Лекция №15. Общие сведения о светочувствительных фотографических материалах

Светочувствительный фотографический материал (рис.15.1) состоит из ряда тонких элементарных слоев, последовательно нанесенных на подложку – стеклянную пластинку, листовую или рулонную полимерную пленку, листовую или рулонную бумагу. В зависимости от вида подложки, различают фотографические пластинки, пленку или бумагу. На рис. 8 приведены схемы строения только черно-белых материалов.

З а щ и т н ы й с л о й представляет собой тонкую (около 1мкм) пленку хорошо задубленной желатины или поливинилового спирта (ПВС) и служит для предохранения находящегося под ним эмульсионного слоя от механических повреждений.

Э м у л ь с и о н н ы й с л о й - желатиновая пленка, в которой рраспределены мельчайшие частицы (микрокристаллы) светочувствительного вещества – галогенида серебра. В настоящее время продолжаются работы по замене желатины синтетическими полимерами, менее дефицитными, чем она, и обладающими более стабильными свойствами. Поскольку эмульсионный слой играет в фотографическом процессе особо важную роль, ниже мы несколько подробнее рассмотрим его состав и строение.

П о д с л о й в большинстве случаев состоит из желатины, в которую введены дубящие вещества. Толщина подслоя менее 1мкм. Он служит для прочного скрепления эмульсионного слоя с подложкой. Подслой фотографических бумаг выполняет и другую функцию: предотвращает проникновение эмульсии в подложку (такое проникновение ведет к потере резкости изображения). Для повышения белизны фотографической бумаги в ее подслой вводят сульфат бария.

Рисунок 15.1 Строение фотографических материалов для черно-белой фотографии:

а-фотографической пленки;

б-фотографической пластинки;

в-фотографической бумаги;

1-защитный слой;

2-эмульсионный слой;

3-подслой;

4-подложка;

5-противослой;

6-противоореольный слой.

П р о т и в о с л о й (противоскручивающий слой) – тонкая пленка желатины или лака наносится для того, чтобы фотоматериал не скручивался самопроизвольно. Если противослой окрашен, то одновременно выполняет роль противоореольного слоя, предупреждающего в той или иной мере образования ореолов отражения*. Лаковый окрашенный противослой выполняет функции противослоя, противоореольного и противозарядного. Назначение последнего состоит в предохранении эмульсии от светового воздействия разрядов статического электричества, возникающих при трении пленки, (например, при поливе эмульсии на подложку). Окрашенный противослой содержит электролиты и поэтому обладает заметной электропроводностью.

Состав и строение эмульсионного слоя. Для получения эмульсионного слоя на поверхность подложки, предварительно покрытой подслоем, наносят, а затем высушивают на ней фотографическую эмульсию – взвесь микрокристаллов галогенида серебра в водном растворе желатины**. Толщина слоя может колебаться очень широко, от 4-5мкм (материалы с особо тонкими слоями) до 600мкм и более (радиографические материалы). Однако пределы изменения толщины эмульсионных слоев обычных пленок и бумаг невелики: для черно-белых негативных пленок они составляют 10-25мкм; для позитивных – 8-15мкм; для бумаг – 6-12мкм.

Микрокристаллы*** в негативных эмульсиях состоят из бромида серебра, как правило, с примесью иодида. В позитивных – могут иметь различный состав: бромид, бромид-иодид, бромид-хлорид, хлорид. Их форма зависит от условий кристаллизации: типичными считаются пластиночки – «таблички» (лат. tabula – доска) в виде треугольников с затупленными углами, шестиугольников или дисков. Однако встречаются таблички-квадраты, а также палочки, бесформенные частицы или кубики.

На форму микрокристаллов влияют вещества, адсорбирующиеся на их поверхности при формировании и росте, а также количество желатины в эмульсии, присутствие аммиака и т.д. При сравнительно большом разнообразии внешних форм микрокристаллы имеют одинаковую внутреннюю структуру.

Микрокристаллы-таблички расположены параллельно поверхности эмульсионного слоя или под небольшим углом к ней. В такое положение их ориентируют силы поверхностного натяжения эмульсии.

В глубину эмульсионного слоя от поверхности до подложки насчитывается 10-100 микрокристаллов в зависимости от толщины эмульсионного слоя и назначения.

Характеристики эмульсии. Фотографические свойства материала зависят от состава эмульсии, технологии ее изготовления, а также от особенностей строения эмульсионного слоя: его толщины, плотности упаковки микрокристаллов, их распределения по размерам, их средней величины и от поверхностной концентрации серебра.

Размеры микрокристалла принято оценивать либо по площади его проекции на поверхность эмульсионного слоя, либо по наибольшему поперечнику. С размерами связаны светочувствительность и контрастность фотографического материала.

Крупная частица галогенида на каждый полезно поглощенный фотон дает большую массу серебра, чем мелкая. Для того, чтобы получить почернение, имеющее определенную оптическую плотность, в случае крупнокристаллической эмульсии требуется меньшая экспозиция, чем в случае мелкокристаллической, следовательно, чем крупнее микрокристаллы, тем они чувствительнее. Однако, в общем случае эмульсии, микрокристаллы которых имеют одинаковый средний размер, могут обладать и разной чувствительностью. Она, как будет показано ниже, определяется не только размерами частиц, но зависит и от других причин. Тем не менее средний размер микрокристаллов – весьма существенный фактор, и его считают одной из важнейших характеристик эмульсии.

Соотношение между средним размером микрокристалла и светочувствительностью иллюстрируется таблицей 5, составленной по данным И.З. Пакушко и К.В. Вендровского. В ней даны результаты анализа импортных пленок для массового потребителя. Из таблицы видно, что отмеченная выше зависимость не носит строгого функционального характера.

Под контрастностью подразумевается свойство материала воспроизводить большей или меньшей разностью оптических плотностей участки объекта, имеющие данные яркости. Если бы микрокристаллы эмульсии не различались по светочувствительности, то их реакции на действие света были бы одинаковыми. На некоторое приращение экспозиции в этом случае они должны отвечать либо полным почернением, либо не давать его вообще. Воображаемый материал, обладающий таким свойством, считается бесконечно контрастным.

Неравенство светочувствительностей микрокристаллов одной и той же эмульсии приводит к тому, что на небольшое приращение экспозиции реагируют только наиболее светочувствительные из них, а малочувствительные не реагируют. Так как реагирующие в этом случае составляют только часть общего количества, то оптические плотности получаются малыми. С возрастанием экспозиций, наряду с наиболее чувствительными микрокритсаллами, начинают работать и менее чувствительные, и оптическая плотность почернения возрастает. Таким образом, эмульсия, содержащая микрокристаллы разной чувствительности, на малые приращения яркостей отвечает и малым приращением плотностей, а на большие приращения – большим. Ее контраст конечен. Чем более разнообразны микрокристаллы по светочувствительности, тем контраст эмульсии, а, следовательно, и фотографического материала, ниже.

Таблица 9

Дата добавления: 2014-11-16