JP2549303B2 - 感光性組成物 - Google Patents

感光性組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は感光性組成物に関する。特に、高感度であり
かつ安定性の高い新規な光重合性感光性組成物に関する
ものである。
〔従来技術とその欠点〕
従来、感光性組成物を高感度化させる目的で種々の反
応性バインダーの適用が試みられて来た。例えばバイン
ダー側鎖に(メタ)アクリレート基を導入した反応性バ
イダーの例が多く報告されている。これらの例は、特公
昭39−19898号、特公昭51−37316号、特公昭49−17874
号、米国特許第3556793号、各明細書等に記載されてい
る。
確かにこれらのバインダーは感光性組成物の高感度化
をもたらすことができたが、反面、貯蔵安定性が悪く、
実用上の使用において大きな問題となっていた。
また例えば特公昭46−32714号公報に開示されている
ようなバインダー、モノマー、及び光重合開始剤とから
なる感光性組成物を感光性平版印刷版に適用しようとし
た場合、画像露光時の感光性平版印刷版の表面温度によ
り感度が大きく左右される(以後この現象を温度依存性
と呼ぶ)という欠点のあることが判った。更にこの光重
合性組成物には、画像露光の停止後も残存する活性種に
よる後重合がみられ、画像露光から現像までの時間が長
いほど感度が上がる(以後この現象を潜像増感と呼
ぶ。)という欠点もあることが判った。
上記の貯蔵安定性、温度依存性、潜像増感の問題を解
決するため特開昭59−46643号公報には、アリル基を有
するバインダーの使用が開示されている。しかしこれら
のバインダーは上記の問題を解決し、かつ高感度化を達
成することができ、実用的に使用されるようになったが
なお更なる高感度化が望まれていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがって本発明の目的は、高感度であり、かつ貯蔵
安定性、温度依存性、潜像増感等の感度の安定性に優れ
た感光性組成物を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、 (A)下記一般式〔I〕で表わされる構造単位を含むポ
リマー、 (式中R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子、ア
ルキル基、アリール基から選ばれる基であり、Zは、少
くなくとも3個の非金属原子を主鎖中に有する2価の連
結基である。) (B)少なくとも2個の重合可能なエチレン性不飽和二
重結合を有するモノマーまたはオリゴマー、および (C)光重合開始剤 とを含有するこのを特徴とする感光性組成物により達成
された。
上記一般式〔I〕において R2としては水素原子、メチル、エチル等の炭素数7ま
でのアルキル基、フェニル、ナフチル等の炭素数10まで
にアリール基から選ばれる基が挙げられる。またこれら
のアルキル基、アリール基は置換基を有してもよく置換
基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシル基、
カルボアルコキシ基、アルキル基、アリール基等があ
る。
一般式〔I〕の構造単位を有するポリマーの具体例と
しては、下記のものを挙げることができる。
本発明に使用される光重合性組成物における成分
(B)の不飽和モノマーは、少なくとも2つの付加重合
性不飽和基を有する化合物が有用であるが、特に望まし
いのものは、エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペ
ンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリ
スリトール及びジペンタエリスリトールのトリー、テト
ラーもしくはヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシジ
(メタ)アクリレート、特公昭52−7361号公報に開示さ
れているようなオリゴアクリレート、特公昭48−41708
号公報に開示されているようなアクリルウレタン樹脂ま
たはアクリルウレタンのオリゴマー等である。
これらのモノマーまたはオリゴマーとポリマー(A)
の組成比は重量で1:9〜7:3の範囲が好ましく、更に好ま
しい範囲は2.5:〜7.5〜5:5である。
成分(C)の光重合開始剤は、米国特許第2,367,660
号明細書に開示されている隣接ポリケトアルドニル化合
物(Vicinal Poly ketaldonyl conpounds)、米国特許
2,367,661号及び第2,367,670号明細書に開示されている
α−カルボニル化合物、米国特許第2,448,828号明細書
に開示されているアシロインエーテル、米国特許第2,72
