DE2064079C2 - Photopolymerisierbares Gemisch - Google Patents
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- G—PHYSICS
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Description
worin
bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen Arylen-
rest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, Ri Alkyl mit 1 - 3 C-Atomen, R, oder CH2R4,
R2 und R3 gleich oder verschieden sind und H, CH3
oder CH2R+,
R4 0-CO-CR5 = CH2,
R5 H oder CH3 und
π und m gleiche oder verschiedene Zahlen von 0 bis 20
π und m gleiche oder verschiedene Zahlen von 0 bis 20
bedeuten, wobei R4 in mindestens einem der Reste
Ri, R2 und R3 vertreten ist, und ein in wäßrigem
Alkali lösliches oder quellbares Bindemittel enthält 2. Photopotymerisierbares Gemisch nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel 1
gemäß Anspruch 1 enthält, worin
X einen gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen
bedeutet
3. Photopolymerisierbares Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 enthält, worin R5 ein
Methylrest ist
4. Photopolymerisierbares Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens
eine Verbindung der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1 enthält, worin
X ein Rest mit mindestens einer seitenständigen Methylgruppe
ist.
5. Photopolymerisierbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als feste
photopolymerisierbare Schicht auf einem Träger aus Kupfer vorliegt
6. Photopolymerisierbares Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als
Obertragbare feste photopolymerisierbare Schicht auf einem Träger aus Kunststoffolie vorliegt
Die Erfindung betrifft ein photopolymerisierbares Gemisch, das in flüssiger Form oder als feste Schicht auf so
einem Schichtträger vorliegt und als wesentliche Bestandteile mindestens ein polymeres Bindemittel,
mindestens eine polymerisierbare Verbindung und mindestens einen Photoinitiator enthält
Photopolymerisierbare Kopiermaterialien, wie sie heute in der Reproduktionstechnik Einsatz finden,
enthalten photopolymerisierbare Verbindungen, z. B. Ester der Acryl- oder Methacrylsäure, besonders die der
Acrylsäure, mit mehrwertigen aliphatischen Alkoholen. Beispiele sind die folgenden Monomeren; so
Die bisher verwendeten Monomeren besitzen entweder eine störend hohe Flüchtigkeit, wie Triäthylenglykoldiacrylat,
Trimethyloläthantriacrylat, Trimethylolpropantriacryht,
oder sie sind bei Zimmertemperatur fest, wie Pentaerythrittetraacrylat, und kristallisieren in
der Fotopolymerschicht aus, wodurch sich eine Reihe bekannter Mängel einstellen. Andere Monomere
besitzen zwar genügend niedrige Dampfdrucke und flüssigviskosen Charakter, z.B. Polyäthylenglykoldiacrylat
und Pentaerythrittriacrylat, diese Monomeren sind jedoch in allgemeinen nur auf besonders
veredelten Metallträgem, z. B. auf besonders aufgerauhtem und gegebenenfalls anodisiertem Aluminium
verwendbar, da auf anderen metallischen Trägern die Haftung zu schlecht ist.
Dieser Nachteil fällt besonders bei Trägern aus Kupfer ins Gewicht und wenn die Schicht mit
wflOrig-alkalischen Lösungen entwickelt werden soll,
d. h. wenn in wäßrigem Alkali lösliche oder quellbare Bindemittel verwendet werden. Praktisch alle bisher für
Photopolymerschtchten vorgeschlagenen Acryl- und Methacrylsäureester ergeben in Kombination mit
wäßrig-alkalisch entwickelbaren Bindemitteln keine ausreichende Haftung auf Kupfer, Zu diesen Bindemitteln
gehören z. B. die sonst häufig verwendeten Mischpolymerisate aus Methylmethacrylat und Methacrylsäure
mit Säurezahlen Ober 150.
Aus der DE-OS 19 51578 sind mehrfach ungesättigte
Verbindungen bekannt, die in Kombination mit bestimmten Polythiolen lichtvernetzbare Kopiennassen ι ο
ergeben. Diese ungesättigten Verbindungen können Urethangruppen, Polyätheranteile und endständige
Doppelbindungen enthalten. Diese Doppelbindungen können jedoch nicht in Konjugation zu polaren
Doppelbindungen, z. B. zu Carbonylgruppen stehen, so
daß sie zu einer photoinitiierten Kettenpolymerisation wenig geeignet sind. Die Verbindungen erfordern bei
ihrer Anwendung die Kombination mit Thiolen, die den lichtempfindlichen Massen einen unangenehmen Geruch
verleihen. ■
Aus der DE-OS 1A 47 929 sind photcpolymerisierbare
Kopiermaterialien für die Herstellung von Reliefdruckformen bekannt, die Polyamide als Bindemittel,
polymerisierbare Verbindungen, die u. a. Urethangruppen
im Molekül enthalten können, und Photoinitiatoren enthalten. Diese Materialien massen wegen der Natur
ihrer Bindemittel mit Lösungen entwickelt werden, die mindestens zum Oberwiegenden Teil aus organischen
Lösungsmitteln bestehen. Eine Entwicklung mit wäßrigalkalischen Lösungen ist nicht möglich. Auch treten bei
der Entwicklung von Reliefdruckformen keine Haftungsprobleme gegenüber dem Schichtträger auf, weil
mindestens in den feineren Bildbereichen die Relieftiefe nicht bis zur Trägeroberfläche reicht.
