JPH03179064A - 可視光感光性電着塗料用組成物及びそれを用いた画像形成方法 - Google Patents

可視光感光性電着塗料用組成物及びそれを用いた画像形成方法

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JPH03179064A
JPH03179064A JP1232855A JP23285589A JPH03179064A JP H03179064 A JPH03179064 A JP H03179064A JP 1232855 A JP1232855 A JP 1232855A JP 23285589 A JP23285589 A JP 23285589A JP H03179064 A JPH03179064 A JP H03179064A
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奥原 元子
Ichiro Yoshihara
吉原 一郎
Yorio Doi
土居 依男
Takao Yamamoto
孝男 山本
Kenji Seko
健治 瀬古
Yutaka Yoshikawa
裕 吉川
Naozumi Iwazawa
直純 岩沢
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可視光感光性電着塗料用組成物、および該電
着塗料用組成物を用いる画像形成方法に関する。
[従来技術及びその問題点1 感光性組成物は7オトレジスト、平版ないし凸版用製版
材、オフセット印刷用18版、情報記録材料、レリーフ
像作製材料等多種の用途に広く使われている。
これら感光性組成物は紫外光に感光するものが多いが、
その感度は一般に数十〜数百mJ/cs+”であるため
高出力の光源を必要とし、しかも記録に対するエネルギ
ー変換効率が悪いという問題がある。他方、レーザーの
ような高エネルギー密度の光源を用いて直接描画するこ
とにより画像を形成する方法もあるが、この場合、エネ
ルギー変換効率がよくなるという利点だけでなく、画像
形成工程が大幅に簡略化できるという利点がある。この
場合、直接描画の走査露光光源として紫外レーザーを用
いるよりも、寿命、強度の面で安定な発振線が得られる
可視レーザーを用いるほうが有利である。このため、可
視レーザーによって走査露光が可能な感度を有する可視
光感光性組成物の出現が望まれており、波長488nm
の可視領域に安定な発振線を持つAr+レーザーに対し
て高感度な可視光感光性組成物が多く提案されている(
例えば、特開昭62−31848号公報、特開昭6−1
−233736号公報、特開昭60−221403号公
報、プリント回路学会第1回学術講演大会要旨集91頁
、 Pr1nted C1rcuit World Con
vention lV、techniこれら可視光感光
性組成物の形態は液状又はフィルム状であるが、以下に
述べるような欠点がある: 液状の可視光感光性組成物は、均一で平滑な皮膜を形成
することが困難である、所望の膜厚に塗装するのが困難
である、複雑な形状のものに均一に塗装することができ
ない、など作業性の面で多くの問題を有している。さら
に、液状の可視光感光性組成物は、有機溶剤の含有量が
多いため人体に有害であるという安全衛生上の問題もあ
る。
他方、フィルム状に成型された可視光感光性膜は、膜厚
が数十μmと厚いため光照射により形成される画像が鮮
明でない、フィルムを導体表面に空隙なく均一に密着す
ることが困難である、フィルムを有効利用できない(ロ
スが出る)ため、製品が高価になる、等の問題点を有し
ている。
このため、上記の問題点を解決するような可視光感光性
組成物の出現が強く望まれている。
[問題点を解決するための手段1 本発明者等は前述の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、光硬化性樹脂、特定の分光増感剤及び非水溶性
重合開始剤からなる電着塗料用組成物が前記した問題点
を解決すること、さらに該電着塗料用組成物に特定の含
窒素化合物を配合したものが、より高い感度が得られ、
しかも高解像度の画像を形成することができることを見
い出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明に従えば、 (A)光照射により架橋もしくは重合しうる感光性基お
よびイオン性基を含有する光硬化性樹脂(以下、「光硬
化性樹脂」ということもある)、 (B)可視光の吸収によって励起し、かつ前記光硬化性
樹脂(A)−と相互作用性を有する分光増感剤、及び (C)非水溶性重合開始剤、および (D)必要に応じてさらに、下記−式中(1)(6) 式中、Xは水素原子又は水酸基を表わし、R8、R2及
びR3はそれぞれ水素原子、塩素原子又は炭素数1〜6
のアルキル基を表わす、R4 式中、R4及びR3はそれぞれ水素原子又は炭素数l〜
6のアルキル基を表わす、 式中、R,、R7及びR8はそれぞれ水素原子、水酸基
又は炭素数1−12のアルキル基を表わす、 R4 式中、R9、 R3゜及びR11はそれぞれ水素原 子、水酸基、 炭素数1−12のアルキル基又 は炭1ll−12のアルコキン基を表わす、式中、R1
,は水素原子、水酸基又は炭素数1〜12のアルキル基
又は炭素数1−12のアルコキン基を表わす、 式中、R13及びR8はそれぞれ水素原子又は炭素数1
−12のアルキル基を表わし、nは1〜3の整数である
、 から選ばれる含窒素化合物の少なくとも1種を含有する
ことを特徴とする可視光感光性電着塗料用組成物が提供
される。
(i)  本発明によればさらに、前記電着塗料用組成
物を導体表面に電着塗装し、 (10得ら扛る電着塗膜上に可視光を部分的に照射する
ことによって露光し、ついて G11)  現像液に接触させることにより末露光部分
を除去する ことを特徴とする画像形成方法が提供される。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明において使用される光硬化性樹脂(A)には、光
の魚身により架橋反応もしくは重合反応しうる感光性基
とイオン性基、すなわちアニオン性又はカチオン性の基
とを含有するアルカリ水溶液又は酸水溶液に対し可溶性
