JPS58204008A - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

感光性樹脂組成物

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JPS58204008A
JPS58204008A JP57086606A JP8660682A JPS58204008A JP S58204008 A JPS58204008 A JP S58204008A JP 57086606 A JP57086606 A JP 57086606A JP 8660682 A JP8660682 A JP 8660682A JP S58204008 A JPS58204008 A JP S58204008A
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Ataru Yokono
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F299/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
    • C08F299/02Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates
    • C08F299/022Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates from polycondensates with side or terminal unsaturations
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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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】 本発明は、重合時の収縮率の小さい単量体を含有する感
光性樹脂組成物に関する。
重合時に収量率の小さい重合性単量体としては、例えば
、2−メチレン−1,4,S −)リオキサスビロ〔4
,6〕ウンテカン(%開昭56−45481 )や、1
−ビニル−4−アルキル−2,6,7−ドリオキサビシ
クロ[2,2,2、:lオクタン(%開昭56−108
796)などが知られており、これらの重合方法として
は、カチオン産金、熱ラジカル重合が挙げられる。
電子材料として用いる場合、(a)カチオン1合では敵
を触媒として用いるため、イオン11物質が材料中に取
り込まれるtiJ能性があり、不都合であり、また、<
b>熱1合では、加熱の際に伸の部品が熱劣化する恐れ
があるため、その用超が限定されていた。またこれらの
材料を光増感剤を用いてラジカル重合させると感度が非
常に、悪く、実用に具しない。
一方、光ラジカル重合性の七ツマ−として従来よく知ら
れている塩化ビニル、スチレン、メチルメタクリレート
などは、第1表に示すよう、に重合時に大きな体積収縮
を伴う。
1合時の体積収縮が太きいと、例えば、成形材料として
使用した場合に寸法精度が出ないとか、注型材料として
利用した場合にはうめこみ物に収縮によるひずみがかか
るとか、型との接着力の低下Jf丁きまが生じるなどの
問題がある。
また接盾剤として使用した場合、内部ひずみによる接着
力の低下やそり、変形などの使用上の間趙を生ずる。
第   1   表 本発明の目的は、上記した従来材料の欠点を補い、光ラ
ジカル重合性を有する低収縮1合性単量体を含有する感
光性樹脂組成物に関する。
光ラジカル重合性を有し、産金時の収縮率が小さいと思
われるモノマを種々合成した結果、2−メチレン−1,
6−シオキセパンおよびその誘導体、2−メチレン−1
,6−ジオキサンおよびその誘導体、2−メチレン−1
,6−ジオキソランおよびその酵導体が上記目的を満足
する有用な虚合性単蓋体であった。
