SU399154A1 - СШАОпубликовано 27.1X.197i3. Бюллетень лг 38 Дата опубликовани опнсани 31.1.1974о-T^f 1 "•тент.'-.'о-т."I.„бнбл-и о т f^IS12&Sччес\ш^ I 'ША_ |.М. Кл. G 03с 1/74УДК 771.531.021(088.8)Всесогсэз ia.fi - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  « изготовлению мнотослойных , например фотографических материалов .

Известен способ получени  .многослойного .материала, заключающийс  в нанесении на подложку первого сло  путем образовани  в зоне полива вертикальной плоской струи жидкого покрывающего состава, котора  свободно падает на движущуюс  поперек линии полива подложку, затем операцию повтор ют до тех пор, пока на подложку не будет нанесено Требуемое количество слоев.

Этот способ требует .много времени, так как необходима сущка каждого предыдущего сло  нанесением следующего, ибо мокрые слои омещиваютс  лри соприкосновении друг с друго .м.

Цель изобретени  - разработка способа, позвол ющего за одну операцию получить многослойный материал.

Эта цель достигаетс  при нанесении на подложку покрыти  путем образовани  в зоне полива вертикальной плоской струи жидкого покрывающего состава, котора  свободно падает на движущуюс  поперек линии полива подложку, причем плоска  стру  образована ИЗ -нескольких слоев различных жидких покрывающих составов.

Предлагаемый способ можно примен ть дл  нанесени  любого материала или смеси материалов , которые наход тс  в жидком состо нии , наприл1ер в форме раствора, коллоидного раствора или суспензии. Во :многих случа х покрывающий состав  вл етс  воднььм раствором , однако по этому способу .можно использовать и другие растворители, как органические , так и неорганические, покрывающие слои могут быть образованы из одного и того же или различных жидких по.крыва.ющих составов и эти покрывающие составы могут быть 1как смещиваемыми, так и несмешпвае .мыми друг с другом. Хот  этот .метод особенно успещно примен етс  дл  покрыти  .поверхности плоских объектов, он может быть

использован дл  покрыти  объектов другого геометрического строени . Объект, подлежащий покрытию, -может быть в форме непрерывной ленты n.in листа, или быть в форме отдельных листов пли небольщих изделий , транспортируемых через зону покрыти .

Количество отдельных слоев . варьироватьс  от двух до дес ти и -более. В фотографической прамыщленности, используемые

жидкие покрывающие составы имеют относительно низкую в зкость - от 2 до 150 спз, или несколько выше, а обычно в интервале 5-100 спз. Более того отдельные наносимые слои должны быть очень тонкими, т. е. их

