5. Строение и классификация
светочувствительных материалов
Строение фотоматериалов. Фотографическим называют материал, содержащий светочувствительное вещество и предназначенный для получения фотографического изображения. Он состоит из тонких желатиновых слоев, нанесенных на подложку (рис. 29).
Рис. 29. Строение светочувствительных фотоматериалов:
а – фотопластинок; б – фотопленок; в – фотобумаг:
1 – защитный слой; 2, 3 – светочувствительный слой; 4 – подслой
(барритовый слой); 5 – подложка; 6 – противоореольный слой (противослой)
Подложка определяет тип фотографического материала: стекло – фотопластинки, бумага – фотобумаги, полимерные пленки – фотопленки. У фотопленок подложку изготавливают на негорючей триацетатной основе, обладающей хорошей прозрачностью, небольшой толщиной (0,12-0,15 мм) и вполне удовлетворительными механическими свойствами. В последние годы ее заменяют полимерными материалами (полистирол, лавсан и др.).
Светочувствительный (эмульсионный) слой представляет собой тонкий слой желатины с равномерно распределенными в нем микрокристаллами галогенидов серебра, главным образом бромистого. Размеры микрокристаллов характеризуют зернистость светочувствительного слоя и для разных фотоматериалов составляют 0,5-2,0 мкм. В одном кубическом сантиметре находится от 350 миллионов до одного миллиарда микрокристаллов. При воздействии света и в ходе последующей химической обработки в светочувствительном слое образуется фотографическое изображение.
Толщина светочувствительного слоя зависит от типа фотоматериала. У фотопластинок она составляет 0,012-0,024 мм, у черно-белых фотопленок – 0,005-0,018 мм, у цветных фотопленок – до 0,035 мм, у фотобумаг – 0,006-0,012 мм. Помимо микрокристаллов светочувствительного вещества в светочувствительный слой входят химические и оптические сенсибилизаторы, повышающие собственную и расширяющие спектральную чувствительность фотоматериала; антисептики, предохраняющие органическое вещество – желатину от воздействия микроорганизмов; пластификаторы и дубители, придающие желатине определенную степень пластичности и прочности. В эмульсионные слои цветных фотоматериалов вводят краскообразующие вещества, образующие при цветном проявлении краситель (желтый, голубой или пурпурный).
Защитный слой – это тонкая пленка хорошо задубленной желатины, предохраняющая светочувствительный слой от механических повреждений.
Подслой состоит из задубленной желатины и скрепляет светочувствительный слой с подложкой. В фотобумагах подслой препятствует проникновению веществ светочувствительного слоя в подложку и называется барритовым, поскольку для повышения белизны бумаги в него вводят серно-кислый барий.
Противоореольный слой – это слой окрашенной желатины, препятствующий образованию ореолов – почернений, возникающих при отражении света от подложки. При лабораторной обработке фотоматериала обесцвечивается.
Противослой (противоскручивающий) представляет собой тонкую пленку из желатины или лака, наносимых на подложку и предохраняющих пленку от скручивания. Противослой снижает возможность возникновения электростатических разрядов при транспортировке пленки в фотокамере. Если в него введены красящие вещества с определенными свойствами, то он выполняет роль и противоореольного.
Современные черно-белые фотоматериалы часто имеют два светочувствительных слоя. Первый, мелкозернистый и малочувствительный, наносится непосредственно на подслой и почти не участвует в формировании изображения, главным образом выполняя функции противоореольного. Второй, обладающий высокой чувствительностью, наносят на первый.
Классификация фотоматериалов. Фотографические материалы применяют для самых различных целей, и ассортимент их чрезвычайно разнообразен. Чтобы получить оптимальные результаты в каждом случае съемки, необходимо знать их назначение, области применения и основные свойства.
