Фотографические эмульсии

ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ЭМУЛЬСИИ, традиц. название суспензий светочувствит. микрокристаллов (зерен) галогени-дов Ag в связующих - водных р-рах желатина, эфирах целлюлозы, агаре, альбумине и др. Нанесенные на подложку и высушенные фотографические эмульсии образуют светочувствит. слой фотоматериалов. Микрокристаллы могут состоять из индивидуальных труднорастворимых галогенидов Ag, их твердых р-ров или смесей, а также из разл. композиций AgHaI с заданным распределением галогенидного состава по объему или пов-сти микрокристаллов (двойниковых, эпитаксиальных, контактных и т.п.). Концентрация желатина в фотографических эмульсиях составляет обычно 5-10% по массе, концентрация AgHal. (в пересчете на метал-лич. Ag) - 30-150 г Ag на 1 л фотографической эмульсии. Средние линейные размеры микрокристаллов 0,01-10 мкм, их кол-во в 1 см³ (т. наз. удельное число) - 10¹⁰- 10¹⁶.

Фотографические эмульсии классифицируют, как правило, по галогенидно-му составу-на хлоро-, бромо- и иодосеребряные, хло-робромо-, бромоиодо-, хлороиодо- и хлоробромоиодосереб-ряные; по среднему линейному размеру зерен (условно) - на особо мелкозернистые (0,01-0,1 мкм), мелкозернистые (0,1-0,5 мкм), крупнозернистые (0,5-1,0 мкм), особо крупнозернистые (1-10 мкм); по светочувствительности к белому свету-на особо низкочувствительные, низкочувствительные, среднечувствительные, высокочувствительные (о светочувствительности см. в ст. Фотографические материалы); по разрешающей способности-на особо высокоразрешающие (разрешающая способность 1000-10000 линий/мм), высокоразрешающие (300-1000 линий/мм), среднего (100-300 линий/мм) и малого (30-100 линий/мм) разрешения; по однородности зерен микрокристаллов - на однородные (монодисперсные) с относит, распределением по размерам зерен (т. наз. коэф. вариации) от 5 до 15% и неоднородные с коэф. вариации более 15%; по способу получения- на аммиачные, безаммиачные, фотографические эмульсии одноструйного и двухструйного методов получения и др.; по применению-на фотографические эмульсии для фотобумаг и фотопленок, черно-белых и цветных позитивных, негативных и обращаемых фотоматериалов, для диффузионных процессов с переносом изображения и термопро-являемых фотоматериалов (см. Репрография).

В состав фотографических эмульсий могут также входить разнообразные функциональные добавки, улучшающие их эксплуатац. характеристики: хим. и спектральные сенсибилизаторы (см. Сенсибилизация оптическая, Сенсибилизация фотографических материалов), стабилизаторы, антивуалирующие в-ва, пластификаторы фотографич. слоев, дубители (см. Дубление в фотографии), смачиватели, антистатики, фильтровые красители, антиоксиданты, в-ва, повышающие кроющую способность металлич. Ag, и др. В фотографических эмульсиях для цветных фотоматериалов вводятся также спец. добавки: р-ры или масляные дисперсии цветообразующих компонентов, стабилизаторы цветного изображения, маскирующие добавки, ускорители и замедлители проявления и пр. Готовые к применению фотографические эмульсии могут содержать до 100 разл. компонентов.

Светочувствит. галогениды Ag образуются при осаждении из водно-желатиновых р-ров на стадии т. наз. эмульсифика-ции по экзотермич. р-ции: Ag⁺ + Наl^- AgHal. В качестве серебросодержащего агента используют водные р-ры AgNO₃ или аммиачный комплекс [Ag(NH₃)₂]NO₃, иногда - орг. соед. Ag, напр. соли жирных к-т, комплексы тетраазаиндена, бенз-имидазола, бензотриазола или меркаптотетразола, содержащие Ag. Галогенсодержащими реагентами служат галогениды К и Na, реже аммония, а также галогенсодержащие орг. соед., напр. бромуксусная к-та.

Первоначально протекает кристаллизационный процесс возникновения и послед, формирования микрокристаллов определенного размера вследствие растворения более мелких и роста более крупных микрокристаллов, коалесценции и перекристаллизации (т. наз. физ. созревание фотографических эмульсий). Вторая стадия - т. наз. хим. созревание, при к-ром на пов-сти кристаллов образуются неустойчивые комплексные соли Ag в результате взаимод. AgHal с соед. серы или др. в-вами, входящими в состав желатина. При распаде комплексных соед. в местах нарушения структуры кристаллич. решетки возникают центры светочувствительности, к-рые и определяют осн. фотографич. св-ва фотографических эмульсий.

Наиб. распространенные виды микрокристаллов AgHal в фотографических эмульсиях: однородные кубич. микрокристаллы AgBr, плоские микрокристаллы AgBr_xI_1-x, кристаллы типа ядро - оболочка разл. галогенидного состава (напр., кубич. кристаллы с ядром из AgBr_xI_1-x и оболочкой из AgBr, ромбич. кристаллы мно-гооболочечной структуры с ядром из AgBr_xI_1-x, плоские кристаллы с таким же ядром и латеральными оболочками разл. состава), а также эпитаксиальные микрокристаллы [напр., эпитаксиальные кристаллы AgBr (AgCl) на AgI, AgCl на AgBr, AgCl на плоских микрокристаллах AgBr_xI_1-x].

Для получения фотографических эмульсий применяют разл. способы кристаллизации. Метод т. наз. однострунной кристаллизации заключается во введении в термостатированный реактор при перемешивании последовательно р-ров связующего, га-логенида (или смеси галогенидов) и соли Ag. Существуют разл. варианты метода, при к-рых варьируются т-ра реактора, галогенидный состав, концентрация и соотношение реагентов, скорости и последовательности их введения. Реагенты могу! вводиться в реактор неск. порциями поочередно или дробно.

Метод т. наз. двухструйной кристаллизации заключается в одновременном введении эквимолярных р-ров солей Ag и галогенидов в р-р связующего. В процессе осаждения кристаллов измеряют и регулируют концентрацию в р-ре ионов Наl^-, Ag⁺ и H⁺, а также скорость введения реагентов и их состав. Для поддержания гранулометрич. постоянства состава микрокристаллов и объема реакц. среды применяют микро- и ультрафильтрацию. Для регулирования размеров микрокристаллов, гранулометрич. однородности и структуры их пов-сти используют модификаторы роста - гл. оор. в-ва, образующие с ионами Ag⁺ или Наl^- труднорастворимые соединения.

После кристаллизации последовательно проводят вспомо-гат. стадии: 1) удаление водорастворимых солей и редиспер-гирование микрокристаллов в р-ре связующего; 2) хим. и оптич. сенсибилизация фотографической эмульсии; 3) введение разл. добавок спец. назначения; 4) нанесение на подложку (полив).

Лит.: Бrеслав Ю.А., "Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии", 1989, т. 34, № 4, с. 243-53; Photographic silver halide emulsions. Preparation, addenda, processing and systems, N.Y., 1989, p. 993-1015.

Ю.А. Бреслав.