DE1693159A1 - Verfahren zum Haerten von wasserloeslichen Polymeren - Google Patents

Verfahren zum Haerten von wasserloeslichen Polymeren

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DE1693159A1 DE1968C0044640 DEC0044640A DE1693159A1 DE 1693159 A1 DE1693159 A1 DE 1693159A1 DE 1968C0044640 DE1968C0044640 DE 1968C0044640 DE C0044640 A DEC0044640 A DE C0044640A DE 1693159 A1 DE1693159 A1 DE 1693159A1
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    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/402Amides imides, sulfamic acids
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • G03C1/00Photosensitive materials
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    • G03C1/06Silver halide emulsions; Preparation thereof; Physical treatment thereof; Incorporation of additives therein with non-macromolecular additives
    • G03C1/30Hardeners

Description

ClBA AKTIENGESELLSCHAFT, BASEL (SCHWEIZ)
Dr. F. Zurnstein ·. Dr. E. Assmann
D?. R. KpenigEbörger
Dipl. Phys. R. Holzbauer
Patentanwälte
Case TEL 34/E/R Möndien % Bräühausst^e
Deutsdiland
Verfahren zum Härten von wasserlöslichen Polymeren.
Es ist bekannt, zum Härten von Gelatine, insbesondere von photographischen Emulsionsschichten, Verbindungen zu verwenden, die wenigstens zwei Vinylgruppen im Molekül enthalten«
1091*4/1*84
Beispielswelse werden l>3-I)iaGryloyl-5-acy!hexahydro-1,3 j 5-triazine als Härtungsraittel verwendet. Dar Schmelzpunkt von damit gehärteten Silberhalogenidsohiehten wird auf 60 bis 70° C erhöht. Auch Dinviny!sulfone sind als Härtungsmittel bekannt. Bei einem Zusatz von 0,5$* auf Gelatine berechnet, erhöhen sie den Schmelzpunkt der photographischen Schichten nach einer 24-stündigen Lagerung bei erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit auf 77 C. Divinylsulfon und das sieh beim Stehen schnell polymerisierend« Divinyiketon und l,3i5-Triacryloyl-hexahydro-l,3,5-triazin sind auch als Härtungsmittel bekannt, doch scheitert die technische Anwendung vor allem des Divinylsulfons an den schädlichen physiologischen Eigenschaften, die diese Verbindungen besitzen. Ein Zusatz von 2,5 bis 4$ dieser Verbindungen, auf Gelatine berechnet, soll die photographischen Schichten nach 2 bis.4 Wochen Lagerung kochfest machen. Ebenfalls bei dem bekannten Härtungsmittel Methylen-bis-acryloylamid beginnt sich eine Härterwirkung erst beim Lagern bei erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit oder nach monatelangem Lagern bemerkbar zu machen. Zusätze von 0,21 bis 3*3$ Methylen-bis-acryloylamid, berechnet auf Gelatine, ergeben 7 Tage nach dem Beguss Schmelzpunkte der Schichten von 34°, C. Eine Lagerung während weiteren 72 Stunden bei 9^ % relativer Luftfeuchtigkeit und 48 C bewirkt eine Schmelzpunkterhöhung auf 56 bis 96° C. ■■■.' .--, -; :>
109844/IBS
Verbindungen, die eine saure wasserlöslichmachende Gruppe und mindestens zwei α,β-äthylenisch ungesättigte a-Halogencarbonsäureamidreste enthalten, sind auch bekannt. Zur Entfaltung ihrer Härterwirkung müssen damit vergossene Schichten ebenfalls einer Nachbehandlung bei erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit unterzogen werden. Weiterhin ist bekannt, dass Di-(alkeny!sulfonsäureamide)-methane den Schmelzpunkt von Gelatinesehichten bis auf 80° C erhöhen können, wenn die damit vergossenen Schichten einer-Nachbehandlung bei erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit unterworfen werden, was aber die photographischen Eigenschaf ten ungünstig beeinflusst.
Durch Erhöhung der Härtermenge ist immer wieder versucht worden, die Härterwirkung solcher bekannten Ver- · bindungen zu verbessern. Solchen Bemühungen sind aber sehr bald Grenzen gesetzt, da die zur Erzielung einer ausreichenden Härterwirkung wesentlich grössere Härtermenge die Eigenschaften der Emulsion inbezug auf Gradation, Schleierbildung und der Giesslösungen inbezug auf Viskosität, ungünstig beeinflusst.
