DE2133515C3 - - Google Patents

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DE2133515C3
DE2133515C3 DE19712133515 DE2133515A DE2133515C3 DE 2133515 C3 DE2133515 C3 DE 2133515C3 DE 19712133515 DE19712133515 DE 19712133515 DE 2133515 A DE2133515 A DE 2133515A DE 2133515 C3 DE2133515 C3 DE 2133515C3
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Description

C=CH-(CH = CH)n
(CH = CHL-CH=C
ist, worin Ri für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff steht, R2 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff, Rj für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Chlor oder Methoxy, R-t und Rs jeweils für Wasserstoff, Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl steht oder daß Ra und Rs zusammen einen Ring bilden können mit den zusätzlichen Einheiten
-CH2-CH2-,
-CH2-CH2-CH2- oder
-CH2-CH2-CH2-CH2-
und π 0 oder 1 bedeutet.
2. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hexaarylbiimidazol maximal im 255- bis 275-n^-Bereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums absorbiert und das Keton im wesentlichen im 300- bis
3. Lichtempfindliches Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich als Farbbildner einen Leukofarbstoff (C) enthält, der über Triarylimidazolylradikale zu einem Farbstoff oxydierbar ist.
4. Lichtempfindliches Geniisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine äthylenisch ungesättigte, additionspolymerisierbare Verbindung enthält.
5. Lichtempfindliches Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein fotooxydierbares Aniin enthält.
6. Lichtempfindliches Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Kettenübertragungsmittel enthält
7. Verwendung des auf einem Schichtträger aufgebrachten lichtempfindlichen Gemisches entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Verfahren zur Herstellung von Bildern.
8. Verwendung des auf einem Schichtträger aufgebrachten lichtempfindlichen Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für ein Verfahren zur Herstellung einer gefärbten, fotopolymerisierten Schicht.
Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Gemisch das folgende Bestandteile enthält
A) ein Hexaarylbiimidazol, dessen hauptsächliche Lichtabsorptionsbanden im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Strahlungs-Spektrum liegen und
B) ein p-Aminophenylketon.
Hexaarylbiimidazole dissoziieren be: Einwirkung von Ultraviolettlicht unter Bildung von stabilen, farbigen Triarylimidazolylradikalen, die sich, wie in der britischen Patentschrift 9 97 396 beschrieben, als Lichtfilter eignen. Diese Dissoziation ist vorteilhaft in Hexaarylbiimidazol-Leukofarbstoff-Gemiscben, da das in der oben beschriebenen Weise gebildete Triarylimidazolylradikal die Leukoform des Farbstoffs zur gefärbten Form oxydiert, so daß Farbbilder erhalten werden. Damit werden die fotoaktivierbaren Gemische wertvoll für die Bilderzeugung, wie in der USA.-Patentschrift 34 45 234 beschrieben.
Die Hexaarylbiimidazole absorbieren im allgemeinen weitgehend und maximal bei Ultraviolettwellenlängen unter 300 πιμ und in einem geringeren Maße bei Wellenlängen bis 430 πιμ. Während somit Hexaarylbiimidazole enthaltende Gemische gegenüber Strahlung über praktisch den gesamten Ultraviolettbereich empfindlich sind, reagieren sie am empfindlichsten auf Strahlung, die dem Bereich maximaler Absorption entspricht oder diesen Bereich wesentlich überschneidet. Es ist nicht immer zweckmäßig, mit diesem vollen Bereich zu belichten. Beispielsweise ist es bei gewissen Bilderzeugungsverfahren erwünscht, das bilderzeugende Gemisch auf Basis des lichtempfindlichen Hexaarylbiimidazol-Leukofarbstoffes mit einem transparenten Film zu bedecken. Gewisse, an sich geeignete Filmmaterialien, z. B. solche aus Polyr-tern, sind unter 300 πιμ nicht durchlässig und verhindern somit, daß aktivierende Strahlung mit einer solchen kurzen Wellenlänge da:, Biimidazol erreicht, wodurch der Wirkungsgrad entsprechend verschlechtert wird.
Ferner emittieren viele handelsübliche technisch wichtige Ultravioiettiicntqueiien, z. B. Kathodenstrahlröhren, die in großem Umfang in Bilderzeugungsvorrichtungen verwendet werden, die elektrische Energie in Lichtenergie umwandeln und dieses Licht als Bilder auf lichtempfindliche Oberflächen (Platten, Papier, Filme) übertragen, hauptsächlich in der Nähe des Ultraviolettbereichs und darüber. Dies ist teilweise bedingt durch Begrenzungen in den verfügbaren Leuchtstoffen und teilweise durch das Herausfiltern der Strahlung unter 300 πιμ durch die faseroptische Frontplatte. Die Bilderzeugung mit solchen Strahiungsquellen ist somit nicht völlig befriedigend in bezug auf die Aufnahmegeschwindigkeit und die optischen Dichten, die mit den Hexaarylbiimidazol-Leukofarbstoff-Systemen ihrer Art nach möglich sind.
Mit zunehmenden Anteilen an sichtbaren Komponen-
ten in der aktivierenden Strahlung oder durch das Herausfiltern von Komponenten, die dichter am Ultraviole.ttbereich liegen, wird die Aktivierung des Hexaarylbiimidazols weniger wirksam in bezug auf die ausgenutzte Menge der Energie.
Die USA.-Patentschrift 34 79 186 beschreibt fotopolymerisierbare Massen, die ein Monomeres, ein freie Radikale bildendes Mittel, z. B. einen Triphenylamin-Leukofarbstoff, und ein Hexaarylbiimidazol enthalten. Ferner können die fotopolymerisierbaren Massen wahlweise einen Energieübertragungsfarbstoff, z.B. Erythrosin (C. I. Acid Red 51), Bengal Rosa (C. I. Acid Red 94), Eosin Y (C. 1. Acid Red 87) oder Phloxin B (C. I. Acid Red 92) enthalten. Diese Farbstoffe erweitern die Empfindlichkeit des Dreikomponentensystems in den sichtbaren Spektralbereich hinein und steigern ferner die Polymerisationsgeschwindigkeit. Das erhaltene Vierkomponentensystem kann die Polymerisation nur durch Einwirkung von sichtbarem Licht auslösen. Es ist stabil und verliert während der Alterung nicht seine Empfindlichkeit. Im Vierkomponentensystem löst die Energieabsorption durch den Farbstoff die gleiche Reaktion aus der Lophindimerkombination aus wie die direkte Bestrahlung des Lophindimeren im Dreikomponentensystem.
Die DT-PS 8 10458 beschreibt ein Verfahren zum Sensibilisieren fotografischer Emulsionen, die außer einem Mono- oder Polymethinfarbstoff noch Verbindungen spezieller Fon..ulierung, u. a. kettenverlängerte p-Aminoketone, enthalten. Nach dem im Zusatzverhältnis zur vorstehenden Patentschrift steh .iden DT-PS 8 72 912 sollen die Verbindungen statt ünes isocyclischen Ringes einen heterocyclischen Ring, aufweisen. Aus der US-PS 28 60 983 sind gleichfalls sensibilisierende Kombinationen eines Polymethinfarbstoffs bestimmter Zusammensetzung mit mindestens einer kettenverlängerten Ketonverbindung bekannt; in der US-PS 28 60984 ist die artmäßig gleiche Kombination beansprucht, wobei aber der Polymethinfarbstoff einer etwas abgeänderten Formulierung entsprechen soll. Der FR-PS 14 81818 ist zu entnehmen, daß in fotopolymerisierbaren Schichten oftmals Sensibilisatoren eingesetzt werden, die sich auch in der Silberhalogenidfotografie als brauchbar erwiesen haben. Nach dieser Patentschrift sollen in der fotopolymerisierbaren Schicht ein ungesättigtes Monomeres und ein freie Radikale lieferndes Fotoinitiatorsystem vorliegen, wobei in einer dispergierten Phase ein Teil eines Standard-Farbstoffsystems enthalten sein soll, das für sich allein nicht zur Farbbildung befähigt ist. Aus der DT-AS 13 00 013 sind keine äthylenisch ungesättigten Verbindungen enthaltende, lichtempfindliche Gemische mit einer Leukoverbindung eines Farbstoffs bekannt, die ein Bisimidazolylderivat enthalten, wobei letzteres in 2,4,5- oder 2',4',5'-Stellung durch gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls inert substituierte, aromatische oder heterocyclische Ringe substituiert ist. Inhalt der US-PS 33 90 994 ist ein Gemisch eines sauren Salzer
ίο von Aminotriarylmethan mit einem Hexaarylbiimidazol, einem Redoxkuppler aus Pyrenchinon oder Phenanthrenchinon und einem niederen Alkylester der Nitrilotriessigsäure oder Nitnlotripropionsäure. Dieses Gemiich, das bei Bestrahlung mit einer ausgesuchten Wellenlänge eine lebhafte Farbe ausbMdet, wird dieser Strahlung gegenüber schnell intensiviert, wenn man es mit Licht einer anderen Wellenlänge belichtet.
