ЛАТЕКС ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОМАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК G03C1/815 

Изобретение относится к латексам сополимеров 2-окси-4-акрилоилоксибензофенона (1) и 2-окси-4-метакрилоилокси- бензофенона (II) в качестве светозащитных добавок в фотоматериалы.

Известно, что сополимеры и гомополимеры I и II применяют для защиты пластмасс и волокон от старения под воздействием УФ-излучения [1,2] . При этом защитные пленки получают либо прессованием, либо с использованием растворов сополимеров I и II. Известен также пример применения латексов сополимеров I и II и их замещенных для защиты полимеров от УФ-излучения [3] . При этом описаны латексы гомополимера 1; трех сополимеров 1: с изобутилакрилатом, акрилонитрилом и акриловой кислотой (взятых в соотношении 1: 7,6: 1: 0,4), с бутилакрилатом и акриловой кислотой (в соотношении 1: 1,65: 0,11), с изобутилакрилатом (в соотношении 1: 2,2), а также латекс сополимера II с изобутилакрилатом с соотношением мономерных звеньев 1: 3 соответственно. Указанные латексы стабилизированы системой эмульгаторов и добавок с использованием Na-α-гидроксиоктадекансульфоната, продукта конденсации 30 молей окиси этилена и гидроабиетилового спирта, изооктанола и триэтаноламина.

Описанные латексы при использовании в цветных кинофотоматериалах наряду с положительным светозащитным эффектом обнаруживают отрицательное воздействие на ряд характеристик материалов, исключающее возможность применения их в этой области. Во-первых, все они вызывают значительный рост темновой вуали изображения. Во-вторых, применение описанных латексов сополимеров I и II увеличивает толщину защитных слоев, что понижает резкость изображений. Это связано с тем, что такие сополимеры необходимо вводить в повышенных дозах, так как доля звеньев мономеров, определяющих защитный эффект, составляет в них лишь 25-36% от массы сополимера. В результате увеличения толщины слоев возрастает светорассеяние в них, что, как известно, ухудшает резкостные характеристики фотоматериалов. Вторым недостатком не обладает латекс гомополимера I, однако применение этого латекса ухудшает физико-механические свойства пленок, а именно снижает ударную прочность их.

Таким образом, известные латексы полимеров с мономерными звеньями I и II при их использовании в цветных кинофотоматериалах, повышая светостойкость материалов, ухудшают ряд важных фотографических и физико-механических свойств их, что исключает возможность применения таких латексов в фотокомпозициях.

Целью изобретения являются латексы сополимеров I и II в качестве компонентов фотоматериалов, обеспечивающие высокую светостойкость и одновременно удовлетворительные фотографические и физико-механические свойства этих материалов.

Цель достигается тем, что в качестве компонентов фотоматериалов используют латексы, включающие сополимер 2-окси-4-акрилоилоксибензофенона (I) или 2-окси-4-метакрилоилоксибензофенона (II) с бутилакрилатом (III) и акриловой (IV) или метакриловой кислотой (V), причем массовое соотношение звеньев I(II): III: IV(V) равно 1: (0,5-1): (0,05-0,15), а в качестве поверхностно-активных веществ - смесь динатриевой соли диэтилового эфира (γ-децилоксипропил-N-β-(карбокси)-β- (сульфопропионил)-аспаргиновой кислоты (VI) или натриевой соли ди-2-этил-гексилового эфира сульфоянтарной кислоты (VII) с оксиэтилированным 12 молями окиси этилена нонилфенолом (VIII) при следующем массовом соотношении компонентов в латексе: сополимер 20-30, смесь ПАВ 1-2, остальное вода.

Предлагаемые латексы обеспечивают удовлетворительные физико-механические свойства защитных пленок при относительно малой их толщине, если в сополимере, входящем в него, соотношение долей мономерных звеньев I(II), III и IV(V) находятся в границах 1: (0,5-1): (0,05-0,15). Использование сополимеров с большей долей единиц бутилакрилата не улучшает прочности пленок, но ведет к увеличению их толщины, что отрицательно сказывается на резкости изображений. Уменьшение доли бутилакрилатных звеньев (<0,5) в сополимере снижает прочность светозащитных пленок. Применение при получении латексов (мет)акриловой кислоты повышает устойчивость их, уменьшает вероятность образования коагулюма. Этот эффект наблюдается при наличии в сополимере 0,05 долей звеньев этих кислот и более. Однако, сополимеры с долей мономерных единиц IV и V большей 0,15 ухудшают показатель набухаемости пленок, что уменьшает их прочность при химико-фотографической обработке.

Латексы, применяемые в фотоматериалах, должны обладать высокой агрегативной устойчивостью, так как образование в них коагулюма уменьшает выход сополимера латекса, приводит к появлению брака (пятна на изображении). Нами был исследован ряд поверхностно-активных веществ для нахождения такой системы, которая обеспечивала бы, с одной стороны, достаточную устойчивость латексов, а с другой стороны, не вызывала бы значительного повышения темновой вуали. Нами было найдено, что этой цели отвечают ПАВ VI и VII в смеси с VIII, взятые в количестве 1-2% по отношению к массе латекса. При этом соотношении VI(VII) и VIII может изменяться от 1: 1 до 1: 5. Введение в латексную систему количеств ПАВ, больших 1-2% , повышает уровень темновой вуали фотоматериалов, при меньших концентрациях ПАВ в латексах образуется коагулюм.

