Способ получения светочувствительного материала

Институт общей и неорган АН Белорусской ССР и Институт фнзико.органиче АН Белорусской ССР71) Заявите ской химии СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛВСТВИТЕЛЬНОГО атМров. эл ом на, вклю. 1 ввские.И) сое Изобретение 6 тноснтся к области пол ния бессеребряных светочувствительных м риалов на основе синтетических нолиме проявляемых в физических проявителях, и может быть использовано в фотографии, репродукционной технике, электронике для на.сепия штриховых изображений с эаданныащ ектрофизнческими свойствами.серебряных Известйы способы получения бес еточувствительных . материалов полив ердую подложку змульсйбнного сл чающего светочувствнтельнйе неоргаиич динения в полимерномсвязующеОднако материалы,. получение по этому-, способу, являются многцкомпонентными аисте а мами, и необходимым услбвием испольэввайиянх является применение подложки Матеуиал изображения (например, соединения медиу юходится в эмульсионном слое, легко отданиемом от подложки при мокрых обработках,20 нагреве н механических воздейс".виях, что в- ряде случаев ограничивает использование По. - добных материалов. 2Известен способ получения светочувствительных материалов, содержащих в своем составе кислотные группы, окислением цел. люлозы окислами азота И.Однако этот способ сложен впроизводст-ве, так ак для окисления целлюлозыисполь. зуют токсична окислы азота. Материал, полу. ченный по этому способу, имеет низкую светочувствительность н неустойчив при хранении.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения бессеребряного светочувствительного материала, включающий обработку сополимера раствором щелочи. В качестве сололнмера используют сополимер метилового эфира метакриловой кислоты и дивинилбензола 13 .Однако данный способ не обеспечивает получения однокомпонентных оптически; пр 6 зрачиых светочувствительных материалов, так как полученный в результате омыления светочувствительный материал не является пленко. образующим компонентом, и фотоматериал, получеиныц по этому способу, представляет995057 собой суспензню светочувствительного катионита в полимерном связующем, нанесенную наподложку, что не исключает отслаивания све.точувствнтельного слоя при мокрых обработкахи нагреве. Кроме того материал, полученный , по известному способу, имеет низкую светочув. ствителькость и контрастность. Относительнаясветочувствктельйость его при экспонированииполным спектром лампы ПРК 4 с интенсив. ностью светового. потока 4,310 а%4 /смф. с1 й ."составляет.8 - . 0,400отн0,5 ргде 10,51 д - время экспонирования, необходимое для достижения средней точки полезно го интервала экспозиций. НН 2 600гости Е щ 3500046000 кгс/смф, прочность на щ разрыв б р870 - 890 кгс(см.Химическик состав продуктов, образую.шихся в результате омыления сополимера акрилонитрила под действием щелочи, характе.ризуется наличием нитрильных, амидных, .имидных, натрийкарбоксильных (присутствующих также в небольшом количестве в. исходном сополимере), карбоксильных и аммоний.карбоксильных групп, а также циклическихструктур. При использовании для омылениясополимера 4 - 5%.ных водных растворов щело.35чи достигаетсй оптимум свойств полученныхпродуктов, поэтому применение растворовдругк концентраций нецелесообразно, Скорость омыленкя нитрильных групп зависит оттемпературы реакции; при температурах ниже 40 о80 С она значительно уменьшается, что увели.чивает продолжительность процесса.Процесс щелочного омыления сополимеразкрилонитрила сопровождается переводом частисополимера в водорастворимое состояние иобразованием некоторого количества сшитых,нерастворимых в ДМФА, продуктов. Их количество зависит от условий омыления и возрас.тает с повышением температуры, поэтомупроведение реакции при температурах выше эо 120 С нежелательно, так как в этом случаевозрастают потери продукта в процессе омыления. 