Склад захисного шару фототермопластичного матеріалу

Склад захисного шару фототермопластичного матеріалу, який містить композицію полівінілаце тату (ПВА), поліметакрилової кислоти (ПМАК) і полівінілбутиралю (ПВБ), який відрізняється тим, що він додатково містить 4(1'-адамантилметилкарбоксамідо)фенол (АдМКФ) при такому співвідношенні компонентів, мас.%: полівінілацетат 20-30 поліметакрилова кислота 3-7 АдМКФ 2-10 полівінілбутираль решта. Винахід відноситься до галузі безсрібних фотографічних матеріалів, а саме - до складу шарів, призначених для захисту від механічних пошкоджень поверхневого мікрорельєфу фазових голограм на фототермопластичному (ФТП) матеріалі. Відомий захисний шар фототермопластичного матеріалу, який містить гідроксильований латексний полімер, гідролізований нижчий алкоксид металу і фторалкілзаміщену поліефірну поверхневоактивну речовину (див.: Патент США № 5266455, кл. G03C1/76, 1993). Цей шар характеризується покращеною гнучкістю та стійкістю до стирання, але через розсіювання світла частинками алкоксиду металу він не годиться для захисту поверхні фазових голограм, відтворення інформації на яких проводиться за допомогою відбитого пучка когерентного світла, або пучка, що проходить. Відомий захисний шар фотографічного матеріалу, виконаний із аморфного вуглецю то вщиною 0,002-5 мкм. Такі шари формують на поверхнях, які хочуть захистити, плазмохімічним способом, використовуючи як гази нижчі вуглеводні та їх суміші з фторвугле воднями і воднем (див.: Патент США № 5139906, кл. G03G5/14, 1992). Цей спосіб не годиться для нанесення захисного шару на ФТП-матеріал через те, що в газовій плазмі розвивається висока температура (до 150°С), при якій ФТП-шар (температура плавлення 60-80°С) розплавляється і записана інформація стирається. Відомий захисний шар електрофотографічного матеріалу, який містить силіконову смолу (продукт гідролізу органоалкоксисилану, органогалогенсилану або їх первинного конденсату), для отвердін ня якої як каталізатор використовують сполуку формули: (13) 37061 (11) UA (19) або її сіль з ароматичною або аліфатичною кислотами (див.: Патент США № 5024913, кл. G03G15/04, 1991). Недоліком такого складу захисного шару є те, що його компоненти нерозчинні в нижчих спиртах (етиловому, ізопропиловому, бутиловому). Але тільки ці розчинники можуть бути використані для поливу захисного шару на ФТПматеріали, які розчиняються у всіх інших розчинниках. Для поліпшення механічної міцності рельєфних зображень на забарвленому гідрофільному колоїдному шарі використовують захисний шар, який складається із нітроцелюлози з ступенем заміщення в інтервалі 2-2,5 або її суміші з етилцелюлозою (ступінь заміщення 2,2-2,6) в масовому співвідношенні 60:40 - 95:5 (див.: Заявка ЕПВ № 462330, кл. G03C11/12, 1991). Ці полімери також не розчиняються в нижчих спиртах. Відомий склад захисного шару термопластичного матеріалу, який складається із полімеру, що розчиняється в спиртах - полівінілбутиралькротоналю з вмістом кротональних гр уп від 8 до 20 мол.% (див.: А.с. СССР № 474839, кл. G11B9/00, 1975). Цей полімер утворює прозорі, еластичні, але недостатньо стійкі до стирання покриття. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є склад захисного шару, який містить композицію полівінілацетату (ПВА), поліметакрилової кислоти (ПМАК) і полівінілбутиралю A CH 2-(CH 2) 2-N=C-N-(CH 2)4-CH 2 37061 (ПВБ) при такому співвідношенні компонентів, мас.