In der französischen Offenlegungsschrift 20 09 255 (vgl. auch die belgische Patentschrift 7 33 543) sind fotopolymerisierbar Gemische beschrieben, bestehend aus a) mindestens einer nichtgasförmigen, äthylenisch ungesättigten Verbindung, die zur durch freie Radikale eingeleiteten Additionspolymerisation befähigt ist, b) mindestens einem Dimeren des 2,4,5-Triarylimidazols, bei dem zwei Lophinradikale durch eine einfache Kovalenzbindung miteinar< ier verbunden sind, und c) mindestens einem p-Aminophenylketon. Im Rahmen dieser Gemische erweitern die Ketonsensibilisatoren die Spektralempfindlichkeit von Hexaarylbiimidazol in
den sichtbaren Bereich des Spektrums, wobei aber diese Empfindlichkeit nur in einem verhältnismäßig kleinen Teil des einen Endes des sichtbaren Bereichs liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spektralempfindlichkeit von Inhiatorsystemen aus He-
xaarylbumidazolen und p-Aminophenylketonen in lichtempfindlichen Gemischen in einem erheblichen Umfang in Richtung längerer Wellenlängen des sichtbaren Spektrums zu erhöhen durch Auffindung neuer und wirksamerer Aktivatoren für Hexaarylbiirnidazole.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem lichtempfindlichen Gemisch, das folgende Bestandteile enthält:
A) Ein Hexaarylbiimidazol, dessen hauptsächliche Lichtabsorptionsbanden im ultravioletten Bereich
des elektromagnetischen Strahlungsspektrums liegen, und
B) ein p-Aminophenylketon.
Kennzeichnend ist, daß das Keton B) ein Bis-(p-aminophenyl-«,j?-ungesättigtes) Keton der Formei
(CH = CH)11-CH=C
ist, worin Ri für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff steht, R2 für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff, R3 für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Chlor oder Methoxy, R4 und Rs jeweils für Wasserstoff, Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl steht oder das R4 und Rs zusammen einen Ring bilden können mit den zusätzlichen Einheiten
-CH2-CH2-,
-CHz-CH^-CH2- oder -CH2-CH2-CH2-CH2-
und π 0 oder 1 bedeutet.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung liegt im
Gemisch ein Leukofarbstoff (C) vor, der durch vorhandene Triarylimidazolylradikale zu einem Farbstoff oxydierbar ist.
Eine weitere Ausbildungsform der Erfindung umfaßt ein fotopolymerisierbares Gemisch, das die vorstehend genannten Bestandteile A und B und zusätzlich eine additionspolymerisierbare, äthylenisch ungesättigte Verbindung (D) enthält. Vorzugsweise liegt in diesem fotopolymerisierbaren Gemisch außerdem ein fotooxydierbares Amin (E) vor, das die obengenannte Komponente (C) sein kann. Zweckmäßig enthält das fotopolymerisierbare Gemisch noch ein Kettenübertragungsmittel.
Der Erfindung liegt die übrrraschenni; t-'eststellung zugrunde, daß ein «,^-ungesättigtes .<Cr*on der obengenannten Art, das Licht bei giöiWe!-. Wellenlängen als die Hexaarylbiimidazole abs« r iert, diese absorbierte, langweilige Lichtenergi17 im die Hexaarylbiimidazole übertragen kann. Das he^ ? das «,^-ungesättigte Keton kann das Hexaarylbiimidazol sensibilisieren und es auf diese Weise in das Triarylimidazolylradikal umwandeln. Dadurch, daß es d'> "pektralempfinc.ichkeit der Hexaarylbiimidazole auf Wellenlängen, die sie normalerweise nicht oder nur schwach absorbieren, erweitert, steigert das %/?-ungesättigte Keton wesentlich ihren Nutzen ah Lichtfilter, Fotooxydantien und Fotopolymerisationsinitiatoren.
Der Sensibilisierungsmechanismus ist nicht mit Sicherheit bekannt, jedoch wird angenommen, daß bei Bestrahlung der Gemische gemäß der Erfindung mit langwelligem Licht das «,^-ungesättigte Keton das Licht absorbiert und zu wenigstens einem erregten Energieübertragungszustand aktiviert wird. In diesem aktivierten Zustand überträgt es absorbierte Energie auf das Hexaarylbiimidazol, z. B. durch Kollision oder Resonanzwechselwirkung, und kehrt zum Grundzustand zurück, wobei es erneut für die Aktivierung verfügbir wird. Das auf diese Weise aktivierte Hexaarylbiimidazol dissoziiert zu Imidazolylradikalen.
Das anschließende Schicksal der von Natur aus gefärbten und energiereichen Imidazolylradikale und ihre Verwendung gemäß den verschiedenen Ausführungsfonnen der Erfindung hängt von der praktischen Abwesenheit oder Anwesenheit anderer Substanzen ab, die mit den Radikalen reaktionsfähig sind. Beispielsweise werden zur Herstellung von Lichtfiltern bzw. Lichtschutzscheiben, die Massen auf Basis des Hexaarylbiimidazols und des «,/^-ungesättigten Ketons erhalten, im allgemeinen Komponenten, wie Lösungsmittel und Bindemittel, verwendet, die in der britischen Patentschrift 9 97 396 beschrieben werden und gegenüber der Oxydation durch die Imidazolylradikale im wesentlichen inert, d. h. beständig sind.
Bei einer solchen Ausführungsform macht sich üer Prozeß als Farbänderung bemerkbar, die der Bildung
το des von Natur aus gefärbten Triarylimidazolylradikals (L-) zuzuschreiben ist. Wenn die Lichtquelle entfernt wird, verblaßt die Farbe während der Dimerisierung der Radikale unter Rückbildung von Hexaarylbiimidazol (LL) wie folgt:
2L- - 'LL
Die Imidazolylradikale sind wertvolle Oxydationsmittel, wie die folgende Gleichung schematisch zeigt:
2L- +DH+H' —-2LH +D" (2|
Hierin ist DH beispielsweise eine oxydierbare Substanz, z. B. ein Leukofarbstoff, D + das Oxydationsprodukt (Farbstoff) und LH das Reduktionsprodukt (Triarylimidazol).
Die Kombination von Hexaarylbiimidazol und a,j3-ungesättigtem Keton sind somit besonders wertvoll und vorteilhaft als auf sichtbares Licht ansprechende Fotooxydantien für die verschiedensten Verbindungen einschließlich der Leukofarbstoffe, und die Kombinationen Hexaarylbiimidazol/a^-ungesättigtes Keton/Leukofarbstoff stellen die Grundbestandteile der auf sichtbares Licht ansprechenden Bilderzeugungssysteme dar. Hierauf wird nachstehend ausführlicher eingegangen.
Die Kombinationen Hexaarylbiimidazol/«,J?-ungesättigtes Keton sind ferner wertvoll und vorteilhaft als Fotopolymerisationsinitiatoren, insbesondere in Kombinationen mit einem fotooxydierbaren Amin.
Das sensibilisierende oc,ß-ungesättigte Keton
Für die Zwecke der Erfindung kommen allgemein die oben genannten Sensibilisatoren in Frage. Bevorzugt werden sensibilisierende Ketone der allgemeinen Formel
R"
(R')j -N^O J)-(CH=CHj11 - CH - C C=CH-(CH=CH)B-< O >—N—(R'),
Hierin steht η für 0 oder 1, m für 2 oder 3, R' für CHj oder C2H5 und R" für H oder CHj.
Vorzugsweise werden «,/^-ungesättigte Ketone verwendet, die im Absorptionsbereich von 300 bis 600 πιμ, vorzugsweise 400 bis 510 ηιμ, wesentlich absorbieren, wobei ein Bereich von 430 bis 505 ιημ besonders bevorzugt wird. Der molare Extinktionskoeffiztent (molares Absorptionsvermögen) des «^-ungesättigten Ketons bei der für die Sensibilisierung gewählten Wellenlänge ist vorzugsweise größer als der des Hexaarylbiimidazols und möglichst hoch, z. B. wenigstens 5000, Vorzug .. eise wenigstens 10 000. Der höhere Extinktionskoeffizient wird bevorzugt, da mehr absorbierte Energie für die Übertragung auf das Hexaarylbiimidazol uei den höheren Extinktionskoeffizienten verfügbar ist.
