DE2112416A1 - Photoempfindliches Material und Verfahren zur Bilderzeugung - Google Patents
Photoempfindliches Material und Verfahren zur BilderzeugungInfo
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Description
PATENTANWÄLTE ? 1 1 ? £ 1 R
dr. "W. Schalk. · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberg
DR.V. SCHMIED-KOWARZIK ■ DR. P.WEINHOLD · DR. D. GUDEL
6 FRANKFURT AM MAIN
Case Z-75 Wd/CW-500
HORIZONS RESEARCH INCORPORATED 23800 Mercantile Road Cleveland, .0 h i ο
Photoem-pfindliches Material und Verfahren zur Bilderzeugung.
Die vorliegende Erfindung betrifft photoempfindliche Zusammensetzungen
und ihre Verwendung bei Kopier- und Vervielfältigungsverfahren.
Insbesondere betrifft sie photoempfindliche Zusammensetzungen, die in vielfacher Hinsicht mit den in der deutschen Patentschrift
1 175 986 beschriebenen verglichen werden können, wobei jedoch in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen das Bindemittel, in dera die anderen aktiven Bestandteile gelöst oder disperigert
sind, ein Polyvinylcarbazol ist, mit dem die dispergitrten
und gelösten Bestandteile während dor nachfolgend beschriebenen Verfahren zu reagieren scheinen.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung soll die Möglichkeit
zur Veränderung des *#"- Wertes und des Kontrastes durch
Einstellung der Temperatur, bei der man die 3intwicklungsstufen
durchführt, geschaffen werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung einer photoempfindlichen Zusammensetzung, die entweder negativ
arbeitend oder positiv arbeitend ist, was von der Reihenfolge
der Belichtung mit sichtbaren und ultravioletten Strahlen abhängt .
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten eine Anzahl
von Bestandteilen, und zwar die v/es entlichen B en tandteile, die
im folgenden als Aktivierungsmittel, Farbbildner oder bindemittel definiert werden, und die wahlweisen Bestandteile, die Antischleiermittel,
Stabilisatoren und andere bekannte Zusätze umfassen.
Die am meisten geeigneten erfindungsgemäßen Aktivatorsn sind
Verbindungen, die ein Kohlenstoffatom enthalten, an das rnindestens
drei Halogenatoine gebunden sind. Vorzugsweise sind dies Trihalogenmethanverbindungen, Trihalogenäthanverbindun:;en, Tr ihalogenderivate
eines Methan- oder Äthansubstitu'nten an einem Arylring oder Derivate davon.
Erfindungsgemäß geeignete Verbindungen sind in Tabelle I dargestellt
und ferner in der deutschen Patentschrift 1 134 537'
angegeben, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Tabelle Ί Aktivierungsmittel
1. Jodoform
2. Tetrabromkohlenstoff
3. Monobromtrxchlormethan
4. Hexachiοräthan
5. oC , oC ', cC ' '-Trichlortoluol
6. oC , cC ', (C ' '-Tribromtoluol
7. Tetrajodkohlenstoff
8. Pentabromäthan
Die Farbbildner werden im allgemeinen als N-Vinylmonomcre bezeichnet,
und wenn die Stammverbindung eine heterocyclische Verbindung ist, werden diese manchmal 9-Vinylmonomere genannt. Die
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BADORlGiNAt
N-Vinylmonomeren enthalten einen Stickstoffanteil, an den eine
end ständige Vinylgruppe gebunden ist. Arten von Farbbildnern,
die für den Zweck der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind in der unten angegebenen Tabelle 2 verzeichnet.
Jede von diesen Arten kann gegebenenfalls als einzelner Farbbildner
verwendet werden. Jedoch erzielt man bessere Ergebnisse, wenn sie in Mischung mit N-Vinylcorbazol verwendet werden.
1. N-\^inylcarbazol
2. N-Vinylphenyl- .-c-naphthylamin
3. N-Vinyldiphenylarnin (mit 0,1% NaOH stabilisiert)
k, N-Vinylindol
5. N-Vinylpyrrol
6. N-Vinylpyrrolidon
7. N-Vinylsuccinimid
8. N-Vinylphthalimid
9. N-Vinylacetanilid
10. N-Vinylnhenylacetanid
11. N-Vinylr.ethylr.cet-anid
12. H-Vin^Idi-ly'iolyliniid
13. 9~( (5> -Chlcrrlth3rl)-3-(p-hydrox3''anilino)-carbazol
14. 3-(2-Hydroxy-1-naphthylaso)-9-vinylcarbazol
15. 3~(?'-Xanthyl)-9-vinylcarbazol
16. 9-Vinyl-(2'; ~:3,4)-naphthocarbazol
17. 9-Vinyl-3-(p-hydroxyanilino)-carbasol
18. 3-Indol-phenol-9-vin3rlcarbazol
19. 3-Indol-phe:iol-azo-9-Vinylcarbazol
Das bevorzugte polymere Binderaittel ist Polyvinylcarbazol. Jedoch
sind die polymeren Verbindungen der in Tabelle 2 genannten Monomeren auch wirksam und neben dem Polyvinylcarbazol stellen
die unter Kr. 2 bis 13 angegebenen eine derartige Gruppe dar.
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Diese allgemiene Gruppe der N-Vinylpolymeren scheint in ihrem
Verhalten bei der Vervrendung im vorliegenden Sjrstem einmalig
zu sein, da man ähnliche Wirkungen mit Bindemitteln, wie z.B. Polymethylmethacrylat, Polystyrol oder Polyvinylchlorid bzw.
Mischungen davon, nicht erzielen kann. Das verwendete stickstoffhaltige Vinylpolymere sollte eine Molekülzahl von wenigstens
etwa 500 besitzen, wobei eine Molekülzahl von etwa 1 und höher bevorzugt wird. Beispielsweise wurde festgestellt,
daß Molekulargewichte (nicht Molekülzahlen) in der Größenordnung
von etwa 100 000 zufriedenstellend sind. Mit Molekülzahlen, die beträchtlich niedriger als 500 sind, treten Schwierigkeiten
bei der Trocknung auf. Obwohl alle Polymeren der N-\finylverbindungen,
wie sie unter Nr. 1 bis 13 der Tabelle 2 angegeben wurden, wirksam und ähnlich in ihrer Wirkung sind, wird
Polyvinylcarbazol wegen seiner niedrigen Kosten und leichten Zugänglichkeit bevorzugt.
Die bevorzugten Mengen der Zusammensetzungsbestandteile sind in Tabelle 3 angegebsi. Bei der Herstellung des photoempfindlichen
Materials wird die Bearbeitung unter rotem Sicherhei-tslicht
durchgeführt, wie es in "Photographic Science and Sngineering, Band 5, Nr.2, März-Ajril 196I, Seiten 98-103 und Band
8, März-April 1964, Seiten 91-103 beschrieben ist. Komponenten 1,2 und 3 werden zuerst vollständig miteinander vermischt, und
dann v/erden die verschiedenen Komponenten aufeinanderfolgend
in der in der Tabelle angegebenen Reihenfolge zugefügt. Jeder feste Reaktionsteinehmer wird vor Zugabe des nächsten vollständig
gelöst, sodaß eine klare Lösung entsteht". Es ist zu beachten, daß diese Zusammensetzung weder eine Emulsion noch eine Dispersion
von hydrophilen Verbindungen in einem hydrophoben Grundgefüge noch das Gegenteil ist. Komponente 4, das Kresol, wird zur
Verbesserung der Lagerbeständigkeit zugegeben. Die Kombination der Komponenten 5 und 6 sind die Hauptfarbbildner. Rubren sensibilisiert
die Zusammensetzung gegenüber dem sichtbaren Wellenbereich
bis zu annähernd 6 000 £. Ohne Rubren ist die hauptsächliche
Sensibilisierung der Zusammensetzung zwischen etwa 3,800 und 4 500 JL Triphenylstibin stabilisiert die Zusammen-
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Setzung gegen vorzeitige Zersetzung in der Erhitzungsstufe,
die im Zusammenhang mit dem bevorzugten Verfahren beschrieben wird. Die Zusammensetzung zeigt in Abwesenheit von Rubren einen
Sensibilisierungsbereich zur Bildung eines latenten Bildes zwischen
etwa 3 800 und 4 500 Ä, und das Maximum der Sensibilisierung
liegt bei etwa 4 100 bis 4 200 S, während das Sensibilisierungsmaximum
in Anwesenheit von Rubren zwischen etwa 4 800 und 5 500 8. liegt.
