EP0118846B1 - Zweikomponenten-Diazotypiematerial - Google Patents
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- EP0118846B1 EP0118846B1 EP84102210A EP84102210A EP0118846B1 EP 0118846 B1 EP0118846 B1 EP 0118846B1 EP 84102210 A EP84102210 A EP 84102210A EP 84102210 A EP84102210 A EP 84102210A EP 0118846 B1 EP0118846 B1 EP 0118846B1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C1/00—Photosensitive materials
- G03C1/52—Compositions containing diazo compounds as photosensitive substances
- G03C1/54—Diazonium salts or diazo anhydrides
Definitions
- the invention relates to a two-component diazotype material consisting of a support and a light-sensitive layer of at least one diazonium compound which is derived from p-phenylenediamine and carries a basic, heterocyclic radical in the 4-position and ether groups in the 2- and 5-position, coupling component and acidic stabilizer.
- Two-component diazotype materials made from a support with a light-sensitive layer made from a diazonium compound, coupling component and acid stabilizer are known.
- the diazonium compound When exposed to actinic radiation, the diazonium compound is decomposed into colorless, non-couplable compounds at the points hit by the light.
- the development of the two-component diazo material is usually accomplished with dry or wet ammonia gas.
- the acidic stabilizer is neutralized and, at the same time, the coupling reaction is initiated by changing the pH in the light-sensitive layer at the points not hit by the light between the diazonium compound remaining there and the coupling component.
- diazonium compounds which are derived from p-phenylenediamine and are substituted in the 2- and 5-position by ether groups, in addition to their high photosensitivity in the spectral range around 400 nm, are particularly notable for their good stability and their coupling activity sufficient for many applications award.
- these diazonium salts couple with many coupling components to form strong and brilliant azo dyes with high optical density.
- Particularly suitable are those compounds which are substituted in the 4-position relative to the diazonium group by a heterocyclic radical, for example a morpholine radical, and in the 2- and 5-positions by alkoxy radicals having 1 to 6 carbon atoms. These connections are easily accessible.
- Such compounds are, for example, 4-N-morpholino-benzene diazonium salts which are in the 2- and 5-position by an alkoxy group with longer alkyl radicals, e.g. B. an n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, n-pentyloxy, iso-pentyloxy, hexyloxy and cyclohexyloxy group, are substituted.
- These compounds are also distinguished from the 2,5-disubstituted dimethoxy and diethoxy compounds by a higher thermal stability and a higher coupling activity.
- the hues of the blue coupling dyes are shifted from reddish to greenish blue with increasing number of carbon atoms in the alkoxy radical.
- Greenish blue azo dyes in combination with orange and brown azo dyes give neutral black tints and are therefore particularly suitable for black settings.
- the stability and coupling activity of a diazonium compound are influenced not only by the diazonium salt cation, but also by the diazonium salt anion.
- the diazonium compounds are salts of inorganic acids, e.g. B. hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, borofluorohydric acid, hexafluorophosphoric acid, or as diazonium chloride double salts with zinc chloride, cadmium chloride and tin tetrachloride before. Because of their good water solubility, the sulfuric acid salts and the zinc chloride double salts are particularly suitable for aqueous sensitizing preparations.
- Organic sensitization preparations are used in particular in the case of diazonium tetrafluoroborates and the diazonium hexafluorophosphates.
- a disadvantage of the most commonly used diazonium chlorides, hydrogen sulfates, tetrafluoroborates and the diazonium chloride double salts with zinc chloride and cadmium chloride is their relatively low thermal stability and their excessive coupling activity.
- Two-component diazotype material which contains these diazonium salts in the light-sensitive layer, develops sufficiently quickly in most commercially available duplicating devices, but shows a significantly reduced shelf life.
- the diazonium hexafluorophosphates are thermally considerably more stable than the aforementioned diazonium salts and diazonium chloride double salts, but show considerable disadvantages in their coupling activity.
- Two-component diazotype material with these diazonium hexafluorophosphates can be stored very well, but develops only slowly, so that the maximum achievable optical density of such a diazotype material is only achieved after repeated development. However, a low willingness to develop is not acceptable for the usual duplication.
- a disadvantage of many high-light-sensitive two-component diazo materials currently used in practice is that these materials cannot be stored sufficiently or cannot be developed sufficiently quickly in the high-performance duplicating devices. Shelf life and willingness to develop are in opposite directions, so that a two-component diazo material with good shelf life is generally more difficult to develop than one with low shelf life. A good shelf life is particularly required where there is only a small copy requirement or where the storage takes place in extreme climatic conditions, for example in a humid tropical climate.
- the willingness to develop and the shelf life of a two-component Diaztype materials are determined by the acidic stabilizer in the light-sensitive layer and by the development conditions and especially by the coupling activity of the diazonium compound and the coupling component.
- the coupling rate of a diazonium compound is in turn determined by the chemical constitution of the diazonium salt cation and the diazonium salt anion.
- the solution to this problem is based on a two-component diazotype material mentioned at the outset, consisting of a layer support and a light-sensitive layer of at least one diazonium compound which is derived from p-phenylenediamine and a basic, heterocyclic radical in the 4-position and in 2- and 5 Position carries ether groups, coupling component and acid stabilizer, and it is characterized in that the diazonium compound is present as benzene or toluenesulfonate.
- the p-toluenesulfonate is particularly suitable as the toluenesulfonate.
- the diazonium salts of the same diazonium cation with naphthalene sulfonic acid, sulfosalicylic acid and chlorinated benzenesulfonic acid are not sufficiently soluble in aqueous sensitizing preparations.
