Способ изготовления дисперсий цветообразующих компонент

 

Использование: химико-фотографическая промышленность. Сущность изобретения: растворы цветообразующих компонент в смеси растворителей трибутилфосфата, дибутилфталата, трифенилфосфата, ацетоуксусного эфира, содержащих сполимер, ф-лы 1, где X и Y - массовые части, (X 5,0 - 7,0, Y 0,2 - 0,7) подвергают диспергированию в водном растворе ионогенного поверхностно-активного вещества, содержащем аэросил, в роторнопульсационном аппарате в зазоре между статором и вращающимся ротором при значениях градиентов скоростей от 3,5 · 10⁶ до 6,8 · 10⁶ м/с · м. 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам изготовления дисперсий гидрофобных цветообразующих компонент и может быть использовано в технологии изготовления цветных кинофотоматериалов в химико-фотографической промышленности.

Известен способ изготовления дисперсий цветообразующих компонент для цветных кинофотоматериалов путем растворения цветообразующей компоненты, например, производных пиразолона-5 или производных оксинафтойной кислоты в высококипящем органическом растворителе дибутилфталате, введения в полученный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества и диспергирования полученного раствора в водно-желатиновом растворе в присутствии ионогенного поверхностно-активного вещества додецилбензолсульфоната натрия [1] Недостатком указанного способа является то, что по нему получают грубые дисперсии цветообразующих компонент со средним диаметром частиц > 0,2 мкм, что приводит к неудовлетворительным структурно-резкостным свойствам кинофотоматериалов.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления дисперсий цветообразующих компонент (производных пиразолона-5 или оксинафтойной кислоты) путем растворения компоненты в смеси высококипящих органических растворителей дибутилфталата и трифенилфосфата, введения в полученный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества изооктилфеноксиполигликоля и диспергирования полученного раствора в водно-желатиновом растворе в присутствии ионогенного поверхностно-активного вещества додецилбензолсульфоната натрия (прототип)[2] Указанный способ позволяет получать дисперсии цветообразующих компонент со средним диаметром частиц 0,1 мкм.

Однако дисперсии, полученные указанным способом, являются неудовлетворительно стабильными. Срок хранения указанных дисперсий при 3-5^оС не превышает 7 дней, а при 10-12^оС составляет не более 1 сут, что затрудняет их практическое использование в производстве кинофотоматериалов. Кроме того, дисперсии, полученные по способу-прототипу, характеризуются низкой коллоидной устойчивостью в присутствии добавок полива (спирты, сенсибилизаторы, дубители и т.п.). Это приводит к коалесценции капель дисперсии, образованию капель с диаметром 20-100 мм, что не позволяет получать фотоматериалы с высокими потребительскими свойствами. Вместе с этим, при получении дисперсий по способу-прототипу путем обработки коллоидной системы, содержащей желатин, в диспергирующих устройствах (коллоидные мельницы, роторно-пульсационные аппараты, ультразвуковые диспергаторы) протекают процессы гелеобразования, коацервации и разрушения желатина, следствием чего являются значительные затруднения при фильтрации дисперсий и галогенсеребряных эмульсий, содержащих дисперсии.

Целью изобретения является повышение устойчивости дисперсий гидрофобных цветообразующих компонент.

Это достигается тем, что в способе изготовления дисперсий гидрофобных цветообразующих компонент путем растворения каждой из компонент в отдельной емкости в смеси высококипящих органических растворителей дибутилфталата и трибутилфосфата и диспергирования полученного раствора в водном растворе ионогенного поверхностно-активного вещества используют смесь высококипящих органических растворителей, дополнительно содержащую трибутилфосфат и ацетоуксусный эфир в следующем соотношении, мас.ч. Трибутилфосфат 3-4 Дибутилфталат 1-2 Трифенилфосфат 0,5-1 Ацетоуксусный эфир 0,01-0,4 и до растворения цветообразующей компоненты в указанной смеси растворителей дополнительно растворяют сополимер, общей формулы где Х и Y массовые части, Х 5,0-7,0, Y 0,2-0,7 c удельной вязкостью 0,5% раствора в ацетоне 0,1-0,5 в количестве 0,3-7,0 мас. от массы смеси органических растворителей, используют водный раствор ионогенного поверхностно-активного вещества, в котором дополнительно диспергированы аэросил с удельной поверхностью 300-380 м² в количестве 0,1-2,0 мас. от массы указанного раствора, при этом диспергирование аэросила, ацетоуксусного эфира и диспергирование раствора цветообразующих компонент в водном растворе поверхностно-активного вещества, содержащего аэросил, осуществляют в роторно-пульсационном аппарате, в зазоре между статором и вращающимся ротором при значениях градиентов скоростей от 3,0˙10⁶ до 8,8˙10⁶ м/сек˙м.

