DE2339785A1 - 1,4-bis-(2'-isopropyl-6'-methylanilino) anthrachinon und dessen verwendung in einem polyaethylenterephthalatfilm als roentgenphotographischer filmtraeger - Google Patents

Description

1,4~Bis-(2· -isopropyl-6' -methylanilimOanthrachinon und dessen Verwendung in einem Polyäthylenterephtha.la.tfilm als röntgenphotographischer Filmträger

Die Erfindung betrifft 1 ,4~Bis--(2'-1SOPrOPyI-O¹ -methylanilino)-anthrachinon, einen diese Anthrachinonverbindung enthaltenden Polyäthylenterephthalatfilm für die Verwendung als röntgenphotographischer Filmträger sowie insbesondere einen blau gefärbten, diese Anthrachinonverbindung enthaltenden Polyäthylenter ephthalatfilm mit einer speziellen Brauchbarkeit als röntgenphotographischer Filmträger.

In röntgenphotographischen Filmen ist es erwünscht, den Trägerfilm blau zu färben, um die Unterscheidung der photographischen Bilder au erleichtern. Es ist auch erwünscht, daß der Filmträger kein Licht im kurswelligen Bereich absorbiert, da ein röntgenphotographischer Film einen Lichtempfindlichkeit 3bereich in dem kurzwelligen Gebiet hat. Ein solcher Träger dient dazu, bei photographischen Materialien,

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"bei denen auf beide Oberflächen des Filmträgers eine photographische Emulsion aufgebracht ist, z.B. bei röntgenphotographischeii Filmen, die Nachteile zu vermeiden, die darin bestehen, daß beim Photographieren eine Filterdesensibilisierungswirkung auftritt und daß photographische Bilder mit einem Gelbschleier erhalten werden, die schwierig zu unterscheiden sind.

Ein Farbstoff zum Anfärben von Polj-äthjrlenterephthalatfilmen für die Verwendung als röntgenphotographischer Filmträger muß, wenn die oben genannten Ziele erreicht werden sollen, die Bedingung erfüllen, daß er gleichzeitig wärmebeständig, sublimationsecht (sublimationsbeständig), kompatibel'ist und eine geeignete Farbart bzw. Farbsättigung aufweist, er muß gegenüber der Gelatine-Silberhalogenidemulsion inert sein und darf keine nachteiligen Einflüsse auf die photographischen Eigenschaften, wie Empfindlichkeit, Gamma, Schleier und dgl., ausüben.

Großtechnisch werden Polyäthylentex'ephthalatfiliae nach einem Wärmeschmelzextrusionsverfahren hergestellt. Deshalb muß das Färbemittel eine ausreichende Wärmebeständigkeit aufweisen, um gegen erhöhte Temperaturen von bis zu 270 bis 300°C beständig zu sein_o Da ein Polyäthylenterephthalatfilm eine extrem stabile physikalische Struktur hat, sind Färbemethoden, wie das Anfärben, nicht leicht durchführbar. Deshalb wird vorzugsweise eine Dispersionsfärbemethode (dope-dyeing method) angewendet, bei der ein Färbemittel mit dem Polymerisat gemischt wird, entweder während der Synthese des Polymerisats oder nach dem Wärmeschmelzverformen des Polymerisats, um dadurch das Färbemittel in dem Polyäthylenterephthalat. zu dispergieren oder zu lösen. Deshalb muß das Färbemittel Verformungstemperaturen von bis zu 270 bis 300⁰C widerstehen und eine ausreichende Wärmebeständigkeit aufweisen, so daß es durch Wärme nicht zersetzt oder entfärbt wird« Die erfindungsgemäß angewendete Losungs- bzw. Dispersionsfärbemethode hat

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den Vorteil, daß gleichzeitig mit der Verformung die Färbung durchgeführt wird und daß keine zusätzlichen Stufen erforderlich sind.

Polyäthylenterephthalatfilme werden hergestellt durch Trocknen der Ausgangspellets, Mischen der Pellets mit einem Färbemittel und anschließendes Erhitzen der Mischung bis zur Schmelze, Extrudieren, Strecken und Wärmebehandeln-der Schmelze und Verformung derselben zu einem Film. Von diesen Stufen wird die Trocknungsstufe zweckmäßig bei Temperaturen von 135 bis 210 C unter vermindertem Druck durchgeführt, v/ie es in der japanischen Patentpublikation Hr. 618/53 beschrieben ist. Ohne die Trocknungsstufe würde der Ausgangspolyester beim Wärme schmelzen einer Hydrolyse unterliegen, die dazu führt, daß es unmöglich ist, den Film herzustellen,oder daß ein Film mit stark verschlechterten Eigenschaften, beispielsweise einer geringen Festigkeit, erzeugt wird.

Andererseits ist ein Randverlust unvermeidlich, da Polyesterfilme in. der Segel nach einer Spannrahnienmethode zu einem Film verformt werden. Um nun diesen Randabfall zurückzugewinnen und wiederzuverwenden, wird er zerkleinert und zusammen mit den ursprünglichen Schnitzeln getrocknet. Wenn der Poly— ester mit einem Färbemittel mit einer schlechten Sublimaticnsechtheit gefärbt ist, wird der Farbstoff während der Trocknung aus dem gefärbten Randabfall heraus-sublimiert. Deshalb verfärbt der sublimierte Farbstoff zusätzlich zu dem Verlust an Färbemittel den Trockner und Tropfen, die unregelmäßig davon herunterfallen, führen zu einer ungleichmäßigen Farbdichte. Auch wird Polyathylent erephthalat durch eine Extrusionsdüse auf eine Gießtrommel extrudiert, um es abzukühlen. Zu diesem Zeitpunkt verfärbt das sublimierte Färbemittel, wenn der Polyester mit einem leicht sublimierbaren Färbemittel gefärbt ist, die Gießtrommel, was zu.einer ungleichmäßigen Farbdichte des gefärbten Films selbst führt. Aus diesen Gründen ist es wichtig, daß der Polyester mit einem Färbe-

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mittel mit einer guten Sublimationsechtheit bzw. ßublimationsbeständigkeit gefärbt ist,

Bei der Durchführung der Lösungs- bzw. Bispersionsfärbung muß der Farbstoff in dem Polyäthylenterephthalat leicht und gleichmäßig dispergierbar oder löslich sein. Insbesondere sind für photographisehe Filmträger hochtransparente und von optischen Defekten freie Oberflächenbedingungen erforderlich. Deshalb kann eine ungenügende Dispersion des Färbemittels, welche den Träger trübe macht, und eine Verunreinigung mit körnigen Fremdsubstanzen auch im geringsten Maße nicht geduldet werden.

