Фотографический разработчик - Photographic developer

Порошок проявителя с использованием генол-гидрохинона.

в обработка фотопленок, тарелки или бумаги, фотографический проявитель (или просто разработчик) представляет собой одно или несколько химических веществ, преобразующих скрытое изображение к видимому изображению. Развивающие агенты достигают этого преобразования за счет сокращение то галогениды серебра, которые бледно окрашены, в Серебряный металл, который черный (когда мелкая частица).[1] Превращение происходит внутри желатиновой матрицы. Особенностью фотографии является то, что проявитель быстрее воздействует на те частицы галогенидов серебра, которые подверглись воздействию света. Бумага, оставшаяся в проявителе, со временем уменьшит количество галогенидов серебра и станет черным. Как правило, чем дольше проявителю разрешается работать, тем темнее изображение.

Химический состав проявителей

Проявитель обычно состоит из смеси химических соединений, приготовленных в виде водного раствора. Для черно-белой фотографии три основных компонента этой смеси:[2]:115

Известные стандартные формулы включают проявитель пленки Eastman Kodak D-76, проявитель печати D-72 и проявитель негативов для кинофильмов D-96.[3]

Гидрохинон является супераддитивом по отношению к метолу, что означает, что он действует, чтобы «перезарядить» метол после того, как он окислился в процессе восстановления серебра в эмульсии. Сульфит в проявителе не только предотвращает воздушное окисление проявляющих агентов в растворе, он также способствует регенерации метола гидрохиноном (уменьшая эффекты компенсации и смежности) и в достаточно высоких концентрациях действует как растворитель галогенида серебра. Оригинальный литографический проявитель содержал формальдегид (часто добавляемый в виде порошка параформальдегида) в растворе с низким содержанием сульфита / бисульфита.

Большинство разработчиков также содержат небольшое количество бромид калия модифицировать и ограничивать действия разработчика[2]:218-219 подавить химическое туманообразование. Проявители для высококонтрастных работ имеют более высокие концентрации гидрохинона и более низкие концентрации метола и, как правило, используют сильные щелочи такие как гидроксид натрия довести pH примерно до 11–12.

Метол трудно растворить в растворах с высоким содержанием соли, поэтому в инструкциях по смешиванию формул проявителя метол почти всегда указывается первым. Важно растворять химические вещества в том порядке, в котором они перечислены. Некоторые фотографы добавляют щепотку сульфита натрия перед растворением метола, чтобы предотвратить окисление, но большое количество сульфита в растворе очень замедляет растворение метола.

Поскольку метол относительно токсичен и может вызывать сенсибилизацию кожи, современные коммерческие разработчики часто используют фенидон или димезон S (4-гидроксиметил-4-метил-1-фенил-3-пиразолидон) вместо. Гидрохинон может быть токсичным как для человека, так и для окружающей среды; некоторые современные разработчики заменяют его на аскорбиновая кислота или витамин С. Однако он страдает плохой стабильностью. Проявители аскорбата могут иметь преимущество, заключающееся в том, что они компенсируют и улучшают резкость, поскольку побочные продукты окисления, образующиеся во время проявления, являются кислыми, что означает, что они замедляют развитие в областях с высокой активностью и рядом с ними. Это также объясняет, почему проявители аскорбата обладают плохими удерживающими свойствами, поскольку окисленный аскорбат неэффективен как проявляющий агент и снижает pH раствора, делая оставшиеся проявляющие вещества менее активными. В последнее время несколько экспериментаторов заявили о практических способах повышения стабильности проявителей аскорбата.[нужна цитата ].

