CC BY
15
УДК 778.14.072 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-4-16-20
СПЕЦИФИКА УСКОРЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО-ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГАЛОГЕНОСЕРЕБРЯНЫХ МАТЕРИАЛОВ
О.В. Демьянов
Рассмотрены особенности ускоренных процессов химико-фотографической обработки галогеносеребряных материалов. Проанализированы принципы действия быстрых проявителей и фиксирующих проявителей, специфика их использования, преимущества и недостатки.
Ключевые слова: обработка, проявление, галогеносеребряные материалы, быстрые проявители, фиксирующие проявители, светочувствительные материалы.
Ускорение процессов химико-фотографической обработки может достигаться при помощи разных средств:
1) увеличения концентрации проявителя и его щелочности;
2) увеличения температуры и перемешивания обрабатывающих растворов;
3) объединения стадии проявления и фиксирования;
4) использования процесса стабилизации проявленного изображения вместо фиксирования и промывки;
5) использования специальных фотоматериалов, содержащих проявляющее вещество;
6) использования сильнозадубленных, тонкослойных и мелкозернистых материалов совместно с обрабатывающей аппаратурой с интенсивной подачей растворов.
Специфика быстрых проявителей заключается в повышенной концентрации проявляющих веществ и щелочности растворов. Высокие показатели pH (до 13) достигаются за счет применения едких щелочей в концентрациях до 40 г/л.
Проявляющими веществами выступают смеси фенидона С9Н10Ы20 или метола
(С7Н10Ы02)804 с гидрохиноном С6Н4(0Н)2 или пирокатехином. Чтобы на изображении не образовывалась вуаль, в проявитель добавляются противовуалирующие вещества в больших количествах.
Однако из-за высокой щелочности раствора может возникать чрезмерное размягчение эмульсионного слоя, что приводит к его отслаиванию от подложки. Особенно часто это происходит при повышении температуры для ускорения процесса.
Решением этой проблемы может стать использование специальных проявителей, которые могут быстро проявить изображение не только в щелочной, но и в нейтральной (а иногда даже в кислой) среде. Например, проявители с амидолом или метолом. Такие проявители применяются при высоких температурах.
Фиксирование изображения при быстрых процессах чаще всего проводится с использованием раствора тиосульфата аммония (ЫН4)28203. Принцип реакции тиосульфата аммония и галогенов:
(ЛН4)2 803Б+4С/2 + 5Н20 ® 2ЛН4С/+2Н2804 + 8НС1
В результате реакции с галогенидами серебра образуются растворимые комплексы, и благодаря этому свойству осуществляется процесс фиксирования.
Концентрация серебра при использовании тиосульфата натрия составляет до шести грамм на литр, а при реакции с тиосульфатом аммония концентрация практически удваивается, что сильно сокращает использование реактивов.
Обычный процесс фиксации тиосульфатом аммония проходит гораздо активнее процессов с тиосульфатом натрия, в некоторых случаях на 50%.
Иногда слишком длительная процедура фиксирования провоцирует растворение металлического серебра и потерю деталей изображения в областях с низкой плотностью. При использовании мелкозернистых эмульсий и использовании фиксирующих растворов высокой активности (с тиосульфатом аммония) этот эффект проявляется наиболее выражено. Поэтому очень важно уделять внимание температурно-временному режиму обработки, чтобы негативных последствий для качества не было [1].
При использовании растворов тиосульфата аммония для фиксирования изображений при быстрой обработке выделяются определенные закономерности. Например, наибольшая скорость фиксирования достигается при использовании 15% раствора тиосульфата аммония, причем эта скорость будет в два раза превышать скорость фиксирования 40% раствора тиосульфата натрия. При этом скорости фиксирования 33% растворов тиосульфата натрия и тиосульфата аммония практически совпадают. При высоких же концентрациях скорость фиксирования в растворе тиосульфата натрия даже превышает скорость фиксирования в растворе тиосульфата аммония.
Повышение температуры естественно ускоряет фиксирование, но не так сильно как проявление, потому что температурные коэффициенты проявления больше коэффициентов фиксирования.
Оптимальным способом ускорения обработки светочувствительных материалов является одновременное протекание процессов фиксирования и проявления. Вместо трех операций (проявление, промывка и фиксирование) будет выполняться одна -обработка изображения в фиксирующем проявителе.
Еще одним достоинством такой технологии является полное восстановление серебра наряду с полным растворением галогенида серебра светочувствительного слоя, то есть отсутствует риск перепроявления, предупреждающийся началом фиксирования. Но использование фиксирующего проявителя способствует появлению сильной вуали и снижает фотографическую чувствительность.
