DE2744538C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein photographisches Aufzeichnungsmaterial
mit einem Schichtträger und einer antistatischen Schicht, die als
antistatisch wirksame Komponente ein quervernetztes Copolymer
aus Einheiten der folgenden Formel enthält:
worin bedeuten:
A eine Einheit aus einem zu einer Additionspolymerisation befähigten polymerisierbaren Monomeren mit mindestens zwei äthylenisch ungesättigten Gruppen;
B eine Einheit aus einem copolymerisierbaren α, β-äthylenisch ungesättigten Monomeren;
Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom;
R¹, R² und R³ einzeln jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder eine Aryl- oder Aralkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen oder R¹, R² und R³ gemeinsam mit Q die zur Vervollständigung eines heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome;
M ein Anion;
Y einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten B 0 bis 90 Mol-% ausmachen;
x einen Zalenwert, der anzeigt, daß die Einheiten A 1 bis 20 Mol-% ausmachen;
z einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten mit dem quaternären Rest 10 bis 99 Mol-% ausmachen.
A eine Einheit aus einem zu einer Additionspolymerisation befähigten polymerisierbaren Monomeren mit mindestens zwei äthylenisch ungesättigten Gruppen;
B eine Einheit aus einem copolymerisierbaren α, β-äthylenisch ungesättigten Monomeren;
Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom;
R¹, R² und R³ einzeln jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder eine Aryl- oder Aralkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen oder R¹, R² und R³ gemeinsam mit Q die zur Vervollständigung eines heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome;
M ein Anion;
Y einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten B 0 bis 90 Mol-% ausmachen;
x einen Zalenwert, der anzeigt, daß die Einheiten A 1 bis 20 Mol-% ausmachen;
z einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten mit dem quaternären Rest 10 bis 99 Mol-% ausmachen.
Es ist allgemein bekannt, daß isolierende Schichtträger dazu
neigen, sich mit statischer Elektrizität aufzuladen. Es ist
des weiteren allgemein bekannt, daß sich das Auftreten statischer
Elektrizität auf Schichtträgern durch Aufbringen einer dünnen
leitfähigen Schicht vermeiden läßt. Es ist schließlich jedoch
auch bekannt, daß es zwar vergleichsweise einfach ist, eine
leitfähige Beschichtungsmasse herzustellen, die auf einen Schicht
träger aufgetragen werden kann, daß es jedoch vergleichsweise
schwierig ist, die leitfähigen Eigenschaften der leitfähigen
Beschichtungsmasse mit anderen wünschenswerten physikalischen Eigen
schaften zu kombinieren.
Die besonderen physikalischen Erfordernisse im Falle der Ober
flächen photographischer Materialien gestalten die Herstellung
geeigneter Beschichtungsmassen für photographische Materialien
besonders schwierig. In typischer Weise wird bei der Herstellung
photographischer Aufzeichnungsmaterialien eine antistatische
Beschichtungsmasse direkt auf einen Schichtträger aufgetragen,
während auf die andere Seite des Schichtträgers mindestens eine
strahlungsempfindliche Schicht aufgebracht wird. Die strahlungs
empfindlichen Schichten enthalten dabei in der Regel ein hydro
philes Bindemittel, beispielsweise Gelatine, um die Entwicklung des
Materials zu erleichtern. Die antistatische Schicht auf der
Rückseite des Schichtträgers muß dabei mit dem hydrophilen Binde
mittel der Emulsionsseite verträglich sein, so daß, wenn die
antistatische Schicht mit der hydrophilen Schicht in Kontakt
gelangt, beispielsweise wenn das Aufzeichnungsmaterial aufgespult
wird, keine physikalischen Defekte auftreten können. Im Falle der
Mehrzahl der bekannten antistatischen Beschichtungsmassen treten
diesbezüglich Schwierigkeiten auf. Es ist bekannt, daß ionogene
polymere Verbindungen, die häufig als antistatisch wirksame Ver
bindungen verwendet werden, Feuchtigkeit benötigen, um leitfähig
zu sein. Damit die antistatisch wirksame Verbindung mit Feuchtig
keit in Berührung kommen kann, hat man bisher angenommen, daß
die Bindemittel, die gemeinsam mit der antistatisch wirksamen
Verbindung verwendet werden, hydrophil sein müssen.
Aus der US-PS 33 99 995 und der DE-OS 15 47 905 ist es beispiels
weise bekannt, zur antistatischen Ausrüstung photographischer
Aufzeichnungsmaterialien Polymere aus quaternären Vinylbenzyl
ammoniumverbindungen zu verwenden. Diese Polymeren, die durch
Zusatz geringer Mengen (z. B. 5,0 bis 0,01 Gew.-%) einer querver
netzenden Divinylbenzoleinheit im Polymeren vernetzt werden,
werden direkt ohne Zusatz eines Bindemittels auf einen Schicht
träger aufgetragen. Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist,
daß die auf diese Weise erzeugten Schichten nur eine vergleichs
weise geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber wäßrigen Entwicklungs
flüssigkeiten haben, so daß die photographischen Aufzeichnungs
materialien leicht verschmieren und daß die Schichten vergleichs
weise spröde sind und schlechte Adhäsionseigenschaften haben.
Des weiteren hat sich gezeigt, daß oftmals Glanzstellen auftreten,
wenn die antistatischen Schichten mit Emulsionsschichten in Kontakt
gelangen.
Es ist des weiteren bekannt, antistatische Schichten aus einer
antistatischen wirksamen Verbindung und einem hydrophilen Binde
mittel herzustellen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß im Falle
photographischer Aufzeichnungsmaterialien bei Verwendung eines
hydrophilen Bindemittels in einer antistatischen Schicht zahl
reiche physikalische Probleme auftauchen, wenn die antistatische
Schicht in Kontakt mit einer hydrophilen strahlungsempfindlichen
Schicht gelangt. So können beispielsweise die beiden Schichten
leicht miteinander verkleben oder aneinander haften bleiben. Des
weiteren treten oft Glanzstellen auf und andere
unerwünschte Defekte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein photographisches Aufzeichnungs
material mit einem Schichtträger und einer antistatischen Schicht
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 anzugeben,
das nicht mehr die Nachteile der Aufzeichnungsmaterialien aufweist,
die nach dem aus der US-PS 33 99 995 und der DE-OS 15 47 905
bekannten Verfahren antistatisch ausgerüstet wurden und bei dem, wenn
es ausgespult wird, die auf der Rückseite befindliche antistatische
Schicht nicht mit der Emulsionsschicht des photographischen Materials
zusammenklebt, so daß keine Glanzstellen erzeugt werden. Des weiteren
sollten die antistatischen Schichten ihre Leitfähigkeit auch bei
vergleichsweise geringer Luftfeuchtigkeit beibehalten können.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß
das antistatische quervernetzte Copolymer in der antistatischen
Schicht in einem hydrophoben Bindemittel dispergiert vorliegt,
wobei das Gewichtsverhältnis von hydrophobem Bindemittel zu
Copolymer bei 10 : 1 bis 1 : 1 liegt und die Gesamt-Beschichtungs
stärke aus Copolymer und Bindemittel 0,25 g/m² bis 20 g/m² beträgt.
Liegen die antistatischen Schichten beispielsweise in einer Schicht
stärke von etwa 0,25 g/m² auf einem Schichtträger vor, so lassen
sich bei relativen Luftfeuchtigkeit von 50% Widerstände
messen, die in typischer Weise bei etwa 10⁸ bis 10⁹ Ohm/Quadrat
liegen.