4В ходе формования пленок из полученного продуктаомыления в качествераствори. М теля используют диметилформамид, полярныегруппы которого взаимодействуют с полярны.ми нитрильными группами полкакрилонитрила,образуя своего рода комплексы или межмоле. где х: 92-100, у = 0 - 6,5 их 0 - 1,5 мас.% в качестве раствора щелочи используют вод.ный раствор, содержащий 4 - 5 мас.% щелочи, обработку сополимера осуществляют при 80 - 120 С в течение 10-60 мин затем получен.ный продукт промывают водой до нейтраль.ной реакции, выСушивают до влажности 0,1% растворяют в диметилформамиде, формуют пленку и высушивают до содержания диметилформамида 2- мас,%.Способ осуществляют следующим образом.Обработку сополимера с пвмощью 4-5%- ного водного раствора щелочи проводят при 80-120.С в течение 10 - 60 мин в зависимости от температуры, Полученный после омыле.ния продукт отфильтровывают, промывают до нейтрзльной реакции, высушивают до влажности 0,1%, так как присутствие больших количеств воды затрудняет процесс растворения сополкмера. Высушенный продукт растворяют к диметилформамиде (ДМФА), полученные 7 - 12%-иые растворы сополимера в ДМФА фильтруют и наносят на стеклятщую подлож ку. Полученные пленки высушивают в вакуумном сушильном шкафу при постепенном снижении давления в течение 88 - 166 ч при 20 - 22 С до содержания ДМФЛ 2-4% и снимают с подложки.Полученный материзл представляет собой прозрачную аморфнуй пленку толщиной 20 мкм (в завйсимости от условий полива), имеющую статическую обменную емкость (СОЕ) по 0,1 н. раствору гидроокиси натрия 0,2 - 0,6 мг - экв/г, влагопоглощение (при 65%ной влажности воздуха) 0,7 - 1%,. относительное, удлинение Ер 3 - 3,4%, модуль упру 4Контрастность материала (ч.), полученного по известному способу, составляет 0,7, макси. мальнзя оптическая плотность (О) 0,95.Изображение имеет низкую поверхностную электропроводность.Целью изобретение является увеличение светочувствительности, контрастности, макси. мальной оптической плотности и поверхност. ной злектропроводности проявленного иэображения.Поставленная цель достигается тем, что согласно с 1 особу получения светочувствительного материала, включзющему обработку со. полимера водным раствором щелочи, в качестве сополимера используют сополимер на ос. нове акрилонитрила общей формулы7 брастворе медного физического проявителя следующего состава, г/л:А. Сц 80, 5 Н,О б,К - йа-виннокислый . 30йаОН 26 Б. Формальдегид (37%) А:В 10:1При этом формируется изображение из металлической меди, что обейичивает повышенную поверхностную электропроводность материала, которая может достигаться как однородно по всей поверхцрсти материала (при экспонировании всей поверхности мате. риала), так н локально, в соответствии с . необходимым расположением нужных обпастей (при экспонировании через соответствунпцие шаблоны). Сопротивление образца на участке пленки 1 х 1 см составляет 2 Ом сма. Матеобладает такой электропроводностью, Сопро-, тивление материала на таком же участке плевки составляет 101 Ом.П р и м е р 2, В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодипьннком, помещают 3 г сополи мера того же состава, что и в примере 1, и 50 мл 5% ного водного раствора.гидроокиси натрия, выдерживают 40 мин при 5 С. Далее ведут обработку, как в примере 1, однако для растворения 2,6 г продукта омыления используют 26 г ДМФА, получают аморфийе нленки толщиной 80 мкм; имеющие СОЕ0,3 мг - зкв/г, влагопоглощение 0,8%, е,р3,2%, Е = 40000 кгс/сма,= 880 кгс/см, содержание ДМФА 4%, Экспойирование и про. явление проводят аналогично примеру 1.П р и м е р 3. В трехгорную колбу, снабженную мешалкой, термометром и обрат. ным холодильником, помещают 3 г сополи. мера того же состава, что и в примере 1, и 50 мл 4%-ного водного раствора гидрооки. си натрия, выдерживают при 120 С 10 мин. Далее обработку ведут, как в примере 1, однако для растворения 2 г омыпеЮого продукта используют 15 г ДМФА, алуфйют аморфные пленки толщиной 80.