DE935706C - Method of hardening gelatin - Google Patents
Method of hardening gelatinInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Härtung von Gelatine, insbesondere für die Herstellung photographischer Materialien, bei dem eine wäßrige Gelatinelösung mit einem Härtemittel versetzt wird.The invention relates to a process for hardening gelatin, in particular for the production of photographic ones Materials in which an aqueous gelatin solution is mixed with a hardening agent.
Bei der Herstellung von photographischem Material wird im allgemeinen die besonders starke, bei Entwicklung unter höheren Temperaturen in Erscheinung tretende Neigung der verwendeten Gelatine, zu quellen oder zu schmelzen, durch Zugabe von Härtungsmitteln, wie Chromalaun, Formaldehyd, Acrolein, Glyoxal, gesättigten Diketonen od. dgl, unterdrückt. In the manufacture of photographic material, in general, the particularly strong one is used in processing the tendency of the gelatine used to appear at higher temperatures swell or melt by adding hardening agents such as chrome alum, formaldehyde, acrolein, Glyoxal, saturated diketones or the like suppressed.
Es zeigte sich nun, daß Diester der Methansulfonsäure nach der allgemeinen FormelIt has now been found that the diester of methanesulfonic acid according to the general formula
X=(CH2-SO3CH3)2 X = (CH 2 -SO 3 CH 3 ) 2
in der X entweder ein einfaches Bindeglied, eine —C2H4—O—C2H4- oder eine, zwei, drei oder vier CH2-Gruppen bedeutet, zur Härtung von Gelatine bedeutend wirksamer sind als die üblichen Härtungsmittel, j edoch ohne die photographischen Eigenschaften der damit hergestellten Schichten nachteilig zu beeinflussen. So können z. B. Gelatineemulsionen und Gelatineschichten durch Einlagerung verhältnismäßig !deiner Mengen des Härtungsmittels gegen Quellen oder Schmelzen widerstandsfähig gemacht werden, auch wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden. Zur Herstellung von photographischem Material wird der Diester der Methansulfonsäure in eine wäßrige Gelatinelösung oder in die gußfertige Emulsion eingebracht und die Mischung auf den entsprechenden Träger vergossen. Das Material wird danach entweder einer erhöhten Temperatur ausgesetzt oder längere Zeit abgelagert, wobei die sogenannte Härtung eintritt. Das Härtungsmittel kann an und für sich in beliebiger Menge zugegeben werden, wobei schonin which X is either a simple link, a —C 2 H 4 —O — C 2 H 4 - or one, two, three or four CH 2 groups, are significantly more effective for hardening gelatin than the usual hardening agents, however without adversely affecting the photographic properties of the layers produced therewith. So z. B. Gelatin emulsions and gelatin layers can be made resistant to swelling or melting through the storage of proportions of the hardening agent, even if they are exposed to elevated temperatures. For the production of photographic material the diester of methanesulfonic acid is introduced into an aqueous gelatin solution or into the ready-to-cast emulsion and the mixture is poured onto the appropriate support. The material is then either exposed to an elevated temperature or deposited for a longer period of time, with so-called hardening occurring. The hardening agent can be added in and of itself in any amount, even though
sehr geringe Mengen genügen, um eine merkliche Schmelzpunkt-Erhöhung der Gelatine herbeizuführen.very small amounts are sufficient to bring about a noticeable increase in the melting point of the gelatin.
Für eine praktisch wirksame Härtung sollten jedoch im allgemeinen wenigstens 0,025 Teile des Härtungsmittels auf 15,5 Teile Gelatine verwendet werden.In general, however, at least 0.025 part of the curing agent should be used for practically effective curing to 15.5 parts of gelatin can be used.
Am günstigsten erwies sich das Verhältnis von etwa 0,25 Teilen Härtungsmittel auf 15,5 Teile Gelatine.The ratio of about 0.25 parts hardener to 15.5 parts gelatin was found to be most favorable.