Die zur Erzeugung der antistatischen Schichten verwendeten Copolymeren
sind strukturell den Copolymeren ähnlich, die aus der US-PS
39 58 995 bekannt sind. Im Falle dieser Patent
schrift werden die Copolymeren jedoch als Beizmittel zum Fixieren
saurer Farbstoffe in einer Schicht eines photographischen Aufzeich
nungsmaterials verwendet, das zur Herstellung farbphotographischer
Bilder im Rahmen eines Farbdiffusionsübertragungsverfahrens einge
setzt wird. Bei dem aus der US-PS 39 58 995 bekannten Copolymeren
steht des weiteren X für einen Zahlenwert der angibt, daß die Ein
heiten A 0,25 bis 5 Mol-% ausmachen. Des weiteren werden im Falle
der US-PS 39 58 995 die antistatisch wirksamen Copolymeren in
einem hydrophilen polymeren Bindemittel dispergiert, das für
wäßrige Lösungen permeabel ist. Im Gegensatz hierzu werden im
Falle der vorliegenden Erfindung die Copolymeren in einem hydrophoben
polymeren Bindemittel dispergiert, das weder wasserlöslich
noch quellbar ist.
Im Falle der vorliegenden Erfindung werden die vergleichsweise
stark quervernetzten antistatischen Copolymeren in vorteilhafter
Weise in dünnen Schichten auf einem Schichtträger aufgetragen,
wobei die Copolymeren in Form diskreter Teilchen in einem hydro
phoben Bindemittel dispergiert vorliegen und trotzdem ihre leit
fähigen Eigenschaften beibehalten.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
besteht das
Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, der auf der einen
Seite als äußerste Schicht eine Schicht mit einem hydrophilen
Polymeren aufweist und auf der anderen Seite als äußerste Schicht
eine antistatische Schicht der angegebenen Zusammensetzung.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die vergleichsweise
stark quervernetzten quaternären Vinylbenzylammonium-Copolymeren
ihre antistatischen Eigenschaften auch dann beibehalten, wenn sie
in Form einer Dispersion in einem hydrophoben Bindemittel auf
einen Schichtträger aufgetragen werden und daß die Feuchtigkeits-
Abhängigkeit des Widerstandes derartiger Schichten beträchtlich
geringer ist, als zu erwarten war. Dies bedeutet, daß im Vergleich
zu anderen bekannten anionischen und kationischen Polymeren die
erfindungsgemäß verwendeten Polymeren ihre Leitfähigkeit auch
bei geringer Feuchtigkeit beibehalten.
Des weiteren hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäß erzeugten
Schichten eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber einem
Zusammenkleben mit anderen Schichten und gegenüber einer Glanz
stellenbildung aufweisen. Dies bedeutet, daß erfindungsgemäß anti
statisch ausgerüstete Aufzeichnungsmaterialien ohne Probleme auf
bewahrt werden können, wenn die Emulsionsseite des Materials mit
der antistatisch ausgerüsteten Rückseite des Materials in Kontakt
gelangt, wobei die Materialien auch bei vergleichsweise hohen
Temperaturen und Feuchtigkeitsbedingungen aufbewahrt werden können
ohne daß die Emulsionsseite oder die Emulsionsschichten nachteilig
beeinflußt werden.
Die erfindungsgemäß antistatisch ausgerüsteten photographischen
Aufzeichnungsmaterialien können demzufolge aufgespult werden, ohne
daß ein Zusammenkleben zu befürchten ist und ohne daß Emulsions
schicht und antistatische Schicht durch eine Trennschicht vonein
ander getrennt werden müssen.
Im übrigen hat sich gezeigt, daß sich mit den erfindungsgemäß
verwendeten Copolymeren auch praktisch schleierfreie leitfähige
Schichten herstellen lassen. Dies ist von besonderer Bedeutung
deshalb, weil dadurch die Herstellung von transparenten antista
tisch ausgerüsteten photographischen Materialien oder Elementen
möglich wird. Des weiteren hat sich gezeigt, daß die erfindungs
gemäß verwendeten antistatisch wirksamen Polymeren auch nicht die
sensitometrischen Eigenschaften von Silbersalzemulsionen nachteilig
beeinflussen. Auch hat sich gezeigt, daß antistatische Schichten
erzeugt werden können, die den photographischen Entwicklungsprozeß
überdauern und somit auch das entwickelte photographische Aufzeich
nungsmaterial weiter zu schützen vermögen. Andererseits ist es
jedoch auch möglich, die antistatische Schicht ohne Schwierigkeiten
mit einer weiteren Schicht zu überziehen, um die antistatische
Schicht während des Entwicklungsprozesses zu schützen, sofern sich
dies als zweckmäßig erweisen sollte.
Als besonders vorteilhafte antistatische Copolymere haben sich
solche der angegebenen Formel erwiesen, in der A für eine Einheit
steht, die mindestens zwei äthylenisch ungesättigte Gruppen auf
weist, beispielsweise Vinylgruppen, vorzugsweise der folgenden
Struktur:
worin n eine Zahl von größer als 1, vorzugsweise 2 oder 3 ist
und worin ferner bedeuten:
R⁴ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und
R⁵ ein Bindeglied mit einer oder mehreren durch Kondensation her stellbaren Bindungen oder Kondensationsbindungen, z. B. Amid-, Sulfonamid-, Ester-, z. B. Sulfonsäureestergruppierungen und der gleichen oder eine Kondensationsbindung oder Gruppierung, bei spielsweise eine Phenylendi(oxycarbonyl)gruppe; eine 4,4′-Isopropy liden-bis(phenylenoxycarbonyl)gruppe; eine Methylendi(oxy carbonyl)gruppe; eine Äthylendi(carbonyl)gruppe; eine 1,2,3-Propan triyltris(oxycarbonyl)gruppe; eine Cyclohexylen-bis(methylenoxy carbonyl)gruppe; eine Methylenoxymethylendi(carbonyloxy)gruppe; eine Äthylen-bis(oxyäthylenoxycarbonyl)gruppe oder eine Äthylidyn trioxycarbonylgruppe.
R⁴ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und
R⁵ ein Bindeglied mit einer oder mehreren durch Kondensation her stellbaren Bindungen oder Kondensationsbindungen, z. B. Amid-, Sulfonamid-, Ester-, z. B. Sulfonsäureestergruppierungen und der gleichen oder eine Kondensationsbindung oder Gruppierung, bei spielsweise eine Phenylendi(oxycarbonyl)gruppe; eine 4,4′-Isopropy liden-bis(phenylenoxycarbonyl)gruppe; eine Methylendi(oxy carbonyl)gruppe; eine Äthylendi(carbonyl)gruppe; eine 1,2,3-Propan triyltris(oxycarbonyl)gruppe; eine Cyclohexylen-bis(methylenoxy carbonyl)gruppe; eine Methylenoxymethylendi(carbonyloxy)gruppe; eine Äthylen-bis(oxyäthylenoxycarbonyl)gruppe oder eine Äthylidyn trioxycarbonylgruppe.
Das Monomer (A) soll in Gegenwart starker Alkalien stabil und
nicht sehr reaktionsfähig sein, damit während der Copolymerisation
keine oder praktisch keine Hydrolyse erfolgt.
Beispiele für vorteilhafte Monomere, aus denen sich die wieder
kehrenden Einheiten (A) ableiten können sind:
Divinylbenzol; Allylacrylat, Allylmethacrylat, N-Allylmethacrylamid; 4,4′-Isopropylidendiphenylendiacrylat; 1,3-Butylendiacrylat; 1,3- Butylendimethacrylat; 1,4-Cyclohexylendimethylendimethacrylat; Diäthylenglykoldimethacrylat; Diisopropylidenglykoldimethacrylat; Divinyloxymethan; Äthylendiacrylat; Äthylendimethacrylat; Äthyli dendiacrylat; Äthylidendimethacrylat; 1,6-Diacrylamidohexan; 1,6- Hexamethylendiacrylat; 1,6-Hexamethylendimethacrylat; N,N′-Methylen bisacrylamid; 2,2-Dimethyl-1,3-trimethylendimethacrylat; Phenyläthy lendimethacrylat; Tetraäthylenglykoldimethacrylat; Tetramethylendi acrylat; Tetramethylendimethacrylat; 2,2,2-Trichloräthylendimeth acrylat; Triäthylenglykoldiacrylat; Triäthylenglykoldimethacrylat; Äthylidyntrimethacrylat; Propylidyntriacrylat; Vinylallyloxyacetat; Vinylmethacrylat und 1-Vinyloxy-2-allyloxyäthan.
