Диазосмолы
Соли диазония, в которых диазогруппа связана с арилом высокомолекулярного соединения, пытались получить по обычной схеме нитрованием а-рилированных полимеров, восстановлением нитрогрупп, диазотированием полиамина. В случае феноло-фор - мальдегидных смол такие синтезы привели к малоустойчивым соединениям. Однако некоторые диазосоединения [см. примеры в пат. США 2679498; пат. ПНР 717091 удалось конденсировать при невысоких температурах (~40°С) с альдегидами или кетонами и получить желаемые высокомолекулярные продукты.
Судя по патентной литературе, в слоях чаще всего используют продукты конденсации в среде сильных минеральных кислот п-диа - зодифениламина с формальдегидом — диазосмола типа А. Ее применяли для отверждения слоя животного клея еще в 1931 г. [пат. США 2100063]. Конденсацию проводят в концентрированных H2S04 [пат. США 2063631, 2679498, 2922715, 2946683, 3050502], Н3Р04 [пат. США 3235384; пат. ФРГ 1214086], НС1 [пат. США 3277074]. В концентрированных H2S04 и Н3Р04 в результате реакции получают вязкую сиропообраз-ную массу, которую можно использовать непосредственно без выделения смолы [например, пат. США 3396019, 3235384]. Для получения твердой смолы реакционную массу в H2S04 смешивают со спиртом и это приводит в конечном итоге к диазосмоле в виде желтоватого аморфного порошка, в которой сульфат-анион может быть легко заменен другими анионами путем осаждения труднорастворимого сульфата. Более всего реко-
мендуются конденсаты, получаемые в Н3Р04 [пат. США 3311605, 3406159].
Б |
В |
где R = СН3) Н; X = СН30, С2Н50, Н; Y = О, S; Y' = О, S, СН2, связь; Z отвечает анионам сульфо-, фосфорных и карбоновых кислот. |
N2+z |
NH |
-СНа- |
сн2- |
А |
Диазосмолы, в частности типа А, сочетают свойства пленкообразующего полимера и светочувствительного компонента. Для нанесения их на бумажные, пленочные полимерные или металлические (Al, Zn) подложки используют гидрофильные адгезионные подслои [пат. США 2922715], одновременно защищающие диазосмолу от нежелательного контакта с металлом; подслоем может служить оксид алюминия, полученный анодированием алюминия, неорганические соединения, например силикаты [пат. США 2714066]; патентуются различные полимеры [см., например, США 3373021, 3808004]. Покрытые силикатами алюминиевые подложки приобретают отрицательный заряд, что делает возможным прокрашивание их поверхности катионными красителями; при проявлении водой с добавкой ПАВ экспонированного слоя диазосмолы краситель удаляется с пробельных элементов, и визуализируется рельеф (ср. крашение анионными красителями, описанное в пат. США 3280734) [пат. США 4277555].
Анодирование алюминия может быть выполнено после нанесения подслоя кремниевой кислоты и ее солей, гексафторцирконовой кислоты и ее солей, при этом возможно и создание «сэндвича»: подслой-»- анодирование-»-подслой [пат. Великобритании 1566997]. Такое изменение последовательности обработок алюминиевых подложек перед нанесением любого светочувствительного слоя резко улучшает качество печатной формы. На адгезионный слой до светочувствительной диазосмолы может быть нанесена «-хлорбензол - сульфокислота; этот промежуточный слой увеличивает время хранения предварительно очувствленной пластины; аналогичный эффект достигается, если л-хлорбензолсульфокислоту вводят в слой диазосмолы [пат. США 4230492].
Диазосмолы образуют на подложке слои толщиной до 2 мкм, их наносят из водного раствора. Время экспонирования через шаблон такого слоя минимально, проявление осуществляют водой или водной эмульсией ПАВ с добавкой этанола. На примере слоя из
собственно диазосмолы А показано, что использование при проявлении буферных водных слабощелочных систем с органическим основанием (например, солью аминобензойной кислоты), ПАВ и этанола позволяет получать более высокотиражные формы, чем при проявлении водной эмульсией без стабилизации pH [пат. Великобритании 1603700]. Наряду с этим найдено, что эффективность проявления резко возрастает, если водный проявитель содержит щелочные или аммониевые соли анионных ПАВ — сульфокислот алка - нов, гидроксиалканов или алкиларенов [европ. пат. 0051081]. Участки негативного рельефного изображения более олеофильны, чем неэкспонированного слоя [пат. США 2667415]. Образующийся рельеф отличается высоким разрешением.
Однако изготовленные таким образом формы для офсетной печати гигроскопичны, на них остаются отпечатки пальцев, кроме того, из-за низкой механической прочности и малой масложиро - стойкости они отличаются недостаточной тиражеустойчивостью.
Разработки фоточувствительных слоев на основе диазосмол для изготовления печатных форм касаются систем с добавками других полимеров, которые должны улучшать весь комплекс эксплуатационных свойств предварительно очувствленных пластин и готовых форм из них. При этом патентуются как двух-, так и однослойные системы; для создания вторых диазосмола должна хорошо совмещаться с олеофильными полимерами, т. е. обладать повышенной гидрофобностью.
