WO2006030537A1 - 感光性樹脂硬化物の製造方法 - Google Patents

感光性樹脂硬化物の製造方法 Download PDF

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Yoko Tomita
Kei Tomeba
Hiroshi Yamada
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    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/035Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polyurethanes

Definitions

  • a method of coating the surface of the liquid photosensitive resin composition layer with a highly light-transmitting cover film, a method of photocuring in an inert gas atmosphere, a method of photocuring in the vacuum The liquid photosensitive resin composition layer has been cured by a method such as photocuring with a liquid. At that time, the liquid photosensitive resin composition is coated on a support to form a photosensitive resin composition layer, and then a cover film is coated on the surface, or the exposure atmosphere is inert such as vacuum or nitrogen.
  • a mechanism for forming a gas atmosphere or a water atmosphere is required, and an apparatus for photocuring the liquid photosensitive resin composition has a more complicated structure. Therefore, there has been a demand for a liquid photosensitive resin composition that can be cured in a thick film in the air.
  • Patent Document 7 a pattern is formed by exposing and developing after covering with a cover film, and on the formed pattern surface. It is generally known that the process of impregnating an organic carbonyl compound and irradiating light with a wavelength of 200 nm to 300 nm to reduce the tack of the surface of the cured product layer is performed separately. It is estimated that the method is applied.
  • the inventors of the present invention diligently studied and formed a radical polymerization type photosensitive resin composition layer containing a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator and a decay type photopolymerization initiator on a sheet-like or cylindrical support. It was found that the photosensitive resin composition layer can be cured by forming and irradiating light in the atmosphere, and the present invention has been completed. That is, a combination of a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator and a decay type photopolymerization initiator, or a photopolymerization start having a site functioning as a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator and a site functioning as a decay type photopolymerization initiator in the molecule. By using an agent and a resin having a specific functional group, a surprising phenomenon has been found that a radical polymerization type liquid photosensitive resin composition layer can be photocured in a thick film state and in the air. It was.
  • An aromatic ketone is preferably used as the hydrogen abstraction type photopolymerization initiator (d).
  • this chemical reaction mechanism a chemical reaction mechanism has been proposed in which aromatic ketones are efficiently excited by photoexcitation into an excited triplet state, and this excited triplet state pulls out surrounding medium force hydrogen to generate radicals. The generated radicals are considered to be involved in the photocrosslinking reaction.
  • the hydrogen abstraction type photopolymerization initiator (d) may be any compound as long as it is capable of generating a radical by extracting the surrounding medium force hydrogen through the excited triplet state.
  • Thioxanthones refer to thixanthone and derivatives substituted with an alkyl group, a phenyl group, or a halogen group, and examples thereof include ethylthioxanthone, methylthioxanthone, and black-thick thixanthone.
  • Anthraquinones refer to anthraquinones and derivatives substituted with alkyl groups, phenyl groups, halogen groups, and the like.
  • the addition amount of the hydrogen abstraction type photopolymerization initiator is preferably 0.3 wt% or more and 10 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or more and 5 wt% or less of the total amount of the photosensitive resin composition.
  • the decay-type photopolymerization initiator (e) refers to a compound that generates an active radical by a cleavage reaction occurring in the molecule after light absorption.
  • Specific examples include benzoin alkyl ethers, 2,2-dialkoxy 2-phenylacetophenones, acetophenones, acyloxymesters, azo compounds, organic compounds, and acylphosphine oxides. , Diketones and the like, and it is preferable to use at least one compound selected from these group forces.
  • the addition amount of the photopolymerization initiator (c) having a site functioning as a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator and a site functioning as a decay type photopolymerization initiator in the same molecule is the total amount of the photosensitive resin composition. It is more preferably 0.5 wt% or more and 10 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or more and 3 wt% or less. In this range, the mechanical properties of the cured product can be sufficiently secured even when the photosensitive resin composition is photocured in the air.
  • the resin (a) of the present invention comprises an aryl group, a linear or branched alkyl group substituted with at least one aryl group, another alkyl group, an alkoxy carbo group, a hydroxyl group in the molecule. Bonded to a carbon atom having at least one organic group selected from the group consisting of a formyl group, a carbonate bond or an ester bond, and the organic group or the bond being directly bonded It is preferable that the hydrogen atom ( ⁇ -position hydrogen) is 2% to 80% with respect to all hydrogen atoms in the molecule. The reason is not clear.
  • aryl groups include phenyl, tolyl, xylyl, biphenyl, naphthyl, anthryl, pyrenyl, and pentaryl groups.
  • the linear or branched alkyl group substituted with an aryl group is preferably, for example, a methyl styryl group or a styryl group.
  • the content of hydrogen at the ⁇ -position can be analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) focusing on hydrogen atoms.
  • NMR nuclear magnetic resonance spectroscopy
  • the compound having a plurality of groups is reacted with a binder having a plurality of functional groups capable of binding to the reactive group (for example, polyisocyanate in the case of a hydroxyl group-amino group) to adjust the molecular weight and to bind the terminal group.
  • the compound obtained by the reaction is reacted with a compound having a functional group and a polymerizable unsaturated group that reacts with the terminal binding group of this compound, and polymerized at the terminal.
  • Gender unsaturation A preferable method is a method of introducing a group.
  • the organic compound (b) of the present invention is a compound having an unsaturated bond involved in a radical polymerization reaction, and the number average molecular weight is considered in consideration of ease of dilution with the resin (a). Is preferably 100 or more and 1000 or less.
  • organic compounds include olefins such as ethylene, propylene, styrene, and dibenzene, acetylenes, (meth) acrylic acid and derivatives thereof, haloolefins, and unsaturated-tolyls such as acrylonitrile, (meth) acrylamide.
  • a polymerization inhibitor an ultraviolet absorber, a dye, a pigment, a lubricant, a surfactant, a plasticizer, a fragrance, and the like can be added to the photosensitive resin composition of the present invention according to the use and purpose. .
  • a cushion layer having an elastomer strength can be formed below the photosensitive resin cured product layer. Since the photosensitive resin cured product layer formed in the present invention has a thickness of 50 m-5 Omm, other lower layers may be made of materials having different compositions.
  • the tack layer is preferably an elastomer having a Shore A hardness of 10 to 70 degrees or an ASKER-C hardness of 20 to 85 degrees as measured with an ASKER-C hardness tester. When the Shore A hardness is 10 degrees or more, or the ASKER-C hardness is 20 degrees or more, the print quality can be ensured because it deforms appropriately.
  • the photocurable elastomer a mixture of the thermoplastic elastomer with a photopolymerizable monomer, a plasticizer, a photopolymerization initiator and the like, a liquid resin with a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and the like.
  • the thermoplastic elastomer a plasticizer, a photopolymerization initiator and the like, a liquid resin with a photopolymerizable monomer, a photopolymerization initiator, and the like.
  • a liquid resin with a photopolymerizable monomer a photopolymerization initiator, and the like.
  • examples thereof include a mixed liquid photosensitive resin composition.
  • a modified layer on the surface of the photosensitive resin cured product layer of the present invention, it is possible to reduce tack on the surface of the printing substrate and improve ink wettability.
  • the modified layer include a film treated with a compound that reacts with a surface hydroxyl group such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent, or a polymer film containing porous inorganic particles. Can do.
  • the compound constituting the silane coupling agent of the present invention contains, as a reactive functional group in the molecule, an alitaroyl group, a methacryloyl group, an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a vinyl group, a perfluoroalkyl group, and a mercapto group.
  • a reactive functional group in the molecule an alitaroyl group, a methacryloyl group, an active hydrogen-containing amino group, an epoxy group, a vinyl group, a perfluoroalkyl group, and a mercapto group.
  • titanium coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tri (N-aminoethylaminoamino) titanate, tetraoctyl bis (ditriol).
  • a method of irradiating light in the vacuum ultraviolet region with a wavelength force of S 200 or less such as a xenon excimer lamp, or a method of exposing to a high energy atmosphere such as plasma, etc.
  • a hydroxyl group can be generated on the surface of the printing substrate, and the force coupling agent can be fixed at high density.
  • dyes examples include poly (substituted) phthalocyanine compounds and metal-containing phthalocyanines.
  • pigments include carbon black, graphite, copper chromite, chromium oxide, cobalt chrome aluminate, dark inorganic pigments such as copper oxide and iron oxide, and metal powders such as iron, aluminum, copper, and zinc. Examples include metals doped with Si, Mg, P, Co, Ni, Y, etc. These dyes and pigments may be used alone, in combination, or in any form such as a multilayer structure. However, in the case of a system that uses light to cure the photosensitive resin composition, the amount of the organic Z inorganic compound that absorbs a large amount of light at the wavelength of the light used for curing is within a range that does not affect photocurability.
  • the addition ratio with respect to the total amount of the photosensitive resin composition is preferably 0.01 wt% or more and 5 wt% or less, more preferably 0.01 wt% or more and 2 wt% or less.
  • Laser engraving is performed in an oxygen-containing gas, generally in the presence of air or in an air stream, but can also be performed in a carbon dioxide gas or a nitrogen gas.
  • Relief printing plate obtained by engraving, powdery or liquid substance slightly generated on the surface is washed with an appropriate method such as water containing solvent or surfactant, water-based cleaning agent by high pressure spray etc. It may be removed by using a method of irradiating with high pressure steam or a method of irradiating with high pressure steam.
  • the viscosity of the photosensitive resin composition was measured at 20 ° C. using a B-type viscometer (trademark, B8H type; manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., Japan).
  • the number average molecular weights of rosin (a) and organic compound (b) were determined by conversion to polystyrene having a known molecular weight using gel permeation chromatography (GPC method).
  • GPC method gel permeation chromatography
  • HLC-8020 high-speed GPC device
  • TSKgel GMHXL polystyrene packed column
  • THF tetrahydrofuran
  • an ultraviolet absorption detector was used for rosin (a), and 254 nm light was used as monitor light.
  • the organosilicon compound (c) was detected using a parallax refractometer. Examples or ratios of the present invention
  • the resin (a) and organosilicon compound (c) used in the comparative examples had a polydispersity (MwZMn) determined using the GPC method greater than 1.1, so the number average molecular weight determined using the GPC method Mn was adopted. Since the organic compound (O) had a polydispersity (MwZMn) determined using the GPC method of less than 1.1, the molecular structural force and molecular weight identified using the NMR method were increased.
  • the obtained photosensitive resin composition was formed into a sheet having a thickness of 2.8 mm on a PET film, and exposed in the atmosphere using a trade mark ALF type 200UP post-exposure machine manufactured by Asahi Kasei Corporation.
  • a sheet-like photosensitive cured product was produced.
  • the light used for the exposure was ultraviolet fluorescent lamp (chemical lamp, center wavelength: 370 nm) 4000 mjZcm 2 and germicidal lamp (germisidal lamp, center wavelength: 253 nm) 12000 mjZcm 2 .

