DE3337024A1 - Lichtempfindliche, trichlormethylgruppen aufweisende verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und diese verbindungen enthaltendes lichtempfindliches gemisch - Google Patents
Lichtempfindliche, trichlormethylgruppen aufweisende verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und diese verbindungen enthaltendes lichtempfindliches gemischInfo
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Description
83/K 068 ~ Χ" ^* 10· oktober 1983
WLK-Dr.N.-ur
Lichtempfindliche, Trichlormethylgruppen aufweisende Verbindungen,
Verfahren zu ihrer Herstellung und diese Verbindungen enthaltendes lichtempfindliches Gemisch
Die Erfindung betrifft Bis-4,6-trichlormethyl-s-triazine,
die in 2-Stellung durch einen aromatischen Rest substituiert sind, sowie ein lichtempfindliches Gemisch, das
diese Verbindungen enthält.
Verbindungen der genannten Gattung sind als Initiatoren für verschiedene photochemische Reaktionen bekannt. Sie
werden einerseits eingesetzt, um die bei Einwirkung von aktinischer Strahlung entstehenden Radikale zur Auslösung
von Polymerisationsreaktionen oder Farbveränderungen auszunutzen, oder andererseits, um durch die freigesetzte
Säure Folgereaktionen zu bewirken.
In der DE-C 22 43 621 werden styrylsubstituierte Trichlormethyl-s-triazine
bechrieben, die eine Reihe von vorteilhaften Eigenschaften haben. Nachteilig ist ihre
relativ komplizierte Herstellung.
In der DE-C 27 18 259 werden 2-Aryl-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazine
mit mehrkernigen Arylgruppen beschrieben, die ähnlich vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere
eine hohe Lichtempfindlichkeit, aufweisen und die sich
auf einfache Weise herstellen lassen. Sie haben jedoch in der Regel die hohe Empfindlichkeit nur in einem Spektralbereich
und lassen sich deshalb nicht zu lichtempfind-
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
liehen Materialen verarbeiten, die gegenüber unterschiedlichen
Lichtquellen, z.B. Argon-Ionen-Lasern und galliumdotierten Quecksilberdampflampen, eine gleich hohe Empfindlichkeit
aufweisen.
Man hat auch bereits versucht, Photopolymerisationsinitiatoren anderer Struktur mit solchen zu kombinieren,
die Trichlormethylgruppen enthalten, um verschiedene
angestrebte Eigenschaften in einer Mischung zu verwirklichen (DE-A 28 51 641).
Aufgabe der Erfindung war es, Photoinitiatoren vorzuschlagen, die sich in einfacher Weise herstellen lassen
und die in ihrer Empfindlichkeit gegenüber der üV-Strahlung eines Argon-Ionen-Lasers einerseits und der Strahlung
einer galliumdotierten Quecksilberdampf-Hochdrucklampe im sichtbaren Spektralbereich andererseits jeweils
mindestens den Photoinitiatoren entsprechen, die in dem jeweiligen Spektralbereich besonders empfindlich sind.
Gegenstand der Erfindung sind lichtempfindliche Verbindungen
der allgemeinen Formel I
Ar - CR1 = CR2
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
worin
R-'· und Er Wasserstoff atome oder Alkylgruppen bedeuten,
R3 und R4 voneinander verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder einen 4,6-Bis-trichlormethyl-s-triazin-2-ylrest
bedeuten,
R^ und R° gleich oder verschieden sind und Wasserstoffoder
Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxyreste
bedeuten und
Ar ein substituierter oder unsubstituierter ein-
bis dreikerniger aromatischer Rest ist.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein lichtempfindliches
Gemisch vorgeschlagen, das ein Bis-trichlormethyl-s-
Gemisch vorgeschlagen, das ein Bis-trichlormethyl-s-
triazin (a) und eine Verbindung (b) enthält, die mit dem
Lichtreaktionsprodukt des Triazins (a) unter Ausbildung
eines Produkts zu reagieren vermag, das eine von (b)
unterschiedliche Lichtabsorption oder Löslichkeit in
einem Entwickler aufweist. Das erfindungsgemäße Gemisch
eines Produkts zu reagieren vermag, das eine von (b)
unterschiedliche Lichtabsorption oder Löslichkeit in
einem Entwickler aufweist. Das erfindungsgemäße Gemisch
ist dadurch gekennzeichnet, daß das Triazin (a) eine Verbindung gemäß der oben definierten Formel I ist.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
-S-9.
Die erfindungsgeniäßen Verbindungen bilden unter Einwirkung
von aktinischer Strahlung freie Radikale, die zur Einleitung chemischer Reaktionen, insbesondere von radikalisch
initiierten Polymerisationen, befähigt sind. Sie bilden ferner bei Bestrahlung Halogenwasserstoff, durch
den säurekatalysierte Reaktionen, z. B. die Spaltung von Acetalbindungen, oder Salzbildungen, z. B. Farbumschläge
von Indikatorfarbstoffen, in Gang gesetzt
werden können.
Als aktinische Strahlung soll im Rahmen dieser Beschreibung jede Strahlung verstanden werden, deren Energie mindestens
der des kurzwelligen sichtbaren Lichts entspricht. Geeignet ist insbesondere langwellige UV-Strahlung,
aber auch Elektronen-, Röntgen- und Laserstrahlung und dgl..
In der oben angegebenen allgemeinen Formel I haben die Symbole vorzugsweise die folgende Bedeutung:
20
R·*· und R2 sind Wasserstoff atome oder Methylgruppen,
besonders bevorzugt Wasserstoffatome, R^ ist ein Wasserstoffatom,
R ist ein Wasserstoff-, Chlor- oder Bromatom,
ein Alkylrest mit 1 bis 3 C-Atomen, oder eine
Methoxygruppe,
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Ar ist ein Phenylrest der Formel II
R7
worin
R' bis R gleich oder verschieden sind und Wasserstoffoder
Halogenatome, die vorzugsweise Fluor, Chlor oder Brom sind, Alkylreste, die unsubstituiert
oder durch Halogenatome, vorzugsweise Chlor oder Brom, Aryl- oder Aryloxyreste substituiert
sind und in denen einzelne Methylen
gruppen durch O- oder S-Atome ersetzt sein können und wobei jeweils zwei dieser Reste
unter Ausbildung eines 5- oder 6-gliedrigen Rings verknüpft sein können, Cycloalkyl-,
Alkenyl-, Aryl- oder Aryloxyreste bedeuten und
die Gesamtzahl der C-Atome der Reste R bis R
maximal 12 beträgt.
Ar kann weiterhin ein Naphthyl-, Acenaphthyl-, Dioder Tetrahydronaphthyl-, Indanyl-, Anthryl-,
Phenanthryl-, Fluorenyl- oder Tetrahydrophen-
anthrylrest sein, der ggf. durch Halogen-, vorzugsweise Chlor- oder Bromatome, Alkylreste mit
1 bis 3, Alkoxyreste mit 1 bis 4 oder Alkoxyalkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen sub-
30 stituiert ist.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
-AA
R1, | R2, | R |
R5 | und | R6 |
Ar | ||
R7 | bis | R9 |
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin
Wasserstoffatome bedeuten und der Formel II entspricht, in welcher
gleich oder verschieden sind und Wasserstoff-, Fluor-, Chlor- oder Bromatome, Alkyl-, Alkoxy- oder Alkoxyalkylreste
bedeuten oder
R7 ein Wasserstoffatom und
R7 ein Wasserstoffatom und
R° und R° gemeinsam eine Dioxymethylengruppe
bedeuten.