Die in Kombination mit dem Hexaarylbiimidazol verwendete Menge des ^-ungesättigten Ketons variiert in Abhängigkeit von seinem jeweiligen molaren Extinktionskoeffizienten, seiner Wirksamkeit in bezug auf Übertragung der absorbierten Energie auf das Hexaarylbiimidazol und vom gewünschten Effekt. Mit anderen Worten, es ist in normalen sensibilisierenden Mengen vorhanden. Diese Mengen können so ermittelt werden, daß die optische Dichte (direkt proportional dem Produkt des Extinktionskoeffizienten und der
Konzentration) des Sensibilisators größer ist als die des Hexaarylbiimidazols bei einer oder mehreren Wellenlängen innerhalb des gewählten Belichtungsbereichs. Zwar kann das Hexaarylbiimidazol selbst bei solchen Wellenlängen in gewissem Umfange absorbieren, jedoch bewirkt das «.^-ungesättigte Keton eine erhebliche und bedeutende Steigerung der Gesamtabsorption brauchbaren Lichts durch das Gemisch während der Belichtung für den beabsichtigten Zweck. Im allgemeinen liegt die tatsächlich verwendete Menge des sensibilisierenden •x.ß-ungesättigten Ketons im Bereich von etwa 0.001 bis J Mol pro Mol Hexaarylbiimidazol. vorzugsweise zwischen etwa 0.01 und 0.5 Mol pro MoI Hexaarylbiimidazol.
Besonders bevorzugt als sensibilisierer-de Bis-(p-aminophenvi-Tcß-ungesättigte) Ketone sind die der Formeln 1 bis VIII sowie Ketone der Formel
(R ι \ 'y ( Il ( C ( (H G MR Κ W R'
Hierin haben R'. R4 und R' die obengenannten Bedeutungen. Ein Beispiel solcher Verbindungen ist 1.3- Bis(p-dimethylaminobenzyliden)aceton.
Diese sensibilisierenden Ketene werden durch eine mit einer Säure oder Base katalysierte Biskondensationsreaktion von 2 Mol des entsprechenden Dialkylaminobenzaldehyds oder Zimtaldehyds mit 1 Mol eines Keton wie Cyclopentanon, Cyclohexanon, Aceton usw. hergestellt. Bevorzugt als Reaklionsteilnehmer für diese Kondensationsreaktion werden die Verbindungen, die in Chem. Zent, 19081. S. 637 bis 639 beschrieben sind. Die anderen Cycloalkanonderivate lassen sich leicht durch vergleichbare Synthesen herstellen. Michlers Keton-Vinyloge werden in den USA.-Patentschriften 32 57 202, 32 65 497,28 60 983 und 28 60 984 beschrieben.
Die Hexaarylbiimidazole
Dies sind 2.2'.4.4\53'-Hexaarylbiimidazole, zuweilen als 2,45-TriarylimidazolyIdimere bezeichnet, die zu den entsprechenden Triarylimidazolylradikalen dissoziierbar sind. Diese Hexaarylbiimidazole absorbieren maximal im Bereich von 255 bis 275 Γημ und zeigen gewöhnlich eine wenn auch geringere Absorption im Bereich von 300 bis 375 mu- Zwar pflegen die Absorptionsbanden bis in Wellenlängen von etwa 430 πιμ auszulaufen, jedoch erfordern sie normalerweise zu ihrer Dissoziation Licht, das an Wellenlängen im Bereich von 255 bis 375 πιμ reich ist
Die Hexaarylbiimidazole können durch die folgende Formel dargestellt werden:
DB
i i Y
N
/
N Λ
/
/
I
Λ
worin A, B und D gleiche oder verschiedene, carbocyclische oder heterocyclische Arylreste sind, die unsubstituierl sind oder Substituenten enthalten, die die Dissoziation des Hexaarylbiimidazols zum Triarylimidazolylradikal oder die Oxydation des Leukofarbstoffs nicht stören, feder gestrichelte Kreis steht für vier delokalisierte Elektronen (d. h. zwei konjugierte Doppelbindungen), die die Valenzen der Kohlenstoff- und Stickstoffatome des Imidazolringes absättigen. Die Arylreste Bund D können beide 0 bis 3 Substituenten enthalten, und die Arylreste A' können 0 bis 4 Substituenten ;tragen. Weitere Einzelheiten über die
ίο Substituenten und Herstellungsverfahren- sind'der britischen Patentschrift 9 97 396. der USA.-Patent schrift 3445234 und der Arbeit Hayashi u. a, »Bull.Chem.
Soc«, Japan, 33.565 (I960) zu entnehmen.
Die Hexaarylbiimidazole werden zweckmäßig nach bekannten Verfahren hergestellt, z.B. nach den Verfahren, die in der britischen Patentschrift 9 97 396, von Hayashi und Mitarbeitern in »BulL Chem. Soc Japan«. 33. 565 (1960) und in der USA.-Patentschrift 3445 234 beschrieben werden. Bei dem bevorzugten
ίο Verfahren, bei dem eine oxydative Dimerisierung des entsprechenden Triarylimidazols mit Ferricyanid in Alkali vorgenommen wird, werden im allgemeinen die 1 ^'-Hexaarylbiimidazole erhalten, jedoch fallen zuweilen auch andere Isomere, z. B. die 1.1-, 1.4'-. 22'-. 2,4'- und 4,4'-Hexaarylbimidazole in Mischung mit dem 1 ^'-Isomerer, in. Für die Zwecke der Erfindung ist es unwesentlich, welches Isomere verwendet wird, solange es in der oben beschriebenen Weise zum Triarylimidazolylradikal fotodissoziierbar isL
Der wahlweise verwendete Leukofarbstoff
Ein Leukofarbstoff bildet zusammen mit dem Hexaarylbiimidazol und dem «^-ungesättigten Keton eine Ausführungsform gemäß der Erfindung. Mit dem Ausdruck »Leukofarbstoff« ist eine farblose (d. h. die reduzierte) Form einer Farbstoffverbindung gemeint, die durch das Triarylimidazolylradial zu ihrer gefärbten Form oxydiert werden kann.
Leukofarbstoffe. die durch die aus den Produkten 4P gemäß der Erfindung gebildeten Triarylimidazolylradikalen zur gefärbten Form oxydiert werden können, sind beispielsweise
Aminotriaryimethane, Aminoxanthene,
Aminothioxanthene, Amino-9,1O-dihydroacridine. Aminophenoxazine, Aminophenothiazine,
Aminodihydrophenazine.Aminodiphenylmethane, Leukoindamine, Aminohydrozimtsäuren
(Cyanäthane, Leukomethine), Hydrazine,
Leukoindigofarbstoffe,
_ _Arnino-2T3-dihydroanthrachinone,
Tetrahalogen-p.p'-biphenole,
2(p-Hydroxyphenyl)-4,5-diphenyl!m!dazo!e und
Phenyläthylaniline.
Diese Klassen von Leukofarbstoffen werden insbesondere in den USA.-Patentschriften 34 45234, 34 23 427, 34 49 37Ö, 33 95 018 und 33 90 997 beschrieben.
Bevorzugt als Leukofarbstoffe werden die Aminotriaryimethane. Vorzugsweise werden Aminotriarylmethane verwendet, in denen wenigstens zwei Arylreste Phenylreste sind, die a) einen RiR2N-Substituenten in p-Stellung zur Bindung zum Methankohlenstoffatom enthalten, wobei Ri und Rz jeweils Wasserstoffatome, Ci-Cio-Alkylreste. 2-Hydroxyäthylreste. 2-Cyanäthylreste. Benzyl- oder Phenylreste sind, und b) in o-Stellung zur Bindung zum Methankohlenstoffatom einen niederen Alkylrest. einen niederen Alkoxyrest,ein Fluorsiom. Chloratom. Bromatom oder einen Butadienylenrest
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enthalten, der, wenn er an den Phenylrcst gebunden ist, einen Naphthalinring bildet, während ocr dritte Arylrest. wenn er von den ersten beiden Arylresten verschieden ist, ein
Thienylrest, Furylrest,Oxazylylrest, Pyridylrest, Thiazlylrest, (ndolylrcst, !ndolinylrest, BenzoxyazolyJrcst, Chinolylrest, Benzlbiuzolylrest. Phenylrest, Naphthylfest
ist, wobei diese Reste mil
niederen Alfcylresten, niederen Alkoxyresten. Methylendioxyresten, Fluoratornen, Chloratomen, Bromatomen, Aminogruppen, niederen Alkylaminogruppen, niederen
Dialkylaminogruppen, niederen Alkylthiogruppen, Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Carbonamidogruppen, niederen Carbalkoxyresten, niederen Alkylsulfonylgruppen, niederen Alkylsufonamidogruppen,
Cb-Cio-Arylsulfonamidgruppen, Nitrogruppen oder Benzylthioresten
substituiert sein können. Vorzugsweise ist der dritte Arylrest mit den ersten beiden Arylresten identisch.