2,512号明細書に開示されているα−位が炭化水素で置
換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3,046,12
7号及び第2,951,758号明細書に開示されている多核キノ
ン化合物、米国特許第3,549,367号明細書に開示されて
いるトラアリールイミダゾールダイマー/p−アミノフェ
ニルケトンの組合せ、米国第3,870,524号明細書に開示
されているベンゾチアゾール系化合物、米国特許第4,23
9,850号明細書に開示されているベンゾチアゾール系化
合物/トリハロメチル−s−トリアジン系化合物ドイツ
特許3726001A号明細書に開示されているトリアジン系化
合物及び米国特許第3,751,259号明細書に開示されてい
るアクリジン及引びフエナジン化合物、米国特許第4,21
2,970号明細書に開示されているオキサジアゾール化合
物等が含まれ、その使用量は光重合性組成物の総重量を
基準にして、約0.5重量%〜約15重量%、より好ましく
は2〜10重量%の範囲である。
本発明の感光性組成物は光硬化材料として塗料、歯科
用材料の他レリーフ形成、レジスト、印刷用刷版等の画
像形成材料に用いることができる。
印刷用刷版に用いる場合、本発明の感光性組成物にお
けるポリマーは一般式〔I〕で表わされる構造単位の他
に、アクリル酸、メタアクリル酸等のカルボン酸成分を
含んでいた方がアルカリ水溶液にて現像可能であるとい
う点において有利である。また印刷用刷版に用いる場合
には本発明の感光性組成物成分(A)、(B)、(C)
の他に、本発明の組成物の製造中あるいは保存中におい
てエチレン性不飽和結合を有する重合可能な化合物の不
要な熱重合を阻止するために熱重合防止剤を添加するこ
とが望ましい。適当な熱重合防止剤としてはヒドロキノ
ン、p−メトキシフェノール、ジ−t−ブチル−p−ク
レゾール、ピロガロール、t−ブチルカテコール、ベン
ゾキノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニー
ル、ナフチルアミン、β−ナフトール、ニトロベンゼ
ン、ジニトロベンゼンなどがある。
また場合によっては着色を目的として染料もしくは顔
料、例えばメチレンブルー、クリスタルバイオレット、
ローダミンB、フクシン、オーラミン、アゾ系染料、ア
ントラキノン系染料、酸化チタン、カーボンブラック、
酸化鉄、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料などを加え
てもよい。
陽極酸化処理(硫酸又はりん酸)後、シリケート処理
したアルミニウム支持体との接着性を向上させる為にネ
ガ作用ジアゾ樹脂、例えばp−ジアゾジフェアミンとホ
ルムアルデヒドの縮合物のPF6塩を加えてもよい。
さらに、本発明の光重合性組成物には必要に応じて可
塑剤を添加することができる。可塑剤の例としては、ジ
メチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタ
レート、ジヘキシルフタレート、ジシクロヘキシルフタ
レート、ジトリデシルフタレートなどのフタル酸エステ
ル類、ジメチルグリコールフタレート、エチルフタリル
エチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレー
トなどのグリコールエステル類、トリクレジルホスフェ
ート、トリフェニルホスフェートなどのリン酸エステル
類、ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、
ジブチルセバケート、ジブチルマレートなどの脂肪族二
塩基酸エステル類などがある。
本発明の光重合性組成物は前途の各種構成成分を溶媒
中せしめ、適当な支持体上に公知の方法により塗布して
用いられる。次に、この場合の各種構成成分の好ましい
比率をエチレン性不飽和結合を有する重合可能な化合物
〔B〕100重量に対する重量部で表わす。
本発明の感光性組成物を塗布するときに用いられる溶
媒としては、エチレンジクロリド、シクロヘキサノン、
メチルエチルケトン、酢酸メチルセロルブ、メチルセロ
ソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアステート、メ
タノール、モノクロルベンゼン、トルエン、酢酸エチル
などがある。こられの溶媒は単独又は混合して使用され
る。
本発明の感光性組成物は感光性平版印刷版の感光層と
して好適である。感光性平版印刷版を製造する場合、塗
布量は一般的に固形分として0.1〜10.0g/m2が適当であ
り、特に好ましくは0.5〜5.0g/m2である。感光性平版印
刷版に適した支持対としては、親水化処理したアルミニ
ウム板、たとえばシリケート処理アルミニウム板、陽極