Bekanntlich muß zur Erzielung von Polyethylenterephthalat mit brauchbaren Eigenschaften ein durch Extrusion-einer Schmelze, durch Vergießen der Schmelze, durch Abschrecken der Schmelze und dgl. hergestellter (nachfolgend als Schmelzfilm bezeichnet), amorpher, nicht-orientierter Polyäthylenterephthalatfilm unter geeigneten Temperaturbedingungen einer Streckung und Wärmebehandlung unterzogen werden. Deshalb treten, selbst dann, wenn.das Färbemittel scheinbar gleichmäßig in einem amorphen, nieht-orientierten Film bis zu einem solchen Grade dispergiert ist, daß die Transparenz nicht beeinträchtigt wird, häufig in der nachfolgenden Verstreckungsstufe zwischen den fein dispergierten Partikeln des Färbemittels Hohlräume, die nicht plastisch deformiert werden können, und eine PoIyäthylenterephthalatmatrix auf, die bis zu einem starken Grade plastisch deformiert werden kann, wobei diese Hohlräume (Kicken) das Idcirt/streuen und die {!Trübung des Filmes verstärken» Demgemäß muß bei der Herstellung insbesondere von photographischen Filmträgern eine genügende Sorgfalt auf die Dispersion des Färbemittels in Form von extrem feinen Partikeln verwandt werden, um keine Hohlräume in der Verstrekkungsstufe entstehen zu lassen, welche die Lichtstreuung wesentlich erhöhen, oder um das Färbemittel in Form einer molekularen Dispersion zu lösen.

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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen !farbstoff anzugeben, der wärmebeständig ist und insbesondere in Verbindung mit Polyethylenterephthalat. als blauer !Farbstoff für einen röntgenphotographisehen Filmträger verwendet werden kann. Ziel der Erfindung ist es ferner, ; einen Farbstoff anzugeben, der geeignete Bläufärbeeigenschaften aufweist, die seine Verwendung als Farbstoff für einen rontgenphotographischen Filmträger erlauben und die photographischen Eigenschaften der Emulsion nicht nachteilig beeinflussen, wenn er in einem photographischen Träger verwendet wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Färbemittel anzugeben, das in einem photographischen Filmträger verwendet werden kann und zu keinerlei Abnahme der Transparenz oder zu keiner Trübung führt.

Diese und weitere Ziele werden erfindungsgemäß erreicht durch Verwendung der neuen Verbindung 1,4-Bis-(2^f-isopropyl-6'-methylanilino)anthrachinon und insbesondere durch ihre Verwendung in einem Polyäthylenterephthalatträger für röntgenphotοgraphische Filme.

Die für die Verwendung in einem rontgenphotographischen Film geeigneten Farbstoffe werden nachfolgend näher beschrieben. Die hier angewendeten Farbanzeigemethoden und Farbmeßmethoden sind in JIS-Z 8701-1958 bzw. JIS-Z 8722-1959 beschrieben. : Alle Farben bzw. Farbstoffe können durch x, y und Y angegeben werden, die in dem oben genannten Japanese Industrial Standard definiert sind. Der oben genannte JIS ist spezifiziert entsprechend dem kolorimetrischen System CIE, wie es von der tiommission Internationale de L-Eelairage" beschlossen und in Billmey.er und Saltzmann, "Principles of Color Technology", Seiten 25-52; Interscience Publishers (1966), in "Journal of the Optical Society of America", Band 33» Hr. 11, Seiten 627-632, publiziert von Optical Society of America ii£ Nov. 1°A3 und dgl. erläutert ist.

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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei bedeuten:

Pig. 1 ein Farbtondiagrainm, wie es in JIS-Z 8701 (1958), angegeben ist i

Pig. 2 ein Farbtondiagramm eines mit den Farbstoffen A und B nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbten Polyäthylenterephthalatfilmes;

Pig. 3 die spektralen Absorptionskurven der Farbstoffe I bis YI (gemessen in einer Acetonlösung);

Fig. 4 ein Farbtondiagrama von mit den Farbstoffen I bis VI der weiter unten folgenden Tabelle II gefärbten Polyäthylenterephthalatfilmenj

Fig. 5 <üe spektralen Absorptionskurven der Farbstoffe VII, VIII und X, gemessen in einer Acetonlösung;

Fig. 6 ein Farbtondiagramm von mit den Farbstoffen VII, VIII und Σ gefärbten Polyäthylenterephthalatfilmen und

Fig. 7 eine graphische Darstellung, welche die in der weiter unten folgenden Tabelle VI angegebenen .Daten erläutert,

Die Fig. 1 stellt den Farbton bzw. Farbwert (chromatic!ty) dar, wie er in JIS Z 870Ϊ-1958 angegeben ist, wobei, der Punkt 1 für das Mcht der Standardlichtquelle C und der Punkt 2 für eine Farbe stehen, die für einen Träger für rontgenphotographische Filme geeignet ist. Wenn die Dicke des Trägers konstant ist, bewegt sich der die Farbe des Trägers anzeigende Punkt mit abnehmendem Gehalt des Farbstoffes in !Richtung des Punktes 1 ungefähr entlang der geraden Linie, welche den Punkt Λ nit dem Punkt 2 verbindet. Deshalb stellt beim Vergleich der Farbtöne der verschiedenen Farbstoffe miteinander der Punkt 3 eine blaue Farbe dar,

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die in ihrem Charakter grüner ist als die durch den Punkt dargestellte Farbe, wahrend der Punkt 4 eine blaue Farbe darstellt

die etwas stärker violett in ihrem Charakter" ist als die Farbe des Punktes 2.

