里公开的实施 例涉及打印头的前面上采用的疏油抗湿涂层。
【背景技术】
[0002] 在典型的固体油墨打印头构造中，打印机具有有着喷射阵列的喷嘴板，油墨通过 所述喷射阵列离开喷射堆。在一些打印头系统中，喷嘴板和喷射堆包括不锈钢板，但近来这 些部分已被替换为柔性聚合物层如聚酰亚胺。在一些情况下，聚酰亚胺膜接收粘结到不锈 钢孔板的抗湿涂层，随后激光烧蚀孔的阵列到聚酰亚胺膜中。
[0003] 漏墨的喷嘴、油墨在打印头前面上的润湿和附着将导致缺失和喷射方向错误以及 不良图像质量。当打印头的内压超过特定的压力时，漏墨的喷嘴将渗出油墨。喷嘴可无渗 出地保持的压力越高，性能将越好。当打印头的前面在打印后保持湿润时将发生润湿。保 持在打印头上的此油墨可能阻断喷嘴，从而导致喷嘴缺失和打印方向错误。图1示出了这 样的被污染打印头的照片。
[0004] 解决这些问题的一种方法采用主动清洁刀片系统。所述系统自打印头清除油墨并 且擦拭刀片然后从前面擦掉油墨。油墨清除通常在系统检测到喷射缺失之后及当油墨已冻 结或凝固、收缩并吸入空气到系统中时断电之后进行。油墨清除将逐出污染物、截留的空气 并清理喷嘴，然后擦拭器将前面打扫干净。
[0005] 与擦拭刀片系统相结合，人们已使用各种抗湿涂层来改善性能。当前的涂层虽然 具有良好的热和油墨稳定性，但机械稳健性可能低于可能期望的，尤其是当与擦拭刀片系 统结合使用时对这些涂层的要求。可能因在打印头制造条件下的涂层稳定性而出现其它问 题。
【附图说明】
[0006] 图1示出了被污染打印头前面的照片。
[0007] 图2示出了打印头组件的侧视图。
[0008] 图3示出了根据本文公开的实施例用于制备图2的打印头组件的工艺中的一个中 间结构的侧视图。
[0009] 图4示出了根据本文公开的实施例用于制备图2的打印头组件的工艺中的另一中 间结构的侧视图。
[0010] 图5示出了根据本文公开的实施例用于制备图2的打印头组件的工艺中的又一中 间结构的侧视图。
[0011] 图6示出了用于制备接枝物的合成程序。
[0012] 图7示出了根据本文公开的实施例的一种示例性疏油接枝聚合物的热重分析 (TGA)曲线。TGA分析表明涂层一直到约330Γ都是热稳定的而无重量损失。
【具体实施方式】
[0013] 这里公开的实施例提供基于疏油接枝聚合物的热稳定、机械稳健、低附着涂层，所 述疏油接枝聚合物通过用全氟含氟有机硅对交联的含氟弹性体接枝来制备。相对于基于聚 氯酯的涂层，所述疏油接枝聚合物可呈现出有利和/或互补的化学性质。在实施例中，用作 涂层的疏油接枝聚合物可在高清晰度（HD)压电打印头应用中特别有用，在这样的应用中， 涂层被施加在打印头前面上。这里公开的疏油接枝聚合物的涂层或膜可呈现出高于45度 的高油墨接触角和低于35度的低滑动角，同时具有优异的热稳定性。
[0014] 另外，这样的涂层还可在暴露于超过290Γ的温度后呈现出极小的厚度和质量损 失，从而使得它们适合在严苛的打印头制造条件下使用。采用这里公开的疏油接枝聚合物 的涂层是稳健的并可具有长的货架寿命，即便当在熔融油墨中连续地暴露于约140°C的温 度达2天时。所述疏油接枝聚合物涂层可与固体油墨、颜料油墨和UV油墨一起使用，并可 在高的漏墨压力下实现良好的性能，同时显现出易清洁和自清洁性能。最后，疏油接枝聚合 物可通过简单的涂布技术如流涂、模头挤出涂布、旋涂、拉棒涂布、狭缝模头涂布来形成为 必要的涂层，从而便于打印头制造。这些及其它优点对于本领域技术人员来说将是显而易 见的。
[0015] 在一些实施例中，涂层由疏油接枝聚合物构成，所述疏油接枝聚合物具有与氨基 硅烷交联剂交联的含氟弹性体，所述含氟弹性体具有接枝到交联的含氟弹性体的含氟有机 娃链段。
