химико-фотографическая обработка фотоматериалов

хи́мико-фотографи́ческая обработка фотоматериалов

ХИМИКО-ФОТОГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ФОТОМАТЕРИАЛОВ

совокупность операций (процессов), которым подвергается экспонир. фотоматериал с целью превращения скрытого изображения в видимое. В основе Х.-ф. о. ф. лежат физ.-хим. процессы, протекающие в светочувствит. слое фотоматериала под действием химически активных веществ, входящих в состав обрабатывающих растворов или паст. Характер этих процессов зависит от свойств фотоматериала и природы применяемых хим. веществ.

Изображение на фотоматериале с галогеносеребряным светочувствит. слоем можно получить двумя способами, условно называемыми негативно-позитивным и способом обращения.В первом случае на экспонир. фотоматериале сначала получают негативное изображение (негатив), который затем используют при экспонировании др. фотоматериала (фотобумаги или позитивной пленки) для получения позитивного изображения (позитива). По способу обращения промежут. негативное и окончат, позитивное изображения получают, как правило, на одном и том же эмульсионном слое, используя определенный способ обработки.

Негативно-позитивный процесс. Х.-ф. о. ф. при негативно-позитивном процессе включает в себя обязат. операции -проявление фотографического изображения, в результате которого в фотослое образуется видимое негативное изображение, и фиксирование фотографического изображения, в ходе которого это проявленное изображение закрепляется и становится устойчивым к действию света. Помимо основных процессов проявления и фиксирования для повышения качества фотографич. изображения и исправления ошибок используют ряд дополнит, операций.

С целью сокращения продолжительности и упрощения обработки черно-белых фотоматериалов часто совмещают проявление и фиксирование фотографич. изображения в одну стадию — одновременного проявления и фиксирования (однорастворный, или однованновый, процесс). В состав прояшф-юще-фиксирующих растворов (т. наз. фиксирующих проявителей) входят активные проявляющие вещества (гидрохинон, метол, фе-нидон и т. п.), едкие щелочи, сульфит Na, противовуалирую-щие средства; в качестве растворителя AgHal обычно используют раствор тиосульфата Na или его смесь с раствором тиоцианата щелочного металла; для повышения стабильности растворов в них вводят комплексообразующие соед., напр. соли аминополикарбоновых кислот. Однако при одновременном проявлении и фиксировании наблюдаются снижение светочувствительности и контрастности изображения и повышение плотности вуали. Ухудшение сенситометрии, характеристик фотоматериала обусловлено тем, что наряду с проявлением протекает процесс растворения AgHal и часть экспонир. микрокристаллов, не успевая проявиться, растворяется и не участвует в образовании видимого изображения.

При обработке черно-белых и цветных фотоматериалов для улучшения видимого изображения (усиления, ослабления, тонирования) используют процесс отбеливания — окисление металлич. Ag, образующего изображение, и Ag, входящего в состав фильтрового и противоореольного слоев, соединениями, не разрушающими желатин.

При обработке черно-белого и цветного негативного изображения в качестве окислителя обычно применяют K₃IFe(CN)₆]: 4Ag + 4K₃[Fe(CN)₆] — — Ag₄IFe(CN)₆] + SK₄IFe(CN)₆]; образующаяся труднорастворимая в воде комплексная соль Ag при действии раствора тиосульфата Na или аммония в процессе фиксирования превращается в легкорастворимую соль, напр. Na₄IAg₂(S₂O₃)₃], удаляемую из слоя при промывке. Отбеливание черно-белого обращаемого изображения осуществляют также в растворах K₂Cr₂O₇ в H₂SO₄ или гидросульфата щелочного металла в воде, в результате чего образуется легко растворимый Ag₂SO₄, удаляемый при послед. вымывании водой: 6Ag + K₂Cr₂O₇ + 7H₂S0₄-*■—*- 3Ag₂S0₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Тяге. Другие окислители при отбеливании — KMnO₄, пероксодисульфат аммония (NH₄OSO₂O)₂, соед. Cu(П), хлорид, сульфат или комплексные соед. Fe(IH). При обработке цветных фотопленок и фотобумаг с целью упрощения и ускорения процесса получения изображения стадии фиксирования и отбеливания совмещают в одну; при этом отбеливающе-фиксирующий раствор содержит гл. обр. комплексные соед. Fe(III) с этилецдиаминтетрауксус-ной кислотой, окисляющие Ag, а также растворитель солей Ag -тиосульфат Na или аммония.