Для получения фиксирующего проявителя требуется ввести растворитель гало-генида серебра, например тиоцианат калия КС№ или тиосульфат натрия Ыа2^203, в
любой быстрый проявитель. Очень важно в этот момент учитывать согласование скорости проявления (восстановление серебра) и фиксирования (растворение серебра).
Если скорость проявления будет превышать скорость фиксирования, у изображения будет слишком высокая плотность и сильная вуаль, в обратном случае - плотность будет недостаточной, а часть деталей в светах потеряется.
Не существует универсального рецепта фиксирующего растворителя, так как на конечный результат влияют сразу состав растворителя, температура, интенсивность перемешивания и непосредственный состав фотоматериала. Рассмотрим подробнее основные принципы использования фиксирующих проявителей и сложности, возникающие при их использовании [2].
Основным недостатком фиксирующих проявителей является практически двойное снижение светочувствительности. Эта проблема вызвана тиосульфатом натрия - он частично растворяет проэкспонированный галогенид серебра, участвующий в формировании изображения. Изучение проявленных материалов выявило отсутствие металлического серебра на поверхности эмульсионного слоя, которое должно было сформироваться там при проявлении. Из этого можно сделать вывод, что в нем процесс фиксирования начал протекать еще до проявления. Образовывающиеся в верхних слоях серебряно-тиосульфатные комплексы, замедляют попадание тиосульфата натрия в слои, расположенные ниже, а во время их образования, проявляющие вещества, попавшие вглубь слоя, начинают проявлять галогенид серебра. То есть поверхностные слои не смогут проявиться, так как получили слишком мало экспозиции. Решением этой проблемы, очевидно, будет увеличение экспозиции материла, достаточной для засветки микрокристаллов.
Появление сильной вуали связано с восстановлением металлического серебра из растворенных серебряных комплексов и это еще один фактор снижения светочувствительности. Не допускать рост вуали помогает использование более сильной концентрации тиосульфата натрия, но это провоцирует увеличение фиксирования, что в конечном итоге еще сильнее отражается на светочувствительности.
На участках с меньшей экспозицией формируются многочисленные растворенные серебряные комплексы. Это вызывает снижение контраста уже из-за значительной доли физического проявления.
В процессе использования в растворе снижается изначальная концентрация веществ и начинается накапливание растворенных серебряных комплексов, что не может не отразиться на его основных свойствах [3].
Активизация процесса проявления в фиксирующем проявителе происходит при помощи комбинаций активных проявляющих веществ.
Возникновение солевого эффекта из-за концентрированных сульфатов, карбонатов и фосфатов в растворе задерживает начало фиксирующего процесса. При этом проявляющие вещества опережают тиосульфат натрия по проникновению и создают подходящие условия для проявления галогенида серебра.
Длительность процесса фиксирования напрямую связана с размерами микрокристаллов галогенида серебра эмульсионного слоя. Слой с крупнозернистыми микрокристаллами будет фиксироваться гораздо дольше, чем слой такой же толщины, но с микрокристаллами мелких размеров. Мелкие микрокристаллы будут иметь большую общую поверхность, чем крупные, при равной поверхностной концентрации, в свою очередь это вызывает большую адсорбцию ионов тиосульфата кристаллом и в итоге ускоряет реакцию комплексообразования. В общем виде зависимость представлена на рисунке.
Влияние размера микрокристаллов галогенида серебра в эмульсионном слое на количество растворенного серебра (0:1 - эмульсия с мелкозернистыми кристаллами; 2 - эмульсия с крупнозернистыми кристаллами
Особенно явно различия в скорости осветления эмульсионных слоев проявляются при использовании тиосульфата натрия низкой концентрации [4].
Состав фиксирующего проявителя подбирается исходя из свойств используемого материала (состава и толщины эмульсионного слоя, размеров микрокристаллов и тд.) на основе известных общих закономерностей. В таблице отражены рецептуры некоторых проявляюще-фиксирующих растворов, основываясь на которые подбирается концентрация тиосульфата натрия, противовуалирующих веществ, щелочей и других компонентов для фотоматериалов с разными свойствами.
При быстрой обработке очень важную роль играет стабилизация изображения после проявки. Во время стабилизации галогенид серебра, сохранившийся после проявления, становится прозрачным, несветочувствительным, бесцветным комплексным соединением серебра.