Eine ganz besonders bevorzugte Verbindung ist 2-(4-Styrylphenyl)-4,6-bis-trichlormethyl-s-triaz
in.
Im einzelnen kann unter den besonders bevorzugten Verbindungen der Rest Ar z. B. die folgende Bedeutung haben:
Phenyl, 2-, 3- oder 4-Fluorphenyl, 2-, 3- oder 4-Chlorphenyl,
2-, 3- oder 4-Bromphenyl, 2-, 3- oder 4-Methyl-,
-Ethyl-, -Propyl-, -Butyl-, -Isobutyl-, -Hexyl-, -Nonyl-
oder -Dodecylphenyl, 2-, 3- oder 4-Methoxy-, -Ethoxy-,
-Isopropoxy-, -Butoxy-, -Pentoxy-, -Octyloxy- oder -Decyloxyphenyl, 2,4-Dichlor- oder -Dibromphenyl,
3,4-Dichlor- oder -Dibromphenyl, 2,6-Dichlorphenyl,
3-Brom-4-fluorphenyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 3,4- oder
3,5-Dimethoxy-, -Diethoxy, -Dibutoxy- oder -Dihexoxyphenyl, 2-Ethoxy-5-methoxyphenyl, 3-Chlor-4-methylphenyl,
2,4-Dimethylphenyl, 2-, 3- oder 4-Methoxyethyl-, -Ethoxyethyl-
oder -Butoxyethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl,
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
~ ήSL.
3,4,5-Trimethoxy- oder -Triethoxyphenyl, 2,3-Dioxymethylen-phenyl
oder 3,4-Dioxymethylen-phenyl.
Die Aryl-bis-trichlormethyl-s-triazine der Erfindung werden
in einfachster und bevorzugter Weise durch Co-trimerisation von 1 mol Arylcarbonsäurenitril der Formel III
10 Ar - CR1 - CR2
(III)
worin
R^ und R11 voneinander verschieden sind und jeweils ein
Wasserstoffatom oder einen CN-Rest bedeuten
und
Ar, R1, R2,
R^ und R die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben,
R^ und R die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben,
und etwa 2-8 mol Trichloracetonitril in Gegenwart von Halogen-, vorzugsweise Chlorwasserstoff und Friedel-Crafts-Katalysatoren
wie AICI3, AlBr3, TiCl^ und Bortrifluoridetherat
analog dem in Bull. Chem. Soc. Jap. A2_r 2924 (1969)
beschriebenen Vorgehen hergestellt. Andere Synthesemöglichkeiten bestehen in der Umsetzung der Arylamidine mit PoIychlor-3-aza-pent-3-en
entsprechend der in Angew. Chem. 78, 982 (1966) veröffentlichten Methode oder beispielsweise
in der Reaktion von Carbonsäurechloriden oder -anhydriden mit N-ilminoacylJ-trichloracetamidinen, durch die auch
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
2-Aryl-4-methyl-6-trichlormethyl-s-triazine glatt zugänglich
sind, wie es in der GB-A 912 112 beschrieben ist.
Die zur Co-trimerisation eingesetzten Nitrile können besonders
einfach synthetisiert werden durch Horner-Wittig-Olefinierung (s. "Houben-Weyl", Bd. 5/lb, S. 396-401 und
895-899) nach dem Schema
10
Ar-C
Base
Ar-CR1S=CR2
R10 + HOPO(OC2H5)2
wobei R10 oder R^ den Nitrilrest kennzeichnen und alle
anderen Reste die unter der Formel I beschriebene Bedeutung haben. Der Aralkylphosphonsäurediethylester entsteht glatt
durch Umsetzung des entsprechenden -Halogenalkylaromaten mit Triethylphosphit.
Selbstverständlich können die Nitrile auch nach anderen literaturbekannten Methoden durch Austausch oder aus den
entsprechenden Carbonsäuren oder Carbonsäurederivaten hergestellt werden. In "Methoden der organ. Chemie"
(Houben-Weyl), Bd. 5/lb (1972) finden sich eine Fülle von Synthesen substituierter Stilbene.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT. KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen sind als Photoinitiatoren
für photopolymerisierbare Schichten geeignet, die als wesentliche Bestandteile Monomere, Bindemittel
und Initiatoren enthalten.
5
5
Für diese Anwendung brauchbare photopolymerisierbare Monomere sind bekannt und z. B. in den US-A 2 760 863 und
3 030 023 beschrieben.
Bevorzugte Beispiele sind Acryl- und Methacrylsäureester mehrwertiger Alkohole, wie Diglycerindiacrylat, PoIyethylenglykoldimethacrylat,
Acrylate und Methacrylate von Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Pentaerythrit
und von mehrwertigen alicyclischen Alkoholen. Mit Vorteil werden auch Umsetzungsprodukte von Di isocyanaten mit
Partialestern mehrwertiger Alkohole eingesetzt. Derartige Monomere sind in den DE-A 20 64 079, 23 61 041 und
28 22 190 beschrieben.
Der Mengenanteil der Schicht an Monomeren beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 80, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-%.
Als Bindemittel können eine Vielzahl löslicher organischer Polymerisate Einsatz finden. Als Beispiele seien
genannt: Polyamide, Polyvinylester, Polyvinylacetat, Polyvinylether, Epoxidharze, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester,
Polyester, Alkydharze, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Polyethylenoxid, Polydimethyl-
acrylamid, Polyvinylpyrrolidon, PoIyνinylmethyIformamid,
30
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFl KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Polyvinylmethylacetamid sowie Mischpolymerisate der Monomeren, die die aufgezählten Homopolymerisate bilden.
Ferner kommen als Bindemittel Naturstoffe oder umgewandelte
Naturstoffe in Betracht, z. B. Gelatine und Celluloseether.
Mit Vorteil werden Bindemittel verwendet, die wasserunlöslich, aber in wäßrig-alkalischen Lösungen löslich
oder mindestens quellbar sind, da sich Schichten mit solchen Bindemitteln mit den bevorzugten wäßrig-alkalischen
Entwicklern entwickeln lassen. Derartige Bindemittel können z. B. die folgenden Gruppen enthalten:
-COOH, -POoH,, -SO7H; -SO9NH-, -SOoNHSO9- und
15 -SO2-NH-CO-.
Als Beispiele hierfür seien genannt: Maleinatharze, Polymerisate aus N-(p-Tolyl-sulfonyl)-carbaminsäure-(ßmethacryloyloxy-ethylJester
und Mischpolymerisate dieser und ähnlicher Monomerer mit anderen Monomeren sowie
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisate. Alkylmethacrylat-Methacrylsäure-Mischpolymerisate
und Mischpolymerisate aus Methacrylsäure, Alkylmethacrylaten und Methylmethacrylat und/oder Styrol, Acrylnitril u. a., wie
sie in den DE-A 20 64 080 und 23 63 806 beschrieben sind, werden bevorzugt.