Das Härtungsmittel kann an sich bis zu einer Menge von χ/10 des Gelatinegewichtes verwendet werden, wobei im allgemeinen jedoch eine Steigerung der Menge über die angegebenen günstigsten Mengen lediglich einen unnötigen Aufwand mit sich bringt.The hardening agent can be used in an amount of up to χ / 10th of the weight of the gelatin, although in general an increase in the amount above the stated most favorable amounts merely entails unnecessary expense.
Die folgenden Beispiele dienen der eingehendenThe following examples are provided for in-depth
Erläuterung der Herstellung und Anwendung der Härtungsmittel.Explanation of the manufacture and use of hardeners.
Beispiel 1 i, 2-Di-(methansulfonoxy)-äthanExample 1 i, 2-di (methanesulfonoxy) ethane
Es wurden 310 Teile wasserfreies Äthylenglykol in 1500 Teilen wasserfreiem Pyridin gelöst und langsam 1150 Teile Methansulfonylchlorid unter intensivem Rühren der Lösung zugegeben. Die Temperatur wurde dabei zwischen 5 bis 150 gehalten. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Masse in das Dreifache ihres Volumens feinzerstoßenes Eis eingerührt. Ein Waschen des kristallinen Produktes mit Eiswasser und eine anschließende Trocknung lieferte in 77°/oiger Ausbeute das Härtungsmittel in Form von weißen Kristallen mit einem Schmelzpunkt bei 45 bis 47°.310 parts of anhydrous ethylene glycol were dissolved in 1500 parts of anhydrous pyridine and 1150 parts of methanesulfonyl chloride were slowly added to the solution with vigorous stirring. The temperature was kept between 5 to 15 0. After the reaction had ended, the mass was stirred into three times its volume of finely crushed ice. Washing the crystalline product with ice water and subsequent drying afforded in 77 ° / o yield the curing agent in the form of white crystals having a melting point at 45 to 47 °.
Beispiel 2 i, 3-Di-(methansulfonoxy)-propanExample 2 i, 3-Di (methanesulfonoxy) propane
Es wurden 152 Teile Trimethylenglykol in 600 Teilen wasserfreiem Pyridin gelöst und 460 Teile Methansulfonylchlorid
der auf 5 bis 150 gehaltenen Lösung unter kräftigem Rühren derselben langsam zugegeben.
Nach Beendigung der Reaktion wurde die anfallende Masse in das Dreifache ihres Volumens feingestoßenes
Eis eingerührt. Die anfallenden Kristalle wurden mit Eiswasser gewaschen, getrocknet und aus Äthylalkohol
umkristallisiert. Das anfallende kristalline Härtungsmittel hatte einen Schmelzpunkt bei 41
bis 420.
4S Beispiel 3152 parts of trimethylene glycol were dissolved in 600 parts of anhydrous pyridine and 460 parts of methanesulfonyl chloride were slowly added to the solution, which had been kept at 5 to 150, with vigorous stirring. After the reaction had ended, the resulting mass was stirred into three times its volume of finely crushed ice. The resulting crystals were washed with ice water, dried and recrystallized from ethyl alcohol. The resulting crystalline hardener had a melting point of 41 to 42 ° .
4 S example 3
i, 5-Di-(methansulfonoxy)-pentani, 5-di (methanesulfonoxy) pentane
Es wurden 312 Teile Pentandiol 1,5 in 2000 Teilen wasserfreiem Pyridin gelöst und 684 Teile Methansulfonyl der auf 5 bis 150 gehaltenen Lösung unter kräftigem Rühren derselben zugegeben. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Masse in das Dreifache ihres Volumens feingestoßenes Eis eingerührt. Ein Waschen mit Eiswasser und eine anschließende Trocknung des ausfallenden kristallinen Produktes lieferte weiße Kristalle mit einem Schmelzpunkt bei 35 bis 360.312 parts of 1.5 pentanediol were dissolved in 2000 parts of anhydrous pyridine and 684 parts of methanesulfonyl were added to the solution, which had been kept at 5 to 150, with vigorous stirring. After the reaction had ended, the mass was stirred into three times its volume of finely crushed ice. Washing with ice water and subsequent drying of the crystalline product which precipitated out gave white crystals with a melting point of 35 to 36 ° .
