JP3940962B2 - 液体感光性組成物 - Google Patents
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Description
現在、乾燥レジストフィルムが、テレホンカードの製造のために使用される。光構造化のためにソリッド光レジストを使用するとき、層厚は最小38ないし70μmであることができる。液体レジストと比較して、これはもはや回路の微細な解像度を可能にしない4ないし10倍厚い層厚である。
現在まで、液体レジストは、金属シード化プラスチック表面に施されUV光に暴露された光レジスト層の現像後、シードを不活性化し、またカレント−フリー(current-free)金属施用の次の工程と干渉する残渣を生じた。
室温で液体でありかつスチレン−無水マレイン酸半エステルをベースとするバインダーポリマー、少なくとも1種の光硬化性アクリレート化合物および溶媒としてのプロピレングリコール半エステルまたはプロピレングリコール半エーテルからなる感光性組成物の使用は、上記の欠点を生じず、即ち、プラスチック表面上に存在する金属シードは、現像後の続く金属被覆処理について、特にパラジウムシードが使用されたとき、十分活性であることが今や見いだされた。新規液体組成物の使用は、比較的薄い層厚で作業することを可能にするさらなる利点を有し、光レジスト層のUV照射に続く現像処理は、それ故、商業的にかつ環境的により有利になる。
従って、本発明は、室温で液体でありかつ
a)スチレン−無水マレイン酸半エステルコポリマーをベースとするバインダーポリマー18ないし22重量%、
b)少なくとも1種の光硬化性アクリレート化合物10ないし15重量%、
c)光開始剤0.1ないし10重量%、および
d)プロピレングリコール半エステルまたはプロピレングリコール半エーテル45ないし70重量%からなり、
成分a)ないしd)の合計が100重量%である、感光性組成物に関する。
本発明の組成物は、好ましくは、
a)スチレン−無水マレイン酸半エステルコポリマーをベースとするバインダーポリマー18ないし22重量%、
b)少なくとも1種の光硬化性アクリレート化合物11.5ないし14.5重量%、
c)光開始剤1ないし5重量%、および
d)プロピレングリコール半エステルまたはプロピレングリコール半エーテル50ないし68重量%を含む。
バインダーとして新規組成物中で使用されるスチレン−無水マレイン酸半エステルコポリマーは既知であり、そして、例えば登録商標スクリプセット(Scripset)550E(モンサント(Monsanto)製)の下で、市販で入手可能である。
スチレン−無水マレイン酸半エステルコポリマーは、好ましくは、次式I
[式中、Rは−CH2OHまたは−CH2−CH2−OHを表し、mは1ないし3の整数を表し、そしてnは6ないし8の整数を表す。]に対応する。
新規組成物は、好ましくは、バインダーポリマーとして、10000ないし30000の平均分子量を有する引用された式Iで表されるスチレン−無水マレイン酸半エステルコポリマーからなる。
本発明の組成物中の成分(b)の光硬化性アクリレート化合物はまた既知であり、また、例えば登録商標サートマー(SARTOMER)およびエベクリル(EBECRYL)の下で、市販で入手可能である。
新規組成物中のアクリレート化合物は、少なくとも3の官能性を有する脂肪族、芳香族または環式脂肪族ジ(メタ)アクリレートまたはポリ(メタ)アクリレートであり得る。アクリレート化合物(b)はまた、2ないし4の官能性を有するウレタン(メタ)アクリレートでもあり得る。
適したアクリレート化合物(b)は、例えば、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール400、ポリエチレングリコール600、トリプロピレングリコール、エトキシ化もしくはプロポキシ化ネオペンチルグリコール、1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−シクロヘキシル)プロパンまたはビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタンのような脂肪族または環式脂肪族ジオールのジアクリレートエステルおよびジメタクリレートエステルである。
新規組成物中で使用され得る多官能性アクリレートは、例えば、1,1,1−トリメチルプロパントリアクリレートまたはトリメチルプロパンメタクリレート、エトキシ化1,1,1−トリメチロールプロパントリアクリレートまたは1,1,1−トリメチロールプロパンメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールモノヒドロキシトリアクリレートまたはペンタエリトリトールモノヒドロキシメタクリレート、ジペンタエリトリトールモノヒドロキシトリアクリレートまたはジペンタエリトリトールモノヒドロキシメタクリレートである。そのような化合物は、例えば、製品名SR−295、SR−350、SR−351、SR−367、SR−399、SR−444およびSR−454(サートマー・カンパニー(Sartomer Company)製)の下で、市販で入手可能である。
