Цветообразующие компоненты зеленочувствительного слоя

Оглавление 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Красители цветного фотографического процесса.

    Цвет любого объекта – результат избирательного взаимодействия светового потока с веществом, образующим этот объект. Итогом такого взаимодействия могут быть поглощение, отражение или пропускание световых лучей. Цвет фотографического изображения на прозрачной фотопленке обусловлен избирательным поглощением света красителями фотослоя и пропусканием оставшейся части светового потока. Цветное изображение на непрозрачном материале образуется путем поглощения света красителем фотослоя и отражения непоглощенной части светового потока.

    Таким образом, цвет объектов определяется наличием в их составе веществ, поглощающих световые лучи видимого участка спектра. В соответствии  с трехцветной теорией зрение, разработанной Т. Юнгом, Дж.-К. Максвеллом и Х. Гельмгольцем, цвет любого объекта может быть воспроизведен сочетанием трех основных цветов спектра: зеленым, синим и красным.

    Основной принцип фотографической  регистрации цветных объектов  заключается в реализации следующих  стадий: разложения светового потока  на три спектральные составляющие  и синтеза цвета их трех  монохроматических изображений  объекта. Исходя из этого, цветное  фотографическое изображение может  быть получено двумя принципиально  различными способами - аддитивным  и субтрактивным.

    Аддитивный способ, разработанный  Дж.-К. Максвеллом (1861), заключается  в смешении трех основных цветов: синего, зеленого и красного, получаемых  с помощью цветоделительных светофильтров,  каждый из которых пропускает  только один первичный цвет.

    В субтрактивном методе синтеза  цветного изображения, впервые  разработанном Д. дю Ороном (1867), используют красители, поглощающие  лишь одну треть видимого участка  спектра и пропускающие две  другие. В качестве модуляторов  светового потока применяют желтые, пурпурные и голубые красители.  Сочетания цветов этих красителей  позволяют получить любые цветовые  градации.

    Одно из направлений использования  субтрактивной системы синтеза  цвета в фотографии связано  с созданием многослойных фотографических  материалов, каждый слой которых  обладает спектрозональной светочувствительностью  и содержит один краситель.  Красители, формирующие изображение,  образуются в слоях фотографического  материала пропорционально количеству  полученной экспозиции. Таким образом,  каждый слой цветного фотоматериала  избирательно поглощает свою  часть светового потока, что при  дальнейшей химико-фотографической  обработке приводит к пропорциональному  образованию красителей. Химико-фотографическим  процессом, объединяющим три светочувствительных  слоя в один многослойный материал, является цветное проявление. Проявляющее  вещество избирательно восстанавливает  серебро из экспонированного  AgHal, окисляясь при этом, а затем вступает в химическое взаимодействие со специальными ингредиентами фотографического слоя, образуя красители.

    Таким образом, для получения цветного изображения в фотослой вводят специальные вещества – цветообразующие компоненты, вступающие в условиях фотографической обработки во взаимодействие с окисленной формой проявляющего вещества. Восстановленное металлическое серебро после обработки удаляется из слоя. В результате образуется цветное изображение.

    Приведенная схема получения цветного изображения  -  наиболее распространенная. Строение большинства фотоматериалов однотипно. На основу, предварительно гидрофилизированную, наносят последовательно светочувствительные слои, каждый из которых содержит одну цветообразующую компоненту. Верхний слой чувствителен к сине-фиолетовой части спектра, он содержит ЦОК желтого красителя. Собственная чувствительность галогенсеребряной эмульсии обеспечивает избирательное поглощение света в сине-фиолетовой части спектра. Поэтому синечувствительный слой может вообще не содержать сенсибилизирующих красителей. Во избежание неизбирательного экспонирования нижних слоев сине-фиолетовыми лучами верхний слой отделен от нижележащих желтым фильтровым слоем. Последующие светочувствительные слои расположены в соответствии с уменьшением энергий поглощаемых лучей. За желтым фильтровым слоем находиться зеленочувствительный слой, содержащий сенсибилизирующие красители и ЦОК пурпурного красителя. Следующий, красночувствительный слой содержит сенсибилизаторы и ЦОК голубого красителя. 

Рис.1 Цветной негатив. Схема чередования светочувствительных слоев с нормальным расположением.

    Красители, которые очувствляют AgHal видимой и ИФ части спектра называют сенсибилизаторами. Они поглощают свет в видимой части спектра, а поглощенную энергию передают AGHal, который переходит в возбужденное состояние и из которого Ag избирательно восстанавливается проявляющим веществом. Красители расширяют зону собственной чувствительности AgHal. 

2.Основные типы красителей цветных фотографических материалов.

