ПОДЛОЖКА ДЛЯ ЦВЕТНЫХ ФОТОБУМАГ

Как для черно-белых, так и для цветных фотобумаг в качестве основы используются специально подготовленная бумага или тонкий картон. Главные требования, предъявляемые к ним: непрозрачность, высокая светорассеивающая способность поверхности, белизна, химическая инертность по отношению к светочувствительному слою, сохранение достаточной механической прочности и размеров при обработке в растворах.

Долгое время этим требованиям удовлетворяла бумажная основа с высококачественной проклейкой фенолоформальдегидными смолами и нанесенным на ее поверхность со стороны фотографического слоя баритажным покрытием (суспензия кристаллов сульфата бария в желатине). Покрытие обеспечивало белизну и светорассеяние, а проклейка — необходимую прочность в фотографических растворах.

Сегодня, когда обработка отпечатков производится в машинах при больших скоростях движения, высокой температуре и в агрессивных обрабатывающих растворах, физико-механические свойства такой основы уже не соответствуют новым требованиям. Такая бумага впитывает обрабатывающие растворы, теряя при этом прочность, медленно отмывается от них.

Химическая инертность бумажной основы также недостаточна для цветной фотобумаги. Формальдегид и другие альдегиды, выделяемые основой при хранении, вредно влияют на сенсибилизаторы, цветообразующие компоненты и красители изображения.

В настоящее время все больше цветных фотобумаг изготавливается на бумажной основе с двухсторонним полиэтиленовым покрытием. Такая основа, обладая внешним видом обычной бумажной, по физико-механическим свойствам близка к полимерным пленкам. Она непроницаема для обрабатывающих растворов и поэтому не теряет прочности, не деформируется при скоростной высокотемпературной обработке.

Однако и через полиэтилен из бумаги в фотографические слои могут проникать некоторые вредные вещества (простейшие альдегиды). Поэтому к бумаге, предназначенной для полиэтиленирования, предъявляются специфические требования. Она может не обладать большой водостойкостью, но должна быть химически инертна. Кроме того, проклейка должна исключать впитывание обрабатывающих растворов через торцевые поверхности основы, приводящее к образованию разводов по краям отпечатка.

Сами полиэтиленовые покрытия также должны обладать определенными свойствами. Лицевое покрытие, на которое наносится впоследствии фотоэмульсия, должно содержать наполнитель (белый пигмент), обеспечивающий белизну и равномерное светорассеяние. Поверхность покрытия должна обладать адгезией к фотографической эмульсии.

Покрытие на обратной стороне может не содержать наполнителя, но оно должно по внешнему виду и свойствам напоминать бумагу. Поверхность его обычно делают матовой и сообщают ей способность воспринимать надписи карандашом или шариковой ручкой.

Для лицевого покрытия применяют полиэтилен высокого давления, наполненный диоксидом титана (степень наполнения 10 — 15 %).

Гранулы полиэтилена расплавляют и расплав подают в щелевую фильеру. Под фильерой находится барабан, транспортирующий бумажное полотно. Оно вместе с нанесенным на поверхность слоем полиэтилена прижимается к формирующему валу, охлаждаемому водой.

Поверхность формирующего вала имеет структуру, предназначенную для данного вида основы (глянцевую, матовую и т.п.), — она отпечатывается на полиэтиленовом покрытии.

Таким же образом наносится покрытие на обратную сторону, но при этом используется не наполненный пигментом полиэтилен.

Для того чтобы гидрофобный полиэтилен сделать гидрофильным, на лицевую поверхность основы действуют высокочастотным коронным разрядом при напряжении в несколько десятков тысяч вольт. Эффект при этом оказывают как ионная и электронная бомбардировка, так и озон, образующийся в зоне разряда. На поверхности полиэтилена в местах разрыва химических связей образуются свободные радикалы, а также происходит частичное окисление полиэтилена с образованием гидрофильных групп и перекисных мостиков.

Для длительного сохранения гидрофильности и адгезионных свойств по отношению фотоэмульсии, приобретенных в результате обработки коронным разрядом, на лицевое покрытие наносят разбавленный раствор желатины.

 

 

3.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ЭМУЛЬСИЙ

Состав, форма, размеры микрокристаллов, распределение их по размерам, наличие и характер нарушений кристаллической структуры, микропримеси и ряд других факторов оказывают решающее влияние на светочувствительность, коэффициент контрастности, плотность вуали, разрешающую способность, зернистость.

Степень совершенства технологии изготовление фотоэмульсии определяется возможностью управлять каждым из этих факторов, а чистота сырья, точность контроля и автоматическое управление процессом обеспечивает стабильность технологии и воспроизводимость свойств эмульсии.

Технология синтеза фотографических эмульсий складывается из описанных ниже операций.

Исходные растворы. Основными исходными растворами для синтеза фотографической эмульсии являются водные растворы бромида, хлорида калия или их смеси, с добавлением небольшого количества иодида калия; водный раствор желатины (часто желатину вводят непосредственно в раствор перечисленных выше солей). При аммиачном способе изготовления эмульсии получают так называемое аммированное серебро. Для этого в водный раствор нитрата серебра вводят 25-процентный раствор аммиака до образования комплексной соли — нитрата диамминсеребра [Ag(NH₃)₂]NO₃.

На разных стадиях изготовления эмульсии в нее вводят вспомогательные растворы: химического осадителя, стабилизаторов, пеногасителей и др.

Эмульсификация. Сущность процесса состоит в образовании микрокристаллов галогенида серебра в результате реакции двойного обмена между нитратом серебра или комплексной солью [Ag(NH₃)₂]NO₃ и галогенидами щелочных металлов или аммония в присутствии защитного коллоида — желатины:

 

AgNO₃ + KBr AgBr + KNO₃

или

[Ag(NH₃)₂]NO₃ + KBr AgBr + KNO₃ + 2NH₃.

