DE1547665A1 - Verfahren zum Stabilisieren photographischer Silberhalogenidemulsionen - Google Patents
Verfahren zum Stabilisieren photographischer SilberhalogenidemulsionenInfo
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Description
EASTMAN KODAK COMPANY, 343 State Street, Rochester,
Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika
Verfahren zum Stabilisieren photographischer Silber·
halogenidemulsionen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren
photographischer Sllberhalogenidemulsionen mittels polymerer Verbindungen, welche Isothiuroniumsalzgruppen
enthalten.
Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Emulsionen entweder ein Homopolymerisat oder Mischpolymerisat
mit wiederkehrenden Einheiten der Formel:
-CH2-C-
^C -0-R2-S-C
NH,
,Θ
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worin bedeuten:
R- ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe,
Rp eine Alkylengruppe,
A ein Anion und
η eine ganze Zahl,
η eine ganze Zahl,
wobei im Falle eines Mischpolymerisates dieses zu mindestens einem Drittel aus wiederkehrenden Einheiten der angegebenen
Formel besteht, zusetzt, oder daß man die Emulsionen photographischer
Elemente in einer Lösung eines der Homopolymerisate oder Mischpolymerisate badet.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zu Grunde, daß Homopolymerisate
und Mischpolymerisate des beschriebenen Aufbaues nicht nur heue ausgezeichnet wirksame Antischleiermittel für photographische
Silberhalogenldemulsionen darstellen, sondern daß diese polymeren Verbindungen auch ausgezeichnete Stabililisatoren für entwickelte
Silberbilder darstellen, indem sie diese vor einem oxydatlven Abbau zu schützen vermögen. Der Zusatz der Polymeren zu Sllberhalogenidemulsionen
oder die Behandlung von entwickelten Silberhalogenidemulsionen
mit den Polymeren führt des weiteren zu besonders vorteilhaften kaltgetönten Silberbildern.
In der angegebenen Formel besitzt R1, falls es die Bedeutung
einer Alkylgruppe besitzt, vorzugsweise die Bedeutung einer
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niederen Alkylgruppe, wie beispielsweise einer Methyl-,
Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe. Vorzugsweise besteht R1 aus
einer Methyl- oder Xthylgruppe.
Rp ist eine Alkylengruppe mit normalerweise bis zu 12 oder auch
mehr Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen , d.h. beispielsweise eine Äthylen-, Propylen-, Butylen-,
Hexylen-, Octylen- oder Dodecylengruppe.
A hat beispielsweise die Bedeutung eines Halogenatomes, einer
P-Tojuolsulfonat- oder einer Methansulfonatgruppe.
η ist eine ganze Zahl, d.h. eine Zahl von etwa 5 bis etwa 100,000 oder mehr und vorzugsweise von 150 bis 100 000.
Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung
näher «veranschaulichen.
Beispiel 1 zeigt die Wirksamkeit von erflndungsgemäß verwendeten Polymerisaten als Antischleiermittel.
Eine mit Schwefel und Gold senaibilisierte, negativ empfindliche Gelatine-Silberbromoiodidemulsion wurde in mehrere Anteile
aufgeteilt. Den Emulsionen wurden dann verschiedene Mengen von zwei verschiedenen Mischpolymerisaten zugesetzt· Das eine verwendete Mischpolymerisat, in der folgenden Tabelle I als Polymerisat A bezeichnet, bestand aus Ν,Ν-Dlmethylacrylamid, Äthyl-
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acrylat und 2 ^n*2-(Methacryloyloxy)äthyl_a7isothiuronium-ptoluolsulfonat
in einem Gewichtsverhältnis von 50:30:20. Das in der folgenden Tabelle als Polymierisat B bezeichnete Polymerisat
bestand aus einem Mischpolymerisat aus N,N-Dimethylacrylamid, XKKJtXäJütyXäifc und 2-^~2-Methacryloyloxy)äthylJL.
isbthiuroniummethansulfonat im Gewichts verhältnis £βϊ$8Χ20;
isbthiuroniummethansulfonat im Gewichts verhältnis £βϊ$8Χ20;
Die erhaltenen Emulsionen wurden auf einen photographischen Träger
derart aufgetragen, daß auf eine Fläche von 0,09 m (1 square foot) J»32 mg Silber und 980 mg Gelatine entfielen. Die erhaltenen
Filme wurden bildgerecht belichtet und 5 Minuten lang in einem Entwickler der folgenden Zusammensetzung entwickelt!