の重合体であって、光の照射により架橋反応ないし重合
反応してアルカリ水溶液又は酸水溶液に対して実質的に
不溶ないし難溶となる光硬化性の重合体が包含される。
かかる光硬化性樹脂(A)に存在しうる感光性基は、分
光増感剤(B)及び非水溶性重合開始剤(C)の存在下
光照射により架橋ないし重合反応を開始することができ
るような基であり、そのような特性をもつ感光性基の具
体例としては、例えば、(メタ)アクリロイル基[CH
z −CRCo  (Rは水素原子又はメチル基を表わ
す)】シンナモイル基、アリル(allyl)基などが
挙げられる。
上記光硬化性樹脂(A)は、感光性基の他に前記したア
ニオン性又はカチオン性のイオン性基を含有する。かか
るイオン性基及び感光性基の量は、基体となる重合体の
種類や分子量等に依存して広い範囲にわたって変えるこ
とができるが、一般には、アニオン性基(例えばカルボ
キシル基)は光硬化性樹脂の酸価が20〜300 (m
gKOH/、?樹脂、以下同様)好ましくは30〜10
0の範囲内となる量、また、カチオン性基(例えば3級
アミノ基又はオニウム塩基)は通常0.2〜5モル/k
l樹脂、好ましくは0.3〜2.0モル/に2樹脂の範
囲内となる量、そして感光性基は0.2〜5.0モル/
 kg樹脂、好ましくは0.7〜4.5モル/kg樹脂
の量で含まれているのが適当である。
また、光硬化性樹脂(A)は一般に300〜100.0
00、好ましくは1.000〜so、ooo、より好ま
しくは3.000〜30゜000の範囲内の数平均分子
量を有することができ、そのガラス転移温度(T2)は
0°C以上、特に5〜70℃の範囲内にあるのが好適で
ある。
光硬化性樹脂のイオン性基が前記した範囲の下限より少
ないと、該樹脂は一般に水溶性もしくは水分散性にする
ことができず電着塗料組成物を形成することが困難とな
り、また上限を超えると、電着塗料が基板に塗装され難
くなり、塗布■を多くするためには大きな電力を要する
傾向がみられる。
また、光硬化性樹脂の数平均分子量が300未満である
と、電着塗装時に塗装される塗膜が破壊されやすく、均
一な塗膜を得ることが困難となる傾向があり、他方、1
00.000  を超えると、電着塗膜の平滑性が悪く
凹凸の塗面となりやすく、画線の解像性が劣る傾向がみ
られる。
さらに、光硬化性樹脂のT2が0℃未満であると、一般
に電着塗膜が粘着性を示し、ゴミやほこり等が塗膜につ
きやすくなり、取り扱い難くなる傾向がみられる。
以下、本発明において用いられるアニオン性光硬化性樹
脂(A)について具体的に説明する。
(i)感光性基として(メタ)アクリロイル基を含む光
硬化性樹脂: 本光硬化性樹脂は、例えば、高酸価アクリル系樹脂にグ
リシジル基含有不飽和化合物を付加せしめることにより
製造することができる。その際使用される高酸価アクリ
ル系樹脂は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸などの
σ、β−エチレンー性不飽和酸を必須成分とし、これに
(メタ)アクリル酸のエステル類、例えばメチル(メタ
)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピ
ル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート
、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレートなど及びスチレン、(メ
タ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミドなどか
ら選ばれる少なくとも1種の不飽和単量体を共重合させ
ることにより得られる。ここでa、β−エチレン性不飽
和酸は、アクリル系樹脂の酸価が一般に40〜650、
好ましくは60〜500の範囲になるような量で使用す
ることができる。また、高酸価アクリル系樹脂の数平均
分子量及びガラス転移温度(T2)は、該アクリル系樹
脂にグリシジル基含有不飽和化合物が付加されて得られ
る光硬化性樹脂が前記した数平均分子量およびT、?を
有するように適宜調整される。
方、上記高酸価アクリル系樹脂に付加せしめられるグリ
シジル基含有不飽和化合物としては、具体的には、アク
リル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどが挙げ
られる。
前記した高酸価アクリル樹脂とグリシジル基含有不飽和
化合物との付加反応は、それ自体既知の方法に従い、例
えば、テトラエチルアンモニウムブロマイド等の触媒を
用いて80−120℃で1〜5時間反応させることによ
って容易に行なうことができる。
また、本光硬化性樹脂は、ヒドロキシル基含有重合性不
飽和化合物とジイソシアネート化合物との反応物を、後
(iO項で述べるヒドロキシル基を有する高酸価アクリ
ル樹脂に付加させることによっても製造することができ
る。
ヒドロキシル基含有重合性不飽和化合物としては、tこ
とえば2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルア
クリレ−1−1N−メチロールアクリルアミドなどが挙
げられ、またジイソシアネート化合物としては、たとえ
ばトリレンジインシアネート、キシリレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソ
シアネートなどが挙げられる。
(ij)感光性基としてシンナモイル基を含む光硬化性
樹脂: 本光硬化性樹脂は、例えば、ヒドロキシル基を含有する
高酸価アクリル系樹脂と置換もしくは未ii!換のケイ
皮酸のハライドとを、塩基の存在下、例えばピリジン溶
媒中で反応せしめることにより製造することができる。
その際使用されるヒドロキシル基含有高酸価アクリル系
樹脂は、前(i)項で述べたσ、β−エチレン性不飽和
酸及びヒドロキシル基含有重合性不飽和化合物を必須成
分とし、これらと、その他の不飽和単量体の少なくとも
1種とを共重合させることにより得ることができる。
かかるヒドロキシル基含有高酸価アクリル系樹脂の製造
において、一般に、得られる光硬化性樹脂の酸価が20
〜300、好ましくは30〜100の範囲内になるよう