新規組成物のための好ましい芳香族ジ(メタ)アクリレートは、ビスフェノールAおよびビスフェノールFをベースとするジ(メタ)アクリレートまたはアルコキシ化、好ましくはエトキシ化もしくはプロポキシ化、ビスフェノールAもしくはビスフェノールFのジ(メタ)アクリレートである。そのようなモノマー性またはオリゴマー性ジ(メタ)アクリレートはまた既知であり、またいくつかは、例えば、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレートについての製品名SR−348およびエトキシ化ビスフェノールAジアクリレートについての製品名SR−349(サートマー・カンパニー(Sartomer Company)製)の下で、市販で入手可能である。
新規組成物中に存在することができるウレタン(メタ)アクリレートはまた当業者に既知であり、そして既知の方法において、例えば、ヒドロキシル末端を有するポリウレタンとアクリル酸またはメタクリル酸とを対応するウレタン(メタ)アクリレートへと反応させることにより、またはイソシアネート末端を有するプレポリマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとを対応するウレタン(メタ)アクリレートへと反応させることによって製造されることができる。そのような製造方法は、なかんずく、刊行されたEP特許明細書第114982号および第133908号において開示される。
新規組成物中の成分b)は、好ましくは、脂肪族アクリレート、環式脂肪族アクリレートまたはウレタンアクリレートである。
新規組成物中の成分b)は、特に好ましくは、異なる好ましいアクリレートの混合物である。
適した光開始剤(c)は、原則的には光重合のために慣用的に使用される開始剤であり、好ましくは暴露で遊離ラジカルを形成するものである。
既知の光開始剤の代表的な化合物は、例えば、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルおよびベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルおよびベンゾインアセテート、アセトフェノン、例えばアセトフェノン、2,2−ジメチルアセトフェノンおよび1,1−ジクロロアセトフェノン、ベンジル、ベンジルケタール、例えばベンジルジメチルケタールおよびベンジルジエチルケタールであって、登録商標イルガキュア(Irgacure)(チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)の下で市販で入手可能なもの、アントラキノン、例えば2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−第三ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノンおよび2−アミルアントラキノン、トリフェニルホスフィン、ベンゾイルホスフィンオキシド(ルジリン(Luzirin)TPO)、ベンゾフェノン、例えばベンゾフェノンおよび4,4’−ビス(N,N’−ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、チオキサントンおよびキサントン、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、キノキサリン誘導体または1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−O−ベンゾイルオキシム、1−アミノフェニルケトンまたは1−ヒドロキシフェニルケトン、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、フェニル−(1−ヒドロキシイソプロピル)ケトンおよび4−イソプロピルフェニル−(1−ヒドロキシイソプロピル)ケトン、および2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−1−(4−N−モルホリノフェニル)ブタノ−1−オンであって、既知の化合物であり、また市販で入手可能なものである。
光開始剤(c)として、登録商標イルガキュア(Irgacure)の下で市販で入手可能な光開始剤、例えばベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールおよび2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−1−(4−N−モルホリノフェニル)ブタノ−1−オンを使用することが特に好ましい。
既知のように、光開始剤は、組成物に有効な量、即ち、組成物の総量に基づいて0.1ないし10重量%の量で添加される。
新規組成物はまた、異なる波長の輝線を有する光線への異なる放射線感度を有する異なる光開始剤をも含むことができる。例えば、異なる波長の輝線を照射するUV/VIS光源のより良い使用を為すことがそれ故可能となる。
成分(d)として新規組成物中に使用されるプロピレングリコール半エステルまたはプロピレングリコール半エーテル、例えば1−プロポキシ−2−プロパノールはまた、市販で入手可能な既知の化合物である。
新規組成物中の成分(d)は、好ましくは、プロピレングリコール半エーテルである。
所望により、慣用の添加剤が新規組成物に添加されることができ、例えば、安定剤、例えばUV安定剤、重合阻害剤、分離剤、湿潤剤、流れ調節剤、増感剤、沈降防止剤、界面活性剤、着色剤、顔料または充填剤である。