Da röntgenphotographische Filme einefi Liehtempfindlichkeitsbereich in dem kurzwelligen Gebiet haben, ist es für einen Filmträger erwünscht, daß er weniger lacht im kurzwelligen Bereich von 400 bis 4-50 nm absorbiert. Die Absorption von Licht in diesem Bereich macht den 3?räger gelblich, was dazu führt, daß die blaue Farbe des ü?rägers unrein wird. Dadurch nimmt der Wert der Röntgenfilme wegen des visuell schlechten Eindruckes ab.

Um den am meisten bevorzugten Farbtönungsbereich visuell zu bestimmen, wurden 7 in bezug auf den Farbton voneinander verschiedene Filme hergestellt unter Verwendung der beiden Farbstoffe i-Anilino-^^je-trihydroxydanthrachinon (blau) und i-p-Benzylosyänilino-^i—hydro2cyanthrachinon (violett) durch Änderung "des. Mischungsverhältnisses der beiden Farbstoffe. Nach der Lösungs- bzw. Dispersionsf-ärbemethode durch Schmelzen wurden Filme hergestellt. Unter Anwendung der gleichen Stufen wie in dem weiter unten folgenden Beispiel 1 wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Filmträger medizinische Röntgenfilme hergestellt und durch ein Objekt, das photographiert werden sollte, Röntgenstrahlen ausgesetzt. Auf diese Weise wurden Bilder erhalten* Die dabei erhaltenen Bilder wurden auf einem Betrachter (der Firma Seiko Sha Kabushiki Kaisha) befestigt,- um die Bildeigenschaften, beispielsweise den Kontrast und die Gradation, die Reinheit der blauen Farbe, das visuelle Aussehen und dgl., zu untersuchen. Dabei wurde gefunden, daß der für Röntgenphotographien bevorzugte Farbton in dem Bereich des. Farbtondiagramms zwischen zwei Linien liegt, von denen die eine die Lichtquelle C (x = 0,310, y « 0,316) und den Punkt b (χ β 0,2835, y = 0,3015) und die andere die Lichtgueü-l;e, G

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-β

den Punkt e (χ = 0 ₁ 2847, y = 0,3000) verbindet, wie in 2 dargestellt.

In der Fig. 2 repräsentieren die Punkte a,, b, c, d, e, f und g jeweils den Farbton eines 180 η dicken Polyäthylenterephthalatfilmes, ausgedrückt durch den. Farbwert bzw. Farbton (chromaticity), wobei der Film mit einer 0,023 gew.-%igen Mischung aus 1-Anilino^,5_t8^trihydro^anthraehi~ non. (Farbstoff A) und i-p-BenzyloxyaniIino-4-hydro xyanthr-achinon (Farbstoff B) in. einem Mischungsverhältnis, wie es ia der nachfolgenden tabelle I angegeben ist, gefärbt worden ist.

	Färbstoff A :	: 45	Tabelle	I	y	•
Probe	Farbstoff B	: 40	Farbürertko or dina ten	0,3021	Färbung (Farbton)
Nr.	55	! 35	X	0,3015
a	60	• 40	0,2831	0,3010	schlecht
b	65	• 35	0,2835	0,3005	gut
C	60	50	0,2839	0,3000	It
d	55	s 55	0,2843	0,2995 -	ft
e	50	0,2847	0,2990	It
f	4-5	0,2851	schlecht
6	0,2855

Als Methode zum Anfärben von Polyalkylenterephthalat ist, es bekannt, dieses mit einem Aminoanthrachinonfarbstoff anzufärben, wie es beispielsweise in der britischen Patentschrift 651 699 und in der bekannt gemacht en japanischen Patentanmeldung Nr. 26 315/68 und dgl. beschrieben ist. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Farbstoffe sind blau oder rot, wobei diese Farbtone für einen Eöntgenfilmträger ungeeignet sind. Aus diesen Patentschriften geht nicht hervor, welche chemischen Strukturtypen von Farbstoffen für einen Röntgenfilmträger geeignet sind.

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Es wurden nun "zum ersten Male 1,4-Bis~(monoalkylanilino,)— anthrachinone untersucht, wobei jedoch gefunden wurde, daß sie grünlich-blau und zum Anfärben eines röntgenphotographischen Trägers ungeeignet waren. Dann mirden 1 ,4-Bis— (dimethyl— anilino)anthrachinone untersucht* Dabei v/urden die in der folgenden !Tabelle II angegebenen sechs Strukturisomeren er- · halt en j die sich in den durch die Methylgruppen substituierten Positionen voneinander unterscheiden.

!Tabelle II

Verbindung Verbindung F. ( C)

Hr. ; ,

I 1,4-Bis(2 ', 3' -dimethylanilino )- 241 anthrachinon

II ' 1,4-Bis(2'-4'-dimethylanilino)- 220 - 221 anthrachinon

III 1,4~Bis(2'-5^f-dimethylanilino)- 233 - 234 anthrachinon

TV 1,4-Bis (2^f -6' -dimethylanilino )- ²²⁵ anthrachinon

7 1,4-Bis(3'-4'-dimethylanilino)- 202 - 203 __ anthrachinon

71 1,4-Bis(3^f-5'-dimethylanilino)- 254 - 256 anthrachinon

Die Strukturen dieser Verbindungen und die physikalischen Eigenschaften derselben, bestimmt durch Synthese derselben, sind in der labeile II angegeben. In der folgenden Tabelle III sind auch die Wellenlänge des Absorptionsmaximums _r), das im sichtbaren Bereich in einer Acetonlösung

lax
auftritt, der Molekularextinktionskoeffizient und ein spektrales Absorptionsmaximum (A_max) eines 0,18 mm dicken blauen Filmes, der durch Zugabe von 0,02 Gew.-% der Farbstoffe zu Polyäthylenterephthalat, -Einmischen des Farbstoffes bis zur Trockne und Schmelzextrudieren der dabei erhaltenen Zusammensetzung nach einem üblichen Schmelzfilmherstellungsverfahren hergestellt wurde.

