Свойства проявляющих растворов

Получаемые при проявлении плотности почернения зависят не только от количества света, попавшего на соответствующий участок фотослоя, но и от свойств проявляющего раствора, определяемых составом входящих в него веществ. Каждый проявитель обладает определенными фотографическими свойствами и предназначен для обработки того или иного вида фотоматериала. От его свойств зависит и качество изображения.

Основными свойствами проявляющих растворов являются: избирательность действия; скорость работы; величина индукционного периода; достигаемые коэффициент контрастности и величина светочувствительности; зернистость изображения; сохраняемость и истощаемость раствора; цвет проявленного изображения.

Избирательная способность проявителя – это способность восстанавливать галогениды серебра до металлического серебра только в тех участках светочувствительного материала, на которые воздействовал свет, пропорционально его количеству. Чем больше света попадает на светочувствительный слой, тем активнее идет процесс проявления, тем большие плотности почернения получают на данном участке. На неэкспонированных участках галогениды серебра восстанавливаются в небольших количествах, образуя небольшие плотности почернения, называемые фотографической вуалью. Избирательную способность проявителя выражают через отношение скоростей проявления экспонированных и неэкспонированных участков изображения.

Скорость проявления характеризует время, в течение которого достигаются заданные свойства фотографического материала: светочувствительность и коэффициент контрастности. Скорость (время) проявления у разных проявителей колеблется в больших пределах. Наряду с проявителями, у которых время проявления достигает десятков минут, существуют проявители, действие которых исчисляется десятками секунд.

Скорость проявления зависит от состава проявляющего раствора, концентрации входящих в него компонентов (проявляющего вещества, щелочи), их активности, температуры раствора и других факторов. Так, метол работает более энергично, чем гидрохинон, повышение концентрации проявляющего вещества в растворе увеличивает скорость работы. Однако в большей степени скорость проявления зависит от вида и концентрации щелочи. Слабощелочные проявители, например, с тетраборнокислым натрием или с малым содержанием соды, поташа, работают медленно, а при нормальном содержании последних – достаточно быстро. Еще более активны проявители, в состав которых входят едкие щелочи, создающие высокий уровень рН раствора.

Замедляют процесс проявления противовуалирующие вещества. Чем меньше в проявителе бромистого калия, тем активнее работает проявитель. По мере использования проявителя количество бромидов в нем возрастает и, следовательно, свежеприготовленные растворы работают быстрее.

В практике фотографии отдают предпочтение негативным проявителям с достаточно большим временем проявления. Они дают более стабильные результаты, так как небольшие отклонения от рекомендуемого времени проявления незначительно сказываются на качестве изображения (контрасте, плотности).

Время, прошедшее с момента погружения экспонированного фотоматериала в проявляющий раствор до появления на нем первых следов изображения, называется индукционным периодом. По индукционному периоду судят о времени проявления, необходимом для получения заданных свойств изображения. Величина индукционного периода наряду с другими факторами в большей степени зависит от типа применяемого проявляющего вещества. Эту зависимость выражает фактор Ваткинса – числовые значения активности проявителей с разными проявляющими веществами, входящими в их состав. Полное время проявления определяют из следующего выражения:

,

где t_о – индукционный период в секундах,

f – фактор Ваткинса.

Максимальный коэффициент контрастности практически не зависит от состава проявляющего раствора, а зависит от времени проявления и типа обрабатываемого фотоматериала. Так, в контрастно работающем проявителе максимальный коэффициент контрастности достигается за более короткое время, чем в мягко работающем. При длительном же проявлении и в одном и в другом могут быть получены практически одинаковые результаты. Однако некоторые проявители работают очень медленно и требуют столь длительного проявления, что получить высокий контраст практически невозможно. Поэтому достижение максимального контраста рассматривают как функцию скорости проявления. Чем активнее работает проявитель, тем больший контраст можно получить за рекомендуемое время проявления.

Контраст изображения в начале процесса проявления растет достаточно активно, затем его рост замедляется, пока не достигает максимального значения, после чего его значение начинает снижаться. Это объясняется тем, что на сильно экспонированных участках оптическая плотность, достигая максимальных значений, больше не возрастает, в то время как на менее экспонированных продолжает увеличиваться. Контраст изображения снижается и вследствие образования вуали.

