流体喷射盒、用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法及用于改善含有亲水性流体的流体喷射盒中的流体保持力的方法与流程
本公开涉及一种用于流体喷射盒的改良的泡沫材料，且涉及一种流体喷射盒、用于在流体喷射盒的运输和存储期间改善泡沫材料中的流体保持力的方法及用于改善含有亲水性流体的流体喷射盒中的流体保持力的方法。
背景技术：
1、流体喷射盒(fluid ejection cartridge)常常包含例如泡沫材料等背压装置(backpressure device)，以防止流体从喷射头流出并提供用于喷射的流体源。在流体盒中使用的常见泡沫材料是具有亲水性的三聚氰胺泡沫材料。三聚氰胺泡沫是三聚氰胺与甲醛的缩合物，且具有以下典型的化学结构：
2、
3、其中r是h或烷基。
4、从流体存储和喷射的角度来看，三聚氰胺泡沫的亲水性使得能够实现高效率。亲水性泡沫的流体递送效率可介于约90％到约92％的范围内。由于三聚氰胺泡沫具有近似99.8％的流体自由体积(free volume for fluid)而使得三聚氰胺泡沫在本质上具有亲水性，因此与聚氨酯泡沫相比，可实现更高的流体填充能力。遗憾的是，三聚氰胺泡沫的亲水性也在运输和长期存储期间带来了一些挑战。所存在的问题是流体在流体喷射盒的运输和存储期间会从泡沫中移出，在流体盒中流体含量较高时尤其如此。依据存储期间流体喷射盒的取向，也常见流体从泡沫中发生泄漏。因此，需要一种尤其是在含有泡沫的流体喷射盒的运输和存储期间在其中保持高含量的流体的亲水性泡沫材料。
技术实现思路
1、鉴于前述内容，本公开的实施例提供一种流体喷射盒，所述流体喷射盒具有：盒主体和喷射头，盒主体中具有空腔，且喷射头附接到盒主体的与空腔相对的外表面。在盒主体的空腔中设置有由亲水性开孔泡沫材料(hydrophilic open-cell foam material)制成的圆柱形或矩形棱柱形主体(cylindrical or rectangular-prism shaped body)。圆柱形或矩形棱柱形主体包括至少一个未经涂布的亲水性表面和两个或更多个涂布有疏水性材料的经涂布的表面。
2、在另一实施例中，提供一种用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力(fluid retention)的方法。所述方法包括：利用疏水性材料对圆柱形或矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体的两个或更多个表面进行涂布，使得圆柱形或矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体的至少一个表面保持未经涂布。在所述两个或更多个表面上使疏水性材料固化，以在圆柱形或矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体的所述两个或更多个表面上提供疏水性表面。
3、在另一实施例中，提供一种用于改善含有亲水性流体的流体喷射盒中的流体保持力的方法。所述方法包括：提供圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体；利用疏水性材料对圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体的除一个表面之外的所有表面进行涂布；使圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体的经涂布的表面上的疏水性材料固化；将圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体插入到流体喷射盒中；利用流体对圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体进行填充；以及将圆柱形或矩形棱柱形开孔泡沫主体密封在流体喷射盒中。
4、在一些实施例中，亲水性开孔泡沫材料是三聚氰胺泡沫材料。
5、在一些实施例中，疏水性材料与包括三聚氰胺泡沫材料的圆柱形矩形棱柱形主体的经涂布的所述两个或更多个表面反应。
6、在一些实施例中，疏水性材料与三聚氰胺泡沫材料的纤维交联并对三聚氰胺泡沫材料的纤维进行包封。
7、在一些实施例中，疏水性材料选自由以下组成的群组：氟化烃、硅氧烷、具有6到20个碳原子的烃化合物和提供大于90度的接触角的涂层化合物。
8、在一些实施例中，矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体具有一个未经涂布的亲水性表面和五个涂布有疏水性材料的经涂布的表面。
9、在一些实施例中，圆柱形或矩形棱柱形主体仅具有一个未经涂布的亲水性表面。
10、在一些实施例中，使用选自以下的方法利用疏水性材料对所述两个或更多个表面进行涂布：对所述两个或更多个表面进行辊涂、对所述两个或更多个表面进行浸涂、对所述两个或更多个表面进行喷涂、对所述两个或更多个表面进行刷涂、以及对所述两个或更多个表面进行压印涂布(stamp coating)。
11、在一些实施例中，所述两个或更多个经涂布的表面具有介于约2nm到约500μm范围内的疏水性涂层厚度。
12、在一些实施例中，矩形棱柱形主体具有一个部分涂布有疏水性材料的部分涂布表面和五个完全涂布有疏水性材料的经涂布的表面，使得经部分涂布的表面被配置成向喷射头提供介于约0.1ml/分钟到约19ml/分钟范围内的流体流速。