Spezielle Beispiele geeigneter Aminotriarylmethanc sind:
Für die Herstellung von Aufzeichnungsmatetialien wird mit Hilfe dieser Lösungsmittel eine dünnflüssige Lösung für einen einfachen Auftrag des lichtempfindli chen Gemisches auf Schichtträger erhalten. Um das fertige beschichtete Material zu erhalten, wird das Losungsmittel normalerweise entfernt, z.B. durch Abdampfen, Es ist häufig vorteilhaft, einen geringen Losungsmiftelrest in dem getrockneten Material zu belassen, so daß der gewünschte Grad der Bilderzeugung bei der späteren Belichtung erzielt werden kann. Durch gewöhnliches Trocknen, wie es beispielsweise bei der Papierherstellung oder beim Gießen von co!ien üblich ist, wird eine so große Menge des Lösungsmittels zurückgehalten, daß eine Schicht mit guter Lichtempfindlichkeit gebildet wird. Die in dieser Weise gebildeten Aufzeichnungsmaterialien sind berührungstrocken und bei Raumtemperatur lagerbeständig. Von vielen lichtempfindlichen Gemischen wird sogar die Luftfeuchtigkeit absorbiert, insbesondere von solchen, die ein Sauresalz einer Amino-Ieukoform eines Farbstoffs auf einem Schichtträger auf Cellulosebasis enthalten.
Hierbei dient die Feuchtigkeit als geeignetes Lösungsmittel.
Tris(p-diäthylaminopheny!)methan,
Tris(4-diäthylamino-o-tolyl)methan.
Bis(4-diäthylamino-o-toIylXp-benzyl-
thiophenyljmethan.
,Bis(4-diäthylamino-o-tolylX2,4-dimeth-
oxyphenyl)methan,
Bis(4-diäthylamino-o-toIylXp-chlor-
phenyl)methan.
Herstellung der erfindungsgemäßen Gemische Das Hexaarylbiimidazol und das sensibilisierende «^-ungesättigte Keton werden zweckmäßig in ein gemeinsames inertes Lösungsmittel in den obengenannten Mengenverhältnissen und in solchen Mengen gegeben, daß wenigstens etwa 03 Gewichtsprozent des Hexaarylbiimidazols vorhanden sind. Zur Bildung farbbildender oder bilderzeugender Massen gibt man einen oder mehrere Leukofarbstoffe gewöhnlich in solchen Mengen zu. daß 0,1 bis 10 MoI, vorzugsweise 0,5 bis 2 Mol, insbesondere 1 Mol Leukofarbstoff pro MoI Hexaarylbiimidazol vorhanden sind
Lösungsmittel
Im allgemeinen werden Lösungsmittel verwendet die bei Normaldruck flüchtig sind. Geeignet sind beispielsweise Amide wie
Ν,Ν-Dimethylformamid und
Ν,Ν-Dimethylacetamid Alkohole und Ätheralkohole wie Methanol, Äthanol, ί -Propanol, 2-PropanoL Butanol und Äthylenglykol, Ester, z. B. Methylacetat und Äthylacetat, Aromaten wie Benzol, o-Dichlorbenzol und Toluol, Ketone, z. B. Aceton, Methylethylketon und 3-Pentanon, aliphatische Halogenkohlenwasserstoffe, z. B. Methylenchlorid Chloroform, 1,1,2-TrichIoräthan, 1,1,2^-TetrachIoräthan und 1,1,2-TrichloräthyIen, verschiedene Lösungsmittel wie
Dimethylsulfoxyd Pyridin, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dicyancyclobutan und
1-Meihyl-2-oxohexamethyIenimin .und Gemische dieser Lösungsmittel in verschiedenen Mengenverhältnissen, die zur Erzielung von Lösungen erforderlich sind
Bindemittel und Schichtträger Geeignete polymere Bindemittel und Einzelheiten hierüber sind in der USA.-Patentschrift 34 45 234 genannt. Auch geeignete Schichtträger werden in dieser Patentschrift beschrieben.
Das lichtempfindliche Gemisch, das gewöhnlich als Lösung in einem der obengenannten Lösungsmittel vor hegt, kann aufgespritzt, aufgestrichen, mit einer Walze oder einer Walzenauftragmaschine aufgetragen, über die Oberfläche gegossen, durch Eintauchen aulgenommen oder in anderer Weise aufgebracht , werden, worauf das Lösungsmittel abgedampft wird
Fotopolymerisierbare Gemische Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellen fotopolymerisierbare Gemische dar, die die vorstehend Beschriebene Kombination von Hexaarylbiimidazol und «^-ungesättigtem Keton als Sensibilisator und eine addmonspolymerisierbare äthylenisch ungesättigte a< n£ i,"8 emhaltea Diese Gemische können einen mit,r,me.hrer? weitere Bestandteile, z.B. ein Lösungs- Tn1 °f Aem Bindemittel der vorstehend beschriebemJL °?-erreinen Polymerisationshilfsstoff, z. B. eine e ektronenliefernde, freie Radikale bildende Verbinde Wh κ" In A der Aschen Patentschrift 681944 beschriebenen Art enthalten.
Als additionspolymerisierbare Komponenten koms^hLßÄ "^hochmolekulare Verbindungen ei* schheßhch der polymeren Verbindungen in Frage, die « v^,f ·em? Polyme"sierbare äthylenische Gruppe, v°™gswe,se eine endständige Gruppe der Formel
CH,=C
Ρο,1νπιεΓί5«'Όη frei ist. enthaltea Diese nente kann ein verhältnismäßig einfaches ίΰΚΤ ¥T ein Po'ynieres mit vernetzbaren MoS * ^"Ppen sein- Normalerweise liegt ihr ode ^ fgrjC,ht Unter etwa 150°. «nd sie enthälfzwei TZiyvRiSChe GrUpPen' insbesondere Vinyl- yernetzung- Bevorzugt als Monomere endständig ungesättigten monomere*
die
Carbonsäureester, insbesondere α-Methylencarbonsäureester von Polyolen, z. B.
Äthylenglykoldiacrylat, Diäthylenglykoldiacrylat,
Triäthylenglykoldiacrylat.Glycerindiacrylat,
Glyccrintriacrylat, Äthylenglykoldimelhacrylat, 1,2-Propandioldimethacrylat,
1,2,4- Butantrioltrimethacrylat,
1,4-Cyclohexaiic'ioidiacrylat,
1 ,4-Benzoldioldimethacrylat,
Pentaerythrittetramethacrylat.
1 ,3-Propandioldiacrylat.
!,S-Pentadioldimethacrylat, Pentaerythrittriacrylat und die Bisacrylate und Methacrylate von Polyäthylcnglykolen mit einem Molekulargewicht von 100 bis 500.
Die additionspolymerisierbare Komponente ist ge- is wohnlich in einer Menge von 10 bis 100 Mol, insbesondere 15 bis 25 Mol/Mol Hexaarylbiimidazo! vorhanden. Beim letztgenannten Mengenverhältnis kann ein Weichmacher, dessen Menge gewöhnlich 10 bis 50 Gewichtsprozent bezogen auf das Monomere, beträgt, verwendet werden.
Die bevorzugten fotopolymerisierbaren Gemische enthalten ferner als Polymerisationshilfe oder Coinitiator ein fotooxydierbares Amin, z. B.
Triethanolamin, N-Phenylglycin, N.N-Diäthylariinlin.N.N-Dimethylglycin.
Tri-n-hexylamin, Dimethylcyclohexylamin,
Diäthylcyclohexylamin.
