Патент на изобретение №2195010

(54) ГАЛОГЕНСЕРЕБРЯНЫЙ ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАДИОГРАФИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к радиографическим материалам для регистрации рентгеновского излучения и дефектоскопии. Материал состоит из подложки и нанесенных на нее с обеих сторон последовательно желатинового подслоя, светочувствительного слоя, содержащего 3 стабилизатора – серусодержащее соединение формулы (I), где R – Н, алкил; Х – щелочной металл или остаток формулы -(CH₂)₂SO₂S-C₆H₅, производное меркаптотетразола формулы (II), где R¹ – Н, NH₂, NHCOCH₃, и соединение формулы (III), где R², R³=Н, SO₃М, М – щелочной металл; добавки полива, полимерный латекс сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты формулы (IV), где n: m: q = 7:0,5:0,5, или латекс полиэтил-сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата формулы (V), где х:у = 70:30 и защитного желатинового слоя, содержащего кремниевый гель, полиметилметакрилат и/или полимерный латекс, при этом светочувствительный слой выполнен из бромйодсеребряной фотографической эмульсии со средним размером микрокристаллов галогенида серебра 1,0-2,0 мкм и содержанием AgJ 3-8 мол.%. Предлагаемый материал характеризуется высокой стабильностью, имеет достаточно низкую степень регрессии скрытого изображения, улучшенные физико-механические характеристики, улучшенную антистатическую защиту при повышении или сохранении сенситометрических показателей, при этом повышена технологичность процесса изготовления материала. 1 табл.

Изобретение относится к радиографическим материалам, в частности к материалам для регистрации рентгеновского излучения и дефектоскопии.

Известен радиографический материал, состоящий из подслоированной подложки, на обе стороны которой нанесена бромйодосеребряная фотографическая эмульсия со средним размером микрокристаллов 1,2 мкм с содержанием йодида серебра 7 мол.%, включающая полиглюкин, смачиватель, дубитель и желатиновый защитный слой (ТР 3-6-504, утв. 12.06.79 г. ШПО “Свема”, г.Шостка).

Недостатками этого фотоматериала являются неудовлетворительные физико-механические характеристики пленки (прочность эмульсионного слоя, температура плавления и деформации, влагоемкость) и большая регрессия скрытого изображения (30-35%).

Известен также радиографический материал, состоящий из подслоированной подложки, на обе стороны которой нанесен эмульсионный слой, содержащий бромоиодосеребряную эмульсию со средним размером микрокристаллов 1,8 мкм и добавки полива, и желатиновый защитный слой. Этот фотоматериал имеет высокую рентгеновскую чувствительность (60 ^-1), но также не свободен от недостатков:
– недостаточная прочность эмульсионного слоя (прочность эмульсионного слоя ~100 г);
– недостаточная антистатическая защита;
– плохая сохраняемость (не более года);
– большая регрессия скрытого изображения (до 50%);
– нетехнологичность процесса изготовления.

Нетехнологичность изготовления пленки связана с тем, что каждая ее сторона поливается в два прогона, что значительно удорожает пленку и ухудшает ее качество при прохождении по тракту поливной машины и отделению сушки 4 раза (по две с каждой стороны) (ТР 3-КФМ-420, ШПО “Свема”, г. Шостка, 1987 г.).

Кроме того, повышение чувствительности пленки достигается за счет применения полиглюкина, который ухудшает ее физико-механические характеристики.

Целью данного изобретения является повышение стабильности фотоматериала, уменьшение степени регрессии скрытого изображения до значения не более 15% в год, улучшение физико-механических характеристик и антистатической защиты (отсутствие следов статического электричества в процессе эксплуатации пленки), повышение технологичности процесса изготовления материала.

