Fotografisk utvecklare - Photographic developer

Utvecklarpulver med användning av genol-hydrokinon.

Vid bearbetning av fotografiska filmer , plattor eller papper är den fotografiska utvecklaren (eller bara framkallaren ) en eller flera kemikalier som omvandlar den latenta bilden till en synlig bild. Framkallningsmedel uppnå denna omvandling genom att minska de silverhalogenider , som är blek-färgad, till silvermetall, som är svart (när en fin partikel). Omvandlingen sker inom gelatinmatrisen. Det speciella med fotografering är att utvecklaren agerar snabbare på de partiklar av silverhalogenider som har utsatts för ljus. Papper kvar i utvecklaren kommer så småningom att reducera alla silverhalogenider och bli svarta. Ju längre en utvecklare får arbeta, desto mörkare blir bilden.

Kemisk sammansättning av utvecklare

Framkallaren består vanligtvis av en blandning av kemiska föreningar framställda som en vattenlösning. För svartvitt fotografering är tre huvudkomponenter i denna blandning:: 115

Anmärkningsvärda standardformler inkluderar Eastman Kodak D-76 filmutvecklare, D-72-tryckutvecklare och D-96-filmnegativ utvecklare.

Hydrokinon är superadditiv med metol, vilket betyder att det verkar för att "ladda" metolen efter att den har oxiderats i processen att reducera silver i emulsionen. Sulfit i en framkallare verkar inte bara för att förhindra luftoxidation av utvecklingsmedlen i lösning, det underlättar också regenereringen av metol genom hydrokinon (minskar kompensations- och angränsningseffekter) och i tillräckligt höga koncentrationer fungerar det som ett silverhalogenidlösningsmedel. Den ursprungliga litografiska framkallaren innehöll formaldehyd (ofta tillsatt som paraformaldehydpulver) i en lösning med låg sulfit / bisulfit.

De flesta utvecklare innehåller också små mängder kaliumbromid för att modifiera och begränsa framkallarens verkan: 218-219 för att undertrycka kemisk dimning . Utvecklare för arbete med hög kontrast har högre koncentrationer av hydrokinon och lägre koncentrationer av metol och tenderar att använda starka alkalier som natriumhydroxid för att pressa pH upp till cirka pH 11 till 12.

Metol är svårt att lösa i lösningar med högt saltinnehåll och instruktioner för blandning av framkallningsformler listar därför nästan alltid metol först. Det är viktigt att lösa upp kemikalier i den ordning de listas. Vissa fotografer lägger till en nypa natriumsulfit innan metolen löses upp för att förhindra oxidation, men stora mängder sulfit i lösning gör det mycket långsamt för metol att lösas upp.

Eftersom metol är relativt giftigt och kan orsaka hudsensibilisering använder moderna kommersiella utvecklare ofta fenidon eller dimezon S (4-hydroximetyl-4-metyl-1-fenyl-3-pyrazolidon) istället. Hydrokinon kan också vara giftigt för den mänskliga operatören såväl som för miljön; vissa moderna utvecklare ersätter den med askorbinsyra eller vitamin C. Detta lider dock av dålig stabilitet. Ascorbatutvecklare kan ha fördelen att de är kompenserande och skärpeförstärkande, eftersom oxidationsbiprodukter som bildas under utvecklingen är sura, vilket innebär att de fördröjer utveckling i och intill områden med hög aktivitet. Detta förklarar också varför askorbatutvecklare har dåliga hållningsegenskaper, eftersom oxiderat askorbat både är ineffektivt som ett utvecklingsmedel och sänker lösningens pH, vilket gör de återstående utvecklingsmedlen mindre aktiva. Nyligen har flera experimenter gjort anspråk på praktiska metoder för att förbättra stabiliteten hos askorbatutvecklare.

Andra utvecklingsmedel som används är p-aminofenol , glycin (N- (4-hydroxifenyl) glycin), pyrogallol och katekol . När de används i lågsulfitframkallningskomposition, orsakar de två senare föreningarna gelatin att härda och fläckas i närheten av utvecklande korn. I allmänhet ökar den optiska densiteten hos fläcken i det starkt exponerade (och starkt utvecklade) området. Det här är en egenskap som är mycket eftertraktad av vissa fotografer eftersom den ökar negativ kontrast i förhållande till densitet, vilket innebär att markeringsdetaljer kan fångas utan att "blockera" (når tillräckligt hög densitet för att detalj och tonalitet äventyras allvarligt). Hydroquinone delar denna fastighet. Emellertid uppträder färgningseffekten endast i lösningar med mycket lite sulfit, och de flesta hydrokinonutvecklare innehåller stora mängder sulfit.

I de tidiga dagarna av fotografering har ett brett spektrum av framkallningsmedel användas, innefattande klorhydrokinon , järnoxalat , : 131 hydroxylamin , ferrolaktat , ferro citrat , Eikonogen , atchecin , antipyrin , Acetanilid och Amidol (som ovanligt krävs milt sura betingelser).

Utvecklare innehåller också vattenmjukgörande medel för att förhindra bildning av kalciumskum (t.ex. EDTA-salter, natriumtripolyfosfat, NTA-salter, etc.).

