[发明专利]具有超疏油性和超疏水性的装置及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及具有超疏油性表面的柔性(flexible)装置及其制备工艺。

背景技术

流体喷墨系统通常包括一个或多个打印头，打印头有多个喷墨装置，通过这些装置，液滴被喷向一个记录介质。打印头里的油墨供应箱或油墨供应总管为所述打印头里的所述喷墨装置提供墨水，而所述油墨供应箱或供应管又从诸如熔化油墨墨囊或墨盒里获取墨水。每个喷墨装置都包括一个油墨通道，所述油墨通道的一端与油墨供应总管流体连接，另一端则是一个喷射墨滴的孔口或者喷嘴。所述喷墨装置的所述喷嘴可以形成于主喷嘴或者喷嘴板里，所述主喷嘴或者喷嘴板里有开口与所述喷墨装置的所述喷嘴相对应。在运行过程中，墨滴喷射信号激励所述喷墨装置里的驱动器，使墨滴从所述喷墨装置的喷嘴喷出并喷射到所述记录介质上。当所述记录介质和/或打印头总成彼此相对运动时，通过有选择性地激励所述喷墨装置的所述驱动器，以使墨滴喷出，沉积在所述记录介质上的墨滴就能精确地形成图案，显现特定的文字和图像。公布号为20090046125的美国专利描述了全宽度阵列打印头的一个实例，在此将该专利作为对比文件全文引入本发明中。公布号为20070123606的美国专利描述了一种能够在该打印头中喷射的紫外线固化油墨的实例，在此将其作为对比文件全文引入本发明中。能用这样的打印头喷射的固体油墨的一个实例是施乐公司的XeroxColorQube^TM系列青绿色固体油墨。美国专利5867189描述了一种包含一个油墨喷射部件的喷墨打印头，所述油墨喷射部件在所述打印头的出口侧采用电解法抛光的油墨接触面或喷嘴面。

流体喷墨系统可能会遇到的一个难题是，油墨将浸湿、溢泄、或者流泻到所述打印头正面(front face)。这种对所述打印头正面的污染会造成或导致所述油墨喷嘴和所述油墨通道的堵塞，所述堵塞单独或与所述被浸湿的、污染的正面一起，能造成或导致无法喷射或称漏印、墨滴尺寸不足或其他尺寸变化、多余墨滴(satellites)、或者墨滴在记录介质上的错位，从而导致打印质量的下降。目前打印头正面涂层一般是聚四氟乙烯溅射涂层。当喷头倾斜时，75℃左右的紫外线固化油墨(简称UV油墨，75℃是UV油墨的典型喷射温度)和105℃左右的固体油墨(105℃是固体油墨的典型喷射温度)不易在打印头正面表面滑移。更确切地说，这些油墨沿所述打印头正面流动，在其上留下一层油墨膜或者残余物，从而妨碍喷射。因此，UV和固体油墨打印头的正面易于被UV和固体油墨污染。在某些情况下，被污染的打印头可以通过维护装置来刷新或清洁。然而，这种方法会增加系统的复杂程度、提高硬件成本，有时还会引发系统可靠性问题。

制备有超疏油性或者既有超疏油性又有超疏水性的装置，就需要解决原材料和制备方法问题。进一步讲，虽然现有的喷墨打印头正面的涂层能够适应其预期目标，但打印头正面的设计仍有待改进，以减少或消除UV或固体油墨浸湿、溢泄、流泻或污染到所述打印头正面的问题。打印头正面的设计还需进一步改进，要防墨，即具有疏油性，并且足够坚韧，能够承受擦拭打印头正面等维护程序。打印头正面的设计还需进一步改进，应具有超疏油性，在具体的实施方式中，要同时具有超疏油性和超疏水性。打印头也需要进一步改进，所述改进的打印头要易清洗或能自动清洁，从而消除硬件复杂性(如需要维护设备)、降低运行成本和改善系统的可靠性。

发明内容

本发明描述了一种制备具有超疏油性表面的柔性装置的工艺，包括准备柔性基底；在所述柔性基底上沉积硅层；使用光刻法以使在所述基底上的所述硅层上生成纹理图案，其中所述纹理图案包括一系列柱；通过在所述纹理表面沉积保形疏油层对所述纹理表面进行化学处理；形成具有超疏油性表面的柔性装置。

本发明也描述了一种具有超疏油性表面的柔性装置，其包括具有塑性膜的柔性基底；沉积在柔性基底上的硅层，其中所述硅层包含具有系列柱的纹理图案；和沉积在所述纹理表面的保形疏油涂层。

本发明进一步描述了一种喷墨打印头，其包含具有柔性基底的正面，所述柔性基底包含有塑性膜；沉积在所述柔性基底上的硅层，其中所述硅层包含具有系列柱的纹理图案；和沉积在所述纹理表面的保形疏油涂层，在具体实施方式中，指氟硅烷涂层。

附图说明

图1图示了在柔性基底上制备氟化纹理表面加工方案，其中，根据本公开，所述纹理表面包括带有波状侧壁的一系列柱。

图2图示了在柔性基底上制备氟化纹理表面的加工方案，其中，根据本公开，所述纹理表面包括顶部有悬垂(overhang)结构的一系列柱。

图3图示了液滴在纹理表面上的状态。