Однокомпонентный светочувствительный материал

Однокомпонентный светочувствительный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i) 880I36

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.06.69 (21) 1522266/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34 (51) М. Кл.

С ОЗС 1/72

Государственный комитет (53) УДК 771.5(088.8) по делам изобретений и открытий (54) ОДНОКОМПОНЕНТНЪ|й СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к бессеребряным светочувствительным материалам и может быть использовано В химико-фотографической промышленности.

Известен однокомпонентный светочувствительный материал, состоящий из подложки и светочувствительного слоя, включающего производное целлюлозы — окисленную целлюлозу (1).

Изображение на указанном материале получают путем экспонирования УФ-излучением и обработки в растворе физического проявителя. Удобством работы с таким материалом является то, что он малочувствителен к видимому свету и поэтому с ним можно работать при рассеянном свете без опасности получения завуалированного изображения. Кроме того, указанный материал обладает низкой зернистостью, что позволяет получать на. нем изображения с весьма мелкими деталями.

Недостатком известного материала является то, что он обладает низкими термостойкостью и устойчивостью к химическим воздействиям, что затрудняет его использование в таких областях техники, как, например, изготовление светочувствительных тканей для крупномасштабных изображений в рекламе, в театральных декорациях и т. д.

Целью изобретения является повышение термостойкостп и устойчивости материала к химическим воздействиям.

Цель достигается тем, что в однокомпонентном светочувствительном материале, состоящем из подложки и светочувствительного слоя, включающего производные целлюлозы, в качестве последних использованы производные целлюлозы, содер10 жащие остатки неорганических кислот.

Примерами таких соединений могут быть фосфорнокислый эфир целлюлозы, фосфат целлюлозы, кислый борат целлюлозы, при15 витой сополимер полиакрилонитрила и фосфата целлюлозы и другие производные целлюлозы.

Кислые эфиры целлюлозы могут быть получены путем действия на целлюлозу в

2О нужной физической форме (бумага, пленка, ткань и др.) соответствующих многоосновных неорганических кислот (фосфорной, борной) или низкомолекулярных производных этих кислот. Ряд физико-химиче25 ских сВойстВ ТВКНх эфирОВ ВЫГОДНО Отличается от свойств окисленной целлюлозы.

Например, известно, что кислые фосфаты целлюлозы, огнестойки, а, кислые бораты целлюлозы обладают повышенной термо3Р СТОЙКОСТЬЮ И Т. П.

880136

При экспонировании производных целлюлозы, содержащих фосфатные, сульфоэтил или боратные группы (в том числе и в солевой форме), образуется скрытое изображение, которое может быть проявлено действием физического проявителя.

Светочувствительный материал на основе модифицированной целлюлозы может быть изготовлен в различных физических формах: бумагai (пример 2 и 3), ткань (пример 1, 4 и 5), пленка (пример 6) .

Способы синтеза указанных производных целлюлозы известны и не требуют громоздкого оборудования, дефицитных реагентов, некоторые из них производятся промышленностью, но не в качестве светочувствительных материалов.

Процесс фосфорилирования целлюлозы осуществляют под действием на целлюлозу при нагревании,водных растворов ортофосфорной кислоты и мочевины.

Борат целлюлозы получают путем пропитки целлюлозного материала расплавом борной кислоты и мочевины с последующим нагреванием при повышенной температуре, при которой протекает химическое взаимодействие и образуется борсодержащее производное целлюлозы. Производные целлюлозы, содержащие кислые сульфогруппы получают действием на целлюлозу серной кислоты или производных серной кислоты.

Сульфоэтил целлюлозу (с ионогенными группами CgH4SOЗН) синтезируют как известно путем действия на целлюлозу, например, бромэтилсульфонатом натрия в щелочной среде.

Кислые эфиры целлюлозы обладают светочувствительностью и могут быть экспонированы, как в Н-форме (пример 1, 2, 4, 5 и 6) так и в солевой форме, как показано в примере 3, где водород ионоген ной группы в фосфате целлюлозы заменен ионом меди. В этом случае скрытое изображение может быть выявлено методом физического проявления в кислом растворе. В зависимости от условий химико-фотографической обра ботки изображение может быть получено как нейтрального тона (черно-белое), так. и тонированное (пример 1), что позволяет по желанию варьировать тон изображения.

