-
Durch Strahlen mit wirksamer Energie
-
härtbare Harzmischung Die Erfindung betrifft eine Harzmischung, die
mittels Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer Energie wie z.B.
-
Ultraviolettlicht oder Elektronenstrahlen gehärtet werden kann, und
sie betrifft insbesondere eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung,
die zur Bildung eines Musters befähigt ist, ein hervorragendes Haftvermögen an einem
Substrat wie z.B. Glas, keramischen Werkstoffen und Kunststoffolien hat und chemische
Beständigkeit und mechanische Festigkeit zeigt. Die Harzmischung bzw. -masse kann
zur Bildung einer photoempfindlichen Trockenfolie oder eines photoempfindlichen
Trockenfilms verwendet werden.
-
Seit kurzem werden durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harze
in ausgedehntem Maße in Anstrichfarben, Druckfarben, Dichtungs- bzw. Vergußmaterialien,
Resist-bzw. Reservierungsmaterialien bzw. Photolacken und Materialien zur Bildung
von Mustern bzw. Schablonen oder Modellen verwendet. Auf dem Gebiet der Materialien
zur Bildung von
Mustern bzw. Schablonen oder Modellen wurden die
durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbaren Harze anfänglich zur Herstellung
von Druckplatten eingesetzt, jedoch werden sie zur Zeit nicht nur in der Elektronikindustrie,
z.B. bei der Herstellung von gedruckten Leiterplatten und integrierten Schaltkreisen,
sondern auch als Konstruktionsmaterial für Präzisionsvorrichtungen verwendet, z.B.
für Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe, wie es in der JA-OS 57-43876 offenbart ist.
-
Keines der bekannten durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbaren
Harze, insbesondere keines der als Trockenfilm gebildeten Harze, zeigt jedoch eine
zufriedenstellende Haftung an einem Substrat wie z.B. Glas, keramischen Werkstoffen
oder Kunststoffolien. Andererseits haben die bekannten durch Strahlen mit wirksamer
Energie härtbaren Harze, die als photochemisch bzw. durch Licht härtbare Anstrichfarben
oder Klebstoffe für Glas, Metalle oder keramische Werkstoffe usw. verwendet werden,
zwar eine annehmbare Haftung an dem Substrat, wenn sie gehärtet sind, jedoch erfordern
sie eine verlängerte oder eine starke Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer Energie,
und sie weisen im allgemeinen nicht die geeigneten Eigenschaften für die Bildung
von Mustern bzw. Schablonen oder Modellen auf. Mit solchen Harzen war es nicht möglich,
mittels Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer Energie in Form eines Musters und
Entfernung des nicht bestrahlten Bereichs durch Bildentwicklung präzise Muster mit
hoher Auflösung zu erhalten.
-
Wie es vorstehend beschrieben wurde, ist kein Harz bekannt, das zur
Bildung eines präzisen Musters mit hervorragender Haftung an verschiedenen Substraten
befähigt ist und als Konstruktionsmaterial in dem Muster eine hohe Haltbarkeit hat.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch Strahlen mit
wirksamer Energie härtbare Harzmischung bereitzustellen, die eine ausgezeichnete
Haftung an Substraten zeigt und zur Bildung von präzisen Mustern mit hohem Auflösungsvermögen
befähigt ist und die in Form der durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbaren
bekannten Harze nicht bereitgestellt werden konnte.
-
Ferner soll durch die Erfindung eine durch Strahlen mit wirksamer
Energie härtbare Harzmischung bereitgestellt werden, aus der ein für die Bildung
eines Musters, einer Schablone oder eines Modells geeigneter Trockenfilm gebildet
werden kann und die auch ein Muster liefern kann, das durch Härtung mittels Bestrahlung
durch Strahlen mit wirksamer Energie, die gegebenenfalls mit einer Wärmebehandlung
kombiniert wird, gebildet wird und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und
mechanische Festigkeit zeigt und eine hohe Haltbarkeit als Konstruktionsmaterial
hat.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine durch Strahlen mit wirksamer Energie
härtbare Harzmischung, die (i) ein lineares Polymer mit einer Glasumwandlungstemperatur
von mindestens 50 °C und einem Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) von mindestens
etwa 3,0 x 104 und (ii) ein Harz, das durch Veresterung eines Teils der Epoxygruppen,
die in einem Epoxyharz, das mindestens eine Verbindung mit mindestens zwei Epoxygruppen
in einem Molekül enthält, vorhanden sind, mit einer ungesättigten Carbonsäure erhalten
wird, enthält.
-
Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben.
-
Die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harz mischung enthält als einen wesentlichen Bestandteil (i) ein lineares Polymer
mit einer Glasumwandlungstemperatur von mindestens 50 °C und einem Durchschnittsmolekulargewicht
(Massemittel) von mindestens etwa
3,0 x 1041 um die Mischung in Form eines Trockenfilms zu halten
und dem gehärteten Muster eine ausreichende mechanische Festigkeit zu verleihen.
-
Wenn die Glasumwandlungstemperatur und das Durchschnittsmolekulargewicht
(Massemittel) des linearen Polymers nicht die vorstehend erwähnten Grenzwerte erreichen,
kann kein zufriedenstellender Trockenfilm erhalten werden, weil die bei der Herstellung
als trockene Harzschicht auf einem Substrat wie z.B. einer Kunststoffolie gebildete
Mischung während der Lagerung allmählich fließen kann und dabei Runzeln bildet oder
eine ungleichmäßige Schichtdicke entwickelt.
-
Zu Beispielen für solche lineare Polymere gehören thermoplastische
Copolymere, die hauptsächlich aus (A) einem Monomer, dessen Homopolymer relativ
steife Eigenschaften hat, bestehen, um die vorstehend erwähnte Glasumwandlungstemperatur
bereitzustellen, und gegebenenfalls einen zweiten monomeren Bestandteil mit hydrophiler
Beschaffenheit in einer 40 Mol-% nicht überschreitenden Menge enthalten, um die
Haftung der erfindungsgemäßen Mischung zu verbessern.
-
Der zweite monomere Bestandteil kann z.B. (B) ein hydroxylgruppenhaltiges
Acrylmonomer, (C) ein amino- oder alkylaminogruppenhaltiges Acrylmonomer, (D) ein
carboxylgruppenhaltiges Acryl- oder Vinylmonomer, (E) N-Vinylpyrrolidon oder ein
Derivat davon, (F) Vinylpyridin oder ein Derivat davon oder (G) ein Monomer sein,
das durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
und dazu befähigt ist, der erfindungsgemäßen Mischung eine starke Koagulationsfestigkeit
zu verleihen, wodurch die mechanische Festigkeit der Mischung verbessert wird, wobei
in Formel (I) R1 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1
bis 3 Kohlenstoffatomen
ist; R2 eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist, in der eine Etherbindung enthalten
sein kann oder die mit Halogenatomen substituiert sein kann; und R3 eine Alkylgruppe
mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Phenylalkylgruppe oder eine Phenylgruppe ist.
-
Beispiele für das als Bestandteil (A) verwendbare Monomer sind Alkylmethacrylate,
die im Alkylrest 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten, wie z.B. Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat oder t-Butylmethacrylat; Acrylnitril und Styrol.
Diese Monomere sind vorzugsweise in einer Menge von 60 Mol-% oder mehr enthalten,
damit in dem linearen Copolymer die vorstehend erwähnte Glasumwandlungstemperatur
erzielt wird.
-
Nachstehend werden Beispiele für die als zweiter Bestandteil verwendeten
Monomere (B) bis (G) gezeigt. Beispiele für das hydroxylgruppenhaltige Acrylmonomer
(B) sind 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat Enachstehend sind unter dem Ausdruck ~...(meth)acrylat11
...acrylat und ...methacrylat zu verstehen#, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Chlor-2-hydroxypropyl
( meth) acrylat, 4 -Hydroxybutyl ( meth ) acryl at 3 -Hydroxybutyl (meth ) acrylat,
5-Hydroxypentyl ( meth)acrylat, 6 -Hydroxyhexyl(meth)acrylat; ein Monoester von
l,4-Cyclohexandimethanol und Acryl- oder Methacrylsäure; ein unter dem Handelsnamen
Aronix M5700 bekanntes Produkt (hergestellt durch Toa Gosei Kagaku Co., Ltd.); ein
unter dem Handelsnamen TONE M100 bekanntes Caprolactonacrylat (hergestellt durch
Union Carbide Co.); ein unter dem Handelsnamen Light Ester HO-mpp bekanntes Produkt
(hergestellt durch Kyoei Yushi Kagaku Co., Ltd.); ein unter dem Handelsnamen Light
Ester M-600A bekanntes 2-Hydroxy-3-phenoxypropylacrylat (hergestellt durch Kyoei
Yushi Kagaku Co., Ltd.); zweiwertige Alkohole wie z.B. l,10-Decandiol, Neopentylglykol
oder Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat und Monoester von Additionsprodukten von Bisphenol-A
und Ethylenoxid oder Propylenoxid und (Meth)acrylsäure.
-
Beispiele für das amino- oder alkylaminogruppenhaltige Acrylmonomer
(C) sind (Meth)acrylamid, N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylamid, N,N-Dimethyl(meth)acrylamid,
N, N-Dimethylaminopropyl (meth ) acrylamid und N, N- Di-t-butylaminoethyl(meth)acrylamid.
-
Beispiele für das carboxylgruppenhaltige Acryl- oder Vinylmonomer
(D) sind (Meth)acrylsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Produkte, die unter dem Handelsnamen
Aronix M-5400 oder Aronix M-5500 bekannt sind (hergestellt durch Toa Gosei Kagaku
Co., Ltd.).
-
Beispiele für das Vinylpyridin oder ein Derivat davon (F) sind 2 -
Vinylpyridin, 4 - Vinylpyridin, 2 - Vinyl- 6 - m ethylpyridin, 4 - Vinyl- 1 - m
ethylpyridin, 2 - Vinyl- 5 - ethylpyridin und 4-(4-Piperidinoethyl)-pyridin.
-
Die vorstehend erwähnten Monomere (B) bis (F) sind alle hydrophil
und verleihen der erfindungsgemäßen Mischung eine starke Haftung an einem Substrat
wie z.B. Glas, keramischen Werkstoffen, Kunststoffen usw.
-
Beispiele für das Monomer (G), das durch die allgemeine Formel (I)
wiedergegeben wird, sind («-Alkyl)acrylsäureester mit mindestens einer Urethanbindung
in einem Molekül, die durch die Umsetzung eines (~-Alkyl)acrylsäureesters, der in
einem Molekül eine Hydroxylgruppe enthält, mit einer Monoisocyanatverbindung erhalten
werden. In der allgemeinen Formel (I) kann R2 eine beliebige zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe
sein, in der eine Etherbindung enthalten sein kann und die mit Halogenatomen substituiert
sein kann; bevorzugte Beispiele für R2 sind jedoch Alkylengruppen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen,
die mit Halogenatomen substituiert sein können, alicyclische Kohlenwasserstoffgruppen
wie z.B. 1,4 - Bism ethylencyclohexan und K ohlenw asserstoffgruppen, die einen
oder mehr als einen aromatischen Ring enthalten, z. B. Bisphenyldimethylmethan.
