CS235642B1

CS235642B1 - Electrorentgenographic recording medium and method of its production

Info

Publication number: CS235642B1
Application number: CS887283A
Authority: CS
Inventors: Ivo Chudacek; Karel Ulbert; Vaclav Opolsky
Original assignee: Ivo Chudacek; Karel Ulbert; Vaclav Opolsky
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Vynález se týká elektrorentgenografického záznamového média a způsobu jeho výroby. Elektrorentgenografické záznamové médium je na bázi amorfního selenu roztaveného na zdrsněné a tepelně zpracované podložce. Podložka je vytvořena ze slitin hliníku dopovaného křemíkem o hmotnostní koncentraci 0,1 až 10 %, na níž je umístěna vrstva amorfního selenu o tlouštce od 1 do 1 000 mikrometrů a na ní vrstva poly-N-vinylkarbazolu o koncentraci 0,1 až 10 % center s přenosem náboje a o tlouštce od 0,5 do 5 mikrometrů. Způsob výroby elektrorentgenografického záznamového média spočívá v tom, že se vrstva amorfního selenu vytvoří prudkým směrovým tuhnutím roztaveného selenu na podložce a přiložením lisovací desky o záměnné teplotě, načež se volný povrch vrstvy vyleští a nanese se na něj tenká vrstva poly-N-vinylkarbazolu.The invention relates to an electro-radiographic recording medium and a method of producing it. The electro-radiographic recording medium is based on amorphous selenium melted on a roughened and heat-treated substrate. The substrate is made of silicon-doped aluminum alloys with a mass concentration of 0.1 to 10%, on which is placed a layer of amorphous selenium with a thickness of 1 to 1,000 microns and on it a layer of poly-N-vinylcarbazole with a concentration of 0.1 to 10% charge transfer centers and a thickness of 0.5 to 5 microns. The method of producing the electro-radiographic recording medium consists in forming the layer of amorphous selenium by rapid directional solidification of molten selenium on the substrate and applying a pressing plate with a changeable temperature, after which the free surface of the layer is polished and a thin layer of poly-N-vinylcarbazole is applied thereto.

Description

Vynález se týká elektrorentgenografického záznamového média na bázi amorfního selénu, zakotveného na zdrsněné a tepelně zpracované podložce, pokrytého ochrannou vrstvou, a dále způsobu jeho výroby.The present invention relates to an amorphous selenium based electrorentgenographic recording medium anchored on a roughened and heat treated substrate covered with a protective layer, and to a method for producing the same.

V současné elektroradiografii je fotoaktivní část detektoru obrazu často tvořena selénovou tenkou amorfní vrstvou na kovovém podkladě. /Schaffert R. M. Elektrophotography Počal Press, London 1965/. Místo selénu se používá též jeho slitin /N. P. Paloev and all., Vvedenije v kliničeskuju elektrorentgenografiju, tledycina Moskva 1971/. Řada patentů se zabývá zlepšením vlastností selénových desek. V US patentu č. 3 906 228 je řešena jejich sensibilizace pomocí přídavku 0,01 až 1 atomárního procenta arzénu. V US pat. 3 975 635 je mezi selénovou vrstvou a kovovým podkladem umístěna mezivrstva z polyvinylkarbazolu nebo slitiny arzénu a selénu, která má za účel zvyšovat citlivost elektrorentgenografické desky.In current electroradiography, the photoactive part of the image detector is often made up of a selenium thin amorphous layer on a metal substrate. (Schaffert R. M. Elektrophotography Begin Press, London 1965). Instead of selenium, its alloys / N are also used. P. Paloev and all., Vvedenije v klinicheskuju elektrorentgenografiju, tledycina Moskva 1971 /. Many patents are concerned with improving the properties of selenium plates. US Pat. No. 3,906,228 discloses their sensitization by adding 0.01 to 1 atomic percent of arsenic. U.S. Pat. No. 3,975,635, an intermediate layer of polyvinylcarbazole or an arsenic-selenium alloy is placed between the selenium layer and the metal substrate to increase the sensitivity of the X-ray plate.