Divinylbenzol; Allylacrylat, Allylmethacrylat, N-Allylmethacrylamid; 4,4′-Isopropylidendiphenylendiacrylat; 1,3-Butylendiacrylat; 1,3- Butylendimethacrylat; 1,4-Cyclohexylendimethylendimethacrylat; Diäthylenglykoldimethacrylat; Diisopropylidenglykoldimethacrylat; Divinyloxymethan; Äthylendiacrylat; Äthylendimethacrylat; Äthyli dendiacrylat; Äthylidendimethacrylat; 1,6-Diacrylamidohexan; 1,6- Hexamethylendiacrylat; 1,6-Hexamethylendimethacrylat; N,N′-Methylen bisacrylamid; 2,2-Dimethyl-1,3-trimethylendimethacrylat; Phenyläthy lendimethacrylat; Tetraäthylenglykoldimethacrylat; Tetramethylendi acrylat; Tetramethylendimethacrylat; 2,2,2-Trichloräthylendimeth acrylat; Triäthylenglykoldiacrylat; Triäthylenglykoldimethacrylat; Äthylidyntrimethacrylat; Propylidyntriacrylat; Vinylallyloxyacetat; Vinylmethacrylat und 1-Vinyloxy-2-allyloxyäthan.
Als besonders vorteilhaftes Monomer hat sich Äthylenglykoldimeth
acrylat erwiesen.
B ist eine Einheit aus einem copolymerisierbaren α, β-äthylenisch
ungesättigten Monomeren wie Beispielsweise Äthylen; Propylen,
1-Buten, Isobuten; 2-Methylpenten; 2-Methylbuten; 1,1,4,4-Tetra
methylbutadien; Styrol; α-Methylstyrol; monoäthylenisch unge
sättigten Estern aliphatischer Säuren wie beispielsweise Vinyl
acetat, Isopropenylacetat; Allylacetat und dergleichen, einem
Ester einer äthylenisch ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure,
beispielsweise Methylmethacrylat; Äthylacrylat; Diäthylmethylen
malonat und dergleichen, einer monoäthylenisch ungesättigten Ver
bindung wie beispielsweise Acrylnitril, Allylcyanid oder einem
Dien, beispielsweise Butadien oder Isopren.
Eine besonders vorteilhafte Klasse von äthylenisch ungesättigten
Monomeren, die zur Herstellung der Copolymeren verwendet werden
kann, besteht aus kurzkettigen 1-Alkenen mit 1 bis 6 C-Atomen,
Styrol, Tetramethylbutadien und Methylmethacrylat.
R¹, R² und R³ können beispielsweise stehen für Benzyl-, Phenyl-,
p-Methylbenzyl-, Cyclohexyl-, Cyclopentyl- und Cyclopropylgruppen
sowie ferner beispielsweise für Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Iso
butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Decylgruppen und dergleichen.
Vorzugsweise stehen R¹, R² und R³ für Methylgruppen.
M⊖ ist ein übliches Anion, bespielsweise ein Halogenidanion,
z. B. ein Bromid- oder Chloridanion, oder ferner ein Sulfat-,
Alkylsulfat-, Alkan- oder Arensulfonatanion, z. B. p-Toluol
sulfonatanion oder ein Acetat-, Phosphat-, Dialkylphosphat oder
entsprechendes Anion.
x steht vorzugsweise für einen Zahlenwert der angibt, daß die
Einheiten A 5 bis 10 Mol-% ausmachen. y steht vorzugsweise für
einen Zahlenwert der angibt, daß die Einheiten B 0 bis 45 Mol-%
ausmachen. z steht vorzugsweise für einen Zahlenwert der anzeigt,
daß die Einheiten mit dem quaternären Rest 40 bis 99 Mol-% aus
machen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymeren lassen sich durch
Emulsionspolymerisation eines Vinylbenzylhalogenides mit einem
Poly-ungesättigten Monomeren A des angegebenen Typs sowie einem
α,β-äthylenisch ungesättigten Monomeren B des angegebenen Typs
herstellen, in vorteilhafter Weise in Gegenwart einer anionischen
oberflächenaktiven Verbindung, beispielsweise Natriumlaurylsulfat,
einer Verbindung der Formel:
dem Natriumsalz eines sulfatierten Kodensationsproduktes aus
einem Alkylphenyl und Äthylenoxid (z. B. dem Handelsprodukt
Alipal, Hersteller General Dyestuff Corporation, USA) und der
gleichen sowie einem freie Radikale liefernden Redox-Initiator-
System, beispielsweise Kaliumpersulfat-Natriumbisulfit; Kalium
persulfat-Fe+2. H₂O₂-Fe+2 und dergleichen. Dabei kann nach Ver
fahren gearbeitet werden, wie sie beispielsweise aus der US-PS
30 72 688 bekannt sind.
Der erhaltene polymere Vinylbenzylhalogenidlatex kann dann mit
einem tertiären Amin oder tertiären Phosphin der folgenden Formel
umgesetzt werden:
worin R¹, R², R³ sowie Q die bereits angegebene Bedeutung haben.
Die Umsetzung kann in vorteilhafter Weise bei Temperaturen von
-20°C bis 150°C durchgeführt werden. Auf diese Weise wird ein
polymerer Microgel-Latex von teilchenförmigen Charakter erhalten.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung der Copolymeren besteht
darin, in einem Emulsions-Polymerisationsprozeß ein N-Vinylbenzyl-
N,N-disubstituiertes Aminmonomer mit monomeren A und B in Gegen
wart einer anionischen oberflächenaktiven Verbindung und eines
freie Radikale liefernden Redox-Initiators zu polymerisieren.
Die auf diese Weise gewonnenen Latices können dann mit einem
Alkylierungsmittel der Formel R³M umgesetzt werden, worin R³ die
angegebene Bedeutung hat und M eine Gruppe darstellt, die das
Anion M⊖ liefert. Vorzugsweise ist M⊖ ein Halogenid, z. B.
ein Chlorid oder eine Alkyl- oder Arylsulfonatgruppe. Die Um
setzung kann in vorteilhafter Weise bei Temperaturen von -20°C
bis etwa 150°C erfolgen.
Bei der Herstellung der Copolymeren nach dem beschriebenen Ver
fahren kann gegebenenfalls eine Hydrolyse der reaktionsfähigen
Vinylbenzylhalogenidreste unter Freisetzung von HCl erfolgen, wobei
wiederkehrende Einheiten der folgenden Struktur erzeugt werden
können:
Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Einheiten im allgemeinen
nur bis zu etwa 5 Mol-% des Copolymeren ausmachen.
Die in Wasser dispergierbaren teilchenförmigen Copolymeren weisen
in der Regel eine Teilchengröße von etwa 0,04 µ bis etwa 0,15 µ auf.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Teilchen
eine Teilchengröße von etwa 0,06 µ bis etwa 0,08 µ aufweisen.
Unter "in Wasser dispergierbaren Polymeren" sind dabei Polymere
zu verstehen, die klare oder höchstens schwach trübe Lösungen bei
visueller Betrachtung liefern, deren Dispersionscharakter sich je
doch bei einer Untersuchung mit einem Elektronenmikroskop er
gibt.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Copolymeren lassen sich somit
leicht herstellen, da die Herstellung in einem einzigen Reaktions
gefäß durchgeführt werden kann. Dabei ist auch die Verwendung von
größeren Mengen an Lösungsmitteln erforderlich.