На чертеже изображен элемент зазора между статором и ротором, где 1 ротор, 2 статор, δ- зазор между ротором и статором, ω- угловая скорость вращения ротора, при этом Р W_Р О эпюра скоростей движения жидкости в зазоре между ротором и статором.

Градиент скоростей (ΔW) определяется по расчетной формуле ΔW где W_р линейная скорость вращения ротора; W_c 0 скорость вращения статора (неподвижен); δ- величина зазора между ротором и статором.

При подстановке в приведенную выше расчетную формулу величин скорости вращения ротора (от 6,5 до 9,5 тыс.об/мин), величины зазора (0,01 мм) и диаметров (90 мм и 178 мм) ротора и статора, на которых расположены коаксиальные цилиндры ротора и статора, получают значения минимального (ΔW_min) и максимального ( ΔW_max) градиентов скорости ΔW_min 3,0·10⁶ ΔW_max 8,8·10⁶ Осуществление процесса по предлагаемому способу с заявленными величинами градиентов скорости от 3,0˙10⁶ до 8,8˙10⁶ м/с˙м позволяет значительно интенсифицировать процесс диспергирования, получить дисперсии, не содержащие желатин со средним диаметром частиц дисперсной фазы до 0,05 мкм, повысить устойчивость дисперсий гидрофобных цветообразующих компонент в процессе их хранения при 10-12^оС до 18 мес, а также повысить устойчивость дисперсий в присутствии добавок полива, что проявляется в отсутствии крупных капель дисперсной фазы в дисперсии.

Ниже приводятся примеры изготовления дисперсий гидрофобных цветообразующих компонент по способу-прототипу и по предлагаемому способу.

В качестве гидрофобных цветообразующих компонент использовались, например:
голубые цветообразующие компоненты
δ-(2,4-дитретамилфенокси)-бутиламид-1-окси-2-нафтойной кислоты (3Г-97)
-α-(2,4-дитретамилфенокси)-пропила- мид-1-окси-2,4-дихлор-3-метилбензойной кислоты (С-213)
пурпурные цветообразующие компоненты:
-I-(2^I,4^I,6^I-трихлорфенил)-[3^II-/2^III,4^III -ди- (третамилфеноксиацетиламино)бензоила-мино]пиразолон-5 (3П-24),
-I-(2^I, 4^I,6^I-трихлорфенил-3-[2^II-хлор -5-октадеценилсукциноиламинофениламино] пиразолон-5 (М-651),
желтая цветообразующая компонента:
-[γ/(2^I, 4^I-дитретамилфенокси)пропиона- мидоанилид -(3-гидантоил)]-пивалоилуксусной кислоты (У-488);
в качестве ионогенного поверхностно-активного вещества, например,
додецилбензолсульфонат натрия (СВ-81)
диэтиловый эфир -N-γ-децилоксипропил-(β-карбоксисульфопропионил)-аспараги- новой кислоты (СВ-1147).

Сополимер, указанной выше формулы представляет собой порошок белого цвета, сополимер нетоксичен, легкодоступен, растворим в органических растворителях (ацетоне, бензоле и др.)
П р и м е р 1 (по прототипу). Навеску 280 г цветообразующей компоненты ЗП-24 растворяют в смеси растворителей дибутилфталата (500 г) и трифенилфосфата (250 г) ( 2 1) при 90^оС, в полученный раствор вводят 80 мл неионогенного поверхностно-активного вещества изооктилфеноксиполигликоля и полученный раствор диспергируют в 3000 мл 10%-ного водного раствора желатина, содержащего 600 мл 4% -ного водного раствора додецилбензолсульфоната натрия. Диспергирование производят при 60^оС в диспергаторе ДГК-04Б в течение 6 мин при скорости вращения ротора 6,7 тыс. оборотов в минуту при значениях градиента скорости между ротором и статором 3,8˙10⁶ м/с˙м.

Размеры частиц дисперсии и данные устойчивости дисперсий приведены в табл. 2.