мам,:имеющие СОЕ 0,6 мг - экв/г, влагопоглопйййе 1%, 61 у 3%, Е щ 35000 кгс/сма, бр.".870 кгс/смз содержание ДМФА 2%, Экспонирование и прв".," явление проводят аналогично примеру 1.П р и м е р 4. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 3 г сополт 1 ме. ра (состава х щ 92%, у" 6,5%, г1,5%) и 50 мл 5% ного. водного раствора гидроокисц натрия, выдерживают 30:мин при 95 С. Да. лее обработку, экспонирование а проявление вей,Ут,как в примере 1.П р и м е р 5, В:трехгорлую колбу, . снабженную мешалкой, термометром и обрат-. 5 - 99505кулярные ассоциаты. Эти комплексы неазрушаются при сушке пленки, чем и объяс.няется остаточное содержание ДМФА в пленочном материале в количестве 2-4%, Этикомплексы достаточно -устойчивы при темпе.ратуре90 С (содержание ДМФА не изме.няется при хранении пленок на воздухе при20 С в течение 3 лет) и, видимо, разрушаютсятолько после термообработки при 130 С втечение 3 ч. 10Фотоизображение на полученных по пред.лагаемому способу материалах формируют путем их экспонирования излучением ртутнокварцевых ламп. Время экспонирования, необ.ходимое для получения хорошо проявляембго %изображения, колеблется от 1 до 20 с в за.висимости. от типа источника, расстояния, накотором находится источник, и т. д, Прояв-риал, полученный по известному способу, неление экспонированного материала проводятпутем его обработки в растворе РдС 1 20(10"зМ) и последующего действия медногофизического проявителя. Полученньа по данному способу материал имеет более высокуюсветочувствительность, максимальную оптичес.кую плотность, контрастность в сравнении 2с полученным по известному способу. Про.явленное изображение состоит из метаяяической меди в форме слоя с метаащческимблеском и обладает высокой электропроводностью: сопротивление образца пленки разме . З 0ром 1 х 1 см составляет 1-2 Ом смз.П р и м е р 1. В трехгорную колбу,снабженную мешалкой, термометром и обрат.ным холодильником, помещают 3 г сополимера состава х 93%,. у 5,7%,= 1,3%.и 50 мл 4%ного водного раствора гидроокиси натрия, выдерживают 60 мин при 80 С,Продукт омыления отфильтровывают, промывают до нейтральной реакции, высушиваютдо влажности 0,1% при 50 - 70 С, 2 г высушен. 1ного йродукта растворяют в 26 гДМФАпри 70 С, полученный раствор отфипьтровывают и наносят на стеклянную подложку,образовавшуюся пленку высушивают в сушильном шкафу при 20-22 С в несколько стадий:18 ч - при давлении 1,01-10 а Па, 24 ч - .при давлении 5,9104 - 7,8 10 ф Иа, 60 ч -при давлении 1,310 з Па, Получают аморфныепленки толщиной 70 мкм, имеющие СОЕ0,2 мг - экв/г, влагопоглощение 0,7%, 34%,Е 46000 кгс/сма, 6 Р= 890 кгс/смф, содержание ДМФА 3%. Полученный материал"экс.попируют в течение 5 с полным спектром"лампы ДРТс йнтенсивностью световогопотока 0,7 10 ф квант/см з с (нарасстоянйи25 см от источника), Эксионировайный материал последовательно обрабатывают в течение20 мин раствором Р 6 С 1 а (10"М, рН 2,5)и проявляют в течение 4 мин при,20 С в7 .995057 8ным холодильником, помещают 3 г полнакри-ботку, экспонирование и проявление ведутлонитрнла (х = 100 0, у = О, а := 0) и 50 мл как в примере 1,5 -ного водного раствора гидроокиси натрия; Фотографические свойства полученныхвыдерживают 20 мин при 9 М С, Далее обра материалов и известного представлены в таблице 100ОтнФ 0,5 Ь Фотоматериал О с Э В,О Оо По примеру 115 0 3,0 1,5 3 3,1 14 2,0 10 3,2 14 2 15 3,2 14 3,0 10 е Известный 0,4 0,12 0,7 095 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 ио предлагаемому способу свето- Зв чувствительный полимер на основе модифицированного соцолимера акрилопитрила облада. ет пленкообразующими свойствами и нетре бует использования подложки, что исключает возможность отслаивания слоя йри мокрых обработках, механических воздействиях и нагреве. Проявленное изображение состоит из .металлической меди в форме слоя с металли. ческим блеском, что обеспечивает высокую. электропроводность (В.1 2 Ом см ). 4 Для материала, полученного по известному способу, сопротивление на таком же участке пленки составляет й,11 10 е Ом смф .