な量で使用することができ、また、エチレン性不飽和酸
のヒドロキシル基含有重合性不飽和化合物は、一般に、
該高酸価アクリル系樹脂100重量部当り5〜97tJ
1部、好ましくは20〜75重量部の範囲内となるよう
な量で使用することができる。
一方、置換もしくは未置換のケイ皮酸/%ライドは、一
般に上記ヒドロキシル基含有高酸価アクリル系樹脂10
01i量部当り6〜180重量部、好ましくは30〜1
40重量部の範囲内になるような量で使用することがで
きる。
使用しうる置換もしくは未置換のケイ皮酸ノ\ライドと
しては、ベンゼン環上にニトロ基、低級アルコキン基等
から選ばれる置換基をl〜3個有していてもよいケイ皮
酸ハライドが包含され、より具体的には、ケイ皮酸クロ
ライド、p−ニトロケイ皮酸クロライド、p−メトキシ
ケイ皮酸クロライド、p−エトキシケイ皮酸クロライド
等が挙げられる。
これら置換もしくは未置換のケイ皮酸ハライドト前述の
ヒドロキシル基含有アクリル系樹脂との反応は、例えば
、アクリル樹脂溶液100重量部にピリジン20〜10
0重量部を加え、ジメチルホルムアミド20〜100重
量部に溶かしt;ケイ皮酸クロリドを10℃以下で滴下
し、その後30〜70℃で3〜8時間撹拌することによ
って得られる。精製物は、反応溶液を大過剰のメタノー
ルに注いでポリマーを沈澱させ、テトラヒドロ7ランと
水の混合液で再沈し、更にテトラヒドロ7ランとメタノ
ールの混合液で再沈することによって得ることができる
。
(iii)感光基としてアリル基を含む光硬化性樹脂: 本光硬化性樹脂は、例えば、前(1)項で用いた高酸価
アクリル系樹脂に、アリルグリシジルニー?′L(C”
−°”−°”、−0−CH,へ、°“−°”′)1””
せしめるかまたは、水酸基含有高酸価アクリル樹脂に、
(メタ)アリルアルコールとジイソシアネート系化合物
との反応物を付加させることによって製造することがで
きる。
前記した高酸価アクリル樹脂とアリルグリシジルエーテ
ルとの付加反応は、前(i)項に記載した方法と同様に
して行なうことができる。
また、本発明の感光性電着塗料組成物において、光硬化
性樹脂(A)として、アニオン性樹脂以外に従来から既
知のカチオン性樹脂を用いてカチオン型電着塗料組成物
とすることも可能である。
かようなカチオン性樹脂としては、例えばヒドロキシル
基及び3級アミ7基を有するアクリル樹脂に、ヒドロキ
シル基含有重合性不飽和化合物とジイソシアネート化合
物との反応物を付加して得られる樹脂; エポキシ樹脂を2級アミンと反応させた後、残余のエポ
キシ基を重合性不飽和モノカルボン酸又はヒドロキシ基
含有不飽和化合物と反応させて得られる3級アミノ基含
有樹脂; グリシジル基含有不飽和化合物と3級アミノ基含有不飽
和化合物を他の重合性不飽和モノマーと共重合して得ら
れる樹脂に、重合性不飽和モノカルボン酸又はヒドロキ
シル基含有重合性不飽和化合物を反応させて得られる3
級アミノ基含有樹脂; エポキシ樹脂を重合性不飽和モノカルボン酸又はヒドロ
キシル基含有不飽和化合物と反応させ、残余のエポキシ
基を3級アミノ化合物、チオエーテル、ホスフィン等と
カルボン酸の存在下でオニウム塩化して得られるオニウ
ム塩基含有樹脂 などを挙げることができる、これらの樹脂は単独でまた
は2種以上混合して使用することができる。
(B)分光増感剤 本発明の可視光感光性電着塗料用組成物において用いら
れる分光増感剤(B)は、400〜700nmの波長領
域の光(可視光)を吸収することにより励起され、前記
した光硬化性樹脂(A)や後述する非水溶性重合開始剤
(C)と相互作用性を有する化合物であり、例えば、チ
オキサンチン系、キサンチン系、ケトン系、チオピリリ
ウム塩系、ベーススチリル系、メロシアニン系、3−1
換クマリン系、シアニン系、アクリジン系、チアジン系
等の色素類が挙げられる。ここでいう「相互作用jには
、励起された分光増感剤(B)から、光硬化性樹脂(A
)または非水溶性重合開始剤(C)へのエネルギー移動
や電子移動等が包含される。
これら分光増感剤(B)の使用量は、その種類や相互作
用すべき光硬化性樹脂及び/又は非水溶性重合開始剤(
C)の種類等によって異なり、厳密に規定することは困
難であるが、一般的に言えば樹脂(A)固形分100重
量部当り0.1−10重量部、好ましくは0.3〜5重
量部の範囲内が適当である。分光増感剤(B)の使用量
が0.1重量部より少なすぎると、形成される皮膜の感
光性が低下するので好ましくなく、10重量部より多く
なると、組成物中に分光増感剤を均一な状態で保つこと
が困難となる傾向がみられる。
本発明において使用しうる分光増感剤(B)の具体例を
示せば次のとおりである。
(1)キサンチン系及びチオキサンチン系色素:式 式中、Aは酸素原子または硫黄原子であり;Xl及びX
2は各々水素原子または塩素、臭素などのハロゲン原子
であり;Ylは炭素原子または窒素原子(ただし、Y、
が炭素原子である場合には隣接する炭素原子との間(点
線で示した箇所)は二重結合であり、Ylが窒素原子で
ある場合には隣接する炭素原子との間は一重結合である
)であり;Zは酸素原子(この場合隣接する炭素原子と
の間は二重結合である)、低級アルコキシ基または低級
アルカノイルオキシ基であり;R81は低級アルキル基
、ヒドロキシ低級アルキル基、低級アルコキン低級アル
キル基、ジ低級アルキルアミノ低級アルキル基またはア
リール基であり:R22は低級アルコキシ基またはジ低
級アルキルアミノ基である、 で示されるキサンチンまたはチオキサンチン系色素類を
挙げることができる(例えば、特開昭62−31848
号公報参照)。
(ii)ケトン系色素: 式中、R23はメチル、エチルなど低級アルキル基を表
わし;R2,は水素原子又はで示されるケトン系色素類
を挙げることができる。
(ii)チオピリリウム塩系色素: 式 式中、R23、R2いR21は各々独立に水素原子、ハ
ロゲン原子、アルキル基、ハロアルキル基、エチレニル
基、スチリル基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル
基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、ヒド
