Светочувствительный материал для получения изображений — SU 948301 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТИНТУ Сокз СоеетсиниСоцналнстнческниРеспубаеи 948301(31) 51-4208 Госурарствеииый комитет СССР ио деааа изобретеиий и открытий(088.8) публиковано 38. 07. 82. Бюллетень28Дата опубликования описания 30. 07, 82 Иностранцы Такео Мориуа и Тоси Ямагата ф (Япония )Авторызобретени Иностранная фирма имото Энд КотЛТДЯпония )(71) Заявител ЬймЛи 0":Ж 4) сВетОчуВс 2 Вительный мАтеРиАл ДлЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ Изобретение относится ксветочувствительным материалам, предназначен ным для получения изображения и может быть использовано в химико-Фото графической промыаленности, полигра фни, рекламе, при получении Фотошабло нов в фотолитографии, при получении металлических электропроводящих рисунков в радиотехнике и электро" нике и в других Отраслях техники.Известен светочувствительный материал для получения изображений, состоящий из полиэтилентерефталатной подложки, промежуточного слоя, выполненного из винилиденхлорнда, и фотополнмеризующегося слоя, включающего пленкообразующий компонент, мономер, фотоиницнатор, ингибитор и краситель. В качестве пленкообразующего соединения рекомендован йетиленхлорид, в качестве Фотоинициатора - антрахинон. В результате экспонирования известного материала облученные участки Фотополимеризующегося слоя уменьшают свою адгезию к подложке и могут быть удалены за счет разницы в адгезии по сравнению с необлученными участкамн.В результате на подложке остается окрашенное позитивное рельефное изображение 11.Недостатком укаэанного материала является то, что изображение, об;разованное красителем в оставшихсяучастках слоя, обладает низкой оптической плотностью и низким контрасттом, что не позволяет использоватьтакой материал, например, в качестве фотошаблонов. Кроме того, полученное прокрашенное полимерное изображение обладает очень низкой электропроводностью, в то время как в некоторых областях техники имесгсянеобходимость получать металлические изображения с высокой электропроводностью (например, при изготовлении радиосхем) .Цель изобретения - получение металлического изображения и повышение оптической плотности и контрастности изображения.Поставленная цель достигается 25 тем, что в светочувствительном материале для получения изображений,состоящем из подложки, промежуточ.ного слоя и фотополимериэующегосяслоя, включающего пленкообраэующнйкомпонент и фотоиницнатор, промежуточный слой материала выполнен изметалла, выбранного из ряда АХ, 2 пАд, М, Сц, напыленного в вакуумеили осажденного электролизом, ав фотополимеризующемся слое в качестве пленкообразующего компонент. 5используют А, пои этом в качествефотоинициатора используют В, либо в качестве пленкообразующегокомпонента - А, а в качестве фотоинициатора В 2,где А - поливинилхлорид, сополимер винилхлорида и ви.нилацетата, поливинилбутираль, полвиниловый спирт, В - азосоединенийили соль диазония; А - тройной сополимер винилхлорида, винилацетатаи ангидрида малеиновой кислоты,В 9 - бензофенон, хиноновое соединение, азосоединение или соль диазония, при этом соотношение компонентов в фотололимеризующемся слоеследующее, вес.ч:А 10-50.В 0,2-0,8либоА ,20в 0,8-2,025Материал для получения изображений согласно изобретению включает плотную подложку с мягкой поверхностью, тонкий промежуточныйслой из металла ниже обозначаемый"металлическим слоем") и фотополимеризующийся слой, содержащий полимерное пленкообразующее вещество и фотоинициатор, при этом фоточувствительный слой в состоянии уменьшитьприлипание друг к другу поверхности металлического слоя и фоточувствительного слоя после воздействиясвета; Таким образом, при воздействии света на материал согласно иэоб40ретению через маску желательногорисунка прилипание металлического,слоя к облученному участку фотополи.