これらの卑蓋体は、下記のような構造式を有している。
2−メチレン−1,3−ジオキモパン:2−メチレン−
1,6−シオキサン: 2−メチレン−1,3−ジオキソラン二上記した2−メ
チレン−1,6−シオキセパンの誘導体の1種である2
−メチレン−5,6−シヒドロー1,3−ジオキソラン
(下式〔1〕で示される。以下、化合物〔1〕という)
を例にとり、以下に詳細に説明する。
化合物〔1〕は、cisで2−ブテン−1,3−ジオー
ルと、ハロアセトアルデヒドジメチルアセタールから合
成された下式〔2〕で示される化合物を、アルカリ中で
脱ノ・ロゲン化水率反応することにより得られる。
反応の進行程度は、反応液を例えば、液体り′ロマトグ
ラフィーで分析することによって容易に知ることができ
る。反応液からの化合物〔1〕の分離取得は、例えば反
応液を水に注ぎ、エーテル、ベンゼン等の有機溶媒で抽
出し、有機層を脱水乾燥後、溶媒を留去し、残渣を減圧
蒸留することによって行い得る。
なお、化合物〔2〕は、cir −2−ブテン−1゜6
−ジオールとハロアセトアルデヒドジアルキルアセター
ル例えばタロロアセトアルテヒドジメチルアセタールな
どとを7’−)ルエンスルホン酸など酸性触媒の存在下
で120℃前後に加熱しながらほぼ等モル量反応させ、
反応生成物を減圧蒸留することによって、製造取得でき
る。
反応は脱アルコール反応であり、生成するアルコールは
系外に排出される。反応の進行の程度は、生成アルコー
ル−を計測することによって確認可能である。その反応
式を示すと以下のようになる。
(ただし、Xは)10グン原子、 Rは、−CH2,−t’、H,など) 本発明に関して2−メチレン−1,6−シオキセバy、
2−)fレン−1,3−ジオキサンNjび2−メチレン
−1,6−ジオキソランの熱1合は公知であるが、光重
合性については全(知られていない。
また、感光性組成物の単量体成分として使われた例はな
い。
化合物〔1〕は、ラジカル1合開始剤によりラジカル1
合し、その際、下記反応式に示されるようなa構で開環
血合が進み、エステル結合が生成し、粘稠なホリマーを
与える。
ラジカル重合機構: I →→(−CH,C−0−CH2−CB=CIC−0−C
,−)−n1 化合物〔1〕からの電金物は、各種の金属、オラスなど
に対する密着性が優れており、接着剤複合材料、注型羽
村、塗料、成形材料などに使用すると、極めて有用な化
合物である。
本発明に係る化合物〔1〕は、後述するようなベンゾフ
ェノン、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−メチル
アントラキノンなどの光増感剤を用いて、ラジカル開環
重合が可能である。
また必要に応じて電子線、X線、またはマイクロ波など
による重合が可能である。
本発明の感光性樹脂組成物は、2−メチレン−1,6−
シオキセパンおよびその酵導体、2−メチレン−1,6
−ジオキサンおよびその酵導体2−メチレンー1.6−
ジオキソランおよびその酩導体のうちから選ばれた少な
くとも1種以上の化合物と、光増感剤を必須構成成分と
する。
また、前記した必須成分とともに含有される成分は、分
子末端にアクリロイルオキシ基あるいはメタクリロイル
オキシ基を有するエポキシアクリレートレジン、1,2
−ポリブタジェンレジン、ポリエステルレジンあるいは
オルガノポリシロキサンが良い。
また、必要に応じて、少なくとも1個のCH。
= C基を有し、がっ、常圧における沸点がi oo℃
以上であるような付加重合性単量体、光墳剤。
熱重合開始剤、接着性付与剤を添加することも可能であ
る。
具体的には、2−メチレン−1,6−シオキセバンおよ
びその酵導体、2−メチレン−1,3−ジオキサンおよ
びその紡導体、2−メチレン−1,6〜ジオキンランお
よびその紡導体のうちから選ばれた少なくとも1f11
i[以上の化合物(以下単量体〔1〕とい5)10=9
0重量部と分子末端にアクリロイルオキシ基あるいはメ
タクリロイルオキシ基を有するエポキシアクリレートレ