    Первым важным шагом в развитии  цветной фотографии послужило  открытие Б. Гомолкой (1907) процесса  цветного проявления. Однако наибольший  прогресс в этой области связан  с разработкой Р. Фишером (1912) рациональных методов образования  красителей в процессе цветного  проявления. Красителя для цветных  многослойных фотоматериалов должны  удовлетворять следующим требованиям:  иметь интенсивное спектрозональное  поглощение; получаться в мягких  условиях химико-фотографической  обработки; обладать устойчивостью  к гидролизу в широком диапазоне  рН; быть светостойкими. Красители,  образовавшиеся в фотослое, не  должны из него диффундировать. Этим требованиям удовлетворяют  классы красителей, содержащих хромофорную  систему:  
 
 
 
 

    Образование этих красителей в условиях цветного проявления происходит при взаимодействии окисленной формы проявляющих веществ с ЦОК фотослоя. В связи с этим выбор компонент и проявляющих веществ обусловлен рядом требований:

• высокая реакционная способность
• наличие в компоненте одного реакционного центра для образования красителя с единственной хромофорной системой;
• стабильность при хранении;
• компоненты должны быть недиффундирующими.

Для проявляющих  веществ:

• селективность восстановительного действия по отношению к экспонированному AgHal;
• активность окисленной формы проявляющего вещества в конденсации с компонентами;
• наличие в составе проявляющего вещества одного реакционного центра для образования красителя с единственной хромофорной системой.

Ариламиновые  красители

    Хромофорная система ариламиновых красителей объединяет в р-электронную систему электронный организации двух бензольных ядер и соединяющий их атом азота. Диапазон спектрального поглощения составляет 600-700 нм, они вводятся в красночувствительный слой и образуют сине-голубую составляющую цветного изображения. В зависимости от природы ауксоформных групп ариламиновые красителя разделяют на: 
 

    Ариламиновые красители получают  при окисленной конденсации проявляющего  вещества с ЦОК. Для синтеза  индоанилинового красителя используют  компоненты фенольного или нафтольного  типа.

     Азометиновые красители

    Хромофорная система азометинового красителя представляет собой р-электронную систему, включающую азометиновую группировку                   . Диапазон спектрального поглощения довольно широк: от 400 до 650 нм; их используют в образовании желтых и пурпурных составляющих цветного изображения. В условиях проявления пурпурные и желтые красители образуются при взаимодействии активных метиленовых компонент с окисленной формой проявляющего вещества.

      Азокрасители

    Самая многочисленная группа  органических красителей, дающих  всю гамму цветов от желтого до черного. Их хромофорная система содержит азогруппу -N=N- . Азокрасители нашли применение в цветных фотоматериалах в качестве красителей фотографических и фильтровых слоев гидротипных материалов, а также в качестве маскирующих ЦОК. Эти красители устойчивы к гидролизу и действию химических реагентов, обладают высокой светостойкостью. Основной способ их получения – реакция азосочетания диазосоединений с веществами, способными замещать атом водорода или заместитель у атома углерода.

    Механизм получения красителей цветных материалов 

3.Классификация  цветообразующих  компонент.

Строение  и свойства ЦОК определяют качество цветного изображения, а также направление  технологии их производства и обработки. ЦОК – это высокореакционные  вещества, потому что они начинают реагировать при комнатной температуре. Нарушение технологии ведет к  образованию побочных химических процессов, приводящих к искажению цветопередачи, образованию цветной вуали и  других дефектов.

По  химическому строению.

Голубые цветообразующие  компоненты могут быть производными бензола или α-нафтола. Желтые и пурпурные компоненты относятся к СН-кислотам.  

Диффундируемость.

Для фотоматериалов, цветное изображение в которых  формируется в светочувствительных  слоях, обязательным требованием является их недиффундируемость. Недиффундирующие компоненты вводят в фотографическую  эмульсию непосредственно перед  нанесением эмульсионного слоя на подложку. При этом они должны равномерно распределяться в соответствующем слое и прочно в нем закрепляться. Совершенно недопустима  миграция компонент в процессе производства, обработки и хранения фотоматериалов.

Для придания недиффундирующего характера ЦОК  в состав их молекул вводят углеводородные радикалы нормального и разветвленного строения «якоря», с числом атомов углерода от 8 до 20. Эту же роль выполняют радикалы циклоалифатических и ароматических углеводородов. Для процесса с диффузионным переносом изображения используют подвижные компоненты или красители, мигрирующие из светочувствительного в приемный слой позитивного материала (диффузионный фотокомплект «Полароид») 
 
 
 

Растворимость или нерастворимость ЦОК.

Введение  в молекулу цветообразующей компоненты тяжелых алифатических и ароматических  радикалов («якорь») резко снижает  ее растворимость в воде или спирто-водных растворах. В связи с этим к  недиффундирующим компонентам предъявляют  дополнительные требования: они не должны вызывать помутнения слоя; их низкая совместимость с желатином не должна приводить к снижению физико-химических свойств светочувствительного слоя.

Растворимость недиффундирующих компонент можно  существенно увеличивать, вводя  в состав их молекул группы SO₃H и COOH. Цветообразующие компоненты, растворяющиеся в воде или спирто-водных растворах, называются гидрофильными. Нерастворимые в воде и спирте, недиффундирующие компоненты называются гидрофобными. Например, гидрофильная недиффундирующая желтая компонента: