JPS5915328B2 - 光不溶化性高分子化合物及びその製造方法 - Google Patents

光不溶化性高分子化合物及びその製造方法

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JPS5915328B2
JPS5915328B2 JP14805181A JP14805181A JPS5915328B2 JP S5915328 B2 JPS5915328 B2 JP S5915328B2 JP 14805181 A JP14805181 A JP 14805181A JP 14805181 A JP14805181 A JP 14805181A JP S5915328 B2 JPS5915328 B2 JP S5915328B2
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国宏 市村
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Agency of Industrial Science and Technology
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高感度の感光性高分子化合物及びその製造方
法に関し、さらに詳しくは特定の二重結合と共役した芳
香族性含窒素複素環残基を側鎖にノ0 有する高感度で
光不溶化する新規な光不溶化性高分子化合物及びその製
造方法に関する。
感光性高分子化合物(樹脂)は印刷版製造材料、フォト
エッチング、フォトミリングなどのフォトレジストとし
てあるいは塗料や1−匠1]インキの感光95性ビヒク
ルとして用いられている。
これまで、このような感光性樹脂としては、アジド基、
シンナモイル墓、アクリロイル基などを感光性基として
含有する高分子化合物が知られている。しかし、これら
の基を感光基として含有する樹脂では、その光感度が低
いため?幹ポリマーにできるだけ多くの幕を結合ないし
導入しなければ実用的に支障のない感度が得られず、さ
らに増感剤を併用しなければならない場合が多い。例え
ば、最も代表的な感光性樹脂であるポリ桂皮酸ビニルは
、感光基ができるだけ多量に導入されることが実用上不
可欠であり(M.Tsuda,J.POly.Sci.
A.2,29O7(1964)参照)、しかも増感剤が
混用使用されねばならないものである。このように、で
きるだけ多量の感光基を樹脂中に導入しなければならな
いこと及び極めて高価な増感剤を使用しなければならな
いことは、実用上、ことに経済性から極めて不利であり
、さらに感光基の導入量が多ければ多いほど基幹ポリマ
ーの有する樹脂としての優れた諸性質、例えば適用基盤
への密着性、現像性、耐薬品性、印刷適性などに感光基
の性質が強く反映し、通常好ましくないものに変わるの
で、用途、適用条件などに応じて適合する基幹ポリマー
を模索し、試作することにより所望の諸物性を具備した
感光性樹脂を見出さねばならなかつた。このような実用
上の不都合を克服するには、基幹ポリマーの諸物性に与
える影響を無視しうる程度の少ない感光基の導入で実用
的感度を有する感光性樹脂を提供する必要がある。本発
明者は、さきにスチリル系四級塩をポリビニルアルコー
ルに少量導入した感光性樹脂が高い感度を示すことを見
出し提案した(特開昭56一5761号、特開昭56−
5762号及び特開昭56−11906号公報)。
しかし、この感光性樹脂は、スチリル系四級塩が親水性
基であり、基幹ポリマーも親水性のために親水性が強く
、とくに印刷版として利用するには印刷インキとのなじ
みが悪く、必ずしも好適なものとはいえなかつた。本発
明者は、このような親水性にかたよらず、所望の溶剤溶
解性を与えることのできる高感度の光不溶化性樹脂を開
発すべく鋭意研究を重ねた結果、任意の溶剤に可溶で、
しかも増感剤を全く必要とせず、感光基の導入量が少な
くて高感度の感光性樹脂を提供することを見出した。す
なわち、本発明は、一般式(1) (式中のRは水素原子またはメチル基、R1は0.NH
1−CH2CH2− −CH2CHOHCH2−のいず
れかを示し、R2は水素原子またはメトキシ基を示し、
Yはピリジル、キノリル、ベンツチアゾリルのいずれか
を示す)で表わされる0.5〜50モル%の光架橋性購
成単位と、一般式()(式中のRは前記と同じ意味を持
ち、Zはシアノ基、アルコキシカルボニル基、カルバモ
イル基、2−ケトピロリジル?、フエニル茎またはアル
コキシ基を示す)で表わされる95.5〜50モル%の
弔独または複数種のビニル購成単位から成ることを特徴
