Бессеребряная светочувствительная композиция
Использование, в средствах для репрографии, полиграфии, микроэлектроники, опт.ико-электронике, в частности в светочувствительных композициях. Сущность изобретения для повышения светочувствительности и срока сохранности полученного изображения, а также стойкости последнего к воздействию органических растворителей композиция содержит, мас% 1,1.3,3-тетраметил-1.3-диферроценилдисилазан 1,5 - 6, соолигомер или i омоолигомер 15-20, СВг4 10 - 17 и растворитепь до 100
ф + /р р 4д
gI; "! fi&lфi Ц
3Щ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4948?61/04 (22) 25.06.91 (46) 15.12.93 Бюл. Na 45-46 (71) Московский текстильный институт имАН. Косыгина (72) Балабанова Л.В„Кунавин Н.И.; Наумова С.Ф.;
Акулич 3.И. (73) Московская государственная текстильная академия имАН. Косыгина (54) БЕССЕРЕБРЯНАЯ СВЕТОЧУВСТВИТЕПЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (19) RU (и) 2004917 С3. (1) (57) Использование: в средствах для репр графии, полиграфии. микроэлектроники, оптико-электронике, в частности в светочувствительных композициях
Сущность изобретения: дпя повышения светочувствительности и срока сохранности полученного изображения, а также стойкости последнего к воз— действию органических растворителей композиция содержит, мас.%: 1,1 3,3-тетраме тип-1,3-диферроценилдисилазан 1,5 — 6; соолигомер или гомоолигомер 15 — 20; CBr4 10 — 17 и растворитепь до 100.
2004917
10-17
Остальное
Изобретение относится к фотохимическим материалам, а точнее касается бессеребряной светочувствительной композиции, которая может быть использована в репрографии; полиграфии, микроэлектронике и в оптико-электронной п ромышленности..
Укаэанная композиция может быть использована в процессах, в которых недопустима использование мокрых стадий химико-фотографической обработки, в случае, когда требуется получение. изображения в реальном масштабе времени. Предлагаемая композиция может быть также использована в репраграфии при изготовлении микрофиш, в радиоэлектронике для получения несеребряных шаблонов для производства интегральных схем, фоторезисторов.
Известны фоточувствительные композиции, в кл юч ею щие и роиз водные ферроцена, четырехбрамистый углерод, тонирующее соединение и органический растворитель.
Указанные композиции позволяют получать в основном на бумаге желто-коричневые копии, легко смываемые органическими растворителями, имеют недостаточную плотность полученных изображений и небольшую светочувствительность, что не дает возможность . их широкого промышленного использования.
Наиболее близким к предложенному техническим решением является светочувствительная композиция, включающая феррацен. четырехбромистый углерод, поливинилацетат и органический растворитель.
Эта светочувствительная композиция, имея в своем составе полимерное связующее, может быть практически нанесена на любую подложку {стекло, пластик, металл т. д.), что значительно расширяет область ее использования.
Недостатком этой светочувствительной композиции является то, что она, позволяя получать светочувстивительный материал на любой подложке, не обладает высокой светочувствительностью, а получаемые на ее основе изображения обладают ограниченным срокам сохранности и легко смываются любыми органическими растворителями.
Предлагаемая светочувствительная композиция с использованием новых термосшивающихся гомо-и соолигомеров в литературе неизвестна. Поэтому данное техническое рещение соответствует критерию "существенные отличия".
Цель изобретения — повышение светочувствительности, срока сохранности получаемого изображения и стойкости изображения к воздействию органических растворителей.
Указанная цель достигается тем, что в качестве производнога феррацена используется его кремнийпроизвадное, а именно 1, 3, 3
5.