-
Beispiele für die (Meth)acrylsäureester mit mindestens einer Hydroxylgruppe
in einem Molekül, die bei der Herstellung des durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebenen
Monomers eingesetzt werden, sind 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2 - Hydroxypropyl(
meth ) acrylat, 3 - Chlor- 2 - hydroxypropyl -(meth) acrylat, 4- Hydroxybutyl( m
eth) acrylat, 3-Hydroxybutyl-( meth ) acrylat, 5-Hydroxypentyl( meth)acrylat, 6-Hydroxyhexyl(meth)acrylat
und ein unter dem Handelsnamen Light Ester H0-mpp bekanntes Produkt (hergestellt
durch Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.). Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten
können als Beispiele für («,-Alkyl)acrylsäureester mit einer Hydroxylgruppe in einem
Molekül (a) Ester von aliphatischen oder aromatischen zweiwertigen Alkoholen und
(Meth)acrylsäure und (b) (Meth)acrylsäureester von Monoepoxyverbindungen erwähnt
werden.
-
Zu Beispielen für den zweiwertigen Alkohol, der in den vorstehend
erwähnten Estern (a) zu verwenden ist, gehören 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,10- D
ecandiol, Neopentylglykol, Bis-( 2-hydroxyethyl )terephthalat und Additionsreaktionsprodukte
von 2 bis 10 mol Ethylenoxid oder Propylenoxid, die an Bisphenol-A addiert bzw.
angelagert sind. Zu Beispielen für die Monoepoxyverbindung, die in den vorstehend
erwähnten Estern (b) zu verwenden ist, gehören ein Produkt, das unter dem Handelsnamen
Epolite M-1230 bekannt ist (hergestellt durch Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.),
Phenylglycidylether, Cresylglycidylether, Butylglycidylether, 0 ctylenoxid und n-Butylphenolglycidylether.
-
Zu Beispielen für die Monoisocyanatverbindung, die bei der Herstellung
des durch die allgemeine Formel (1) wiedergegebenen Monomers verwendet wird, gehören
Alkylmonoisocyanate, die durch Hinzufügen einer Isocyanatgruppe zu einer Alkylgruppe
mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen erhalten werden, Phenylisocyanat und Cresylmonoisocyanat.
-
Das Monomer, das durch die allgemeine Formel <1) wiedergegeben
wird, ist in dem linearen Copolymer vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als
40 Mol-% enthalten. Ein 40 Mol-% überschreitender Gehalt dieses Monomers verursacht
eine merkliche Verminderung der Erweichungstemperatur der Mischung und führt infolgedessen
zu einer Verminderung der Oberflächenhärte des durch Härtung der Mischung erhaltenen
Musters oder zu einer Abnahme der chemischen Beständigkeit durch Quellung.
-
Die erfindungsgemäße Mischung kann entsprechend der Zweckbestimmung
in verschiedenen Formen wie z.B. als Lösung oder als fester Film (Trockenfilm) verwendet
werden. Die Anwendung als Trockenfilm ist jedoch wegen der Leichtigkeit der Handhabung
und der Steuerung der Dicke besonders vorteilhaft, obwohl natürlich die Anwendung
als Lösung möglich ist.
-
Vorstehend ist hauptsächlich die Verwendung eines thermoplastischen,
linearen Polymers erläutert worden, jedoch ist im Rahmen der Erfindung auch die
Anwendung eines wärmevernetzbaren oder photochemisch vernetzbaren Polymers möglich.
-
Ein wärmevernetzbares, lineares Polymer kann beispielsweise dadurch
erhalten werden, daß in das vorstehend erwähnte thermoplastische, lineare Polymer
als zweiter Bestandteil der Copolymerisation ein wärmevernetzbares Monomer eingeführt
wird, das durch die folgende allgemeine Formel II wiedergegeben wird:
worin R4 Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
ist und R5 Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Acylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
ist, die gegebenenfalls eine oder mehr als eine Hy-
droxylgruppe
enthält. Das Monomer, das durch die allgemeine Formel II wiedergegeben wird, ist
nicht nur wärmevernetzbar, sondern auch hydrophil und verleiht der erfindungsgemäßen
Mischung infolgedessen wegen der Wärmevernetzungseigenschaft ausgezeichnete Eigenschaften
wie z.B. Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Fastigkeit
und wegen der hydrophilen Beschaffenheit eine hervorragende Haftung an einem Substrat.
-
Zu Beispielen für das Monomer, das durch die allgemeine Formel II
wiedergegeben wird, gehören Acrylamidderivate wie z.B. N-Methylol(meth)a-crylamid
Enachstehend sind unter dem Ausdruck "...(meth)acrylamid" ...acrylamid und ...methacrylamid
zu verstehen), N-Propoxymethyl( meth)acrylamid, N-n-Butoxymethyl (meth) acrylamid,
# - Hydroxyethoxym ethyl( m eth) -acrylamid, N-Ethoxymethyl( meth)acrylamid, N -
M ethoxym ethyl-(meth ) acrylamid, N-Acetoxymethyl( meth)acrylamid, nrHydroxymethyl-N-methylolacrylamid,
#Hydroxyethyl- N -butoxymethylacrylamid, dr H ydroxypropyl- N -propoxym ethylacryla
mid, «-Ethyl-N-methylolacrylamid und #-Propyl- N - m ethylolacrylamid.
-
Das Monomer, das durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel II
wiedergegeben wird, hat nicht nur hydrophile Eigenschaften, sondern zeigt auch Kondensations-Vernetzbarkeit
durch Erhitzen und setzt bei einer Temperatur von 100 °C oder einer höheren Temperatur
Wasser- oder Alkoholmoleküle frei, wobei Vernetzungsbindungen bzw. Brücken gebildet
werden, wodurch bewirkt wird, daß das lineare Copolymer selbst nach der Härtung
eine Netzwerkstruktur bildet und infolgedessen dem gehärteten Muster eine ausgezeichnete
chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit verliehen wird.
-
Im Fall der Verwendung eines wärmehärtbaren, linearen Polymers ist
das Monomer, das durch die allgemeine Formel II wiedergegeben wird, in dem wärmehärtbaren,
linearen Polymer vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 30 Mol-% enthalten.
-
Ein Gehalt, der innerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs liegt,
liefert eine ausreichende chemische Beständigkeit, die sich aus der W ärmehärtung
ergibt, jedoch führt ein Gehalt, der 30 Mol-is überschreitet, dazu, daß das Muster
nach der H ärtung brüchig ist.
-
Anstelle des Monomers, das durch die vorstehend erwähnte allgemeine
Formel II wiedergegeben wird, kann als Bestandteil der Copolymerisation auch ein
Monomer, das zur Vernetzung durch thermische Ringöffnung befähigt ist, wie z.B.
-
Glycidyl(meth)acrylat, verwendet werden, um eine ähnliche Wirkung
zu erzielen.
-
Ein photochemisch vernetzbares, lineares Polymer kann erhalten werden,
indem in ein lineares Polymer ein photopolymerisierbares Monomer eingeführt wird,
und zwar beispielsweise durch: Oi ein Verfahren, bei dem ein carboxylgruppenhaltiges
Monomer wie z.B. (Meth)acrylsäure oder ein Monomer, das eine Aminogruppe oder eine
tertiäre Aminogruppe enthält, copolymerisiert wird, worauf eine Umsetzung mit Glycidyl-(meth
) acrylat durchgeführt wird, usw.; Oi ein Verfahren, bei dem eine partielle Urethanverbindung
von Polyisocyanat mit einer Isocyanatgruppe und einer oder mehr als einer Acrylsäureestergruppe
in einem Molekül mit der Hydroxylgruppe, der Aminogruppe oder der Carboxylgruppe,
die in der Pfropfpolymerkette vorhanden ist, umgesetzt wird; ein Verfahren, bei
dem Acrylsäurechlorid mit den Hydroxylgruppen, die in der Pfropfpolymerkette vorhanden
sind, umgesetzt wird; Ql ein Verfahren, bei dem ein Säureanhydrid mit der Hydroxylgruppe,
die in der Pfropfpolymerkette vorhanden ist, um-
gesetzt wird,
worauf eine Umsetzung mit Glycidyl( meth)-acrylat durchgeführt wird; O ein Verfahren,
bei dem die Hydroxylgruppe, die in der Pfropfpolymerkette vorhanden ist, mit dem
vorstehend als Beispiel angeführten, durch Kondensation vernetzbaren Monomer kondensiert
wird, wobei eine Acrylamidgruppe in der Seitenkette zurückgelassen wird, oder ein
Verfahren, bei dem die Hydroxylgruppe, die in der Pfropfpolymerkette vorhanden ist,
mit Glycidyl(meth)acrylat umgesetzt wird, usw.
-
Wenn das lineare Polymer im Rahmen der Erfindung wärmevernetzbar ist,
wird nach der Bildung eines Musters mittels Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer
Energie vorzugsweise eine Erhitzung durchgeführt. Andererseits gibt es auch in dem
Fall, daß das vorstehend erwähnte lineare Polymer photopolymerisierbar ist, bei
der Durchführung der Erhitzung innerhalb des Bereichs, der im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit
des Substrats zulässig ist, kein Problem, und durch die Erhitzung können wünschenswertere
Ergebnisse erzielt werden.
-
Wie es vorstehend erläutert wurde, können die linearen Polymere, die
im Rahmen der Erfindung verwendbar sind, grob in diejenigen ohne Härtungseigenschaften,
in diejenigen mit photochemischer Vernetzbarkeit und in diejenigen mit Wärmevernetzbarkeit
eingeteilt werden, jedoch ist jedes dieser linearen Polymere dazu befähigt, beim
Härtungsprozeß der erfindungsgemäßen Mischung (d.h., bei der Bildung eines Musters
mittels Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer Energie, auf die gegebenenfalls
eine Wärmehärtung folgt) ein präzises Muster zu bilden, indem es der Mischung die
Fähigkeit verleiht, ihre Form beizubehalten, und ferner verleiht das lineare Polymer
dem durch Härtung erhaltenen Muster ein ausgezeichnetes Klebvermögen, eine hervorragende
chemische
Beständigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit.
-
Der Harzbestandteil (ii), der im Rahmen der Erfindung als anderer
Bestandteil einzusetzen ist und durch Veresterung eines Teils der Epoxygruppen,
die in dem Epoxyharz vorhanden sind, das eine oder mehr als eine Verbindung mit
zwei oder mehr als zwei Epoxygruppen in einem Molekül enthält, mit einer ungesättigten
Carbonsäure erhalten wird, (nachstehend abgekürzt als "halbverestertes Epoxyharz"
bezeichnet) ist ein Bestandteil, der es ermöglicht, daß die erfindungsgemäße Mischung
Härtbarkeit durch Strahlen mit wirksamer Energie zeigt, und der zusätzlich dazu
dem gehärteten Film, der gebildet wird, indem die erfindungsgemäße Harzmischung
im flüssigen Zustand auf verschiedene Substrate wie z.B. Glas, Kunststoffe oder
keramische Werkstoffe aufgetragen und dann gehärtet wird, oder dem gehärteten Film,
der durch Aufkleben der Harz mischung in Form eines Trockenfilms auf verschiedene
Substrate gebildet wird, ein besseres Haftvermögen an einem Substrat und eine bessere
Wasserfestigkeit, chemische Beständigkeit und Formbeständigkeit usw. verleiht.
-
Das halbveresterte Epoxyharz (ii), das in der er£indungsgemäßen Harz
mischung enthalten ist, kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß ein Epoxyharz
in gemeinsamer Gegenwart eines A dditionsk atalysators und eines Poly m erisa -tionsinhibitors
und in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels unter der Bedingung einer
Temperatur von 80 bis 120 °C mit einer vorher festgelegten Menge einer ungesättigten
Carbonsäure umgesetzt wird, wodurch ein Teil der in dem Epoxyharz vorhandenen Epoxygruppen
durch die Carbonsäure verestert wird.
