Фотоемульсійний шар Вікіпедія

Фотоемульсія- колоїдна суспензія мікрокристалів галогеніду срібла у фотографічній желатині, що утворюєсвітлочутливий шарсучасних желатиносрібних фотоматеріалів [1] . Крім мікрокристалів галогеніду емульсія містить інші допоміжні речовини: сенсибілізатори, антисептики, стабілізатори, пластифікатори та інші. Емульсійні шари хромогенних фотоматеріалів також містять кольорові компоненти [2] [3] . Фотографічна емульсія наноситься на скло, целлулоїдну плівку або папір у вигляді одного або декількох шарів. Товщина одного емульсійного шару коливається від 6 мікрометрів у фотопаперів до 20 у негативних фотоматеріалів. При лабораторній обробці фотоемульсія вбирає воду, збільшуючись у товщині кілька разів [4] .

Зміст

Негативна фотографічна емульсія на основі желатину та солей срібла була вперше отримана Робертом Бінгемом у Великобританії в 1850 році, хоча багато джерел приписують це відкриття пізнішим роботам доктора Р. Л. Меддокса, датованим 1871 [5] .

Виробництво фотоемульсії [ ]

Процес виробництва фотографічної емульсії складається з наступних стадій: емульсифікації, фізичного дозрівання, видалення побічних продуктів та хімічного дозрівання [6] . Емульсифікація зводиться до синтезу галогенідів срібла, наприклад бромистого в результаті реакції між розчином срібла азотнокислого і бромистого калію в набряклій желатині. У такий же спосіб може бути отримано йодисте або хлористе срібло при реакції з йодистим або хлористим калієм [7] . Існують два способи синтезу емульсії: аміачний та безаміачний. Найбільшого поширення набув перший з них, при якому азотнокисле срібло спочатку переводиться ваміакат срібла, а вже після цього галогенід [8] . Отриманий після емульсифікації галогенід срібла практично не має світлочутливості [9] . Необхідні властивості отримана емульсія набуває у подальших операцій: першого і другого дозрівань.

Фізичне дозрівання [ ]

Фізичне дозрівання полягає у витримуванні фотографічної емульсії при підвищеній температурі протягом певного часу. Зазвичай процес проходить у спеціальних емульсійно-варильних баках з хромонікелевої сталі при 40-80 ° C, займаючи від 10 хвилин до години [10] . За час дозрівання відбувається безперервне зменшення числа мікрокристалів і збільшення їх середнього розміру, що викликається розчиненням дрібніших кристалів і зростання за їх рахунок більших [11] . Фотографічна желатину під час емульсифікації та першого дозрівання перешкоджає злипанню мікрокристалів галогенідів срібла та їх випаданню на дно судини [12] .

Після завершення першого дозрівання слідують стадії студеніння та промивання. При цьому фотографічна емульсія спочатку холодиться зниженням температури для припинення дозрівання, а потім подрібнюється в довгасті шматочки - черв'яки, які кілька годин промивають проточною водою [13] . Промивання необхідне видалення побічних речовин: аміаку, азотнокислого калію, надлишку бромистого калію та інших речовин, що утворилися при емульсифікації. Вода, що використовується для промивання, повинна бути чистою і не мати домішок, що впливають на фотографічні властивості емульсії [10] . У деяких видів емульсій фотопаперів промивання виключається з виробничого циклу.

Хімічне дозрівання [ ]

Після завершення промивання слідує стадія другого, або хімічного, дозрівання. Для цього подрібнену емульсію завантажують у наступнийемульсійно-варильний апарат, аналогічний першому, де вона плавиться і перемішується [11] . Під час процесу на поверхні емульсійних мікрокристалів, сформованих під час першого дозрівання, відбуваються хімічні реакції. Вони полягають у взаємодії бромистого срібла з домішками, що містяться в желатині, в результаті чого утворюються домішкові центри або центри дозрівання, які складаються з мізерних кількостей металевого та сірчистого срібла. Під впливом температури центри дозрівання поступово переростають у центри світлочутливості, наявність яких зумовлює світлочутливість [10] .

У процесі хімічного дозрівання різко зростають світлочутливість та контраст фотоемульсії. Приблизно через годину процес припиняють, оскільки його продовження призводить до неприпустимого зростання вуалі [14] . Часто перед другим дозріванням до емульсії додається незначна кількість золота, завдяки чому її світлочутливість зростає від двох до чотирьох разів, а також знижується зернистість. Після завершення другого дозрівання емульсія знову холодиться, повторно подрібнюється, а потім розфасовується в спеціальні контейнери з нержавіючої сталі [15] . У такому вигляді готова емульсія зберігається при температурі 4-6 ° C до нанесення на підкладку [16].

Процес підготовки емульсії до поливу полягає в її розплавленні до рідкого стану, фільтрації та введення наступних речовин [17] :

Дубителівдля надання світлочутливого шару більшої міцності та температурної стійкості (зазвичай хромові галун або оцтовокислий хром);
Пластифікаторів- речовин, що знижують поверхневе натяг емульсії і полегшують її полив (для цієї мети застосовується зазвичай гліцерин);
Антисептиківречовин, що оберігають емульсію від зараження бактеріями та розкладання (карболова кислота, хлоркрезол та ін.)
Оптичних сенсибілізаторів- речовин, що надають емульсії додаткову світлочутливість до довгохвильових областей видимого спектру, або до невидимого інфрачервоного випромінювання.

Після досягнення емульсією заданих фізико-хімічних і сенситометричних параметрів, її за допомогою поливальних машин наносять на відповідну підкладку і піддають сушінню при певній температурі і вологості. Особливе значення при сушінні має повітря, яке ретельно очищається від пилу. Порушення режиму сушіння та її тривалості може дуже сильно впливати на фотографічні властивості емульсії, котрий іноді викликати її руйнація.

Склад та витрати фотоемульсії [ ]

Готова емульсія зазвичай містить за вагою близько 6% сухої желатини і 4% галоїдного срібла. На кожен квадратний метр готових чорно-білих негативних фотоматеріалів витрачається від 12 до 15 грамів, а позитивних – від 1,5 до 8 грамів срібла [14] . У 1 квадратному метрі кольорової багатошарової фото- або кіноплівки міститься до 8 грамів срібла [18] .