DE2705203C3 - Verfahren zur Herstellung von strahlungsempfindlichen vernetzbaren Polyestern und Verwendung in Aufzeichnungsmaterialien - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von strahlungsempfindlichen vernetzbaren Polyestern und Verwendung in AufzeichnungsmaterialienInfo
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- C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/52—Polycarboxylic acids or polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
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Description
Erfindungsgemäß wird eine wirksame Menge eines synergistischen Gemisches aus die Vernetzung hemmenden
Verbindungen mit mindestens einer sterisch gehinderten Phenolverbindung und mindestens einer
Phosphorsäureesterverbindung verwendet zur Verhinderung oder zumindest Hemmung von unerwünschter
Vernetzung und Verzweigung in einem durch Stnhlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymer
während dessen Herstellung durch Polykondensation der im Anspruch 1 genannten Monomeren. in
Das synergistische Gemisch enthält einen Phosphorsäu.-etrialkylester,
vcn dem sich eine Phosphatgruppe der folgenden Formel
— O π -O^ P=O
— Ο
ableitet und die sterisch gehinderte Phenolverbindung, von der sich mindestens eine phenolische Hydroxv-(OH)-Grjppe
ableitet, in einem festen mol; ren Verhältnis. Der Phosphorsäureester und das sterisch gehinderte
Phenol werden in einem molaren Verhältnis verwendet, das. ausgedrückt als das Verhältnis von Phosphat- zu
phenolischen Hydroxygruppen. I : 1 bis 1 :6 beträgt.
Optimale Ergebnisse sind erzielbar bei Verwendung der Verbindungen in einem molaren Verhältnis, das dem
Vorliegen der angegebenen Gruppen im Verhältnis von etwa I : 2 (Phosphat- zu phenolische Hydroxygruppen)
entspricht, und in einer Gesamtmenge, die Vorteile bewirkt ohne nachteiligen Einfluß auf den oder die in
der Polyesterbildungsreaktion verwendeten Katalysa
toren. oder auf die strahlungsempfindlichen Massen, die
aus bei dieser Reaktion gewonnenen stabilisierten Polymeren hergestellt werden, oder auf strahlungsemp
findliche Auf/eichnungsmaterialien. insbesondere lithographische
Druckplatten, die unter Verwendung derar tiger strahlungsempfindliehcr Massen, welche die
stabilisie-ten Polymere enthalten, hergestellt sind.
Das synergistische Gemisch aus Inhibilorverbindun
gen. im folgenden als synergistische Inhibitorzusammcnsetzung
bezeichnet, wird in einer Menge angewandt,
die ausreicht zur Aufrechterhaltiing der meßbaren physikalischen Eigenschaften des Polymeren inner
halb von Grenzwerten der Parameter für icde Eigenschaft, wie sich diese aus Tests ergeben, die an
durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymeren durchgeführt wurden, insbesondere an
PoKnieren, die in strahlungsempfindlichen Massen
Verwendung finden, welche zur Herstellung lithographischer Druckplatten mit verbesserter Lebensdauer
dienen. Physikalische Eigenschaften, die sich als
wesentlich erwiesen haben, sind die logarithmische
Viskositätszahl (Inherentviskosität) des Polymeren, dessen zahlenmittlcres (N. A.) Molekulargewicht, dessen
gewichtsmittlcres (W A.) Molekulargewicht und
dessen Polydispersität. wie dies im folgenden beschrieben
wird. Erfindungsgemäß liegt das Mensch gehinderte Phenol und der Phosphatester in der synergistischen
Inhibitor/iisiimmcnset/ung in einer Menge vor. die
sowohl zu einem höheren gewichtsmittleren Molekulargewicht als auch zu einer niedrigeren Polydispersität
des Polymeren führt, als sie bei Verwendung jeder dieser Inhibilorvcrbindungen für sich allein crzielbar
sind.
Die aufgezeigten Vorteile werden erzielt durch Einbringung der sync/gistischcn Inhibitorzusammcnscl-
2o zung in ein Reaklionsgefäß zusammen mit den
Komponenten und dem üblicherweise angewandten Katalysator oder den Katalysatoren, die zur Herstellung
eines Polyesters Verwendung finden. Die Zusamrnensetzung oder ein Rest derselben liegt vor während aller
Verfahrensstufen des in Schmelze bewirkten Esteraustausches und der Präpolymeir- und Polymerbildungsre
aktionen. So verbleibt z. B. ein Rest der Zusammensetzung in dem Polymer und liegt darin vor, wenn die
Polyrnerschmelzkondensationsreaktion vorzeitig abgestoppt wird bei Erreichen eines Zwischen-Molekulargewichts
vor der anschließenden Isolierung des Präpolymeren. Ein derartiger Rest ist dann auch während der
Umwandlung des Präpolymeren in ein Polyesterpolymer vorhanden, z.B. in einer Festphasen-Polymerisationsstufe.
Reste der synergistischen lnhibi'orzusammensetzung oder einer modifizierten, die erfindungsgemäß verwendeten
Inhibitorverbindungen enthaltenden Zusammen-Setzung verbleiben in dem Polymer und dienen zur
Stabilisierung des Polymeren wui.rend der bei hohen Temperaturen durchgeführten Isolier schritte und während
der Lagerung vor Gebrauch desselben.
Die von Dicarbonsäuren abgeleiteten Einheiten stammen von der Phenylendiacrylsjure bzw. den
genannten Derivaten, die gegebenenfalls zusammen mit
den genannten Iminodisulfonyldibenzoesäureverbin
düngen mit den Diolen HO—R -OH poly kondensiert
wird.
Die Erfindung erstreckt sich ferner auf strahlungs
empfindliche Aufzeichnungsmatenalien. insbesondere
photographische Aufzeichniingsmatcnalien. die unter
Verwendung eines erfindunj.:sgemä(.i hergestellten stabilisierten,
vernetzbaren Kondensationspolymeren oder -copolymeren gebildet sind. Insbesondere werden
erfindungsgemäß lithographische Druckplatten erzeugt, die hergestellt werden unter Verwendung einer
strahlungsempfindlichen Masse mit einem Gehalt an
einem Polymer mit mindestens eine nicht-aromatische äthylenbindungshaltige Gruppe aufweisenden Dicar
bonsäureeinheiten und vorzugsweise nut beiden Typen der angegebenen Diearbonsäureeinheiten. d.is gegen
vorzeitige Vernetzung stabilisiert ist durch das Vorliegen des bei der Polymerisation gebildeten Restes aus
der erfindungsgemäß verwendbaren synergistisehen
Zusammensetzung der Inhibi lötverbindungen
Wie der Stand der Technik lehrt, isl das Phänomen
der Verzweigungs- und Vern-Mzungsreakiionen wohlbekannt
und in Fachbuchern beschrieben. / B in R. W.
Len/. Organic Chemistry of Synthetic High Polymers,
lnterscience Publishers (1967) New York. N. Y . Seiten
73 bis 75 und 97. Die in Dienpohmeren auftretende
Vernetzung und Verzweigung wird ferner in P. |. Elory.
F m;iples of Polymer Chemistry. Cornell University
Press (195J). Ithaca. NY. Seiten 260 bis 261
beschrieben. H.er und im folgenden bezieht sich jedoch
der Ausdruck »Verzweigungskcttenoildung« auf Kon
densationspolymerketten. die in so geringem Ausmaß
vernetzt werden, daß sie in den /ur Bestimmung der
logarithmischen Viskositätszahl und des Molekularge wichts verwendeten Lösungsmitteln löslich bleiben. Der
Ausdruck »Vernetzung« bezieht sich auf Kondensationspolymerketten,
die in solchem Ausmaß vernetzt werden, daß sie in derartigen Lösungsmitteln nicht mehr
löslich sind. Das Potential für Vernetzung in Polymerisationsrcaktionen,
bei denen polyfunktioncllc Monomere zum Einsatz gelangen, die als Verzweigungs- oder
Vernetzungszentren in einer wachsenden Polymerkette
wirken, ist sehr hoch und kann eine explosionsartig
verlaufende Geschwindigkeit erreichen, wie dies aiii
Seile 7 i der angegebenen I .iteraiiirsielle I.en/ beschrieben
wird. Demzufolge ist das Hediirlnis nach V erriet-/ungsund
Ver/v>. eigtmgsmhibiloren in derartigen
Polymerisationsreaklionen auf dem Ciebicte der Polymerisation
und insbesondere bei der Herstellung von Polyestern von gleichbleibend hohem Interesse.
Rs ist bekannt, dad (his I rhit/en m Gegenwart von
Luft oder sauerstoffhaltig!! Losungen oder Atmosphären
zu einem chemischen Abbau von linearen Polyestern führt, die /ur Herstellung von selbsttragenden
l'olien. wie sie /.U fur photographische oder
a nil ere Strahlungsem pi ι nil liehe Aiif/eichnungsmatena
hen verwendet werden, dienen
Der Abhaueffekl der Wärmeeinwirkung aiii PoK
ester wird /11. auch von II. A. Pohl in "loiirnal öl ihe
American ( he in ic. 11 Societv.c. 7 i. (I 4">1) Seiten ~>bhd bis
5661. und von I. Marshall und A I odd in ·· I ',ins,κ nous
of the f-'aradav So, ie!v-< -I1'. (' ■ ·"i i) Seiten H7 bis 7 X
beschrieben. Dcm/iiti'liv crlfnlcTi /I! I'oKesier. die
auf erhöhte 1 enipcralurei' erhit/i werden, einen Abbau
be/uglich phvsikalischei" I nvnsi hatten und Μ<'ΙΆυΙ,ΐ'
gewicht.
Aus di-i I Sl1S S: :: **(>
:s- bekann·. d. I ein
hit/est,ibiliMene>
Mali1· ai (/ H cine I L. dnu ei·οη\ e1'
bindung, die /usai/lii h /', Ie1- beiden plwlisi Iv.
IKdroxvgruppen emc mie1 /we1 IsI1-! b'Ucnde
Gruppen enthalt) e heimse!1 μ ·■■·,:- ir ic ' w erden kcv mn
Polveslet bildenden Μ.ιΊ ·",<' ·.
<· nv,;c Bildung euer
neuen \ ei bin,lure bei de c- se1· i\r, τ,,-· IVK ester
mit clici'.is' !·, :r ,Iv I'· ·: ■ c-'c I· e'K ci'Yi·'',!·;!^:'
llt'/eslal-1--,;·.,· '-..--JeI- ! · ■ te".:"'1:.·· ■ e;,',· \ e'^n
dung he^"/' \c!vs-c \ : I ■;■- ·.■a.bc'.i'. « '.■-■ s\ Ii iv
MessiiPL'e:' c ;;■!■·.-λ , 1H,;, ■' ,:■■■ I' .cv- 'vir- I 'Mit/e'
eine: Mole
durch, lies;
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handelt
Die LSPs 54 na '2' :v - ■--
e:- ν ,TMi-en zur
Hcrsu-ihmg ece^ ,'irinfif s ;v ;i, ,'c-v * c.s
mindestens euier D'c. ■ c «",Juri.- ■.:,: ■!",'-de-te"1· e Tc1I
bifunktione'lei· dlvcl ■· (-eLC'A,:r: '.,·-- Γ::.:ΐ·- ,;rt!
Zinkverb-.ndunge:·. ·:Ιι K.iU'vswe" :::\: f:-,cl phosphorh.iltigeM",
Maierialv Gestehe" .:Us Phosphorsjure.
Phosphoriger Sau:-.·. Aik pn, .sp'-.::e:\ / B T ;i(2-.:'hv'-hexvijphospha;.
Alkvlpm isphrer:. A:-viph<'sphaten.
Arylphosphiten. Alkarv.!phosphaten. Alkarvlphosphiten.
Aralkylphosphaten oder Aralkylphosphiten oder Gemischen derselben.
In der LS-PS 30 28 ibh wird ein katdiylis(.h«.-Verfahren
zur Herstellung e nes praktisch farblosen
polymeren Glvcolterephthaiats beschrieben, zu dessen
Durchführung eine Phosphorverbindung, bestehend aus
Phosphorsäure. Aiky!phosphaten z. B. Tn(athylhe\\l
phosphat). H\dro*\alkvlphosphat oder einem Ar\lphosphat.
während der Poly mensation eingesetzt w ird.
Aus der GB-PS 11 07 657 K ist die Stabilisierung von
Polyesterschiehurägern bekannt, die nach der Herstellung
des in dem Schichtträger verwendeten synthetischen Harzes und vor dessen Verwendung in einer
Extrudierdüse erfolgt durch Einverleiben einer organischen Phosphorverbindung, /. B. Tn(2-athvlhe\v!)phosphiit.
in einer Menge, die .uisreicht. den Acetaldehydgch.ilt
der extiudierteti lohe auf einem Minimal'.1·crt zu
halten.
Das !anvei'l'jibeti von sowohl einer PheroKerbindung
als auch einer Phosphorverbindung in einen Polyester
oder in die Polyester-bildenden Reaktionspartner zur Verbesserung der Stabilität des gebildeten Harzes und
/ur Verbesserung von dessen I arbe wird in einigen Patentschriften beschrieben. So .si es /. Ii. aus der
CAPS 7 63 491 und der dieser entsprechenden CiB-PS I I 07 382 bekannt, eine aus einem sierisch gehinderten
Phenol besiehende Antioxidansverbindung und eine
Organophosphor-Stahilisalor. erbirulung in das zur
llcsteiluiig (.IeS Polyesters verwendete Kcaktionsge
misch einzuverleiben. Diese Pateritschrilten lehren, dall
the Kombination eines l'hosphorstabilisators plus einer
Antioxidans', erbindung zu cner größeren St.ibilisierung
gegen MolekulargevMchtsabbau führen als leweils die
Phosphor1, erbindung. / B Dipheinlbenzolphosphat.
,'der das als \ntioxid.r '. ervv endete slensch gehinderte
Phenol Mir sich .·.. n. 1 riphenv iph- 'sphat 'ind
I ricresv !phosphat werde: als weitere hrainhbare
, -panische Pnosphorverbindungen genau1' he zur
I )!.:\ hiuhrung des bekannten Verfahrens ,-wendhar
sind.
Durch S'.r.ihhintseinw irkung ν ernet/ba'v kondensa-
!lonscopolvmere und ;il'· ·ί-iherm, graphische Ver'ahren
und \'ti /en Mniuigsn-.iiijri.iiier,. mn ■ lc'cr sich die
vorliegende Lrfindiing vi:rc\: be'.illt. w erdci / H it^ den
I S-PS 34 .1ι) JHM und ir 22 J2n 'vsclirieben IKv 'ge"
Ί eile diese Druckschr'iien. d-e nähere He/ici'.'ingeri /u
v.ii-i-euende·- I rfmduni: h.:----:\ v\ erden we'ter linien
ausführlicher diskutier: 1 i. hieinptmdK he \ erbindiinüen
in 1 onp von ioshCiVi PoK k,
>rde"isa!N>ns;y,>dnk-
:en. die vi'-'wiegend dtir; h Lsieri-iiKi^nge:- verknup'i
sind um! a'- aromatische Kerne geburidcv C -rippen i\v
t ( Il -- (H <<M
aulvs eisen, sowie un'er \ ervv eiuiuriL' der,1;' ivr \ erhiu
.|...,_.._.., ,l,,,-.l,._,.,i,,l,,! ,.. M,.,,,-,,. InL :i„ r-.snn-lii,,, I. m w.-r-,-,CiI
/. B. π- der LS-Ps JO 2'<
2·* bescinebei- l.nhogra
phisehe Druckplatter, werden /. [\ ,n dev I S-IS
35 '. 1 t-r-.i beschrieben. Disu!fo::aniid- b/w. -iminverbtrduügen
werden /.R. ■■ der LS-PS 35-1(7 IKd beschrieben."
Lm Verfahren /ur direkten --!n;w icklung eines
Reliefbildes in einer polvmerisierbaren Masse ist /. B.
aus der !SPS 37 32 0^7 bekannt. In der LS-PS
36 ! 5 62b wird die Verwendung sensibilisierter Poi. ·
ester nut ungesättigten al'cyciischei Ringen beschrieben,
welche auf einem Schichtträger aufgebracht sind unter Bildung negativ-arbeitender photographischer
Aufzeiehnungsmaterialien. die auf dem Gebiete der phoiomechanischen Reproduktion geeignet sind zur
Herstellung lithographischer und Reliefdruckplatten und Resistmatnzen für Atz- ind andere Verfahren. Aus
der L1SPS 36 28 963 sind strahlungsempfindliche
Massen mit einem Gehalt an einem ungesättigten Polyester. Acrylsäure und einem Photopolymerisationsinitiator
bekannt. In der US-PS $6 35 720 wird die Herstellung einer lichtempfindlichen Schicht aus Polymeren,
die unter Lichteinwirkung zur Vernetzung befähigt sind, beschrieben. Aus den LIS-PS 37 26 685 und
38 25 430 sind lichtempfindliche Copolyester bekannt,
die durch Strahlungseinwirkung vernetzbar und zur
Herstellung lithographischer Druckplatten \ i_i u erulhiif
sind.
In der I1S-PS ib IhOHb n ird die Verwendung von
kondensierten l'riosphorsäuresal/cn. /. H. Mkalipyrophosphatcn.
I ripolvphosphaten. Tetnimetaphosphateri
und Hexamctaphosphiiten. und kieselsauresalzen in
Kombination mit einem Polymerisationsinhibitor zur Veränderung der Polymerisation ungesättigte Carbonsäureester
in wäßriger Lösungen beschrieben.
Zur Behebung der Nachteile des aufgezeigten Standes der Technik worden erfindungsg;mä(l stahili-■trte
vernet/bare Kondensationspolymere hergestellt. die besonders geeignet sind /ur Erzeugung von
Ithographischen Druckplatten mit verbesserter Le-
tinsdauer. von I arbprüfsystemen oder von ahnlichen
eproduktionsmitteln, die eine auf einem 1 ilmmaterial
■«(gebrachte Schicht aus einem ungesättigten Harz
■tnötigen, wek 'ic einer Strahlung exponiert werden
fann unter Bc- irkwng eine- Vernetzung und dadu-h
»»solubilisierung der belichteten Bezirke der Schicht
iter Beibehaltung der ursprünglichen Eigenschaften
r restlichen Schicht.
Die stabilisierten vernetzbaren Kondensationspoly
Die stabilisierten vernetzbaren Kondensationspoly
t:re müssen leicht vernetzbar und brauchbar sein für
η angestrebten Zweck, sie dürfen jedoch nicht ♦orzeitig vernetzen. Ferner dürfen die Polymere nicht
♦trunreinigt sein mit Materialien, die eine Vernetzung
E einem unerwünschten Zeitpunkt fördern oder die rahlungsempf ndlichkeit oder thermische Empfindhkeit
des Polymeren nachteilig beeinflussen. Ferner fcü.icn die Polymere frei sein von Verunreinigungen,
t. B. Gelpartikel oder Katalysatoren oder Inhibitorreiten,
die einen nachteiligen Einfluß auf die Löslichkeit •lid Klarheit de Polymeren in Gußmassen haben und
t Oberflächenendeffekten in dem aus derartigen assen gegossenen IiIm sowie zu Schädigungen des
Aussehens von Drucken, die mit Hilfe von derattige Filme tragenden lithographischen Druckplatten erzeugt
Und. führen.