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	spektr	Tabelle III	spektrale Absorption in einem gefärbten
Verbindung Mr.	max	ale Absorption in einer Acetonlösung	Polyäthylent erephtha- latf ilra A max (mn)
	396	max ^ ^	610
I	592	0,55	646
	634	1,53
	402	. 1,64	620
II	600	0,57	646
	634	1,55	646
	400	1,66	610
III	600	0,59
	634	1,64	644
	365	1,73	591
IV	582	0,31
	628	1,53	635
	408	1,39	620
V-	610	0,62
	641	1,47	658
	405	1,56	618
VI	610	0,63
. -	644	1,43	655
	1,52

Die speirbralen Absorptionskurven der !farbstoffe I, IV und VI sind in der Fig. 3 als repräsentative Beispiele dargestellt. Unter den in der obigen Tabelle II aufgezählten isomeren Farbstoffen weisen die Verbindungen, in denen die o-Stellung des Anilinokerns nicht substituiert ist (V und VI) eine größere Absorption bei einer Wellenlänge von 400 mn. auf, die für einen Röntgenfilmträger nicht erwünscht ist, und deshalb weisen sie eine stark ausgeprägte grünlich-blaue Farbe auf, während die Verbindungen mit einem Substituenten in der o~Stellung (I, II und III) eine grünlich-blaue Farbe

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aufweisen, die schwächer ist als diejenige der ihnen benachbarten zuerst genannten Verbindungen,

Im Gegensatz zu den Farbstoffen mit diesen Strukturen weist die Verbindung XV zwei deutlich voneinander getrennte Hauptabsorptionen auf (eine im grünen Bereich und die andere im roten Bereich), besitzt einen hypsochromatischen Effekt, d.h.. eine Verschiebung des Absorptionsmasiiauias nach der kurzwelligeren Seite, und außerdem weist sie eine deutlich geringere unnötige Absorption im Bereich von 360 bis 450 nm auf. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenop-imen, daß dies daher rührt, daß der Anilinokern und der Anthrachinonkern nicht coplanar sein können, v?as auf die sterische Hinderung zurückzuführen ist, die von dem o-Substituenten herrührt .

Die Farbtöne dieser Verbindungen weichen alle stark von dem erwünschten Farbton nach der grünen Seite hin ab, wie es in Fig. d- dargestellt ist, mit Ausnahme der Verbindung XV. Nur die Verbindung XV ist weniger gelb und weist eine klare blaue Farbe auf, die sich ziemlich stark dem erwünschten Farbton nähert, obwohl sie etwas in Richtung auf Violett verschoben ist.

Deshalb wurden bei einer weiteren Untersuchung Verbindungen mit einer Isopropylgruppe als Alkjlgruppe als 2'-Substituent, welcher die sterische Hinderung stark beeinflußt, und mit verschiedenen 6'-Substituenten (wie sie in der nachfolgenden Tabelle XV angegeben sind") synthetisiert, um ihre Eigenschaften zu untersuchen.

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Verbindung
Hr.

Tabelle IV

Verbindung

VII 1,4-Bis(2'-isopropylanilino)-anthrachinon

VIII 1,.4-Bis(2'-isopropyl-6' -methylanilino)anthrachinon ■

IX 1,4-Bis(2'-isopropyl-6^f-äthylanilino)anthrachinon

X 1,4-Bis(2^f-6'-diisopropylanilino) aiithrachinon

P. (⁰C)

149

240 - 241 211 - 21J 205 - 207

Die Strukturen der vorstehend angegebenen Farbstoffverbin— düngen "und ihre physikalischen Eigenschaften, die durch. Synthetisieren derselben bestimmt wurden, sind in der Tabelle IV angegeben. Bie spektralen Absorptionseigenschaften in einer Acetonlosung trad in einem Polyethylenterephthalat— film wurden auf die gleiche Weise gemessen wie bei den in der Tabelle II angegebenen Verbindungen und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V angegeben.

	Tabelle	V	spektrale Absorpt? on in einem gefärbten
Verbindung Nr.	spektrale Absorption Acetonlösung	in einer	Polyäthylentereplitha- latfilm Äma~ C™1)
			603
VII	400	0,56	644
	595	1,48
	635	1,47	591
VIII	370	0,31 -
	582	1,65	637
	627	1,84	592
IX	375	0,34
	584	1,66	638
	629	1,84	597
X	387	0,40
	588	1,66	642
	632 409807/106	1,86 5

Die spektralen Absorptionskurven dieser Verbindungen (VII, VIII und X) sind in der Fig. 5 dargestellt. Aus der Fig. ist zu ersehen, daß selbst dann, wenn die o-Position durch eine sperrige Isopropylgruppe besetzt ist, die eine sterische Hinderung herbeiführt, das monosubst'ituierte Derivat (Verbindung VII) eine unerwünschte Absorption in dem kurzwelligen Bereich aufweist, die nicht in starkem Maße herabgesetzt wird. Jedoch ist der Effekt der Isopropylgruppe deutlich zu beobachten. Das Absorptionsspektrum der Verbindung IV unterliegt einer hypsochromatischen Verschiebung im Vergleich zu der Vergleichsprobe 1,4-Bis-(o-toIuidino)anthrachinon (Verbindung Xl) und den dimethylsubstituierten Isomeren (Verbindungen II, III, V und VI). !atsächlich weist die Verbindung IV fast die gleiche Absorption in dem blauen Bereich auf wie das 2,3-dimethylsubstituierte Derivat (Verbindung I) und ist vom Standpunkt der Farbtönung aus gesehen nicht bevorzugt. Auch im Falle des disubstituierten Derivats (Verbindung X) mit Isopropylgruppen, welche die sterische Hinderung in zv/ei o-Positionen bewirkt, ist die coplanare Eigenschaft zwischen dem Aminokern und dem Anthrachinonkem deutlich gehindert. Es war daher zu erwarten_} daß die Absorption in dem blauen Bereich noch geringer sein würde als bei dem 2,6-dimethylsubstituierten Derivat (Verbindung IV) und daß ein ausgezeichneter Farbton erhalten wird. Versuche haben jedoch gezeigt, daß die in den 2- und 6-Stellungen durch sperrige Gruppen disubstituierten Verbindungen, wie z.B. die Verbindung X, nicht die erwarteten-bevorzugten Eigenschaften aufweisen. Es wurde daher vermutet, daß zur Erzielung von Farbstoffen, die im blauen Bereich in einem geringeren Ausmaße Licht absorbieren und einen trübungsfreien blauen Farbton liefern, eine optimale Größe für den in der anderen o-Position einzuführenden Substituenten besteht. Hach verschiedenen Versuchen wurde gefunden, daß unter den Verbindungen dieser Reihe die Verbindung VIII im blauen Bereich am wenigsten Licht absorbiert und eine hochreine blaue Farbe aufweist.

