[发明专利]喷墨印刷头正面的热稳定疏油低粘着性涂层的改善方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及喷墨印刷技术，更具体地涉及喷墨印刷头正面的涂层改善技术。

背景技术

在很多固体印刷头中，喷嘴板和喷射器堆（jet stack）通常由不锈钢板组成。喷嘴板具有小孔或者喷嘴（有时也称为喷射器）的阵列，墨通过其排出喷射器堆。喷射器堆中的不锈钢喷嘴板或其它板用弹性的聚合物层（例如聚酰亚胺）代替。在一些情况下，聚酰亚胺膜接收抗润湿涂层，粘结至不锈钢孔板上，并且接着，激光将孔阵列烧蚀到聚酰亚胺膜中。

流淌(Drooling)喷嘴、墨润湿并粘着在印刷头正面导致伴随较差IQ的漏喷和误喷。当印刷头的内部压强超过特定压强(通常以英寸或水测量)时，流淌喷嘴溢出墨。喷嘴在不渗漏的情况下能够维持的压强越高，导致喷射纬度越高和性能改善。当印刷后印刷头的正面保持润湿时，润湿发生。这种残留在印刷头上的墨可阻塞喷嘴导致漏喷喷嘴和误印。图1示出了这种受污染印刷头的照片。

目前，克服这些情况的一种方法是使用活动清洁刮板系统。该系统从印刷头中清除墨并且然后擦拭器刮板将墨从正面擦去。通常在墨已经冻结或固化、压缩并且将空气吸入系统时，系统检测到喷射器缺失和掉电后，进行墨清除。墨清除排出污染、截留的空气并清洁喷嘴，并且然后擦拭器清理正面。为满足将来的要求，印刷机将在晚上关闭，期间印刷头、蓄墨盒和管线不接受热。在预期印刷头寿命为6年的情况下，每天清除将要求大约2000次清除和擦拭循环。这种擦拭的增加表示任何抗润湿涂层经过2000次循环还将存在并保持其有益效果。

所述抗润湿涂层必须具有高接触角以维持足够的流淌压和低滑动角以维持容易清洁/自清洁特征。这将导致具有低维修或无维修、高引擎可靠性和低运行成本的印刷头墨盒。堆叠制造过程一般涉及高温和高压，因此涂层必须在这些条件下，通常是290℃和350psi下维持这些特性，并持续大约30分钟。一般来说具有低滑动角的低粘着性涂层已示出在重力下利落地滑落印刷头正面。

疏油、低粘着性表面涂层已提供显著的性能改善。然而，即使在这种涂层的情况下，印刷头正面也将经历数次擦拭循环。现有涂层，虽然具有良好的热稳定性和墨稳定性，但可能有低于可能期望的机械耐用性。

这些涂层可产生其它问题。在用于上述方法中的一些的高温固化工艺后，所述涂层可在其表面上具有薄油层。虽然油似乎并不对表面特性和印刷头性能产生不利的影响，但其可造成保质期问题并存在包装和处理的问题。可以清理油层，但这增加了制造复杂性和成本。

发明内容

本发明提供了一种用于喷墨印刷头正面的涂层，其中所述涂层包含：疏油低粘着性涂层，其具有由当加热至高达300℃时小于约15%的重量损失所表示的高热稳定性，并且其中紫外(UV)凝胶墨滴或固体墨滴与所述涂层的表面呈大于约50°的接触角和小于约30°的滑动角，其中在所述涂层暴露在至少290℃的温度和至少350psi的压强下后，所述涂层维持所述接触角和所述滑动角。在一种优选的实施方式中，其中，在所述疏油低粘着性涂层暴露在所述温度下至少30分钟后，针对紫外(UV)凝胶墨滴或固体墨滴与所述疏油低粘着性涂层的所述表面，所述涂层呈现出大于约50°的接触角。在一种替代的优选实施方式中，其中所述涂层在经受约150℃温度下持续介于30分钟至2小时之间的范围内的时间段的第一次固化处理和约260℃温度下持续约30分钟的时间的第二次固化处理后，针对紫外(UV)凝胶墨滴或固体墨滴与所述疏油低粘着性涂层的所述表面，所述涂层呈现出大于约50°的接触角。在另一种替代的优选实施方式中，其中将所述涂层在约140℃的温度下在熔融固体墨或UV凝胶墨中浸泡2天后，针对紫外(UV)凝胶墨滴或固体墨滴与所述疏油低粘着性涂层的所述表面，所述涂层呈现出大于约50°的接触角以及小于约30°的滑动角。在又一种替代的优选实施方式中，其中所述疏油低粘着性涂层包含：第一异氰酸酯化合物；和具有氧化乙烷间隔基（spacer）的羟基官能化全氟聚氧烷烃（perfluoropolyoxyalkane）交联材料。

本发明还提供了一种形成用于喷墨印刷头正面的疏油低粘着性涂层的方法，所述方法包括：在基底上涂覆包含第一异氰酸酯化合物和具有氧化乙烷间隔基的羟基官能化含氟交联材料的反应物混合物，其中用至少一种含氟烷基醚溶剂和至少一种脂族酯溶剂的混合物中涂覆所述反应物混合物；使所涂覆的所述反应物混合物在约150℃的温度下进行第一固化处理并持续约30分钟的时间段；并且，此后，使所涂覆的所述反应物混合物在约260℃的温度下进行第二固化处理并持续约30分钟的时间段。