JP2856746B2 - 光重合性組成物 - Google Patents

光重合性組成物

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JP2856746B2 JP63316731A JP31673188A JP2856746B2 JP 2856746 B2 JP2856746 B2 JP 2856746B2 JP 63316731 A JP63316731 A JP 63316731A JP 31673188 A JP31673188 A JP 31673188A JP 2856746 B2 JP2856746 B2 JP 2856746B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光重合性組成物に関し、より詳細には、感光
硬化速度が改善された光重合性組成物に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題] 光重合性組成物は、プリント回路基板、集積回路、金
属リレーフ像や印刷版の製造に広く使用されている。こ
の光重合性組成物は、通常、熱可塑性高分子結合剤、光
重合開始剤、重合促進剤及び付加重合性化合物等を含有
しており、通常、溶液状またはドライフィルム状の形態
で使用される。そして、有機溶媒に溶解した溶液状光重
合性組成物やドライフィルム状の光重合性組成物を、プ
リント基板用の銅張積層板や微細加工に供する金属基板
等の表面に塗布またはラミネートして積層し、活性光線
により所定のパターンを露光し、未露光部を現像液で現
像することにより、レジスト像を形成している。
また光重合開始剤の活性領域が、通常、紫外線領域で
あるため、露光に際しては、紫外線領域を含む活性光線
を露光している。従って、プリント配線板等の生産性を
高高めるには、活性光線に対して感度が大きく、感光硬
化速度が大きいことが要求される。
しかしながら、従来の光重合性組成物では、感光硬化
速度が未だ十分ではなく、露光時間が長くなり生産性が
低下するという問題がある。
本発明の目的は、感光硬化速度が大きな光重合性組成
物を提供することにある。
[発明の構成] 本発明者らは、鋭意研究の結果、特定のアルキルアミ
ノ安息香酸アルキルエステルを、光重合開始剤、特定の
熱可塑性高分子結合剤及び付加重合性化合物と組合わせ
ることにより、優れた感光硬化速度を有する光重合組成
物を得られることを見いだした。すなわち、本発明は、 (1)少なくとも(メタ)アクリル系モノマーとカルボ
キシル基含有単量体とスチレン系モノマーとで構成さ
れ、かつ前記(メタ)アクリル系モノマーが、アクリル
酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルで構成さ
れ、前記スチレン系モノマーと(メタ)アクリル系モノ
マーとの割合が前者/後者=10/90〜60/40(重量比)で
ある単量体の共重合体で構成された熱可塑性高分子結合
剤100重量部と、 (2)ハロゲン原子またはアルキル基を有していてもよ
いチオキサントン0.01〜30重量部と、 (3)下記一般式(I) (式中、R1はC3-4分岐アルキル基、R2はメチル又はエチ
ル基、R3は炭素数1〜20のアルキル基を示す) で表されるアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル0.
01〜30重量部と、 (4)常温常圧で液体または固体の付加重合性化合物10
〜20重量部とを含有する光重合性組成物により、上記課
題を解決するものである。
まず、熱可塑性高分子結合剤について説明する。熱可
塑性高分子結合剤としては、スチレン系モノマーと,ア
クリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルで構
成された(メタ)アクリル系モノマーと,カルボキシル
基含有単量体との共重合体が使用される。
スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−位がア
ルキル基またはハロゲン原子で置換されたα−置換スチ
レン、例えば、α−メチルスチレン、α−クロロスチレ
ン等;ベンゼン環の水素原子が置換された置換スチレ
ン、例えば、p−メチルスチレン、p−エチルスチレ
ン、p−プロピルスチレン、p−イソプロピルスチレ
ン、p−(tert−ブチル)スチレン等が例示され、少な
くとも一種使用される。スチレン系モノマーのうちスチ
レン、α−メチルスチレン等が好ましい。
アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸ペンチ
ル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アク
リル酸シクロヘキシル等が例示される。またメタクリル
酸エステルとしては、上記アクリル酸エステルに対応し
たメタクリル酸エステルが例示される。これらのアクリ
ル酸エステル及びメタクリル酸エステルは一種以上使用
される。
なお、アルカリ現像液で、未露光部分を除去し現像し
たり、硬化膜を剥離する場合には、カルボキシル基を有
する付加重合単量体を共重合させることが有効である。
このような付加重合性単量体としては、例えば、マレイ