По способу получения изображения различают негативные, позитивные, обращаемые фотоматериалы;
по цвету изображения – черно-белые и цветные;
по назначению – общефотографические и специальные;
по типу подложки – фотопленки, пластинки и фотобумаги;
по формату – роликовые, рулонные, плоские, малоформатные, среднеформатные, крупноформатные;
по общей светочувствительности – фотоматериалы низкой чувствительности (11-16 ед. ГОСТа); малой (22-32 ед.); средней (45-65 ед.); высокой (до 130 ед.); высшей (180-250 ед.) и наивысшей (350 и более ед.);
по контрастности – фотоматериалы мягкие (до 1,0 ед.), нормальные (до 1,3 ед.), контрастные (до 1,7 ед.), особоконтрастные (до 3,0 ед.) и сверхконтрастные (4,0 ед. и более);
по спектральной чувствительности – несенсибилизированные, ортохроматические, изоортохроматические, изохроматические, панхроматические, изопанхроматические, инфрахроматические, панинфрахроматические.
Черно-белые негативные фотопленки общего назначения выпускают типа ФН (ФН-32, ФН-64, ФН-125, ФН-250). Это – плоские и 35-мм перфорированные либо 61,5-мм роликовые пленки изопанхроматической сенсибилизации с контрастом, равным 0,8 ед. Плотность вуали у них низкая, а разрешающая способность высокая, что позволяет получать изображения высокого качества. Фотопленки ФН-32, ФН-64 мелкозернистые, а ФН-125, ФН-250 имеют повышенную зернистость.
Черно-белые негативные 35-мм кинопленки выпускают четырех типов: НК-1, НК-2, НН-3 и НК-4 (ВЧ) с изопанхроматической сенсибилизацией. Кинопленка НК-1 особо мелкозернистая, с высокой разрешающей способностью (135 лин/мм) и низкой чувствительностью (11-16 ед. ГОСТа). Кинопленки НК-2 , НК-3, НК-4 по своим свойствам примерно соответствуют фотопленкам ФН-64 , ФН-125, ФН-250. Выпускаются также негативные кинопленки МЗ-2 , А-2 и др.
Для изготовления фотокопий с черно-белых и цветных оригиналов, для проведения научно-исследовательских работ выпускают 35-мм перфорированные негативные фотопленки типа «Микрат», плоские фототехнические пленки (ФТ), штриховые и полутоновые репродукционные фотопластинки, а также фотоматериалы типа «Инфра».
Позитивные фотоматериалы общего и специального назначения предназначены для получения изображений (диапозитивов, снимков) путем проекционной и контактной печати. Они подразделяются на позитивные пленки и фотобумаги.
К черно-белым позитивным 35-мм пленкам относятся несенсибилизированные мелкозернистые фото- и киноматериалы МЗ-3-35, «Дубль позитив А», «Дубль позитив Б». Они имеют низкую чувствительность в пределах 0,7-1,2 ед. ГОСТа, повышенный контраст 1,4-2,1 ед. и разрешающую способность порядка 100 лин/мм и выше. Выпускаются также фотопленки типа «Микрат-позитив» и диапозитивные фотопластинки.
Промышленностью выпускаются различные сорта фотобумаг общего и специального назначения. Они различаются как по структурным, так и фотографическим свойствам.
По типу подложки выпускаются плоские фотобумаги – «картон», «полукартон», «тонкая» форматом от 9х12 см до 50х60 см, и рулонные от 24 до 100 см по ширине и от 10 до 250 м по длине. Фактура поверхности эмульсионного слоя у них может быть гладкая (полуматовые, матовые, глянцевые, особоглянцевые фотобумаги), структурная (бархатистые, зернистые и тисненые). Выпускаются фотобумаги и с полиэтиленовым покрытием.
Глянцевые фотобумаги при фотохимической обработке дают максимальную плотность почернений (порядка 1,8 ед.) и сочное контрастное изображение, на котором лучше прорабатываются детали. Глянцевые фотобумаги имеют естественный блеск эмульсионного слоя, а особоглянцевые – дополнительный желатиновый слой, улучшающий глянец. Глянец значительно улучшается при дополнительной обработке – прикатыванием разбухшего эмульсионного слоя к зеркальной поверхности и сушкой в этом состоянии. На завершающей стадии возможны сушка или глянцевание при термической обработке или в естественных условиях.