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Die !Pig. 6 zeigt den Farbton (Farbwert) von gefärbten PoIyäthylenterephthalatfilmen, die unter Verwendung von repräsentativen Farbstoffen dieser Reihen, den Verbindungen VH, YIII und X, hergestellt wurden. Γ/ie aus der Fig. 6 hervorgeht, wichen die Farbtöne der Verbindungen VII und X in Richtung auf Grün von dem gewünschten Farbton ab und nur die Verbindung VIII lieferte den gewünschten ausgezeichneten Farbton.

Außerdem muß, wenn ein Farbstoff als Lösungs- oder Dispersions· färbemittel für einen Polyäthylenterephthalatfilm für die Verwendung als röntcenphotographischer FilTii eingesetzt werdeii soll, der Farbstoff eine ausreichende Wärmestabilität aufweisen, um der Verformung st einperatur von bis zu 270 bis 300⁰C zu widerstehen und sich nicht zu zersetzen oder zu verblassen. Ein Verfahren unter Verwendung von 1,4—Bis-(2' > 6'-diäthylani-· liiio)anthrachirion (Verbindung XII) als Färbemittel für einen Polyäthylenterephthalatfilm ist in der US-Patentschrift 3 489 195 beschrieben. Die Verbindung XII hat einen Schmelzpunkt von 207 bis 208 C, während die erfindungsgeinäße Verbindung VIII einen Schmelzpunlrt von 240 bis 241⁰C hat. Nach systematischen Untersuchungen mit einer Reihe von. Farbstoffverbindungen, die in einem Film enthalten waren, der nach einem üblichen Filmherstellungsverfahren in der Schmelze hergestellt worden "war, wobei die GchmelzextrusionsteEiperatur und die Schnelzver\7eilzeit geändert \yurden, wurde gefunden, daß 1,4-Bis~(2'-isopropyl-6^l-methylanilino)anthrachinon (Verbindung VIII) als Färbemittel gut geeignet ist, das die oben genannten verschiedenen Anforderungen erfüllt.

Zur Untersuchung der Wärmestabilität der Farbstoffe wurden gefärbte Platten (1 mm dick) hergestellt durch Spritzverformung bei einer Zylindertemperatur von 30O⁰C und bei einer Verweilzeit innerhalb des Zylinders von 1,5 Minuten oder von 15 Minuten unter Verwendung einer Sprit zverforinungsmaschine (Neomat 150/75 der Firma Sumitomo Shipbuilding & Machinery Co., Ltd.). Der Gehalt an Farbstoffen betrug

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0,02 Gew.-?», "bezogen auf den Polyester, Zum Vergleich des Ausbleichens der Farbstoffe als Folge der Verweilzeit in einem Zylinder wurde ein Spektrophotometer (Molde EPS-3T der Firma Hitachi, Ltd.) verwendet. Eine unter den gleichen Bedingungen hergestellte farbstoffreie Probe wurde in eine Standardseite gebracht und es wurde nur die durch die Farbstoffe hervorgerunfene Änderung gemessen. Wie aus der Fig. 7 hervorgeht, wurden die Farbstoffe im allgemeinen durch die Wärme zersetzt, das Absorptionsiaaximum .wurde klein tmd der Hintergrund nahm zu, wenn die Verweilseit_im Innern des Zylinders erhöht wurde. Zum Vergleich der Farbstoffe untereinander wurde die Reinheit der Farbe durch b/a ausgedrückt, wobei b den T.ert der spektralen Dichtekurve entsprechend der Farbe Gelb oder einer Wellenlänge von 440 mu und a .den Wert eines bei etwa 600 mn erscheinenden Maximums bedeuten. Die iTarmebestäncligkeit wurde ausgedrückt durch die Differenz von b/a zwischen einer Vervreilzeit von 1,5 Minuten und einer Verweilzeit von 15 Minuten, d.h. durch Δ (b/a). Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI zusammengefaßt.

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	VII
O	TTII
co
00	IX
O -J	X
, L	XII
σ
σ>
CTJ

22	77	5	71	0,247
5	83	5	81,5	0,042
10,5	85	83,5	0,041
14	70,	70,5	0,099
10,5	86,	86,5	0,042

Tabelle VI ■ .

b a b/a

Verweilzeit bei Wert bei 440 mji Spitzenwert Reinheit der Farbe A(b/a)

einer Zvlindertemp* 1,5 15· 1,5 15 1,5 15 ϊ/f" ^¹* Verbindung ITr. ·

3,5 3,5 7 •3,5

0,310	0,063
0,061	0,019
0,126	0,085
0,199	0,100
0,121	0,086

Durch die vorstehende Tabelle VI wurde bestätigt,· daß die Wärmebeständigkeit der erfindungsgemäßen Farbstoff- · verbindung VIII ausgezeichnet war.

