Способ получения светочувствительного материала

Способ получения светочувствительного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4 ) к:

1 изобретении

- В Кулевская и рокопович

-Институт общей и неорганической химии

АН Белорусской ССР и Институт физико-органической химии

АН Белорусской ССР (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО

МАТЕРИАЛА

1

Изобретение относится к области получения бессеребряных светочуцствнтельных мата4 риалов на основе синтетических полимеров,проявляемых в физических проявителях, и может быть использовано в фотографии, jiwродукционной технике, электронике для на- - 5 несения штриховых изображений с заданными электрофизнческими свойствами.

Известйы способы получения бессвребриных светочувствительных . материалов поливом на твердую подложку эмульсйонного слоя, вклю- 1В чающего светочувствитеяьнйе неорганические соединения в полимерном =связующем И).

Однако материалы,. полуземляке по этпму-,. способу, являются многокомпонентными висте- З мами, и необходимым услбвием использввайия нх является применение подложки- Матвуиал изображения (например,, соединения меди) находится в змульсионном слое, легко отделяемом от подложки при мокрых обработках, 20 нагреве и механических воздейс".виях, что вряде случаев ограничивает использование По-добных материалов.

Известен способ получения светочувствительных материалов, содержащих в своем составе кислотные группы, окислением целлюлозы окислами азота (2).

Однако этот способ сложен в производст- ве, так «ак для окисления целлюлозы используют то«сиане окислы азота. Материал, полученный ло этому способу, имеет низкую светочувствительность н неустойчив нри хранении.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения- бессеребряного светочувствительного материала, включающий обработку сополимера раствором щелочи. В качестве сополнмера используют сополимер мвтилового эфира метакриловой кислоты и дивинилбензола (3) .

Однако данный способ не обеспечивает получения одиокомпонентных оптически;. прозрачных светочувствительных материалов, так как полученный в результате омыления светочувствительный материал не является пленкообразующим компонентом, и фотоматериал, получеиныц по этому способу, представляет

995057 собой суспензкю светочувствительного катиони. та в полимерном связующем, нанесенную на подложку, что не исключает отслаивания све- точувствительного слоя при мокрых обработках и нагреве. Кроме того материал, полученный по известному способу, имеет низкую светочувствителькость и контрастность. Относительная светочувствктельйость его при экспонировании полным спектром лампы ПРК-4 с интенсивностью светового. нотона 4,3 ° 10 т|4 /см с 10 ."составляет .

8 —. 0,4 |00 отн ф р 5я где t 0,5 1g — время экспонирования, необходимое для достижения средней точки полезно- is го интервала экспозиций. f

Контрастность материала (у ), полученного по известному способу, составляет 0,7, максимальная оптическая плотность (О „) 0 95.

Изображение имеет низкую поверхностную зле ктропроводность.

Целью изобретения является увеличение светочувствительности, контрастности, максимальной оптической плотности и поверхностной злектропроводности проявленного изображения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно с1|особу получения светочувствительного материала, включающему обработку соЙолимера водным раствором щелочи, в качестве сополимера используют сополимер на основе акрилонитрила общей формулы

Н -OH

СМ где х = 92-100, у = 0 — 6,5 их 0 — 1,5 мас.% в качестве .раствора щелочи используют водный раствор, содержащий 4 — 5 мас.% щелочи, обработку сополимера осуществляют при 80—

120 С в течение 10-.60 мин затем полученный продукт промывают водой до нейтральной реакции, выСушивают до влажности 0,1% 39 растворяют в диметилформамиде, формуют пленку и высушивают до содержания диметилформамида 2-4 мас.%.

Способ осуществляют следующим образом.

Обработку сополимера с пвмощью 4-5%ного водного раствора щелочи проводят при

S0-120 .Ñ в течение 10 — 60 мин в зависимости от температуры. Полученный после омылекия продукт отфильтровывают, промывают до нейтральной реакции, высушивают до влажности 0,1%, так как присутствие больших количеств воды затрудняет процесс растворения сополкмера. Высушенный продукт растворяют и диметилформамиде (ДМФА), полученные

7 — 12%-иые растворы сополимера в ДМФА фильтруют к наносят ка стеклянную подложку. Полученные аленки высушивают в вакуумном сушильном шкафу при постепенном снижения давления в течение 88 — 166 ч при 20—

22 С до содержания ДМФЛ 2-4% и снимают с подложки.