Die Menge des Bindemittels beträgt im allgemeinen 20 bis 90, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% der Bestandteile der
Schicht.
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Die photopolymerisierbaren Gemische können je nach
geplanter Anwendung und je nach den gewünschten Eigenschaften verschiedenartige Stoffe als Zusätze
enthalten. Beispiele sind:
5
5
Inhibitoren zur Verhinderung der thermischen Polymerisation der Monomeren,
Wasserstoffdonatoren,
die Abbildungseigenschaften derartiger Schichten modifizierende Stoffe,
Farbstoffe,
gefärbte und ungefärbte Pigmente, Farbbildner,
Indikatoren,
Weichmacher usw.
Weichmacher usw.
Das photopolymerisierbare Gemisch kann für die verschiedensten
Anwendungen Einsatz finden, beispielsweise zur Herstellung von Sicherheitsglas, von Lacken, die
20 durch Licht oder Korpuskularstrahlen, z. B. Elektronenstrahlen,
gehärtet werden, auf dem Dentalgebiet und insbesondere als lichtempfindliches Kopiermaterial auf
dem Reproduktionsgebiet. Als Anwendungsmöglichkeiten
auf diesem Gebiet seien genannt: Kopierschichten für
25 die photomechanische Herstellung von Druckformen für den Hochdruck, den Flachdruck, den Tiefdruck, den
Siebdruck, von Reliefkopien, z. B. Herstellung von Texten in Blindenschrift, von Einzelkopien, Gerbbildern,
Pigmentbildern usw.. Weiter sind die Ge-
mische zur photomechanischen Herstellung von Ätz-
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFl KALLE Niederlassung der Hoechst AG
- m-
reservagen, z. B. für die Fertigung von Namensschildern,
von kopierten Schaltungen und für das Formteilätzen, anwendbar.
Die gewerbliche Verwertung des Gemischs für die genannten Anwendungszwecke kann in der Form einer flüssigen
Lösung oder Dispersion, z. B. als Photoresistlösung, erfolgen, die vom Verbraucher selbst auf einen
individuellen Träger, z. B. zum Formteilätzen, für die Herstellung gedruckter Schaltungen, von Siebdruckschablonen
und dgl., aufgebracht wird. Das Gemisch kann auch als feste lichtempfindliche Schicht auf einem geeigneten
Träger in Form eines lagerfähig vorbeschichteten lichtempfindlichen Kopiermaterials, z. B. für die Herstellung
von Druckformen, vorliegen. Ebenso ist es für die Herstellung von Trockenresist geeignet.
Es ist im allgemeinen günstig, die Gemische während der Lichtpolymerisation dem Einfluß des Luftsauerstoffes
weitgehend zu entziehen. Im Fall der Anwendung des Gemischs in Form dünner Kopierschichten ist es empfehlenswert,
einen geeigneten, für Sauerstoff wenig durchlässigen Deckfilm aufzubringen. Dieser kann selbsttragend
sein und vor der Entwicklung der Kopierschicht
abgezogen werden. Für diesen Zweck sind z. B. Polyesterfilme geeignet. Der Deckfilm kann auch aus einem
Material bestehen, das sich in der Entwicklerflüssigkeit löst oder mindestens an den nicht gehärteten Stellen
bei der Entwicklung entfernen läßt. Hierfür geeig-
nete Materialien sind z. B. Wachse, Polyvinylalkohol,
Polyphosphate, Zucker usw..
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Als Schichtträger für mit dem erfindungsgemäßen Gemisch
hergestellte Kopiermaterialien sind beispielsweise Aluminium, Stahl, Zink, Kupfer und Kunststoff-Folien, z. B.
aus Polyethylenterephthalat oder Cellulosacetat, sowie Siebdruckträger, wie Perlongaze, geeignet.
Die strahlungsempfindlichen Verbindungen sind als Photoinitiatoren
bereits in Konzentrationen von etwa 0,05 % des Gesamtfeststoffs der Masse wirksam, eine Erhöhung
über 10 % ist im allgemeinen unzweckmäßig. Vorzugsweise werden Konzentrationen von 0,3 bis 7 % verwendet.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch
in solchen strahlungsempfindlichen Gemischen eingesetzt
werden, deren Eigenschaftsänderung durch saure Katalysatoren,
die bei der Photolyse des Initiators entstehen, eingeleitet wird. Zu nennen sind etwa die kationische
Polymerisation von Systemen, die Vinylether, N-Vinylverbindungen
wie N-Vinylcarbazol oder spezielle säurelabile Lactone enthalten, wobei nicht ausgeschlossen wird, daß
bei einigen dieser Reaktionen auch radikalische Vorgänge beteiligt sind. Als durch Säuren härtbare Massen
sind weiterhin Aminoplaste wie Harnstoff/Formaldehydharze, Melamin/Formaldehydharze und andere N-Methylolverbindungen
sowie Phenol/Formaldehydharze zu nennen. Wenn auch die Härtung von Epoxyharzen im allgemeinen
durch Lewis-Säuren bzw. solche Säuren erfolgt, deren Anionen eine geringere Nukleophilie als Chlorid besitzen,
also als das Anion der bei der Photolyse der
30 neuen Verbindungen entstehenden Säuren, so härten
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
i 4t
doch Schichten, die aus Epoxyharzen und Novolaken bestehen, bei Belichtung in Gegenwart der erfindungsgemäßen
Verbindungen glatt aus.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der neuen Verbindungen besteht in ihrer Fähigkeit, in gefärbten Systemen
bei der Photolyse Farbumschläge hervorzurufen; aus Farbvorläufern, z. B. Leukoverbindungen, Farbbildung zu induzieren
oder bathochrome Farbverschiebungen und -vertiefungen in Gemischen zu bewirken, die Cyanin-, Merocyanin-
oder Styrylfarbbasen enthalten. Auch kann z. B. in den in der DE-A 15 72 080 beschriebenen Gemischen, die Farbbase,
N-Vinylcarbazol und einen Halogenkohlenwasserstoff
enthalten, die Halogenverbindung Tetrabrommethan durch einen Bruchteil, d. h. etwa 2 %, ihrer Menge an erfindungsgemäßer
Verbindung ersetzt werden. Farbumschläge sind in der Technik auch z. B. bei der Herstellung von
Druckformen erwünscht, um nach der Belichtung bereits vor der Entwicklung das Kopierergebnis beurteilen zu
können. Statt der in den DE-A 23 31 377 und 26 41 100 genannten Säurespender sind vorteilhaft die vorliegenden
Verbindungen zu benutzen.
Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfin-"
dungsgemäßen Verbindungen sind Gemische, die neben ihnen als wesentliche Komponente eine Verbindung mit mindestens
einer durch Säure spaltbaren C-O-C-Gruppierung enthalten. Als durch Säure spaltbare Verbindungen sind in erster
Linie zu nennen: 30
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-ZO-
A) solche mit mindestens einer Orthocarbonsäureester- und bzw. oder Carbonsäureamidacetalgruppierung, wobei die
Verbindungen auch polymeren Charakter haben und die genannten Gruppierungen als verknüpfende Elemente in
der Hauptkette oder als seitenständige Substituenten auftreten können und
B) Polymerverbindungen mit wiederkehrenden Acetal- und/ oder Ketalgruppierungen, bei denen vorzugsweise beide
a-C-Atome der zum Aufbau dieser Gruppierungen erforderlichen Alkohole aliphatisch sind.