- naphthalene sulfonates are used in two-component diazotype materials, discoloration of the exposed base is observed even with increasing storage time.
- diazonium salts of sulfonic acids of aromatic mono- and dicarboxylic acids are known, which are characterized by high heat resistance, low flammability and better storage stability of the diazotype materials prepared with these compounds.
- the solubility of these diazonium salts in the customary aqueous and organic sensitizing preparations is not entirely sufficient, despite the use of solvent additives. It is therefore only possible to produce sensitization preparations with a low diazo concentration. This disadvantage leads to considerable problems in terms of coating technology.
- the diazonium salts are obtained as reaction products of benzene, p-toluenesulfonic acid or o-toluenesulfonic acid or their alkali metal salts and a diazonium compound.
- the reaction is usually carried out in a weakly acidic, aqueous solution and the resulting precipitate of the diazonium sulfonate is isolated by filtration and washed neutral with a saturated saline solution.
- the diazonium compounds used for the reaction with the aromatic sulfonic acid the readily water-soluble diazonium chlorides, diazonium hydrogen sulfates or diazonium zincates known for sensitizing preparations can be used. It is not necessary to isolate the diazonium salt as chloride, hydrogen sulfate or zincate during production.
- Mixtures of diazonium compounds, at least one of which is a benzene or toluenesulfonate, can also be used according to the invention. In these cases, at least 75 percent by weight of the benzene or toluenesulfonate, based on the diazonium compounds present, is present.
- the aqueous diazonium salt solution after the diazotization of the corresponding amine salt is sufficient as the reaction medium. Since zinc and zinc salts can be dispensed with in the production of the diazonium sulfonates, the costly isolation and removal of zinc salts from the production waste water in the case of previous conventional diazo production processes is eliminated.
- the diazonium salts according to the invention are sensitive to high light and, like the known diazonium salts, are photolytically decomposed. They dissolve equally well in water and organic solvents and are therefore suitable for both aqueous and organic or aqueous / organic sensitizing preparations. Their stability is better than that of the known diazonium chlorides, hydrogen sulfates, tetrafluoroborates and diazonium chloride double salts with zinc chloride, cadmium chloride and tin tetrachloride and reaches that of the known diazonium hexafluorophosphates. Their coupling speed is sometimes greater than that of the known diazonium salts and diazonium chloride double salts and considerably higher than that of the tetrafluoroborates and hexafluorophosphates.
- the two-component diazo materials according to the invention can also be stored very well, especially under warm, humid climatic conditions. They develop strong, brilliant color tones and show no undesirable discoloration of the exposed and developed diazo material background due to photolysis.
- the diazonium sulfonates or the two-component diazotype materials produced therewith according to Invention differ in the sum of their properties: solubility, durability, willingness to develop and diazotype material background - advantageously from the commercially available diazonium salts of the same cation and the two-component diazotype materials produced therewith.
- Sensitization preparations that are used for the production of two-component diazo material are easy to produce.
- the coupling component and the acid stabilizers they also contain other additives customary in diazo coating preparations.
- Examples of coupling components which can be used are: dihydroxynaphthalenes, dihydroxynaphthalene mono- and disulfonic acids and their amides and substituted amides, ⁇ - and ⁇ -hydroxynaphthoic acid amides and correspondingly substituted amides, resorcinol and its halogenated and alkyl or alkoxylated derivatives, resorcylic acids, optionally with halogen substituted, resorcylic acid amides and substituted amides, compounds with active methylene groups, such as acetoacetyl and cyanoacetyl derivatives, mono- and polyhydroxy-diphenyls, polyhydroxy-diphenyl sulfides, aminophenol derivatives, pyrazolone derivatives and the like. a.
- Known compounds such as acid stabilizers such as citric acid, tartaric acid, boric acid, sulfosalicylic acid, p-toluenesulfonic acid and the like can be used as an additive to the diazo coating compositions.
- acid stabilizers such as citric acid, tartaric acid, boric acid, sulfosalicylic acid, p-toluenesulfonic acid and the like
- compounds for increasing contrast such as zinc chloride, aluminum sulfate or nickel sulfate, antioxidants such as thiourea or thiourea derivatives and dyes in small concentrations, such as methyl violet, alizarinirisol and the like.
- development accelerators such as glycerol, glycerol mono-, di- and triacetate, urea and alkyl-substituted ureas u. a., finely divided or colloidal silicon dioxide or aluminum oxide and / or aqueous dispersions or colloidal solutions of organic film-forming binders, such as polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose and the like. a. or latex-like dispersions of polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride acetate, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile or polymethyl methyl acrylate.
- Suitable film-forming binders are cellulose ethers, such as ethyl cellulose, cellulose esters, such as cellulose acetate, acetopropionate, butyrate, acetobutyrate, vinyl polymers, such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride. Vinyl acetate copolymers, poly (methyl methacrylate) copolymers of alkyl acrylates and acrylic acid or polyphenylene oxides or ethylene glycol / isophthalic acid / terephthalic acid terpolymers.
- All conventional opaque and transparent materials are suitable as a layer support for the two-component diazo layer.
- a film made of polyethylene terephthalate is preferably used as the support.
- the two-component diazo material according to the invention is processed, as is customary, by imagewise exposure under a transparent template with a light source rich in ultraviolet and short-wave visible radiation, for example with a high-pressure mercury lamp or a fluorescent fluorescent lamp and subsequent development with moist or dry ammonia gas in the case of normal or elevated temperature.
- a light source rich in ultraviolet and short-wave visible radiation for example with a high-pressure mercury lamp or a fluorescent fluorescent lamp and subsequent development with moist or dry ammonia gas in the case of normal or elevated temperature.