Nun stellen die modernen Schnellverarbeitungsprozesse mit ihren- erhöhten Bad- und Trocknungstemperaturen an die Widerstandsfähigkeit der photographischen Schichten hohe Anforderungen, so dass Schmelzpunkte von90° G und darüber erreicht werden müssen. Bei bestimmten farbphptographischen Prozessen müssen die Schichten stark sauren Behändlungsbä-
109844/1904
dern gegenüber widerstandfähig sein, wobei die Schichten mit recht erheblichen Mengen Farbstoffbildern oder Farbstoffen, welche häufig der Härtung entgegenwirken, belastet sind." Ein kontinuierlicher Herstellungsprozess verlangt, dass Materialproben sofort nach der Fertigstellung zwecks Qualitätskontrolle dem Verarbeitungsprozess unterworfen werden können, d.h. dass die Härtung der Schichten unmittelbar nach dem Trocknen genügend fortgeschritten sein muss, damit die Schichten dem Angriff der Bäder und der Heisstrocknung widerstehen. _
Ueberraschenderweise zeigt der erfindungsgemäss anzuwendende Härter alle diese -Nachteile der bekannten Verbindungen nicht und entspricht den Anforderungen für moderne Verarbeitungsprozesse.
Es wurde nämlich gefunden, dass wasserlösliche Polymere, insbesondere Gelatine, in vorteilhafter Weise ge- · härtet werden können, wenn man sie mit der Verbindung der Formel"
OHO
H I H
(1) H2C=HO—C—H—O—CH=SKJH2
umsetzt.
Die Verbindung der Formel (1) kann man herstellen, indem man Acrylsäureamid mit einem Halogenessigsäuren chlorid umsetzt und hierauf Halogenwasserstoff abspaltet, z.B. '
109844/19*4
OH
Il | : Il
(2) HO=OH-C-F-H + (5) 01—C-OH-OH2-Ol
OH
Cl-HG-HO-O-U
Ö—OH2-OH2-Cl
OHO
H I ir
H2O=HO—C—ET—C-OH=OH
2 HOl
Die Verbindung der Formel (2) kann mit derjenigen der Formel.(3) direkt, d.h. ohne Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel umgesetzt werden. Wenn für die Aufarbeitung oder gegebenenfalls bei der Umsetzung ein Lösungsmittel verwendet werden soll., so wählt man zweckmässig ein inertes Mittel, z.B. einen Halogenkohlenwasserstoff wie Chloroform ο Die Abspaltung von Halogenwasserstoff aus den β-Halogenäthylgruppen erfolgt vorteilhaft mit Hilfe eines säurebindenden Mittels, z.B. eines tertiären Amins wie Triäthylamin, in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel, wie ZoB. Aceton.
.Die so erhältliche Verbindung der Formel (l) wird erfindungsgemäss zum Härten von wasserlöslichen Polymerext wie Polyvinylalkohol oder insbesondere Gelatine verwendet... Sie kann aber auch für andere Zwecke, z.B. als Vernetzungs- ; mittel in der Textil- und Lederindustrie, der Papierherstel-
109844/1984
1893159
lung, der Kunststoff- und Leimindustrie eingesetzt werden.
Beim Härten von Gelatine, wobei insbesondere Gelatine in Form photographischer Schichten in Betracht kommt, können die ungesättigten Reste den Hydroxyl-, Sulfhydryl-, Amino- oder Iminogruppeη der Gelatine unter Bildung homöopolarer Bindungen reagieren.
Die Umsetzung der Gelatine mit der Verbindung der Formel (l) geht im allgemeinen leicht und in üblicher Weise. Diese Verbindung ist in Wasser oder in wasserlöslichen organischen Lösungsmitteln wie Methanol und Aethanol leicht löslich und wird als Lösung der Gelatine zugesetzt. Die -CO-NH-GO- Gruppe verleiht dem Härtungsmittel genügend Hydrophilität, sodass dieses auch in grösseren Mengen angewendet in der Gelatine nicht ausfällt oder äuskristallisiert. Man kann beispielsweise eine Lösung des Härtungsmittels in Wasser, Aethanol oder Methanol bei normaler oder leicht erhöhter Temperatur mit Gelatine zusammenbringen und_ die gegebenenfalls Silberhalogenid und/oder andere Materialien zur Erzeugung photographischer Bilder enthaltende Gelatine auf einer Unterlage zu einer Schicht vergiessen und gegebenenfalls trocknen. Die Schicht kann dann bei erhöhter Temperatur während einer gewissen Zeit, z.B. bis l8 Stunden, oder bei Raumtemperatur sieh selbst überlassen werden. Hierbei tritt die Härtung rasch und zunehmend ein, der Schmelzpunkt der Gelatine wird wesentlich