Durch Säure spaltbare Verbindungen des Typs A als Komponenten strahlungsempfindlicher Gemische sind in den
DE-A 26 10 842 und 29 28 636 ausführlich beschrieben; Gemische, die Verbindungen des Typs B enthalten, sind
Gegenstand der DE-C 27 18 254.
Als durch Säure spaltbare Verbindungen sind z. B. auch die speziellen Aryl-alkyl-acetale und -aminale der
DE-C 23 06 248 zu nennen, die durch die Photolyseprodukte der erfindungsgemäßen Verbindungen ebenfalls
abgebaut werden. Weitere Verbindungen sind Enolether und Acyliminocarbonate, die in den EP-A 6626 und 6627 beschrieben
sind.
Solche Gemische, in denen durch Einwirkung von aktinischer Strahlung mittelbar oder unmittelbar Moleküle,
deren Anwesenheit die chemischen und/oder physikalischen ^0 Eigenschaften des Gemischs wesentlich beeinflußt, in
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kleinere umgewandelt werden, weisen an den bestrahlten Stellen im allgemeinen eine erhöhte Löslichkeit, Klebrigkeit
oder Flüchtigkeit auf. Diese Partien können durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise Herauslösen
mit einer Entwicklungsflüssigkeit, entfernt werden. Bei Kopiermaterialien spricht man in diesen Fällen von
positiv arbeitenden Systemen.
Die bei vielen Positiv-Kopiermaterialien bewährten Novolak-Kondensationsharze haben sich als Zusatz auch
bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in Gemischen mit durch Säure spaltbaren Verbindungen
als besonders brauchbar und vorteilhaft erwiesen. Sie fördern die starke Differenzierung zwischen den belichteten
und unbelichteten Schichtpartien beim Entwickeln, besonders die höher kondensierten Harze mit substituierten
Phenolen als Formaldehyd-Kondensationspartner. Die Art und Menge der Novolak-Harze kann je nach Anwendungszweck verschieden sein; bevorzugt sind Novolak-Anteile
am Gesamtfeststoff zwischen 30 und 90, besonders bevorzugt
55 - 85 Gew.-%. Statt oder im Gemisch mit Novolaken sind vorteilhaft auch Phenolharze vom Typ des PoIy-(4-vinyl-phenols)
verwendbar. Zusätzlich können noch zahlreiche andere Harze mitverwendet werden, bevorzugt
Vinylpolymerisate wie Polyvinylacetate, Polyacrylate, Polyvinylether und Polyvinylpyrrolidone, die selbst
durch Comonomere modifiziert sein können. Der günstigste Anteil an diesen Harzen richtet sich nach den anwendungstechnischen
Erfordernissen und dem Einfluß auf die Entwicklungsbedingungen und beträgt im allgemeinen nicht
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mehr als 20 % vom Novolak. In geringen Mengen kann das lichtempfindliche Gemisch für spezielle Erfordernisse wie
Flexibilität, Haftung und Glanz etc. außerdem noch Substanzen wie Polyglykole, Cellulose-Derivate wie
Ethylcellulose, Netzmittel, Farbstoffe und feinteilige Pigmente sowie bei Bedarf UV-Absorber enthalten.
Entwickelt wird vorzugsweise mit in der Technik üblichen wäßrig-alkalischen Entwicklern, die auch kleine Anteile
organischer Lösemittel enthalten können. Photopolymerisierbare
Gemische können auch mit organischen Lösemitteln entwickelt werden.
Die bereits im Zusammenhang mit den photopolymerisierbaren Gemischen aufgeführten Träger kommen ebenfalls für
positiv arbeitende Kopiermaterialien in Frage, zusätzlich die in der Mikroelektronik üblichen Silizium-, Siliziumnitrid-
und Siliziumdioxid-, Metall- und Polymeroberflächen.
20
20
Die Menge der als Photoinitiator eingesetzten erfindungsgemäßen Verbindungen kann in den positiv arbeitenden
Gemischen je nach Substanz und Schicht sehr verschieden sein. Günstigere Ergebnisse werden erhalten
zwischen etwa 0,05 und etwa 12 %, bezogen auf den Gesamtfeststoff, bevorzugt sind etwa 0,1 bis 8 %. Für Schichten
mit Dicken über 10/um empfiehlt es sich, relativ wenig Säurespender zu verwenden.
30 Grundsätzlich ist elektromagnetische Strahlung mit
Wellenlängen bis etwa 550 nm zur Belichtung geeignet.
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- Μ.
Der bevorzugte Wellenlängenbereich erstreckt sich von 220 bis 500 nm.
Die Vielfalt der erfindungsgemäßen Verbindungen, deren
Absorptionsmaxima teilweise noch weit im sichtbaren Teil des Spektrums zu finden sind und deren Absorptionsbereich
über 500 nm hinausreicht, gestattet es einerseits, den Photoinitiator optimal auf die verwendete Lichtquelle
abzustimmen. Prinzipiell ist auch eine Sensibilisierung nicht ausgeschlossen. Andererseits ist es aber auch
möglich und im Sinne der Erfindung zweckmäßig, denselben Photoinitiator in strahlungsempfindlichen Massen zu verwenden,
die Strahlung unterschiedlicher Strahlungsquellen und damit Strahlung verschiedener Wellenlänge ausgesetzt
werden. Eine große Zahl der erfindungsgemäßen Photoinitiatoren zeigt hervorragende Ergebnisse sowohl in strahlungsempfindlichen
Massen für die Verarbeitung in mit Argon-Ionen-Lasern bestückten automatischen Belichtungsgeräten wie in Kopiermaterialien, die mit metallhalo-
genid-dotierten Quecksilber-Hochdrucklampen belichtet werden. Als weitere Lichtquellen sind beispielsweise
zu nennen:
Röhrenlampen, Xenonimpulslampen und Kohlebogenlampen.
Darüber hinaus ist bei den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen
Gemischen das Belichten in üblichen Projektions- und Vergrößerungs-Geräten unter dem Licht der
Metallfadenlampen und Kontakt-Belichtung mit gewöhnlichen Glühbirnen möglich. Die Belichtung kann auch
mit anderen Lasern erfolgen. Geeignet für die Zwecke
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- Zk.
vorliegender Erfindung sind leistungsgerechte kurzwellige Laser, beispielsweise Excimer-Laser, Krypton-Ionen-Laser,
Farbstoff-Laser und Helium-Cadmium-Laser, die insbesondere zwischen 200 und 550 nm emittieren.
Das Bestrahlen mit Elektronenstrahlen ist eine weitere Differenzierungsmöglichkeit. Elektronenstrahlen können
Gemische, die eine der erfindungsgemäßen Verbindungen und eine durch Säure spaltbare Verbindung enthalten, wie
auch viele andere organische Materialien durchgreifend zersetzen und vernetzen, so daß ein negatives Bild entsteht,
wenn die unbestrahlten Teile durch Lösemittel oder Belichten ohne Vorlage und Entwickeln entfernt werden.