Wasser, etwa 500C ..........*.« 500 ml
p-Methylaminophenolsulfat.«·. .* 2,5 g
Natriumsulfit, entwässert 30,0 g
Hydrochinon. 2,5 g
Alkali 10,0 g
mit Wasser zum Liter aufgefüllt.
Teile der erhaltenen Proben wurden eine Woche lang bei einer Temperatur von 37»80C und einer 50-?igen relativen Luftfeuchtigkeit
inkubiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben.
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Zusatz
Konzentration des Zusatzes pro 100 g Gelatine
Schleier
frischer Film inkubierter
Film
kein
Polymerisat A
Polymerisat B
VJI | g |
10 | g |
VJl | g |
10 | g |
0,25 | 0,68 |
0,14 | 0,20 |
0,14 | 0,24 |
0,18 | 0,27 |
0,11 | 0,20 |
Aus den erhaltenen Ergebnissen geht hervor, daß die nach dem
Verfahren der Erfindung stabilisierten Emulsionen einen wesentlich geringeren Schleier aufweisen als die Vergleichsemulsion,
der kein Polymerisat zugesetzt wurde»
Die folgenden Beispiele 2 bis 5 veranschaulichen die überlegene
Stabilität von Silberbildern, die aus Silberhalogenidemulsionen entwickelt wurden, welche Polymerisate mit Isothluroniumsalzgruppen
enthielten.
Pro Mol Silber wurden 10 g eines Mischpolymerisates aus N,N-Dimethylacrylamid,
X*X#a)6*X#I)i* und 2-/~2-(Methacryloyloxy)äthyl_7
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isothiuroniummethansulfonat in einem Gewichtsverhältnis yon
:80
ΧΧΧΚ3ίΧ$2Ο /zu einer panchromatischen, mit Schwefel und Gold sen-
ΧΧΧΚ3ίΧ$2Ο /zu einer panchromatischen, mit Schwefel und Gold sen-
sibilisierten Qelatine-Silberchlorobromidemulsion kurz vor der
Beschichtung der Emulsion auf einen Cellulosetriacetatrager
zugesetzt* Nach der bildgerechten Belichtung und Entwicklung wies der Film ein kaltgetöntes Bild auf. Der Film wurde dann
24 Stunden lang der Einwirkung von Wasserstoffperoxyddämpfen
ausgesetzt. Der Film erwies sich gegenüber der Oxydation als ausgezeichnet reslstent, wohingegen ein Kontrollfilm, welcher
kein Polymerisat enthielt, schwere Oxydationsschaden aufwies.
Zu einer in Üblicher Welse sensibilisierten Silberhalogenidemulsion
wurden pro Mol Silber 10 g Poly(2-^2*-(methacryloyloxy)-äthyl_/isothiuroniummethansulfonat
zugegeben* Die Emulsion wurde auf einen Träger aufgetragen, worauf der erhaltene Film bild·
gerecht belichtet und entwickelt wurde. Das erhaltene Bild besaß einen bedeutend kälteren Ton als das in einem Vergleichsfilm
ohne Polymerisat erhaltene Bild. Des weiteren erwies sich das stabilisierte Bild ausgezeichnet stabil gegenüber dem Angriff
von Wasserstoffperoxyd, wie in Beispiel 2 beschrieben, wohingegen ein Vergleichsfilm ohne Zusatz des Polymerisates
nach der Behandlung mit dem Wasserstoffperoxyd schwere Schädigungen
aufwies·
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Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurden diesmal 10 g eines Mischpolymerisates aus N1N-Dimethylacrylamid,
Äthylacrylat und 2-^~2-(Methacryloyloxy) äthyl_7isothiuronium-p-toluolsulfonat im Gewichtsverhältnis
50:30:20 verwendet. Das nach Belichtung und Entwicklung des Filmes erhaltene Silberbild war bedeutend kälter getönt als das
Vergleichsbild eines Vergleichsfilmes ohne Zusatz des Polymerisates. Des weiteren erwies sich das nach dem Verfahren der
Erfindung stabilisierte Bild bedeutend widerstandsfähiger gegenüber dem Angriff von Wasserstoffperoxyd als der Vergleichsfilm,
der kein Polymerisat enthielt.
Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, jedoch wurden diesmal zur Stabilisierung 10 g Poly(2-/~3-(metha-
*
cryloyloxy)propylj^isothiuronium-p-toluolsulfonat verwendet· Das erhaltene Bild besaß einen kälteren Ton als ein Bild eines Vergleichsfilmes, der kein Polymerisat enthielt. Des weiteren war die Stabilität des nach dem Verfahren der Erfindung stabilisierten Filmes gegenüber der r.xnwirkung von Wasserstoffperoxyddämpfen bedeutend besser als die Stabilität des Vergleichsfilmes.
cryloyloxy)propylj^isothiuronium-p-toluolsulfonat verwendet· Das erhaltene Bild besaß einen kälteren Ton als ein Bild eines Vergleichsfilmes, der kein Polymerisat enthielt. Des weiteren war die Stabilität des nach dem Verfahren der Erfindung stabilisierten Filmes gegenüber der r.xnwirkung von Wasserstoffperoxyddämpfen bedeutend besser als die Stabilität des Vergleichsfilmes.
Das folgende Beispiel 6 beschreibt die Stabilisierung eines photographischen Silberbildes durch Baden eines Filmes in einer
Lösung eines Polymerisates mit Isothiuroniumsalzgruppen.
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Zwei Streifen eines bildgerecht belichteten, entwickelten und fixierten panchromatischen, mit Schwefel und Gold sensibilisierten Silberchlorobromid-Mikrofilmea mit Silberbildern wurden in einer 1-jCigen wässrigen Lösung eines Mischpolymerisates
aus Ν,Ν-Dimethylacrylamid, Xthylacrylat und 2^"~2-(Methacryloyloxy)äthylJPisothiuroniummethansulfonat gebadet. Die Temperatur
der Lösung betrug 200C. Die Badezeit betrug 5 Minuten. Ein
Streifen des behandelten Filmes wurde dann 1 Sekunde lang in Wasser gespült, während der andere Filmstreifen 5 Minuten lang
in fließendem Wasser abgespült wurde. Beide Filmstreifen wurden dann bei 200C getrocknet. Anschließend wurden jeide Filmstreifen 2k Stunden lang der Einwirkung Am von Wasserstoffperoxyddämpfen, die Essigsäuredämpfe enthielten, ausgesetzt«
Beide Filmstreifen wiesen nach der Behandlung keine Beschädigungen durch den Peroxydangriff auf, während Vergleichsfilme
schwer beschädigt wurden.
Werden zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung Mischpolymerisate verwendet, so können diese maximal zu zwei Dritteln
aus wiederkehrenden Einheiten irgendeiner polymerislerbaren
die Verbindung bestehen, d.h. die Reste, daft nicht aus Isothluronlum-i
salzgruppen bestehengg|£gggggggggigigg£Ugggg#lassen sich durch
die folgende allgemeine Formel wiedergeben:
A D
I I
-C-C-B E
909849/1162 BAD
worin A, B, D und E Substituenten darstellen, die keine nachteiligen
Effekte auf photographische Silberhalogenidemulsionen oder S.ilberbilder ausüben. t
Bei Verwendung von Mischpolymerisaten haben sich insbesondere solche als vorteilhaft erwiesen, zu deren Herstellung Alky^lacrylate
mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen oder gegebenenfalls substituierte Acrylamide, deren
Amidgruppen durch Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituiert
sind, verwendet werden. Bei Verwendung derartiger Mischpolymerisate soll in jedem Fall mindestens 1/3 der wiederkehrenden
Gruppen aus Isothiuroniumsalzgruppen bestehen«
Die beim Verfahren der Erfindung verwendeten Homopolymerisate und Mischpolymerisate lassen sich ausgehend von Monomeren der
folgenden Formel herstellen:
O = NH,
Il
CH2 SC-C-O-R2-S-C- NH2
worin R^ die Bedeutung eines Wasserstoffatomes oder einer Alkylgruppe,
R2 die Bedeutung einer Alkylengruppe und A die Bedeutung
eines Anions aufweist. Diese Monomeren lassen sich leicht durch Umsetzung von Sulfonatestern von Verbindungen der folgenden
Formel: RG
CH2 = C - C - 0 - R2 - OH
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mit Thioharnstoff herstellen. Die erhaltenen Monomeren können
dann in bekannter Weise allein oder mit anderen polymerisierbaren Monomeren polymerisiert werden.
