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胶片冲洗的原理

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-11-22
摘要:胶片冲洗的原理在印刷行业,就目前传统的印刷方式来说,完成一件印刷品大致需要经过原稿分析、图文处理、晒版、印刷、印后加工五大步骤。其中的图文处理,实际上就是供助于一些现代化的设备(如照相机、电子分色机、彩色桌面出版系统等)将以原稿形式再现的图文

胶片冲洗的原理 在印刷行业,就目前传统的印刷方式来说,完成一件印刷品大致需要经过原稿分析、沧州欧谱图 文处理、晒版、印刷、印后加工五大步骤。其中的图文处理,实际上就是供助于一些现代化 的设备(如照相机、电子分色机、彩色桌面出版系统等)将以原稿形式再现的图文信息分别制 成能满足印刷制版需求的一套软片(即我们日常照相过程中通常所说的底片)。

从印刷的角度来看,制做出来的激光照排片的质量高低将对印刷的质量有着重要的影 响,这是因为制做出来的软片将是晒版、印刷两大工序的基础。 但是,软片质量的好与坏,不仅与照排机的输出质量和精度有关,而且还与软片的冲洗 工艺有很大关系。当图文信息制版、输出一旦确定之后,软片质量的好与坏就完全取决于冲 洗工艺了,就一般情况来说,就是取决于对软片的显影、定影响两部分。

软片的质量一般来说要考虑两个方面,一是胶片的网点密度要高,因为胶印中阳图晒版 为达到有效的曝光量,不能让网点覆盖的部分有光量通过,要求的网点必须有足够的密度, 特别是小网点要经得起曝光。

二是软片的网点要光洁,不能发虚,即要求每粒网点其中心密 度要与边缘密度一致,这样才能有利于软片的网点能忠实地转晒到印版上。

最后是要保证软 片透明部分的灰雾度小于0.04,要达到透亮清通。 保证显影时间、显影液温度正确,做到及时更换、补充显影液和定影液,使显影、定影 条件处于最佳的工作条件是确保上述三个方面得以实现的必要条件。要做好这一点,那么就 有必要对冲洗过程中冲洗加工的原理以及其中的显影液、定影液对软片质量的影响加以了 解。

要充分掌握冲洗的原理,我们还得从制版感光材料谈起。 目前,用于印刷行业制版感光材料主要分为两大类,一类是银盐感光材料,另一类为非 银盐感光材料,而我们在这里要谈的是银盐感光材料,这类感光材料主要用于印前作业的图 文输出,目前所说的菲林片就属此类。

银盐感光材料是将感光体齿化银微晶分散在明胶液中涂布于片基上制成的。为了进一步 完善它的各项性能,沧州欧谱片基上还涂布有其它附加层。 其中,底层的作用是使片基、乳剂层在使用过程中不易脱离;保护层是防止在使用过程 中乳剂层被擦伤;防光晕层涂在片基的另一面,用以吸收穿过感光层照射在片基上的光线, 使它们不致于再次被片基反射回乳剂层,造成不该曝光的部位感光,影响影像的清晰度。 感光乳剂是由硝酸银和齿化物反应来生成卤化银的,由于卤化银在水中的溶解度很小, 导致了卤化银立即会从液中析出来,悬浮在明胶液溶中。一般在制备中,都采用两种或两种 以上的卤化物,各种不同的卤化银很容易在一起共同结晶,这种晶体称为和晶。

氯离子和溴 离子的大小较相似,因此,溴化银和AgCl 能以任何比例组成和晶。而AgI 和AgBr 组成和 晶时由于碘化银的含量是有限的,因此,在制备中三者都能以和晶的形式存在。但是,在制 备过程中,由于原材料、乳剂配方工艺条件、工艺设备等各因素的影响,会使晶体的各晶面 生长不平衡,导致晶体的不完整性。晶体的不完整性,会使晶体点阵中存在位错、缺陷可含 有杂质的部位电荷不平衡,从而形成晶体内部的薄弱环节,在感光化学中,这些薄弱环节就 是感光中心,当卤化银受到光线照射后,光电子就从这些薄弱环节突破,使卤化银颗粒对光 敏感,形成潜影,即形成显影中心。 感光材料经曝光之后,形成肉眼看不见的潜影。这种潜影必须经过冲洗加工,才能形成 可见的影像,由此可见,冲洗加工是感光材料形成影像的不可缺少的重要手段,其冲洗步骤 为:显影、定影、水洗、干燥。 显影:将已曝光的感光材料浸入显影液中,使曝光的卤化银颗粒与显影液发生反应,被 还原成金属银,形成可见的影像。