Die Verfahrensweise zur Herstellung von vernetzbattn
Kondensationspolymeren ist bekannt und wird in Her angegebenen Patentliteratur beschrieben, insbesondere
in der angegebenen US-PS 36 22 320. Weitere erartige Verfahren werden in der US-PS 39 29 489
eschrieben. worauf besonders Bezug genommen wird. >ie bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger
ilymere und die Handhabung dieser Polymere !nährend ihrer Isolierung, Lagerung und Solubilisierung
fcur Herstellung von Gußmassen, sowie das nachfolgende
Vergießen und Trocknen der Beschichtungsmassen tuf Platten, wie dies z.B. in der angegebenen US-PS
if> 22 320 beschrieben wird, liefern zahlreiche Möglichkeiten
für den Eintritt einer vorzeitigen Vernetzung der Polymere vor dem beabsichtigten Zeitpunkt
Wie bereits erwähnt ist es auch bekannt einen Inhibitor in einem Monomer zu verwenden zur
Verhinderung der vorzeitigen Polymerisation des Monomeren, z. B. während der Lagerung. Der Inhibitor
wird sodann vor oder während der Polymerisation des Monomeren entfernt oder zerstört um das Polymer in
guter Ausbeute zu erhalten. Es ist auch bekannt eine ein Antioxidationsmittel darstellende Verbindung zu verwenden,
um der Wirkung des Sauerstoffs entgegen zu wirken, der mit: dem Polymer in Kontakt gelangt und
aus der Atmosphäre oder chemischen Reaktionen im Reaktor in einer Destiiiationsaniage stammt Es ist
ferner begannt eine als Stabilisator bezeichnete Verbindung zu verwenden, um das Polymer gegen die
nacht'jiiTen Einflüsse um Licht. Hitze und/oder
Feuchtigkeit zu schützen. ErfindungsgcmiiU werden
diese bekannten Maßnahmen verbessert durch Verwendung
einer vorteilhaften Kombination bestimmter derartiger bekannter Verbindungen zsir Hemmung der
Vernetzung und Verzweigung in vernetzbaren Kondensationspolymeren
tinte:· Erzielung eirer f'olydispersität in den Polymeren im Bereich zwischen etwa 1.8 und
weniger als 3,4, vorzugsweise zwischen etwa 1.8 und 2.5
mit dem Ziele und der Wirkung, daß die Lebensdauer lithographischer Druckplatten, die unter Verwendung
derartiger Polymere hergestellt sind, erhöht v/ird.
Der hier und im folgenden verwendete Ausdruck »Polydispersität« ist ein Maß für die Molekulargewichtsverteilung.
Sie ist definiert als ein Verhältniswert,
der aus Daten von Gelpermeationschromatographie Analysen eines Polymeren berechnet wird. Diese
Analysenmethode ist bekannt und wird z. B. von RanniuiT und Mitarb, in dein mit »Adsorption
Chromatography and Liqu'd Partition of High Polymers« beschriebenen Artikeln in »Analytical Chemistry«.
Hd. 26. Nr. 9. 1934. Seiten 1451 bis 1454 (Amer.
Chem. Soc. Washington, D. C .) beschrieben. Nach dieser
Methode wird eine Lösung des Polymeren durch eine Säule geleitet, die mit einem Adsorptionsmaterial vom
Typ der Molekularsiebe bepackt ist. Moleküle des Polymeren werden fraktioniert, indem sie in die
Öffnungen cies Materials entsprechend einem Verteilungsschema absorbiert werden, das der Größe der
Moleküle entspricht. Die kleinsten Moleküle werden zuerst absorbiert und die größten zuletzt oder
überhaupt nicht. Die Zahl der Moleküle in jedem Säulengradienten wird gemessen und ein Zahlendurch
schnitt (N. A.) wird daraus berechnet. Die Molekularge wichte der Moleküle in jedem Gradienten werden nach
bekantiten Methoden, z. B. durch Viskositätsmesjungen,
bestimmt und ein Gewichtsdurchschnitt (W. A.) wird berechnet. Polystyrol wird als Standard verwendet zum
Vergleich von dessen zahlenmittleren und gewichtsmittleren Molekulargewichten mit denjenigen, die mit dem
zu fraktionierendem Polymer erhalten weroen. Die füdas Polymer erhaltenen Werte werden dann als
»zahlenmittleres Koiystyroiaqu'vaieni-rviuickuid: gewicht«
oder N. A. (PSEW) bzw. als »gewichtsmittleres Polystyroläquivalent-Molekulargewicht« oder W. A.
(PSEW) registriert. Die »Polydispersität« ist das Verhältnis des gewichtsmittleren Molekulargewichts
W. A. (PSEW) zum zahlenmittleren Molekulargewicht N. A. (PSEW). also
W. A. (PSEW)/N. A. (PSEW)= Polydispersität
So hat z.B. ein Polymer mit N. A. (PSEW) von 7100 und W. A. (PSEW) von 17 900 eine Polydispersität von
2J5.
Im folgenden soll die Bezeichnung (PSEW) nicht dauernd wiederholt werden und es ist zu beachten, daß
die Werte für die zahlen- und gewichtsmittleren Molekulargewichte PSEW-Werte bedeuten.
Wie ersichtlich, hat ein Polymer mit einem hohen gewichtsmittleren Molekulargewicht und einem niedrigen
Zahlenmittel von Molekülen unterschiedlicher Größe eine hohe Polydispersität Umgekehrt hat ein
Polymer mit gleich hohem gewichtsmittleren Molekulargewicht jedoch einem höheren Zahlenmittel eine
vergleichsweise niedrige Polydispersität Es zeigte sich, daß ein Polymer mit optimalen Eigenschaften für die
Verwendung ah vemetzbares Kondensationspolymer
in einem strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmate-
ri:il für die Herstellung lithographischer Druckplatten
dünn erhalten wird, wenn die Polymerisation unter
Bedingungen erfolgt, daß ein Polymer mit N. Λ. (PSI-W)
von etwa 7000 bis 20 000 und mit W. A.(PSl-W) von
etwa IjOOO bis 40 000 und einer Polydispersitiit von
etwa 1,8 bis unter 3.4 und vorzugsweise von etwa 1.8 bis
2.5 resultiert. Das Verfahren der l.rfindung arbeitet
unter derartigen Bedingungen.
Krfindungsgemäß werden daher stabilisierte Polymere mit einem hohen gewichtsmittleren Molekulargewicht
und einer Polydispcrsität in einem Bereich »wischen etwa 1,8 und weniger als 3,4, vorzugsweise
!wischen etwa 1,8 und 2.5, erhalten. Diese Ergebnisse
werden erzielt durch Verhinderung des Auftretens einer vorzeitigen Verzweigung und Vernetzung während der
Polymerisation der verwendeten Monomere. Eis ist wesentlich, eine derartige Vernetzung zu verhindern,
um die strahliingsempfindlichen Eigenschaften des
gebildeten stabilisierten Polymeren bei dessen nachfolgender Verwendung für den angestrebten /weck nicht
IU beeinträchtigen und damit das in einer das Polymer ■Is strahlungsempfindliches Material enthaltenden
Schicht erzeugte Bild nicht nachteilig zu beeinflussen.
Polyveresterungsreaktionen, die bei der Herstellung »on vernetzbaren Kondensationspolymeren des erfindungsgemäß
hergestellten Typs ablaufen, werden notwendigerweise bei erhöhten Temperaturen von über
200°C durchgeführt, um für die praktische Durchführung industrieller Verfahren erforderliche Polyinerisa-
lionsraten sicherzustellen. Derartig hohe Temperaturen werden in der Regel bei der Herstellung ungesättigter
aromatischer und aromatisch-aliphatischer Polyester angewandt. Bei derartig hohen Temperaturen kann
»elbst das Vorliegen von kleinen Mengen an Verunreini gungen eine Vernetzung verursachen. Das Auftreten
»on Vernetzung und Verzweigung kann sich in der Bildung von Gelpartikeln in dem Polymer äußern und ist
ein Anzeichen für das Vorliegen von hochmolekjlaren.
vernetzten und verzweigten Polymerketten.
Beim Arbeiten mit vernetzbarrn Kondensationspolymeren
zur Herstellung strahlungsempfindlicher Auf- leichnungsmaterialien hat es sich gezeigt, daß die
*T Il l\3ail IfM-It ULI Ql ltg\.l t V/tJ ■ ■■%-! V. «,J u*~w ^t ii uttiu,■£..«.■■■ wirkung vernetzbare Materialien nicht nur durch das Vorliegen von Gelpartikeln nachteilig beeinflußt wird,
londern auch durch eine breite Streuung im Verteilungsbereich der Molekulargewichte der Polymermoleküle. Als unbefriedigend hat sich ein Polymer erwiesen,
das durch eine hohe Polydispersität und/oder ein übermäßig hohes gewichtsmittleres Molekulargewicht
gekennzeichnet ist. Es wurde ferner gefunden, daß zahlreiche nachteilige Effekte ausgeschaltet oder auf ein
Minimum herabgesetzt werden können durch Verhinderung oder Hemmung der vorzeitigen Vernetzung des
Polymeren.
Beim Versuch, ein derartiges Polymer bei der Herstellung in großtechnischen Ansätzen allein mit
einem organischen Phosphat, z. B. Tri(2-äthylhexyl)phosphat (TOF), zu stabilisieren, resultierte ein
unbefriedigendes Polymer wegen des hohen Ausflokkungsgrads, der mit einem speziellen Skelett von
Kohlenstoffatomen, welche das Rückgrat des Polymeren bildeten, erzielt wurde.
Demgegenüber liefert das erfindungsgemäß verwendbare synergistische Gemisch aus sterisch gehindertem Phenol und Phosphatester eine befriedigende
Zusammensetzung zur Hemmung von unerwünschten Vernetzungs- und Verzweigungsreaktionen bei der
Herstellung von vernetzbaren Kondensationspolymeren und -copolymere aus Diäthyl-p-phenylcndiacrylat
(DIiBA) in großtechnischem Maßstab bei Verwendung von für die technische Produktion dimensionierten
Großbehältern.
Die erfindungsgcmiiß verwendbaren, durch .Strahlungseinwirkung
vernetzbaren Kondensationspolymere weisen von Dicarbonsäuren abgeleitete, wiederkehrende
Einheiten auf. Bei dem im folgenden mit (I) bezeichneten Polymer handelt es sich um ein lösliches
Kondensationshomopolymer mit wiederkehrenden Disäureeinhciten vom Typ (I) welche nicht-aromatische,
äthylenbindungshaltige Gruppen enthalten, die Vernet-/ungszentren zum Zwecke der ^solubilisierung des
Polymeren darstellen, wenn dieses aktinischer Strahlung exponiert wird. Diese wiederkehrenden Einheiten
(I) sind aus folgenden Ausgangsverbindungen zurückzuführen:
CH = CH- C-U'
in der R' einen Hydroxylrest, ein Halogenatom, einen Alkoxyrest oder die beiden R' zusammen eine
Sauerstoffatombindun.?, wenn die Verbindung als
Säureanhydrid vorliegt, bedeuten (vgl. die US-PS
κ. 30 30 208).
Eine bevorzugte Verbindung zur Bildung der wiederkehrenden Einheiten (1) ist p-Phenylendiacrylsäure
oder, als Derivat derselben, insbesondere Diäthyl-p-phenylen-diacrylat (DEBA).
Γι Die wiederkehrenden Diol-Einheiten der Formel
-tO — R5 — Of-
werden gebildet durch Verwendung eines oder mehre-4(i rerDiole der Formel (G)
HO —R5 —OH
(G)
worin Rs einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit
π 2 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, der außer den Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen noch ggf. Äthersauerstoffatome aufweist. Beispiele für bevorzugte
Reste R5 sind gerad- und verzweigtkettige Alkylenreste (z. B. Äthylen-, Trimethylen- oder Neopentylenreste),
-,ο Cycloalkylenreste (z. B. Cyclohexylenreste), Cycloalkylenbisalkylenreste (z.B. 1,4-Cyclohexylendimethylenreste) und Arylenreste (z. B. Phenylenreste) sowie
Kohlenwasserstoffoxy-Kohlenwasserstoffreste, z. B. Alkylen-oxy-dkylen- oder Alkylen-oxy-cycloalkylen-oxy-
alkylenreste. Typische erfindungsgemäß zur Herstellung der Kondensationspolymere geeignete Diole sind
z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykot, 13-Propandiol,
1,4-ButandioI, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol,
bo 1,12-Dodecandiol, NeopentylglykoL 1,4-CycIohexandimethanol und l,4-Bis-(/?-hydroxyäthoxy)-cyclohexan.
Bei den zur Herstellung der durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolyester, z.B. solchen des angegebenen Typs, verwendbaren Katalysato-
ren kann es sich um organische oder anorganische Verbindungen von Metallen, z. B. Titan, Antimon, Zink,
Blei, Calcium, Lithium und Kombinationen derselben, handeln, wie sie für diesen Zweck üblicherweise
eingesetzt werden, Eine große Zahl derartiger Kanilvs;itoren
wird in der Fachliteratur beschrieben, einige davon .-.B. in den US-PS 24 65 319. 27 20 502 und
27 27 881. Spezielle derartige bekannte und erfindungsgemäß
verwendbare Katalysatoren sind z. B. Titantetrabutoxid. Tetraisopropyltitanai. Titandioxid, /.inkacetat.
/.inkacctylacetonat. Germaniumdioxid oder -alkylat.
Bleioxid. Calciumoxid, l.ithiumäthoxid. Antimoniiioxid.
Manganoxide und Manganacetat. Vorzugsweise wird Tetraisopropyltitanat verwendet. ■■
Die verwendete Menge an Katalysator oder Kataly latoren basiert auf dem Gesamtgewicht an Reaktionsrartnern
und Katalysator. Die Konzentralion an .atalysator. bezogen auf Metall, kann von etwa 50 bis
$00 Gew.- Teilen, (/. B. kg) pro Million Gew Teile (z. I!.
Ig) des kombinierten Gewichts von Dicarbonsäure- und
biolpolyme, isationskomponentcn reichen. In der Kegel
»eicht diese Menge von 100 bis etwa 200 mg/kg. Vorzugsweise beträgt sie etwa 50 bis 150 mg/kg Titan in
form von 1 etraisopropyltitanat.
Die er'ridungsgemäßc Herstellung vcn stabilisierten.
durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymeren erfolgt durch Umsetzung von minde-(,tens
einer der obengenannten Dicarbonsäuren erbindung mit mindestens einer der Diole in Gegenwart von
mindestens einem der angegebenen Katalysatoren in Gegenwart der angegebenen synergistischen Inhibitor
Zusammensetzung aus mindestens einem der sterisch Behinderten Phenole und mindestens einem der
Phosphatester.
Sterisch gehinderte Pheriol-Antioxidantien werden
/. B. in den US-PS i2 85 855 und 34 42 «06 beschrieben.
!Derartige Verbindungen stabilisieren bekanntermallen organische Materialien gegen oxidativen Abbau und
Schädigungen, die durch thermische Effekte und
Hinwirkung von sichtbarer und/oder ultravioletter Strahlung verursacht werden. Erfindungsgemäß werden
nur ganz bestimmte sterisch gehinderte Phenole in Kombination mit nur ganz bestimmten Phosphatesiern
verwendet zur Bildung eines svnergistischen Materialgemisches,
das unerwünschte Vernetzung und Verzweigung von durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren
w.iiiiciiei u
Verbindung im Reaktionsgefäß sicherzustellen. I. 'meiern
letztgenannten Erfordernis zu genügen, kommt als weiteres zwingendes Charakteristikum hinzu, dall die
Verbindung eine reaktive Gruppe aufweist, die zur Umsetzung mit fnnktionellcn Gruppen der Reaklionspartner
und'oder des Polymerprodukts l.efänigt ist. Bei
tier reaktiven f-nippe handelt es sich um eine Gruppe,
die zur Modifizierung eines Polyesters durch Eintritt in
die Polykondensationsreaktion geeignet ist. Die rcak'ive
Gruppe leitet sich von einem Alkohol oder einem Ester ab. Vorzugsweise handelt es sich bei der reaktiven
Gruppe um eine von einem Alkohol abgeleitete HsdroxyalkvTgruppe. z.U. um die von Methanol
abgeleitete I Ivdioxymethv !gruppe, oiler um Estergruppen,
ζ. Β. Niicdrigalkylcarboxsläte.
/iir I orderung dieses Erfordernisses gilt als weiteres
Charakteristikum des stensch gehinderten Phenols, daß
die reaktive Gruppe in para-Stellung zu einer phcnolischen Hydroxygruppc sitzen muß. um die
vollständige oder teilweise Reaktion und den Einbau und Verbleib im Pols ester besser sieherzustellen.
Ein weiteres Charakteristikum des stensch gehinderten Phenols ist im Erfordernis zu sehen, d.il.l genügend
phenolische Hydroxygruppen vorliegen fur ein molares Verhältnis von mindestens einer phenolischen OH-Gruppe
pro Phosphatgruppe der Eormel
ti
t)
die sich ,ihleuet von einem Phosphorsäureester eines
substituierten Alkohols des weiter urne:· beseht !ebenen
11 net in der sv nergislischen inhibitor/usamnu'nsetzung
verwendeten Tv ps. Der sv nergistische l'Hek: M opiimal
"1Ci Verwendung von Phosphat- und Phenoignippen im
Verhältnis von I : 2.
Die angegebenen Ch.rakteristika werden CiTu1It voi.
einem si en sch tieh indene- Phenol der Eormel (M
OH
lymerisation von zu deren Herstellung verwendeten Monomeren hemmt und dabei einen Rest zurückläßt. ;
der das Polymer schützt und stabilisiert ohne dessen Vernetzung durch Bestrahlung mit einer Strahlungsquelle
zu beeinträchtigen.
Eine erfindungsgemäß verwendbare stensch gehinderte
Phenolverbindung muß bestimmte Charakteristika aufweisen, die deren Verwendung als einen
wirksamen Inhibitor im Polymcrisationsprozell ermöglicht und einen Rest zurückläßt, der als Stabilisator für
die nachfolgend? Isolierung des Polymeren aus der Polymerisationsreaktionsmasse dient. Eines dieser Cha- r>
rakteristika. welches das sterisch gehinderte Phenol haben muß. ist das Erfordernis, daß die Verbindung
praktisch nicht sieden darf unter den zur Bildung des Kondensationspolymeren angewandten Temperatur-
und Druckbedingungen. Die Verbindung muß demzufol- mi
ge thermisch stabil sein im Temperaturbereich von 250° C bis zu 300° C. und sie darf praktisch aus der
Reaktionsmasse während zumindest dem Anfangsstadium der Kondensationsreaktion nicht flüchtig sein. Da
die meisten dieser Verbindungen einen ausreichend r". hohen Dampfdruck haben, um während der Vakuumphase
der Polymerisation entfernt zu werden, reicht ein hoher Siedepunkt nicht aus. um die Retention der
U. R
R.
w orin bedeuten:
R einen Rest der Eormelr.