Матовые фотобумаги дают меньшую плотность почернений (1,25 ед.), вследствие чего изображение выглядит менее контрастным. Эти фотоматериалы не предназначены для глянцевания, лучше поддаются ретушированию. Поверхность при термической сушке или в естественных условиях выглядит матовой.
Бархатистые и зернистые фотобумаги имеют шероховатую поверхность. Поверхность эмульсионного слоя тисненых фотобумаг имеет определенного вида рельеф в виде пересекающихся линий, кругов, овалов (А, Б, В).
Фотобумаги с полиэтиленовым покрытием эмульсионного слоя («Самшит», «Березка», «Снежинка») не предназначены для термической обработки. Глянец на поверхности эмульсионного слоя они приобретают при естественной сушке.
Светочувствительность фотобумаг низкая (в пределах 0,2-15 ед. ГОСТа) и главным образом зависит от состава галогенидов серебра, входящих в фотослой. В зависимости от величины светочувствительности они подразделяются на фотобумаги для проекционной печати, для проекционной и контактной печати и для контактной печати. По составу галоидных солей в эмульсионном слое различают бромосеребряную фотобумагу высокой и средней чувствительности («Унибром-универсальная», «Фотобром-самотонирующаяся»), хлорбромсеребряную высокой и низкой чувствительности («Новобром», «Бромпортрет», «Контабром»), хлорсеребряную низкой чувствительности («Фотоконт»), йодохлорбромсеребряную («Йодоконт»). Вследствие низкой чувствительности при соблюдении рекомендуемого времени проявления на свежих фотобумагах вуаль практически отсутствует, что позволяет получать на снимках чисто белые тона.
По спектральной чувствительности большинство фотобумаг общего назначения являются несенсибилизированными фотоматериалами. Бумаги «Унибром» высокой контрастности и «Бромпортрет» дополнительно сенсибилизируют к голубым и частично зеленым лучам.
По степени контрастности выпускают фотобумаги мягкие, полумягкие, нормальные, контрастные, особоконтрастные и сверхконтрастные. С увеличением контрастности светочувствительность фотобумаг уменьшается. Поликонтрастные (многоконтрастные) фотобумаги позволяют получать изображения с различной степенью контрастности. Они имеют 2-3 светочувствительных слоя, политых один на другой, с различной общей, спектральной чувствительностью и контрастностью. Избирательное воздействие света на определенный светочувствительный слой производят с разными светофильтрами и выдержками. У поликонтрастных фотобумаг другого типа переменный контраст – от контрастной до нормальной и полумягкой достигается за счет предварительной подсветки фотослоя при фотопечати.
Тон получаемого изображения у фотобумаг может быть нейтрально-черный, темно-черный, темно-коричневый (сепия) и зеленый. Нейтрально-черный тон изображения имеют фотобумаги «Унибром», «Фотобром», «Новобром», «Фотоконт»; нейтральный – «Унибром», «Фотоконт» и более теплый – «Фотобром» и «Новобром». Фотобумаги «Контабром», «Бромпортрет», «Йодоконт» дают при проявлении слегка окрашенное изображение и являются самотонирующимися. Окраска зависит от размеров и строения частиц серебра.
Самовирирующиеся фотобумаги содержат в эмульсионном слое краскообразующие компоненты, дающие при проявлении совместно с серебряным изображением и изображение из красителя. Цвет изображения зависит от типа красителя, входящего в эмульсионный слой. Обработка фотобумаг производится в специальных проявителях, близких по составу для цветного проявления. В процессе обработки они дают окрашенное изображение коричневого, зеленого или синего цвета. Выпускаются всех степеней контрастности.
Литература
Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (cветотехника и материалы). Киев, 1986 .
Зернов В. А. Фотографическая сенситометрия. М., 1980.
Ильинский Н. С., Петунина И. Д. Общий курс фотографии и специальные виды фотографии. М., 1993.
Иофис Е. А. Кинофотопроцессы и материалы. М., 1980.
Фомин А. В. Общий курс фотографии. М., 1987.
Чибисов К. В. Общая фотография. М., 1984.
Шашлов Б. А. Теория фотографических процессов. М., 1980.
Лекция 6. Цветная фотография