Полученный. материал представляет собой прозрачную аморфнуй пленку толщиной 20200 мкм .(в завйсимости от условий полива), имеюп|ую статическую обменную емкость (COE) по 0,1 н..раствору гидроокиси натрия ЗЗ

0,2 — 0,6 мг — экв/г, влагопоглощение (при

65%-ной влажности воздуха) 0,7 — 1%,. относительное .удлинение бр 3 — 3,4%, модуль упруС

CH -б г, С

У гости Е 35000-46000 кгс/см, прочность на разрыв 5р 870 — 890 кгс/см .

Химический состав продуктов, образующихся в результате омылеиия сополимера akрилонитрила под действием щелочи, характеризуется наличием нитрильных, амидных, . имидных, натрийкарбоксильных (присутствующих также в небольшом количестве в. исходном сополимере), карбоксильных и аммонийкарбоксильных групп, а также циклических структур. При использовании для омыления сополимера 4 — 5%-ных водных растворов щелочи достигаетсй оптимум свойств полученных продуктов, поэтому применение растворов д| уг||х концентраций нецелесообразно. Ско * рость омыленкя нитрильных групп зависит от температуры реакции; при температурах ниже

80 С она значительно уменьшается, что увеличивает продолжительность процесса.

Процесс щелочного омыления сополимера вкрилонитрила сопровождается переводом части сополимера в водорастворимое состояние и образованием некоторого количества сшитых, нерастворимых в ДМФА, продуктов. Их коли У чество зависит от условий омыления и возрастает с повышением температуры, поэтому проведение реакции при температурах выше

120 С нежелательно, так как в этом случае возрастают потери продукта в процессе омыления. I °

В ходе формования пленок из полученного продукта омыления. в качестве | растворителя используют диметилформамид, полярные группы которого взаимодействуют с полярными нитрильными группами полкакрилонитрила, образуя своего рода комплексы или межмоле57 б э -- 9950 кулярные ассоциаты. Эти комплексы не разрушаются при сушке пленки, чем и объясняется остаточное содержание ДМФА в пле. ночном материале в количестве 2-4%. Этикомплексы достаточно - устойчивы при температуре g 90 С (содержание ДМФА не изме.. няется при хранении пленок на воздухе при

20 С в течение 3 лет) и, видимо, разрушаются только после термообработки при 130 С в течение 3 ч. f0

Фотоизображение на полученных по предлагаемому способу материалах формируют путем их экспонирования излучением ртутнокварцевых ламп. Время экспонирования, необходимое для получения хорошо проявляембго ts изображения, колеблется от 1 до 20 с s зависимости. от типа источника, расстояния, на котором находится источник, н q. д. Проявление экспонированного материала проводят путем его обработки в растворе PdC1 20 (10"зМ) и последующего действия медного физического проявителя. Полученный по дан-ному способу материал имеет более высокую светочувствительность, максимальную оптическую плотность, контрастность в сравнении 2$ с полученным по известному способу. Проявленное изображение состоит из металличес.кой меди в форме слоя с металлическим блеском и обладает высокой электропроводностью: сопротивление образца пленки разме-. З0 ром 1х1 см составляет 1-2 Ом см .

Пример 1. В трехгорную колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 3 г сополимера состава х 93%,, у 5,7%, z 1,3%. и 50 мл 4%-.ного водного раствора гидроокиси натрия, выдерживают 60 мин при 80 С.

Продукт омыления отфильтровывают, промывают до нейтральной реакции, высушивают до влажности 0,1% при 50 — 70 С. 2 г высушен- ного йродукта растворяют в 26 г ДМФА при 70 С, полученный раствор отфильтровывают и наносят на стеклянную подложку, образовавшуюся пленку высушивают в сушильном шкафу при 20-22 С в несколько стадий:

18 ч — при давлении 1,01-10а Па, 24 ч — . при давлении 5,9 ° 104 — 7,8 104 Иа, 60 ч— при давлении 1,3 ° 10з Па. Получают аморфные пленки толщиной 70 мкм, имеющие СОЕ