ジン、1,2−ポリブタジェンし・ジン、ポリエステル
レジンあるいはオルガノポリシロキサンV)うちから少
なくとも1棟90〜10 ](ji部と、光増感剤とか
らなり、かつ上記した2成分の合計1oomjlt部に
対して増感剤が0.05−5][(置部配合されており
、ifれば、少なくとも1個のCM、 −C基を有し、
かつ常圧における沸点が100℃以上であるような付加
重合性単量体、充填剤、揺変剤2着色剤、熱重合開始剤
、接着性付与剤、酸化防止剤2表面硬化促進剤などを混
合したものである。
これKよって得られた感光性樹脂組成物は、硬化収縮率
が小さいことKより被着体に対する接着力が極めて大き
く、感光性接着剤、コーティング材料として使用する際
に極めて好都合となる。
次に本発明で使用する材料について説明する。
分子末端にアクリロイルオキシ基あるいはメタクリロイ
ルオキシ基を有するエポキシアクリレートレジン、1,
2−ポリブタジェンレジン、ポリエステルレジンあるい
はオルガノポリシロキサンは分子量400〜10000
のものが好ましく、分子量が400より小さいと樹脂硬
化物の機械的特性が劣り、又、分子量が10000より
太きいと感光性樹脂組成物が高粘度な液体となりすぎる
ために作業性が悪く、いずれの場合も実用に供し難い。
これらのレジンは単独で使用されるか2〕1以上の混合
物で使用される。
光増感剤としては、ベンゾインとその#導体ベンゾイン
メチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ペンソイ
ンイングロビルエーテルなトノペンツインアルキルエー
テル類、ベンジルとその酵導体、アントラキノン、2−
メチルアントラキノンなどのアントラキノン類、アセト
フェノントリの94体、ベンゾフェノンとその綽導体、
ジアセチルジチオカーバメート、α−クロロメチルナフ
タレン、アントラセン、ジンェニルジスルフィド、アリ
ールジアゾニウム塩などかあけられ、これらの光増感剤
は単独もしくは2株以上の混合物で使用される。これら
の光増感剤は単量体〔1〕と前記したレジン材料100
憲警部に対して、005〜5皇蓋部の範囲で使用される
ことが効果的である。005重量部より少ない場合には
感光性樹脂組成物の光硬化速度が遅く好ましくなく、s
in部より多い場合にはかえって高分子菫の樹脂硬化物
が得られず機械的!+!f性の低下が大きく、いずれの
場合も実用に供し離い。なお、光増感剤の添加量はとく
に05〜21kit部が効果的である。
付加血合性単蓋体としては、少なくとも1個のt’li
、=C基を有し、かつ常圧における沸点が100℃以上
であるものが望ましく、100℃より低い沸点の付加重
合性単量体では作業時に樹脂粘度が上昇したり、光硬化
する際の揮発が大きく、また安全性の点でも好ましくな
い。この付加1合性単量体としては、たとえばスチレン
ビニルトルエンなどのスチレン妨導体、アクリル酸、ア
クリル酸ブチルなどのアクリル酸誘導体、メタクリル酸
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ラウリルなどのメ
タクリル酸誘導体。
1.6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレートなどの2個以上の不飽和基を有する多
官能アクリル酸エステル系化合物あるいは多官能メタク
リル酸エステル系化合物、ジビニルベンセン、ジアリル
フタレートなどの多官能ビニル単量体、アロ一二ノクス
6600(東亜合成化学工業製)などのアクリロイルオ
キシ基あるいはメタクリロイルオキシ基を有するオリゴ
エステル糸車蓋体などがあげられ、これらの単量体は単
独もしくは2種以上の混合物で使用される。
充填剤としては、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、炭
酸カルシウム、二酸化チタン、雲母粉などが使用可能で
あり、揺変剤としては比表面積100〜450 rr?