Bei geringerer Intensität und/oder höherer Schreibgeschwindigkeit des Elektronenstrahls bewirkt dagegen der
Elektronenstrahl eine Differenzierung in Richtung höherer Löslichkeit, d. h. die bestrahlten Schichtpartien können
vom Entwickler entfernt werden. Die günstigsten Bedingungen können durch Vorversuche leicht ermittelt werden.
Bevorzugte Anwendung finden die eine der erfindungsgemäßen
Verbindungen enthaltenden strahlungsempfindlichen Gemische bei der Herstellung von Druckformen, d. h. insbesondere
Offset-, autotypischen Tiefdruck- und Siebdruckformen, in Photoresistlösungen und in sogenannten
Trockenresists.
Sie lassen sich auch vorteilhaft bei der Herstellung von Klebefolien entsprechend WO-A 81/02261 anstelle der dort
genannten Naphthyl-bis-trichlormethyl-s-triazine
einsetzen.
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- ZS
Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. In den Beispielen stehen Gew.-Teile (Gt)
und vol.-Teile (Vt) im Verhältnis von g zu ml. Prozent- und Mengenangaben sind, wenn nichts anderes angegeben
ist, in Gewichtseinheiten zu verstehen.
Es wird zunächst die Herstellung einer Anzahl der neuen Arylvinylphenyl-bis-trichlormethyl-s-triazine beschrieben,
die in erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Gemisehen
als säureabspaltende und radikalerzeugende Verbindungen erprobt wurden. Sie wurden als Verbindung 1 bis
19 durchnumeriert und kehren unter dieser Bezeichnung in den Anwendungsbeispielen wieder. Die als Ausgangsverbindungen
eingesetzten Arylvinylphenylcarbonitrile der Formel
1^ III sind z. T. literaturbekannt, teils wurden sie analog
der für den einfachsten Vertreter wiedergegebenen Methode hergestellt.
Auch für die Herstellung der als Ausgangsverbindungen für die Verbindungen Nr. 2-12, 18 und 19 dienenden Nitrile
wurde 4-Cyano-phenylmethanphosphonsäurediethylester als
P-O-aktivierte Komponente mit dem Aldehyd Ar-CHO entsprechend
der Nomenklatur der Tabelle 1 umgesetzt; zur Herstellung des Nitrils der Verbindung 16 wird mit Aceto-"
phenon umgesetzt. P-O-aktivierte Komponente bei der Herstellung des Ausgangsnitrils für die Verbindung 17 war
2-Cyano-phenylmethanphosphonsäurediethylester. 2-Chlor-4-cyano-phenylmethanphosphonsäurediethylester
diente zur Synthese der Ausgangsnitrile für die Verbindungen 13 bis 15. Der Phosphonsäureester wurde auf folgendem Wege er-
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-IL
halten: 3-Chlor-4-methyl-benzoesäure wurde über das Säurechlorid und das Amid durch Dehydratisierung mit
Thionylchlorid in das 3-Chlor-4-methyl-benzonitril übergeführt, dieses mit N-Bromsuccinimid in Tetrachlormethan
in das 4-Brommethyl-3-:chlor-benzonitril umgewandelt und
daraus durch Umsetzung mit Triethylphosphit der Phosphonsäureester erhalten.
Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der Arylvinylphenylcarbonitrile anhand der Darstellung von Stilben-4-carbonitril
In die kräftig gerührte Mischung von 22 g gepulvertem Kaliumhydroxid und 200 ml Dimethylformamid tropft man unter
Eiskühlung in 2 Stunden eine Lösung von 0,1 mol Benzaldehyd
in 0,105 mol 4-Cyano-phenylmethanphosphonsäurediethylester.
Man rührt unter fortgesetzter Kühlung 1 Stunde nach und eine weitere Stunde ohne Kühlung. Dann gießt man das Gemisch in
11 Eiswasser, das 52 ml konz. Salzsäure enthält. Der Niederschlag wird abgesaugt, mit Wasser chloridionenfrei
gewaschen, getrocknet und aus Methanol umkristallisiert.
Stilben-4-carbonitril vom Schmp. 116-118°C wird in einer
Ausbeute von 84 % d. Th. erhalten.
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Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der 2-(4-Arylvinylphenyl)-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazine anhand der
Herstellung von 2-(4-Styrylphenyl)-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazin
5
5
In eine gerührte Suspension aus 0,5 mol Stilben-4-carbonitril,
3,0 mol Trxchloracetonitril und 0,06 mol Aluminiumtribromid wird bei 24-280C Chlorwasserstoffgas bis zur
Sättigung eingeleitet. 10
Dabei lösen sich die Feststoffe fast vollständig. Danach bildet sich ein Niederschlag, der Kolbeninhalt nimmt
breiige Konsistenz an, und Chlorwasserstoffabspaltung setzt ein. Durch Kühlung wird das Gemisch 6 Stunden auf
28-300C gehalten, dann 24-48 Stunden bei Raumtemperatur
stehen gelassen. Das Reaktionsgemisch wird in 1,6 1 Methylenchlorid aufgenommen, die Lösung mit Wasser neutral
gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem
Druck nimmt man den Rückstand in 600 ml Methylenchlorid auf und versetzt die Lösung mit 1700 ml Methanol. 210 g
(85 % d. Th.) noch leicht verunreinigtes 2-(4-Styrylphenyl)-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazin
kristallisieren aus, das noch durch weiteres Umkristallisieren aus Methylenchlorid/Methanol gereinigt werden kann. Doppelschmp.
160-163 und 170-1790C.
Als Katalysator eignet sich auch AlCl3. Bortrifluoridetherat
ist ein weniger wirksamer Katalysator, ergibt aber sehr reine Reaktionsprodukte.
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Entsprechend werden die in der Tabelle 1 aufgeführten Triazine dargestellt, wobei in einigen Fällen eine chro
matographische Reinigung der Endprodukte erfolgt.