Указанный технический результат достигается тем, что галогенсеребряный фотографический материал для радиографии, состоящий из подложки и нанесенных на нее с обеих сторон последовательно желатинового подслоя, светочувствительного слоя, содержащего стабилизаторы и добавки полива, и защитного желатинового слоя, при этом светочувствительный слой выполнен из бромйодсеребряной фотографической эмульсии со средним размером микрокристаллов галогенида серебра 1,0-2,0 мкм и содержанием AgJ 3-8 мол%, а в качестве стабилизатора светочувствительный слой содержит серосодержащее соединение формулы

где R=H, алкил, Х-щелочной металл или остаток формулы –

производное меркаптотетразола формулы

где R¹=NH₂, NHCOCH₃,
и соединение формулы

где R², R³= H, SO₃М, М-щелочной металл, и дополнительно светочувствительный слой содержит полимерный латекс, а защитный желатиновый слой дополнительно содержит кремниевый гель, полиметилметакрилат и/или полимерный латекс.

В качестве полимерного латекса галогенсеребряный фотографический материал для радиографии может содержать в светочувствительном и защитном слоях латекс сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты формулы

где n:m:g=-7:0,5:0,5,
и/или латекс полиэтил-сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата формулы

где x:y = 30:70
Стабилизаторы формул I, II и III желательно вводить в количестве (0,5-1,0)10^-4, (0,5-1,0)10^-4 и (0,2-1,0)10^-2 моля/моль Ag соответственно.

Нижеследующие примеры иллюстрируют данное изобретение, но не ограничивают его.

Пример 1 (прототип)
Для изготовления радиографического фотоматериала применяют эмульсию с содержанием металлического серебра 55 г/л. Эмульсию готовят следующим образом. В аппарат емкостью 500 л загружают 28,8 кг бромистого аммония, 0,3 кг йодистого калия, 7,8 кг желатины и 88 л обессоленной воды.

За пять минут до начала первой эмульсификации в раствор вводят 1,46 л 25% аммиака, температура раствора 55^oС. Проводят первую эмульсификацию: из первого дозировочника подают в аппарат при скорости вращения 100 об/мин водный раствор 2 с температурой 35^oС в течение 1 мин (состав раствора 2: азотно-кислое серебро 21 кг, вода обессоленная до 112 л). После перемешивания в течение 15 мин проводят вторую эмульсификацию путем повторной подачи раствора 2 в течение 50 мин, эмульсию разбавляют водой до содержания желатины 10 г/л и осаждают твердую фазу натриевой солью сульфированной нафталинформальдегидной смолы из расчета 0,45 г/г желатины, вводят уксусную кислоту до рН 4,90,1, диспергируют, вводят добавочную желатину до =1,0.

Эмульсию плавят, в процессе плавления вводят 9,7 кг желатины, 0,17 л 10% бромистого калия и доводят рВr до 2,50,1 и рН 6,90,1.

При достижении в эмульсии 45 ^oС в эмульсию последовательно вводят 2,5 л бензосульфиновокислого натрия 25%, 6,5 л мочевины 52,5%, 1,2 л 10% раствора роданистого калия, 2,4 л 0,04% раствора роданистого золота и проводят второе созревание в течение 140 мин, а за 15 мин до окончания вводят 1,5 л 1% раствора 5-метил-7-окси-1,3,4-триазаиндолицина и 0,28 л 10% раствора бромистого калия, за 10 мин до его окончания вводят 1,4 л 50% водно-метанольного раствора фенола.

Затем в эмульсию вводят полиглюкин из расчета 50 г/кг эмульсии, натриевую соль 2-меркаптобензимидазол-5-сульфокислоты в количестве 3,510^-4 мол/мол серебра и метилфенидон в количестве 3,510^-3 моль/моль серебра. Эмульсию разливают на кюветы, студенят. В плавильный аппарат при вращающейся мешалке заливают обессоленную воду, загружают эмульсию, вводят 10% раствор 5-метил-7-окси-1,3,4-триазаиндолицина из расчета 3 мл/кг эмульсии и плавят. В расплавленную эмульсию при 38^oС вводят добавки полива: 1% водный раствор пирокатехина 5 мл/кг, 5 мин. перемешивание, 4% растворы смачивателей – натриевой соли диэтилгексилового и дигексилового эфира сульфоянтарной кислоты 17,8 и 5,8 мл/кг соответственно, перемешивание 10 мин, затем вводят 5% раствор хромацетата из расчета 9 мл/кг эмульсии, перемешивание 10 мин. Средний размер микрокристаллов 1,80,2 мкм. После выстаивания в термостате в течение 50 мин эмульсию используют для полива рентгенографического материала путем четырехкратного нанесения ее на основу с двух сторон с защитными слоями. Общий нанос металлического серебра в готовой пленке 38 г/м².