Abstract

 水素引き抜き型光重合開始剤(d)及び崩壊型光重合開始剤(e)を含有するか、或いは同一分子内に水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊型光重合開始剤として機能する部位を有する光重合開始剤(c)を含有する感光性樹脂組成物を用いて、厚さが50μm以上50mm以下の感光性樹脂組成物層を形成する工程と、該感光性樹脂組成物層に大気中で光を照射し、硬化させる工程とを含む、感光性樹脂硬化物の製造方法。

Description

明 細 書
感光性樹脂硬化物の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、大気中で光を照射することにより硬化可能な感光性榭脂組成物及び感 光性榭脂硬化物の製造方法に関する。
背景技術
[0002] ラジカル重合系の液状感光性榭脂組成物を用いて、シート状或!、は円筒状支持体 上に感光性榭脂組成物層を形成し、大気中で光架橋硬化させた場合、表面近傍の 硬化が充分でないために、表面のタックが大きぐ更に表面に傷が付き易ぐ版厚精 度の確保の観点から課題があった。特開平 11 258790号公報 (特許文献 1)にも記 載されて!、るように、この原因は酸素に起因する硬化阻害によるものと推定されて 、 る。そのため、従来技術においては液状感光性榭脂組成物層の表面に光透過性の 高いカバーフィルムを被覆する方法、不活性ガス雰囲気下で光硬化させる方法、真 空下で光硬化させる方法、水中で光硬化させる方法などにより液状感光性榭脂組成 物層を硬化させることが行われていた。その際、該液状感光性榭脂組成物を支持体 上に塗布し、感光性榭脂組成物層を形成した後、カバーフィルムを表面に被覆したり 、露光雰囲気を真空、窒素等の不活性ガス雰囲気或いは水雰囲気にするための機 構が必要となり、液状感光性榭脂組成物を光硬化させるための装置がより複雑な構 造となる。そこで、大気中で厚膜硬化できる液状感光性榭脂組成物が求められてい た。
[0003] また、特開昭 56— 64823号公報 (特許文献 2)では、液状感光性榭脂組成物を用 いて円筒状の感光性榭脂硬化物層を形成する方法が記載されているが、具体的な 感光性榭脂組成物に関する記載はな ヽ。
更に、液状感光性榭脂組成物を光硬化させてロールを作製する方法として、 2つの ロールを所定の隙間が空くように配置し、これら 2つのロールの間に液状感光性榭脂 組成物を満たし、 2つのロールをそれぞれ内側方向へ回転させながら、前記ロール 間の隙間を通してロール上に液状感光性榭脂組成物を塗布し、片側のロールの内 部から該ロール内部に設置されたスリットを通して光を液状感光性榭脂組成物に照 射することにより、光硬化させ、一方のロールに感光性榭脂硬化物を固定する方法 がある。この方法では、 2つのロールによって液状感光性榭脂組成物は挟まれ、ロー ルによって挟まれた部分の感光性榭脂組成物が光硬化する。液状感光性榭脂組成 物は大気に触れることなく光硬化される。したがって、この方法は、大気中で光硬化 させる方法ではない。また、大気を遮断するため、片側のロールの内側にランプを配 置し、更にロール内にスリットを設置し、 2つのロールが最接近する部分のみ光硬化さ せるという極めて特殊な機構が必要となる。また、片側のロールは光を透過する必要 があるので、用いるランプの光を透過する材質であること、片側のロールにのみ感光 性榭脂硬化物が形成されるように、もう一方のロールの表面には離型剤処理が必要 となる。
[0004] 日本国特許第 2846954号公報(特許文献 3)において、 20°Cにおいて固体状の 熱可塑性エラストマ一力もなる感光性固体版において、光重合開始剤として水素引 き抜き型光重合開始剤、具体的にはアントラキノンと水素供与体の組み合わせ、ベン ゾフエノンと第三ァミンとの組み合わせ、ベンゾフエノンとミヒラーズケトンとの組み合わ せ、チォキサントン、 3—ケトクマリンの記載がある力 大気中での表面硬化性に関し ては言及されておらず、水素引き抜き型光重合開始剤と崩壊型光重合開始剤の組 み合わせが良 、と 、う記載もな!/、。
[0005] 特開平 10— 95788号公報 (特許文献 4)、或 、は特開平 10— 29997号公報 (特許 文献 5)には、崩壊型光重合開始剤であるァシルホスフィンオキサイドィ匕合物と、他の 光重合開始剤との混合物の一例として崩壊型光重合開始剤である Oーヒドロキシケト ン類、 α—アミノケトン類、あるいは水素引き抜き型光重合開始剤であるべンゾフエノ ン類との混合物の記載があるが、水素引き抜き型光重合開始剤と崩壊型光重合開 始剤との組み合わせが良いという記載はなぐまた大気中での硬化性に関する記載 もない。更に、光重合開始剤と一緒に用いる榭脂成分に関する記載もない。
[0006] 特開平 8— 59885号公報 (特許文献 6)には、露光マスクを通して光を照射し光が当 たった部分を硬化させ、その後現像工程を経てパターンを形成するシート状凸版印 刷プレートの作製方法について記載があり、用いる感光性榭脂組成物に崩壊型光重 合開始剤としてべンゾインアルキルエーテルカルボ二ルイ匕合物と水素引き抜き型光 重合開始剤としてベンゾフヱノン Zアミンィ匕合物との組み合わせが記載されている。 更に、水素引き抜き型光重合開始剤にはアミンィ匕合物が必須成分とされている。しか しながら、液状感光性榭脂組成物を光硬化させ、パターンを形成させる際に、大気 中で露光するという記載は全くなぐ実施例においても全てカバーフィルムを被覆す ることにより酸素を遮断した状態で露光することが明記されている。カバーフィルムを 被覆した状態での露光により液状感光性榭脂組成物を硬化させた後、現像液を用い た現像工程を経て凹凸パターンを形成し、その後、現像工程において表面に付着し た粘着成分を後露光により硬化させる方法が記載されている。したがって、感光性榭 脂組成物層表面をカバーフィルムで被覆し、酸素を遮断した状態で光を照射するの で、光の照射された部分は表面まで完全に硬化している点や大気中での後露光は、 完全に硬化して 、る表面に現像工程にぉ 、て付着した極薄 、粘着成分を硬化させ ている点で、本発明の大気中で感光性榭脂組成物を厚膜光硬化させる方法とは、技 術思想が根本的に異なる。また、特許文献 6では、 300nm以上の光を用いてパター ンを形成する工程と、その後、表面のタックを低減する目的で 200nmから 300nmの 光を照射する後処理の工程とを分離して実施するという複雑な方法が記載されてい る。このように複雑な工程が必要な理由は、この方法がカバーフィルムを感光性榭脂 組成物層表面に被覆することを前提とする方法であるためと推定される。すなわち、 2 OOnmから 300nmの波長領域の光を効率良く透過する汎用フィルムが無いため、パ ターン形成の露光工程で 200nm以上の光を照射したとしても、 200nm力 300nm の光を効率良く透過させることができないからである。米国特許第 4, 202, 696号明 細書 (特許文献 7)に記載されているように、カバーフィルムで被覆後、露光'現像す ることによりパターンを形成する工程と、形成されたパターン表面に有機カルボニル 化合物を含浸させ波長 200nmから 300nmの光を照射し硬化物層表面のタックを低 減する工程とを分離して実施することが一般的に知られているため、特許文献 6では 、その方法を適用しているものと推定される。
更に、発明者らは、特許文献 6に示されている感光性榭脂組成物を用いて、厚さ 3 mm程度の厚膜を大気中で光硬化させてみたが、表面近傍を完全に硬化させること ができず、指で触ると指紋が転写されたり、表面に高い粘着性が残存した硬化物とな り、表面近傍の硬化性が十分とは言 、難 、状況であった。
[0008] 一般的に、液状感光性榭脂組成物を写真製版技術を用いてパターンィ匕する場合、 露光マスク表面に接触させる力、露光マスク表面の榭脂による汚染が問題になる時 には感光性榭脂組成物層表面にカバーフィルムを被覆する。 Vヽずれの場合も感光 性榭脂組成物層表面をフィルムで被覆するので、大気中での露光が行われることは ない。また、半導体製造分野では、感光性榭脂組成物と露光マスクとの間に極めて 狭 ヽギャップを設定し、感光性榭脂組成物と露光マスクが直接接触することを避ける プロキシミティー露光方式があるが、この方法で用いる感光性榭脂組成物は固体状 のものであり、液状感光性榭脂組成物を用いることは通常ない。印刷版分野では、半 導体製造分野で用いるシリコンウェハーの大きさよりも遥かに大きな基材を用いること が一般的であるため、大面積において狭いギャップを制御することは極めて難しぐ プロキシミティー露光方式は採用しにくい。ただし、ギャップを大きく設定することによ り対応することは可能ではあるが、形成できるパターンの解像度を大幅に低下させる ことになる。然るに、本発明の感光性榭脂硬化物の形成においては、感光性榭脂組 成物層全面に光を照射し、均一な硬化物層が形成できればよいので、微細なパター ン形成が全く不要である。したがって、液状感光性榭脂組成物層にカバーフィルムを 被覆せずに大気中で一度に 200nm以上の光を照射し、液状感光性榭脂組成物層 全体を光硬化させることができる点において、写真製版技術を用いてパターンィ匕し印 刷版を形成するプロセスとは、技術思想が根本的に異なる。また、この特許文献 6に は、大気中で光硬化させて得られる感光性榭脂硬化物に関する記載も一切な 、。
[0009] 特許文献 1:特開平 11 258790号公報
特許文献 2:特開昭 56-64823号公報
特許文献 3 :日本国特許第 2846954号公報
特許文献 4:特開平 10— 95788号公報
特許文献 5:特開平 10— 29997号公報
特許文献 6:特開平 8— 59885号公報
特許文献 7:米国特許第 4202696号明細書 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明は、大気中で光硬化させることができる感光性榭脂組成物及び感光性榭脂 硬化物の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明者らは鋭意検討し、水素引き抜き型光重合開始剤及び崩壊型光重合開始 剤を含有するラジカル重合系感光性榭脂組成物層を、シート状あるいは円筒状支持 体上に形成し、大気中で光を照射することにより該感光性榭脂組成物層を硬化させ ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、水素引き抜き型 光重合開始剤と崩壊型光重合開始剤の組み合わせ、或いは水素引き抜き型光重合 開始剤として機能する部位及び崩壊型光重合開始剤として機能する部位を分子内 に有する光重合開始剤と、特定の官能基を有する榭脂を用いることにより、ラジカル 重合系の液状感光性榭脂組成物層を厚膜状態で、しかも大気中で光硬化させること ができるという驚くべき現象を見出した。
[0012] 本発明は下記の通りである。
(1)水素引き抜き型光重合開始剤 (d)及び崩壊型光重合開始剤 (e)を含有するか、 あるいは同一分子内に水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊 型光重合開始剤として機能する部位を有する光重合開始剤 (c)を含有する感光性 榭脂組成物を用いて、厚さが 50 m以上 50mm以下の感光性榭脂組成物層を形 成する工程、該感光性榭脂組成物層に大気中で光を照射し、硬化させる工程を含 む、感光性榭脂硬化物の製造方法。
(2)感光性榭脂組成物が 20°Cにおいて液状である、上記(1)に記載の感光性榭脂 硬化物の製造方法。
(3)液状感光性榭脂組成物を円筒状支持体上に塗布することにより感光性榭脂組 成物層を形成する、上記(1)又は(2)に記載の感光性榭脂硬化物の製造方法。