[0016] 如本文所用，当与接枝聚合物结合使用时，术语"疏油"指接枝聚合物斥油、烃、更 通常地有机化合物、尤其是非极性有机化合物的物理性质。疏油特性将赋予抗湿性，所述抗 湿性将有用地抵制溶剂基、固体喷墨基及其它颜料型和UV可固化油墨组合物所致的润湿。 疏油特性可提供具有良好接触角和滑动角特性的涂层以促进高漏墨压力下的性能。
[0017] 如本文所用，术语"接枝聚合物"指两种或更多种预制聚合物的化学连接。接枝可 视为聚合物交联的一种形式。例如，这里公开的接枝聚合物可通过使预制的含氟弹性体与 具有能够共价接枝到含氟弹性体的官能团的预制含氟有机硅反应来制备。任选地，氨基硅 烷交联剂可共价连接含氟弹性体与含氟有机硅。在实施例中，用来交联含氟弹性体的交联 剂通过提供连接点以便接枝化学连接含氟有机硅而起到双重作用。
[0018] 如本文所用，术语"含氟弹性体"指通常归类为弹性体并含相当大的程度的氟化的 任何材料。含氟弹性体为合成的含氟橡胶样聚合物，通常是共聚物/三元共聚物，以高的热 稳定性、不燃性和耐腐蚀介质性为特征。在实施例中，含氟弹性体（FE)具有至少约65%的 氟含量。在实施例中，氟含量可在约50%至约90%或约60%至近100%的范围内。示例性 的市售含氟弹性体通常具有在约66%至约70%的范围内的氟含量。
[0019] 目前已知并可得的含氟弹性体包括：偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，偏二氟乙 烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物，及丙烯和四氟乙烯的交替共聚物。这样的含氟弹性 体可以 VITON?(Dupont)、DYNE0N?(3M)、FLU0REL?(3M)、AFLAS?(3M)和 TECN0FL0N?(Solvay Solexis)类别的产品商购获得。与其非氟化弹性体对应物相比，这样的含氟弹性体可呈现 出优异的耐溶剂性和耐油性并还具有较高的耐热性。在实施例中，含氟弹性体（FE)可为包 含选自偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟甲基乙烯基醚及它们的组合的单体单元的聚 合物。在一些这样的实施例中，含氟弹性体为偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的三元共聚 物。
[0020] 在实施例中，如通过凝胶渗透色谱法所测量，含氟弹性体（FE)具有在约50, 000至 约70, 000道尔顿的范围内的分子量。在实施例中，含氟弹性体可基于其拉伸强度来选择。 在一些这样的实施例中，如通过标准ASTM D412C所测量，含氟弹性体的拉伸强度可在约 15mPa至约25mPa、或约20mPa至约25mPa、或约22mPa至约25mPa的范围内。在实施例中， 含氟弹性体特别是针对其参与如本文所公开的交联化学的能力来选择。
[0021] 如本文所用，含氟有机硅指具有相当大的程度的氟取代的有机硅聚合物，并可为 任何氟化低聚物、均聚物或共聚物。含氟有机硅可呈现出与含氟弹性体相当的化学稳定性 并可呈现出相似的性质。在实施例中，含氟有机硅为烷氧基硅烷封端有机硅，具有在约10 道尔顿至约10, 〇〇〇道尔顿的范围内的平均分子量。含氟有机硅可针对其键合到硅烷醇的 能力来选择，同时具有与含氟弹性体相似的溶剂排斥性。另外，含氟有机硅组分可选择为向 疏油接枝聚合物赋予良好的耐磨性。耐磨性在采用擦拭刀片的打印头系统中尤其有用，在 使用过程中，擦拭刀片将