толщина в мокром состо нии составл ет ма.ксимум 0,015 см, а обычно значительно меньше и МОжет составл ть всего 0,001 см. Предлагаемый снособ позвол ет наносить слои одновременно , сохран   в то же врем  их раздельное положение в составно,м слое и полностью обеспечива  требовани , чтобы слои были очень тонкими и абсолютно однородны;ми по толщине. Фотографические слои, наносимые по нред . лагаемому способу, могут содержать такие светочувствительные соединени , как галогениды серебра, 0;кись циика, двуокись титана, соли диазони , светочувствительные афасители и т. д., TaiK же как и другие составные части , примен емые в фотографических сло х, например маскирующие вещества, такие как двуокись кремни  или иолимерные частицы, про вл ющие вещества, протравливающие вещества и .материалы, описанные в патенте США № 3297446. Фотографические слои могут также содерл ать -различные гидрофильные КОЛЛОИДЫ. Такими коллоидами  вл ютс  протеины (например желатин), производные протеина , производные целлюлозы, полисахариды , такие как крахмал, сахара, такие как декстрин , растительные омолы, синтетические полимеры , такие как поливиниловый спирт, полиаафнламид и иоливннилпирролидои, и другие подход щие гидрофильные коллоиды, такие как описаны в патенте США № 3297446. Можно также использовать смеси перечисленных коллоидов. При применепии насто щего изобретени  дл  получени  фотогра1фичеоких -материалов югут быть использованы различные типы подложек . Подход щими подложками  вл ютс  пленочна  основа, например нитроцеллюлозна  пленка, целлюлозноацетатна  пленка, ноливинилацетатна  пленка, поликарбонатиа  пленка, полистиренова  пленка, полизтилентерефталатна  пленка и другие полиэфирные плеики, бумага, стекло, ткань и другие нохол .ие материалы. При желапии, использовать также бумажные подложки, покрытые сс-олефин-полимерамп, как например по.тиэтиленом или полипрОнилено..м, или такими полимерами, как эфиры .целлюлозной органической кислоты и линейные полиэфиры. Подложка .может быть в виде непрерывной ленты, или в виде отдельных листов, но чаще подложка бывает в виде непрерывной ленты. Дл  И3|менени  поверхностно.го нат жени  фотографических покрывающих составов, .можно примен ть поверхностно-активные ве-, щества различных типов. Приемлемыми в этой области поверхностно-активными веществами МОЖНО считать: сапонин, такие ненонные поверхностно-актнвные вещества, -как полиалкиленовые окислы, например ок-ислы полиэтилена и раствори..мые в воде продукты присоединени  глицидола ал.килфенола; такие анионоактивные поверхностно-активные вещества, как алкиларилполНЭфнрсульфаты и сульфонаты; такие амфотерные поверхностно-актнвные вещества, как арилалкилтаурины, N-алкнл 6 и N - ацил- 5 - аминопронионаты; алкиламмОнийбетаины , сульфокислоты и т. д. Примеры приемлемых новерхностно-активных веществ этнх типов опИсапы в британском патенте № 1022878 и в патентах США jNs 2739891 и 3026202 и 3133816. Дл  увелпчени  однородности наносимых на поверхность нодложки слоев, в некоторых случа х необходимо измен ть поверхностные характеристики подложки. Так, некоторые подложки и.меют поверхности, которые не сразу смачиваютс  некоторыми покрывающими составами. В таких случа х однородность наносимых слоев ;можно значительно улучшить, если поверхность подложки смачивать до прохождени  через зову полива. Операци  предварительного смачивани  не требует об зательного применени  какой-либо специальной жидкости, а .может состо ть просто в обработке поверхности паром, прот гивании ее через вакуумную камеру в присртствии пара и т. д. Такое предварительное смачивааие имеет целью сниже.ние воздущного барьера на поВВр.хности ПОдложки, а та.кже снижение любой другой природы оттаЛКИвани , которую поверхность 1может иметь дл .данного по.крЫвающего состава. Дл  обеспечени  стабильности многослойной , свобо.дно па.дающей вертикальной, плоокой струи, обща  скорость течени  по-крывающего состава, т. е. объединенна  скорость всех различных покрывающих составов, образующих соответствующие слои, должна быть по крайней .мере около 0,5 см /сек/см Ширины струи. Предпочтительно обеспечение скорости стекани  жидкости вниз к .моменту ее отрыва от питател  .менее - 20 см/сек, а еще лучше менее 10 см/сек. Дл  получени  чрезвычайно тонких слоев, необходимых дл  производства фотографических материалов, отношение скорости течени  по.крывающего состава, образующего отдельный слой, из.мер е1мой в кубических сантиметрах за секунду на сантиметр ширИНы плоской струи, к скорости передвижени  подложки, измер емой в сантиметрах в секунду, должно быть менее - 0,015. По предлагаемому способу на поверхность объекта о.дновременно нанос тс  несколько отдельных, наложенных друг на друга слоев окрывающего состава путем образовани  нескольких раздельно текущих слоев жидких окрывающих составов, которые стека.ют наоженными друг на друга в виде составного ло  (термин «составной слой употребл етс  .десь дл  обозначени  сло , состо щего из вух или более отдельных слоев, раздельно уществующих в одном слое) и из этого сотавного сло  образуетс  свободно падающа  ертикальна  плоска  стру , в которой соран етс  раздельное существование отдельых слоев. Дл  сохранени  такого раздельноо существовани  слоев необходимо избегать словий, вызывающих турбулентное движеие . Если говорить -более конкретно, то по меодам , изложенным в насто щем описании. отдельные слои образуютс  так, что сохра.