Сущность стадий химико-фотографической обработки

Цветной негативный процесс для фотопленок отечественного производства состоит из следующих операций: проявление, допроявление, фиксирование, промывка, отбеливание, промывка, фиксирование, промывка и сушка.

При проявлении скрытое фотографическое изображение, полученное при фотосъемке, превращается в видимое.

В процессе проявления происходит окислительно-восстановительная реакция, в результате которой ионное серебро восстанавливается в металлическое, а проявляющее вещество окисляется.

Окисленная форма проявляющего вещества в месте образования металлического серебра с компонентами слоев образует соответствующие красители. Реакция образования красителей имеет несколько стадий. Вначале образуются бесцветные лейкооснования красителей, которые опять вступают в реакцию с окисленной формой проявляющего вещества и превращаются в красители.

Схематично процесс проявления цветных фотопленок можно записать в следующем виде:

где RedH - активная форма проявляющего вещества; Ox - окисленная.

Суммарная реакция проявления цветных негативных фотопленок имеет следующий вид:

где R₁ и R₂ - органические радикалы - группы атомов, которые, не изменяясь, переходят из одного соединения в другое. Их назначение - усложнить молекулы образовавшегося красителя с целью повышения его диффузоустойчивости.

Таким образом, в результате процесса цветного проявления в каждом из трех слоев негативной фотопленки образуется видимое фотографическое изображение, состоящее из металлического серебра и красителей - желтого в синечувствительном слое, пурпурного в зеленочувствительном и голубого в красночувствительном слоях.

Негативное изображение получается в цветах, дополнительных к цветам объекта съемки. Краситель образуется в количествах, пропорциональных выделившемуся металлическому серебру. Основной характеристикой проявителя является выход красителя, т. е. весовое количество образовавшегося красителя (в молях) к весовому количеству выделившегося серебра (в грамм-атомах). На практике обычно определяют величину относительного выхода красителя, которая характеризуется отношением величины оптической плотности, образованной красителями Д_ж, Д_n, Д_г, к величине оптической плотности серебряного изображения Д_Ag.

Скорость и равномерность проявления цветной негативной фотопленки зависят от температуры проявителя и его перемешивания. Для получения стабильных результатов температура проявителя должна строго выдерживаться. Отклонения от оптимальной температуры должны быть в пределах ±0,3-0,5°С (18±0,3; 20±0,3°С). Процесс проявления ускоряется при увеличении температуры проявляющего раствора, и все необходимые показатели цветного изображения достигаются за более короткое время. Повышение температуры проявителя приводит к увеличению плотности вуали. Кроме того, усиливается набухание желатиновых эмульсионных слоев, что может привести к их повреждению.

Процесс проявления замедляется при уменьшении температуры проявителя, и, таким образом, значения фотографических характеристик цветного изображения тоже уменьшаются. При повышении температуры проявителя увеличивается степень проявления среднего и нижнего слоев фотопленки, а при понижении - уменьшается. Это может привести к разбалансированию фотопленки по светочувствительности и контрастности. Поэтому в условиях массовой обработки цветных негативных фотопленок проявляющий раствор должен быть термостатирован.

На качество цветного изображения в значительной мере влияет и степень перемешивания проявителя. При проявлении фотопленки без перемешивания раствора продиффундировавший из эмульсионного слоя истощенный проявитель остается у ее поверхности и преграждает доступ к ней свежему. Наиболее истощенным проявитель будет поступать к нижнему светочувствительному слою, и последний будет проявляться очень медленно. Различная скорость проявления верхнего и нижнего светочувствительных слоев приведет к разбалансированию фотопленки по светочувствительности и контрастности.

Поэтому в процессе проявления проявляющий раствор необходимо перемешивать постоянно с определенной скоростью. В некоторых режимах обработки цветных негативных фотопленок после процесса проявления идет промежуточная промывка. При обработке черно-белых негативных фотопленок промывку производят для того, чтобы смыть проявитель с поверхности пленки и тем самым предупредить загрязнение фиксажа. Проявитель для цветных фотоматериалов имеет щелочную среду, поэтому в нем проявляющее вещество из сернокислой соли переходит в основание, труднорастворимое в воде. А так как при дальнейших стадиях химико-фотографической обработки проявляющее вещество окисляется с образованием цветной вуали, то его, по возможности, необходимо удалять из эмульсионных слоев.

Цветной фотографический материал имеет три эмульсионных слоя, проявляющее вещество в них находится в труднорастворимой форме, поэтому промежуточная промывка после цветного проявления должна быть длительной. В процессе длительной промывки происходит допроявление цветного негативного материала, приводящее к повышению светочувствительности и выравниванию фотографического изображения по плотности, так как щелочь вымывается раньше проявляющего вещества и допроявление происходит в большей степени в слабоэкспонированных участках. Так как процесс допроявления при промывке очень длительный, то получить стабильные результаты трудно. Характеристики получаемого цветного изображения зависят от температуры промывной воды, наличия примесей в ней, способа промывки и т. д.