In der älteren Patentenmeldung DE-AS 2} 15 373
wird ein lichtempfindliches Gemisch vorgeschlagen, das einen Photoinitiator und eine polymerisierbare Polyurethanverbindung
enthält, die endständige Estergruppen einer ungesättigten Carbonsäure undr Einheiten von
bestimmten Polyhydroxyverbindungen mit jeweils mindestens 5 Ätherbindungen enthält Das Gemisch enthält
kein polymeres Bindemittel, kann aber zusätzlich niedermolekulare Monomere enthalten. Es ist deshalb
flüssig oder hochviskos und darum nicht zur Herstellung fester vorgefertigter Kopierschichten geeignet Aufgabe
dieser älteren Erfindung ist es, Gummidruckplatten, eine bestimmte Form von Relief-Hochdruckplatten mit
kautschukelastischen gehärteten Bildteilen, bereitzustellen. Eine besondere Haftung der Bildschicht an einem
Schichtträger, insbesondere aus Metall, wird dort nicht angestrebt und ist auch nicht erforderlich.
Aufgabe der Erfindung war es, ein neues photopo-Iymerisierbares
Gemisch der eingangs angegebenen Gattung vorzuschlagen, mit dem man wäßrig-alkalisch
entwickelbare Kopierschichten herstellen kann, die nach der Belichtung auf metallischen Schichtträgern,
insbesondere auf Kupfer, besser haften als bekannte photopolymerisierbare Schichten.
Gegenstand der Erfindung ist ein photopolymerisierbares
Gemisch, das mindestens ein polymeres Bindemittel, mindestens ein Polyurethan als polymerisierbare
Verbindung und mindestens einen Photoinitiator enthält Das erfindungsgemäße Gemisch ist dadurch
gekennzeichnet, daß es als polymerisierbare Verbindung mindestens eine Verbindung der allgemeinen
Formel I
I'
R2-C-CH2-(O-CH2-CH^-O-CO-Nh-X-NH-CO-O-R3
R.
-(CH2-CH2-O)n-CH2-C-R2
X einen gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einen Arytenrest mit 6
bis 10 Kohlenstoffatomen,
Rj und R3 gleich oder verschieden sind und H, CH3 oder
CH2R4,
R4 0-CO-CRj-CH2,
η und m gleiche oder verschiedene Zahlen von O bis 20
bedeuten, wobei R4 in mindestens einem der Reste Ri,
R2 und Rj vertreten ist und als Bindemittel eine in wäßrigem Alkali lösliche oder quellbare Verbindung
enthält
Vorzugsweise werden solche polymerisierbaren Verbindungen gewählt in denen X ein gesättigter
Kohlenwasseratoffrest ist der geradkettig, verzweigt
oder alicyclisch sein bzw. aus derartigen Anteilen zusammengesetzt sein kann. Vor allem werden längere
aliphatische bzw. cycloaliphatische Reste, d.h. solche mit etwa 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt da
diese Verbindungen leicht zugänglich sind und Schichten mit besonders guten mechanischen Eigenschaften
ergeben.
Die erfindungsgemäßen Gemische ergeben nach der Belichtung gehärtete Schichtteile, die vorzüglich auf
Metallträgern aller Art insbesondere auch auf Kupfer, haften, während die unbelichteten Schichtteile leicht
und sauber mit wäßrig-alkalischen Entwicklerlösungen entfernt werden können. Eine besonders gute Haftung
zeigen Kopierschichten aus Monomeren, in denen der Rest X mindestens eine, bevorzugt mehrere seitenständige
Methylgruppen enthält. Entsprechende Vorteile zeigen auch die Methacrylate gegenüber den Acrylaten,
insbesondere bei der Haftung auf Kupferträgern.
Die erfindiingsgemäß verwendeten Monomeren sind
hochviskose, weitgehend farblose Produkte. Sie werden in an sich bekannter Weise aus Diisocyanaten und
Acryl- oder Methacrylsäurepartialestern mehrwertiger
Alkohole hergestellt. Die hierbei verwendeten Partialester, die mindestens eine, aber vorzugsweise auch nicht
mehr als eine freie Hydroxygruppe enthalten, sind größtenteils selbst als Photomonomere bekannt und
geeignet
■«
Beispiele für derartige Partialester sind
Beispiele für derartige Partialester sind
2-Hydroxy-butyImethacrylat,
^Hydroxybutylmsthacrylat,
weitere Polyäthylenglykolmonomethacrylate
mit bis zu etwa 20 Oxyäthyleneinheiten.
mit bis zu etwa 20 Oxyäthyleneinheiten.
Ebenfalls geeignet sind die bekannten Umrvjtzungsprodukte
von Alkylenoxiden, insbesondere Äthylenoxid, mit z.B. Trimethylolpropandimethacrylat Pentaerythrittriacrylat
und Trimethyloläthandimethacrylat mit etwa 1 bis 15 Oxyalkyleneinheiten (vgl. DE-AS
12 67 547).
Die als Reaktionsteilnehmer verwendeten Diisocyanate sind ebenfalls bekannt oder analog zu bekannten
Verbindungen herzustellen. Beispiele sind
2,2,4-Trimethyl-hexamethylendiisocyanat,
2,4-Dimethyl-6-äthyI-octamethylendiisocyanat
1,4-D:. •isocyanatomethyl-cyclohexan,
1 ß-Di-isocyanatoäthyl-cyclohexan,
Die Lhnsetzung wird zweckmäßig in Gegenwart eines tertiären Amins als Katalysator in einem inerten
Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol, durchgeführt. Im altgemeinen werden der einfacheren Herstellung wegen
die symmetrischen Dkxethane, die aus 1 Mol Diisocyanat und 2 Mol einer Hydroxyverbindung erhalten
werden, bevorzugt Es können aber ebenso gut auch die gemischten Vertreter, in denen die Reste an beiden
Urethangruppierungen verschieden sind, verwendet werden. Für die Herstellung lichtempfindlicher Gemische
kann es sogar von Vorteil sein, wenn das Monomere ein zwar reproduzierbares, aber uneinheitliches
Gemisch aus verschiedenen Bestandteilen ist da sich damit erfahrungsgemäß besonders homogene, nicht
kristallisierende Kopierschichten herstellen lassen.