ロキンフェニル基、ハロフェニル基、ニトロフェニル基
、アミノフェニル基、ニトロ基、アミノ基又は水酸基を
表わし;X3は酸素原子または硫黄原子を表わし:Y2
eはアニオン官能基を表わす、 で示されるピリリウム塩またはチオピリリウム塩を挙げ
ることができる。Y2で表わされるアニオン官能基とし
ては例えばバークロレート、フルオロポレート、クロロ
アルミネート、クロロフェレト、サル7アアセテート、
メトサルフェート、フルオロアンチモ不−ト、チオシア
ネート等が挙げられる(例えば、特開昭61−2138
38号公報参照)。
(1v)ペーススチリル系色素。
で示されるペーススチリル系色素類を挙げることができ
る。
(V)メロシアニン系色素: 下記式(1) 式中、Rz、及びR2,は各々水素原子または炭素数1
〜4のアルキル基を表わし:nは1〜3の整数を表わし
; (CHs)t を表わす、 (2) 11 式中、 X6及びX、は各々硫黄原子、 酸素原子 Rコ0〜 R31及びR12は各々水素原子、 炭素数 1〜6までのアルキル基またはアリール基を表わす、 (3) 式中、R1゜、Rjl及びRSZは各々水素原子、炭素
数l〜6までのアルキル基またはアリール基を表わし;
x、は水素原子またはアルカリ金属を表わす、 で示されるメロシアニン系色素類を挙げることができる
(例えば、特開昭61−213838号公報参照)。
(vi)3−置換クマリン類: 下記構造式 で示される3−置換クマリン類を挙げることができる(
特開昭61−97650号公報参照)。
(vj )シアニン系色素: 下記式 (1) 式中、R33は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、
アリール基、アルコキシ基またはジアルキルアミノ基を
表わし;R16は水素原子、炭素数1−10のアルキル
基またはアリール基を表わし;X、はハロゲン原子を表
わし;nは1〜3までの整数を表わす。Y、は(2) 式中、RIS及びRISは各々独立に水素原子、炭素数
1〜10のアルキル基またはアリル 基を表わし;Xl。はハロゲン原子を表わし;(3) 式中、R3?は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、
アリール基、またはアルコキシ基を表わし;R3,は水
素原子、炭素数1−10のアルキル基またはアリール基
を表わし;x。
はハロゲン原子を表わし:nは1〜3までの整数を表わ
し; を表わす、 で示されるシアニン系色素を挙げることができる(特開
昭61−213838号)。
(C)排水溶性重合開始剤 本発明の可視光感光性電着塗料用組成物は、非水溶性重
合開始剤を含有する。この開始剤は光を照射することに
より分解し前記光硬化性樹脂の感光性基の架橋反応ない
し重合反応を開始する。
そのような重合開始剤としては、光励起によりそれ自体
単独で、或いは前述した分光増感剤(B)との相互作用
jこより分解する物質、より詳しくは、自身の開裂反応
により、或いは化分子からの水素引き抜き反応により、
前記感光性基の架橋反応ないし重合反応に対して活性な
基を発生する化合物であって、本発明では特に実質的に
水に不溶性のもの(例えば、水に対する溶解度が21/
100Ual水以下のもの)が使用される。かかる非水
溶性の重合開始剤を使用することにより電着塗装時にこ
のものが効率よく析出してI!1膜中に含有し、高感度
の塗膜を形成することができる。
そのような重合開始剤の具体例としては以下のものを挙
げることができる。
ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテル サントン、チオキサントン、アントラキノン等の芳香族
カルボニル化合物; アセトフェノン、プロピオフェノン、α−ヒドロキシイ
ソブチルフェノン、σ,a −ジクロル4−フェノキシ
アセトフェノン、l−ヒドロキシ−1−シクロヘキシル
アセトフェノン、アセトフェノン等のアセトフェノン類
: ベンゾイルバーオキサイド、ターシャリイブチル−パー
オキシベンゾエート、り〜シャリイブチルーパーオキシ
ー2−エチルヘキサノエート、ターシャリイブチルハイ
ドロパーオキサイド、ジターシャリイブチルジパーオキ
シイソフタレート、3、3’,4.4’−テトラ(ター
シャリイブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン
等の有機過酸化物ニ ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨード
ニウムブロマイド等のジフェニルハロニウム塩; 四塩化炭素、四臭化炭素、クロロホルム、ヨードホルム
等の有機ハロゲン化物: 3−フェニル−5−インオキサシロン、2,4。
6−トリス(トリクロロメチル)−1.3.5−トリア
ジンベンズアントロン等の複素環式および多環式化合物
; 2、2’−アゾビス(2.4−ジメチルバレロニトリル
)、2.2’ −アゾビスイソブチロニトリル、1.1
’−アゾビス(シクロヘキサン−l−カルボニトリル)
、2.2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)等
のアゾ化合物;鉄−アレン錯体(Iron−^rene
 Complex:ヨーロツバ特許152377号公報
参照); チタノセン化合物(特開昭63−221110号公報参
照);等。
上記の非水溶性重合開始剤の中でも1、ジタシャリイブ
チルジパー才キシイソ7タレート、3゜3’、4.4’
−テトラ(ターシャリイブチルバーオキシカルボニル)
ベンゾフェノン、鉄−アレン錯体及びチタノセン化合物
は架橋もしくは重合に対して活性が高いので好ましい化
合物である。
就中、鉄−アレン錯体及びチタノセン化合物は、非常に
高い感光性を示すとともにパーオキサイド系重合開始剤
と異なり、摩擦、衝撃等により爆発的に分解する危険性
がない。このため、電着塗装浴液をポンプを用いてパイ
プライン中を長期間にわたって循環させて使用する場合
、ポンプの回転軸、バルブ摺動部等に付着した塗料がポ
ンプの回転、バルブの開閉操作等による摩擦、衝撃等に
より発火したり爆発したりする危険が全くないので有利
である。
また、チタノセン化合物は、それ自身可視光重合開始能