мериэующегося слоя уменьшается, причем эта адгеэионная способность 45не изменяется относительно необлученного участка. После снятия фоточувствительного слоя на подложке остается металлический рисунок, соответствующий облученному участку, однакОнеоблученный участок металлическогослоя удален. В этой связи существенно важным является, чтобы прилипаниесвязующего вещества к металлическомуслою было сильнее прилипания металлического слоя к субстрату,К подложкам, применяемым согласнОизобретению, относится целый ряд веществ, способных нести на себе тонкийметаллический слой, таких как пленкообраэующий термопластичный полимерный продукт, стекло или металл.К термопластичным материалам отноояФ"ся различные синтетические смолы,например, полиэфиры такие как полиэтилентерефталат, поликарбонаты, 65 полиолефины, такие как полипропилен, ПВХ, полистирол, полиметилметакри-лат и их сополимеры, а также производные целлюлозы, например диацетилцеллюлоза, триацетилцеллюлоэа, пропилцеллюлоза и смешанные сложные эфиры целлюлозы. Применение могут также найти и иные листовые продукты, например бумага, тканая ткань и нетканая ткань, которые были покрыты вышеприведенным пленкообраэующим продуктом.В подложку могут быть добавлены различные добавки пигменты, красители и наполнители) с целью приданий непрозрачности, окраски и способнос, ти принимать шрифт.Тонкометаллический слой на поверхности субстрата может быть нанесен, например покрытием в вакууме напылением и катодным разбрызгиванием, нанесением химическим путем или же комбинацией последнего с электролитическим способом. Толщина металлического слоя предпочтительно составляет более 10 ммк, Более тонкий слой не обладает достаточной максимальной оптической плотностью, так что полученное на подложке изображе ние почти не видно. Хотя верхний предел толщины и не является критичес-ким, как правило, применяют толщины до 1000 ммк, предпочтительно от 20 до 500 ммк. Для особых целей, например для получения печатных плат, успешно применяют металлический слой, толщиной более 1000 ммк.Среди различных металлов, пригодных для нанесения покрытия в вакууме, наиболее предпочтительными являютсяцинк и алюминий, Менее предпочтительными являются серебро, медь и никель.Нанесение металла химическим путем может быть осуществлено обычным способом сенсибилизацией подложки и активацией с последующим погружением в водный раствор, содержащий металлическую соль и восстановитель, с целью отложения всего металлического слоя на субстрате. Для этого пригодны медь никель, серебро.В общей сложности способ нанесения в вакууме является более предпочти- тельным относительно электролитического или химического способов эа счет возможности применения широкого спектра металлов, проведения реакции простым способом с большой скоростью при полном отсутствии или же небольшого лишь количества отходов металла,Фотополимеризующийся слой включает пленкообраэующий компонент и фотоинициатор. Поскольку слой снимают с подложки по осуществлении печати, важно, чтобы пленкообразующее вещество обладало хорошей пленкообразующей способностью при высокой прочности полученной пленки, кроме того, материалпредпочтительно выбирается не блоки рующим во избежание блокировки уложенных стопками элементов при хранении или работе с ними.К нленкообразующим веществам, пригодным для применения согласноизоб ретению, относятся вышеуказанные синтетические смолы.. Как правило, пленкообразующий компонент применяют в виде раствора в .