g ß, /?'-Di-(methansulfonoxy)-diäthylätherg ß, /? '- Di- (methanesulfonoxy) -diethyl ether
Es wurden 212 Teile wasserfreies Diäthylenglykol in 1200 Teilen wasserfreiem Pyridin gelöst und 460 Teile Methansulf onylchlorid der auf 5 bis 15° gehaltenen Lösung unter kräftigem Rühren derselben langsam zugegeben. Nach Beendigung der Reaktion wurde die anfallende Masse in das Dreifache ihres Volumens feingestoßenes Eis eingerührt und das anfallende kristalline Produkt wie in den vorhergehenden Beispielen gereinigt. Die anfallenden weißen Kristalle hatten einen Schmelzpunkt bei 57 bis 58°.There were 212 parts of anhydrous diethylene glycol dissolved in 1200 parts of anhydrous pyridine and 460 parts of methanesulfonyl chloride kept at 5 to 15 ° Solution slowly added with vigorous stirring of the same. After completion of the reaction, the The resulting mass is stirred into three times its volume finely crushed ice and the resulting crystalline product purified as in the previous examples. The resulting white crystals had a melting point of 57 to 58 °.
Die: so hergestellten Verbindungen wurden einer etwa 15,5 g Gelatine enthaltenden photographischen Emulsion, einmal in einer Menge von 0,025 S un(i das andere Mal in einer Menge von 0,25 g, in Methanol gelöst zugegeben. Die Emulsion wurde nach dem Vergießen auf einen Träger einen Tag bei 38° und 50% relativer Feuchtigkeit gereift. Der Grad der Erhärtung wurde dadurch bestimmt, daß die Proben in Wasser von 21° eingetaucht wurden, das langsam bis zu der Temperatur erhitzt wurde, bei der sich die Emulsionsschicht von dem Träger löste. Die Erwärmungsgeschwindigkeit war bei allen Versuchen dieselbe, das Wasser wurde während des Versuches gerührt. The: compounds thus prepared were subjected to about 15.5 g gelatin-containing photographic emulsion, once in an amount of 0.025 S (un i in the other in an amount of 0.25 g, is added dissolved in methanol The emulsion was after casting. Cured on a support for one day at 38 ° and 50% relative humidity The degree of hardening was determined by immersing the samples in water at 21 °, which was slowly heated to the temperature at which the emulsion layer separates from the The heating rate was the same in all experiments, the water was stirred during the experiment.
In jedem Fall, in dem sich die Vergleichsschichten, die kein Härtungsmittel enthielten, von dem Träger im Bereich von 43,5 bis 500 lösten (schmolzen), ergab sich, daß dieselben jedoch unter Verwendung von 0,25 g eines Härtungsmittels gemäß der Erfindung hergestellten Schichten auf dem Träger verblieben, auch wenn das Wasserbad bereits den Siedepunkt erreicht hatte. Bei Verwendung von 0,025 S Härtungsmittel lösten sich die Schichten bei folgenden Temperaturen vom Träger ab:In any case in which the comparison layers, no curing agent is contained, (fused) from the carrier in the range from 43.5 to 50 0 dissolved, it was found that the same but using 0.25 g of a curing agent according to the invention The layers produced remained on the carrier even after the water bath had already reached the boiling point. When using 0.025 S hardening agent, the layers peeled off from the substrate at the following temperatures:
i, 2-Di-(methansulfonoxy)-äthan 55°i, 2-Di (methanesulfonoxy) ethane 55 °
i, 3-Di-(methansulfonoxy)-propan 99,5°i, 3-Di (methanesulfonoxy) propane 99.5 °
i, 5-Di-(methansulfonoxy)-pentan 630 i, 5-di (methanesulfonoxy) pentane 63 0
ß,/9'-Di-(methansulfonoxy)-diäthyläther 82°.ß, / 9'-Di (methanesulfonoxy) diethyl ether 82 °.
