Способ изготовления бромйодосеребряных фотографических эмульсий

 

Использование: химико-фотографическая промышленность. Сущность изобретения: предлагается способ изготовления бромиодсеребряных фотоэлектрических эмульсий путем проведения контролируемой двухструйной эмульсификации введением в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак, водного раствора азотнокислого серебра - раствора N 1 и водного раствора N 2, содержащего бромид и йодид калия, осаждения твердой фазы, первого и второго диспергирования в водно-желатиновом растворе, химической и спектральной сенсибилизации, причем введение растворов NN 1 и 2 осуществляют в течение 20 - 80 % общего времени эмульсификации от ее начала одновременно с постоянной скоростью при постоянном значении pBr 3,5 - 4,0, затем понижают pBr реакционный среды до значения 3 - 3,2 и поддерживают его постоянным до окончания одновременного введения с постоянной скоростью растворов NN 1 и 2. 1 табл.

Изобретение относится к области фотографической химии, в частности к способам изготовления галогенсеребряных фотографических эмульсий.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления бромиодсеребряной фотографической эмульсии с содержанием иодида серебра 3,0 мол. и средним размером микрокристаллов d_ср 0,30 мкм путем проведения контролируемой двухструйной эмульсификации введением в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак в количестве (2,6 - 3,9)·10^-2 моль/л, водного раствора азотнокислого серебра и раствора, содержащего бромид и иодид калия, при значении pBr 3,3 ± 0,1, осаждения твердой фазы, первого и второго диспергирования полученного осадка в водно-желатиновом растворе в течение 15 25 мин каждое, химической сенсибилизации последовательным введением тиосульфата натрия, бензолсульфоновокислого натрия и золотохлористоводородной кислоты в количествах соответственно (7,14 13,8)·10^-2, 20,6 34,5 и (4,4 - 6,6)·10^-3 (в пересчете на металлическое золото) г/моль AgHal и спектральной сенсибилизации красителями ряда карбоцианинов, например, солью 3,3'-диэтилтиазолинокарбоцианина и 3,3-ди- γ- -сульфопропил-9-этил-4,5-бензо 4',5'-(тиено-3'', 2'')тиакарбоцианинбетаина и 3,3'-диэтилтиазолинокарбоцианиниодидом.

Однако однородные эмульсии, изготовленные по этому способу обладают недостаточной светочувствительностью для использования в некоторых типах фотоматериалов.

Цель изобретения повышение светочувствительности эмульсий.

Цель достигается тем, что в способе изготовления бромиодсеребряных фотографических эмульсий путем проведения контролируемой двухструйной эмульсификации введением в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак, водного раствора азотнокислого серебра (раствор N1) и водного раствора, содержащего бромид и иодид калия, (раствор N2), осаждения твердой фазы, первого и второго диспергирования в водно-желатиновом растворе, химической и спектральной сенсибилизации, введение растворов NN1 и 2 в течение 20 80 общего времени эмульсификации от ее начала осуществляют одновременно с постоянной скоростью при постоянном значении pBr 3,5 4,0, затем понижают pBr реакционной среды до значения 3,0 3,2 и поддерживают его постоянным до окончания одновременного введения с постоянной скоростью растворов NN1 и 2.

По предлагаемому способу получают эмульсии с однородными по размеру и огранке (кубической) микрокристаллами галогенида серебра, имеющие светочувствительность на 10 40 превышающую достигаемую по прототипу при одинаковом среднем размере микрокристаллов, типе химической и спектральной сенсибилизации. При этом, основные фотографические характеристики получаемых эмульсий, такие как разрешающая способность, коэффициент контрастности, оптическая плотность вуали не уступают имеющимся у прототипа.

В предлагаемом способе увеличение светочувствительности наблюдается лишь в указанных интервалах начальных и конечных значений pBr реакционной среды.

Изменение начального pBr до значений, превышающих 4,0, приводит к росту оптической плотности вуали, а понижение конечного значения pBr ниже 3,0 не позволяет достичь заметного сенсибилизирующего эффекта.