定影:将感光材料上未感光的卤化银颗粒除去,否则见光之后还会发生变色,使可见的 影像无法稳定保存。 水洗:经定影后的感光材料必须进行充分的水洗,除去残留在感光材料上的药液,有利 于影像的保存。

干燥:水洗后的感光材料,经过干燥,就可以得到稳定的影像。#p#副标题#e#

一、显影 (一)显影机理 显影反应是个氧化还原反应,反应进行的难易程度,一般都是采用这两个反应物的电极 电位差来表示,如果要确定几种显影剂的还原能力的大小,也就要比较它们的电极电位的大 小。电位差越大,显影的速度越快。 已曝光的感光乳剂层必须经过显影,才能使潜影变成可见的影象。显影的实质是一个氧 化还原反应,在这个过程中,已曝光的Ag+是氧化剂,被还原成金属Ag,显影液是还原剂, 反应后形成氧化产物,其化学反应式如下: Ag++显影剂→Ag+显影氧化产物 (已曝光) 这样,在曝光的感光乳剂制层中,见光的卤化银被还原成Ag,由于Ag 原子的吸光阻 光作用,产生了致黑的光学密度。不同大小的密度就构成了影像。

曝光后形成的显影中心在整个显影过程中起什么作用呢?为什么已曝光的卤化银颗粒能 显影,还原出金属银?未曝光的卤化银颗粒到底能否发生显影?要回答这些问题,我们必须要 了解显影过程的机理。 在感光乳剂的制备中,卤化银乳剂的颗粒是由硝酸银和过量的卤化碱金属在明胶溶液中 反应而生成的。

例如: Ag++NO3-+K+Br-→AgBr+K++NO3-+Br- 因此,软片中的卤化银颗粒的周围存在着一定量的碱金属离子、卤素离子、硝酸根离子。 而软片中的卤化银晶体的表面对周围的这些离子有吸附能力,而且优先叫附的是与齿化 银晶体中相同的离子。由于过量卤素离子的存在,卤化银晶体先吸附带负电的卤素离子以及 其它负离子,然后再吸附正离子,这样就在卤化银颗粒的周围形成了双电层。 在显影过程中,显影剂首先需要吸附在晶体的表面上,特别是需要吸附在显影中心上。 因此显影剂分子必须要穿越晶体周围的双电层,到达晶体颗粒的表面。当显影剂中起还原作 用的离子所带的电荷性不同时,穿越双电层的难易程度也不同。

显影剂所带的负电荷越多, 克服负电层吸附到卤化银晶本表面的阻力也越大。这样,沧州欧谱从感材料浸泡在显影液中,到显影 反应开始发生之间的这段诱导期就比较长。 曝光后的卤化银晶体表面上存在着显影中心,这些显影中心都是由金属银原子聚集的银 微斑。由于银微斑是电中性的,因此,该处周围的双电层就比较薄弱,在显影中,显影剂就 很容易从该处首先打破缺口穿越双电层,吸附于晶体表面的显影中心上。 在显影过程的氧化还原反应中,显影的氧化还原电位低,银离子的氧化还原电位高。

显 影剂分子失去电子,银离子得到电子还成银原子。但是这个反应中的电子得失,往往不是直 接进行的,而是通过显影中心的银微斑进行传导。显影中心的金属银具良好的导电性,它能 将吸附在表面的显影剂分子或离子的电子,源源不断传递至显影中心附近的银离子,使它陆 续还原。随着反应的不断进行,银微斑不断增大,传导的作用也增强,显影反应也会加快, 直至整个卤化银颗粒完全被还原成金属银。如果这个颗粒与相邻未曝光的颗粒相接触,这个 氧化还原反应会延伸到相邻的颗粒上,使这颗粒也还原成银。

显影中心的银微斑在显影过程 中的作用,相当于电化学反应中电极的作用,所以将这种显影机理,称为显影的电极理论。 而在未曝光的卤化银晶体上由于没有显影中心。当显影剂分子或离子吸附在晶体表面 时,同样会发生氧化还原反应。由于没有银微斑参予电子的传导,显影反应的速度要慢得多。 事实上,将未曝光的感光胶片在显影液中,长时间的强烈显影后,胶片的感光乳剂层就会发 灰。这就是部分卤化银颗粒被还原成银原子的缘故。 在显影过程,通过显影中心的催化,显影剂使已曝光的卤化银颗粒都还原成银原子,而 显影所还原的金属银是潜影银的数址亿倍之多,这就是显影过程中显影机理,在了解这个机 理之后,下面我们就开始介绍常用显影剂的性能和作用。