Важное значение в процессе Х.-ф. о. ф. после проявления и фиксирования изображения имеет промывка фотоматериала в проточной воде. Промежуг. промывки (между стадиями обработки) способствуют быстрому прекращению предыдущего процесса и уменьшению попадания (заноса) компонентов одного обрабатывающего раствора в другой. Эффективность окончат, промывки определяется остаточным содержанием тиосульфат-ионов в слоях и на подложке фотоматериала, от чего в значит, степени зависит качество видимого изображения при хранении (сохраняемость фотоматериалов). При недостаточной промывке изображение выцветает, т. е. наблюдается снижение оптич. плотности изображения, что обусловлено переходом Ag в соль серебра или разрушением красителя. Для полного удаления тиосульфат-ионов фотоматериал дополнительно обрабатывают растворами, содержащими H₂O₂ и NH₃; при этом образующиеся в растворе сульфат-ионы легко удаляются при окончат, промывке.

К процессам Х.-ф.о.ф. относятся также: предварит. смачивание (размачивание) фотоматериала перед проявлением в воде или растворе ПАВ, осуществляемое с целью повышения равномерности проявления изображения или удаления вспомогат. слоев фотоматериала (см. фотографические материалы), прерывание проявления, осуществляемое вт.наз. останавливающих кислых растворах (стоп-растворах), содержащих кислоту или смесь кислоты с солью щелочного металла, напр. уксусную и(или) лимонную кислоты, Na₂SO₄, CH₃COONa, KBr, алюмокалиевые квасцы; допроявление в быстрых проявителях, применяемое в процессах получения цветных негативов после цветного проявления с целью повышения чувствительности фотоматериала; осветление (обесцвечивание) — удаление окраски светочувствит. и вспомогат. слоев фотоматериала после отбеливания в растворе Na₂SO₃ или фиксирующем растворе; дубление — повышение мех. прочности и термостойкости, а также понижение влагоемкости фотографии, и вспомогат. слоев (см. дубление в фотографии) и др.

Для повышения светочувствительности фотоматериала и улучшения качества получаемого видимого изображения м. б. использованы приведенные ниже способы.

Усиление изображения — обработка проявленного фотоматериала (гл. обр. негатива), имеющего недостаточную оптич. плотность в результате недостаточного экспонирования или недопроявления. Усилению подвергаются только те участки негатива, которые имеют хотя бы незначит. почернение. В процессе усиления оптич. плотность может увеличиваться пропорционально своей первоначальной величине (пропорциональное усиление) либо в относительно большей степени на участках с большими плотностями (сверхпропорциональное, или суперпропорциональное, усиление), либо в относительно большей степени на участках с малыми плотностями (субпропорциональное усиление).

Процесс усиления изображения осуществляется разл. способами, которые условно делятся на хим,, физ. и оптические. Хим. усиление заключается в осаждении на металлич. Ag непрозрачных или окрашенных соед. неблагородного металла, имеющих более высокие эффективные оптич. плотности. Обычно осуществляется в неск. стадий: 1) окисление металлич. Ag (отбеливание), напр., с помощью K₃IFe(CN)₆] (см. выше); 2) обменная реакция с ионом металла, входящего в состав усилителя, в результате чего образуется соед. металла с низким коэф. пропускания света, напр.: Ag₄IFe(CN)₆] + + 2СоС1₂ -—*- 4AgCl + Co₂IFe(CN)₆]; 3) восстановление AgCl до металлич. Ag при реакции с проявителем или образование сульфида Ag по реакции: 2AgCl + Na2S-*-—-Ag₂S + 2NaCl.

Кроме приведенного выше т. наз. кобальтового усилителя применение находят т. наз. медный, урановый, свинцовый, хромовый и др. усилители. В присут. медного усилителя процесс протекает с окислением металлич. Ag до AgBr (Ag + CuBr₂- — AgBr + CuBr) с послед, визуализацией (чернением) изображения по реакции с AgNO₃ [CuBr + 2AgN0₃-- Ag + AgBr + Cu(NO₃)₂] и проявлением AgHal. В результате на каждый атом Ag образуются еще два атома Ag. При действии уранового усилителя изображение не содержит металлич. Ag и состоит лишь из окрашенных частиц уранилферроцианида, получающегося в результате реакций:

4Ag + 4K₃ [Fe(CN)₆]-*- Ag₄IFe(CN)₆] +SK₄IFe(CN)₆]

Ag₄IFe(CN)₆] + 2U0₂(N0₃)₂-- (UO₂)₂IFe(CN)₆] + 4AgN0₃

При усилении солями хрома (хромовый усилитель) дополнит, плотность изображения достигается вследствие образования соед. Cr(Ш) бурого цвета.