ン酸、イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸等が挙げ
られる。
熱可塑性高分子は、適宜の割合の各モノマーで構成さ
れるが、スチレン系モノマー、アクリル酸エステル及び
/又はメタクリル酸エステルとで構成される場合、通
常、スチレン系モノマー10〜60重量%、アクリル酸エス
テル及びメタクリル酸エステル90〜40重量%程度であ
る。またアクリル酸エステルとメタクリル酸エステルと
を併用する場合、通常、重量比で、アクリル酸エステル
/メタクリル酸エステル=20〜65/80〜35、好ましくは3
0〜50/70〜50程度の割合で使用される。またカルボキシ
ル基を有する付加重合性単量体は、通常、スチレン系モ
ノマー、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル
の合計量60〜85重量%に対して15〜40重量%程度使用さ
れる。
ハロゲン原子またはアルキル基を有していてもよいチ
オキサントンとしては、例えば、チオキサントン、その
ハロゲン化物である2−クロロチオキサントン、アルキ
ル化物である2−メチルチオキサントン、2−エエルチ
オキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4
−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサン
トン、2,4−ジブチルチオキサントン等が挙げられる。
上記ハロゲン原子またはアルキル基を有していてもよ
いチオキサントンは、一種または二種以上使用される。
チオキサントン等は、熱可塑性高分子結合剤100重量部
に対して0.01〜30重量部、好ましくは1〜15重量部使用
される。熱可塑性高分子結合剤に対するチオキサントン
等の使用量が0.01重量部未満であると感光硬化速度が十
分でなく、30重量部を越えると硬化膜の特性が低下す
る。
一般式(I)で表される化合物においてR1、R2及びR3
のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロ
ピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチ
ル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、12−エ
チルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシ
ル、トリデシル、オクタデジル、イコシル基等の直鎖状
また分岐鎖状アルキル基が例示される。但し、R1は炭素
数3〜4の分岐鎖状アルキル基(C3-4分岐アルキル
基)、特にイソプロピル基であり、R2はメチル基又はエ
チル基であり、R3は炭素数1〜20のアルキル基である。
一般式(I)で表される化合物のうち好ましいアルキ
ルアミノ安息香酸アルキルエステルとしては、p−(N
−メチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸メチル、
p−(N−エチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸
メチル、p−(N−メチル−N−イソプロピルアミノ)
安息香酸エチル、p−(N−エチル−N−イソプロピル
アミノ)安息香酸エチル、p−(N−エチル−N−イソ
プロピルアミノ)安息香酸プロピル、p−(N−エチル
−N−イソプロピルアミノ)安息香酸アミル、p−(N
−エチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸イミアミ
ル等が例示できる。
一般式(I)で表される化合物は、他のアルキルアミ
ノ安息香酸アルキルエステル、例えば、p−(N−プロ
ピル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸プロピル、p
−(N,N−ジイソプロピルアミノ)安息香酸メチル、p
−(N−ブチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸メ
チル、p−(N−プロピル−N−イソプロピルアミノ)
安息香酸エチル、p−(N,N−ジイソプロピルアミノ)
安息香酸エチル、p−(N−ブチル−N−イソプロピル
アミノ)安息香酸メチル、p−(N−ブチル−N−イソ
プロピルアミノ)安息香酸ブチル、p−(N−ブチル−
N−イソプロピルアミノ)安息香酸メチル、p−(N,N
−ジイソプロピルアミノ)安息香酸アミル、p−(N,N
−ジイソプロピルアミノ)安息香酸イソアミル、p−
(N−ブチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸イソ
アミル、p−(N−ヘキシル−N−イソプロピルアミ
ノ)安息香酸メチル、p−(N−ヘキシル−N−イソプ
ロピルアミノ)安息香酸エチル、p−(N−ヘキシル−
N−イソプロピルアミノ)安息香酸ヘキシル、p−(N
−ヘキシル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸プロピ
リ、p−(N−ヘキシル−N−イソプロピルアミノ)安
息香酸イソアミル、p−(N−ヘプチル−N−イソプロ
ピルアミノ)安息香酸メチル、p−(N−ヘプチル−N
