Тема: Проявлення та фіксування

Фотографічного зображення.

План:

1.Проявлення фотографічного зображення.

2.Фіксування фотографічного зображення.

Теоретичні відомості

Процес відновлення галогеніду срібла в емульсійному шарі фототехнічної плівки називають проявленням. У загальному вигляді це можна описати наступною реакцією:

AgHal + Red" — Ag° + Hal" + Ox,

де Red^- та Ox — відповідно відновлена та окислена форма проявника речовини.

Проявлення проходить декілька послідовних стадій:

— набрякання емульсійного шару фототехнічної плівки у розчині проявника;

— дифузія проявника в емульсійний шар;

— адсорбція проявника на мікрокристали галогеніду срібла;

— відновлення срібла (основна хімічна реакція проявлення);

— десорбція продуктів реакції (окисленої форми проявник) та їх дифузія у розчин;

— розчинення іонів галогеніду;

— розчинення відновленого срібла галогенідами та їх дифузія у розчин (цей процес не має суттєвого значення оскільки кількість розчиненого срібла дуже мала і це не впливає на загальний результат).

Внаслідок вищої хімічної активності мікрокристали галогеніду срібла, що мають центри проявлення (на експонованих ділянках) швидше та активніше взаємодіють з проявником ніж інші. До складу проявника спеціально підбирають речовини, що підвищують цю різницю у швидкостях — так звану вибірковість проявлення. Одночасно вони забезпечують: короткотривалість проявлення, однакову активність проявника впродовж роботи, можливість тривалого зберігання проявника, низьку шкідливість тощо. Залежно від виробника, типу фототехнічної плівки та виду обробки (автоматичне машинне чи ручне проявлення) склад проявника може бути різним. Проте можна виділити функціональні складники, що можуть бути присутніми у проявнику.

1. Проявна речовина — є основним компонентом проявника, який забезпечує відновлення галогеніду срібла (1.4). Серед усіх відновників для проявника обирають речовини, що забезпечують високу вибірковість та швидкість проявлення фотома­теріалу, дешеві і екологічно чисті. Найчастіше це органічні сполуки у складі яких є циклічне кільце. У проявнику може бути не одна, а декілька проявних речовин. При цьому деякі сполучення виявляють суперадитивний ефект, тобто оптична щільність зображення та швидкість обробки виявляються значно вищими за формальну суму результатів проявлення у проявниках, що містять по одній з цих проявних речовин. Таким сполучен­ням є, наприклад, пара гідрохінон-метол.

2. Зберігальна (консервувальна) речовина — це захисна речовина, що запобігає окисненню проявника. Зазвичай для цього використовують сульфіт натрію, який відновлює окислену форму проявної речовини до сполуки здатної проявляти. Таким чином він не лише оберігає проявник від окиснення, але й підвищує продуктивність проявних речовин.