Es hat sich gezeigt, daß photographischen Emulsionen zugesetzte Homopolymerisate oder Mischpolymerisate der beschriebenen Art
während der Entwicklung photographischer Emulsionen nicht entfernt werden.sondern in der Emulsion verbleiben.
Werden die Homopolymerisate oder Mischpolymerisate Silberhalogenidemulsionen
einverleibt, so hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Emulsionen etwa 1 bis 20 g Polymerisat pro Mol
Silber, vorzugsweise 5 bis 10 g Polymerisat pro Mol Silber, zuzusetzen. ,
Werden Silberbilder mit einer Lösung eines der beschriebenen Homopolymerisate oder Mischpolymerisate gebadet, so können als
Lösungsmittel für die*Polymerisate die verschiedensten Lösungsmittel
angewandt werden, die das photographische Element nicht angreifen.
Das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft zum Stabilisieren von sensibilisierten, insbesondere mit Schwefel
und Gold sensibilisierten Silberchlorobromidemulsionen, beispielsweise Mikrofilmen mit derartigen Emulsionen.
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Die Herstellung von erfindungsgemäß verwendbaren Isothiuroniumsalζgruppen aufweisenden Polymerisaten, für die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung kein Schutz begehrt wird, kann beispielsweise wie folgt erfolgen:
In der ersten Reaktionsstufe wird zur Herstellung des SuIfonatesters ein Sulfonylhalogenid, vorzugsweise p-Toluolsulfonylchlorid oder Methansulfonylchlorid, mit dem durch eine Hydroxylgruppe substituierten Alkylacrylat bei niedrigen Temperaturen,
d.h. vorzugsweise bei Temperaturen von unterhalb etwa 0 bis 5° umgesetzt« Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Umsetzung in Gegenwart eines basischen Katalysators, wie beispielsweise Pyridln, durchzuführen. Der in der ersten Reaktionsstufe erhaltene Ester kann dann, gegebenenfalls nach vor»
hergehender Abtrennung aus der Reaktionsmischung, mit Thioharnstoff umgesetzt werden* Die Umsetzung mit dem Thioharnstoff· erfolgt vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen, insbesondere bei Rückflußtemperatur· Als zweckmäßig hat es sich
dabei erwiesen, der Reaktionsmischung einen OxydatIonsinhibitor, wie beispielsweise Hydrochinon, zuzusetzen, um eine
Polymerisation zu verhindern*
Die Polymerisation der in der ersten Reaktlonsstufe erhaltenen Monomeren erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines Katalysators, welcher freie Radikale bildet, beispielsweise in Gegenwart eines Peroxydes, Hydroperoxydes oder von Ammoniumpersulfat. Besonders geeignete Katalysatoren sind beispiels-
909849/1162"
weise Wasserstoffperoxyd, Benzoylperoxyd, t.-Butylperoxyd
und Cumolhydroperoxyd.
2-^"2-(Methacryloyloxy)äthyl_/isothitironium-p-toluolsulfonat
kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden:
Eine Lösung von 130,1 g 2-Hydroxyäthylmethacrylat in 316 g
Pyridin wurde auf 50C abgekühlt. Unter starkem Rühren wurden
portionsweise 210 g p-Toluolsulfonylchlorid derart zugesetzt,
daß die Temperatur der Reaktionsmischung nicht über 200C anstieg.
Die Reaktionsmischung wurde 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 0 bis 50C gehalten und dann unter kräftigem
Rühren mit 2,5 normaler Chlorwasserstoffsäure versetzt, bis die wässrige Phase gegenüber Lackmus sauer war« Die ölige Phase
wurde abgetrennt, mit 500 ml Tetrachlorkohlenstoff verdünnt ; und bis zur Neutralität gewaschen. Nach Trocknung über Magnesium- ■
sulfat wurde die Lösung eingeengt, bis ein öl hinterblieb, wel- j
ches nicht weitergereinigt wurde. Das Öl bestand aus 2-(Netha- ;
cry loylQxy) äthy l-p-t'oluolsulfonat. !
