Проявитель для фотографий

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Март 2019 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

При обработке фотопленок , пластин или бумаг фотографический проявитель (или просто проявитель ) представляет собой один или несколько химикатов, которые преобразуют скрытое изображение в видимое изображение. Проявители достигают этого преобразования путем восстановления галогенидов серебра , которые имеют бледный цвет, в металлическое серебро , которое имеет черный цвет в форме мелких частиц. ^[1] Преобразование происходит в желатиновой матрице. Особенностью фотографии является то, что проявитель действует быстрее на те частицы галогенида серебра, которые подверглись воздействию света. При оставлении в проявителе все галогениды серебра в конечном итоге восстанавливаются и становятся черными. Как правило, чем дольше проявитель работает, тем темнее изображение.

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

• Проявляющие агенты. Популярные проявляющие агенты — метол (монометил-п-аминофенол гемисульфат), фенидон (1-фенил-3-пиразолидинон), димезон (4,4-диметил-1-фенилпиразолидин-3-он) и гидрохинон (бензол-1,4-диол). Считается, что димезон лучше противостоит окислению в растворе, чем фенидон А, но он не так доступен, как фенидон А. Димезон также известен как фенидон В.
• Щелочной агент, такой как карбонат натрия , бура или гидроксид натрия , для создания достаточно высокого уровня pH .
• Сульфит натрия для замедления окисления проявляющих веществ кислородом воздуха .

Известные стандартные формулы включают проявитель для плёнки Eastman Kodak D-76, проявитель для печати D-72 и проявитель для кинонегативов D-96. ^[3]

Гидрохинон является супердобавкой к метолу, что означает, что он действует, «перезаряжая» метол после того, как он окислился в процессе восстановления серебра в эмульсии. Сульфит в проявителе не только предотвращает окисление проявляющих агентов в растворе воздухом, но и облегчает регенерацию метола гидрохиноном (снижая эффекты компенсации и смежности), а в достаточно высоких концентрациях действует как растворитель галогенида серебра. Оригинальный литографический проявитель содержал формальдегид (часто добавляемый в виде параформальдегидного порошка) в растворе с низким содержанием сульфита/бисульфита.

Большинство проявителей также содержат небольшое количество бромида калия для модификации и ограничения действия проявителя ^{[2] :218-219} для подавления химического запотевания . Проявители для высококонтрастных работ имеют более высокую концентрацию гидрохинона и более низкую концентрацию метола и, как правило, используют сильные щелочи, такие как гидроксид натрия, чтобы поднять pH примерно до pH 11-12.

Метол трудно растворяется в растворах с высоким содержанием соли, поэтому в инструкциях по смешиванию формул проявителя метол почти всегда указывается первым. Важно растворять химикаты 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 сделает растворение метола очень медленным.

Поскольку метол относительно токсичен и может вызывать сенсибилизацию кожи, современные коммерческие проявители часто используют фенидон или димезон S (4-гидроксиметил-4-метил-1-фенил-3-пиразолидон). Димезон, димезон S, представляет собой белый кристаллический порошок, растворимый в воде и полярных растворителях. DD-X, HC-110, проявитель TMax и проявитель PQ Universal — вот несколько распространенных проявителей пленок, в которых димезон используется в качестве проявителя. Димезон является остротоксичным и раздражающим веществом. Гидрохинон также может быть токсичен для человека-оператора, а также для окружающей среды; некоторые современные проявители заменяют его аскорбиновой кислотой или витамином C. Однако он страдает от плохой стабильности. Аскорбатные проявители могут иметь преимущество в том, что они компенсируют и повышают резкость, поскольку побочные продукты окисления, образующиеся во время проявки, являются кислотными, что означает, что они замедляют проявку в областях высокой активности и рядом с ними. Это также объясняет, почему аскорбатные проявители имеют плохие свойства хранения, так как окисленный аскорбат неэффективен как проявитель и снижает pH раствора, делая оставшиеся проявители менее активными. Недавно несколько экспериментаторов сделали заявления о практических методах улучшения стабильности аскорбатных проявителей ^{[ необходима цитата ]} .

Другие используемые проявители: п-аминофенол , глицин (N-(4-гидроксифенил)глицин), пирогаллол и катехол . При использовании в составе проявителя с низким содержанием сульфита последние два соединения вызывают затвердевание желатина и окрашивание вблизи проявляющихся зерен. Как правило, оптическая плотность пятна увеличивается в сильно экспонированной (и сильно проявленной) области. Это свойство очень востребовано некоторыми фотографами, поскольку оно увеличивает негативный контраст по отношению к плотности, что означает, что яркие детали могут быть запечатлены без «блокировки» (достижения достаточно высокой плотности, при которой детализация и тональность серьезно ухудшаются). Гидрохинон обладает этим свойством. Однако эффект окрашивания проявляется только в растворах с очень малым содержанием сульфита, а большинство проявителей на основе гидрохинона содержат значительное количество сульфита.