В настоящее время в СССР не выпускаются однокомпонентные бессеребряные материалы подобного типа.Ниже проводится сравнение некоторых . известных способов получения светочувствительных материалов (в форме пленки) спредложенным, которые могут считатьсяЯ базовыми объектами.В сравнении со способом получения известных галоидосеребряных материалов, пред. дагаемый способ исключает сложный и доро.гой процесс изготовления фотоэмульсионныхИ слоев и их строгого равномерного нанесения на подложку, а также обеспечивает существенную зкономию серебра. Так, расход серебра для известных галоидсеребряных материалов отность вуали.составляет 3 - 14 г/м, расход хлористого палладия для получения изображений на матерна. ле, получаемом но предлагаемому способу, составляет 10 а - 10"4 г/ма. Помимо этого, для получения изображений, имеющих заданные электрофизические свойства в частности, повышенную злектронроводность), на известных галоидсеребряиых 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- таллоФиспользуют лишь в составе 1 ванны физического проявителя и кх расход невелик 10-з 10-а1)Светочувствительность материалов, получаемых по предлагаемому способу, существенно ниже галоидсеребряных материалов. Вследствие этого использование предлагаемых матери. алов может быть рекомендовано, когда йаиболее важны низкая стоимость материалов, простота изготовления и обработки матерна. лов, а также допустимо использование материалов низкой светочувствительности, Что каса. ется других фотографических характеристик предлагаемых материалов Щщ+у), то они вполне сравнимы с такими же характеристиками галоидсеребряныи пленок (Окзс = 3,з = 3-3,2).Для копирования чертежно-конструкторской документации в настоящее время в СССР выпускают пленочные диазоматериалц. Фотографические характеристики предлагаемьп 1 материалов (Оцксз ) также вполне сравнимы,9 995057 10с мяи х диазопленок. Однаио в диазо-действия проявителя на экспонированный по.пленках изображение формируется из красите- лнмер, как в изобретении, а в другом про.ля и проявленное изображение не обладает цессе (вакуумное напыление), что значительноэлектропроводн остью, усложняет процесс. Известен способ получения металлических рисунков на диэлектриках, включающий полу. челне рельефного изображения фотолитографи ческим способом и последующего напыления слоя металла. Изображение, полученное таким 1 ф способом, имеет злектропроводность. Одиако способ получения подобных рисунков сложен, так как является многостадвлным, требует использования вакуумной техники, Предлагаемый способ существенно отличается от из вестного: проводящий металлический слой в этом случае формируется не в процессе возФормула изобретения й-С2,Источники информации,принятые во внимание при экспер 1. Авторскоекл, 6 03 С 1/64,30 2, Авторское скл. 6 03 С 1/64,3, Авторскоеке У 1522265, кл(прототип). ьство СССР Юф 687437,ССР У 244888, ССР по заяв 1969 идетельство С1967.видетельство С6 03 С 1/72 тавитель И, Стояченкхред С. Мигунова орректор И. Шулл ктор И. Николайчук Тираж 471ИИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 639 одписное г. Ужгород, ул. Проектна"Патент 92 - 100, у 0 - 6,5 и х = 0 - 1,5 мас.% е раствора щелочи используют водор, содержащий 4 - 5 мас% щелочи,сополимера осуществляют при 80- течение 10 - .60 мин, затем получен.промывают водой до нейтраль, высушивают до влажности 0,1% т в диметилформамиде, формуют высушивают до содержания диме- мида 2 - 4 мас.%. где х =в качествный раствобработку120 С вный продуктной реакциирастворяюпленку итилформа Способ получения светочувствительного материала, включающий обработку сополимейа раствором щелочи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения светочувствитель. ности, контрастности, максимальной оптической плотности и поверхностной электропроводности проявленного иэображения, в качестве сополимера используют сополимер на основе акрнлонитрила общей формулы