EP0378831A1 - Photographische Silberhalogenidemulsion - Google Patents
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- Y10S430/145—Infrared
Definitions
- EP 2 93 917 also describes the use of thiosulfonic acids and their salts and esters as clearing agents in color film emulsions.
- aromatic thiosulfonic acids have a super-sensitizing effect in infrared-sensitized emulsions. Since they have so far only been described as antifoggants and stabilizers in emulsions sensitized to visible light, this effect is surprising for the person skilled in the art.
- Chemical ripening can be carried out using the known methods of sulfur, noble metal or reduction sensitization or else using suitable combinations of these methods.
- the aromatic thiosulfonic acids according to the invention can be added before, during or after chemical ripening. If they are present in the emulsion during chemical ripening, they also act as clarifiers in the known manner.
- the infrared sensitizers are preferably added to the emulsion after chemical ripening or shortly before application to the layer support. However, if they are sufficiently stable, they can also be used in earlier stages of emulsion production.
- a monodisperse silver chlorobromide emulsion with 80 mole percent chloride with cubic grains with an edge length of 0.23 ⁇ m was produced by pAg-regulated two-jet inlet. 0.052 mg of rhodium (III) chloride had been added to the precipitation mixture. The emulsion was subjected to a flocculation washing process and a combined gold-sulfur sensitization.
- Example 3 Before the digestion, 140 mg of sodium toluenesulfinate and if appropriate the compound I-2, then 400 mg of 4-hydroxy-6-methyl-1,3,3a, 7-tetraazaindene, 70 mg of benzotriazole, 750 mg of sodium octylphenyldi (oxyethyl) sulfonate, 25 mg of the sensitizer II-1 and, if appropriate, 65 g of the latex of Example 3 were added. The emulsion was applied together with a protective gelatin layer to a support as in Example 1. The recording material thus produced contained 4.3 g of silver and 3.5 g of gelatin per m2 on the recording side.
- Example 4 The material was exposed as in Example 1 and processed in a roll developing machine for photoset material with a commercially available rapid developer of the hydroquinone-phenidone type at 34 ° C. in a total time of 120 s.
- the reciprocal of the exposure required for a density of 3.0 above the minimum density was determined and, for each wavelength, related to the value 100 for the comparison test.
- the result is shown in Table 4.
- Example 5 Experiments were carried out after the comparative experiment from Example 4, in which the emulsion was sensitized with various sensitizers for the green, red and infrared spectral range with and without the addition of 75 mg of the compound I-1. The sensitivity was determined for each sensitizer at 407 nm and at the sensitization maximum. Table 5 shows the sensitivities of the test films containing the compound I-1 based on the value 100 for the films without this compound with otherwise the same sensitization.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine photographische Silberhalogenidemulsion zur Herstellung von Aufzeichnungsmaterialien für das infrarote Spektralgebiet.
- In jüngerer Zeit sind Bildaufzeichnungsgeräte entwickelt worden, bei denen das Bild mit einem durch einen Halbleiterlaser erzeugten feinen Lichtstrahl geschrieben wird. Die Strahlungsemission leistungsfähiger Laserdioden liegt dabei im nahen Infrarot. Es besteht daher ein Bedarf an infrarotempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien, die sich für diese Expositionsart eignen. Besonders zu beachten ist dabei, daß der Laserstrahl jedes Flächenelement des Aufzeichnungsmaterials beim Schreibvorgang nur während einer sehr kurzen Zeit (etwa 100 ns) belichtet und daß die Laserenergie begrenzt ist. Daher werden in erster Linie Materialien mit hoher Infrarotempfindlichkeit bei Kurzzeitbelichtung verlangt. Zur bequemen Handhabung ist darüber hinaus eine möglichst geringe Empfindlichkeit im sichtbaren Spektralbereich wünschenswert.
- Diese Ziele wurden bisher im wesentlichen auf zwei verschiedenen Wegen verfolgt. Zum einen versuchte man, durch Bereitstellung neuer Sensibilisatorfarbstoffe eine wirksamere Sensibilisierung des Silberhalogenids für den infraroten Bereich zu erreichen. Die praktisch bedeutendste Klasse von Farbstoffen für diesen Zweck ist nach der Strukturformel die der Heptamethincyanine. Zum anderen wurden spezielle Zusätze zur Emulsion vorgeschlagen, durch die sich die mit einem bestimmten Farbstoff erreichte Infrarotempfindlichkeit noch weiter steigern läßt. Als solche Zusätze wurden beispielsweise Triazinderivate (US 3,695,888 und DE 37 20 138), Mercaptoverbindungen (US 3,457,038) und Kombinationen von Polyethylacrylat mit Mercaptoverbindungen oder Stilbenen (EP 2 03 698) beschrieben.