На заре фотографии использовался широкий спектр проявителей, включая хлоргидрохинон, оксалат железа , ^{[2] :131} гидроксиламин , лактат железа , цитрат железа , эйконоген, ацецин, антипирин , ацетанилид и амидол (который, как правило, требовал слабокислых условий).

Проявители также содержат смягчающие воду вещества, предотвращающие образование кальциевой накипи (например, соли ЭДТА, триполифосфат натрия, соли НТА и т. д.).

Первоначальный литографический проявитель был основан на проявителе с низким содержанием сульфита/бисульфита с формальдегидом (добавленным в виде порошкообразного параформальдегида). Очень низкий уровень сульфита, высокий уровень гидрохинона и высокая щелочность способствовали «инфекционному развитию» (экспонированные проявляющиеся кристаллы галогенида серебра сталкивались с неэкспонированными кристаллами галогенида серебра, заставляя их также уменьшаться), что усиливало эффект края на линейных изображениях. Эти высокоэнергетические проявители имели короткий срок службы в лотке, но при использовании в течение срока службы в лотке обеспечивали стабильные пригодные для использования результаты.

Современные литографические проявители содержат соединения гидразина, соединения тетразолия и другие усилители контрастности амина для повышения контрастности без использования классической формулы литографического проявителя, содержащей только гидрохинон. Современные формулы очень похожи на формулы проявителей быстрого доступа (за исключением этих добавок), и поэтому они имеют длительный срок службы в лотке. Однако классические литографические проявители, использующие только гидрохинон, страдают от очень низкого срока службы в лотке и непостоянных результатов.

Проявитель выборочно восстанавливает кристаллы галогенида серебра в эмульсии до металлического серебра , но только те, которые имеют скрытые центры изображения , созданные под 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 образовать 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 крупные зерна, поскольку эти изображения захватывают меньше света. Мелкозернистые пленки, такие как Kodachrome, требуют больше света, чтобы увеличить вероятность того, что кристалл галогенида поглотит по крайней мере два кванта света, поскольку они имеют меньший размер поперечного сечения. Поэтому размер кристалла галогенида серебра пропорционален светочувствительности пленки. Металлическое серебряное изображение имеет темный (черный) вид. После достижения желаемого уровня восстановления процесс проявления останавливается промывкой в ​​разбавленной кислоте, а затем непроявленный галогенид серебра удаляется путем растворения его в растворе тиосульфата, процесс называется фиксацией . Большинство коммерческих проявителей пленки используют процедуру двойного раствора или "push" (ускоряет скорость пленки) проявки (компенсирующий проявитель, такой как Diafine), при которой восстановитель, например, раствор гидрохинона, впитывается и набухает желатин, затем пленка вводится в щелочной раствор, который активирует (снижает восстановительный потенциал) проявителя. Области с наибольшим воздействием света используют крошечное количество проявителя в желатине и прекращают производить кристаллы серебра до того, как пленка в этот момент станет полностью непрозрачной. Области, получившие наименьшее количество света, продолжают проявляться, поскольку они не израсходовали свой проявитель. Контрастность меньше, но время не имеет решающего значения, и пленки от разных клиентов и с разной экспозицией проявятся удовлетворительно.

Время, в течение которого происходит проявление, и тип проявителя влияют на соотношение между плотностью серебра в проявленном изображении и количеством света. Это исследование называется сенситометрией и было впервые проведено F Hurter & VC Driffield в конце 19 века. ^[5]

В цветной и хромогенной черно-белой фотографии используется аналогичный процесс проявления, за исключением того, что восстановление серебра одновременно окисляет парафениленовый цветной проявитель, который затем принимает участие в производстве красителей в эмульсии, реагируя с соответствующими связующими веществами. Здесь используются три различных процесса. Процесс C-41 используется почти для всех цветных негативных пленок, и в этом процессе связующие вещества красителей в эмульсии реагируют с окисленным цветным проявителем в растворе проявителя, образуя видимые красители. Почти идентичный процесс затем используется для получения цветных отпечатков с пленок. Используемые проявляющие вещества являются производными парафенилендиамина .

В цветных негативных пленках ^[6] есть 3 типа красителей. Существуют обычные циановые, пурпурные и желтые красители, но также есть пурпурный маскирующий голубой краситель и пурпурный маскирующий желтый краситель. Они образуют соответственно обычный голубой краситель и пурпурный краситель, но формируют оранжевую позитивную маску для коррекции цвета. Кроме того, есть третий тип красителя, называемый DIR (Developer Inhibitor Release). Этот краситель выделяет мощный ингибитор во время формирования красителя, который влияет на краевые эффекты и вызывает эффекты между слоями, чтобы улучшить общее качество изображения.