U O oder R.O C
worin R, ein Wasserstoff.itom oder einen
Rest der für R* und R1 angegebenen,
nachfolgend definierten Bedeutung darstellt.
Rv und Rv werzweigte Alkylreste mit 3 bis
Kohlenstoffatomen, vver/weigte Aralkylreste
mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder Cycloalkylreste mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen
und
R, einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffres!
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für geeignete sterisch gehinderte Phenole der Formel (K) sind
n-Octadecyl-3-(3.5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-
propionat
4-Hydroxymethyl-2.6-di-t-butylpheno!.
4-Hydroxymethyl-2.6-di-t-butylpheno!.
die alle als Handelsprodukte erhältlich sind, ebenso wie das von der Formel K nicht umfaßte 5,5'-Bis(5-t-butyI-2,3-dimethyl-4-hydroxybenzyl)dithioterephthalat
und *-Dimethylamino-2,6-di-t-butyl-phenol.
Weitere geeignete sterisch gehinderte Phenole sind solche, die sich vo;i Pentaerythrit ableiten und der
Formel (K)
CH,O —C —R
R>
OH
Rv
entsprechen, worin Rv R* und R/ die in der Formel (K)
angegebene Bedeutung besitzen.
Typische geeignete sterisch gehinderte Phenole der Formel (K')sind ζ. Β
Tetrakis-[methylen-3-( i.5 di-tert-butyl-
4-hydio\\phen\l)propionat]methan und
Tetrakis-[meihyli-n 3(3 tertbu'ν I 5-met hy I
4-hydro\yphenvl)-propion,it'-methan.
Tetrakis[methylen-3-(3.5-di κ· ι butyl)-4-hydroxy
phenyl)-propionat]methan wird ertindungsgemaß besonders
bevorzugt und ist aK Handelsprodukt erhaltlich.
Andere jhniiche Phenolverbindungen ohne Gruppen,
we·, he zur Teilnahme an der Polykondcnsationsreak
tion befähigt sind, erwiesen sich als unwirksam
Die zweite in der erfindiingsgemaß verwendbaren
synergistischen Inhibitor/usammenset/ung vorliegende
Komponente ist ein PhospKirsauretrialkylestcr. Phos
phorverbindungcn finden bekanntlich Anwendung bei
der Herstellung von Polyestern durch Veresterung oder Esteraustausch und Kondensation, w.e dies z. B. in den
USPS 30 28 3bb und 34 04 121 beschrieben wird. Aus
det angegebenen I1S PS 34 04 121 ist z. B. bekannt, daß
eine Stabilität gegen Verfärbung. Aldehydbildung und andere Einflüsse erzielt werden kann durch Einführung
einer phosphorhaltigen Verbindung in kleinen Mengen in ein Monomer und in großen Mengen während der
Polymerkondensation bei der Polyesterherstellung. In
der US-PS 33 6184b wird eine andere Klasse von
Phosphorverbindungen, nämlich sterisch gehinderte phenolische Phosphit oder sterisch gehinderte phenolische
Phosphatester, beschrieben zur Stabilisierung von Polyestern gegen Farbentwicklung, wenn der Polyester
in Luft bei erhöhten Temperaturen gjalterl wird. Diese
Patentschrift lehrt den Zusatz des Stabilisators zu einem Zeitpunkt, wenn die Polykondensationsreaktion praktisch
beendet ist. Keine dieser Druckschriften befaßt sich jedoch mit dem Problem, djs der vorliegenden
Erfindung zugrundehcgt Es zeigte sich, daß nur ganz
bestimmte organische Phosphorverbindungen aus der Vielzahl der in den angegebenen Druckschriften
beschriebenen Verbindungen erfindungsgemäß verwendbar sind als Vernet/ungs und Verzweigungsinhibitoren
zur Erzielung der aufgezeigten Vorteile.
Die in der erfindungsgemaß verwendbaren synergistischen
Inhibiiorzusammensct/ung vorliegenden organischen Phosphorverbindungen müssen bei Temperaturen
von 250 bis 300"C während der Kondcnsalionsreaktion thermisch stabil und nicht-flüchtig sein. Um da/u
beizutragen, daß diese Forderung erfüllt wird, müssen
diese Verbindungen zum Estcniustausch mit dem
Polymer befähigt sein.
Um die in saurem Milieu eintretenden und thermisch bedingten Zersetzungsreaktionen des Phosphatinhibitors
auf ein Minimum herabzudrücken, werden Trialkylphosphatester für den Esteraustausch mit den anderen
Estergruppen in der Polyesterbildungsreaktion eingesetzt. Die entsprechende Alkoxygruppe z. B. die
2-Äthyl-hexyloxygruppe leitet sich von dem entsprechenden
2-Äthylhexanol ab. Der Phosphorsauretrialkylester
wird an das Poiymermolekül durch Reaktionen vom Typ des Esteraustausches gebunden, wodurch
verhindert wird, daß sich der Inhibitor aus dem Polymerisatgemisch verflüchtigt. Eine wechselseitige
Reaktion erfolgt auch zwischen der Phosphorverbindung und dem sterisch gehinderten Phenol. Ohne sich an
eine bestimmte Theorie binden zu wollen, wird angenommen, daß der synergistische Effekt der
kombinierten Verwendung des sterisch gehinderten Phenols und dem Phosphorsäuretnalkylester während
der Polyesterbildungsreaktion damit erklärbar ist, daß die Umsetzung zwischen den Inhibitorverbindungen in
situ miteinander und mit den Monomeren und dem Polymer in irgendeiner Weise eine bessere Inhibitorwirkung
und als Folge davon inhibierende Effekte auf die Vernetzung und Verzweigung ergibt als jede dieser
Verbindungen für sich allein. Die Wirkung ist besonders vorteilhaft, wenn die Phosphat- um' Phenolgruppen in
dem polymeren Harz im Verhältnis von 1:1 bis 1 :b. vorzugsweise von 1 : 2 vorliegen.
Ein weiteres Charakteristikum der erfindungsgemaß
verwendbaren orgar :schen Phosphorverbindung ist das Merkmal, daß sie keine reaktive Wasserstoffgruppe
aufweist, die dazu führen konnte, daß sie den in der
Kondensationsreaktion verwendeten Katalysator desaktiviert. Aus diesem Grunde bieten sich Mono- und
Dialkylphosphatester für die Verwendung nicht an und sie scheiden auch deshalb aus. weil sie unzweckmäßig
sind für die Herstellung von Polyestern vom aromatischen Typ durch Kondensationspolymerisation.
Phosphorverbindungen mit den erforderlichen Eigenschaften
sind die Trialkylester der Phosphorsäure mit hohen Siedepunkten. Phosphorsäureester dieses Typs
entsprechen der folgenden Formel (P)
(R1OI
(R,Ol
(P)
worin R . R1 und R, Alkylresie mit b bis 8 Kohlenstoffatomen
bedeuten. So kann z. B. jeder der Reste Ri, R2
und Ri ein Octyl . 2-Äihvlhexyl oder 2.2.4-Tnmethylpentylrest
sein.
Beispiele für besonders vorteilhafte Phosphorsäureester sind
Tnoctylphosphat.
Tri(2-äthylhexyl)phosphat.
2.2.4-(Tnmethylpentyl)phosphat und
Tns(2.5dimethylpentyl)- phosphat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem durch Strahlung vernetzbaren Kondensationspolymer um ein lösliches Kondensationscopolymer, im folgenden mit Copolymer (II) bezeichnet, das neben den bereits erläuterten wiederkehrenden Einheiten weitere, sich von einer /.weiten Dicarbonsäure ableitende wiederkehrende Einheiten aufweist, die im folgenden mit (II) bezeichnet werden. Erfindungsgemaß werden somit eines oder mehrere Glykole mit einer oder mehreren Säure- oder
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem durch Strahlung vernetzbaren Kondensationspolymer um ein lösliches Kondensationscopolymer, im folgenden mit Copolymer (II) bezeichnet, das neben den bereits erläuterten wiederkehrenden Einheiten weitere, sich von einer /.weiten Dicarbonsäure ableitende wiederkehrende Einheiten aufweist, die im folgenden mit (II) bezeichnet werden. Erfindungsgemaß werden somit eines oder mehrere Glykole mit einer oder mehreren Säure- oder
130 223/22:
Säureesterverbindungen umgesetzt unter Bildung von Homo- oder Copolymeren.
Bei den von der zweiten Dicarbonsäure abgeleiteten wiederkehrenden Einheiten handelt es sich um solche,
die von einer aromatischen Dicarbonsäure stammen. Sie werden im folgenden als Typ (II) bezeichnet und
enthalten Disulfoniminceinhetten mit monovalenten
Kationen als Iminostickstoffatom-Substituenten, wodurch das Polymer in nicht-exponierter Form löslich
gemacht wird in einem wäßrig-alkoholisch-alkalischen Entwickler.
Diese Dicarbonsäuren entsprechen der folgenden allgemeinen Formel
-SO2-N
HOOC
COOH
deren Carbonsäurereste in meta- oder para-Stellung am
Phenylring gebunden sind, und wobei M ein Lithium-, Natrium- oder Kaliumatom bedeutet, wobei auch deren
funktioneile Derivate eingesetzt werden können.
Die entsprechenden wiederkehrenden Einheiten entsprechen der Formel II:
SO2-N-SO2
C-
(II)
Die wiederkehrenden Einheiten (II) haben den Zweck, das filmbildende Copolymer in wäßrigalkalischen
Lösungen löslich zu machen vor dessen Exponierung gegenüber aktinischer Strahlung zur
Bewirkung der Vernetzung.
Zur Bildung der wiederkehrenden Einheiten (II)
besonders bevorzugte Verbindungen sind z. B.
3J'-[(Natriumimino)disulfonyl]dibenzoesäure,
3,3'- (Kalium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
3,3'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäiire,
4.4'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
4,4'- (Natrium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure,
4,4'· (Kalium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
3,4'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure,
3,4'- (Natnum-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
und
3,3'- (Kalium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
3,3'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäiire,
4.4'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
4,4'- (Natrium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure,
4,4'· (Kalium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
3,4'- (Lithium-imino)disulfonyl]dibenzoesäure,
3,4'- (Natnum-imino)disulfonyl]dibenzoesäure.
und
funktioneile Derivate derselben.
Diese zur erfindungsgemäßen Herstellung wiederkehrender Einheiten (II) des Kondensationscopolymeren geeigneten Dicarbonsäuren werden z. B. in der US-PS 35 46 180 beschrieben, worauf hie·· besonders Bezug genommen wird, insbesondere, soweit die dort beschriebenen Säuren betroffen sind.
Diese zur erfindungsgemäßen Herstellung wiederkehrender Einheiten (II) des Kondensationscopolymeren geeigneten Dicarbonsäuren werden z. B. in der US-PS 35 46 180 beschrieben, worauf hie·· besonders Bezug genommen wird, insbesondere, soweit die dort beschriebenen Säuren betroffen sind.
Die erfindungsgemäß hergestellten stabilisierten Kondensationscopolymere (II) enthalten 98 bis
55 Mol-% wiederkehrende Einheiten (I) und 2 bis
45ΜοΙ-% wiederkehrende Einheiten (II), wobei sich
diese Mol-°/o-Angaben auf die gesamten vorhandenen Säureeinheiten beziehen. Gemäß einer ganz besonders
vorteilhaften Ausführungsform liegen 97 bis 85 Mol-% wiederkehrende Einheiten (I) und 3 bis 15 Mol-%
wiederkehrende Einheiten (II) im Copolymer vor, bezogen auf die gesamten vorhandenen Säureeinheiten.
Zusätzlich zu den wiederkehrenden Dicarbonsäureeinheiten (I) und (II), weiche die Vernetzung bzw.
Solubilisierung des Copolymeren bezwecken, weist das Copolymer die angegebenen wiederkehrenden Dioleinheiten
(L) auf. Die Einheiten (L) sind die gleichen, wie sie zur Herstellung des Homopolymeren (I) eingesetzt
werden. Sie werden, wie oben beschrieben, aus einem Diol der angegebenen Formel (G) gebildet.
Wie bekannt, setzt die Bildung des Copolymeren durch Kondensation voraus, daß die Summe der
wiederkehrenden Einheiten (L) annähernd gleich ist (auf molarer Basis) der Summe der Anzahl der vorhandenen
wiederkehrenden Einheiten (I)und(II).
Die zur Herstellung von stabilisierten, durch Strahlungseinwirkung
vernetzbaren Kondensationscopolymeren (II) mit wiederkehrenden Einheiten (I), (II) und
(L) verwendbaren Katalysatoren sind die gleichen, wie sie oben beschrieben wurden. Auch die angewandten
Mengen sind etwa gleich denjenigen, wt. sie oben beschrieben wurden.
Die im Zusammenhang mit der Herstellung der Homopolymere (I) beschriebene synergistische Inhibitorzusammensetzung
wird erfindungsgemäß auch zur Herstellung der stabilisierten Copolymere (II) verwendet.
Die synergistische Inhibotorzusammensetzung besteht aus einem Gemisch aus mindestens einem
Phosphorsäuretrialkylester der angegebenen Formel (P) und mindestens einem sterisch gehinderten Phenol
der angegebenen Formel (K), welche in solcher Menge vorliegen, daß das Verhältnis von
— O
» — O
und phenolischen Hydroxygruppen i : 1 bis I : 6 beträgt.
Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn der
Phosphorsäuretrialkylester und das sterisch gehinderte Phenol in solcher Menge verwendet werden, daß die
angegebenen Gruppen in der synergistischen Inhibitorzusammensetzung in einem molaren Verhältnis von
etwa 1 : 2 (Phosphat- zu phenolische Hydroxygruppen) vorliegen. Dieses zahlenmäßige Verhältnis hat sich als
optimal erwiesen in Bezug darauf, daß die Polymerisationsrate nicht merklich erniedrigt und gleichzeitig die
Vernetzung und Verzweigung des Polymeren minimal gehalten wird. Eine Verminderung der Verhältnisse auT
unter etwa I .· 1 führt zu einer merklichen Abnahme des
V) synergistischen Effekts und zu eir.-.r Neigung der
Reaktionsmasse zu erhöhter Acidität. Ebenso führt eine Erhöhung des Veihältnisses auf über etwa 1 : b zu einer
merklichen Abnahme des synergistischen Effekts und zu einer Neigung zur Erhöhung der Acidität. Ferner
ü bewirkt die Verwendung übermäßig hoher Mengen einer oder beider Inhibitorverbindungen in der Reaktionsmasse,
die durch Verwendung überschüssiger Mengen der synergittischen Inhibitorzusammensetzung
entstehen kann, eine Aciditätsanstieg der Reaktions-
Mi masse. Die Acidität wiederum fördert und beschleunigt
den Abbau des Phosphorsäureester?" unter Bildung einer Phosphorverbindung, welche den oder die in der
Reaktionsmasse vorliegenden Katalysatoren desaktiviert. Dies wiederum führt zu einer merklichen und
hi ständig wachsenden Abnahme der Polymerisationsrate
und macht somit ein Ziel der Erfindung zunichte, nämlich die Erzielung einer raschen Polymerisationsrate
in einem halb· oder großtechnischen Erfordernissen
genügenden Reaktionsgefäß unter minimaler Vernetzung und Verzweigung des Polymeren.
Vorzugsweise liefert das sterisch gehinderte Phenol zwei phenolische Hydroxygruppen auf eine phosphorhaitige
Gruppe des Phosphorsäuretrialkylesters.
Vorzugsweise handelt es sich bei der die
— O
— O -Λ P= O-Gnippe
— O
liefernden Verbindung um Tri(2-äthylhexyl)phosphat und bei der die beiden phenolischen —OH-Gruppen
liefernden Verbindung um Tetrakis-[methylen-3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan.
Ferner liegen die beiden Verbindungen vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von 1 :2 in dem Gemisch vor. Jedes
andere Phosphat und sterisch gehinderte Phenol, welches den aufgezeigten Forderungen genügt, kann
statt der angegebenen bevorzugten Verbindungen eingesetzt werden.
Die zur Herstellung des Homopolymeren (I) und Copolymeren (H) verwendeten Mengen an synergistischer
Inhibitorzusammensetzung werden im folgenden beschrieben.
Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines stabilisierten Homopolymeren (I) werden die Reaktionspartner,
Inhibitoren und der Katalysator miteinander vermischt und in folgenden Mengen miteinander umgesetzt. I Mol
der Phenylendiacrylsäure die mindestens eine wiederkehrende Einheit (>) ergibt, wird vermischt mit (1)
mindestens einer stöchiometri^chen M~nge mindestens
eines Diols der angegebenen Formel (G), welches mindestens eine wiederkehrende Einlvn (L) ergibt, in
Gegenwart von (2) etwa 0,0005 bis 0,005 Molen der kombinierten Menge an der angegebenen synergistischen
Inhibitorzusammensetzung, welche mindestens einen Phosphatester der angegebenen Formel (P) und
mindestens ein sterisch gehindertes Phenol der angegebenen Formel (K) in solcher Menge aufweist, daß die
gelieferten
— O
Vorzugsweise handelt es sich bei dem sterisch gehinderten Phenol um eine Verbindung der angegebenen
Formel (K')-
Vorzugsweise handelt es sich beim Katalysator um eine organische Titanverbindung des angegebenen
Typs.
Gemäß einer bevorzugten AusfOhrungsform wird
1 Mol Diäthyl-p-phenylen-diacrylat (DEBA) und 1,05 bis
1,25 Mol l,4-Di-/3-hydroxy-äthoxycyclohexan (HEC)
umgesetzt in Gegenwart von 0,01 bis 0,05 Mol Tri(äthylhexyl)phosphat und 0,0005 bis 0,0025 Mol
Tetrakis-[methylen-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan und 50 bis 150 mg/kg Titan in
Form von Tetraisopropyltitanat zur Herstellung des stabilisierten, durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren
Homopolymeren (I) (Diäthyl-p-benzoldiacrylat zu
l,4-Di-0-hydroxyäthoxycyclohexan=5O : 50). Die durch
die Strahlungseinwirkung vernetzbare Einheit ist dabei
— O
und phenolischen Hydroxygruppen im Verhältnis von 1 : I bis I : 6 vorliegen, und umgesetzt in Gegenwart von
(3) etwa 50 bis 500 mg/kg des angegebenen Kondensationskatalysators, bezogen auf die Reaktionspartner.
Vorzugsweise beträgt das anfänglich verwendete Verhältnis von Diol (G), welche die Einheit (L) liefert, zu
Disäure etwa 1.05 bis 1,15 (Molverhältnis). Vorzugsweise
beträgt die Menge an synergistischer Inhibitorzusammensetzung etwa 0.0001 Mol bis 0,002 Mol Phosphorsäuretrialkylpster
zusammen mit synergistischen molaren Mengen von sterisch gehindertem Phenol pro Mol
Polyester, Vorzugsweise beträgt die Menge an Katalysator, ausgedrückt als Metall, etwa 50 bis 500 Teile
(bezogen auf das Gewicht) pro I Million Teile (bezoger, auf das Gewicht) des kombinierten Gewichts von Säure-
und Diol-Polymerisationskomponenten.