Ν,Ν,Ν'.Ν'-Tetramethyläthylendiamin,
Tetramethyläthylendiamin, 2-Dimethylaminoäthanol,
3-Dimethylamino-1-propanol.2-Diäthanolamin
oder einer beliebigen Aminotriarylmethanleukofarbstoff, insbesondere die vorstehend als geeignete Farbbildner genannten, Dialkylaminogruppen enthaltenden Verbindungen in einer für den Leukofarbstoff angegebenen Menge.
Wenn sie einen Aminotriarylmethanleukofarbstoff in einer farbbildenden Menge enthalten, vermögen die fotopolymerisierbaren Gemische bei Bestrahlung eine Farbe sowie Polymerisat zu bilden. Die Polymerisationsgeschwindigkeit kann häufig durch Verwendung eines weiteren freie Radikale bildenden Mittels oaer Kettenüberträgers in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Mol/Mol Leukofarbstoff erhöht werden. Geeignet hierzu sind beispielsweise N-Phenylglycin, 1,1-Dimethyl-3^-diketocyclohexan oder organische Thiole, z. B. 2-Mercaptobenzthiazol, 2-Mercaptobenzoxazol, 2-Mercaptobenzimidazol, Pentaerythrittetrakis(mercaptoacetai), 4-Acetamidothiophenol, Mercaptobernsteinsäure, Dodecanthiol, /J-Mercaptoäthanol oder ein anderes organisches Thiol.
Durch Regelung der Belichtung, z. B. durch Veränderung von Belichtungsstärke und -zeit können die farbbildende Reaktion und Polymerisationsreaktion so gesteuert werden, daß wesentlich gefärbte oder ungefärbte Massen gebildet werden. Beispielsweise können durch Polymerisation fixierte Bilder für Aufnahmezwecke hergestellt werden, indem aufeinanderfolgende Belichtungen vorgenommen werden, durch die das lichtempfindliche Gemisch im wesentlichen vollständig polymerisiert wird, während die in den benachbarten Bereichen gebildete Farbmenge geregelt wird.
Lichtquellen
r^üebige passende Lichtquellen, die Wellenlängen im üc: steh des Spektrums anstrahlen, die die Absorptionsbanden des ot,ß ungesättigten Ketons überschneiden, können zur Aktivierung der lichtempfindlichen Gemische zur Bildung des Triarylimidazolylradikals, zi;r Bilderzeugung und zur Initiierung der Fotopolymerisation verwendet werden. Das Licht kann natürlich oder künstlich, monochromatisch oder polychromatisch, unzusammenhängend öder zusammenhängend sein und sollte zur Erzielung eines hohen Wirküngsgraclesigenau den Wellenlängen der Hauptabsorptionsbanden des sensibilteierenden «,^-ungesättigten IKetöns entsprechen und genügend intensiv sein, um einen wesentlichen Anteil des Sensibilisator zu aktivieren. Ferner kann ?s häufig vorteilhaft sein, die Geschwindigkeit der Bildung des Triarylimidazolylradikals und des Bildes durch Verwendung des Lichts im Bereich der gröberen Wellenlängen in Verbindung mit dem Ultraviolettbfireich zu steigern, der zur Dissoziation des Dimeren normalerweise erforderlich ist.
Übliche Lichtquellen einschließlich Glühlampen, Quecksilberdampflampen, Metallzusatzlampen und Bogenlampen, die schmale oder breite Lichtbanden abstrahlen, die bei Wellenlängen von etwa 420,450 und 500 ΐημ zentriert sind, können verwendet werden. Kohärente Lichtquellen sind die pulsierenden Stickstoff-, Argonionen- und ionisierten Neonlaser, deren Emissionen in die sichtbaren Absorptionsbanden des Sensibilisators fallen oder diese überschneiden.
Kathodenstrahlröhren, die UV-Licht und sichtbares Licht emittieren und weitgehend in Auskopiersystemen zum Schreiben auf lichtempfindlichen Materialien verwendet werden, sind ebenfalls für die lichtempfindlichen Materialien gemäß der Erfindung geeignet. Im allgemeinen sind diese Röhren mit einem UV-Licht oder sichtbares Licht emittierenden inneren Lsuchtstoffüberzug als Mittel zur Umwandlung elektrischer Energie in Lichtenergie und einer faseroptischen Frontplatte als Mittel zur Lenkung der Strahlung auf das lichtempfindliche Material versehen. Repräsentative, stark emittierende Leuchtstoffe, die die sichtbaren Absorptionsbanden der erfindungsgemäßen Materialien wesentlich überschneiden, sind beispielsweise die Verbindungen P4B (Emission bei 300 bis 350 ιημ, Spitzenwert bei 410 πιμ) und P22B (390 bis 510 mu, Spitzenwert bei 450 πιμ). Weitere geeignete Leuchtstoffe sind die Verbindungen Pll (400 bis 560mu, Maximum bei 460 πιμ) und ZrPaOs. (The Electronic Industries Association, New York, ordnet den Leuchtstoffen die P-Nummern zu und gibt Auskunft über die Merkmale der Leuchtstoffe. Leuchtstoffe mit der gleichen P-Nummer haben im wesentlichen gleiche Eigenschaften.)
Aufzeichnungen können hergestellt werden, indem mit einem Strahl des aktivierenden Lichts geschrieben oder ein ausgewählter Bereich hinter einem Negativ, einer Schablone oder einem anderen verhältnismäßig undurchsichtigen Muster belichtet wird. Als Negative eignen sich Silber auf Celluloseacetat- oder Polyesterfolie oder Filme, deren Lichtundurchlässigkeit die Folge von Aggregationen von Bereichen mit verschiedenen Brechungsindices ist Die Aufzeichnung kann in üblichen Diazo-Kopiervorrichtungen oder in einer thermographischen Vorrichtung erfolgen, vorausgesetzt, daß das Instrument einen Teil seines Lichts im gewünschten Wellenlängenbereich abstrahlt Beispielsweise kanu ein mit der Schreibmaschine beschriebenes Durchschlagpapier als Vorlage dienen, von der Kopier, angefertigt werden. Die Belichtungszeit kann zwischen einem Bruchteil einer Sekunde und einigen Minuten liegen unu hängt von der Stärke und Spektralenergieverteilung des
Lichts, seinem Abstand vom Lichtempfindlichen Material, der Art und Menge des verfügbaren Materials und von den gewünschten Farbintensität im Bild ab.
Herstellungsverfagsverfahren für die «,/^-ungesättigten Ketone
Die als Sensibilisatoren verwendeten Ketone werden nach bekannten Verfahren hergestellt. Die Dikondensation wird in denaturiertem Alkohol unter Verwendung von Natriumhydroxyd als Katalysator, im allgemeinen mit einer kurzen Rückflußzeit, leicht erreicht. Ein hochschmelzendes Produkt wird bei Abkühlung in einer Ausbeute von 50 bis 95% ausgefällt. Durch Filtration und anschließendes Waschen mit einem denaturisierten Alkohol wird ein Produkt von genügender Reinheit
erhalten, das unmittelbar in weiteren Reaktionen verwendet werden kann. Die Sturkturen der Verbindungen werden durch NMR-Spektren ermittelt, ergänzt in einigen Fällen durch Elementaranalysen. Die Spektraleigenschaften dieser Verbindungen sind durchaus ungewöhnlich. Die Vinylprotonen befinden sich in einem extrem niedrigen Feld in Mischung mit dem aromatischen Signal im NMR. Die Infrarotspektren (Lösung oder Mull) zeigen die Carbonylabsorption bei etwa 6,15 μιτι, die der aromatischen Absorption und Vinylabsorption überlagert war. Die Daten des UV-Absorptionsspektrums und des Spektrums der Absorption im sichtbaren Bereich sind in Tabelle I zusammengestellt. Doppelbindungskonfiguration ist nicht vorhanden. Vermutet wird ein Gemisch. Die Ketonverbindungen haben die folgende Struktur:
(CH3J2N < O
il
CH C CH ■--' 0/N(CH1),
C C
I I
CH2 CH2 CH1 (I)
(C2H5I2N-
il /K
O >-CH C CH -\O^-N(C2H5),
C C
I I
CH, CH, CH, (II)
(CH1J2N
- CH C CH -\ O y— N(CH,)2
C C
I I
CH, CH,
(IH)
CH,
(C2Hs)2N-; O /-CH C CH -< O /-N(CH,)
(IV)
CH, - cn,
(CH1NN
N(CHj),
(V)
CH CH
\ / \ CH C CH
CH —C O >- N(CH3),
(VI)
I I
CH, CH1
(CHj)2N
(VII)
(C,HS),1
CH,-
CH
(VIII)
CH,
Tabelle I
UV-Absorptionsspektrum und Absorptionsspektrum des sichtbaren Lichts für Alkanon-Kondensationsprodukte in Chloroform
Sensibilisator Amax, ΓΠμ Extinktions
koeffizient
I 310 13 200
434 19 500
II 284 22 800
447 28 300
III 275 14 900
317 7 700
446 53 500
IV 272 17 600
314 4 200
326 4 300
430 33 600
455 34 400
V 318 17 000
480 51 100
VI 315 18 600
505 64 000
VII 263 14 800
330 6 300
442 41300
VHl 2°0 IRWO
480 64 000
Herstellung von 2,6-Bis(p-dimethyIamino
benzyliden)cyclohexanon (1)
Eine Lösung von 10,0 g (0,102 Mol) Cyclohexanon, 30,4 g (0,204 MoI) 4-Dimethylaminobenzaldehyd und 25 ml 25°/oigem wäßrigem Natriumhydroxyd in 500 ml denaturiertem Alkohol wurde 3 Stunden am Rückfluß erhitzt und dann in einem Eisbad gekühlt. Die erhaltenen orangeroten Kristalle wurden abfiltriert und mit denaturiertem Alkohol gewaschen. Das Produkt hatte einen Schmelzpunkt von 248 bis 2510C. Die Ausbeute betrug 24 g (59%). Die NMR-, Infrarot- und UV-Analysen stimmten mit der zugeordneten Struktur überein.
