The Application of Electron-Induced Metallochromic Reaction for Metal Image Formation

Abstract

On a copper-evaporated poly(vinyl-chloride)-type film containing a photo- or thermochromic benzospiran derivative (SP) showing a chelating function in the open-ring state, the surface chemical propertie were selectively affected by successive treatments of electron bombardment in vacuo and heating in air or nitrogen. The surface copper was selectively turned into a metallochrome (coloured copper(II) chelate) formed by a reaction between a copper(II) ion and an open-ring spe ie of P with the aid of liberated hydrogen chloride from the matrix (organometallic effect) or a hydrophobic substance cOllsistin of a pale yellow-coloured copper(I) chelate (covcnng effect), according to the treatment conditions.

As a result, the electron bombardment made a pattern consisting of residual copper on the surface of laminated film (latent image), Moreover, in the same film, negative- or positive-type latent images could be prepared selectively by varying the treatment conditions, Both types of developed metal images were stabilized by an additional metal deposition by eleetrol S8 nickel plating or zinc vaporation on the latent image.

Résumé

Les propriétés superficielles d’un film de polychlorure de vinyle recouvert de cuivre par évaporation et contenant un dérivé benzospirane photo ou thermochrome (SP) présentant une fonction chélatante quand cycle est ouvert, sont sélectivement affectées par des successions de bombardements électroniques dans le vide et de chauffages en présence d’air ou d’azote.

Le cuivre superficiel a été sélectivement transformé, selon les conditions des traitement.

-en un chélate coloré du cuivre(II) formé par la réaction en présence de l’acide chlorhydrique libéré à partir de la matrice (effet organométallique) d’un ion cuivre(II) avec les espèces SP ayant un cycle ouvert, ou en une substance hydrophobe consistant en un chélate jaune pâle du cuivre(II) (effet couvrant).

En conséquence, le bombardement électronique produit une image formée par le cuivre restant à la surface du film laminé (image latente). En outre, une modification des conditions de traitement permet d’obtenir avec un même film des images négatives ou positives. Les deux types d’images métalliques ont été stabilisées par un dépôt de métal supplémentaire soit par “électroless” d’un sel de nickel, soit par évaporation de zinc sur l’image latente.

Zusammenfassung

Die Oberflächeneigenschaften eines Cubedampften Filmes vom Polyvinylchlorid-Typ, welcher eine photooder thermochrome Benzospiran-Verbindung (SP) mit Chelatfunktion im offenkettigen Zustand enthielt, werden durch Elektronenbestrahlung im Vakuum und anschliessendes Aufheizen in Luft oder Stickstoff selektiv verändert. An den bestrahlten Stellen wird das Kupfer in eine metallochrome Verbindung (farbiges Cu(II)-Chelat) überfhrt, die durch Reaktion zwischen einem Cu(II)-Ion und einem offenkettigen SP in Gegenwart von HC aus der Matrix entsteht. Unter anderen Bedingungen kann auch eine hydrophobe Substanz gebildet werden, die aus einem schwach gelblich gefarbten Cu(n)-Chelat besteht.

Als Resultat erhält man entsprechend der Elektronenbestrahlungeine “bildmässige Verteilung von Restkupfer auf der Oberfläche des Filmes (Latentes Bild). Je nach Behandlungsbedingungen können auf dem gleichen Material Latentbilder vom Negativ-Typ oder vom Positiv-Typ erhalten werden. Beide Typen lassen sich durch weiteren Metallniederschlagstabilisieren bzw. verstärken, bspw. durchstromlose Ni-Abscheidung oder durch Aufdampfen von Zn.

Riassunto

Su di un film di rame evaporato su polivinilcloruro contenente un derivato foto o termocromico del benzospirano (SP) presentante una funzione chelante nello stato di anello aperto, le proprietà chimiche superficiali sono state selettivamente modificate con trattamenti successivi mediante bombardamento ellettronico sotto vuoto e riscaldamento in aria od azoto.

A seconda del trattamento usato, la superficie del rame si trasforma selettivamente in un metallocromo (il chelato colorato del Cu(II)) derivante dalla reazione fra l’ione Cu(II) e le specie ad anello aperto del SP favorita dall’acido cloridrico liberato dalla matrice (effetto organometallico) o in una sostanza idrofoba costituita dal chelato del Cu(I) di colore giallo pallido (effetto coprente).

Il bombardamento ellettronico provoca una struttura costituita da rame residuo sulla superficie del film (immagine latente). Inoltre sullo stesso film si possono creare selettivamente immagini latenti positive o negative variando le condizioni di trattamento. Ambedue i tipi di immagini metalliche sviluppate vengono stabilizzate da una deposizione aggiuntiva di metallo mediante nichelatura non ellettrochimica o evaporazione di Zn dell’immagine latente.