- Die Wirkung solcher sogenannter supersensibilisierender Zusätze ist nun aber nicht einheitlich sondern kann je nach Art des Sensibilisierungsfarbstoffs und Emulsionstyp sehr unterschiedlich sein. Es besteht daher nach wie vor das Bedürfnis nach weiteren supersensibilisierenden Verbindungen für den Infrarotbereich. Es würde auch einen erheblichen technischen Fortschritt bedeuten, wenn es gelänge, die Infrarotempfindlichkeit weiter zu steigern. Dann könnte nämlich bei gleicher Lichtleistung des Lasers die Aufzeichnung beschleunigt werden.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach in der Bereitstellung von photographischen Silberhalogenidemulsionen, die Infrarot-Aufzeichnungsmaterialien mit hoher Empfindlichkeit ergeben. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung von Emulsionszusätzen, die supersensibilisierend auf die Infrarotempfindlichkeit von Silberhalogenidmaterialien wirken.
- Diese Aufgaben werden gelöst durch eine infrarotsensibilisierte Silberhalogenidemulsion, die als Emulsionszusatz eine aromatische Thiosulfonsäure oder ein Salz einer solchen Säure enthält.
- Solche aromatischen Thiosulfonsäuren sind als Zusätze zu Emulsionen für Aufzeichnungsmaterialien für den sichtbaren Spektralbereich zwar bekannt. Sie werden nach ihrer Wirkung in solchen Emulsionen jedoch lediglich als "Klarhalter", d.h. Antischleiermittel bei der Goldsensibilisierung oder zusammen mit aromatischen Sulfinsäuren (DD 7 376; US 2,394,198) beschrieben. In einer neueren japanischen Patentanmeldung (JP 57 176 032; zitiert nach Chem. Abstr. 100:42996) wird auch die Verwendung von Natriumthiotosylat (Verbindung I-2, s.u.) bei der physikalischen Reifung von Emulsionen, die danach mit Mono-, Tri- oder Pentaamethincyaninen für sichtbares Licht sensibilisiert wurden, beschrieben. Auch die EP 2 93 917 beschreibt die Verwendung von Thiosulfonsäuren sowie von deren Salzen und Estern als Klarhalter in Farbfilmemulsionen. Es war jedoch bisher nicht bekannt, daß aromatische Thiosulfonsäuren einen supersensibilisierenden Effekt in infrarotsensibilisierten Emulsionen bewirken. Nachdem sie bisher nur als Antischleiermittel und Stabilisatoren in für sichtbares Licht sensibilisierten Emulsionen beschrieben waren, ist diese Wirkung für den Fachmann überraschend. Weiter wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Wirkung nur von den Thiosulfonsäuren und ihren Salzen, nicht jedoch von anderen, diesen Verbindungen strukturell verwandten und im Stand der Technik (DE 28 24 082-C2, EP 2 93 917-A2) mit jenen gemeinsam als Klarhalter beschriebenen Substanzen, wie Thiosulfonsäureestern, ausgeht. Auch diese Tatsache war vom Fachmann bei vernünftiger Würdigung des Standes der Technik nicht zu erwarten.
- Bevorzugte Thiosulfonsäuren und Salze für die erfindungsgemäßen Emulsionen werden durch die allgemeine Formel (I)
-
- Um die erfindungsgemäße Supersensibilisierung zu erzielen, muß man die Thiosulfonsäuren bzw. ihre Salze in Mengen anwenden, die beträchtlich höher sind, als für die klarhaltende Wirkung im Stand der Technik beschrieben. Im allgemeinen sind Zusätze von 0,1 bis 5 millimol je mol Silberhalogenid ausreichend. Besonders bevorzugt wird der Bereich zwischen 0,2 und 2 millimol je mol Silberhalogenid.
