Светочувствительный материал

 

(72) Авторы изобретения

Б.А. Безуглый, Е.А. Галашин, Г.B. Кириленко и Г.И. Чалая.Иосковский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. И.В. Ломоносова (7! ) Заявитель

Изобретение относится к бессеребряным светочувствительным материалам которые применяются в способах получения изображений, основанных на фа. зовых превращениях, стимулированных фотохимическим действием света.

Предлагаемый светочувствительный материал может быть использован для получения полутоновых и штриховых изображений оперативным способом в области длин волн Л 420 нм.

Известен светочувствительный материал для непосредственного получения видимого изображения, представляющий собой светочувствительный слой, в состав которого входят.галоидпроизводные:

15 углеводородов, например, CBr и про- изводные 4Н-пирана, замещенные в ядре по меньшей мере одним ароматическим радикалом. Светочувствительные слои образуют видимое-изображение без всякой обработки непосредственно после экспонирования, которое может быть усилено и стабилизировано про2 тив действия света простым нагрева" нием 1 1 .

Недостатками этого метода являются необходимость в организации достаточно сложного его производства и отсутствие обратимости.

Наиболее близким к предлагаемому светочувствительному материалу является светочувствительный материал для получения изображений, используемый в способе записи информации и представляющий собой регистрирующий слой, выполненный в виде жидкого слоя поглощающего свет вещества, находящегося в неравновесном, но метаста. бильном состоянии (йод в спирте) который может быть помещен между двумя стеклянными пластинками. Для перевода материала в светочувствительное состояние его нагревают выше температуры плавления, затем охлаждают до получения переохлажденного слоя, избирательно экспонируют и охлаждают до перехода облученных и необлучен$

1$

10-50 вес.1,".

При концентрации полимера ниже

10 вес.4 трудно сохранить слой в нес равновесном, но метастабильном состоя. нии и создать локальное пересыщение

3$ по образующейся при действии света полиморфной модификации серы. Кроме того, после получения иэображения разрешающая способность снижается из-за боковой диффузии новой моди 40 л фикации серь., образующей элементы

- изображения.

При концентрации выше 50 вес.Ф наблюдается падение светочувствитель. ности, что, очевидно, связано с за4$ труднением фазового перехода в связи с возрастанием вязкости.

Пример 1. Готовят насыщенный при 40 С раствор серы в бензоле с добавкой 10 вес. полистирола с молекулярным весом М.- 20000. Тонкий слой приготовленного раствора заключают между двумя плоскопараллельными пластинками 3 размером 0 = б. 9см, $$

3 1 ных участков в кристаллические формы резко отличающиеся друг от друга.

Применяют, например, порошкообразную смесь бенэила или бензофенона с сенсибилиэаторами Agg,AgI/РЬ . AgN03 или

Ag РО1, которые вместе со связующими найосят на подложку. Охлажденный слой может быть перенесен на другую подложку и окрашен $2$

Недостатками данного материала являются то, что для сенсибилизации светочувствительного слоя используются дорогостоящие соли серебра, или токсичные соли свинца, а сам регистрирующий слой обладает сравни" тельно низкой светочувствительностью

Кроме того, получение фиксированного изображения связано с дополнительной операцией переноса на приемный материал слоя с необлученных участков или нанесения на регистрирующий слой красителя, что исключает обратимость регистрирующего слоя, т.е. возможность многократного использования материала. Дополнительные механические операции, производимые над слоем из-за возможных микросмещений снижают его разрешающую способность.

Кроме того, светочувствительный слой работоспособен лишь при повышенных температурах (не ниже 50 С), Цель изобретения — повышение светочувствительности и разрешающей способности, обеспечение обратимости и возможности работы с ним при комнатной температуре, а также снижение . стоимости материала.

Поставленная цель достигается тем, .;что светочувствительный материал, включающий жидкий регистрирующий слой поглощающее свет вещество, находящееся е неравновесном, но метастабильном состоянии и помещенный между двумя

I стеклянными пластинками, в качестве

,поглощающего свет вещества содержит пересыщенный раствор серы в органическом растворителе, выбранном из ряда: бензол, толуол, м-ксилол, этилбензол и дополнительно содержит полимер, выбранный из ряда: полистирол, полиэпо ксипропилкарбазол, поливинилкарбаэол,. растворимый в соответствующем органическом растворителе и инертный по отношению к сере, при следующем соототношении компонентов (вес.Ф), Сера 2-5

Полимер 10-50

Органический растворитель Остальное

00494Ч 4

На чертеже изображено строение светочувствительного материала.