(二)常用显影剂的性能: 在激光照排输出胶片的冲洗加工中,经常中采用的显影剂有米吐尔、对苯二酚、菲尼酮。 要使胶片在冲洗加工中获得优质的质量,由有必要对它们的显影性能及作用做介绍: 1.对苯二酚(又名海得儿、几奴尼、坚安)。 分子式是C6H4(OH)2,分子结构式为: 对苯二酚是无色或浅灰色针状结晶,易溶于水,可溶于乙醇和乙醚中。 对苯二酚的显影能力很强。显影的诱导期稍长些,但一旦出现影像之后,则显影的速度 进行很快,影像的密度和反差迅速上升,最后可得到较大的反差和密度。

将它与保护剂、促 进剂、抑制剂很好地配合,可组成高反差的显影液。 对苯二酚晶体对于干燥空气是稳定的。在13℃以下,几乎无显影能力,在21℃以上, 显影活性就很强。在无适量的抑制剂作用下,往往会产生显影灰雾。 在实际的显影配方中,往往将它与米吐尔配合作用,或者与菲尼酮配合使用。适当调配 它们的组分比例,可以得到各种不同性能的显影液。 对葳二酚与米吐尔配合使用的显影液,称为M-Q 显影液。对苯二酚与菲尼酮配合使用 的显影液,称为P-Q 显影液。 在显影过程中,对苯二酚与卤化银反应生成金属银,其化学反应可写成: 2.米吐尔(又名衣仑) 米吐尔是无色或呈米色的针状晶体,易溶于水,难溶于乙醇或乙醚,在含有亚硫酸钠和 碱和溶液里溶解度较小。#p#副标题#e#

米吐尔是一种强有力的显影剂,能在中性或酸性溶液中显影,不过显影作用比在碱性溶 液中慢些。米吐尔的显影特点是显出影像的速度快。但待影像显出后,影像的反差和密度上 升得较慢,得到的影比较柔和,影像阴影部分的层次表现丰富。 米吐尔在显影时受溴化钾的抑制作用小,显影液的保存性也较好。因此是激光照排中最 常用的显影剂之一。经常与对苯二酚组合成M-Q 显影液使用。 在显影液的碱性介质中,米吐尔会发生电离: 然后再与卤化银反应,其化学反应可写成:

3.菲尼酮 化学名称为1-苯基-3-吡唑烷酮。 菲尼酮是无色结晶体,在热水和碱溶液中能溶解。 菲尼酮具有许多优良的显影特性,但这种显影性能必须与其它显影剂配合使用,才能表 现出来。当它作为显影剂单独使用时,得到的影像密度很小,几乎没有实用价值。 菲尼酮经常与对苯二酚组合成P-Q 显影液使用,此时则表现出极大的超加和的优良性 能。

①P-Q 显影液有很强的显影能力。软性的P-Q 显影液可获得很柔和的影调,硬性的P-Q 显影液可获得高反差的影调。

②P-Q 显影液中菲尼酮的用量少,只有M-Q 显影液中米吐尔用量的1/10 左右。 ③随着显影过程的进行,已曝光的卤化银颗粒还原成银原子的同时,向显影液中不断释 放出溴离子。菲尼酮受溴离折抑制作用小,因此不易使显影使用降低。表现出较大的显影容 量和好的稳定性。

④菲尼酮不容易被空气中的氧气氧化,因此显影液的保存性好。

⑤菲尼酮不会污染画面。 ⑥菲尼酮对苯二酚都无毒性,因此不损伤皮肤。 菲尼酮的缺点就是容易产生显影灰雾度,因此必须采用强的防灰雾措施。

在显影过程中,菲尼酮与卤化银反应,一个分子的菲尼酮,失去两个电子,使两个银离 子还原。沧州欧谱菲尼酮被氧化后生成、苯基-3-吡唑啉酮。反应式如下:

4.显影剂的超加和作用: 米吐尔、对苯二酚、菲尼酮显影剂,都具有各自的显影特点,当它们分别组成M-Q 显 影液和P-Q 显影液时,不仅具有原来的各自特色,而且表现出来的显影性能比单独使用时 更为优越。这种性能称为超加和性。米吐尔与对苯二酚组合使用时,不仅可以配成各种不同 反差的显影液,而且显影速度大大超过两者单独使用时的速度之和。菲尼酮和对苯二酮组合 使用时,也表现出这种超加和性。