- a coating solution of the composition given below is divided into 6 portions of 100 g each (paint samples 1 to 6).
- Each lacquer sample is applied with the aid of a 10 cm wide die coater with a 0.16 mm gap width to a glass-clear polyethylene terephthalate film 125 ⁇ m thick provided with a conventional adhesive layer, dried in a forced-air drying cabinet at 90 ° C for 1 minute and the diazo film samples obtained in this way correspond to the lacquer samples with 1 numbered to 6.
- the layer weight of each film sample is 6.8 g / m 2.
- 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzenediazonium sulfonates were prepared with the following aromatic sulfonic acids (Table 3). The solubility of the 4-N-morpholino-2,5-dibutoxy-benzenediazonium sulfonates was determined in water at 23 ° C.
- the water solubility of the diazonium sulfonates 1 and 2 according to the invention is better by a factor of about 10 to 20 than that of the diazonium sulfonates 3 to 9.
- the diazonium sulfonates 1 to 8 are good in organic solvents and the diazonium sulfonate 9 is significantly less soluble.
- the diazoniumbenzene sulfonates and toluenesulfonates according to the invention can be used both for the production of aqueous and organic sensitization preparations and provide highly light-sensitive two-component diazotype materials which, despite good shelf life, can be developed very quickly.
- a 125 ⁇ m thick polyethylene terephthalate film provided with a conventional adhesive layer is coated on the subbed surface with a solution of the following composition:
- the solids content is 9.7 percent by weight.
- Coating was carried out using a 10 cm wide die-caster with a 0.16 mm gap width and then dried in a forced-air drying cabinet at 90 ° C. Layer weight: 7.1 g / m 2 . A portion of the film pattern produced in this way is exposed, as described in Example 1, under a grid template, then developed and the visual contrast is determined (pattern).
- a second section of the unprocessed film sample was stored for 7 days at 50 ° C and 60% relative humidity and then also exposed under a grid, developed and the contrast determined.
- the contrast loss of the stored film sample is only very small compared to the comparison film sample and can hardly be determined practically.
- the pattern with the diazonium o-toluenesulfonate according to the invention advantageously differs from that with the commercial diazonium tetrafluoroborate.
- a base paper customary in the diazo type which is coated on one side with a primer of silica and polyvinyl acetate, is coated on the precoated surface with an aqueous solution of the following composition:
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Zweikomponenten-Diazotypiematerial, bestehend aus einem Schichtträger und einer lichtempfindlichen Schicht aus mindestens einer Diazoniumverbindung, die sich von p-Phenylendiamin ableitet und in 4-Stellung einen basischen, heterocyclischen Rest und in 2- und 5-Stellung Ethergruppen trägt, Kupplungskomponente und saurem Stabilisator.
- Zweikomponenten-Diazotypiematerialien aus einem Schichtträger mit lichtempflindlicher Schicht aus einer Diazoniumverbindung, Kupplungskomponente und saurem Stabilisator sind bekannt. Beim Belichten mit aktinischer Strahlung wird die Diazoniumverbindung an den vom Licht getroffenen Stellen zu farblosen, nicht kupplungsfähigen Verbindungen zersetzt. Die Entwicklung des Zweikomponenten-Diazotypiematerials wird gewöhnlich mit trockenem oder feuchtem Ammoniakgas erreicht. Hierbei wird der saure Stabilisator neutralisiert und gleichzeitig durch pH-Wechsel in der lichtempfindlichen Schicht die Kupplungsreaktion an den vom Licht nicht getroffenen Stellen zwischen der dort verbliebenen Diazoniumverbindung und der Kupplungskomponente eingeleitet.
- Es ist auch bekannt, daß Diazoniumverbindungen, die sich vom p-Phenylendiamin ableiten und in 2-und 5-Stellung durch Ethergruppen substituiert sind, neben ihrer hohen Lichtempfindlichkeit im Spektralbereich um 400 nm sich besonders durch ihre gute Stabilität und ihre für viele Anwendungen ausreichende Kupplungsaktivität auszeichnen. Außerdem kuppeln diese Diazoniumsalze mit vielen Kupplungskomponenten zu kräftigen und brillanten Azofarbstoffen hoher optischer Dichte. Besonders geeignet sind solche Verbindungen, die in 4-Stellung zur Diazoniumgruppe durch einen heterocyclischen Rest, etwa einen Morpholinrest, und in 2- und 5-Stellung durch Alkoxyreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sind. Diese Verbindungen sind leicht zugänglich, kuppeln z. B. mit Blaukomponenten zu kräftigen, leuchtend blauen Azofarbstoffen hoher visueller Dichte und photolysieren zu praktisch farblosen Zersetzungsprodukten. Solche Verbindungen sind zum Beispiel 4-N-Morpholino-benzoldiazoniumsalze, die in 2- und 5-Stellung durch eine Alkoxygruppe mit längeren Alkylresten, z. B. eine n-Propoxy-, iso-Propoxy-, n-Butoxy, iso-Butoxy-, n-Pentyloxy-, iso-Pentyloxy-, Hexyloxy- und Cyclohexyloxygruppe, substituiert sind. Diese Verbindungen zeichnen sich gegenüber den 2,5-disubstituierten Dimethoxy- und Diethoxy-Verbindungen noch zusätzlich durch eine höhere thermische Stabilität und eine höhere Kupplungsaktivität aus. Außerdem werden die Farbtöne der blauen Kupplungsfarbstoffe mit steigender Anzahl der Kohlenstoffatome des Alkoxyrestes von rotstichig nach grünstichig blau verschoben. Grünstichig blaue Azofarbstoffe ergeben in Kombination mit orangefarbenen und braunen Azofarbstoffen neutral schwarze Farbtönungen und sind deshalb für Schwarzeinstellungen besonders gut geeignet.
