重量計(jì)為 約5 %至約50 %。疏水溶液包括在水溶劑和有機(jī)溶劑中濃度按重量計(jì)為約1 %至約25 %的 疏水材料。有機(jī)溶劑包括但不限于酒精。在步驟110中，通過浸漬、噴涂或旋涂將涂布漿體 沉積在聚合物基板的表面（例如，外殼10的內(nèi)表面）上。在步驟115中，沉積的涂布漿體 然后被燒制以將疏水材料寡聚（oligomerize)并將納米粒子封裝，因此獲得具有高疏水至 超疏水表面（例如，具有大于約140°的水接觸角）的涂布層。
[0029] 在另一個(gè)示例實(shí)施例中，通過圖4中示出的表面涂布方法形成內(nèi)表面涂層15。在 步驟400中，聚合物基板（例如，流體槽10的外殼12)被設(shè)置在沉積室中用于表面涂布。在 步驟405中，納米粒子被沉積在聚合物基板的表面（例如，外殼10的內(nèi)表面）上。在被沉 積在聚合物基板的表面上之前，納米粒子通過氣相反應(yīng)形成。舉例而言，在沉積室中引入金 屬前驅(qū)物和氧前驅(qū)物。呈氣體形式的金屬前驅(qū)物和氧前驅(qū)物然后反應(yīng)以形成金屬氧化物納 米粒子。在氣相反應(yīng)中形成的金屬氧化物納米粒子然后被沉積在聚合物基板的表面上。金 屬氧化物前驅(qū)物的示例包括形成氧化鋁納米粒子的三甲基鋁。氧前驅(qū)物的示例包括水汽。 在步驟410中，通過化學(xué)氣相沉積利用疏水材料封裝沉積的納米粒子。氣相反應(yīng)和化學(xué)氣 相沉積均在相同的沉積室中執(zhí)行以獲得具有高疏水至超疏水表面的涂層。
[0030] 特別地，在沉積室中通過三甲基鋁和水汽的氣相反應(yīng)形成的氧化鋁納米粒子被沉 積在外殼12的內(nèi)表面上。接著，仍在相同的沉積室中，通過化學(xué)氣相沉積，利用五氟癸基三 氯硅烷封裝沉積的氧化鋁粒子。形成的內(nèi)表面涂層15具有水接觸角約150°的表面。五氟 癸基三氯硅烷是形成具有水接觸角約114°表面的平坦膜（plain film)的疏水材料。在粗 糙表面或沉積有納米粒子的表面上提供五氟癸基三氯硅烷獲得具有超疏水表面的涂層，該 表面具有約150°的水接觸角。
[0031] 示例
[0032] 制備分別具有兩個(gè)平行導(dǎo)電板的多個(gè)流體槽。流體槽A包括無內(nèi)表面涂層的聚丙 烯外殼并且填充有水以表示用于評(píng)估的對(duì)照例。流體槽B與流體槽A類似但填充有油墨以 表示用于評(píng)估的比較示例。流體槽C包括聚丙烯外殼和內(nèi)表面涂層，該內(nèi)表面涂層包括根 據(jù)圖4中示出的表面涂布方法形成的氧化鋁納米粒子和全氟癸基三氯硅烷低聚物。該流體 槽C填充有油墨以進(jìn)行評(píng)估。
[0033] 在該評(píng)估中，填充有流體的流體槽的導(dǎo)電板被附接至電壓計(jì)。在攪動(dòng)流體槽之前 和之后的電壓讀數(shù)被記錄為時(shí)間的函數(shù)，以追蹤每一個(gè)流體槽的流體沉降反應(yīng)時(shí)間。圖5A 示出包括無內(nèi)表面涂層的聚丙烯外殼的流體槽A中的水沉降反應(yīng)時(shí)間。如圖5A所示，在沉 降10分鐘之后，電壓讀數(shù)已小于初始讀數(shù)（攪動(dòng)之前）的0.23%。這表明與聚丙烯槽表面 呈約85°至92°的接觸角的水在攪動(dòng)后容易從槽表面滾離并沉降。如圖5A所示，與槽表 面的該流體相互作用允許獲得快速反應(yīng)且準(zhǔn)確的液位測(cè)量系統(tǒng)。
[0034] 圖5B示出包括無內(nèi)表面涂層的聚丙烯外殼的流體槽B中的油墨沉降反應(yīng)時(shí)間。如 圖5B所示，在沉降十分鐘之后，電壓讀數(shù)仍處于初始讀數(shù)的30%。這表明油墨不易從聚丙 烯槽表面滾離。該油墨趨于附著并粘附至具有約85°至約92°水接觸角的聚丙烯槽表面。 如圖5B所示，油墨與槽表面的相互作用對(duì)液位測(cè)量系統(tǒng)的反應(yīng)度和準(zhǔn)確度產(chǎn)生不利影響。
[0035] 圖5C示出包括根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例的具有內(nèi)表面涂層的聚丙稀外殼的流體槽C 的油墨沉降反應(yīng)時(shí)間。如圖5C所示，在沉降十分鐘之后，電壓讀數(shù)達(dá)到小于初始讀數(shù)的 2. 4%。流體槽C的該油墨沉降反應(yīng)時(shí)間比流體槽B的油墨沉降反應(yīng)時(shí)間更加完善，且與流 體槽A中水沉降反應(yīng)時(shí)間具有可比性。該內(nèi)表面涂層給流體槽提供高疏水內(nèi)表面，因此將 內(nèi)表面的水接觸角提高至約140°并允許油墨易于滾離。如圖5C所示，油墨與槽內(nèi)表面的 相互作用為液位測(cè)量系統(tǒng)提供快速且準(zhǔn)確的反應(yīng)。