があるt;め、分光増感剤(B)を使用しなくても(省
略しても)、実用的な感度を有する可視光感光性電着塗
料用組成物を与えることができるが、分光増感剤(B)
と併用すると一層感光性が増大し、さらに含窒素化合物
(D)を加えるとより一層感光性、解像力等を増大させ
ることができる。
前記した鉄−アレン錯体の好適な例としては、例えば下
記3種類の一般式(I)、(I+)、([11)で示さ
れるものを挙げることができる。
(I) (n) (I[I) 上記式中、XはBF、、RF、、A S F *又はS
 b F sを表わし、Ro及びR1はそれぞれ炭素数
1〜6の直鎖状又は分岐状アルキル基、CH2CHIC
H2CH3などを表わす。
また、前記したチタノセン化合物の好適な例としては、
下記−式中(rV)で示されるものを挙げることができ
る。
式中、 2つのR1は各々独立して非置換のま t;は1〜2個のメチル基で置換されたシクロペンタジ
ェニル(好ましくは、シクロペンタジェニルまたはメチ
ルシクロペンタジェニルである)を表わし、 R44及びRI%は各々独立 して下記式 %式% [式中、Roは弗素原子、−CF、または−CFiCH
3を表わし、R47、Ro、Ro及びR3゜は、各々独
立して弗素原子、−CF、、−CFxCHs、水素原子
、01〜C0のアルキル基またはアルコキシ基を表わす
1 表わす。
上記チタノセン化合物の具体例としては、例えば F′ などを挙げることができる。
これら重合開始剤の使用量は臨界的なものではなく、そ
の種類等に応じて広い範囲で変えることができるが、一
般には、前述した光硬化性樹脂(A)固形分100重量
部当り0.1〜25重量部、好ましくは0.2〜lO重
量部の範囲内とすることができる。25重量部を越えて
多量に用いると、得られる組成物の安定性が低下する傾
向がみられる。
(D)含窒素化合物 前記した一般式(1)〜(6)で示される含窒素化合物
を本発明の可視光感光性電着塗料用組成物に配合した場
合、増感作用が増幅され非常に感度の高いものとなる。
同時にこのものを用いて得られる画像の解像力も増幅さ
れる。
前記の作用を及ぼす理由は明らかでないが、含窒素化合
物(D)が分光増感剤(B)と相互に作用して増感剤の
励起状態を変化させ、これが組成物の感光性の増幅に影
響を及ぼすものと考えられる。また、これらの含窒素化
合物(D)は銅等の金属イオンとキレートを形成する能
力が強いため、電着塗装時に溶出する金属イオンと光硬
化性樹脂(A)中のカルボキシル基の如きイオン性基と
の反応を抑止するため、金属イオンによる析出樹脂の高
分子量化や架橋を防止するので、画像形成の際の未露光
部のアルカリ可溶性が維持され、露光部と未露光部の溶
解性の差が大となり結果として解像力が増幅されるもの
と考えられる。
かような含窒素化合物(D)において、−式中(1)で
示されるものとしては例えば、などのベンゾトリアゾー
ル類を挙げることができる。
一般式(2)で示されるものとしては、例えば などのピラゾール類を挙げることができる。
−式中(3)で示されるものとしては、例えば、 などを挙げることができる。
一般式(4)で示されるものとしては、例えば、 などを挙げることができる。
一般式(5)で示されるものとしては、例えば、 を挙げることができる。
ま lこ 、 一般式(6)で示されるものとしては、例え ば、 を挙げることができる。
前記した含窒素化合物(D)の中でも本発明において特
に好適なものは前記−式中(1)で示されるベンゾトリ
アゾール類である。
含窒素化合物(D)は、本発明の電着塗料用組成物中に
おいて、1種もしくは2種以上組合せて使用することが
でき、使用する場合のその使用量は光硬化性樹脂(A)
固形分100重量部に対し一般に0.01〜20重量部
、好ましくは0.1〜IO重量部の範囲内である。
(E)その他の成分 本発明の電着塗料用組成物は、必要に応じて、前記した
光硬化性樹脂(A)成分以外に、重合性不飽和基含有樹
脂、例えば、エチレン性不飽和基を含有したポリエステ
ルアクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂
、アクリル樹脂など;ビニル単量体例えば、(メタ)ア
クリル酸エステル類;オリゴマー例えば、ジエチレング
リコールジ(メタ)アクリレートなどを光硬化性樹脂(
A)固形分100重量部当り通常100重量部以下、好
適には50重量部以下の範囲内で配合して、形成される
塗膜の性能を適宜調節することも可能である。
可視光感光性電着塗料用組成物の調製 本発明の感光性電着塗料用組成物は、例えば、前記光硬
化性樹脂(A)の水分散化物または水溶化物に、分光増
感剤(B)、重合開始剤(C)、含窒素化合物(D)及
びその他の成分(E)を配合することによりw4mlす
ることができる。
光硬化性樹脂(A)の水分散化または水溶化は、該樹脂
(A)中にカルボキシル基等のアニオン性基が導入され
ている場合にはアルカリ(中和剤)で中和することによ
って、またアミノ基等のカチオン性基が導入されている
場合には酸(中和剤)で中和することによって行われる
。その際に使用されるアルカリ中和剤としては、たとえ
ばモノエタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどのアルカノールアミンエチルアミン
、ジエチルアミン、モノエチルアミン、ジイソプロピル
アミン、トリメチルアミン、ジイソブチルアミンなどの
アルキルアミン類;ジメチルアミノエタノールなどのア
ルキルアルカツルアミン類;シクロヘキシルアミンなど
の脂環族アミン類:カセイソーダ、カセイカリなどのア
ルカリ金属水酸化物;アンモニアなどが挙げられる。ま
た、酸中和剤としては例えばギ酸、酢酸、乳酸、酪酸等
のモノカルボン酸が挙げられる。これら中和剤は単独で
または混合して使用できる。
中和剤の使用量は該樹Wi (A)中に含まれるイオン
性基1モル当り一般に0.2〜1.0当量、特に0、3
〜0.8当量の範囲内が好ましい。
水溶化または水分散化し樹脂成分の流動性をさらに向上
させるために、上記光硬化性樹脂(A)に必要により、
親水性溶剤、たとえばメタノール、エタノール、インプ
ロパツール、n−ブタノール、t−ブタノール、メトキ
シエタノール、エトキシエタノール、ブトキシェタノー