Помимо указанных специфичных свойств предлагаемый светочувствительный материал, получен ный путем модификации целлюлозы с введением кислотных групп, боратных, сульфоэтил и фосфатных групп обладает рядом ценных свойств, аналогичных свойствам карбоксилсодержащих светочувствительных материалов: низкой чувствительностью к видимой области спектра в сравнении с относительно высокой чувствительностью к ультрафиолету; однородным распределением светочувствительных структурных элементов в объеме материа5

Зо

65 ла, что дает принципиальную возможность получать мелкозернистые изображения.

Расход серебра, необходимый для физического проявления данных бессеребряных материалов является гораздо меньшим в сравнении с раходом серебра, необходимым для получения галоидсеребряных материалов, что обуславливает экономичность применения их.

Пример 1. Светочувствительный материал на основе фосфорнокислого эфира целлюлозы получают следующим обра зом.

Хлопчатобумажную ткань для удаления аппрета отваривают в мыльносодовом растворе в течение 40 мин и промывают дистиллированной водой. Затем ткань помещают в термостатируемый сосуд с водным раствором ортофосфорной кислоты и мочевины в соотношении мочевины к фосфорной кислоте равном 4: 1 моль/л и модуле ванны 10: 1. После пропитки в течение

30 мин при температуре 75 С материал отжимают и сушат при 40 С. Высушенный материал подвергают термической обработке в течение 2 — 3 мин при 170 С, после чего промыва ют горячей дистиллированной водой и сушат. Для получения светочувствительного препарата в H-форме получают фосфорилированную ткань (фосфатные группы которой после синтеза находятся в форме аммонийной соли) обработкой в течение 2 ч 0,1 н. муравьиной кислотой, а затем вновь промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Обменная емкость полученного светочувствительного препарата составляет 1,3 мг — экв/г, содержание фосфора 2%. Далее светочувствительный препарат, подвергают экспонированию (различными дозами) лампой

ПРК-4 с интенсивностью светового потока

4,8 10 hv/см с.

Проявление экспонированного образца проводят методом физического проявления в двух растворах.

Раствор А: 0,1 н. раствор AgNO3, рН=1,1;

Раствор Б, г:

Ам идол 2,5

Сульфит б/в 10

Лимонная кислота 6

Н О До 1 л

Экспонированную ткань в течение 30 мин обрабатыва ют раствором А, промывают водой и далее в течение 30 с — раствором

Б, после чего фиксируют в 25%-ном растворе Na>S>O> в течение 10 мин с последующей отмывкой от фиксажа.

Проявление экспонированных образцов .в растворе А проводят в условиях фотографической темноты. Обработку в растворе Б во всех примерах проводят на рассеянном свету в лаборатории.

Результаты измерения оптических плотностей проявленных препаратов в зависимости от времени экспонирования представлены в табл. 1":.

880136

Таблица 1

Время экспонирования, мин

40

10

20

1,84

Оптическая плотность

1,45

0,94

1,08

Таблица 3

Время экспонирования, 2 5

25

2,3

Оптическая плотность

1,44 1,94

Таблица 2

40

Оптическая плотность

0,72 1,04

1,44

1,33

Оптическая плотность неэкспонированного образ ца 051.

* Оптические плотности во всех примерах представлены с вычетом собственного поглощения образца.

Если заменить в физическом проявителе раствор Б раствором, аналогичным составу проявителя Агфа-12, то можно получать не черно-белые изображения, а тонированные в коричневый цвет. Денситометрические данные образцов, проявленных

30 мин в растворе А (как указано выше) и 20 с в растворе С состава, г:

Метал 8

Сульфит Na б/в 125

Сода б/в 6

КВг 2,5

Н,О До 1 л представлены в табл. 2:

Время облучения, мин 5 10

Оптическая плотность неэкспонированного обпазца 0,49.

Огнестойкость ткани из фосфата целлюлозы по сравнению с окисленной целлюлозой является более высокой.

Пример 2. Фосфат целлюлозы в виде бумаги получают следующим образом.