-
Zu Beispielen für das Epoxyharz, das eine oder mehr als eine Verbindung
mit zwei oder mehr als zwei Epoxygruppen in einem Molekül enthält und das zur Bildung
des halbverester-
ten Epoxyharzes (fi) verwendet werden kann, gehören
Epoxyharze, wie sie durch den Bisphenol-A-Typ, den Novolak-Typ und den alicyclischen
Typ vertreten werden, und polyfunktionelle Epoxyharze wie z.B. Bisphenol S, Bisphenol
F, Tetrahydroxyphenylmethantetraglycidylether, Resorcindiglycidylether, G ly c e
rintrigly cidyle th er, Pentaerythrittriglycidylether, Isocyanursäuretriglycidylether
sowie E poxyureth an -harze, die durch die folgende Formel III wiedergegeben werden:
(worin R eine Alkylengruppe oder eine Hydroxyalkylengruppe bedeutet und Ro
oder eine Alkylengruppe bedeutet) und Mischungen, die mindestens eines dieser Epoxyharze
enthalten.
-
Zu besonderen Beispielen für diese polyfunktionellen Epoxyharze gehören
die nachstehend erwähnten. D.h., das Epoxyharz des Bisphenol-A-Typs kann beispielsweise
Epicoat 828, 834, 871, 1001, 1004 (Handelsnamen, hergestellt durch Shell Chemical
Co.), DER 331-J, 337-J, 661-J, 664-J, 667-J (hergestellt durch Dow Chemical Co.)
oder Epicrone 800 (Handelsname, hergestellt durch Dainippon Ink Kagaku Kogyo K.
K.
-
usw. sein. Das Epoxyharz des Novolak-Typs kann beispielsweise Epicoat
152, 154, 172 ( Handelsnamen, hergestellt durch Shell Chemical Co.), Araldite EPN
1138 (Handelsname, hergestellt durch Ciba Geigy Co.) oder DER 431, 438, 439 (Handelsnamen,
hergestellt durch Dow Chemical Co.) usw.
-
sein. D as alicyclische Epoxyharz kann beispielsweise Araldite CY-175,
-176, -179, -182, -184, -192 (Handelsnamen, hergestellt durch Ciba Geigy Co.), Chissonox
090, 091, 092, 301, 313 (Handelsnamen, hergestellt durch Chisso K.K.), CYRACURE
6100,-6110, 6200 oder ERL 4090, 4617, 2256, 5411
(Handelsnamen,
hergestellt durch Union Carbide Co.) usw.
-
sein. Der Polyglycidylether eines aliphatischen mehrwertigen Alkohols
kann beispielsweise Ethylenglykoldiglycidylether, P olyethylenglykoldiglycidylether,
Propylenglykoldiglycidylether, P olypropylenglykoldiglycidylether, Neopentylglykoldiglycidylether,
1,6 - H exandioldiglycidylether, Glycerindiglycidylether, Tri m ethylolprop antriglycidylether,
ein Diglycidylether von hydriertem Bisphenol A, 2,2-Dibromneopentylglykoldiglycidylether
usw. sein; der von einem aromatischen mehrwertigen Alkohol abgeleitete Polyglycidylether
kann beispielsweise ein Diglycidylether eines Additionsprodukts von 2 bis 16 mol
eines Alkylenoxids, die an Bisphenol A addiert bzw. angelagert sind, ein Diglycidylether
eines Additionsprodukts von 2 bis 16 mol eines Alkylenoxids, die an Bisphenol F
addiert bzw. angelagert sind, oder ein Glycidylether eines Additionsprodukts von
2 bis 16 mol eines Alkylenoxids, die an Bisphenol S addiert bzw. angelagert sind,
sein.
-
Obwohl für die Halbveresterung des Epoxyharzes verschiedene ungesättigte
Carbonsäuren verwendet werden können, wird die Verwendung einer einbasigen ungesättigten
Carbonsäure, die mindestens an einem Ende des Moleküls eine Acryl- oder Methacryl-Vinylgruppe
und an dem anderen Ende eine Carboxylgruppe aufweist, bevorzugt, um der erfindungsgemäßen
Harzmischung eine bessere Härtbarkeit durch Aktivierungsenergie bzw. durch Strahlen
mit wirksamer Energie zu verleihen.
-
Als typische Beispiele für solche ungesättigte Carbonsäuren können
Acrylsäure und Methacrylsäure erwähnt werden, und die Verwendung einer Monoesterverbindung,
die durch die Umsetzung zwischen einer Dicarbonsäure und einem (Meth)-acrylsäureester
mit einer Hydroxylgruppe erhalten wird, ist ebenfalls möglich.
-
Beispiele für die vorstehend erwähnte Dicarbonsäure sind Phthalsäure,
Isophthalsäure, Terephthalsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Isosebacinsäure,
Tetrahydrophthalsäure und Anhydride davon.
-
Beispiele für den vorstehend erwähnten (Meth)acrylsäureester mit einer
Hydroxylgruppe sind 2-Hydroxypropyl(meth)-acrylat, 3-Chlor-2-hydroxypropyl(meth)acrylat,
4- H ydroxybutyi(meth)acrylat, 3-Hydroxybutyl( meth)acrylat, 5-Hydroxypentyl(meth)acrylat
und 6-Hydroxyhexyl(meth)acrylat usw.
-
Zu Beispielen für den Additionsreaktionskatalysator, der für die H
albveresterungsre aktion des Epoxyharzes verwendet werden kann, gehören Metallhalogenide
wie z.B. Zinkchlorid und Lithiumchlorid; Sulfidverbindungen wie z.B. Dimethylsulfid
und M ethylphenylsulfid; Sulfoxidverbindungen wie z.B Dimethylsulfoxid und Methylethylsulfoxid;
tertiäre Aminverbindungen wie z.B. N, N-Dimethylanilin, Pyridin, Triethylamin und
Benzyldimethylamin und ihre Hydrochloride oder Hydrobromide; quaternäre Ammoniumsalze
wie z.B. Tetramethylammoniumchlorid, Trimethyldodecylbenzylammoniunchlorid und Triethylbenzylammoniumchlorid;
Sulfonsäureverbindungen wie z.B. p-Toluolsulfonsäure und Mercaptanverbindungen wie
z.B. Ethylmercaptan und Propylmercaptan usw.
-
Ferner können als Beispiele für den Polymerisationsinhibitor, der
für die Halbveresterung verwendet werden kann, Hydrochinon, alkyl- oder arylsubstituiertes
Hydrochinon, t-Butylbrenzcatechin, Pyrogallol, N aphthyla min, 4 Naphthol, Kupfer(I)-chlorid,
2, 6-Di-t-butyl-p-cresol, Phenothiazin, Pyridin, N-Nitrosediphenylamin und Nitrobenzol
erwähnt werden.
-
Zu dem Lösungsmittel, das verwendet werden kann, wenn die Halbveresterung
in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt wird, gehören beispielsweise Toluol,
Xylol, Methyl-
isobutylketon, Methylethylketon, Ethylacetat, Butylacetat
und Isobutylacetat.
-
Die Mengen des Epoxyharzes und der ungesättigten Carbonsäure, die
während der Halbveresterung verwendet werden, können geeigneterweise so gewählt
werden, daß das Verhältnis der Epoxygruppen in dem Epoxyharz zu den Carboxylgruppen
in der ungesättigten Carbonsäure vorzugsweise 1 : 0,3 bis 1 : 0,7 und insbesondere
1 : 0,45 bis 1 : 0,55 beträgt.
-
Wenn das Ausmaß der Veresterung der Epoxygruppen durch die ungesättigte
Carbonsäure in dem halbveresterten Epoxyharz größer ist, als es dem vorstehend erwähnten
Bereich entspricht, können die zufriedenstellende chemische Beständigkeit und Formbeständigkeit,
die aus dem Epoxyharz resultieren, in der erfindungsgemäßen Harzmischung nicht wirksam
ausgenutzt werden. Andererseits können das hohe Auflösungsvermögen und die Härtbarkeit
durch Strahlen mit wirksamer Energie, die aus den (Meth)acrylatestergruppen resultieren,
in der erfindungsgemäßen Harzmischung nicht wirksam gezeigt werden, wenn das Ausmaß
der Veresterung kleiner ist, als es dem vorstehend erwähnten Bereich entspricht.
-
Wie es vorstehend erläutert wurde, weist die durch Strahlen mit wirksamer
Energie härtbare, erfindungsgemäße Harzmischung Härtbarkeit durch Strahlen mit wirksamer
Energie auf, wobei diese Härtbarkeit aus den (Meth)acrylatestergruppen in dem als
wesentlicher Bestandteil enthaltenen halbveresterten Epoxyharz resultiert, und die
H arzmischung weist ferner W ärmehärtbarkeit auf, die aus den Epoxygruppen resultiert.
Infolgedessen werden einem gehärteten Film, der nach der Härtung der erfindungsgemäßen
Harzmischung mittels Bestrahlung durch Strahlen mit wirksamer Energie erhalten wird,
indem eine 10 min bis 3 h dauernde Wärmehärtung bei einer Temperatur von mindestens
80 0C durchgeführt wird, auf wirksame Weise eine zufriedenstellende chemische Be-
ständigkeit
und Formbeständigkeit verliehen, die aus dem Epoxyharz resultieren.
-
Die erfindungsgemäße Harzmischung kann ferner ein Monomer (iii) mit
einer oder mehr als einer ethylenisch ungesättigten Bindung enthalten. Das im Rahmen
der Erfindung verwendbare Monomer (iii), das eine oder mehr als eine ethylenisch
ungesättigte Bindung enthält, wird in Zusammenwirkung mit dem vorstehend erwähnten
Harzbestandteil (ii) verwendet, um der erfindungsgemäßen Harz mischung Härtbarkeit
durch Strahlen mit wirksamer Energie und insbesondere eine sehr gute Empfindlichkeit
gegenüber den Strahlen mit wirksamer Energie zu verleihen. Zu diesem Zweck können
verschiedene Monomere verwendet werden, die mittels Bestrahlung durch Strahlen mit
wirksamer Energie härtbar sind, wobei das Monomer vorzugsweise einen Siedepunkt
von mindestens 100 0C unter Atmosphärendruck hat und ferner vorzugsweise mindestens
zwei ethylenisch ungesättigte Bindungen enthält.
-
Zu besonderen Beispielen für solche Monomere mit zwei oder mehr ethylenisch
ungesättigten Bindungen gehören i) Acrylsäureester oder Methacrylsäureester von
polyfunktionellen Epoxyharzen mit zwei oder mehr Epoxygruppen in einem Molekül,
# Acrylsäureester oder Methacrylsäureester von Alkylenoxi#-Additionsprodukten mehrwertiger
Alkohole, O Polyesteracrylate mit einer Acrylsäureestergruppe an den Enden der Molekülketten
von Polyestern mit Molekulargewichten von 500 bis 3000, die aus zweibasiger Säure
und zw eiwertigem Alkohol gebildet sind, und @ die Produkte der Umsetzung zwischen
Polyisocyanaten und Acrylsäuremonomeren mit Hydroxylgruppen. Die vorstehend erwähnten
Monomere bis # können urethanmodifizierte Produkte mit Urethanbindungen in den Molekülen
sein.