соответствующем органическом раст" 10 ворителе, к которому .можно, например, отнести метилэтМкетон, толуол, циклогексанон, метанол, этанол, изопроцанол, метилцеллозольв, этилцеллозольв. и целлоэольвацетат, 5Ори выборе растворителя. следует следить эа тем, чтобы растворитель растворял применяемый фотоинициатор, но не растворял подложку и не давал ей набухать.Если в качестве пленкообразующе го вещества применять поливиниловыйспирт, то пригоден его водный раст-вор, ПВХ и полиуретан можно исполь-зовать также в виде эмульсии или .дися персии.25Важно, чтобы была выбрана надлежащая комбинация Фотоинициатора с пленкообразующим веществом в целях уменьшения в достаточной мере прилипания поверхности металлического ЗО слоя к облученному участку фотополн. меризующегося слоя по воздействии световых лучей на элемент .(Заявленные комбинации фотоинициаторов с пленкообразующими компонентами указаны 35 выше).Раствор в растворителе, водный раствор или эмульсию, содержащие фото- инициатор и пленкообразующий компонент, можно наносить на металличес кий слой на подложке любой техникой покрытия включая обычные способы обратимого покрытия, гравировочного.; и роликами. Содержание твердых ве ществ такого покрывного материала колеблется в зависимости от применяемого способа покрытия и количества наносимого материала, составляя обычно 5-30 вес.Ъ. Покрывной материал наносят в таком количестве, чтобы тол О щина высохшего фотополимериэуюцегося слоя составляла 0,5-100 мк, предпочтительно 2-20 мк.В фотополимеризующийся слой можнО добавлять любой краситель и пигмент пока они не будут оказывать отрицательного действия на прозрачность и фотосенсибнлизирующее действие получаемого Фоточувствительного слоя. В частности, может быть добавлен твердый пигмент, дающий матовый слой, О пригодный для нанесения чертежной туши и типографской краски, На таком материале пишут без трудностей от руки или пишущей машинкой, получая требуемый рисунок, который репро дуцнруют в виде металлического изображения на субстрате по воздействиина элемент световых лучей.По.желанию материал может бытьоснащен поверх фотополимернзующегосяслоя слоем-носителем для повышениямеханической прочности снимаемого затем слоя. Следовательно, предпочтительным является применение прозрачного слоя (лленкообразующий или термопластичный полиэфир, полипропилен,полиамид, ПВХ или сложйый эФир целлюлозы, прозрачная бумага или бумага,насыщенная синтетической смолой 1.Материал для получения изображений согласно изобретению подвергается воздействию световых лучей черезжелательный рисунок илн растр, Фотополимеризующнйся слой снимают, послечего на подложке получают изображение из металла, соответствующее облученным участкам. В качестве источникасвета принимают источник, излучающий лучи от ультрафиолетовых до ви-,димых короткого диапазона волн Такнапример, предпочтительными источниками света являются угольная дуговаялампа, ртутная дуговая лампа высокогодавления или люмннесцентная аргоноваялампа, хотя применение могут найтитакже и вольфрамовая, ксеноноваядуговая, ртутная дуговая или металлгалогенная лампы. Самым дешевым источником света является солнце. Про-.должительность воздействия света наэлемент для получения изображенийзависит от конкретного состава фоточувствительного слоя, диапазона волнисточника света и расстояния от него.