[0013] (4) 円筒状支持体上に上記(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の方法により得ら れた感光性榭脂硬化物層が形成された印刷基材の、インキを転写するための転写口 ール(ブランケットロール)、ァ-ロックスロールに接しインキ量を調整するためのイン キ絞りロール、レーザー彫刻法により表面に凹凸パターンを形成可能なレーザー彫 刻用ロール、又はクッションロールとしての使用。
[0014] (5) 樹脂 (a)、重合性不飽和基を有する有機化合物 (b)、及び光重合開始剤を含 む感光性榭脂組成物であって、前記榭脂 (a)が、分子内にァリール基、少なくとも 1 つのァリール基で置換された直鎖状或いは分岐状アルキル基、その他のアルキル基 、アルコキシカルボ-ル基、ヒドロキシル基、及びホルミル基力 なる群力 選ばれる 少なくとも 1種類の有機基を有する力、或いはカーボネート結合又はエステル結合を 有し、かつ該有機基或いは該結合が直接結合している炭素原子に結合した水素原 子(α位水素)を分子内の全水素原子に対し 2%以上有し、前記光重合開始剤が、 水素引き抜き型光重合開始剤 (d)及び崩壊型光重合開始剤 (e)、或いは同一分子 内に水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊型光重合開始剤と して機能する部位を有する光重合開始剤 (c)であり、かつそれぞれを感光性榭脂組 成物全体量の 0. 3wt%以上含有する、上記感光性榭脂組成物。
[0015] (6) 榭脂(a)が 20°Cにお 、て液状である、上記(5)に記載の感光性榭脂組成物。
(7) 水素引き抜き型光重合開始剤 (d)が、ベンゾフ ノン類、ミヒラーケトン類、キサ ンテン類、チォキサントン類、及びアントラキノン類カもなる群力も選ばれる少なくとも 一種類の化合物力もなり、かつ崩壊型光重合開始剤(e) 1S ベンゾインアルキルェ 一テル類、 2, 2—ジアルコキシ 2—フエ-ルァセトフエノン類、ァシルォキシムエステ ル類、ァゾ化合物類、及びジケトン類カゝらなる群カゝら選ばれる少なくとも 1種類の化合 物からなる上記(5)又は(6)に記載の感光性榭脂組成物。
(8) 更に、無機系微粒子、有機系微粒子、及び無機有機複合微粒子からなる群か ら選ばれる少なくとも 1種類の微粒子を含有する、上記(5)乃至(7)の ヽずれか一項 に記載の感光性榭脂組成物。
[0016] (9) 上記(5)乃至(8)の 、ずれか一項に記載の感光性榭脂組成物を、シート状、又 は円筒状に成形したのち、大気中で光を照射することにより硬化せしめて得られる、 印刷基材。
(10) 上記(9)に記載の印刷基材力 下部にショァ A硬度が 10度以上 70度以下、 或いは ASKER— C硬度が 20度以上 85度以下のエラストマ一層を少なくとも 1層有 する、多層印刷基材。
(11) エラストマ一層が、 20°Cで液状の感光性榭脂組成物を硬化して形成される、 上記(10)に記載の多層印刷基材。
発明の効果
[0017] 本発明により、大気中で光硬化させることができる感光性榭脂組成物及び感光性 榭脂硬化物の製造方法を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の好ましい実施態様を中心に、詳細に説明する。
本発明は、厚さ 50 m以上 50mm以下の厚膜に形成した感光性榭脂組成物を大 気中で光硬化させる感光性榭脂硬化物の製造方法及び感光性榭脂組成物を提供 する。
ラジカル重合反応により光硬化する感光性榭脂組成物を含む印刷インキの分野で は、膜厚が 未満の薄膜を大気中で光硬化させることは広く実施されている。し カゝしながら、厚膜感光性榭脂組成物を大気中で光硬化させた場合には、表面近傍 の光硬化が不十分であり、表面に極めて強い粘着性を有する硬化物となる。したが つて、従来の感光性榭脂組成物では、厚膜を硬化させようとした場合には、複数層に 分けて光硬化させる必要があった。しかし、厚さ 50 m以上に形成し、光硬化できれ ば、短時間で感光性榭脂硬化物を得ることができる。また、 50mm以下であれば、内 部まで十分に硬化した感光性榭脂硬化物を得ることができる。もちろん、複数回の塗 布及び光硬化を繰り返し行うことにより、更に厚 ヽ感光性榭脂硬化物層を形成するこ とも可能である。
[0019] 本発明の印刷基材は、厚膜に光硬化させるものであれば、特に限定されないが、レ 一ザ一彫刻により表面に凹凸パターンを形成するフレキソ印刷原版用シート或いは ロール、グラビア印刷用シート或いはロール、或いはレーザー光を照射して貫通した 孔状パターンを形成するスクリーン印刷用シート或いはロータリースクリーン、孔版印 刷用原版材料、オフセット印刷法で用いられるブランケットロール、ァニロックスロー ルに接して用いられるインキ量調整用ロール、印刷用クッションロール、インクジェット プリンター、レーザープリンター、複写機等に搭載されているロール等、或いは 3次元 立体成形等の用途に用いることができる。
本発明において大気中とは、酸素濃度が約 21vol%、窒素濃度が約 78vol%の地 球地表付近の気体雰囲気のみに限定するものではなぐ酸素濃度が 10vol%以上 3 Ovol%以下の気体雰囲気も含めるものと定義する。 10vol%以上であれば、感光性 榭脂組成物を露光する装置に簡易な排気装置を併用することにより、露光装置内を 低酸素濃度雰囲気下にした状態で露光作業を実施することができ、 30vol%以下で あれば助燃性を低く抑えることができ、また光硬化物の物性を確保することができる 力 である。
水素引き抜き型光重合開始剤 (d)としては、芳香族ケトンを用いることが好ましい。 この化学反応機構としては、芳香族ケトンは光励起により効率良く励起三重項状態 になり、この励起三重項状態は周囲の媒体力 水素を引き抜いてラジカルを生成す る化学反応機構が提案されている。そして、生成したラジカルが光架橋反応に関与 するものと考えられる。但し、水素引き抜き型光重合開始剤 (d)は、励起三重項状態 を経て周囲の媒体力 水素を引き抜 、てラジカルを生成する化合物であれば何でも よい。
芳香族ケトンとして、ベンゾフエノン類、ミヒラーケトン類、キサンテン類、チォキサン トン類、アントラキノン類等を挙げることができ、これらの群力も選ばれる少なくとも 1種 類の化合物を用いることが好ましい。ベンゾフエノン類とは、ベンゾフエノン或いはそ の誘導体をいい、具体的には 3, 3 ' , 4, 4' ベンゾフヱノンテトラカルボン酸無水物、 3, 3 ' , 4, 4,ーテトラメトキシベンゾフエノン等である。ミヒラーケトン類とはミヒラーケト ン及びその誘導体等をいう。キサンテン類とはキサンテン及びアルキル基、フエニル 基、ハロゲン基で置換された誘導体等をいう。チォキサントン類とは、チォキサントン 及びアルキル基、フエニル基、ハロゲン基で置換された誘導体等をいい、ェチルチオ キサントン、メチルチオキサントン、クロ口チォキサントン等を挙げることができる。アン トラキノン類とはアントラキノン及びアルキル基、フエニル基、ハロゲン基等で置換され た誘導体等をいう。水素引き抜き型光重合開始剤の添加量は、好ましくは感光性榭 脂組成物全体量の 0. 3wt%以上 10wt%以下、より好ましくは 0. 5wt%以上 5wt% 以下である。添加量力この範囲であれば、液状感光性榭脂組成物を大気中で光硬 化させた場合、硬化物層表面の硬化性は充分に確保でき、また、長期保存時に表面 にクラック等が発生せず、耐候性を確保することができる。
[0021] 崩壊型光重合開始剤 (e)とは、光吸収後に分子内で開裂反応が発生し活性なラジ カルが生成する化合物をいう。具体的には、ベンゾインアルキルエーテル類、 2, 2- ジアルコキシ 2—フエ-ルァセトフエノン類、ァセトフエノン類、ァシルォキシムエステ ル類、ァゾ化合物類、有機ィォゥ化合物類、ァシルホスフィンォキシド類、ジケトン類 等を挙げることができ、これらの群力も選ばれる少なくとも 1種類の化合物を用いるこ とが好ましい。
[0022] ベンゾインアルキルエーテル類としては、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾ インイソブチルエーテル等を挙げることができる。 2, 2—ジアルコキシ—2—フエ-ルァ セトフエノン類としては、 2, 2—ジメトキシー 2—フエニルァセトフエノン、 2, 2—ジエトキシ —2—フエ-ルァセトフエノン等を挙げることができる。ァセトフエノン類としては、ァセト フエノン、トリクロロアセトフエノン、 1—ヒドロキシシクロへキシルフェ-ルァセトフエノン、 2, 2—ジェトキシァセトフエノン等を挙げることができる。ァシルォキシムエステル類と しては、 1—フエ-ルー 1, 2—プロパンジオン 2— (o—べンゾィル)ォキシム等を挙げる ことができる。
[0023] ァゾ化合物としては、ァゾビスイソブチ口-トリル、ジァゾ -ゥム化合物、テトラゼン化 合物等を挙げることができる。ジケトン類としては、ベンジル、メチルベンゾィルホルメ 一ト等を挙げることができる。崩壊型光重合開始剤の添加量は、好ましくは感光性榭 脂組成物全体量の 0. 3wt%以上 10wt%以下、より好ましくは 0. 5wt%以上 5wt% 以下である。添加量力この範囲であれば、液状感光性榭脂組成物を大気中で光硬 化させた場合、硬化物内部の硬化性は充分に確保できる。
[0024] 水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位と崩壊型光重合開始剤として機 能する部位を同一分子内に有する化合物を、光重合開始剤として用いることもできる 。 α アミノアセトフエノン類等を挙げることができる。例えば、 2—メチルー 1 (4ーメチ ルチオフエ-ル)—2—モルホリノ—プロパン 1 オン、 2—べンジルー 2—ジメチルァミノ 1 (4 モルフオリノフヱ-ル)ーブタノン等の下記一般式(1)で示される化合物を挙 げることができる。 [0025] [化 1]
Figure imgf000011_0001
[0026] (式中、 Rは各々独立に、水素原子又は炭素数 1一 10のアルキル基を表す。また、
2
Xは炭素数 1一 10のアルキレン基を表す。)
水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊型光重合開始剤として 機能する部位を同一分子内に有する光重合開始剤 (c)の添加量としては、感光性榭 脂組成物全体量の 0. 3wt%以上 10wt%以下が好ましぐより好ましくは 0. 5wt% 以上 3wt%以下である。添加量力この範囲であれば、感光性榭脂組成物を大気中 で光硬化させた場合であっても、硬化物の機械的物性は充分に確保できる。
[0027] 本発明の感光性榭脂組成物は、 20°Cにおいて固体状であっても液状であっても 構わないが、成形の容易さから、 20°Cにおいて液状の感光性榭脂組成物であること が特に好ましい。ここで言う「液状榭脂」とは、容易に流動変形し、かつ冷却により変 形された形状に固化できるという性質を有する高分子体を意味し、外力を加えたとき に、その外力に応じて瞬時に変形し、かつ外力を除いたときには、短時間に元の形 状を回復する性質を有するエラストマ一に対比する用語である。
[0028] 榭脂(a)が 20°Cにお 、て液状榭脂である場合に、感光性榭脂組成物も 20°Cにお いて液状である。これから得られる感光性榭脂硬化物をシート状、若しくは円筒状に 成形する際、良好な厚み精度や寸法精度を得るためには、 20°Cにおける粘度が 10 ?& ' 5以上101^½ ' 5以下でぁる。さらに好ましくは、 50Pa' s以上 5kPa' s以下であるこ とが好ましい。粘度が lOPa' s以上であれば、作製される感光性榭脂硬化物の機械 的強度が十分であり、円筒状に成形する場合においても形状を保持し易ぐ加工し 易い。粘度が lOkPa ' s以下であれば、常温でも変形し易ぐ加工が容易である。シー ト状或いは円筒状の感光性榭脂硬化物に成形し易ぐプロセスも簡便である。特に厚 み精度の高い円筒状感光性榭脂硬化物を得るためには、円筒状支持体上に液状感 光性榭脂層を形成する際に、該感光性榭脂組成物が重力により液ダレ等の現象を 起こさないように粘度は、 lOOPa ' s以上が好ましぐより好ましくは 200Pa ' s以上、更 に好ましくは 500Pa' s以上である。