Регистрирующий слой 1 представляет собой пересыщенный раствор серы с добавлением полимера, помещенного между двумя стеклянными пластинками

3 и разделенного задающей определенную толщину герметичной прокладкой 2.

В результате фотохимического действия света сера образует новую моди фикацию, обладающую меньшей растворимостью. Таким образом, по новому фотохимическому продукту возникает пересыщение, что приводит к образова. нию новой фазы в виде очень мелких частиц, рассеивающих свет.

Изображение, состоящее из микрокристалликов серы, можно наблюдать, усилие его методом темного поля. щ Считывание информации производят в неактиничном свете с применением светофильтра, поглощающего УФ-излучение.

Для предохранения изображения от размытия в результате диффузии и увеличения локального пересыщения по фотохимическому продукту раствор должен быть вязким. С этой целью вводят добавку растворимого е соответствующем растворителе полимера, в количестве разделенных промежутком я = 20 мкм (фиг. 1). Для обеспечения требуемого зазора между поверхностями стеклянных пластин, подающего толщину регистрирующего слоя, по периметру пластин

49 6

5 .10049 наклеивают прокладку 2 из лавсана со- ответствующей толщины шириной 0,5 см.

После образования однородного слоя стеклянные пластинки герметично склеивают. Полученный светочувствительный материал готов к использованию.

На полученный светочувствительный слой проецируют изображение в Уф-свете от ртутной лампы ДРШ-100. Выделение излучения с длиной волны 10

= 365 нм проводят с помощью .фильтра

УФС-6. Плотность мощности излучения, падающего на светочувствительный слой равнялась 3,,6.10 вт/см . Время экспонирования 1 с. 15

Изображение образовывалось в течение времени экспозиции, а затем самоусиливалось в течение 5-10 с до плотности, на 10- 15l превышающей плотность к моменту окончания экспозиции. Раэ- 20 решающая способность определялась на проекционном резольвометре типа

CP- 18 и оказалась около 100 мм

Пример 2. Готовят насыщенный при 40 С раствор серы в толуоле 2s с добавкой 40 вес. i олигомерного полиэпоксипропилкарбазола (ПЭПК). Приготовленный по примеру 1, образец подвергают действию актиничного излучения. При мощнос -и пучка 2.2 10 вт/см з0 экспозиция составила 1 с. Разрешающая способность не ниже t70 мм

-4

Пример 3. Насыщенный при

60 С раствор серы в толуоле с добавО кой олигомерного ПЭПК (30 вес ° 3) зак з> лючают между двумя стеклянными пластинками. Изо ражение формируют за

2 с в пучке света мощностью 2.2 х х 10 "4вт/см . Разрешающая способность

-1 около 180 мм

Пример 4. Образец с изображением, полученным в примере 3, вью . держивают при 80 С в. течение 20 мин, что приводит к полному исчезновению изображения. Слой используют для повторной записи информации в анало гичных примеру 3 условиях. Светочувствительность и разрешающая способность после совершения одного цик ла практически не изменилась.

Пример 5. Готовят насыщенный при 40 С раствор серы в этилбено золе с добавкой олигомерного ПЭПКа.

Состав светочувствительной композиции в данном случае следующий - 2,5/ серы

504 ПЭПК и 47,5 этилбензола. Тонкий слой приготовленного раствора заключают между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками размером а,-4 = 6 9, ра эделе нных промежут ком = 20 мкм. После образования однородного слоя стеклянные пластинки герметически склеивают. На полученный светочувствительный слой проецируют изображение в УФ-свете от ртутной лампы ДРШ-100. Выделение излучения с длиной волны = 365 нм про водят с помощью фильтра УФС-6. При мощности излучения, падающего на све точувствительный слой 1.10. вт/см время экспонирования — 1 с. Разрешающая способность R = 175 линий/мм.

Пример 6. При использовании насыщенного при 60 С раствора серы в м-ксилоле с добавкой 50 вес.ь ПЭПК иэображение формируется за 4 с в пуч 1 ке света 2, 2-10 "1вт/см . Разрешающая сггособность регистрирующего материала в данном случае около 185 мм ".