Хроматографическую бумагу помещают

B реакционный термостатипуемый сосуд с водным раствором ортофосфопной кислоты и мочевины в соотношении мочевины к фосфорной кислоте равном 4:1 моль/л и модуле ванны 10: 1. Раствор предварительно нагревают до 75 С, и образец выдерживают. пои этой температуре 30 мин, после че-п тжимают и сушат при 40 С.

Высушенный препарат подвергают термической обпаботке в течение 5 мин при

140 — 145 С, затем промывают гопячей дистиллипованной водой и сушат. Далее полученный фосфат целлюлозы пепеводят из аммонийной формы в H-фопму путем обработки 0,1 н. муравьиной кислотой в течение 2-х ч с последующей поомывкой дистиллипованной водой до нейтпальной пеакции. Обменная емкость r баазпа с-ставляет 0,73 мг-экв/г, содержание фосфора 1 4ю/о.

Полученный светочу -ctBHTeJtbHbIH обпачец подвергают экспонированию лампой

6

ПРК-4 с интенсивностью светового потока

4,3. 10 юhv/ñì с.

Проявление экспонированного образца проводят путем обработки образца физическим проявителем состава:

Раствор А: 0,1 н. раствор АО1чОз, рН =1,2;

Раствор Б, г:

Ам идол 2,5

Сульфит Na б/в 10

Лимонная кислота 6

Н,О До1л

Экспонированный образец на 30 мин помещают в раствор А, промывают водой и обрабатывают раствором Б в течение 20 с, фиксируют в течение 10 мин и затем отмывают от фиксажа.

После химико-фотографической обработки оптические плотности образов, экспонированных разное время были следующие

Оптическая плотность неэкспонированного образца 0,4.

Пример 3. Фосфат целлюлозы в виде бумаги, полученный как в примере 2, обрабатьтвают а течение суток 0,1 н. раствором Сп (СНзСОО) а для получения медной соли кислого фосфата целлюлозы. Затем медную соль фосфата целлюлозы экспонируют лампой ПРК-4 с интенсивностью светового потока 4,3 10 юhv/ñì с в течение

5 мин. Образец проявляют методом физического проявления в 0,1 í. ANNO при рН 1,8 в течение 60 с с последующей обработкой в фиксаже в течение 2-х мин и промывают водой. Оптическая плотность проявленного образца составила 0,48, вуаль при этом равнялась 0,07.

Проявление проводят при рассеянном дневном освещении.

Пример 4. С целью получения светочувствительного материала, обладающего повышенной устойчивостью в щелочной среде и термостойкостью, получают сополимер полиакрилонитрил — фосфат целлюлозы.

Синтез привитого сополимера проводят на окислительно-восстановительной системе фосфат целлюлозы — Fe + — Н..О.

Сополимеризацию проводят следующим обпазом. В колбу, содепжащую 100—

150 мл 1!п-ного раствопа FeSO4 7Н О при

nÍ:4,3 — 4,8 помешают ппп комнатной темnenaxvne на 5 — 10 мин 0.5 г фосфата целлЮЛОЗЫ, па.ЛЕЧЕННОГО, КаК В IInIIVIene 1.

Избыток Fe2+ отмывают дистиллированной водой при рН 5. Затем помещают образец

880136

Таблица 4

Время облучения, мии

0,60

0,23

0,41

Оптическая плотность

60 в раствор акрилонитрила концентрации

1,1 моль/л. Полимеризацию ведут в течение 2 ч при 60 С. Инициатопом служит

Н.О., взятая в концентрации 0,002 моль!л.

Сополимео после окончания сопо.чимепизапии тщательно отмыва от водой и с ц1ат

Io постоянно.о веса. Для v aëå««ÿ Fe +, оставшегос в привитой целлюлозе, использу.от 0,5 м, раствор щавелевой кислоты.

Полученный таким образом сополимер фосфат целлюлозы — поли акпилонитрил. полвепгают экспонипованию лампой

ПРК-4 с интенсивностью излучения 4.8.

° 10 аhv/ñì с. Проявление образца проводят, как в ппимепе 1, методом д>«зического проявления в двух паствопах. Оптическая плотность образна. экспонипованного

5 мин, составила 0,86, avaль — 0,46. Для полученного сополимеоа Фосфата целлюлозы с полиакрилонитпилом пповодят исследования по устойчивости к щелочи разной концентрации.