现以M-Q 显影液为例,来了解这种超加和性的机理。 M-Q 显影液是由米吐尔和对苯二酚显影剂组合的。在显影开始时,由于米吐尔所带的 负电荷比对苯二酚少,容易穿过卤化银晶体周围的双电层,吸附在晶体表现的潜影银上,开 始显影。显影反应使已曝光的银离子还原成银原子,同时米吐尔被氧化,其反应方程式如下: 显影对苯二酚能很快地使米吐尔的氧化产物还原,重新生成米吐尔,其反应方程式如下: 苯酮醌进一步与亚硫酸钠(显影液中的保护剂)反应,生成对苯二酚的磺酸衍生物。重新 生成的米吐尔具有更强的显影活性,可继续还原银离子。

当两种显影剂组合使用时,能表现出以上这种显影特性,这种显影液就具有超加和性的 作用。M-Q 显影液和P-Q 显影液就是这种类型的良好显影液。

5.显影剂的其他组成部分的性能及作用 (1)保护剂 在影像的形成过程中,显影液中的显影剂作为还原剂,使银离子得到电子而还原成金属 银;而显影剂自身却失去电子而被氧化。显影剂在显影液水溶液中,很容易被空气中的氧所 氧化。特别是显影液的PH 值为碱性时,显影剂更容易被氧化。被氧化的显影液会呈深棕色, 这样不仅使显影液失去显影能力,而且深棕色的显影液会吸附于感光乳剂层中,污染画面。

因此为了防止显影剂被空所氧化,必须在显影液中加入一种保护剂,来提高显影液的显影稳 定性。 通常采用的保护剂是亚硫酸钠(Na2SO3),俗称硫氧。市场上出售的亚硫酸钠有二种形 式:一种是不含结晶水的无水亚硫酸钠,另一种是含七个结晶水的结晶亚硫酸钠。无水亚硫 酸钠,(Na2SO3)的分子量是126,带结晶水的亚硫酸钠(Na2SO3·7H2O)的分子量是252。当 配制显影液时,要注意是哪种形式的,避免造成用量上的错误。无水亚硫酸钠的保存性好, 因此一般都使用它。 显影液中的保护剂除了采用亚硫酸钠以外,有的还采用亚硫酸氢钠(NaHSO3)或焦亚硫 酸钾(K2S2O5)等,这些化合物在水溶液中也象亚硫酸钠一样,可释放出亚硫酸根离子,能 起到保护剂的作用。

下面以显影剂对苯二酚为例,来说明保挤剂亚硫酸钠在显影液中所起的保护作用。

①能稳定显影性能,防止显影剂被迅速氧化。 当显影液中没有亚硫酸钠存在时,显影剂对苯二酚会与空气中的氧气反应,对苯二酚会 被迅速氧化,使显影液的显影能力很快衰退。

这个氧化还原过程可分三步进行: a.对苯二酚与氧气反应,失去一个电子,成为半醌。这个反应的速度是缓慢的,反应式 如下: b.当第一步反应生成半醌后,半醌的反应活性很强,马上又与氧气反应,被氧化成苯醌。 这一步反应很迅速。 c.第二步反应生成的苯醌,又与显影剂对苯二酚迅速反应,生成两个分子的半醌。 第三步反应生成的半醌,又参与第二步的反应,从而使显影剂对苯二酚被迅速地氧化。 当存在保护剂亚硫酸钠时,亚硫酸钠会与显影液中生成的半醌和醌反应,形成对苯二酚 磺酸盐,反应式如下: 由于以上④式和⑤式的反应进行,降低了溶液中半醌和苯醌的浓度,抑制了②式和③式 的进行,因此在很大程度上减慢了对苯二酚的氧化,稳定了显影液的显影性能。

②防止画面的污染 当显影剂被空气中的氧气所氧化,或者在显影过程还原银离子而生成氧化产物时,都会 生成苯醌。苯醌会与水反应,最终生成一种高分子化合物-腐殖酸。这种腐殖酸呈深棕色, 会使感光乳剂层染色,而污染画面; 当显影液中存在保护剂亚硫酸钠时,亚硫酸钠就会与苯醌反应生成对苯二酚二磺酸盐, 反应如⑤式。因此抑制了⑥式的进行,不利于腐殖酸产生。

对苯二酚二磺酸盐是无色的水溶 性化合物,不会污染画面。

③能起微炷显影的作用 亚硫酸钠在显影液中除了起保护作用之外,还能起到微粒显影的作用。 亚硫酸钠对卤化银略有溶解作用,当显影液中加入一定量的亚硫酸钠时,能从乳剂中溶 解出来少许的卤化银。溶解出来的卤化银与亚硫酸钠形成了不很稳定的络合物。溶解的结果 使卤化银颗粒变细。 当显影反应进行时,显影剂将卤化银颗粒还原成金属银。同时,溶液中的银离子也被显 影剂还原成银原子而均匀地加到银影上。前者的反应为化学显影方法,后者反应为物理显影 方法。两种显影方法的同时进行,达到了微粒显影的效果。