Tabelle 3
Bevorzugter Hengenbereich der Bestandteile in Gew.-Teilen
1. 10%-ige Lösung des Polymeren 2 bis 10 g
in Benzol
2. Toluol
3. Methylenjödid oder Methylenchlorid
4. 2,6-Di-ter-butyl-p-kresol
5. N-Vinylmonomeres
6. Halogenmethan oder äquivalente Verbindung
7. Rubren
8. Triphenylstibin oder äquivalente
Verbindung '
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese jedoch einzuschränken.
BeisDiel 1
0, | 3 | bis | 2,0 | g |
o, | 5 | bis | 2,0 | g |
10 | bis | 100 | mg | |
10 | bis | 200 | mg | |
50 | bis | 200 | mg | |
0 | bis | 50 | mg | |
0 | bis | 10 | mg |
Es wurde eine Zusammensetzung hergestellt, indem die folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge in einen Behälter
gegeben und gerührt wurden, um vollständiges Vermischen und Lösung des zugegebenen Materials zu erzielen.
2,5 ecm 10 Prozent Polyvinylcarbazol in Benzol
0,5 ecm Toluol 1 ecm Methylenchlorid
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50 | mg | 2,6-Di-tert-butyl-p-kr | esol |
100 | mg | N-Vinylcarbazol | |
125 | mg | Jodoform |
Diese Zusammensetzung wurde in einer Naßdicke von 0,038 mm auf eine lichtdurchlässige Polyesteriolie aufgebracht (Handelsname
"Mylar"), wobei das Mylar mit einem Keton-löslichen-Polyester
einer Dicke unter 0,05 Mikron unterschichtet worden war und dann die beschichtete Folie 30 Sekunden lang bei 900C in einem Druckluftofen
getrocknet wurde. Die Herstellung der Zusammensetzung,
die Aufbringung der Zusammensetzung auf die Trägerfolie und die Trocknung wurden in der Dunkelkammer unter Verwendung von rotem
Licht durchgeführt. Ein Quadratwurzel-Zwei-Stufαϊ keil, der eine
maximale Dichte (Schwärzung) von 3,0 in der höchsten Dichtestufe aufwies, wurde als Negativ verwendet,und die beschichtete
Folie wurde durch den Stufenkeil mit einer Wolfrenijodlampe genügend
lange belichtet, wobei eine Gesamtenergie von 80 MiIIijoule
auf der Bildebene erhalten wurde. Nach der Belichtung wurde die Folie in einem Druckluftofen über Zeitabschnitte erhitzt, die
von der benutzen Temperatur abhängig sind, wobei diese Zeitabschnitte etwa 20 bis 30 Sekunden bei 150°C und etwa 3 bis 5
Sekunden bei 1700C betragen. Nach dieser Wärmebehandlung wurde
die Folie mit einer 250 Watt Sonnenlampe (G.E., Typ RS) in einer Entfernung von 10,15 cm eine Minute lang über den gesamten Bereich
belichtet. Es wurde ein Negativbild, das 16 Stufen des ursprünglichen Stufenkeils aufwies, hergestellt, wobei die Bildfarbe
grünlich-braun war.
Die hauptsächliche Sensibilisierung der Zusammensetzung nach Beispiel 1 bewegt sich zwischen 4 000 S und 4 500 £ und niedrigeren
Wellenlängen. Der optimale Wellenlängenbereich -des Fircie-rens
ist 2 800 £ bis 3 300 S mit oütimalen Ergebnissen bei 3
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Anfangsbelichtung durch einen Interferenzfilter ei-
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ner Bandbreite von 100 ?\ mit einer Spitzendurchlässigkeit des
Filters bei h 100 R durchgeführt wurde. Unter diesen Bedingungen
war eine Belichtung von 16 Millijoule auf der Bildebene erforderlich,
um eine Wiedergabe von 16 Stufen von dem Quadratwurzel-Zwei-Stufonkeil
zu erzielen, woraus hervorgeht, daß bei dieser Wellenlänge das System annähernd 5 mal mehr empfindlich
war, als bei einer Belichtung mit gleicher Energie, bei der der gesamte Bereich der Energieabgabe der Wolframjodlr.ippe
beteiligt war.
Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß während der Wärmebehandlungsstufe nach Beispiel 1,
die Probe eine Belichtung über den gesamten Bereich mit rotem Licht von insgesamt 500 Hillijoule erhielt. Diese Belichtung
wird unter einer 1,5 Kilowatt Wolfranjodlampe, die mit einem
Corning-Glcsfilter (Hr. 2030) mit einem kurzen Wellenlängenabschnitt
von 630 Hanonetern ausgestattet war, durchgeführt. IJach
ultravioletter Entwicklung und Fixierung, wie in Beispiel 1 beschrieben,
wurde gefunden, dai3 wieder 16 Stufen des ursprünglichen Ou r. drr twur ζ el- Zwei- Stufenkeil s bei einer Anfangsbelichtung
mit sichtbaren Licht von annähernd 25 Millijoule erhalten werden
konnten, v:?s dreimal mehr ist als bei einem Vorgehen nach
Beispiel 1.
-ι
Bc; einer weiteren Variante des Verfahrens wurde eine ITatriumbot r_:cnl'-.r:r>e
(Lucclox, Handelsname G.S.) ohne Verwendung eines
Filters benutzt. Ss wurde nach ultravioletter !Entwicklung und Fixierung eine "mpfindiichkeit, die etwa 4 bis 5 mal größer
war, als die in Beispiel 1 angegebene, jedoch mit einem geringen Schleierrrcd erhalten. Das erhaltene Produkt war jedoch
noch brauchbar.
Aus diese.11 Beispiel geht hervor, daß man eine Empfindlichkeitssteigerung
mit Bestrahlung über den gesamten Bereich mit langen Wellenlängen nach bildweiser Belichtung erhalten kann, ohne das ge-
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BAD ORIGINAL
3 | ,0 | ecm |
O | ,5 | ecm |
1 | ,0 | ecm |
50 | mg | |
75 | mg | |
125 | mg |
wünschte Endergebnis nach Entwicklung mit ultraviolettem Licht und Photofixierstufe wesentlich störend zu beeinflussen.
Es wurde eine Zusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt,
die aus folgenden Komponenten bestand:
10 Prozent Polyvinylcarbazol in Benzol
Toluol
Methylenchlorid
2,6-Di-tert-butyl-p-kresol
N-Vinylcarbazol
Jodoform
Die Zusammensetzung wurde wie in Beispiel 1 aufgetragen und belichtet,
mit der Ausnahme, daß das Substrat in diesem Falle Barytpapier, ein mit Gelatine beschichtetes Papier, war. Es
war eine Belichtung zwischen etwa 75 und 85 Millijoule erforderlich,
um die gleiche maximale Dichte wie in Beispiel 1 zu erhalten, wobei diese maximale Dichte annähernd 1,5 auf dem Film
betrug mit einer äquivalenten Reflektionsdichte auf Papier. Dieser
Reflektionsdichtewert war für die vollständige Erkennbarkeit auf einem glänzenden weißen Papierhintergrund mehr als geeignet,
™ Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 15 mg Rubren
zu der Zusammensetzung gegeben wurden. Nach der Belichtung und Wärmebehandlung wie in Beispiel 1 v/urde gefunden, daß annähernd
15 Millijoule erforderlich waren, um 16 Stufen, die denen der in Beispiel 1 erhaltenen entsprechen, zu erhalten,
was zeigt, daß die photographische Empfindlichkeit der Zusammensetzung um den Faktor 5 zugenommen hatte. Bei Verwendung
von 30 mg Rubren in der Zusammensetzung waren 8 Millijoule Anfangsbelichtung
zur Erzeugung der 16 sichtbaren Stufen erforderlich,
was zeigte, daß die Empfindlichkeit um den Faktor 10 über den in Beispiel 1 beschriebenen Wert angewachsen war.