У кислому середовищі проявлення не відбувається лише при рН>8, тобто при появі активної форми проявної речовини, розпочинається процес проявлення. З ростом рН зростає вміст активної форми проявної речовини та зростає ступінь її дисоціації, що призводить до зростання швидкості проявлення.Використання лугу, як пришвидшувальноъ речовини (КОН, NaOH) — забезпе­чує високі значення рН (високу швидкість проявлення), але луг агресивний та незручний в роботі, не забезпечує стабільність проявника. В процесі проявлення виділяється кислота і тому рН проявного розчину буде постійно зменшуватись, відповідно буде зменшуватись і швидкість проявлення. Щоб цього уникнути застосовують буферні сполуки — Na₂C0₃, К₂С0₃, Na₂B₄0₇, тощо. Ці сполуки шляхом ступеневого гідролізу, забезпечують потрібні та стабільні значення рН у проявнику. Na₂C0₃ + Н₂0 →NaOH + NaHC0₃, NaHC0₃ + Н₂0 →NaOH + Н₂0 + С0₂. Противуальна речовина — підвищує вибірковість процесу проявлення, зокрема перешкоджає утворенню вуалі. Відомою противуальною речовиною є бромід калію (КВг). Присутність бром-іонів у розчині гальмує процес проявлення, що супроводжується виділенням галоген-іонів. Дія іншої противуальної речовини полягає у затримуванні проникнення електро­нів до мікрокристалів галогеніду срібла. Противуальні речовини сповільнюють процес проявлення. У малій концентрації їх гальмівна дія направлена на процеси утворення вуалі. Зниження щільності вуалі підвищує ступінь вибірковості проявлення. Дубильна речовина протидіє набряканню емульсійного шару та підвищує його термостійкість. Піногасник запобігає піноутворенню при машинному проявленні. Вода розчиняє компоненти проявника і є середовищем у якому відбувається процес проявлення.Проявник постачається у вигляді концентратів — порошків та розчинів. Які за вказаною до них інструкцією розчиняють, змішують та розводять водою до рекомендо­ваної концентрації. При підготовці робочого розчину проявника слід дотримуватись рекомендованої температури, кількості та черговості розчинення та змішування, пам'ятати про наявність шкідливих та небезпечних компонентів, зокрема, наявність лужного середовища.Напівфабрикати та готові розчини слід зберігати у темному прохолодному місці у герметично закритому посуді. Не варто готувати одразу великі порції проявника та зберігати великі запаси концентратів, оскільки вони мають обмежений термін зберігання.Разом із інструкцією до проявника, як правило, є рецепт підготовки підкріплюваль- ного розчину. Цей розчин доливається під час проявлення до основного об'єму проявника, щоб компенсувати витрати основних компонентів (зокрема проявної речовини та консерванта). Розрахункова кількість підкріплювального розчину залежить від обробленої площі фототехнічної плівки та заповнення її зображенням вказується в інструкції до проявника. Перетворення прихованого фотографічного зображення, що виникло у світлочутливому шарі фотоматеріалу, на видиме. Найчастіше вдаються до хімічного проявлення фотографічного— з використанням спец. речовин (проявників), здатних відновлювати (перетворювати) галогеніди срібла, які зумовлюють появу прихованого зображення, до металевого срібла, потрібного для утворення видимого зображення. В разі проявлення кольорових фотоматеріалів практично одночасно відбувається процес відновлення металевого срібла і одержання зображень з барвників. Основою всіх проявників, застосовуваних під час хімічного проявлення фотографічного, є проявляючі речовини (напр., розчини з метолом або гліцином), речовини зберігаючі (звичайно сульфіт натрію), що запобігають окисленню проявників киснем повітря, і прискорюючі (напр., розчин гідрохінону, натрію гідроксиду), які активізують дію проявника. В них додають також противуалюючі речовини (бромід калію тощо), ін. компоненти. Склад кольорових проявників близький до складу проявників для чорно-білих фотоматеріалів. Щоб із світлочутливого шару фотоматеріалів видалити залишки галогенідів срібла, не відновлених при проявленні фотографічному, застосовують фіксування фотографічне (закріплення). Крім хімічного, розроблено т. з. фізичне проявлення. Проявлення фотографічне (головним чином для наукової фотографії) — з відновленням металевого срібла із срібної солі, розчиненої в проявнику. Для проявлення фотографічного використовують кювети (плоскі посудини), спец. бачки, проявні машини (переважно з безперервним переміщенням фотоматеріалів з баку в бак) тощо. Проявлення фотоматеріалів, світлочутливі шари яких не містять галогенідів срібла, ґрунтується на інших принципах, напр. на застосуванні електрично заряджених порошків. Промивання проявленої фототехнічної плівки у воді припиняє процес про­явлення за рахунок вимивання і значного зменшення концентрації проявника в емульсійному шарі.Інколи, при автоматичній машинній обробці, для спрощення конструкції та вартості проявної машини промивання не виконується. Незначна кількість проявника, що потрапляє у фіксаж разом із плівкою практично не впливає на якість обробки.З цієї точки зору більш критичним є потрапляння навіть малих порцій фіксажу у проявник, що цілком можливе при переливах або бризках між сусідніми ваннами з проявником і фіксажем. У таких випадках проявник слід одразу ж замінити. Фіксаж зменшує рН і гальмує основний процес проявлення, вимиває солі срібла із фотоматеріалу, які одразу ж відновлюються проявником (фіксаж при цьому вивільняється). Це призводить, з одного боку, до затримки процесу проявлення, утворення малоконтрастних зображень, з недостатньою щільністю зображення та значною вуаллю, а з іншого — до безперервного виснаження проявника та до осаджування на поверхні фототехнічної плівки металевого срібла, з утворенням, так званої, дихромної вуалі. Процес фіксування полягає у розчиненні та виведенні з емульсійного шару фототехнічної плівки солей срібла. Галогеніди срібла є нерозчинними у воді солями, для розчинення їх необхідно зв'язати у комплексні сполуки. Для цього на практиці широко застосовують тіосульфати (Na₂S₃0₃, (NH₄)₂S₂0₃). Вони є доступні, дешеві та порівняно нешкідливі. Процес утворення розчинних у воді комплексних солей срібла з участю тіосульфатів проходить AgBr + Na₂S₂0₃ = NaBr + Na[AgS₂0₃]. Закріплення фотографічне — видалення із світлочутливого шару фотографічних матеріалів залишків галоїдного срібла (не відновленого під час проявлення фотографічного), що сприяє збереженню фотографічного зображення тривалий час. Полягає в обробці проявленого фотоматеріалу у фіксажі — водному розчині (або пасті), осн. частиною якого є фіксуючі речовини, здатні перетворювати галоїдне срібло на розчинні у воді сполуки срібла. Найпоширеніша фіксуюча речовина — тіосульфат натрію. Під час його взаємодії з галоїдним сріблом спочатку утворюється важкорозчинна сіль срібла Аg₂SO₃ (на цій стадії фотозображення стає прозорим — зникають видимі сліди галоїдного срібла), а потім — легкорозчинна комплексна сіль Nа₄Аg₂(S₂O₃)₃, що її видаляють при заключному промиванні. Ф. ф. прискорюється в т. з. швидких фіксажах, у які додатково вводять хлорид амонію, при підвищенні т-ри розчину (до 23 °С), в разі його перемішування біля поверхні фотоматеріалу. Тривалість фотографічного фіксування (пересічно) для негативних матеріалів з дрібнозернистою емульсією — 8—10 хв, з велико зернистою — 15—20, для позитивних матеріалів — 5—10 хв. Іноді вдаються до прискореної обробки фотоматеріалів у фіксуючому проявнику, що дає змогу одержувати в одному розчині проявлене і зафіксоване зображення.