−イソプロピルアミノ)安息香酸エチル、p−(N−ヘ
プチル−N−イソプロピルアミノ)安息香酸ヘプチル、
p−(N−ヘプチル−N−イソプロピルアミノ)安息香
酸プロピル、p−(N−ヘプチル−N−イソプロピルア
ミノ)安息香酸イソアミル等と併用してもよい。
前記一般式(I)で表されるアルキルアミノ安息香酸
アルキルエステルは、少なくとも一種使用される。上記
アルキルアミノ安息香酸アルキルエステルは、熱可塑性
高分子結合剤100重量部に対して、0.01〜30重量部、好
ましくは1〜15重量部使用される。アルキルアミノ安息
香酸アルキルエステルの量が0.01重量部未満であると感
光硬化速度を高めるのが困難であり、30重量部を越える
と硬化膜の特性が低下する。なお、一般式(I)で表さ
れるアルキルアミノ安息香酸アルキルエステルは、熱可
塑性高分子結合剤等との相溶性に優れ、光重合性組成物
の安定化に寄与する他、感光硬化速度を著しく促進す
る。
本発明において、感光硬化性をより一層高めるには、
前記チオキサントン等と、一般式(I)で表されるアル
キルアミノ安息香酸アルキルエステルと、下記一般式
(II)で表される2,4,5−トリアリールイミダゾリル二
量体とを併用するのが好ましい。
(式中、Ar1、Ar2及びAr3は置換されていてもよいアリ
ール基を示す) 一般式(II)で表される2,4,5−トリアリールイミダ
ゾリル二量体としては、例えば、2,2′,4,4′,5,5′−
ヘキサフェニルビスイミダゾール、2,2′−ジ(o−ク
ロロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビスイ
ミダゾール、2,2′−ジ(o−クロロフェニル)−4,
4′,5,5′−テトラ(m−メトキシフェニル)ビスイミ
ダゾール、2,2′−ジ(o−フルオロフェニル)−4,
4′,5,5′−テトラフェニルビスイミダゾール、2,2′−
ジ(o−メトキシフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフ
ェニルビスイミダゾール、2,2′−ジ(p−クロロフェ
ニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビスイミダゾー
ル、2,2′−ジ(p−クロロフェニル)−4,4′,5,5′−
テトラ(m−メトキシフェニル)ビスイミダゾール、2,
2′−ジ(p−フルオロフェニル)−4,4′,5,5′−テト
ラフェニルビスイミダゾール、2,2′−ジ−(p−メト
キシフェニル)−4,4′,5,5′−テトラフェニルビスイ
ミダゾール等が例示される。上記一般式(II)で表され
る2,4,5−トリアリールイミダゾリル二量体は少なくと
も一種使用される。一般式(II)で表される2,4,5−ト
リアリールイミダゾリル二量体は熱可塑性高分子結合剤
100重量部に対して0.01〜30重量部、好ましくは1〜15
重量部使用される。2,4,5−トリアリールイミダゾリル
二量体の量が0.01重量部未満であると感光硬化速度を高
めるのが困難であり、30重量部を越えると硬化膜の特性
が低下する。
付加重合性化合物としては、常温常圧で液体または固
体であり、分子中に2個以上のアクリロイル基やメタク
リロイル基を有するアクリレートやメタクリレート等が
挙げられる。
分子中に2個のアクリロイル基を有するアクリレート
としては、例えば、エチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレ
ングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、プロピレングリコールジアクリレート、ジプロピ
レングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコ
ールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジア
クリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレー
ト、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオール
ジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキサイ
ド付加物のジアクリレート、ビスフェノールAのプロピ
レンオキサイド付加物のジアクリレート、水素化ビスフ
ェノールAのエチレンオキサイド付加物のジアクリレー
ト、水素化ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付
加物のジアクリレート、N,N′−メチレンビスアクリル
アミド、N,N′−ベンジリデンビスアクリルアミド等が
例示される。
分子中に3個以上のアクリロイル基を有するアクリレ
ートとしては、例えば、グリセリントリアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロ
ールエタントリアクリレート、ペンタエリスリトールト
リクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が例
示される。
分子中に2個以上のメタクリロイル基を有するメタク