- 24 -
Bis-trichlormethyl-s-triazine der allgemeinen Formel I
mit R2 = H; R5 = R6 = H;
mit R2 = H; R5 = R6 = H;
Ver | Ar | Rl | R3 | R4 | r7 | RS | r9 | 4-C2H5O | λ (EtOH)/log ε | Schmp ("C) |
bin dung Nr. |
Formel | |||||||||
II | H | H | X | H . | H | H | 371 nm/4.62 | 160-163 und 170-173 |
||
1 | It | H | H | X | H | H | 4-CH3O | 395 nm/4.60 | 203-207 | |
2 | Il | H | H | X | H | H | 4-CH3 | 381 nm/4.61 | 188-192 | |
3 | Il | H | H | X | H | H | 4-Cl | 371 nm/4.65 | 192-194 | |
4 | Il | H | H | X | 2-Cl | H | H | 362 nm/4.62 | 208-210 | |
5 | Il | H | H | X | H | 3-Cl | H | 365 nm/4.64 | 193-196 | |
6 | Il | H | H | X | H | H | 4-Br | 371 nm/4.65 | 210-211 | |
7 | Il | H | H | X | H | 3-CH3O | 4-CH3O | 400 nm/4.57 | 126-129 | |
8 | Il | H | H | X | H | 3,4-OCH2O | 398 nm/4.57 | 180-184 | ||
9 | ■ 1 | H | H | X | H | H | 397 nm/4.60 | 189-193 | ||
10 | ||||||||||
OO GO -J O
K)
- 25 -
Tabelle 1 Bis-trichlormethyl-s-triazine der allgemeinen Formel I
(Forts.) mit R2 = H; R5 = R6 = H;
(Forts.) mit R2 = H; R5 = R6 = H;
Ver | Ar | R1 | H | R3 | H | R4 | X | R7 | R8 | R9 | λ (EtOH)/log ε | 369 nm/4.5 6 | Schmp Cc) |
bin dung Nr. |
Formel II |
H | H | X | 5-CH3O | 3-CH3O | 4-CH3O | 389 nm/4.58 | 362 nm/4.58 | 209-214 | |||
11 | Il | H | Cl | X | H | H | 4-n-C6H13 382 nm/4.51 | 379 nm/4.56 | 75- 77 | ||||
12 | Il | H | Cl | X | H | H | H | 355 nm/4.3 5 | 215-219 | ||||
13 | Il | H | Cl | X | H | 3-Cl | H | 372 nm/3.8 0 | 191-194 | ||||
14 | Il | CH3 | H | X | H | H | 4-CH3 | 385 nm/4.51 | 210-213 | ||||
15 | Il | H | X | H | H | H | H | 408 nm/4.20 | 169-172 | ||||
16 | Il | H | H | X | H | H | H | 107-111 | |||||
17 | Naphth-1-yl | H | H | X | 210-214 | ||||||||
18 | ^nthrac-9-yl | 160-172 | |||||||||||
19 | |||||||||||||
X = 4,6-Bis-trichlormethyl-s-triazin-2-yl
CO CO CO
rsj
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Aluminiumplatten mit elektrochemisch aufgerauhter, anodisierter
und mit einer 0,1 %igen wäßrigen Lösung von PoIyvinylphosphonsäure
vorbehandelter Oberfläche werden mit Lösungen von
6,63 Gt eines Kresol-Formaldehyd-Novolaks
(Schmelzbereich 105 - 1200C nach DIN 53181),
1,99 Gt des polymeren Orthoesters, hergestellt durch Kondensation von Orthoameisensäuretrimethyl-
ester mit 4-Oxa-6,6-bis-hydroxymethyl-octanl-ol,
0,33 Gt der Verbindung Nr. 1 und 0,05 Gt Kristallviolett-Base in
15 30 Gt Ethylenglykolmonomethylether 52 Gt Tetrahydrofuran und
9 Gt Butylacetat
beschichtet, so daß nach dem Trocknen eine Schichtdicke von ca. 2,0 ym resultiert. Die lichtempfindliche Schicht
wird durch eine Vorlage, die neben Strich- und Rastermotiven einen Halbtonstufenkeil mit 13 Stufen der
optischen Dichte von je 0,15 enthält, unter einer 5 kW-Metallhalogenidlampe im Abstand von 110 cm 15 Sekunden
belichtet und nach einer Wartezeit von 10 Minuten mit dem Entwickler der folgenden Zusammensetzung 1 Minute entwickelt:
optischen Dichte von je 0,15 enthält, unter einer 5 kW-Metallhalogenidlampe im Abstand von 110 cm 15 Sekunden
belichtet und nach einer Wartezeit von 10 Minuten mit dem Entwickler der folgenden Zusammensetzung 1 Minute entwickelt:
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5,5 Gt Natriummetasilikat χ 9 H2O,
3,4 Gt Trinatriumphosphat χ 12 H2O,
0,4 Gt Natriumdihydrogenphosphat, wasserfrei,
90,7 Gt Wasser.
5
5
Man erhält ein positives Abbild der Vorlage. Ein Druckversuch mit der so hergestellten Druckform in einer Offsetdruckmaschine
wird nach 140.0 00 Drucken bei immer noch einwandfreier Qualität abgebrochen. IO
Das in diesem Beispiel erzielte Kopierergebnis, gemessen an der Zahl der entwickelten Halbtonstufen, wird ebenfalls
erreicht, wenn die Verbindung Nr. 1 durch jeweils gleiche Gewichtsmengen einer der Verbindungen Nr. 3, 4,
5, 6, 7, 12 und 13 bzw. von Gemischen dieser Verbindungen ersetzt wird.
Versieht man die in der DE-C 27 18 259 als besonders bevorzugt hervorgehobenen Initiatoren Nr. 5 und Nr. 20
2-(4-Ethoxynaphth-l-yl)- bzw. 2-Acenaphth-5-yl-4,6-bistrichlormethyl-s-triazin
mit den Lichtempfindlichkeitsfaktoren, 100 bzw. 125, so sind den obengenannten
Photoinitiatoren Paktoren zwischen 135 und 140 zuzuordnen.
Druckplatten des Formats 580 mm χ 420 ram, die aus einer elektrochemisch aufgerauhten, anodisierten und mit PoIy-
vinylphosphonsäure vorbehandelten Aluminiumfolie und
30
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einer lichtempfindlichen Schicht der folgenden Zusammensetzung:
73,96 Gt des Novolaks nach Beispiel 1,
22,19 Gt des Polyorthoesters nach Beispiel 1,
3,70 Gt Photoinitiator und
0,15 Gt Kristallviolett-Base
bestehen, werden in einer Laserite^-Anlage mit der UV-Strahlung
eines Argon-Ionen-Lasers zeilenweise belichtet, wobei die Zahl der geschriebenen Zeilen/cm stufenweise
gesteigert wird. Die Leistung des Lasers wird bei diesem Vorgehen konstant gehalten. Die belichtete Druckplatte
wird 10 Minuten bei Raumtemperatur gelagert, anschließend mit dem Entwickler des Beispiels 1 60 Sekunden entwickelt
und mit fetter Farbe eingefärbt. Ab einer bestimmten Zeilenzahl/cm sind die Nichtbildstellen klar und nehmen
keine Farbe mehr an.
Aus der Laserleistung an der Plattenoberfläche, der Zeilenlänge, der Zeilenzahl/sec und der ermittelten
Zeilenzahl/cm läßt sich der vom verwendeten Photoinitiator abhängige Mindestenergiebedarf errechnen, der für
eine tonfreie Entwickelbarkeit der Nichtbildstellen
erforderlich ist. Die folgende Tabelle nennt diese
Energiewerte:
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Verbindung | Mindestenergiebedarf (mJ/cm2) |
1 | 6,5 |
3 | 7,5 |
4 | 6,7 |
5 | 5,6 |
6 | 6,5 |
7 | 6,5 |
12 | 7,8 |
13 | 5,6 |
14 | 7,2 |
16 | 7,3 |
Zum Vergleich:
2-(4-Ethoxynaphth-l-yl)- 8,4 4,6-bis-trichlormethyls-triazin
2-Acenaphth-5-yl- 11,2
4,6-bis-trichlormethyls-triazin
2-(4-Methoxystyryl)- 9,2 4,6-bis-trichlormethyls-triazin
Der Vergleich zeigt, daß der gegenüber der Emission von Metallhalogenidlarapen hochaktive, jedoch von den neuen
Photoinitiatoren noch übertroffene Photoinitiator 3° 2-Acenaphth-5-yl-4,6-bis-trichlormethyl-s-triazin einen
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um 100 % höheren Mindestenergiebedarf bei Laserbelichtung gegenüber den Verbindungen Nr. 5 und Nr. 13 aufweist.