Результаты эксперимента показали. что пои действии в течение суток 0,008, 0,099, 10% щелочи не ппоисходит пазволокнение продукта, в то время как йе моди@иципованный препарат теряет волокнистую

cTnvHTyPV.

Пример 5. Светоччвствительньтй материал в виде ткани на основе бопилипованной целлюлозы пол чают слелчюшим образом. Хлопчатоб мажн ю ткань для удаления аппапата отваоивают в мыльносодовом паствопе в течение часа и ппомывают дистиллированно«вочой, 3 г очитпенной ткани обоабатывают пасплавом бопной кислоты и мочевнны в весовом соотношении 1: 2 пои темпеплтс пе 140 Г в течение часа ппи модчле 50. После ппопитки матепиал сушат и подвепгают теп «ческой обпаботке пои темпепат пе 260 С, после котовой поомьтвают и обпабатывают 0.01 н. азотной кислотой для пепевода из аммонийной Йопмы н Ff-тЬопму, отмывают водой до нейтпальной пеакции и сушат. Обменная емкость по 7v QHHoго обо азпа составляет

0,98 мг — экв/г, содепжанпе бова 4%. Затем образец экспонипуют полным спектром ртутно-кварцевой лампы ПРК-4, как и в предыдущих примерах. Экспонированный в течение 10 мин образец подвепгают проявлению в 2-х растворах:

Раствор А:

О, 1 í. ApNO> рН 4

Раствор Б, г:

Метол

Гчльйит Na баев 125

Сода б/в 6

КВг 25

Н О До1л

Образец помещают в раствор А на

90 мин, промывают и затем обрабатывают в течение 15 мин раствором Б, после чего

50 фиксируют в 25%-ном растворе NBgSgOg

1 мин и промывают водой.

Оптическая плотность проявленного обпазца составляет 0,14, пои вуали, равной

О. После проявления изобпажеиие окрашено в светлый же TTo-копичневы«TofT.

П и и м е и 6. Гветоч яств«те льнн ю пленку на основе с льйоэтилцел7 очозы пол чают следующим образом. 0,5 г промышленной сульфоэтилцеллюлозы в виде порошка (с ионогенными счльфатными группами1 в составе эфипноч гп ппы

С-Н.$О Н, получаемого в ппоизводственных условиях действием на целлюлозч бромэтилсульфоната натпия в щелочной среде, смешивают с 10 мл 5%-ного паствора желатипы и смесь наносят на стекло нз расчета 1 мл!8 см, после чего образец сушат на воздухе.

Полученный светочувствительный ппепапат экспонипуют пазными дозами лампой

ПРК-4. Проявление, как и в ппедьтдущих примерах, ведут методом физического ппоявления в двух растворах при дневном освещении.

Раствор А:

0,1 H. AQNOa, рН З,1

Раствоп Б, г:

Метол

Гидрохинон

Гл льФит Na 6/в

Года бЪ

Калий бромистый

Н,О

Экспонипованный обпазец обрабатывают

5 мин раствопом А, ппомывают и далее обпабатывают 2 мин раствопом Б. после

-его йиксип ют н течение 2-х мин и ппомывают водой. Оптическая плотность неэкспонипованного обоазца пос.че проявления равна. 0,14. Оптические плотности пооявленных обпазцов в зависимости от времени облучения представлены в табл.4.

Как следует из приведенных примеров предложенный матеоиал -обладает повышенной термостОйкостью, неогнеопасен, -стойчив т агрессивным щелочным спеттам, обладает малой чувствительностью к видймому свету и отйосительно высоком ч вствительностью к УФ-изл чен ю, что позволяет с успехом использовать такач материал в специальных об.частях техники для регистрации коротковолнового излучения, 880136

Формула изобретения

Составитель А. Круглов

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Письман

Корректор Е. Михеева

Заказ 1441/16 Изд. № 217 Тираж 489 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Зо, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Однокомпонентный светочувствительный материал, состоящий из подложки и светочувствительного слоя, включающего производные целлюлозы, отличающийся гем, что, с целью получения термостойкого и устойчивого к химическому воздействию материала, использованы производные целлюлозы, содержащие остатки неорганических кислот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

¹ 244888, кл. G ОоС 1!72, 1969 (прототип).