13、本文中所公开的实施例的优点在于：与包含未经涂布的泡沫材料的常规流体盒相比，包含疏水性涂布泡沫材料的流体盒易于更好地保持流体达更长的时间段。因此，在本文中所公开的改良的流体盒在运输和存储时可不会从流体盒发生明显的流体泄漏，并且在运输和存储期间不必考虑流体盒的取向问题。
技术特征：
1.一种流体喷射盒，包括：
2.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中所述亲水性开孔泡沫材料包括三聚氰胺泡沫材料。
3.根据权利要求2所述的流体喷射盒，其中所述疏水性材料与包括所述三聚氰胺泡沫材料的所述圆柱形主体或所述矩形棱柱形主体的两个或更多个所述经涂布的表面反应。
4.根据权利要求3所述的流体喷射盒，其中所述疏水性材料与所述三聚氰胺泡沫材料的纤维交联并对所述三聚氰胺泡沫材料的纤维进行包封。
5.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中所述疏水性材料选自由以下组成的群组：氟化烃、硅氧烷、具有6到20个碳原子的烃化合物和提供大于90度的接触角的涂层化合物。
6.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中矩形棱柱形主体具有一个未经涂布的亲水性表面和五个完全涂布有所述疏水性材料的所述经涂布的表面。
7.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中矩形棱柱形主体具有一个部分涂布有所述疏水性材料的部分涂布表面和五个完全涂布有所述疏水性材料的所述经涂布的表面，使得所述部分涂布表面被配置成向所述喷射头提供介于0.1ml/分钟到19ml/分钟范围内的流体流速。
8.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中所述圆柱形主体或所述矩形棱柱形主体仅具有一个未经涂布的亲水性表面。
9.根据权利要求1所述的流体喷射盒，其中所述两个或更多个经涂布的表面具有介于2nm到500μm范围内的疏水性涂层厚度。
10.一种用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，包括：
11.根据权利要求10所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中所述圆柱形亲水性开孔泡沫主体或所述矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体仅包括一个亲水性表面。
12.根据权利要求10所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中使用选自由以下组成的群组中的方法利用所述疏水性材料对所述两个或更多个表面进行涂布：对所述两个或更多个表面进行辊涂、对所述两个或更多个表面进行浸涂、对所述两个或更多个表面进行喷涂、对所述两个或更多个表面进行刷涂、以及对所述两个或更多个表面进行压印涂布。
13.根据权利要求10所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中所述圆柱形亲水性开孔泡沫主体或所述矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体包含三聚氰胺泡沫材料。
14.根据权利要求13所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中所述固化步骤包括使所述疏水性材料与包括所述三聚氰胺泡沫材料的所述圆柱形亲水性开孔泡沫主体或所述矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体的所述两个或更多个表面反应。
15.根据权利要求13所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中所述固化步骤包括使所述疏水性材料与所述三聚氰胺泡沫材料的纤维交联并利用所述疏水性材料对所述三聚氰胺泡沫材料的纤维进行包封。
16.根据权利要求10所述的用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法，其中利用所述疏水性材料对所述矩形棱柱形亲水性开孔泡沫主体的五个表面进行涂布。
17.一种用于改善含有亲水性流体的流体喷射盒中的流体保持力的方法，包括：
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述圆柱形开孔泡沫主体或所述矩形棱柱形开孔泡沫主体包含三聚氰胺泡沫材料。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述固化步骤包括使所述疏水性材料与所述三聚氰胺泡沫材料反应。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述固化步骤包括使所述疏水性材料与所述三聚氰胺泡沫材料的纤维交联并利用所述疏水性材料对所述三聚氰胺泡沫材料的纤维进行包封。
技术总结
本公开涉及一种流体喷射盒、用于改善用于流体喷射盒的开孔泡沫中的流体保持力的方法及用于改善含有亲水性流体的流体喷射盒中的流体保持力的方法。一种流体喷射盒具有盒主体和喷射头，盒主体中具有空腔，且喷射头附接到盒主体的与空腔相对的外表面。在盒主体的空腔中设置有由亲水性开孔泡沫材料制成的圆柱形或矩形棱柱形主体。圆柱形或矩形棱柱形主体具有至少一个未经涂布的亲水性表面和两个或更多个涂布有疏水性材料的表面。
技术研发人员：尚恩·T·威佛
受保护的技术使用者：船井电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23