Vorzugsweise stammt die Einheit (L) von einem Diol ab, bei dem sich um ein Alkylen-oxy-cycloalkylen-oxyalkylen
handelt.
-CH = CH-C
Das Verfahren zur Herstellung eines stabilisierten Copolymeren (II) ist ähnlich demjenigen, wie es zur
Herstellung eines stabilisierten Homopolymeren (I) angewandt wird. Erfindungsgemäß werden die Reaktionspartner
in etwa den folgenden Msngen vermischt und umgesetzt. 1 Mol der Phenylendiacrylsäure welche
zumindest eine wiederkehrende Einheit (I) bildet, wird vermischt mit (1) der entsprechenden Menge mindestens
eines der Iminodicarbonsäurederivate welches mindestens eine wiederkehrende Einheit (II) liefert, (2)
mindestens einer stöchiometrischen Menge mindestens des Diols (C), welche mindestens eine wiederkehrende
Einheit (L) liefert, und (3) etwa 0,0005 bis 0,005 Mol der angegebenen synergistischen Inhibitorzusammense'.-zung,
welche mindestens einen Phosphorsäuretrialkylester der angegebenen Formel (P) und rindestens ein
sterisch gehindertes Phenol der angegebenen Formel (K) in solcher Menge aufweist, daß das molare
Verhältnis von gelieferten
- O
— O
zu phenolischen Hydroxygruppen 1 : 1 bis 1 :6 beträgt,
und umgesetzt in Gegenwart von (4) etwa 50 bis 500 rng/kg des angegebenen Kondensationskatalysators.
Vorzugsweise beträgt die Menge an Verbindung des Iminodicarbonsäurederivats welche Einheiten (II) liefert,
etwa 0,03 bis 0.15MoI. Vorzugsweise ist das Verhältnis von Glykol der Formel (G), welches
Einheiten (L) liefert, zu den anderen Reaktionspartnern etwa 1.05 bis 1.15 (molares Verhältnis). Vorzugsweise
umfaßt die Menge an verwendeter synergistischer Inhibitorzusammensetzung etwa 10 bis 200 mg/kg
Phosphor, bezogen auf Polyester, in einem Verhältnis von I : 2 Phosphatestergruppen zu Hydroxylgruppen
des sterisch gehinderten Phenols.
Vorzugsweise ist die Einheit (L) gebildet aus einem Diol der angegebenen Formel (G), bei dem es sich um
ein Alkylenoxy-cycloalkylen-oxy-alkylen handelt.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem sterisch gehinderten Phenol um eine Verbindung der angegebenen
Formel (K').
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Katalysator um eine organische Titanverbindung des angegebenen
Typs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Diäthyl-p-benzoldiacrylat (DEBA)
(IOOMol-%),
1,4-Di-/J-hydroxyäthoxycyclohexan(HEC)
1,4-Di-/J-hydroxyäthoxycyclohexan(HEC)
(100bisl25Mol-%)und
Dimethyl-3,3'-[(Natrium-imino)disulfonyl] dibenzoesäure(3bis 15 Mol-%)
Dimethyl-3,3'-[(Natrium-imino)disulfonyl] dibenzoesäure(3bis 15 Mol-%)
umgesetzt in Gegenwart von 1,0 bis 5,0 Mol Phosphor in
Form von Tri(2-äthylhexyl)phosphat (TOF), 0,5 bis
2,5 Mol Tetrakis[methylen-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]-methan
und 50 bis 150 mg/kg Titan in Form von Tetraisopropyltitanat zur Herstellung des
stabilisierten Copolymeren (Diäthyl-p-Phenylen-diacrylat
zu 1,4-Di-^-hydroxyäthoxycyclohexan zu Di-
methyl-3,3'[(Natrium-imino)disi'lfonyl]diben/oesäure
= 97-85:100:3-15).
Die erfindungsgemäße Herstellung der stabilisierten Kondensationshomopolymeren (I) und copolymeren
(II) kann in gleicher Weise erfolgen, wie dies fur die Herstellung der nichtstabilisierten Formen dieser
Polymere bekannt und üblich ist. Verfahren dieses Typs werden z. B. in den angegebenen Patentschriften
beschrieben, insbesondere in den US-PS 36 22 320. 34 04 121 und 39 29 489, wobei hier auf die dort
beschriebenen Verfahren besonders Bezug genommen wird.
Typischerweise werden die Kondensationspolymere gebildet durch Umsetzung der Disäure- und Diolreaktionspartner
und des sterisch gehinderten Phenols und des Phosphorsäuretrialkylesters in einem Polymerisationsgefäß
in Gegenwart eines Katalysators. /. B. Tetrabutyltitanat. Tetraisopropyltitanat. Antimonoxid.
Strontiumoxid oder Zinkacetat. Da Phosphorsäureirialkylester und am sterisch gehinderten Phenol befindliche
reaktive Gruppe langsamer reagieren als die Hauptreaktionspartner,
erweist es sich in der Regel als vorteilhaft, sie zu Beginn der Esterauslauschreaktion
zuzusetzen. Werden sie später zugegeben, so ist es üblich, ihnen Zeit zu lassen für ihre Estei austauschreaktion
mit dem Polyester. Der Gefäßinhalt wird von Luft befreit vor Zugabe des Katalysators und der das sterisch
gehinderte Phenol und den Phosphorsäuretrialkylester enthaltenden Inhibiturzusammensetzung. Dk: Temperatur
wird dann allmählich auf etwa 2l0"C erhöht. Die Esttraustauschreakiion erfolgt unicr Abdestillation von
Nebenprodukten, z. B. Alkohol, beginnend bei etwa 150"1C. Vorzugsweise wird ein Vakuum angelegt /ur
Entfernung flüchtiger Nebenprodukte gegen Ende der Esteraustausrhreaktion vor der Kondensationsstufe.
Vorzugsweise wird die F.steraustauschreaktion zu einem Zeitpunkt beendet, wo sich das Polymerisationsgefäß unter einem Vakuum von 847 mbar befindet.
Vorzugsweise werden die Molverhältnisse der Reaktionspartner, die Menge und die Verhältnisse von
Katalysatoren und synergistischen Inhibitorzusammensetzung, die Reaktionstemperatur, die Vakuumbedingungen
und die Temperatur der Destillationskolonne so gesteuert, daß eine rasche Esteraustauschreaktion
erzielt wird, die etwa 5 Stunden Reaktionszeil nicht
überschreit^;, um eine Vernetzung und Verzweigung minimal zu halten. Während der Isolierung rieht
umgesetzter Montiere, z. B. 1,4-Di-^-hydroxyäihoxy-
cyclohexan, erweist es sich als besonders voneilhaf;, die
Temperatur der Destillationskolonne bei 200^C oder darüber zu halten. Die Temperaturen im Polymerisationsgefäß
werden während der Kondensationsstufe vorzugsweise unter etwa 2500C, in besonders vorteilhafter
Weise unter etwa 235°Cgehalten. Glykol sollte in
wirksamer Weise entfernt werden. Geschieht dies nicht, erfolgt eine unerwünschte Verzweigung und Vernet
zung, da die Temperatur und die Erhitzungsdauer den erzielten Polymerisationsgrad erhöhen, wie sich z. B. aus
Messungen der logarithmischen Viskositätszahl ergibt. In der Regel ist es wünschenswert, daß die erfindungsgemäß
erhaltenen stabilisierten vernetzbaren Kondensationspolymere mit minimaler Verzweigung eine
logarithmische Viskositätszahl von 0,2 bis 1.0 + 0,02.
vorzugsweise von 0,3 bis 0.55 ±0,02. aufweisen. Sofern nichts anderes angegeben ist, sind alle angegebenen
Werte der logarithmischen Viskositätszahl oder Inherentviskosität in 6:4 — Phenol zu Chlorbenzol
(Voliimenverhältnis) bei 25'C unter Verwendung \on
0,25 g Polymer pro Deziliter Lc ig gemessen.
während der Kondensation^!· akliun wud das
Fortschreilen der Umsetzung vorzugsweise durch die auf den Rührer des Reaktionsgefäßes ausgeübte
Torsionskraft registriert, welche in Milliampere (mA)
ge nessen werden kann. Die Torsionskraftablesungen
für ein bestimmtes Polymer werden in Beziehung
gebracht zu der logarithmischen Viskositaiszahl des Polymeren während dessen Bildung in dem Gefäb. Die
Torsionskraftablesungen variieren mit dem Molekulargewicht des Polymeren und den Charakteristikwerten
des Reaktionsgefäßes. Sobald die Torsionskraftablesungen ein vorbestimmtes Maximum erreichen, wie dies in
den unten angegebenen Beispielen gezeigt wird, kann die Kondensationsreaktion praktisch als abgeschlossen
gelten für einen bestimmten Polymerisationsgrad. Eine Probe des Polymeren kann sodann entnommen und
seine loganthmische Viskositätszahl bestimmt werden zur Bestätigung des tatsächlichen Pclymersationsgra
des. Der Inhalt des Polymerisationsgefäßes wird sodann auf Atmosphärendruck gebrach! durch Einleiten von
Stickstoff. Das geschmolzene Polymer wird aus dem Polymerisationsgefäß abgezogen in Aufnahmebehälter.
z. B. Kühltröge, und abkühlen und verfestigen gelassen. Das verfestigte Polymer wird sodann gebrochen und
vermählen auf eine gewünschte Größe für weitere Verarbeitungs-, Lagerungs-, Lösch- und Komptuindierzwecke.
Es ist auch möglich, die Reaktion abzustoppen durch direkte Zugabe von Lösungsmittel in den Reaktor
zur Kühlung und Lösung des Reaktorinhalts.
Das erfindungsgemäß hergestellte Homopolymer (I) ist ein stabilisiertes, durch Strahlungseinwirkung vernetzbares
Kondensationshomopolymer mit wiederkehrenden, von einer Disäure abgeleiteten Einheiten (I) und
wiederkehrenden, von einem Diol abgeleiteten Einheiten
(L). Die wiederkehrenden Einheilen (I/ können durch Strahlungseinwirkung selektiv vernetzt werden
zu einem unlöslichen Harz.
Zur Unterscheidung der erfinduiigsgemäß gcwonnenen
stabilisii. ten Homopolymere (I) von ihrer nicht-stabilisierten
bekannten Form. d. h. dem Homopolymer (I) wird das stabilisierte Homopolymer im folgenden als
Homopolymer (I-S) oder Polymer (I S) bezeichnet. Das
Homopolymer (I-S) enthält nachweisbare Mengen des Restes der synergistischen Inhibitorziisammensetzung
aus sterisch gehindertem Phenol und Phosohorsäuretrialkylester,
die in der Polymerisationsrcaktion zur Verhinderung einer vorzeitigen Vernetzung und Ver-
zweigung des Polymeren verwendet werden. Der Rest besteht aus Spurenmengen von Inhibitorverbindungen
sowohl in ihrer ursprünglichen Form als auch in Form von Verbindungen, die durch gegenseitige Umsetzung
dieser Verbindungen miteinander und mit den zur Herstellung des Polymeren verwendeten reaktiven
Disäureeinheiten (I) und Dioleinheiten (I.) gebildet wurden. Der in dem Polymer vorliegende Rest dient zur
Stabilisierung des Polymeren gegen Schädigungen durch die hohen Temperaturen, die notwendigerweise
angewandt werden zum Abdestillieren von Nebenprodukten und nicht umgesetzten Monomeren während der
letzten Stufen der Polymcrisationsreaktion in dem Polymerisationsgefäß. Die Menge dieses Restes reicht
in der Regel aus, um auf die Zugabe zusätzlicher Stabilisatoren zu dem Polymer verzichten zu können
zur Verhinderung einer vorzeitigen Vernetzung des Polymeren vor der absichtlich durch Bestrahlung
bewirkten Vernetzung, es sei denn, das Polymer wird hohen Lagerungstemperaturen ausgesetzt. Andererseits
ist die Menge des im Polymer vorliegenden Restes unzureichend, um die durch Strahlung bewirkte
Vernetzung des Polymeren bei dessen Verwendung in einem strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmaterial
zu beeinträchtigen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine bestimmte Klasse von
Homopolymeren (IS) hergestellt durch Umsetzung von Diäthyl-p-phenylen-diacrylat (100 MoI-1Vn) und 1.4-Di-,"?-
hydroxyäthoxycvclohexan (120 Mol-0/») mit 140 mg/kg
Titan in Form von Tetraisopropyltitanat in Gegenwart einer Inhibitorzusammensetzung aus 84 mg/kg Phosphor
in Form von Tri(2-äthylhexyl)phosphat (TOF) und 1568 mg/kg Tctrakis-[methvlen-3-(3.5-di-tert-buul-4-hydroxyphenyl)propionat]-mcthan
(2.67 Mol TOI zu 1.33 Mol derTetrakisverbindung pro Million g Polymer)
unter Bildung des stabilisierten, durch Strahlungseinw jrkung
vernetzbaren Homopolymeren (IS) (Diäth\l-pphcnylen-diacrylat
zu l.4-Di-,i-hydroxyäthox\c\clohexan
= 50 : 50) mit einer logarithmischen Viskositätszahl von et«a 0.35 ±0.005 und einem gewichtsminleren
(W. A.) Molekulargewicht (PSEW) von etwa 14 000 bis in nnn -.r.,1 .,;„.,,- .,.,..„.-„..l.,.,,1,,., n„i. ,j,..,.,.-..,., _
abgeleitete Einheiten (L). und außerdem Restmengen an
sterisch gehindertem Phenol und Phosphorsäuretrialkylester in deren ursprünglicher Form und/oder in
umgesetzter Form in Kombination mit dem Copolymer. Es zeigte sich, daß die Kombination aus vernetzbaren
Inhibitorverbindungen, bestehend aus dem sterisch gehinderten Phenol und dem Phosphorsäuretrialkylester,
zu einer niedrigen Polydispersität in dem Copolymer (M-S) führt. Der Rest aus der Kombination
dieser Verbindungen und deren im Polymerisationsgefäß gebildeten Reaktionsprodukte dienen ebenfalls zur
Stabilisierung des Copolymeren während der I lochtemperatur-Kondensationsstufen
und bei der nachfolgenden Weiterverarbeitung und Lagerung nach dessen Isolierung, wie dies im Zusammenhang mit dem
Homopolymer (IS) diskutiert wurde.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine bestimmte Klasse von Copolymeren
(II-S) hergestellt durch Umsetzung von
Diäthyl-p-phenylendiacrylat (0,93 Mol).
DimethvT3,3-[(Na'rium-imino)disulfonyl]-dibenzoat(0.07
Mol).
l.4-Di-,9-hydroxyäthoxycyclohexan(l.lOMol).
0.00133 Mol Tri(2-äthylhexyl)phosphat.
0.00067 Mol Tetrakis-[methylen-3-(3.5-o. tertbutyl-4-hydroxyphen\l)propionat]methan
und
140 mp/kg Titan
in Form von Tetraisopropyltilanat unter Bildung des Copolymere^ (M-S) (Diäthyl-p-phenylcn diacrylat zu
l^-di/i-hydroxyäthoxycyclohexan zu Dimethyl-3,3'-[(Natriumimino)disulfonyl]dibenzoesäure
=
0.93 : 1.00 0.07) mit einer logarithmischen Viskositätszahl von etwa 0.45±0.05 und einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht WA (PSEW) von etwa 11 500 bis 14 500. Vorzugsweise hat dieser Typ von Copolymer
(M-S) eine logarithmische Viskositätszahl von 0.45 und ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 13 000.
Das Vorliegen der ionischen Iminogruppe im Copolymer (M-S) scheint die Schwierigkeiten zur
Erzielung eines Polykondensationspolvmercn. das praktisch frei von vernetzenden Polymerketten ist. zu
erhöhen. Ein Grund für diese erhöhten Schwierigkeiten
etwa 1.8 bis 2.5. Vorzugsweise hat dieser T\p \on
Homopolymer (I-S) eine logarithmische Viskositätszahl :". von etwa 0.35 und ein W. A. (PSEW) von etwa 17 000.
Abweichungen von den angegebenen Werten für logarithmisch^ Viskositätszahl.gewichtsmittleres Molekulargewicht
und Polvdispersi:ät zeigen das Auftreten unerwünschter vorzeitiger Vernetzung und Vcrzwci- "■"
gung in dem Homopolvmeren an. wodurch dessen Eignung zur Herstellung von strahlungsempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien. z. B. lithographischen Druckplatten mit langer Lebensdauer, verschlechten
wird. Si
Ein wichtiges erfindungsgemäß herstellbares, zur
Vernetzung durch Strahleneinwirkung befähigtes Kondensationscopolymer ist ein stabilisiertes filmbildendes
Kondensationscopolymer. das im folgenden als Copoly
mer (H-S) oder Polymer (H-S) bezeichnet wird, in to
wäßrigen Entwicklern löslich ist und selektiv vernetzt werden kann in eine unlösliche Form. Dieses Kondensationscopolymer (H-S) enthält wiederkehrende, von einer
ersten Disäure abgeleitete Einheiten (I). die den Zweck haben, vernetzbare Zentren einzuführen, ferner wieder- bi
kehrende, von einer zweiten Disäure abgeleitete Einheiten (II). welche solubiiisierende Substituenten
aufweisen, und ferner wiederkehrende, von einem Diol
dingungen die zur Erzielung eines Copolymeren mil vergleichbarem Polvmerisationsgrad erforderliche Zeit
wesentlich langer ist als die zur Erzielung des entsprechenden Homopolymeren erforderliche Zeit.
Aufgrund dieser verlängerten Reaktionszeit ist es sehr schwierig, die Bildung von zumindest einigen
Vernetzungen während der Polymerisation vollständig zu verhindern. Es ist nur dem starken Effekt der
erfindungsgemäß verwendeten, synergistisch wirkenden Inhibitorzusammense'.zung zuzuschreiben, daß
dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, selbst unter diesen nachteiligen Bedingungen ein kommerziell
brauchbares strahlungsempfindliches Copolymer zu erhalten.
Die Gelpermeationschromatographie-Analyse derartiger Copolymere ist jedoch nur von begrenztem Wert
Die Molekulargewichtsanalyse wird aller Wahrscheinlichkeit nach nicht die Gesamtheit der vorliegenden
vernetzten Polymerketten angeben. Aus diesem Grunde dürften insbesondere die Werte für das gewichtsmittlere
Molekulargewicht und die Polydispersität niedriger sein als sie sein sollten. Außerdem wird das Vorliegen
sperriger vernetzter Polymerketten dazu tendieren, die
Messungen der logarithmischen Viskositätszahl in solchem Ausmaß künstlich zu erhöhen, daß derartige
vernetzte Polymerketten in dem zur Bestimmung der logarithmischen Viskositätszahl des erfindungsgemäß
erhaltenen Polyesters verwendeten hochpolaren Lösungsmittel löslirh bleiben.
Aus diesem Grunde und wegen der ionischen Natur Jer modifizierenden Dicarbonsäurekomponente können
die Ergebnisse der Gelpermeationschromatographie-Analyse
des Copolymcrcn nicht direkt verglichen werden mit denjenigen für das Homopolymer. Diese
Analysenmethode liefert jedoch bei den angestrebten Inherentviskositätswerten zwischen 0.45 und 0.50 einen
wertvollen Hinweis darauf, daß die Polykondensationspolymerisation
etwa bis /ti dem gleichen Polymerisationsgrad fortgeschritten ist wie beim entsprechenden
Homopolymer.