Die in dem erfindungsgemlßen Gemisch enthaltenen
Diurethane sind zum Teil aus der US-Patentschrift 32 97 745 bekannt Eine Verwendbarkeit für die
Herstellung photopolymerisierbarer Gemische ist dort nicht erwähnt
Das erfindungsgemäße photopolymerisierbare Gemisch kann außer PVotoinitiatoren, Bindemitteln und
den beschriebenen polymerisierbaren Verbindungen noch eine Reihe weiterer Zusätze enthalten, z, Bf:
Inhibitoren zur Verhinderung der thermischen Polymerisation,
Wasserstoffdonatoren,
die sensitometrischen Eigenschaften derartiger Gemische modifizierende Stoffe,
Farbstoffe,
Wasserstoffdonatoren,
die sensitometrischen Eigenschaften derartiger Gemische modifizierende Stoffe,
Farbstoffe,
ι ο gefärbte und ungefärbte Pigmente,
Farbbildner,
Indikatoren und
Weichmacher.
Indikatoren und
Weichmacher.
is Diese Bestandteile sind zweckmäßig so auszuwählen,
daß sie in dem für den Initiierungsvorgang wichtigen aktinischen Wellenlängenbereich möglichst wenig absorbieren.
Als Photoinitiatoren in dem erfindungsgemäßen Gemisch können eine Vielzahl von Substanzen Verwendung finden. Beispiele sind
Als Photoinitiatoren in dem erfindungsgemäßen Gemisch können eine Vielzahl von Substanzen Verwendung finden. Beispiele sind
2-Äthyl-anthrachinon,
Acridinderivate, z. B.
Acridinderivate, z. B.
9-PhenyI-acridin,
9-p-Methoxyphenyl-acridin,
9-Acetylamino-acridin,
Benz(a)acridin;
Phenazinderivate,z.B.
9-p-Methoxyphenyl-acridin,
9-Acetylamino-acridin,
Benz(a)acridin;
Phenazinderivate,z.B.
9,10-Dimethyl-benz(a)phenazin,
9-Methyl-benz(a)phenazin,
10-Methoxy-benz(a)phenazin;
Chinoxalinderivate, z. B.
6,4',4"-Trimethoxy-23-diphenyl-chinoxaIin,
9-Methyl-benz(a)phenazin,
10-Methoxy-benz(a)phenazin;
Chinoxalinderivate, z. B.
6,4',4"-Trimethoxy-23-diphenyl-chinoxaIin,
4',4"-Dimethoxy-23-diphenyl-5-aza-chinoxalin
oder
Chinazolinderivate.
oder
Chinazolinderivate.
Das polymere, in wäßrig-alkalischen Lösungen lösliche oder quellbare Bindemittel kann z.B. die
folgenden Gruppen enthalten: -CCX)H, -PO3H2,
-SO3H, -SO2NH2 und -SO2-NH-CO-. Als
Beispiele hierfür und zugleich als bevorzugte Vertreter seien genannt: Maleinatharze, Polymerisate aus N-(p-
TolylsulfonylJ-carbaminsäure-^-meihacrylcyloxy)-äthylester
und Mischpolymerisate dieser und ähnlicher Monomerer mit anderen Monomeren, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisate
und Methylmethacrylat-Methacrylsäure-Mischpolymerisate
und die in der DE-OS 20 64 080 beschriebenen Methacrylsäure-A IkyImethacrylat Mischpolymerisate.
Den erfindungsgemäßen Gemischen können tuch andere photopolymerisierbare Monomere in kleinerer
Menge zugesetzt werden, wobei selbstverständlich im Auge zu behalten ist, daß durch diese die durch die
Verwendung der erfindungsgemäßen Monomeren in der photopolymerisierbaren Masse erzielten, oben
erläuterten Vorteile nicht zu stark herabgesetzt werden.
Das erfindup«;sgemäße photopolymerisierbare Gemisch
kann gewerblich in Form einer Lösung oder Dispersion, 2. B. als sogenannter Kopierlack, verwertet
werden, die vom Verbraucher seibsS rfuf einen
individuellen Träger, z. B. zum Formteilatzen, für die
Herstellung kopierter Schaltungen u. dgl, aufgebracht und nach dem Trocknen belichtet und entwickelt wird.
Für die gleichen Zwecke kann das Gemisch auch als vorgefertigte übertragbare lichtempfindliche Schicht
auf metallischen Trägern verwendet. Vor allem ist es zur Anwendung auf Trägern aus Kupfer geeignet, wie sie
z. B. zur Herstellung von kopierten Schaltungen, von
Tiefdruckformen und von Mehrmetall-Offsetdruckfor-5
men verwendet werden. Die ausgezeichnete Haftung der belichteten Schichtteile bewährt sich bei diesen
bevorzugten Anwendungsformen nicht nur während der Entwicklung, sondern auch während einer nachfolgenden
Ätzung des Trägers, bei der die Schichten bei
ίο Verwendung geeigneter Bindemittel eine gute Ätzresistenz
zeigen.
Die photopolymerisierbaren Gemische lassen sich besonders gut in der Form sogenannter Trockcnrcsistmaterialien,
wie sie oben erwähnt wurden, einsetzen und
ti handhaben, da sie sich auch trocken zu gut haftenden
Schichten auf Metallträger übertragen lassen. In diesem Fall sind als transparente Zwischenträgerfolien besonders
Polyesterfolien geeignet.
->o rungsformen des erfindungsgemäßen photopolymerisierbaren
Gemischs. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind Prozentzahlen und Mengenverhältnisse in
Gewichtseinheiten angegeben. Als Gewichtsteil (Gt.) ist t g zu setzen, wenn als Volumteil (Vt.) I ml gewählt
wird· Beispiel I
2& Gt. eines Terpolymerisats aus Methylmethacrylat,
jo n-Hexylmethacrylat und Methacrylsäure
(25 : 125 : 30) itiit der Säurezhhl 202.