リレートとしては、上記アクリレートに対応するメタク
リレートが例示される。
上記アクリレート及びメタクリレートは、少なくとも
一種使用され、両者を混合して使用してもよい。なお、
単官能性のアクリレート及びメタクリレートを適宜併用
してもよい。
付加重合性化合物の量は、通常、熱可塑性高分子結合
剤100重量部に対して10〜200重量部、好ましくは20〜15
0重量部程度である。
本発明の光重合性組成物は、必要に応じて、熱重合反
応を抑制し、貯蔵安定性を高める安定剤、発色剤、レジ
スト像の判別を容易にする着色剤、柔軟性を付与する可
塑剤等を含有していてもよい。安定剤としては、例え
ば、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ハイド
ロキノンモノメチルエーテル、tert−ブチルカテコール
等が例示され、光重合性を阻害しない範囲で適宜量使用
される。発色剤としては、トリアリールメタン系染料の
ロイコ体が有用であり、例えば、ロイコクリスタルバイ
オレット、ロイコマラカイトグリーン、又はこれらのロ
イコ体の塩酸塩、硫酸塩等の鉱酸塩、p−トルエンスル
ホン酸塩等の有機酸塩等が挙げられる。また着色剤とし
ては、例えば、クリスタルバイオレット、マラカイトグ
リーン、ビクトリアブルー、メチレンブルー等が例示さ
れる。可塑剤としては、例えば、ジエチルフタレート、
ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチ
ルフタレート等のフタル酸エステル類;ジオクチルアジ
ペート、ジブチルジグリコールアジペート等の脂肪酸エ
ステル類;トリメチルホスフィン等のリン酸エステル
類;トルエンスルホン酸アミド等のスルホン酸アミド類
等が例示される。
本発明の光重合性組成物は、有機溶媒を含有しない液
状であってもよいが、通常、有機溶媒に溶解ないし分散
した液状またはドライフィルムの形態で使用される。上
記有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノー
ル、プロパノール等のアルコール類、酢酸エチル等のエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類等が例示
される。ドライフィルムは、例えばポリエチレンテレフ
タレートフィルム等の基体フィルムに重合性組成物を塗
布し、乾燥した後、ポリエチレンフィルム等のカバーフ
ィルムを加圧ロール等でラミネートすることにより作製
される。ドライフィルムの光重合性組成物の膜厚は解像
度及び作業性等を低下させない範囲であれば特に制限さ
れないが、通常5〜100μm、好ましくは20〜70μmで
ある。
本発明の光重合性組成物からなる感光層は、通常、有
機溶媒を含有する液状の光重合性組成物を、プリント基
板等の支持体に印刷または塗布し、有機溶媒を除去した
り、ドライフィルムのカバーフィルムを剥離し上記支持
体にゴムロール等でラミネートすることにより形成され
る。
感光層は、化学的に活性な放射線を発生させる光源、
例えば、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプな
どの光源で露光される。光は、通常、必要に応じて感光
層上にカバーシートを設け、ネガまたはポジ型のパター
ンマスクを用い、接触法または投影法により行なわれ
る。露光後、現像液で現像すると前記パターンに応じた
レジスト像が得られる。上記現像液としては、パークロ
ロエチレン、トリクロロエタンなどの有機溶媒からなる
現像液や塩基性化合物を含有するアルカリ現像液などが
使用できる。アルカリ現像液の塩基性化合物としては、
例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリ
ウム、炭酸水素ナトリウムケイ酸ナトリウム、リン酸ナ
トリウム等の無機塩基;トリメチルアミン、トリエチル
アミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、モルホリン、ピリジン等の有機塩基
が例示される。なお、アルカリ現像液には、エチレング
リコールモノブチルエーテル等の有機溶媒が含有されて
いてもよい。
また回路パターンを形成する場合には、レジスト像を
形成した後、メッキ液やエッチング液で処理され、上記
レジスト像は水酸化ナトリウム等の強アルカリ水溶液又
は塩化メチレン等の有機溶媒で剥離除去される。
本発明の光重合性組成物は、プリント配線板、回路基
板、金属レリーフ像や印刷版等を製造する際のフォトレ
ジストとして使用できる。
[発明の効果] 本発明の光重合性組成物によれば、特定のアルキルア
ミノ安息香酸アルキルエステルを、光重合開始剤、熱可
塑性高分子結合剤及び付加重合性化合物と組合せている
ので、優れた感光硬化速度が得られ、従来の光重合性組
成物と比較して露光時間が短縮され、プリント配線板等
の生産性を高めることができる。
[実施例] 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。
実施例1 以下の成分を混合して光重合性組成物を得た。
メタクリル酸14重量%、アクリル酸14重量%、スチレン
20重量%、メタクリル酸−2−エチルヘキシル52重量%
の共重合体 50g 2,4−ジエチルチオキサントン 1g p−N−エチル−N−イソプロピルアミノ安息香酸アミ