Ebenso wie beim Homopolymer (IS) zeigen Abweichungen
von den angegebenen Werten für das Copolymer (IIS) für logarithmisch^ Viskositätszahl und
fewiehtsmittleres Molekulargewicht eine unerwünschte
vorzeitige Vernetzung und Verzweigung in dem Copolymer an, die dessen Verwendbarkeit zur Herstellung
von strahlungsempfindlichen Aufzeichnung^materialien, z. B. lithographischen Druckplatten mit langet
Lebensdauer, verschlechtern.
Die synergistische Wirkung, die bei Verwendung eines Gemisches aus sterisch gehindertem Phenol und
Phosphatester eintritt, kann durch einen Vergleich der Polydispersität und/oder des gewichtsmittleren Molekulargewichts
von unter unterschiedlichen Bedingungen gewonnenen vernetzbaren Polymeren gezeigt werden,
wie dies in den folgenden Beispielen geschieht.
Versuch 1
Polymer(l), hergestellt in Abwesenheit
von Inhibitor
von Inhibitor
Ein Esteraustauschreaktor aus rostfreiem Stahl von
Laboratoriumsmaßstabgröße mit einer Fraktionierkolonne, einem Kondensator und einem Destillatauffang- 4<
> gefäß wurde zur Herstellung von Polymeren aus Diäthyl-p-phenylen-diacrylat (DEBA) und l,4-Di-0-hy-
wurd'e beschickt mit 274 g(l m'oI) DEBA. 245 g (1.2 Mol)
HEC und 10 g einer äthanolischen Lösung mit einem Gehalt an 0,32 g Tetraisopropyltitanat, entsprechend
140 mg/kg Titan, bezogen auf das Molargewicht 386 für Diäthyl-p-benzoldiacrylat zu l,4-Di-/3-hydroxyäthoxycyclohexan
(50:50)-Polymer mit wiederkehrenden strahlungsempfindlichen Einheiten der Formel
CH=CH-C
Die Torsionskraftablesung zu Beginn der Esteraustauschreaktion, welche 15 Minuten dauerte, war 150
(mA). Äthanol-Nebenprodukt wurde aus der Reaktionsmasse abdestilliert ab einer Reaktionstemperatur von
etwa 1500C Zur Durchführung der Kondensationsreaktion
wurde die Temperatur der Reaktionsmasse auf 210°C erhöht; 108 ml Kondensat wurden gewonnen. An
den Reaktor wurde sodann ein Vakuum angelegt (4 mbar Druck) und die Temperatur im Reaktor wurde
auf 227 bis 23Ö"C erhöht, um die Schmelzpolymerisation,
d. h. Kondensation, des Polymeren zu vervollständigen.
Nach 120 Minuten betrug die logarithmische Viskositätszahl 0,58 (bestimmt durch Lösen von 0.25 g
Polymer in 100 ml 60:40-Phenol zu Chlorbenzol-Lösungsmittel bei 25°C). Nach 135 Minuten war das
Polymer unlöslich selbst bei 80°C im gleichen Lösungsmittelsystem. Der hohe Grad an Unlöslichkeit
war ein Anzeichen für einen hohen Vornetzungsgrad im
Polymer. Das Harz aus dem Reaktor wurde abgekühlt und in 772 g Äthylenchlorid gelöst. Ein Teil des Harzes
löste sich nicht. Das erhaltene Polymer (I) ohne Gehalt an Stabilisator war unbefriedigend beim versuchten
Einsatz als strahlungsempfindliches vernetzbares Polymer /ur Herstellung lithographischer Druckplatten.
Versuch 2
Polymcr(l), hergestellt in Gegenwart von
Trii2-ä!hylhexyl)phosphat (TOF)
(0.6125 g;0.0014l Mol)
Unter Verwendung der in Versuch 1 beschriebenen Apparatur wurden 1,274 g (1 Mol) Diäthyl-p-phenylendiacrylat,
245g (1.2 Mol) M-Di-^-hydroxyäthoxycyclohexan.
10 g Äthanollösung enthaltend 0.32 g Tetraisonropyltitanat
und 0,6125 g Tri(2-äthylhexyl)phosphat (TOF) nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren
umgesetzt. Die Esteraustauschstufe der Reaktion war in etwa 25 Minuten beendet, während welcher Zeitspanne
die Temperatur im Reaktor von 180 bis 2O7°C stieg, und
es wurden 106 ml Kondensat gewonnen. Die Torsionskraftablesungen zu verschiedenen Zeiten und die
Temperaturen während der Kondensationssti'fe der Reaktion waren wie folgt:
'' Cies.-Rciik- tinns/cit |
Keaktionstcmpcruiur | Druck | Torsions kraft |
Min. | C | mbar | m/\ |
m 0-25 | (Esteraustausch) | ||
26 | (Beginn der Kondensation) |
||
3/ | 22b | 4 | |
227 | 4.3 | 148 | |
88 | 227 | 4 | 150 |
137 | 227 | 3.7 | 155 |
174 | 227 | 4 | 160 |
:n 195 | 227 | 4 | 165 |
Sobald die Sciimelzviskosität des Polymeren im
Reaktor und der entsprechende Rührer-Torsionskraftwert von 165mA erreicht war, wurde die Reaktion
abgestoppt durch Unter-Druck-Setzen des Reaktors mit Stickstoff auf Atmosphärendruck. Die logarithmische
Viskositätszahl einer Probe, die am Ende der Reaktion entnommen und wie in Beispiel 1 beschrieben,
bestimmt worden war, wurde zu 0,27 gefunden. Der Carboxylgruppengehalt des polymeren Harzprodukts
wurde in üblicher bekannter Weise bestimmt und betrug 6 mäq/kg(Milliäquivalente —COOH pro kg Harz).
Eine Probe des Harzes wurde durch Gelpermeationschromatographie
analysiert Das zahlenmittlere Molekulargewicht N. A. (PSEW) wurde zu 6800 bestimmt
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht W. A. (PSEW) wurde zu 23 300 bestimmt Die Polydispersität wurde
aus diesen Weiten berechnet und betrug 3,4. Es zeigte
sich, daß dieses Polymer (I) das mit TOF als Stabilisator hergestellt wurde, unbefriedigend war bei Verwendung
als strahlungsempfindliches vernetzbares Polymer wegen eines unannehmbar hohen Ausmaßes an Vernetzung
und dem daraus resultierenden Vorliegen von unlöslichem hochmolekularen Polymer.
Versuch J
Polymer (I), hergestellt in Gegenwart von
Tetrakis-[methylen-3-(3,5-di-tert-butyl-
4hydroxyphenyl)prapionat]methan (TMM)
(1,656 g; 0,0014 Mol)
Unter Verwendung der in Versuch I beschriebenen Apparatur wurden 274g (I Mol) Diäthyl-p-phenylendiacrylat,
245 g (1,2 Mol) 1,4-Di-ß-hydroxyäthoxycyclohexan,
10 g Äthanollösung mit 0,32 g Tetraisopropyltilanat und 1,656 g TMM nach dem in den Versuchen I und
1 beschriebenen Verfahren miteinander umgesetzt. Die Isteraustauschreaktion war in etwa 40 Minuten
•bgeschlossen, während welcher Zeit die Temperatur im Reaktor von 180 auf 227"C anstieg, und es wurden
106 ml Kondensat (Äthanol) gewonnen. Die Torsions· hraftwerte zu verschiedenen Zeiten und die Temperaturen
während der Kondensationsstufe der Reaktion waren wie folgt:
lies.-Rcaktions-/eit
nibar
Torsionskraft
ηιΛ
0-40
180-227
227
230
230
230
230
230
230
(F.stcraustiiusch)
Start
140
145
150
155
160
145
150
155
160
4,3
4,5
4,3
165 Viskositätszahl erhalten, doch blieb die Polydispersität
die gleiche trotz de.» Einsatzes der erhöhten Menge
Inhibitor, d. h. die erhoffte Erniedrigung der Polydispersität trat nicht ein. Fs ergibt sich somit, daß unter den
angewandten Reaktionsbedingungen eine Erhöhung der Menge des während der Polymerisation verwendeten
sterisch gehinderten Phenols zu keinem Homopolymer mit der gewünschten Polydispersität führt, welche
für eine strahlungsempfindliche Schicht einer qualitativ hochwertigen lithographischen Druckplatte erforderlich
ist.
Versuch 4
Polymer(l), hergestellt in Gegenwart von
Tri(2-äthylhexyl)phosphat (TOF)
(1,000 g; 0,0023 Mol)
Unter Verwendung der in Versuch 1 beschriebenen Apparatur wurden 264 g (1 Mol) Diäthyl-p-phenvlendiacrylat,
245 g (1,2 Mol) 1,4-Di-^-Hydroxyäthoxycyclohexan,
10 g Äthanol mit einem Gehalt an 0,32 g Tetraisopropyltitanat und 1,00 g TOF nach dem in den
vorstehenden Versuchen beschriebenen Verfahren miteinander umgesetzt.
Die Esteraustauschreaktion war in etwa 24 Minuten beendet, während welcher Zeit die Temperatur im
Reaktor von 180 auf 225°C stieg. 106 ml Kondensat wurden gewonnen. Die Torsionskraftablesungen und
Reaktionsbedingungen waren wie folgt:
,-, Ges.-Reaktionszeit
Min.
wurde zu 0,32 gefunden. Eine Probe des Polymeren (I) wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC)
analysiert und es wurden die folgenden Werte gefunden:
N. A. (PSEW) = 6 800 (zahlenmittleres Molekulargewicht)
W. A. (PSEW) = 23 800 (gewichtsmittleres Molekulargewicht)
Polydispersität = 3,5
Das in Gegenwart von TMM hergestellte Polymer (I) erwies sich als unbefriedigend bei Verwendung als
strahlungserr.pfindliches vernetzbares Polymer wegen eines unannehmbar hohen Ausmaßes an Vernetzung
und dem daraus resultierenden Vorliegen von unlöslichem hochmolekularen Polymer.
Versuch 3a
Unter identischen Bedingungen wie in Versuch 3 wurde die Herstellung des Homopolymeren (I) wiederholt,
jedoch mit der Ausnahme, daß die Menge ε» Phenolinhibitor TMM verdoppelt wurde.
Es wurde ein Produkt mit ähnlicher logarithmischer Reuktionstcmp. Druck
mbar
Torsionskraft
πιΛ
0-24
25
40
62
92
126
150
180
126
150
180
180-225
225
230
230
2JU
230
230
230
(Esteraustausch)
Start
4 150
4 15U
3,9 3,9 3,9
160 165 173
Die logarithmische Viskositätszahl des erhaltenen Produkts wurde zu 0,40 bestimmt. Eine Probe des
Polymeren (I) wurde durch GPC-Analyse untersucht und es wurden die folgenden Werte erhalten:
N. A. (PSEW) = 7 800 (zahlenmittleres Molekulargewicht)
W. A. (PSEW) = 37 800 (gewichtsmittleres Molekulargewicht) Polydispersität = 4,8
Das in Gegenwart einer erhöhten Menge an TOF (1 g) hergestellte Polymer (I) hatte im Vergleich zu dem
in Versuch 2 erhaltenen Polymer (I), das in Gegenwart von 0,6125 g TOF gewonnen wurde, eine höhere
Polydispersität (4JS) im Vergleich zu 3,4 gemäß Versuch
2. Das unter Verwendung der höheren Menge an TQF
hergestellte Polymer (I) erwies sich sogar als noch unbefriedigender bei Verwendung als strahlungsempfindliches
vernetzbares Polymer. Dieses Beispiel zeigt
somit, daß eine Erhöhung der Menge an TOF schädlich war und die Vernetzung des Polymeren (I) während der
Kondensationsreaktion nicht etwa erniedrigte, sondern erhöhte.
Polymer (I-S), hergestellt in Gegenwart von TOF
undTetrakis-[methylen-3-(3,5-di-iert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionai]met.han,
nachfolgend
als TMM bezeichnet, als synergistische
Inhibitorzusammensetzung (1,00 g entsprechend
0,0023MoITOF + 1,352 g, entsprechend
0,00115MoITMM)
Unter Verwendung der in Versuch I beschriebenen Apparatur wurden 274 g (1 Mol) Diäthyl-p-phenylenfliacrylat.
254 g (1,2 Mol) 1,4-Di-jJ-hydroxyäthoxycyclofcexan,
10 g Äthanol mit einem Gehalt an 0,32 g TciröiäOprOpyliiiänat und einem Optimalen Vcmäiini»
Von synergistischer Inhibitorzusammensetzung aus 1,00 g (0,0023 Mol) TOF und 1.352 g (0,00115 Mol) TMM
!lach dem in den vorstehenden Versuchen beschriebenen
Verfahren umgesetzt unter Bildung des erfindungsgemäß gewonnenen stabilisierten Polymeren (IS). Die
Esteraustauschreaktion war in 24 Minuten beendet: l06ml Kondensat (Äthanol) wurden gewonnen. Die
Torsionskraftwerte zu verschiedenen Zeiten und die Temperaturen während der Kondensationsstiifc waren
•vie folgt:
Gcs.-Rcaktinns- R eak Monstern p.
/eil
/eil
Min. (
Druck
mhiir
I (irsionskral't
ηιΛ
0-24 | 178-22.1 |
25 | 22.1 |
40 | 229 |
70 | 229 |
122 | 229 |
165 | 229 |
(Hsterauslausch)
Start
4 145
4 155
.1.7 163
.1,7 170
Die logarithmische Viskosiliits/.ahl wurde /ti 0,32
bestimmt. Eine Probe des Polymeren (I-S) wurde einer GPC-Analyse unterworfen, wobei die folgenden Werte
erhalten wurden.
N. A. (PSEW) = 7 100 (zahlenmittleres Molekulargewicht)
W. A. (PSRW) = 17 900 (gewichtsmittleres Molekulargewicht)
Polydispersität = 2.5
Das Polymer (I-S) erwies sich als zufriedenstellend zur Verwendung als strahlungsempfindliches vernc'zbares
Polymer bei der Herstellung von Beschichtungsmassen für lithographische Druckplatten und lithographischen
Druckplatten mit verbesserter Lebensdauer.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal die
folgenden Inhibitorpaare verwendet wurden:
feeispiel-Nr. Inhibitorpaai
Tri-(2-iithylhcxyl)-phosphiit
niit )
TrM 2-iithylhcxyl (-phosphat +
Bis|(4-t-bulyl-3-hydroxy-2.d-dimciliy!hon/yD|-ililhi<)tcrcphth,ilat'l
Ic Tri-(2-iithylhexyl)-phosphat +
4-Hyaroxymctnyi-2.h-di-t-biityl-ph.enol )
ld Tri-(2-äthylhexyl)-phosphat +
<7-Dimethylamino-2.6-di-t-butyl-p-k resol')
1I \ crhintliine dor 1 ornicl
OH
OH
i.-Buiyl—1:' Ip l.-Bui>l
CH,
CH,
CII.
C — Ο—π -C11II--
Il
1) = Verbindung der Formel:
OH CH
t.-Butyl
kon/enlrnlion | in |
Molen | (ir.inini |
0.1X123 | 1.0 |
0.(XMd | 2.43 |
0.0023 | 1.0 |
I 0.0023 | 1.33 |
0.0023 | 1.0 |
0.(XMd | 1.0" |
O.(X)23 | 1.0 |
(MXMd | 1.21 |
V jrhimhini: iL·; I nrnic! | |
(IU)II | |
ι -Hiinl -., ■ ι -Hi | |
I OH |
|
- \erbindiing dor I'orniol | |
H,C CH1 | |
N \ / N |
|
CH- |
H:C OH
l.-Butvl
I.-Buiyl
l.-Bulri
Versuch 5
Die Herstellung eines Homopolymeren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme,
daß anstelle der synergistischen Inhibitorzusammensetzung 0,003 MoI Tris-(3.5-di-t-bulyl-4-hydroxy-phenyl)phosphat
verwendet wurden. Die Polydispersität des erhaltenen Polymeren war 50% höher als diejenige,
welche bei Verwendung der erfindungsgemäßen Inhibitorzusammensetzung erzielt wurde. Es wurde eine
lithographische Druckplatte hergestellt unter Verwendung des gemäß Versuch 5 erhaltenen Polymeren als
Standarddruckplatte, gegen welche die Lebensdauer von lithographischen Druckplatten, die unter Verwendung
von erfindungsgemäß hergestellten strahlungsempfindlichen Polymeren gewonnen waren, getestet
wurden. Die erhaltenen Ergebnisse werden im Zusammenhang mit den Ergebnissen des unten angegebenen
Beispiels 5 beschrieben. Die Standard-Druckplatte lieferte 37 000 Drucke.
Herstellung eines Polymeren (1-S)
in technischem Maßstab
in technischem Maßstab
In Apparaturen halbtechnischen Maßstabs wurden 32.2 kg (118 Mol) Diäthyl-p-phenylen-diacr>lat. 26.4 kg
(132 Mol) 1.4-Di-^-hydroxyäthoxycyclohexan. 37.4 g
Tetuisopropvltitanat in Gegenwart von 52.bg (0.12
Mol) TOF und 71.2 g (0.061 Mol) TMM praktisch in
gleicher Weise wie in dem im Laboratoriumsmaßstab durchgeführten Beispiel 1 umgesetzt unter Bildung des
erfindungsgemäß gewonnenen stabilisierten Polymeren (I-S). Die Esteraustauschreaktion war in 2.25 Stunden
beendet. Insgesamt 8.2 kg Kondensat wurden gewonnen. Die Torsionskraftwerte zu verschiedenen Zeiten
und die Temperaturen während der Kondensationsstufe waren wie folgt:
des Rcikliiins- Re.iktmiislemp Druck
/eil
115
155
235
250
270
293
155
235
250
270
293
nih.ir
Relative
I nrsHinskr.ill
ImM
114
I (Γ 19-
IT
203
202
203
203
203
slcr;iust;iusch)
St.irt
I.Od
O.XX
O.XX
(1.80
200
200
212
215
235
212
215
235
Die logarithmische Viskositätszahl des erhaltenen Produkts wurde /u 0.34 bestimmt Eine Probe des
Produkts Polymer (I-S) wurde einer GPC-Analyse unterworfen, wobei die folgenden Werte erhalten
wurden:
N. A. (PSEW) = 8 600 (zahlenmittleres Molekulargewicht)
W. Ä. (PSEW) = 18 900 (gewichtsmittleres Molekulargewicht)
Polydispersität = 2.18
Das erhaltene stabilisierte Polymer besaß verbesserte physikalische Eigenschaften im Vergleich zu dem
gemäß den Versuchen 1 bis 4 erhaltenen Polymer (I). Unter Verwendung einer das Polymer (IS) enthalten
den Beschichtungsmasse hergestellte lithographischi Druckplatten zeigten ebenfalls verbesserte Eigenschaf
ten bei Durchführung entsprechender Vergleichstests Diese verbesserten Eigenschaften sind ein Anzeichei
für einen minimalen Gehalt an Vernetzung ode Verzweigung des Polymeren während dessen Konden
sation im Verlaufe des Herstellungsprozesses.