新規組成物は、化学線での、例えば280ないし650nmの波長範囲にある光を都合よく使用する電子線またはX線、UVまたはVIS光線による照射によって硬化されることができる。
従って、本発明はまた、光構造化物体、例えばクレジットカード、識別カードまたはテレホンカードの製造、特にテレホンカードの製造のための光レジストとしての新規液体感光性組成物の使用にも関する。
最初に説明したように、新規組成物は、比較的薄層において塗布され得ることおよび暴露されたプラスチックシートのアルカリ現像において、暴露された範囲が残渣を全く残さずに除去され、露出された金属シードが続く金属被覆について活性であることができることの利点を有する。その薄い層厚のために、新規組成物は、テレホンカードの保護における永久レジストとしてさらに使用されることができるので、慣用の剥離処理は省かれ、残存する光レジストおよび構造化金属層を含むプラスチックシートは、金属被覆処理の直後に表面塗布されることができる。
本発明の他の好ましい目的は、従って、金属シード化(metal-seeded)プラスチック表面、特にパラジウムシード化プラスチック表面をベースとするテレホンカードの製造方法であって、該方法は、新規組成物を金属シード化プラスチックシートに5ないし20μm、好ましくは約10μmの層厚で塗布すること、該組成物を所望の構造を提供するマスクを通して化学線に暴露すること、暴露されたプラスチックシートをアルカリ浴中で現像すること、およびその後、化学金属被覆浴中で、0.2ないし0.3μmのニッケル層を現像の間に露出された金属シードに施すこと、およびその後、メッキ浴中で、5ないし20μmのSn/Pb層をニッケル層に、現像後に残存する新規組成物の部分と構造化プラスチックシート上のSn/Pb層の部分とが同じ層厚を有するように施すこと、および続いてコーティング層を構造化プラスチックシートに施すことからなる。
パラジウムシード化プラスチック表面からなるシートまたは板は既知であり、また例えばプラスチックシートをアトテック(Atotech)の作業説明書に従って、例えばパラジウム含有活性剤ネオガント(Neoganth)834の特別な溶液を使用する浴中で処理しそしてその後、十分な洗浄後、それらをさらに、例えばレダクター(reductor)・ネオガント(Neoganth)で処理し、続く金属被覆のために必要とされる金属シードを得ることによって製造されることができる。
金属シード化プラスチック表面へのニッケル層の化学金属被覆およびニッケル層への、例えばSn/Pb層の、メッキ金属被覆はまた、その後既知の方法において行われる。所望のニッケル層は、例えば金属シード化プラスチックシートを、20ないし30%のニッケル塩溶液を含む金属被覆浴中に単に置くことによって得られる。
Sn/Pb層のニッケル層上での製造はまた既知の方法において行われ、約60%の錫および40%の鉛からなる合金が、メッキ浴によって、例えば鉛/錫溶液から、22ないし28℃および1ないし3ボルトで、1ないし8A/dm2のカソード電流密度を使用して分離される。
構造化プラスチックシート上でのコーティング層の製造は、慣用の方法において、例えば硬化性表面コーティング層を、好ましくは噴霧処理によって施すことにより行われる。
本発明はまた、従って、上記の方法によって得られるテレホンカードにも関する。
液体感光性組成物についての一般製造説明書
ベンドラウリック(Pendraulic)攪拌機(分当り700ないし1000回転)を備えた200リットルステンレス鋼反応釜中で、以下の成分を10分間にわたり、1−プロポキシ−2−プロパノール50ないし68kg中に最初に溶解した:
アクリレート・サートマー(Sartomer)SR454(エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、サートマー・カンパニー(Sartomer Company)製)8ないし9kg、
アクリレート・エベクリル(Ebecryl)220(オリゴマー性ウレタンアクリレート、ラドキュア・ユーシービー(Radcure UCB)製)3ないし4kg、
アクリレート・NK OLIGO UA−9P(ウレタンアクリレート60ないし63重量%、ペンタエリトリトールテトラアクリレート12ないし15重量%およびプロピレングリコールモノエチルエーテル25重量%からなる混合物、シン−ナカムラ・ケミカル(Shin-Nakamura Chemical)製)0.5ないし1.5kg、および
消泡剤・アイレックス(Airex)900(石英粉末で充填されたポリシロキサン、テゴ(Tego)製)0.1ないし0.2kg。
この溶液に、攪拌しながら、15分にわたって、
バインダーコポリマー・スクリプセット(Scripset)550E(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、モンサント(Monsanto)製)18ないし22kgをその後添加し、そしてその中に溶解した。
この溶液に、
2,6−ジー第三ブチル−p−クレゾール、シェル(Shell)製、0.02ないし0.04kg、
DEABP(テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン、BASF製)0.3ないし0.8kg、