ル 3g トリメチロールプロパントリアクリレート 15g テトラエチレングリコールジアクリレート 10g ビクトリアブルーGH 0.05g メチルエチルケトン 60g テトラヒドロフラン 10g 得られた光重合性組成物を、膜厚25μmのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム支持体に塗布し、75℃で乾燥
し、感光性フィルムを得た。感光層の厚みは50μmであ
った。得られた感光性フィルムを、研磨した銅張積層板
に、100℃に加熱したゴムローラーによって積層した。
次いで、ストファー21段ステップタブレットを乾燥性フ
ィルムに重ね2kwの超高圧水銀灯で50cmの距離から10秒
間照射し硬化させ、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム支持体を剥離した後、温度30℃の1%炭酸ナトリウム
水溶液で70秒間スプレー現像したところ、ステップタブ
レットの『8』に対応する樹脂レリーフ像が得られた。
参考例1 ポリメタクリル酸メチル50g、2−クロロチオキサン
トン1g、p−N−メチル−N−イソプロピルアミノ安息
香酸エチル3g、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト15g、テトラエチレングリコールジアクリレート10g、
ビクトリアブルーGH0.05g、メチルエチルケトン60g、テ
トラヒドロフラン10gアミルを用いる以外、実施例1と
同様にして光重合性組成物を得た。この光重合性組成物
を実施例1と同様に評価したところ、ステップタブレッ
トの『8』に対応する樹脂レリーフ像が得られた。
参考例2 実施例1の共重合体に代えて、メタクリル酸20重量
%、メタクリル酸メチル60重量%、アクリル酸イソブチ
ル20重量%の共重合体を用い、光重合性組成物を調製し
た。そして、実施例1と同様にして感光特性を評価した
ところ、ステップタブレットの『8』に対応する樹脂レ
リーフ像が得られた。
参考例3 参考例2の光重合性組成物に、2,2′−ジ(o−クロ
ロフェニル)−4,4′,5,5′−テトラ(m−メトキシフ
ェニル)ビスイミダゾールを2g添加し、混合することに
より光重合性組成物を得た。
そして、露光時間を約7.5gとする以外、参考例2と同
様にして感光特性を調べたところ、ステップタブレット
の『8』に対応する樹脂レリーフ像が得られた。硬化速
度が大きいものであった。」 比較例1 実施例1及び参考例2の光重合性組成物を構成する成
分中、p−(N−エチル−N−イソプロピルアミノ)安
息香酸アミルを含有しない光重合性組成物を得た。各光
重合性組成物を実施例1と同様に評価したところ、それ
ぞれステップタブレットの『4』に対応するレリーフ像
しか得られなかった。
比較例2 実施例1の光重合性組成物中、p−(N−エチル−N
−イソプロピルアミノ)安息香酸アミルに代えて、p−
(N−ブチルアミノ)安息香酸エチルを用いて、光重合
性組成物を得た。
この光重合性組成物を実施例1と同様に評価したとこ
ろ、ステップタブレットの『7』に対応する樹脂レリー
フ像しか得られなかった。
比較例3 実施例3の光重合性組成物中、p−(N−エチル−N
−イソプロピルアミノ)安息香酸アミルに代えて、p−
(N−n−ブチルアミノ)安息香酸エチルを用いて、光
重合性組成物を得た。
この光重合性組成物を実施例1と同様に評価したとこ
ろ、ステップタブレットの『6』に対応する樹脂レリー
フ像しか得られなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/004 - 7/031 C08F 2/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも(メタ)アクリル系モノマーと
    カルボキシル基含有単量体とスチレン系モノマーとで構
    成され、かつ前記(メタ)アクリル系モノマーが、アク
    リル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルで構成
    され、前記スチレン系モノマーと(メタ)アクリル系モ
    ノマーとの割合が前者/後者=10/90〜60/40(重量比)
    である単量体の共重合体で構成された熱可塑性高分子結
    合剤100重量部と、 ハロゲン原子またはアルキル基を有していてもよいチオ
    キサントン0.01〜30重量部と、 下記一般式(I) (式中、R1はC3-4分岐アルキル基、R2はメチル又はエチ
    ル基、R3は炭素数1〜20のアルキル基を示す) で表されるアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル0.
    01〜30重量部と、 常温常圧で液体または固体の付加重合性化合物10〜200
    重量部とを含有することを特徴とする光重合性組成物。
  2. 【請求項2】熱可塑性高分子結合剤100重量部に対し
    て、2,4,5−トリアリールイミダゾリル二量体0.01〜30
    重量部を含有する請求項1記載の光重合性組成物。
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