2.8 Gt. des unten beschriebenen Uinsetzungsproduk-
2.8 Gt. des unten beschriebenen Uinsetzungsproduk-
tes aus 2,2,4-TrimethyIhexamethylendiisocya-
nat und Hydroxyäthylmethacrylat.
D 0,12Gl 1,2-Benzacridin,
0,1 Gt Mercaptobenzthiazol,
0.25 Gt. Triäthylenglykoldiacetat.
0,04 Gt. Tri-[4-{3-Methyl-phenylamino)-phenyl}-
D 0,12Gl 1,2-Benzacridin,
0,1 Gt Mercaptobenzthiazol,
0.25 Gt. Triäthylenglykoldiacetat.
0,04 Gt. Tri-[4-{3-Methyl-phenylamino)-phenyl}-
methylacetat
in 20 Vt Äthylenglykolmonoäthyläther wird durch Filtrieren von etwa auftretenden ungelösten Anteilen
gereinigt Danach wird die Beschichtungslösung auf die unten angegebenen Träger aufgeschleudert Die erhal-
4i tenen Platten werden 2 Minuten bei 10O0C im
Trockenschrank getrocknet, das Schichtgewicht beträgt zwischen 4 und 10 g/m2.
Das verwendete Photomonomere wird wie folgt hergestellt:
so In einem Dreihalskolben mit Rührer. RückfluBkühler
und Trockenrohr werden 6750 Vt trockenes Benzol, 1170Gt Hydroxyäthylmethacrylat 945 Gt Z2,4-Trimethyl-hexamethylendiisocyanat
und 44 Gt Diäthylcyclohexylamin unter Zugabe von 45 Gt Kupferpulver 4
Stunden zu leichtem Sieden erhitzt Nach dem Abkühlen wird das Kupfer ai und die Benzollösung 2 χ mit
je 1000 Vt gesättigter NaO-Lösung und 1 χ mit Wasser ausgeschüttelt Nun werden 10,5 Gt Hydrochinonmonomethyläther
zur BenzoDösung gegeben und das Benzol in Einzelportionen im Rotationsvakuumverdampfer
bei 500C abgezogen.
Ausbeute: 1910 Gt = 90,5% d. Theorie.
Ausbeute: 1910 Gt = 90,5% d. Theorie.
CH3
CH2=CCOO-CH2CH2-OCONHCH2-C-CH2-CHCH2CH2NHCOO-CH2CH2-OCOC=CHi
CH2=CCOO-CH2CH2-OCONHCH2-C-CH2-CHCH2CH2NHCOO-CH2CH2-OCOC=CHi
auf einem Zwischenträger, z. B. einer Kunststoffolie, vorliegen und eingesetzt werden. Die Schicht kann in
diesem Falle vom Anwender unter Druck und Erwärmen auf den gewünschten Träger kaschiert, dann
belichtet und nach Abziehen des Zwischenträgers entwickelt werden. Das Gemisch kann auch als fertig
vorsensibilisiertes lichtempfindliches Kopiermaterial z. B. für die Herstellung von Druckplatten für den
Flach-, Hoch- oder Tiefdruck, in den Handel gebracht werüen.
Obwohl das erfimlungsgemäße photopolymerisicrbare
Gemisch verhältnismäßig unempfindlich gegenüber Luftsauerstoff ist, ist es in vielen Fällen vorteilhaft, die
photopolymerisierbare Schicht während der Lichtpolymerisation dem Einfluß des Luftsauerstoffes weitgehend
zu entziehen. Im Fall der Anwendung in Form vorsensibilisierter Kopiermaterialien ist es empfehlenswert,
einen geeigneten, für Sauerstoff wenig durchlässigen Deckfilm aufzubringen. Dieser kann selbsttragend
sein und vor der Entwicklung der Kopierschicht abgezogen werden oder vorzugsweise aus einem
Material bestehen, das sich in der Entwicklerflüssigkeit löst oder mindestens an den nicht gehärteten Stellen bei
der Entwicklung entfernen läßt. Hierfür geeignete Materialien sind z. B. Wachse, Polyvinylalkohol, Polyphosphate
und Zucker. Wenn das Gemisch als übertragbare Photoresistschicht auf einem Zwischenträger
vorliegt, kann diese vorteilhaft auch auf der anderen Schichtseite mit einer dünnen, abziehbaren
Schutzfolie, z. B. aus Polyäthylen, bedeckt sein.
Als Schichtträger für mit dem erfindungsgemäßen Gemisch hergestellte Kopiermaterialien sind beispielsweise
Aluminium, Stahl, Zink, Kupfer und Kunststoff-Folie, z. B. aus Polyethylenterephthalat oder Celluloseacetat
sowie Siebdruckträger, wie Perlongaze, geeignet. Die Trägeroberfläche kann chemisch oder mechanisch
vorbehandelt werden, um die Haftung der Schicht richtig einzustellen bzw. das Reflexionsvermögen des
Trägers im aktinischen Bereich der Kopierschicht herabzusetzen (Lichthofschutz).
Die Herstellung der lichtempfindlichen Materialien erfolgt in bekannter Weise. So kann man das
photopolymerisierbare Gemisch in einem Lösungsmittel aufnehmen und die Lösung bzw. Dispersion durch
Gießen, Sprühen. Tauchen. Antrag mit Walzen usw. auf den vorgesehenen Träger als Film antragen und
anschließend antrocknen. Dicke Schichten (z. B. von 250 μ und darüber) kann man durch Extrudieren oder
Verpressen als selbsttragende Folie herstellen, welche dann auf den Träger laminiert wird.
Die Kopierschichtcrt werden in bekannter Weise belichtet und entwickelt Als Entwickler sind wäßrig-alkalische
Lösungen, z.B. von Alkaliphosphaten oder Alkalisilikaten, geeignet denen gegebenenfalls kleine
Mengen an mischbaren organischen Lösungsmitteln zugesetzt werden können. Gewünschtenfalls können
auch organische Lösungsmittel oder Gemische davon als Entwickler verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Gemisch läßt sich, wie oben
erwähnt für die verschiedensten Anwendungsgebiete einsetzen. Mit besonderem Vorteil wird es zur
Herstellung von Photoresist- bzw. Ätzschutzschichten
CH3
CH3
ίο
Analyse:
N, ber.: 5,95; gef.: 5,9.