Die Sublimationsechtheit (Sublimationsbeständigkeit) der Farbstoffe wurde nach dem folgenden Verfahren gemessen: 2 mg eines Farbstoffes wurdenauf den Boden eines Hartglas-Testrohres mit einem Innendurchmesser von 18 mm und einer länge von 200 mm gelegt und in inniger Mischung wurden 20 g Polyäthylenterephthalatschnitzel einer Größe von 4- mm χ 4- mm 2,5 Bim zugegeben. Verschiedene Testrohre, die verschiedene Farbstoffe (VII, VIII, IX, X oder XII) enthielten, wurden an eine Vakuumanlage angeschlossen und 5 Minuten lang langsam bis auf 0,1 mm Eg evakuiert. Danach wurden die Testrohre, während sie an die Vakuumanlage angeschlossen waren, bis zu etwa 2/3 der Länge des Testrohres, vom Boden aus gemessen, in ein thermostatisch auf 180 + 2°C erhitztes ölbad eingetaucht und 4- Stunden lang evakuiert. Dann wurden die Testrohre herausgezogen. Die Oberfläche der PolyäthylenterephÜia-. latschnitzel wircfe gefärbt mit einem, ausgeprägten Dichtegradien ten in Aufwärtsrichtung von dem Boden aufgrund der Sublimation und Adsorption der Farbstoffe. Der Verschiebungsabstand der Farbstoffe nach oben in Richtung der Spitze der gefärbten Schnitzel wurde zum Vergleich in mm gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VII angegeben, welche zeigt, daß der erfindungsgemäße Farbstoff VIII in bezug auf die Sublimationsechtheit ausgezeichnet war.

Tabelle VII

Verbindung Sublimationsechtheit (VerschiebunKSstrecke des Nr₂ sublimierten Farbstoffes, mm)

VII 70

VIII 60

IX 65

«X 80

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Fortsetzung von tabelle VII

XII XIV

100 90

Die dabei erhaltenen experimentellen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VIII zusammen mit den Ergebnissen angegeben, die mit 1 _i4~Bis-(2^l-tert.-butylanilino)anthrachinon (Verbindung XIII) und 1_l4-Bis-(2^f-äthyl-6'-methylanilino)anthrachinon (Verbindung XIV) erhalten worden waren.

Tabelle VIII

Anzahl der Kohlen- Arylgruppe (d = Sublimationsverschiebunss-

stoffatome des strecke in mm)

Alkylsubstituent en .

c = 6 c = 4

c = 3

C(CH₃)₃

CH(CH,).

Verbindung χ (d _ ßn

VerbindungXIII Verbindungen Verbindung

(d = 60) (d = 100)

⁰A

Verbindung VII Verbindungxiv (d = 7D) (d = 90)

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Aus der vorstellenden Tabelle VIII ist zu ersehen, daß die Sublimationsechtheit groß wird, wenn die Substituenten. in den 2¹- und 6'-Stellungen zunehmend unsymmetrisch werden und wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome des Alkylgruppensubstituenten zunimmt. Aus dem nachfolgend angegebenen Beispiel geht auch hervor, daß der erfindung&gemäße Farbstoff eine ausgezeichnete Kompatibilität aufweist und die photographischen Eigenschaften von Silberhalogenidemulsionen nicht "beeinträchtigt .

V/ie oben angegeben, besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Färbemittel für einen Polyäthylenterephthalatfilm für die Verwendung als röntgenphotographische Filme anzugeben, die extrem strengen Anforderungen in bezug auf die photographischen Eigenschaften, die Wärmebeständigkeit, die Sublimationsechtheit, die Kompatibilität und den Farbton gleichseitig erfüllen. Weiter oben ist näher angegeben, daß als Folge der systematischen Analyse von Strukturen, Physikalischen Eigenschaften und experimentellen Daten gefunden wurde, daß 1,4-Bis-(2'-isopropyl-6^l-methylanilino)anthrachinon sämtlichen angegebenen Anforderungen genügt. Bei der erfindungsgemäßen Verbindung handelt es sich um eine in der Literatur bisher'nicht beschriebene neue Verbindung, die durch Erhitzen von 1,4,9,10-Tetrahydroxyanthracen zusammen mit 2-Isopropyl-6-methylanilin in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels leicht synthetisiert v/erden kann. Das Rohprodukt kann unter Anwendung einfacher Verfahren gereinigt werden, wobei das gereinigte Produkt erhalten wird. Bei verschiedenen Versuchen wurde gefunden, daß Borsäure, wie sie in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung Hr. 29 18?/69 beschrieben ist, oder Borsäurealkoholester, wie sie in der britischen Patentschrift 969 O59 beschrieben sind, z.B. der Borsäureester von 2-Methylpentan-2,4-diol, wirksame Dehydratisierungsmittel darstellen. Die Umsetzung kann unter Verwendung solcher Dehydratisierungsmittel innerhalb eines kurzen Zeitraumes·glatt beendet werden.

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Die Umsetzung kann in der Regel durch Erhitzen einer Mischung aus 1,4,9,10-iPetrahydroxyanthracen, 2 bis 6 Äqttivalentmengen, vorzugsweise 2,5 "bis 4,0 iLquivalentmengen an Aminkomponente und 0,5 bis 5 -S-quivalentmengen, vorzugsweise 2 bis 4 Äquivalentmengen eines Dehydratisierungs— mittels auf I30 bis 18O⁰O durchgeführt werden, während erforderlichenfalls das gebildete Wasser unter vermindertem Druck entfernt wird. Die Reaktion kann auch gleichmäßig und glatt durchgeführt werden durch Umsetzung „an dem Siedepunkt eines hochsiedenden Lösungsmittels, z.B. eines alkoholischen Lösungsmittels (wie n-Butanol, η-Amy!alkohol, n-Hexylalkohol, 2-lthylhexanol und dgl.). Die Umsetzung ist im allgemeinen innerhalb von etwa 5 bis 20 Stunden beendet. Das Reaktionsprodukt wird in Chloroform gelöst und nach der Entfernung der unlöslichen Bestandteile wird es zur Entfernung der nicht-umgesetzten Aminkomponenten mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure gewaschen und dann unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels umkristallisiert oder erforderlichenfalls chromatographisch gereinigt. Auf diese Weise kann ein hochreines Endprodukt erhalten werden«.