- Die erfindungsgemäßen Emulsionen enthalten einen geeigneten Sensibilisierungsfarbstoff zur Sensibilisierung im infraroten Spektralbereich. Im allgemeinen werden hierzu Cyaninfarbstoffe verwendet, die mehr als fünf ggf. substituierte Methingruppen aufweisen (sog. Polymethincyanine). Bevorzugt werden Heptamethincyanine, weil sie für den nahen Infrarotbereich sensibilisieren, der wegen der geringeren thermischen Störstrahlung und der preisgünstig verfügbaren Halbleiterlaser in erster Linie zur Aufzeichnung benutzt wird.
- Besonders bevorzugte Sensibilisatoren lassen sich durch die allgemeine Formel (II) wiedergeben.
R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe oder eine substituierte Alkylgruppe;
R₃ und R₄, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe;
R₅ und R₆ beide jeweils ein Wasserstoffatom oder gemeinsam, miteinander verbunden, eine divalente Alkylengruppe;
R₇ ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe, eine Phenylgruppe, eine Benzylgruppe oder
Z und Z₁, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Gruppe von Nichtmetallatomen, die erforderlich ist zur Bildung eines 5gliedrigen oder 6gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ringes;
X ein Säureanion; und
m die Zahl 1 oder 2. -
- Das Silberhalogenid der erfindungsgemäßen Emulsionen kann Silberchlorobromid, Silberbromojodid, Silberchlorojodid oder Silberchlorobromojodid sein. Bevorzugt werden Silberchlorobromide mit einem Chloridanteil von mindestens 70 Molprozent, die auch geringe Anteile Jodid enthalten können, sowie Silberbromojodide mit einem Jodidanteil von höchstens 10 Molprozent. Die Kristallform kann polyedrisch, plättchenförmig, sphärisch oder unregelmäßig sein; die Korngrößenverteilung polydispers oder monodispers. Die Körner können auch eine Kern-Schale-Struktur besitzen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine monodisperse kubische Emulsion mit einer Korngröße zwischen 0,05 und 1,0 µm verwendet. Methoden zur Herstellung von Emulsionen bestimmter Kornform, Korngröße und Korngrößenverteilung sind dem Fachmann bekannt.
- Die chemische Reifung kann mit den bekannten Verfahren der Schwefel-, Edelmetall- oder Reduktionssensibilisierung oder auch mit geeigneten Kombinationen dieser Verfahren erfolgen. Dabei können die erfindungsgemäßen aromatischen Thiosulfonsäuren vor, während oder nach der chemischen Reifung zugesetzt werden. Sind sie während der chemischen Reifung in der Emulsion vorhanden, dann wirken sie auch in der bekannten Weise als Klarhalter.
- Die Infrarotsensibilisatoren werden der Emulsion bevorzugt nach der chemischen Reifung oder kurz vor dem Auftragen auf den Schichtträger zugesetzt. Sie können aber, wenn sie hinreichend stabil sind, auch in früheren Stufen der Emulsionsherstellung angewendet werden.
- Die Emulsionen und die daraus hergestellten Aufzeichnungsmaterialien können weitere bekannte Mittel zur Einstellung bestimmter Eigenschaften enthalten, beispielsweise Antischleiermittel, Mittel zur Verbesserung der Lagerungsstabilität, Polymerdispersionen (zur Verbesserung der Maßhaltigkeit der Aufzeichnungsmaterialien), Härtungsmittel, Beschichtungshilfsmittel, Mattierungsmittel.
- Die erfindungsgemäßen Emulsionen ergeben photographische Aufzeichnungsmaterialien mit überlegener Infrarotempfindlichkeit. Dabei wird die Gradation der Emulsion durch den Zusatz der Thiosulfonsäure nicht wesentlich verändert. Zur Ausführung der Erfindung geeignete Thiosulfonsäuren oder deren Salze sind leicht zugänglich.
- Die Erfindung kann bei der Herstellung infrarotempfindlicher photographischer Aufzeichnungsmaterialien, beispielsweise für Aufzeichnungen mit einem abtastenden Laserstrahl in der Reproduktionstechnik oder der medizinischen Diagnostik sowie für die bildmäßige Photographie, angewendet werden.