Elementaranalyse für C24H28N2O:
Berechnet: C 79,86, H 7,83. N 7,77;
gefunden: C 78,89, H 7,53. N 7,92.
Herstellung von 2,6-Bis(2-methy]-4-diäthylaminobenzyIiden)-cyclohexanon (II)
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurden 106,6 g roher, filtrierter 2-Methy!-4-dimethylammobenzaldehyd mit 29 g (0,296 Mol) Cyclohexanon kondensiert, wobei 65 g (51,5%) orangefarbene Kristalle vom Schmelzpunkt 181 bis 182,5° C erhalten wurden. Die NMR-, Infrarot- und UV-Analysen stimn.ten mit der zugeordneten Struktur überein.
Herstellung von 2,5-Bis-(p-dimethylaminobenzyliden)cyclopentanon (III)
Durch Dikondensation von 56 g (038 Mol) 4-Dimethylaminobenzaldehyd mit 16,5 g (0,2 Mol) Cyclopentanon auf die vorstehend unter (I) beschriebene Weise wurden 63 g (95%) orangefarbene Kristalle vom Schmelzpunkt 300 bis 3030C erhalten. Die NMR-, IR- und UV-Analysen stimmten mit der zugeordneten Struktur überein.
Herstellung von 2,5-Bis(2-methyl-4-diäthylaminobenzyliden)-cyclopentanon(IV)
Auf die vorstehend beschriebene Weise wurden. 204 g roher filtrierter 2-Methyl-4-diäthylaminobenzaldehyd und 35 g (0,417 Mol) Cyclopentanon kondensiert, wobei 161 g (95%) tief rote Kristalle vom Schmelzpunkt 167 bis 1700C erhalten wurden. Die NMR- und Infrarotanalysen stimmten mit der zugeordneten Struktur ünerein.
Dikondensationsprodukt von
4-Dimethylaminozimtaldehyd und Cyclohexanon (V)
Durch Kondensation von 53 g4-DimethyJaminozi'mtaldehyd mit 13 g Cyclohexanon auf die für (I) beschriebene Weise wurden 4,5 g (70%) tiefrot-magentafarbene Kristalle, die einen Schmelzpunkt von 258 bis 261°C und nach Umkristallisation aus Alkohol—Chloroform einen Schmelzpunkt von 260 bis 263° C hatten, mit annehmbaren IR-, UV- und NMR-Charakteristiken erhalten.
Dikondensationsprodukt von
4-Dimethylaminozimtaldehyd mit Cyclopentanon (Vl)
Durch Synthese auf die unter (V) beschriebene Weise wurden in einer Ausbeute von 93% Kristalle erhalten, die eine sehr tiefe kastanienbraune Farbe, einen
709 612/166
Schmelzpunkt von 258 bis 264° C und annehmbare IR-, UV- und NMR-Spektren hatten.
Herstellung von
1,3-Bis(p-dimethylaminobenzal)aceton (ViI)
Versuche, diese Reaktion bei der Rückflußtemperatur des Alkohols durchzuführen, führten zu nicht bildsamen Teeren. Wenn jedoch 5,8 g Aceton (0,10MoI) und 29,84 g (0,20 MoI) 4-DimethyIammobenzaIdehyd 7 Stunden bei Raumtemperatur unter Stickstoff gerührt und dann auf die Temperatur von Eis gekühlt wurden, ergab die Filtration 6,4 g (19%) orangefarbene Kristalle, die nach Waschen mit denaturiertem Alkohol und Trocknen einen Schmelzpunkt von 131 bis 1900C (Zers.) hatten.
Tabelle II
Herstellung von 2,5-Bis(p-diathylaminobenzyliden)cyclopentanon (VIII)
In der gleichen Weise wurde das Äthylhomologe des Ketons III erhalten, das einen Schmelzpunkt von 187 bis 189,5" C haue.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Fotopolymerisation
Fotopolymerisierbare Gemische </urden aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Fotopolymerisierbares Gemisch
ABCD
80 80 80 E F G H
Aceton 80 10 10 10 80 80 80 80
Celiuloseacetobutyrat, g 10 10 10 10 10 10 10 10
Triäthylenglykoldimethacrylat. ml IC 0.050 0,050 0.050 10 10 10 10
Keton IV, g 0.050 0,010 0.010 0.010 0.050
2-Mercaptobenzoxazol, g 0.300 0.010 0,010 0,010
2,2'-Bis(o-chlorphenyl-4,4'-5,5'-tetrakis- 0,300 0.300
(m-methoxyphenyl-biimidazol, g 0,300
2,2'-Bis(o-chIorphenyl)-4,4'- 0.300
5 S'-tetraphenylbiimidazoI, g
Die Gemische wurden auf eine 76 μπι dicke, mit einer Haftschicht ausgestattete Folie aus Polyäthylenterephthalat aufgebracht, zum Abdampfen des Acetons leicht erwärmt und mit einer 13 μηπ dicken Folie aus Polyethylenterephthalat bedeckt. Die Polymerisation wurde durch Bestäuben mit Pigmenten bestimmt, die an den polymerisierten Bereichen des abgestreiften Films nicht haften.
a) Aus den Massen C, D, F und G hergestellte Filme wurden mit Licht einer intensität νοπ 14 in W/cm2 aus einer Quecksilberdampflampe belichtet. Zwei Corning-Fiher 7-54 und ein Filter 0-52 wurden verwendet, um 40-n^-Banden des einfallenden Lichts zu bilden, das in der Nähe von 366 πιμ zentriert war. (Die in der fotografischen Technik bei Beiichtungsvorgängen haufig angewandten »Corning-Fiiter« sind im »Society of Photographic Science and Engineering Handbook of Photographic Science and Engineering«, John Wiley and Sons, New York, 1973, S. 279 bis 298, beschrieben; dort sind auch die charakteristischen Daten für die Lichtdurchlässigkeiten aufgeführt) Unter diesen Bedingungen wurde das Produkt F in 8 Sekunden und das Produkt G in 16 Sekunden vollständig fotopolymerisiert. Dies zeigt, daß das Hexaarylbiimidazol im Produkt F etwa die doppelte Empfindlichkeit des Produktes G hat.
Das Produkt C zeigte vollständige Fotopolymerisation in 8 Sekunden und das Produkt D in 16 Sekunden. In der Nähe von UV-Wellenlängen (366 ηιμ) hat das Keton IV somit keinen Einfluß auf die Poiymerisationsge- <>° schwindigkeiten, die die gleichen wie bei G und F waren.
b) Der in Versuch (a) beschriebene Versuch wurde wiederholt, jedoch mit Licht einer Stärke von 10,0 mW/cm2 (Quecksilberdampflampe) in einem Wellenlängenbereich von etwa <*0 ηιμ und zentriert in der Nähe von 430 Γπμ, wozu ein Corning-Fiiter 7-59 und ein Filter 3-74 verwendet wurden. Hierbei wurden völlig andere Ergebnisse erhalten.