Das Verfahren zum Synthetisieren des erfinduiigsgemäß verwendeten 1,4-Bis-(2' -isopropyl-6 '-methylanilino) anthrachinone wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das folgende Synthesebeispiel näher erläutert. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle darin angegebenen Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.

Synthesebeispiel

Λ ,4-Bis-(2^f-isopropyl-6¹-methylanilino)anthrachinon (Verbindung__VIII)

Eine Mischung aus 48 g 1,4,9,10-Tetrahydroxyanthracen, 100 ml 2-Methyl-6-isopropylanilin und 48 g Borsäure wurde 3 Stunden lang unter Rühren auf I50 bis 160°C zur Reaktion

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erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde eine 120 /»ige Chlorwasserstoffsäure zugegeben, um das Reaktionssintern sauer zu machen. Anschließend wurde der gebildete Niederschlag abfiltriert, gut mit Wasser gewaschen und dann getrocknet. Danach wurde das ,erhaltene Rohprodukt mit einer Mischung aus 60 ml Hitrobenzol und 5 ml Pyridin gemischt und nach 3-stündigem Erhitzen auf 150 bis 140°0 wurde das Nitrobenzol abdestilliert, wobei ein schwarz-blauer Rückstand zurückblieb'. Dieser .wurde dann in Äthanol gelöst, und nach der Behandlung mit Aktivkohle zweimal aus Benzol umkristallisiert unter Bildung von 52 g bläulich-violetter Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 240 bis 241⁰C.

Elementaranalyse für Ο^Η,^ΟρΝ^: ber.: 0 81,27 H. 6,77 N 5,58 gef.: 81,80 6,83 5,58 %.

Der dabei erhaltene Farbstoff hatte das in der Tabelle V beschriebene Spektralabsorptionsspektrum und die Analyse des Infrarötabsorptionsspektrums und des lüMR-Absorptionsspektrums [1,05, 1,12, 1,124, 3,13 ppm (Isopropyl); 2,14 ppm (Methyl) i 8,41, 7,71, 6,51 ppm (Anthrachinonkern); 7,15 ppm (Phenyl) Ji^! 1,83 ppm (NS) in. einer schweren Ghloroformlösung] bestätigte, daß es sich dabei um 1,4 Bis-(2'-isopropyl-6'-methylanilino)anthrachinon handelte.

Wenn in diesem Synthesebeispiel die Umsetzung zwischen 1,4,9,10-Tetrahydroxyanthracen und 2-Methyl-6' -isopropylanilin bei einer ähnlichen Temperatur 5 Stunden lang unter Verwendung von 45 g eines Borsäureesters anstelle von Borsäure als Dehydratisierungsmittel, der durch Erhitzen von 2-Methyl-2,4-pentandiol mit Borsäure hergestellt worden war, durchgeführt wurde und wenn genau die gleiche Nachbehandlung wie oben angegeben angewendet wurde, erhielt man 58 g der Farbstoffverbindung VIII mit einem Schmelzpunkt von 240 bis 242°C.

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Wenn das in der ersten Dehydratationsreaktionsstufe erhaltene Rohprodukt durch 6-stündiges Erhitzen in einem System von 35O ml Ethanol und 10 ml Piperidin oxydiert wurde, während Luft eingeleitet wurde, anstatt es in Gegenwart von. Nitrobenzol zu oxydieren, und wenn das Reaktionsprodukt auf übliche Weise nachbehandelt wurde, erhielt man 59 S der Farbstoff verbindung ¥111 mit einem Schmelzpunkt von 239 bis 241⁰G.

Außerdem wurde durch Heinigen des in der zweiten Oxydationsreaktionsstufe erhaltenen !Rohproduktes durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Aluminiumo:cyd als Säulenfüllung und unter Verwendung von η-Hexan, Benzol oder einer Mischung davon als Entwicklungslösungsmittel auf wirksame Weise die hochreine Parbstoffverbindunß VIII erhalten. Bei dieser Gelegenheit wurde das in dem Rohprodukt enthaltene schwarze Reaktionsprodukt leicht daraus entfernt, da es von dem oberen Teil "der gefüllten Aluminiumoxydschicht adsorbiert wurde. Die Säulenchromatographie dien⁴« somit dazu, die naehfo Ig enden Umkristallisationsverfahren zu vereinfachen und war deshalb extrem wirksam·

Aus 1,4,9,1O-0?etrahydroxyanthracen und einem entsprechenden dialkylsubstituierten Anilin konnten mit Leichtigkeit auf die gleiche Weise wie sie in dem obigen Synthesebeispiel beschrieben worden ist, die in den obigen Tabellen II und IV angegebenen verschiedenen 1 _}4~Bis-(dialkylsubstituierten~ amino)anthrachinone hergestellt werden«

Bei dem erhaltenen erfindungsgemäßen Farbstoff VIII handelt es sich um eine absolut neue Verbindung, die hydrophobe polymere Stoffe, insbesondere Polyester- und Polyamidprodukte, in einer klaren, hochreinen blauen Farbtönung färbt. Außerdem weist der Farbstoff eine hohe Kompatibilität, eine ausgezeichnete TiTärmebeständigkeit und Lichtechtheit auf. Zu verwendbaren Polyester- und Polyamiaprodukten gehören zusätzlich

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zu Paser- und Filmmaterialien verschiedene Formlinge, wie z.B. photographisehe Filmprodukte und Filmverpackungsprodukte, die unter Anwendung von üblichen Färbemethoden o'der Schmelzfärbemethoden gefärbt werden können. Der erfindungsgemäße Farbstoff VIII ist besonders wirksam in einem Polyäthylenterephthalatfilm für einen photographischen Filmträger. Im allgemeinen können für einen Rontgenfilmti-ager etwa 0,005 bis 0,04, vorzugsweise etwa 0,015 bis 0,025 Gew.~% des Farbstoffes verwendet werden, die Menge kann jedoch auch in Abhängigkeit von dem Endverwendungszweck frei variiert werden.