При обработке цветных негативных фотоматериалов отечественного производства длительная промежуточная промывка заменяется более коротким процессом допроявления. Допроявляющий раствор имеет слабокислую среду, где проявляющее вещество из труднорастворимого основания превращается в хорошо растворимую соль. В процессе допроявления повышается светочувствительность среднего и нижнего эмульсионных слоев без увеличения контраста изображения.

Верхний светочувствительный слой цветной негативной фотопленки находится в более форсированном режиме проявления, чем средний и нижний. При погружении фотопленки в проявитель первым начинает проявляться верхний светочувствительный слой (подложка фотопленки непроницаема для обрабатывающих растворов). Если после проявления идет промежуточная промывка, то проявляющее вещество, вымываясь из нижних слоев, диффундирует через верхний, который продолжает допроявляться. При помещении фотопленки в кислый допроявляющий раствор процесс проявления верхнего слоя прекращается вследствие нейтрализации щелочи, а средний и нижний продолжают проявляться, пока допроявляющий раствор продиффундирует в них.

Для стабилизации процесса допроявления необходимо тщательно выдерживать временные и температурные режимы, а также режим перемешивания. При обработке фотопленки в допроявляющем растворе в нем накапливаются продукты проявляющего раствора, кроме того, повышается его рН вследствие нейтрализации кислоты щелочью проявителя. Поэтому допроявляющий раствор повторно не используется.

Сущность процесса фиксирования цветной фотопленки, как и черно-белой, состоит в превращении невосстановленного при проявлении галоидного серебра в растворимые в воде комплексные соли. У процесса фиксирования цветных фотоматериалов есть и другое назначение, о котором сказано выше.

В начальной стадии фиксирования образуются труднорастворимые комплексные натриево-серебряные соли, которые при дальнейшем фиксировании превращаются в легкорастворимые. Суммарную реакцию фиксирования можно записать следующим образом:

Для фиксирования цветных негативных фотопленок используют слабокислые фиксирующие растворы, так как при большой кислотности разрушаются красители, особенно голубой.

Скорость фиксирования цветных негативных фотопленок зависит от концентрации тиосульфата натрия в фиксаже, а также температуры фиксажа. Обычно в растворах для фиксирования содержится избыток тиосульфата натрия, так как в этом случае образуются легкорастворимые комплексные соли. При повышении температуры фиксирующего раствора скорость фиксирования увеличивается, но уменьшается механическая прочность эмульсионного слоя. Влияет на скорость фиксирования и перемешивание раствора, так как при этом разрушается пограничный слой у поверхности фотопленки, содержащий истощенный фиксаж, продиффундировавший из эмульсионного слоя, и к поверхности фотопленки поступает свежий раствор. Время фиксирования цветных негативных фотопленок обычно больше удвоенного времени осветления их, так как в этом случае образуются легкорастворимые комплексные соли, и сохраняемость цветного изображения увеличивается.

После проявления и фиксирования цветной негативной фотопленки получается светопрочное изображение, состоящее из красителей и металлического серебра, которое загрязняет изображение. Кроме того, в фотопленке остается металлическое серебро в желтом фильтровом и противоореольном слоях. Для удаления металлического серебра фотопленку подвергают дальнейшей химико-фотографической обработке. Следующей основной операцией является отбеливание, в результате которого серебро изображения, желтого фильтрового слоя и коллоидного подслоя окисляется в соединения серебра. В качестве окислителя металлического серебра в отбеливающем растворе для негативных цветных фотопленок в основном используется железосинеродистый калий (красная кровяная соль) K₃[Fe(CN)₆].

При обработке в отбеливающем растворе металлическое серебро взаимодействует с железосинеродистым калием

Образовавшееся железистосинеродистое серебро не растворяется в воде, но легко растворяется в растворе тиосульфата натрия

При фиксировании цветных фотоматериалов кроме галоидного серебра переводятся в растворимые соединения соли серебра, образующиеся в процессе отбеливания. Поэтому для обработки цветных фотоматериалов применяют два фиксирования - одно после проявления, а второе после отбеливания; или одно фиксирование - после проявления и отбеливания.

Между стадиями фиксирования и отбеливания производятся промежуточные промывки фотопленки, назначение которых состоит в том, чтобы растворы не заносились с пленкой из одной ванны в другую. Тиосульфат натрия реагирует с красной кровяной солью, а следовательно, концентрация их в растворах уменьшается и скорость процессов замедляется.

После полной химико-фотографической обработки фотопленки идет окончательная промывка с целью удаления всех растворимых веществ из эмульсионных слоев, так как, оставаясь в слоях, они уменьшают сохраняемость цветного изображения. Полнота промывки зависит от ряда факторов, главные из которых - температура промывной воды и скорость ее движения у поверхности фотопленки. При увеличении температуры воды увеличивается скорость промывки вследствие ускорения диффузии растворимых солей из эмульсионных слоев.

Однако вследствие увеличения набухаемости желатина уменьшается механическая прочность фотопленки. Оптимальная температура 10-20°С. Лучшие результаты получаются при промывке в проточной воде. Наличие различных примесей в промывной воде влияет на сохраняемость цветного изображения. Сушку цветных негативных фотопленок производят при комнатной температуре или в сушильных шкафах при температуре не выше 32°С и относительной влажности воздуха 40-50%.