При физ. усилении увеличение плотности изображения происходит в результате дополнит, отложения неблагородного металла из раствора усилителя на металлич. Ag, протекающего вследствие.окислит.-восстановит. процесса. Для интенсификации физ. усиления металлич. Ag предварительно переводят в галогенид (окисляют) по реакции Ag + K₃IFe(CN)₆] + KBr-- AgBr + K₄IFe(CN)₆] с послед. обратным превращением AgBr в растворе физ. усилителя в атомное Ag с одновременным восстановлением ионов металла на серебре, напр.:

Оптич. усиление имеет место при адсорбции или образовании на металлич. Ag красителей или окрашенных соед., увеличивающих эффективную оптич. плотность. Применение находят гл. обр. два способа оптич. усиления красителями: 1) перевод Ag, образующего изображение, в AgHal с послед, восстановлением в проявляющем растворе, содержащем краситель; 2) адсорбция красителей на металлич. Ag, для чего его сначала превращают в протраву, напр. тиоцианат Ag [Ag + + Cu(SCN)₂-- AgSCN + CuSCN], на которую затем осаждается краситель.

Ослабление изображения — уменьшение оптич. плотности изображения на негативе (позитиве) в результате частичного или полного превращения металлич. Ag в растворимые соед. или избират. частичное обесцвечивание синего, желтого либо пурпурного тонов цветного изображения. Ослаблению подвергают негативное, Позитивное или обращенное изображение со слишком большой оптич. плотностью, контрастностью либо вуалью, полученными вследствие пере-экспонирования при съемке и печати или при перепроявле-нии, а также при необходимости удалить некоторые детали изображения.

Ослабление черно-белого изображения протекает обычно в две стадии — окисление металлич. Ag (отбеливание) и растворение соли Ag, которые осуществляются отдельно или совмещаются при обработке в одном ослабляющем растворе. Ослабление цветного изображения достигается в результате уменьшения оптич. плотности отдельных красителей; применяется редко во избежание нарушения цветового баланса и ухудшения цветопередачи.

Различают пропорциональное, сверхпропорциональное, субтрактивное (поверхностное) и субпропорциональное ослабление. Пропорциональное ослабление характеризуется уменьшением общей оптич. плотности и контрастности изображения; при сверх пропорциональном ослаблении происходит уменьшение плотности переэкспонированных участков, причем участки с малой плотностью не ослабляются. Субтрактивное ослабление способствует уменьшению всех плотностей изображения на одну и ту же величину при неизменной контрастности изображения; субпропорциональное — в большей степени ослабляет малые плотности изображения при увеличении контрастности.

Для пропорционального и сверхпропорционального ослабления изображения используют сернокислотные растворы персульфата аммония, хинона или железоаммониевых квасцов; для субпропорционального и субтрактивного ослабления — растворы K₃EFe(CN)₆] с тиосульфатом Na, сернокислотные растворы KMnd₄ или K₂Cr₂O₇.

Для пропорционального и сверхпропорционального ослабления изображения применяют также способ повторного проявления (т. наз. гармонич. ослабление). Вначале металлич. Ag отбеливают и превращают в AgHal, а затем проявляют в разб. выравнивающем проявителе до нужной оптич. плотности, фиксируют и промывают. Ослабляющее действие на мелкодисперсное серебряное изображение оказывают также кислые растворы тиосульфата Na (кислые фиксажи), тиомочевины, тиоцианатов и др.

Вирирование (тонирование) изображения-процесс окрашивания черно-белого изображения в результате частичного или полного превращения металлич. Ag в к.-л. окрашенное соед. Ag или замены его др. металлом, соед. или красителем. Процессы вирирования делятся на прямые (окрашивание в одну стадию) и косвенные (окрашиванию предшествует стадия отбеливания Ag переводом его в AgHal, который затем превращается в окрашенное соед.) и могут использоваться как на стадии получения негатива, так и позигива.

Наиб. широко применяют косвенный процесс вирирования соединениями серы при окрашивании изображения в тон сепии — от пурпурно-коричневого до светло-коричневого цвета. Получаемое изображение состоит из Ag₂S, причем цвет зависит от размеров зерен сульфида. Процесс протекает в неск. стадий; сначала изображение отбеливается в растворе, содержащем окислитель (обычно K₃IFe(CN)₆]) и растворимый галогенид (напр., KBr): Ag + K₃IFe(CN)₆] + KBr — *--- AgBr + K₄EFe(CN)₆]; затем AgBr, образовавшийся в процессе отбеливания, превращается в растворах Na₂S, тиомочевины и др. соед. серы в Ag₂S. В коричневато-желтый тон изображение окрашивается при проявлении пирогаллоловым проявителем с малым содержанием Na₂SO₃.