[0029] 本発明の榭脂 (a)は、分子内にァリール基、少なくとも 1つのァリール基で置換され た直鎖状あるいは分岐状アルキル基、その他のアルキル基、アルコキシカルボ-ル 基、ヒドロキシル基、ホルミル基カゝらなる群カゝら選ばれる少なくとも 1種類の有機基を 有するか、或いはカーボネート結合又はエステル結合を有し、かつ該有機基或いは 該結合が直接結合している炭素原子に結合した水素原子( α位水素)を分子内の全 水素原子に対し 2%以上 80%以下有していることが好ましい。理由は明確ではない 力 前記特定の官能基を有し、かつ該有機基が直接結合している炭素原子に結合し た水素原子を有して 、る化合物を用いることにより、大気中にお 、ても光硬化可能な 感光性榭脂組成物を与える。ァリール基の好ましい例としては、フエニル基、トリル基 、キシリル基、ビフヱ-ル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フ ナントリル基 等を挙げることができる。また、ァリール基で置換された直鎖状或いは分岐状アルキ ル基としては、例えばメチルスチリル基、スチリル基などが好ましい。 α位水素の含有 率については、水素原子に着目した核磁気共鳴スペクトル法 ( NMR法)により 分析することが可能である。
[0030] 本発明の榭脂 (a)は、 20°Cにお 、て固体状であっても、液状であっても構わな 、。
特に円筒状等の複雑な形状に成形する場合には、液状であることが好ましい。
本発明の榭脂(a)の数平均分子量は、好ましくは 1000以上 20万以下、より好まし くは 2000以上 10万以下、更に好ましくは 5000以上 5万以下である。榭脂(a)の数 平均分子量は 1000以上であれば、後に架橋して作成する感光性榭脂硬化物が強 度を保ち、印刷基材などとして用いる場合、繰り返しの使用にも耐えられる。また、 20 万以下であれば、感光性榭脂組成物の粘度が過度に上昇することもなぐシート状、 或いは円筒状の感光性榭脂硬化物層を作製する際に加熱押し出し等の複雑な加工 方法は必要ない。ここで言う数平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いて 測定し、分子量既知のポリスチレンで検量し換算した値である。
[0031] 榭脂 (a)は、分子内に重合性不飽和基を有していても構わない。好ましい化合物と して機械強度を考慮すると、 1分子あたり平均で 0. 7以上、さらに好ましくは 1以上の 重合性不飽和基を有するポリマーを挙げることができる。 1分子あたり平均で 0. 7以 上であれば、本発明の感光性榭脂組成物より得られる感光性榭脂硬化物の機械強 度に優れ、耐久性も良好で、特に印刷基材として繰り返しの使用にも耐えらるのもの となり好ましい。また、 1分子あたりの重合性不飽和基数の上限については特に限定 しないが、好ましい範囲としては 20以下である。 20以下であれば、光硬化時の収縮 を低く抑えることができ、また表面近傍でのクラック等の発生も抑制できる。
[0032] ここで言う分子内とは高分子主鎖の末端、高分子側鎖の末端や高分子主鎖中や 側鎖中に直接、重合性不飽和基が結合している場合なども含まれる。
具体的な榭脂 (a)としては、下記に示すようなポリマーを骨格として、前記特定官能 基を有するものを挙げることができる。骨格となるポリマーの例として、ポリエチレン、 ポリプロピレンなどのポリオレフイン類、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジェ ン類、ポリ塩ィ匕ビ二ルポリ塩ィ匕ビ-リデン等のポリハロォレフイン類、ポリスチレン、ポリ アクリロニトリル、ポリビュルアルコール、ポリ酢酸ビュル、ポリビュルァセタール、ポリ アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステル類、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリエステル、 ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリアミド、ポリウレア、ポリイミド等の 主鎖にヘテロ原子を有する高分子等力 なる群より選ばれる 1種若しくは 2種以上の ものを用いることができる。複数の高分子を用いる場合の形態としては共重合体とブ レンドのどちらでもよい。
[0033] 特にフレキソ印刷版用途のように柔軟なレリーフ画像が必要な場合には、榭脂(a) として、一部、好ましくはガラス転移温度が 20°C以下の液状榭脂、さらに好ましくはガ ラス転移温度 0°C以下の液状榭脂を添加することもできる。このような液状榭脂として 、例えばポリエチレン、ポリブタジエン、水添ポリブタジエン、ポリイソプレン、水添ポィ ソプレン等の炭化水素類、アジペート、ポリ力プロラタトン等のポリエステル類、ポリエ チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリェ 一テル類、脂肪族ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン類、不飽 和ポリウレタン類、(メタ)アクリル酸及び Z又はその誘導体の重合体及びこれらの混 合物ゃコポリマー類等が挙げられる。その含有量は、榭脂(a)全体に対して 30wt% 以上 100wt%以下であることが好まし 、。特に耐候性の観点力もポリカーボネート構 造を有する不飽和ポリウレタン類が好まし 、。
[0034] 榭脂 (a)を構成する化合物に重合性不飽和基を導入する方法として、例えば直接 、重合性の不飽和基をその分子末端あるいは分子鎖中に導入する方法を用いてもよ いが、別法として、水酸基、アミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、ケト ン基、ヒドラジン残基、イソシァネート基、イソチオシァネート基、環状カーボネート基、 エステル基などの反応性基を複数有する化合物に、前記反応性基と結合し得る官能 基を複数有する結合剤 (例えば水酸基ゃァミノ基の場合のポリイソシァネートなど)を 反応させ、分子量の調節、及び末端の結合性基への変換を行った後に、反応によつ て得られた化合物と、この化合物の末端結合性基と反応する官能基及び重合性不 飽和基を有する化合物とを反応させて、末端に重合性不飽和基を導入する方法など が好適な方法として挙げられる。
[0035] また、本発明の感光性榭脂硬化物をレーザー彫刻用印刷基材として使用する場合 、榭脂 (a)として熱分解性の高い化合物を使用することが好ましい。例えば、 α—メチ ルスチレン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、カーボネート結合、カルバメ ート結合等を分子内に有する化合物等は、熱分解性の高 、ィ匕合物として知られて 、 る。熱分解性の指標として、不活性ガス雰囲気中でサンプルを加熱した際の質量減 少を測定した熱質量分析法のデータを用いることができる。質量が半減する時点の 温度が、 150°C以上 450°C以下の範囲である化合物が好ましい。より好ましい範囲 は、 250°C以上 400°C以下、更に好ましくは、 250°C以上 380°C以下である。また、 熱分解が狭い温度範囲で起こる化合物が好ましい。その指標として、前記熱質量分 祈において、質量が初期質量の 80%に減少する温度と、質量が初期質量の 20%に 減少する温度との差が、 100°C以下であることが好ましい。より好ましくは、 80°C以下 、更に好ましくは 60°C以下である。
[0036] 本発明の有機化合物 (b)は、ラジカル重合反応に関与する不飽和結合を有したィ匕 合物であり、榭脂 (a)との希釈のし易さを考慮すると数平均分子量は 100以上 1000 以下が好ましい。有機化合物お)は例えば、エチレン、プロピレン、スチレン、ジビ- ルベンゼン等のォレフィン類、アセチレン類、(メタ)アクリル酸及びその誘導体、ハロ ォレフィン類、アクリロニトリル等の不飽和-トリル類、(メタ)アクリルアミド及びその誘 導体、ァリルアルコール、ァリルイソシァネート等のァリル化合物、無水マレイン酸、マ レイン酸、フマル酸、ィタコン酸等の不飽和ジカルボン酸及びそれらの誘導体、酢酸 ビュル類、 N—ビュルピロリドン、 N—ビュルカルバゾール、シァネートエステル類等が あげられるが、その種類の豊富さ、価格等の観点力も例えば、(メタ)アクリル酸及び( メタ)アクリル酸エステル等の誘導体が好ま 、。
[0037] (メタ)アクリル酸及び (メタ)アクリル酸エステル等の誘導体としては、シクロアルキル 、ビシクロアルキル、シクロアルケン、ビシクロアルケンなどの脂環族基を含有する化 合物、ベンジル、フエニル、フエノキシなどの芳香族基を含有する化合物、アルキル、 ハロゲン化アルキル、アルコキシアルキル、ヒドロキシアルキル、アミノアルキル、テト ラヒドロフルフリル、ァリル、グリシジルなどの基を含有する化合物、アルキレングリコ ール、ポリオキシアルキレングリコール、 (アルキル Zァリルォキシ)ポリアルキレングリ コールやトリメチロールプロパン等の多価アルコールのエステルなどがあげられる。 本発明において、これら重合性不飽和基を有する有機化合物 (b)は、有機溶剤に 対する膨潤抑制、機械強度向上の観点から長鎖脂肪族基、脂環族基又は芳香族基 を含有する化合物を少なくとも 1種類以上有することが好ましい。この場合、該化合物 は、有機化合物(b)の全体量の 20wt%以上 100wt%以下であることが好ましぐ更 に好ましくは 50wt%以上 100wt%以下である。
[0038] 感光性榭脂硬化物の反撥弾性を高めるため、例えば特開平 7— 239548号に記載 されているようなメタクリルモノマーを使用する力、或いは公知の印刷用感光性榭脂 の技術知見等を利用して選択することができる。
本発明の感光性榭脂組成物には無機系微粒子、有機系微粒子、有機無機複合微 粒子等を添加することができる。これらの微粒子を添加することにより光硬化させて得 られる感光性榭脂硬化物の機械的物性の向上、感光性榭脂硬化物層表面の濡れ 性改善、或いは感光性榭脂組成物の粘度の調整、感光性榭脂硬化物の粘弾性特 性の調整等が可能となる。無機系微粒子或いは有機系微粒子の材質は特に限定す るものではなぐ公知のものを用いることができる。また、有機無機複合微粒子として、 無機系微粒子の表面に有機物層或いは有機系微粒子を形成した微粒子、或 ヽは有 機系微粒子表面に無機物層或いは無機微粒子を形成した微粒子等を挙げることが できる。
[0039] 感光性榭脂硬化物の機械的物性を向上させる目的では、窒化珪素、窒化ホウ素、 炭化珪素等の剛性の高い無機系微粒子或いはポリイミド等の有機系微粒子等を用 いることができる。また、印刷用のクッション材料やブランケット材料として用いる場合 、衝撃吸収性を向上させる目的で、有機系の中空微粒子や多孔質微粒子、非常に 柔らかい材質で形成された有機系微粒子等を添加することもできる。更に、得られた 感光性榭脂硬化物の耐溶剤特性を向上させる目的で、無機系微粒子や、使用する 溶剤への膨潤特性の良好な材質で形成された有機系微粒子等を添加することもで きる。
[0040] また、レーザー彫刻法により感光性榭脂硬化物層表面ある!/、は感光性榭脂硬化物 を貫通したパターンを形成する目的のために、レーザー彫刻時に発生する粘稠性液 状残渣の吸着除去特性に優れる無機多孔質微粒子等を添加してもよ!ヽ。特に限定 するものではないが、例えば、多孔質シリカ、メソポーラスシリカ、シリカージルコ-ァ 多孔質ゲル、ポーラスアルミナ、多孔質ガラス等を挙げることができる。
[0041] 本発明で用いる微粒子は、数平均粒径が 0. 01— 100 μ mであることが好ましい。