 

При эмульсификации образуется пересыщенный раствор галогенида серебра, возникают центры кристаллизации (зародыши микрокристаллов). Одновременно начинается и рост зародышей, перерастание их в микрокристаллы. Соотношение скоростей образования зародышей и их роста определяет размеры и число микрокристаллов.

Физическое созревание. Первое (или физическое) созревание представляет собой выдерживание эмульсии после эмульсификации в том же аппарате при постоянной температуре (40 — 60°С) и интенсивном перемешивании. Сущность физического созревания заключается в перекристаллизации микрокристаллов галогенида серебра — растворение мелких и рост крупных кристаллов. Это приводит к росту их среднего размера.

Процесс перекристаллизации усиливается в присутствии растворителей галогенидов серебра, комплексообразователей, например аммиака, избытка галогенидов щелочных металлов и др.

В технологической практике эмульсификацию и физическое созревание иногда чередуют по нескольку раз.

Прекращение физического созревания. К тому моменту, когда размеры и форма эмульсионных микрокристаллов достигают заданных значений, процесс физического созревания нужно остановить. Один из способов прекращения процесса физического созревания — студенение эмульсии и удаление из нее (при промывке) аммиака, избытка галогенидов щелочных металлов и продуктов реакции эмульсификации (нитратов калия и аммония).

Более совершенный способ прекращения физического созревания — осаждение твердой фазы, т.е. АgНа1, и отделение его от реакционной среды. Для этого в раствор желатины до эмульсификации или в эмульсию в конце физического созревания вводят химические осадители (например, сульфополистирол). В нейтральной или щелочной среде химические осадители индифферентны по отношению к желатине, но при введении в эмульсию кислоты они образуют с желатиной нерастворимый комплекс. Комплекс выпадает в осадок, увлекая с собой и эмульсионные микрокристаллы.

Другой способ — использование при эмульсификации фталоилжелатины — такой модификации желатины, которая растворима в нейтральной и щелочной среде, но выпадает в осадок в кислой при рН ≤ 3,5 В этом случае отпадает необходимость в химическом осадителе.

После завершения операции осаждения твердой фазы маточный раствор сливают, осадок промывают водой и готовят к химическому созреванию.

Химическое созревание. В ходе второго (или химического) созревания реализуются потенциальные возможности достижения оптимальных фотографических свойств, заложенных на первых стадиях синтеза.

В реакциях, протекающих при химическом созревании, участвуют ионы серебра на поверхности эмульсионных микрокристаллов, молекулы желатины, содержащиеся в желатине сернистые соединения и в некоторых случаях добавляемые в эмульсию комплексные соли золота. В результате на поверхности микрокристаллов возникают примесные центры, состоящие из небольшого числа атомов металлического серебра, серы и золота (если его соли были введены) — это и есть центры светочувствительности.

Для проведения химического созревания осадок, образовавшийся после осаждения твердой фазы, заливают раствором желатины, добавляют соду (до достижения требуемых значений рН) и нагревают при перемешивании до достижения заданной температуры (40 — 65°С). В этот момент вводят добавки — тиоцианат золота, тиосульфат натрия и др. При температуре химического созревания эмульсию выдерживают 1 — 2 часа. Процесс созревания контролируется отбором проб фотоэмульсии и их фотографическим испытанием.

Прекращение химического созревания и студенение эмульсии. Размеры примесных центров имеют существенное значение для фотографических свойств эмульсии. В оптимуме химического созревания достигается максимум светочувствительности. Если не прервать химическое созревание на этой стадии, дальнейший рост примесных центров приводит к росту вуали и падению светочувствительности. Для прекращения химического созревания снижают температуру эмульсии и вводят в нее специальные органические соединения — стабилизаторы. Для студенения охлажденную эмульсию сливают в кюветы студенения или другие, более производительные устройства. Застудененную эмульсию режут на куски и хранят в холодильных камерах.

 

 

3.5. ПОДГОТОВКА ЭМУЛЬСИИ К ПОЛИВУ

Основные характеристики эмульсионных слоев, определяющие фотографические и эксплуатационные свойства фотоматериалов (спектральная и общая светочувствительность, заданная контрастность, широта, форма характеристической кривой, возможность получения цветного изображения, структурно-резкостные свойства, прочность и набухаемость слоев, сохраняемость и др.) окончательно закладываются в процессе подготовки эмульсии к нанесению на подложку (техническое название — полив).

Операция подготовки к поливу эмульсии или растворов для вспомогательных слоев (в фотопромышленности ее называют рефонд) заключается в расплавлении эмульсии и введении добавок. Затем эмульсию фильтруют, термостатируют и подают на поливное устройство.

При создании современных цветных кинофотоматериалов используется широкая номенклатура добавок, выполняющих различные функции. Некоторые вещества, вводимые в эмульсию, влияют не на один, а на несколько ее параметров. Например, растворы многих цветообразующих компонент влияют на вязкость и поверхностное натяжение эмульсии; некоторые пластификаторы обладают свойствами смачивателей.

 

 

3.5.1. ДОБАВКИ. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ, СТРУКТУРНО-РЕЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА И
СОХРАНЯЕМОСТЬ ФОТОМАТЕРИАЛОВ

К этой группе относятся оптические и химические сенсибилизаторы (см. п. 2.1.2 и 3.1.2), цветообразующие компоненты (см. п. 2.2.2; 3.1.2), стабилизаторы, антиокислители, прокрашивающие красители и др.