Das erhaltene öl wurde mit 500 ml Alkohol, 76 g Thioharnstoff
und ungefähr 2 g Hydrochinon versetzt. Die erhaltene Lösung wurde unter Rückflußbedingungen 2 1/2 Stunden lang erhitzt und
dann über Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen· Nach Einengung
im Vakuum kristallisierten weiße Kristalle aus. Diese Kristalle wurden mehrmals aus Alkohol und dann aus Wasser umkristalllsiert.
Der Schmelzpunkt der gereinigten Kristalle lag
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bei^l38 bis 14O0C. Die Kristalle bestariden aus 2-,f 2-(Methacryloyloxy)äthyl_7lsothiuronium-p-toluolsulfonat«
Ber.i ' C, 46,7i H, 5,6j N, 7,8; S, 17,8
gef.s C, 47,0} H, 5,5; N, 7,6; S, 17,8.
Poly(2-Z"2-(methaeryloyloxy)äthyl„7isothiuroniummethansulfonat
kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden:
•Eine Lösung von 15 g des hergestellten Monomeren in 200 nil
t.-Butylalkohol wurde auf dem Dampfbade hergestellt. Der Lösung wurden dann 0,05 g Azobisisobutyronitril zugesetzt, worauf
die Lösung eine halbe Stunde lang auf dem Dampfbade erhitzt wurde. Das ausgeschiedene Polymer wurde abgetrennt und mit
warmem t.-Butylalkohol und anschließend Äther"gewaschen« Das
gewaschene Polymer wurde dann im Vakuum umgetrocknet« Die Ausbeute
betrug 14,5 g.
Ein Mischpolymerisat aus Acrylsäure, Äthylaerylat und 2-/~2-(Methacryloyloxy)äthyl„7isothiuronlum-p-toluolsulfonat
im Gewichts verhältnis von 2Οί7Οί1Ο kann wie folgt hergestellt Werdens
Eine Lösung von 40 g Acrylsäure, l40 g Äthylacrylat,. 20 g
2-/~2-(Methacryloyloxy)äthyl(_7isothiuronium-p-toluolsulfonat
sowie 0,2 g Azobisisobutyronitril in 700 ml Dioxan sowie 50 ml Wasser wurde 22 Stunden lang unter Stickstoff auf
600C erwärmt. Das Polymer wurde durch Ausfällung mit ver-
90 984 9/1162
dünnter Essigsäure isoliert. Nach Trocknung wurden 173 g er-Halten.
Das erhaltene Polymerisat enthielt 1,0 % Stickstoff,
entsprechend 12,9 Gew.-Ji 2-/~2-(Methacryloyloxy)äthyl_7-isothluronium-p-toluolsulfonatgruppen
im Polymerisat.
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Claims (4)
- Patentansprüche( I))Verfahren zum Stabilisieren photographischer Silberhalo· genidemulsionen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Emulsionen entweder ein Homopolymerisat oder Mischpolymerisat mit wiederkehrenden Einheiten der Formel:CH2 - C -S-C-O-R2-S-Gworin bedeuten?R. ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe,R* eine Alkylengruppe,A ein Anion undeine ganze Zahl»wobei in Falle eines Mischpolymerisates dieses zu mindestens einem Drittel aus wiederkehrenden Einheiten der angegebenen Formel besteht, zusetst, oder daß man die Emulsionen photographischer Elemente in einer Lösung eines der Homopolymerisate oder Mischpolymerisate badet.909849/11628AD ORIGINAL
- 2) Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsionen mit einem Mischpolymerisat aus N,N-Dimethylacrylamid, Äthylacrylat und einem 2-/2-(Methacryloyloxy) äthyl_7isothiuroniumsalz, das zu mindestens einem Drittel aus Isothiuroniumsalzgruppen besteht, stabilisiert«
- 3) Verfahren nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsionen mit einem Homopolymerisat aus einem 2-MethacryloyloxyäthylJPisothiuroniumsalz oder einem 2-MethacryloyloxypropylJPisothiuroniumsalz stabilisiert«
- 4) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsionen mit Polymerisaten stabilisiert, deren Isothiuroniumsalzeinheiten aus Isothiuronium-p-toluolBUlfonateinheiten bestehen«909849/1162
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