н етс  ламинарное течение, по крайней мере в поверхностных част х слоев, и слои соедин ютс  при о бразовании составного сло  таким образом, что обеспечивают нетурбулентный ;контакт жидкость - жидкость. Далее составной слой проходит стадию свободного падени  без перемешивани  отдельных слоев при условии сохранени  необходимого отношени  между скоростью течени  покрывающего состава и скоростью .прот гивани  подложки. При столкновении с поверхностью подложки раздельные , наложенные один на другой слои оседают на ней, не перемешива сь. Разумеетс , из-за действи  на свободно падающую струю различных сил, она по мере падени  утоньшаетс , т. е. скорость падаюшей жидкости увеличиваетс  под действием сил гравитации , и толщина струи пропорционально уменьшаетс . Тем не ;менее, раздельное сушествование слоев сохран етс  и толшины слоев относительно друг друга сохран ютс  в первоначальной пропорции. Высоту свободно палаюшей струи, т. е. рассто ние свободного падени , может легко варьировать в зависимости- от конкретного вида применени  и от характеристик покрывающего состава. Оптимальна  высота должна быть насколько практически возможно наименьшей , ибо чем длиннее свободно падающа  стру , тем больше она подвержена вли нию окружающих потоков воздуха, вызывающих дрожание струи, что способствл ет получению неоднородности материала. Однако высоту следует выбирать так, чтобы свободно падающа  стру  в (МОмент столкновени  с подложкой имела бы остаточное количество движени  дл  пробивани  или смещени  воздушного барьера и дл  прилегани  к движущейс  подложке . В обычнЫХ услови х применени  насто щего изобретени  высота свободно падающей струи равна 5-20 см, однако вполне возможна работа также с более длинной или копоткой струей. Пои практическом применении насто щего изобретени  отдельные слои, образующие многослойную , свободно падающую струю, МОГУТ быть расположены в .тюбом желаемо пор дке , независимо от ф-изических характеристик соответствующих покрывающих составов или толщины отдельных слоев. Соответственно, и скорости течени  покрывающих составов, образующих слои, можно варьировать и тогда отпощение скорости течени  покрывающего состава, образующего самый толстый слой, к скорости течени  покрывающего состава, образующего самый тонкий слой, может составл ть 50/1 или даже более. В оптимальном варианте предлагаемого метода .многослойна , свободно падающа  стру  образуетс  таким образом, что внешние слои имеют практически одинаковое поверхностное нат жение. Это обеспечивает лучшую стабильность струи, чем если бы поверхностное нат жрние внещни.х слоев было различным. Разумеетс , что этого можно достигнуть путем образовани  внещних .слоев м.ногослойной струн из одного и того же покрывающего состава . Однако в тех случа х, когда это невозможно из-за расположени  и состава слоев, из-за требований, предъ вл емых к готовому материалу, поверхностное нат жение .двух внешних слоев может быть уравнено путем добавлени  к покрывающему составу, образуюше .му один или оба этих сло , соответствующего кол ;чества поверхностно-активного вещества . Когда дл  достижени  необходимой стабильности струи примен етс  поверхностно-активное вещество, его количество .может оказатьс  настолько большим, что будет вредно вли ть па химические свойства нокрыва.юшего состава, если поверхностно-активное вещество добавл етс  в весь объем используемого покрывающего состава. Эту проблему можно решить, если поверхностно-активное вещество добавл ть к верхним сло .м многослойной струи, ибо при этом необходимое количество поверхностно-активного вещества намного меньи1е. В случа х, когда наноситс  единственныйпокрывающий состав, его можно разделить на три сло  и поверхностно-активное вещество добавл ть только во внешние слои. ПОСКОЛЬКУ этн внешние слои могут быть очень топкими, например менее 0,05 от общей толщины струп, количество используемого поверхностно-актпвного вещества может быть очень малы.м. При производстве фотографических материалов путем полива водными протеинсодеожащими составами иногда полезно, чтобы мокрое покрытие «схватилось до операции сущки. Один из способов выполнени  этой oineрацни хим11ческим путем указан в патенте США Л 2652345 и заключаетс  в .добавлении к покрывающему составу альдегида и в последующей обработке покрыти  газообразным аммопием дл  быстрого «схватывани  покрыти . Предлагаемый способ позвол ет производить «схватывание по.крыти  более пр мым и удобным способО:М без необходимости примен ть газообразный аммоний. Предположим, например, что на поверхность подложки необходимо нанести два различных протеиносодержаших покрывающих состава. Использу  предлагаемый метод альдегид, например фор.ма.льдегид , ввод1:тс  в один из покрывающих составов , а аммоний - в другой. Когда оба сло  соедин ютс  вместе, амл 011ий и формальдегид диффундируют одновременно сквозь оба сло  и в результате жидкости о.дповремен.но «схватываютс  после их нанесени  на ДВИЖуЩ ЮСЯ .ПОДЛОЖК}. в примерах поверхностно-активное вещество «А  вл етс  15%-иым раствором сапонина в воде и поверхностно-активное вещество «В  вл етс  6%-иым раствором в воде анионного алкнлзамещенного арилоксиал.килеиового эфира. Пример 1. Выполн ют двухслойный полив на бумагу шириной 7,62 см. прот гиваемую со скоростью 800 см/сек. Нижний слой представл ет собой 10%-ный водный раствор желатина (25 спз, а верхний слой - чернобелую эмульсию ;галогени,да серебра, имеющую в зкость 30 спз. Содержание сапонина в обоих сло х 4,5 г/1000 слг. Оба сло  -нанос т таким образо..м, что расход состава составл ет 13,8 г/л. Фотомикрографи  поперечного сечени  сухого пакрыти  :по,казала четкое разделение между дву.м  сло ми.