この数平均粒径の範囲の微粒子を用いた場合、榭脂 (a)及び有機化合物 (b)との混 合を行う際に粘度の上昇、気泡の巻き込み、粉塵の大量発生等の不都合を生じるこ となぐ感光性榭脂硬化物層表面に凹凸が発生することもない。より好ましい平均粒 子径の範囲は、 0. 1一 20 /z mであり、更に好ましい範囲は 1一 10 /z mである。本発 明の微粒子の平均粒子径は、レーザー散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定し た値である。
微粒子の粒子形状は特に限定するものではなぐ球状、扁平状、針状、無定形、あ るいは表面に突起のある粒子などを使用することができる。特に耐磨耗性の観点から は、球状粒子が好ましい。
また、微粒子の表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、その他の有機 化合物等で被覆し表面改質処理を行!ゝ、より親水性化或いは疎水性化した粒子等 を用いることちでさる。
[0042] 本発明において、これらの微粒子は 1種類若しくは 2種類以上のものを選択できる。
本発明の感光性榭脂組成物における榭脂 (a)、有機化合物 (b)、微粒子の割合は
、通常、榭脂 (a) 100質量部に対して、有機化合物 (b)は 5— 200質量部が好ましぐ
20— 100質量部の範囲がより好ましい。又、微粒子は 1一 100質量部が好ましぐ 2 一 50質量部の範囲がより好ましい。更に好ましい範囲は、 2— 20質量部である。 有機化合物 (b)の割合が、上記の範囲である場合、得られる感光性榭脂硬化物の 硬度と引張強伸度のバランスがとり易ぐ光硬化時の収縮も小さい範囲に収まり、厚 み精度を確保することができる。
その他、本発明の感光性榭脂組成物には用途や目的に応じて重合禁止剤、紫外 線吸収剤、染料、顔料、滑剤、界面活性剤、可塑剤、香料などを添加することができ る。
[0043] 本発明の感光性榭脂硬化物は、感光性榭脂組成物を光硬化させて形成したもの である。したがって、有機化合物 (b)の重合性不飽和基、或いは榭脂 (a)と有機化合 物 (b)の重合性不飽和基が反応することにより 3次元架橋構造が形成され、通常用 いるエステル系、ケトン系、芳香族系、エーテル系、アルコール系、ハロゲン系溶剤 等に不溶化する。この反応は、有機化合物お)同士、榭脂 (a)同士、或いは榭脂 (a) と有機化合物 (b)との間で起こり、重合性不飽和基が消費される。また、光重合開始 剤を用いて光硬化させる場合、光重合開始剤が光により分解されるため、前記感光 性榭脂硬化物を溶剤で抽出し、 GC— MS法 (ガスクロマトグラフィーで分離したものを 質量分析する方法)、 LC - MS法 (液体クロマトグラフィーで分離したものを質量分析 する方法)、 GPC - MS法 (ゲル浸透クロマトグラフィーで分離し質量分析する方法)、 LC NMR法 (液体クロマトグラフィーで分離したものを核磁気共鳴スペクトルで分析 する方法)を用いて解析することにより、未反応の光重合開始剤及び分解生成物を 同定することができる。更に、 GPC— MS法、 LC MS法、 GPC— NMR法を用いるこ とにより、溶剤抽出物中の未反応の榭脂 (a)、未反応の有機化合物 (b)、及び重合 性不飽和基が反応して得られる比較的低分子量の生成物についても溶剤抽出物の 分析力 同定することができる。 3次元架橋構造を形成した溶剤に不溶の高分子量 成分については、熱分解 GC— MS法を用いることにより、高分子量体を構成する成 分として、重合性不飽和基が反応して生成した部位の存在を検証することが可能で ある。例えば、メタタリレート基、アタリレート基、ビニル基等の重合性不飽和基が反応 した部位が存在することを質量分析スペクトルパターン力 推定することができる。熱 分解 GC— MS法とは、試料を加熱分解させ、生成するガス成分をガスクロマトグラフィ 一で分離した後、質量分析を行う方法である。感光性榭脂硬化物中に、未反応の重 合性不飽和基又は重合性不飽和基が反応して得られた部位と共に、光重合開始剤 に由来する分解生成物や未反応の光重合開始剤が検出されると、感光性榭脂組成 物を光硬化させて得られたものであると結論付けることができる。
本発明の感光性榭脂組成物中の榭脂(a)或いは光重合開始剤は、 GPC法或いは LC法等の液体クロマトグラフィーを用いて分離精製後、核磁気共鳴スペクトル法 (N MR法)を用いて分子構造を同定することができる。水素を観測核とした NMR法 U NMR法)を用いて、官能基特有の化学シフトを解析することにより、分子中にどの ような官能基が存在するかを同定することができ、また特定の官能基を有する炭素原 子に直接結合した水素原子( α位水素)の量を積分値から定量的に評価することが できる。例えば本発明で用いる榭脂 (a)を1 H-NMR法で分析した場合、前記特定官 能基の有無は化学シフトから判別でき、また、該特定官能基を有する炭素原子に直 接結合した水素原子(ひ位水素)の比率は、積分値力も求めることができる。すなわ ち、着目する前記水素原子( OC位水素)に対応するピークの積分値と、全ての水素原 子に対応するピークの積分値の和との比として求めることができる。積分値を求める 際には、十分な量のサンプルに対し測定を行い、積算する等ノイズレベルを充分に 小さく抑えることが好ましい。本発明の榭脂 (a)において、特定官能基由来の α位水 素の榭脂(a)全ての水素に対する比率の好ましい範囲は、 2%以上である。より好ま しくは、 5%以上、更に好ましくは、 10%以上である。 2%以上あれば、大気中での光 硬化においても、感光性榭脂組成物を充分に光硬化することができる。前記比率の 上限値は特に限定するものではないが、全ての水素原子が α位水素には成り得な いので、 80%が好ましい上限である。
[0045] 本発明の感光性榭脂組成物をシート状、若しくは円筒状に成形する方法は、既存 の榭脂の成形方法を用いることができる。例えば、注型法、ポンプや押し出し機等の 機械で榭脂をノズルやダイスカゝら押し出し、ブレードで厚みを合わせる方法、ロール によりカレンダー加工して厚みを合わせる方法、スプレー等を用いて噴霧する方法等 が例示できる。その際、感光性榭脂組成物の熱分解を起こさない範囲で加熱しなが ら成形を行うことも可能である。また、必要に応じて圧延処理、研削処理などを施して ちょい。
[0046] 感光性榭脂組成物は、 PETやニッケルなどの素材からなるバックフィルムといわれ るシート状支持体上に成形される場合が多いが、直接印刷機のシリンダー上に成形 する場合などもあり得る。また、ガラス繊維、ァラミド繊維、炭素繊維等の繊維で強化 されたポリエステル榭脂、エポキシ榭脂等のプラスチック製スリーブ、ポリエチレンテレ フタレート等のポリエステルチューブ等の円筒状支持体を用いることもできる。シート 状支持体或いは円筒状支持体の役割は、感光性榭脂硬化物の寸法安定性を確保 することである。したがって、寸法安定性の高いものを選択することが好ましい。線熱 膨張係数を用いて評価すると、好ましい材料の上限値は 100ppmZ°C以下、更に好 ましくは 70ppmZ°C以下である。材料の具体例としては、ポリエステル榭脂、ポリイミ ド榭脂、ポリアミド榭脂、ポリアミドイミド榭脂、ポリエーテルイミド榭脂、ポリビスマレイミ ド榭脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート榭脂、ポリフエ二レンエーテル榭脂、ポリ フエ-レンチォエーテル榭脂、ポリエーテルスルホン榭脂、全芳香族ポリエステル榭 脂からなる液晶榭脂、全芳香族ポリアミド榭脂、エポキシ榭脂などを挙げることができ る。また、これらの榭脂を積層して用いることもできる。また、多孔質性のシート、例え ば繊維を編んで形成したクロスや、不織布、フィルムに細孔を形成したもの等をシー ト状支持体として用いることもできる。シート状支持体として多孔質性シートを用いる 場合、感光性榭脂組成物を孔に含浸させた後に光硬化させることで、感光性榭脂硬 化物層とシート状支持体とがー体ィ匕するために高い接着性を得ることができる。クロ ス或いは不織布を形成する繊維としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、ァ ルミナ'シリカ繊維、ホウ素繊維、高珪素繊維、チタン酸カリウム繊維、サファイア繊維 などの無機系繊維、木綿、麻などの天然繊維、レーヨン、アセテート等の半合成繊維 、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフイン、ポリウ レタン、ポリイミド、ァラミド等の合成繊維等を挙げることができる。また、バクテリアの 生成するセルロースは、高結晶性ナノファイバーであり、薄くて寸法安定性の高い不 織布を作製することのできる材料である。
[0047] また、支持体の線熱膨張係数を小さくする方法として、充填剤を添加する方法、全 芳香族ポリアミド等のメッシュ状クロス、ガラスクロスなどに榭脂を含浸或 、は被覆する 方法などを挙げることができる。充填剤としては、通常用いられる有機系微粒子、金 属酸ィ匕物或いは金属等の無機系微粒子、有機 ·無機複合微粒子など用いることがで きる。また、多孔質微粒子、内部に空洞を有する微粒子、マイクロカプセル粒子、低 分子化合物が内部にインターカレーシヨンする層状ィ匕合物粒子等を用いることもでき る。特に、アルミナ、シリカ、酸化チタン、ゼォライト等の金属酸ィ匕物微粒子、ポリスチ レン'ポリブタジエン共重合体力もなるラテックス微粒子、高結晶性セルロース等の天 然物系の有機系微粒子等が有用である。
[0048] 本発明で用いる支持体の表面に物理的、化学的処理を行うことにより、感光性榭脂 組成物層或いは接着剤層との接着性を向上させることができる。物理的処理方法と しては、サンドブラスト法、微粒子を含有した液体を噴射するウエットブラスト法、コロ ナ放電処理法、プラズマ処理法、紫外線或いは真空紫外線照射法などを挙げること ができる。また、化学的処理方法としては、強酸 ·強アルカリ処理法、酸化剤処理法、 カップリング剤処理法などを挙げることができる。
[0049] 成形された感光性榭脂組成物層は光照射により架橋させ、感光性榭脂硬化物を形 成する。また、成形しながら光照射により架橋させることもできる。硬化に用いられる 光源としては高圧水銀灯、超高圧水銀灯、紫外線蛍光灯、殺菌灯、カーボンアーク 灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ等を挙げることができる。感光性榭脂組成物 層に照射される光は、 200nmから 300nmの波長の光を有することが好ましい。特に 水素引き抜き型光重合開始剤は、この波長領域に強い光吸収を有するものが多い ため、 200nmから 300nmの波長の光を有する場合、感光性榭脂硬化物層表面の 硬化性を充分に確保することができる。光硬化に用いる光源は、 1種類でも構わない 力 波長の異なる 2種類以上用いることにより、榭脂の硬化性が向上することがあるの で、 2種類以上の光源を用いてもよい。
感光性榭脂硬化物層の厚みは、その使用目的に応じて 50 m以上 50mm以下で ある。印刷基材として用いる場合には、好ましくは 0. 1— 10mmの範囲である。場合 によっては、組成の異なる材料を複数積層して 、てもよ 、。