Синий, пурпурный, коричневый, зеленый и красный цвета получают путем осаждения на изображении окрашенных соед. Fe, Au, Ag, U, Se, Pb, Ni, Sn, V или Со. Цвет изображения, получаемый в процессе вирирования, находится в зависимости от степени однородности и дисперсности зерен металлич. Ag, что определяется свойствами фотоматериала и условиями процесса проявления, напр. матовые и полумато-вые фотобумаги вирируются легче и дают лучшие результаты по сравнению с глянцевыми. Для того чтобы при вирировании окрашивалось только изображение и не окрашивались желатин и подложка, металлич. Ag превращают в соед., способное адсорбировать краситель из раствора, т. е. протравливают. В качестве протрав используют водные растворы K₃[Fe(CN)₆], тиоцианатов, сульфидов и др. После травления фотоматериал подвергают действию раствора красителя, который осаждается и дает изображение, состоящее из красителя.

В красно-коричневый цвет изображение окрашивается при обработке в течение 20–30 с в растворе, содержащем цитрат К, CuSO₄ и K₃[Fe(CN)₆] (при тонировании в течение 15–20 мин изображение приобретает карминовый цвет), в синий цвет — при обработке в растворе, содержащем K₃EFe(CN)₆], лимонноаммиачное Fe и винную кислоту. При окрашивании в зеленый цвет позитив сначала отбеливают в растворе, содержащем Pb(NO₃)₂, K₃EFe(CN)₆] и 10%-ную HNO₃, а затем отбеленное изображение после промывки помещают на 3–4 мин в окрашивающий раствор, состоящий из K₂Cr₂O₇, KBr и железоаммониевых квасцов.

Самовирирующие фотобумаги содержат в слое цветообразующие компоненты и дают изображение с цветовым оттенком вследствие образования красителей при проявлении производными η-фенилендиамина. Для вирирования изображения используют также процесс цветного проявления с цветообразующей диффундирующей компонентой. Изображение черно-коричневого или зеленовато-коричневого тона получается на хлоробромосеребряных, зеленого — на иодо-хлоросеребряных и иодохлоробромосеребряных фотобумагах непосредственно в процессе проявления в метол-гидрохи-ноновом или щдрохиноновом проявителе. Тон изображения зависит от величины экспозиции, продолжительности проявления, контрастности и оптич. плотности негатива.

Если необходимо местное усиление, ослабление или тонирование, сухой негатив или позитив сначала размачивают в дистиллированной или кипяченой воде, сушат при комнатной температуре, а затем кисточкой либо ватным тампоном наносят на соответствующие участки раствор усилителя, ослабителя или тонирующего раствора (виража). При достижении необходимого эффекта раствор смывают и дообрабатывают.

Латенсификация- усиление полученного скрытого изображения путем дополнит, засвечивания экспонир. фотоматериала светом низкой интенсивности в течение длит, времени либо обработки в растворах или парах разл. веществ перед проявлением.

Десенсибилизация — понижение светочувствительности экспонир. фотоматериала гл. обр. к длинноволновым лучам (панхроматич. и ортохроматич. материалы) для визуального контроля проявления изображения (см. десенсибилизация фотографических материалов).

Повысить светочувствительность фотоматериала перед фотографированием можно с помощью гиперсенсибилизации, которая достигается предварит. экспонированием фотоматериала светом низкой интенсивности, нагреванием фотоматериала или выдерживанием его в парах NH₃, Hg, атмосфере H₂, растворах И₂O_г, NH₃ и др. (см. сенсибилизация фотографических материалов), эффект гиперсенсибилизации сохраняется до неск. суток, после чего чувствительность. фотоматериала снижается до исходной.

Процесс обращения изображения. Получение позитивного изображения способом обращения применяют в хроникально-документальной и любительской кинематографии, микрофильмировании, для получения диапозитивов, а также в разл. областях науки и техники для получения полутонового и штрихового позитивного изображения. Преимущества этого способа — применение одного и того же фотоматериала для съемки и получения позитивного изображения (вследствие чего нет необходимости в копировальной аппаратуре и дополнит. позигивном фотоматериале), высокое качество изображения. Один из осн. недостатков — большая длительность процесса обработки.