- 1Q98U/1984 ""'■ ' ■ - 'ν·
z.B. um 25 bis 60° C erhöht. Diese Erhöhung ist von Temperatur und Einwirkungsdauer weitgehend unabhängig. Die gewünschte Härtung kann vorteilhafterweise durch die Menge
des Härtungsmittels eingestellt werden. Die Menge des Härtungsmittels, bezogen auf die Menge trockene Gelatine, beträgt zweckmässig 0,05 bis 3$. Die Härtung der Gelatine beruht offenbar auf einer Vernetzung, Durch die Härtung werden weder die photographischen Eigenschaften der lichtempfindlichen Schichten noch die Reaktionsbereitschaft von
Farbkupplern oder Farbstoffen beeinträchtigt. Auch werden
der p^-Wert und die Viskosität der Gelatine durch den vor-
JtI
liegenden Härter praktisch nicht verändert. Ein besonderer Vorteil des neuen Härters besteht darin, dass er, in geringer Konzentration angewendet, die Gelatineschichten schon nach 18 bis 24 Stunden ausreichend härtet, sodass die Güsse
gleich anschliessend an die Herstellung durch Probeverarbeitung, selbst bei erhöhter Temperatur oder in agressiven Verarbeitungsbädern, geprüft werden können.
.Die Verbindung der Formel (l) eignet sich aber
ebenso gut zum Härten von Hilfsschichten in Mehr schichte nmaterialien, wie beispielsweise Trenn-* Filter- oder Deck-
und zum Härten von Substrierung und Barytage.
schichten/ Ihre durch kleines Molekulargewicht und ausrei-r chende Wasserlöslichkeit ermöglichte gute Diffusionsfähigkeit im Mehrsehiehtenmateriai erlaubt es, sie nur den Hilfsschichten zuzusetzen, um durch Diffusion eine Härtung der
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Silberhälogenidsehichten innerhalb 24 Stunden auf einen Schmelzpunkt von 95° C zu erzielen. Eine Nachbehandlung durch Lagerung bei erhöhter Temperatur und/oder Feuchtigkeit erübrigt sich in den meisten Fällen. Die Verbindung der Formel (l) vereint ein niederes Molekulargewicht mit einem sehr hohen Härtevermögen, so dass Zusätze von weniger als Ο,1$ des Gelatinegewiehtes ausreichen, um einen genügenden Härtungseffekt zu erzielen, was nicht nur wirtschaftlich vorteilhaft ist, sondern auch eine ungünstige Beeinflussung der Silberhalogenidemulsion vor dem Vergiessen oder in der fertigen Schicht praktisch ausschliesst. Die Verbindung der Formel (l).ist lagerfähig und ausserdem verhSithismässig wenig giftig.
HiIIiHiSi-
Herstelluhgsvorschriften
A. Eine Mischung von
28,4 g Acrylamid und
g ß-Chlorpropionsäurechlorid wird 15 Minuten gekocht, dann auf 8oG C abgekühlt und in ml eisgekühltes Chloroform eingerührt* Man saugt ab, wäscht mit wenig. Chloroform und trocknet im Vakuum bei 40° C. Nach dem Umkristallisieren aus
ml Methanol und
g Kohle erhält man · ?8 S der Verbindung: der Formel (4) in Form von farblosen Kristallen vom Schmelzpunkt 142° C.
B. 34 . g der nach Herstellungsvorschrift A erhaltenen
Verbindung der Formel (4) werden in wasserfreiem Aceton gelöst. Bei Zimmertemperatur wird langsam eine Lösung von Triäthylamin in
wasserfreiem Aceton unter Rühren zugetropft. Man rührt 12 Stunden, bei Zimmertemperatur weiter, filtriert vom ausgeschiedenen Tri-
äthylaminchlorhydrat ab und destilliert das Aceton im Vakuum bei 40° C Badtemperatur. Der Rückstand wird aus
iql Methanol unter Zusatz von
g Aktivkohle umkristallisiert. Man erhält etwa 17 g der Verbindung der Formel (1) als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 179° C-.
34. g
300 ml
38 g
100 ml
109844/1984
- ίο -
Beispiel 1