Unter diesen Bedingungen zeigte das Produkt D etwa die vierfache Polymerisationsgeschwindigkeit (16 Sekunden) des Produkts G (64 Sekunden). Ebenso fotopolymerisiert das mit dem Keton sensibilisierte Produkt C etwa dreimal schneller als das nicht sensibilisierte Produkt F. Diese Werte veranschaulichen die Wirksamkeit des Ketons IV bei der Fotopolymerisation.
c) Bei einer Wiederholung des Versuchs (b) mit dem auf den Film aufgetragenen Produkt B, jedoch mit Licht einer Stärke von 25,0 mW/cm2 und einer Wellenlänge von über 430 ηιμ, die durch Verwendung eines Corning-Filters 3-72 und eines Filters 1-69 erhalten wurde, wurden wieder andere Ergebnisse erhalten. Unter diesen Bedingungen zeigte-' die Produkte F und G (kein Sensibilisator) selbst nach einer Belichtungszeit von 4 Minuten keine Fotopolymerisation. Die Produkte C und D zeigten dagegen die in a angegebenen Fotopolymerisationsgeschwindigkeiten, nämlich 8 bzw. 16 Sekunden. Unter diesen Bedingungen, d.h. bei Bestrahlung mit langwelligem Licht, findet offensichtlich keine Absorption durch das Biimidazol und damit keine Fotodissoziation oder fotoinduzierte Polymerisation statt. Be< Anwesenheit des Ketons IV findet dagegen eine Fotopolymerisation mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei Überstrahlung mit Licht in der Nähe des UV-Bereichs (a) statt.
Die mit dem Produkt B (kein Biimidazol) erhaltenen Ergebnisse sind aufschlußreich. Der Film mit dem Produkt B zeigte eine Polymerisation, aber erst nach einer Belichtungszeit von etwa 32 Sekunden. Das Keton IV und 2-Mercaptobenzoxazol können somit die Fotopolymerisation auslösen, aber bei Geschwindigkeiten, die um 2- bis 4mal geringer sind als bei Anwesenheit eines Biimidazols.
d) Die Schichtmassen A, E und H wurden wie beim Versuch (c) belichtet. Die Produkte A und E zeigten bei Belichtungszeiten bis 4 Minuten keine Fotopolymerisa-
CU
/ti
tion. Diese Ergebnisse zeigen, daß das sensibilisierende Keton allein (Produkt A) keine Fotopolymerisation auslöst und daß der Kettenüberträger allein (Produkt E) in gleicher Weise unwirksam ist.
Das Produkt H zeigte keine Polymerisation bei > Belichtung für 2 Minuten, aber eine geringfügige Polymerisation bei einer Belichtungszeit von 4 Minuten. Dieses Ergebnis zeigt, daß Fotopolymerisation in Abwesenheit eines Kettenüberträgers stattfinden kann, daß sie jedoch wesentlich verbessert wird, wenn ein Kettenüberträger vorhanden ist.
B e i s ρ i e 1 e 2 bis 4
Fotopolymerisation
Eine Folie aus Polyethylenterephthalat (Dicke 25 u.m) t s wurde wie im Beispiel 1 mit einer Losung von 13,2 g Celluloseacetobutyvat, 12,5 ml Triäthylenglykoldimethacrylat, 3,0 g 2,2'-Bis-(o-chlorphenyl)-4,4',5,5'-tetrakis-
Tabelle III
(m-methoxyphenyl)-bümidazol und 0,10 g 2-Mercaptobenzoxazol und verschiedenen Mengen von Michlers Keton (MK) p,p-Bis(dimethylamino)benzophenon und/oder sensibilisierenden Ketonen in Aceton bis zu einer Dicke der nassen Schicht von 0,15 mm beschichtet und mit einer Folie bedeckt Die Filme wurden bei zwei verschiedenen Wellenlängen belichtet, die durch Verwendung geeigneter Filter erhalten wurden. Die Überstrahlung mit Licht von etwa 366 Γημ und einer Intensität des einfallenden Lichts von 1,00 mW/cm2 wurde unter Verwendung von zwei Coming-Filtern 7 54 und eines Filters 0-52 erhalten. Die Belichtung bei 430 πιμ bei einer Intensität des einfallenden Lichts von 10,0 mW/cm2 wurde unter Verwendung eines Corning-Filters 7-59 und eines Filters 3-74 erhalten. Die Belichtungszeit, die zur Erzielung vollständiger Fotopolymerisation bei den beiden Wellenlängen erforderlich war, ist nachstehend in Tabelle III angegeben.
Beispiel Nr. Zusatz
/,= 10,0 mW/cm*
-430 Γημ
(7-59, 3-74)
Zeit, Sek.
/,= 1,00 mW/cm* — 366 πιμ (7-54(2), 0-52) Zeit, Sek.
kein Zusatz (Kontrolle 1) 0.5 g Michlers Keton (M K) (Kontrolle 2)
1,5 g MK (Kontrolle 3)
50 „ig sen 'bilisierendes Keton VIII
72 mj sersibilisierendes Keton VIII und 100 mg MK
50 mg sensibilisierendes Keton 11 2
1
1
2
1
Die Beispiele sind aufschlußreich. Sie zeigen, daß bei Belichtung in der Nähe des UV-Bereichs (Kontrolle 1 etwa 366 ΐτίμ) die Fotopolymerisation schnell verläuft. Ferner wird durch Zusatz von Michlers Keton die Fotopolymerisationsgeschwindigkeit im wesentlichen verdoppelt, während mit den sensibilisierenden Ketonen Il und Viii keine Verbesserung gegenüber dem Kontrollversuch erzielt wird.
Bei Belichtung im sichtbaren Bereich (etwa 430 πιμ) ist das Bild jedoch völlig anders. Erstens ist die Fotopolymerisation beim Kontrollpunkt 1 (kein Zusatz) bei etwa 430 ΐημ um 4mal langsamer als bei etwa 366 Γημ. Zweitens wird durch Zusatz von Michlers Keton in verhältnismäßig großen Mengen die Fotopolymerisationsgeschwindigkeit auf etwa das Doppelte gesteigert. Die sensibilisierenden Ketone VIII und Il sind jedoch bei steigender Fotopolymerisationsgeschwindigkeit wirksamer als Michlers Keton und erfordern verhältnismäßig geringe Mengen des Sensibilisators zur Erzielung dieser Verbesserung. Offensichtlich ist das sensibilisierende Keton, das gemäß der Erfindung verwendet wird vorteilhafter bei Wellenlängen im sichtbaren Bereich. So ist mit dem sensibilisierenden Keton VIII die Folopolymerisationsgeschwindigkeit bei etwa 430 ηημ ebenso hoch wie bei der nicht sensibilisierten Fotopolymerisation in der Nähe des UV-Bereichs, nämlich etwa 366 ηψ.
Beispiele 5 und 6
Fotopolymerisierbar Gemische wurden aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Aceton
Celluloseacetobutyrat
Addukt von Äthylenoxid und
p-Kresol, Durchschnittsformel
CH3-C6H4-O(CH2CH2O)i.5H
2,2'-Bis-(o-chlorphenyl)-
4,4',5,5'-tetrakis-(m-methoxyphenyl) biimidazol
Tris-(4-diäthylamino-o-tolyl)-
methan
p-Toluolsulfonsäure
4,3 g
1,248 g
0.422 g 0,435 g
Das vorstehend beschriebene Gemisch ohne Sensibilisator und zwei vettere Proben, denen im Beispiel 5 0,062 g Sensibilisator II und im Beispiel 6 0,056 g Sensibilisator VIII (gleiche molare Mengen) zugesetzt wurden, wurden bis zu einer Dicke des nassen Filmes von 0,25 mm auf eine Polyesterfolie aufgetragen und dann zum Abdampfen des Acetons unter einer Infrarotlampe getrocknet.
Diese drei Folien wurden mit einer iGGG-VZ-Lampe durch ein Wasserfilter und durch ein Coming-Filter 3-71, ein Coming-Filter 4-7 ί und ein Coming-Filter 1-69
belichtet. Die mit diesen Filmen bei verschieusnen Intensitäten nach einer Belichtung von 60 Sekunden erhaltenen optischen Dichten, gemessen mit einem Durchlässigkeitsdensitometer sind nachstehend angegeben.