Материал экспонируют на рентгенсенситометре по ОСТ 6-71-54-80 и проявляют в проявителе Р-2 следующего состава:
– метол – 2 г;
– гидрохинон – 8,8 г;
– сульфит натрия б/в – 72 г;
– натрий углекислый – 48 г;
– бромистый калий – 4 г;
– вода – до 1 л.

Физико-механические свойства определяют по ОСТ В 6-17-427-76.

Для определения сохраняемости фотосвойств пленки ее выдерживают в комнатных условиях и периодически в течение гарантийного срока проводят рентгеносенситометрические испытания.

Для определения регрессии скрытого изображения образцы пленки экспонируют на рентгенсенситометре, а затем их периодически проявляют и определяют степень падения чувствительности, коэффициента контрастности и роста плотности вуали.

Антистатические свойства пленки определяли по специально разработанной методике. Степень антистатической защиты пленки выражается временем стекания заряда после электровозбуждения.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Пример 2 (сравнительный)
Для изготовления радиографического фотоматериала эмульсию готовят следующим образом.

В 19,225 л водно-желатинового раствора с массовой концентрацией 38 г/л, содержащего навеску бромистого и йодистого калия (1600 и 175 г) при температуре 45^oС при скорости вращения мешалки 1000 об/мин, вводят феноксол и 5-метил-7-окси-1,3,4-триазаиндолицин. Затем в течение 35 с вводят раствор аммиаката серебра с массовой концентрацией 167 г/л по азотно-кислому серебру и 26 г/л по азотно-кислому аммонию, перемешивают 8 мин, затем в течение 30 с вводят раствор бромистого калия с массовой концентрацией 450 г/л, перемешивают 30 с, в течение 5 мин вводят раствор аммиаката серебра с массовой концентрацией 167 г/л по азотно-кислому серебру и азотно-кислого аммония с массовой долей 19,5 г/л. Перемешивают в течение 8 мин и подают раствор бромистого калия с массовой концентрацией 450 г/л, перемешивают в течение 30 сек. Затем повторно подают раствор аммиаката серебра с массовой концентрацией 167 г/л и азотно-кислого аммония с массовой концентрацией 19,5 г/л в течение 5 мин.

За 1,5 мин до окончания подачи предыдущего раствора, не прекращая подачу раствора азотно-кислого серебра, вводят раствор бромистого калия, 5 мин перемешивают, мгновенно вводят раствор серноватисто-кислого натрия 130 мл с массовой концентрацией 1,0 г/л, перемешивают 5 мин, вводят 1 л 50% уксусной кислоты, осаждают твердую фазу натриевой солью сульфированной нафталин-формальдегидной смолы, промывают, диспергируют. Средний размер микрокристаллов 1,0 мкм, содержание AgJ=7 мол.%.

Перед химической сенсибилизацией эмульсию расплавляют, доводят температуру до 46^oС и при постоянном перемешивании вводят:
– серноватисто-кислый натрий с массовой концентрацией 1 г/л – 6 мл/кг;
– бензосульфиновокислый натрий с массовой концентрацией 250 г/л – 15 мл/кг;
– калий роданистый с массовой концентрацией 10 г/л – 8 мл/кг;
– раствор мочевины с массовой концентрацией 525 г/л – 10 мл/кг;
– через 40 мин от начала созревания вводят раствор роданистого золота с массовой концентрацией 0,4 г/л – 1,2 мл/кг;
– раствор метил-п-толуолсульфонат-2-метилбензтиазола с массовой концентрацией 2 г/л – 15 мл/кг.