とする分子量3000〜300000である光不溶化高
分子化合物を提供する。
また、一般式(11)(式中のR.Rl、R2、Yは前
記と同じ意味を持つ)で表わされる重合能を有する化合
物と、一般式(IV)(式中のR.Zは前記と同じ意味
を持つ)で表わされる単独または複数種のビニル単量体
とをビニル共重合させることを特徴とする上記の光不溶
化高分子化合物の製造方法を提供するものである。
本発明の光不溶化性高分子化合物は、上記一般式(1)
に含まれる二重結合と共役した含窒素芳香族性複素環残
基を側鎖に有する優れた感光性材料である。
この一般式(1)に含まれる芳香族性含窒素複素環とは
、例えばピリジン、キノリン、ベンゾチアゾール、が包
含され、これらの環には、アルキル基、アルコキシ基や
水酸?などが置換されていでもよい。また、本発明の光
不溶化性高分子化合物の製造に用いられる上記一般式(
)で表わされるビニル系モノマーとしては、例えばなど
を挙げることができるが、゛この限りではない。
これらの化合物は、対応するヒドロキシル基又はアミノ
基を有する二重結合に共役した芳香族性含窒素複素環化
合物をアクリロイル又はメタクリロイル化することによ
り、あるいは同様に対応する5や6位にフエノール性水
酸枯を有する化合物をグリシジルもしくはグリコール−
メタクリレートなどとエーテル化することにより容易に
製造することができる。また、これらの化合物はアクリ
ロイル又はメタクリロイル基を有するから、多くのビニ
ルモノマーと任意の割合でかつ極めて容易に共重合させ
ることができる。上記の一般式()で表わされるビニル
モノマー類と共重合させるビニルコモノマー類の例とし
ては共重合能を有するモノマー類であればどんな化合物
でもよく、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、
メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエ
チルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N
−,N−ジメチルメタクリルアミド、N−ビニルピロリ
ドンなどを挙げることができるが、これらに限定されな
い。
これらのコモノマーは単一でもよいし複数を組合わせて
使用することができる。とくに一般式()で表わされる
感光基を含有するビニルモノマーはアクリロイル又はメ
タクリロイル基を有するので、アクリロイル又はメタク
リロイル基を含有するコモノマー類とは均質に共重合し
、コモノマーの種類及び量を任意に選択することにより
所望の物性の高分子化合物を容易に製造することができ
る。本発明の光不溶化性高分子化合物中の側鎖に導入さ
れる一般式(1)に含まれる残?は、上記一般式()で
表わされる感光幕を含有するアクリルあるいはメタクリ
ル酸エステル又はそれらのアミド誘導体により高分子化
合物中に導入されるが、その導入率は感光性材料として
の実用性を考慮するとき、他のビニルモノマーとの共重
合において、0.5〜50モル%の範囲が有利に選択さ
れる。本発明の一般式(1)に含まれる側鎖は感光性に
優れるので、好ましい導入率は1〜25モル%、さらに
好ましくは2〜10モル%である。導入率0.5モル%
未満では、感度が低く光不溶化に長時間を要するか、不
溶化樹脂が充分実用的強度となるまで硬化し得ないので
採用し難い。また、50モル%を超えると、樹脂の溶剤
による使用溶液濃度における粘度が著しく増大し、ある
いはゲル化状態を呈するので、使用できないか極めて作
業性が低下し実用的でない。本発明の感光性樹脂は上記
のように、従来の感光性樹脂よりはるかに低い感光基導
入率で高感度の光不溶化性を示すので顕著に優れた実用
性を有する。一般式(1)で表わされる感光基導入モノ
マーと他のビニルモノマーとの共重合は、ラジカル、イ
オンもしくは配位重合開始剤を用いて通常の方法により
行なうことができ、塊状重合、溶液重合、エマルジヨン
重合などいずれの知られた方法も利用できる。
共重合により得られた樹脂液は、通常貧溶剤により共重
合樹脂を析出沈でんさせて分離精製し、適切な溶剤に溶
解して使用される。溶液重合により樹脂を製造した場合
には、反応液をそのまま感光液として使用することがで
きる。このようにして得られた前記一般式(1)で表わ
される絨を側鎖に有する本発明の感光性高分子化合物は
、従来知られたアジド基、シンナモイル基、アクリロイ
ル基などの感光基を含有する感光性高分子化合物に比べ
てはるかに高い感度を有し、低い感光性基導入率で、し
かも増感剤の併用をまつたく必要とすることなく使用し
得る優れた実用性を有する高感度感光性材料である。