ι, 6-Di- (methansulfonoxy) -hexanι, 6-di (methanesulfonoxy) hexane
Es wurden 50 Teile Hexamethylenglykol in 180 Teilen wasserfreiem Pyridin gelöst und 98 Teile Methansulfonylchlorid der auf 5 bis 15° gehaltenen Lösung unter kräftigem Rühren derselben zugegeben. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in das Dreifache ihres Volumens gestoßenes Eis eingerührt. Das anfallende kristalline Produkt wurde mit Eiswasser gewaschen, getrocknet und durch Umkristallisation aus Äthylalkohol gereinigt. Das Produkt zeigte einen Schmelzpunkt bei 57 bis 580.50 parts of hexamethylene glycol were dissolved in 180 parts of anhydrous pyridine and 98 parts of methanesulfonyl chloride were added to the solution, which had been kept at 5 to 15 °, with vigorous stirring. After the reaction had ended, the reaction mixture was stirred into three times its volume of crushed ice. The resulting crystalline product was washed with ice water, dried and purified by recrystallization from ethyl alcohol. The product had a melting point of 57 to 58 0 .
Das so hergestellte 1, 6-Di-(methansulf onoxy)-hexan wurde folgendermaßen zur Härtung von photographischen Emulsionen verwendet:The 1,6-di- (methanesulfonoxy) -hexane produced in this way was used to harden photographic emulsions as follows:
Aus einer photographischen Halogensilbergelatineemulsion, die etwa 8°/0 Gelatine enthielt, wurden mehrere Teile in einer Menge von je 200 ecm entnommen und eine Methylalkohollösung von 1, 6-Di-(methansulfonoxy)-hexan, die einmal 0,1, das andere Mal 0,2 und 0,4 g des Härtungsmittels enthielt, zugegeben. Die so hergestellten Emulsionen wurden auf Glasplatten ausgegossen, getrocknet und bei 220 und 5o°/0 relativer Feuchtigkeit stehengelassen. Anschließend wurden sie in Folienbeuteln verschlossen und 24 Stunden auf einer Temperatur von 380 ge-From a photographic silver halide gelatin emulsion containing 8 contained approximately ° / 0 gelatin, more parts were removed ECM in an amount of 200 and a methyl alcohol solution of 1, 6-di (methanesulfonoxy) hexane, once 0.1, in the other Containing 0.2 and 0.4 g of the hardener was added. The emulsions thus prepared were poured on glass plates, dried at 22 0 and allowed to stand 5o ° / 0 relative humidity. They were then sealed in foil bags and kept at a temperature of 38 0 for 24 hours.
halten. Die Schmelzr-rnkte solcher Emulsionsschichten wurden dadurch bestimmt, daß diese in ein Wasserbad, das auf ioo° gebracht wurde, gehalten wurden. In dem kochenden Wasser verblieben sie maximal 20 Minuten, wenn sie nicht schon früher abschmolzen. Die Schmelzpunkte der Schichten sind in folgender Tabelle zusammengefaßt, wobei eine Schicht, die kein Härtungsmittel enthielt, als Vergleichsschicht im Versuch mitlief:keep. The melting points of such emulsion layers were determined by the fact that they were in a Water bath, which was brought to 100 °, were kept. They stayed in the boiling water a maximum of 20 minutes if they have not melted earlier. The melting points of the layers are summarized in the following table, with a layer which contained no hardener as a comparative layer ran along in the experiment:
oxy)-hexan je 200 ecm
Emulsioni, 6-di- (methanesulfone-
oxy) -hexane each 200 ecm
emulsion
punktEnamel
Point
auf ioo°Minutes
to ioo °
0,1g
0,2 g
0,4 gO
0.1g
0.2 g
0.4 g
100°
100°
100°43 °
100 °
100 °
100 °
18
1614th
18th
16
Die Versuchsergebnisse der Schichten, die 1, 6-Di-(methansulfonoxy)-hexan enthielten, zeigen deutlich den Unterschied zu den üblichen Schichten. Es ergab sich, daß das Härtungsmittel keinerlei ungünstigen Einfluß auf die Eigenschaften der Emulsionen ausübt.The test results of the layers, the 1, 6-Di- (methanesulfonoxy) -hexane clearly show the difference to the usual layers. As a result, the hardener was not found to be any unfavorable Affects the properties of the emulsions.