Другие используемые проявляющие агенты: п-аминофенол, глицин (N- (4-гидроксифенил) глицин), пирогаллол, и катехол. При использовании в составе проявителя с низким содержанием сульфита последние два соединения заставляют желатин затвердевать и окрашивать вблизи развивающихся зерен. Как правило, оптическая плотность пятна увеличивается в сильно экспонированной (и сильно проявленной) области. Это свойство высоко ценится некоторыми фотографами, поскольку оно увеличивает отрицательный контраст по отношению к плотности, а это означает, что детали в светлых участках могут быть захвачены без «блокировки» (при достижении достаточно высокой плотности, при которой детализация и тональность серьезно ухудшаются). Гидрохинон разделяет это свойство. Однако эффект окрашивания проявляется только в растворах с очень небольшим содержанием сульфита, и большинство проявителей гидрохинона содержат значительные количества сульфита.

На заре фотографии использовался широкий спектр проявителей, в том числе хлоргидрохинон, оксалат железа,[2]:131 гидроксиламин, лактат железа, цитрат железа, Эйконоген, Ачецин, антипирин, ацетанилид и Амидол (что необычно требовало умеренно кислых условий).

Проявители также содержат смягчающий воду агент для предотвращения образования накипи кальция (например, соли ЭДТА, триполифосфат натрия, соли NTA и т. Д.).

Первоначальный литографический проявитель был основан на проявителе с низким содержанием сульфита / бисульфита с формальдегидом (добавленным в виде порошка параформальдегида). Очень низкий уровень сульфита, высокий уровень гидрохинона и высокая щелочность способствовали «инфекционному развитию» (открытые проявляющиеся кристаллы галогенида серебра сталкивались с неэкспонированными кристаллами галогенида серебра, вызывая их уменьшение), что усиливало краевой эффект на линейных изображениях. Эти высокоэнергетические проявители имели короткий срок службы лотка, но при использовании в течение срока службы лотка обеспечивали стабильные полезные результаты.

Современные проявители для литографии содержат соединения гидразина, соединения тетразолия и другие усилители контраста аминов для увеличения контрастности, не полагаясь на классический состав литографического проявителя, содержащий только гидрохинон. Современные формулы очень похожи на составы для быстрого доступа (за исключением этих добавок), и поэтому они обладают долгим сроком службы. Однако классические проявители литографии, использующие один только гидрохинон, страдают очень плохим сроком службы лотка и нестабильными результатами.

Развитие

Разработчик выборочно снижает галогенид серебра кристаллы в эмульсии на металлический Серебряный, но только те, у кого скрытое изображение центры, созданные действием света.[4] Светочувствительный слой или эмульсия состоит из кристаллов галогенида серебра на желатиновой основе. Два фотона света должны быть поглощены одним кристаллом галогенида серебра, чтобы сформировать стабильный двухатомный кристалл металлического серебра. Обычно используемый проявитель восстанавливает только кристаллы галогенида серебра, которые имеют существующий кристалл серебра. Пленки с более быстрой экспозицией или более низким уровнем освещенности обычно имеют более крупное зерно, поскольку такие изображения захватывают меньше света. Пленкам с мелким зерном, таким как Kodachrome, требуется больше света, чтобы увеличить вероятность того, что кристалл галогенида поглотит по крайней мере два кванта света, поскольку они имеют меньший размер поперечного сечения. Следовательно, размер кристаллов галогенида серебра пропорционален светочувствительности пленки. Серебряный металлик имеет темный (черный) вид. Как только желаемый уровень восстановления достигнут, процесс проявления останавливается промыванием в разбавленной кислоте, а затем не проявившийся галогенид серебра удаляется путем растворения его в растворе тиосульфата, процесс, называемый фиксация. Большинство разработчиков коммерческих пленок используют двойное решение или процедуру «проталкивания» (увеличивает скорость пленки) (компенсирующий проявитель, например, Diafine), когда восстанавливающий агент, например Раствор гидрохинона впитывается и набухает в желатине, после чего пленка вводится в щелочной раствор, который активирует (снижает восстановительный потенциал) проявителя. Области с наибольшей освещенностью используют крошечное количество проявителя в желатине и перестают образовывать кристаллы серебра до того, как пленка в этой точке станет полностью непрозрачной. Области, получившие меньше всего света, продолжают развиваться, потому что не исчерпали своего разработчика. Контраст меньше, но время не имеет решающего значения, и пленки от нескольких клиентов и с разной экспозицией проявятся удовлетворительно.