/fなる二酸化クイ索微粉末などが良い。
着色剤としては、フタロシアニングリーン。
フタロシアニンブルーなどの通常の顔料あるいは染料が
使用可能である。
熱本台開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、2
.2′−アゾビスイソブチロニトリル、ジーte7t−
ブチルパーオキサイドなどのラジカル血合開始剤が使用
される。
接着性付与剤としては、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキ
シ)シラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランな
どのシランカップリング剤などが良い。
酸化防止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノ/
メチルエーテル、カテコール、2,6−シーtart−
ブチル−4−メチルフェノールなどの熱重合禁止剤が有
効である。
表面硬化促進剤としては、ナフテン酸コバルト、オクチ
ル酸マンガンなどの有機酸金属塩などが良い。
本発明の材料を硬化させる際に使用される光源としては
、為圧水銀打、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、
カーボンアーク灯、キセノンランプなどが使用される。
以下、本発明で使用する化合物の合成法を実施例によっ
て説明する。
合成例1 300dフラスコに、t−ブトキシカリウム24.69
 (0,22モル)とt−ブタノール507!を入れこ
れに2−クロロメチル−5,6−シヒドロー1゜6−シ
オキセパン52.7t (0,22モル)を滴下し、9
0℃で10時間還流した後、水を加えてエーテル抽出し
た。なお反応の進行状態は、反応液を少菫とり、エーテ
ル抽出して、ガスクロマトグラフィーでチェックした。
反応は原料ピークが完全に消滅するところで停止した。
水洗2回後、無水硫酸ナトリウムでエーテル層を乾燥さ
せ、溶媒を除去した後に減圧蒸留を行ない、化合物〔1
〕として、2−メチレン−5゜6〜ジヒドロ−1,3−
ジオキセパンを142得た。
収率は55%であり、その物性値は下記の通りであった
〔元素分析(%)〕
実測値・・・・・・・・C; 64.2 、H: 7.
2C’6HIIO!とじての計算値・・・・・・・・C
’ : 643.Hニア、1〔汎点〕45℃/4−H2 〔赤外吸収スペクトル〕2950,1660.1280
.1040m ’〔核磁気共鳴スペクト# 〕(’II
 NMR60MHz 。
cvct3)δ(ppm ) : 3.50 (;c゛
−cH,,52、)、3.95−4.75(2−O−C
1i、−1m、4、)、650〜6.70 (C’、H
= C’Htn、2、)、なお、上記で使用した化合物
〔2〕は以下の方法で合成した。即ち、600−フラス
コに、cis −2−ブテン−1,4−ジオール5ay
(i、oモル)とクロロアセトアルデヒドジメチルアセ
クール124.5ノ(10モル)を入れ、触媒としてD
owex50(B+)樹脂を0.5i入れた。これを1
16℃で攪拌し、生成するメタノールを系外に出し、′
生成量が6Sfになったところで反応を止めた。これを
p遇して触媒を除き、減圧蒸留により、8412−クロ
ロメチル−5,6−シデヒドロー1,5−ジオキセパン
〔2〕を得た。収率は57チであり、その物性値は下記
の通りであった。
〔元素分析(チ)〕 実測値・・・・・・・t’ ; 4B、7. E : 
6.0 。
C,H,0,CIとしての計算値・・・・・・C; 4
B、5 、 H; 6.1〔沸点〕61〜2℃/4■H
9 〔核磁気共Ill /Cベクトル〕(′HNMR160
MIlz、CD(、′t、)δ(ppm ) : s4
o −s7o (c″H2C’l、d、2)、3.90
〜4.75 (2−0−CM、、m14)、4.85〜
’−考例1 次の方法によって化合物〔1〕をラジカル重合させた。
fil  化合物〔1〕に光増感剤として、■22−ニ
チルーアントラキフフwt%、■ベンゾインイソプロピ
ルエーテル1wt % 、■ペンツインイソプロビルエ