За 5 мин до конца химического созревания вводят раствор 5-метил-7-окси-1,3,4-триазаиндолицина с массовой концентрацией 10 г/л – 15 мл/кг. Продолжительность химического созревания 150-200 мин.

В эмульсию с сернисто-золотой сенсибилизацией и содержанием металлического серебра 120 г/л вводят: смачиватель-натриевую соль ди-2-этилгексилтетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной кислоты, дубитель – натриевую соль 4,6-дихлор-2-гидрокси-1,3,5-триазина и поливают в один прогон каждую сторону совместно с защитным слоем следующего состава на 1 л воды:
– желатина – 40 г
– натриевая соль ди-2-этил-гексилтетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной кислоты 0,1М – 10 мл
– калий азотно-кислый, 25% – 10 мл
– натриевая соль 4,6-дихлор-2-гидрокси-1,3,5-триазина, 3% – 20 мл.

Общий нанос металлического серебра 38 г/м². Далее поступают как в примере 1. Результаты приведены в таблице 1.

Пример 3
Для изготовления радиографического материала галогенсеребряную фотографическую эмульсию получают аналогично примеру 2, но осаждают натриевой солью сульфополистирола и сразу же после химического созревания в эмульсию вводят: спиртовой раствор соединения I (R-изо -C₄Н₉; X-Na) натриевую соль изобутилбензолтиосульфокислоты в количестве 0,5-10^-4 моль/моль серебра, спиртовой раствор соединения II (R¹=NНСОСН₃) – 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола в количестве 0,5 10^-4 моль/моль серебра и водный раствор соединения III (R²,R³SO₃M, М-К) – дикалиевой соли дисульфогидрохинона в количестве 0,2 10^-2 моль/моль серебра, а на стадии рефонда вводят сополимер формулы IV в количестве 40 мл/кг.

При изготовлении защитного слоя в него дополнительно вводят латекс полиэтил в количестве 20 г/л, кремниевый гель в количестве 0,510^-5 моль/г желатины (в пересчете на SiO₂).

Кремниевый гель представляет собой водную дисперсию сферических частиц двуокиси кремния “аэросил” марки А-300 (ГОСТ 14922-77), стабилизированную глицерином, рН 7,5-8,5. Кремниевый гель готовят следующим образом: в 1,5 л обессоленной воды добавляют при вращающейся мешалке 0,2 кг двуокиси кремния и 0,8 л глицерина. Смесь перемешивают в течение 10 мин при N=1000 об/мин, затем медленно прибавляют 0,07 л 4%-ного раствора NaOH и перемешивают в течение 30 мин.

Затем температуру в реакторе поднимают до 60^oС и медленно вводят 8 мл 10%-ного раствора серной кислоты. Смесь перемешивают в течение часа, а затем охлаждают.

Далее поступают по примеру 1. Результаты приведены в таблице 1.

Пример 4
Радиографический материал и бромоиодосеребряную эмульсию для него готовят аналогично примеру 3, но натриевую соль изобутилбензолтиосульфокислоты (соединение I, R=изо-С₄Н₉ X=Na) спиртовой раствор 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола (соединение II, R¹=NНСОСН₃) и водный раствор дикалиевой соли дисульфогидрохинона соединение (III, R², R³=SО₃М, М=К) вводят по 10^-4, 10^-4 и 10^-2 моль/моль серебра соответственно, а на стадии рефонда дополнительно вводят спиртовой раствор 2-н-гептил-5-метил-6-бром-7-окси-1,3,4-триазаиндолицина в количестве 510^-5 моль/моль серебра, а сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты (соединение IV) вводят в количестве 240 мл/кг эмульсии.

При изготовлении защитного слоя в него дополнительно вводят сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты (соединение IV) в количестве 20 мл/л защитного слоя, а кремниевого геля в количестве 510^-5 моля/г желатины (по SiO₂). Результаты приведены в таблице 1.

