КОМПОЗИЦИЯ АДГЕЗИОННОГО ПОДСЛОЯ ДЛЯ ФОТОМАТЕРИАЛОВ Советский патент 1998 года по МПК G03C1/00 

Изобретение относится к композициям адгезионных подслоев для фотоматериалов и может быть использовано в химико-фотографической промышленности.

Известна композиция адгезионного подслоя для фотоматериалов, состоящих из стеклянной подложки и желатинового галогенсеребряного слоя, включающая протеиновый коллоид, кремнийорганическое соединение, например винилтриацетоксисилан, дубитель, например формальдегид, и воду [1].

Недостатком указанной композиции является то, что приготовленные из нее адгезионные слои резко уменьшают держание галогенсеребряного слоя на стеклянной подложке после химико-фотографической обработки фотопластины, что недопустимо при изготовлении фотошаблонов в микроэлектронной промышленности.

Наиболее близкой к предложенной композиции по технической сущности является композиция адгезионного подслоя для фотоматериалов, состоящих из стеклянной подложки и желатинового галогенсеребряного слоя, включающая желатину, привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом, хромокалиевые квасцы и воду [2] . Кислотность приготовленного из этой композиции подслоя составляет pH 4,0 ± 0,2.

Недостатком указанной композиции является то, что приготовленный из нее подслой неудовлетворительно слабо удерживает галогенсеребряный слой на стеклянной подложке.

Разброс по адгезии фотослоев к подложке может быть уменьшен при термообработке стекла с нанесенным подслоем в условиях сравнительно высоких температур (170^oC). Это, однако, не устраняет полностью нестабильность результатов. Кроме того, вследствие высокой температуры и большого ее градиента может происходить разложение красителей в фотослоях и образование механических и оптических дефектов стекла и фотослоя, что приводит к снижению качества фотоматериалов (фотошаблонов) и, следовательно, уменьшению выхода годной продукции в фотолитографических процессах.

Целью изобретения является увеличение адгезии галогенсеребряного слоя к стеклянной подложке и повышение выхода годной продукции.

Поставленная цель достигается тем, что композиция адгезионного подслоя для фотоматериалов, состоящих из стеклянной подложки и желатинового галогенсеребряного слоя, включающая желатину, привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом, хромокалиевые квасцы и воду, дополнительно содержит гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь при следующем соотношении компонентов, г/л:
Желатина - 2 - 10
Привитой сополимер желатины (ПСЖ) с бутилметакрилатом - 0,7 - 10
Хромокалиевые квасцы - 2 - 10
Гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь - 0,6 - 13 (до pH 4,5 - 6,0)
Вода - До 1 л
Существенное отличие предлагаемой композиции подслоя от известной композиции [2] состоит в том, что дополнительно введенные в предлагаемую композицию подслоя добавки со свойствами оснований изменяют кислотность раствора, вследствие чего увеличивается степень задубленности подслоя при его термообработке. Высокая степень задубленности подслоя препятствует его набуханию во время химико-фотографической обработки фотоматериалов и отрыву фотослоев от стеклянной подложки.

Содержание ПСЖ с бутилметакрилатом в предлагаемой композиции подслоя по сравнению с известной может быть уменьшено в 10 раз без снижения адгезии фотослоев к подложке.

Сушку нанесенной на стекло композиции подслоя проводят при температурах 60 - 170^oC, преимущественно при температуре 90^oC.

Время сушки подслоированного предлагаемым составом стекла при температурах 60 - 170^oC составляет 1 - 10 мин, преимущественно 2 мин.

Пример 1. Листовое стекло промывают 10 мин водным раствором моющего препарата "Кристалл" (5 г/л) при температуре 70^oC, 5 мин водопроводной водой при температуре 70^oC, 2 мин дистиллированной водой при 70^oC и 2 мин обессоленной водой при 20^oC. Стекла сушат нагретым до 40^oC воздухом. Активированные поверхности стеклянных пластин осуществляют погружением их на 2 мин в водный раствор (50 г/л) пантагидрата тетрахлорида олова (IV) при 20^oC. Пластины ополаскивают в водном растворе ацетона (100 г/л) при 20^oC, затем в дистиллированной воде при 20^oC и сушат нагретым до 40^oC воздухом.

Подслой готовят смешиванием нагретых до 40^oC трех водных растворов в объемном соотношении 3 : 3 : 2, раствора желатины с концентрацией 20 г/л, раствора ПСЖ с бутилметакрилатом с концентрацией 20 г/л и раствора хромокалиевых квасцов с концентрацией 20 г/л. Готовый раствор (композиция известного состава) содержит, г/л: желатина 7,5, ПСЖ с бутилметакрилатом 7,5, хромокалиевые квасцы 5,0. Кислотность раствора составляет pH 4,0 ± 0,2. В этом и последующих примерах композицию известного подслоя используют для приготовления контрольных образцов фотоматериалов (см. в таблице строку "контрольный опыт").