Versuch 6
Copolymer(II), hergestellt in Abwesenheit
von Inhibitor
von Inhibitor
Unter Verwendung der in Versuch 1 beschriebener Apparatur wurden 254,8 g (0,97 MoI) Diäthyl-p-pheny
len-diacrylat, 224,4 g (1,12 Mol) 1.4-Di-0-hydroxyäth
oxycyclohexan und 30.45 g (0,07 MoI) Dimethyl-33'-[(Natrium-imino)disulfonyl)]dibenzoat
unter praktisch den gleichen Bedingungen wie in Versuch 1 beschrieber
'ο umgesetzt. Die Esteraustauschstufe der Reaktion war ir
etwa 40 Minuten beendet. 95 ml Kondensat wurder
gewonnen. Die Torsionskraftwerte bei verschiedener Zeiten und die Temperaturen während der Kondensationsstufe
der Reaktion waren wie folgt:
/CIt
Mm
0-39
40
70
40
70
. 100
130
164
170
130
164
170
rnhjr
Torsionskraft
m \
194-225
225
229
223
220
225
(Ksteraustausch)
Start 160
voll 170
voll 205
voll 250
voll 360
voll 390
4M Bei Analyse von Proben des erhaltenen Copolymerer
(II) wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:
logarithmische Viskositälszahl = 0.63
N. A. PSFW = 5 900 (/ahlenmittleres Molekular-4, gewicht)
N. A. PSFW = 5 900 (/ahlenmittleres Molekular-4, gewicht)
W. A. PSEW = 10 500 (gewichtsmittleres Molekulargewicht)
Polydispersität = 1.77
Polydispersität = 1.77
-,ο Die Abwesenheit irgendeines Inhibitors währeml der
Polymerisation führte zu einem beträchtlichen \usmaß an Vernetzung. Zum Unterschied von den entsprechenden
Versuchen mn dem gemäß Versuch 1 erhaltenen Homopolymer blieb jedoch das gemäß vorliegendem
Versuch erhaltene Copolymer praktisch löslich in dem Lösungsmittelgemisch aus Phenol und Chlorbenzol, das
zur Bestimmung der logarithmic hen Viskositätszahl verwendet wurde Das Vorliegen vernet/ter Polymerketten
erhöhte die logarithmische Viskositätszahl beträchtlich über einen Wert, der für ein vergleichbares
nichtvernetztoi Kondensationspolymer zu erwarten
war.
Das für die GPC-Analyse verwendete weniger polare Lösungsmittel Tetrahydrofuran vermag offensichtlich
die vernetzten Polymerketten nicht zu lösen. Das berechnete gewichtsmittlere Molekulargewicht ist daher
niedriger als es bei Ausbleiben einer Vernetzung wäre.
130 223/222
Es wurden drei Ansätze von Copolymer (II) hergestellt mit und ohne Zugabe von erfindungsgemäß
verwendbarer synergistischer Inhibitorzusammensetzung unter Verwendung des Laboratoriumsmaßstab
entsprechenden Reaktors gemäß Versuch 1 und der Verfahrensweise von Versuch 6. Proben jedes Ansatzes
wurden analysiert zur Bestimmung von logarithmischer Viskositätszahl, N. A. (PSEW) und W. A, (PSEW), Die
erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt zusammen mit den Ergebnissen des
Versuchs 6.
TOF, g TMM, g
Log. Visk. zahl
Gew. mittleres
Molekulargew.
W. A. (PSEW)
Versuch | 6 | 0 | 0 | 0,63 | 10 500 |
Versuch | 7 | 0,46 | 0 | 0,50 | 11600 |
Versuch | 8 | 0 | 0,63 | 0,50 | 10900 |
Beispiel | 3 | 0,46 | 0,63 | 0,50 | 12 400 |
Ein Vergleich der Ergebnisse der Versuche 7, 8 und Beispiel 3 zeigt, daß das gewichtsmittlere Molekulargew'cht W. A. (PSEW) der erhaltenen Copolymere am
höchsten ist, wenn sowohl ein Phosphorsäuretrialkylester als auch ein sterisch gehindertes Phenol während
der Copolymerisationsreaktion vorliegen und die
Kondensa;ion:>reaktion so lange durchgeführt wird, bis jo
die gleiche logarithmische Viskositätszahl für jeden
Ansatz des Copolymeren erhalten worden ist. Beim Produkt gemäß Beispiel 3 handelt es sich um ein
erfinriungsgemäC hergestelltes Copolymer (H-S). Die
Ergebnisse zeigen ferner, daß zwar ein .gewisser Anstieg
der W. A. (PSEW)-Werte sowohl im Versuch 7 als auch 8 (im Vergleich zu Versuch 6) erfolgt, daß jedoch weder
die Verwendung des sterisch gehinderten Phenols allein (Versuch 8), noch die Verwendung von Phosphatester
für sich allein (Versuch 7) so wirksam ist. wie die Verwendung der beiden Verbindungen in Kombination
miteinander (Beispiel 3).
Entsprechende Ergebnisse wurden dann erhalten, wenn die Herstellung der Copolymeren unter Verwendung der folgenden Inhibitorpaare wiederholt wurde:
Konzentration in
Molen Gramm
Molen Gramm
3a TrM2-dthylhexyl)-phosphat +
n-Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenol)-propionat
3h Tri-(2-äthylhexyl)-phosphat +
3c Tri-(2-äthylhexyi)-phosphat +
4-Hydfoxymethyl-2,6-di-t-butyl-phenol
3d Tri-(2-äthylhexyl)-phosphat +
a-Dimethylamino-2,6-di-t-butyl-p-kresol
0,0023 | ,0 |
0,0046 ; | »,43 |
0,0023 | ,0 |
0,0023 | ,33 |
0,0023 | .0 |
0,0046 | ,09 |
0,0023 | *o |
0,0046 | ,21 |
Herstellung eines Copolymeren (H-S)
in technischem Maßstab
Unter Verwendung von für die technische Produktion dimensionierten Apparaturen wurde ein Copolymer
(H-S) hergestellt, um zu zeigen, daß die Vorteile, welche bei der erfindungsgemäßen Verwendung der synergists
sehen .Stabilisatorzusammensetzung erzielbar sind, auch
dann eintreten, wenn größere als für den Laboratoriumsmaßstab dimensionierte Apparaturen zur Verfahrensdurchführung verwendet werden. Ein Reaktionsgefäß mit einer Betriebskapazität von etwa 1351 wurde
verwendet zur Umsetzung von 28,8 kg Diäthyl-p-phenylen-diacrylat, 25,3 kg l^-Di-jJ-hydroxyäthoxycyclohexan und 3,4 kg Dimeihyl-3 j-[(natrium-imino)disulfonyl)]dibenzoat in Gegenwart von 9,8 g Zinkacetat,
37,35 g Tctraisoprcpyltitanat, 7,40 g Natriumacetat, 26,10 g TOF und 35,4 g TMM, Es wurden sechs Ansätze
eines Copolymeren (H-S) hergestellt und die Verfahrensprodukte wurden miteinander vermischt. In der
Regel war die Esteraustauschstufe der Reaktion in etwa 140 Minuten beendet. Die während der Kondensationsstufe der Reaktion erhaltenen Torsionskraftwerte und
die angewandten Reaktionsbedingungen waren wie folgt:
Ges.-Reaktions- Reaktionstemp. Druck
zeit
mbar
Relative Torsionskraft
mA
0-141
142
264
290
305
335
365
391
142
264
290
305
335
365
391
201-205
206
208
208
209
209
209
209
(Esteraustausch)
Start
i,i
0,20
0,20
0,27
0,29
0,27
205 220 220 243 285 375 475
Die Polymeren wiesen in jedem Ansatz eine logarithmische Viskositätszahl von 0,45 auf. Analysen
der miteinander vermischten Produkte ergaben die folgenden Werte für das gemischte Copolymer(II-S):
Wiederkehrende Einheiten (II), ausgedrückt als
Äquivalent-Mol-% von Dimethyl-3J'-[(Natriumimino)-disulfonyl)]dibenzoat
im Polymer = 6,4% logarithmische Viskositätszahl = 0,45
N. A. (PSEW) = 7200 (zahlenmittleres Molekularge
wicht)
W. A. (PSEW) = 13 100 (gewichtsmittleres Molekular gewicht)
Polydispersität = 1,81
Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß
verwendbare Inhibitorzusamr^snsetzung bei
Verfahrensdurchführung im technischen Maßstab sogar zu noch besseren Ergebnissen !uhr* als in den
entsprechenden, im Laboratoriumsmaßstab durchgeführten Versuchen gemäß Beispiel 3.
Der Wert für die logarithmische Viskositätszahl des Copolymeren gemäß Beispiel 4 liegt im gewünschten
Bereich und das gewichismittlere Molekulargewicht ist
ausreichend hoch und zeigt somit an, daß das angestrebte Polykondensationspclymer überwiegt.
Die vorteilhafte Verwendung des Copolymeren ί gemäß Beispiel 4 in der strahlungsempfindlichen Schicht
einer lithographischen Druckplatte wird weiter unten im Zusammenhang mit Beispiel 5 gezeigt Obwohl die
Lebensdauer dieser Druckplatte etwas geringer ist als diejenige einer mit dem Homopolymer gemäß Beisp'sl
ίο 2 hergestellten Druckplatte, ergibt sich noch immer eine
stark verbesserte lithographische Druckplatte im Vergleich zu einer unter Verwendung des strahlungsempfindlichen
Homopolymeren gemäß Versuch 5 als Vergleichsstandard hergestellten Platte.
Eine Übersicht über die aus den Versuchen 1 —8 und
Beispielen 1 bis 4 angewandten Verfahrensbedingungen und erhaltenen Ergebnisse geben die folgenden
Tabellen II und III.
Ver | Bsp. | Dk-J rbon- | Diol | Phosphat | Phenol |
such | säure | ||||
Nr. | Nr. | (Mol) | (Mol) | (Mo!) | (Mol) |
1 | 1 | 1 | 1,2 |
2 | 1 | 1,2 | |
3 | 2 | 1 | 1,2 |
3a | I | 1,2 | |
4 | 1 | 1,2 | |
1 | 1,2 | ||
5 | 3 | 1 | 1,2 |
4 | 118 | 132 | |
6 | 0,9" | 1,12 | |
7 | 1 | 1,2 | |
8 | 1 | 1,2 | |
1 | 1,2 | ||
105 | 125 | ||
0,00141 -
0,0023
0,0023
0,003
0,12
0,0023
0,003
0,12
0,0011
0,0011
0,06
0,06
0,0014
0,0028
0,0028
0,00115
0,061
0,061
0,00055
0,00055
0,03
0,00055
0,03
Tabelle III | Beispiel Nr. | Eignung Tür lithogr. | Log. Visk.zahl | Molekulargewicht | MW» | Polydisper |
Versuch | Druckplatte | MWn | sität | |||
Nr. | Homo | |||||
polymer | - | |||||
unlöslich | - | - | 23 300 | - | ||
I | schlecht | 0,27 | 6 800 | 23 800 | 3,4 | |
2 | schlecht | 0,32 | 6 800 | ca. 23 800 | 3,5 | |
3 | schlecht | ca. 0,32 | ca. 6 800 | 37 800 | ca. 3,5 | |
la | schlecht | 0,40 | 7 800 | 17 900 | 4,8 | |
4 | I | zufriedenstellend | 0,32 | 7 100 | vgl. Bsp. 12 | 2,5 |
schlecht | vgl. Bsp. 12 | vgl. Bsp. 12 | 18 900 | 3,75 | ||
5 | 2 | sehr zufriedenstellend | 0,34 | 8 600 | 2,18 | |
Copolymer | 10 500 | |||||
schlecht | (',63 | 5 900 | 10600 | 1,77 | ||
6 | schlecht | 0,50 | - | 10 900 | - | |
7 | schlecht | 0,50 | - | 12 400 | - | |
8 | .1 | zufriedenstellend | 0,52 | - | 13 100 | - |
4 | zufriedenstellend | 0.45 | 7 200 | 1.81 | ||
Im folgenden soll die Verwendung von Polymeren (I-S) und Copolymeren (H-S) in Beschichtungsmassen
für lithographische Druckplatten ausführlicher beschrieben und im unten angegebenen Beispiel 5
erläutert werden.
Beschichtungsmassen mit einem Gehalt an einem erfindungsgemäß hergestellten, stabilisierten, vernetzbaren
Polymer sind herstellbar durch Dispergieren oder Lösen des Polymeren (I-S) oder Copolymeren (II-S) in
einem geeigneten Lösungsmittel oder einer Kombination von Lösungsmitteln, wie sie zur Herstellung von
Polymermassen üblicherweise verwendet werden. Die Lösungsmittel werden nach solchen Gesichtspunkten
ausgewählt, daß sie praktisch nicht reaktiv sind gegenüber den vernetzbaren Polymeren innerhalb der ι s
Zeitspanne, die vorgesehen ist daß Lösungsmittel und Polymer miteinander in Verbindung stehen, und sie
werden auch danach ausgewählt, daß sie verträglich sind mit dem zu beschichtenden Schichtträger. Die Wahl des
am besten geeigneten Lösungsmittels variiert zwar je nach Polymertyp und Verwendungszweck, doch können
als Beispiele für bevorzugt verwendete Lösungsmittel genannt werden Benzylalkohol. Cyclohexanon, Dioxan.
2-Methoxyäthylacetat, N.N'-Dimethylforrnamid, Chloroform,
Trichloräthylen, 1,2-Dichloräthan, Methylen- >-.
dichlorid. 1.1-Dichloräthan. !.1.2-Trichloräthan. Tetrachloräthan,
Chlorbenzol und Gemische derselben. Es verdient hervorgehoben zu werden, daß die erfindungsgemäß
hergestellten vernetzbaren Polymere auch in wäßrig-alkalischen Lösungen, insbesondere den weiter «1
unten näher beschriebenen Entwicklern löslich sind. Obwohl wäßrig-alkalische Lösungen ebenfalls als
Lösungsmittel für die Beschichtungsmassen verwendbar sind, erweist sich deren Verwendung dann nicht als
vorteilhaft, wenn eine vergleichsweise rasche und r,
vollständige Abtrennung des Lösungsmittels vom vernetzbaren Polymer vorgesehen ist. wie dies in der
Regel der Fall ist bei Beschichtungsprozessen. in denen das Lösungsmittel verflüchtigt werden soll.
Die optimalen Konzentrationen des vernet/baren Polymeien in den Beschichtungslösungen sind abhängig
vom verwendeten Polymertyp. Schichtträger und Beschichtungsprozeß. Besonders vorteilhafte Schichten
sind erzielbar, wenn die Beschichtungslösung etwa I bis
50 Gew.%. vorzugsweise etwa 2 bis 10 Gew.-%. 4Ί
vernet/bares Polymer enthält. Höhere Konzentrationen ergeben selbstverständlich ebenfalls befriedigende Ergebnisse.
Die Strahlungsempfindlichkeit kann in der Beschich
tungsmasse durch Einverleiben eines Sensibilisators gesteigert werden. I vpische geeignete Sensibilisatoren
sind /.B. Anthrone. z.B. i-Carbalhoxy^-ketoO-methyl-2
azabenzanthron, Benzanthron und die aus der US-PS 26 70 285 bekannten Anthrone: Nitro-Sensibilisatoren.
z.B. solche des aus der US-PS 26 10 120 ,-,
bekannten Typs; Triphenolmethane. z. B. solche des aus der US-PS 26 90 966 bekannten Typs: Chinone. z.B.
Solche des aus der US-PS 26 70 286 bekannten Typs; Cyaninfarbstoffe Sensibilisatoren; Naphthon-Sensibilisatoren.
z. B. o-Methoxy/J^-furfuryl^-acrylonaphthon: mi
Pyrylium- oder Thiapyryliumsal/e. z. B. 2.6-Bis(p-äth-
oxyphenyl)-4-(p-n-amyloxyphenyl)thiapyrylium-perchloral und 1,3.5-Triphenylpyrylium-fluoroborat: Furanone;
Anthrachinone, z. B. 2-Chloranthrachinon; Thiazole, z.B. 2-Benzoylcarbäthoxymethylen-l-methyl-^- h->
naphthothiazc! und Methyl-2-(N-methylbenzothiazolyliden)dithioacetat;
Methyl-S-methyl-^-benzothiaznliden-dithioacetat;
Thiazoline, z. B. 3-Äthyl-2-benzoylmethylen-naphtho[l,2-d]-thiazolin,
Benzothiazolin, (2- Benzoylmethylen)-1 -methyl-^-naphthothiazolin;
1 ^-Dihydro- l-äthyl-2-phenacyliden-naphtho[1,2 -d]-thiazol
und Naphthothiazole Chinolizone, Michler's Keton und Michler's Thioketon, sowie z. B. die in den
FR-PS 12 38 262, 10 89 290 und 10 86 257 sowie in den
US-PS 27 32 301,26 70 285 und 27 32 301 beschriebenen Sensibilisatoren.
Die erfindungsgemäß hergestellten vernetzbaren Polymere mit z. B. einer oder mehreren wiederkehrenden
Einheiten (I), die aus den Verbindungen der angegebenen Formeln (A) bis (D) gewonnen sind,
sprechen auf aktinische Strahlung direkt an. Die angegebenen Sensibilisatoren werden daher nur dazu
verwendet, diese Ansprechbarkeit zu fördern. Andererseits müssen jedoch die erfindungsgemäß hergestellten
vernetzbaren Polymere nicht direkt vernetzt werden als Reaktion auf eine Exponierung gegen aktinische
Strahlung, sondern die vernetzbaren Polymere können vernetzt werden unter Verwendung strahlungsempfindlicher
Sensibilisatoren, die als vernetzungsmittel wirken,
z. B. Sensibilisatoren vom Keton .yp und Azidtyp.
Typische geeignete Arylketon-Sensibilisatoren sind z. B. Benz(a)-anthracen-7,12-dion und 4,4'-Bi^dimethylaminoj-benzophenon.
Andere in vorteilhafter Weise ve· vendbare Sensibilisatoren vom Ketontyp sind z. B.
4.4'Tetraäthyldiaminodiphenylketon. Dibenzalaceton
und 4,4'-Bis(dimethylamino)benzophenonimid. sowie z.B. Sensibilisatoren des aus der US-PS 26 70 287
bekannten Typs.
Typische geeignete Sensibilisatoren vom Azidtyp sind z. B. verschiedene Arylazide. z. B. solche des aus den
GB PS 7 67 985. 8 86 100 und 8 92 811 bekannten Typs,
bei denen es sich um zweckmäßige Sensibilisatoren für negativ-arbeitende Aufzeichnjngsmaterialien handelt.
Ferner sind auch Sensibilisatoren des aus der US-PS 29 40 853 bekannten Typs in ähnlicher Weise verwendbar.
Besonders vorteilhafte Arylazid Sensibilisatoren sind Bisaryla/ide. l. B. 2.6-Bis(p-azidoben/yliden)-4-methylcyclohexanon.
Darüber hinaus sind dem Fachmann auch andere, in vorteilhafter Weise verwendbare
Azid-Sensibilisatoren bekannt, welche die Vernetzung
fördern.