Время, в течение которого происходит проявка, и тип проявителя влияют на соотношение между плотностью серебра в проявленном изображении и количеством света. Это исследование называется сенситометрия и был впервые разработан F Hurter & V C. Driffield в конце 19 века.[5]

Развитие цвета

В цвете и хромогенный В черно-белой фотографии используется аналогичный процесс проявления, за исключением того, что восстановление серебра одновременно окисляет проявитель цвета парафенилен, который затем принимает участие в производстве красителей в эмульсии, взаимодействуя с соответствующими связующими. Здесь используются три различных процесса. В C-41 процесс используется почти для всех цветных негативных пленок, и в этом процессе красители в эмульсии реагируют с окисленными агент проявления цвета в растворе проявителя для создания видимых красителей. Затем почти идентичный процесс используется для получения цветных отпечатков с пленок. Используемые проявляющие агенты являются производными парафенилендиамин.

На цветных негативных пленках[6] Существует 3 типа красителей. Существуют обычные голубые, пурпурные и желтые соединители, образующие красители, но также есть пурпурный голубой маскирующий соединитель и желтый пурпурный маскирующий соединитель. Они образуют соответственно нормальный голубой краситель и пурпурный краситель, но образуют оранжевую позитивную маску для коррекции цвета. Кроме того, существует третий тип соединителя, называемый соединителем DIR (Developer Inhibitor Release). Этот соединитель высвобождает мощный ингибитор во время образования красителя, который влияет на краевые эффекты и вызывает эффекты между слоями для повышения общего качества изображения.

Обратное проявление пленки

В Эктахром -тип (E-6 процесс )[7] пленки сначала обрабатывают в необычном проявителе, содержащем фенидон и гидрохинон-моносульфонат. Этот черно-белый проявитель используется в течение 6 часов при 100,4.° F (38° C ), при этом большее время дает «проталкивающую» обработку для увеличения видимой светочувствительности пленки за счет уменьшения Dmax, или максимальной плотности. Первый разработчик - самый важный шаг в Процессе E-6. Решение - это проявитель черно-белой пленки, потому что он формирует только негативное серебряное изображение в каждом слое пленки; изображения красителя еще не сформированы. Затем пленка идет непосредственно на первую стирку в течение 2 часов при 100 ° F, которая действует как контролируемая остановить ванну. Далее пленка попадает в обратную ванну. На этом этапе пленка готовится к этапу цветного проявителя. В этой обращающей ванне химический реверсивный агент абсорбируется эмульсией, при этом химическая реакция не происходит до тех пор, пока пленка не войдет в цветной проявитель. Процесс реверсирования также может быть выполнен с использованием света 800 фут-кандел в секунду, который используется инженерами-технологами для устранения проблем химического состава ванны реверсирования.

Затем пленка полностью проявляется в ванне цветного проявителя, которая содержит CD-3 как агент, проявляющий цвет. Когда пленка попадает в цветной проявитель, реверсивный агент, абсорбированный эмульсией в обращающей ванне, химически затуманивает (или «обнажает») неэкспонированный галогенид серебра (если он еще не был запотеван светом на предыдущем этапе). Цветной проявитель воздействует на химически экспонированный галогенид серебра, формируя позитивное серебряное изображение. Однако изображение металлического серебра, сформированное в первом проявителе, которое является негативным изображением, не является частью реакции, которая происходит на этом этапе. На этом этапе происходит реакция на «остатки» негативного изображения, то есть позитивное изображение. По мере развития цвета формируется металлическое серебряное изображение, но, что более важно, проявляющий цвет агент окисляется. Окисленные молекулы цветного проявителя реагируют с связующими элементами с образованием цветных красителей. на месте. Таким образом, цветной краситель образуется в месте проявления в каждом из трех слоев пленки. Каждый слой пленки содержит разные элементы связи, которые вступают в реакцию с одними и теми же молекулами окисленного проявителя, но образуют красители разного цвета. Затем пленка попадает в ванну для предварительного отбеливания (ранее использовавшуюся для кондиционирования), которая содержит прекурсор формальдегида (в качестве консерванта красителя) и ЭДТА, чтобы «запустить» отбеливатель. Далее пленка переходит в раствор отбеливателя. Отбеливатель превращает металлическое серебро в бромид серебра, который в фиксаторе превращается в растворимые соединения серебра. В цветном негативе C-41, введенном в 1972 году, используется железо EDTA. В обратных процессах использовалось трехвалентное железо EDTA, по крайней мере, с момента внедрения процесса E-6 в 1976 году. Кодахром трехвалентная ЭДТА используется по крайней мере в К-14 процесс. Во время отбеливания ЭДТА трехвалентного железа заменяется ЭДТА двухвалентного железа перед фиксацией и заключительной стиркой.