[0050] 本発明では、感光性榭脂硬化物層の下部にエラストマ一力もなるクッション層を形 成することもできる。本発明で形成される感光性榭脂硬化物層の厚さは、 50 m— 5 Ommであるため、それ以外の下部層は組成の異なる材料であっても構わない。タツ シヨン層としては、ショァ A硬度が 10以上 70度以下、或いは ASKER— C型硬度計で 測定した ASKER— C硬度が 20度以上 85度以下のエラストマ一層であることが好まし い。ショァ A硬度が 10度以上或いは ASKER— C硬度が 20度以上である場合、適度 に変形するため、印刷品質を確保することができる。また、ショァ A硬度が 70度以下 あるいは ASKER— C硬度が 85度以下であれば、クッション層としての役割を果たす ことができる。より好ましいショァ A硬度の範囲は 20— 60度、 ASKER— C硬度では 4 5— 75度の範囲である。ショァ A硬度と ASKER-C硬度は、クッション層に使用する 材質により使い分けることが好ましい。 2種類の硬度の違いは、測定に用いる硬度計 の押針形状の違いに由来する。均一な榭脂組成の場合、ショァ A硬度を用いること が好ましぐ発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等の発泡性基材のように不均一な榭 脂組成の場合には、 ASKER— C硬度を用いることが好ましい。 ASKER— C硬度は、 JIS K7312規格に準拠する測定法である。
[0051] 前記クッション層は、特に限定はなぐ熱可塑性エラストマ一、光硬化型エラストマ 一、熱硬化型エラストマ一等のゴム弾性を有するものであればよい。また、ナノメータ 一レベルの微細孔を有する多孔質エラストマ一層であってもよ 、。特にシート状或 ヽ は円筒状印刷基材への加工性の観点から、光で硬化する液状感光性榭脂組成物を 用いて、その硬化後にエラストマ一化する材料を用いることが簡便であり好ま 、。 クッション層に用いる熱可塑性エラストマ一の具体例としては、スチレン系熱可塑性 エラストマ一である SBS (ポリスチレン ポリブタジエン ポリスチレン)、 SIS (ポリスチ レン ポリイソプレン ポリスチレン)、 SEBS (ポリスチレン ポリエチレン Zポリブチレ ンーポリスチレン)等、ォレフィン系熱可塑性エラストマ一、ウレタン系熱可塑性エラスト マー、エステル系熱可塑性エラストマ一、アミド系熱可塑性エラストマ一、シリコン系 熱可塑性エラストマ一、フッ素系熱可塑性エラストマ一等を挙げることができる。
[0052] 光硬化型エラストマ一としては、前記熱可塑性エラストマ一に光重合性モノマー、可 塑剤及び光重合開始剤等を混合したもの、液状樹脂に光重合性モノマー、光重合 開始剤等を混合した液状感光性榭脂組成物などを挙げることができる。本発明では
、微細パターンの形成機能が重要な要素である感光性榭脂組成物の設計思想とは 異なり、光を用いて微細なパターンの形成を行う必要がなぐ全面露光により硬化さ せることにより、必要な機械的強度を確保できればよいため、材料の選定において自 由度が極めて高い。
また、前記クッション層は、硫黄架橋型ゴム、有機過酸化物、フエノール榭脂初期縮 合物、キノンジォキシム、金属酸化物、チォ尿素等の化合物を架橋剤として用いる非 硫黄架橋型ゴムでもよい。
[0053] 更に、テレケリック液状ゴムを反応する硬化剤を用いて 3次元架橋させてエラストマ 一化したものを前記クッション層として使用することもできる。
また、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン等の材質で、独立あるいは連続気泡を層 内に有するクッション層であっても構わず、巿販品として入手可能なクッション材、タツ シヨンテープを使用することもでき、クッション層の片面或いは両面に接着剤或いは 粘着剤が塗布されたものであってもょ 、。
本発明において多層化して印刷基材として使用する場合、前記支持体の位置は、 クッション層の下、すなわち印刷基材の最下部、或いは、感光性榭脂硬化物層とタツ シヨン層との間の位置、すなわち印刷基材の中央部、いずれの位置でもよい。
[0054] また、本発明の感光性榭脂硬化物層の表面に改質層を形成させることにより、印刷 基材表面のタックの低減、インク濡れ性の向上を行うこともできる。改質層としては、シ ランカップリング剤或いはチタンカップリング剤等の表面水酸基と反応する化合物等 で処理した被膜、或いは多孔質無機粒子を含有するポリマーフィルム等を挙げること ができる。
広く用いられて 、るシランカップリング剤は、印刷基材の表面水酸基との反応性の 高い官能基を分子内に有する化合物であり、そのような官能基とは、例えばトリメトキ シシリル基、トリエトキシシリル基、トリクロロシリル基、ジエトキシシリル基、ジメトキシシ リル基、ジモノクロロシリル基、モノエトキシシリル基、モノメトキシシリル基、モノクロ口 シリル基等を挙げることができる。また、これらの官能基は分子内に少なくとも 1っ以 上存在し、印刷基材の表面水酸基と反応することにより印刷基材表面に固定化され る。更に本発明のシランカップリング剤を構成する化合物は、分子内に反応性官能 基としてアタリロイル基、メタクリロイル基、活性水素含有アミノ基、エポキシ基、ビニル 基、パーフルォロアルキル基、及びメルカプト基等カゝら選ばれた少なくとも 1個の官能 基を有するもの、或いは長鎖アルキル基を有するもの等を用いることができる。
[0055] また、チタンカップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、ィ ソプロピルトリス(ジォクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N—ァミノ ェチルーアミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジートリデシルホスフアイト)チタ ネート、テトラ(2, 2—ジァリルォキシメチルー 1ーブチル)ビス(ジートリデシル)ホスファ イトチタネート、ビス(オタチルバイロホスフェート)ォキシアセテートチタネート、ビス( ジォクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノィルチタネ ート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルべ ンゼンスルホ-ルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソ プロピルトリ(ジォクチルスルフェート)チタネート、イソプロピルトリタミルフエ-ルチタ ネート、テトライソプロピルビス(ジォクチルホスフアイト)チタネート等の化合物を挙げ ることがでさる。
[0056] 表面に固定ィ匕したカップリング剤分子が特に重合性反応基を有する場合、表面へ の固定化後、光、熱、或いは電子線等を照射し架橋させることにより、より強固な被膜 を形成することちできる。
本発明では、上記のカップリング剤を、必要に応じ、水 アルコール、或いは酢酸水 アルコール混合液等で希釈して調整することができる。処理液中のカツプリング剤 の濃度は、 0. 05— 10. 0 %が好ましい。 [0057] 本発明におけるカップリング剤処理法にっ 、て説明する。
前記のカップリング剤を含む処理液を、印刷基材表面に塗布して用いることが好ま しい。カップリング剤処理液を塗布する方法に特に限定はなぐ例えば浸漬法、スプ レー法、ロールコート法、或いは刷毛塗り法等を適用することが出来る。また、被覆処 理温度、被覆処理時間についても特に限定はないが、処理温度は 5— 60°Cであるこ と力 子ましく、処理時間は 0. 1— 60秒であることが好ましい。更に印刷基材表面上の 処理液層の乾燥を加熱下で行うことが好ましぐ加熱温度としては 50— 150°Cが好ま しい。
カップリング剤で印刷基材表面を処理する前に、キセノンエキシマランプ等の波長 力 S 200應以下の真空紫外線領域の光を照射する方法、或 、はプラズマ等の高エネ ルギー雰囲気に曝す方法等により、印刷基材表面に水酸基を発生させ高密度に力 ップリング剤を固定ィ匕することもできる。
[0058] 本発明の感光性榭脂硬化物を、レーザー彫刻法を用いてパターン形成する印刷 基材として使用する場合、レーザー彫刻法においては、形成したい画像をデジタル 型のデータとしてコンピューターを利用してレーザー装置を操作し、印刷基材にレリ ーフ画像を作成する。レーザー彫刻に用いるレーザーは、印刷基材が吸収を有する 波長を含むものであればどのようなものを用いてもよいが、彫刻を高速度で行うため には出力の高いものが望ましぐ炭酸ガスレーザーや YAGレーザー、半導体レーザ 一等の赤外線レーザー或 、は近赤外線レーザーが好まし 、ものの一つである。また 、可視光線領域に発振波長を有する YAGレーザーの第 2高調波、銅蒸気レーザー 、紫外線領域に発振波長を有する紫外線レーザー、例えばエキシマレーザー、第 3 あるいは第 4高調波へ波長変換した YAGレーザーは、有機分子の結合を切断する アブレ一ジョン力卩ェが可能であり、微細加工に適する。また、レーザーは連続照射で も、ノ ルス照射でもよい。一般には榭脂は炭酸ガスレーザーの 10 m近傍に吸収を 持っため、特にレーザー光の吸収を助けるような成分の添カ卩は必須ではないが、 YA Gレーザーは 1. 06 m近傍の波長であり、この波長の吸収を有するものはあまり無 い。その場合、この吸収を助ける成分である、染料、顔料等の添加が好ましい。このよ うな染料の例としては、ポリ(置換)フタロシア-ンィ匕合物及び金属含有フタロシア- ン化合物、シァニンィ匕合物、スクァリリウム染料、カルコゲノピリロアリリデン染料、クロ 口-ゥム染料、金属チォレート染料、ビス (カルコゲノピリ口)ポリメチン染料、ォキシィ ンドリジン染料、ビス(アミノアリール)ポリメチン染料、メロシアニン染料、及びキノイド 染料などが挙げられる。顔料の例としてはカーボンブラック、グラフアイト、亜クロム酸 銅、酸化クロム、コバルトクロームアルミネート、酸化銅、酸化鉄等の暗色の無機顔料 や鉄、アルミニウム、銅、亜鉛のような金属粉及びこれら金属に Si、 Mg、 P、 Co、 Ni、 Y等をドープしたもの等が挙げられる。これら染料、顔料は単独で使用してもよいし、 複数を組み合わせて使用してもよ 、し、複層構造にするなどのあらゆる形態で組み 合わせてもよい。ただし、光を用いて感光性榭脂組成物を硬化させる系の場合、硬 化に使用する光の波長における光吸収が大きな有機 Z無機化合物の添加量は、光 硬化性に支障のない範囲にすることが好ましぐ感光性榭脂組成物全体量に対する 添加比率は、好ましくは 0. 01wt%以上 5wt%以下、より好ましくは 0. 01wt%以上 2wt%以下である。
[0059] レーザーによる彫刻は酸素含有ガス下、一般には空気存在下若しくは気流下で実 施するが、炭酸ガス、窒素ガス下でも実施できる。彫刻して得られた、レリーフ印刷版 表面にわずかに発生する粉末状若しくは液状の物質は適当な方法、例えば溶剤や 界面活性剤の入った水等で洗いとる方法、高圧スプレー等により水系洗浄剤を照射 する方法、高圧スチームを照射する方法などを用いて除去してもよ 、。
本発明において、印刷基材にレーザー光を照射しパターンを形成する際に、印刷 基材表面を加熱しレーザー彫刻を補助することもできる。印刷基材の加熱方法として は、レーザー彫刻機のシート状或いは円筒状定盤を、ヒーターを用いて加熱する方 法、赤外線ヒーターを用いて印刷基材表面を直接加熱する方法等を挙げることがで きる。この加熱工程により、レーザー彫刻性を向上させることができる。加熱の程度は 、 50°C以上 200°C以下の範囲が好ましぐより好ましくは 80°C以上 200°C以下の範 囲、更に好ましくは 100°C以上 200°C以下の範囲である。
[0060] 本発明において、レーザー光を照射しパターンを形成する彫刻後に、印刷版表面 に残存する粉末状ある ヽは粘性のある液状残渣を除去する工程に引き続き、パター ンを形成した印刷版表面に波長 200nm— 450nmの光を照射する後露光を実施す ることもできる。表面のタック除去に効果がある方法である。後露光は大気中、不活性 ガス雰囲気中、水中のいずれの環境で行ってもよい。用いる感光性榭脂組成物中に 水素引き抜き型光重合開始剤が含まれている場合、特に効果的である。更に、後露 光工程前に印刷版表面を、水素引き抜き型光重合開始剤を含む処理液で処理し露 光してもよい。また、水素引き抜き型光重合開始剤を含む処理液中に印刷版を浸漬 した状態で露光してもよ 、。
実施例