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Die spectrale Sensibilisierung unter gleichen Energiebedingungen der Rubren enthaltenden Zusammensetzung hatte sich bis zu etwa
5 800 Ä ausgedehnt, was wenigstens zu einem Teil der verbesserten Empfindlichkeit durch die Erweiterung der spectralen
Ansprechbarkeit des Systems zuzuschreiben ist.
Unterwirft man dieses System einer Rotlichtbehandlung, wie zuvor beschrieben, stellt man fest, daß Filter mit kurzen WsI-lenlängenabßchnitten
von 710 Nanometern erforderlich waren, und man erhielt annähernd eine Verdreifachung der Empfindlichkeit
mit der Rubren enthaltenden Zusammensetzung durch die Anwendung dieser gleichzeitigen Rotlichtbehandlung während der Erwärmungsstufe.
Ein solches Rotlicht wird durch einen Corning-Glasfilter Nr. 2600 erzeugt.
Das Rubren hinterläßt nach der Beendigung der Erwärmungsstufe
mit oder ohne Rotlichtbehandlung eine verbleibende Rotfärbung. Diese rote Rarbe bleicht während der ultravioletten Entwicklung
und der Fixierstufe vollständig aus, wobei ein weißer Hintergrund zurückbleibt. Die Farbe des endgültigen Bildes war
wieder grün bis grünlich-braun, wie in den vorhergehenden Beispielen.
Beistiiel 7
Anwendbare positiv-arbeitende Systeme werden bei gleicher photographischen
Empfindlichkeit wie in Beispiel 1 durch den Ge-. brauch von Ausbleichfarben erhältlich. Eine derartige Ausbleichfarbe
ist beispielsweise 4 [1-Cyano-7(3)-äthyl-2(3H)-benzothiazolyliden)-1,3,5-heptatrienyi]chinolin.
Die Zugabe von 1 mg dieser Ausbleichfarbe zu .der Zusammensetzung nach Beispiel 1,
Belichtung und lirwärmungsbehandlung^ lediglich nach Beispiel 1,
ergibt ein positives Bild , bei dem die Bildflächen gelb erscheinen und der Hintergrund cyan bis cyan-violett ist. Der
Kontrast ist überraschend gut und das Bild leicht erkennbar. Das Bild wird umgekehrt und negativ gemacht, wobei man eine
dunkle grün-braune Bildfarbe mit hoher Dichte (Transmissionsdichte = 2,3) bei der Nachbelichtungsbehandlung mit Ultra-
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violett erhielt.. Es ist jedoch eine Behandlungszeit von etwa 3 bis 5 Minuten unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen
zur vollständigen Umkehrung nötig. Verwendet man 2 mg dieser Ausbleichfarbe, benötigt man eine Nachbelichtungszeit
von etv/a 5 bis 10 Minuten zur vollständigen Unkehrung zum Negativ,
wobei die Bildfarbe grün-schwarz und der Hintergrund weiß ist. Das positive Bild ist unter den Lichtbedingungen
im Raum beständig, da man eine Wolfram-Beleuchtung mehrere Tage lang ohne bemerkenswerte Umkehrung verwenden kann, während
bei Fluoreszenzlicht, das eine wesentliche Menge Ultravilolett ausstrahlt, die Umkehrung innerhalb etv/a zwei Tagen sichtbar
zu werden beginnt . Trotzdem besitzt das positiv-arbeitende System einen großen Nutzen im Hinblick auf zeitlich begrenzte
Untersuchungszwecke, v/o das photographische Bild normalerweise nach kurzer Augenscheinnahme weggeworfen wird.
Bei einer weiteren Variante des Verfahrens unter Verwendung von 5 mg der Ausbleichfarbe 3-Äthyl-5 [ (i-methyl-2, ('IH)-pyridyliden)-äthylidenj
-rhodanin wird nach Belichtung mit sichtbarem Licht nach Beispiel 1, worauf dann die Hitzebehandlung folgte,
wieder ein positives Bild erhalten, bei dem die Bildfarbe dunkel-purpurrot und der Hintergrund sehr blaß-gelb war. Unterwirft
man die wärmebehandelte Probe einer Nachbelichtung mit
ultraviolettem Licht, benötigt man etv/a 5 bis 10 Minuten, um eine Umkehrung zu erhalten, die ein negatives Bild hervorbringt,
bei dem die Bildfarbe wieder grün und der Hintergrund.im wesentlichen
farblos ist. Die Beständigkeit bei Zimmerlicht war fast doppelt so groß, wie es für die Ausbleichung des Chinolinderivats
in Beispiel 7 angegeben v/ar und wieder war die photographische Anfangs empfindlichkeit etv/a gleich wie in-Beispiel
Die Bildfarbe, die man nach vollständig gleichem Vorgehen entsprechend
Beispiel 1 erhielt, kann durch Zugabe von Farbstofif·-
basen modifiziert werden, Beispielsweise bewirkt die Zugabe von etwa 5 bis 10 mg (wobei 10 mg bevorzugt v/erden) Rhodanin-
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B-Base zu der Zusammensetzung nach Beispiel 1 ein negatives Bild nach Entwicklung mit ultraviolettem Licht, das eine dunkel-violette
Farbe mit einem blaß-gelben bis farblosen Hintergrund aufweist. """Is wird keine Farbveränderung bei der Nachbehandlung
mit der ultravioletten Lampe entsprechend Beispiel 1 während wenigstens 10 Minuten festgestellt.
Ähnlich v/ird durch Zugabe von 5 mg Auraminbase zu der Zusammensetzung
nach Beispiel 1 b.ei einer Bearbeitung unter den gleichen Bedingungen wie in diesem Beispiel, ein negatives Bild
erzeugt, bei den die Bildfarbe tief-gelb und dor Hintergrund
farblos ist, wobei die tief-gelbe Farbe eine Dichte über 4,0 aufweist, wenn es mit einem blaß-blauen Filter vor dem Densitometer
abgelesen wird.. Bei einer Nachbelichtung während. 10 Minuten mit der Lampe mit ultraviolettem Licht nach der
Arbeitsweise des Beispiels 1 findet keine Veränderung der Farbe und der Dichte statt.
Verwandte N-Vinylcarbazole, genauer als 9-Vinylcarbazole be-,
zeichnet, sind nicht nur für die erfindungsgemäßen Zwecke ebenfalls
geeignet, sondern bringen bestimmte Verbesserungen von beträchtlichem V.'ert mit sich. Typische verwandte Verbindungen,
die gute Ergebnisse liefern, sind in obiger Tabelle 2 verzeichnet.
Besonders rrauchbare verwandte Verbindungen von 9-Vinylcarbazol·sind
die Verbindungen 13 bis 19 in Tabelle 2.
Fast alle verwrr.dten Verbindungen erweitern den Bereich der
spectral en Sens.-bilisierung gegenüber der Zusammensetzung nach
Beispiel 1, ein.ire wenig und andere wesentlich nehr bis zu dem
Punkt, an der.; drs System auf das gesamte panchromatische Spektrum
anspricht. Erweitert die Zugabe der spezifischen substituierten H-Vinyl r.arbazolverbindung den spektralen Empfindlichkeitsbereich
in Michtung auf den panchromatischen Bereich oder in diesen hinein, d.h. zum Rot (bis 7 000 S), findet man ein "
bedeutendes Anwachsen der photographischen Empfindlichkeit gegenüber derjenigen der Zusammensetzungen nach Beispiel 1 hinaus.
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BAD ORfGfNAL
Wenn die Zugabe der verwandten Verbindungen den Bereich der spektralen Empfindlichkeit nur schwach steigert, so ist' die
photographische Empfindlichkeit genauso groß oder etwas grosser als diejenige aus dem Grundsystem.
Das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendete Polyvinylcarbazol
sollte eine Molekülzahl von wenigstens etwa 500 besitzen, v/obei eine Molekülzahl von 1 000 oder höher bevorzugt
wird. Beispielsweise stellte man fest, daß Molekulargewichte (nicht Molekülzahlen) .des Polymeren über etwa 100 000 sehr zufriedenstellend
und etwas besser sind, (wenn auch nicht viel) als Proben von Polymeren, die eine Molekülzahl von 500 aufweisen.
Hit Molekülzahlen unter 500 treten Schwierigkeiten bei der Trocknung auf, und die Probe neigt zu gesprenkeltem Aussehen.