0,2 мг — экв/г, влагопоглощение 0,7%,9. 34%, Е 46000 кгс/см, бр= 890 кгс/см, содер50 жанне ДМФА 3%. Полученный матерны "экс-понируют в течение 5 с полным спектром"... лампы ДРТ-220 с йнтенсивностью светового потока 0,7-10 квант/см ае с (на:расстоянйи

25 см от источника). Эксионированный материал последовательно обрабатывают в течение

20 мин раствором PdC1q (10" М, рН 2,5) и проявляют в течение 4 мин при,20 С в растворе медного физического проявителя следующего состава, г/л:

А. CuSO, 5 Н О б, К вЂ” йа-виннокислый 30

NaOH 26

Б. Формальдегид (37%) А:Б 10:1

При этом формируется изображение из металлической меди, что обейичивает повышенную поверхностную электропроводность материала, которая может достигаться как однородно по всей поверхности материала (при экспонировании всей поверхности материала), так н локально, в соответствии с . необходимым расположением нужных областей (при экспонировании через соответствунпцие шаблоны). Сопротивление образца на участке пленки 1х1 см составляет 2 Ом см . Мате° риал, полученный по известному способу, не обладает такой злектропроводностью. Compo-, тивление материала на таком же участке пленки составляет 101 Ом.

Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 3 r сополи* мера того же состава, что и в примере 1, и

50 мл 5%-ного водного раствора.гидроокиси натрия, выдерживают 40 мин при 85 С. Далее ведут обработку, как в примере 1, однако для растворения 2,6 г продукта омыления используют 26 г ДМФА, получают аморфные пленки толщиной 80 мкм;- имеющие СОЕ

0,3 мг — экв/г, влагопоглощение 0,8%, f,p

3,2%, Е = 40000 кгс/cM, . = 880 кгс/см, содержание ДМФА 4%. Экспойирование и проявление проводят аналогично поимеру 1.

Пример 3. В трехгорную колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 3 г сополимера того же состава, что и в примере 1, и 50 мл 4%-нога водного раствора гидроокиси натрия, выдерживают .при 120 С 10 мин.

Далее обработку ведут, как в примере 1, однако для растворения 2 г омыленного продукта используют 1$ r ДМФА, jmiyemx аморфные пленки толщиной 80 .мкм, :имеющие

СОЕ 0,6 мг — экв/г, влагопоглоп1еййе 1%, Е1у 3%, Е 35000 кгс/см, d ".870 кгс/сМз> содержание ДМФА 2%. Экспонирование и прв-.: явление проводят аналогично примеру 1.

Пример 4. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 3 г сополт1мера (состава х 92%, у" 6,5%, г 1,5%) и

50 мл 5%-ного. водного раствора. гидроокиси натрия, выдерживают 30:мин прн 95 C. 3алее обработку, экспонирование а проявление вед. гт, -как в примере 1..

Пример 5. В:трехгорлую колбу, . снабженную мешалкой, термометром и обрат-.

7 . 995057 8 ным холодильником, помещают 3 г полнакри- ботку, экспонирование и проявление ведут лонитрнла (x = 10070, у = О, 2 О) и 50 мл как в примере 1.

5 -ного водного раствора гидроокиси натрия; - Фотографические свойства полученных вьщерживают 20 мин при 90 C. Далее обра- материалов и известного представлены В таблице

ОтН -+О 5 У

Ф0,5 Ь

Фотоматериал

0иакс 3" Rq,1 OM.GM

0р

ПО примеру

О

1,5

3,1

2,0

I О

3,2

1,0

3,2

30

103 0

Известный

0,4

0,12

0,7

0,95

П р и м е ч а н и е: Оо — оптическая лл

Как видно из данных таблицы, предложенный способ позволяет получить одноком- И понентный пленочный светочувствительный материал, имеющий более высокую светочувствительность, контрастность, максимальную оптическую плотность в сравнении с известны.

Полученный но предлагаемому способу свето- эв чувствительный полимер на основе модифицированного соцолимера акрилонитрила обладает пленкообразуннцими свойствами и не тре бует использования подложки, что исключает

ВозможнОсть ОтслаиВания слОя упри ьтОкрых обработках, механических воздействиях и нагреве. Проявленное изображение состоит из металлической меди в форме слоя с металлическим блеском, что обеспечивает высокую. электропроводность (R .1. < 2 Ом.см ). 411

Для материала, полученного по известному способу, сопротивление на таком же участке пленки составляет Я.1,. 10 Ом см .