[0061] 以下、本発明を実施例に基づいて説明する力 本発明はこれらによって制限される ものではない。
(1)レーザー彫刻
レーザー彫刻は炭酸ガスレーザー彫刻機(商標: ZED— mini— 1000、英国、 ZED 社製、米国、コヒーレント社製、出力 250W炭酸ガスレーザーを搭載)を用いて行った 。彫刻は、網点(3. 2線 Zmmで面積率 10%)、 500 m幅の凸線による線画、及び 、 500 /z m幅の白抜き線を含むパターンを作成して実施した。彫刻深さを大きく設定 すると、微細な網点部のパターンのトップ部の面積が確保できず、形状も崩れて不鮮 明となるため、彫刻深さは 0. 55mmとした。
(2)粘度
感光性榭脂組成物の粘度は、 B型粘度計 (商標、 B8H型;日本国、東京計器社製 )を用い、 20°Cで測定した。
[0062] (3)数平均分子量の測定
榭脂 (a)、有機化合物 (b)の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ法 (GPC法) を用いて、分子量既知のポリスチレンで換算して求めた。高速 GPC装置(日本国、東 ソ一社製、商標、 HLC-8020)とポリスチレン充填カラム(商標: TSKgel GMHXL ;日本国、東ソ一社製)を用い、テトラヒドロフラン (THF)で展開して測定した。カラム の温度は 40°Cに設定した。 GPC装置に注入する試料としては、榭脂濃度が lwt% の THF溶液を調製し、注入量 10 1とした。また、検出器としては、榭脂(a)に関して は紫外吸収検出器を使用し、モニター光として 254nmの光を用いた。また、有機珪 素化合物 (c)に関しては視差屈折計を用いて検出した。本発明の実施例或いは比 較例で用いる榭脂 (a)、有機珪素化合物 (c)は、 GPC法を用いて求めた多分散度( MwZMn)が 1. 1より大きいものであったため、 GPC法で求めた数平均分子量 Mn を採用した。有機化合物お)は、 GPC法を用いて求めた多分散度 (MwZMn)が 1. 1より小さいものであったため、 NMR法を用いて同定した分子構造力 分子量を計 昇した。
[0063] (4)重合性不飽和基の数の測定
合成した榭脂 (a)の分子内に存在する重合性不飽和基の平均数は、未反応の低 分子成分を、液体クロマトグラフ法を用いて除去した後、 NMR法を用いて分子構造 解析し求めた。
(5)核磁気共鳴スペクトルの測定
一 NMRの測定は、 日本電子社製、商標「JNM— LA400」を用いて行った。観測 周波数を 400MHz、積算回数を 256回とし、テトラメチルシラン (TMS)を標準物質 として測定を行った。
(6)ショァ A硬度の測定
ショァ A硬度の測定は、 Zwick社製 (ドイツ国)、自動硬度計を用いて実施した。ショ ァ A硬度の値として、測定後 15秒後の値を採用した。使用したクッションをサンプルと し、厚みを変えずにショァ A硬度を測定した。
[0064] (7) ASKER— C硬度
ASKER— C硬度は、ゴムプラスチック硬度計 (高分子計器社製、商標「ァスカー C 型」)を用いて実施した。 ASKER— C硬度として、測定後 15秒後の値を採用した。使 用したクッションをサンプルとし、厚みを変えずに ASKER— C硬度を測定した。
(8)タック測定
感光性榭脂硬化物表面のタック測定は、株式会社東洋精機製作所製タックテスタ 一を用いて行った。タック測定は、 20°Cにおいて、試料片の平滑な部分に半径 50m m、幅 13mmのアルミニウム輪の幅 13mmの部分を接触させ、該アルミニウム輪に 0 . 5kgの荷重を加え 4秒間放置した後、毎分 30mmの一定速度で前記アルミニウム 輪を引き上げ、アルミニウム輪が試料片から離れる際の抵抗力をプッシュプルゲージ で読み取る。この値が大きいもの程、粘着性が大きい。 [0065] (製造例 1)
温度計、攪拌機、還流器を備えた 1Lのセパラブルフラスコに旭化成株式会社製ポ リカーボネートジオール、商標「PCDLL4672」(数平均分子量 1990、 OH価 56. 4) 447. 24gとトリレンジイソシアナ一ト 30. 83gを加え 80°Cに加温下に約 3時間反応さ せた後、 2—メタクリロイルォキシイソシァネート 14. 83gを添カ卩し、さらに約 3時間反応 させて、末端力 タアクリル基 (分子内の重合性不飽和基力 1分子あたり平均約 2個) である数平均分子量約 10000の榭脂 (ァ)を製造した。この榭脂は 20°Cでは水飴状 であり、外力を加えると流動し、かつ外力を除いても元の形状を回復しな力つた。得ら れた榭脂(ァ)において、 α位水素は、カーボネート結合の酸素原子が直接結合して いる炭素に結合した水素原子と、分子末端のメタタリレートエステル結合が形成され ている部位の水素原子である。水素原子に着目した核磁気共鳴スペクトル法 ( Ν MR法)で分析した結果、 α位水素は、カーボネート結合の酸素原子が直接結合し ている炭素に結合した水素原子 NMR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm )、分子末端のメタタリレートエステル結合が形成されている部位の水素原子 ( N MR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm)、及び未反応の末端水酸基が結合す る炭素に結合した水素原子である。 NMR測定の積分値から、 α位水素の含有率は 、 44. 8%であった。
[0066] (製造例 2)
温度計、攪拌機、還流器を備えた 1Lのセパラブルフラスコに旭化成株式会社製ポ リカーボネートジオール、商標「PCDLL4672」(数平均分子量 1990、 OH価 56. 4) 447. 24gとトリレンジイソシアナ一ト 30. 83gを加え 80°Cに加温下に約 3時間反応さ せた後、 2—メタクリロイルォキシイソシァネート 7. 42gを添加し、さらに約 3時間反応 させて、末端力 タアクリル基 (分子内の重合性不飽和基力 1分子あたり平均約 1個) である数平均分子量約 10000の榭脂 (ィ)を製造した。この榭脂は 20°Cでは水飴状 であり、外力を加えると流動し、かつ外力を除いても元の形状を回復しな力つた。得ら れた榭脂 (ィ)において、 α位水素は、カーボネート結合の酸素原子が直接結合して いる炭素に結合した水素原子 NMR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm) 、分子末端のメタタリレートエステル結合が形成されて 、る部位の水素原子 ( N MR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm)、及び未反応の末端水酸基が結合す る炭素に結合した水素原子 NMR法での化学シフトの値: 3. 6-3. 7ppm)で ある。 NMR測定の積分値から、 α位水素の含有率は、 45. 2%であった。
[0067] (製造例 3)
温度計、攪拌機、還流器を備えた 1Lのセパラブルフラスコにクラレ株式会社製、ポ リエステルジオール、商標「クラレポリオール Ρ3010」(数平均分子量 3161、 ΟΗ価 3 5. 5) 450gとトリレンジイソシアナ一ト 21. 52gを加え 80°Cに加温下に約 3時間反応 させた後、 2—メタクリロイルォキシイソシァネート 6. 44gを添加し、さらに約 3時間反 応させて、末端力 タアクリル基 (分子内の重合性不飽和基力 ^分子あたり平均約 2個 )である数平均分子量約 25000の榭脂(ゥ)を製造した。この榭脂は 20°Cでは水飴 状であり、外力を加えると流動し、かつ外力を除いても元の形状を回復しな力つた。 得られた榭脂(ゥ)において、 α位水素は、分子主鎖中のエステル結合が形成されて いる部位の水素原子 NMR法での化学シフトの値: 4. 1—4. 2ppm)と、分子 末端のメタタリレートエステル結合が形成されて ヽる部位の水素原子( NMR法 での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm)、分岐しているメチル基が結合している炭素 に結合する水素原子 NMR法での化学シフトの値: 1. 8ppm)である。 NMR測 定の積分値から、 α位水素の含有率は、 25. 2%であった。
メチル基の直接結合して 、る炭素に結合した 1個の水素( a位水素)と、該炭素の 両隣りの炭素に結合した水素は、ほぼ同じィ匕学シフトの値を示すため、メチル基の水 素の積分値を 3で割った値を該 a位水素の積分値とした。
[0068] (製造例 4)
温度計、攪拌機、還流器を備えた 1Lのセパラブルフラスコに数平均分子量が約 25 00のポリオキシプロピレン Zポリオキシエチレンブロック共重合体 508g、数平均分子 量力 S約 3000のポリ(3—メチルー 1, 5—ペンタンジオールアジペート) 339g、トリレンジ イソシァネート 60. 5gを加え 60°Cに加温下に約 3時間反応させた後、 2—ヒドロキシプ 口ピルメタタリレート 40. 6gと数平均分子量が 380のポリプロピレングリコールモノメタ タリレート 50. lgを添加し、さらに 2時間反応させた。末端力 タアクリル基 (分子内の 重合性不飽和基が 1分子あたり平均約 2個)である数平均分子量約 22500の榭脂 ( ェ)を製造した。この榭脂は 20°Cでは水飴状であり、外力を加えると流動し、かつ外 力を除いても元の形状を回復しな力つた。 α位水素は、分子主鎖中のエステル結合 が形成されている部位の水素原子 NMR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2pp m)と、分子末端のメタタリレートエステル結合が形成されている部位の水素原子( NMR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm)、分岐しているメチル基が結合して いる炭素に結合する水素原子 NMR法での化学シフトの値: 1. 8ppm)である。 NMR測定の積分値から、 α位水素の含有率は、 15. 5%であった。
メチル基の直接結合して 、る炭素に結合した 1個の水素( a位水素)と、該炭素の 両隣りの炭素に結合した水素は、ほぼ同じィ匕学シフトの値を示すため、メチル基の水 素の積分値を 3で割った値を該 a位水素の積分値とした。
[0069] (製造例 5)
温度計、攪拌機、還流器を備えた 1Lのセパラブルフラスコに旭化成株式会社製ポ リテトラメチレングリコール(数平均分子量 1830、 OH価 61. 3) 500gとトリレンジイソ シァネート 52. 40gをカ卩ぇ 60°Cに加温下に約 3時間反応させた後、ポリエチレンダリ コールモノメタタリレート (数平均分子量 360) 22. 6gを添加し、さらに 2時間反応させ た。末端力メタアクリル基 (分子内の重合性不飽和基が 1分子あたり平均約 2個)であ る数平均分子量約 20000の榭脂 (ォ)を製造した。この榭脂は 20°Cでは水飴状であ り、外力を加えると流動し、かつ外力を除いても元の形状を回復しな力つた。 α位水 素は、分子末端のメタタリレートエステル結合が形成されて 、る部位の水素原子( NMR法での化学シフトの値: 4. 1—4. 2ppm)のみであり、 NMR分析の積分値か ら、 α位水素の含有率は、 2%未満であった。
[0070] (実施例 1一 9、比較例 1一 2)
20°Cにお 、て液状の榭脂 (a)として、製造例 1から 5で作製した榭脂 (ァ)から (ォ) を用い、表 1に示すように重合性モノマー、富士シリシァ化学株式会社製、多孔質性 微粉末シリカである、商標「サイロスフエア C-1504」(以下略して C-1504、数平均 粒子径 4. 5 /ζ πι、比表面積 520m2Zg、平均細孔径 12nm、細孔容積 1. 5mlZg、 灼熱減量 2. 5wt%、吸油量 290mlZlOOg)、商標「サイリシァ 450」(以下略して C H - 450、数平均粒子径 8. 0 /z m、比表面積 300m2Zg、平均細孔径 17nm、細孔 容積 1. 25mlZg、灼熱減量 5. Owt%、吸油量 200mlZl00g)、商標「サイリシァ 4 70」(以下略して C 470、数平均粒子径 14. 1 m、比表面積 300m2Zg、平均細 孔径 17nm、細孔容積 1. 25ml/g,灼熱減量 5. Owt%、吸油量 180mlZl00g)、 光重合開始剤、その他添加剤を加えて感光性榭脂組成物を作成した。