光触媒・イルガキュア(Irgacure)369(2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−4’−モルホリノブチロフェノン、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)1ないし1.8kg、
トリアリルメタン・ペルガスクリプト・ブルー(Pergascript Blue)S−RB着色剤(ビスアクリルカルバゾイルメタン化合物、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.3ないし0.4kg、
トリアジンA([4−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン]、PACS製)0.2ないし0.3kg、および
オラソルブラウ(Orasolblau)GN(銅フタロシアニンイソプロピル−3−スルホンアミド、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.1ないし0.5kg
をその後添加した。
そうして得られた混合物を、60分間攪拌で均一化し、混合物の温度は35℃より下に保った。
実施例1:
以下の物質を、一般製造説明書に類似して使用し:
アクリレート・サートマー(Sartomer)SR454(エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、サートマー・カンパニー(Sartomer Company)製)6.934kg、
アクリレート・エベクリル(Ebecryl)220(ポリマー性ウレタンアクリレート、ラドキュア・ユーシービー(Radcure UCB)製)6.892kg、
アクリレート・NK OLIGO UA−9P(ウレタンアクリレート60ないし63重量%、ペンタエリトリトールテトラアクリレート12ないし15重量%およびプロピレングリコールモノエチルエーテル25重量%からなる混合物、シン−ナカムラ・ケミカル(Shin-Nakamura Chemical)製)2.100kg、および
消泡剤・アイレックス(Airex)900(ケイ酸で充填されたポリシロキサン、テゴ(Tego)製)0.310kg、
そして、攪拌しながら、10分間にわたり1−プロポキシ−2−プロパノール60.743kg中に溶解した。
この溶液に、攪拌しながら、約15分にわたって、
バインダーコポリマー・スクリプセット(Scripset)550E(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、モンサント(Monsanto)製)17.562kg、を徐々に添加した。続いて、
2,6−ジ−第三ブチル−p−クレゾール0.029kg、
テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン(DEABP、BASF製)0.740kg、
光触媒・イルガキュア(Irgacure)369(2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−4’−モルホリノブチロフェノン、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)1.780kg、
トリアリルメタン・ペルガスクリプト・ブルー(Pergascript Blue)S−RB着色剤(ビスアクリルカルバゾイルメタン化合物、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.400kg、
4−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン0.300kg、および
銅フタロシアニンイソプロピル−3−スルホンアミド(オラソルブラウ(Orasolblau)GN、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.400kg
を添加した。
そうして得られた混合物を、攪拌で60分間均一化し、混合物の温度は35℃より下に保った。
25℃での粘度 =0.285Pa・s
暴露 =120mJ/cm2
1.0%Na2CO3水溶液中で30℃で30秒間の現像
解像度 =12μm線およびギャップ
ストッファー(Stouffer)段階 =7(最大21)
実施例2:
以下の物質を、一般製造説明書に類似して使用し:
アクリレート・サートマー(Sartomer)SR454(エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、サートマー・カンパニー(Sartomer Company)製)4.123kg、
アクリレート・エベクリル(Ebecryl)220(ポリマー性ウレタンアクリレート、ラドキュア・ユーシービー(Radcure UCB)製)8.672kg、
アクリレート・NK OLIGO UA−9P(ウレタンアクリレート60ないし63重量%、ペンタエリトリトールテトラアクリレート12ないし15重量%およびプロピレングリコールモノエチルエーテル25重量%からなる混合物、シン−ナカムラ・ケミカル(Shin-Nakamura Chemical)製)1.100kg、および
消泡剤・アイレックス(Airex)900(ケイ酸で充填されたポリシロキサン、テゴ(Tego)製)0.310kg、
そして、攪拌しながら、10分間にわたり1−プロポキシ−2−プロパノール62.553kg中に溶解した。