Im Falle der Verwendung als röntgenphotographischer Filmträger kann ein mit dem erfindungsgemäßen Farbstoff VIII nach der Schmelzfärbemethode gefärbter Polyä-thylenterephthalatfilm, dessen Oberfläche beispielsweise durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, durch eine Coronaentladungsbehandlung, eine Behandlung mit Chromsäure oder mit einer Luft/Propan-Flamme und dgl. aktiviert worden ist, mit einer bekannten Haftschicht, wie sie in den bekanntgemachten japanischen Patentanmeldungen Nr. 25 835/68, 2529/69, 29995/69 und dgl. beschrieben ist, und einer bekannten Emulsion für die Verwendung in der Eöntgenphotographie, wie sie in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung Hr. 784-5/72 und dgl. beschrieben ist, versehen werden unter Bildung eines photographischen Filmes. Der dabei erhaltene photographische Film kann auf die verschiedenste bekannte V/eise behandelt bzw. entwickelt werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Nach einer Schmelzfilmherstellungsmethode wurde ein 0,180 mm

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dicker Film hergestellt durch Zugabe von 0,02 Gew.-% der Farbstoffverbindung VIII zu Polyäthylenterephthalatschnitzeln, trockenes Mischen und Durchführung der Schmelz;-extrusion. Der dabei erhaltene Film war blau und es wurden keine Verminderung der (Transparenz, Trübung und keine Defekte durch nicht-dispergierte Partikel beobachtet. Beide Oberflächen dieses Filmes wurden· eine Minute lang bei 80⁰C in der Luft unter Vexnvendung einer 1 Kiv-Quarz-Quecksilberlampe, wie sie in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung ITr. 2603/68 beschrieben ist, mit ultraviolettem Licht bestrahlt.Danach irarde sofort eine Gelatine-organisches Lösungsmittel-Dispersion der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung aufgebracht* und anschließend 2 Minuten lang bei 120°C getrocknet.

Gelatine	1	Gexy.-Teil
Essigsäure	1	Il
Methanol	20	tr
Aceton	60	Il
Methylenchlorid	10	η
Tetrachloräthan	5	Il
Phenol	5	U

Zu einer hochempfindlichen Silberbromidemulsion für die Verwendung in der Eöntgenphotographie (AgJ; 1,5 ΜοΙ-Γ-ό, Gelatine-Gehalt 150 g/Mol AgX), die schwefel- lind goldsensibilisiert worden war, wurden Chromalaun und Saponin in geeigneten Mengen zugegeben. Diese Emulsion wurde dann auf beide Oberflächen der oben beschriebenen, mit einer Haftschicht ver~ sehenen Filmunterläge in einer Menge von 55 mg/100 cm , bezogen auf das Silber für jede Oberfläche, aufgebracht und dann zur Herstellung der medizinischen Röntgenfilme getrocknet. Die dabei erhaltenen medizinischen Röntgenfilme wurden 0,5 Sekunden lang belichtet zur Durchführung der Röntgenphotographie unter den in der folgenden Tabelle IX

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angegebenen Bedingungen, wobei der Abstand zwischen einer Röntgenstrahlenquelle und dem zu durchstrahlenden Objekt 80 cm betrug, unter Verwendung eines Phantoms*(der Firma Anderson Research Laboratories, Inc.) als Testobjekt und unter Verwendung eines Röntgenverstärkungsschirms EfOEZO-JFS, der GaWO₂, enthielt (der Firma Dainippon Paint Manufacturing" Co., Ltd,)·

Tabelle IX

Probe ITr. Phantom elektrischer Strom Spannung (mA) (V)

I Kopf 100 80

II Brust 100 60

III Lende 100 80

IV Bein 100 4-0 - 50

Dann wurden die so photographierten medizinischen Röntgenfilme I, II, III und IV 4· Minuten lang unter Verwendung eines !Entwicklers der nachfolgend angegebenen'Zusammensetzung bei 20⁰O entwickelt.

Zusammensetzung de_s Entwi.ckleri3

Met öl	Natriumsulfat	4,0	S	1
wasserfreies		60,0	g
Hydrochinon	Natriumcar-	10,0	ε
wasserfreies
bonat		53,0	ε
Kaliumbromid		2,5	g
Wasser	ad 1

Verglichen mit den auf die gleiche Weise wie oben auf Röntgenfilmen erzeugten Bildern, die unter Verwendung der Farbstoffe VII, IX, X, XII und dgl. hergestellt worden waren, erleichterte das auf diesen erfindungsgemäßen medizinischen

*(anatomisches Modell

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Röntgenfilmen entwickelte Bild die Unterscheidung der Bilder und außerdem wurden die phot ο graphisch en Eigenschaften, wie die Empfiiidlichkeit, das Gamma, der Schleier und dgl., nicht verändert. Ferner waren keine Änderungen zu beobachten, selbst τ,γβηη die Filme unter strengen Temperatur- und Feuchtigkeit s-Bedingungen aufbewahrt wurden.

Die Erfindung '-wurde zwar vorstehend \inter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen näher erläutert₅ es ist jedoch für den Fachmann klar, daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen v/ird.

Patentansprüche:

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Claims (2)

Patentansprüche

1. 1 ,4~Bis-(2^f -isopropyl-6' -methylanilino^nthraehinon.

2. Polyäthylenterephthalatfum, dadurch gekennzeichnet, daß er die Verbindung gemäß Anspruch 1 enthält.

j. Eöntgenphotographisches Material, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einen Träger und einer darauf aufgebrachten, für Röntgenstrahlen empfindlichen photographischen Silberhalogenideaiulsionsschicht besteht, r/obei der Träger aus dem Polyäthylenterephthalatfilm gemäß Anspruch 2 besteht.