Die bei den beschriebenen Verfahren anfallenden Copolymeren sind
in typischer Weise nicht vollständig quaternärisiert. So hat sich
gezeigt, daß im allgemeinen die Quaternärisierung in Mol-%ten bei
etwa 80 bis etwa 100% liegt.
Besonders vorteilhafte Copolymere zur Herstellung erfindungsgemäßer
photographischer Materialien sind beispielsweise:
Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldimethacrylat, beispielsweise in einem Mol-Verhältnis der Monomeren von 93 : 7. Ein solches Copolymer wird in den später folgenden Beispielen als Copolymer Nr. 18 bezeichnet. Als besonders vorteilhafte Copolymere sind des weiteren zu nennen Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldiacrylat, z. B. in einem Mol-Verhältnis von 90 : 10, ferner Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-triäthylammoniumchlorid und Äthylenglykoldimethacrylat, z. B. in einem Mol-Verhältnis von 93 : 7 sowie ferner Copolymere aus Styrol, N-Vinylbenzyl-N,N,N- trimethylammoniumchlorid und Divinylbenzol, beispielsweise in einem Mol-Verhältnis von 20 : 70 : 10.
Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldimethacrylat, beispielsweise in einem Mol-Verhältnis der Monomeren von 93 : 7. Ein solches Copolymer wird in den später folgenden Beispielen als Copolymer Nr. 18 bezeichnet. Als besonders vorteilhafte Copolymere sind des weiteren zu nennen Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldiacrylat, z. B. in einem Mol-Verhältnis von 90 : 10, ferner Copolymere aus N-Vinylbenzyl-N,N,N-triäthylammoniumchlorid und Äthylenglykoldimethacrylat, z. B. in einem Mol-Verhältnis von 93 : 7 sowie ferner Copolymere aus Styrol, N-Vinylbenzyl-N,N,N- trimethylammoniumchlorid und Divinylbenzol, beispielsweise in einem Mol-Verhältnis von 20 : 70 : 10.
Im folgenden soll die Herstellung eines erfindungsgemäß verwend
baren antistatischen Copolymeren näher beschrieben werden:
In einen Reaktor wurde eine Lösung aus 70 g Natriumlaurylsulfat
technischen Reinheitsgrades und 10 g Kaliumsulfat in 2500 ml
Wasser eingebracht. Die Lösung wurde 30 Minuten lang bei Raumtempe
ratur mit Stickstoff durchgespült.
Gleichzeitig wurde ein weiterer Behälter mit einer Mischung aus
1420 g m- und p-Chlormethylstyrol sowie 138,5 g Äthylenglykoldi
methacarylat beschickt. In einem weiteren Behälter wurde eine Lösung
von 3,33 g Natriumbisulfit und 7,5 g Natriumlaurylsulfat techni
schen Reinheitsgrades in 500 ml Wasser eingebracht.
Die Inhalte der beiden Behälter wurden dann gleichzeitig und
tropfenweise in den Reaktor eingeführt, dessen Inhalt bei 60°C
unter einer Stickstoffatmosphäre 2 Stunden lang gerührt wurde. An
schließend wurde der Reaktorinhalt noch weitere 2 Stunden lang
bei 60°C ohne Stickstoffatmosphäre gerührt. Der erhaltene Polymer
latex wurde abgekühlt, filtriert, mit 5 Liter Wasser verdünnt und
durch Zusatz von 1 N Natriumhydroxydlösung auf einen pH-Wert von
7 eingestellt. Der Latex wurde dann auf 5°C abgekühlt, worauf
2410 g einer 25%igen wäßrigen Lösung von Trimethylamin zugesetzt
wurden. Der Latex wurde dann eine weitere Stunde lang bei Raum
temperatur und anschließend bei 60°C über Nacht gerührt. Darauf
hin wurde der Latex auf Raumtemperatur abgekühlt und unter lang
samen Rühren in das 5fache seines Volumens von Aceton eingerührt.
Dabei fielen feste Teilchen des Copolymeren aus und die Aceton
lösung wurde abdekantiert. Zu der Acetonlösung wurden dann unter
5minütigem Rühren zwei weitere Volumenteile Aceton zugesetzt
worauf weiteres teilchenförmiges Copolymer ausfiel. Der Copolymer
wurde abfiltriert in einem Volumenanteil Aceton redispergiert und
von neuem abfiltriert. Anschließend wurde das Copolymer in Methanol
und mäßigem Rühren unter Erzeugung einer Dispersion mit einem Fest
stoffgehalt von 17% redispergiert.
In entsprechender Weise wurde das Copolymer (N,N,N-Trimethyl-N-
vinylbenzylammoniumchlorid-co-divinylbenzol) (85 : 15) m (Copolymer 19)
und das Copolymer (Styrol-co-N,N,N-trimethyl-N-vinylbenzylammonium
chlorid-co-divinylbenzol) (49 : 49 : 2) m (Copolymer 14) hergestellt.
Besonders vorteilhafte Copolymere für die Herstellung photo
graphischer Schichten nach der Erfindung sind in der folgenden
Tabelle I zusammengestellt.
Im Falle des Copolymeren Nr. 7 (und Nr. 8) wird der Rest
durch die Gruppe:
dargestellt.
Demzufolge ist R¹ = -CH₃, R² = -CH₃ und R³ ist eine Gruppe der
Formel:
-CH₂-CH-CH₂-N⊕-CH₃ Cl⊖
Wie bereits dargelegt, weisen die erfindungsgemäß verwendeten
Copolymeren eine Struktur auf, die ähnlich ist der Struktur der
aus der US-PS 39 58 995 bekannten Copolymeren, die zum Beizen von
sauren Farbstoffen in photographischen Aufzeichnungsmaterialien
verwendet werden. Dienen die bekannten Copolymeren als Beizmittel,
so werden sie in vergleichsweise hohen Konzentrationen sowie gemein
sam mit hydrophilen Bindemitteln verwendet. Im Falle der Verwen
dung als Beizmittel werden die Copolymeren des weiteren mit
0,25 bis 5 Mol-% Quervernetzungsmittel verwendet. Bei Verwendung
der Copolymeren als antistatische Verbindungen, werden sie vor
zugsweise quervernetzt. Das heißt sie enthalten 1 bis 20 Mol-%,
vorzugsweise 5 bis 10 Mol-% eines quervernetzenden Monomeren.
Die erfindungsgemäß verwendeten antistatisch wirksamen Copolymeren
können in den verschiedensten üblichen bekannten hydrophoben
Bindemitteln dispergiert werden. Dies bedeutet, daß die Copolymeren
mit allen üblichen hydrophoben Bindemitteln verwendet werden können,
die mit den quervernetzten Copolymeren verträglich sind. Besonders
vorteilhafte Bindemittel sind kationische und neutrale hydrophobe
Bindemittel, wie beispielsweise acetylierte Cellulose, Poly(methyl
methacrylat), Poly(äthylacrylat), Poly(styrol), Butylmethacrylat-
Styrol-Copolymere, beispielsweise in einem Verhältnis von 60 : 40,
Poly(vinylacetat), Celluloseacetatbutyrat und dergleichen. Unter
einem hydrophoben Bindemittel ist dabei ein Bindemittel zu ver
stehen, das nicht wasserlöslich oder quellbar ist.
In den Fällen, in denen das photographische Material nach Auf
tragen der die antistatische Schicht erzeugenden Beschichtungs
masse transparent oder praktisch transparent bleiben soll, wird
die Bindemittel-Copolymer-Kombination derart ausgewählt, daß
eine klare Beschichtungsmasse erzeugt wird, bei deren Verwendung sich
praktisch schleierfreie Schichten erzeugen lassen.
