显影、定影原理
⑶不含潜影银的地方,AgBr被还原的速度非常慢, 有资料表明,有没有潜影银的存在,上述反应的 速度相差100万倍,所以,相对地讲,有理由认为, 不含潜影银的地方,AgBr不被还原。
目前认为显影的机理是:显影剂中的还原剂是 通过潜影银将电子快速传递给了其周围的未见光 分解的AgBr,从而使Ag+ 还原成了金属Ag。这也 就是潜影银对上述反应的催化机理。
从上述的特点可以看出,米吐尔的某些性能 恰与对苯二酚相反,所以一般实用配方中,多 数将米吐尔和对苯二酚一起配合使用,简称为 M–Q显影液。在一定范围内改变两者的相对含 量,可以获得各种照相性能要求的显影液。
3)菲尼酮
菲尼酮具有优良的显影性能,显影速 度较米吐尔快,用量甚少,只相当于米 吐尔用量的五分之一到十分之一,每升 0.1~0.5克即可,而且它的显影氧化产物 是无色的。
米吐尔的显影能力很强,能在不加碱的亚硫 酸钠溶液中起显影作用。其显影特点是显影速 度快,显影初始阶段,高密度部分和低密度部 分上升都比较快,但影像开始出现以后,密度 及反差的升高都很慢,但对影像暗调部分的层 次有很好的表现力。
所以用米吐尔显影的影像特点是感光度高、 影调柔和、层次丰富。这些特点正是负性感光 材料所要求的。因此,它是负片显影液中的主 要成分。除此之外,米吐尔的显影作用受溴离 子和温度的影响较小,因此显影性能比较稳定。
显影过程是在暗室中将已曝光的底片与显 影液中的显影剂(如对苯二酚、米吐尔等)反 应,使含有潜影银核的AgBr进一步还原为银的 过程。例如与对苯二酚的反应.
曝光后的底片,各处未见光分解的AgBr被还原 的速度是不同的。
⑴在邻近潜影银的地方,那里的AgBr被还原的速 度快。
⑵含潜影银密度大的地方,AgBr被还原的速度更 快。
显影条件对感光材料照相性能的影响也是不 可忽视的。因为同一种感光材料,曝光条件相同, 而在不同的显影条件下冲洗,那么所表现的照相 性能也是不同的。因此,我们不能脱离显影加工 条件来谈感光材料的照相性能。因而凡是从事制 版的工作者必须对显影全过程有比较详细的了解, 才能获得较好的复制质量。
2. 显影的机理
物理显影的优点是生成的银粒细腻,可 供高倍放大,影调层次也较为丰富。缺 点是显影液不够稳定,可引起感光度下 降,故较难掌握。
4. 显影液的组成
显影过程是将感光材料浸泡在显影液中完 成的。显影液是由四种主要成份组成:显影剂、 促进剂、保护剂和抑制剂。下面分别加以介绍。
⑴ 显影剂
从化学的组分来看,显影剂可以分为无机 化合物和有机化合物两大类。无机化合物可作 为显影剂的并不少,但其中显影性能良好的却 不多。以前制版用感光材料以湿片为主时,以 硫酸亚铁或草酸亚铁作为显影主剂,随着湿片 的淘汰,当然现在也就不再使用了。目前,使 用的都是有机显影剂。
感光胶片所获得的曝光量不同,所形成 影像的密度的大小也不同。一般情况是 曝光量增加,所形成影像的密度也相应 地增大。
感光特性曲线(黑化曲线、层次曲线) 反映了曝光量与照相感光层黑化程度之 间的关系,如图5—37所示。其中,光学 密度D是黑化程度的量度,将其与曝光量 的对数参照值进行图示,当照度正在曝 光时间内保持不变时,曝光量H由照度E 与曝光时间t决定:
一、显影
1. 显影的目的
感光材料由曝光形成潜影后,须经进一步
的化学处理才能得到可见影像。通过化学处理
使潜影变成可见银影的过程,称为显影。换句
话说,显影的目的是将人眼不可见的潜影变成
由银(对彩色感光材料来说,还有染料)所组
成的影像。
从感光材料的制造到最终成像,其全过程
可以分为三个基本阶段:即乳剂制备阶段(形 成感光中心)、曝光阶段(形成潜形)和显影 阶段。虽然三个阶段起作用的方式与作用的大 小各不相同,但它们的目的是一致的,这就是 更有效地促使乳剂层中的卤化银还原成银,以 构成可见的影像。
1)对苯二酚 对苯二酚又名几奴尼、海得尔、坚安、海得路 几奴。对苯二酚为其化学名称,结构式为:
它是白色或浅灰色针状晶体,在水中的溶解度 很大。对苯二酚在还原溴化银时的化学反应式 如下:
对苯二酚的显影速度较慢,显影能力很强。
其显影特点是显影速度慢,尤其是在显影的初 始阶段,影像出现较缓慢,但一旦影像出现后, 其密度就迅速上升.