Обнаружено, что, например, 30 с является удовлетворительньи сроком дляугольной дуговой лампы 3,0 кВт прирасстоянии 50 см,На фиг,1 представлен предлагаемыйматериал для получения изображений,поперечный разрез; на фиг.2 - состояние Фотополимеризующегося слоя, снятого после воздействия световых лучей с целью получения изображенияили рисунка из металла на субстрате. Материал 1 фиг.1) для получения изображений включает подложку 2 металлический слой 3 и Фотополимериэующийся слой 4, Материал подвергают воздействию световых лучей через маску М, имеющую желательный рисунок-негатив, при этом прилипание поверхностей экспонированного участка и металлического слоя друг к другу уменьшено, Таким образом, по снятию слоя на подложке получают метал" лический рисунок 5, соотвегствующий облученному учзстку, а на Фоточувствительном слое - металлический рисунок б, соответствующий необлученному участку, иными словами на подложке получают рисунок-позитив, а,нением электрографической машины Кхсору 1500. поставляется К 1 сс Со, :ЬМ, Токио- Япония), Оснащенной . ртутной дуговой лампой 1500 Вт. при продолжительности печати 10 по шкале,По удалении.фоточувствительйого слоя получают резкий алюминиевый рисунок-негатив на подложке.Пр- и м е р 4. 20 вес,ч. сополимера 87 винилхлорида и 13 винил-. ацатата 1 постажяется под торговым энЪком ."Йпу 1 йе 7 ТЙН",) и 0,8 вес.ч. .хлористого цинк 4- -толилмеркапто) 2,5-дяэтомсмбеюзаЛ-диазовия растворяют в смеси 40 вес,:ч. метклэтилкетона.и 40, вес.ч. толуола, получая : 20,63-ныйфотопюдимеризующийся. сос- . тбв.. Фотополийеризующийся состав навй:,ят. на серебрянный слой (50 мык," настеклянной пластине и сушат горячМмвоздухомпри 90 фС в течение 2 мин, получая.фотополимеризуищийся слой в 9 мк.Аналогично примеру. 1 полученный ,материал подвергают воздействию све.та через, оригинал-позитив, получая серебряный рисунок-.негатив на стек-, лянной пластине, предварительно удалив Фоточувствительный слой.П р и м е р 5. Пленку иэ полиэтилентерефталата толщиной 100 мк погружают в сенсибилизирующую ванну на 3 мин, тщательно промывают водой, затем погружают в активирующую ванйу на 3 мин и тщательно промывают проточной водой, наконец погружают в ванну для нанесения покры- тий на 2 мин. тГолучая слой толщиной: 50 ммк.Сенсибилизирующая ванна, вес.ч.8 пС 11 10НС 140ИяО 1000Температура,фС 25Активирующая ванна, вес.ч.Рас 1 0,5НС 1 5Н, О 1000Температура,ОС 23Ванная для нанесения покрытий, вес,ч.40Цитрат натрия 24Гипофосфатнатрия 20Ацетат натрия 14Хлористый аммоний 5НО 1 оФотополимеризующийся состав, полученный в примере 2, наносят на полученный слой. Полученный таким образом материал подвергают воздействию света с применением оригинала- позитива и машины примера 3 значение по шкале 5). Получают резкий рисунок-негатив на полиэфирной пленке 48301 10о удалении Фоточувствительногослоя.П р и м е р 6. 20 вес,ч, сополимера 1 и 2 вес.ч. бензофенона.растворяют в 80 вес.ч. метилэтилкетона, 5 ,получая фотополимеризующийся состав.Путем напыления в вакууме на однусторону полиэтилентерефталатной пленки ЬОО мк) наносят алюминиевый слой100 ммк), на другую сторону - смесь 10 .из 10 вес.ч. .желтого флоуресцент-.ного. йигмента, 5 вес.ч. линейнойполиэфирной смолы, 38 вес.ч. метилэтилкетона и 15 вес.ч. циклогексано-на, затем сушат и получают желтое 15 покрытие толщиной 10 мк.фотополимеризующийся составнаносятна алюминиевый слой и сушат по приме- : ру г.На покрытие наносят оригинал-позитив и подвергают воздействию светас применением машины примера 3 (значение шкалы 2), По снятии .покрытия получают алкжминиевый рисунок-негатив в серебрена пленке желтой флуоресценции. Про- .дукт пригоден таким образом дпя рекламных целей.П. р и м е .р 7. На одну сторонуполиэтилентерефталатной пленки188 мк ) наносят слой алюминия в ЗО 400 ммк вакуумным выпариванием, затейпокрывают Фотополимеризующимся соста.вом по примеру 1.