Прогрессивные технологические процессы обработки фотоматериалов

Интенсивное развитие цветной фотографии, широкое внедрение автоматизации и механизации фотографических процессов ведут к унификации их химико-фотографической обработки.

Прогрессивное развитие технологии обработки кинофотоматериалов ведется по следующим направлениям: унификация технологии обработки; интенсификация процессов обработки; автоматизация управления процессами обработки; экономия обрабатывающих растворов и воды; защита окружающей среды от загрязнения обрабатывающими растворами; экономия серебра. Унификация технологии обработки цветных кинофотоматериалов выражается в том, что в последние годы прослеживается тенденция сокращения ассортимента цветных фотоматериалов. Выпускаются универсальные цветные негативные и обращаемые фотопленки, сокращается их ассортимент по уровню светочувствительности. Наблюдается постепенный переход на цветные фотоматериалы, что ведет к возрастанию объемов их выпуска и потребления, интенсификации технологии их химико-фотографической обработки. Унифицированная технология химико-фотографической обработки наиболее рентабельна в условиях централизованных фотопредприятий.

Интенсификация химико-фотографической обработки определяется скоростью работы проявочных машин, которая, в свою очередь, зависит от скорости процессов. Интенсификация процессов обработки идет путем увеличения скоростей продвижения фотоматериалов в проявочных машинах и совмещения отдельных стадий обработки. В то же время увеличение производительности проявочных машин требует повышения активности обрабатывающих растворов, что достигается вследствие повышения их температуры, а также введения в отдельные растворы (преимущественно в проявители) веществ, способствующих возрастанию скорости протекания химических реакций. Осуществлять интенсификацию процессов обработки в результате повышения концентрации отдельных веществ до определенных пределов не всегда целесообразно в связи с худшей сохраняемостью растворов.

Значительное повышение температуры обрабатывающих растворов (до 27-30°С) дает возможность сократить в 2-3 раза общую продолжительность обработки, однако такие режимы пригодны для фотоматериалов, изготовленных по особой технологии. Вещества, активирующие процессы обработки, позволяют сократить отдельные операции (в основном черно-белое и цветное проявление) в 1,5-2 раза. Сокращению процесса обработки способствует объединение процесса отбеливания, двух фиксирований и двух промежуточных промывок в одну отбеливающе-фиксирующую. Наряду с активирующими веществами применяются и дополнительные активирующие растворы.

Интенсификация фотографических процессов на современном этапе невозможна без широкого использования автоматизированных систем управления как отдельными технологическими операциями, так и полным их циклом.

Автоматизированные устройства и системы применяются для определения и контроля экспозиции, спектрального состава съемочного и копировального освещения, цветоустановок при фотопечати, управления работой печатающих автоматов по заданным программам, контроля химической активности и истощенности фотографических растворов, дозирования компенсирующих пополнителей в растворы, терморегуляции обрабатывающих растворов и промывной воды, подготовки сушащего воздуха; для разрезания, сортировки и подборки готовой продукции, ее маркировки и нумерации.

Кроме того, существуют автоматические системы для контроля токсичности отработанных растворов, их регенерации и повторного использования, регенерации серебра из серебросодержащих растворов; очистки промывных вод; аварийной сигнализации на различных этапах обработки; решения вопросов организации и планирования производства.

Интенсификация химико-фотографической обработки кинофотоматериалов требует четкой организации безотходной технологии и обеспечения экологической чистоты процессов. Это вызвано дефицитом серебра, ряда применяемых материалов и веществ, а также высокой токсичностью многих отходов производства, в первую очередь отбеливающих и фиксирующих растворов, а также сточных промывочных вод. Наиболее дорогостоящим является цветное проявляющее вещество. При машинной обработке кинофотоматериалов полезный расход его составляет около 20%. Остальное проявляющее вещество окисляется кислородом воздуха, связывается желатином эмульсионного слоя и уносится сточными водами. Активность работы проявителя в большой степени зависит от количества в нем бромидов, которые в процессе химических реакций накапливаются.

Для регенераций отработанных цветных проявителей в промышленности используются ионнообменные смолы, поглощающие в основном ионы брома и лишь незначительно остальные вещества. После регенерации проявляющий раствор подкрепляют, т. е. добавляют все вещества до нужной концентрации и возвращают в проявочную систему. Ионнообменные смолы регенерируются раствором сульфита натрия и разбавленной серной кислоты. Разрабатываются ионнообменные способы, позволяющие извлекать из проявляющего раствора только цветное проявляющее вещество, которое затем повторно используется.