Величина светочувствительности зависит от состава проявителя и времени проявления. При сенситометрических испытаниях фотоматериалов заданную светочувствительность получают при строгом соблюдении стандартных условий обработки: в стандартном проявителе, при стандартных времени проявления и температуре. Изменяя состав проявителя и время проявления, можно увеличивать или уменьшать светочувствительность. Так, обработка фотоматериала в мелкозернистом проявителе с фенидоном повышает светочувствительность в 4-6 раз при изменении времени проявления от 4 до 20 мин. Однако при увеличении времени проявления возрастает контрастность изображения и фотографическая вуаль. Для уменьшения плотности вуали в такие проявители вводят большее количество противовуалирующих веществ.

Зернистость изображения. Фотографическое изображение по своей природе имеет зернистую структуру, которая зависит от размеров микрокристаллов галогенидов серебра в фотослое. Так, высокочувствительным эмульсиям с большей величиной микрокристаллов свойственна и большая зернистость. Зернистость до определенной степени уменьшают в процессе обработки фотоматериала за счет частичного растворения микрокристаллов. Основным веществом, обладающим такой способностью, является сульфит натрия. Поэтому для мелкозернистого проявления применяют проявители с большим содержанием сульфита.

К числу мелкозернистых относятся парафенилендиаминовые проявители, в которых парафенилендиамин сочетается с другими проявляющими веществами. Аналогичными свойствами обладают проявители, имеющие в своем составе более сильные растворители галогенидов серебра, например, роданистый калий, тиосульфат натрия, которые вводят в проявитель в небольших количествах. Мелкозернистые проявители содержат малое количество щелочи или вовсе не содержат ее. Поэтому они относятся к числу медленно работающих, но обладают выравнивающими свойствами.

Сохраняемость проявителя – это способность в течение определенного времени сохранять неизменными свои свойства. Она зависит от концентрации входящих в раствор сульфита натрия и щелочи. Чем больше в проявителе сульфита и меньше щелочи, тем дольше он сохраняет свои свойства. Проявляющие растворы, не содержащие сохраняющих веществ (бессульфитные), быстро окисляются после составления и служат для одноразового применения. На сохраняемость раствора влияет и активность используемой в растворе щелочи. Лучше сохраняются проявители с углекислыми щелочами, хуже – с едкими щелочами.

На сохраняемость влияет и окружающая проявитель среда: свет, кислород воздуха. Свежеприготовленные растворы хорошо сохраняются в закрытых сосудах из темного стекла, по возможности, заполненных доверху с минимальным объемом воздуха. При соблюдении этих условий проявляющие растворы неограниченно долго сохраняют свои свойства, если хранить их в виде двух запасных растворов, первый из которых содержит проявляющее вещество и сульфит натрия, а второй – щелочь и противовуалирующее вещество.

В процессе работы проявитель истощается, замедляется скорость его работы, ухудшаются фотографические свойства. Растворы, бывшие в употреблении, при тех же условиях хранятся значительно меньшее время и портятся тем быстрее, чем больше они истощены. Оставленные в ваннах свежие растворы приходят в негодность спустя один-два дня, а бывшие в употреблении – через 10-12 ч.

Истощаемость проявителя. По мере обработки фотоматериалов изменяется количественное соотношение входящих в проявитель компонентов: снижается концентрация проявляющего вещества, щелочи, накапливается содержание продуктов окисления, бромидов. Вследствие этого ухудшаются свойства проявителя, что приводит к снижению качества получаемых изображений.

Истощаемость зависит и от типа обрабатываемого в проявителе фотоматериала. Чем толще эмульсионный слой, тем больше в нем галогенидов серебра, тем быстрее истощается проявитель. Поэтому в одном литре раствора обрабатывают большее количество тонкослойных позитивных фотоматериалов (фотобумаг), чем толстослойных – негативных.

Наиболее стабильны в работе энергичные проявители. Слабощелочные растворы менее стабильны, так как чувствительны к накапливаемому в процессе обработки бромиду. Для повышения стабильности работы в проявители вводят подкрепляющие добавки. Они поддерживают на одном уровне концентрацию проявляющего вещества и рН раствора, увеличивая их срок службы и позволяя обрабатывать большее количество фотоматериалов.

Цвет проявленного изображения зависит от двух факторов: состава проявителя и величины зерен проявленного серебра. Растворы с малым содержанием сульфита натрия (проявители с едкой щелочью) быстро окисляются и дают изображение, состоящее из металлического серебра и окрашенных продуктов окисления проявляющего вещества. Обработка мелкозернистых фотоматериалов в мелкозернистых проявителях также может стать причиной образования изображения с теплым коричневым оттенком.