Problém citlivosti je jedním ze základních problémů radiografie. Je dán především rychlostí generace a transportu náboje selénovou vrstvou. V US patentu č. 3 712 810 byla vyvinuta technologie přípravy vrstev ze slitin selénu, které mají srovnatelnou pohyblivost pro díry i elektrony. Proto v nich nedochází po expozici k tvorbě prostorového náboje, který znehodnocuje vrstvu pro následné použití. Takovou vrstvu lze nabíjet oběma polaritami a získávat jak pozitivní, tak negativní kopie. Celé záznamové médium se skládalo z kovové nosné podložky libovolné tloušťky, z mezivrstvy o tloušťce 0,5 až 15 mikrometrů, skládající se z amorfního selénu dopovaného 5 až 500 ppm arzénu a fotocitlivé vrstvy o tloušťce 10 až 200 mikrometrů z amorfního selénu.Sensitivity is one of the basic problems of radiography. It is given mainly by the speed of generation and charge transport through the selenium layer. U.S. Patent No. 3,712,810 discloses a technology for preparing layers of selenium alloys having comparable mobility for holes and electrons. Therefore, there is no formation of spatial charge after exposure, which degrades the layer for subsequent use. Such a layer can be charged with both polarities to obtain both positive and negative copies. The entire recording medium consisted of a metal support of any thickness, an intermediate layer of 0.5 to 15 microns, consisting of amorphous selenium doped with 5 to 500 ppm of arsenic, and a photosensitive layer of 10 to 200 microns of amorphous selenium.

Má-11 být selén použitelný pro elektrografii, je nutné, aby byl ve sklovité formě, kdy 14 má vysoký izolační odpor přesahující 10 Ohm/cm, a aby měl Čistotu vyšší, než 99,995 procenta. Tyto požadavky se obvykle realizují tím, že se velmi čistý selén napařuje ve vysokém vakuu na hliníkovou podložku udržovanou na teplotě 40 až 80 °C. Vakuovým napařením še čistota selénu dále zvýší a je dosahováno dobrých a reprodukovatelných výsledků.If the selenium is to be usable for electrography, it needs to be in glassy form with 14 having a high insulation resistance exceeding 10 Ohm / cm and having a purity greater than 99.995 percent. These requirements are usually realized by vaporizing very pure selenium in a high vacuum onto an aluminum support held at 40-80 ° C. Vacuum vaporization further increases the purity of selenium and produces good and reproducible results.

Existuje však přitom celá řada obtíží a omezení. Při vakuovém napařování nelze rychlost příliš zvyšovat, neboť, pak i při teplotě podložky pod 80 °C může teplota povrchu tuto hodnotu značně přesáhnout. Je tomu tak zvláště v posledních fázích napařování silných vrstev, potřebných pro rtg aplikace. Tepelná vodivost selénu v amorfní fázi je velmi nízká a ochlazování povrchu je velmi problematické.However, there are a number of difficulties and limitations. The speed cannot be increased too much in vacuum steaming because, even if the substrate temperature is below 80 ° C, the surface temperature can exceed this value considerably. This is especially true in the last stages of vapor deposition of the thick layers required for X-ray applications. The thermal conductivity of selenium in the amorphous phase is very low and surface cooling is very problematic.

Další komplikací je docílení rovnoměrného a rovinného napařování desek. Bud je nutno naparovat z velkých vzdáleností, např. při 30cm desce ze vzdálenosti asi 150 cm, nebo pohybovat při napařování zdrojem a naklánět napařovanou desku tak, aby nevznikly význačnější rozdíly v tloušťce vrstvy. Pří napařování ve vakuu existují i podstatné ztráty selénu, které zůstanou na ochranných krytech, eventuálně i na některých částech aparatury. Zpětné získávání tohoto selénu a jeho rafinace nejsou nijak snadnou záležitostí.Another complication is to achieve even and even steaming of the plates. Either it is necessary to steam from large distances, for example at a 30 cm plate from a distance of about 150 cm, or to move the source during steaming and tilt the steamed plate so that there are no significant differences in layer thickness. There is also a substantial loss of selenium in the vacuum evaporation which remains on the protective covers, possibly even on some parts of the apparatus. The recovery and refining of this selenium is no easy matter.

Napařování silných vrstev přináší snadnou možnost vzniků kazů ve formě krystalických zárodečných center. Po určité době dochází kolem tohoto centra ke vzniku oblasti, kde selén je v krystalické formě, která má jiné fotoelektrické vlastnosti než báze amorfní. V důsledku toho po vyvolání obrazu vznikne v tomto místě artefakt.The vapor deposition of thick layers provides an easy possibility of caries formation in the form of crystalline embryonic centers. After some time around this center, an area occurs where selenium is in a crystalline form having other photoelectric properties than amorphous bases. As a result, an artifact arises at this point upon developing the image.