2S
50 тетрэметил-1,3- диферроценилдисилаэан, э в качестве полимерного связующего — термосшивающиеся соолигомеры общей формулы сн1 сн Ч 1,0"
С
ОСН3 где К= СН2 CH
С6 5 ° где и 70-74 моль, 7ь
m - 26-30 моль $ при ММ 2800-3000 (1)
,Р,=-сн — с(сн ) 0
ОСН2СНСН2С1 I
ОСОСН3 где и 65-70 моль ф:
m - 30 35 моль Ч(при ММ - 3200-3500 (И);
R= — CH — С—
С го
SHCHCCi3 где и - 75-80 моль ; 0COCH3
m -20-25 моль $ при ММ -3700-4300 (Ill) или гомоолигомер общей формулы сн;с(снД-„
С о
OCHgCHCHgC1 ( ососн и 13-15 при ММ 3000-3200 при следующем соотношении компонентов, мас; :
1,1,3,3-тетрэ метил-1,3 диферроценил-диси-. лаэан 1,5-6
Термосшивэющиеся солигомеры или гомоолигомер 15-20
Четырехбромистый углерод
Растворитель
Проведенный пэтентно-лицензионный поиск показал, что неизвестны другие технические решения, в которых с той же целью для получения светочувствительных композиций используют термосшивающиеся гомоолигомер 2-эцетокси, З-хлорпропилметакрилата, соолигомеры метилакрилата со стиролом, метилакрилата
2004917 с 2-ацетокси, З-хлорпропилметакрилатом, метилакрилата с 1-ацетокси,2,2,2-трихлорэтилметакриламидом. Поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна". При использовании предлагаемой композиции в указанных соотношениях компонентов был обнаружен неожиданный эффект: повысилась светочувствительность, исчезла вуаль, а кроме того полученное изображение не смывалось никакими органическими растворителями.
Использование иных производных ферроцена к подобному эффекту не приводило.
Все предлагаемые термосшиваюшиеся гомоолигомер и соолигомеры в литературе не описаны и синтезированы нами впервые.
Соолигомеры метилакрилата получали радикальным способом в ампулах в растворе смеси ацетон-этиловый спирт (1:1) в присутствии инициатора 2,2-азобис-изобутиронитрила (АИБН) в количестве 0,5-1 мас.7(,.
Мономеры и растворители перед опытами перегонялись: метилакрилат Т. кип 19ОC при
2 мм рт. ст. np - 1,3984 стирол — Т. кип. 2О
22 С при 2 мм. рт, ст; пр о — 1,5463; 2-ацетокси-Зклорпропилметакрилат АОХПМА)—
Т.кип. 95 С при 1 мм рт.ст. пр — 1,4579;
1-ацетокси, 2, 2, 2 трихлор, этилметакриламид — Т. пл. 118-120 С.
Соолигомеризацию АОХПМА поводили при 60-65 С в течение 6 ч. Полученные гомоолигомеры и соолигомеры осаждали пятикратным количеством гексана, высушивали до постоянной массы. Выход их составил 96-99ь. Все синтезированные нами соединения представляют собой порошки белого цвета, растворимые в кетонах, диметилформамиде и т,д., с характеристической вязкостью 0,27-0,51 дл/ч. Состав гомоолигомера и соолигомеров установлен с помощью ПМР и ИК-спектроскопии.
Концентрации производного ферроцена выбраны такие, которые обеспечивают получение четкого изображения с высокой оптической плотностью. При уменьшении концентрации производного ферроцена (ниже 1,5 мас. ) получают иэображения с низкой оптической плотностью, а при содержании производного ферроцена болев 6 мас,ф — образуется вуаль, При содержании в композиции термосшивающих соолигомеpos и гомоолигомера ниже 15 мас. $ получаются растворы с пониженной вязкостью, что не дает возможность после термосшивания получать четкий край изображения. При увеличении концентрации термосшивающихся гомо- и соолигомеров более 20 мас. образуется вуаль.
Пример 1(прототип). К 57 раствору ферроцена в ацетоне добавляют CBr4 (на 1
55 учается изображение темно-коричневого цвета, не маняющее свои характеристики при выдерживании его в воде, органических растворителях (ацетон, спирт, бензол и т.д.) в течение 24 ч и выше. Составы и свойства полученных иэображений приведены в табл.1.