Es ergab sich auch, daß man die Schicht an Stelle der Reifungsbehandlung der Gelatine einige Zeit bei normaler Temperatur stehenlassen kann, wonach sie ebenfalls widerstandsfähig gegen kochendes Wasser wird. So wurden z. B. 0,05 g 1, 5-Di-(methansulfonoxy)-pentan 200 ecm einer wie oben beschrieben hergestellten Emulsion zugegeben und auf einen Träger ausgegossen. Die Temperatur der Emulsionsschicht wurde wenigstens 14 Tage auf 21° gehalten. Es ergab sich, daß die Schicht in kochendem Wasser dann nicht mehr schmolz.It was also found that the layer was left for some time in place of the aging treatment of the gelatin Can be left at normal temperature, after which they are also resistant to boiling water will. So were z. B. 0.05 g of 1,5-di- (methanesulfonoxy) pentane 200 ecm as described above added emulsion produced and poured onto a support. The temperature of the emulsion layer was held at 21 ° for at least 14 days. It was found that the layer in boiling water then no longer melted.
Das Maß der Härtungswirkung wird durch die Temperatur und die relative Feuchtigkeit während des Reifungsprozesses beeinflußt. Wenn z. B. die Schichten bei normalen Verhältnissen abgestellt werden, wird für die Reifung mehr Zeit benötigt als wenn erhöhte Temperaturen angewendet werden, ebenso, wenn der Reifungsprozeß bei einer erhöhten Temperatur verläuft, macht ein Absinken der relativen Feuchtigkeit entweder eine erhöhte Temperatur oder eine längere Reifungszeit erforderlich, um gegenüber einem bei einem gegebenen relativen Feuchtigkeitswert verlaufenden Reifungsprozeß denselbenHärtungsgrad zu erreichen. So ergab sich z. B., daß ein maximaler Härtungsgrad bei 380 und 50% relativer Feuchtigkeit und einem Tag Reifungszeit erreicht wird. Wenn hinsichtlich dieser Optimalwerte die relative Feuchtigkeit niedriger liegt, wird zur Erreichung derselben Härtungswirkung bei einer gegebenen Reifungszeit eine höhere Temperatur erforderlich. Die Anwendung der entsprechenden Werte der Temperatur, relativer Feuchtigkeit und Reifungszeit ergibt jeweils bei einem gegebenen Beimischungsverhältnis von Erhärtungsmitteln einen günstigen Grad der Härtung.The degree of hardening effect is influenced by the temperature and the relative humidity during the ripening process. If z. For example, if the layers are turned off under normal conditions, more time will be required for ripening than if elevated temperatures are used, and if the ripening process is at an elevated temperature, a decrease in relative humidity will require either an elevated temperature or a longer ripening time in order to achieve the same degree of hardening as compared to a ripening process taking place at a given relative humidity value. So z. B. that a maximum degree of hardening is reached at 38 0 and 50% relative humidity and a day of maturation. If the relative humidity is lower in these optimums, a higher temperature will be required to achieve the same curing effect for a given ripening time. The use of the appropriate values of temperature, relative humidity and ripening time results in a favorable degree of hardening in each case for a given admixture ratio of hardening agents.
Wie bereits angedeutet, ist die Erfindung nicht nur zur Herstellung photographischer Emulsionen mit ausreichenden Härteeigenschaften anwendbar, sondern ebenfalls auf die Herstellung von Gelatinelösungen, die zur Herstellung von Schichten auf Papier, Tuch, Film oder anderen Oberflächen ver- 6g wendet werden. Ebenfalls können die Härtungsmittel gemäß der Erfindung zusammen mit anderen Härtungsmitteln, z. B. Aldehyden oder Alaun, verwendet werden.As indicated, the invention is not only for making photographic emulsions with sufficient hardness properties, but also applicable to the production of gelatin solutions, which are used for the production of layers on paper, cloth, film or other surfaces be turned. The hardening agents according to the invention can also be used together with others Hardeners, e.g. B. aldehydes or alum can be used.
Claims (3)
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