Je 20 ml 10#ige Gelatine werden mit 10 ml Wasser und mit 2, 3 und 4 ml einer 0,25#igen .wässerigen Lösung der Verbindung der Formel (1) versetzt. Die Lösungen werden je auf einen Film von 18 cm * 24 cm gegossen und die Filme bei 38 C Umlufttemperatur getrocknet. Nach 24-stündiger Lagerung betragen die Schmelzpunkte der drei Gelatineschichten 8l C, bzw. über 95 C, bzw. über 95 C.
Beispiel 2
Je 1 kg Silberbromidemulsion, enthaltend 8$ Gelatine, werden mit 0,3, 0,6 und 0,9$ Härter der Formel (1), auf Gelatine berechnet, in Form einer 5#igen methylalkoholischen Lösung versetzt und auf Film vergossen. Nach 24-stün· diger Lagerung unter normalen Raumbedingungen zeigen die Schichten Schmelzpunkte von über 95 C.
1Q984U
- 1693153 - li -
Beispiel 3
Auf eine Glasplatte von 13 cm · l8~cm werden 10 ml einer io^igen Gelatinelösung gegossen, die mit dem blauen Azofarbstoff gefärbt ist, den man durch beidseitige Kupplung von tetrazotiertem 1,4—Diamino-2,5-dimethoxybenzol mit i-Acetylaminu-8-hydroxynaphthalin-3>6-disulfonsäure erhält. Die Platte wird getrocknet. Dann wird auf die Glasplatte eine lO^ige Gelatinelösung gegossen, die mit dem roten Azofarbstoff, der durch Kondensation von 2 Mol 7-Amino -8-(4' -amino-phenyläzo) -hydroxynaphthalin-3,2' -disulfonsäure und 1 Mol Thiophen-2,5-diearbönsäurediehiörid erhalten worden ist, gefärbt, und mit dem Härter der Formel (i), und zwar in eiiier Menge von 1% auf Gelatine berechnet, versetzt worden ist. Die Platte wird bei %Ö° G Ümitifi;temperatur getrocknet und dann 4ö Stunden bei Zimmertettlperätur gelagert. Wird ilua die Platte in Wasser getaucht ünä das Wässer langsam erwärmty dänri sdhmelzeü beide Schich· teü Mgieiefet tiiäd unbrennbar bei 00° C.
1098AW198A
Beispiel 4
30 ml einer 5$igen wässerigen Lösung von Polyvinylalkohol werden mit 0,1 ml einer 2,5$igen methylalkoholischen Lösung der Verbindung der Formel (l) versetzt. Die Lösung wird auf einen Film von lBcm · 24cm gegossen und der Film bei 40 G während 24 Stunden ge-, trocknet. Der Schmelzpunkt der so gewonnenen Schicht beträgt 780 C._
Beispiel 5
Zu Vergleichszwecken werden je 20 ml einer lOjiigen Gelatinelösung mit 10 ml Wasser verdünnt und mit Härter entsprechend der nachstehenden Tabelle versetzt, dann auf einen Film von I8cm · 24cm gegpsseii und getrocknet.
10984*^98* original inspected
Nr. Härterlösung PP.0C nach 24
Stunden Lage
rung bei 380C
und 50$ R. F.+
PP.0C nach 24
Stunden Lage
rung bei 430C
und 69$ R.F.+
1 0,2 ml Methylenbisacryloyl-
amid 10#ig in Dimethylform
amid gelöst * '
34. bis 37 36 bis 4l
2 0,4 ml Methylenbisacryloyl -
amid 10#ig in Dimethylform
amid gelöst
34 bis 37. 36 bis 41
3 0,6 ml Methylenbisacryloyl-
amid 10#ig in Dimethylform
amid gelöst
36 bis 38 36 bis 4l
4 0,8 ml Methylenbisacryloyl-
amid 10#ig in Dimethylform
amid gelöst
36 bis 38 36 bis 41
5 0,2 ml Bisacryloylimid
2,5#ig in Methanol gelöst
90
6 0,3 ml Bisacryloylimid
2,5#ig in Methanol gelöst
> 95
7 0,4 ml Bisacryloylimid
2,5#ig in Methanol gelöst
> 95
8 0,6 ml Bisacryloylimid
2,5#ig in Methanol gelöst
> 95
+ R,P. = relative Luftfeuchtigkeit
Während Bisacryloylimid schon bei relativ milden.Bedingungen eine ausgezeichnete Härterwirkung zeigt, tritt bei der Verwendung von Methylenbisacryloylamid auch bei erhöhter Temperatur und erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit keine Härtung ein.

Claims (2)

Pat e nt ans prüche
1. Verfahren zum Härten von wasserlöslichen Polymeren, insbesondere Gelatine, dadurch gekennzeichnet, dass man die Polymeren mit der Verbindung der Formel
. ' ■ .0HO ..
--- Il I II . .?
H2G=HC—C—N— C—CH=GH2
umsetzt.
2. Die Verbindung der Formel ·
OHa
Il I II
H2C=HG—C-N—C—CH=CH
VQSi44/1Si4
DE1968C0044640 1967-03-06 1968-02-16 Verfahren zum haerten der wasserloeslichen polymeren gelatine und polyvinylalkohol Granted DE1693159B2 (de)

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