[0071] 得られた感光性榭脂組成物を PETフィルム上に厚さ 2. 8mmのシート状に成形し、 旭化成株式会社製、商標 ALF型 200UP後露光機を用い、大気中で露光し、シート 状の感光性硬化物を作製した。露光に用いた光は紫外線蛍光灯 (ケミカルランプ、 中心波長: 370nm) 4000mjZcm2と、殺菌灯(ジャーミサイダルランプ、中心波長: 253nm) 12000mjZcm2の光であった。紫外線蛍光灯の光の照射エネルギー量は 、 UVメーター (オーク製作所社製、商標「UV— M02」)とフィルター (オーク製作所社 製、商標「UV— 35— APRフィルター」)を用いて測定した照度と照射時間を積算して 求めた。また、殺菌灯の光の照射エネルギー量は、 UVメーター (オーク製作所社製 、商標「UV— M02」)とフィルター(オーク製作所社製、商標「UV— 25フィルター」)を 用いて測定した照度と照射時間を積算して求めた。測定した照度は、感光性榭脂組 成物表面の位置近傍 (感光性榭脂組成物表面から士 20mm以内)での値であった。
[0072] 用いた光重合開始剤は、ベンゾフ ノン (BP)が水素引き抜き型光重合開始剤 (d) であり、 2, 2—ジメトキシー 2—フエ-ルァセトフエノン(DMPAP)が崩壊型光重合開始 剤(e)であった。また、 2—べンジルー 2—ジメチルァミノ— 1— (4—モルフォリノフエ-ル) ーブタノン (BDMB)が、同一分子中に水素引き抜き型光重合開始剤として機能する 部位と崩壊型光重合開始剤として機能する部位を有する光重合開始剤 (c)であった 実施例 1一 9及び比較例 1一 2の感光性榭脂組成物は、 、ずれも 20°Cにお 、て液 状であった。また、 B型粘度計を用いて測定した粘度は、 20°Cにおいて、いずれの 系も 200Pa · s以上 5kPa · s以下であった。
[0073] 作製されたシート状感光性榭脂硬化物の表面タックは、実施例 1一 9のいずれの系 においても lOONZm以下であり、表面は完全に硬化していた。し力しながら、比較 例 1の表面は完全には硬化しておらず、指で触ると指紋が転写される状況であった。 また、比較例 2では、表面近傍は硬化していたが、内部が硬化しておらず、指で圧縮 した際に粘稠性の液状物が流れ出てきた。実施例 5から 8の比較では、表面タックの 値は、実施例 5が最も小さぐ実施例 6は実施例 5に比較して 30%程度高ぐまた実 施例 7は実施例 5に比較して 60%程度高ぐ更に実施例 8は実施例 5に比較して 80 %程度高い値を示した。
[0074] 実施例 8で用いた榭脂(a)の oc位水素は、分子末端のメタタリレートエステル結合 が形成されている部位の水素原子 NMR法での化学シフトの値: 4. 1-4. 2pp m)、分子主鎖中のエステル結合が形成されている部位の水素原子( NMR法で の化学シフトの値: 4. 1-4. 2ppm)、分岐しているメチル基が結合している炭素に 結合する水素原子 NMR法での化学シフトの値: 1. 8ppm)である。 NMR分析 の積分値から、 α位水素の含有率は、 7. 8%であった。
本発明の実施例で用いて ヽる有機化合物 (b)の内、脂環族基及び芳香族基を含 有する化合物は、 BZMA、 CHMA及び PEMAである。
実施例 1一 9について、得られた感光性榭脂硬化物のレーザー彫刻性を評価した ところ、実施例 1一 4については、彫刻残渣は粉末状であり、スチームジェットにより簡 単に除去できた。し力しながら、実施例 5— 9については、スチームジェットによる洗浄 後の彫刻面のタックが 200NZmを超えて大きかった。
[0075] (実施例 10)
実施例 1と同じ感光性榭脂組成物を用いて、円筒状の感光性榭脂硬化物を形成し た。直径 200mmのエアーシリンダーに、内径が同径で厚さ 1. 5mmのガラス繊維強 化プラスチック製のスリーブを嵌め込み、エアーシリンダーを回転させながら、前記ス リーブ上に前記感光性榭脂組成物を厚さ 3mmにドクターブレードを用いて塗布した 。その後、エアーシリンダーを回転させながら、大気雰囲気下でケミカルランプ(中心 波長: 370nm)及び殺菌灯(中心波長: 253nm)の光をそれぞれ 4000miZcm2、 1 2000miZcm2照射し、厚さ約 3mmの感光性榭脂硬化物を得た。得られた感光性 榭脂硬化物は、表面及び内部まで完全に硬化しており、表面のタックは lOONZm 未満であった。
[0076] 紫外線蛍光灯の光の照射エネルギー量は、 UVメーター (オーク製作所社製、商標 「UV— M02」 )とフィルター(オーク製作所社製、商標「UV— 35— APRフィルター」)を 用いて測定した照度と照射時間を積算して求めた。また、殺菌灯の光の照射エネル ギー量は、 UVメーター(オーク製作所社製、商標「UV— M02」)とフィルター(オーク 製作所社製、商標「UV— 25フィルター」 )を用いて測定した照度と照射時間を積算し て求めた。測定した照度は、感光性榭脂組成物表面の位置近傍 (感光性榭脂組成 物から士 20mm以内)での値であった。
[0077] (実施例 11)
実施例 3と無機多孔質体を含有しないこと以外同じ組成の感光性榭脂組成物を用 いて、実施例 10と同じ方法で、厚さ lmmの円筒状感光性榭脂組成物をスリーブ上 に塗布し、続けて実施例 1で用いた感光性榭脂組成物を厚さ 3mmに塗布した後、実 施例 10と同じ方法で、大気雰囲気下で光を照射し 2層構造の感光性榭脂硬化物を 得た。得られた感光性榭脂硬化物の表面は完全に硬化しており、カッターで切断し た断面においても完全に硬化していることを確認した。また、感光性榭脂硬化物表面 のタックは 100N/m未満であった。
上記の感光性榭脂硬化物と別に、内側の層と同じ厚さ lmmの感光性榭脂硬化物 を形成した。この感光性榭脂硬化物のショァ A硬度を測定したところ、 55度であった
[0078] (実施例 12)
実施例 11で用いた内側の感光性榭脂硬化物を形成する際に用いた感光性榭脂 組成物を窒素ガス中で激しく撹拌し、感光性榭脂組成物中に微細な気泡を形成した 。得られた感光性榭脂組成物を実施例 10と同じ方法で、ガラス繊維強化プラスチッ ク製スリーブ上に厚さ 0. 5mmで塗布し、大気雰囲気下で光照射することにより硬化 させた。得られた感光性榭脂硬化物の表面及び内部は完全に硬化して!/、た。
[0079] [表 1]
Figure imgf000034_0001
表中の配合量の単位:質量部
(略語の説明)
L A ラウリルメタクリレー K Mn254)
PP A ポリプロピレングリコールモノメタクリレー K Mn400)
DEEHEA ジエチレングリコールー2—ェチルへキシルメタクリレー KMr 286)
TEGDMA 亍トラエチレングリコ一ルジメタクリレー KMn330)
TMPTMA トリメチロールプロパントリメタクリレー K Mn339)
BZMA ベンジ Jレメタクリレート( Mn 176)
CHMA シクロへキシルメタクリレー K Mn 167}
BDEGMA ブトキシジェチレ;グリコ一ルメタクリレー Κ Μπ230)
PE A フエノキシェチルメタクリレート(Μη206)
DMPAP 2, 2—ジメトキシー 2—フエニルァセトフエノン
BP ペンゾフエノン
BDMB 2—ベンジルー 2—ジメチルアミノー 1一(4一モルフォリノフエニル)ーブタノン
BHT 2, 6—ジー t—ブチルァセトフエノン
LB ラウリン酸一 n—ブチル 産業上の利用可能性
本発明は、大気中で光硬化させることができる感光性榭脂組成物及び感光性榭脂 硬化物の製造に関する分野で好適に利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 水素引き抜き型光重合開始剤 (d)及び崩壊型光重合開始剤 (e)を含有するか、或 いは同一分子内に水素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊型光 重合開始剤として機能する部位を有する光重合開始剤 (c)を含有する感光性樹脂 組成物を用いて、厚さが 50 m以上 50mm以下の感光性榭脂組成物層を形成する 工程と、該感光性榭脂組成物層に大気中で光を照射し、硬化させる工程とを含む、 感光性榭脂硬化物の製造方法。
[2] 感光性榭脂組成物が 20°Cにお 、て液状である、請求項 1に記載の感光性榭脂硬 化物の製造方法。
[3] 液状感光性榭脂組成物を円筒状支持体上に塗布することにより感光性榭脂組成 物層を形成する、請求項 1又は 2に記載の感光性榭脂硬化物の製造方法。
[4] 円筒状支持体上に請求項 1乃至 3のいずれかに記載の方法により得られた感光性 榭脂硬化物層が形成された印刷基材の、インキを転写するための転写ロール (ブラ ンケットロール)、ァ-ロックスロールに接 Wンキ量を調整するためのインキ絞りロー ル、レーザー彫刻法により表面に凹凸パターンを形成可能なレーザー彫刻用ロール 、又はクッションロールとしての使用。
[5] 榭脂 (a)、重合性不飽和基を有する有機化合物 (b)、及び光重合開始剤を含む感 光性榭脂組成物であって、前記榭脂 (a)が、分子内にァリール基、少なくとも 1つのァ リール基で置換された直鎖状或いは分岐状アルキル基、その他のアルキル基、アル コキシカルボ-ル基、ヒドロキシル基、及びホルミル基からなる群から選ばれる少なく とも 1種類の有機基を有するか、或いはカーボネート結合又はエステル結合を有し、 かつ該有機基或 、は該結合が直接結合して 、る炭素原子に結合した水素原子( α 位水素)を分子内の全水素原子に対し 2%以上有し、前記光重合開始剤が、水素引 き抜き型光重合開始剤 (d)及び崩壊型光重合開始剤 (e)、或 ヽは同一分子内に水 素引き抜き型光重合開始剤として機能する部位及び崩壊型光重合開始剤として機 能する部位を有する光重合開始剤 (c)であり、かつそれぞれを感光性榭脂組成物全 体量の 0. 3wt%以上含有する、上記感光性榭脂組成物。
[6] 榭脂(a)が 20°Cにお 、て液状である、請求項 5に記載の感光性榭脂組成物。
[7] 水素引き抜き型光重合開始剤 (d)が、ベンゾフヱノン類、ミヒラーケトン類、キサンテ ン類、チォキサントン類、及びアントラキノン類カもなる群力 選ばれる少なくとも一種 類の化合物力もなり、かつ崩壊型光重合開始剤(e)力 ベンゾインアルキルエーテル 類、 2, 2—ジアルコキシ 2—フエ-ルァセトフエノン類、ァシルォキシムエステル類、ァ ゾ化合物類、及びジケトン類力 なる群力 選ばれる少なくとも 1種類の化合物力 な る、請求項 5又は 6に記載の感光性榭脂組成物。
[8] 更に、無機系微粒子、有機系微粒子、及び無機有機複合微粒子からなる群から選 ばれる少なくとも 1種類の微粒子を含有する、請求項 5乃至 7のいずれか一項に記載 の感光性榭脂組成物。
[9] 請求項 5乃至 8の 、ずれか一項に記載の感光性榭脂組成物を、シート状、又は円 筒状に成形したのち、大気中で光を照射することにより硬化せしめて得られる、印刷 基材。
[10] 請求項 9に記載の印刷基材力 下部にショァ A硬度が 10度以上 70度以下、あるい は ASKER— C硬度が 20度以上 85度以下のエラストマ一層を少なくとも 1層有する、 多層印刷基材。
[11] エラストマ一層が、 20°Cで液状の感光性榭脂組成物を硬化して形成される、請求 項 10に記載の多層印刷基材。
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