%: полівінілацетат 20-30 поліметакрилова кислота 3-7 полівінілбутираль решта. (див.: Патент України № 22048 А, МПК 5 G03G8/00, заявл. 15.03.96, опубл. 30.04.98, Бюл. № 2). Ця композиція забезпечує підвищену стійкість до стирання та механічну міцність захисного шару, а також збереження мікродеформацій фототермопластичного шару при нанесенні зверху розчину захисного шару, але при багаторазовому зчитуванні інформації, коли кожен раз на ФТП-матеріал діє потужний потік світла, захисний шар мутніє внаслідок процесів старіння полімерів. Помутніння приводить до появи світлорозсіювання та зменшення контрастності відтворюваного зображення. В основу винаходу поставлено задачу підвищення стійкості захисного шару до старіння шляхом використання його нового складу. Поставлена задача досягається тим, що склад захисного шару ФТП-матеріалу, який містить композицію полівінілацетату (ПВА), поліметакрилової кислоти (ПМАК) і полівінілбутиралю (ПВБ), згідно з винаходом, додатково містить 4(1'-адамантилметил-карбоксамідо)фенол (АдМКФ) при такому співвідношенні компонентів, мас.%: полівінілацетат 20-30 поліметакрилова кислота 3-7 АдМКФ 2-10 полівінілбутираль решта. Зазначений склад композиції оптимальний. Зменшення або збільшення вмісту АдМКФ зменшує стійкість захисного шару до старіння або приводить до кристалізації АдМКФ в плівці. Відмінною ознакою запропонованого складу захисного шару ФТП-матеріалу є включення в композицію полімерів 4(1'-адамантилметилкарбоксамідо)фенолу, що підвищило стійкість захисного шару до старіння при багаторазовому опромінюванні. Використання зазначеної відмінної ознаки в складах захисних шарів ФТП-матеріалів у літературі не описано. При аналізі відомих те хнічних рішень не виявлено рішень із подібними ознаками, що дозволяє вважати запропоноване технічне рішення таким, що має "істотні відмінності". Для виготовлення захисного шару використані технічні продукти: полівінілацетат (МРТУ 6М-88085) і полівінілбутираль (ГОСТ 9439-85). Поліметакрилову кислоту синтезували за відомою методикою (див.: Барановский В.Ю., Шенков C. // Высокомолекулярные соединения. - Сер. А. – 1995. - Т. 37. - № 4. - С. 595-599). Її молекулярна маса 350000. 4(1'-адамантилметилкарбоксамідо)фенол в літературі не описаний і був одержаний з хлорангідриду 1-адамантилоцтової кислоти (продукту фірми Aldrich) конденсацією з амінофенолом за наступною методикою: в реакторі зі зворотним холодильником, термометром, мішалкою і хлоркальцієвою трубкою розчинили 10,4 г (0,094 моля) памінофенолу в 60 мл піридину, охолодили до 0°С і при інтенсивному перемішуванні прикапали 20 г (0,094 моля) хлорангідриду 1-адамантилоцтової кислоти. Перемішували при кімнатній температурі 4 години. Потім реакційну суміш вилили в підкис лену соляною кислотою воду. Випав осад, який відфільтрували, промили водою до нейтральної реакції і перекристалізували із водного етанолу. Вихід 23,4 г (87% від теоретичного). Ттоп>200°С. Знайдено: N, 4,87, 4,89, для C18H23O2N вирахувано: N, 4,91. ФТП-матеріал складається з поліетилентерефталатної підложки (стрічки, товщиною 100 мкм) із електропровідним, напиленим у вакуумі, шаром нікелю, на який наносять світлочутливий фо тотермопластичний шар. Його поливають із толуольного розчину, який містить полі-N-епоксипропилкарбазол і сенсибілізатор 2,4,7-тринітро-9флуоренон (95 і 5 мас.