- Stabilität und Kupplungsaktivität einer Diazoniumverbindung werden jedoch nicht nur vom Diazoniumsalz-Kation, sondern auch vom Diazoniumsalz-Anion beeinflußt. Bei den üblichen Sensibilisierungszubereitungen liegen die Diazoniumverbindungen als Salze anorganischer Säuren, z. B. Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Borfluorwasserstoffsäure, Hexafluorphosphorsäure, oder als Diazoniumchlorid-Doppelsalze mit Zinkchlorid, Cadmiumchlorid und Zinntetrachlorid vor. Wegen ihrer guten Wasserlöslichkeit sind für wäßrige Sensibilisierungszubereitungen besonders die schwefelsauren Salze und die Zinkchlorid-Doppelsalze geeignet. Für organische Sensibilisierungszubereitungen werden insbesondere bei Diazoniumtetrafluorborate und die Diazonium-hexafluorphosphate verwendet. Ein Nachteil der am häufigsten verwendeten Diazoniumchloride, -hydrogensulfate, -tetrafluorborate sowie der Diazoniumchlorid-Doppelsalze mit Zinkchlorid und Cadmiumchlorid ist ihre relativ geringe thermische Stabilität sowie ihre zu große Kupplungsaktivität. Zweikomponenten-Diazotypiematerial, das diese Diazoniumsalze in der lichtempfindlichen Schicht enthält, entwickelt in den meisten marktgängigen Dupliziergeräten ausreichend schnell, zeigt jedoch ein deutlich verminderte Lagerfähigkeit. Die Diazoniumhexafluorphosphate hingegen sind thermisch erheblich stabiler als die vorhergenannten Diazoniumsalze und Diazoniumchlorid-Doppelsalze, zeigen jedoch erhebliche Nachteile in ihrer Kupplungsaktivität. Zweikomponenten-Diazotypiematerial mit diesen Diazoniumhexafluorphosphaten ist sehr gut lagerfähig, entwickelt jedoch nur langsam, so daß die maximal erreichbare optische Dichte eines solchen Diazotypiematerials erst nach mehrmaliger Entwicklung erzielt wird. Eine geringe Entwicklungsfreudigkeit ist jedoch für das übliche Duplizieren nicht akzeptabel.
- Ein Nachteil vieler heute in der Praxis verwendeter hochlichtempfindlicher Zweikomponenten-Diazotypiematerialien ist, daß diese Materialien nicht ausreichend lagerfähig oder in den Hochleistungs-Dupliziergeräten nicht ausreichend schnell zu entwickeln sind. Lagerfähigkeit und Entwicklungsfreudigkeit sind gegenläufig, so daß ein Zweikomponenten-Diazotypiematerial mit guter Lagerfähigkeit in der Regel schlechter entwickelbar ist als ein solches mit einer geringen Lagerfähigkeit. Eine gute Lagerfähigkeit wird insbesondere dort gefordert, wo nur ein kleiner Kopienbedarf ist oder dort, wo die Lagerung bei extremen klimatischen Bedingungen erfolgt, zum Beispiel in feuchtwarmem tropischem Klima.
- Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hochlichtempfindliches Zweikomponenten-Diazotypiematerial zur Verfügung zu stellen, das trotz guter Lagerfähigkeit schnell und problemlos in den handelsüblichen Dupliziergeräten zu verarbeiten ist und sehr kontrastreiche Kopien mit farblosem Bilduntergrund liefert. Die Entwicklungsfreudigkeit und die Lagerfähigkeit eines Zweikomponenten-Diaztoypiematerials werden durch den sauren Stabilisator in der lichtempfindlichen Schicht und durch die Entwicklungsbedingungen und besonders durch die Kupplungsaktivität der Diazoniumverbindung und der Kupplungskomponente bestimmt. Die Kupplungsgeschwindigkeit einer Diazoniumverbindung wiederum wird bestimmt durch die chemische Konstitution des Diazoniumsalz-Kations und des Diazoniumsalz-Anions.
- Die Lösung dieser Aufgabe geht aus von einem eingangs genannten Zweikomponenten-Diazotypiematerial, bestehend aus einem Schichtträger und einer lichtempfindlichen Schicht aus mindestens einer Diazoniumverbindung, die sich von p-Phenylendiamin ableitet und in 4-Stellung einen basischen, heterocyclischen Rest und in 2- und 5-Stellung Ethergruppen trägt, Kupplungskomponente und saurem Stabilisator, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Diazoniumverbindung als Benzol- bzw. Toluolsulfonat vorhanden ist. Als Toluolsulfonat kommt insbesondere das p-Toluolsulfonat in Frage.
- Hierdurch wird ein Zweikomponenten-Diazotypiematerial geschaffen, das hochlichtempfindlich und, trotz seiner hohen Entwicklungsfreudigkeit, überraschenderweise auch hervorragend lagerfähig ist, sowohl unter trocken-warmen als auch unter feucht-warmen klimatischen Bedingungen. Es entwickelt zu brillanten Farbstoffen hoher optischer Dichte und zeigt keine durch die Photolysereaktion des Diazoniumsalz-Kations und durch die Anwesenheit des Diazoniumsalz-Anions bedingte unerwünschte Verfärbung des ausbelichteten und entwickelten Diazotypiematerial-Hintergrundes. Eine große Entwicklungsfreudigkeit ist besonders dort erwünscht, wo bei sehr hoher Dupliziergeschwindigkeit und/oder niedriger Entwicklungstemperatur ein großer Kopienbedarf anfällt.