В настоящее время в СССР не выпускаются однокомпонентные бессеребряные материалы подобного типа.

Ниже проводится сравнение некоторых . известных способов получения светочувствительных материалов: (в форме пленки) с предложенным, которые могут считаться

50 базовыми объектами.

В сравнении со способом получения известных галоидосеребряных материалов, преддагаемый способ исключает сложный и дорогой процесс изготовления фотоэмульсионных с И слоев и их строгого равномерного нанесения на подложку, а также обеспечивает существенную экономию серебра. Так, расход серебра для известных галоидсеребряных материалов отность вуали.

I составляет 3 — 14 r/м, расход хлористого палладия для получения изображений на материале, получаемом но предлагаемому способу, составляет 10 а — 10"4 г/ма. Помимо этого, для получения изображений, имеющих заданные электрофизические свойства (в частности, повышенную электронроводность), на известных галоидсеребряных материалах необходим дополнительный расход серебра или другого благородного металла для использования в составе физического проявителя. На матернапах, получаемых по предлагаемому способу, для нанесения изображениц, имеющих повышенную электропроводность, соли благородных,ме ramrod используют лишь в составе 1 ванны физического проявителя и их расход невелик (1P»з 10»4 /ма)

Светочувствительность материалов, получаемых по предлагаемому способу, супаественно ниже галоидсеребряных материалов. Вследствие этого использование предлагаемых материалов может быть рекомендовано, когда йаиболее важны низкая стоимость материалов, простота изготовления и обработки матерналов, а также допустимо использование материалов низкой светочувствительности. Что касается других фотографических характеристик предлагаемых материалов (0,у), то они вполне сравнимы с такими же характеристиками галоидсеребряныи пленок (0 „ „ = 3, у = з-з,г).

Для копирования чертежно-конструкторской документации в настоящее время в

СССР выпускают пленочные диазоматериалы.

Фотографические характеристики предлагаемьп1 материалов (О „щ«, .) также вполне сравнимы,9 995057 10 с 9 „rr а диазопленок. Однаио в диазо- действия проявителя на экспонированный iroпленках изображение формируется из красите- лнмер, как в изобретении, à rr другом проля и проявленное изображение не обладает . цессе (вакуумное напыление), что значительно электронроводностью . усложняет процесс.

Формула изобретения

Н-С

2, С бк-6H

6К

Сн- CK г, 600

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

) Составитель И. Стояченко

Техред С. Мигунова

Корректор И. Шулла

Редактор И. Николайчук

Подписное

Заказ 639/32 Тираж 471

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Известен способ получения металлических рисунков на диэлектриках, включающии получение рельефного изображения фотолитографи» ческим способом и последующего напыления слоя металла. Изображение, полученное таким >в способом, имеет электропроводность. Одиако способ получения подобных рисунков сложен, так как является многостадийным, требует использования вакуумной техники. Предлагаемый способ существенно отличается от известного: проводящий металлический слой в этом случае формируется не в процессе возгде х = 92 — 100, у 0 — 6,5и 7=0 — 1,5мас%, в качестве раствора щелочи используют водный раствор, содержащий 4 — 5 мас% щелочи, обработку сополимера осуществляют при 8012Î С в течение 10 —.60 мин, затем полученный продукт промывают водой до нейтраль- ЗО ной реакции, высушивают до влажности 0,1% растворяют в диметилформамиде, формуют пленку и высушивают до содержания диметилформамида 2 — 4 мас.%.

Способ получения светочувствительного материала, включающий обработку сополимейа раствором щелочи, отличающийся тем, что, с целью увеличения светочувствительности, контрастности, максимальной оптической плотности и поверхностной электропроводности проявленного иэображения, в качестве сополимера используют сополимер на основе акрилонитрила общей формулы

1; Авторское свидетельство СССР 11 687437, кл. G 03 С 1/64, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР Я 244888, кл. G 03 С 1/64, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 1522265, кл. G 03 С 1/72, 1969 (прототип).