-
Beispiele für die zu (j) gehörenden Monomere sind Acrylsäureester
und Methacrylsäureester derjenigen polyfunktionellen Epoxyharze, die für die Bildung
des vorstehend be-
schriebenen Harzbestandteils (ii) (des halbveresterten
Epoxyharzes), der einer der Bestandteile in der erfindungsgemäßen Harz mischung
wird, zu verwenden sind.
-
Beispiele für die zu # gehörenden Monomere sind Ethylenglykoldi (
meth )acrylat, Diethylenglykol( meth ) acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat,
1,6- H exandiol( meth)acrylat, Pentaerythrittri(meth)acrylat usw. und die Monomere,
die unter den Handelsnamen KAYARAD HX-220, HX-620, D-310, D-320, D-330, DPHA, R-604,
DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60 und DPCA-120 (alle durch Nippon Kayaku K.K. hergestellt)
bekannt sind.
-
Als Monomer b können auch die Monomere verwendet werden, die unter
den Handelsnamen NK Ester BPE-200, BPE-500, BPE-1300 und A-BPE-4 (alle durch Shin
Nakamura Kagaku K.K. hergestellt) bekannt sind.
-
Als Beispiele für die zu Oc gehörenden Monomere können die Monomere
erwähnt werden, die unter den Handelsnamen Aronix M-6l00, M-6200, M-6250, M-6300,
M-6400, M-7100, M-8030, M-8060 und M-8100 (alle durch Toa Gosei Kagaku K.K.
-
hergestellt) bekannt sind. Beispiele für die zu b #gehörenden Monomere
mit Polyester-Urethanbindungen sind die Monomere, die unter den Handelsnamen Aronix
M-llOO und Aronix M-1200 (alle durch Toa Gosei Kagaku K.K. hergestellt) bekannt
sind.
-
Als Beispiele für die zu # gehörenden Monomere können die Reaktionsprodukte
der Umsetzung zwischen Polyisocyanat wie z . B. Tolylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
H exam ethy -lendiisocyanat, T rim ethylhex am ethylendiisocyanat, L ysin diisocyanat
oder Diphenylmethandiisocyanat usw. und einem hydroxylgruppenhaltigen Acrylmonomer
erwähnt werden, und es ist möglich, die Reaktionsprodukte zu verwenden, die durch
Zugabe von (Meth)acrylsäureestern, die eine oder mehr als eine Hydroxylgruppe enthalten,
zu Polyisocyanatverbindungen, die unter den Handelsnamen Sumidule N (Biuretderivat
von Hexamethylendiisocyanat) und Sumidule L (mit Trimethy-
lolpropan
modifiziertes Produkt aus Tolylendiisocyanat) (alle durch Sumitomo Bayer Urethane
K.K. hergestellt) usw.
-
bekannt sind, erhalten w erden. Als typische Beispiele für das hierin
erwähnte hydroxylgruppenhaltige Acrylmonomer können (Meth )acrylsäureester, vorzugsweise
Hydroxyethylacryl at, H ydroxyethyl m eth acrylat oder H ydroxypropylacrylat, eingesetzt
werden. Es ist auch möglich, andere Acrylmonomere, die eine oder mehr als eine Hydroxylgruppe
enthalten, zu verwenden, die in der vorliegenden Beschreibung als Monomer für die
Herstellung des linearen Polymers erwähnt wurden.
-
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Monomeren mit zwei oder mehr
ethylenisch ungesättigten Bindungen können zusammen mit diesen Monomeren auch Monomere
mit nur einer ethylenisch ungesättigten Bindung, wie sie nachstehend erwähnt werden,
verwendet werden. Als Beispiele für solche Monomere mit nur einer ethylenisch ungesättigten
Bindung können carboxylgruppenhaltige ungesättigte Monomere wie z.B.
-
Acrylsäure und Methacrylsäure; glycidylgruppenhaltige ungesättigte
Monomere wie z.B. Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat; C2- bis C8-Hydroxyalkylester
von Acrylsäure oder Methacrylsäure wie z.B. Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylacrylat und Hydroxypropylmethacrylat; Monoester von Acrylsäure oder
Methacrylsäure mit Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol wie z.B.
-
Polyethylenglykolmonoacrylat, Polyethylenglykolmono m ethacrylat,
P olypropylenglykolm ono acrylat und Polypropylenglykolmonomethacrylat; C1- bis
C12-Alkyl- oder Cycloalkylester von Acrylsäure oder Methacrylsäure wie z.B. Methylacrylat,
Ethylacrylat, Propy).acrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat,
L aurylacrylat, Cyclohexylacrylat, M ethylm ethacrylat, Ethyl m ethacrylat, Propylmethacrylat,
Isopropylm ethacrylat, B utylm ethacrylat, Hexylmethacryl at, 0 ctylm ethacrylat,
L aurylmethacrylat und Cyclohexylmethacrylat; andere Monomere wie z.B. Styrol, Vinyltoluol,
Methylstyrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vi-
nylisobutylether,
Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure- oder Methacrylsäureaddukt von
Alkylglycidylether, Vinylpyrrolidon, D icyclopentenyloxyethyl ( m eth ) acrylat,
mit R-Caprolactam modifiziertes Hydroxyalkyl( meth)-acrylat, T etrahydrofurfurylacrylat,
Phenoxyethylacrylat und andere erwähnt werden.
-
Auf jeden Fall kann der erfindungsgemäß en Mischung dadurch, daß zusätzlich
das vorstehend erwähnte Monomer (iii) mit ethylenisch ungesättigten Bindungen hinzugegeben
wird, ferner eine hohe Empfindlichkeit gegenüber und eine zufriedenstellende Härtbarkeit
durch Strahlen mit wirksamer Energie verliehen werden.
-
Die Strahlen mit wirksamer Energie, die für die Härtung der durch
Strahlen mit wirksamer Energie härtbaren, erfindungsgemäßen Harzmischung anzuwenden
sind, können Ultraviolettstrahlen (UV-Strahlen) oder Elektronenstrahlen sein, die
in ausgedehntem Maße praktisch angewandt worden sind. Als Lichtquelle für UV-Strahlen
können Hochdruck-Quecksilberlampen, Ultrahochdruck-Quecksilberlampen, Metallhalogenidlampen
usw. verwendet werden, die reich an Licht mit Wellenlängen von 250 nm bis 450 nm
sind, und zwar vorzugsweise solche Lampen, die mit einem in der Praxis zulässigen
Abstand zwischen der Lampe und dem zu bestrahlenden Material bei einer Wellenlänge
in der Nähe von 365 nm eine Lichtintensität von etwa l mW/cm2 bis 100 mW/cm2 liefern
können.
-
Für die Vorrichtung zur Bestrahlung mit Elektronenstrahlen gibt es
keine besondere Einschränkung, jedoch ist eine Vorrichtung mit einer in dem Bereich
von 5 bis 200 kJ/kg liegenden Dosis in der Praxis geeignet.
-
Die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harzmischung kann durch die vorstehend beschriebenen Strahlen mit wirksamer Energie
gehärtet werden.
-
Es wird bevorzugt, einen R adikalpolym erisationsinitiator dazuzugeben,
der dazu befähigt ist, freie organische R adi-
kale zu bilden und
der in der Harzmischung durch die Wirkung von Strahlen mit wirksamer Energie aktiviert
werden kann, wenn Strahlen mit wirksamer Energie angewandt werden, die Wellenlängen
von 250 nm bis 450 nm haben. Als Radikalpolymerisationsinitiator können ohne besondere
Einschränkung bekannte Substanzen verwendet werden, die die Eigenschaft haben, durch
Strahlen mit wirksamer Energie aktiviert zu werden, freie organische Radikale zu
bilden und die Radikalpolymerisation zu initiieren.
-
Zu besonderen Beispielen für solche Radikalpolymerisationsinitiatoren
gehören Benzil, Benzoinalkylether wie z.B.
-
Benzoinisobutylether, Benzoinisopropylether, Benzoin-n-butylether,
Benzoinethylether, Benzoinmethylether usw.; Benzophenone wie z.B. Benzophenon, 4,4'-Bis(N,N-diethylamino)-benzophenon,
Benzophenonmethylether usw; Anthrachinone wie z.B. 2 - Ethylanthrachinon, 2-t-Butylanthrachinon
usw.; X anthone wie z.B. 2,4-Dimethylthioxanthon, 2,4-Dilsopropylthioxanthon usw.;
Acetophenone wie z.B. 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon, Q,a- D ichlor-4 -phenoxy
acetophenon, p-t-Butyltrichloracetophenon, p-t-Butyldichloracetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon,
p-Dimethylaminoacetophenon usw. sowie Hydroxycyclohexylphenylketon (z.B. Irgacure
184, hergestellt durch Ciba Geigy Co.), l-(4-Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-l-on
(z.B. Darocure 1116, hergestellt durch MERCK Co.), 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenylpropan-1-on
(Darocure 1173, hergestellt durch MERCK Co.) usw. als bevorzugte Radikalpolymerisationsinitiatoren.
Zusätzlich zu diesen R adik alpoly m erisationsinitiatoren können als Photopolymerisationsbeschleuniger
Aminoverbindungen zugegeben werden.
-
Als Beispiele für die Aminoverbindungen, die als Photopolymerisationsbeschleuniger
einzusetzen sind, können Ethanolamin, Ethyl-4-dimethylaminobenzoat, 2-( Dimethylamino)-ethylbenzoat,
p-Dimethylaminobenzoesäure -n-amylester, p-Dimethylaminobenzoesäureisoamylester
usw. erwähnt werden.
-
In die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
H arz mischung können ferner aromatische Oniumsalzverbindungen, die Photoempfindlichkeit
zeigen und ein zu der Gruppe VIa des Periodensystems gehörendes Element enthalten,
die in der Japanischen Patentpublikation 52-14278 gezeigt werden, oder aromatische
0 niu msalzverbindungen, die Photoempfindlichkeit zeigen und ein zu der Gruppe Va
des Periodensystems gehörendes Element enthalten, die in der Japanischen Patentpublikation
52-14279 gezeigt werden, eingemischt werden, damit auch die Epoxygruppen des halbveresterten
Epoxyharzes (ii) durch die Wirkung der Strahlen mit wirksamer Energie photopolymerisiert
werden können.
-
Als typische Beispiele für die aromatischen Oniumsalzverbindungen,
die Photoempfindlichkeit zeigen und ein zu der Gruppe VIa oder ein zu der Gruppe
Va des Periodensystems gehörendes Element enthalten, können die Verbindungen der
folgenden Formel IV erwähnt werden:
worin R6 eine einwertige, aromatische organische Gruppe ist, R7 eine einwertige,
aliphatische organische Gruppe ist, die aus Alkylgruppen, Dicycloalkylgruppen und
substituierten Alkylgruppen ausgewählt ist, R8 eine aus aliphatischen Gruppen und
aromatischen Gruppen ausgewählte, mehrwertige organische Gruppe für die Bildung
einer heterocyclischen oder kondensierten Ringstruktur ist, X ein zu der Gruppe
VIa des Periodensystems gehörendes Element ist, das aus Schwefel, Selen und Tellur
ausgewählt ist, oder ein zu der Gruppe Va des Periodensystems gehörendes Element
ist, das aus Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut ausgewählt ist, M ein
Metall oder ein Nichtmetall ist und Q ein Halogenatom ist, a eine ganze Zahl von
0 bis 3 ist, wenn X ein zu der Gruppe VIa des Periodensystems gehörendes Element
ist, oder eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist, wenn
X ein zu der Gruppe
Va des Periodensystems gehörendes Element ist, b eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist,
c 0 oder 1 ist, wenn X ein zu der Gruppe VIa des Periodensystems gehörendes Element
-ist, oder eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist, wenn X ein zu der Gruppe Va des Periodensystems
gehörendes Element ist, f eine ganze Zahl von 2 bis 7 ist, die die Wertigkeit von
M bedeutet, e eine ganze Zahl ist, die größer als f ist, jedoch nicht mehr als 8
beträgt, und die Summe von a, b und c 3 ist (Wertigkeit von X), wenn X ein zu der
Gruppe VIa des Periodensystems gehörendes Element ist, oder 4 ist (Wertigkeit von
X), wenn X ein zu der Gruppe Va des Periodensystems gehörendes Element ist, und
d = e - f|.