60
Film Stärke des einfallenden 26
Lichts, mW/cm'
5 15 0,06
aus den
65 Nicht sensibilisierter Ver 0,0f 0,53
gleichsfilm 0,49
77 ml Beispiel 5 0,23 0,39
10,0 g Beispiel 6 0,25 0.41
Diese Werte zeigen, daß eine Farbbildung über die Reaktion von Hexaarylbiimidazol, Aminotriarylmethan und p-ToluolsuIfonsäure bei Wellenlängen über 460 πιμ (Filter 3-71) nur stattfand, wenn der Sensibilisator Π oder Viii zugesetzt wurde. Wenn das Hexaarylbiimidazol aus diesen Filmen weggelassen wurde, fand keine Farbbildung über die Reaktion der Aminotriarylmethan-p-toluolsulfonsäure und der Sensibilisatoren statt.
Ein ähnlicher Versuch ergab, daß mit den Sensibilisatoren HI, IV, V und V* eine Farbbildung mit Hexaarylbiimidazol, Aminotriary!»-,ethan und p-Toluolsulfonsäure erhalten wird.
Bessr·;-; 7
Fotopolymerisierbar-"" Gemische wurden aus den folgenden Bestand f iN hergestellt:
Aceton 100ml
CeUnkeeatEfcobiiiyral 10g
Triäthylenglyk 'di...ethacrylat 10 ml
2,2'-Bis-(o-chiorphenyl)-4,4',5,5'-tetrakis-(m-methoxyphenyl)-
biimidazol 1,40 g
2,2'-Bis-(o-chIorphenyl)-
4,4',5,5'-tetraphenvl|jiimidazol 0,70 g
2-Mercaptobeiizoxazol 0,050 g
Michlers keton 0,20 g
Film A:
Schicht der vorstehend genannten Zusammensetzung.
Film B:
Schicht mit der obengenannten Zusammensetzung -plus 0,020 g Sensibilisator IV.
FiImC:
Schicht A plus 0,020 g Sensibilisator VII.
Die Produkte wurden auf eine 0,076 mm dicke Polyesterfolie aufgetragen, getrockne! und dann mit einer 0,036 mm dicken Polyesterfolie abgedeckt. Durch Belichtung der Filme A, B und C mit Licht einer Stärke von 1,0 mW/cm2 aus einer Quecksilberdampflampe wurden alle drei Filme bei der gleichen Belichtung von einer Sekunde vollständig polymerisiert Das Licht hatte einen weiten Wellenlängenbereich mit Zentrierung um etwa 366 πιμ durrh Verwendung von zwei Corning-Filtern 7-54 und einsm Filter 0-52.
Die Belichtung der Filme A, B und C mit Licht einer Stärke von 10,0 mW/cm2, jedoch mit Zentrierung bei einer Wellenlänge von etwa 430 πιμ durch Verwendung
jedoch, daß mit den beiden Filmen B und C bei Verwendung der Sensibilisatoren IV und VII vollständige Polymerisation mit '/4 der Belichtungszeit, die für den nicht sensibilisierten Film A erforderlich war, erzielt wurde. Der Sensibilisator VH war unter diesen Bedingungen ebenso wirksam wie der Sensibilisator IV und hatte weniger Hintergrundfarbe.
gleiche Zusammensetzung hat, jedoch zusätzlich 0,020 g des Sensibilisator IV enthält:
60
Beispiel 7
Die Sensibilisierung der Fotopolymerisation zur Verringerung der Farbbildung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Ein aus den folgenden Bestandteilen hergestellter Film (A) wird mit einem sensibilisierten Film (B) verglichen, dessen Schicht die Aceton
Celluioseacetobutyrat
Triäthylenglykoldimethacrylat
2,2'-Bis(o-chlorphenyl)-
4,4'.5,5'-tetrakis-
(m-methoxyphenyl)-biimidazol
2,2'-Bis-(o-chlorphenyl)-
4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazoI
Bis(4-diäthylamino-o-tolyl)-
(p-benzylthiophenyl)methan
p-ToluolsuIfonsäure
2-Mercaptobenzoxazol
Michlers Keton
40 ml
3,96 g
3,72 ml
0.471 g 0,471 g
0,564 g 0,375 g 0,014 g 0,040 g
Diese Gemische wurden auf eine 0,076 mm dicke Polyesterfolie geschichtev getrocknet und mit einer 0,013 mm dicken PolyesterfolK bedeckt.
Durch Belichtung dieser sensib'lisierten und nicht sensibilisierten Fi'me mit einer Glühlampe von hoher Intensität aus einem Abstand von 20,3 cm wurden die nachstehenden, wie im Beispie! 5 gemessenen optischen Dichten erhalten, nachdem eine Farbbildung der Filme durch Belichtungen mit starken Blitzlampen vorgenommen worden war. Beide Filme enthalten Michlers Keton, das die Fotopolymerisalionsgeschwindigkeit in der Nähe des UV-I3ereichs steigert, aber oberhalb von 430 πιμ nur wenig Einfluß hat.
Belichtungs- Optische Dichte
zeit. ohne Filter Film B Coming-Filter 3-72 Film B
Sek. Film A 0,34 Film A 0,36
120 0,35 C,37 130 0,43
60 0,36 0,47 1,31 0,59
32 0,45 0,63 1,31 0,73
16 0,62 0,82 1,32 0,94
8 0,89 1,15 1,29 1.18
4 1,19 1,2! 1,29 1,20
0 1,20 1,26
Der sensibilisierte Film und der nicht sensibilisierte Film zeigten ein ähnliches Verhalten, wenn UV-Licht durch den Film absorbiert wurde, jedoch zeigte oberhalb von 430 πιμ (Filter 3-72) nur der Film mit dem Sensibilisator IV eine Fotopolymerisation und den anschließenden Verlust der Fähigkeit, Farbe bei starker Belichtung zu bilden.
Beispiel 8
Vier Teile der folgenden Lösung wurden hergef teilt:
55
Lösung A Aceton 15 ml
Celluloseacetobutyrat 1.32 g
Triäthylenglykoldimethacrylat
(60 ppm Hydrochinon) 1.32g
p-Toluolsulfonsäüre · H2O 0.125 g
2,2'-B.s-(o-chlorphenyl)-
4,4',5,5'-tetrakis-(m-methoxyphenyl)-
biimidazol 0,315 g
Bis-(4-diäthyIamino-o-toIyl)-
(p-benzylthiophenyl)-methan 0,188 g
Die folgenden Komponenten wurden der Lösung A zugesetzt:
Komponente
Fotopolymerisierbare Masse
1 2 3
Lösung A I Teil 1 Teil g 1 Teil 1 Teil
Sensibilisator UI 0 0,005 g 0 0,005 g
N-Phenylglycin 0,005 g 0,005 0 0
Lösung B 0 0 1 ml 1 ml
Die Lösung B enthielt 0,15 g l,l-Dimethyl-3,5-diketo cyclohexan in 10 ml Methanol. Die Produkte 1 bis 4 wurden auf eine 0,076 mm dicke Polyesterfolie bis zu einer Dicke des nassen Films von 0,13 mm aufgetragen und mit einem Wärmestrahler getrocknet. Über die getrockneten Filme wurde ein Deckblatt aus einer Polyesterfolie von 0,025 mm gelegt Die Filme wurden bei einer Temperatur von 75° C mit einer Xenon-Bogenlampe, die eine an sichtbarem Licht reiche Strahlung lieferte, durch ein Corning-Filter 3-72 belichtet Dieses Filter läßt Licht mit Wellenlängen über 430 mu. durch. Die Stärke des einfallenden Lichts in der Filmebene betrug 12,5 mW/cm2. Nach dieser Belichtung wurden die Filme mit einem einzelnen Blitz aus einer hochintensiven Xenon-Blitzröhre, der reich an ultravio-
letter Strahlung war, belichtet Die erhaltenen optischen Dichten wurden mit einem Durchlassigkeitsdensitometer gemessen.
Die Belichtungszeit, die erforderlich war, um das Farbbildungsvermögen jedes Films um 03 optische Dichteeinheiten zu verringern, wurde gemessen und ist in Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV
Vergleich von sensibilisierten und nicht sensibilisierten Filmen
Fotopolymerisierbare Masse
Zeit, Sek.
1
2
3
4
8,6 180 12
Dieser Versuch veranschaulicht die durch Zusatz eines Sensibilisators gemäß der Erfindung erzielte Verbesserung der Fixierungsgeschwindigkeit mit sichtbarem Licht
mpyrn

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Lichtempfindliches Gemisch das folgende Bestandteile enthält
A) ein Hexaarylbiimidazol, dessen hauptsächliche Lichtabsorptionsbander. im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums liegen und
B) ein p-Aminophenylketon
dadurch gekennzeichnet, daß das Keton B) ein Bis-(p-aminophenyl-«,0-ungesättigtes) Keton der Formel
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