酸化アルミニウム板、砂目立てしたアルミニウム板、シ
リケート電着したアルミニウム板があり、その他亜鉛
板、ステンレス板、クローム処理銅板、親水化処理した
プラスチックフィルムや紙を挙げることができる。
また印刷用校正版、オーバーヘッドプロジェクター用
フィムル、第2原図用フィルムの製造に本発明の感光性
組成物を用いる場合、これらに適する支持体としてはポ
リエチレンテレフタレートフィルム、三酢酸セルローズ
フィルム等の透明フィルムや、これらのプラスチックフ
ィルムの表面を科学的又は物理的にマット化したものを
挙げることができる。
本発明の感光性組成物をフォトマスク用フィルムの製
造に使用する場合、好適な支持体としてはアルミニウ
ム、アルミニウム合金やクロムを蒸着させたポリエチレ
ンフタレートフィルムや着色を設けたポリエチレンテレ
フタレートフィルムを挙げることができる。
また本発明の組成物をフォトレジストとして使用する
場合には銅板又は銅メッキ板、ステンレス板、ガラス板
等の種々のものを支持体として用いることができる。
支持体上に設けられた光重合性組成物の層の上には、
空気中の酸素による重合禁止作用を完全に防止するた
め、例えばポリビニルアルコール、酸性セルロース類な
どのような酸素遮断性に優れたポリマーよりなる保護層
を設けてもよい。この様な保護層の塗布方法について
は、例えば米国特許第2,458,311号、特公昭55−49729号
明細書に詳しく記載されている。
更に露光時の酸素の影響を排除するために、特開昭61
−282836号、特開昭62−11851号に記載されている高級
脂肪酸及び高級脂肪酸アミド、例えばベヘン酸及びベヘ
ン酸アミド等を添加することもできる。
更に露光時の真空密着性を向上させて感光性層表面の
酸素を減少させるために、感光層表面にマット剤を添加
してもよい。
〔発明の効果〕
本発明の感光性組成物は、感度が高く、かつ、貯蔵安
定性、温度依存性、潜像増感等の感度の安定性において
優れている。
以下実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお%は
重合%を示すものとする。
合成例 (本発明の感光性組成物に用いられる下記構造式のポリ
マーの合成) 撹拌棒および撹拌羽根、還流冷却器、および温度計を
設置した500mlの三ツ口フラスコに反応溶媒として1−
メトキシ−2−プロパノール188.19g、重合モノマーと
してメタアクリル酸0.91gおよびメタアクリル酸の2−
アリルオキシエタノールエステル20.0gを入れ窒素置換
しながら75℃に加熱した この反応液に2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)0.32gを加え、同温度で7時間撹拌を続け
た。反応終了後反応溶液を水5にあけポリマーを沈澱
させた。得られたポリマーををろ過乾燥し、12.70gの固
体を得た。
収率61% 酸価測定によりこのポリマーはメタクリル酸10%メタ
アクリル酸2−アリルオキシエタノールエステル90%
(モル比)からなる共重合体であることが判った。
またGPCによる重合平均分子量は2.5万であった。
実施例1 厚さ0.24mmのアルミニウム板をナイロンブラシと400
メッシュのパミストンの水懸濁液を用い、その表面を砂
目立てした後、よく水で洗浄した。次いで10%水酸化ナ
トリウムに70℃で60秒間浸漬してエッチングした後、流
水で水洗後20%HNO3で中和洗浄し、水洗した。これを陽
極時電圧が12.7Vで陽極時電気量に対する陰極時電気量
の比が0.8の条件下で正弦波の交番波形電流を用いて1
%削酸水溶液中で160クローン/dm2の電気量で電解粗面
化処理を行った。このときの表面粗さを測定したところ
0.6μ(Ra表示)であった。ひきつづいて30%の硫酸中
に浸漬し55℃で2分間デスマットした後、20%硫酸中、
電流密度2A/dm2において酸化被膜の厚さが2.7/m2になる
ように2分間陽極酸化処理した。その後70℃の珪酸ソー
ダ2.5%水溶液に1分間浸漬後水洗乾燥した。このよう
にして準備された基盤の上に、次の感光性(1)を塗布
した。
感光性(1) ペンタエリスリトールテトラアクリレート 1.5 g 合成例で合成した下式で示されるポリマーバインダー
3.5 g 2,4−トリクロロメチルー(4′−メトキシナフチ
ル)S−トリアジン 0.2 g 油溶性青色染料(C.I.42595) 0.07g プロピレングリコールモノメチルエーテル 30 g メチルエチルケトン 30 g F−177(大日本インキ(株)製フッ素系界面活性
剤) 0.3 g これらを先の基板の上に回転塗布機を用いて、乾燥後
の重量で、2.0g/m2となるように塗布した。乾燥は80℃
で2分間行った。次にポリビニルアルコール(粘度は4
%溶液(20℃)によるヘプラー法で5.3±0.5(cp)、ケ