ル、ジエチレングリコール、メチルエーテル、ジオキサ
ン、テトラヒドロ7ランなどを加えることができる。か
かる親水性溶剤の使用量は一般には、樹脂(A)固形酸
分100重量部当り300重量部まで、好ましくは10
0重量部までとすることができる。
また、被塗物への塗着量を多くするため、上記光硬化性
樹脂(A)に対し、疎水性溶剤、たとえばトルエン、キ
シレン等の石油系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン 類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;2−エチ
ルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコ
ール類なども加えることもできる。
これら疎水性溶剤の配合量は、樹脂(A)固形成分10
0重量部当り通常200重量部まで、好ましくは100
重量部以下とすることができる。
前記の目的以外に、分光増感剤(B)、重合開始剤CC
’)や含窒素化合物(D)を溶解する溶剤としても前記
溶剤を使用することができる。分光増感剤(B)、重合
開始剤(C)及び含窒素化合物が中和後の樹脂溶液に溶
解しにくい場合には、これらを予め適当な親水性溶剤或
いは疎水性溶剤に溶解した後、樹脂(A)と混合するこ
とが望ましい。使用できる溶剤は前述のようなものから
選ぶことができ、その使用量は分光増感剤(B)、重合
開始剤(C)及び含窒素化合物(D)が溶解しうる程度
の量で充分である。
電着塗料用組成物の調製は、従来から公知の方法で行な
うことができ、前記の中和により水溶化された樹脂(A
)、分光増感剤(B)、重合開始剤(C)、含窒素化合
物(D)及びその他の成分(E)をよく混合し水を加え
ることにより行なうことができる。
このようにして調製される組成物は、通常の方法で水で
希釈し、たとえばpHが4〜9の範囲内、浴濃度(固形
分濃度)3〜25重量%、好ましくは5〜15重量%の
範囲内の電着塗料(または塗装浴)とすることができる
。
電着塗装及び画像の形成 上記の如くして調製される電着塗料は次のようにして被
塗物である導体表面に塗装することができる。導体とし
ては、金属、カーボン、酸化錫等の導電性材料またはこ
れらを積層、メツキ等によりプラスチック、ガラス表面
に固着せしめたものが使用できる。
浴温度を15〜40℃、好適には15〜30°Cに、そ
してpHおよび浴温度は既述の範囲内に管理する。次い
でこのように管理された電着塗装浴に、塗装されるべき
導体を電着塗料がアニオン型の場合には陽極としてまた
カチオン型の場合には陰極として浸漬し、5〜200■
の直流電流を通電する。通電時間は30秒〜5分が適当
であり、得られる膜厚は乾燥膜厚で一般に0.5〜50
μm1好適にはl−10g+*である。
電着塗装後、電着浴から被塗物を引き上げ水洗したのち
、電着塗膜中に含まれる水分などを熱風等で乾燥、除去
する。
またこの時必要であれば電着塗膜上にそれ自体既知の方
法により、カバーフート層を設けることもできる(特開
昭63−60594号公報など参照)。
上記の如くして導体表面に形成される電着塗膜は可視光
感光性電着塗膜は、画像に応じて可視光で露光し硬化さ
せ、非露光部膜を現像処理によって除去すると画像を形
成することができる。
露光のための光源としては、超高圧、高圧、中圧、低圧
の各水銀灯、ケミカルランプ、カーボンアーク灯、キセ
ノン灯、メタルハライド灯、蛍光灯、タングステン灯、
太陽光等の各光源より得られる光源のうち、紫外線を紫
外カットフィルターによりカットした可視領域の光線や
可視領域に発振線をもつ各種レーザー等が使用できる。
現像処理は塗膜面上の非露光部膜を電着塗料がアニオン
型の場合にはアルカリ水溶液を用いて、また電着塗料が
カチオン型の場合にはpH5以下の酸水溶液を用いて洗
い流すことにより行われる。
アルカリ水溶液は通常、カセイソーダ、炭酸ソーダ、カ
セイカリ、アンモニア水など塗膜中に有する遊離のカル
ボン酸と中和して水溶性を与えることのできるものがま
た、酸水溶液は酢酸、ギ酸などが使用可能である。
現像した後の塗膜は水洗及び熱風等による乾燥が行なわ
れ、導体上に目的とする画像が形成される。また、必″
要に応じてエツチングを施し露出した導体部を除去した
のち、レジスト膜を除去しプリント回路板の製造を行う
こともできる。
本発明の電着塗料用組成物及びこれを用いた画像形成方
法は、フォトレジストをはじめ、平版や凸版用製版材、
オフセット印刷用23版、情報記録材料、レリーフ像作
成製料等幅広い用途への応用が可能である。
[発明の効果1 本発明の電着塗料用組成物を用いて電着塗装することに
より、均一かつ平滑な可視光感光性・の塗膜が任意の膜
厚で得られる。その塗膜の形成には何ら高度な技術を要
しないので、従来の塗膜形成法と比較して作業性が大幅
に向上する。また、液状塗料や感光性フィルムでは達威
し得なかった薄膜が電着条件を設定するだけで容易に得
られ、且つ露光によって得られる画像も従来のものより
ずつと鮮明になる、等の効果がある。さらに、本発明の
電着塗料用組成物は、従来の液状塗料やフィルム状のも
のに比べ有機溶剤の使用量が少ないため、人体に対する
有害性や火災の危険性が小さい。
また、本発明の電着塗料用組成物は、488部mに発振
線をもつアルゴンイオンレーザ−等の可視レザーに対し
て高い感度を有するため、このようなレーザーによる高
速走査露光が可能となる等の利点がある。
[実施例] 以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する
。「部」及び「%」はそれぞれ重量部及び重量%を示す
。
光硬化性樹脂の合成剤l メチルメタクリレート40部、ブチルアクリレ140部
、アクリル酸20部およびアゾビスイソブチロニトリル
2部からなる混合液を窒素ガス雰囲気下において110
℃に保持したプロピレングリコールモノメチルエーテル
(親水性Fj剤)90部中に3時間を要して滴下しt;
。滴下後、1時間熱酸させ、アゾビスジメチルバレロニ
トリル1部およびプロピレングリコールモノメチルエー
テル10部からなる混合液を1時間要して滴下し、さら
