JPH062767B2 - 光硬化性組成物 - Google Patents

光硬化性組成物

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JPH062767B2
JPH062767B2 JP3184189A JP3184189A JPH062767B2 JP H062767 B2 JPH062767 B2 JP H062767B2 JP 3184189 A JP3184189 A JP 3184189A JP 3184189 A JP3184189 A JP 3184189A JP H062767 B2 JPH062767 B2 JP H062767B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/029Inorganic compounds; Onium compounds; Organic compounds having hetero atoms other than oxygen, nitrogen or sulfur
    • G03F7/0295Photolytic halogen compounds

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、紫外線、可視光線を含む広範な波長範囲の光
に対して速い硬化速度を有する光硬化性組成物に関す
る。
(従来の技術) 光照射により硬化する光重合性の組成物は種々の用途、
例えばフォトレジスト、インキ、印刷用版材等に広く利
用されている。光硬化性組成物は、基本的にはエチレン
性不飽和二重結合を有する付加重合可能な化合物と光重
合開始剤を含有する。
(発明が解決しようとする課題) 従来から感光性等を向上させる目的で光重合開始剤の改
良が検討されてきた結果、現在ケタール類、ベンゾイン
エーテル類またはアセトフェノン類等が光重合開始剤と
して市販されている。
これら市販の光重合開始剤はある程度満足のいく性能を
有しているが、硬化速度をより速くすることが望まれて
いる。硬化速度を上げることは光源の低出力化、作業の
迅速化を可能にする。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は硬化速度が充分速い光硬化性組成物を得る
ために検討した結果、本発明を成すに至った。
即ち、本発明はエチレン性不飽和二重結合を有する不加
重可能な化合物および光重合開始剤を含む光硬化性組成
物において、該光重合開始剤が (a)下記一般式[I] [式中、Xは流黄原子もしくは を表し、R,R,RおよびRはそれぞれ独立に
水素原子、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、
アルコキシ基、−CH2COOH基、ニトロ基、スルホ
ニル基、ホスホニル基、シアノ基、ヒドロキシル基もし
くはハロゲン原子を示す。]で示される化合物、または
下記一般式[II] [式中のR、Rはそれぞれ独立に、アルキル基、ア
ルコキシ基またはアリール基を示すが、R、Rが同
時にアルコキシ基であってはならない。] で示されるα−ジケトン化合物、 (b)四臭化炭素もしくはトリブロモメチルスルフォニル
基を有する化合物および (c)促進剤として、窒素原子に結合した炭素のうち少な
くとも1つがメチレン基であるアミンを含有することを
特徴とする光硬化性組成物を提供する。
上記一般式[I]で表わされる化合物において、R
,RもしくはRのアルキル基は通常炭素数1〜
4を有し、例えばメチル基、エチル基、プロピル基およ
びブチル基等が挙げられる。置換アルキル基の置換基
は、炭素数1〜4のアルコキシ基(例えば、メトキシお
よびエトキシ基)、フェニル基、ハロゲン原子(例え
ば、塩素および臭素)またはアミノ基等であってもよ
い。アルコキシ基は上記炭素数1〜3のものが挙げられ
る。
上記一般式[II]で表わされる化合物においてR、R
のアルキル基は上記炭素数1〜4のものが挙げられ
る。アルコキシ基は上記炭素数1〜3のものが挙げられ
る。置換基が存在してもよいフェニル基の置換基は、炭
素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ
基、ハロゲン原子およびニトロ基等であってもよい。R
およびRは同時にアルコキシ基の場合、化合物(I
I)はジエステルとなり、光重合開始剤が殆んどみられ
ない。一般式[I]で示される化合物の具体例として
は、アントラキノン、2−メチルアントラキノン、2−
エチルアントラキノン、2−イソプロピルアントラキノ
ン、2−クロロアントラキノン、1−スルホニルクロロ
アントラキノン、2,4−ジメチルチオキサントン、
2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサ
ントン等を挙げることができる。一般式[II]で示され