Пример 5
Радиографический материал и бромйодсеребряную эмульсию для него получают аналогично примеру 4, но на стадии рефонда вводят спиртовой раствор 2-н-гептил-5-метил-6-бром-7 – окси-1,3,4-триазаиндолицина в количестве 10^-4 моль/моль AgHal.

При изготовлении защитного слоя дополнительно вводят латекс полиэтил-сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата (соединение V) в количестве 15 г/л защитного слоя, кремниевый гель вводят в количестве 510^-5 г/г желатины (по SiO₂), латекс – сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты (соединение IV) вводят в количестве 100 мл/л защитного слоя.

Результаты приведены в таблице 1.

Пример 6
Рентгенографический материал и бромйодсеребряную эмульсию для него получают аналогично примеру 5, но при кристаллизации содержание AgJ=5 мол.%.

Результаты приведены в таблице 1.

Пример 7
Радиографический материал и бромйодсеребряную эмульсию для него получают аналогично примеру 5, но в защитный слой дополнительно вводят пасту полиметилметакрилата в количестве 2 г/л. Результаты приведены в таблице 1.

Пример 8
Радиографический материал и бромйодосеребряную эмульсию для него получают аналогично примеру 3, но добавки химического созревания вводят в виде воздушно-сухой желатины. Добавки готовят следующим образом: в 1л 10%-ного раствора желатины вводят каждую добавку отдельно, а именно: натриевую соль изобутилтиосульфокислоты (I, R= изо-С₄Н₉, X=Na) – 25 г; бензолсульфиновокислый натрий – 1,0 г; тиосульфат натрия – 0,1 г; роданистый калий – 0,5 г; мочевина – 5,2 г; метил-п-толуол-сульфонат-2-метилбензотиазол – 0,1 г; 5-метил-7-окси-1, 3, 4-триазоиндолицин – 0,1 г; 2, 5, -дигидроксибензол-1, 4-дисульфокислоты дикалиевая соль (III, R², R³=SO₃M, М=К) – 0,6 г; 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола (II, R¹=NHCOCH₃) -25 г. Затем каждую из добавок тщательно растворяют в водно-желатиновом растворе и студенят. После чего застудененную массу измельчают на “червяки” размером 0,5 х 1,0 см и высушивают теплым воздухом до остаточной влажности не более 10%. При этом вес каждой добавки составляет 110 г. Тогда для введения стабилизаторов I, II, III в количестве 0,5 10^-4, 0,5 10^-4 и 0,2 10^-2 моль /моль Ag, как в примере 3, необходимо взять навески 0,06, 0,05, 0,70 г воздушно-сухой желатины, содержащие стабилизаторы I, II, III соответственно. Возможно вводить добавки в виде застуденненного геля. Содержание металлического серебра в эмульсии на рефонде 135 г/л (см. табл.1).

Пример 9
Радиографический материал готовят аналогично примеру 3, но общий нанос металлического серебра 14 г/м² (по 7 г/м² с каждой стороны). Результаты приведены в таблице 1.

Пример 10
Радиографический материал готовят аналогично примеру 5, но в защитный слой вводят 1 г/л пасты полиметилметакрилата и 30 г/л латекса полиэтил (соединение V). Результаты приведены в таблице 1.

Пример 11
Эмульсию готовят аналогично примеру 2, но сразу же после химсозревания вводят натриевую соль изобутилбензолтиосульфокислоты (I, R=изо-С₄Н₉, X=Na) в количестве 0,75 10^-4 моля/моль Ag, 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола (II, R= NНСОСН₃) в количестве 0,75 10^-4 и дикалиевую соль дисульфогидрохинона (III, R²,R³=SO₃M, M=K) 0,6 10^-2 моля/моль Ag.

На рефонде в эмульсию вводят сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты (IV) в количестве 120 мл/кг эмульсии и 7,5-10^-5 моля/моль Ag 2-н-гептил-5-метил-6-бром-7 окси-1,3,4-триазаиндолицина.