Закріплення фарби на відбитку є складний фізико-хімічний процес, який протікає протягом певного часу. Механізм і швидкість утворення фарбової плівки на відбитку, її структура і міцність залежать від багатьох умов і в першу чергу від складу в'яжучого фарби, від властивостей паперу (пористості і ін.), а також від товщини фарбового шару на відбитку, температури повітря і т. д.
Розрізняють такі основні механізми закріплення фарб на відбитках: плівко утворення, вбирання (дифузія), випаровування розчинників.
При плівкоутворенні рідке в’яжуче містить реакційно-здатні складові, які лише на відбитку вступають у реакції з полімеризації. Вони можуть утворюватися кількома способами: окислювальною полімеризацією, фотополімеризацією або поліконденсацією.
Закріплення вбиранням можливе лише на пористих матеріалах.Механізм закріплення: фарба проникає у поверхневий шар паперу, адсорбується на волокнах і механічно утримується на них завдяки пористій структурі паперу; рідка фаза в’яжучого відділяється й вибірково вбирається.
При закріпленні фарби в наслідок випаровування розчинників в’яжучою речовиною є розчини смоли в леткому органічному розчиннику. Механізм закріплення: спочатку спостерігається незначне вбирання, а потім іде випаровування розчинника. При цьому збільшується концентрація смоли й фарба набирає потрібної структурної в’язкості.
Можлива комбінація механізмів закріплення фарби на відбитку.
Механізмом закріплення фарби на відбитку можна і треба керувати, модифікуючи друкарські фарби та матеріали, вдаючись до їх обробки перед друкарським контактом, застосовуючи різні пристрої, що інтенсифікують закріплення фарби. Найбільше використання в друкарських процесах одержали термічні способи сушіння: відкритим газовим полум'ям, нагрітим повітрям, інфрачервоним випромінюванням та ін. При підвищенні температури у звичайних друкарських фарб різко прискорюється процес їх закріплення. Використання високошвидкісних машин для друку привело до створення швидкозакріплювальних фарб під дією ультрафіолетового, мікрохвильового, електронного, лазерного випромінювання.

Завдання для самоконтролю:

1.Стадії проявлення фотографічного зображення.

2.Пояснити терміни: проявна, зберігальна та дубильна речовина.

3.Пояснити як відбувається промивання проявленої фототехнічної плівки у воді.

4.У чому полягає процесзакріплення фарби на відбитку та фіскування фототехнічної плівки.

Рекомендована література:

1.Технологічні процеси галузей промисловості: Навч. посіб. / За ред. Д.М. Колотила, А.Т. Соколовського – К, КНЕУ, 2008 – 372 с.

2.Матеріали з Інтернету.

 

 

Самостійне вивчення.