(2)促进剂 绝大多数显影剂在中性溶液中不起显影作用,或显影速度很慢。为了提高显影速度,沧州欧谱通 常是在显影液中加入碱,改变溶液PH 值,来达到加速显影的目的。这种碱在显影液中称为 促进剂。常用的促进剂有碳酸钠、碳酸钾、硼砂、偏硼酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等。 那么,碱为什么会促进显影作用呢?现以对苯二酚为例: 显影剂在起显影作用时,是由显影剂的阴离子参加了氧化还原反应。对苯二酚在还原银 离子时,是由对苯二酚离子来参加这个反应,其反应方程式如下: 因此溶液中对苯二酚阴离子数目的多少,决定了显影作用的快慢。 对苯二酚溶于水后,它的电离度很小,其电离反应如下式进行: 以上反应是可逆的。当溶液中加入碱之后,增加了溶液中氢氧根离子的浓度。氢氧根离 子与氢离子结合生成水,这样有利于上式反应向右边的方向进行。

所以当增加溶液的PH 值 时,有利于对苯二酚的电离,加快了显影的速度。 各种显影剂显影时所要求的PH 值是不同的,它们对PH 值的敏感性也不同。对苯二酚 显影时所要求的PH 值范围是9.5-11。在此范围内,显影速度对PH 值很敏感。米吐尔在PH6.5 时即可显影,而它的显影速度对PH 值的敏感性要差些。 常用的促进剂有以下几类: 碳酸钠:是使用最广泛的促进剂,由于碳酸钠对显影液具有缓冲作用,因此PH 值变, 显影液性能稳定。PH=10-11 硼砂:pH 值:8.5-9 偏硼酸钠:价格贵,我国不太使用 氢氧化钠和氢氧化钾:它们都是苛性碱,显影液的PH 值可达12。苛性碱是极强的显影 促进剂,显影速度迅速,作用强烈。容易得到粗银粒,密度增高,反差增大的显影效果。因 此适合于作为高反差显影液或快速显影液的促进剂。使用时一般加入较多的防灰雾剂。 苛性碱会使乳剂膜软化而过度膨胀,工作中必须注意。另外,苛性碱有较强的腐蚀性, 手不得与之接触,以免灼伤。因此,除了特殊情况外,一般不使用苛性碱作为促进剂。

(3)抑制剂 抑制剂又称防灰雾剂。由于某种原因,感光材料在未曝光的部位,经显影后也会产生致 黑现象。在显影液中加入抑制剂,就是为了抑制灰雾的形成,常用的抑制剂是溴化钾。 溴化钾是如何起抑制作用的呢? 在乳剂的制备过程中,硝酸银与溴化钾反应形成溴化银晶体。溴化银晶体的周围存在双 电层。乳剂中过量溴化钾的存在,会使多余的溴离子与溴化银的晶体表面临接,形成一层负 电荷。当显影液中加入溴化钾时,溴离子浓度的增多,增加了负电层的电荷,形成一个保护 晶体的屏障。负电层对于显影剂的阴离子具有排斥力,阻止它们接近溴化银晶体。卤化银晶 体中已曝光部分,由于显影中心的存在,对负电层的吸附能力较弱,显影剂中的阴离子可以 从这个薄弱环节突破达到显影的目的。#p#副标题#e#

对于未曝光部分,负电层就起到很好的保护作用,抑 制了灰雾的产生。 抑制剂对灰雾的压抑,在一定程度上会提高影像的反差。但抑制剂的用量不宜过多,否 则会失去低密度层次,并且会使显影速度减慢。 在普通的显影液中,只需加入少量的溴化钾即可,在高速显影液中可适当多加些。 抑制剂除了溴化钾以外,还有许多机防雾剂。常用的有苯并三氮党唑、6-硝基苯咪唑硝 酸盐等,它们的防灰雾能力比溴化钾大得多,因此在实际使用中用量较少。

(三)常用显影液的性能及配制方法 1.性能 显影液主要是由显影剂、保护剂、促进剂、抑制剂组成,显影液中的各种成分的比例不 同,对显影液的性能都有不同的影响。 在制版过程中,由于各种原稿的反差不同,不仅需要选择适当的感光材料,而且还需各 种不同显影性能的显影液与之配合使用。目前使用最多的是米吐尔和对苯二酚组合的M-Q 显影液,而菲尼酮和对苯二酚组合的P-Q 显影液也逐渐得到推广应用。 在制版过程中,由于各种原稿的反差不同,不仅需要选择适当的感光材料,而且还需各 种不同显影性能的显影液与之配合使用。目前使用最多的是米吐尔和对苯二酚组合的M-Q 显影液,而菲尼酮和对苯二酚组合的P-Q 显影液也逐渐得到推广应用。