В защитный слой водят 3 г/л пасты полиметилметакрилата, 50 г/л латекса полиэтила и 2,5 10^-5 моль/г желатины (по Si0₂) кремниевого геля.

Пленку изготавливают с общим наносом металлического серебра 15 г/м² (по 7,5 г с каждой стороны). Результаты приведены в таблице 1.

Пример 12
Радиографический материал изготавливают аналогично примеру 11, но латекс-сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты (IV) в защитный слой вводят в количестве 60 мл/л состава. Нанос металлического серебра в пленке 15 г/м². Результаты приведены в таблице 1.

Пример 13
Радиографический материал готовят аналогично примеру 7, но в эмульсию вместо (I, R-изо-С₄Н₉, X-Na)-Na соли – n-изобутилбензолтиосульфокислоты вводят 0,510^-4 моль/моль Ag соединения I (R-H, X-(CH₂)₂SO₂S – ).

Результаты приведены в таблице 1.

Пример 14
Радиографический материал готовят аналогично примеру 7, но в эмульсию вместо 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола вводят соединения II (R¹= NH₂)(1,00^-4 моля/моль Ag.

Результаты приведены в таблице 1.

Пример 15
Радиографический материал готовят аналогично примеру 7, но в эмульсию вместо II (R¹=NН₂) 1(3-ацетоаминофенил)-5-меркаптотетразола вводят 1,00^-4 моля/моль Ag (II, R¹=H).

Результаты приведены в таблице 1.

Пример 16
Радиографический материал готовят аналогично примеру 7, но в эмульсию вместо (III, R²R³=SO₃M, M=K) вводят 1,010^-2 моля/моль Ag соединения (III, R²R³=H).

Результаты приведены в таблице 1.

Как следует из данных таблицы 1, предлагаемый материал характеризуется повышенной стабильностью, при этом существенно уменьшена степень регрессии скрытого изображения (9% за год), улучшены физико-механические характеристики (прочность слоя возросла в 4-7 раз (400-700 против 100 г/м²), повышена температура плавления (80-96 против 32^oC), улучшена антистатическая защита, повышена технологичность процесса изготовления материала при повышении или сохранении сенситометрических показателей.

Формула изобретения

Галогенсеребряный фотографический материал для радиографии, состоящий из подложки и нанесенных на нее с обеих сторон последовательно желатинового подслоя, светочувствительного слоя, содержащего стабилизаторы и добавки полива, и защитного желатинового слоя, отличающийся тем, что светочувствительный слой выполнен из бромйодсеребряной фотографической эмульсии со средним размером микрокристаллов галогенида серебра 1,0-2,0 мкм и содержанием AgJ 3-8 мол. %, а в качестве стабилизатора светочувствительный слой содержит серосодержащее соединение формулы

где R= Н, алкил;
Х= Na или остаток формулы -(СH₂)₂SO₂S-C₆H₅,
в количестве (0,5-1,0)10^-4 моля/моль Ag и производное меркаптотетразола формулы

где R¹= NН₂, NНСОСН₃, Н,
в количестве (0,5-1,0)10^-4 моля/моль Ag и соединение формулы

где R²= R³= Н, SO₃М;
М= щелочной металл,
в количестве (0,2-1,0)10^-2 моля/моль Ag и дополнительно светочувствительный слой содержит латекс сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты формулы

где п: m: q= 7: 0,5: 0,5,
или латекс полиэтил – сополимер метакриловой кислоты и этилакрилата формулы

где х: у= 70: 30,
а защитный желатиновый слой дополнительно содержит двуокись кремния, полиметилметакрилат и/или полимерный латекс формулы (IV) или (V).

РИСУНКИ

PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:

Закрытое акционерное общество «Ордена Трудового Красного Знамени Научно-технический центр «ФОМОС» (RU)

Адрес для переписки:

125167, Москва, Ленинградский пр-кт, 47, ЗАО НТЦ «ФОМОС», генеральному директору Б.В.Фомину

Извещение опубликовано: 20.08.2008 БИ: 23/2008