Ob aus einer Beschichtungsmasse eine schleierfreie Schicht erzeugt
werden kann, hängt von dem im Einzelfalle verwendeten Schichtträger
ab sowie der verwendeten Beschichtungsmasse. Ob eine schleierfreie
Schicht erzeugt wird, läßt sich leicht durch einen einfachen Ver
such ermitteln. Dazu wird eine Beschichtungsmasse unter Verwendung
von vier Teilen Bindemitteln und einem Teil des antistatisch wirk
samen Copolymeren hergestellt. Zur Herstellung der Beschichtungs
masse wird soviel Lösungsmittel für das Bindemittel verwendet,
daß eine Beschichtungsmasse erhalten wird, die 2,5 Gew.-% Binde
mittel und antistatisch wirksames Copolymer enthält. Die Beschich
tungsmasse wird dann von Hand in einer Beschichtungsstärke von
1 bis 2 g/m² auf den ausgewählten Schichtträger aufgetragen, worauf
die Schicht durch 5 Minuten langes Erhitzen auf 180°C getrocknet
wird. Durch eine visuelle Betrachtung des trockenen Prüflings läßt
sich leicht ermitteln, ob die verwendete Kombination zur Erzeugung
einer schleierfreien Schicht geeignet ist. Andererseits ist es
jedoch auch möglich den Schleier dadurch zu bestimmen, daß man
mittels eines Spektrophotometers die gestreute Lichtmenge ermittelt,
in welchem Falle eine Beschichtungsmasse dann als zur Erzeugung
einer schleierfreien Schicht geeignet angesehen wird, wenn der
Schleier bei unter 1% liegt.
In den Fällen, in denen die antistatische Schicht auf einen opaken
Schichtträger aufgetragen wird, beispielsweise einen Schichtträger
aus Papier, braucht keine schleierfreie Schicht erzeugt zu werden.
In diesem Falle kann das Bindemittel selbst opak sein.
Gleichgültig ob die Beschichtungsmasse auf einen transparenten
oder opaken Schichtträger aufgetragen wird, kann sie eine Vielzahl
üblicher bekannter Zusätze enthalten, die die antistatische Wirkung
des Copolymeren nicht beeinträchtigen. In typischer Weise können
der Beschichtungsmasse beispielsweise Mattierungsmittel, oberflächen
aktive Verbindungen und Gleitmittel zugesetzt werden.
Das im Einzelfalle vorteilhafteste Lösungsmittel zur Erzeugung
der Dispersion des antistatisch wirksamen Copolymeren im Binde
mittel hängt von dem in Einzelfalle verwendeten Bindemittel ab.
Das Lösungsmittel soll dabei das Bindemittel lösen und das anti
statisch wirksame Copolymer dispergieren, jedoch nicht lösen.
Relativ hydrophile Lösungsmittel wie beispielsweise Methanol und
2-Methoxyäthanol dispergieren die antistatisch wirksamen Copoly
meren und Mischungen der Lösungsmittel können zur Lösung der Binde
mittel verwendet werden. In typischer Weise können als Lösungsmittel
beispielsweise verwendet werden: Aceton, Methanol, Propylenchlorid,
Methanol-Methylenchlorid, Chloroform, Äthanol-Methylenchlorid,
Isopropanol-Dimethylformamid, Methanol-2-butanon und 2-Methoxy
äthanol. Zur Herstellung der Beschichtungsmassen können somit
auch Mischungen von zwei oder mehreren Lösungsmitteln in vor
teilhafter Weise verwendet werden. In vorteilhafter Weise kann
des weiteren ein solches Lösungsmittel oder können solche Lösungs
mittelmischungen verwendet werden, die nicht nur das Bindemittel
lösen sondern gleichzeitig auch den Schichtträger anlösen oder
erweichen, auf dem die antistatische Schicht aufgetragen wird.
Auf diese Weise läßt sich die Adhäsion der antistatischen Schicht
erhöhen, ohne daß dabei die antistatischen Eigenschaften der
Schicht beeinträchtigt werden. Besonders vorteilhafte Schicht
träger-Lösungsmittelkombinationen sind Schichtträger aus Cellulose
acetat mit Aceton/Methanol oder mit Methan/Propylenchlorid/2-Meth
oxyäthanol.
Um die gewünschten physikalischen Eigenschaften der antistatischen
Schicht zu erreichen, soll das Gewichtsverhältnis von hydrophoben
Bindemittel zu antistatisch wirksamen Copolymer bei 10 : 1 bis 1 : 1
liegen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das
Gewichtsverhältnis von hydrophoben Bindemittel zu antistatisch
wirksamen Copolymer bei etwa 5 : 1 bis 2 : 1 liegt. Die Beschichtungs
masse enthält soviel Lösungsmittel, daß die Beschichtung erleichtert
wird. In typischer Weise enthalten die Beschichtungsmassen etwa
0,2 bis zu 20 Gew.-% der Mischung aus Bindemittel und anti
statisch wirksamen Copolymeren. Der Rest besteht aus dem oder den
Lösungsmitteln.
Die Beschichtungsmassen können auf die verschiedensten üblichen
bekannten Schichtträger aufgetragen werden, die zur Herstellung
photographischer Materialien und Elemente des verschiedensten
Typs verwendet werden, um sie antistatisch auszurüsten, beispiels
weise zur antistatischen Ausrüstung von elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterialien, elektrisch verstärkten Aufzeichnungs
elementen und üblichen bekannten photographischen Aufzeichnungs
materialien und photographischen Filmmaterialien. Die Schicht
träger können dabei beispielsweise aus den üblichen bekannten
photographischen Schichtträgermaterialien bestehen, beispiels
weise Papier, barytiertem Papier, mit einem Polymeren beschichteten
Papier, ferner aus einem mit einer Pigmentschicht beschichteten poly
meren Film, Poly(äthylenterephthalat), Celluloseacetat, Glas, Poly
carbonaten und dergleichen, wie sie beispielsweise in der Zeit
schrift "Product Licensing Index", Band 92, Dezember 1971, Publi
kation 9232 auf Seiten 107 bis 110, näher beschrieben werden.
Die antistatischen Schichten können dabei nach üblichen bekannten
Methoden auf die Schichtträger aufgetragen werden, beispiels
weise durch Aufsprühen, durch Eintauchen, durch Beschichten mit
einer der üblichen bekannten Beschichtungsvorrichtung und der
gleichen.
Um eine ausreichende Leitfähigkeit und vorteilhafte physikalische
Eigenschaften zu erreichen soll die Beschichtungsstärke aus hydro
phoben Bindemittel und antistatisch wirksamen Copolymeren bei
0,25 bis 20 g/m² Schichtträgerfläche liegen. Aus ökonomischen Gründen
hat es sich oftmals als zweckmäßig erwiesen, wenn die Gesamtbe
schichtungsstärke bei unter 10 g/m² liegt. Als besonders vorteil
haft hat es sich erwiesen, Beschichtungsstärken von 0,5 bis 1,0 g/m²
zu verwenden. Unter der "Gesamtbeschichtungsstärke" ist die Summe
der Beschichtungsstärken aus antistatisch wirksamen Copolymer
und Bindemittel zu verstehen. Die Beschichtungsstärke der anti
statischen Schicht kann bei über 20 g/m² liegen, wenn die
Beschichtungsmasse zur Erzeugung der antistatischen Schicht andere
zusätzliche Komponenten enthält.
