Фотоэмульсия

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Для термина «Эмульсия» см. также другие значения.

Фотоэму́льсия — коллоидная взвесь микрокристаллов галогенида серебра в фотографическом желатине, образующая светочувстви́тельный слой современных желатиносеребряных фотоматериалов[1]. Кроме микрокристаллов галогенида серебра эмульсия содержит и другие — вспомогательные — вещества: сенсибилизаторы, антисептики, стабилизаторы, пластификаторы и другие[2]. Эмульсионные слои хромогенных фотоматериалов содержат также цветообразующие компоненты[3][4]. Фотографическая эмульсия наносится на стекло, целлулоидную плёнку или бумагу в виде одного или нескольких слоёв. Толщина одного эмульсионного слоя колеблется от 6 микрометров у фотобумаг до 20 мкм у негативных фотоматериалов. При лабораторной обработке фотоэмульсия впитывает воду, при этом её толщина увеличивается в несколько раз[5].

Микрокристаллы галогенида серебра непроявленной фотоэмульсии (справа) и после проявления, под микроскопом

Производство фотоэмульсии

Процесс производства фотографической эмульсии состоит из следующих стадий: эмульсификации, физического созревания, удаления побочных продуктов и химического созревания[6]. Эмульсификация сводится к синтезу галогенидов серебра, например бромистое серебро получают в результате реакции между раствором азотнокислого серебра и бромистого калия в разбухшем желатине. Таким же способом может быть получено йодистое или хлористое серебро при реакции с йодистым или хлористым калием[7]. Существуют два способа синтеза эмульсии: аммиачный и безаммиачный. Наибольшее распространение получил первый из них, при котором азотнокислое серебро сначала переводится в аммиакат серебра, а уже после этого в галогенид[8]. Полученный после эмульсификации галогенид серебра практически не обладает светочувствительностью[9]. Необходимые свойства полученная эмульсия приобретает в процессе дальнейших операций: первого и второго созреваний.

Физическое созревание

Физическое созревание заключается в выдерживании фотографической эмульсии при повышенной температуре в течение определённого времени. Обычно процесс проходит в специальных эмульсионно-варочных баках из хромоникелевой стали при 40—80 °C, занимая от 10 минут до часа[10]. За время созревания происходит непрерывное уменьшение числа микрокристаллов и увеличение их среднего размера, вызываемое растворением более мелких кристаллов и роста за их счёт более крупных[11]. Фотографический желатин во время эмульсификации и первого созревания препятствует слипанию микрокристаллов галогенидов серебра и их выпадению на дно сосуда[12].

После завершения первого созревания следуют стадии студенения и промывки. При этом фотографическая эмульсия сначала студенится понижением температуры для прекращения созревания, а затем измельчается в продолговатые кусочки — «червяки», которые несколько часов промывают проточной водой[13]. Промывка нужна для удаления побочных веществ: аммиака, азотнокислого калия, избытка бромистого калия и других веществ, образовавшихся при эмульсификации. Вода, использующаяся для промывки, должна быть чистой и не иметь примесей, влияющих на фотографические свойства эмульсии[10]. У некоторых видов эмульсий для фотобумаг промывка исключается из производственного цикла.

Химическое созревание

После завершения промывки следует стадия второго, или химического, созревания. Для этого измельчённую эмульсию загружают в следующий эмульсионно-варочный аппарат, аналогичный первому, где она плавится и перемешивается[11]. Во время процесса на поверхности эмульсионных микрокристаллов, сформированных при первом созревании, происходят химические реакции. Они заключаются во взаимодействии бромистого серебра с примесями, содержащимися в желатине, в результате чего образуются примесные центры или центры созревания, которые состоят из ничтожно малых количеств металлического и сернистого серебра. Под влиянием температуры центры созревания постепенно перерастают в центры светочувствительности, наличие которых обусловливает светочувствительность[10].

В процессе химического созревания резко возрастают светочувствительность и контраст фотоэмульсии. Примерно через час процесс прекращают, поскольку его продолжение приводит к недопустимому возрастанию вуали[14]. Часто перед вторым созреванием в эмульсию добавляется незначительное количество золота, благодаря чему её светочувствительность возрастает от двух до четырёх раз, а также снижается зернистость. После завершения второго созревания эмульсия вновь студенится, повторно измельчается, а затем расфасовывается в специальные контейнеры из нержавеющей стали[15]. В таком виде готовая эмульсия хранится при температуре 4—6 °C до нанесения на подложку[16].