Пример 2. Провод т одновременный полив двух фотографических эмульсий, содержащ их Краскообрагующие .компоненты, на бумагу шириной 7,62 см, прот гиваемую со скоростью 1000 см/сек. В зкость нижнего сло  70 спз при 40° С, а верхний слой имеет в зкость 41 спз при 40° С. В обоих покрывающих составах концентраци  сапонина 4,5 г/ 1000 см. Расход покрывающего состава каждого сло  16,1 г/м. Поперечное сечение сухого локрыти  показало хорошее разграничение слоев.

Пример 3. Провод т одновре1менный поЛИв двух слоев покрывающего состава на подложку фотопленки шириной 70 мм, прот гиваемую со скоростью 235 см/сек. Нижний слой нанос т в количестве 6,3 г/м, он представл ет собой 7%-ный раствор желатины и распыленного серебра и имеет в зкость 23 спз при 35° С. Верхний слой нанос т в количестве 76,3 г/м в Мокром состо нии, он представл ет собой 10%-пый раствор желатины с в зкостью 30 спз при 40° С. Концентраци  сапонина в каждом локрывающам составе 1,5 г/1000 си. Поперечное сечение сухого покрыти  показало хорошее разделение .между сло ми.

При.мер 4. Производ т одновременный полив двух слоев на бумажную подложку шириной 7,62 см, нрот гиваемую со скоростью 550 см/сек. Нижний слой представл ет собой 5%-ный раствор окращепной желатины с в зкостью 7,5 спз при 40°С. Его нанос т в количестве 1,69 г/м в мокром состо нии. Верхний СЛОЙ представл ет собой 10%-ный раствор желатины с в зкостью 31 спз при 40°С и наноситс  в количестве 25,75 гДи в мокром состо нии . Содержание сапонина в обоих сло х 1,5 г/1000 см. Поперечное сечение сухого покрыти  показало хорошее разделение слоев.