[0036] 前述描述示出了本公開的各種方案。本公開并不旨在窮盡。更確切地，本公開選 擇示出本公開的原理及其實(shí)際應(yīng)用以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員利用本公開，包含其與本公開隨 之而來的各種變型。全部變型和變化涵蓋于所附權(quán)利要求確定的本公開的范圍內(nèi)。相對(duì)明 顯的變型包括將各種實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征與其它實(shí)施例的特征結(jié)合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包括具有內(nèi)表面涂層的塑料外殼的流體槽，所述內(nèi)表面涂層包括： 納米粒子，用于給所述外殼的內(nèi)表面提供表面紋理和粗糙度；以及 疏水材料，用于涂布或封裝所述納米粒子， 其中所述內(nèi)表面涂層具有高疏水至超疏水表面，所述表面具有大于約120°的水接觸 角和小于約20mJ/m2的表面能。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體槽，其中所述納米粒子包括金屬氧化物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體槽，其中所述納米粒子具有范圍為約5納米至約100納 米的粒子大小。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體槽，其中所述疏水材料包括有機(jī)硅烷。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體槽，其中所述有機(jī)硅烷包括全氟癸基三氯硅烷、全氟辛 基三氯硅烷、九氟己基三氯硅烷、五氟苯基三氯硅烷、n-辛基三氯硅烷、五氟癸基三氯硅烷 或其組合。6. -種用于制備流體槽的表面涂層的方法，包括： 提供所述流體槽的外殼； 將納米粒子沉積在所述外殼的表面上，在被沉積在所述外殼的所述表面上之前，所述 納米粒子通過氣相反應(yīng)形成；以及 通過化學(xué)氣相沉積，利用疏水材料封裝所述納米粒子， 其中所述表面涂層具有高疏水至超疏水表面，所述表面具有大于約120°的水接觸角 和小于約20mJ/m2的表面能。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述納米粒子包括金屬氧化物。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述納米粒子具有范圍為約5nm至約IOOnm的粒 子大小。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述疏水材料包括有機(jī)硅烷。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述有機(jī)硅烷包括全氟癸基三氯硅烷、全氟辛基 三氯硅烷、九氟己基三氯硅烷、五氟苯基三氯硅烷、n-辛基三氯硅烷、五氟癸基三氯硅烷或 其組合。11. 一種用于制備流體槽的表面涂層的方法，包括： 提供所述流體槽的外殼； 將納米粒子結(jié)合到疏水溶液中以獲得漿體； 將所述漿體沉積在所述外殼的表面上；以及 燒制以將所述漿體寡聚并封裝所述納米粒子， 其中內(nèi)涂層具有高疏水至超疏水表面，所述表面具有大于約120°的水接觸角和小于 約20mJ/m2的表面能。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述漿體中的所述納米粒子具有按重量計(jì)約 5 %至約50 %的濃度。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述納米粒子具有范圍為約5nm至約IOOnm的 粒子大小。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述納米粒子包括金屬氧化物。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述疏水溶液包括在水溶劑和有機(jī)溶劑中濃度 按重量計(jì)為約I %至約25%的疏水材料。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述疏水材料包括有機(jī)硅烷。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述有機(jī)硅烷包括全氟癸基三氯硅烷、全氟辛 基三氯硅烷、九氟己基三氯硅烷、五氟苯基三氯硅烷、n-辛基三氯硅烷、五氟癸基三氯硅烷 或其組合。
【專利摘要】提供了一種用于微流體噴射裝置的流體槽。該流體槽包括具有內(nèi)表面涂層的外殼。該內(nèi)表面涂層具有高疏水至超疏水表面，該表面具有大于約120°的水接觸角和小于約20mJ/m2的表面能。該內(nèi)表面涂層包括納米粒子和疏水材料。該流體槽適合作為具有油墨液位測(cè)量系統(tǒng)的油墨容器，并允許獲得準(zhǔn)確且快速反應(yīng)的油墨液位測(cè)量系統(tǒng)。
【IPC分類】C09D5/00
【公開號(hào)】CN104968733
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380069451
【發(fā)明人】西恩·T·韋弗, 賈森·T·麥克雷諾德斯, 馬文·尼科爾森, 肖恩·普雷斯頓
【申請(qǐng)人】船井電機(jī)株式會(huì)社
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2013年12月27日
【公告號(hào)】EP2938681A1, US20140183087, WO2014102344A1