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung näher erläutern. In diesen Beispielen sind alle Mengen von Emulsionszusätzen auf jeweils 1 mol Silberhalogenid bezogen; die Zugabe erfolgte, wenn nicht anders vermerkt, in gelöster Form. - Eine monodisperse Silberchlorobromidemulsion mit einem Chloridanteil von 70 Molprozent wurde durch pAg-geregelten Zweistrahleinlauf hergestellt. Diese Emulsion wies kubische Körner mit einer Kantenlänge von 0,22 µm auf. Nach dem Entfernen der löslichen Salze durch Flocken und Waschen wurde sie einer kombinierten Schwefel-Gold-Reifung unterzogen. Vor Beginn der chemischen Reifung wurden 133 mg der Verbindung I-1 zugesetzt.
Die Reifung wurde durch Zusatz von 270 mg 4-Hydroxy-6-methyl-1,3,3a,7-tetraazainden beendet. Vor dem Auftragen auf einen mit einer Lichthofschutz-Rückschicht versehenen Polyethylenterephthalat-Schichtträger wurden der Emulsion noch 1,1 g Saponin und 17 mg des Sensibilisators II-2 zugefügt. Gleichzeitig mit der Emulsion wurde eine Gelatine-Schutzschicht, die ein Härtungsmittel und weitere Beschichtungshilfsmittel enthielt, aufgetragen. Das so hergestellte Aufzeichnungsmaterial enthielt auf der Aufzeichnungsseite 2,6 g Silber und 3,8 g Gelatine je m². - Ein Vergleichsversuch wurde nach demselben Verfahren, jedoch ohne Zugabe der Verbindung I-1, durchgeführt.
Das so gewonnene Material wurde in einem Sensitometer mit einer Belichtungszeit von 1 ms durch Interferenzfilter mit Durchlässigkeitsmaxima von 407 und 798 bzw. 830 nm belichtet und in einer mit handelsüblichen Lösungen gefüllten Röntgen-Rollenentwicklungsmaschine bei 34° C Entwicklertemperatur in 90 s Gesamtzeit verarbeitet. Zur Beurteilung der Empfindlichkeit wurde der Kehrwert der für eine Dichte von 1,0 über der Minimaldichte (Schleier + Unterlage) erforderlichen Belichtung ermittelt und auf den Wert 100 für den Vergleichsversuch bezogen. Das Versuchsergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt.Tabelle 1 Emulsion Empfindlichkeit bei 407 nm 830 nm mit 133 mg Verbindung I-1 89 140 Vergleich 100 100 - Der Versuch nach Beispiel 1 wurde wiederholt wobei jedoch der Versuchs- und der Vergleichsemulsion je 200 mg Nonylphenol-Ethoxylat (10 Mol Ethylenoxid je Mol Phenol) zugegeben wurden. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 Emulsionszusätze Empfindlichkeit bei Verbindung I-1 Nonylphenol-Ethoxylat 407 nm 830 nm - 200 mg 100 100 133 mg 200 mg 88 130 - Der Versuch nach Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei alle Proben das Nonylphenol-Ethoxylat enthielten, zusätzlich aber noch ein Polyethylacrylat-Latex mit 30 Gewichtsprozent Feststoffgehalt eingeführt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angeführt.
Tabelle 3 Emulsionszusätze Empfindlichkeit bei Verbindung I-1 Latex 407 nm 830 nm 200 mg - 78 200 - 11 g 100 167 200 mg 11 g 67 218 - - 100 100 - Durch pAg-geregelten Zweistrahleinlauf wurde eine monodisperse Silberchlorobromidemulsion mit 80 Molprozent Chlorid mit kubischen Körnern von 0,23 µm Kantenlänge hergestellt. Dem Fällungsgemisch waren 0,052 mg Rhodium-(III)-chlorid zugegeben worden. Die Emulsion wurde einem Flockungs-Wasch-Prozeß und einer kombinierten Gold-Schwefel-Sensibilisierung unterzogen. Vor der Digestion wurden 140 mg Natriumtoluolsulfinat und gegebenenfalls die Verbindung I-2, danach 400 mg 4-Hydroxy-6-methyl-1,3,3a,7-tetraazainden, 70 mg Benztriazol, 750 mg Natriumoctylphenyldi(oxyethyl)sulfonat, 25 mg des Sensibilisators II-1 und ggf. 65 g der Latex des Beispiels 3 zugesetzt. Die Emulsion wurde gemeinsam mit einer Gelatineschutzschicht auf einen Schichtträger wie in Beispiel 1 aufgetragen. Das so hergestellt Aufzeichnungsmaterial enthielt auf der Aufzeichnungsseite 4,3 g Silber und 3,5 g Gelatine je m².