Beispiel 3
Eine auf mechanisch aufgerauhte Aluminiumfolie aus 10 %iger Methylethylketon-Lösung aufgetragene Schicht der folgenden Zusammensetzung
Eine auf mechanisch aufgerauhte Aluminiumfolie aus 10 %iger Methylethylketon-Lösung aufgetragene Schicht der folgenden Zusammensetzung
76,63 Gt Poly-(4-vinylphenol) vom Molekulargewicht
10 8300,
19,16 Gt des Polyacetals aus 2-Ethylbutyraldehyd und
Triethylenglykol,
3,83 Gt der Verbindung Nr. 18 und
0,38 Gt Kristallviolett-Base 15
wird 5 Sekunden unter den Bedingungen des Beispiels 1 belichtet und 45 Sekunden mit dem Entwickler des Beispiels
1 entwickelt. Man erhält eine Druckform mit dem
positiven Abbild der Vorlage. 20
Wird das Poly-(4-vinylphenol) vom Molekulargewicht 8300 durch gleiche Gewichtsmengen Poly-(4-vinylphenol) vom
Molekulargewicht 27000 und die Verbindung Nr. 18 durch die Verbindung Nr. 9 ersetzt, weist die Schicht eine um
etwa 1/2 Keilstufe geringere Empfindlichkeit auf.
Eine etwas verringerte Empfindlichkeit wird mit der Verbindung
Nr. 19 erzielt.
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Die Eignung der neuen Bis-trichlormethyl-s-triazine als
Initiatoren in elektronenstrahlempfindlichen Massen wird
im folgenden gezeigt:
5
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Auf mechanisch aufgerauhtes Aluminium ca. 1,1 pm dick
aufgetragene Schichten der Zusammensetzung
73 Gt des Novolaks nach Beispiel 1, 22 Gt des Bis-(5-butyl-5-ethyl-l/3-dioxan-2-yl)-ethers
des 2-Butyl-2-ethyl-propandiols und 5 Gt einer der Verbindungen Nr. 2, Nr. 9 und Nr. 10
werden mit 11 kV-Elektronen bestrahlt.
Bei einem Strahlstrom von 5 μΑ reichen 4 Sekunden Bestrahlungsdauer aus, um ein Feld von 10 cm^ nach 60
Sekunden Einwirkung des Entwicklers aus Beispiel 1 löslich zu machen; das entspricht einer Empfindlichkeit
20 der obengenannten Schichten von 2 yC/cm .
Eine Platte aus elektrolytisch aufgerauhtem und anodisiertem
Aluminium wird mit einer Beschichtungslösung, bestehend aus
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6,7 Gt Trimethylolethan-triacrylat,
6,5 Gt eines Copolymerisats aus Methylraethacry-
lat und Methacrylsäure, Säurezahl 115, 0,12 Gt der Verbindung Nr. 1,
5 64,0 Gt Ethylenglykolmonoethylether, 22,7 Gt Butylacetat und
0,3 Gt 2,4-Dinitro-6-chlor-2l-acetamido-5lmethoxy-4'-(N-ß-hydroxyethyl-N-ß'-cyanoethy1-amino)-azobenzol
10
schleuderbeschichtet, so daß sich nach dem Trocknen ein Schichtgewicht von 3-4 g/m^ ergibt. Anschließend wird
die Platte mit einer 4 pm dicken Schutzschicht aus Polyvinylalkohol
(K-Wert 4; 12 % Restacetylgruppen) versehen, unter einer Strich- und Rastervorlage mit einer 5 kW-Metallhalogenidlampe
im Abstand von 110 cm 22 Sekunden belichtet und mit einer 1,5 %igen Natriummetasilikatlösung
entwickelt.
Man erhält ein negatives Abbild der Vorlage. Ein Druckversuch
mit einer so hergestellten Offsetdruckplatte wurde nach 200.000 Drucken bei immer noch einwandfreier
Qualität abgebrochen.
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Dieses Beispiel beschreibt einen Negativ-Trockenresist.
Die folgende Beschichtungslösung aus
5 24,9 Gt eines Mischpolymerisats aus 30 Gt
Methacrylsäure, 60 Gt n-Hexylmethacrylat und
10 Gt Styrol,
16,1 Gt des Umsetzungsprodukts aus 1 mol 2,2,4-Trimethylhexamethylen-d iisocyanat und 2 mol Hydroxyethylmethacrylat,
16,1 Gt des Umsetzungsprodukts aus 1 mol 2,2,4-Trimethylhexamethylen-d iisocyanat und 2 mol Hydroxyethylmethacrylat,
0,41 Gt Triethylenglykoldimethacrylat,
0,58 Gt der Verbindung Nr. 5
0,11 Gt des in Beispiel 5 angegebenen Farbstoffs und 57,9 Gt Methylethylketon
wird auf eine Polyethylenterephthalatfolie zu einem Trockengewicht von 25 g/m^ aufgeschleudert. Dieses
Material wird in einem handelsüblichen Laminator bei 120 0C auf einen Träger aus Isolierstoffmaterial, der
eine 35 m dicke Kupferauflage trägt, laminiert. Nach 60 Sekunden Belichtung durch eine Vorlage, die neben
Strich- und Rastermotiven einen Halbtonstufenkeil enthält, unter der Lichtquelle aus Beispiel 1 und Entwicklung
mit 0,8 %iger Natriumcarbonatlösung bleiben ein Negativ des Strich- und Rastermotivs sowie die Stufen 1 -
6 des Halbtonkeils als erhabenes Relief stehen, die Stufe
7 ist teilweise angegriffen.
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Die Resistschicht widersteht Ätzprozessen, z.B. mit Eisen-III-chlorid, und den Einflüssen von Galvanobädern
bei der Herstellung von Leiterplatten.
Auf einer Schleuder wird eine Platte aus mechanisch aufgerauhtem Aluminium mit einer Lösung aus
10 4,3 Gt eines Phenol-Formaldehyd-Novolaks
(Schmelzbereich 110 - 120 0C nach DIN 53 181),
10,6 Gt N-Vinylcarbazol,
0,24 Gt 2-(p-Dimethylaminostyryl)-benzthiazol, 0,25 Gt einer der Verbindungen Nr. 15 und Nr. 18,
84,6 Gt Methylethylketon
beschichtet. Nach dem Trocknen hat die lichtempfindliche
Schicht eine Dicke von 1-2 pm. Die Platte wird 7,5 Sekunden entsprechend Beispiel 1 bildmäßig belichtet,
wobei an den Bildstellen der Farbton der Schicht von gelb nach rot-orange umschlägt. Schaukeln der Platte in der
Entwicklerlösung aus
0,6 Gt NaOH,
25 0,5 Gt Na2SiO3 β 5 H2O,
1,0 Gt n-Butanol und
97,9 Gt vollentsalztem Wasser
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entfernt in 75 Sekunden die unbelichteten Schichtanteile, die belichteten nehmen beim überwischen fette Farbe an,
so daß von einer solchen Platte auf einer Offsetdruckmaschine gedruckt werden kann.