Die antistatische Schicht kann an verschiedenen Stellen eines
photographischen Materials erzeugt werden. So kann beispiels
weise die antistatische Schicht zwischen Schichtträger und strah
lungsempfindlicher Schicht oder strahlungsempfindlichen Schichten
erzeugt werden. Andererseits ist es jedoch auch möglich, wenn die
strahlungsempfindliche Schicht oder die strahlungsempfindlichen
Schichten zur Entwicklung nicht mit wäßrigen Lösungen behandelt
werden müssen, die antistatische Beschichtungsmasse auf die oder
die oberste strahlungsempfindliche Schicht aufzutragen. Im Falle
der Erzeugung von antistatischen Rückschichten hat es sich oftmals
als zweckmäßig erwiesen, die antistatische Schicht mit einer
zusätzlichen Schicht, beispielsweise einer Gleitmittelschicht oder
einer Antilichthofschutzschicht zu überziehen oder mit einer oder
mehreren anderen Polymerschichten, je nach den gewünschten Eigen
schaften des herzustellenden photographischen Materials.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
befindet sich die strahlungsempfindliche Schicht oder befinden
sich die strahlungsempfindlichen Schichten mit einer äußersten
hydrophilen Schicht auf einer Seite des photographischen Schicht
trägers, während sich die antistatische Schicht auf der anderen
Seite des Schichtträgers befindet. Die äußerste hydrophile Schicht
kann gegebenenfalls die verschiedensten üblichen Zusätze enthalten,
wie beispielsweise ein Mattierungsmittel, ein Antischleiermittel,
einen Weichmacher, ein Mittel zur Verminderung oder Reduzierung
des Schleiers und dergleichen. Zur Herstellung der äußersten hydro
philen Schicht können des weiteren die verschiedensten wasser
permeablen hydrophilen Polymeren verwendet werden, die in üblicher
bekannter Weise zur Herstellung photographischer Aufzeichnungs
materialien verwendet werden können. Typische hydrophile Polymere
sind beispielsweise Gelatine, Albumin, Polyvinylalkohole, Aggar-
Aggar, Natriumalginat, hydrolysierte Celluloseester, hydrophile
Polyvinylcopolymere und dergleichen.
Die Beschichtungsmassen zur Erzeugung der antistatischen Schichten
können direkt auf die eine Seite eines Schichtträgers aufgetragen
werden oder aber auf die verschiedensten Haftschichten, die übli
cherweise zur Herstellung photographischer Materialien verwendet
werden. Derartige Haftschichten können beispielsweise aus Copoly
meren aus Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Acrylsäure, Cellulose
nitrat oder anderen Cellulosederivaten erzeugt werden.
Bei den strahlungsempfindlichen Schichten der erfindungsgemäßen
photographischen Materialien handelt es sich um die üblichen
bekannten strahlungsempfindlichen Schichten, beispielsweise Silber
salzemulsionsschichten, insbesondere Silberhalogenidemulsions
schichten, Schichten vom Diazotyp, Vesicularschichten, photo
polymerisierbare Schichten und dergleichen.
Zur Erzeugung erfindungsgemäßer Aufzeichnungsmaterialien lassen
sich die verschiedensten üblichen bekannten photographischen
Silberhalogenidemulsionen verwenden, beispielsweise die üblicher
weise verwendeten ausentwickelbaren Silberhalogenidemulsionen,
z. B. Silberchloridemulsionen, Silberchloridbromidemulsionen,
Silberchloridjodidemulsionen, Silberchloridbromidemulsionen,
Silberbromidemulsionen und Silberbromidjodidemulsionen.
Die zur Herstellung der Aufzeichnungsmaterialien verwendeten
photographischen Silberhalogenidemulsionen können die üblichen
bekannten Zusätze enthalten, z. B. chemische Sensibilisierungs
mittel, Entwicklungsmodifiziermittel, Antischleiermittel und
dergleichen. Derartige Zusätze werden beispielsweise näher
beschrieben in der Zeitschrift "Product Licensing Index", Publikation
9232, Band 92, Dezember 1971, Seiten 107 bis 110.
Die Emulsionen können des weiteren beispielsweise in üblicher
bekannter Weise chemisch sensibilisiert sein, z. B. mit Reduktions
mittel, beispielsweise Stannosalzen, wie sie z. B. aus der US-PS
24 87 850 bekannt sind, Polyaminen, wie beispielsweise Diäthylen
triamin, wie sie beispielsweise aus der US-PS 25 18 698 bekannt
sind, Polyaminen, z. B. Spermin, wie sie z. B. näher in der US-PS
25 21 925 beschrieben werden oder Bis-(β-aminoäthyl)sulfid und
seinen wasserlöslichen Salzen, wie sie beispielsweise aus der US-PS
25 21 926 bekannt sind, Schwefel-Sensibilisierungsmitteln, z. B.
Allylthiocarbamat, Thioharnstoff, Allylisothiocyanat, Cystin und
dergleichen, verschiedenen Goldverbindungen, z. B. Kaliumchloro
aurat, Auritrichlorid und dergleichen, wie sie beispielsweise
aus den US-PS 25 40 085, 25 97 856 und 25 97 915 bekannt sind.
Die zur Herstellung der Aufzeichnungsmaterialien verwendeten Emul
sionen können des weiteren auch übliche die Empfindlichkeit erhöhende
Verbindungen enthalten, wie beispielsweise quaternäre Ammonium
verbindungen, wie sie z. B. aus den US-PS 22 71 623, 22 88 226
und 23 34 864 bekannt sind oder Thiopolymere, wie sie z. B. näher
in den US-PS 30 46 129 und 30 46 124 beschrieben werden.
Die Emulsionen können des weiteren gegebenenfalls stabilisiert
sein, z. B. durch Zusatz von Quecksilberverbindungen und dergleichen,
wie sie beispielsweise aus den US-PS 27 28 663, 27 28 664 und
27 28 665 bekannt sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Zunächst wurden zwei Dispersionen aus dem antistatisch wirksamen
Copolymeren Nr. 18 und einem Bindemittel aus 39% acetylierter
Cellulose in einem Lösungsmittelgemisch aus 55% Aceton und 45%
Methanol hergestellt. Die Verhältnisse von antistatisch wirksamen
Copolymeren und Bindemittel ergeben sich aus der später folgenden
Tabelle II.
Die Dispersionen wurden auf Cellulosetriacetatschichtträger in
einer Beschichtungsstärke von 0,6 g/m² aufgetragen.
Ermittelt wurde der Oberflächenwiderstand der aufgetragenen
Schichten. Des weiteren wurde der Oberflächenwiderstand eines
nicht beschichteten Schichtträgers ermittelt. Der Widerstand wurde
auf der beschichteten Seite des Schichtträgers bei einer Luft
feuchtigkeit von 50% und einer Temperatur von 21°C ermittelt, und
zwar nach einer Methode, wie sie in der US-PS 28 01 191 näher
beschrieben wird.
Der Kratz-Widerstand (scratch resistance) der Schichten wurde nach
der ASTM-Testmethode PH 1,37 - 1963 ermittelt, im folgenden kurz
als Kratz-Test bezeichnet.
Die zur Durchführung des Kratz-Testes verwendete Apparatur bestand
aus einer Haltevorrichtung für den zu testenden Prüfling derart,
daß über den horizontal angeordneten Prüfling ein Nadel-Arm
geführt werden konnte, auf dem eine sphärische Saphir-Nadel eines
Durchmessers von 0,076 mm befestigt war. Der Nadel-Arm war
vertikal angelenkt und wurde im Gleichgewicht gehalten, so daß
die Nadel nicht belastet wurde. Auf dem Arm über der Nadel wurden
Gewichte aufgebracht, um sie gegenüber dem Prüfling zu belasten.
Vor Durchführung der Versuche wurden die Prüflinge mindestens
2 Stunden lang bei einer Temperatur von 21°C und einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 50% konditioniert. Die konditionierten Prüf
linge wurden dann in die Apparatur eingebracht und in Kontakt
mit der belasteten Nadel durch die Vorrichtung bewegt. In jedem
Falle wurde eine Reihe von parallelen Kratz-Linien bei verschie
denen Nadel-Belastungen erzeugt, wobei in allen Fällen die ange
wandte Belastung oder der angewandte Druck ermittelt wurde. Die
dem Test unterworfenen Prüflinge wurden dann mit Dia-Rahmen
gerahmt und mittels eines Diapositiv-Projektors
auf einen ebenen weißen Projektionsschirm proji
ziert, der in einer Entfernung von 1,219 m aufgestellt war.