Для получения значительного увеличения светостойкости цветных изображений в защитные слои необходимо вводить достаточно большие количества латексов сополимеров I или II. С учетом размера щелей при экструзионном поливе и расхода композиций на м² материалов концентрация латексов должна находиться в пределах 20-30% . При меньших концентрациях падает светозащитный эффект пленок, использование больших концентраций приводит к уменьшению светочувствительности материалов.

Как видно из приведенных выше доводов предложенное решение является неочевидным, поскольку вытекает из известных на сегодняшний день свойств как латексов, так и применяемых для их стабилизации ПАВ.

Указанные отличия предлагаемого решения являются существенными, поскольку только их совокупность позволяет достичь желаемого эффекта - высоких светозащитных свойств при условии удовлетворительных фотографических и физико-механических свойств материалов с применением заявляемых латексов.

Для применения в защитных слоях фотоматериалов латексы смешивают с раствором желатины, обеспечивающей гидрофильность слоя и проницаемость его для обрабатывающих растворов, а также студение после полива. Как показали опыты, соотношение масс сополимера и желатины должно быть меньше единицы. При более высоком соотношении сополимер-желатина появляется матовость и уменьшается оптическая плотность поглощения красителей изображения. Поэтому применение латексов сополимеров с большей долей балластных мономерных звеньев (как, например, в сополимерах прототипа) повышает толщину защитных пленок не только в связи с необходимостью вводить полимеры в больших количествах, но и в связи с увеличением насоса желатины.

П р и м е р 1. Синтез латексов.

1 ч. мономера 1 растворяют в смеси 0,9 ч бутилакрилата 0,1 ч. акриловой кислоты и 1 ч. бензола. Полученный раствор смешивают с раствором 0,1 ч. смеси ПАВ VI и VIII (в соотношении 1: 1) в 6 ч. воды. Смесь нагревают в токе азота при перемешивании в течение нескольких минут, после чего прибавляют раствор 0,001 ч. Na-персульфата в 1 ч. воды. Массу перемешивают при 65^оС в течение 3,5 ч. Затем удаляют в вакууме или продувкой воздухом непрореагировавший бутилакрилат и бензол. Процентное содержание сополимера определяют по остатку, полученному упариванием взвешенной пробы латекса при 120-130^оС. Выход сополимера 98,5% , размер частиц латекса 0,1 μ (определен на приборе "Маlvevn"), концентрация - 25% . Аналогично синтезированы латексы с применением других соотношений мономеров I(II), III и IV(V), а также количеств ПАВ и воды. Размер частиц заявляемых латексов находится в пределах 0,07-0,1 μ. Данные о полученных латексах приведены в табл. 1. Латексы сополимеров I и II, описанные в прототипе, синтезированы нами по методикам примеров 23, 24, 27, 29 и 32 [3] .

П р и м е р 2. Получение однослойных цветных фотоматериалов со светозащитным слоем.

а) Приготовление светочувствительного слоя.

Раствор 1 ч. желтой цветообразующей компоненты (ЦОК) 2-хлор-5-[2,4-дитретамилфеноксибутириламино] -анилида N-бензилгидантоинилпивалоилуксусной кислоты в 2 мл дибутилфталата диспергируют в 20 мл 6% -ного водного раствора желатины в присутствии Na-додецилбензолсульфокислоты. Дисперсию смешивают с сенсибилизированной галогеносеребряной эмульсией, добавляют стабилизатор, дубитель и композицию наносят на подложке с наносом 2,1 г ЦОК на м².

б) Приготовление светозащитного слоя.

К 6 мл 25% -ного латекса, полученного в примере 1, добавляют 33 мл 6% -ного водного раствора желатины и дубитель. Композицию наносят на светочувствительный слой. При этом насос сополимера латекса на м² поверхности составляет 1,6 г, а желатины - 2 г.

После сушки, экспозиции и химико-фотографической обработки измеряют фотографические и физико-механические характеристики материалов. Светостойкость (L) красителей определялась по методике, где в качестве критерия принята продолжительность облучения до достижения падения оптической плотности красителя на 20% от исходной, равной 1. Освещенность в плоскости образца 1 млн. люксов. Для сравнения используют образец, где вместо светозащитного слоя нанесен слой желатины. Нами было найдено, что если защитные пленки включают сополимеры в таком количестве, что масса УФ-поглощающих мономерных звеньев в них, отнесенная к 1 м² поверхности одинакова, то такие пленки проявляют одинаковое светозащитное действие. При наносе сополимера с 0,8 г мономерных звеньев I или II на 1 м² скорость выцветания желтого красителя уменьшается в 7 раз по сравнению с образцами, где в качестве защитного слоя нанесена желатина. Светочувствительность таких образцов такая же, как и в материалах без светозащитных пленок.