Verwandte Verbindungen von N-Vinylcarbazol, wie sie in Tabelle
2 aufgeführt sind, können ganz oder teilweise das N-Vinylcarbazol in der Zusammensetzung nach Beispiel 1 ersetzen. In einer
bevorzugten Zusammensetzung sind gleiche Teile an N-Vinylcarbazol
durch dieses spezielle Präparat ersetzt. In einer solchen Zusammensetzung beträgt die bevorzugte Menge an verwandter Verbindung
für optimale Verwendung 50 mg N-Vinylcarbazol zuzüglich
50 mg verwandte Verbindung.
Man erhält photographisch brauchbare Ergebnisse, wenn man ähnliche
Zusammensetzungen wie in den obigen Beispielen mit Mengen an M-Vinylcarbazol zwischen etwa 50 und 200 mg verwendet.
Wird eine verwandte Verbindung verwendet, so sollte die Gesamtmenge der Kombination von N-Vinylcarbazol und der verwandten
Verbindung ebenfalls innerhalb dieses Bereiches liegen.
Verwendet man eine Kombination aus N-Vinylcarbazol und einer verwandten Verbindung in dem oben angegebenen optimalen Bereich
und bearbeitet den Film entsprechend·der vorausgehenden Beispiele,
ist das System negativ-arbeitend, die. erhaltene Farbe ein sehr dunkles Grün-schwarz. Die maximale Dichte für äqui-
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valente Belichtungen ist gewöhnlich über 2,5, aber in den speziellen nachfolgend beschriebenen Fällen wird eine bedeutende
Zunahme der Empfindlichkeit erzielt.
Im Hinblick auf die spektrale Sensibilisierung verschiebt die Zugabe der verwandten Verbindungen 13 bis 17 einschließlich
zu der Grundzusammensetzung nach Beispiel 1 in den optimalen Bereichen wie sie in den folgenden Sätzen beschrieben v/erden,
die maximale spektrale Empfindlichkeit im Bereich von 4 500 8. nach 4 800 £, und es sind annähernd 50 bis 60 Millijoule zur
Erzielung der 16 Stufen, wie sie als Ergebnis von Beispiel 1 angegeben wurden, nötig. Dies ist eine geringe, jedoch bedeutende
Empfindlichkeit im Vergleich zu Beispiel 1, was möglicherweise
auf den weiteren Bereich spektraler Empfindlichkeit und die größere Ansprechbarkeit auf die Belichtung mit der Wolframjodlampe
zurückzuführen ist.
Die Verbindungen 18 und 19 in obiger Tabelle 2 sind jedoch ungewöhnlich.
Sie dehnen nicht nur den Bereich der spektralen Empfindlichkeit auf etwa 700 Nanometer aus und erzeugen eine
grün-schwarze Farbe mit großer Dichte, die typisch für die anderen Zusätze der verwandten Verbindungen ist, wenn sie in den
in diesen Beispiel beschriebenen Höchstmengen verwendet werden, sondern die photographische Empfindlichkeit wird auch um den
Faktor ZAdLschen etwa 5 und 10 als Folge dieser verbesserten
spektralen Empfindlichkeit vergrößert» da die volle Dichte von
etwa 2,5 des grün-schwarzen Bereiches mit einer Belichtung von
etwa 8 bis 10 Millijoule mit der Wolframjodlampe erzielt werden
kann. Sogar eine noch größere Empfindlichkeit wurde durch, die Zugabc von Rubren erzielt, mit dem man eine fast 20-fache
photographische Erapfindlichkeit gegenüber der von Beispiel 1 unter
Anwendung einer Energie in der Größenordnung von etwa 2 bis 4 Millijoule an der Bildebene erhielt.
Eine Rotlichtsteigerung der Empfindlichkeit in der Erwärmungsstufe
kann auch mit den verwandten Verbindungen 13 bis 17 einschließlich durch Anwendung eines Corning-Glnsfilters (2030),
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211241 S
einem Filter, das einen kurzen Wellenlängenabschnitt von 6 300 Nanometern aufweist, nutzbar gemacht werden. Es ist eine Belichtung
des gesamten Bereichs mit etwa 500 Millijoiile zur Erzielung
dieser Empfindlichkeit erforderlich. Die ■Danchromatischen Systeme, die durch den Gebrauch der verwandten Verbindungen
18 oder 19 in Tabelle 2 gegebenenfalls unter Zugabe von Rubren erhältlich sind, können'ebenfalls durch rotes Licht verstärkt werden, wobei der kurze Wellenlängenabschnitt des angewendeten
roten Filters 830 Nanometer betragen soll.
Im Falle von verwandten Verbindungen verbessert die Rotlichtverstärkung
in der Erwärmungsstufe die photographisciie Empfindlichkeit um einen Faktor zwischen etwa 10 und 100.
In den oben angegebenen Zusammensetzungen können verschiedene
Bestandteile ersetzt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, und zwar neben dem Gebrauch von einer oder mehrerer Verbindungen
13 bis 19 der Tabelle 2 für einen Teil oder das gesamte N-Vinylcarbazol.
andere
Anstelle von Methylenchlorid können Benzol und Toluol oder/Lösungsmittel
oder Mischungen von Lösungsmitteln verwendet v/erden, vorausgesetzt, dai3 sie mit den übrigen Bestandteilen verträglich
sind, und daß sie aus der Zusammensetzung verdampfen, damit diese trocknen kann.
Anstelle von 2,6-Di-tert-butyl-kresol können 2,6-Di-tert-butylphenol,
2,2-Methylen-bis(4-methyl-tert-but3?'l-phenol) oder ähnliche
Verbindungen verwendet werden. Etwa 10 bis 100 mg eines solchen Bestandteils sollte in der Zusammensetzung anwesend
sein.
Es ist auch möglich, eine positive Wiedergabe mit den oben beschriebenen Zusammensetzungen zu erhalten. Dies kann bei
viel höheren photographischen Empfindlichkeitcn, als denjenigen,
die zur Erzielung eines negativen Bildes erforderlich sind, erreicht werden. Für dieses Ergebnis wird die Folge der
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'r"-■''"' ' BAD ORIGINAL
Belichtungen verändert und anstelle einer bildweisen Belichtung mit sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge zwischen etwo 4 OQO
und 6 000 %, einer nachfolgenden kurzen Erwärmungsstufe und einer
Belichtung über den gesamten Bereich (Bildfläche) mit ultravioletter Strahlung in einem speziellen Wellenlängenbereich,
besteht die bevorzugte Belichtungsfolge zur Erzielung einer positiven Wiedergabe in bildweiser Belichtung mit ultravioletter
Strahlung, nachfolgender Belichtung mit sichtbarem Licht zwischen etwa 4 000 und 6 000 R über den gesamten Bereich und
kurzer Erwärmung bei etwa 140 bis 170 F zur vollständigen Fixierung.
Unter diesen Bedingungen wird die Anzahl von Halogenmethanverbindungen,
die zu dem Zweck verwendet werden können, ebenfalls gesteigert.
Kit den oben beschriebenen Zusammensetzungen erzeugt das Polyvinylcarbazol
als Teil des photoaktiven Bindemittels eine Wirkung, die mit anderen Bindemitteln, wie beispielsweise PoIymcthylmethacrylat,
Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Mischungen von solchen Bindemitteln, nicht erreicht wird.
Verfahrensweise:
Dir- Zusammensetzung ohne Anwesenheit von Rubren wird zunächst
einer Belichtung mit' sichtbarem Licht ausgesetzt mit Wellenlängen
zwischen etwa 4 000 und 4 500 A, wobei eine Wellenlänge zwischen etwa 4 100 und 4 200 α bevorzugt wird. Die Probe wird
dann 1 oder 2 Sekunden lang auf 170 C erhitzt, wonach sie sofort ein'-r Belichtung mit ultraviolettem Licht ausgesetzt wird,
dessen optimale Wellenlänge zwischen etwa 2- 800 und 5 300 X
liegt, wobei die besten Ergebnisse bei 3 130 X erhalten v/erden.
Dieses ultraviolette Licht bringt das latente Bild hervor (Belichtung mit ultraviolettem Licht ist eine Belichtung über den
gesamten Eereic") und fixiert das System gleichzeitig. Wie zuvor
erwähnt, ist des Endergebnis ein negativ-arbeitendes System, und die Anfangsdosis des sichtbaren Lichts zur Bildung des latenten
Bildes; mit voller Dichte beläuft sich gewöhnlich auf etwa
5 bis SO nillijoule.