に5時間熱酸させて高酸価アクリル樹脂(酸価ゝ155
)溶液を得た。次に、この溶液にグリシジルメタクリレ
ート24部、ハイドロキノン0.12部およびテトラエ
チルアンモニウムブロマイド0.6部を加えて空気を吹
き込みながら110℃で5時間反応させて光硬化性樹脂
(酸価約50、不飽和度1.35モル/kg%Tg点2
0℃、数平均分子量約20,000)溶液を得た。
光硬化性樹脂の合成例2 スチレン60部、メチルアクリレ−110部、アクリル
酸30部およびアゾビスイソブチロニトリル3部からな
る混合液を窒素ガス雰囲気下において120℃に保持し
たセロソルブ90部中に3時間を要して滴下した。滴下
後、1時間熟成させ、アゾビスジメチルバレロニトリル
1部とセロソルブ10部からなる混合液を1時間要して
滴下し、さらに5時間熱酸させて高酸価アクリル樹脂(
酸価233)溶液を得た。次に、この溶液にグリシジル
メタクリレート35部、ハイドロキノン0.13部およ
びテトラエチルアンモニウムブロマイド0.6部を加え
て空気を吹き込みながら110℃で5時間反応させて光
硬化性樹脂(酸価約70、不飽和度1.83モル/kg
、Tg点45°C1数平均分子量約15,000)溶液
を得た。
光硬化性樹脂の合成例3 メチルメタクリレート25部、n−ブチルアクリレ−)
15部、アクリル酸15部、メタクリル酸2ヒドロキシ
エチル45部およびアゾビスイソブチロニトリル2部か
らなる混合液を窒素ガス雰囲気下において80℃に保持
したDMF I O0部中に3時間を要して滴下した。
滴下後、1時間熟成させアゾビスジメチルバレロニトリ
ル1部およびDMF (ジメチルホルムアミド)5部か
らなる混合液を1時間で滴下し、さらに5時間熱酸させ
て高酸価アクリル樹脂(酸価115)溶液を得た。
この重合溶液200部にピリジン120mjを加えDM
F15Q−に溶かしたケイ皮酸クロリド57部を10℃
以下で滴下しその後50℃で4時間撹拌した。反応溶液
を500−のメタノールに注ぎポリマーを沈澱させ、T
HF (テトラヒドロフラン)−水で再沈し、更にTH
F−メタノールで再沈して精製し室温で減圧乾燥させた
。得られたシンナモイル基を感光基とする光硬化樹脂の
酸価は81.Tj点51”0、数平均分子量約20.0
00であった。シンナモイル基の量は3.69モル/に
2であつに。
本樹脂100部をプロピレングリコールメチルエーテル
50部、n−ブタノール50部の混合溶媒に溶解したも
のを使用した。
光硬化性樹脂の合成例4 メチルメタクリレート38部、ブチルアクリレート38
部、アクリル酸24部およびアゾビスイソブチロニトリ
ル2部からなる混合液を窒素ガス雰囲気下において11
0℃に保持したゾロピレングリコールモノメチルエーテ
ル(親水性溶剤)90部中に3時間を要して滴下した。
滴下後、1時間熱酸させ、アゾビスジメチルバレロニト
リル1部およびプロピレングリフールモノメチルエーテ
ル10部からなる混合液を1時間要して滴下し、さらに
5時間熟成させて高酸価アクリル樹脂(酸価155)溶
液を得た。次に、この溶液にアリルグリシジルエーテル
30部、ハイドロキノン0.12部およびテトラエチル
アンモニウムブロマイド0.6部を加えて空気を吹き込
みなから110’Oで5時間反応させて光硬化性樹脂(
酸価約54、不飽和度1.51モル/kg、Tg点25
℃、数平均分子量約18,000)溶液を得た。
光硬化性樹脂の合成例5 メチルメタクリレート20部、アクリル酸60部、メタ
クリル酸20!及びt−ブチルパーオキシオクトエート
6部を用いて、n−ブチルアルコール90部中で110
℃で重合させたのち、このものにグリシジルメタクリレ
ート114部、ハイドロキノン0.24部及びテトラエ
チルアンモニウムブロマイド1.0部を加え合成例1と
同様にして反応させて光硬化性樹脂(酸価70.不飽和
度3.75モル/kl、TI点8℃、数平均分子量18
.000)溶液を得た。
光硬化性樹脂の合成例6 グリシジルメタクリレート30部、スチレン5部、n−
ブチルメタクリレート24部、メチルアクリレート23
部、ジメチルアミノエチルメタクリレート18部および
アゾビスイソバレロニトリル5部からなる混合液を窒素
ガス雰囲気下において80℃に保持したセロソルブ90
部中に3時間を要して滴下した。滴下後、1時間熟成さ
せ、アゾビスジメチルバレロニトリル1部とセロソルブ
10部からなる混合液を1時間要して滴下し、さらに5
時間熟成させてアクリル樹脂溶液を得た。
次に、この溶液にアクリル酸15部及びハイドロキノン
0.13部を加えて空気を吹き込みながら110℃で5
時間反応させて光硬化性樹脂(アミン価56、不飽和当
量1.83モル/に)、1620℃、数平均分子量約1
5.000)溶液を得Iこ 。
実施例1 合成例1で得た光硬化性樹脂(固形分)100部にトリ
エチルアミン6部を加えて十分に中和したのチ、溶剤(
ベンジルアルコール)10部に分光増感剤A−1 を1部を溶解させた溶液を加えよく混合し、さらにラジ
カル発生剤(ジターシャリイブチルジパーオキシイソフ
タレート)7部を加え混合した。ついで、これに脱イオ
ン水を加えて固形分濃度が15%となるように調整し、
電着塗装浴(pH6,5)とした。
この電着塗装浴を用いて、プリント配線用銅張積層板(
40X150X0.8mm)を陽極とし、浴[25℃で
45m^/crtr”の直流電流を3分間通電して電着
塗装を行なつt;。得られた電着塗膜を水洗し、80℃
で5分間乾燥して12μm厚の粘着性のない平滑な感光
膜を得た。この感光膜に分光照射装置t((株)ナルミ
商会製回折格子型分光器)を用いて光を照射し、次いで
30℃の1%炭酸ナトリウム水溶液を用いて1分間現像
して画像を形成した。まお、感光膜を前記分光照射装置
を用いてa光し、30℃、1%の炭酸ナトリウム水溶液
で1分間現像後水洗した後、波長488nmにおいて硬
化膜が残存することが可能な最低露光エネルギーを感度
とし、後記表−1に示す。
実施例2〜24 表−1に示す光硬化性樹脂、分光増感剤、重合開始剤及
び含窒素化合物を用いる以外実施例1と同様にして電着
塗装浴を調製し、画像を形成した。
感度は後記表−1に示す。
実施例25 合成例7で得た光硬化性樹脂100部(固形分)を酢酸
3.6部で中和したのち、光増感剤A−1を1部と3.