Die Sensibilisatoren können in der Heschiehtungsmasse
in jeder gewünschten Konzentration vorliegen, die zur Stimulierung der Vernetzung als Reaktion auf
Bestrahlung wirksam sind, oder sie können auch vollständig weggelassen werden, wenn das vernet/bare
Polymer selbst strahlungsempfindlich ist. In der Regel erweist es sich als vorteilhaft, den Sensibilisator in einer
Konzentration von 0.01 bis 20 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht des vernetzbaren Polymeren, ein/usct/en
A'jrb höhere Konzentrationen an Sensibilisator können
ohne nachteiligen Effekt einverleibt werden.
Neben den Sensibilisatoren können auch andere Zusätze in der Beschichtungsmasse vorliegen und
let/tendlii'h einen Teil des fertiggestellten strahlungsempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials bilden. Es erweist sich häu'ig als wünschenswert, der Beschichtungsmasse
"igmente und Farbstoffe einzuverleiben mit dem
Ziele, eine Schicht mil gewünschter Farbe oder mit gewünschtem Kontrastgrad gegenüber einem bestimmten
Schichtträger oder Hintergrund zu erzeugen. Beispiele von für diesen Zweck bevorzugt verwendeten
Farbstoffe we.iisn in der folgenden Tabelle IV aufgeführt.
Tabelle IV | Englische | (IN |
Klasse | I. I ast Acid Red Bl. | 17045 |
Monoazo | 2. Eastone Red R | |
I. Oil Red O. | 26125 | |
Diazo | 2. Sudan IM | 2M(KI |
.V Sudan IV | 26105 | |
1. (ienacryl Red 6B | 4X02(1 | |
Methin | 2 (ienacryl Orange R | 4X04(1 |
.1 (elliton Yellow 5(i | ||
I. Ali/arm Eight Red Base | 6X215 | |
Antliracliinon | 2 Sevron Blue 20 | |
.V Anthraquinone | ||
Violet IRN | ||
I Astrazon Blue B | 42140 | |
I riiiry !methan | 2 \ ictoria Blue B Base | |
ν Brilliant (ireen Crystals | 42040 | |
I. Methylene Blue A | ||
Πιι.ι/ιη | I x (one | |
I Rhod.mime 6(i | ||
Xanthen | 2 Rliod.iinine 3B Extra | 45 Γ5 |
.ν VvleiK· Red | 451(Kl | |
Plitlialocv.inin
1 \/osol I ast Blue III R
2 Monaslral Blue
Pigment 15
Pigment 15
i. SaIIaIlIIl-O
50240
Wird ein I\ιrbsiott oder Pigment einverleibt, ιιιν mit
dem Hintergrund, der durch ilie .V'hichttrageroberllache
gegeben ist. /u kontrastieren, so erzeugt die strahlungsempfindliche Schicht ein leicht sichtbares Bild
bei Exponierung und Entwicklung. In vielen I allen ist es
jedoch wiinschenswen. An/eichen fur die Exponierung
bereits \or der Entwicklung /u sehen. Dies kann in vielen Fällen bequem sein. /.R. bei süifenw eiser oder
wiederholter Exponierung, wo die beschichteten Aufzeichnungsrnatenalien
eine Zeitlang während Exponierung und Entwicklung gelagert werden oder wo es
wiinschenswen ist. das durch Exponierung erzeugte Bild vor der Entwicklung beurteilen zu können. Um dies zu
erreichen, erweist es sich oftmals als zweckmäßig, der
Beschichtungsmasse einen Indikatorfarbstoff einzuver
leiben, der entweder zum Auskopieren oder Ausbleichen befähigt ist bei Exponierung der aus der Vlasse
hergestellten strahlungsempfindlichen Schicht Eine Vielzahl brauchbarer Exponier-Indikatorfarbtioffe ist
bekannt und verwendbar. Besonders geeignete Exponier-Indikatorfarbstoffe
sind z. B. photochrome Farbstoffe wie Spirobenzopyrane (z. B. 3'J'-Dimethyl-6-nitro-1
'-phenyIspiro[2H-1 ]benzopyran-2.2'-indolin. und 5'-lvf ethoxycarbonyl-8-methoxy-1' J' J'-trimethyl-ö-nitrospiro[2H-1
Jbenzopyran-2-2'-indo!in); Leucofarbstoff-
und Aktivatorkombinationen, z. B. Farbstoffe wie Tris-{N.N-dipropy!aminophenyl)methan. Tris(N.N-diäthylaniinophenyl)inethan
und Tris(N.N-dimethylami nophenyl)methan in Kombination mit Aktivatoren wi<
N Methoxid-Aktivatoren (/.. B. N-Methoxy-4-methylp\
ridinium-p-toluolsulfonat) und halogenierte Verbindun
gen (/.. B. Kohlenstofftetrabromid): pH-empfindiichi
Farbstoffe, z. B. ßis[4.4'bis(dimethylamino)benzhy drol]äther, die in Kombination mit den angegebener
Leucofarbstoff-Aktivatoren verwendbar sind; und Cya ninfarbstoffe. wie sie z.B. in der US-PS 36 19 ί«»'
beschrieben werden.
Es ist nicht auszuschließen, daß die erfindungsgemäf
hergestellten stabilisierten Polymere vor der bcabsich tigten Exponierung vernetzt werden können, wenn dii
sie enthaltenden Massen oder Auf/cichnungsmateria
lien bei erhöhten Temperaturen, in die Exponierung durch etwas aktinische Strahlung ermöglichender
Umgebungen und/oder über längere Zeiträume gela gen werden. Zur weiteren .Sicherstellung einer Stabili
(i.tf.irx* nrtiTrtrt nnrEnkjinllifli» \1 ** rn nt ■» ι · rtn ,\nr· Drili'nlii
rcn vor der beabsichtigten Exponierung gegenübci
aktinischcr Strahlung, kennen den erfindungsgemäf
verwendeten strahlungs.. mpfindlichcn Massen unc
Schichten übliche Stabilisatoren einverleibt werden (ioeignetc Stabilisatoren sind z.B. Phenol, beispielsweise
2.M)i-tert-butvl-p-cresol. 2.6-Di-ten butylaniso
und ρ-Methoxyphenol: Hydrochinonc. z. B. Hvdrochi
non. Phloioglucin und 2.5-Di-tert-butylhydrochiiion
TriphenylirCallverbindungcn. z. B. Triphenylarsin; Triphenylstilben:
und tertiäre Amine, z. B. N-Mcthyldiphenylamin. Wegen ihres niedrigen Siedepunktes und oder
ihrer thermischen Instabilität sind diese Stabilisatoren nicht geeignet zur Verwendung in der Polymerisationsreaktionen
bei der Herstellung von Polymeren (IS) und Cnpolymercn(ll-.S).
Die angegebenen Zusätze, die zusammen mit den
strahlungscnipfindlichen PoIv nieren schließlich die
fertige strahlungsempfindliche Schicht ergeben, liegen bekanntlich nur in vergleichsweise niedrigen Konzentrationen
vor. Einzelne Zusätze sind in der Regel auf Konzentrationen von unter etwa 5 Gew.-%. bezogen
auf die sirahlungsempfindliche Schicht, begrenzt.
Besonders vorteilhafte Beschichtungsmassen enthalten
mindestens ein weiteres lilmmldendes polymeres
Harz zusätzlich zu den erfindungsgemäß hergestellten stabilisierten vernetzbaren Polymeren. Diese zusätzlichen
polymeren Harze sind in der Regel nicht strahlungsempfindlich, obwohl Gemische aus strahlungscmpfindlichen
Harzen verwendet werden können und in der Regel solche Harze gewählt werden, die in
dem Beschichtungslösungsmittel löslich sind. Die Menge an verwendetem Harz kann variieren je nach Harzty.
verwendetem vernetzbarem Polymer, verwendetem Beschichtungslösungsmittel und angewandter Beschichtungsmethode
sowie Verwendungszweck. Vorteilhafte Ergebnisse sind erzielbar bei Verwendung von Beschichtungsmassen.
die bis zu 5 Teilen Harz pro Teil stabilisiertes vernetzbares Polymer, bezogen auf Gewichtsbasis,
enthalten. In der Regel bevorzugte Beschichtungsmassen sind solche, die 0.05 bis 1.0 Teile
Harz pro Teil vernetzbares Polymer, bezogen auf Gewichtsbasis. enthalten.
Beispiele für in den erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen bevorzugt verwendbare filmbildende Harze
sind z. B. Phenolharze wie Novolak- und Resolharze. Diese Harze erweisen sich als besonders brauchbar zur
Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der strahhingsempfindlichen
Schichten gegenüber Ätzmitteln, wenn die Beschichtungsmasse als Photoresistmasse verwen-
di:t wird. Erweist es sich als wünschenswert, die Abriebfestigkeit oder andere physikalische Eigenschaften
der aus den Besehiehtungsmassen erzeugten Schichten zu steuern, wie dies in lithographischen und
Reliefplatten der Fall ist, so kann es zweckmäßig sein, bestimmte Harze einzuverleiben, z. B. Epoxyharze,
hydriertes Kolophoniumharz: Polyvinylacetat; und Acrylpolymere und -copolymere. /.. B. Polymethylmethaco'.t,
Acrylate des aus der GB-PS 1108 383 bekannten Typs, Polyalkylenoxide und Polystyrole. Die
erfindungsgemäß hergestellten vernetzbaren Polymere sind in der Regel auch verträglich mit linearen
lOlye5tern.
Aufzeichnungsmaterialien mit sirahlungsempfindlichen
Schichten sind herstellbar durch Bildung von Schichten aus den Beschichtungsmassen und Entfernung
des Lösungsmittels durch Trocknen bei Umgefcungs- oder erhöhten Temperaturen. |ede beliebige der
«ahlreichen bekannten Beschichmngstechniken kann
A-t : i~. 1 - η c .-.1.U-. I L.
Vl]UCf t(.l WtIIUtI nLIUtll, /-. Lf. J j/l ti IIUU Tt 11 ItI 11 ( t Il £ .
F.intauchbeschichtung, Wirbelbeschichuing oder WaI-
«enbeschichtung.
Geeignete Schichtträger können aus einer Vielzahl hekannter Materialien gewählt werden, dl·.: nicht direkt
mit der Beschichtungsmasse chemisch reagieren. Geeignete
derartige Schichtträger sind z. B. solche aus Fasermaterialien, z. B. Papier, mit Polyäthylen beschichtete
Papiere, mit Polypropylen beschichtete Papiere. Pergament und Stoffmaterialien; Bahnen und Folien aus
Metallen wie Aluminium, Kupfer, Magnesium oder Zink; Glas oder mit Metallen wie Chrom, Chromlegiefupeen.
Stahl. Silber. Gold oder Platin beschichtetem Clas, synthetischen Harzen und Polymermaterialien.
1. B. PolyalkyLjrylaten wie Polymeihyimethacrylat,
Polyestermaterialien, z. B. Polyethylenterephthalat oder Polyvinylacetat, Polyamiden, z. B. Nylon und CeIIuIo-
«eestermaterialien. z. B. Cellulosenitrat. Celluloseacetat, Celluloseacetatpropionat. und Celluloseacetatbutyrat.
Typische geeignete Schichtträger zur Herstellung »on Druckplatten, insbesondere lithographischen
Druckplatten, sind z. B. solche aus Zink, anodisiertem
Aluminium, gekörntem Aluminium und Kupfer sowie ipeziell hergestellte Metall- und Papierschichtträger:
•berflächlich hydrolysierte Celluloseesterfolien und Schichtträger aus Polymerisaten, z. B. Polyolefinen.
Polyestern und Polyamiden.
Die Schichtträger können zuvor mit einem Überzug »ersehen werden, d. h. vor der Beschichtung mit der
ttrahlungsempfindlichen Masse mit üblichen bekannten
Crund- oder Haftschichten versehen werden, z. B. •olchen aus Copolymeren von Vinylidenchlorid und
Acrylmonomeren. z. B. Acrylonitril oder Methylacrylat.
■nd ungesättigten Dicarbonsäuren, z. B. Itaconsäure: Carboxymethylcellulose; Gelatine; Polyacrylamid; und
ihnlichen Polymermaterialien.
Der Schichtträger kann ferner versehen sein mit einer Filter- oder Lichthofschutzschicht bestehend aus einer
farbstoffhaltigen Polymerschicht weiche die Exponierungsstrahlung
nach deren Durchtritt durch die Strahlungsempfindlich? Schicht absorbiert und eine
unerwünschte Reflektion vom Schichtträger ausschallet
Die optimale Dicke der strahlungsempfindlichen Schicht hängt von verschiedenen Faktoren ab, z. B. dem
angestrebten Verwendungszweck, dem Typ des verwendeten strahlungsempfindlichen Polymeren und der
Natur anderer, in der Schicht gegebenenfalls vorliegender Komponenten. Die Schichtdicke beträgt in der
Regel etwa 0,05 bis ΙΟ,Ομηι oder mehr, wobei
Schichtdicken von 0,1 bis 25 μιη für lithographische
Druckplatten bevorzugt werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten photographischen Aufzeichnungsmaterialien können in üblicher
bekannter Weise exponiert werden, z. B. dadurch, daß sie durch ein Durchscheinbild oder eine Matrize einem
bildmäßigen Muster aktinischer Strahlung, die vorzugsweise reich an ultraviolettem Licht ist, exponiert
werden. Geeignete Strahllingsquellen sind ;:. B. Kohlebogenlampen. Quecksilberdampflampen, Glimm- oder
Leuchtstofflampen, Wolframfadenlampen und Laser. Die erfindungsgemäß verwendbaren Aufzeiehnungsmateriiilien
können in Licht einer Wellenlänge oberhalb etwa 1JOO nm gehandhabt und betrachtet werden, wie
dies übliche Praxis ist.
Die erfindungsgemäß verwendbaren exponierten strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien sind
dadurch entwickelbar, daß die strahlungsempfindliche
.7111!HIl gLjpUII, LIIIgI. η t It Cl,
weitig behandelt wird mit einer im folgenden als Entwickler bezeichneten Lösung, welche die nichtexponierten
Bereiche der strahlungsempfindlichen Schicht selektiv löst. d. h. wegtransportiert.
Beim verwendeten Entwickler kann es sich um eine bekannte Entwicklerzusammensetzung handeln, wie sie
zur Entwicklung sirahlungscmpfindlicher Schichten mit einem Gehalt an einem vernetzbaren Polymer des
angegebenen Typs (I) oder (II) üblicherweise verwendet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird
zur Entwicklung einer ein erfindungsgemäß hergestelltes stabilisiertes Polymer (IS) oder (N-S) enthaltenden
Schicht eine Entwicklerzusammensetzung verwendet, wie sie z. B. in der US-PS 37 07 373 beschrieben wird
Eine derartige, bevorzugt verwendete Entwicklerzusammensetzung enthält (1) ein Lactonlösungsmittel, das
die Polymerschicht von den nichtexponierten Bezirken einer bildmäßig exponierten strahlungsempfindlich^
Schicht entfernt ohne die Polymerschicht in den exponierten Bezirken wesentlich zu quellen, und (2) eine
Säure, die die Bildung von Verfärbungen und Ablagerungen in hydrophilen Bezirken der Schicht verhindert.
Eine derartige Zusammensetzung enthält vorzugsweise auch ein Netzmittel. Typische im Entwickler verwendbare
Lactonlösungsmittel sind z. B. Butyrolacton. Valerolacton und Hexanolacton.
Typische im Entwickler verwendbare Säuren sind z. B. Phosphorsäure. Salzsäure, Milchsäure. Glycolsäure.
Essigsäure und «-Pentansäur;. Typischerweise beträgt
die Menge an Säure, welche der Entwicklerzusammensetzung zugesetzt wird, etwa 1 bis 5 VolMm-%, bezogen
auf die Menge an eingesetztem Lösungsmittel. Die verwendete Säuremenge sollte ausreichen, eine Entwicklerzusammensetzung
mit einem pH-Wert zwischen 2 und 6 zu erzeugen. Handelt es sich bei dem in der
strahlungsempfindlichen Schicht vorliegenden vernetzbaren Polymer um ein Polymer (I-S), so beträgt die in
der Entwicklerzusammensetzung vorliegende Säuremenge vorzugsweise etwa 2 Volum-%. Handelt es sich
bei dem in der strahlungsempfindlichen Schicht vorliegenden vernetzbaren Polymer um ein Polymer
(H-S), so beträgt die in der Entwicklerzusammensetzung vorliegende Säuremenge vorzugsweise etwa 5 Volum-%.
Typische in der Entwicklerzusammensetzung verwendbare Netzmittel sind mehrwertige Alkohole,
Polyäther und Ester anorganischer Säuren. Geeignete Netzmittel sind z.B. mehrwertige Alkohole wie
Glycerin, Pentaerythrit, Diäthylenglykol, Triäthylenglyko! und aligomere Polyäthylenglykole: Ester anorganischer
Säuren wie Phosphatester von Alkanolen wie n-Hexanol, n-Octanol oder n-Decanol; Phosphatester
von Alkoxyalkanolen wie 2-n-Octyloxyäthanol, und
2-n-Decyioxyäthanol; Gemische derartiger Phosphatester;
Ester organischer Säuren wie Dioclylester von Natnumsulfobernsteinsäure; Polyäther wie Octylphenoxy-polyäthoxyäthanol,
Äthylenoxidpolymere und Nonylphenyl-polyäthylenglykoläther; sowie im Handel
verfügbare Materialien. Die Menge, in welcher diese Materialien der Rntwicklerzusammensetzung zugesetzt
werden, hängt selbstverständlich vom Typ des verwendeten Net/mittels und seinen Charakteristik« ab.
Typischerweise werden sie in Mengen von etwa 1 bis IO Volum-%, bezogen auf die Menge an Lösungsmittel,
»erwendet. Die Entwicklerzusammensetzung enthält lerner vorzugsweise ein die Oleophilicität verbesserndes
Mittel. Geeignete derartige Mittel sind z. B.
.: \.A„.„~:„\: η ι ι-:-.-.- it .^ ι
αι f-αι ttgk tvintci 1a114.11, £.. Li. tijui ICl H; I 1111 ACMCI UIIU
Kolophonium, sowie organische Ester, ζ. Β. Methylabiftat. Ebenso wie bei den Netzmitteln hängt die Menge
an derartigen, die Oleophilicität verbessernden Mitteln, welche der Entwicklerzusammensetzung zugesetzt
wird, vom Typ des verwendeten Mittels ab. Mengen von
ttwa I bis 15 Volum-%, bezogen auf die Menge des vorhandenen Lösungsmittels, führen in der Regel zu
befriedigenden Ergebnissen.
Zusätzlich zu den angegebenen Komponenten trweist es sich oftmals als wünschenswert, eine geringe
Menge eines basischen Amins, z. B. Triethanolamin, der Entwicklerzusammensetzung einzuverleiben, um die
Ausschaltung von Hintergrundfärbung und -Verschlammung zu unterstützen. Typischerweise können etwa 5
bis 15 Volum-% Amin, bezogen auf die Menge an
verwendetem Lösungsmittel, der Entwicklerzusanimensetzung
zugesetzt werden.