N, ber.: 5,95; gef.: 5,9.
Die Schicht wird mit einem Xenon-Kopiergerät von 8 kW im Abstand von 80 cm zwischen Lampe und
Kopierrahmen I Minute unter einer kombinierten Ne*??.tivvorlage, bestehend aus einem 2!stufigen Halbton-'ü
raukeil, dessen Dichteumfang 0,05-3,05 mit Dichteinkrementen von 0,15 beträgt, und 60er und 120er
Strich- und Punktrastervorlagen, belichtet
Die belichtete Kopierschicht wird mit einem wäßrigalkalischen Entwickler entwickelt, der die folgende
Zusammensetzung und den pH-Wert 11,3 besitzt:
lOOOGt. Wasser, 15Gt. Natriummetasilikatnonahy- i">
drat, 3 Gt. Polyglykol 6000, 0,6 Gt. Lävulinsäure, 0,3 Gt.
Strontiumhydroxidoctahydrat. Die Platte wird mit dem Entwickler 30 bis 60 Sekunden überwischt und mit
Wasser danach abgespult. Dann wird mit l%iger
Phosphorsäure fixiert und abschließend mit schwarzer .w
Fettfarbe eingefärbt.
a) mit Drahtbürsten mechanisch aufgerauhtes Aluminium, 2>
b) elektrolytisch aufgerauhtes und anodisiertes Aluminium mit 3 g Oxid/m2,
c) Chromblech,
d) Stahlblech,
e) Stahlblech, verzinnt.
Auf allen Trägermaterialien wird eine gute Haftung der Fotopolymerschicht erzielt. Die Aufentwicklung der
Nichtbildsteilen ist sauber durchführbar, so daß selbst die feinen Lichtpunkte des 120er Rasters einwandfrei 3;
abgebildet sind.
Die relative Lichtempfindlichkeit der wie oben belichteten Platten beträgt bei den Trägern a), c), d) und
e) 5 bis 6 Keilstufen, bei dem stärker veredelten Träger b) 7 bis 8 Keilstufen.
Die so erhaltenen Druckplatten sind direkt für den Offsetdruck verwendbar.
Wie aus dem Beispiel hervorgeht, ist es nicht nötig, eine Sauerstoffbarriereschicht auf die Kopierschicht
aufzubringen. Bringt man trotzdem eine Deckschicht aus Zucker, Methylcellulose und Saponin (2: t : 0.15)
aus einer Lösung in 96.85 Gt. Wasser auf, dann erhält man im Durchschnitt zwei bis drei Keilstufen mehr.
Aufgrund der hohen Viskosität des verwendeten Monomeren besitzen die Kopierschichten mit und ohne
Deckschicht nichtklebrige, griffeste Oberflächen. Die Entwicklerresistenz dieser Schichten ist sehr gut.
Die Flachdruckplatten liefern im Offsetdruck auf einer Dualithmaschine mehr als 100 000 einwandfreie
Drucke. Die Lagerfähigkeit der Kopierschicht ist ausgezeichnet.
2,8 Gt.
eines Mischpolymerisats aus Methylmethacrylat und Methacrylsäure mit der Säurezahl 85
und dem mittleren Molekulargewicht 34 000,
2,8 Gt. des unten angegebenen Monomeren,
0,2 Gl 9-Phenyl-acridin.
0,03 Gt. des in Beispiel 1 verwendeten Triphenylmethanfarbstoffs,
0,25 Gt. Triäthylenglykoldiacetat
in 30 Vt Äthylenglykolmonoäthyläther wird filtriert und auf elektrolytisch aufgerauhtes und anodisiertes Aluminium
mit 3 g Oxid/πι' in Schichtdicken von 4 bis 6 g/m2 trocken aufgeschleudert. Die Belichtung, Entwicklung
und Beurteilung der Druckplatte erfolgt wie in Beispiel 1. Bei einer Belichtungszeit von 1 Minute mit dem dort
angegebenen Kopiergerät werden 7 bis 8 voll geschwärzte Keilstufen erhalten.
Als Monomeres wird das Umsetzungsprodukt aus 1 Mol l.l^-Trimethyl-S-isocyanatomethyl-S-isocyanatocyclohexan
und 2 Mol Hydroxyäthylmethacrylat verwendet Es wird analog zu dem in Beispiel 1
angegebenen Verfahren hergestellt (N ber.: 5,8; ge..: 5,7.)
CH,
CHj
CH3 CH3
Statt des genannten Fotomonomeren können auch g';iche Mengen dis Umsetzungsproduktes aus 1 Mol
2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat und 2 Mol Hydroxypropylmethacrylat (N ber.: 5,62%, gef.: 5,3%)
CH3
CHj
CH3
(CH2),
OCOC = CH2
OCOC = CH2
CH3
oder des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol 2,2,4-TrimethyIhexamethylendiisocyanat und 2 Mol Hydroxyäthylacrylat
(N ber.: 6,34; gef.: 6,2)
CHj
CHj
verwendet werden. Bei gleicher Belichtung und Entwicklung wie oben werden 6 bzw. 5 voll geschwärzte Keilstufen
erhalten.
Brauchbare Druckformen werden auch bei Verwendung eines Monomeren erhalten, das durch Umsetzen von
1 Mol Äthylendiisocyanat mit 2 Mol Hydroxypropylmethacrylat erhalten worden ist.
1 I
CH3 CH3
2,8 Gt. des in Beispiel 1 verwendeten Terpolymerisats.