Как видно из таблицы, применение латексов 1-9 дает возможность получить фотоматериалы с минимальной темновой вуалью изображений, удовлетворительной ударной прочностью и малой толщиной защитных слоев. Снижение доли бутилакрилатных звеньев в сополимере (латексы 10, 15) приводит к уменьшению ударной прочности пленок. Повышение доли этих звеньев (латексы 11, 14) увеличивает толщину защитной пленки при той же ударной прочности пленок. Повышение доли звеньев (мет)акриловой кислоты (латексы (13,16) увеличивает набухаемость пленок, что приводит к дефектам пленок при их обработке, а снижение доли звеньев этих кислот уменьшает устойчивость латексов, приводит к образованию коагулюма и уменьшению выхода сополимера (латекс 12). Снижение концентрации ПАВ по сравнению с заявляемой (латекс 18) также отрицательно влияет на устойчивость системы, в результате в латексе при синтезе образуется коагулюм, падает выход сополимера. Применение латексов (19-23) прототипа приводят к образованию повышенной темновой вуали изображений (на 20-35% ). Кроме того, применение латекса гомополимера 1 (19) снижает на 30% механическую прочность пленок, а латексы 20-23 увеличивают толщину защитной пленки на 50-350% , что ухудшает резкость изображений. Таким образом, заявляемые латексы позволяют получить светозащитные пленки с удовлетворительной механической прочностью, минимальной толщиной пленки и низким уровнем темновой вуали. В то же время латексы прототипа в значительной мере ухудшают как фотографические, так и физико-механические свойства фотоматериалов.

П р и м е р 3. Введение латексов сополимеров I и II в светочувствительный слой.

В светочувствительную композицию, приготовленную, как в примере 2а, добавляют латекс сополимера I или II с таким расчетом, чтобы на 1 г ЦОК приходилось 0,4 ч мономерных звеньев I или II соответствующих сополимеров. Композиции наносят на подложки и после сушки, экспозиции и химико-фотографической обработки образцы испытывают на светостойкость и определяют их фотографические характеристики. Результаты испытания приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, введение заявляемых латексов в светочувствительный слой дает хороший защитный эффект при увеличении темновой вуали изображений на 10% . В тоже время применение латексов прототипа недопустимо повышает уровень темновой вуали при меньшем защитном эффекте в случае латексов 20 и 23.

Таким образом, заявляемые латексы позволяют значительно увеличить светостойкость цветных изображений фотоматериалов при удовлетворительных фотографических и физико-механических показателях материалов, в то время как латексы прототипа значительно увеличивают уровень темновой вуали и либо увеличивают толщину слоев, что отрицательно сказывается на резкости изображений, либо ухудшают прочность пленок. (56) Патент Бельгии N 629480, кл. C 08 F, 1963.

Патент Англии N 1226685, кл. С 2 С, 1971.

Патент Англии N 898065, кл. 2(6)р, 1962.

Область использования: химико-фотографическая промышленность. Сущность изобретения: латекс для изготовления фотоматериалов содержит сополимер 2-окси-4-акрилоилоксибензофенона (1) или 2-окси-4-метакрилоилоксибензофенона (2) с бутилакрилатом (3) и акриловой (4) или метакриловой (5) кислотой, причем соотношение 1 (2) : 3 : 4 (5) равно 1 : (0,5 - 1) : (0,05 - 0,1), а в качестве поверхностно-активных веществ - смесь динатриевой соли диэтилового эфира ( γ - децилоксипролпил-N- b -(карбокси)- b -(сульфопропионил)-аспарагиновой кислоты или натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты с оксиэтилированым 12 мол. окиси этилена нонилфенолом при следующем соотношении компонентов в латексе, мас. % : сополимер 20 - 30; смесь ПАВ 1 - 2, остальное вода. Использование предлагаемых латексов позволяет увеличить светостойкость фотоматериалов при удовлетворительных фотографических и физико-механических характеристиках этих материалов. 2 табл.

ЛАТЕКС ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОМАТЕРИАЛОВ, содержащий сополимер, поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения светостойкости фотоматериалов при сохранении их фотографических и физико-механических свойств, в качестве сополимера он содержит сополимер 2-окси-4-акрилоилоксибензофенона (I) или 2-окси-4-метакрилоилоксибензофенона (II) с бутилакрилатом (III) и акриловой (IV) или метакриловой кислотой (V), причем соотношение I (II) : III : IV (V) = 1 : 0,5 - 1 : 0,05 - 0,15, а в качестве поверхностно-активного вещества - смесь динатриевой соли диэтилового эфира ( γ -децилоксипропил-N- β -(карбокси)- β -(сульфопропионил)-аспаргиновой кислоты (VI) или натриевой соли ди-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты с оксиэтилированным 12 моль окиси этилена нонилфенолом (VIII) при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Указанный сополимер 20 - 30
Поверхностно-активное вещество 1 - 2
Вода Остальное