その理由は明白ではないが、感光基の光感度が優れると
ともにスチリル置換複素環感光基が基幹高分子主鎖に直
結せず、2個の原子を介して結合しているため感光基が
比較的自由に運動でき、高分子マトリツクス中での光二
重化反応が容易で高感度をもたらすものと推定される。
本発明の感光性高分子化合物は、フオトレジスト材料、
印刷製版材料や印刷インキ用ビヒクル、塗料用?剤など
として極めて有用であり、実用性に優れている。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実帷例 1〜4 4−メチルキノリン26.739とバニリン31.25
gを無水酢酸62.9g中で1夜還流下に反応させ、反
応混合物をアルカリ処理して得られた生成物をブチルセ
ロソルブを用いて再結晶し、Mp2l7〜219℃の4
−〔2−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフエニル)エ
テニル〕キノリン299を得た。
この化合物0,559、トリエチルアミン1.7511
メタクリル酸クロリド1.751をジメチルアセトアミ
ド16cr!lに溶解して反応させ、Mpl34〜13
5℃の4−〔2−(4−メタクリロイルオキシ一3−メ
トキシ)エテニル〕キノリン4.70g(収率80.3
%)を得た。これを酢酸エチルで再結晶して精製し、赤
外線吸収スベクトル及び元素分析値から化学購造を確認
した。このキノリン誘導体とメタクリル酸メチル(MM
A)とを第1表に示す条件で、すべてアゾビスイソブチ
ロニトリル(AIBN)15ηを用いて4種の共重合体
を製造し、反応生成物をそれぞれメタノール中に投入し
再沈させて高分子化合物を分離した。
これらの高分子化合物は、すべて335nmに吸収極大
を示した。得られた各共重合体を1,2−ジクロルエタ
ンに溶解し、そめ溶液をスピンナでアルミ板に塗布、乾
燥してキセノン灯を光源に用いてクレースケール法によ
り感光度を測定した。
現像液として1,2−ジクロルエタンを用いた。得られ
た感度を、市販のポリ桂皮酸ビニル系感光材料TPR(
東京応化社製)の示す感光値と対比し、TPRの感度を
1としたときの相対感度として示す。
それらの結果を第1表にまとめて示す。なお、表中の導
入率は、感光基含有モノマーの全モノマーに占めるモル
%である。上表から明らかなように、本発明の光不溶性
高分子化合物は、増感剤を用いなくても実用的感度を有
し、感光基導入率5モル%のものでは、布販され実用さ
れているものの2〜2.5倍の高感度を有することがわ
かる。
実帷例5及び6 2−メチルキノリン34.409とバニリン36,57
gを無水酢酸61.349中で16時間還流下に反応さ
せたのち、酢酸50cdを留去した。
残留液に3N塩酸250cdを加えて1時間加熱し、冷
却後、析出した結晶を沢別し、アンモニア水に懸濁させ
、1時間攪拌して結晶を脱塩化水素した。この結晶を再
び沢過して集め、2−エトキシエタノールで再結晶し、
630/)の収率で2−〔2一(4−ヒドロキシ−3−
メトキシフエニル)エテニル〕キノリンを得た。こうし
て得たキノリン誘導体2.779をジメチルアセトアミ
ド5criiに溶解し、これにメタクリル酸グリシジル
1.429とテトラブチルアンモニウムクロリド0.1
09を加え、90〜100℃の温度に加熱し、5時間反
応させた。得られた反応物に水を加えて分離した油状物
を酢酸エチルで抽出し、これをよく水洗してから乾燥し
た。溶剤を留去後シリカゲルクロマトグラフイ一で分離
精製して、50%の収率で2−{2−〔3−メトキシ−
4−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロ
ピルオキシ)フエニノのエテニル}キノリンを得た。こ
れを酢酸エチルーヘキサン混合溶剤で再結晶してmp1
19℃の純品を得た。化学構造は、元素分析及び赤外線
吸収スペクトルにより確認された。得られたメタクリル
酸エステル誘導体をメタクリル酸メチルと共重合させ、
成分比の異なる2種*の共重合体を製造した。
共重合においては、いずれも反応媒体としてベンゼン3
cd、重合開始剤としてAIBN15 TRyを用いた
。得られた各共重合体をグレースケール法により光感度
を測定し、前実施例と同様にTPRの感度を基準とする
相対感度で下表に示した。
なお、共重合体を製膜して得られた感光性樹脂膜は、暗
所で室温下に6ケ月間保存後も感度の低下が全く認めら
れず、映像のかぶりも認められなかつた。
実施例 7〜10 γ−ピコリン2 0.0 fl (!:,p −ヒドロ
キシベンズアルデヒド2 6.29を無水酢酸6 5.
