Глава 3. Строение фотоматериалов

Основой фотопленок обычно является прозрачный гибкий органический материал, а в некоторых случаях применяются стеклянные фотопластинки. Сначала в качестве основы для гибкой фотопленки использовался нитрат целлюлозы, но вследствие легкой воспламеняемости и общей химической неустойчивости нитрат целлюлозы заменили на более стабильный органический материал. В настоящее время фотокинопленки изготовляются из полиэтилентерефталата. Это соединение обладает достаточно стабильными химическими и механическими свойствами и в то же время является довольно гибким, чтобы его можно было использовать при изготовлении роликовой пленки.

Светочувствительные кристаллы галогенидов серебра и другие необходимые химические реагенты содержатся в тонком желатиновом слое, нанесенном на основу. Часто для достижения желаемого конечного результата на пленки наносят несколько фотографически активных слоев. Например, на высокочувствительные черно-белые фотопленки - по крайней мере два светочувствительных слоя. Эти светочувствительные слои называют фотографической эмульсией. Верхний слой желатины предохраняет эмульсию от механического повреждения. Когда свет падает на пленку, часть его поглощается зернами галогенида серебра, часть рассеивается эмульсией и часть достигает подложки, от которой он может отразиться или пройти сквозь нее. Свет, отраженный обратно в эмульсию от нижней границы основы, может поглотиться кристаллами галогенида серебра, вызывая тем самым ухудшение изображения.

Рис.3.1 Схема строения черно-белой фотопленки

Чтобы уменьшить это отражение, нижнюю границу основы часто покрывают противоореолъным слоем, который поглощает свет, достигающий этого слоя. Противоореольное покрытие удаляется в процессе проявления и не влияет на процесс фотопечати.

Бумажная основа фотографического материала для печати может покрываться лаком для уменьшения поглощения воды (или химических реактивов) волокнами бумаги. Лицевая сторона бумаги часто покрывается интенсивно-белым соединением (сульфатом бария), улучшающим отражательную способность бумаги. Эмульсия, которая может наноситься в виде многослойного покрытия, образует следующий слой, который вместе с защитным слоем желатины составляет верхнее покрытие фотобумаги.

Эмульсии для пленки и бумаги различаются только некоторыми деталями. Основой эмульсии является коллоид (почти всегда желатина), который, обеспечивает механическое удержание кристаллов галогенида серебра. Фоточувствительный материал - это одно или несколько светочувствительных соединений галогенида серебра AgX (хлорид серебра AgCl, бромид серебра Ag Br, иодид серебра AgJ). Кроме того, в желатину добавляют сенсибилизирующие вещества (главным образом соединения серы), которые увеличивают светочувствительность фотоэмульсии, воздействуя на поверхность зерен AgX. Свет, падающий на основу фотобумаги и отраженный от нее, дважды проходит через фотографическую эмульсию, а свет, падающий на прозрачную подложку фотопленки, - только один раз. Поэтому эмульсионный слой на бумаге более тонкий, чем на пленке. И оба они намного тоньше по сравнению с толщиной основы.

Обычно галогенид серебра составляет около 12% всего объема эмульсии негативного материала и около 6% в случае фотобумаги. Из трех галогенидов серебра иодид AgJ наиболее чувствителен к свету, a AgCl наименее чувствителен. Поскольку пленка должна быть более чувствительна к свету, чем фотобумага, вещества AgBr и AgJ следует преимущественно использовать для пленки, a AgCl и AgBr - для менее чувствительной бумаги Однако AgJ очень медленно фиксируется, что ограничивает его применимость в фотографических эмульсиях. Эмульсии фотопленок содержат зерна кристаллов бромида и иодида серебра. В эмульсии для бумаги от 30 до 95% галогенида серебра составляет AgCl, остальное AgBr. В более чувствительных ("быстрых") бумагах содержится больше бромида серебра. Чувствительность пленки зависит главным образом от размеров зерен в эмульсии. Размер зерна в основном определяется двумя стадиями процесса изготовления, называемыми эмульгированием и созреванием. На первой стадии кристаллы AgX диспергируются в желатине, образуя эмульсию, а на второй стадии происходят рост зерен и изменение распределения зерен по размерам в результате нагрева, предшествующего нанесению эмульсии на основу. Распределение зерен по размерам играет основную роль в определении контрастности пленки и фотобумаги. Если все зерна одинакового размера, пленка проявляет тенденцию к высокой контрастности. Средний диаметр зерен в мелкозернистой роликовой пленке составляет около 800 нм, а в высокочувствительной роликовой пленке - около 1100 нм.

Галогениды серебра чувствительны к синему свету и к электромагнитному излучению более высокой частоты. Фотоны, соответствующие свету с большей длиной волны (с более низкой частотой), не обладают достаточной энергией (E=hv), чтобы необратимо изменить структуру AgX и образовать скрытое изображение. Хлорид серебра чувствителен к свету с более короткими длинами волн по сравнению с иодидом серебра. Бромид серебра обладает средней по длинам волн границей, не поглощая свет с длинами волн больше, чем приблизительно 500 нм. Смешанный кристалл, состоящий из 3% AgJ и 97% AgBr, не поглощает свет при длинах волн больше, чем 540 нм. Чтобы сделать галогениды серебра чувствительными к свету в остальных частях видимого спектра, в эмульсию добавляют полиметиновые красители, где они адсорбируются поверхностью зерен галогенида серебра. Если добавленные красители повышают чувствительность эмульсии в зеленой области спектра, то пленки называются ортохроматическими. Эмульсии, которые сенсибилизированы во всей видимой области спектра, называются панхроматическими.