Для черно-белых фотоматериалов процесс обращения включает след, стадии: первое проявление, в результате которого происходит визуализация скрытого негативного изображения объекта съемки и образуется негатив; отбеливание с послед. удалением водорастворимого соед. Ag (осветление); второе экспонирование (равномерная засветка оставшихся в слое микрокристаллов AgHal) — образование центров скрытого позитивного изображения объекта съемки; второе проявление — образование позитивного (обращенного) изображения; фиксирование; промывка. После каждой стадии фотоматериал подвергают промежут. промывке.

Для ускорения и упрощения процесса обращения засветку, второе проявление'и фиксирование часто заменяют одной стадией — чернением- полным неизбирательным восстановлением AgHal в Ag или переводом его в непрозрачное водонерастворимое соед., напр. сульфид.

Чернение осуществляют обычно в щелочных растворах SnCl₂, гидросульфита Na, борогидрида Na, гидразина, гидразинбора-на, тиомочевины или Na₂S (в последних двух случаях AgHal переходит в Ag₂S).

Образование цветного обращенного изображения включает след, стадии: черно-белое проявление, при котором в фотослоях цветного фотоматериала образуется черно-белое негативное изображение, состоящее из металлич. Ag; прерывание процесса проявления; второе экспонирование (засветка); цветное проявление, при котором в фотослоях формируется позитивное изображение, состоящее из красителей и металлич. Ag; отбеливание с послед, растворением и удалением из фотоматериала водорастворимых соед. Ag. После каждой стадии фотоматериал подвергают промежут. промывке. В некоторых процессах стадию засветки заменяют обработкой фотоматериала в растворе для хим. обращения; при этом в микрокрисгал-лах AgHal образуются центры проявления, инициирующие цветное проявление. Для повышения устойчивости цветного изображения при хранении фотоматериал после окончат, промывки обрабатывают стабилизирующим раствором (напр., раствором тиомочевины).

Существует также ряд методов обращения изображения, в основе которых лежат разл. явления, сочетающие специфич. условия экспонирования и Х.-ф. о. ф., напр. соляризация (см. фотография чёрно-белая).

Сушка фотоматериала — завершающая стадия Х.-ф. о. ф. Осуществляется естественным (на воздухе) или искусств, путем. Искусств, сушку производят обычно обеспыленным и подогретым воздухом, подаваемым к поверхности фотоматериала под давлением. Применяют разл. способы подвода тепла: конвективные (рамы, рамочные барабаны, фестонные сушильные устройства), контактные (электроглянцеватели, барабанные устройства), радиационные и комбинированные, которые чаще всего используют в проявочных машинах. Для ускорения сушки фотоматериал обрабатывают 70%-ным водным раствором этанола, насыщенным водным раствором K₂CO₃ или лр. веществ, способных поглощать воду из фотоматериала. Для улучшения плоскостности и уменьшения скручиваемости фого-лтенок их перед сушкой обрабатывают пласгифицирующими растворами, содержащими многоатомные спирты, гл. обр. глицерин. Устранение солевых пятен от капель воды на поверхности высушенного фотоматериала достагается его обработкой перед сушкой раствором ПАВ. Д ля усиления глянца на фотобумаге ее обрабатывают растворами для глянцевания, содержащими Na-соль карбоксиметилцеллкмтозы, формалин и ПАВ.

Фотографии, изображение для повышения сохраняемости защищают разл. прозрачными лаками или тончайшими бесцв. пленками. Материалы, предназначенные для длит, хранения, после окончат, промывки перед сушкой подвергают обработке растворами, содержащими фунгициды или антисептики, которые уничтожают вредоносные грибы и бактерии, разрушающие желатиновые слои и соотв. фотографии, изображение.

^{Лит.: Б л ю м 6 е P г И. Б., Технология обработки фотокиноматериалов, 2 кза., М., 1967: Кириллов Н. И., Основы процессов обработки кннофото-нхтериалов, М., 1977; Джеймс T., Теория фотографического процесса, пер. : англ., Л., 1980; Ж у р б а Ю. И., Лабораторная,обработка фотоматериалов, М., 1934; его же, Краткий справочник по фотографическим процессам п (отериалам, 4 изд., М., 1991; Картужанский А. Jl., Красный-Адмо -XE Л.В., Химия и физика фотографических процессов, 2 изд., Л., 1986; Kp асный-Адмо ни Л. В., Малосеребряные фотографические материалы и =тапессы их обработки, Л., 1986; Киселев А.Я., ВиленскийЮ.Б., Физические и химические основы цветной фотографии, Л., 1988; Редь-ко A-B-, Основы черно-белых и цветных фотопроцессов, М., 1990; HaistG.M., Modem photographic processing, N.Y., 1979.}

_{Ю. И. Журба}