2,8 Gt. des unten angegebenen Monomeren, 0,2 Gt. 9-Phenyl-acridin,
0,25 Gt. Diäthylenglykolmonohexyläther, 0,03 GL des in Beispiel 1 verwendeten Triphenylmethanfarbstoffs
0,25 Gt. Diäthylenglykolmonohexyläther, 0,03 GL des in Beispiel 1 verwendeten Triphenylmethanfarbstoffs
CH2=CH-COO-CH2
I I
I I
CH2=CH-COO-CH2
in 30 Vt. Äthylenglykolmonoäthyläther wird filtriert und
auf elektrolytisch aufgerauhtes und anodisiertes Aluminium mit 3 g Oxid/m2 aufgeschleudert. Die Belichtung.
Entwicklung und Beurteilung erfolgen wie in Beispiel I. Es werden 7 voll geschwärzte und insgesamt 9
erkennbare Keilstufen erhalten.
Das verwendete Monomere wird durch Umsetzen von 1 Mol 2,2,4-Trimethyl-hexamethylendiisocyanat mit
2 Mol Pentaerythrittriacrylat in der in Beispiel I beschriebenen Weise hergestellt. (N ber: 3.48. gef.: 3 2.)
CH3
CH,
I I
— CH2CHCH2CH2NHCOO-CH2-C-CH2-COO-Ch = CH,
CH2-OCO-CH = CH2
Statt des soeben beschriebenen kann auch die gleiche Menge des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol 1,2.4-Trimethylhexamethylendiisocyanat
und 2 Mol Trimethyloläthandiacrylat (N ber.: 4,21, gef.: 4,2)
CH2=CH-COO-CH2 CH3
CH2=CH-COO-Ch2-CCH2OCONHCH2-C
CH2=CH-COO-Ch2-CCH2OCONHCH2-C
I I
CHj CH3
CH,
-CH2CHCH2CH2NHCOO-CH2-C-CH2-OCO-Ch = CH2
CH3
oder des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol !,!,S-Trimethyl-S-isocyanatornethyl-S-isocyanato-cyclohexan und 2 Mol
Hydroxyäthylacrylat (N ber.: 6,17, gef.: 6,3)
CH3
verwendet werden. Bei gleicher Belichtung un«4·
Entwicklung wie oben werden 10 bzw. 4 voll geschwärzte Keilstufen erhalten,
Eine für den Buchdruck geeignete Druckfolie wird aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
10 Gt. des in Beispiel I verwendeten Terpolymerisats, 6 Gt. des in Beispiel 1 verwendeten Monomeren,
1,0Gt. Triäthylenglykoldiacetat.
0.06 Gl. Benzoinisopropyläther.
0.06 Gl. Benzoinisopropyläther.
Die Komponenten werden in 25 ml Äthylenglykolmonoäthyläther
gelöst, und die Lösung wird auf einen waagerecht gelagerten elektrolytisch aufgerauhten und
eloxierten Aluminiumträger gegossen und gut trocknen
10
gelassen. Die trockene etwa 1 mm dicke Schicht wird unter einer kombinierten Strichraster-Schriftvorlage
mit einem Röhrenbelichtungsgerät mit eng aneinanderliegenden Leuchtstoffröhren im Abstand von 5 cm 10
Mir.uten lang belichtet Entwickelt wird mit einem
wäßrig-alkalischen Entwickler, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist Nach etwa 15 bis 20 Minuten lekhtem
Reiben der belichteten Folie mit einem Pinsel im Entwicklerbad wird ein konturenschares Relief π!»
einer Relieftiefe von 04 mm erhalten.
Statt des Photomonomeren können auch gleiche Mengen des in Beispiel 3 erwähnten Umsetzungspro·
duktes aus l.l^-Trimethyl-B-isocyanatomethyl-S-isocyanato-cyclohexan
und Hydroxyäthylacrylat des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol 2,2,4-Trimethyl-hexamethylendiisocyanat
und 2 Mol Pentaerythrittrimethacrylat
CH,
CH2=C-COO-CH2
CH2=C-COO-CH2
CH3 CH3 CH3
CH2-OCO-C = CH2
CH3 CH2 CH3
CH2=C-COO
CH3
CH3
CH3
CH2-OCO-C = CH2 CH3
oder des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol UJ-Trirncthyl-S-isocyanatomethyl-S-isocyanato-cyclohexan und 2 Mol
Hydroxypropylmethacrylat verwendet werden.
CH2=C-COO-(CH2)J-OCONHCh2
CH3
CH3
CH3 CH3
Die Platten werden wie oben beschrieben belichtet und entwickelt wobei Reliefs von etwa 0,5 mm Tiefe mit
guter Reüefschärfe und guter Auflösung bis zu 56 Linien/cm erhalten werden.
Eine Hochdruckplatte wird durch Beschichtung einer Einstufen-Zinkätzplatte mit einer Ätzresistscbicht hergestellt
Die Ätzrcristschicht hat folgende Zusammensetzung:
55
23 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Terpolymerisats, 23 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Monomeren,
0,1 Gt. 9-Phenyl-acridin,
0,1 Gt Polyoxyäthylensorbitanmonooleat 0,04 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs,
13,0 Gt Äthylenglykolmonoäthyläther
Die Lösung wird nach Filtration auf die Zinkplatte aufgeschleudert
Belichtet wird ip Minuten mil einer 5-fcW-Xerion-Punktlichtlampe
unter einer Strichrastervorlage mit beigelegtem StufenkeiL Nach 1 Minute Entwickeln mit
dem in Beispiel 1 beschriebenen Entwickler wird ein einwandfreies Bild der Vorlage erhalten. Erhaltene
Keilstufen: 6.
Zur Herstellung einer Hochdruckform wird die freigelegte Zinkoberfläche 5 Minu'en bei Raumtemperatur
mit 6%iger Salpetersäure geätzt Parallelversuche mit einer Einstufen-Atzmaschine mit 6%iger Salpetersäure
bei 27° C lieferten nach 30 Minuten ebenso wie oben Druckformen, die für den Buchdruck geeignet sind.