При.мер 5. Производ т одновременный полив трех слоев на подложку фотопленки шириной 70 мм, прот гиваемую со скоростью 500 см/сек. Верхний и нижний слои представл ют С0|бой 10%-ный растворы желатины с в зкостью 30 спз при 40° С и его нанос т в количестве 18 г/м в мокром состо нии. Средний слой представл ют собой черно-белую желатиновую эмульсию галогевида серебра с в зкостью 45 спз при 40°С и его расход в мокром состо нии 3,5 г/м. Концентраци  во всех трех покрывающих составах 1,5 2/1000 см. Поперечное сечение сухого покрыти  показало хороще разделение между сло ми.

Пример 6. Производ т полив на бумагу шириной 7,62 см, прот гиваемую со скоростью: 788 см/сек. Верхний и нижний слои представл ют собой черно-белую желатиновую эмульсию галогенида серебра с в зкостью 45 спз при 40° С. Их .нанос т в количестве 0,7 02г/м. Средний слой представл ет собой 10%-ный раствор желатины с в зкостью 30 спз в количестве 22,7 г/м. Поверхностно-активное вещество «А содержитс  в среднем слое в концентрации 1,5 г/1000 см. В верхнем и нижнем сло х содержитс  поверхностно-активное вещество «В в концентрации 1 г/1000 сж. Поперечное сечение сухого покрыти  показало хоро .шее разделение между сло ми.

Прим.ер 7. Про.изво.д т четырехслойный полИ(В на подложку фотопленки шириной 70 мм, прот гиваемую со скоростью: 500 см/сек. Нижний « третий слои представл . ют собой 10%-ный раствор желатины с в зкостью 31 спз .при 40° С в количестве 18 г/м. Второй и верхний слои представл ют собой черно-белую желатиновую эмульсию галогенида серебра с в зкостью 45 спз при 40°С в

количестве 3,18 г/ж. В сло х 2, 3 и 4 содержитс  поверхностно-активное вещество «А в концентрации 1,5 г/1000 см, а верхний слой содержит 1 г/1000 см поверхностно-активн .ого вещества «В. Поперечное сечение сухого покрыти  показало хорощее разделение слоев.

Пример 8. Произво.д т одновременный полив двух слоев на бумажную подложку ши-. риной 7,62 см, .Прот гиваемую со скоростью

750 см/сек. Оба сло  представл .ют собой 10%-ный раствор желатины с в зкостью 30 спз при 40° С и содержат 1,5 г/1000 см поверхностно-активного вещества «А. Расход вещества .каждого сло  10,6 г/см. Нижний слой

содержит 1 с.1 /1000 см формальдегида, а верхний слой - 130 c.«-VlOOO смз аммони  с концентрацией 50 г/1000 см. Объединенные слои нанос тс  равномерно и схватыва.ютс  почти сразу после прохождени  точки полива.

Достигнуто хорошее разделение слоев.

Пример 9. Одновременно нанос т три сло , состо щих из водных растворов желатины . Ширина текущих слоев 19,59 см. Рабочие услови  следуюшие:

Нижний слой. 12%-ный раствор желатины (33 спз при 35,5° С), содержащий 3,3 г/1000 слгз поверхностно-активного вещества скорость течени  0,25 см /сек/см щирины плоской струи.

Средний слой. 6%-ный раствор желатины, содержащий чер-ную серебр ную суспензи.ю (7 спз при 35,5° С) и 6,6 г/1000 см поверхностно-активного вещества скорость течепи  0,71 см /сек/см щирины струи.

Верхний слой. 12%-ный раствор желатины, содержащий 10 г/1000 см поверхностно-активного вещества скорость течени  0,25 см /сек/см ширины струн. Полив производ т на стекл нную пластинку , листы пленочной по.дложки и листы бума