109841/1661 iÄD 0R1G1NAL
Zur Erzielung, eines positiven Systems mit den verschiedenen
Reaktionsteilnehmern, die in dieser Beschreibung angegeben sind, (von denen alle negativ arbeiten, wenn sie entsprechend
den Verfahren der vorausgehenden Beispiele verwertet v/erden) wird zuerst eine äußerst kurze bildweise Belichtung mit ultravioletten
Licht mit einer Wellenlänge -zwischen etwa 2 800 und 3 300 α vorgenommen, wobei eine Wellenlänge von annähernd 3
α bevorzugt wird. Diese Belichtung wird am zweckmäßigsten mit einer
intermittierenden Xenonbogenlampe oder einer Hochdruck-Quecksilberlampe, deren Licht durch einen Interferenzfilter
geschickt wurde, wobei das Transmissionsmaicimum bei 3 100 A*
liegt und eine Transmissionsbandenbreite von annähernd 400 X vorliegt, durchgeführt. Die Belichtungszeit beträgt gewöhnlich
nicht mehr als 1 bis 2 Millisekunden, wobei gefunden wurde, daß gute Ergebnisse erzielt .werden, wenn die Lichtquelle ungefähr
25 cm von der Bildebene des Kopiersystems entfernt ist und Belichtungszeiten bis hinunter zu Ο,Ί Millisekunden angewendet
werden. Hessungen der benötigten Energie für die gewünschte
Belichtung zeigen, daß der beste Energiebereich zur Erlangung der vollen Dichte zwischen etwa 0,001 und 1,0 Millijoule liegt,
wobei die außerordentliche photographische Empfindlichkeit des
Systems deutlich wird. Das Ergebnis der ersten Belichtung mit ultraviolettem Licht ist nicht sichtbar, sodaß das Bild als
latent bezeichnet werden kann. Danach wird die Probe in einer Dunkelkammer auf 170 C etwa 1 bis 2 Sekunden lang erhitzt und
nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wird dann mit sichtbarem Licht über den gesamten Bereich belichtet. Eine geeignete Quelle
für eine solche Belichtung ist eine Wolframjodlampe, die .mit
einem Quarzmantel ausgestattet ist. Um sicher zu gehen, daß kein ultraviolettes Licht auf den Film komr.it, wird diese Belichtung
gewöhnlich durch ein geeignetes Filter (z.B. Wratten und Wainright 2B) vorgenommen, das das ultraviolette Licht unter 4 000
α ausfiltriert. In Abwesenheit von Rühren ist die Energiemenge
in diesem sichtbaren Lichtbereich, die zur Entwicklung des Bildes und Erzielung einer permanenten Fixierung benötigt wird, in
der Größenordnung von etwa 50 bis 100 Millijoule, während in
Gegenwart von Rubren die erforderliche Energiemenge zur Erzielung
109841/1651
voller Entwicklung und Fixierung zwischen etwa 10 und 20 MiIIijoule
liegt. Da Rubren das System gegenüber den sichtbaren Licht
sensibilisiert, geht in seiner Abwesenheit die meiste Energie von der Lampe verloren, wogegen in Gegenwart von Rubren ein
großer Prozentsatz der Energie von der Lampe ausgenutzt wird.
In Gegenwart von Rubren kann die Erwärmungsstufe gegebenenfalls vollständig v/eggelassen und trotzdem ein voll fixiertes, entwickeltes
Bild erhalten werden. In diesem Fall wird die ultraviolette Belichtung wie oben durchgeführt, während die Belichtung
mit sichtbarem Licht mit einer Wolframjodlampe durch ein
"Wratten und Wainright 4"-Filter erfolgt, der jegliche Stahlung
unter. 4 500 Ä ausfiltriert. In diesem Fall ist gewöhnlich eine Belichtung mit sichtbarem Licht bei einer Wellenlänge von 100
Millijoule erforderlich, um voll entwickelte und voll fixierte
Systeme zu erhalten.
Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren in der Praxis.
2,5 ecm 10 Prozent Polyvinylcarbazol in Benzol
0,5 ecm Toluol
1,0 ecm Methylenjodid
50 mg 2,6-Di-tert-butyl-p-kresol
100 mg IT-Vinylcarbazol
125 mg Jodoform
Diese Zusammensetzung wird in einer Haßdicke von 0,038 mm auf
eine lichtdurchlässige Polyesterfolie aus Polyäthylenterephthalat
aufgebracht, wobei dieser Polyester mit einem Keton-löslichen
Polyester einer Dielte nicht über 0,05 Mikron (in trockenem Zustand) unterschichtet worden war. Die Probe wurde dann in einem
Trockenluftofen bei 90°C 30 Sekunden lang getrocknet. Die Herstellung der Zusammensetzung auf die Trägerfolie und die
Trocknung wird unter Dunkelkammerbcdingungen unter Verwendung von rotem Licht durchgeführt. Ein Quadratwurzel-Zwei-Stufenkeil,
der eine maximale Dichte von 3,0 in der höchsten Dichtestufe auf-
109841/1851 BADORiGlNAL
wies, wurde als Negativ verwendet. Die Belichtung wird durch diesen Stufenkeil mit einer Hochdruck-Quecksilberlarape mit einem
Interferenzfilter vorgenommen und während der Belichtungszeit
betrug die gesamte Energie auf der Bildebene 1,0 Milli-Ooul,
bei der Stufe, die eine Dichte von 0,1 Einheiten aufwies, 0,1 Millijoule bei der Dichte der Stufe, die 2,0 Dichteeinheiten
entspricht und 0,001 Millijoule bei der Dichte der Stufe, die dem Viert 3 entspricht, Ss wurde also eine Energie pro Flächeneinheit
der Belichtung durch diesen Stufenkeil zwischen etwa 0,001 und 1,0 Millijoule angewendet. Nach ultravioletter
Belichtung wurde die Probe in einem Druckluft-Konvektionsofen
bei 1700C 2 Sekunden lang erhitzt und einer Belichtung mit einer
Wolframjodlampe über den gesamten Bereich durch ein "Wratten
und Ifainright 2B"-Filter unterworfen. Dieses Filter läßt Strahlung
über 4 000 S. durch und filtriert sämtliche Stahlung unter
4 000 Λ aus. Die Gesamtenergie bei der Lichtquelle und Entfernung beträgt etwa 80 Millijoule an der Bildebene.
Man erhielt ein positives Bild des ursprünglichen Stufenkeils und alle 21 Stufen waren sichtbar, was zeigte, daß eine Berichtung
von nur 0,001 Millijoule ausreichte, daß man mit dem Film ein positives Bild bei diesem positiv-arbeitenden System erhielt.
Beispiel 12 | 5 | ecm | 10 Prozent Polyvinylcarbazol in Benzol |
2, | 0 | ecm | Toluol |
1, | 0 | ecm | Methylenchlorid |
1, | mg | 2,6-Di-tert-butyl-p-kresol | |
50 | mg | N-Vinylcarbazol | |
125 | mg | Rub r en | |
30 | mg | Jodoform | |
125 | |||
Herstellung und Belichtung mit dem Original wurden wie in Beispiel
11 durchgeführt. Nach Erwärmung während 2 Sekunden bei 170 C wurden Belichtungen mit einer Wolframjodlompo durch ein
r ·;, 400841/1651 r;
BAD ORfGJ1MAL
"V/ratten und ΐ/ainright 4"-Filter vorgenommen, und man stellte
fest, daß 16 1-Iilli joule Energie benötigt wurden, um die 21.
Stufe abzubilden, und daß selbst mit dieser geringeren Menge an Gesamtenergie diese beachtliche Bilderzeugung bei der ultravioletten
Belichtung einer Energie von 0,001 I-!illi joule stattfand.