根据制版中的不同用途,可将显影液按所得影像的反差高低而分为硬性、中性、软性三 种显影液。 (1)硬性显影液 硬性显影液与适当的感光材料配套使用,能得到高反差、明朗的影调。适用于直接加网 照相分色、网点片的拷贝、文字和线条原稿的拷贝和拍摄、低反差原稿的分色,以及电子分 色机的加网扫描和激光扫描等等。

硬性显影液配方具有如下特点:

①为了得到较高的反差和密度,在米吐尔和对苯二酚配合使用的M-Q 显影液中,以及 在菲尼酮和苯二酚配合使用的P-Q 显影液中,都是对苯二酚的比例大。有的高反差显影液 甚至单独采用对苯二酚。

②显影液的PH 值比较高,都在9.0 以上。一般都使用碱性较强的碳酸钠或氢氧化钠作 为显影剂的促进剂,而且用量较多。这样能加快显影速度,但显影后影像的颗粒较粗。

③使用较多的抑制剂为溴化钾,这样可以防止软片灰雾度的产生,从而可获得高反差的 影像。

(2)软性显影液 软性显影液能使感光材料形成层次丰富、颗粒细腻的低反差影调。适用于制作天然色片 原稿分色前的软片,高反差原稿的分色。 软性显影液配方具有如下特点:

①米吐尔和菲尼酮都具有层次丰富,影调柔和的特点,它们在软性显影液中是不可缺少 的。在M-Q 显影液中,米吐尔的用量比在硬性显影性中要多。

②配方中亚硫酸钠的含量较多,有利于微粒显影,得到层次丰富,颗粒细腻的影像。

③使用碱性较弱的促进剂,如硼砂、偏硼酸钠。显影液的PH 值较低,一般在7.5-9.0 之间。0 显影速度较缓慢,易得细银粒。

④抑制剂-溴化钾的用量较少,以免损失影像的细部。 软性显影液的特点就是显影速度绘慢,沧州欧谱反差低,影像颗粒细腻,层次丰富。显影液不容 易被氧化,从而增加了显影液的使用寿命。

(3)中性显影液 中性显影液的性能介于硬性和软性显液之间。显影作用稳定,影像密度和反差适中,层 次丰富,宽容度大。适用于反差适中的原稿分色,以及也中性感光材料配合使用。

2.显影液的配制 配制显影液时,一般先量取比所要配制的总量较少的水,将水温度升至40℃~50℃左 右,水温过高,显影剂和保护剂容易被氧化;水温过低,药物的溶解速度太慢。然后根据显 影液配方的要求,分别称量,依次溶解。一般情况下,在水中先加入一部分保护剂,待加入 显影剂后,再加入其余部分。假如在开始就将全部保护剂加入,会影显影剂的溶解度。例如 米吐尔在含有大量亚硫酸钠的溶液中就难于溶解。 促进剂需在显影剂、保护剂之后加入。如果促进剂于保护剂之前加入,显影剂在碱性介 质中就更容易被氧化。抑制剂的加入顺序没有什么限制,一般最后加入。 采用国产或进口的配套显影液,需严格按使用说明的规定条件进行配制。 刚配制好的显影液需放置一段时间,使显影液的性能达到稳定之后,方可使用。配制好 的显影液最好避光密封保存,以免被空气氧化而造成显影能力的衰退。

(四)显影条件对照相性能的影响 当显影液的成分固定之后,显影条件的变化,都会引起照相性能的改变。因此,严格控 制显影条件,才能保证影像质量稳定。

1.显影时间 显影过程中,随着显影时间的变化,感光材料的反差系数和密度都会随之改变。在一般 情况下,γ值会随着时间的增长而增大。当γ值达到一定值后,会随着时间的延长而开始下降。 随着显影时间的继续延长,灰雾度会急剧上升,因此,在显影加工时,必须选择适宜的显影 时间。