ン化度86.5〜89.0mol%、重合度1000以下)の水溶液を
乾燥重量にして、1.0g/m2となるように塗布した。乾燥
は、100℃で2分間行った。こうして得られたプレート
をサンプルAとした。
(比較例1) 感光液(1)のポリマーバインダーの代わりに下記構
造で表わされるポリマーバインダーを用いた感光液を調
整した。
実施例1と同様の基板に、同様にして、感光層および
ポリビニルアルコール層を設けた。
こうして得られたプレーをサンプルBとした。
(比較例2) 感光液(1)のポリマーバインダーの代わりに、下記
構造で表わされるポリマーバインダー用いた感光液を調
製した。
実施例1と同様にして得られたプレートをサンプルC
とした。
(比較例3) 比較例2で用いたポリマーバインダーのメタクリル酸
比率を下げた下記バインダーを用い、、実施例(1)と
同様にして得られたプレートをサンプルDとした。
これらサンプルA〜Dの感度を測定する為に富士写真
フィルム(株)製PSステップガイド(ΔD=0.15で不連
続に透過濃度が変化するグレースケール)を重ね米国バ
ーキープリンター(光源2kwメタルハライド)で露光
し、次に示す現像液に室温で50秒間浸漬後、脱脂綿で表
面を軽くこすり未露光部を除去した。
現像液 亜硫酸ナトリウム 5g ベンジルアルコール 30g 炭酸ナトリウム 5g イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム 10g 純水 1000g 現像後の版上のステップガイド段数を調べたところ、
次のようになった。又、現像時の現像性を調べるため
に、未露光部が完全に現像液によって溶解除去されるの
に要する時間を測定した。結果を下表に示す。
サンプルAは、他のサンプルに比べ感度が高く、又、
現像液に対する未露光部の溶解性もすぐれていた。
実施例2 下記の感光液(2)を調製した。
ペンタエリスリトールヘキサアクリート 2.0g 下記構造式で示されるポリマーバイダー 3.0g 9−フェニルアクリジン 0.3g 銅フタロシアニン系顔料 0.8g ベヘン酸 0.3g メチルエチルケトン 30 g プロピレングリコールモノメチルエーテル 30 g F−177(大日本インキ(株)製フッ素系界面活性
剤) 0.3g この感光液を先の実施例で示した、アルミニウム基板
上に、回転塗布機を用いて、乾燥後の重量にして、2.0g
/m2となるように塗布した。乾燥は80℃で2分間行っ
た。
こうして得られたプレートをサンプルEとした。
比較例として、感光液(2)で用いたポリマーバイン
ダーの代わりに、下記バインダーを用い、他は、同様に
して調液したものを用いた。これを、実施例(2)と同
様にして得たサンプルをFとした。
実施例1と同様に、露光・現像して得られたこれらの
サンプルの結果は次のようであった。
実施例3 実施例1および2で作製した各サンプルについて、温
度依存性を比較するために、サンプル上に富士写真フィ
ルム(株)製のPSステップガイドを載せ、米国バーキー
プリンター(光源2KWメタルハライド)で露光した。こ
の時、プリンターの焼枠の温度を10℃および50℃に調製
して露光し、すぐに先の現像液にて現像した。
現像後のステップガイドの段数を調べた結果を下表に
示す。
次に潜像増感を比較するために、プリンターの焼枠の
温度を15℃に保って露光し、直後に現像した場合と、1
時間後に現像したときのステップガイドの段数差を調べ
た。
本発明による光重合性組成物は、温度依存性および潜
像増感のいずれも遜色のないものであることが判る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−95526(JP,A) 特開 昭62−288829(JP,A) 特開 昭59−46643(JP,A) 特開 昭49−24437(JP,A) 特開 平1−237663(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記一般式〔1〕で表わされる構造
    単位を含むポリマー (式中R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子、ア
    ルキル基またはアリール基から選ばれる基であり、Z
    は、窒素原子、炭素原子及び酸素原子からなる郡から選
    ばれる少なくとも3個の非金属原子からなる主鎖を有す
    る2価の連結基である。) (B)少なくとも2個の重合可能なエチレン性不飽和二
    重結合を有するモノマーまたはオリゴマー、および (C)光重合開始剤 とを含有する感光層を有する感光性平版印刷版(但し、
    湿し水不要感光性平版印刷版を除く)。
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