ーテル5wt%を添加し、UV光源として、メタルハラ
イドランプ(220mFF/、4at 365nm )
を用いて60秒間光照射を行なった。その結果、■は淡
黄色、■、■は無色の透明な粘稠なポリマが得られた。
これらの分子蓋ヲケルバーミエーションクロマトグラフ
ィで測定した結果を第1図に示した〇 (2)  化合物〔1〕に光開始剤として、ベンゾイン
イソプロピルエーテルを1wt%添加し、UV光源とし
て、Xg −Ht ランプ(16mW/6Aat 56
5nm )を用いて900秒光照射を行なった。その結
果、無色の透明な粘稠なポリマが得られた。
光照射前後の物質の赤外線吸収スペクトルを第2図、第
6図に示した。
光照射によって、1660crn−’のc=c吸収が完
全に消滅し、−1740cr++−’のエステルのカル
ボニルの吸収が大きく現われていることがわかった。
なお上記+1) Mの■の組成を光照射して得られた1
合体の収縮率は約6.0チであった。
合成例2 0.22モルのt−Ba0Kと40−のt −Bht 
OHとを混ぜて80℃に加熱し、その中に0.22モル
の2−クロロメチル−1,3−ジオキセパンを滴下(−
だ。
その後100℃に加熱して攪拌を約8時間続けた後エー
テル抽出を行なった。溶媒を除去した後、減圧蒸留によ
り、2−メチレン−1,3−ジオキセバン(化合物(2
))を18F得た。〔収率72%、b、ρ、46℃/s
 m Ht ) なお、上記で用いた2−クロロメチル−1,6−シオキ
セパンは以下の方法で合成した。−fなわち、04モル
のクロロアセトアルデヒドジメチルアセクールと04モ
ルの1,4−ブタンジオールとを混合し、これに触媒と
してDowex50 (H+型>m脂を0.52入れた
。ついで115℃で攪拌し生成したメタノールを系外に
出した。0.8モルのメタノールが出たところで反応を
止め、樹脂を濾過後減圧蒸留により412の2−クロロ
メチル−1,6−シオキセバンを得た。〔収率68%、
b、P、80℃/14mm#r) 合成例6 D、 3 モA/ (7) t −Btt OAと42
m1 (1) t−Buollとを混ぜ80℃に加熱し
、0.3モルの2−クロロノナルー1.3−ジオキサン
を滴下した。滴下終了後115℃に温度を上げ、約5時
間還流した。エーテル抽出後、減圧蒸留により、2−メ
チレン−1゜3−ジオキサン〔化合物(3)〕を18を
得1こ。〔収率60% 、 b、 p、63℃/ (5
0wm HP 〕なお上記で用いた2−クロロメチル−
1,3−ジオキサンは以下の方法で合成した。すなわち
02モルのクロロアセトアルデヒドジメチルアセタール
と02モルの1,3−プ四ハンジオールとを混合し、こ
れに触媒として0.52のl)owgx 50 (R”
型)樹脂を入れ、ついで120℃で攪拌し、生成メタノ
ールを反応系外に出した。04モルのメタノールが系外
に出たところで反応をやめ(約6時間)、樹脂をF遇恢
、減圧蒸留によって、26fの2−クロロメチル−1,
6−ジオキサンを得た。
〔収率95チ、b、p、65℃/ s wail t 
〕合合成例 0.3モルのt−BuOKと42−のt−BuOKとを
混ぜ80℃に加熱し、0.5モルの2−クロロメチル−
1,6−ジオキソランを滴下した。その後合成例3と同
様の方法で精製し、2−メチレン−1゜、6−ジオキソ
ラン(化合物(4))を16.1得た。
〔収率65%、b、p、40℃11omHt〕また上記
で用いた2−クロロメチル−1,3−ジオキソランは、
エキレンゲリコールとクロロアセトアルデヒドジメチル
アセタールとの混合物に酸触媒としてのDowgx 5
0 (H” )を入れて脱メタノール反応を行なって合
成した。
実施例1 分子量約500の分子両末端にアクリロイルオキシ基を
有するエポキシジアクリレートレジン80重量部、化合
物[1,120重量部、ペンゾインイングロビルエーテ
ル2電量部を混合し、ガラス基板上に約50μm厚に塗
布し、120 W/crnメタルハライドランプ(22
0mF/、7 at 365 nm )を30秒間照射
して硬化塗膜を4@Tこ。硬化塗膜のガラス基板との接
層性を求めた所、引張り接着強さは常態および吸水後(
水中煮沸1時間後)において10MPt1以上の値を示