Den ursprungliga litografiska framkallaren baserades på en lågsulfit / bisulfitframkallare med formaldehyd (tillsatt som pulverparaformaldehyd). Den mycket låga sulfiten, den höga hydrokinonet och den höga alkaliniteten uppmuntrade "smittsam utveckling" (exponerade utvecklande silverhalogenidkristaller kolliderade med oexponerade silverhalogenidkristaller, vilket fick dem att också minska) vilket förbättrade kanteffekten i linjebilder. Dessa högenergiprojektörer hade en kort facklivslängd, men när de användes inom sin facklivslängd gav de konsekventa användbara resultat.

Moderna litografiska utvecklare innehåller hydrazinföreningar, tetrazoliumföreningar och andra aminkontrastförstärkare för att öka kontrasten utan att förlita sig på den klassiska litografiska framkallningsformuleringen endast med hydrokinon. De moderna formlerna liknar mycket utvecklare med snabb åtkomst (förutom dessa tillsatser) och därför har de lång livslängd på facket. Klassiska litografiska utvecklare som använder hydrokinon ensam har dock mycket dålig bricklivslängd och inkonsekventa resultat.

Utveckling

Utvecklaren reducerar selektivt silverhalogenidkristaller i emulsionen till metalliskt silver , men endast de som har latenta bildcentra skapade av ljusets verkan. Det ljuskänsliga skiktet eller emulsionen består av silverhalogenidkristaller i en gelatinbas. Två ljusfotoner måste absorberas av en silverhalogenidkristall för att bilda en stabil silvermetallkristall med två atomer. Den utvecklare som används generellt kommer endast att reducera silverhalogenidkristaller som har en befintlig silverkristall. Snabbare exponering eller lägre ljusnivåfilmer har vanligtvis större korn eftersom dessa bilder fångar mindre ljus. Finkorniga filmer, som Kodachrome, kräver mer ljus för att öka chansen att halogenidkristallen absorberar minst två kvantiteter ljus eftersom de har en mindre tvärsnittsstorlek. Därför är silverhalogenidkristallstorleken proportionell mot filmhastigheten. Den metalliska silverbilden har ett mörkt (svart) utseende. När den önskade reduktionsnivån har uppnåtts stoppas utvecklingsprocessen genom tvättning i en utspädd syra och sedan avlägsnas den outvecklade silverhalogeniden genom att lösa den i en tiosulfatlösning, en process som kallas fixering . De flesta kommersiella filmutvecklare använder en dubbel lösning eller "push" (skjuter filmens hastighet) utvecklingsprocedur (kompenserande framkallare, som Diafine) där reduktionsmedlet, t.ex. hydrokinonlösning, suger in i och sväller gelatinet, sedan införs filmen i den alkaliska lösningen som aktiverar (sänker minskningspotentialen) hos utvecklaren. Områdena med mest ljusexponering använder den lilla mängden framkallare i gelatinet och slutar göra silverkristall innan filmen vid den tiden är helt ogenomskinlig. De områden som fick minst ljus fortsätter att utvecklas eftersom de inte har använt sin utvecklare. Det finns mindre kontrast, men tiden är inte kritisk och filmer från flera kunder och olika exponeringar kommer att utvecklas tillfredsställande.

Tiden under vilken utveckling sker, och typen av framkallare, påverkar förhållandet mellan densiteten hos silver i den utvecklade bilden och mängden ljus. Denna studie kallas sensitometri och var banbrytande av F Hurter & VC Driffield i slutet av 1800-talet.

Färgutveckling

I färg och kromogen svartvittfotografering används en liknande utvecklingsprocess förutom att reduktionen av silver samtidigt oxiderar parafenylenfärgframkallningsmedlet som sedan deltar i produktionen av färgämnen i emulsionen genom att reagera med lämpliga kopplingar . Det finns tre distinkta processer som används här. Den C-41 används för nästan alla färgnegativfilmer och i denna process färgämneskopplare i emulsionen reagerar med den oxiderade färgframkallningsmedel i framkallningslösningen för att generera de synliga färgämnen. En nästan identisk process används sedan för att producera färgavtryck från filmer. De använda utvecklingsmedlen är derivat av parafenylendiamin .

I färgnegativa filmer finns det tre typer av färgkopplingar. Det finns de normala cyan-, magenta- och gulfärgbildande kopplingarna, men det finns också en magentafärgad cyanmaskeringskopplare och en gulfärgad magenta maskeringskoppling. Dessa bildar respektive normalt cyanfärg och magenta färgämne, men bildar en orange positiv mask för att korrigera färg. Dessutom finns det en tredje typ av kopplare som kallas en DIR-koppling (Developer Inhibitor Release). Denna kopplare frigör en kraftfull hämmare under färgbildningen, vilket påverkar kanteffekter och orsakar effekter mellan lager för att förbättra den totala bildkvaliteten.