る化合物の具体例としては、ベンジル、4,4′−ジメ
トキシベンジル、1−フェニル−1,2−プロパンジオ
ン、メチルベンゾイルフォーメイト、2,3−ブタンジ
オン等を挙げることができる。
本発明の成分(b)のトリブロモメチルスルホニル基を有
する化合物としては、トリブロモメチルフェニルスルフ
ォン、2−トリブロモメチルスルホニルピリジン、2−
トリブロモメチルスルホニルベンズチアゾール等を挙げ
ることができる。
本発明に用いる窒素原子に結合した炭素のうち少なくと
も1つがメチレン基であるアミン(以下、成分(c)と称
することもある。)としては、例えばトリエチルアミ
ン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等
を挙げることができる。
本発明に用いるエチレン性不飽和二重結合を有する付加
重合可能な化合物は、光重合開始剤の作用により付加重
合して硬化し、実質的に不溶化をもたらすようなエチレ
ン性不飽和二重結合を有する化合物である。そのような
化合物例としては、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽
和カルボン酸、エチレングリコール、テトラエチレング
リコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコ
ール、1,2−ブタンジオール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール
等のポリヒドロキシ化合物と上記不飽和カルボン酸との
エステル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエー
テル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、
プロピレングリコールジグリシジルエーテル、エピクロ
ルヒドリンと2,2−ビス(ヒドロキシフェニル)−プ
ロパンとの反応物、フタル酸のジグリシジルエステルな
どのエポキシドと上記不飽和カルボン酸との付加反応
物、アクリルアミド、エチレンビスアクリルアミド、エ
チレンビスメタクリルアミド、ヘキサメチレンビスアク
リルアミド、ヘキサメチレンビスメタクリルアミドなど
のアクリルアミド類およびメタクリルアミド類が挙げら
れる。好ましくはアクリル等エステル類またはメタクリ
ル酸エステル類である。
本発明組成物において光重合開始剤および促進剤の使用
割合は、二重結合含有化合物1に対し成分(a)を0.
01〜0.3mol、好ましくは0.025〜0.2mol、
成分(b)を0.01〜0.2mol、好ましくは0.02〜
0.1mol、成分(c)を0.005〜0.5mol、好まし
くは0.01〜0.25molである。光重合開始剤およ
び促進剤が上記配合量より少ない場合は硬化速度が低下
し、組成物の硬化に長時間を必要とする。また、上記配
合量の上限より多いと、形成される皮膜の強度や耐溶媒
溶解性などの低下をもたらす。
本発明の組成物は、上述の二重結合含有化合物と成分
(a)、(b)および成分(c)の組合わせからなる光重合開始
剤を必須成分とするが、必要に応じて他のポリマー成
分、例えば部分ケン化ポリ酢酸ビニルセルロース誘導
体、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸ナトリウム
およびポリアミドなどを、本発明組成物に加えてもよ
い。さらに、ポリアクリル酸アルキルエステルおよびア
クリル酸アルキルエステルとアクリル酸、メタクリル
酸、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレン等と
の共重合体、ポリメタクリル酸アルキルエステルおよび
メタクリル酸アルキルエステルとアクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレン等
との共重合体等を加えてもよい。
さらに、必要に応じて重合禁止剤(例えば2,6−ジ−
t−ブチル−p−クレゾール、ハイドロキノンおよびp
−メトキシフェノール等)を配合してもよい。重合禁止
剤の配合量は、上記エチレン性不飽和モノマー100重
量部に対して0〜5重量部、好ましくは0〜2重量部で
ある。
上記必須成分および任意成分を必要に応じ水や有機溶剤
のような適宜の液体を添加して混和し、光硬化性組成物
を得る。
本発明組成物は通常の方法で調整することができる。例
えば、上述の必須成分および任意成分をそのままもしく
は必要に応じて溶媒(例えば、メチルエチルケトン、ア
セトンおよびシクロヘキサンなどのケトン系溶媒、酢酸
エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、トルエンお
よびキシレンなどの芳香族系溶媒、メチルセロソルブ、
エチルセルソルブおよびブチルセロソルブなどのセロソ