На Фотополимеризуэхцийся слой помещают белый растр-негатив (300 штриЗ 5 хов/инч), все вместе затем подвергают воздействию света с применениемпневматического печатающего устрой-.ства, оснащенного угольной дуговойлампой 3 кВт в течение 30 с на рас стоянии 30 см. Затем фотополимеризующийся слой удаляют, получая алюминиевый растр-позитив на пленке. Изделие пригодно для примененияЙ качестве прозрачного электродаэластичного электролюминесцентноголистового материала.,П р и м е р 8. Путем смешения20 вес.ч. сополимера примера1,1 вес,ч. 2,6-ди 4-азидобензаль)"циклогексанона, 40 вес.ч. метилэтилкетона и 40 вес.ч. толуола получают 20,75-ный фотополимеризующийсостав. На одну сторону полиэтилентерефталатной пленки,( 100 мк) путемвакуумного выпариваний наносят слойалюминия (100 имк ), на которыйнаносят Фотополимеризующнй.составс последующей сушкой в течение1 мин при 90 фС с получением покрытия40 толщиной 5 мк,Раствор 15 вес.ч. ацетилбутилцеллюлозы в 60 вес.ч. толуола н 25 вес.ч.метанола наносят сверху и сушат 2 минпри 90 ОС с целью образования армиру65 ющего слоя толщиной 15 мк,948301 10 торговым знаком "Куо)сцтуц") с алюми-, ниевым и фотополимеризующимся слоем по примеру 8 сушат при бОоС в течение 3 мин.На пишущей машинке пишут письма на стороне, покрытой шелковой японс.кой бумагой, затем подвергают воздействию световых лучей"с применением машины примера 3 в течение ЗО с, По .удалении Фоточувствительного слоя по лучают алюминиевый рисунок-негатив напечатанных на машинке писем на полиэфирной пленке.П р и м е р 19. Фоточувствительный состав получают путем растворения 20 вес.ч. поливинилового спирта (поставляется Тоа Ооэе 3. СЬеа 1 са 1, СЬея 1 са 1 1 пйцзСгу Со, %окно Япония, под торговым знаком "ЙК") и 0,8 вес,ч. 4-(п-толилмеркапто).-"2,5-диэтоксибензол-диазоний-тетрафторбората в 180 вес,ч. НО при содержании твердых веществ 10,36.Алюминий наносят толщиной 100 мк путем вакуумного нанесения на полипропиленовую пденку двухосной ориен тации толщиной 75 мк, Фотополимери- , эующийся слой наносят на алюминиевый слой и сушат горячим воздухом при 100 фС в течение 1 мин, получая Фотополимериэующийся слой толщиной 3 мк 40На. Фотополимеризующийся слой на лагают оригинал-позитив, все вместе подвергая воздействию света от ксеноновой дуговой лампы мощности 2 кВт, установленной на расстоянии 1 ОО см., 5 в течение 3 мин. Фотополимериэующийся слой удаляют, получая алюминиевый рисунок-негатив на пленке и рисунок позитив на фоточувствительном слое.50П р и м е р 11, На одну сторону полиэтилентерефталатной пленки тол" щиной 50 мк, пигментированной га" зовой сажей, наносят слой алюминия 170 ммк ) путем напыления в вакууме, на другую сторону - акриловый адгеэионный агент, чувствительный наавление (поставляется М 1 рроп Сагйе 1 пйцзйг 1 еэ Со, ЬМ,. Токио, Япония, под торговым знаком фХ 1 зэейэц РЕ 115 А") толщиной в ЗО мк, сверху 60 накладывается лист съемной бумаги.На алюминиевый слой наносят Фоточувствительный состав по примеру 1, (затем нагревают горячим воздухом . при 90 фС в течение 1 мин, получая 65 получая Фотополимеризующийся слой толщиной 5 мк. 11 атериал подвергают воздействию света вместе с оригиналом-позитивом, применяя машину примера 3 (значение по шкале 1,5). После удаления покрытий получают алюминиевый рисунок-негатив на полиэфирной пленке и рисунок-позитив на Фоточувствительном слое.П р и,м е р 9. Японскую шелковую бумагу (поставляется М 1 СзцЬ 1 зИ Рарег М 111 з ЕМ., Токио, Япония, под Фотополимериэующийся сл;й толщиной5 мк. На полученный таким сбразом матеРиал налагают оригинал-негатив, все вместе подвергая воздействию света , аналогично примеру 1. По удалении Фоточувствительного слоя на черной пленке получают рисунок-позитив серебряного оттенка. Изделие может быть прикреплено к желательному месту в качестве маркировки или ярлыка по удалении съемного листа бумаги.