Další komplikací této technologie je, že podložky musí mít předem zrcadlový povrch, který určuje i jakost povrchu napařené vrstvy. Jakékoliv naparování nevyrovná nedostatky v povrchu podložního materiálu, spíše je zdůrazní. Leštění hliníku na vysoký lesk je zdánlivě snadné, avšak existuje značné nebezpečí zavalení nebo zaleštění nečistot do mikropórů a trhlinek materiálu, do kapes” vzniklých rozválením krystalku kovu. To ve vakuu vede k výronu plynů z těchto míst a k nekvalitnímu povrchu v místě výronu. Jak při výrobě, tak i při aplikaci může dojít k úplnému odprýsknutí sklovitého selénu z povrchu, a tím ke znehodnocení celé desky.Another complication of this technology is that the pads must have a pre-mirrored surface, which also determines the surface quality of the steam layer. Any vapor deposition does not compensate for deficiencies in the surface of the backing material, but rather emphasizes them. Polishing aluminum to a high gloss is seemingly easy, but there is a significant risk of fouling or polishing impurities into the micropores and material cracks in the pockets ”formed by the roll of the metal crystal. This leads to the discharge of gases from these sites in vacuum and to a poor surface at the site of the discharge. In both production and application, the glassy selenium may completely spill out of the surface, thereby degrading the entire slab.

Bylo vyvinuto elektrorentgenografické citlivé záznamové médium, sestávající z prášku chalkogenního skla, rozpuštěného v polystyrénovém pojivu. Uvedené médium kompenzovalo úbytek fotocitlivosti nárůstem ionografického efektu. Přesto celková elektrorentgenografické citlivost byla menší než u komerčních výrobků a byly potíže s přenosem vyvolaného obrazu.An electrorentgenographic sensitive recording medium has been developed, consisting of a chalcogenic glass powder dissolved in a polystyrene binder. The medium compensated for the loss of photosensitivity by increasing the ionographic effect. However, the overall X-ray sensitivity was less than that of commercial products and there was difficulty in transmitting the induced image.

Uvedené nedostatky odstraňuje elektrorentgenografické záznamové médium podle vynálezu na bázi amorfního selénu, zakotveného na zdrsněné a tepelně zpracované podložce, opatřené ochrannou vrstvou,* jehož podstata spočívá v tom, že podložka je vytvořena ze slitin hliníku dopovaného křemíkem v hmotnostní koncentraci 0,1 až 10 %, na níž je nanesena vrstva amorfního selénu o tlouštce od 0,1 do 1 000 mikrometrů, která je pokryta vrstvou amorfního poly-N-vinylkarbazolu tlouštky 1 až 5 mikrometrů.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the electrorentgenographic recording medium according to the invention based on amorphous selenium anchored on a roughened and heat-treated substrate provided with a protective layer, the substrate being formed from aluminum alloys doped with silicon in a concentration of 0.1-10% by weight wherein a layer of amorphous selenium having a thickness of from 0.1 to 1000 microns is deposited and coated with a layer of amorphous poly-N-vinylcarbazole having a thickness of 1 to 5 microns.

Podstata způsobu výroby média podle vynálezu spočívá v tom, že vrstva amorfního selénu se vytvoří prudkým směrovým tuhnutím roztaveného selénu na podložce přiložením chladicí a lisovací desky o proměnné teplotě, potom se volný povrch vyleští a pokryje tenkou vrstvou poly-N-vinylkarbazolu, obsahující centra s přenosem náboje v koncentracích od 0,1 do 10 mol %.The substance of the process according to the invention is characterized in that the amorphous selenium layer is formed by rapid directional solidification of molten selenium on the substrate by applying a variable temperature cooling and pressing plate, then polishing the surface and covering with a thin layer of poly-N-vinylcarbazole containing charge transfer in concentrations from 0.1 to 10 mol%.

Základní výhoda vynálezu spočívá v tom, že vyrobené desky mají stejnou citlivost jako obdobné desky již stávající, jsou odolnější k povrchovému oderu a mají menší temnostní vodivost než stávající desky. Použitím podložky z hliníku, který je legován křemíkem, případně slitinami hliníku, legovanými křemíkem, se dosahuje správné funkce reálné elektrody elektrorentgenograf ického záznamového média.The basic advantage of the invention is that the boards produced have the same sensitivity as similar boards already existing, are more resistant to surface abrasion and have less dark conductivity than the existing boards. By using a substrate of aluminum, which is alloyed with silicon or aluminum alloys, alloyed with silicon, the correct function of the real electrode of the electro-X-ray recording medium is achieved.

Na upravené podložce se selénová vrstva zhotovuje krátkodobým roztavením selénu a při optimální teplotě roztaveného selénu se lisuje podložením chladicí lisovací desky, kdy se tato dostane do kontaktu s povrchem selénu a způsobí jeho ztuhnutí do amorfní fáze. A to okamžitě bez krystalizačních zárodků u značně silných vrstev.On the treated substrate, the selenium layer is produced by briefly melting the selenium and pressed at the optimum molten selenium temperature by supporting the cooling press plate, which contacts the selenium surface and causes it to solidify to the amorphous phase. Immediately without crystallization of very thick layers.