В прозрачных пленках типа Ektachrome ( процесс E-6 ) ^[7] пленка сначала обрабатывается в необычном проявителе, содержащем фенидон и гидрохинонмоносульфонат. Этот черно-белый проявитель используется в течение 6:00 при 100,4 °F (38 °C ), причем больше времени уходит на «толчковую» обработку для увеличения видимой скорости пленки за счет снижения Dmax или максимальной плотности. Первый проявитель является наиболее критическим этапом в процессе E-6. Раствор по сути является черно-белым проявителем пленки, поскольку он формирует только негативное серебряное изображение в каждом слое пленки; изображения красителя еще не сформированы. Затем пленка сразу поступает в первую промывку на 2:00 при 100 °F, которая действует как контролируемая стоп-ванна . Затем пленка поступает в реверсивную ванну. Этот этап подготавливает пленку к этапу цветного проявителя. В этой реверсивной ванне химический реверсивный агент впитывается в эмульсию, при этом химическая реакция не происходит до тех пор, пока пленка не попадет в цветной проявитель. Процесс реверсирования также может быть осуществлен с использованием света интенсивностью 800 футо-свечей в секунду, который используется инженерами-технологами для устранения проблем с химическим составом реверсивной ванны.

Затем пленка полностью проявляется в ванне с цветным проявителем, который содержит CD-3 в качестве цветного проявляющего агента. Когда пленка попадает в цветной проявитель, реверсивный агент, поглощенный эмульсией в реверсивной ванне, химически затуманивает (или «экспонирует») неэкспонированный галогенид серебра (если он еще не был затуманен светом на предыдущем этапе). Цветной проявитель воздействует на химически экспонированный галогенид серебра, формируя позитивное серебряное изображение. Однако металлическое серебряное изображение, сформированное в первом проявителе, которое является негативным изображением, не является частью реакции, которая происходит на этом этапе. На этом этапе реагирует «остаток» негативного изображения, то есть позитивное изображение. По мере развития цветного проявления формируется металлическое серебряное изображение, но, что более важно, цветной проявляющий агент окисляется. Окисленные молекулы цветного проявителя реагируют с связующими веществами, образуя цветные красители in situ. Таким образом, цветной краситель образуется в месте проявления в каждом из трех слоев пленки. Каждый слой пленки содержит различные связующие вещества, которые реагируют с теми же окисленными молекулами проявителя, но образуют разные цветные красители. Затем пленка попадает в ванну предварительного отбеливания (ранее кондиционер), в которой есть предшественник формальдегида (как консервант красителя) и ЭДТА, чтобы «запустить» отбеливатель. Затем пленка попадает в раствор отбеливателя. Отбеливатель преобразует металлическое серебро в бромид серебра, который преобразуется в растворимые соединения серебра в фиксаже. Процесс цветной негативной печати C-41, представленный в 1972 году, использует железосодержащую ЭДТА. Процессы реверсирования использовали железосодержащую ЭДТА по крайней мере с момента появления процесса E-6 в 1976 году. Для Kodachrome железосодержащая ЭДТА используется по крайней мере в текущем процессе K-14 . Во время отбеливания железосодержащая ЭДТА заменяется на железосодержащую ЭДТА перед фиксацией и окончательной промывкой.

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

Ранее феррицианид калия часто использовался в качестве отбеливателя. Наиболее распространенной обрабатывающей химией для таких пленок является E6 , полученный из длинной линейки проявителей, производимых для серии пленок Ektachrome .

Также доступна эктахромная бумага.

Стандартная черно-белая бумага также может быть обработана реверсивно для получения черно-белых слайдов. ^[8] После «первого проявления» исходное серебряное изображение затем удаляется (например, с помощью отбеливателя на основе бихромата калия/ серной кислоты , который требует последующей «очистительной ванны» для удаления хроматных пятен с пленки). Затем незафиксированная пленка затем затуманивается (физически или химически) и «проявляется вторично». Однако этот процесс лучше всего работает с медленными пленками, такими как Ilford Pan-F, обработанными для получения высокой гаммы . Химический набор Kodak для реверсирования Panatomic-X («Direct Positive Film Developing Outfit») использовал бисульфат натрия вместо серной кислоты в отбеливателе и использовал затуманивающий проявитель, который был по своей природе нестабилен и должен был быть смешан и использован в течение двух часов. (Если бы два рулона, максимальная емкость одной пинты проявителя, обрабатывались последовательно, проявитель приходилось бы смешивать, пока первый рулон находился в первом проявителе.)

Процесс K-14 для пленок Kodachrome подразумевает добавление всех красителей в эмульсию во время проявления. Для обработки Kodachrome требовалось специальное оборудование. С 2010 года в мире не было ни одной коммерческой организации, которая бы перерабатывала Kodachrome.

При проявлении цветной печати процесс Ilfochrome или Cibachrome использует материал для печати с присутствующими красителями, которые отбеливаются в соответствующих местах во время проявления. Химия, которая здесь задействована, полностью отличается от химии C41; (она использует азокрасители, которые гораздо более устойчивы к выцветанию на солнце).

• British Journal (1956). Фотографический альманах . Лондон: Henry Greenwood and Co Ltd.

• Лэнгфорд, М. Дж. (1980). Продвинутая фотография . Лондон: Focal Press.