- Aus der US-PS 3 219 447 sind zur Herstellung von lichtempfindlichen Druckformen in organischen Lösungsmitteln lösliche Diazoniumsalze von organischen Sulfonsäuren bekannt. Für die Abscheidung von 4-N-Morpholino-2,5-diethoxy- und 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazoniumsalzen wird jedoch Alizarin-3-sulfosäure angegeben. Diese Salze sind in organischen Sensibilisierungszubereitungen gut und in wäßrigen nicht ausreichend löslich. Außerdem ist der ausbelichtete Grund eines solchen Materials gelb gefärbt, so daß ein Einsatz dieser Verbindungen für die Herstellung von Zweikomponenten-Diazotypiematerialien nicht in Betracht kommt.
- Es werden auch zur Abscheidung von Polykondensationsprodukten aus speziellen Diazoniumverbindungen und methylenaktiven Verbindungen in der US-PS 3 849 392 eine große Anzahl aromatischer Sulfonsäuren genannt. Als Diazokomponente werden für diese Polykondensationsprodukte jedoch Verbindungen eingesetzt, die sich vom Diphenyl, Diphenylamin, Diphenylsulfid, Diphenyloxid und Diphenylenoxid ableiten. Auch diese Diazo-Polykondensate werden zur Herstellung von Zweikomponenten-Diazotypiematerial nicht eingesetzt.
- Es wurde gefunden, daß nur die Diazonium-benzolsulfonate und -toluolsulfonate sowohl in wäßrigen als auch in organischen Sensibilisierungszubereitungen gut löslich und gleichzeitig auch thermisch stabil sind. Es war überraschend, daß zum Beispiel das 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium- mesitylensulfonat eine deutlich geringere thermische Stabilität besitzt als zum Beispiel das entsprechende und erfindungsgemäß verwendete strukturhomologe Toluolsulfonat. Die Diazoniumsalze des gleichen Diazonium-Kations mit Naphthalin-sulfonsäure, Sulfosalicylsäure und chlorierter Benzolsulfonsäure sind in wäßrigen Sensibilisierungszubereitungen nicht ausreichend löslich. Bei Verwendung der Naphthalinsulfonate in Zweikomponenten-Diazotypiematerialien wird sogar mit zunehmender Lagerzeit eine Verfärbung des ausbelichteten Grundes beobachtet.
- Aus der US-Patentschrift 3 552 048 sind p-Chlorbenzolsulfonate von Diazoniumsalzen bekannt, die in 4-Stellung zur Diazoniumgruppe durch einen heterocyclischen basischen Rest substituiert sind und zur Herstellung wärmeentwickelbarer Zweikomponenten-Diazotypiematerialien mit großer Verarbeitungsgeschwindigkeit geeignet sind. Diese Verbindungen sind thermisch gut stabil, lösen sich jedoch in wäßrigen Sensibilisierungszubereitungen nicht ausreichend.
- Schließlich sind aus der DE-OS 32 02 208 Diazoniumsalze von Sulfonsäuren aromatischer Mono- und Dicarbonsäuren bekannt, die sich durch hohe Wärmebeständigkeit, geringe Entzündbarkeit und bessere Lagerfähigkeit der mit diesen Verbindungen hergestellten Diazotypiematerialien auszeichnen. Die Löslichkeit dieser Diazoniumsalze in den üblichen wäßrigen und organischen Sensibilisierungszubereitungen ist, trotz Verwendung von lösungsvermitteinden Zusätzen, nicht völlig ausreichend. Es können deshalb nur Sensibilisierungszubereitungen mit geringer Diazokonzentration hergestellt werden. Dieser Nachteil führt zu erheblichen beschichtungstechnologischen Problemen.
- Es war nach alledem keineswegs zu erwarten, daß aus der großen Anzahl von Diazoniumsalz-Anionen in Verbindung mit den bekannten Diazoniumsalz-Kationen lichtempfindliche Schichten zu erhalten sind, die sowohl aus wäßriger als auch aus organischer Lösung verarbeitet werden können und große Lichtempfindlichkeit, gute Entwickelbarkeit und gute Lagerfähigkeit bieten.
-
- R und R1 gleich oder verschieden sind und Alkyl, Aralkyl, Alkoxyalkyl oder Cycloalkyl und
- Z zusammen mit dem Stickstoffatom, an das es gebunden ist, einen heterocyclischen, gegebenenfalls Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff enthaltenden 5- oder 6-gliedrigen Rest bedeuten. R und R1 sind vorzugsweise Alkylgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und als heterocyclischer Rest dienen vorzugsweise gegebenenfalls substituierte Morpholino-, Piperidino-, Piperazino-, Pyrrolidino- und Thiomorpholinoreste.
- Erfindungsgemäß einsetzbar sind dementsprechend beispielsweise die folgenden Benzoldiazoniumtoluol- bzw.-benzolsulfonate :
- 4-N-Piperidino-2,5-diethoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N-Piperidino-2,5-dipropoxy-benzoldiazoniumbenzolsulfonat,
- 4-N-Piperidino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N-Piperidino-2,5-di(iso) pentyloxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Pyrrolidino-2,5-dipropoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N-Pyrrolidino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Piperazino-2,5-di(iso) propoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N(4'-N-Methyl) piperazino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluoisulfonat,
- 4-N(4'-N-Acetyl) piperazino-2,5-dipropoxy-benzoldiazonium-p-toluoisulfonat,
- 4-N-Morpholino-2,5-di(iso) propoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N-Morphoiino-2,5-dibutoxy-benzoidiazonium-p-toiuoi-suifonat,
- 4-N-Morpholino-2,5-di(iso) butoxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Morpholino-2,5-dihexyloxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Morpholino-2,5-dicyclopentyloxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Morpholino-2,5-diethoxyethoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat,
- 4-N-Morpholino-2-methoxy-5-benzyloxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat,
- 4-N-Thiomorpholino-2,5-dipropoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat.