Bei etwas verlängerten Belichtungszeiten lassen sich auch die Verbindungen Nr. 8, 11 oder 17 anstelle der Verbindungen
Nr. 15 und Nr. 18 verwenden.
Das Beispiel 7 wird wiederholt, indem in der Beschichtungslösung die Styrylfarbbase durch die gleiche
Gewichtsmenge der Cyaninfarbbase 2-[l-Cyano-3-(3-ethylbenzthiazolyliden-(2))-propen-l-yljchinolin
und die Verbindung Nr. 15 oder Nr. 18 durch die Verbindung Nr. 3 in gleicher Menge ersetzt wird und eine Polyesterfolie beschichtet
wird.
12 Sekunden bildmäßige Belichtung entsprechend Beispiel 1 lassen die Farbe der Bildstellen von anfangs hellrot nach
tiefviolett umschlagen.
Durch überwischen mit dem Entwickler aus Beispiel 3 werden
die Nichtbildsteilen entfernt. Man erhält ein negatives Abbild der Vorlage.
Dieses Vorgehen eignet sich zur Herstellung von Farbfolien.
30
30
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Eine Platte aus mechanisch aufgerauhtem Aluminium wird mit einer Schicht der folgenden Zusammensetzung, aufgeschleudert
aus 10 %iger Methylethylketon-Lösung, versehen:
48,3 Gt eines Epoxidharzes (aus Epichlorhydrin und
Bisphenol A, Epoxyäquivalentgewicht 182-194), 48,3 Gt des Novolaks nach Beispiel 1,
2,9 Gt der Verbindung Nr. 4 und 0,5 Gt Kristallviolett.
45 Sekunden bildmäßige Belichtung entsprechend Beispiel 1 und 40 Sekunden Entwickeln mit dem Entwickler aus Beispiel
7 erzeugen ein negatives Abbild der Vorlage mit schleierfreien Nichtbildstellen.
Ersetzt man das Epoxidharz durch die gleiche Menge des angegebenen Novolaks, wird bei der Entwicklung zwar kurzzeitig
ein negatives Bild sichtbar, die Entwicklerresistenz ist jedoch so gering, daß nach 30 Sekunden die
gesamte Schicht vom Träger abgelöst ist.
Dicke Schichten eines positiv arbeitenden Fotoresists werden folgendermaßen hergestellt:
30
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
Eine Lösung aus
60 Gt Butanon,
30 Gt des Novolaks nach Beispiel 1, 5 8,58 Gt eines Polyacetals aus 2-Ethyl-hexanal und
Pentan-1,5-d iol,
0,12 Gt der Verbindung Nr. 7 und 1,3 Gt Polyvinylmethylether
10 trägt man mit Hilfe einer Zieh-Spiralrakel (wire bar
Nr. 40) auf die gereinigte Kupferoberfläche des Verbundmaterials aus Beispiel 6 auf, läßt das Lösungsmittel
durch zwölfstündige Lagerung bei Raumtemperatur weitgehend verdunsten und trocknet die Platte 15 Minuten unter
Infrarotstrahlung bei 700C nach.
Die 60 Sekunden unter einer Strichvorlage mit der Lichtquelle aus Beispiel 1 belichtete, 70 um dicke Resistschicht
läßt sich durch Ansprühen mit 0,8 %iger wäßriger 20 Natronlauge in 40 Sekunden entwickeln.
Beispiel 11
Eine Lösung aus
Eine Lösung aus
2 3,3 Gt des Novolaks nach Beispiel 1,
6,9 Gt des Bisorthoesters nach Beispiel 4 und
1,0 Gt der Verbindung Nr. 1 in
6,9 Gt Xylol,
6,9 Gt Butylacetat und
55,0 Gt 2-Ethoxy-ethylacetat
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
-γ-
wird mit Hilfe einer Schleuder bei 4000 Umdrehungen je Minute auf eine Siliciumscheibe von 7,6 cm Durchmesser,
die mit einer 1,0 pm dicken Oxidschicht versehen ist, aufgebracht. Nach 30 Minuten Trocknen bei 9O0C im Umlufttrockenschrank
beträgt die Resistschichtdicke 1,15 um. Die beschichtete Siliciumscheibe wird durch
eine Maske in einem Kontaktbelichtungsgerät, bestückt mit einer Quecksilberhochdrucklampe, belichtet. 5,6 mj/
cnr genügen, um die belichteten Stellen der Resistschicht in 90 Sekunden mit dem Entwickler des Beispiels 1 herauslösen
zu können.
Claims (10)
- HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
KALLE Niederlassung der Hoechst AG3/K 068 —39-*- 10. Oktober 1983WLK-Dr.N.-urPatentansprüche
1.) Lichtempfindliche Verbindungen der allgemeinen Formel Il0 Ar - GR1 = GR(DworinrI und R^ Wasserstoffatome oder Alkylgruppen bedeuten, r3 und R4 voneinander verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder einen 4,6-Bis-trichlormethyl-s-triazin-2-ylrest bedeuten,r5 und R° gleich oder verschieden sind und Wassers toff- oder Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxyreste bedeuten undAr ein substituierter oder unsubstituierter ein-bis dreikerniger aromatischer Rest ist.HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG - 2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßAr ein Rest der Formel II 510 R8R9ist, worinR', R° und R^ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff- oder Halogenatome, substituierte oder unsubstituierte Alkylreste, in denen einzelne Methylengruppen durch O- oder S-Atome ersetzt sein können und wobei jeweils zwei dieser Reste unter Ausbildung eines 5- oder 6-gliedrigen Rings verknüpft seinkönnen, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Aryloxyreste bedeuten.HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
- 3. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßR1, R2, R3, R5 und R6 Wasserstoffatome sind. 5
- 4. Lichtempfindliches Gemisch, enthaltend ein Bistrichlormethyl-s-triazin (a) und eine Verbindung (b), die mit dem Lichtreaktionsprodukt des Triazins (a) unter Ausbildung eines Produktes zu reagieren vermag, das eine von (b) unterschiedliche Lichtabsorption oder Löslichkeit in einem Entwickler aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Triazin (a) eine Verbindung der Formel I gemäß Anspruch 1 ist.
- 5. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (b) eine ethylenisch ungesättigte Verbindung ist, die eine durch freie Radikale ausgelöste Polymerisation einzugehen vermag.
- 6. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (b) mindestens eine durch Säure spaltbare C-O-C-Bindung enthält.
- 7. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (b) durch Säure zur kationischen Polymerisation angeregt zu werden vermag.
- 8. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (b) durch Säure ver-30 netzbar ist.HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AG
- 9. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (b) durch Einwirkung von Säure ihren Farbton ändert.
- 10. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verbindung der Formel I in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf seine nichtflüchtigen Bestandteile, enthält.11. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein wasserunlösliches polymeres Bindemittel enthält.12. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in wäßrig-alkalischenLösungen löslich ist.13. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 mol einer Verbindung der Formel IIIAr - GR1 = GR215 20 25 30HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT KALLE Niederlassung der Hoechst AGworin„10 un(j Rll voneinander verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder einen CN-Rest bedeutenAr , R1, R2,R^ und R^ die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben,und etwa 2-8 mol Trichloracetonitril in Gegenwart von Halogenwasserstoff und Friedel-Crafts-Katalysatoren co-trimerisiert. /n
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