Povrch upravené selénové vrstvy lisováním je s výhodou leštěn, čímž se odstraní část ztuhlé selénové vrstvy, která vlivem silného teplotního gradientu během tuhnutí·obsahuje < značné množství strukturních defektů. Pak se pokryje vrstvou poly-N-vinylkarbazolu nanášením raklí či jiným způsobem.The surface of the treated selenium layer by pressing is preferably polished, thereby removing a portion of the solidified selenium layer which, due to a strong temperature gradient during solidification, contains < a considerable number of structural defects. It is then coated with a layer of poly-N-vinylcarbazole by coating with a skate or other method.

Vynález je dále blíže popsán na dvou příkladech provedení.The invention is further described by means of two exemplary embodiments.

PřikladlHe did

Jako podložky bylo použito duralového plechu. Povrch duralového plechu byl vybroušen karborundovým smirkem. Potom byl duralový plech zahřát na teplotu 200 °C po dobu 0,5 h. Na podložku byl homogenně nanesen granulovaný selén o čistotě odpovídající 99,995 % a celek zahřát krátkodobě na teplotu 400 °C. Po vypnutí ohřevu byl vzorek položen na kovovou desku o teplotě O °C a byla přiložena lisovací deska o teplotě 70 °C k povrchu roztaveného selénu. Doba lisování činila 20 s. Ztuhlý povrch byl lehce přeleštěn lešticí pastou na bázi Al^O^. Takto zhotovené elektrorentgenografické médium vykazuje stejnou citlivost jako známé desky.As a support was used duralumin sheet. The surface of the duralumin sheet was polished with carborundum emery. The duralumin sheet was then heated to 200 ° C for 0.5 h. Granular selenium of 99.995% purity was homogeneously applied to the support and the whole was heated briefly to 400 ° C. After heating was turned off, the sample was placed on a metal plate at 0 ° C and a press plate at 70 ° C was applied to the surface of the molten selenium. The pressing time was 20 s. The solidified surface was lightly polished with Al 2 O 4 polishing paste. The electrorentgenographic medium thus produced exhibits the same sensitivity as the known plates.

Příklad 2Example 2

Jako podložky bylo užito duralového plechu o tlouštce 2 mm. Povrch duralového plechu byl vybroušen karborundovým smirkem. Potom byl duralový plech zahřát na teplotu 200 °C po dobu 1 h. Na podložku byl homogenně nanesen granulovaný selén o čistotě 99,995 % a celek krátkodobě zahřát na teplotu 400 °C. Po vypnutí ohřevu byl vzorek položen na kovovou desku o teplotě 0 °C a byla přiložena lisovací deska o teplotě 40 °C k povrchu roztaveného selénu.As a support was used duralumin sheet with a thickness of 2 mm. The surface of the duralumin sheet was polished with carborundum emery. The duralumin sheet was then heated to 200 ° C for 1 h. Granular selenium having a purity of 99.995% was homogeneously applied to the support and the whole was briefly heated to 400 ° C. After heating was turned off, the sample was placed on a metal plate at 0 ° C and a press plate at 40 ° C was applied to the surface of the molten selenium.

Doba lisování činila 20 s. Ztuhlý povrch byl vyleštěn lešticí pastou na bázi Al.0«. Na tento 3 Q povrch byla nanesena raklí tenká vrstva PVK v roztoku benzenu a vysušena pri teplotě 100 C. Takto zhotovené elektrorentgenografické médium vykazovalo 80 % citlivosti, jež vykazují zná235642 mé desky, a má podstatně větší trvanlivost.The pressing time was 20 s. The solidified surface was polished with an Al.0 bázi polishing paste. A PVK thin layer of benzene in a solution of benzene was deposited on this 3 Q surface and dried at 100 C. The electrorentgenographic medium thus produced exhibited 80% sensitivity, which is known from my plate, and has a considerably greater durability.

Claims

SUBJECT

INVENTION U •

An amorphous selenium electrorentgenographic recording medium melted on a roughened and heat treated support, characterized in that the support is made of silicon-doped aluminum alloys having a concentration of 0.1 to 10% by weight on which a layer of amorphous selenium having a thickness of from 1 up to 1000 microns and a poly-N-vinylcarbazole layer having a concentration of 0.1 to 10% charge transfer centers and a thickness of from 0.5 to 5 microns.

2. A method according to claim 1, wherein the layer of amorphous selenium is formed by vigorously directionally solidifying the molten selenium on a support and applying a temperature-changing press plate, whereupon the free surface of the layer is polished and a thin layer of poly is applied. -N-vinylcarbazole.