П р и м е р 2 (по предложенному способу). а) Приготовление раствора цветообразующей компоненты:
В аппарат из нержавеющей стали емкостью 10 л, снабженный крышкой, мешалкой, термометром, вводным устройством и рубашкой для обогрева, загружают 3,3 кг трибутилфосфата, 1,8 кг дибутилфталата, 0,9 кг трифенилфосфата, 0,3 кг ацетоуксусного эфира. Смесь нагревают при перемешивании при 60-70^оС, после чего вводят сополимер, общей формулы
где Х 5, Y 0,2, с удельной вязкостью 0,5%-ного раствора в ацетоне 0,1 в количестве 0,46 кг (7% от массы растворителей). Содержимое аппарата нагревают при температуре 70-90^оС до полного растворения сополимера.

В полученный раствор при 40-50^оС загружают 3,2 кг желтой цветообразующей компоненты У-488, смесь перемешивают при 70-90^оС до полного растворения компоненты.

б) Приготовление водного раствора ПАВ, содержащего аэросил:
В аппарат из нержавеющей стали, емкостью 100 л, снабженный рубашкой для охлаждения донным клапаном, термометром и выносным роторно-пульсационным аппаратом (РПА) ДГК-04Б, загружают 29,5 л воды, 0,86 кг смачивателя додецилбензолсульфоната натрия (содержание основного вещества 21,3%) и 0,6 кг аэросила с удельной поверхностью 300 м² (2% от массы водного раствора СВ-81). Смесь обрабатывают в режиме циркуляции в РПА в зазоре между статором и вращающимся ротором при значении градиента скорости 3,0˙10⁶ м/с˙м (число оборотов ротора 6,5 тыс.об/мин) при температуре 40-70^оС в течение 2 мин.

в) Приготовление дисперсии У-488.

В аппарат, содержащий водный раствор смачивателя и аэросил (по п. (б) настоящего примера) при температуре 70-80^оС вводят раствор компоненты У-488 (приготовленный по п. (а) настоящего примера). Содержимое аппарата обрабатывают в режиме циркуляции жидкости с помощью РПА ДГК-04Б при значениях градиента скорости 8,8˙10⁶ м/с˙м (число оборотов ротора 9,5 тыс.об/мин) при температуре 75-80^оС в течение 5 мин. Получают дисперсию желтой цветообразующей компоненты, характеристика которой приведена в табл. 2.

Аналогично готовят дисперсии индивидуальных пурпурных и голубых цветообразующих компонент или их смеси.

П р и м е р 3. а) Приготовление раствора цветообразующей компоненты.

По методике примера 1 в 4,5 кг трибутилфосфата, 1,5 кг дибутилфталата, 0,5 кг трифенилфосфата и 0,015 кг ацетоуксусного эфира (массовое соотношение 3 1 0, 5 0,01) растворяют сополимер указанной выше формулы, где Х 6, Y 0,4 с удельной вязкостью 0,5% -ного раствора в ацетоне 0,3 в количестве 0,02 кг (0,03 от массы растворителей). В полученном растворе растворяют 3,2 кг пурпурной компоненты С-213 или ЗП-24.

б) Приготовление водного раствора ПАВ, содержащего аэросил:
По методике примера 1 готовят дисперсионную среду, состоящую из 30,0 л воды, 0,9 кг СВ-81, 0,06 кг аэросила с удельной поверхностью 380 м² (0,1 от массы среды).

в) Приготовление дисперсии С-213 или ЗП-24:
По методике примера 1 раствор цветообразующей компоненты диспергируют в дисперсионной среде в режиме циркуляции в ДГК-04-Б при значении градиента скорости 3,8˙10⁶ м/с˙м в течение 8 мин.

Характеристика дисперсии приведена в табл. 2.

П р и м е р 4. По методике примера 1 получают дисперсию голубых цветообразующих компонент 3Г-97 или их смеси.

При этом используют:
а) для приготовления раствора компонент 4,0 кг трибутилфосфата, 2,0 кг дибутилфталата, 1,0 кг трифенилфосфата, 0,4 кг ацетоуксусного эфира, сополимер указанной выше формулы (где Х 7, Y 0,7), 3,7 кг голубой компоненты;
б) для приготовления водного раствора смачивателя, содержащего аэросил, используют 30,0 л воды, 0,9 кг СВ-1147, 0,195 кг аэросила с удельной поверхностью 300 м² (0,6 от массы раствора);
в) для приготовления дисперсии голубых компонент используют роторно-пульсационный аппарат ДГК-04 Б, имеющего скорость вращения ротора 8 тыс. оборотов в мин при значении градиента скорости между ротором и статором 6,8˙10⁶ м/с˙м.

Характеристика дисперсии приведена в табл. 1.

Аналогично получают дисперсию голубой цветообразующей компоненты С-213.

Для установления устойчивости полученных дисперсий цветообразующих компонент использовали следующий прием.