-
Diese Verbindungen haben die Eigenschaft, daß das Oniumsalz durch
Belichtung dieser Verbindungen eine Lewis-Säure freisetzt, wobei diese Säure das
Epoxyharz härtet.
-
Als besondere Beispiele für die photoempfindlichen aromatischen Oniumsalzverbindungen,
die ein zu der Gruppe VIa oder ein zu der Gruppe Va des Periodensystems gehörendes
Element enthalten und in die erfindungsgemäße Harzmischung eingemischt werden können,
können die nachstehend gezeigten photoempfindlichen aromatischen Oniumsalzverbindungen,
die ein zu der Gruppe VIa Periodensystems gehörendes Element enthalten:
und die nachstehend gezeigten photoempfindlichen aromatischen Oniumsalzverbindungen,
die ein zu der Gruppe Va des Periodensystems gehörendes Element enthalten:
erwähnt werden.
-
Was das Verhältnis der vorstehend erwähnten Materialien betrifft,
aus denen die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße Harzmischung
gebildet ist, so nimmt das lineare Polymer (i) einen Anteil von 20 bis 80 Masseteilen,
vorzugsweise 20 bis 50 Masseteilen ein, während der Anteil, den das halbveresterte
Epoxyharz (in), gegebenenfalls in Verbindung mit dem Monomer (iii) mit ethylenisch
ungesättigten Bindungen, einnimmt, 80 bis 20 Masseteile, vorzugsweise 80 bis 50
Masseteile, beträgt, so daß die Bestandteile (i) + (ii) oder (i) + (ii) + (iii)
100
Masseteile ausmachen. Beim Vorhandensein des Monomers (iii)
mit ethylenisch ungesättigten Bindungen werden die Mengen des Monomers (iii) und
des halbveresterten Epoxyharzes (ii) vorzugsweise derart gewählt, daß ihr Verhältnis
in der Harzmischung in dem Bereich von 30 : 70 bis 70 : 30 liegt, um die Eigenschaften
dieser Bestandteile voll auszunutzen.
-
Im einzelnen ist das halbveresterte Epoxyharz (ii) in der Hinsicht
wirksam, daß es physikalische Eigenschaften wie z.B. die Haftung an dem Substrat,
die chemische Beständigkeit und die Formbeständigkeit des gehärteten Films den entsprechenden
Eigenschaften eines gehärteten Films aus Epoxyharz sehr ähnlich macht, während das
Monomer (iii) mit ethylenisch ungesättigten Bindungen in der Hinsicht wirksam ist,
daß es der Harzmischung eine hohe Empfindlichkeit gegenüber der Aktivierungsenergie
bzw. gegenüber Strahlen mit wirksamer Energie verleiht, und es ist m öglich, eine
sehr gute Harz mischung und einen ausgezeichneten gehärteten Film, der auf der Mischung
basiert, zu erhalten, die die Eigenschaften beider Bestandteile aufweisen, wenn
das Verhältnis der Bestandteile (ii) und (iii) in dem vorstehend erwähnten Bereich
liegt.
-
Wenn in der erfindungsge m ä ß en Harz mischung ein durch Strahlen
mit wirksamer Energie zu aktivierender Radikalpolymerisationsinitiator enthalten
ist, wird der Polymerisationsinitiator in einer Menge von 0,1 bis 20 Masseteilen,
vorzugsweise von 1 bis 10 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile der Harzbestandteile
t(i) + (ii) oder (i) + (ii) + (iii)j, die aus dem linearen Polymer, dem halbveresterten
Epoxyharz und gegebenenfalls dem Monomer mit ethylenisch ungesättigten Bindungen
bestehen, zugegeben.
-
Im Fall der Verwendung der photoempfindlichen aromatischen Oniumsalzverbindung,
die ein Element der Gruppe VIa oder Va des Periodensystems enthält, ist die Oniumsalzverbindung
in einer Menge von 0,2 bis 15 Masseteilen, vorzugsweise von
0,5
bis 10 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile der Harzbestandteile Ein + (ei) oder
(i) + (ii) + (iii)), die aus dem linearen Polymer, dem halbveresterten Epoxyharz
und gegebenenfalls dem Monomer mit ethylenisch ungesättigten Bindungen bestehen,
enthalten.
-
Als Lösungsmittel, das einzusetzen ist, wenn die durch Strahlen mit
wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße Harzmischung in Form einer Lösung verwendet
wird oder wenn die Mischung bei der Bildung eines Trockenfilms auf eine als Film
substrat dienende Kunststoffolie aufgebracht wird, können hydrophile Lbsungsmittel
wie z.B. Alkohole, Glykolether, Glykolester usw. verwendet werden. Es ist natürlich
auch m öglich, Mischungen zu verwenden, die diese hydrophilen Lösungsmittel als
Hauptbestandteil enthalten, der gegebenenfalls in geeigneten Verhältnissen mit Ketonen
wie z.B.
-
Methylethylketon, Methylisobutylketon usw., mit Estern wie z.B. Ethylacetat,
Isobutylacetat usw., mit aromatische Kohlenwasserstoffen wie z.B. Toluol, Xylol
usw. oder ihren Halogenderivaten oder mit chlorhaltigen aliphatischen Lösungsmitteln
wie z.B. Methylenchlorid, l,l,1-Trichlorethan usw. vermischt ist. Diese Lösungsmittel
können auch als Entwickler für die erfindungsgemäße Mischung verwendet werden.
-
Die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harzmischung kann ferner zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten R adikalpolymerisationsinitiator
oder zu dem vorstehend beschriebenen Lösungsmittel gewünschtenfalls Zusatzstoffe
wie z.B. Katalysatoren für die Kondensationsvernetzung, W ärm epolym erisationsinhibitoren,
F arb mittel (Farbstoffe und Pigmente), feine, teilchenförmige Füllstoffe, Adhäsionsbeschleuniger,
Plastifizierungsmittel usw.
-
enthalten.
-
Als Katalysator für die Kondensationsvernetzung können z.B.
-
Sulfonsäuren, typischerweise p-Toluolsulfonsäure, oder Car-
bonsäuren
wie z.B. Ameisensäure verwendet werden. Als Wärmepolymerisationsinhibitor können
Hydrochinon oder Derivate davon, p-Methoxyphenol, Phenothiazin usw. eingesetzt werden.
Als Farbmittel können öllösliche Farbstoffe und Pigmente in einem solchen Ausmaß
zugegeben werden, daß sie den Durchgang der Strahlen mit wirksamer Energie nicht
wesentlich behindern. Als Füllstoff für die Erhöhung der Härte der Beschichtung
sowie für die Verbesserung der Färbung, der Haftung und der mechanischen Festigkeit
können Verschnittpigmente, feine Kunststoffteilchen usw. eingesetzt werden, die
im allgemeinen in Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Als Adhäsionsbeschleuniger
können in der erfindungsgemäßen Mischung als anorganische Mittel zum Modifizieren
der Oberfläche wirkende Silan-Haftmittel und niedermolekulare oberflächenaktive
Substanzen wirksam verwendet werden.
-
In die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harzmischung können ferner Härtungsmittel für Epoxyharze hineingegeben werden, falls
dies gewünscht wird. Als Beispiele des Härtungsmittels für Epoxyharze, das in die
erfindungsgemäße Harzmischung hineingegeben werden kann, können Polyamine, Polyamide,
Säureanhydride, Bortrifluorid-Amin-Komplexe, Dicyandiamid, Imidazole und Komplexe
von Imidazol und Metallsalzen erwähnt werden.
-
Die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harz mischung kann als Schutzbeschichtung für Glas, als Klebstoff, als Isolierschicht
von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen oder zum Modifizieren von Oberflächen wie
z.B. als eine lichtdurchlässige Färbung oder eine opake Färbung bewirkendes Material
auf einer Glasplatte oder zu dem Z weck, W asserundurchlässigkeit, W asserabweisungsverm
ögen und Korrosionschutz zu verleihen, verwendet werden.
-
Ferner ist die Harz mischung dadurch, daß sie eine ausgezeichnete
chemische Beständigkeit liefert, als Maskiermaterial für die Glasätzung oder für
die Metallisierung wie
z.B. die stromlose Verkupferung usw. und
als Lötmaske für gedruckte Leiterplatten usw. brauchbar. Die Harzmischung eignet
sich unter Ausnutzung der Wasserfestigkeit auch für die Bildung von sehr kleinen
Flüssigkeitsströmungsbahnen, Kühlungskanälen oder Düsen, insbesondere für die Bildung
von Düsen in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf. Ferner ist es möglich, einen
photoempfindlichen Flüssigkeits- oder Trockenfilm für ein Siebdruckverfahren zu
erhalten, der sowohl für wäßrige als auch für ölartige Druckfarben verwendet werden
kann und eine hohe Haltbarkeit hat, die die Haltbarkeit anderer Materialien überragt.
-
Wenn die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße
Harzmischung für verschiedene Anwendungen bereitgestellt wird, wie sie vorstehend
erwähnt wurden, kann sie gemäß den nachstehend als Beispiele aufgeführten Verfahren
verwendet werden.
-
1) Die erfindungsgemäße Mischung wird in einer gewünschten Dicke,
die zwischen 1 und 100 pm liegt, auf ein Substrat aufgebracht; die Mischung wird
durch Verdampfen des Lösungsmittels getrocknet, und dann wird eine Bestrahlung durch
Strahlen mit wirksamer Energie durchgeführt. Das Substrat wird dann etwa 10 min
bis 3 h lang bei 80 °C oder einer höheren Temperatur erhitzt. Wenn ein wärmehärtbares
lineares Polymer verwendet wird, wird eine Hitzebshandlungstemperatur von mindestens
100 °C gewählt, und die Behandlung wird etwa 5 bis 60 min lang durchgeführt.
-
2) Die erfindungsgemäße Mischung wird in einer gewünschten Dicke,
die zwischen 1 und 100 pm liegt, auf ein Substrat aufgebracht, worauf durch Verdampfen
des Lösungsmittels getrocknet wird. Dann wird ein Maskenschablone, deren Durchlässigkeit
für die Strahlen mit wirksamer Energie höchstens 1 % oder weniger beträgt, in enge
Berührung mit der Mischung gebracht, und von oberhalb der Maske wird eine Bestrahlung
durch Strahlen mit wirksamer Energie durchge-
führt. Dann wird
eine Entwicklung mit einem zum Auflösen der Mischung befähigten Entwickler durchgeführt,
um den nicht bestrahlten Anteil zu entfernen. Dann wird das Substrat etwa 10 min
bis 3 h lang bei einer Temperatur von mindestens 80 0C erhitzt. Wenn ein wärmehärtbares
lineares Polymer verwendet wird, wird eine Behandlungstemperatur von mindestens
100 0C gewählt, und die Behandlung wird etwa 5 bis 60 min lang durchgeführt.