3,0 ecm 10 Prozent Polyvinylcarbazol in Benzol
1,0 ecm Toluol 1,0 ecm Hetbylenjodid"
50 | mg | 2,6-Di-tert-butyl-p-kresol |
125 | mg | N-Vinylcarbazol |
30 | mg | Rubren |
5 | mg | Triphenylstibin |
125 | mg | Jodoform |
Belichtung und !Entwicklung wurden wie in Beispiel 12 durchgeführt,
n.it d-'r Ausnr.hme, daß die Belichtung mit einer V/olfrsmlp.p.pe
so lange vorgenommen wurde, bis die Energie auf der Bildebene br:", dieser Belichtung mit sichtbarem Licht 25 MilliJoule
betrug. Die Dichtestufe 3 in dem als Original verwendeten Stufenkeil
wurde rieder abgebildet, was zeigt, daß man ein gutes photogravhischcs Bild bei bildweiser Belichtung mit 0,001 Miliz-.joule
erzielen .:rnn.
Die Farbe der ioi jedem der ersten drei Beispiele erhaltenen Bilder,
die nach üer beschriebenen Arbeitsweise hergestellt vairden.
war grünlich-brr-.v-n. Diese Farben blieben bei 50 Sekunden langer
Erhitzung auf *rö C grünlich-braun und man bemerkte eine geringe
Schleierbildung in Beispiel 11 und 12 in den ungefärbten BiIdbereichen,
v.ras jedoch nicht ausreichte, die Brauchbarkeit dieser
Proben für die meisten wirtschaftlich-, η Anwendungen auszuschliessen.·
Bei Erhitzen unter den gleichen Bedingungen zeigte sich jedoch
in Felle von Beispiel 13 keine Schleierentwicklung und ausserdcn
wuräe die Farbe der bildfreieii Bereiche grünlich-schwarz,
1 0 9 8 A 1 / 1 6 5 1 BAD ORIGINAL
. - 20 -
eine viel dunklere Farbe als diejenige in Beispiel 11 und 12.
Die Zusammensetzungen der Beispiele 14-18 sind in Tabelle 4
verzeichnet. Diese werden wie oben beschrieben hergestellt und wie in Beispiel 11 bildweise belichtet. Die Entwicklung mit
sichtbarem Licht mit einer Wolframjodlampe durch einen "Wratten
und Wainright I'Tr.4"-Filter wurde solange vorgenommen, bis die
Stufe, die etwa der Dichte von 3 auf dem ursprünglichen Stufenkeil entsprach, sichtbar wurde. Die erforderliche Energie zur
Erzielung dieses Sichtbarkeitsgrades ist in Spalte 3 in Tabelle 4 und bei dieser Behandlung erhaltenen Farben in Spalte 4 angegeben.
Nimmt man eine 15 Sekunden lange Y/ärmebehandlung bei 150
0C nach der Belichtung mit sichtbarem Licht vor, die gewöhnlich
zur Erzielung vollständiger Fixierung für praktische Zwecke ausreicht, so v/erden alle Farben dunkler und schwärzer, wobei im
allgemeinen eine schwarze Wiedergabe mit entweder einem grünen oder braunen schwachen Oberton erhalten wurde und ,je langer die
Erwärmung ausgedehnt wurde, desto intensiver wurde die Schwarzfärbung
.
109841/1851
BAD ORIQtNAL
Beispiele 14 bis 18
Beispiel Nr.
Ersatz durch Energie der Belichtung mit sichtbarem Licht durch Filter
Nr. 4
Farbe der Nicht-Bitteile
15 16
17 18
75 mg Tetrabromkohlenstoff
125 mg Hexachloräthan
120 mg Tetrajodlcohlenstoff
125 mg eC , eCT, dC "
Tribromtoluol
80 mg Pentabromäthan Millijoule
Millijoule Millijoule
Millijoule Millijoule
braun-schwarz
grün
grau-schwarz
braun-s chwarζ b r aun.- s chwar ζ
21124 IG
Die Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 5'angegeben sind, wurden
wie in Beispiel 13 angefertigt, belichtet, wärmebehandelt und erneut belichtet. Die zur Erzielung der vollen Dichte erforderliche
Energiemenge als Folge dieser Belichtung nit sichtbr.roπ Licht
durch den "Ifratten und T;.rainri£ht-Kr.4"~Filter ist in der Tabelle
angegeben und die dabei erhaltenen Farben sind in der letzten Spalte der Tabelle verzeichnet. Nach Erhalt der in der Tabelle
verzeichneten Farben, verwandelte wieder eine 30 Sekunden lange
Wärmebehandlung bei 150 C wie zuvor die Farben zu beträchtlich, dunkleren Farbtönen und bei den Beispielen 19, 20, 26, 27 und
29 - 35 waren diese Farben tiefes glänzendes Schwarz. Das in Beispiel 21 erhaltene Bild war schwarz mit einem schwachen rötlichen
Ton, während diejenigen von Beispielen 22, 23, 24, 25 und 28 bräunlich-schwarz waren.
109841/1651
Tp.bello
In Abänderung von Beispiel 13 enthielten die Zusammensetzungen jedes der folgenden Beispiele
40 mg N-Vinylcarbazol, zu dem die angegebene Menge der verschiedenen genannten N-Vinylverbindungen
gegeben vnirde.
Beispiel |
50
75 |
mg
mg |
|
O
OD «Ο |
19 20 |
75 | mg |
21 | 100 | mg | |
22 | 100 | mg | |
Cn | 23 | 40 | mg |
2V | 100 | mg | |
25 | 40 | mg | |
26 | 40 | rag | |
27 | 100 | mg | |
23 | 50 | mg | |
29 | 50 | mg | |
30 | 50 | mg | |
31 | 50 | mg | |
32 | |||
BAD ORIGINAL | |||
Tlner^i.:1 der Belichtung mit
sichtbaren Licht durch Filter Nr. 4
sichtbaren Licht durch Filter Nr. 4
N-Yinylphenyl-alphanaphthyi
amin
N-VinyldiOhenyl-amin
H-Vinylindol
N-Vinyl-pyrrol
N-Vinyl-pyrrolidon
N-Vinyl-succinimid
N-Vinylphenyl-acctanilid
N-Vinyirnetlrylacetamid
N-Vinyldiglykolimid
9-(Bota-chlor-äthyl)-3-(phydroxy-anilinocorbazol)
3-(2-Hydroxy-1-nanhthylazo)-9-vinyl-ccrb?"ol
3_(9'-Xanthyl)-9-vinylcnrbazol
9- Vinyl-(2',3': 3,4)-nnphthocarbrzol
30 | Hillijoule· |
25 | Hillijoule |
25 | Millijoule |
60 | llilli,j oul e |
60 | Killijoule |
60 | Millijoule |
60 | Hilli.joule |
20 | I-iilli joule |
20 | Millijoule |
60 | Millijoule |
18 | I'illijoule |
18 | Millijoule |
18 | Millijoule |
13 | Milli.iouie |
Farbe der Nichtbildfläche
grün-braun
blau-braun
rot-braun
hellbraun
hellbraun
hellbraun
hellbraun
3chv:arz
schwarz
hellbraun
grün-s chwarz
grün-s chwarz f
grün-s chwarz *
. cr> grün-s chwarz
Fortsetzung Tabelle 5
50 mg 9-Vinyl-3-(p-hydroxyanilino)-carbazol
50 mg 3-Indol~phenöl-9-vinylcarbazol
50 mg 3-Indol-phenol-azo-9-vinylcarbazol Energie der Belichtung
mit sichtbarem Licht durch Filter Nr. 4 ( 18 Millijoule
14 Millijoule 14, Millijoule
Farbe der Nichtbildfläche
grün-schwarz
grün-schwarz
grün-schwarz
lh der US-Patentschrift Nr. 3 042 5.17 (deutschen Patentschrift
Nr, 1 175 986) v/erden Zusammensetzungen, die denjenigen der vorliegenden Erfindung etwas ähnlich sind, beschrieben. Jedoch
weicht US-Patentschrift 3 042 517 in zwei wichtigen Einzelheiten ab. Erstens wird die einmalige Eigenschaft der Polymeren
nicht erkannt, die sich von den in Tabelle 2 verzeichneten Monomeren ableiten. Polymere dieser Art, insbesondere -Polyvinylcarbazol,
ergeben aber deutlich verbesserte Empfindlichkeitsei.-genschaften
gegenüber den Bindemittelarten, wie sie in der US-Patentschrift 3 042 517 benutzt werden. Obwohl eine umkehrende
Wiedergabe von Negativen und eine positive Wiedergabe von Positiven
beschrieben wird, sind die angewendeten Wege und Verfahren grundlegend verschieden. Beispielsweise wird für ein negativarbeitendes System die Probe mit sichtbarem oder ultraviolettem
Licht belichtet, nachfolgend entwickelt und mit Wärme fixiert. Zur Erzielung einer positiven Wiedergabe eines Positivs wird
die Probe zunächst einer Belichtung mit ultraviolettem oder sichtbarem Licht über den gesamten Bereich unterworfen und
dann bildweise belichtet, um ein positives Bild zu erhalten. Bei einer dritten Variante wird die erste Belichtung mit einer
Infrarotquelle bildweise durchgeführt und dann abschließend mit einem Licht mit kürzerer Wellenlänge belichtet, um die
nicht infrarot-belichteten Bildteile auszukopieren. Die sehr
speziellen Unterschiede bei d.er Belichtung für positive und negative Systeme gegenüber den in dieser Beschreibung beschriebenen
Verfahren sollte beachtet werden.