- Das Material wurde wie in Beispiel 1 belichtet und in einer Rollenentwicklungsmaschine für Fotosatzmaterial mit einem handelsüblichen Schnellentwickler vom Hydrochinon-Phenidon-Typ bei 34° C in 120 s Gesamtzeit verarbeitet. Zur Beurteilung der Empfindlichkeit wurde der Kehrwert der für eine Dichte von 3,0 über der Minimaldichte erforderlichen Belichtung ermittelt und bei jeder Wellenlänge auf den Wert 100 für den Vergleichsversuch bezogen. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 angegeben.
Tabelle 4 Emulsionszusatz Empfindlichkeit bei Verbindung I-1 Latex 407 nm 798 nm - - 100 100 - 65 g 89 200 140 mg - 59 282 140 mg 65 g 62 479 - Die Beispiele 3 und 4 lassen erkennen, daß durch den erfindungsgemäßen Zusatz des aromatischen Thiosulfonats auch in Gegenwart von bekannten supersensibilisierenden Zusätzen die Empfindlichkeit noch weiter erhöht wird.
- Es wurden Versuche nach dem Vergleichsversuch aus Beispiel 4 durchgeführt, bei denen die Emulsion mit verschiedenen Sensibilisatoren für den grünen, roten und infraroten Spektralbereich mit und ohne Zusatz von 75 mg der Verbindung I-1 sensibilisiert wurde. Die Empfindlichkeit wurde für jeden Sensibilisator bei 407 nm sowie im Sensibilisierungsmaximum bestimmt. Die Tabelle 5 zeigt die Empfindlichkeiten der die Verbindung I-1 enthaltenden Versuchsfilme auf den Wert 100 für die Filme ohne diese Verbindung mit sonst gleicher Sensibilisierung bezogen.
Tabelle 5 Sensibilisator Empfindlichkeit bei 407 nm Maximale Empfindlichkeit Sensibilisierungsmaximum (nm) Verbindung II-2 65 209 820 Verbindung II-1 72 195 760 Verbindung A 81 78 630 Verbindung B 68 100 620 Verbindung C 68 95 530 Verbindung D 66 97 500 - Man erkennt an diesen Ergebnissen, daß die aromatischen Thiosulfonsäuren nur bei infrarotsensibilisierten Emulsionen die Empfindlichkeit steigern, während bei Sensibilisierung im sichtbaren Bereich die Empfindlichkeit durch diese Verbindung in bekannter Weise erniedrigt, bestenfalls stabilisiert wird.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, daß
sie eine aromatische Thiosulfonsäure oder ein Salz einer solchen Säure enthält.
dadurch gekennzeichnet, daß
die aromatische Thiosulfonsäure oder deren Salz durch die allgemeine Formel (I)
dadurch gekennzeichnet, daß
sie die aromatische Thiosulfonsäure oder deren Salze in einer Menge von 0,2 bis 2 millimol je mol Silberhalogenid enthält.
dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen Heptamethincyaninfarbstoff als Infrarotsensibilisator enthält.
dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen Sensibilisierungsfarbstoff der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe oder eine substituierte Alkylgruppe;
R₃ und R₄, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe, eine Phenylgruppe oder eine Benzylgruppe;
R₅ und R₆ beide jeweils ein Wasserstoffatom oder gemeinsam, miteinander verbunden, eine divalente Alkylengruppe;
R₇ ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe, eine niedere Alkoxygruppe, eine Phenylgruppe, eine Benzylgruppe oder
R₃ und R₇ miteinander verbunden sein können unter Bildung einer divalenten Alkylengruppe;
Z und Z₁, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Gruppe von Nichtmetallatomen, die erforderlich ist zur Bildung eines 5gliedrigen oder 6gliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ringes;
X⁻ ein Säureanion; und
m die Zahl 1 oder 2.
dadurch gekennzeichnet, daß das Silberhalogenid zu mindestens 70 Molprozent aus Silberchlorid besteht.
dadurch gekennzeichnet, daß
die aromatische Thiosulfonsäure p-Toluolthiosulfonsäure ist.
dadurch gekennzeichnet, daß
das Silberhalogenid in Form von kubischen Kristallen einheitlicher Größe vorliegt.
dadurch gekennzeichnet, daß
vor Beginn der chemischen Reifung eine aromatische Thiosulfonsäure oder ein Salz einer solchen Säure zugesetzt wird.
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