В композицию известного подслоя дополнительно вводят 4,8 г/л гидроксида калия. Кислотность раствора тем самым доводят до pH 5,5 ± 0,1, контроль осуществляют с помощью pH-метра типа "pH-673".

Стеклянные пластины погружают на 0,2 мин в раствор для подслоирования и после извлечения помещают на 4 мин в термокамеру, нагретую до 170^oC. На охлажденные пластины наносят желатиновый галогенсеребряный слой, подвергают его студенению, сушке и созреванию для достижения требуемых фотографических характеристик. После экспонирования фотоматериала, проявления, ополаскивания водой, фиксирования и водной промывки пластины с влажным фотослоем испытывают на адгезию слоя к подложке. С этой целью на фотослое острым скальпелем делают ряд надрезов, затем в течение 0,3 мин фотослой подвергают истиранию и исследуют повреждения слоя вдоль надрезов, относя дефекты к различным классам. Пластины, на которых имеются повреждения фотослоя прямоугольной формы между линиями надрезов, считаются не прошедшими контроль. Для партии из 20 пластин адгезию прошедших контроль фотопластин выражают в процентах. Одновременно исследуют фотографические свойства фотоматериалов, а также наличие оптических дефектов фотослоя. Не прошедшими контроль по дефектности считаются фотопластины, содержащие более 1,5 дефектов (белых или черных точек) размером более 1,5 мкм на 1 см². Для партии из 20 фотопластин долю прошедших контроль по дефектности пластин выражают в процентах.

Результаты испытаний представлены в таблице. Из них видно, что предлагаемая композиция подслоя обеспечивает более высокую адгезию фотослоя к стеклянной подложке и не влияет на фотографические характеристики материалов.

Аналогичные результаты получают, если в предлагаемую композицию подслоя вместо гидроксида калия вводят 3,4 г/л гидроксида натрия или 3,0 г/л гидроксида аммония, или 10,0 г/л фенолята натрия, или различные комбинации смесей гидроксидов калия, натрия и аммония и фенолята натрия, взятых в таком количестве, чтобы общая щелочность смеси добавок сохранялась, например в композицию подслоя вводят одновременно 1,2 г/л гидроксида калия, 0,85 г/л гидроксида натрия, 0,75 г/л гидроксида аммония и 2,5 г/л фенолята натрия.

Пример 2. Готовят композицию адгезионного подслоя следующего состава, г/л: желатина 2, ПСЖ с бутилметакрилатом 0,7, хромокалиевые квасцы 2, гидроксид калия 1,0, вода до 1000 мл. Кислотность раствора pH 4,5. В отличие от примера 1 термообработку подслоированного стекла как в случае предлагаемой, так и в случае известной (см. пример 1) композиций подслоя проводят в течение 2 мин при температуре 130^oC. Результаты испытаний приведены в таблице. Из данных видно, что предлагаемая композиция подслоя позволяет достичь более высокой адгезии, чем известная. Фотографические характеристики фотоматериалов не изменяются. Аналогичные результаты получают, если в предлагаемую композицию подслоя вместо гидроксида калия вводят 1 г/л гидроксида натрия или 0,6 г/л гидроксида аммония, или 2 г/л фенолята натрия, или различные комбинации смесей гидроксидов калия, натрия и аммония и фенолята натрия, взятых в таких количествах, чтобы общая щелочность смеси добавок была равна щелочности используемого индивидуально (без других добавок) гидроксида калия; например, в композицию подслоя вводят одновременно 0,3 г/л гидроксида калия, 0,2 г/л гидроксида натрия, 0,15 г/л гидроксида аммония и 0,5 г/л фенолята натрия.

Пример 3. Готовят композицию адгезионного подслоя следующего состава, г/л: желатина 10, ПСЖ с бутилметакрилатом 10, хромокалиевые квасцы 10, гидроксид натрия 5, вода до 1000 мл. Кислотность раствора pH 6,0. В отличие от примера 1 термообработку подслоированного стекла проводят при температуре 110^oC в течение 2 мин. В остальном поступают так, как описано в примере 1. Результаты испытаний приведены в таблице. Данные показывают, что предлагаемая композиция подслоя дает более высокую адгезию фотослоя к подложке, чем известная композиция. Фотографические свойства материалов одинаковы. Аналогичные результаты получают, если в предлагаемую композицию подслоя вместо гидроксида натрия вводят 6 г/л гидроксида калия или 4 г/л гидроксида аммония, или 13 г/л фенолята натрия, или различные комбинации смесей гидроксидов калия, натрия и аммония и фенолята натрия, взятых в таких количествах, чтобы общая щелочность смеси добавок была равна щелочности используемого индивидуально (без других добавок) гидроксида натрия, например в композицию подслоя одновременно вводят 1,2 г/л гидроксида натрия, 1,5 г/л гидроксида калия, 1 г/л гидроксида аммония и 3,2 г/л фенолята натрия. Содержание смеси добавок в подслое не должно превышать 13 г/л.

