Наріжні камені фотографії

Перші три частини статті – Срібло, Желатина, Фотоемульсія є перекладом однойменних статей з невеликими змінами та доповненнями, люб'язно наданими німецьким онлайн-журналом Schwarzweiss-Magazin. Остання частина – Первинний фотографічний процес – власна робота перекладача.

Коли Дагер більше 160 років тому експонував у камері-обскурі свої перші срібні пластини, світловий шар, що їх покриває, не містив жодних сполучних речовин. Світлочутливі пластини ставали лише після обробки їх парами йоду: тоді на поверхні пластини утворювався шар йодиду срібла. Таке зображення виявлялося у нагрітих парах ртуті, а закріплювалося у розчині кухонної солі. Фотографія пройшла довгий шлях: від винаходу Дагера до емульсії на альбуміновій основі*, і далі до так званих мокрих колодіумних негативів*. У той же час існували й інші, менш поширені, способи виробництва світлочутливого шару та отримання фотографічного зображення: калотипія, амбротипія, феротипія та ін.

І тільки в 1871 році англійський лікар Ріхард Мадокс, шукаючи заміну виділяє небезпечні ефірні пари колодіуму, вирішив використовувати безпечний желатин як матрикс, що містить світлочутливі солі срібла. З відкриттям та вивченням процесу дозрівання фотографічної емульсії стало можливо виробництво сухих фотопластин промисловим способом. Нові пластини могли довго зберігатися і перевершували колодіумні за світлочутливістю у багато разів, дозволяючи отримувати відбитки високої якості, до того ж вони були незрівнянно простіше у використанні. З того часу минуло багато часу. Баритовані папери та папери на поліетиленовій основі витіснили незручні скляні пластини; кольорові, що додаються до емульсіїпігменти покінчили зі "сліпотою" галогенідів срібла; були винайдені T-Grains кристали*, але желатин досі залишається основною сполучною речовиною та носієм кристалів галогеніду срібла, що незмінно використовується при виробництві фотоемульсії. Багато вчених намагалися замінити желатин іншою речовиною, дослідження в цій галузі продовжуються і зараз, але синтетичний продукт, що має подібні властивості, досі не був знайдений.

Походження та виробництво желатину

Дорога до плівки починається на скотобійні. Після знежирення та подрібнення кістки та шкіри тварин направляються на желатинові фабрики, де вони під впливом кислот демінералізуються, та отримана маса - осеїн та колаген* - замочується на кілька місяців у лужному розчині. Під його впливом довгі ланцюжки молекул розщеплюються більш короткі і стають водорозчинними. Так утворюється безпосередня сировина виготовлення желатину. Далі цей "бульйон" нагрівається до кипіння, причому підвищення температури відбувається східчасто; кожному підвищенню температури відповідає своя витяжка із розчину. Витяжки, отримані за різних температур, значно відрізняються своїми властивостями один від одного. Витяжки, що містять 6-8% желатину, фільтрують і згущують при 50С0; одержану речовину висушують, розлив тонкими шарами по плоских поверхнях. Для фотографічних цілей найчастіше застосовується желатиновий гранулят; у косметичній та харчовій індустрії – желатиновий порошок. Для того, щоб емульсійний шар при підвищенні температури не відставав від підкладки, до желатину додають затверджувачі, такі як альдегіди або іони металів (Al або Cr).

Хімічно желатин є білок з молекулярною масою від 20000 Так до 360000 Так в залежності відпоходження та обробки. Як і всі білки, желатин складається з амінокислот, з'єднаних у ланцюжок. У колагені кілька таких ланцюжків переплетені один з одним. Під час обробки ці ланцюжки розкручуються, у результаті утворюються окремі довгі, хаотично складені ланцюги.

Властивості желатину

Желатин у фотографічній емульсії служить як носій світлочутливих кристалів. Роль його настільки важлива і різноманітна, що лише близько 25% желатину у фотоемульсії можна замінити на інші синтетичні матеріали. Ось головні якості цієї речовини:

