[发明专利]流体喷射器上的非湿润涂层

说明书

技术领域

本发明涉及流体喷射器上的涂层。

背景技术

流体喷射器(例如，喷墨印刷头)典型地具有内表面、使流体喷射通过的孔口以及外表面。当流体从孔口喷出时，流体可以积聚在流体喷射器的外表面上。当流体与孔口相邻积聚在外表面上时，从孔口进一步喷出的流体由于(例如，由于表面张力)与积聚的流体相互作用而可能整体从期望的移动路径转向或受到阻碍。

诸如特氟纶和碳氟聚合物的非湿润涂层可以用于涂敷表面。然而，特氟纶和碳氟聚合物典型地是软的且不是耐用涂层。这些涂层还可能昂贵且难以形成图案。

发明内容

一个方面，一种流体喷射器包括：基板，所述基板具有外表面和内表面，所述内表面限定朝向外表面中的孔口的流体流动路径；和非湿润涂层，所述非湿润涂层覆盖外表面的至少一部分并基本上不存在于流动路径中。非湿润涂层由分子聚集体形成。

可以包括以下实施方式中的一个或多个。为与基板不同的成分的无机籽晶层可以覆盖基板的内表面和外表面，并且非湿润涂层可以直接设置在籽晶层上。基板可以由单晶硅形成，籽晶层可以为二氧化硅。非湿润涂层可以直接设置在基板上。非湿润涂层包括具有碳链的分子，所述碳链在一端处以CF₃基终止。非湿润涂层可以包括由十三氯-1，1，2，2-四氢辛基-1-三氯硅烷(FOTS)和1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)构成的组中的至少一种前体形成的分子。非湿润涂层可以具有介于50埃与1000埃之间的厚度。非湿润涂层可以包括多个相同的分子，所述分子通过分子间力并基本上不需要化学键被保持在分子聚集体中。

另一方面，一种在流体喷射器上形成非湿润涂层的方法包括以下步骤：将室中的流体喷射器保持在第一温度；和使非湿润涂层的前体在高于第一温度的第二温度流入到所述室中。

可以包括以下实施方式中的一个或多个。所述室中的用于保持流体喷射器的支撑件可以保持在与气体歧管相比较低的温度，所述气体歧管用于将前体气体供应到所述室。支撑件与气体歧管之间的温差可以至少为70℃。支撑件可以被冷却到室温以下，气体歧管可以保持在室温或更高温度。支撑件可以保持在室温下，气体歧管可以被加热到室温以上。前体可以包括十三氯-1，1，2，2-四氢辛基-1-三氯硅烷(FOTS)或1H，1H，2H，2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)中的至少一种。非湿润涂层可以被从流体喷射器内表面除去，所述内表面限定用于流体喷射的流动路径。

另一方面，一种流体喷射器包括：基板，所述基板具有外表面和内表面，所述内表面限定朝向外表面中的孔口的流体流动路径；籽晶层，所述籽晶层具有与基板不同的成分并至少涂敷基板的外表面；和非湿润涂层，所述非湿润涂层在籽晶层上面，并且覆盖外表面的至少一部分且基本上不存在于流动路径中。籽晶层包括俘获在无机基质中的水分子，并且籽晶层包括内部和与内部相比更远离基板的外部，外部与内部相比具有更高浓度的水分子。

可以包括以下实施方式中的一个或多个。籽晶层可以具有达到大约200nm的总厚度。外部可以具有介于大约50埃与500埃之间的厚度。籽晶层的基质可以为无机氧化物。无机氧化物可以为二氧化硅。非湿润涂层可以包括与二氧化硅结合的硅氧烷。籽晶层可以涂敷内表面。

另一方面，一种在流体喷射器上形成非湿润涂层的方法包括以下步骤：将籽晶层沉积在基板的外表面上，籽晶层包括俘获在无机基质中的水分子；和将非湿润涂层沉积在籽晶层上。所述沉积层的步骤包括在水的局部压力与基质前体的局部压力的第一比率下将籽晶层的内部沉积在基板上，以及在高于第一比率的水的局部压力与基质前体的局部压力的第二比率下，将籽晶层的外部沉积在内部上。

可以包括以下实施方式中的一个或多个。无机基质可以为二氧化硅。基板可以为单晶硅。非湿润涂层可以包括与籽晶层化学结合的硅氧烷。基质前体可以包括SiCl₄。第一比率H₂O∶SiCl₄可以小于2∶1。第二比率H₂O∶SiCl₄可以大于2∶1。外部可以具有介于大约50埃与500埃之间的厚度。

另一方面，一种流体喷射器包括：基板，所述基板具有外表面和内表面，所述内表面限定朝向外表面中的孔口的流体流动路径；籽晶层，所述籽晶层具有与基板不同的成分并涂敷基板的外表面的至少一部分；和非湿润涂层，所述非湿润涂层在籽晶层上面，并且覆盖外表面的至少一部分且基本上不存在于流动路径中。籽晶层包括具有第一密度的内部和与内部相比更远离基板的外部，外部具有大于第一密度的第二密度。