この溶液に、攪拌しながら、約15分にわたって、
バインダーコポリマー・スクリプセット(Scripset)550E(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、モンサント(Monsanto)製)19.272kg、を徐々に添加した。続いて、
2,6−ジ−第三ブチル−p−クレゾール0.029kg、
テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン(DEABP、BASF製)0.740kg、
光触媒・イルガキュア(Irgacure)369(2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−4’−モルホリノブチロフェノン、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)1.780kg、
トリアリルメタン・ペルガスクリプト・ブルー(Pergascript Blue)S−RB着色剤(ビスアクリルカルバゾイルメタン化合物、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.400kg、
4−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン0.300kg、および
銅フタロシアニンイソプロピル−3−スルホンアミド(オラソルブラウ(Orasolblau)GN、チバ・スペチアリターテンヘミ(Ciba Spezialitatenchemie)製)0.400kg
を添加した。
そうして得られた混合物を、攪拌で60分間均一化し、混合物の温度は35℃より下に保った。
25℃での粘度 =0.234Pa・s
暴露 =120mJ/cm2
1.0%Na2CO3水溶液中で30℃で30秒間の現像
解像度 =15μm線およびギャップ
ストッファー(Stouffer)段階 =7(最大21)
使用実施例:テレホンカードの製造
両面ロールコーターを使用して、実施例1において製造し溶解した組成物を、アトテック(ATOTECH)の作業説明書に従い活性剤・ネオガント(Neoganth)834およびレダクター(reductor)・ネオガント(Neoganth)を使用して製造したパラジウムシード化ABSシート上に塗布した。組成物をオーブン中で80℃で4分間乾燥した後、そうして得たフィルムは10μmの層厚を有していた。
乾燥したフィルムシートをその後、像形成マスクを通して、150ないし250mJ/cm2の放射エネルギーを使用してUV線に暴露した。暴露したシートをその後、0.66ないし0.86%NaCO3水溶液中で40ないし60秒間25℃で現像した。20ないし30%のNiCl2溶液を含む化学金属被覆浴中で、0.2ないし0.3μmニッケル層をその後、露出されたパラジウムシードに2分間施し、そしてその後、アトテック(ATOTECH)の錫溶液・スルフォリト(Sulfolyt)および鉛溶液・スルフォリト(Sulfolyt)を含むメッキ浴中かつ1ないし8A/dm2の電流密度、1ないし3ボルトおよび22ないし28℃で、10μm・Sn/Pb層をニッケル層へ施し、ABSシートは、レジスト層の除去のための剥離処理が省かれ得るような、等しい厚さのレジストおよび金属層を有していた。この方法において構造化したABSシートをその後表面塗布し、最終テレホンカードを得た。
Claims (10)
- b)少なくとも1種の光硬化性アクリレート化合物11.5ないし14.5重量%、c)光開始剤1ないし5重量%、およびd)プロピレングリコール半エステルまたはプロピレングリコール半エーテル50ないし68重量%を含む、請求項1記載の組成物。
- 成分b)は、脂肪族アクリレート、環式脂肪族アクリレートまたはウレタンアクリレートであるところの、請求項1記載の組成物。
- 成分b)は、異なるアクリレートの混合物であるところの、請求項3記載の組成物。
- 成分c)は、暴露で遊離ラジカルを形成する光開始剤であるところの、請求項1記載の組成物。
- 成分c)は、ベンジルジメチルケタール、ベンジルジエチルケタールまたは2−ベンジル−2,2−ジメチルアミノ−1−(4−N−モルホリノフェニル)ブタノ−1−オンであるところの、請求項1記載の組成物。
- 光構造化物体の製造のための、請求項1記載の組成物の使用。
- テレホンカードの製造のための、請求項1記載の組成物の使用。
- 金属シード化(metal−seeded)プラスチック表面からのテレホンカードの製造方法であって、請求項1記載の組成物を金属シードプラスチックシートに5ないし20μmの層厚で塗布すること、該組成物を所望の構造を提供するマスクを通して化学線に暴露すること、暴露されたプラスチックシートをアルカリ浴中で現像すること、およびその後、化学金属被覆浴中で、0.2ないし0.3μmのニッケル層を現像の間に露出された金属シードに施すこと、およびその後、メッキ浴中で、5ないし20μmのSn/Pb層をニッケル層に、現像後に残存する新規組成物の部分と構造化プラスチックシート上のSn/Pb層の部分とが同じ層厚を有するように施すこと、および続いてコーティング層を構造化プラスチックシートに施すことからなる方法。
- 請求項9記載の方法によって得られるテレホンカード。
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