2.显影温度 显影速度受温度的影响是很大的,随着显影温度的升高,显影速度也会相应提高。 显影温度不仅对显影速度有影响,而且会造成显影液的照相性能的变化。例如,M-Q 显影液中的米吐尔和对苯二酚,米吐尔的显影活性随温度变化较小,而对苯二酚的显影活性 随温度的变化则较大。因此当温度升高时,对苯二酚的活性增加很多,显影就偏重表现出对 苯二酚的照相性能。当显影温度降低时,对苯二酚的活性降低很多。而且当温度降到13℃ 以下,对苯二酚几乎不起显影作用,所以显影液就偏重于表现出来米吐尔的照相性能。 尽管显影温度的升高能加速显影速度,但温度升高过渡会导致显影性能的变化,并且容 易使软片乳剂膜过度膨胀,以致熔化。因此,在一般情况下都是选择18℃-20℃的室温作为 显影温度。这个温度容易控制,而且显影速度也适中,这种冲洗工艺称为常规冲洗工艺。 七十年代,国外的感光材料采用了新型的坚膜剂,使胶片的质量和药和膜的熔点大大得 到提高,冲洗加工的温度提高到40℃左右,大大缩短冲洗时间,这种冲洗工艺称为高温快 速冲洗工艺。

3.显影液的搅拌 显影液渗入软片乳剂层后与曝过光的卤化银颗粒发生氧化还原反应。要使反应的副产物 及时地向外扩散,新鲜显影液及时向内扩散,才能保证反应的正常进行。因此对显影液进行 搅拌,成为控制显影的一个重要措施。 当显影液的搅拌情况不好时,容易使画面显影不均匀,并且还会产生临界效应。这种临 界效应是由显影液和氧化产物的扩散程度不同而造成的。胶片a 为强曝光处,b 为弱曝光处, 当胶片处于静止的显影液中时,a 段迅速显影,新的显影液不断向a 段拆散,同时渗入b 段 的显影液也向a 段扩散,因而造成紧靠ab 交界处的a 段部分显影特别充分,此处密度就特 别高。

a 段的显影氧化产物和溴离子也不断地高b 段扩散,因而造成紧靠ab 交界处的b 段 部分显影受到抑制,此处密就度就特别低。这样就导致了临界处的密度变化,这就是显影过 程中产生的临界效应。

二、定影

(一)定影的原理 感光材料经过显影之后,曝过光的卤化银颗粒形成了可见影像,未曝光的乳化银仍然存 在于乳剂层中。这些残留的卤化银,待见光后会继续发生变化。所以在显影之后,必须进行 定影处理,除去软片上残留的卤化银,这样才能得到稳定的可见影像。 在显影加工过程中所采用的定影方法,是利用某种化合物作定影剂,将卤化银从乳剂层 中溶解下来。

作为定影剂的化合物必须具备如下条件:

1.能与卤化银中的某一种离子生成稳定的化合物。这种化合物易溶于水,能迅速地从乳 剂层溶到水中。

2.定影剂与卤化银中的某一种离子所生成的稳定化合物,必须在水中只有极低的电离程 度,而且这种电离程度比卤化银的解离程度还要小。

3.这种定影剂只能溶解卤化银,而对金属银没有或者只有极少的溶解作用。 为了寻找理想的定影剂,沧州欧谱人们对许多化合物作了研究,最后选择了卤化银中的银离子具 有形成稳定络合物的这一特性。

(二)定影液的组成 通常的定影液都是由定影剂、坚膜剂、保护剂、酸等主要成分组成。

1.定影剂 某种化合物在显影加工过程中,能与残留在乳剂层中的卤化银反应,生成溶于水的稳定 的络合物,这种人化合物称为定影剂。 常用的定影剂以硫代硫酸钠为代表,硫代硫酸钠(Na2S2O3·5SH2O)俗称大苏打或海波, 为无色透明的单斜晶体,易溶于水。水溶液呈弱碱性,遇强酸会析出硫和二氧化硫。硫代硫 酸钠应密封干燥保存,配成水溶液后,不宜放置过久,以免分解析出硫而失效。 在定影过程中,硫代硫酸钠与卤化银生成易溶于水的络合物,反应可分两步进行: AgBr+Na2S2O3→Na[Ag(S2O3)] (1) Na[Ag(S2O3)]+Na2S2O3→Na3[Ag(S2O3)2] (2) 第一步反应完成时所生成的是Na[Ag(S2O3)],Na[Ag(S2O3)]是水溶性很小的透明晶体。 它留在乳剂层中,会逐渐分解成棕黄色的硫化银,所以定影未定透的画面影像,时间一长, 画面往往由于这种原因而变色。

在大量硫代硫酸钠存在的情况下,生成的Na[Ag(S2O3)]继续与硫代硫酸钠反应,生成 易溶的Na3[Ag(S2O3)2],从而完成定影过程。 生成的Na3[Ag(S2O3)2]在水中会进行电离: Na3[Ag(S2O3)2]→3Na++[Ag(S2O3)2]2- [Ag(S2O3)2]2→Ag++2(S2O3)2- 但是,它们的电离程度很小。尤其是当大量过量的硫代硫酸钠存在时,溶液中银离子的 浓度是很小的。溶液中银离子浓度与卤离子浓度的乘积小于卤化银的溶度积。因此使未曝光 的卤化银不断溶解,直到全部生成络合物为止。 硫代硫酸钠能微量地溶解银,不过在普通的定影液中,所溶解下来的银是微不足道的。