колоїдний розчин желатину запобігає "злипання" один з одним кристалів галогеніду срібла в процесі виробництва та готової фотоемульсії. Завдяки цій властивості желатину кристали рівномірно розподіляються в емульсійному шарі.
рахунок прийняття желатином іонів Br і Cl (желатин виступає у ролі галоген-акцептора) при експозиції відбувається стабілізація латентного зображення
полегшує дифузію розчинів емульсійний шар при обробці фотоматеріалів
він захищає неекспоновані кристали галогеніду срібла від прояву
висока концентрація желатину в розчині посилює "зростання" кристалів при так званому "фізичному дозріванні", завдяки чому кристали стають більшими, а значить і більш чутливими до світла.
він пропускає світло
затвердіючи, желатин забезпечує механічну міцність фотоемульсії.
желатин має здатність до утворення у воді колоїдного розчину; при охолодженні цей розчин твердне, а при нагріванні знову стає рідким. Ця властивість абсолютно необхідна для виробництва фотоемульсії, так як технологічний цикл включає стадії заморожування і розплавленнянапівфабрикату

Желатин безпосередньо впливає на фотографічний процес; цей вплив зумовлений наявністю мікродомішок у желатині. Залежно від того, чи прискорюють вони, чи гальмують хімічне та фізичне дозрівання кристалів (докладніше про них у наступних публікаціях), розрізняють активатори та інгібітори. До перших відносяться сірковмісні сполуки, а до других - нуклеїнові кислоти та кальцій. Як вони діють - не встановлено досі. Ці мікродомішки заважають при виробництві фотоемульсії, тому їх видаляють наскільки це можливо. В результаті отримують інертний желатин, до якого знову додають ті ж домішки, але в вже строго дозованих кількостях, щоб отримати желатин із заданими властивостями - або активний, або інгібований. Існує також і напівінертний желатин: у ньому активаторів та інгібіторів приблизно порівну.

Крім того, желатин є основою як світлочутливого шару, так і інших шарів фотоплівки та фотопаперу, за винятком підкладки. Принципова будова чорно-білої плівки (масштаби шарів відносні) виглядає приблизно таким чином:

1. захисний шар із чистого желатину2. емульсійний шар3. тонкий шар желатину, що утримує емульсійний шар на підкладці

4. підкладка (папір або целюлозетріацетат)

5. протиореольний шар із спеціально пофарбованого желатину

*Альбумінові емульсії на пластинах; Емульсії на альбуміновій основі; Альбуміновий процес У 1847 році Ньєпс де Сен Віктор, двоюрідний брат знаменитого Нісефора Ньєпса запропонував покривати скляні пластини збитим яєчним білком з розмішаними в ньому солями срібла. Такі пластини могли бути експоновані як у висушеному, так і в сирому стані. ПізнішеЛ. Бланке-Еврар використовував яєчний білок при винаході альбумінового паперу для контактного друку.

*Колодіумні пластини; Колодіумний процес Найскладніший із способів отримання і фіксування зображення, що існували в ранній фотографії. Носій світлочутливих кристалів срібла - колодіум (розчин целюлози в суміші сірчаної та азотної кислот, змішаний з ефіром; являє собою клейку, швидкосохнучу масу), наносився безпосередньо перед зйомкою на скляну пластину. Приготовлена таким чином пластина, що ще не просохла, експонувалася негайно, так як при висиханні шару різко падала її світлочутливість. Тому весь процес часто називають мокрим колодіумом або, що не зовсім правильно, мокрим колодіоном. Особливі умови приготування емульсії та експонування пластин вимагали наявності мобільної фотолабораторії з темною кімнатою та спеціально навченого помічника (див. рис.). Однак якість колодіумних відбитків ні в чому не поступається сучасному.

* Фотографічна емульсія Назва помилкова - насправді фотоемульсія є суспензією :-) , - але вона склалася історично і навряд чи буде змінена.

T-Grains кристали Сучасна технологія виробництва фотоемульсії (докладніше буде описана в наступній частині) дозволила отримати кристали галогеніду срібла строго заданої форми, а саме: у вигляді плоских, досить великих плиток або пластинок. Ці кристали називаються кристалами T-Grains. Збільшена в порівнянні зі звичайними поверхня такого кристала підвищує його світлочутливість, а невеликий обсяг підтримує зернистість на рівні більш повільних емульсій (наприклад, Ilford Delta prof. ISO 400 од. має зернистість, характерну для класичних емульсій з ISO 100 - 160 од.).

* Колаген Білок тваринного походження, з якого утворені колагенові волокна - сполучні елементи опорно-рухового апарату.

* Колоїдний розчин Розчин будь-якої речовини (желатини в тому числі) у, наприклад, воді. При цьому розмір частинок, що утворюються, становить від 10 -5 до 10 -7 см.