П р и и е р 12. Фотополимеризукщийся состав, содержащий 15,18 твердых веществ, получают растворением 10 вес.ч. поливинилбутираля, содержащего 3 ацетильных групп, б 5+3 бутиральных групп и 35+5 гидроксильных групп, и 0,2 вес.ч. хлористого цинк 4-(и-толилмеркапто)- -2,5-диэтоксибензол-диазония в смеси 45 вес.ч. метилэтилкетона, 27 вес.ч. толуола и 18,вес.ч. циклогексанона.На полиэтилтерефталатную пленку 100 мк ) вакуумным выпариванием наносят слой алюминия (100 ммк), на который наносят Фотополимеризующийся состав, затем " мин сушат при 90 оС,С применением. машины по примеру 3 (,значение по шкале 5) материал подвергают воздействию света вместе с оригиналом-позитивом затем снимают Фотополимеризующпйся слой и голучают на пленке алюминиевый рисунок-негатив, Издеаие.пригодно для литографии в качестве пластины. П р и м е р 13. Фотополимери эующийся состав получают растворением 0,4 вес.ч. натриевой соли 1,2-диа. зонафтол-сульфокислоты в 50 вес.ч,эмульсии ПВХ ( поставляется Ыээп 1 пСЬещ 1 са 1 1 нйцэМдеэ Со, ЬЫ, Токио,Япония, под торговым знаком "71 пуо 1 апе 320 ф) .Иа полиэтилентерефталатную пленку (100 мк ) вакуумным выпариванием наносят слой алюминия толщиной .100 ммк, затем наносят Фотополимеризующийся слой и сушат 30 с при 100 оС, получая слой толщиной 3 мк.Ба этот слой с помощью акрильного адгезионного слоя .(поставляется Ихрроп СагЬ"йе 1 поцс 1 т 1 ез Со, ЬМ, под торговым знаком фЫ 1 эзейзц,РЕ 115 А) наносят 12 мк полиэтилентерефталатной пленки, получая материал для получения изображений.Аналогично примеру 1 материал подвергают воздействию света, затем удаляют фотоиолимеризующийся слой, получая на пленке рисунок-негатив.,Поскольку фотополимериэующийся слой армирован слоистой пленкой, он обладает повышенной механической, прочностью и операция снятия ФотоЧ 48301 формула изобретения итель А.КругловЛ. Пекарь Корректор У. Пономаренк араиенко едакт ПодписиСССР аж 488 енного тений аушска 0 Тир ВНИИПИ Государстпо делам иэоб Москва, З,каэ 5684 омитеоткрытнаб.,4/ филиал ПП"Пате л. Проект Ужгоро полимеризующегося слоя не представляет трудностей. Полученный элементпригоден для применения в крупногабаритном исполнении, полученныйрисунок-позитив на фоточувствительном слое применяют в различных целях. Светочувствительный материал для получения иэображений, состоящий из подложки, промежуточного слоя и фотополимеризующегося слоя, включающего пленкообраэующий компонент и фотоинициатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью плотности получения металлического иэображения и повиаения оптической плотности и контрастности изображения, промежуточный слоЯ материала выполнен из металла, выбранного иэ ряда А 1, 3 п, Ад, М 1, Сц, напыленного в вакууме или осажденного электролиэом, а в фотополимериэующемся слое в качестве пленкообразующего компонента он содержит А, , при этомв качестве фотоиннциатора он содержит В, либо в качестве пленкообразующего компонента он содержит Ао,а в качестве фотоинициатора В, 5 где А - поливинилхлорид, сополимер вйнилхлорида н винилацетата,поливинилбутираль, поливиниловыйспирт; Ь- азосоединение или сольдиазонияу А- тройноЯ сополимер 1 О винилхлорида, винилацетата и ангидрида маленновой кислоты; Ь-бензофенон,хиноновое соединение, азосоединениеили соль диазония, при этом соотношение компонентов в фотополимериэующемся слое следующее, вес,ч.А, 10-50В, 0,2-0,8либоА 1 20В 0,8-2,0 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 3060023, кл.96-28,опублик. 1962 прототип.