Omvänd filmutveckling

I transparenter av Ektachrome- typ ( E-6-process ) bearbetas filmen först i en ovanlig framkallare innehållande fenidon och hydrokinon-monosulfonat. Denna svartvita framkallare används klockan 06:00 vid 100,4 ° F (38 ° C ), med mer tid som ger "push" -bearbetning för att öka den skenbara filmhastigheten genom att minska Dmax eller maximal densitet. Den första utvecklaren är det mest kritiska steget i Process E-6. Lösningen är i huvudsak en svartvit filmframkallare, eftersom den endast bildar en negativ silverbild i varje lager av filmen; inga färgämnesbilder har ännu bildats. Sedan går filmen direkt in i den första tvätten under 2:00 vid 100 ° F, vilket fungerar som ett kontrollerat stoppbad . Därefter går filmen in i omvändningsbadet. Detta steg förbereder filmen för steg för färgutvecklare. I detta reverseringsbad absorberas ett kemiskt reverseringsmedel i emulsionen, utan någon kemisk reaktion äger rum förrän filmen kommer in i färgframkallaren. Omvändningsprocessen kan också utföras med användning av 800 fotljussekunder ljus, som används av processingenjörer för att felsöka problem med kemiska omvändningsbad.

Därefter utvecklas filmen till slut i färgutvecklarbadet, som innehåller CD-3 som färgutvecklingsmedel. När filmen kommer in i färgframkallaren tappar (eller "exponerar") det icke exponerade silverhalogeniden kemiskt (eller "exponerar") det icke exponerade silverhalogeniden (om det inte redan har dimmats av ljus i föregående steg). Färgutvecklaren verkar på den kemiskt exponerade silverhalogeniden för att bilda en positiv silverbild. Den metalliska silverbilden som bildades i den första utvecklaren, som är en negativ bild, är dock inte en del av reaktionen som äger rum i detta steg. Det som reageras i detta skede är "kvar" av den negativa bilden, det vill säga en positiv bild. När färgutvecklingen fortskrider bildas en metallisk silverbild, men ännu viktigare är att färgutvecklingsmedlet oxideras. Oxiderade färgframkallningsmolekyler reagerar med kopplarna för att bilda färgfärgämnen in situ. Således bildas färgfärgämne vid utvecklingsstället i vart och ett av filmens tre lager. Varje skikt i filmen innehåller olika kopplare, som reagerar med samma oxiderade framkallningsmolekyler men bildar olika färgfärger. Därefter går filmen in i förblekningsbadet (tidigare balsam), som har en föregångare av formaldehyd (som färgämne) och EDTA för att "sparka av" blekmedlet. Därefter går filmen in i en blekmedelslösning. Blekmedlet omvandlar metalliskt silver till silverbromid, som omvandlas till lösliga silverföreningar i fixern. C-41-färgenegativprocessen som introducerades 1972 använder järn-EDTA. Omvändningsprocesser har använt ferric EDTA åtminstone sedan introduktionen av E-6-processen 1976. För Kodachrome används ferric EDTA åtminstone i den nuvarande K-14-processen . Under blekning byts EDTA till ferro EDTA före fixering och slutlig tvätt.

Fe 3+
EDTA + Ag + Br -
→ Fe 2+
EDTA + AgBr

Tidigare användes ofta kaliumferricyanid som blekmedel. Den vanligaste bearbetningskemien för sådana filmer är E6 , härledd från en lång rad utvecklare som produceras för Ektachrome- utbudet av filmer.

Ektachrome-papper finns också.

Standard svartvitt lager kan också bearbetas för omvändning för att ge svarta och vita bilder. Efter "första utvecklingen" avlägsnas sedan den initiala silverbilden (t.ex. med en kaliumbikromat / svavelsyrablekmedel, vilket kräver ett efterföljande "rensningsbad" för att ta bort kromatfärgen från filmen). Den ofixade filmen dimmas sedan (fysiskt eller kemiskt) och "andrautvecklas". Processen fungerar dock bäst med långsamma filmer som Ilford Pan-F bearbetade för att ge hög gamma . Kodaks kemikit för att vända Panatomic-X ("Direct Positive Film Developing Outfit") använde natriumbisulfat i stället för svavelsyra i blekmedlet och använde en dimningsframkallare som i sig var instabil, och måste blandas och användas inom en två- timme. (Om två rullar, den maximala kapaciteten för en enda halvliter omutvecklare, skulle behandlas i följd, måste omfördelaren blandas medan den första rullen var i den första utvecklaren.)

Egna metoder

Den K-14 process för Kodachrome film innebär att lägga alla färgämnen till emulsionen under utveckling. Speciell utrustning behövdes för att bearbeta Kodachrome. Sedan 2010 har det inte funnits någon kommersiell enhet som behandlar Kodachrome någonstans i världen.

I utvecklingen av färgutskrifter använder Ilfochrome, eller Cibachrome , också ett tryckmaterial med färgämnen närvarande och som bleks ut på lämpliga platser under utvecklingen. Den här kemin är helt annorlunda än C41-kemin; (den använder azo-färgämnen som är mycket mer motståndskraftiga mot blekning i solljus).

Referenser

  • Langford, MJ (1980). Avancerad fotografering . London: Focal Press.