Beispiel 6 Eine Beschichtungslösung aus
23 Gt eines Mischpolymerisats aus Methyimethacrylat
und Methacrylsäure mit der Säurezahl und dem mittleren Molekulargewicht 34 000,
23 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Monomeren,
0,2Gt 9-Phenyl-acridin,
0,03 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs, 0,25 Gt Diäthyienglykolmonohexyiäther und
30,0Gt Äthyiengiykoinioüoäthyiäiher
wird auf eine Messing/ChFom-BimetallpIatte aufge-
schleudert und getrocknet Danach überzieht man die
Kopierschicht mit einer 1-2 μπι starken Schutzschicht
aus Polyvinylalkohol und beuchtet 30 Sekunden unter einer Positjworlage mit der in Beispiel 5 angegebenen
Lichtquelle und entwickelt wje in Beispiel 1, Danach
wird das freigelegte Chrom etwa 2 Minuten mit einer Lösung aus 17,4% CaCl2, 35,3% ZnCI2, 2,1% HCl und
45,2% Wasser weggeätzt und die gehärtete Photopolymerschicht mit Äthylenglykolmonoäthyläther/Aceton
sntfernt Anschließend wird mit l%iger Phosphorsäure überwischt und mit Fettfarbe eingefärbt Die Bimetallplatte ist damit druckfertig.
16
0,3 Gt
desinBejspjel | verwendeten Terpolyjnerisats,
des in ßeispiel 1 verwendeten Monomeren,
1,2-Benzacridin,
des in Beispiel 5 verwendeten Netanittels,
d i Biil 1 d Fbff
15
Eine für die Herstellung gedruckter Schaltungen, autotypischer Tiefdruckformen und für das Formteilätzen
geeignete Photoresistlösung wird aus folgenden Bestandteilen hfrgesiellt:
2ß Gt eines Terpolymerisats aus Methylmethacrylat,
Äthylmethacrylat und Methacrylsäure (75:375 : 9Q) mit der Säurezahl 146,
£8 Gl des in Beispiel 1 verwendeten Monomeren,
0,2 Gt 9-Phenyl-acridin, :
0,25 GtTriäthylenglykoldiacetat,
0,03 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs,
30Vt Äthylenglykolmonoäthyläther. 30 tet
30Vt Äthylenglykolmonoäthyläther. 30 tet
, p
0,12 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs
in 60 Vt Äthylenglykolmonoäthyläther wird auf biaxial
verstreckte Polyäthylenterephthalatfolie von 25 μπι
Stärke ·. aufgeschleudert; so daß nach. 2 Minuten
Trocknen bei 1ÖO°C eine Schichtdicke von 10 μπι
erhalten wird. Man erhält einen Trockenresistfüm von
ausgezeichneter Flexibilität und bei Raumtemperatur klebefreier Oberfläche. Der Trockenresist wird mit
einem handelsüblichen Laminiergerät bei 130°C auf eine mit 35 um starker Kupferfolie kaschierte Phenopiast-Schichtsioffpiatte
aufkaschien, i Minute mit der in Beispiel 5 angegebenen Lichtquelle belichtet und nach
dem Abziehen der Polyesterfolie wie in Beispiel 1 entwickelt Die Ätzreserve besitzt ähnlich gute Eigenschaften
in bezug auf Entwicklerresistenz, Atzresistenz und Galvanoresistenz, wie sie in Beispiel 7 beschrieben
wurden. Erhaltene Keilstufen: 8.
Auch hier wird eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit
des lichtempfindlichen Trockenresistmaterials beobach-
Die Lösung wird durch Tauchen oder Auf schleudern zu Schichtdicken von 3 bis 10 μπι, vorzugsweise 5 μπι
(trocken), auf eine mit einer 35 μπι starken Kupferfolie Eine Lösung von
kaschierte Platte aus Phenoplast-Schichtstoff aufgebracht und 2 Minuten bei 1000C getrocknet Es wird wie
in Beispiel 1 belichtet und entwickelt Man erhält eine ausgezeichnet haftende Ätzreserve mit sehr guter
Auflösung. Die Entwicklerresistenz ist so gut, daß bei der lOfachen Entwicklungszeit noch keinerlei Angriff
des Entwicklers auf die Ätzreserve beobachtet werden kann. Die nach dem Entwickeln freigelegten Kupferoberflächen
werden bei 429C mit einer FeCb-Lösung von 420Be geätzt Die Ätzzeit in einer handelsüblichen
Sprühätzmaschine beträgt etwa 45 Sekunden. Die Ätzresistenz der Resistschicht ist ausgezeichnet Unter
den beschriebenen Bedingungen werden 10 volle Keilstufen erhalten.
Die beschriebene Ätzschutzschicht zeigt neben den genannten guten Eigenschaften auch gute Galvanoresistenz
in stark sauren (pH unterhalb 1) Metallbädern, z. B. im Glanzzinnbad, dem Blei/Zinn-Bad und einem
Feinkornkupferplasticbad und einem Goldbad. Zu erwähnen ist femer die ausgezeichnete Lagerfähigkeit
dieser Photoresistlösung, die noch durch Zusatz von ss radikalischen Inhibitoren verbessert werden kann.
Die oben beschriebene flüssige Photoresistlösung kann auch als Trockenresist verwendet werden, wenn
man sie wie in Beispiel 8 verarbeitet. Als Trockenresist zeigt die genannte Mischung ähnlich gute Eigenschaf- μ
ten.