3’、4.4’−テトラ(t−プチルバオキシ力ルボニ
ル)ベンゾフェノン5部をベンジルアルコール10部に
溶解した溶液を加え混合し、ついで脱イオン水を加えて
固形分濃度が15%になるように調整し電着塗装、浴(
pH6,4)とした。
この電着塗装浴を用いて、プリント配線用銅張積層板(
40XI50X0.8mm)を陰極とし、浴温度25℃
で45 mA/ cm、の直流電流を3分間通電して電
着塗装を行なった。得られた電着塗膜を水洗し、80℃
で5分間乾燥して12μm厚の粘着性のない平滑な感光
膜を得た。この感光膜に分光照射袋!((株)ナルミ商
会製回折格子型分光器)を用いて光を照射し、次いで3
0°Cの2%乳酸水溶液を用いて1分間現像して画像を
形成した。なお、感光膜を前記分光照射装置を用いて露
光し、30°C,2%の乳酸水溶液で1分間現像後水洗
した後、波長488nmにおいて硬化膜が残存すること
が可能な最低露光エネルギーを感度とし、後記衣−1に
示す。
実施例26〜30 表−lに示す重合開始剤及び含窒素化合物を用いる以外
、実施例25と同様にして電着塗料浴を調製し、画像を
形成した。感度は後記衣−1に示す。
表−1中の略称又は構造は下記の通りである。
分光増感剤: A−1: A−6: 3−Nethyl−1,3−diaza−1,9−be
nzanthrone 重合開始剤: PBIF :ジターシャリイブチルジバーオキシイソフ
タレート AZV  :2.2’−アゾビス(2,4−ジメチルバ
レロニトリル) MK=ミヒラーズケトン BP:ベンゾフェノン DIB  ニジフェニルヨードニウムブロマイドDET
X:2,4−ジエチルチオキサントンTTB HPK H3 : 3.3 ’、4.4 ’−テトラ(ターシャリイブ
チルパーオキシカルボニル)ベン ゾフェノン :l−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 含窒素化合物 しI′I3 次に、実施例のうち数種類のものについて、画像を形成
した場合の解像力を調べた。解像力は、ニコン社製高精
度レーザー直接描画装置NIKONLP−3000Dを
用いて直接描画によるパターン形成性でもって評価した
。パターン形成性は、現像後事こ露出した導体部分を酸
エッチャント又はアルカリエッチャントによって除去し
て形成し得る最細のライン/スペースで表わす。後記表
−2にその結果を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(A)光照射により架橋もしくは重合しうる感光性
    基およびイオン性基を含有する光硬化性樹脂、および (B)可視光の吸収によつて励起し、かつ 前記樹脂(A)と相互作用性を有する分光増感剤、およ
    び (C)非水溶性重合開始剤 を含有することを特徴とする可視光感光性電着塗料用組
    成物。
  2. 2.(A)光照射により架橋もしくは重合しうる感光性
    基およびイオン性基を含有する光硬化性樹脂、 (B)可視光の吸収によつて励起し、かつ 前記樹脂(A)と相互作用性を有する分光増感剤、 (C)非水溶性重合開始剤、および (D)下記一般式(1)〜(6) ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、Xは水素原子又は水酸基を表わし、 R_1、R_2及びR_3はそれぞれ水素原子、塩素原
    子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わす、▲数式、化
    学式、表等があります▼ 式中、R_4及びR_5はそれぞれ水素原子又は炭素数
    1〜6のアルキル基を表わす、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、R_6、R_7及びR_8はそれぞれ水素原子、
    水酸基又は炭素数1〜12のアルキル基を表わす、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、R_9、R_1_0及びR_1_1はそれぞれ水
    素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素
    数1〜12のアルコキシ基を表わす、▲数式、化学式、
    表等があります▼ 式中、R_1_2は水素原子、水酸基又は炭素数1〜1
    2のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表
    わす、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、R_1_3及びR_1_4はそれぞれ水素原子又
    は炭素数1〜12のアルキル基を表わし、nは1〜3の
    整数である、 から選ばれる含窒素化合物の少なくとも1種を含有する
    ことを特徴とする可視光感光性電着塗料用組成物。
  3. 3.(i)導体表面に、請求項第1項または第2項記載
    の可視光感光性電着塗料用組成物を電着塗装し、 (ii)得られる電着塗膜上に可視光を部分的に照射す
    ることによつて露光し、ついで (iii)現像液に接触させることにより末露光部分を
    除去する ことを特徴とする画像形成方法。
JP23285589A 1988-09-30 1989-09-11 可視光感光性電着塗料用組成物及びそれを用いた画像形成方法 Expired - Lifetime JP2758039B2 (ja)

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