2.坚膜剂 定影中加入坚膜剂,可以增强乳剂层的机械强度,降低乳剂层的吸水膨胀性,提高乳剂 层有熔点,防止乳剂层在定影、水洗过程中过分吸水膨胀而造成乳剂膜脱落;防止加工操作 中造成的划伤等弊病。 钾明矾是定影液中最常用的坚膜剂, 化学名称为硫酸铝钾, 分子式是 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。当定影液的PH 值在4-6 左右时,坚膜剂的坚膜效果最好。 甲醛俗称福尔马林,分子式是HCHO。它有挥发性,有强烈的刺激性气味,它在碱性 介质中具有很强的坚膜能力,适用于需高度坚膜的定影液。

甲醛会与亚硫酸钠作用,因此使 用甲醛的定影液中不能加入亚硫酸钠。

3.酸 定影液中还加入一定量的酸,使溶液保持酸性。一是可以中和感光材料从显影液中带过 来的碱,迅速控制显影。二是可以使介质保持适宜的PH 值,使坚膜剂发挥最大的坚膜作用。 酸的加入量不得过多,一般控制PH 值在4 以上。 常用的酸有醋酸、硼酸、硫酸等,一般都使用弱酸。

4.保护剂 定影液通常是酸性的,因此对于定影剂Na2S2O3 来说,Na2S2O3 是极不稳定的。因为 Na2S2O3 在酸性介质中易分解析出硫,反应式如下: S2O32-+H+→HSO3-+S↓ (1) 为了防止Na2S2O3 的分解,必须加入一种保护剂,来防止上式反应向右边进行。 亚硫酸钠是定影剂中的有效的保护剂,它在酸性介质中形成亚硫酸氢根离子: SO32-+H+→HSO3- (2) 从(1)式反应可知,当增加溶液中HSO3-的浓度时,有利于反应平衡向左边移动,这样 就可以有效地防止Na2S2O3 的分解。

酸性坚膜定影液配方举例:(柯达F-5) H2O 600 毫升 硫代硫酸钠240 克 无水亚硫酸钠15 克 醋酸(28%) 48 沧州欧谱毫升 硼酸7.5 克 钾明矾15 克 加水至1000 毫升 (三)定影液的配制 定影液的配制原则与显影液相同,必须按照配方的顺序加入。一般的顺序是先量取总量 的三分之二的水,加温至60~70℃左右,然后将称量好的定影剂溶于水中,再按保护剂、 酸、坚膜剂的顺序逐一加入。酸必须在保护剂之后加入,否则会造成Na2S2O3 的分解。钾 明矾必须在酸之后加入,否则会使钾矾形成氢氧化铝沉淀。

三、水洗 感光材料经过定影之后,乳剂层中还渗有大量的硫代硫酸钠和银的络合盐。因此必须通 过水洗过程,加以除去,否则乳剂层中还渗有大量的硫代酸钠和银的络合盐会影响画面影像 的保存性。 水洗过程往往不容易被人们所重视。实际上,水洗过程同样是冲洗加工过程中的重要组 成部分。

如果水洗过程进行得不完全,乳剂层中含有大量的硫代硫酸钠。在画面的保存过程 中,金属硬度计http://www.jinshuyingduji.com 硫代硫酸钠会与空气中的二氧化碳和水发生反应,生成硫和亚硫酸,其化学反应式如下: Na2S2O3+CO2+H2O→H2S2O3+Na2CO3 H2S2O3→H2SO3+S 分解出来的硫与影像上的银起作用,生成棕黄色的硫化银,硫化银会使影像逐渐变黄。 要使乳剂层中的硫代硫酸盐全部被水洗除,那是不可能的。由于明胶对硫代硫酸盐具有 吸附作用,经充分水洗后的乳剂层中,也会留下少量的硫代硫酸盐。不过,这对于影像的保 存无大妨碍。

从上面阐述的显影、定影机理和过程来看,显影剂或定影剂中主要的成份在显影、定影 过程中会不断地消耗,因而会使显影、定影的性能下降,因此,在实际工作中,要定时补充 显影液和定影液以便使两者的性能永久保持稳定。值得庆幸的是,目前的冲片机上都备有补 充装置。 以上是对印刷过程中冲洗加工工艺的理论概述,现写出来,或许这能给广大出片工作者 提供一定的理论参考,为输出的胶片形成结实的点子,边缘清晰的优良网点打下一定的基础。

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