Die Entwicklerzusamtnensetzung kann gegebenenfalls
auch noch weitere Zusätze, z. B. Farbstoffe ■nd/oder Pigmente, enthalten, wie dies üblich ist. In der
Praxis wird das exponierte Aufzeichnungsmaterial, z. B. •ine lithographische Druckplatte, mit der angegebenen
Entwicklerzusammensetzune entwickelt durch Aufbringung
des Entwicklers auf die exponierte Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials für eine Zeitspanne, die ausleicht,
um das Polymer aus den unexponierten Bezirken au entfernen. Eine sanfte mechanische Einwirkung
fördert die Entfernung der Polymermasse von derartigen nichtexponierten Bezirken. So ist z. B. das
Schwabbern eine sehr wirkungsvolle Methode zur Aufbringung der Entwicklerzusammensetzung. Der
Entwickler ist ausreichend wirksam, um bei Raumtemperatur angewandt werden zu können, doch kann er
auch bei erhöhten Temperaturen bis zu etwa 32° C angewandt werden. Nach der anfänglichen Anwendung
des Entwicklers kann eine zweite Anwendung folgen, an die sich eine Einzel- oder Doppelbehandlung mit einer
desensibilisierenden Zusammensetzung anschließt. Danach wird das Aufzeichnungsmaterial getrocknet
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial kann sodann in üblicher bekannter Weise je nach Verwendungszweck
behandelt werden. So werden z. B. Druckplatten typischerweise einem desensibilisierenden Ätzen unter
worfen. Handelt es sich bei der entwickelten strahlungsempfindlichen
Schirht um eine Resistschicht, so wird das
Aufzeichnungsmaterial typischerweise einer Behandlung mit sauren oder basischen Ätzmitteln und der
Einwirkung eines Plsttierungsbads-unterworfen.
Das folgende Beispie erläutert die erfindungsgemäße Verwendung der gewonnenen stabilisierten Polymere.
Verwendung von Polymeren (I-S) und (H-S) zur
Herstellung lithographischer Druckplatten
Herstellung lithographischer Druckplatten
Rs wurde eine typische Beschichtungsmasse zur Herstellung lithographischer Druckplatten unter Verwendung
eines Homopolymeren (I-S) oder eine Copolymeren (H-S) hergestellt aus folgenden Komponenten:
25 g Polyesterpolymer (I-S) oder -copolymer (M-S).
hergestellt gemäß Beispielen 1 bzw. 4
1.0g (2-Benzoylmelhylen)-1-äthyl-0-naphlhu-
1.0g (2-Benzoylmelhylen)-1-äthyl-0-naphlhu-
thiazolin (als Spektralsensibiüsator)
1.0 g butyliertes Hydroxytoluol
3.75 g Monastral Blue BF-Pigment (C. 1.74 160,
1.0 g butyliertes Hydroxytoluol
3.75 g Monastral Blue BF-Pigment (C. 1.74 160,
Cu-Phthalocyanin-Komplex)
600 ml Dichloräthan
600 ml Dichloräthan
Die angegebenen Komponenten wurden miteinander vermischt unter Bildung einer homogenen Lösung des
Polyesters mit einem Gehalt an dispergiertem Pigment,
welche nach Verdampfen des Lösungsmittels eine Ablagerung des vernetzbaren, strahlungsempfindlichen
Polymeren ergibt. Die Beschichtungsmasse wurde durch ein grobes Filterpapier filtriert. Die filtrierte Lösung
wurde in solcher Weise auf einen gekörnten, mit Phosphorsäure anodisierten Aluminium-Schichtträger
(vgl. US-PS 35 11661) unter Verwendung eines Trommelprobenbeschichters aufgebracht, daß pro m2
Trägerfläche 16,7 ml entfielen. Die Schichtablagerung wurde bei 710C etwa 2 Minuten lang getrocknet.
Die getrocknete Schicht wurde bildmäßig einem Strichnegat'v auf einer handelsüblichen Belichtungsvorrichtung
mit Xenonquelle exponiert. Die exponierte Platte wurde durch Schwabbern entwickelt unter
Aufbringung eines Entwicklers der unten angegebenen Zusammensetzung auf die Plattenoberfläche und
Einsaugen lassen desselben etwa 15 Sekunden lang, worauf 30 Sekunden lang geschwabbert wurde.
7ur Entwicklung von Platten mit einem Gehalt an
Polymer (I-S) wurde vorzugsweise ein Entwickler der folgenden Zusammensetzung verwendet:
4-Butyrolacton | 1000.0 ml |
Glycerin | 100.0 ml |
Methylabietat | 10.0 ml |
handelsübliches hydriertes | |
Holzharz | 1.0 g |
handelsübliches Netzmittel | 10,2 ml |
Destilliertes Wasser | 20,0 ml |
Phosphorsäure (85%ig) | 25,0 ml |
Eisessig | 25,0 ml |
Zur Entwicklung von Platten mit einem Gehalt an Polymer (H-S) wurden vorzugsweise Entwickler der
folgenden Zusammensetzung verwendet:
4-Butyrolacton | 1000,0 ml |
Glycerin | 100,0 ml |
Methylabietat | 10,0 ml |
handelsübliches hydriertes | |
Holzharz | 1,0 g |
handelsübliches Netzmittel | 10,2 ml |
Destilliertes Wasser | 20,0 ml |
Phosphorsäure (85%ig) | |
Eisessig | 25,OmI |
Danach wurde Dcscrtsibilisicrungsgummi auf die
Platte aufgebracht und getrocknet. Die auf diese Weise erhaltene lithographische Druckplatte wurde sodann
getestet, um deren Eignung zur Verwendung in einer Druckpresse zu bestimmen.
Lithographische Druckplatten, die unter Verwendung von Beschichtungsmassen mit einem Gehalt an Polymer
(I-S) oder Copolymer (H-S) hergestellt worden waren, hatten gute lithographische Eigenschaften (wie sich aus
der vollständigen Anfärbung der Bildbezirke und aus der Abwesenheit von Ablagerungen in den Nichtbüdbetirken
ergab), gute Lagerungseigenschaften (wie sich •us einem Ausbleiben eines Anstiegs der Brookfield-Viskosität
während einer etwa 3 Monate langen Lagerung von Beschichtungsmassen ergab), gute relative
Empfindlichkeit (wie sich aus der sehr geringen Abnahme uer relativen Geschwindigkeit der Vernettung
bei Belichtung der sensibilisierten strahlungsakti-♦en Polymere mit ultraviolettem Licht gemäß einer
Testmethode, wie sie z.B. in der US-PS 34 53 237 lieschrie'^n wird, ergab), und gute Lebensdauer (wie
lieh aus der Zahl der qualitativ hochwertigen klaren Drucke, die herstellbar sind, bevor sich die Platte wegen
Abnutzung zu verschlechtern beginnt, ergab).
Die Lebensdauer ist ein Anzeichen für die generelle Eignung von Polymeren (IS) oder Copolymeren (IIS)
tür Verwendung in Beschichtungsmassen für lithographische Druckplatten. Versuchsergebnisse zeigten z. Ii..
daß die Lebendauer einer lithographischen Druckplatte,
tu deren Herstellung das Polymer (I-S) des Beispiels 2 diente, etwa 267% der Lebensdauer einer als Standard
dienenden lithographischen Druckplatte hatte, zu deren I lerstellung das Polymer (I) gemäß Versuch 5 mil einem
Gehalt an Tris(3.5-di-t-butyl-4-hydroxypheny!)phosphat als Inhibitor diente. Lithographische Druckplatten aus
Copolymer (H-S) zeichneten sich durch etwa 150 bis 150% Lebensdauer, bezogen auf die angegebene
Standardplatte, aus. Diese Angaben basieren auf den Befunden, daß die angegebene Standardplatte 37 000
Drucke lieferte, die mit Polymer (I-S) gemäß Beispiel 2 hergestellte lithographische Druckplatte über 98100
Drucke lieferte, und die aus Polymer (H-S) hergestellte lithographische Druckplatte etwa 55 000 bis 5S 000
Drucke lieferte.
Obwohl Abnutzungstests von zahlreichen Faktoren beeinflußt werden, erlauben sie doch ziemlich /uvcrlässige
Aussagen über die Eignung eines bestimmten vernetzbaren, strahlungsempfindlichen Polymeren zur
Verwendung in für lithographische Druckplatten bestimmten Beschichtungsmassen. Aufgrund aller oben
aufgezeigten Anzeichen und insbesondere aufgrund der angegebenen Abniitzungstests steht eindeutig fest, daß
die erfindungsgemäß hergestellten Polymere (I-S) und Copolymere (H-S) gegenüber den bekannten inhibitorhaltigen
Polymeren (I) und Copolymeren (II) wesentliche Vorteile bieten bei Verwendung in für liihngraphisehe
Druckplatten bestimmten Bcscnichtiingsmasscn.
Aufgrund vorstehender Beschreibung, die den erfolgreichen
Einsatz der angegebenen ssnergistischen Inhibitorzusammensetzung bei der Herstellung von
durch Strahlungseinwiikiing vernet/baren Kondcnsationspolyes'.crn
erläutert, sind dem Fachmann /ahlreiche
sich anbietende Modifikationen geläufig.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von strahlungsempfindlichen vernetzbaren Polyestern durch Kondensation von
a) ungesättigten Dicarbonsäurederivaten der allgemeinen Formel:
R' — C-CH = CH
= CH — C — R'
in der R' einen Hydroxylrest, ein Halogenatom,
einen Alkoxyrest oder die beiden R' zusammen eine Sauerstoffatombindung, wenn die Verbindung
als Säureanhydrid vorliegt, bedeuten.
b) gegebenenfalls unter Mitverwendung von 2 bis 45 Mol-%, bezogen auf die gesamte Molprozentsumme
von a und b, von Dicarb jiisäuren
der allgemeinen Formel:
deren Carbonsäurereste in meta- oder paraStellung am Phenylring gebunden sind, und
wobei M ein Lithium-, Natrium- oder Kaliumatom bedeutet, oder deren funktioneilen Derivaten,
c) Diolen der allgemeinen Formel HO —R5—OH,
in der R5 einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, der
gegebenenfalls noch Äthersauerstoffatome aufweist, bedeutet,
in Gegenwart von Stabilisatoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren sowohl
di) sterisch gehinderte Phenole der allgemeinen Formel
d2) sterisch gehinderte Phenole der Formel:
R„ — R,
4>
in der R1 und R, «-verzweigte Alkylreste mit 3
bis 20 Kohlenstoffatomen, «-verzweigte Aral· kylreste mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen oder
Cycloalkylreste mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, R/ einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R» einen Rest der Formeln
R.O—"der RO - C — bn
worin R, ein Wasserstoffatom oder einen Rest
der für R, und R, angegebenen Bedeutung darstellt, bedeuten, oder
worin Rx, Ry und R, die oben angegebene
Bedeutung besitzen, oder
dj) 5,5'-Bis(5-t.-butyl-2,3-dimethyl-4-hydroxy-
dj) 5,5'-Bis(5-t.-butyl-2,3-dimethyl-4-hydroxy-
benzyl)-dithioterephthalat oder
d.») ft-Dimethylamino-2,6-di-t.-butyl-p-kresol
d.») ft-Dimethylamino-2,6-di-t.-butyl-p-kresol
als auch
e) Phosphorsäuretrialkylester der allgemeinen Formel
e) Phosphorsäuretrialkylester der allgemeinen Formel
R1O
RjC -P=O
/
R,O
in der Ri, Rj und Ri Alkylreste mit 6 bis 8
Kohlenstoffatomen bedeuten und RiO, RjO und RjO Gruppen darstellen, die zur Teilnahme in
den Esteraustausch- und Polykondensationsreaktionen befähigt sind, wobei man die Verbindungen
d) und e) in solchen Mengen verwendet, daß das molare Verhältnis von (-O))P = O zu
phenolischen OH-Gruppen 1:1 bis 1 :6 beträgt, und Verbindungen d) und e) solchen Typs
verwendet, die im Temperaturbereich von 250 bis 300'C thermisch stabil und praktisch nicht
flüchtig sind.
2. Verwendung der strahlungsempFindlichen vernetzbaren Polyester gemäß Anspruch 1 in der
strahlungsempfindlichen Schicht von strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmatenalien.
Die Erfindung bewirkt, daß in einer Polymerisationsreaktion das Auftreten von Vernetzungen und die
Ausbildung von Verzweigungsketten in einem durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymer gehemmt und ein stabilisiertes Polymer geschaffen wird, das während der bei hoher Temperatur
durchgeführten Isolierstufen und anschließend während ι ■;
der Lagerang stabil und mit anderen Koponenten eines strahlungsempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, in
welchem das stabilisierte Polymer als strahlungsempfindliche Komponente vorliegt, verträglich ist
Durch die Erfindung wird ferner erreicht, daß ein
strahlungsempfindliciies Aufzeichnungsmaterial zur
Verfügung steht, das mit einem wäßrig-alkoholisch-aikalischen Entwickler entwickelbar ist. Nach der
Erfindung sind ferner bestimmte stabilisierte vernetzbare Copolymere mit Substituenten herstellbar, welche die is
Eigenschaft haben, die Polymere in ihrer nicht-vernetzten Form in polaren Lösungsmitteln löslich zu machen.
Durch die Erfindung sind Probleme lösbar, die sich «us folgenden Tatsachen ergeben. Vernetzbare Homopolymere und Copolymere sind bekanntlich zur
Herstellung von strahlungsempfindlichen Photoresistmassen brauchbar, weiche ihrerseits zur Herstellung
von strahlungsempfindlichen Auf7.eichns"gsmaterialien,
z. B. Relief- und lithographischen Druckplatten, geeignet sind. In derartigen Massen und AufzeHinungsmate- y,
rialien haben die Eigenschaften eines derartigen Polymeren einen wichtigen Einfluß auf die Qualität des
auf der Platte erzeugten bildes und auf die Leber.sdauer der Plane selbst in einer Druckpresse.
Strahlungsempfindliche Massen, in denen vemetzbare Polymere verwendbar sind, werden auf dem Gebiete
der Photographie in der Regel als entweder positiv-arbeitend oder negativ-arbeitend eingestuft. Positiv-arbeilende Massen werden zur Herstellung von strahlungsempfindlichen Schichten verwendet, die in bestrahlten
Bezirken selektiv solubilisiert werden können und somit ein Positiv des Exponierungsbildes hinterlassen.
Üblicherweise können positiv-arbeitende Massen unter Verwendung wäßriger Lösungsmittel zu Schichten
vtrformt und entwickelt werden. So wird z. B. die
Entwicklung üblicherweise durch Behandlung der exponierten strahlungsempfindlichen Schicht mit einer
wäßrig-alkalischen Entwicklerlösung bewirkt. Demgegenüber werden negativ-arbeitende Massen /ur Herstellung strahlungsempfindlicher Schichten eingesetzt. «
die in nicht exponierten Bezirken selektiv solubilisiert weiden können unter Zurücklassung eines Negativs des
Exponierungsbildes.
Negativ-arbeitende Massen können aus vernetzbaren Polymeren gebildet werden, welche in bestrahlten
Bezirken vernetzen und somit in diesen bestrahlten Bezirken unlöslich werden. Aus einer derartigen Masse
wird eine Schicht in der Regel unter Verwendung einer organischen Lösungsmittels als Beschichtungsmedium
gebildet. Nachdem die Schicht einer Strahlung ausge- &5
»etzt wurde, wird ein Entwickler zur Entfernung der nicht der Strahlung ausgesetzten Teile der Schicht
verwendet unter Bildung eines negativen Bildes.
Organische Entwickler gelangen in der Regel bei negativ-arbeitenden strahlungsempfindlichen Schichten
zur Anwendung. Diese Entwickler sind teuer im Vergleich zu den für positiv-arbeitende Schichten
verwendeten wäßrig-alkalischen Lösungen. Außerdem sind organische Entwickler nach Gebrauch wesentlich
mühseliger zu verwerfen als wäßrig-alkalische Lösungen, da sie ohne spezielle Behandlung Probleme
bezüglich Umweltschutz aufwerfen können.
Die Charakteristika der in den angegebenen Massen verwendeten, durch Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymere werden weitgehend bestimmt von den chemischen Reaktionen, welche die zur
Herstellung der Polymere verwendeten Monomere während des Polymerisationsprozesse eingehen. Zwei
Grunmypen chemischer Reaktionen müssen in einem derartigen Prozeß gesteuert werden. Der erste Typ ist
die Kondensationspolymerisation und der zweite Typ ist die Vernetzung und Verzweigung oder Verzweigungsketten-Bildung während der Polymerisation. Die
Kondensationspolymerisation ist die gewünschte Reaktion und führt zu einem polymeren Produkt mit einem
gewünschten Ausmaß an meßbaren meßbaren physikalischen Eigenschaften, z. B. Durchschnitts-Molekulargewicht, Molekulargewichtsverteilung oder logarithmische Viskositätszahl (Inherentviskosität). Die Verzweigung und Vernetzung von Einheiten der MoLkülkette
des Polymer produkts sind demgegenüber unerwünschte Nebenreaktionen. Diese Nebenreaktionen während der
Polymerisation führen dazu, daß das Polymerprodukt zu
viele niedermolekulare und hochmolekulare Polymere aufweist und deshalb eine zu breite Molekulargewichtsverteilung hat. Als Polge davon kann Gelierung und
sogar vollständige ^solubilisierung eintreten und das Polymerprodukt * erschlechtern und oftmals sogar
unbrauchbar machen für den angestrebten Zweck als vernetzbares Kondensationspolymer in einer strahlungsempfindlichen Masse oder einem derartigen
Aufzeichnungsmaterial.
Die Vernetzung und Verzweigung wehrend der Polymerisation von sehr reaktiven Monomeren kann
durch viele Faktoren verursacht sein, z. B. durch hohe Reaktionstemperaturen, das Vorliegen chemischer
Verunreinigungen in den Monomeren, die besonderen Typen der verwendeten Katalysatoren, unkontrollierte
Polymerisationsbedingu; gen, z.B. Einsaugen von Luft
in den Reaktor während oder nach der Polymerisationsreaktion, Rückstände von vorausgehenden Polymerisationsreaktionen, Polymerisolierungs-Prozeduren. Hochtemperaturdestillation unter Vakuum, Lagerbedingungen oder Länge der Lagerzeit. Die Verhinderung oder
Hemmung der nachteiligen Effekte dieser Faktoren ist besonders notwendig und wünschenswert in den Fällen.
wo das Polymer gegenüber Vernetzung hochempfindlich ist, wie dies z. B. bei den vernetzbaren Kondensationspolymeren auf die sich die Erfindung bezieht, der
Fall ist.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Verhinderung des Auftretens unerwünschter Vernetzung und Verzweigung, die während der Polykondensation von Monomeren eintritt, die zur Herstellung von bei Strahlungseinwirkung vernetzbaren Kondensationspolymeren ausreichend hoher Qualität verwendet werden, um sie zur
Erzeugung von entweder positiv- oder negativ-arbeitenden strahlungsempfindlichen Massen und daraus
hergestellter strahlungsempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien, z. B. lithographischer Druckplatten, geeignet zu machen.
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