- Die Diazoniumsalze werden als Reaktionsprodukte der Benzol-, p-Toluolsulfosäure oder o-Toluolsulfosäure bzw. deren Alkalisalze und einer Diazoniumverbindung erhalten. Die Umsetzung wird gewöhnlich in einer schwach sauren, wäßrigen Lösung durchgeführt und der hierbei anfallende Niederschlag des Diazoniumsulfonats durch Abfiltrieren isoliert und mit einer gesättigten Kochsalzlösung neutral gewaschen. Als Diazoniumverbindungen, die für die Umsetzung mit der aromatischen Sulfosäure verwendet werden, können die für Sensibilisierungszubereitungen bekannten gut wasserlöslichen Diazoniumchloride, Diazoniumhydrogensulfate oder Diazoniumzinkate eingesetzt werden. Bei der Herstellung ist es nicht notwendig, das Diazoniumsalz als Chlorid, Hydrogensulfat oder Zinkat zu isolieren.
- Erfindungsgemäß sind auch Gemische von Diazoniumverbindungen einsetzbar, von denen mindestens eine Verbindung ein Benzol- bzw. Toluolsulfonat ist. In diesen Fällen ist das Benzol- bzw. Toluolsulfonat zu mindestens 75 Gewichtsprozent, bezogen auf anwesende Diazoniumverbindungen, vorhanden.
- Die wäßrige Diazoniumsalzlösung nach der Diazotierung des entsprechenden Aminsalzes ist als Reaktionsmedium ausreichend. Da bei der Herstellung der Diazoniumsulfonate auf Zink und Zinksalze verzichtet werden kann, entfällt die bei früheren konventionellen Diazo-Herstellungsverfahren kostenaufwendige Isolierung und Beseitigung von Zinksalzen aus den Produktionsabwässern.
- Die erfindungsgemäßen Diazoniumsalze sind hochlichtempfindlich und werden, wie die bekannten Diazoniumsalze, photolytisch zersetzt. Sie lösen sich in Wasser und organischen Lösungsmitteln gleich gut und eignen sich deshalb sowohl für wäßrige als auch für organische oder wäßrig/organische Sensibilisierungszubereitungen. Ihre Stabilität ist besser als die der bekannten Diazoniumchloride, -Hydrogensulfate, -Tetrafluorborate und Diazoniumchlorid-Doppelsalze mit Zinkchlorid, Cadmiumchlorid und Zinntetrachlorid und erreicht die der bakannten Diazoniumhexafluorphosphate. Ihre Kupplungsgeschwindigkeit ist teilweise größer als die der bekannten Diazoniumsalze und Diazoniumchlorid-Doppelsalze und erheblich größer als die der Tetrafluorborate und Hexafluorphosphate.
- Die erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Diazotypiematerialien sind trotz ihrer großen Entwicklungsfreudigkeit auch sehr gut lagerfähig, insbesondere unter feucht-warmen klimatischen Bedingungen. Sie entwickeln zu kräftigen brillanten Farbtönungen und zeigen keine durch Photolyse bedingte unerwünschte Verfärbung des ausbelichteten und entwickelten Diazotypiematerial-Hintergrundes. Die Diazoniumsulfonate bzw. die damit hergestellten Zweikomponenten-Diazotypiematerialien nach der Erfindung unterscheiden sich in der Summe der Eigenschaften : Löslichkeit, Haltbarkeit, Entwicklungsfreudigkeit und Diazotypiematerial-Hintergrund - vorteilhaft von den handelsüblichen Diazoniumsalzen des gleichen Kations und den damit hergestellten Zweikomponenten-Diazotypiematerialien.
- Sensibilisierungszubereitungen, die zur Herstellung von Zweikomponenten-Diazotypiematerial eingesetzt werden, sind leicht herzustellen. Sie enthalten neben den Diazoniumsulfonaten, der Kupplungskomponente und den sauren Stabilisatoren noch weitere in Diazobeschichtungszubereitungen übliche Zusätze.
- Als Kupplungskomponenten können beispielsweise eingesetzt werden : Dihydroxynaphthaline, Dihydroxynaphthalinmono- und -disulfonsäuren sowie deren Amide und substituierte Amide, α- und ß-Hydroxynaphthoesäureamide und entsprechend substituierte Amide, Resorcin und seine Halogen- und Alkyl- oder Alkoxyl-Derivate, Resorcylsäuren, gegebenenfalls mit Halogen substituiert, Resorcylsäureamide und substituierte Amide, Verbindungen mit aktiven Methylengruppen, wie Acetoacetyl- und Cyanoacetyl-Derivate, Mono- und Polyhydroxy-diphenyle, Polyhydroxy-diphenylsulfide, Aminophenol-Derivate, Pyrazolon-Derivate u. a.