Процесс стабилизации может осуществляться при помощи разных соединений, но одним из самых популярных является раствор с тиомочевиной. В этом случае оставшийся в слое галогенид серебра вступает в реакцию с тиомочевиной и образует бесцветную прозрачную комплексную соль, стойкую к световому воздействию и влажности. Реакция протекает следующим образом:
Н2Ж го^ А^Вг + С = Э— ^С-8Аё+НВг
ё н2»к Н2м
Недостаток этого способа заключается в том, что стабильна полученная соль только в кислой среде. При условиях рН>7 и наличии ионов Ag + соль разлагается, и в результате образуются цианамид и сульфид серебра, провоцирующих создание вуали:
Рецепты проявляюще-фиксирующих растворов
Компоненты раствора и его параметры Назначение и разработчики рецепта
негативный фотобумага
А. Редько Гольдгаммер и Мауер Килен
Метол - - 2 г
Сульфит натрия безводный 30 г 50 г 35 г
Гидрохинон 6 г 5 г 17 г
Глицин - 10 г -
Амидол - 15 г -
Фенидон 0,4 г - -
Квасцы алюмокалиевые - - 20 г
Сода безводная - 40 г -
Едкий натр 6 г - 16 г
Бензотриазол - - 1 г
6-нитробензимидазол нитрат (5% раствор) - 8 мл -
Тиосульфат натрия кристаллический 130 г 100 г 60 г
Формалин (40% раствор) 2 мл - -
Вода 1 л 1л 1 л
рН раствора 12,0 9,5 11,3
Температура раствора 22° C 20° C 20° C
Продолжительность обработки 6 мин 6 мин 3 мин
Поэтому в процессе проявления лучше использовать слабощелочные и кислые проявители, к примеру, амидоловый проявитель, и затем - кислые останавливающие ванны и кислые растворы тиомочевины.
Единственным условием, при котором возможен процесс стабилизации изображения проявленного тиомочевиной в щелочной среде, является наличие в составе комплексона шестиводной гексанатриевой соли нитрилотриметилфосфорной кислоты N[CH2PO(ONa)2]3 ■ 6H2O, способного связывать ионы серебра в комплексы, устойчивые к воздействию света и температуры.
Список литературы
1. Тиосульфат аммония [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.ors/ wiki/ Тиосульфат аммония (дата обращения: 10.04.2021).
2. Слуцкин А.А. Микрофильмирование [Электронный ресурс]. URL: http:// booksonchemistry.com/index.php?id1=3&category=laborotor-tech&author=sluckin-aa&book = 1990 & page=35 (дата обращения: 12.04.2021).
19
3. Факторы, определяющие скорость процесса фиксирования [Электронный ресурс]. URL: http://chemanalytica.com/book/novyy spravochnik khimika i tekhnologa/ 12_obshchie_svedeniya/6184 (дата обращения: 12.04.2021).
4. Проявляюще-фиксирующий раствор [Электронный ресурс]. URL: http:// 31 belka.ru/ shemistry - photographer / processing - solutions /695 - projavljajushhe-fiksirujushhijj-rastvor.html (дата обращения: 13.04.2021).
Демьянов Олег Валерьевич, аспирант, demjanovo@rambler.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SPECIFIC ACCELERATED PROCESSES OF CHEMICAL-PHOTOGRAPHIC PROCESSING OF HALOGEN-SIL VER MA TERIALS
O. V. Demyanov
The article discusses the features of accelerated processes of chemical and photographic processing of silver halide materials, analyzes the principles of action of fast developers and fixing developers, the specifics of their use, advantages and disadvantages.
Key words: processing, development, silver halide materials, fast developers, fixing developers, photosensitive materials.
Demyanov Oleg Valerevich, postgraduate, demianovoarambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 681.62.067 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-4-20-25
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ РУЛОННОГО АГРЕГАТА
Е.Н. Гусак, С.Н. Литунов, Н.Е. Проскуряков
Построена модель движения полотна в рулонном агрегате на примере многосекционной машины флексографской печати. Рассмотрено влияние линейной скорости проводки и длины между элементами транспортирующей системы на амплитуду колебаний полотна. Выяснено, что наибольшее влияние на амплитуду колебаний полотна оказывает ее линейная скорость и длина между лентоведущими цилиндрами. При росте скорости полотна в 2 раза увеличивается максимальная амплитуда ее колебаний на 20 %, а увеличение расстояния в 10 раз уменьшает амплитуду на 40 %. Сделан вывод о том, что при разработке рулонного агрегата параметры лентопроводной системы зависят от вариантов проводки полотна и режимов работы.
Ключевые слова: рулонные агрегаты, лентоприводная система, колебания полотна.
Рулонные агрегаты являются наиболее производительными среди других вариантов технологического оборудования. Рулонные агрегаты используются при обработке металлов, тканей, нанесении изолирующих покрытий на алюминиевую фольгу, печати изображений на полимерной пленке, металлической фольге, бумажном полотне. Часто для выполнения различных технологических операций используются однотипные секции, состоящие, как правило, из валов и транспортирующих валиков. Это относится, в частности, к рулонным агрегатам, применяемым при изготовлении полимерной
20