In der US-Patentschrift Nr. 3 042 518 (deutschen Patentschrift Nr. 1 213 736) wird wiederum eine Vielzahl von Systemen beschrieben,
die Mischungen von farbbildenden Verbindungen enthalten, die denen der vorliegenden Erfindung ähnlich sind. Auch
in dieser Beschreibung wird die ungewöhnlich Eigenschaft von Polyvinylcarbazol und dessen verwandten Verbindungen im Hinblick
auf die hervorstechende Verbesserung der photogrophischen
Empfindlichkeit und der■Empfindlichkeit durch Bearbeitung
nicht offenbart. Die negative Arbeitsweise in der UG-Patentschrift
Nr. 3 042 518 sieht eine anfängliche realativ kurze
109841/1651 BAD ORIGINAL
Belichtung mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht und anschließende
Entwicklung mit Wärme oder Infrarotlicht vor. Die positive Wiedergabe eines Positivs nach der US-Patentschrift
Nr. 3 042 518 ist dieselbe wie diejenige in der US-Patentschrift Nr. 3 042 517. Hinsichtlich der Delichtunfcsbedingun.^en
bei diesen bekannten Verfahren zeigt eine Überprüfung, daß die zur Erzielung eines Bildes bei negativer Arbeitsweise erforderliche
Energie wenigstens 10 Millijoule beträgt und sich
auf 50 Millijoule steigern kann, wogegen die für ein postiivarbeitendes
Sj/stem benötigte Energie mehrere Haie größer ist.
als die für die negative Arbeitsweise angegebene Herige. Das . steht im Gegensatz zu den bei der Durchführung der vorliegenden
Erfindung notwendigen Energiemengen.
In der US-Patentschrift ITr. 3 042 519 (deutschen Patentschrift Nr. 1 268 492) wird eine Kombination von Kohlenwasserstoffwachsen
als Kunststoffbindemittel verwendet, wobei diese wiederum
vollkommen verschieden von den in dieser Erfindung beschriebenen
Bindemittelarten sind. Auch hier wurden die ungewöhnlichen Eigenschaften von Polyvinylcarbazol und verwandter
Polymere nicht offenbart. Das Wachsbindemittel ist nachteilig, aufgrund der relativ niedrigen Schmelzpunkte, schwacher Gefügeeigenschaften
und der Tatsache, daß die Oberfläche leicht verkratzt oder abgerieben v/erden kann. Dio negative Wiedergabe eines
Positivs und die positive Wiedergabe eines Positivs mit den in der US-Patentschrift beschriebenen Materialien wurde beschrieben,
jedoch mit bedeutenden Unterschieden gegenüber dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. Negrtiv-arbeitende Materialien
wurden erzeugt, indem zuerst kurze Belichtungen mit einer Sonnenlauf e vorgenommen wurden, bei der ein großer Teil
des Lichtes ein solches des nahen Ultraviolotts ist, und das
Bild wird dann bei negativer Arbeitsweise durch Belichtung mit
einer Infrarotlampe entwickelt. Ein positiv-arbeitondes System
erhält man durch eine kurze Anfongsbelichiunr·; Jri Bereich von
2 200 bis 2 500 A, worruf sich eine recht: lange Belichtung mit
eint r Sonnenlampe anschließt, die ihre grüßte Vm is si on in n;1-hen
Ultraviolett in einem Bereich von etwa > COö bis 4 000 A
109841/1651
ORIGINAL
besitzt. Das Fixieren wurde mit Wärme durchgeführt. Im Hinblick
auf die Natur des in US-Patentschrift 3 042 519 verwendeten
Substrats oder Bindemittels, ist die gewünschte erfindungsgemäß
erreichbare Zunahme der Empfindlichkeit durch Bearbeiti
möglich.
möglich.
Bearbeitung, die ein kurzes Jlrwärmen bis 170 C umfaßt, nicht
In der US-Patentschrift Nr. 3 275 443 (deutschen Patentschrift
Nr. 1 283 092) wird die Wirkung der Verwendung von bestimmten Triarylverbindungen als Mittel zur Eliminierung des Schleiers
bei der Erwärmung stufe beschrieben, wobei N-Vinyl-Verbindungen
der in Tabelle P. der vorliegenden .Anmeldung beschriebenen Art
als Hauptfarbbildner verwendet v/erden. Diese Verbindungen können anstelle von Triphenylstibin verwendet v/erden, das beispielsweise
in den obigen Beispielen gebraucht wurde.
Bei Prüfung dieser vier Verfahren nach dem Stand der Technik kann festgestellt werden, daß - obgleich die Anfangsbelichtung
in der Ilc.hrzahl der Fälle mit Strahlen im ultravioletten Bereich
durchgeführt wird - die Belichtungen mit Wellenlängen nach den Stand der Technik in etwa mit der vorliegenden Erfindung
vergleichbar sind. Sie ergeben aber ein negativ-arbeitendes und kein positiv-arbeitendes System. In einem Falle, bei dein ein
positiv-arbeitendes SVstem erhalten wird, wird die Belichtung
mit Strahlen in extrem weiten ultravioletten Bereich mit Wellenlängen,
die viel kürzer sind, als die erfindungsgemäß bevorzugten und die entwicklung durch ultraviolette Strahlen und
nicht durch den Gebrauch von sichtbarem Licht gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgenommen.
In der US-Patentschrift Nr. 3 374 094 (deutschen Patentschrift Kr. 1 522 433) werden farbbildende Systeme auf der Grundlage
von N-Viiryl-Yerbindungen und Halogenr.iethanverbindungcn beschrieben,
bei denen derartige farbbildende Systeme als hydrophobe Tröpfchen in einen hydrophilen Träger dispergiert sind, und
die Belichtungen werden durch ein Negativ über eine längere Zeit durchgeführt und dann mit einer Infrarotlampe fixiert.
109841/1651
t^O OfiiGlNAl
Dieses System ist negativ-arbeitend, photographisch wenig empfindlich und eine positive Arbeitsweise wird nicht beschrieben.
Auch hier wurden die ungewöhnlichen Vorteile des Polyvinylcarbazol und dessen verv/andten Verbindungen als Bindemittel
nicht erkannt. '
In der US-Patentschrift Nr. 3 4?6 562 (deutsche Patentschrift
Nr. 1 522 483) wird eine Emulsionstechnik auf der Grundlage von Gelatine oder wasserlöslichen oder wasserdispersierbaren
Bindemitteln als Grundgefüge angewendet. Wiederum wurden die.