8g中で、24時間加熱還流し反応させた。
反応生成物に6N塩酸100crIlを注加し、さらに
1時間還流後、冷却した。これにアンモニア水を加えて
中和し、1時間攪拌を続けて析出した黄色結晶を沢過し
て集めた。この結晶をエタノール一エーテル混合溶剤で
再結晶し、mp 272〜275゜Cの4−〔2−(4
−ヒドロキシフエニル)エテニル〕ピリジン351を得
た。このピリジン誘導体29を10 cwlのジメチル
アセトアミドに溶解したのち、トリエ長:チルアミン1
.2 3 yを添加してから氷冷しながらメタクリル酸
クロリド1.3 4gを滴下した。反応終了後、水を加
えて結晶を析出させ沢別した。酢酸エチルーヘキサンの
混合溶剤で再結晶し、mp156〜158℃の4−〔2
−( 4 −メタクリ口イルオキシフエニル)エテニ
ル〕ピリジン2.16g(収率80%)を得た。構造は
赤外線吸収スペクトル及び元素分析で確認した。この化
合物とメタクリル酸ノチルとを次表に示す割合で、ベン
ゼンの3又は12cdを重合媒体として用い、重合開始
剤はすべてAIBN15 W9を用いて4種の感光性共
重合樹脂を製造した。
このようにして得られた各樹脂溶液を、スピンナで、そ
れぞれアルミ板に塗布し、乾燥塗膜の光感度を実施例l
と同様に測定し、その結果をTPRに対する相対感度で
下掲第3表にまとめて示した。
実施例11及び12実施例5〜6で得た2 −{ 2
−〔3−メトキシー4−(2−ヒドロキシ−3−メタク
リロイルオキシプロピルオキシ)フエニル〕エテニル}
キノリンをメタクリル酸メチル及びアクリロニトリル(
AN)と1.59のベンゼン中でAIBN2、5ηを用
い三元共重合させた。
得られた2種の三元共重合体の条件及びそれぞれの感光
性をTPRに対する相対感度で下表にまとめて示す。こ
の三元共重合体は、いずれも感光?導入モノマーの導入
率が僅か2モル%で極めて高い感度を有する。
実絶例 13 2−メチルベンゾチアゾール9.77g、バニリン9.
979及び無水酢酸16.729とから、実施例1〜4
と同様にしてMpl37〜138.5、Cの2−〔2−
(3−メトキシ−4−ヒドロキシ)エテニル〕ベンズチ
アゾールを製造し、メタクリロイル化して、収率80%
で2−〔2−(3−メトキシ−4−メタクリロイルオキ
シ)エテニル〕ベンズチアゾールを得た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のRは水素原子またはメチル基、R_1はO、N
    H、−CH_2CH_2−、−CH_2CHOHCH_
    2−のいずれかを示し、R_2は水素原子またはメトキ
    シ基を示し、Yはピリジル、キノリル、ベンツチアゾリ
    ルのいずれかを示す)で表わされる0.5〜50モル%
    の光架橋性構成単位と、(B)一般式▲数式、化学式、
    表等があります▼ (式中のRは前記と同じ意味を持ち、Zはシアノ基、ア
    ルコキシカルボニル基、カルバモイル基、2−ケトピロ
    リジル基、フェニル基またはアルコキシ基を示す)で表
    わされる95.5〜50モル%の単独または複数種のビ
    ニル構成単位から成ることを特徴とする分子量3000
    〜300000である光不溶化高分子化合物。 2 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のRは水素原子またはメチル基、R_1はO、N
    H、−CH_2CH_2−、−CH_2CHCHCH_
    2−のいずれかを示し、R_2は水素原子またはメトキ
    シ基を示し、Yはピリジル、キノリル、ベンツチアゾリ
    ルのいずれかを示す)で表わされる重合能を有する化合
    物と、一般式▲数式、化学式、表等があります▼(式中
    のRは前記と同じ意味を持ち、Zはシアノ基、アルコキ
    シカルボニル基、カルバモイル基、2−ケトピロリジル
    基、フェニル基またはアルコキシ基を示す)で表わされ
    る単独または複数種のビニル単量体とをビニル共重合さ
    せることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光不
    溶化性高分子化合物の製造方法。
JP14805181A 1981-09-18 1981-09-18 光不溶化性高分子化合物及びその製造方法 Expired JPS5915328B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0139467Y2 (ja) * 1985-03-20 1989-11-27

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JPH0139467Y2 (ja) * 1985-03-20 1989-11-27

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