Ermittelt wurden die Kratz-Projektionen von einer Person aus einer
Entfernung von Projektionsschirm von 1,219 Meter und dann
4,572 Meter. Ermittelt wurden die durchschnittlichen Belastungen
in Gramm, die die erste sichtbare Kratz-Spur bei jeder Entfernung
erzeugten, abgerundet auf die nächsten 5 g. Die erhaltenen Ergeb
nisse sind in der später folgenden Tabelle II unter der Überschrift
Kratz-Test angegeben.
Des weiteren wurde der Abrieb-Widerstand der erzeugten Schichten
nach der ASTM-Methode ASTM-D673 (Seite 224) mit der Überschrift
"Abrasion by Falling Carborundum" ermittelt, wobei jedoch ein
Schleier-Meßgerät nach Gardner anstelle des Lumitron Colorimeters
verwendet wurde, um die Prüflinge zu testen. Bei diesem Test wurde
ein Prüfling des zu testenden Materials einer Größe von
5,08×5,08 cm auf eine rotierbare Plattform gebracht, die sich in einem
Winkel von 45° von der horizontalen unterhalb eines vertikalen
Rohres befand, das mit einem Trichter verbunden war und so ange
ordnet war, daß das Rohr und der Trichter ebenfalls rotierbar
waren. Die Proben-Plattform wurde dann in schnelle Drehung ver
setzt, wie auch das Rohr und der Trichter (bei geringerer
Geschwindigkeit). Dann wurden 400 g Siliciumcarbid (Carborundum Nr. 80)
in den Trichter eingeführt und aus dem Trichter durch das Rohr
auf den Prüfling fallengelassen. Nachdem sämtliche Siliciumcarbid
körner auf den rotierenden Prüfling gefallen waren wurde die
Rotation gestoppt, worauf der Prüfling aus der Vorrichtung ent
nommen wurde. Daraufhin wurden die Teilchen von dem Prüfling vor
sichtig abgeklopft. Der Prüfling wurden dann in ein Schleier-Meßge
rät gebracht und untersucht. Es wurde ein
Wert "B" abgelesen. Des weiteren wurde von einem unbehandelten
Prüfling der Wert "A" abgelesen. Der Abrieb-Wert oder der prozen
tuale Schleier ergibt sich aus der folgenden Formel:
Die ermittelten Werte sind ebenfalls in der folgenden Tabelle II
unter der Überschrift "Abrieb (% Schleier)" angegeben.
Es wurden zwei weitere Copolymerdispersionen ausgehend von den
Copolymeren 14 und 19 der Tabelle I wie in den Beispielen 1 und
2 beschrieben, hergestellt und getestet. Von den hergestellten
Prüflingen wurden die Oberflächenwiderstände bei 21°C und einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 80% ermittelt. Die erhaltenen
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
Aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt sich, daß die erfindungs
gemäßen Aufzeichnungsmaterialien einen Widerstand aufweisen, der
um den Faktor 10⁵ im Vergleich zu nicht behandelten Aufzeichnungs
materialien vermindert ist, ohne daß dabei die Widerstandsfähigkeit
der Materialien gegenüber Verkratzen oder Abrieb nachteilig
beeinträchtigt ist.
Es wurden einige weitere Versuche mit beschichteten Schichtträgern
durchgeführt, die ausgehend von folgenden Ausgangsmaterialien
hergestellt wurden:
Schichtträger: Cellulosetriacetat-Schichtträger; Poly(äthylen terephthalat)-Schichtträger;
Bindemittel: zu 39% acetylierte Cellulose; Poly(vinylacetal); Poly(methylmethacrylat) und in Alkohol lösliches Celluloseacetatbutyrat mit einem maximalen Acetatgruppengehalt von 4% und einem Gehalt an Butyratgruppen von 45 bis 49%;
Antistatisch wirksames Polymer: Copolymer Nr. 18; Poly(vinyl benzyltrimethylammoniumchlorid) (PVBTM);
Lösungsmittel: a) Aceton; b) Methanol; c) Propylenchlorid; d) Methoxyäthanol.
Schichtträger: Cellulosetriacetat-Schichtträger; Poly(äthylen terephthalat)-Schichtträger;
Bindemittel: zu 39% acetylierte Cellulose; Poly(vinylacetal); Poly(methylmethacrylat) und in Alkohol lösliches Celluloseacetatbutyrat mit einem maximalen Acetatgruppengehalt von 4% und einem Gehalt an Butyratgruppen von 45 bis 49%;
Antistatisch wirksames Polymer: Copolymer Nr. 18; Poly(vinyl benzyltrimethylammoniumchlorid) (PVBTM);
Lösungsmittel: a) Aceton; b) Methanol; c) Propylenchlorid; d) Methoxyäthanol.
In der folgenden Tabelle II bezeichnen die Zahlenwerte unterhalb
der Lösungsmittelangabe die Gewichtsprozente der verwendeten
Lösungsmittel.
Die Angabe "Bindemittel/Antistatikum" in der folgenden Tabelle
gibt den Gew.-%-Satz der entsprechenden Komponente in der Beschich
tungsmasse an.
Abschnitte eines handelsüblichen Farbnegativ-Filmmaterials wurden
auf der Rückseite mit verschiedenen Beschichtungsmassen gemäß
Erfindung und gemäß Stand der Technik beschichtet. Die Beschichtungs
stärke, d. h. die Gesamtbeschichtung aus antistatisch wirksamen
Copolymer und Bindemittel betrug dabei jeweils 0,5 g/m². Die genaue
Zusammensetzung der antistatischen Schichten ergibt sich aus der
folgenden Tabelle III.
Ermittelt wurde der elektrische Widerstand der antistatischen
Schichten der Prüflinge nach dem in den Beispielen 1 bis 4 ange
gebenen Verfahren.
Des weiteren wurde die Eigenschaft der antistatischen Schichten
zur Erzeugung von Glanzstellen der Silberhalogenid
emulsionsoberfläche ermittelt, wenn das Aufzeichnungsmaterial aufge
spult wird, wobei die Emulsionsseite des Materials mit einer
Rückseite des Materials in Kontakt gelangt. Die Tendenz zur Glanz
stellenbildung wurde dabei nach folgender Methode ermittelt:
Zunächst wurden 34 Streifen des Aufzeichnungsmaterials mit einer
Länge von 38 cm und einer Breite von 35 mm hergestellt. Sechzehn
dieser Streifen, als Rückseiten-Teststreifen verwendet, wurden im
Mittelteil zweimal gelocht, wobei die erzeugten Löcher einen Durch
messer von 0,64 cm hatten und 7,6 cm voneinander entfernt waren.
Auf diese Weise sollten Bezirke auf den entsprechenden Emulsions
seiten-Teststreifen erzeugt werden, die nicht in Kontakt mit den
Rückseiten-Teststreifen während des Testes gelangen. Sechzehn der
nicht gelochten Teststreifen wurden als Emulsions-Teststreifen
verwendet und zwei Teststreifen wurden zu Vergleichszwecken bei
einer Temperatur von 21°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit
von 50% aufbewahrt.
Zwei Sätze von vier Emulsions-Teststreifen, vier Rückseiten-
Teststreifen und eine 91,44 m lange Rolle eines transparenten
35 mm breiten Kine-Filme wurden 16 Stunden lang bei einer Temperatur
von 21°C und einer 60%igen relativen Luftfeuchtigkeit kondi
tioniert. Zwei entsprechende Sätze wurden bei 21°C und einer
relativen Luftfeuchtigkeit von 70% 16 Stunden lang konditioniert.
Nunmehr wurden Test-Sätze hergestellt, in denen ein Rückseiten-
Teststreifen auf einen Emulsions-Teststreifen aufgebracht wurde.