し、優れた接着性を示すことが確認された。
実施例2 分子量約500の分子両末端にアクリロイルオキシ基を
有するエポキシジアクリレートレジン70重蓋部、化合
物[2) 30 tit部、ペンシイ/イソプロピルエ
ーテル21景部を混合し、ガラス基板上に約50μm厚
に塗布し、120 W/cmメタルハライドランプ(2
20mF/a4 at 565 nm 5を30秒間照
射して硬化塗膜を得た。硬化塗膜のガラス基板との接着
性を求めた所、引張り接着強さは常態および吸水後(水
中煮沸1時間後)において1oAIPα以−Fの値を示
し、優れた接着性な示すこζが確認された。
実施例6 分子量約2600の分子両末端にメタクリロイルオキシ
基を有する1、2−ポリブタジェンジメタクリレートレ
ジン60重量部、化合物[3,l 40 !菫部、2−
メチルアントラキノン3重量部、粒径1μmのα−アル
ミナ粉末100重蓋部な充分混練したのち、実施例1と
同様にして、α−アルミナ基板上に約50μm厚に塗布
し、1201F′/crnメタルハライドランプを1分
間照射して硬化塗膜を得た。硬化塗膜のα−アルミナ基
板との接着性を求めた所、常態および水中煮沸1時間後
において、引張り接着強さはいずれも10MPα以上の
値を示し、優れた接着性を示す感光性樹脂組成物が得ら
れた。
実施例4 分子末端にメタクリロイルオキシ基を持つ分子量約50
00のオルガノポリシロキサン加重量部化合物C05o
l*it*、4−メトキシベンゾフェノン2J!L蓋部
、比表面積380m’/fの二酸化ケイlA倣粉末10
瀘蓋部、エチレングリコールジメタクリレート10kt
ilt部を混合し、充分混練したのち、実施例1と同様
にしてアルミニウム基板上に約50μm厚に塗布し、1
20 W/cm  メタルハライドランプを1分間照射
して硬化塗膜を得た。硬化塗膜のアルミニウム基板との
接着性を求めた所、引張り接fir9Jiさは常態およ
び水中煮沸1時間後において10MPα以上の値を示し
、優れた接着性を示すことが確認された。
実施例5〜11 実施例1〜6と同様にして第2表に示す各検感光性樹脂
組成物を作成し、ガラス基板上に約50μm厚に塗布し
、120 W/、メタルハライドランプを1分間照射し
て硬化塗膜を得た。硬化塗膜のガラス基板に対する接着
性を求めた所、第2表に示したよ5K、いずれも10M
Pα以上の引張り接着強さを有し、優れた接着性を示す
ことが確認された。
比較例1,2 実施例と同様(・こして第2表下覧に示した樹脂組成物
を作成し、ガラス基板上に約50μm厚に塗布し、12
0Wんメタルハライドランプを1分間照射して硬化塗膜
を得た。硬化塗膜のカラス基板に対する接着性を求めた
所、第2表に示したように、吸水後の接着性が低く、接
着力の点で劣っていた。
以上旺述したように、本発明によれば1合時に体積収縮
率が小さく、接着性のすぐれた感光性樹脂組成物が得ら
れる。
本発明の樹脂組成物を重合して得られる重合体は、接着
剤、複合材料、注型材料、塗料、成形材料などとして極
めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、光重合物のGpCによる分子蓋分布を示す図
、第2図は光照射前のIR吸収スペクトル図、第6図は
Xl−1itランプ照射後のJR吸収スベタ1ルをノ」
(図である。 1〜6:測定データ 代理人弁理士 薄 1)利、、C艷””、 、’L!。 連山l (蛾)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2−メチレン−1,6−シオキセバンおよびそ誘導体、
    2−メチレン−1,3−ジオキサンおよびその紡導体、
    2−メチレンー1,6−ジオキソランおよびその誘導体
    のうちから選ばれた少なくとも1樵以上の化合物と、光
    増感剤とを必須成分として含有する感光性樹脂組成物。
JP57086606A 1982-05-24 1982-05-24 感光性樹脂組成物 Granted JPS58204008A (ja)

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