Из фиксирующих растворов извлекается серебро, состав его доводится до нужной концентрации, и раствор снова поступает в систему.

В отбеливающих растворах практикуется замена высокотоксичного железосинеродного калия (красной кровяной соли) персульфатными солями.

Реакции отбеливания в обоих случаях однотипны, но в персульфатном растворе скорость их течения меньше. Поэтому здесь следует применять для интенсификации процесса предварительную активирующую ванну. Однако активирующая ванна, окисляясь, постоянно выделяет сероводород, поэтому необходимы герметизация раствора и постоянная вытяжка. Вытяжка должна быть и при работе с персульфатным раствором, выделяющим свободный хлор. Кроме того, персульфатный раствор обладает сильным коррозирующим действием, а поэтому для изготовления баков для раствора и транспортирующих механизмов нужны специальные материалы (титан и определенные синтетические соединения). Но так как при применении персульфатного отбеливателя сточные воды менее токсичны, а процессы регенерации отработанного раствора более просты и дешевы, то усложнение технологии и технические трудности оправдывают себя. Разрабатываются и другие отбеливающие растворы.

В настоящее время еще широко применяются отбеливающие растворы с железосинеродистым калием (феррицианидные). Они высокотоксичны. Поэтому разработаны способы регенерации железосинеродистого калия и обезвреживания токсичных продуктов, содержащихся в отработанных растворах и сточных водах после отбеливания.

Применяют следующие способы: окисление и осаждение, в том числе с помощью электролиза; ионный обмен; обратный осмос. Наиболее распространен электролитический способ, при котором в производство возвращается до 80% железосинеродистого калия.

Способ ионного обмена основан на сорбции определенными веществами (сорбентами) ионов, железистосинеродистого калия с последующей регенерацией отработанного сорбента до образования нетоксичных соединений, а обратного осмоса - на принудительной диффузии растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое.

Для снижения общего расхода воды применяют системы кругового использования ее с соответствующей очисткой. Такие системы позволяют удалять из сточных вод все растворенные в них вещества. Наиболее распространенные способы очистки воды - ионнообменный и обратного осмоса.

Извлекаемые из сточных вод вещества поступают на дальнейшую переработку, и полученные полуфабрикаты используют повторно в фотографических или других производствах.

Химико-фотографическая промышленность использует около 30% серебра. Основным путем экономии серебра является совершенствование технологии производства и обработки кинофотоматериалов, а также утилизация их отходов и извлечение серебра из архивных кинофотоматериалов.

Большое внимание следует уделять работе по экономии серебра при изготовлении кинофотоматериалов, которая ведется по двум направлениям:

разработка и создание фотоматериалов с содержанием серебра в фотографической эмульсии в 10-100 раз меньше обычного с последующим усилением изображения другими металлами и красителями. Но такие фотоматериалы обладают невысокой светочувствительностью и стабильностью достигаемых основных фотографических характеристик;

разработка и создание тонкослойных фотографических эмульсий и внедрение других технологических особенностей изготовления фотослоев (увеличение кроющей способности, плотная упаковка микрокристаллов галогенида серебра и др.). В этих случаях удается снизить содержание серебра в кинофотоматериалах примерно на 30%.

Наиболее распространенным способом извлечения серебра из обрабатывающих растворов является электролитический. Эффективность этого способа зависит от многих факторов: состава растворов, концентрации серебра в них, плотности тока, способа электролиза, типа электродов, температуры процесса, способа перемешивания растворов при электролизе и др.

Наиболее эффективен электролизный способ извлечения серебра из фиксирующих растворов и промывной воды. При электролизе отбеливающе-фиксирующих растворов выход серебра снижается, что вызвано вторичным растворением осажденного серебра.

При малых объемах производства и высокой концентрации серебра в отработанных растворах используются химический и металлообменный способы извлечения серебра.

При химическом способе серебро переводится в труднорастворимые соли или восстанавливается до металлического. Металлообменный способ основан на химическом вытеснении серебра из комплексных солей другими металлами.

Для дополнительного извлечения серебра из растворов после электролиза применяется ионнообменный способ.