ルブ系溶媒、メタノール、エタノールおよびプロパノー
ルなどのアルコール系溶媒、テトラヒドロフランおよび
ジオキサンなどのエーテル系溶媒)を配合し、冷暗所に
て例えばニーダーあるいはミキサーを使用して混合する
ことにより調製できる。
ここに得られた光硬化性組成物はそのままで、または任
意の形状に形成し、UV硬化インキ、UV硬化塗料、印
刷製版材料、ドライフィルムレジスト、マイクロリング
ラフィー用レジストなどとして使用され得る。
本発明の光硬化性組成物に適用できる露光光源として
は、高圧水銀灯、中圧水銀灯、キセノンランプおよびメ
タルハライドランプ等の汎用の光源を使用できる。
(発明の効果) 本発明の光硬化性組成物は光、特に紫外線に対して高い
感度を示し、硬化速度が速く、そのため、光源の低出力
化、作業の迅速化がはかれる。
(実施例) 本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。本発明は
これらの実施例に限定されない。
光硬化性組成物の調製 O方法A 2−ヒドロキシエチルメタクリレート1に成分(a)、
(b)および(c)(第1表に示すモル数)を溶解させ、光硬
化性組成物の溶液(感光液−A)を得た。
O方法B 2−ヒドロキシピロピルメタクリレート1およびメチ
ルエチルケトン250mlに成分(a)、(b)および(c)(第
2表に示すモル数)を溶解させ、光硬化性組成物の溶液
(感光液−B)を得た。
使用した成分(a)、(b)および(c)を以下に示す。
a−1 2−エチルアントラキノン a−2 2,4′−ジエチルチオキサントン a−3 ベンジル a−4 1−フェニル−1,2−プロパンジオン a−5 メチルベンゾイルフォーメイト a−6 2,3−ブタンジオン b−1 四臭化炭素 b−2 トリブロモメチルフェニルスルフォン c N−メチルジエタノールアミン 比較のための市販開始剤であるベンジルジメチルケター
ル(イルガキュア651チバガイギー社製)および1−
ヒドロキシ−1−シクロヘキシルアセトフェノン(イル
ガキュア184チバガイギー社製)を用いたものについ
ても、同条件にて第2表に示すモル数を溶解させ、それ
ぞれ光硬化性組成物の溶液(即ち感光液−Aおよび−
B)を得た。
測定 O方法A 上記感光液−A3gを直径55mm、深さ7mmのアルミニ
ウム性の円筒状の缶に入れ、オーク製作所社製超高圧水
銀灯(3Kw)の光を垂直方向60cm上方より照射し、照射
後重さ30g先端の直径0.5mmの金属針を鉛直方向1
cmより自由落下させ、その先端が硬化膜へ入らなくなる
までの照射時間(秒)を測定し、硬化速度の評価基準とし
た。
O方法B 上記感光液−B8gを直径23mmの硬質ガラス製のびん
に入れ、東芝製高圧水銀灯(400W)の光を水平方向18cm
より照射し、照射しながら、リオン社製粘度計を用いて
感光液の粘度の上昇を測定し、感光液の粘度が500ps
になるまでの照射時間を測定し、硬化速度の評価基準と
した。
比較例1〜4および7〜10から明らかなように、光硬
化性組成物中に成分(a)〜(c)の何れか一つでも欠如する
と硬化速度は著しく低下する。また比較例5、6、1
1、12より明らかなように、本発明の光硬化性組成物
は、従来市販の開始剤を使用したものよりも速い硬化速
度を有する。
これらのことより種々の用途への実用化が十分可能な光
硬化性組成物を提供する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレン性不飽和二重結合を有する付加重
    合可能な化合物および光重合開始剤を含む光硬化性組成
    物において、該光重合開始剤が (a)下記一般式[I] [式中、Xは硫黄原子もしくは を表し、R,R,RおよびRはそれぞれ独立に
    水素原子、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、
    アルコキシ基、−CH2COOH基、ニトロ基、スルホ
    ニル基、ホスホニル基、シアノ基、ヒドロキシル基もし
    くはハロゲン原子を示す。]で示される化合物、または
    下記一般式[II] [式中のR、Rはそれぞれ独立に、アルキル基、ア
    ルコキシ基またはアリール基を示すが、R、Rが同
    時にアルコキシ基であってはならない。] で示されるα−ジケトン化合物、 (b)四臭化炭素もしくはトリブロモメチルスルフォニル
    基を有する化合物および (c)促進剤として、窒素原子に結合した炭素のうち少な
    くとも1つがメチレン基であるアミンを含有することを
    特徴とする光硬化性組成物。
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EP0382209A3 (en) 1991-08-07

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