В 100,0 мл 6%-ного водного раствора желатина, содержащего 8,0 мл 0,1%-ного спиртового раствора сенсибилизатора пиридиновой соли 3,3-ди-α-сульфопропионил-9-этил-4,5,4^I, 5^I-дибензотиакарбоцианин- бетаина (3912), 10,0 мл 1% -ного водного раствора стабилизатора 5-метил-7-гидрокси-1,3,4-триазаиндолицина (Ф-1), 1,3 мл 4% водного раствора смачивателя СВ-1147, 0,7 мл 3%-ного раствора дубителя мононатриевой соли 2,4-дихлор-6-окситриазина-1,3,5 (ДУ-679), 0,25 мл этиленгликоля (добавки полива, использующиеся в производстве цветной обращаемой пленки ЦО-100М (ТУ 6-44-959. П-89) в тех же количествах) вводили 20,0 г дисперсии голубой компоненты С-213 (пример 4). Состав выдерживали 2 ч при 40^оС при перемешивании, после чего оценивали изменение среднего диаметра частиц дисперсий, используя методику электронно-микроскопического исследования образцов по авт. св. СССР N 1405540.

Аналогично определяли устойчивость дисперсий пурпурных цветообразующих компонент, однако вместо сенсибилизатора 3912 вводили 16,0 мл 0,1%-ного спиртового раствора 3,3^I-9-триэтил-5,5^I-дифенил-9^I-этилоксакарбоцианинэтилсульфата (4063).

Результаты исследований приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных данных, дисперсии цветообразующих компонент, полученные по предлагаемому способу, характеризуются значительно более высокой устойчивостью как при хранении, так и в присутствии добавок полива по сравнению с дисперсиями, полученными по способу-прототипу, и могут быть использованы в производстве цветных фотобумаг, цветных негативных, обращаемых и позитивных кинофотопленок.

В табл. 1 приводится пример изготовления цветной фотобумаги "Фотоцвет-П" (ТУ 6-17-1429-57), в которой вместо водно-щелочных растворов гидрофильных цветообразующих компонент в эмульсионные слои сине-, зелено- и красночувствительных слоев вводятся дисперсии цветообразующих компонент, полученные по примерам 2-4, в количествах от 280 до 67 г на 1 кг эмульсии в зависимости от слоя.

Используемые галогенсеребряные эмульсии имеют следующие характеристики.

После полива эмульсий и вспомогательных слоев образцы подвергали химико-фотографической обработке по процессу, предназначенному для фотобумаги "Фотоцвет-11".

Фотографические показатели образцов бумаги, полученных с использованием дисперсий цветообразующих компонент, а также образца бумаги "Фотоцвет-11" приведены в табл. 3.

Как следует из приведенных данных, дисперсии гидрофобных цветообразующих компонент, полученные по предлагаемому способу, могут быть использованы в технологии изготовления цветных фотобумаг с улучшенными фотографическими свойствами, а именно, более низкими значениями вуали (Д _мин), повышенными значениями максимальной оптической плотности (Д _макс) и повышенной светочувствительностью.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСПЕРСИЙ ЦВЕТООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТ путем растворения каждой компоненты в отдельной емкости в смеси органических растворителей дибутилфталата и трифенилфосфата и диспергирования полученного раствора в водном растворе ионогенного поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что используют смесь органических растворителей, дополнительно содержащую трибутилфосфат и ацетоуксусный эфир, при следующем соотношении, мас.ч.:
Трибутилфосфат - 3 - 4
Дибутилфталат - 1 - 2
Трифенилфосфат - 0,5 - 1
Ацетоуксусный эфир - 0,01 - 0,4,
до растворения цветообразующей компоненты в указанной смеси растворителей дополнительно растворяют сополимер общей формулы

где X и Y - массовые части; X = 5,0 - 7,0; Y = 0,2 - 0,7 с удельной вязкостью 0,5%-ного раствора в ацетоне 0,1 - 0,5 в количестве 0,3 - 7,0 мас. % от массы смеси органических растворителей, используют водный раствор ионогенного поверхностно-активного вещества, в котором дополнительно диспергированы аэросил с удельной поверхностью 300 - 380 м² в количество 0,1 - 2,0 мас.% от массы водного раствора ионогенного поверхностно-активного вещества, при этом диспергирование аэросила и диспергирование раствора цветообразующей компоненты в водном растворе поверхностно-активного вещества, содержащего аэросил, осуществляют в роторно-пульсационном аппарате в зазоре между статором и вращающимся ротором при значениях градиентов скоростей от 3,0 · 10⁶ до 8,8 · 10⁶ м/с · м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4