Пример 7. В качестве добав- ки используют поливинилкарбазол (40 вес.4). Раствор, по-прежнему, насыщают серой при 60 С. При мощности пучка 2.2-1(Г4 вт/см для образования 2. изображения требуется 5 с. Разрешаю- щая способность около 170 мм

Результаты и сопоставление основных характеристик светочувствительного слоя с прототипом приведены в таблице.

Таким образом, положительные эффекты достигаю- благодаря следующим особенностям светочувствительного материала. Регистрирующий слой выполнен из дешевых и общедоступных компонент, какими являются сера и органические растворители (бензол, толуол, м-ксилол), а также широко применяемые в фотографической промышленности такие полимеры, как пЬлистирол,полиэпоксипропилкарбазол, поливинилкарбазол. Большой выбор растворителей и полимеров обеспечивает гибкость в приготовлении регистрирующего слоя.

Экспериментально определенная светочувствительность предложенного материала значительно выше светочувствительности прототипа.

Известно, что в растворе ромбической серы при освещении образуется нерастворимая модификация. При этом образующие изображение микрокристаллы серы имеют очень малые размеры, что делает изображение мелкозернистым и способствует повышению разрешающей способности.

7 1004949 8

Предлагаемый материал не требует вительный слой готов для новой эапидополнительных механических опера" си. ций по переносу изображения на другую Возможность использовать данный подложку, чтоспособствует егосохран- светочувствительный материал при комности и повышению разрешавщеи способ- 5 натной температуре является очень важным преимуществом по сравнению с прототипом (рабочая температура

Изображение, полученное на предло выше 50 С). о женном светочувствительном материале .Компоненты предложенного материалегко стирается путем его нагрева- .10 ла отличаются низкой стоимостью, а ния до 80 С и выдерживанием не менее .его изготовление крайне просто и не

20 мин, После этого, охлажденный . требует налаживания сложного проиэдо комнатной температуры светочувст- водства.

Рабочая температура, С

Светочувстви- Разрешающая тель ость,, способность м /Дж Й лин/мм

Светочувствительный материал

Раствор серы в бензоле, насыщенный при

40 С и 10 вес. 3 3 полистирола

6. 10

100 комнатная

Раствор серы в толуоле, насыщенный при

40 С и 40 вес. 3 ПЭПК 4. 1О

170 комнатная

Раствор серы в толуоле, насыщенный при

60 С и 30 вес.4 ПЭПК 2,10

180 комнатная

Раствор серы в толуоле., насыщенный при 60 С и 30 вес.3 ПЭПК (после одного цикла) 2, 10 1

180 комнатная

Раствор серы в м-ксилоле, насыщенный при

60 С и 50 вес.Ф ПЭПК 1.10

185 комнатная

Раствор серы, насы- щенный в толуоле при

60 С и 40 вес.Ж ПВК

1.10

1.10

170 комнатная не ниже 50 С

Прототип

Формула изобретения

Светочувствительный материал,включающий жидкий регистрирующий слойпоглощающее свет вещество, находящееся внеравновесном, нометастабильном состоянии, помещенный между двумя стеклянными пластинками, о t л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения светочувствительности и разрешающей способности, обеспечения обратимости и возможности работы с ним при комнатной температуре, а также снижения стоимости материала, последний в качестве регистрирующего слоя содержит пересыщенный раствор серы в органическом растворителе, выбранном из ряда: бензол, толуол, м"ксилол, этилбензол, а также содержит полимер, выбранный из ряда: полистирол, полиэпоксипропилкарбазол, .10

Источники информации принятые во внимание пои экспертизе

9 1004949 поливинилкарбазол, растворимый в соответствующем. органическом растворителе и инертный по отношению.к сере, при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Сера ° 2-5

Полимер 10-50

Органический растворитель Остальное.

1. Патент Франции и 208394,. кл. G 03 С 7/00 опублик. 1972.

2. Заявка Великобритании

4" 1433159, кл. 6 2 С, опублик. 1976 (прототип).

Заказ 1890/59 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель А. Нестеренко

Редактор Н. Воловик Теехред м.Тепер, КоРРектоР С. Щекмар