Химико-фотографическая обработка кинофотоматериалов
Хи́мико-фотографи́ческая обрабо́тка кинофотоматериа́лов, представляет собой совокупность физико-химических процессов, которые проводят после экспонирования фотоматериала. Целью их является получение устойчивого видимого фотографического изображения.
Различают первичную и вторичную обработку кинофотоматериалов. Первичная обработка кинофотоматериалов – это необходимый ряд операций, направленных на получение видимого фотографического изображения. К этому виду обработки относят: проявление, фиксирование, промывание, иногда отбеливание. Вторичная обработка кинофотоматериалов направлена, как правило, на улучшение качества фотоизображения, полученного в процессе первичной обработки, и включает ослабление, усиление, вирирование (тонирование) и в некоторых случаях отбеливание.
Проявление
Проявление – избирательный процесс восстановления экспонированных микрокристаллов галогенида серебра (AgHal) до металлического серебра Ag в эмульсионном слое, способствующий превращению скрытого (латентного) изображения в видимое. Специальные растворы, применяемые для этих целей, называются проявляющими или проявителями. Проявитель представляет собой многокомпонентную систему, в состав которой входят: одно или несколько проявляющих веществ – восстановителей, например гидрохинон, метол (сульфат N-метил-п-аминофенола), п-фенилендиамин, фенидон (1-фенил-3-оксопиразолидин); ускоряющие вещества (создают в растворе щелочную среду: сода, бура, поташ, едкие щёлочи); антиоксидант (сульфит натрия Na2SO3); растворитель (вода); противовуалирующие (для предотвращения почернения светочувствительного слоя на неэкспонированных участках – бромид калия KBr, бензотриазол); другие вещества.
Различают химическое (прямое) и физическое проявление. При химическом проявлении (в этом случае отсутствует растворитель галогенида серебра в проявителе) ионы серебра диффундируют к центру скрытого изображения непосредственно из твёрдой фазы микрокристаллов AgHal через их объём или по их поверхности и восстанавливаются на границе раздела фаз Ag – AgHal.
При физическом проявлении с предварительным фиксированием компоненты проявляющего раствора – в его состав вводят растворимую серебряную соль (AgNO3) в довольно высокой концентрации – диффундируют из раствора к серебряному центру скрытого изображения, возникшему при экспонировании. Частицы металлического серебра, восстановленного при физическом проявлении, имеют компактную сферическую форму, в то время как при химическом проявлении форма нитевидная.
Существует и другой вид физического проявления, который называют физическим проявлением до фиксирования. В этом случае серебряное изображение образуется как за счёт прямого восстановления экспонированных микрокристаллов AgHal, так и за счёт восстановления комплексных ионов, образовавшихся в проявляющем растворе в результате частичного подрастворения микрокристаллов AgHal, обусловленного присутствием ионов SO32–, концентрация которых велика, а также Br–, CNS– и других ионов-комплексообразователей проявляющего раствора.
Фиксирование
Процесс фиксирования направлен на перевод непроявленных труднорастворимых соединений (остаточного AgHal) в неэкспонированных участках фотослоя в водорастворимые соединения, которые при окончательной водной промывке легко и полностью удаляются из слоя фотоматериала, что обеспечивает стабильность и длительный срок хранения изображения. Для фиксирования применяют водный раствор комплексообразующей соли – тиосульфата натрия или аммония. В фотографической практике используют нейтральные или кислые (для быстрого прекращения проявления в фотослое) фиксирующие растворы. При быстрой обработке кинофотоматериалов высокозадублённых (введением, например, хромо- или алюмокалиевых квасцов или формальдегида для повышения прочности фотографического слоя) специальных фотоматериалов для стабилизации изображения применяют тиоцианат аммония или калия, тиомочевину, которые образуют с Ag+ светостойкие и прозрачные комплексные соединения. После процесса стабилизации, как правило, исключается окончательная водная промывка фотоматериалов, но при этом срок хранения фотографического изображения значительно сокращается.
При обработке фотоматериала по методу чёрно-белого обращения, а также цветных фотоплёнок и фотобумаг необходимо удалить из фотослоя металлическое серебро, которое образуется в процессе проявления и в дальнейшем маскирует цветное изображение. Для этих целей применяют процесс отбеливания, в результате которого металлическое серебро в фотослое окисляется до соединений, образующих с тиосульфатом натрия водорастворимые вещества, удаляемые из светочувствительного слоя при дальнейшей обработке. В качестве окислителей металлического серебра применяют феррицианид или дихромат калия. В фотографии и кинематографии нашли широкое применение экологически безвредные окислители, такие как персульфат аммония и комплексы Fe(III) с этилендиаминтетрауксусной кислотой.
Промывание
После фиксирования фотоматериала следует процесс окончательного промывания водой, в результате которого из фотослоя полностью удаляются избыток ионов тиосульфата и часть комплексных соединений серебра, не перешедших в фиксирующий раствор. Скорость удаления зависит от состава фиксирующего раствора, степени его истощения, от pH и температуры промывной воды, наличия в ней солей, а также от величины оптической плотности изображения на фотоматериале. На фотоотпечатках при архивном хранении (80 лет) в фотослое не должно содержаться тиосульфат-ионов, при долговременном хранении (20 лет) их концентрация колеблется в интервале 0,015–0,030 мг/см2 в зависимости от плотности подложки фотобумаги.
Быстрые процессы обработки
В практике чёрно-белой и цветной фотографии и кинематографии получили широкое распространение быстрые, высокотемпературные процессы обработки кинофотоматериалов. Сокращение продолжительности процесса проявления фотоматериалов достигается за счёт повышения температуры проявителя до 40–60 °C, увеличения концентрации проявляющих веществ, повышения величины рН до 13 и интенсивного перемешивания проявителя, уменьшения толщины эмульсионного слоя до 3–7 мкм и его предварительного набухания, применения активаторов процесса проявления, таких как фенидон, полиэтиленоксид. Одновременное применение указанных выше принципов ускорения приводит к возрастанию скорости процесса проявления примерно в 1000 раз. Существуют процессы обработки чёрно-белых фотоматериалов, которые позволяют завершить процесс проявления фотоматериала за 5–10 с при температуре проявителя 60 °C, а его фиксирование за 5–30 с.
В цветной фотографии к быстрым методам обработки следует отнести высокотемпературные процессы, разработанные фирмой Kodak: процесс С-41 (цветные негативные фотоматериалы), процесс Е-6 (цветные обращаемые фотоматериалы), процесс RA-4 (цветные фотобумаги). Процессы C-41 и RA-4 реализуются с применением специального оборудования – мини-фотолабораторий. Среди наиболее популярных следует назвать мини-фотолаборатории от фирм Noritsu, Fujifilm, Kodak и других, позволяющие печатать 16 000–35 000 цветных фотоотпечатков в час. Фотопечать цветного негатива ведётся в автоматическом режиме на рулонную фотобумагу, обработку которой проводят по процессу RA-4 при температуре 37,8 °C.
В кинематографии к форсированным методам обработки следует отнести высокотемпературные процессы фирмы Kodak ECN-2 (негативные киноплёнки) и ECP-2 (позитивные киноплёнки), которые отличаются от классических повышенной температурой обрабатывающих растворов: 36,7–41,1 °C (для цветного проявления) и 27 °C (для остальных растворов), что обеспечивает сокращение процесса обработки кинофотоматериалов до 10–12 мин.