-
Der in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene gehärtete Film
hat natürlich eine hervorragende Auflösung und zeigt auch eine ausgezeichnete Haftung
an dem Substrat und eine hervorragende mechanische Festigkeit, W asserfestigkeit,
chemische Beständigkeit und Formbeständigkeit.
-
Aus der durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbaren, erfindungsgemäßen
Harzmischung kann auch ein Trockenfilm gebildet werden, der auf ein Substrat aufgeklebt
und dann der vorstehend beschriebenen Bestrahlungs- und Hitzebehandlung unterzogen
wird, wodurch auf dem Substrat ein gehärteter Film aus der Harzmischung oder ein
aus dem gehärteten Film bestehendes Muster erhalten werden kann. Auch in diesem
Fall kann ein gehärteter Film erhalten werden, der eine hervorragende Haftung an
dem Substrat zeigt und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, W asserfestigkeit,
chemische Beständigkeit und Formbeständigkeit hat.
-
Wie es vorstehend erläutert wurde, zeigt die durch Strahlen mit wirksamer
Energie härtbare, erfindungsgemäße Harzmischung als Material für die Bildung von
Mustern bzw. Schablonen oder Modellen eine sehr gute Empfindlichkeit und ein ausgezeichnetes
Auflösungsvermögen und kann ein Muster mit hoher Dichte und hohem Auflösungsvermögen
bilden.
-
Die Eigenschaften der erfindungsge m ä ß en H arz mischung sind von
den Eigenschaften des linearen Polymers und des halbveresterten Epoxyharzes, die
in der Harz mischung als we-
sentliche Bestandteile enthalten sind,
wirksam abgeleitet.
-
Im einzelnen weist die erfindungsgemäße Harzmischung die Merkmale
einer hervorragenden Haftung an dem Substrat und einer hohen mechanischen Festigkeit,
die hauptsächlich dem linearen Polymer zuzuschreiben sind, und die Merkmale einer
ausgezeichnsten chemischen Beständigkeit und Formbeständigkeit, die hauptsächlich
dem halbveresterten Epoxyharz zuzuschreiben sind, auf. Infolgedessen hat das durch
die Harzmischung gebildete Muster als Beschichtungsmaterial diese ausgezeichneten
Eigenschaften und ist als Schutzbeschichtung oder als Konstruktionsm aterial, von
denen eine lange Lebensdauer verlangt wird, geeignet.
-
Ferner ermöglicht die Verwendung eines härtbaren linearen Polymers
in der Harz mischung eine weitere Verbesserung der Haftung, der mechanischen Festigkeit
und der chemischen Beständigkeit.
-
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher
erläutert, Beispiel 1 Methylmethacrylat, t-Butylmethacrylat und Dimethylaminoethylmethacrylat,
die in einem Molverhältnis von 70/20/10 vermischt waren, wurden einer Lösungspolymerisation
in Toluol unterzogen, wobei ein lineares Polymer mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
(Massemittel) von 7,8 x 104 und einer Glasumwandlungstemperatur von 89 °C erhalten
wurde, das nachstehend als LP-1 bezeichnet wird.
-
Gesondert wurde eine Mischung von 200 g eines Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ
mit einem Epoxyäquivalent von 183 bis 193 (Epicron 855, hergestellt durch Dai-Nippon
Ink Chemical Industries Co.), 4 g Triethylbenzylammoniumchlorid als Katalysator
und 0,5 g Hydrochinon als W ärmepolymerisationsinhibitor auf 80 °C erhitzt, und
Acrylsäure wurde in einer
Menge von 0,5 Äquivalenten pro 1 Äquivalent
der in der Mischung vorhandenen Epoxyreste zugetropft. Nach dem Zutropfen der Acrylsäure
wurde die Mischung weiter 4 h lang gerührt, um die Umsetzung zu vervollständigen.
Auf diese Weise wurde ein halbverestertes Epoxyharz erhalten, in dem die Epoxyreste
durch Acrylsäure teilweise verestert waren. Dieses halbveresterte Epoxyharz wird
nachstehend als HE-1 bezeichnet.
-
Unter Verwendung des linearen Polymers LP-1 und des Epoxyhalbesters
HE-1, die in der vorstehend erläuterten Weise erhalten worden waren, wurde die nachstehend
gezeigte, durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harz mischung hergestellt,
bei der die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-1 100 HE-1 120 Irgacure
651 10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300
Die erwähnte Mischung wurde mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung auf ein Pyrexsubstrat
(10 cm x 10 cm) aufgetragen, das einer Ultraschall- W aschbehandlung in einer W
aschflüssigkeit (Daifron; Daikin Kogyo Co., Ltd.) unterzogen worden war, und getrocknet.
Die aufgetragene Mischung hatte nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 50 pm.
-
Auf die erwähnte getrocknete Mischung wurde eine Polyethylenterephthalatfolie
(Lumilar T) mit einer Dicke von 16 pm laminiert. Dann wurde die Mischung 60 s lang
durch eine Maske für die Prüfung des Auflösungsvermögens hindurch mit dem Licht
einer H albleiterm asken- Ausrichtungsvorrichtung (MA-10; Mikasa Co., Ltd.) belichtet,
und zwar unter Anwendung einer Ultrahochdruck-Quecksilberlampe mit einer
Mitten-Wellenlänge
von etwa 365 nm und einer Lichtenergie von 12 mW/cm2 bei der bestrahlten Oberfläche.
Nach der Belichtung wurde in der Ultraschall-Waschvorrichtung 45 s lang eine Entwicklung
mit einem flüssigen Entwickler, der aus l,l,lwTrichlorethan und Ethanol in einem
Mischungsverhältnis von 80/20 bestand, durchgeführt. Durch die Harzmischung wurde
nach der Entwicklung ein Linien/Z wischenraum-Muster mit Breiten von 50 pm genau
wiedergegeben.
-
Dann wurde das Substrat durch Erhitzen getrocknet, einer Nachbelichtung
mit 10 J/cm unterzogen und 30 min lang bei 150 0C erhitzt. Ein Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten unter Anwendung eines Cellophanbandes für industrielle
Zwecke, der mit dem Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine Haftung von 100/100.
Die Haftung des Musters war vollständig mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren,
die durch das kreuzweise Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde dann 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-;im-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung der Filmqualität wie z.B. ein Weiß werden des Films festgestellt.
-
Beispiel 2 Methylmethacryl at, Butylc arba mylethyl m ethacrylat und
B uto -xymethylacrylamid, die in einem Molverhältnis von 80/10/10 vermischt waren,
wurden einer Lösungspolymerisation in Toluol unterzogen, wobei ein wärmevernetzbares,
lineares Polymer mit einem D urchschnitts molekulargewicht (Masse mittel) von 1,4
x 105 und einer Glasumwandlungstemperatur von 75 0C erhalten wurde, das als LP-2
bezeichnet wird.
-
Gesondert wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1, wobei jedoch
ein Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ mit einem Epoxyäquivalent von 450 bis 500 (Epicron
1050, hergestellt durch Dai-Nippon Ink Chemical Industries Co., Ltd.) verwendet
wurde, ein Epoxyhalbester HE-2 mit einem Verhältnis von 0,5 Äquivalenten Acrylsäure
pro 1 Äquivalent der Epoxyreste hergestellt.
-
Ferner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1, wobei jedoch ein
Epoxyharz vom alicyclischen Typ mit einem Epoxyäquivalent von 128 bis 145 (Celloxide
2021; Daicel Co., Ltd.) verwendet wurde, ein Epoxyhalbester HE-3 mit einem Verhältnis
von 0,5 Äquivalenten Acrylsäure pro 1 Äquivalent der Epoxyreste hergestellt.
-
Unter Verwendung des wärmevernetzbaren, linearen Polymers LP-2 und
der Epoxyhalbester HE-2 und HE-3, die in der vorstehend erläuterten Weise erhalten
worden waren, und des in Beispiel 1 erhaltenen Epoxyhalbesters HE-1 wurde folgendermaßen
eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei
der die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-2 100 HE-1 50 HE-2 50
HE-3 20 Irgacure 651 10 p-Toluolsulfonsäure 3 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon
0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte Harz mischung wurde
in derselben Weise wie in Beispiel 1 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 pm.
-
Dann wurde die Probe in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer Nachbelichtung
und einer Hitzebehandlung unterzogen.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige
Haftung von 100/100 mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise
Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde 8 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit pH =
9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten und
einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-pm-Muster unterzogen. In keinem
der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein Abschälen
oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde keine Veränderung
des Films wie z.B. ein Weißwerdenin dem Film festgestellt.
-
Beispiel 3 Methylmethacrylat, Acrylsäure und 2-Hydroxyethylmethacrylat,
die in einem Molverhältnis von 70/10/20 vermischt waren, wurden einer Lösungspolymerisation
in Toluol unterzogen, wobei ein Copolymer erhalten wurde. Dann wurde 1 Äquivalent
Glycidylmethacrylat pro 1 Äquivalent der in dem erwähnten Copolymer vorhandenen
Carboxylreste zugegeben, und die Umsetzung wurde bei 80 °C in Gegenwart von Triethylbenzyl
ammoniumchlorid als Katalysator durchgeführt, wobei ein photochemisch vernetzbares,
lineares Polymer LP-3 mit einem Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) von
1,1 x 105 und einer Glasumwandlungstemperatur von 96 °C erhalten wurde.
-
Gesondert wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1, wobei jedoch
ein Epoxyharz vom Cresol-Novolak-Typ mit einem Epoxyäquivalent von 220 bis 230 (Epicron
N-685, Dai-Nippon
Ink Chemical Industries Co., Ltd.) verwendet
wurde, ein Epoxyhalbester HE-4 mit einem Verhältnis von 0,5 Äquivalenten Acrylsäure
pro 1 Äquivalent der Epoxyreste hergestellt.
-
Unter Verwendung des photochemisch vernetzbaren, linearen Polymers
LP-3 und des Epoxyhalbesters HE-4, die beide in der vorstehend erläuterten Weise.
erhalten worden waren, und der in Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 erhaltenen Epoxyhalbester
HE-1 und HE-3 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare
H arzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile
LP-3 100 HE-1 50 HE-3 20 HE-4 50 Irgacure 651 10 2-Ethyl-4-methylimidazol 7,0 Kristallviolett
0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die erwähnte Harzmischung
wurde mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung derart auf eine Siliciumscheibe bzw.
-wafer, die auf der Oberfläche eine SiO2-Oxidschicht trug, aufgetragen, daß die
Harz mischung nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 50 pm hatte. Dann wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 ein zur Prüfung des Auflösungsvermögens dienendes Muster
gebildet. Das gebildete Muster gab ein Linien/ Zwischenraum-Muster mit Breiten von
50 pm genau wieder.
-
Die erwähnte Siliciumscheibe wurde dann durch Erhitzen getrocknet
und mit derselben UV-Lichtquelle, die bei der Musterbelichtung angewandt worden
war, einer Nachbelichtung mit 10 J/cm2 unterzogen. Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen
Einschnitten, der mit der erwähnten Siliciumscheibe
durchgeführt
wurde, zeigte keinerlei Abschälung.