Fe3+
ЭДТА + Ag + Br−
 → Fe2+
ЭДТА + AgBr

Ранее феррицианид калия часто использовался как отбеливатель. Наиболее распространенная химия обработки таких пленок: E6, полученный из длинной линии разработчиков, созданных для Эктахром ассортимент фильмов.

Также доступны эктахромные бумаги.

Стандартный черно-белый материал также может быть обработан разворотом для получения черно-белых слайдов.[8] После «первого проявления» первоначальное серебряное изображение затем удаляется (например, с использованием отбеливателя бихромат калия / серная кислота, что требует последующей «очищающей ванны» для удаления хроматных пятен с пленки). Незакрепленная пленка затем затуманивается (физически или химически) и подвергается повторному проявлению. Однако этот процесс лучше всего работает с медленными пленками, такими как Ilford Pan-F, обработанными для получения высокой гамма. В химическом наборе Kodak для реверсирования Panatomic-X («Оборудование для прямого проявления положительной пленки») вместо серной кислоты в отбеливателе использовался бисульфат натрия, а в отбеливателе использовался затуманивающий проявитель, который по своей природе был нестабильным, и его нужно было смешивать и использовать в двухкомпонентной среде. часовой период. (Если два рулона, максимальная вместимость одной пинты повторного проявителя, должны были быть обработаны последовательно, повторный проявитель должен быть смешан, пока первый рулон находился в первом проявителе.)

Собственные методы

В К-14 процесс для Кодахром пленка предполагает добавление всех красителей в эмульсию во время проявления. Для обработки Kodachrome требовалось специальное оборудование. С 2010 года нигде в мире не существовало коммерческих предприятий, обрабатывающих Kodachrome.

В проявлении цветной печати Ильфохром, или Цибахром, process также использует печатный материал с присутствующими красителями, которые обесцвечиваются в соответствующих местах во время проявки. Используемая здесь химия полностью отличается от химии C41; (в нем используются азокрасители, которые более устойчивы к выцветанию на солнечном свете).

использованная литература

  1. ^ Karlheinz Keller et al. Фотография в Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Дои: 10.1002 / 14356007.a20_001
  2. ^ а б c Уолл, Э.Дж. (1890). Словарь по фотографии. Лондон: Хассель, Уотсон и Вини.
  3. ^ "Полный текст «Книги данных Kodak, том 1 и 2» ". По состоянию на 30 сентября 2017 г.
  4. ^ Вудворт, Чак. "Как работает фильм". Издательство BYG. Получено 14 марта 2013.
  5. ^ Папагианнакис, Э. Э. Криезиз, Д. П. Хриссулидис и А. Г. (1992). Электромагнетизм и оптика. Ривер Эдж, Нью-Джерси: World Scientific. п. 397. ISBN  978-9810208493.
  6. ^ Фотографический альманах, 1956, стр. 429–423
  7. ^ "KODAK PROFESSIONAL Chemicals, процесс E-6" (PDF). Кодак. Получено 14 марта 2013.
  8. ^ Продвинутая фотография, 1980, стр. 345
  • Лэнгфорд, М. Дж. (1980). Продвинутая фотография. Лондон: Focal Press.