菲尼酮单独显影时,显影能力较弱, 一旦与对苯二酚组合使用时,就表现出 极大的超加和性。这二者组合使用的显 影液通常称为P–Q显影液。
2)米吐尔
米吐尔又名依仑、米诺尔、米诺巴吐尔、 乐得乐。其化学名称为对甲氨基苯酚硫 酸盐,结构式为:
它是白色或带米黄色的细小针状结晶体, 易溶于水。在含有亚硫酸钠或碱的溶液中溶解 度降低。所以在配制显影液时,应首先放入米 吐尔,待全部溶解后再依次放入其他成分。米 吐尔在还原溴化银时的化学反应式如下:
当我们在电子显微镜下观察显影过程时, 会看到已曝光的卤化银一旦与显影剂接触,显 影中心的金属银以细丝状逐渐增长。当细丝长 到一定长度时,便向横向增长,致使整个颗粒 都被还原子成金属银。由此可见,化学显影生 成的银为丝团状,可提供较高的感光度。
需要进一步指出的是,曝光与未曝光的卤 化银颗粒在显影过程中的唯一区别是前者 的还原速度快于后者。如将未曝光的感光 材料长时间地浸在还原能力很强的显影液 中,也能使卤化银还原成银。这一基本概 念是不能混淆的。
后两个阶段所共同的地方都是将卤化银明胶 乳剂层中的Ag+还原成银的过程,区别在于因不 同的方法形成不同数量的银原子而已。就还原银 原子的数目来说,由显影所获得的银原子是曝光 时所得到的109~1010倍。所以目前使用的照相感 光材料,单靠曝光而不经显影加工处理,是不能 成为可见影像的,即不能获得可观的银影强度。
物理显影液中除有显影剂外,还要加入可溶 性银盐。可溶性银盐在显影液中产生银离子; 当显影液中的银离子与潜影接触后,由于潜影 的催化作用,就可以很快的被显影剂还原成金 属银。这些金属银沉积到潜影上可使潜影不断 增大,最后成为可见银影。
物理显影既可在定影之前进行,亦可 在定影之后进行。所谓定影之后进行, 即先把乳剂层中的卤化银溶去后再作显 影,但必须使用弱碱性的定影液,因酸 性定影液对银有一定的溶解能力,从而 会破坏已形成的潜影。
较大的曝光量对应较大的黑化程度的特 性。从D~E则出现逆转,称为反转部分。 胶片的实用区域是特性曲线从m~n的部 分。
感光特性曲线的斜率表现了胶片的灵敏度。又 称为“层次”,并以γ表示,即:
反差系数 反映在特性曲线上,就是直线部分 某两点D1与D2的密度差D与所相应两点的曝 光量对数值之差△logH的比值。如图5—37所 示。其中,伽马值表示其线性段的特性。
②物理显影法
物理显影法是利用在显影液中所加入的可 溶性银盐中的银离子,在显影时被显影剂 还原而使潜影不断扩大的显影方法。即形 成银影的银离子是靠在显影液中所加入的 可溶性银盐提供的。
物理显影其实质仍然是一个化学反应的过程, 因为它也是银离子被还原的化学过程,并非是 物理过程,只是被还原的银离子不是来自乳剂 层中的卤化银晶体本身,而是来自显影液中所 加入的可溶性银盐。只是由于物理显影这个名 称已经应用习惯了,故仍沿用着。
计的感光仪上,对某种感光胶片进行一
系列按几何级数增加的曝光量进行曝光;
按标准要求经过显影、定影等处理后,
即可得到一张光楔片(或称梯尺);将
光楔片放在密度计上测定各梯级的密度,
便可获得曝光量与密度之间相对应的一 组数据;然后,以密度值(D)为纵坐标, 以曝光量的对数值(logH)为横坐标, 绘制成的曲线。
照相是负像成像过程,即在曝光部位随后 黑化的过程。
这个过程开始于胶片感光层在照相机或拷贝 机中的曝光。感光层内生成潜影,潜影不可见, 但在受到曝光的部位形成了初始的显影核,在显 影化学药剂的作用下,这些显影核会很快由卤化 银还原为金属银和溴离子,银引起胶片的黑化。
工艺过程参数(显影剂浓度、显影液温度、 显影剂在胶片表面的运动状况以及显影时间)必 须保持稳定,以保证非曝光位置不发生黑化现象。 显影后,仍有未显影的感光物质存留在感光层中。 在定影槽中,这些物质从感光层中溶解出来。这 样,负像才能具备光稳定性,重新置于日光之下 时其黑化状态才能不变。在随后的水洗过程中, 清洗掉胶片中残存的定影物质及定影剂。负片经 干燥后即可进行后续加工。
经过一定时间的显影,底片上的影像达到足够清 析(可见影像的银原子数是潜影的10亿倍)后, 即可停止显影。
3. 显影的方法
使潜影扩大为可见影像的方法有两种:一种是通 常所用的化学显影;另一种是物理显影。
①化学显影法
化学显影法是利用乳剂层中卤化银晶体内 的银离子,在显影时被显影剂还原而使潜影不 断扩大的显影方法。即形成银影的银离子是靠 乳剂层中的卤化银晶体本身提供的。化学显影 法是最常见和使用最多的一种显影方法。目前 制版系列的常规冲洗,均属化学显影的范畴。
而且是强光部分的密度上升更快,影像反
差急剧增大,但暗调部分的层次表现较差。对 苯二酚的显影作用受溴化钾和温度的影响比较 大。溶液中加入溴化钾时,可有效地防止灰雾 的产生;温度影响也很明显,溶液温度在10℃ 以下时,对苯二酚几乎不起显影作用,因此显 影时只有在液温稳定的条件下才能取得较高的 密度及反差。
此外,还要求能溶于水,本身及其氧化产物不
含毒性等条件。以上条件仅是一般的要求,如果作 为性能良好的显影剂来说,还应有更严格的要求, 即显影速度快、还原银的颗粒细腻、灰雾度小、化 学性能稳定以及显影容量大等等,当然要在一种显 影剂上完全具备上述条件是很困难的,因其中有些 要求本身是互相矛盾的。
还原太慢或在还原过程中不能区分曝光和 Nhomakorabea曝光卤化银的还原剂都不能作为显影剂。例如 Na2SO3和SnCl2等化学上都是很好的还原剂,可是 由于亚硫酸钠还原卤化银的速度太慢;而氯化亚锡 的还原能力又太强,它不仅能使已曝光的卤化银还 原,同时也能使未曝光的卤化银还原,因此最终得 不到清晰的影像。