-
Das Substrat wurde dann 8 h lang in einer wäßrigen Na0H-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-,um-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche konnte eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet werden. Ferner
wurde keine Veränderung des Filmqualität wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 4 In derselben Weise wie in Beispiel 1, wobei jedoch ein
Epoxyharz vom Cresol-Novolak-Typ mit einem Epoxyäquivalent von 205 bis 250 (Epicron
N-680, Dai-Nippon Ink Chemical Industries Co., Ltd.) verwendet wurde, wurde ein
Epoxyhalbester HE-5 mit einem Verhältnis von 0,5 Äquivalenten Acrylsäure pro 1 Äquivalent
der Epoxyreste hergestellt.
-
Unter Verwendung des wärmevernetzbaren, linearen Polymers LP-2 und
der Epoxyhalbester HE-1 und HE-3, die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten wurden,
und des vorstehend erwähnten Epoxyhalbesters HE-5 wurde folgendermaßen eine durch
Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen
in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-2 100 HE-1 50 HE-3 20 HE-5 50 Irgacure
651 10 Kupferphthalocyanin 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 :
1) 300
Eine lÆige ethanolische Lösung von #-MercaPtoPropy1trimeth
oxysilan (= Thiolreste enthaltendes Silan-Haftmittel) wurde durch 25 s dauernde
Rotation mittels einer Schleudervorrichtung mit 2500 U/min auf eine Pyrexglasplatte
(10 cm x 10 cm) aufgetragen. D ann wurde die Glasplatte 10 min lang einer Hitzebehandlung
bei 120 0C unterzogen. Eine Mühlendispersion der vorstehend erwähnten Harz mischung
wurde gesondert mit einem Drahtstab auf eine Polyethylenterephthalatfolie mit einer
Dicke von 16 um aufgetragen und 20 min lang bei 100 0C getrocknet, wobei eine Harzmischungsschicht
mit einer Dicke von 50 pm erhalten wurde.
-
Dann wurde die Folie mittels einer unter dem Handelsnamen HRL-24 bekannten,
durch DuPont hergestellten Laminiervorrichtung bei 120 0C und mit einer Umfangsgeschwindigkeit
von 1 m/min auf die Pyrexglasplatte laminiert. D ann konnte in derselben Weise wie
in Beispiel 1 ein blau gefärbtes, deutliches Muster mit Linien und Z wischenräumen,
die jeweils eine Breite von 50 pm hatten, gebildet werden.
-
Dann wurden eine Nachbelichtung mit 10 J/cm2 und eine 15 min dauernde
Hitzebehandlung bei 150 0C durchgeführt, um die Härtung zu vervollständigen. Ein
Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige Haftung
von 100/100 mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise
Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde ferner 8 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht. Nach dem Kochen wurde das Substrat wieder einem Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem
50-pm-Muster unterzogen. In keinem der beiden Versuche konnte eine Verschlechterung
der Haftung wie z.B. ein Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat
beobachtet werden. Ferner konnte keine Veränderung der Filmqualität wie z.B. ein
Weiß werden in dem Film festgestellt werden.
-
Beispiel 5 In derselben Weise wie in Beispiel 1, wobei jedoch ein
Epoxyharz vom Phenol-Novolak-Typ mit einem Epoxyäquivalent von 170 bis 190 (Epicron
N-730, Dai-Nippon Ink Chemical Industries Coe, Ltd.) verwendet wurde, wurde ein
Epoxyhalbester (HE-6) mit einem Verhältnis von 0,5 Äquivalenten Acrylsäure pro 1
Äquivalent der Epoxyreste hergestellt.
-
Unter Verwendung des photochemisch vernetzbaren, linearen Polymers
LP-3 und der Epoxyhalbester HE-1 und HE-3, die in den Beispielen 1 bis 3 erhalten
wurden, und des vorstehend erwähnten Epoxyhalbesters HE-6 wurde folgendermaßen eine
durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der
die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-3 100 HE-1 50 HE-3 20 HE-6
50 Irgacure 651 10 Triphenyl sul foniumtetrafluoroborat 7,0 Kristallviolett 0,5
t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte
Harz mischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 bei der Herstellung eines
Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 pm.
-
Das Substrat wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer Nachbelichtung
und einer Hitzebehandlung unterzogen.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige
Haftung von 100/100 mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise
Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde 8 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit pH =
9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten und
einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-um-Muster unterzogen. In keinem
der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein Abschälen
oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde keine Veränderung
des Films wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 6 Methylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat und n- Butylacrylat,
die in einem Molverhältnis von 50/30/20 vermischt waren, wurden einer Lösungspolymerisation
in Toluol unterzogen, wobei ein lineares Polymer LP-4 mit einem Durchschnittsmolekulargewicht
(Massemittel) von 8,0 x 104 und einer Glasumwandlungstemperatur von 55 °C erhalten
wurde.
-
Unter Verwendung der Epoxyhalbester HE-3 und HE-4, die in den Beispielen
2 und 3 erhalten wurden, und des vorstehend erwähnten linearen Polymers LP-4 wurde
folgendermaßen eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt,
bei der die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-4 100 HE-3 20 HE-4
100 2-Ethyl-4-methylimidazol 8 Irgacure 651 10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon
0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300
Die vorstehend erläuterte
Harz mischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 bei der Herstellung eines
Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 pm.
-
Das Substrat wurde dann in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer
Nachbelichtung und einer Hitzebehandlung unterzogen. Ein Band-Abschälversuch mit
kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige Haftung von 100/100 mit Ausnahme
der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise Einschneiden erzeugt worden
waren.
-
Das Substrat wurde dann 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-pm-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung des Films wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 7 Unter Verwendung des in Beispiel 6 erhaltenen linearen
Polymers LP-4, des in Beispiel 2 erhaltenen Epoxyhalbesters HE-3 und des in Beispiel
4 erhaltenen Epoxyhalbesters HE-5 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen mit wirksamer
Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen angegeben
sind: Masseteile LP-4 100 HE-3 20 HE-5 100
Masseteile 2-Ethyl-4-methylimidazol
8 Irgacure 651 10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung
(1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte Harz mischung wurde in derselben Weise wie
in Beispiel 1 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 pm.
-
Das Substrat wurde dann in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer
Nachbelichtung und einer Hitzebehandlung unterzogen. Ein Band-Abschälversuch mit
kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige Haftung von 100/100 mit Ausnahme
der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise Einschneiden erzeugt worden
waren.
-
Das Substrat wurde ferner 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-1lm-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung des Films wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 8 Unter Verwendung des in Beispiel 6 erhaltenen linearen
Polymers LP-4, des in Beispiel 2 erhaltenen Epoxyhalbesters HE-3 und des in Beispiel
5 erhaltenen Epoxyhaibesters HE-6 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen mit
wirksamer
Energie härtbare H arz mischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen angegeben
sind: Masseteile LP-4 100 HE-3 20 HE-6 100 2-Ethyl-4-methylimidazol 8 Irgacure 651
10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die
vorstehend erläuterte Harz mischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 bei
der Herstellung eines Musters verwendet Das erhaltene Muster war deutlich und hatte
ein Auflösungsvermögen von 50 um.
-
Das Substrat wurde dann in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer
Nachbelichtung und einer Hitzebehandlung unterzogen. Ein Band-Abschälversuch mit
kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige Haftung von 100/100 mit Ausnahme
der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise Einschneiden erzeugt worden
waren.
-
Das Substrat wurde ferner 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-pm-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung des Films wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Vergleichsbeispiel 1 Unter Verwendung des in Beispiel 1 erhaltenen
linearen Polymers LP-1 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen mit wirksamer Energie
härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen angegeben sind:
Masseteile LP-1 100 Trimethylolpropantriacrylat 60 Epicron 855 60 Irgacure 651 10
2-Ethyl-4-methylimidazol 8 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung
(1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte Harzmischung wurde in derselben Weise wie
in Beispiel 1 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war unscharf und hatte ein Auflösungsvermögen
von 200 pm. Schmälere Linien wurden im Entwicklungsschritt gelöst und entfernt.
-
Die Probe wurde dann in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer Nachbelichtung
und einer Hitzebehandlung unterzogen.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine zufriedenstellende
Haftung von 100/100.
-
Das erwähnte Substrat wurde ferner 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung
mit pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
unterzogen. Die Haftung hatte unbefriedigenderweise den niedrigen Wert von 10/100.
-
Vergleichsbeispiel 2 Unter Verwendung des in Beispiel 1 erhaltenen
linearen Polymers LP-1 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen mit wirksamer Energie
härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen angegeben sind:
Masseteile LP-1 100 UE-8200 (Acrylatester von Epicron 855, hergestellt durch Dai-Nippon
Ink Chemical Industries Co., Ltd.) 120 Irgacure 651 10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon
0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte Harz mischung wurde
in derselben Weise wie in Beispiel 1 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 pm.
-
Die Probe wurde dann in derselben Weise wie in Beispiel 1 einer Nachbelichtung
und einer Hitzebehandlung unterzogen.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine unbefriedigende
Haftung von 10/100.
-
Das Substrat wurde ferner 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht. Das Muster hatte sich am Ende des Kochvorgangs bereits abgeschält.
-
Wie aus den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen ersichtlich
ist, ist die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare, erfindungsgemäße Harzmischung
nicht nur
zur Bildung eines Musters mit einem hohen Auflösungsvermögen
befähigt, sondern sie liefert auch eine feste Haftung am Substrat und eine ausgezeichnete
mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit.
-
Beispiel 9 Unter Verwendung des vorstehend erwähnten linearen Polymers
LP-1 und des vorstehend erwähnten Epoxyhalbesters HE-1 wurde folgendermaßen eine
durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der
die Mengen in Masseteilen angegeben sind: Masseteile LP-1 100 HE-1 80 Aronix M8060
(Polyesteracrylat, hergestellt durch Toa Gosei Kagaku Co., Ltd.) 120 Irgacure 651
10 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die
erwähnte Mischung wurde mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung auf ein Pyrexglassubstrat
(10 cm x 10 cm) aufgetragen, das einer Ultraschall- W aschbehandlung in einer Waschflüssigkeit
(Daifron; Daikin Kogyo Co., Ltd.) unterzogen worden war, und getrocknet. Die aufgetragene
Mischung hatte nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 50 pm.
-
Auf die erwähnte getrocknete Mischung wurde eine Polyethylenterephthalatfolie
(Lumilar T) mit einer Dicke von 16 pm laminiert. Dann wurde die Mischung 60 s lang
durch eine Maske für die Prüfung des Auflösungsverm ögens hindurch mit dem Licht
einer H albleiterm asken-Ausrichtungsvorrichtung (MA-10; Mikasa Co., Ltd.) belichtet,
und zwar unter Anwendung einer Ultrahochdruck-Quecksilberlampe mit einer
Mitten-Wellenlinge
von etwa 365 nm und einer Lichtenergie von 12 mW/cm2 bei der bestrahlten Oberfläche.
Nach der Belichtung wurde in der Ultraschall-waschvorrichtung 45 s lang eine Entwicklung
mit einem flüssigen Entwickler, der aus 1,1,1-Trichlorethan bestand, durchgeführt.
Durch die Harzmischung wurde nach der Entwicklung ein Linien/Zwischenraum-Muster
mit Breiten von 50 pm genau wiedergegeben.
-
Dann wurde das Substrat durch Erhitzen getrocknet, einer Nachbelichtung
mit 10 J/cm2 unterzogen und 30 min lang bei 150 °C erhitzt. Ein Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten unter Anwendung eines Cellophanbandes für industrielle
Zwecke, der mit dem Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine Haftung von 100/100.
Die Haftung des Musters war vollständig mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren,
die durch das kreuzweise Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde dann 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-pm-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung der Filmqualität wie z.B. ein Weiß werden des Films festgestellt.