По примерам 2-7 готовят светочувствительные композиции на основе производного мас.ч ферроцена — 3 мас. ч CBr4) и 0,3 r индола, к полученному раствору добавляют поливинилацетатный лак С-8 /на 1 обьем, светочувствительной композиции — 1 объем
5 поливинилацетатного лака/. Раствор поливают на пластик (хостафан, астралон, пермотрейс и т.д,) в центрифуге при 120 об/мин в течение 20 мин. После испарения растворителя на светочувствительный слой накла10 дывается негатив и осуществляется экспонирование в течение 30 с, Получают темно-коричневое изображение, которое подвергается термообработке при 70 С в течение 1 мин. Светочувствительность слоя, 15 полученного в этих условиях, составляет
Яо,2 - 10 Дж см, Выдерживание полученного изображения в ацетоне или толуоле в течение 15-30 мин приводит к практически полному его растворению, а повторное экс20 понирование обработанного иэображения нефильтрованным светом в течение 20 мин вызы вает поя влен ив вуали в неэкспонированных ранее местах с оптической плотностью (за синим фильтром) О - 0,7. (состав композиции
25 и ее свойства приведены в табл.1).
П римеры2,3,4,5,6,7. Готовят светочувствительную композицию следующим образом:
К раствору определенной концентрации
30 соолигомера матилактилата со стиролом (1) В метилэтилкетоне добавляют 1,1,3,3-тетраметил-1,3-диферроценилдисилазан (ТМДФцС) и СВг4. Соолигомер представляет собой соединение следующей формулы: СН2-СН Я СН-СН 3- (() с..о "
6 5
ОСН, 40 где n - 70-74 моль., m - 26-30 моль. $ при MM = 2800-3000.
Растворение композиции проводят при освещении красным светом. В этих же условиях освещения полученный раствор нано45 сят на стекло, пластик или дюраль и сушат при комнатной температуре 45-50 мин. Экспонирование осуществляют лампой ДРШ250 на расстоянии 25 см в течение 5-30 с.
Изображение фиксируют нагревом в термо50 шкафу при 90-100 С в течение 20 мин, а затем при Т = 170 С в течение 90 мин. Пол2004917 ферроцена (ТМДФцС) и термосшивающихся соолигомеров и гомоолигомеров. Состав этих композиций, время экспонирования, температура и свойства полученного на их основе изображения приведены также в 5 табл.1.
Пример ы 8, 9, 10. Согласно данных для составов этих примеров в табл.1 готовят светочувствительные композиции, содержащие соолигомер метилакрилата с 2-эток- 10 си, 3-хлорпропилметакрилатом формулы (ll) ,СН3
- сн,— снЯ сн, -с-315
С.- сФ"
ОСН, ИН-СН-СС1 ) где и = 65-70 моль %, Ъ
m = 30 35 моль % при MM = 3200-3500. 20
Пример ы 11,12,13. По примерам 2 7 готовят светочувствительные композиции (составы из смотри в табл,1), содержащие соолигомер метилакрилата с 1-ацетокси, 2,2,2-трихлорэтилметакриламидом, имею- 25 щим формулу (ill) з
-$cH;cH cH;c-+ ОСИ 0СН -СН-СН 1
2 ) 2
OCOCH где и = 75-80 моль%, rn = 20-25 моль % при MM = 3700-4300. 35 Пример ы 14, 15, 16. Готовят светочувствительные композиции, содержащие гомоолигомер 2-ацетокси, Зхлорпропилметакрилата Щ, СН 40
1, сн; с — --„С rrrO г
-ОСН -СН-CHIC
1 45
ОСОС где n = 13-15, при MM = 3000-3200.
Состав этих композиций и их свойства приведены в табл.1.
Светочувствительность полученных 50 изображений определялась по экспериментальной зависимости оптической плотности изображения 0 = f(lg Н) при экспонировании слоев светом лампы ДРШ-250 через фильтр УФС-2 на расстоянии 50 см в тече- 55 ние 2-30 с. При этом мощность облучения, изме4оенная прибором ИКГ-1М, состояла
7 10 Вт. Оптическая плотность изображения измерялась на Денситометре ДО-1 за синим светофильтром (440 нм). Полученная таким образом светочувствительность составила So,2=5 10 -10 Дж см приоптической плотности вуали 0,03 и максимальной оптической плотности иэображения 3,2. После этих измерений образцы с полученным изображением подвергались двойной обработке: часть из них подвергалась повторному экспонированию, а часть — погружалась в чашки Петри с органическими растворителями (спирт, ацетон, бензол). Повторное экспонирование обработанных изображений нефильтрованным светом втечение 20 мин не вызывает вуали ни в одном из приведенных примеров, Образцы, погруженные в органи ческие растворители, вынимались через 24 ч, высушивались при комнатной температуре.