- Als Zusatz zu den Diazobeschichtungsmassen können bekannte Verbindungen verwendet werden, wie zum Beispiel Säurestabilisatoren, wie Citronensäure, Weinsäure, Borsäure, Sulfosalicylsäure, p-Toluolsulfosäure u. a. oder deren Gemische, Verbindungen zur Konstraststeigerung, wie Zinkchlorid, Aluminiumsulfat oder Nickelsulfat, Antioxydantien, wie Thioharnstoff oder Thioharnstoffderivate und Farbstoffe in kleiner Konzentration, wie Methylviolett, Alizarinirisol u. a., zur Stabilisierung und Verbesserung des ausbelichteten Hintergrundes, Entwicklungsbeschleuniger, wie Glycerin, Glycerinmono-, -di-und -triacetat, Harnstoff und alkylsubstituierte Harnstoffe u. a., feinteiliges oder kolloidales Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid oder/und wäßrige Dispersionen oder kolloidale Lösungen organischer filmbildender Bindemittel, wie Polyvinylalkohol, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose u. a. oder latexartige Dispersionen von Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridacetat, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril oder Polymethylmethylacrylat.
- Bei Verwendung von Kunststoffolien als Diazotypieschichtträger ist es vorteilhaft, die Diazobeschichtungsmasse aus einem organischen Medium, das ein filmbildendes Bindemittel gelöst enthält, auf die Folienoberfläche aufzubringen. Geeignete filmbildende Bindemittel sind Celluloseether, wie Ethylcellulose, Celluloseester, wie Celluloseacetat, -acetopropionat, -butyrat, -acetobutyrat, Vinylpolymerisate, wie Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, . Vinylacetatmischpolymerisate, Poly(methylmethacrylat)-Mischpolymerisate von Alkylacrylaten und Acrylsäure oder Polyphenylenoxide oder Ethylenglykol/lsophthalsäure/Terephthalsäure-Terpolymerisate.
- Als Schichtträger für die Zweikomponenten-Diazotypieschicht eignen sich alle üblichen opaken und transparenten Materialien, z. B. beschichtete oder unbeschichtete opake oder transparente Papiere, Celluloseester, wie Cellulose-2-1/2-acetat und Cellulosetriacetat, Polyester, wie Polyethylentherephthalat, Vinylpolymere, wie Polyvinylacetat oder Polystyrol sowie Alkenpolymere, wie Polyethylen oder Polypropylen. Bevorzugt wird als Schichtträger eine Folie aus Polyethylenterephthalat eingesetzt.
- Die Verarbeitung des erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Diazotypiematerials erfolgt, wier üblich, durch bildmäßige Belichtung unter einer transparenten Vorlage mit einer an ultravioletter und kurzwelliger sichtbarer Strahlung reichen Lichtquelle, beispielsweise mit einer Quecksilberhochdrucklampe oder einer Fluoreszenz-Leuchtstofflampe und anschließende Entwicklung mit feuchtem oder trockenem Ammoniakgas bei normaler oder erhöhter Temperatur.
- Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
-
- Jede dieser 6 Lackproben wird mit 1,88 x 10-3 Mol folgender Diazoniumsalze sensibilisiert :
- 1. 0,95 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat, Molgewicht (MG) 505
- 2. 0,92 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat, (MG: 491)
- 3. 0,79 g 4-N-Morpliolino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-tetrafluorborat, (MG: 421)
- 4. 0,82 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-chlorid (ZnC12-Doppelsalz), (MG: 438)
- 5. 0,81 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-hydrogensulfat (MG: 431)
- 6. 0,90 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-hexafluorphosphat (MG: 479)
- Jede Lackprobe wird mit Hilfe eines 10 cm breiten Ziehgießers von 0,16 mm Spaltweite auf eine mit einer üblichen Haftschicht versehene glasklare Polyethylenterephthalatfolie von 125 µm Dicke aufgetragen, im Umlufttrockenschrank 1 Minute bei 90 °C getrocknet und die so erhaltenen Diazofilmproben entsprechend den Lackproben mit 1 bis 6 numeriert. Das Schichtgewicht jeder Filmprobe beträgt 6,8 g/m2.
- Zur vergleichenden Prüfung der Haltbarkeit wird ein Teilabschnitt einer jeden Filmprobe unter einer Gittervorlage so belichtet, daß die transparenten Bezirke vollständig ausbelichtet sind. Anschließend wird mit feuchtem Ammoniakgas entwickelt, wobei in den ausbelichteten Filmbezirken die Minimaldichte (Dmin) und in den nicht belichteten Filmbezirken die maximal erreichbare Volltondichte (Dmax) erzielt wird. Die Differenz Dmax-Dmin gibt den Bildkontrast der verarbeiteten Filmprobe an.
- Ein weiterer Teilabschnitt jeder Filmprobe wurde 7 Tage bei Bedingungen von 50 °C und 60 % relativer Feuchtigkeit gelagert (Filmproben 1a bis 6a). Nach dieser Lagerzeit wurden die Filmproben" wie oben für die Vergleichsmuster 1 bis 6 beschrieben, belichtet und entwickelt. Die hierbei erzielten Voll-und Hintergrunddichten wurden gemessen und der Kontrastverlust der gelagerten Filmprobe gegenüber der entsprechenden Vergleichsprobe bestimmt.
-
- Nach der Belichtung und Entwicklung wurde eine positive Filmkopie der Gittervorlage mit blauen Linien auf farblosem transparentem Filmhintergrund erhalten. Nach der forcierten Lagerung bei 50 °C und 60 % relativer Feuchtigkeit ist bei den Filmproben 1a, 2a und 6a der geringste, bei den Filmproben 4a und 5a ein deutlich größerer und bei der Filmprobe 3a der größte Kontrastverlust festzustellen.