С целью получения гидрофобных диазосмол анион ZnClif конденсата /г-диазодифениламина с формальдегидом заменяют анионами гексафторфосфата [пат. Великобритании 1583464], тиоциа - ната, дихромата, фторобората, фосфомолибдата; кислот с длинной углеродной цепью: бензол-, л-толуол-, мезитилен-, нафталин-, бу - тилнафталин-, пропилнафталинсульфокислот, часто 2-гидрокси-4- метоксибензофенон-5-сульфокислоты [например, пат. Великобритании 2057704], а также 5-сульфосалициловой, 5-сульфокрезотино - вой, додецилбензолсульфокислоты и др. [пат. США 4282301; пат. Великобритании 1388038, 1548344].
Предварительно очувствленяые формы на основе диазосмолы А имеют ограниченный срок хранения, не превышающий 1,5 года. Предложено использовать для стабилизации смолы типа А комплексы с полигидроксисоединениями, в частности с тетрагидрокси - бензофеноном [пат. США 3591575]. Однако этот стабилизатор не дает оптимальных результатов. Рекомендуется использовать с этой целью добавки различных карбоновых кислот (например, щавелевой), аминокислот — аспарагиновой, аланина, аргинина, метионина и др. [европ. пат. 0089507], а также ароматических кислот, в том числе бензойной, нитробензойной, диаминостильбендисуль - фокислоты и др. [пат. ФРГ 3306963].
В пат. США 4299907 [см. также франц. пат. 2385123] предлагается использовать конденсаты Б (предпочтительно R=CH3; X = С2Н5О; Y = S, О; Z = анион 2-гидрокси-4-метокси-5-сульфокис - лоты бензофенона, гидрохинонсульфокислоты, 4-ацетил бензойной
кислоты, сульфодиметилизофталата). Эти конденсаты известны давно [см., например, пат. США 2667415, пример 4], в данной работе их синтезируют в 98%-ной H2SO4 при 32±2°С на основе соответствующих солей диазония — производных дифенилсульфида или дифенилоксида и параформа. Печатные формы на основе диазосмол типа Б хранятся до 5 лет без потери качества.
Для улучшения качества рельефа соли различных диазониев, в особенности замещенных диазодифениламинов, конденсируют с формальдегидом и ароматическими соединениями различного строения, чаще с замещенными диарилсульфидами, -оксидами, - ме - танами, диарилами, при температуре до 40 °С в 80—100 %-ной Н3РО4 (диазосмолы типа В); в конденсацию вместо СНгО можно вводить метилольные производные (пат. США 3867147). Конденсаты обычно имеют ММ порядка 2000, их состав близок к эквимо - лярному соотношению обоих исходных ароматических компонентов. Они осаждаются из раствора в виде 'солей с различными анионами, на практике предпочитают использовать соли арилсуль - фокислот. Конденсаты образуют высокосветочувствительные олео - фильные пленки, после экспонирования проявляемые водой с добавкой ПАВ или спиртов; они рекомендованы для создания печатных форм, обладающих лучшими характеристиками, чем печатные формы на основе диазосмол типа А, как маски при травлении подложек и промежуточные шаблоны в радиоэлектронике, [пат. США 3679419, 3849392, 3867147; пат. ФРГ 2024243, 2024244; пат. Великобритании 1302717, 1312925, 1312926,1359522; европ. пат. 0096326].
Эти новые диазосмолы хорошо совмещаются в слоях с гидрофильными и гидрофобными полимерами [пат. США 3867147] и обладают комплексом других ценных свойств. Например, композиции таких диазосмол и сополимеров стирола и малеиновой кислоты, винилацетата и кротоновой кислоты, бисфенола А и эпихлор- гидрина применяют для создания высокостойких при травлении рельефов [пат. ФРГ 2019426, 2034654]. Для совмещения с ПВС, содержащими добавки сополимеров винилацетата, или оксиэтил - целлюлозой, а также с другими полимерами гидрофобную диазосмолу синтезируют из З-метокси-4-диазодифениламина и [4-СНзОСН2СбН4]2Х, где Х = 0, S, СН2, связь. Получают в результате высокосветочувствительные слои, проявляемые водой и пригодные для изготовления шаблонов [пат. США 4021243]. Аналогичные диазосмолы придают светочувствительность слоям с реакционноспособной непластифицированной мочевино-формальде - гидной и неотвержденной алкидной смолами [пат. США 4301234].
Диазосмолы типа В получают ступенчато: сначала синтезируют в кислоте олигомер из RArXArR (X = связь, О, S, NH, S02; СО, COCO, R = HOCH2, СН3ОСН2, СН3СООСН2) без или с применением формальдегида, который затем вводят в реакцию с я-диазо - дифениламином или его алкоксизамещенными. Такая диазосмола в несколько раз более светочзшствительна, чем полученная одноступенчатым синтезом [пат. США 4436804].