Пример 4. Готовят композицию адгезионного подслоя следующего состава, г/л: желатина 10, ПСЖ с бутилметакрилатом 0,7, хромокалиевые квасцы 10, гидроксид аммония 0,6, вода до 1000 мл. Кислотность раствора pH 4,5. В отличие от примера 1 термообработку стекла с нанесенным подслоем проводят в течение 2 мин при температуре 90^oC. Все остальные операции по изготовлению и испытанию фотоматериалов осуществляют так, как описано в примере 1. Результаты испытаний приведены в таблице. Из них видно, что предлагаемая композиция подслоя дает высокую адгезию фотослоя к подложке в сочетании с требуемыми фотографическими характеристиками материалов. Аналогичные результаты получают, если в предлагаемую композицию подслоя вместо гидроксида аммония вводят 1 г/л гидроксида калия или 1 г/л гидроксида натрия, или 2 г/л фенолята натрия, или различные комбинации смесей гидроксидов калия, натрия и аммония и фенолята натрия, взятых в таких количествах, чтобы щелочность смеси добавок была равна щелочности используемого индивидуально гидроксида аммония, например в композицию подслоя одновременно вводят 0,5 г/л гидроксида калия и 1 г/л фенолята натрия. Общее содержание смеси добавок с основными свойствами в подслое не должно быть меньше 0,6 г/л.

Пример 5. Готовят композицию адгезионного подслоя следующего состава, г/л: желатина 2, ПСЖ с бутилметакрилатом 10, хромокалиевые квасцы 10, фенолят натрия 13, вода до 1000 мл. Кислотность раствора рН 5,8. В отличие от примера 1 термообработку подслоированного стекла проводят в течение 4 мин при температуре 60^oC. В дальнейшем поступают так, как описано в примере 1. Результаты исследования приготовленных фотоматериалов приведены в таблице.

Из этих данных следует, что предлагаемая композиция позволяет получить более высокую адгезию фотослоя к подложке, чем известная композиция подслоя. Аналогичные результаты получают при изменении содержания желатины в подслое от 2 до 10 г/л, а также при замене фенолята натрия на 6 г/л гидроксида калия или на 5 г/л гидроксида натрия, или на 4 г/л гидроксида аммония, или на смесь 3 г/л гидроксида калия и 2 г/л гидроксида аммония, или на смесь 2,5 г/л гидроксида натрия, 1 г/л гидроксида аммония и 3,2 г/л фенолята натрия.

Из данных таблицы видно, что во всех приведенных примерах предлагаемая композиция подслоя обеспечивает более высокую адгезию фотослоев к подложке, чем известная композиция подслоя; преимущество более очевидно при низких температурах термообработки подслоированного стекла.

Как следует из таблицы, использование предлагаемой композиции адгезионного подслоя обеспечивает по сравнению с существующими композициями стабильную высокую адгезию фотослоев к стеклянной подложке, что уменьшает процент брака в готовой продукции (повысит выход продукции).

Композиция адгезионного подслоя для фотоматериалов, состоящих из стеклянной подложки и желатинового галогенсеребряного слоя, включающая желатину, привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом, хромокалиевые квасцы и воду, отличающаяся тем, что, с целью увеличения адгезии галогенсеребряного слоя к стеклянной подложке и повышения выхода годной продукции, она дополнительно содержит гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь при следующем соотношении компонентов, г/л:
Желатина - 2 - 10
Привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом - 0,7 - 10
Хромокалиевые квасцы - 2 - 10
Гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь - 0,6 - 13 (до pH 4,5 - 6,0)
Вода - До 1 л&

Композиция адгезионного подслоя для фотоматериалов, состоящих из стеклянной подложки и желатинового галогенсеребряного слоя, включающая желатину, привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом, хромокалиевые квасцы и воду, отличающаяся тем, что, с целью увеличения адгезии галогенсеребряного слоя к стеклянной подложке и повышения выхода годной продукции, она дополнительно содержит гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь при следующем соотношении компонентов, г/л:
Желатина - 2 - 10
Привитой сополимер желатины с бутилметакрилатом - 0,7 - 10
Хромокалиевые квасцы - 2 - 10
Гидроксид калия или гидроксид натрия, или гидроксид аммония, или фенолят натрия, или их смесь - 0,6 - 13 (до pH от 4,5 до 6,0)
Вода - До 1 лР