2ß Gt des in Beispiel 1 verwendeten Terpolymerisats,
23 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Monomeren,
0,5 Gt Diäthylenglykolmonohexyläther,
0,03 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs,
0,025 Gt 9-Phenyl-acridin
0,5 Gt Diäthylenglykolmonohexyläther,
0,03 Gt des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs,
0,025 Gt 9-Phenyl-acridin
in 12 Vt Äthylenglykolmonoäthyläther wird auf Polyäthylenterephthalatfolie
von 25 μπι Stärke so aufgeschleudert, daß nach dem Trocknen (8 Minuten Fön, 3
Minuten bei 1000C im Trockenschrank) eine Schichtdikke
von 25 μπι erhalten wird. Die Trockenresistfolie wird
wie in Beispiel 8 beschrieben auf eine mit Kupfer kaschierte Schichtstoffplatte aufkaschiert und belichtet.
Man erhält nach 2 Minuten Entwickeln ein sauber aufentwickeltes Bild der Vorlage. Die Entwicklerresistenz
und Ätzresistenz sowie alle in Beispiel 7 und 8 beschriebenen Eigenschaften sind ausgezeichnet Erhaltene
Keilstufen: 8.
Diese Mischung kann auch zu höheren Schictitdicken (35, 60 und 120 μπι) verarbeitet und als Trockenresist
verwendet werden.
Bei Ersatz des Monomeren durch die gleiche Menge des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol 2^,4-Trimethyl-hexamethylendüsocyanat
und 2 Mol Triäthylenglykolmonoacrylat erhält man einen Trockenresist mit ähnlich
guten Eigenschaften. Erhaltene Keilstufen:9.
CH3 CHj
CH, 230 236/26
17 - 18
Ähnlich gute Eigenschaften werden mit Gemischen nach, Beispiel 6, 7 oder 8 erzielt, wenn man statt des dort
verwendeten Monomeren gleiche Mengen der UmsetsungspFOduJrte aus Hexamethylendüsocyanat und Hydroxy«
propylmethacrylat (N her.; 6,14%, gef,: 6,2%)
CH2= C — COO — (CH2)J -^- OCONH-(CH2Xi-NHCOO-(CH2)J — OCO -C = CH2
CH3 CH3
aus 2^,4-Trimethyl-hexamethylendiisocyanat und Hydroxypropylacrylat (N ber.: 5,88%, gef,: 5,8%)
CH3 CH3
CH3
aus !,l^-Trimethyl-S-isocyanatomethyl-S-isocyanatocycIohexan und Pentaerythrittrimethacrylat (N ber.: 3,1%,
gef.: 3,2%)
CH3
CH3 I
I CH2-OCOC=CH2
CH2=CCOO-CH2 I
CH3
CH3 y\ CH2-OCOC=CH2
I CH3
CH3
oder aus Hexamethylendiisocyanat und Trimethylolpropandiacrylat (N ber.: 4,28%, gef.: 4,3%) verwendet.
CH3-CH2 CH2-CH3
I I
Etwas schlechter lassen sich Kopierschichten entwickeln, die statt der genannten Monomeren das Umsetzungsprodukt aus Toluylendiisocyanat und Trimethylolpropandiacrylat (N ber.: 4,26%, gef.: 4,3%) enthalten.
CH3-CH2 CH2-CH3
55 0,15Gl Triäthylenglykoldimethacrylat,
0,15Gt 4-Methoxyphenol Für die Herstellung einer gedruckten Schaltung wird,
wie im Beispiel 1 beschrieben, eine Pholoresistlösung in 50 Gt Methylethylketon auf eine 23 μπι dicke biaxial
ausfolgenden Bestandteilen: 60 verstreckte Polyesterfolie so aufgebracht und getrock
net, daß ein Schichtgewicht von ca. 30 g/m* erhalten
63Gt eines Terpolymerisats aus n-Hexylmethacry- wird
lat Styrol und Methacrylsäure 60:10:30, Diese so erhaltene Trockenresist-Folie wird wie in
35 000, 65 folgt weiterverarbeitet:
5,6 Gt. des unten angegebenen Monomeren, Es wird etwa 14 Sekunden durch eine Testfilmvorlage
0,2 Gt. 9-Phenylacridin, mit einem handelsüblichen Belichtungsgerät belichtet.
0,035 Gt. des in Beispiel 1 verwendeten Farbstoffs, Dann wird 30 Sekunden mit einer 0,8%igen wäßrigen
Natriumhydroxidlösung in einem handelsüblichen
Sprübentwicldungsgerät entwickelt, Es wird ein Resistbild
von sehr guter Auflösung (Linienbreite 50 μτη) mit
ausgezeichneter Haftung und guter Flexibilität erhalten. Bemerkenswert sind die Kombination von außerordentlich
rascher schleierfreier Entwicklung mit ausgezeichneter Haftung der gehärteten Schichtbereiche sowie die
hohe Lichtempfindlichkeit
Das verwendete Monomere wird wie folgt hergestellt: 1 Mo! ^+-Trimethyl-hexamethylendüsocyanat
wird mit 1 MoI PolyäibylenglykoImonometJiacrylat mit
durchschnittlich Π Oxyäthyleneinheiten im Molekül
(mittleres Molgewicht 570) in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise umgesetzt Das Pofyäthylenglykolmonomethacrylat
wird in bekannter Weise durch Addition von Äthylenoxid an Hydroxyäthy Imethacrylat
in Gegenwart eines Borfluorid-Ätherat-Katalysators hergestellt Das Produkt ist ein polymiprhomologes
Gemisch mit dem angegebenen mittleren Molekukrge-ο
wicht und wird als solches eingesetzt
Claims (1)
1. Photopolyraerisierbares Gemisch, das mindestens ein polymeres Bindemittel, mindestens ein Polyurethan
als polymerisierbare Verbindung und mindestens einen Photoinitiator enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß es als polymerisierbare Verbindung mindestens eine Verbindung der allgemeinen
Formell
R2-C-CH2-(O-CH2-CH^-O-Co-NH-X-NH-CO-O
R
R
-(CH2-CH2-O)n,-CH2-C—R1
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