ungewöhnlichen Eigenschaften von Polyvinylcarbazol und dessen verv/andten Verbindungen als Bindemittel zur Entwicklung von
hoher Empfindlichkeit in diesen Systemen nicht erkannt. Die Belichtungsstufen und Wellenlängen für die verschiedene Positiv-
Positiv- "tfiedergabe und Negativ-Positiv-Wiederga.be, wie sie
hier beschrieben wird, sind grundätzlich von den erfindungsgemäßen
verschieden. Beispielsweise wird in Spalte S der genannten US-Patentschrift angegeben, daß man eine positive Wiedergabe
bei der ersten Belichtung mit sichtbarem Licht gefolgt von einer zweiten Belichtung mit ultraviolettem Licht und einer Erwärmung
auf 70 C während 10 Sekunden erhält. Bei einer Abänderung der Bearbeitung belichtete man zuerst mit ultravioletten
Licht, dann folgte eine Erwärmung und eine erneute Belichtung mit demselben ultravioletten Licht und eine zweite Erwärmung,
v/ob ei ein positives System erhalten wird. In Beispiel 3 dieser Patentschrift wird der Nachweis versucht, daß dieselbe Lichtquelle
sowohl zur bildweisen als auch zur Belichtung über den gesamten Bereich (Bildfläche) zur Herstellung eines positiven
Bildes verwendet v/erden kann. Vorstehend wurde nachgewiesen, ■ daß viel bessere Ergebnisse erhalten v/erden, indem erfindungsgemäß
besondere Aufmerksamkeit den relativen Wellenlängen bei der Belichtung im Hinblick auf den angenommenen Chemismus geschenkt
wird, der als Funktion der verschiedenen anv/esenden
Bestandteile v/irksam ist, wobei dieser Chemismus offensichtlich
durch die Verwendung eines Polyvinylcarbazol-Bindemittels unterschiedlich
ist und nicht durch den Typ eines dispersationsfähigen Bindemittels v/ie es in der obengenannten US-Patentschrift
109841/1651 bad original
beschrieben wird. In Beispiel 4-3, Spalte 49 dieser Patentschrift
werden Belichtungen zuerst mit sichtbarem Licht, dann Belichtung über den gesamten Bereich mit Rotlicht vorgenommen,
damit man ein positives Bild erhält. In keinem Falle wird dieselbe Folge von Belichtungs- und Entwicklungsstufe oder derselbe
Wellenlängenbereich, wie er in der genannten US-Patentschrift beschrieben wird, bei der vorliegenden Erfindung angewendet.
JIs wurde nachgewiesen, daß die photographische ZDmp- .
findlichkeit, die erfindungsgemäß erhalten werden kann, viel
größer als diejenige nach dem Stand der Technik ist.
1*1841/1611
Claims (16)
- Ί , Photoempfind.liches Material, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens ein N-Vinylmonomeres und. wenigstens eine orgo.--nische Halogenverbindung, in der wenigstens drei Kc.logenatome mit Ausnahme von Fluor an ein einziges Kohlenstoffatom gebunden sind, umfaßt, wobei das Honoriere \md. die Ilslogenverbindung in einer Polyvinylcerbazolverbindung oder verwandten Verbindung als Bindemittel dispergäort sind.
- 2. Photoempfindliches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als U-Vinylnononieres ii-Yin^rlcorbazol enthalt.
- 3. Photoempfindliches Material nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß es als organische Halogenverröiiäung· ein': solche der allgemeinen Formel A-C-Z7, in der L VJasserstoff, Chlor, Brom, Jod, Alkyl, substituiertes Al1ZvI, Aryl oder Aroyl und X ein Halogenation bedeutet, vorzugsv/ciso Jodo:Cor;j. enthält.
- 4. Phatoempfindliches Material nach Anspruch- 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß' es zusätzlich eine substituierte Phenolverbindung, vorzugsweise 2f6~'Di~teTt-hwcyl-ri-':"cr,r,ol, 2,6-Di-tert-butyl-p-phcnol oder 2,2-]iethylen-bis (4-j ^t.hyl-tertbut.yl-phenol) enthält.
- 5. Photoenpfindliches Material nach Ans'oruch 1--.-, de durch gc- »kennzeichnet, dafi es zusätzlich eine Polyacenvurbindung, einen Ausbleichfarbstoff und/oder eine Färbstoffbase enthält.
- 6. Photoe-iip--.ii:dliches i'iaterial nr-cli Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß es als rJ-Vinylnonor-ieres ?-Vi-iylcarba:io"i uiifl \ff-}riip,'otens eine verwandte Verbindung von dioden entl-'Jv-
- 7. Hiotoempfindliches I-'aterial ηε ch Anspruch 6, diui.ui*c!i rrc.·':-. ΐ^·-- zn Lehnet, daß es al;; verwandte /ernindi.in.--V der. 9--1Zi-IyXo";.'!- .>.■'1 O 9 8 A 1 / I b 5 1BAD9-(Beta-chloräthyl)-3-(p-hydroxanilino)-earbazol, 3-(2-Fydroxy-1 -naphthylczo) ~9-"irinylcarbazol> 3-(9'-Xr-nthyl ^-^-vinylcarbazol, 9-Vinyl-(2' ,3' : 3,4)-naphthocarbazol, 9-Vinyl-3-(p-l'iydroxyanilino )~carbazol, 3- Indol-phenol-9^rinylcarbazol oder 3-lndol-phenol-ar:o-9-vinylcarb'°zol enthält.
- 8. Photoempfindliches Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dal? es !!-Vinylcarbazol und dessen verwandte Verbindungen) in etwa gleichen Mengen enthält.
- 9. Photoer.ipfinalich.es Material nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß es Polyvinylcarbazol nit einer Holekühlz a hl über etv;a 500 enthält.
- 10. Photocnpfindliches Material nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, acZ es in Fora einer dünnen Schicht auf einer, lichtdurchlüssiren Träger vorliegt.
- 11. Verfahren zur /i-rneunun^ eines sichtbaren Jiildes unter Verwendung des photoc-npfindlichen Katericls nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß nan das Krterial mit ultra\rioletter Strahlung bildveise belichtet und dadurch eir. latentes Bild erzcu""': u. das belichtete Katerial in Dunkler, auf eine Ter.peratur :--.v;isehen et\,ra 1AO und. Ί70 C erhitzt.
- 12. VerfoiiT'cn nc.cn .".nspruch 11, dadurch gelvennzeichnet, daß das ( photcer.iOiiMc.lichc Material nach der "Cr^varMungsstufe auf Zim·- merte:.i;"!P.ratur aegciiühlt v;ird und einer Belichtung mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge von 3 SOO bis 4 500 £ über die gesamte Bildfläche untervorfeii v/ird.
- 13. Verfaliren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dai3 das photoer.ipfindliche Material nach der Belichtung mit sichxbarera Licht v;iederun auf etwa 150 C erhitzt wird, un die Farben in c.en bildfreien Teilen des Materials dunkler zu > machen.10 98 41/16 51 ΒΛ0 CRlGIMAL
- 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das photoempfindliche Material nach der bildweisen Belichtung mit -ultravioletten Strahlen und vor der Erwärmungsstufe einer Belichtung mit sichtbarem Licht einer· "Wellenlänge von etwa 4 000 bis 6 000 £ unterworfen wird, wonach es zur Fixierung kurz auf eine Temperatur zwischen etwa 140 und 1700C erhitzt wird. ·
- 15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das photoempfindliche Material nach der bildweisen Belichtung mit ultravioletten Strahlen einer Belichtung mit sichtbarem• · Licht der Wellenlänge von etwa 3 800 bis 4 500 £ über die gesamte Bildfläche unterworfen wird.
- 16. Verfahren zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes unter Verwendung -des photoempfindlichen Materials nach Anspruch 1-10,.dadurch gekennzeichnet, daß das photoempfindliche Material bildweise mit sichtbarem Licht belichtet, danach zur Entwicklung, eines Bildes kurze Zeit erhitzt oder einer Bestrahlung mit Infrarotstrahlen oder rotem Licht unterworfen wird," worauf man das photoempfindliche Material zur Fixierung des Bildes einer Belichtung mit ultravioletten Strahlen unter-- wirft. .1098 Al/1651
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2005270A | 1970-03-16 | 1970-03-16 | |
US2855870A | 1970-04-14 | 1970-04-14 | |
US2854870A | 1970-04-14 | 1970-04-14 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2112416A1 true DE2112416A1 (de) | 1971-10-07 |
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Cited By (3)
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WO2016147989A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、パターン形成方法、及び、化合物又は樹脂の精製方法 |
JP6028959B1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-11-24 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、樹脂、リソグラフィー用下層膜形成材料、リソグラフィー用下層膜形成用組成物、リソグラフィー用下層膜、パターン形成方法、及び、化合物又は樹脂の精製方法 |
US10577323B2 (en) | 2015-03-13 | 2020-03-03 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Compound, resin, material for forming underlayer film for lithography, composition for forming underlayer film for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method, and method for purifying compound or resin |
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