Полив

Процесс подготовки эмульсии к поливу заключается в её расплавлении до жидкого состояния, фильтрации и введения следующих веществ[17]:

  • Дубителей для придания светочувствительному слою большей прочности и температурной стойкости (обычно хромовые квасцы или уксуснокислый хром);
  • Пластификаторов — веществ, понижающих поверхностное натяжение эмульсии и облегчающие её полив (для этой цели применяется обычно глицерин);
  • Антисептиков — веществ, предохраняющих эмульсию от заражения бактериями и разложения (карболовая кислота, хлоркрезол и др.)
  • Оптических сенсибилизаторов — веществ, придающих эмульсии дополнительную светочувствительность к длинноволновым областям видимого спектра, или к невидимому инфракрасному излучению[18].

После достижения эмульсией заданных физико-химических и сенситометрических параметров, её с помощью поливочных машин наносят на соответствующую подложку и подвергают сушке при строго определённой температуре и влажности. Особое значение при сушке имеет воздух, который тщательно очищается от пыли. Нарушение режима сушки и её продолжительности может оказать очень сильное влияние на фотографические свойства эмульсии, а иногда вызвать её разрушение.

Состав и расходы фотоэмульсии

В готовой эмульсии массовая доля сухого желатина составляет около 6 %, галоидного серебра — 4 %[2]. На каждый квадратный метр готовых чёрно-белых негативных фотоматериалов расходуется от 12 до 15 граммов серебра, а позитивных — от 1,5 до 8 г[14]. В 1 м³ цветной многослойной фото- или киноплёнки содержится до 8 г серебра[19].

См. также

Примечания

  1. ↑ Фотокинотехника, 1981, с. 291.
  2. ↑ 1 2 Фотография и фотоаппаратура, 1963, с. 15.
  3. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 63.
  4. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 12.
  5. ↑ Обработка фотографических материалов, 1975, с. 29.
  6. ↑ Основы чёрно-белых и цветных фотопроцессов, 1990, с. 12.
  7. ↑ Краткий фотографический справочник, 1952, с. 113.
  8. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 6.
  9. ↑ Основы фотографических процессов, 1999, с. 66.
  10. ↑ 1 2 3 Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 8.
  11. ↑ 1 2 Основы фотографических процессов, 1999, с. 67.
  12. ↑ Основы фотографических процессов, 1999, с. 65.
  13. ↑ Общий курс фотографии, 1987, с. 69.
  14. ↑ 1 2 Краткий фотографический справочник, 1952, с. 114.
  15. ↑ Киноплёнки и их обработка, 1964, с. 9.
  16. ↑ Наука и жизнь, 1979, с. 36.
  17. ↑ Основы чёрно-белых и цветных фотопроцессов, 1990, с. 14.
  18. ↑ Фотография и фотоаппаратура, 1963, с. 16.
  19. ↑ Фотокинотехника, 1981, с. 273.

Литература

  • Е. А. Иофис. Глава I. Киноплёнка // Киноплёнки и их обработка / В. С. Богатова. — М.: «Искусство», 1964. — С. 5—12. — 300 с.
  • Л. Я. Крауш. Обработка фотографических материалов / Е. А. Иофис. — М.: «Искусство», 1975. — 192 с. — 100 000 экз.
  • С. В. Кулагин. Фотография и фотоаппаратура / Н. Н. Ещенко, В. А. Титова. — М.: «Росвузиздат», 1963. — 25 000 экз.
  • Ю. Побожий. Как делается фотобумага // «Наука и жизнь» : журнал. — 1979. — № 8. — С. 35—37. — ISSN 0028-1263.
  • В. В. Пуськов. Краткий фотографический справочник / И. Кацев. — М.: «Госкиноиздат», 1952. — 423 с. — 50 000 экз.
  • А. В. Редько. Основы фотографических процессов. — 2-е изд.. — СПб.: «Лань», 1999. — 512 с. — (Учебники для ВУЗов. Специальная литература). — 3000 экз. — ISBN 5-8114-0146-9.
  • А. В. Редько. Основы чёрно-белых и цветных фотопроцессов / Н. Н. Жердецкая. — М.: «Искусство», 1990. — 256 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-210-00390-6.
  • Фомин А. В. Глава III. Фотографическая эмульсия // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 62—75. — 256 с. — 50 000 экз.