- Zur Bestimmung der relativen Entwicklungsgeschwindigkeit wurden mit den Beschichtungslösungen 1 bis 6 noch je zwei weitere Filmproben hergestellt. Die eine Filmprobe wurde in einem handelsüblichen Dupliziergerät 3 x bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 0,5 m/min zur maximal erreichbaren Volltondichte (Dmax) entwickelt. Die zweite Filmprobe mit der gleichen Beschichtung wurde 1 x bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 4 m/min entwickelt und die hierbei erreichte optische Dichte gemessen (DK).
- Der Vergleich der optischen Dichte (DK) bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 4 m/min mit der maximal erreichbaren Volltondichte (Dmax) ist ein Maß für die Entwicklungsfreudigkeit der Filmprobe.
-
- Die Werte für die relativen optischen Dichten (DR) zeigen, daß die Filmproben 1, 2, 4 und 5 die größte, die Filmprobe 3 eine geringere und Filmprobe 6 die geringste Entwicklungsfreudigkeit besitzen.
- Die Wasserlöslichkeit der erfindungsgemäßen Diazoniumtoluolsulfonate und der Diazoniumsulfonate, die mit einigen in den US-Patentschriften 3 219 447, 3 849 392 und 3 552 048 und der DE-OS 32 02 208 genannten aromatischen Sulfonsäuren erhalten werden können, wurde durch Löslichkeitsversuche ermittelt. Die untersuchten Diazoniumsalze unterschieden sich nur durch das Diazoniumsalz-Anion.
-
- Die Wasserlöslichkeit der erfindungsgemäßen Diazoniumsulfonate 1 und 2 ist um den Faktor von etwa 10 bis 20 besser als die der Diazoniumsulfonate 3 bis 9. In organischen Lösungsmitteln sind die Diazoniumsulfonate 1 bis 8 gut, das Diazoniumsulfonat 9 deutlich schlechter löslich.
- Vergleicht man die Summe der Ergebnisse aus
- a) Löslichkeit der Diazoniumsalze in Wasser und organischen Lösungsmitteln und
- b) Haltbarkeit und Entwicklungsfreudigkeit der mit diesen Diazoniumsalzen hergestellten Zweikomponenten-Diazotypiematerialien, dann ist der Vorteil der erfindungsgemäßen Diazoniumbenzol- und -toluolsulfonate gegenüber den handelsüblichen Diazonium-hydrogensulfaten, -tetrafluorboraten, -hexafluorphosphaten und -Zinkchlorid-Doppelsalzen und den nach den US-Patentschriften 3219447, 3849392, 3522048 und der DE-OS 32 02 208 hergestellten Diazoniumsulfonaten deutlich erkennbar.
- Die Diazoniumbenzol-sulfonate und -toluolsulfonate nach der Erfindung können sowohl für die Herstellung von wäßrigen als auch von organischen Sensibilisierungszubereitungen eingesetzt werden und liefern hochlichtempfindliche Zweikomponenten-Diazotypiematerialien, die trotzt guter Lagerfähigkeit sehr schnell entwickelbar sind.
-
- Der Feststoffgehalt beträgt 9,7 Gewichtsprozent. Beschichtet wurde mit einem 10 cm breiten Ziehgießer von 0,16 mm Spaltweite und anschließend im Umlufttrockenschrank bei 90 °C getrocknet. Schichtgewicht : 7,1 g/m2. Ein Teilabschnitt des auf diese Weise hergestellten Filmmusters wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, unter einer Gittervorlage belichtet, anschließend entwickelt und der visuelle Kontrast bestimmt (Muster).
- Ein zweiter Teilabschnitt des unverarbeiteten Filmmusters wurde 7 Tage bei 50 °C und 60 % relativer Feuchtigkeit gelagert und anschließend ebenfalls unter einer Gittervorlage belichtet, entwickelt und der Kontrast bestimmt.
- Der Kontrastverlust des gelagerten Filmmusters ist gegenüber dem Vergleichsfilmmuster nur sehr gering und praktisch kaum festzustellen.
- Ersetzt man in der angeführten Sensibilisierungslösung das 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat molar durch 1,04 g 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-tetrafluorbo- rat, dann erhält man ein Diazofilmmuster, das nach Lagerung über 7 Tage bei 50 °C und 60 %relativer Feuchtigkeit gegenüber dem entsprechenden Muster einen deutlichen Konstrastrückgang (Vorkupplung) zeigt.
- Vergleicht man die Entwicklungsgeschwindigkeiten der beiden Proben, so erkennt man, daß das Muster mit 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat schneller entwickelt als das Vergleichsmuster mit 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-fluorborat.
- Aufgrund der guten Lagerfähigkeit bei gleichzeitig hoher Entwicklungsfreudigkeit unterscheidet sich das Muster mit dem erfindungsgemäßen Diazonium-o-toluolsulfonat vorteilhaft von dem mit dem handelsüblichen Diazoniumtetrafluorborat.
-
- Nach dem Trocknen wurde das sensibilisierte Papier unter einer transparenten Vorlage belichtet und dann mit Ammoniak entwickelt. Es wurde eine sehr kontrastreiche Kopie der Vorlage mit kräftigen dunkelblauen Linien auf weißem Hintergrund erhalten. Das gleiche Ergebnis erzielte man, wenn man das 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonat molar durch 1,28 g 4-N-Morpholino-2,5- dibutoxy-benzoldiazonium-benzolsulfonat ersetzte.
- Wird anstelle des 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-p-toluolsulfonats die äquimolare Gewichtsmenge des handelsüblichen 4-N-Morpholino-2,5-dibutoxy-benzoldiazonium-tetrafluorborats verwendet, erhält man eine Kopie der Vorlage mit deutlich geringerem Kontrast und hellblauen Linien auf weißem Hintergrund.
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