Des weiteren wurden 15,24 m des 35-mm-Kine-Filmes auf eine 35-mm-
Spule unter einer Spannung von 680 g aufgespult, worauf Paare von
Rückseiten-Teststreifen und Emulsions-Teststreifen auf die Spule
des Kine-Filmes in Abständen von 60 cm aufgespult wurden. Nachdem
der Kine-Film vollständig aufgespult worden war, wurde er unter
Spannung befestigt und in eine feuchtigkeits-konditionierte schwarze
Papierhülle eingebracht, worauf das Ganze in einem Filmaufbewah
rungsbehälter eingeschlossen wurde. Ein Test-Satz, der bei einer
relativen Feuchtigkeit von 60% konditioniert wurde und ein Test-
Satz der bei einer Feuchtigkeit von 70% konditioniert wurde, wurde
3 Tage lang bei 49°C aufbewahrt. Die anderen beiden Test-Sätze,
die bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 bzw. 70% kondi
tioniert wurden, wurden 7 Tage lang bei 38°C aufbewahrt.
Nach der Aufbewahrung wurden die Filmaufbewahrungsbehälter
geöffnet, worauf zwei der Emulsions-Teststreifen eines jeden Test-
Satzes ohne Entwicklung auf das Ausmaß an Glanzstellenbildung
untersucht wurden. Die anderen beiden Emulsions-Teststreifen
eines jeden Test-Satzes und die beiden Test-Origiale, die bei
einer 50%igen relativen Luftfeuchtigkeit konditioniert wurden,
wurden unmittelbar nach üblichen bekannten Methoden entwickelt,
worauf die Glanzstellenbildung ermittelt wurde. Der
Grad der Glanzstellenbildung wurde wie folgt beurteilt:
0=ausgezeichnet; 1=Spuren; 3=gering; 5=mäßig; 7=stark.
0=ausgezeichnet; 1=Spuren; 3=gering; 5=mäßig; 7=stark.
In der folgenden Tabelle III sind die Durchschnittswerte von nicht
entwickelten und entwickelten Prüflingen der einzelnen getesteten
Materialien angegeben.
Aus den ermittelten Daten ergibt sich, daß die Verwendung eines
quervernetzten Copolymeren ohne Bindemittel (Beispiel 14) aufgrund
einer zu starken Glanzstellbildung nicht möglich
ist. Bei Verwendung eines nicht quervernetzten Copolymeren mit
einem hydrophoben Bindemittel (Beispiel 16) tritt zwar eine geringere
Glanzstellenbildung auf, jedoch ist die Leitfähigkeit zu gering
und der Schleier zu stark. Hieraus ergibt sich, daß die erfindungs
gemäß verwendeten quervernetzten Copolymeren besonders vorteil
hafte Eigenschaften im Verhältnis zu den mitgetesteten linearen
Polymeren aufweisen und daß zur Erzielung vorteilhafter Ergebnisse
die Mitverwendung eines Bindemittels erforderlich ist. Aus den
erhaltenen Ergebnissen ergibt sich des weiteren, daß bei Verwen
dung von hydrophoben Bindemitteln weit bessere Ergebnisse erhalten
werden als bei Verwendung von hydrophilen Bindemitteln und daß
ferner die antistatischen Beschichtungsmassen auf die verschieden
sten Schichtträger aufgetragen werden können.
Claims (12)
1. Photographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger
und einer antistatischen Schicht, die als antistatisch wirksame
Komponente ein quervernetztes Copolymer aus Einheiten der
folgenden Formel enthält:
worin bedeuten:
A eine Einheit aus einem zu einer Additionspolymerisation befähigten polymerisierbaren Monomeren mit mindestens zwei äthylenisch ungesättigten Gruppen;
B eine Einheit aus einem copolymerisierbaren α, β-äthylenisch ungesättigten Monomeren;
Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom;
R¹, R² und R³ einzeln jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder eine Aryl- oder Aralkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen oder R¹, R² und R³ gemeinsam mit Q die zur Vervollständigung eines heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome;
M ein Anion;
Y einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten B 0 bis 90 Mol-% ausmachen;
x einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten A 1 bis 20 Mol-% ausmachen;
z einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten mit dem quaternären Rest 10 bis 99 Mol-% ausmachen,
dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische quervernetzte Copolymer in der antistatischen Schicht in einem hydrophoben Bindemittel dispergiert vorliegt, wobei das Gewichtsverhältnis von hydrophoben Bindemittel zu Copolymer bei 10 : 1 bis 1 : 1 liegt und die Gesamt-Beschichtungsstärke aus Copolymeren und Bindemittel 0,25 g/m² bis 20 g/m² beträgt.
A eine Einheit aus einem zu einer Additionspolymerisation befähigten polymerisierbaren Monomeren mit mindestens zwei äthylenisch ungesättigten Gruppen;
B eine Einheit aus einem copolymerisierbaren α, β-äthylenisch ungesättigten Monomeren;
Q ein Stickstoff- oder Phosphoratom;
R¹, R² und R³ einzeln jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 10 C-Atomen oder eine Aryl- oder Aralkylgruppe mit 6 bis 10 C-Atomen oder R¹, R² und R³ gemeinsam mit Q die zur Vervollständigung eines heterocyclischen Ringes erforderlichen Atome;
M ein Anion;
Y einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten B 0 bis 90 Mol-% ausmachen;
x einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten A 1 bis 20 Mol-% ausmachen;
z einen Zahlenwert, der anzeigt, daß die Einheiten mit dem quaternären Rest 10 bis 99 Mol-% ausmachen,
dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische quervernetzte Copolymer in der antistatischen Schicht in einem hydrophoben Bindemittel dispergiert vorliegt, wobei das Gewichtsverhältnis von hydrophoben Bindemittel zu Copolymer bei 10 : 1 bis 1 : 1 liegt und die Gesamt-Beschichtungsstärke aus Copolymeren und Bindemittel 0,25 g/m² bis 20 g/m² beträgt.
2. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamt-Beschichtungsstärke
aus Copolymeren und Bindemittel 0,5 g/m² bis 1,0 g/m²
beträgt.
3. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in der angegebenen Formel x
ein Zahlenwert ist, der anzeigt, daß die Einheiten A 5 bis
10 Mol-% ausmachen.
4. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß A für eine Einheit aus Äthylen
glykoldimethacrylat steht.
5. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß B für eine Einheit aus Styrol
steht.
6. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch1,
dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Schicht ein
Copolymer der angegebenen Formel enthält, in der R¹, R²
und R³ jeweils Methylgruppen darstellen.
7. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Schicht als
antistatisch wirksame Komponente ein Copolymer aus N-Vinyl
benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldi
methacrylat in einem Verhältnis von 93 : 7 enthält.
8. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophobe Bindemittel der
antistatischen Schicht aus acetylierter Cellulose, Poly
(methylmethacrylat) oder Poly(vinylacetat) besteht.
9. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schichtträger aus
Celluloseacetat aufweist und daß die antistatische Schicht
als hydrophobes Bindemittel acetylierte Cellulose enthält.
10. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Schicht als
antistatische wirksame Komponente ein Copolymer aus N-Vinyl
benzyl-N,N,N-trimethylammoniumchlorid und Äthylenglykoldi
methacrylat in einem Verhältnis von 93 : 7 enthält, daß das
hydrophobe Bindemittel aus zu 39% acetylierter Cellulose
besteht und daß das Gewichtsverhältnis von hydrophobem
Bindemittel zu antistatischen Copolymer bei 5 : 1 bis 2 : 1 liegt.
11. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatische Schicht auf
einer Seite des Schichtträgers als äußerste Schicht aufge
tragen ist und daß ferner die andere Seite des Schichtträgers
als äußerste Schicht eine Schicht mit einem hydrophilen Poly
meren aufweist.
12. Photographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß es auf der der antistatischen
Schicht gegenüberliegenden Seite des Schichtträgers mindestens
eine strahlungsempfindliche Silberhalogenidemulsionsschicht
aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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