% відповідно). Товщина шару 5±0,5 мкм. На ФТП-матеріалі одержують запис голограми плоского хвильового фронту з просторовою частотою 250 ліній/мм. Глибина мікродеформацій приблизно 0,2 мкм. Для збільшення ефективності відтворюваного голографічного зображення у відбитому світлі на поверхню ФТПшару напиляють покриття з нікелю, завтовшки 800 А. На ФТП-шар поливають захисний шар. Для дослідження експлуатаційних характеристик захисних шарів вони поливались на поліетилентерефталатні підложки-стрічки. Приклад 1 (за прототипом) В 100 мл етилового спирту розчинили 1,56 г ПВА, 0,25 г П МАК і 3,19 г ПВБ. Наступного дня поливальний розчин фільтрували через фільтр Шотта № 4 і нанесли на поліетилентерефталатну стрічку на поливальній машині методом ролика, що купається. Шар сушили у поливальній камері 0,5 години та у вакуум-сушильній шафі 6 годин при кімнатній температурі. Товщина шару - 1±0,2 мкм. Приклади 2-10 В 100 мл етилового спирту розчинили розраховані наважки полімерів та АдМКФ. Далі як у прикладі 1. Товщина шару - 1±0,2 мкм. Склади захисних шарів, виготовлених за прикладами 1-10 і їх характеристики наведені в таблиці. Захисні шари характеризують механічною міцністю, стійкістю до стирання, еластичністю та стійкістю до старіння при опромінюванні світлом. Ме ханічну міцність шарів Р визначили за допомогою приладу ПИЭС-3 за ГОСТ 25895-83. Як міру механічної міцності шару застосували мінімальне навантаження Р (г), при якому починає спостерігатися на поверхні шару видимий слід від шарика діаметром 1 мм. Стійкість до стирання визначили на лабораторному приладі за ОСТ 29.123-90 методом механічного стирання захисного шару під навантаженням 500 г при контакті шару з поверхнею абразивного матеріалу (паперу, ГОСТ 6656-76), який здійснює поступальні рухи протягом 40 с. Подряпини, які з'являються на поверхні захисного шару, розсіюють світло, яке проходить через шар. Мірою стійкості захисного шару до стирання служить величина В=Т 0/(Т0-Т 1), де Т0 - процент пропускання світла шаром до стирання, Т1 - після стирання. Т0 і Т1 визначали на спектрофотометрі СФ-26. Еластичність оцінювали за ГОСТ 6806-73 (зі зміненням № 1 від 01.05.82) методом згину ФТПматеріалу з захисним шаром навколо металевих стержнів різного діаметру (от 1 до 50 мм) і визначення мінімального діаметру стержня, згин навколо якого не викликає руйнування захисного шару. 2 37061 Стійкість до старіння визначили за експресметодикою за МСИСО 2835-74: вимірювали Т (процент пропускання світла) зразків захисних шарів за прикладами 1-10, потім опромінювали їх 24 годин світлом ксенонової лампи ДКсШ-500, потужністю 500 Вт, на відстані 10 см при кімнатній температурі і знову вимірювали Т. Мірою стійкості захисного шару до старіння служить величина Z=(Т1/Т0)×100, де Т 0 - процент пропускання світла зразком до опромінювання, Т1 - після опромінення. Результати, наведені в таблиці, свідчать, що запропоновані захисні шари мають високі механічну міцність, стійкість до стирання, еластичність, а їх стійкість до старіння при опромінюванні в 1,3 раза більша, ніж у прототипу. Таблиця Склад захисного шару, мас.% Приклад ПВА ПМАК АдМКФ ПВБ Ме ханічна міцність, P, г 1 2 31,2 27,0 5,0 5,0 0,0 2,0 63,8 66,0 46 44 27 29 5 6 64 66 3 24,0 5,0 3,1 67,9 48 26 5 69 4 27,0 5,0 4,5 63,5 45 26 5 73 5 27,0 7,0 5,5 60,5 53 24 8 77 6 30,0 4,7 6,2 59,1 47 28 6 79 7 28,8 4,2 7,3 59,7 47 29 6 80 8 24,0 3,3 7,9 64,8 43 27 5 82 9 30,0 5,0 8,7 56,3 52 25 5 82 10 22,2 5,0 9,4 63,4 45 25 5 83 Стійкість до стиЕластичність, рання, В, відн. од. Æ стержня, мм __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 Стійкість до старіння, Z, відн. од.