-
Beispiel 10 Unter Verwendung des wärmevernetzbaren, linearen Polymers
LP-2 und der Epoxyhalbester HE-2 und HE-3 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen
mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen
angegeben sind:
Masseteile LP-2 100 Aronix M-8060 50 HE-1 50 HE-2
50 HE-3 20 Irgacure 651 10 p-Toluolsulfonsäure 3 Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon
O,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die vorstehend erläuterte Harzmischung wurde
in derselben Weise wie in Beispiel 9 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
-
Das erhaltene Muster war deutlich und hatte ein Auflösungsvermögen
von 50 )rom.
-
Dann wurde die Probe in derselben Weise wie in Beispiel 9 einer Nachbelichtung
und einer Hitzebehandlung unterzogen.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige
Haftung von 100/100 mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise
Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde ferner 8 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-;im-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung des Films wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 11 Unter Verwendung des photochemisch vernetzbaren, linearen
Polymers LP-3 und des Epoxyhalbesters HE-4 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen
mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen
angegeben sind: Masseteile LP-3 100 HE-4 120 Aronix M-7100 (Polyesteracrylat, hergestellt
durch Toa Gosei Kagaku Co., Ltd.) 60 Irgacure 651 10 2-Ethyl-4-methylimidazol 7,0
Kristallviolett 0,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung (1 : 1) 300 Die
erwähnte Mischung wurde mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung derart auf eine Siliciumscheibe
bzw. -wafer, die auf der Oberfläche eine SiO2-Oxidschicht trug, aufgetragen, daß
die Harz mischung nach dem Trocknen eine Dicke von 50 pm hatte. Dann wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 9 ein zur Prüfung des Auflösungsvermögens dienendes Muster
gebildet. Das erhaltene Muster gab die Linien und die Zwischenräume von 50 pm Breite
genau wieder.
-
Die erwähnte Siliciumscheibe wurde dann durch Erhitzen getrocknet
und mit derselben UV-Lichtquelle, die bei der Musterbelichtung angewandt worden
war, einer Nachbelichtung mit 10 J/cm2 unterzogen Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen
Einschnitten, der mit der erwähnten Siliciumscheibe durchgeführt wurde, zeigte keinerlei
Abschälung der aufgetragenen Schicht.
-
Das Substrat wurde f erner 8 h lang in einer wäßrigen N a O H -Lösung
mit pH = 9,0 gekocht und wieder einem Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten
und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem 50-pm-Muster unterzogen. In
keinem der beiden Versuche wurde eine Verschlechterung der Haftung wie z.B. ein
Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat beobachtet. Ferner wurde
keine Veränderung des Filmqualität wie z.B. ein Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 12 Unter Verwendung des wärmevernetzbaren, linearen Polymers
LP-2 und der Epoxyhalbester HE-3 und HE-5 wurde folgendermaßen eine durch Strahlen
mit wirksamer Energie härtbare Harzmischung hergestellt, bei der die Mengen in Masseteilen
angegeben sind: Masseteile LP-2 100 HE-3 40 HE-5 50 Kaya-Cure DPCA-60 (aliphatisches,
polyfunktionelles Acrylat, hergestellt durch Nippon Kayaku Co.) 90 Irgacure 651
10 Kupferphthalocyanin O,5 t-Butylhydrochinon 0,5 MIBK/Toluol-Mischung <1 : 1)
300 Eine 1%ige ethanolische Lösung von t-Mercaptopropyltrimethoxysilan (= Thiolreste
enthaltendes Silan-Haftmittel) wurde durch 25 5 dauernde Rotation mittels einer
Schleudervorrichtung mit 2500 U/min auf eine Pyrexglasplatte (10 cm x 10 cm) aufgetragen.
Dann wurde die Glasplatte 10 min lang einer Hitzebehandlung bei 120 0C unterzogen.
Eine Mühlendispersion der vorstehend erwähnten H arz mischung wurde
gesondert
mit einem Drahtstab auf eine Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 16
wum aufgetragen und 20 min lang bei 100 °C getrocknet, wobei eine Harzmischungsschicht
mit einer Dicke von 50 um erhalten wurde.
-
Dann wurde die Folie mittels einer unter dem Handelsnamen HRL-24 bekannten,
durch DuPont hergestellten Laminiervorrichtung bei 120 0C und mit einer U mfangsgeschwindigkeit
von 1 m/min auf die Pyrexglasplatte laminiert. Dann konnte in derselben Weise wie
in Beispiel 9 ein blau gefärbtes, deutliches Muster mit Linien und Z wischenräumen,
die jeweils eine Breite von 50 pm hatten, gebildet werden.
-
Dann wurden eine Nachbelichtung mit 1Q J/cm und eine 15 min dauernde
Hitzebehandlung bei 150 0C durchgeführt, um die Härtung zu vervollständigen. Ein
Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten zeigte eine vollständige Haftung
von 100/100 mit Ausnahme der deutlichen Schnittspuren, die durch das kreuzweise
Einschneiden erzeugt worden waren.
-
Das Substrat wurde ferner 8 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht. Nach dem Kochen wurde das Substrat wieder einem Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten und einem Abschälversuch in einem Bereich mit einem
50-pm-Muster unterzogen. In keinem der beiden Versuche konnte eine Verschlechterung
der Haftung wie z.B. ein Abschälen oder eine Abtrennung des Films von dem Substrat
beobachtet werden. Ferner wurde keine Veränderung der Filmqualität wie z.B. ein
Weiß werden in dem Film festgestellt.
-
Beispiel 13 Die Harzmischung von Beispiel 10 wurde mit einer Stabbeschichtungsvorrichtung
auf eine Polyethylenterephthalatfo -lie (Lumilar T) mit einer Dicke von 16 ;im aufgetragen,
wobei eine laminierte H arzmischungsschicht erhalten wurde, die nach dem Trocknen-eine
Dicke von etwa 50 pm hatte. In
einem Heißluftofen wurde 10 min
lang eine Trocknungsbehandlung bei 100 °C durchgeführt. Gesondert wurde ein mit
Kupfer laminiertes Substrat für eine gedruckte Leiterplatte mit einer Bürste poliert
und getrocknet, und die durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare Harzmischungsschicht
der vorstehend erläuterten laminierten Folie wurde auf die Kupferschicht laminiert.
Das Laminieren wurde mit einer Heißwalzen-Laminiervorrichtung (HRL-24, hergestellt
durch E.I. DuPont de Nemour) bei 105 °C mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1 m/min
durchgeführt. Nach der Abkühlung der Platte wurde die Harzmischungsschicht 45 s
lang durch eine zur Prüfung des Auflösungsvermögens dienende Negativmaske hindurch
mit dem in hohem Maße parallelen Lichtstrahl aus einer Lichtquelle mit einer UV-Energie
von 12 mW/cm2 in der Nähe von 365 nm belichtet. Nach der Belichtung wurden die Maskierfolie
und die Polyethylenterephthalatfolie entfernt, und die Harzmischungsschicht wurde
60 s lang durch Aufsprühen von 1,1,1-Trichlorethan entwickelt In dieser Weise wurde
auf dem Substrat ein genaues Muster aus Linien und Zwischenräumen mit einer Breite
von jeweils 40 Mm gebildet.
-
Das Substrat wurde dann einer Nachhärtung mit einer Hochdruck-Quecksilberlampe
mit einer UV-Energie von 80 mJ/cm2 in der Nähe von 365 nm unterzogen, worauf eine
30 min dauernde Hitzehärtung bei 120 °C durchgeführt wurde. Nach der Nachhärtung
war das auf dem Substrat gebildete Muster aus einem harten Film gebildet.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten, der mit dem
Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine hohe Haftung von 100/100.
-
Das Substrat wurde dann 30 min lang bei 45 °C einer elektrolytischen
Verkupferung in einem Kupfersulfat-Galvanisierbad mit pH = 1,2 unterzogen. Ein Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten, der mit dem Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine
hohe Haftung von 100/100. Es wurde eine hohe Säurefestigkeit bestätigt, da sogar
in einem
Musterbereich, der als R esist- bzw. R eservierungsbereich
für die Kupfersulfat-Galvanisierflüssigkeit gedient hatte, keine Abschälung beobachtet
wurde.
-
Das Substrat wurde ferner in eine wäßrige NaOH-Lösung mit pH = 12,0
eingetaucht und 2 min lang einer elektrolytischen Waschbehandlung mit einer Spannung
von 10 V und einer Stromdichte von 1 A/dm2 unterzogen, wobei der Strom durch an
dem Substrat angebrachte Elektroden zugeführt wurde. Ein Band-Abschälversuch mit
kreuzweisen Einschnitten, der mit dem Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine zufriedenstellende
Haftung von 100/100. Es wurde eine hohe Alkalifestigkeit bestätigt, da sogar in
einem Musterbereich, der als Resist-bzw. R eservierungsbereich für die elektrolytische
W aschbe -handlung gedient hatte, keine Abschälung beobachtet werden konnte.
-
Das Substrat wurde ferner 15 s lang in ein aus 60 * Pb und 40 % Sn
bestehendes L ötbad mit einer Temperatur von 260 0C eingetaucht; auf diese Weise
wurde auf den freiliegenden Bereich der Kupferfolie Lötmetall aufgebracht. Ein Band-Abschälversuch
mit kreuzweisen Einschnitten, der mit dem Substrat durchgeführt wurde, zeigte eine
zufriedenstellende Haftung von 100/100. Es wurde eine ausreichende Hitzebeständigkeit
als Resist- bzw. Reservierungsmaterial für das Löten bestätigt, da sogar in dem
Musterbereich, der als Resist- bzw. R eservierungsbereich für die Lötung gedient
hatte, keine Abschälung beobachtet werden konnte.
-
Vergleichsbeispiel 3 Eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare
Harzmischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch
der Epoxyhalbester HE-1 durch 80 Masseteile UE-8200 (hergestellt durch Dai-Nippon
Ink Chemical Industries Co., Ltd., vermutlich ein Acrylatester von Epicron 855)
ersetzt wurde. Die erwähnte Mischung wurde in
derselben W eise
wie in Beispiel 9 bei der Herstellung eines Musters verwendet. Auf diese Weise wurden
ein Auflösungsvermögen von 50 ßum und eine Empfindlichkeit erzielt, die derjenigen
in Beispiel 9 vergleichbar war.
-
Ein Band-Abschälversuch mit kreuzweisen Einschnitten, der mit dem
Substrat durchgeführt wurde, zeigte jedoch eine unbefriedigende Haftung von 30/100.
-
Das Substrat wurde ferner 4 h lang in einer wäßrigen NaOH-Lösung mit
pH = 9,0 gekocht. Schon vor dem Abschälversuch wurde eine Abschälung über der gesamten
Oberfläche beobachtet.
-
Vergleichsbeispiel 4 Eine durch Strahlen mit wirksamer Energie härtbare
Harzmischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, wobei jedoch
die 120 Masseteile Aronix M8060 durch 40 Masseteile des Epoxyhalbesters HE-2 und
40 Masseteile des Epoxyhalbesters HE-3 ersetzt wurden. Die erwähnte Mischung wurde
in derselben Weise wie in Beispiel 9 bei der Herstellung eines Musters verwendet.
Das erhaltene Muster zeigte eine zufriedenstellende Haftung von 100/100, jedoch
wurde zur Herstellung eines Musters mit 100 pm Breite eine Belichtungszeit von 90
s benötigt, und die Genauigkeit des erhaltenen Musters war mangelhaft.