В указанном временном интервале изменения значений pBr реакционной среды в процессе эмульсификации наблюдается получение оптимальных соотношений светочувствительности и оптической плотности вуали, изготавливаемых эмульсий. Выход за приведенные границы временного интервала изменения pBr либо приводит к чрезмерному росту вуали, либо не позволяет достигнуть заметного повышения светочувствительности эмульсий.

Остальные условия и параметры осуществления способа, такие как время эмульсификации, изменение содержания AgI в обычно используемом диапазоне (2-7 мол. ), тип традиционно применяемой в практике изготовления фотографических эмульсий химической сенсибилизации, замена соединений, используемых в качестве спектральных сенсибилизаторов на другие известные, не оказывают влияния на достижение поставленной цели за счет использования признаков, отличающий заявляемый способ от прототипа.

Понижение pBr на стадии эмульсификации возможно путем использования разнообразных приемов, например, дополнительная подача в реакционную среду третьей струей раствора, содержащего бромид и иодид калия (N2), или раствора бромида калия до получения заданного контролируемого значения pBr; остановка подачи раствора азотнокислого серебра (N1) и продолжение подачи раствора N2; ускорение подачи раствора N2 до получения нужного значения pBr и сохранение на протяжении всего времени эмульсификации постоянной скорости подачи раствора N1.

Существующие установки контролируемой двухструйной эмульсификации позволяют осуществлять перечисленные выше прием понижения pBr с необходимой (±0,1) точностью, причем прием используемый для изменения pBr эмульсии не оказывает влияния на достижение поставленной цели.

Пример 1 (по прототипу). Бромиодсеребряную фотографическую эмульсию (3,0 мол. AgI) со средним размером микрокристаллов d_ср=0,30 мкм и коэффициентом вариации C_v= (22±2) готовят по следующей технологии: в 200 л 1,45-ного водно-желатинового раствора, содержащего 0,5 л 25-ного водного раствора аммиака (2,25·10^-2 моль/л), имеющего значение pBr 3,3±0,1 при температуре (45 ± 1)^oC в течение 60 мин. одновременно с постоянно скоростью двумя струями вводят 140 л 1,3N водного раствора азотнокислого серебра и 114 л 1,3N водного раствора бромида и иодида калия (3,0 мол. иодида от общего количества галогенидов).

На всем протяжении процесса эмульсификации в системе поддерживается постоянный избыток бромионов: pBr 3,3 ±0,1 с помощью предусмотренного в установке контролируемой двухструйной эмульсификации pH-иономера pH 121, и блока автоматического титрования путем титрования реакционной среды раствором галогенидов калия (KBr и KI). Введение в исходный водно-желатиновый раствор указанного количества аммиака обеспечивает pH 9,5±0,5, которое по мере введения растворов N1 и N2 понижается и контролю не подлежит. Заданное начальное значение pBr исходного водно-желатинового раствора устанавливается непосредственно перед началом эмульсификации 0,1N раствором азотнокислого серебра и 0,1N раствором бромида калия.

После окончания физического созревания эмульсию охлаждают до 40^oC и осаждают твердую фазу с помощью сульфополистирола с предварительным подкислением эмульсии уксусной кислотой до значения pH 4,4±0,6, промывают обессоленной водой для удаления избытка растворимых солей. Полученный осадок дважды диспергируют в течение 20 мин сначала в 80л 3-ного водно-желатинового раствора, затем в 200 л 12,5-ного водно-желатинового раствора и доводят значение pH и pBr соответственно до 6,5±0,5 и 3,2±0,2.

Полученную эмульсию подвергают химической (сернисто-золотой) сенсибилизации последовательным введением на 1 кг эмульсии 4,5 мл 1%-ного водного раствора тиосульфата натрия, 50 мл 25%-ного раствора бензолсульфиновокислого натрия и 2,5 мл 0,08%-ного (в пересчете на металлическое золото) раствора золотохлористоводородной кислоты, что составляет соответственно 4,5·10^-4, 1,9·10^-1 и 1,35·10^-5 моль/моль AgHal; или 11,2·10^-2, 34,4 и 4,6·10^-3 г/моль AgHal и выдерживают при температуре (47±1)^oC до достижения оптимального соотношения светочувствительности и оптической плотности вуали (120 мин), затем для прекращения химической сенсибилизации в эмульсию вводят 20 мл 1-ного раствора 5-метил-7-окси-1,3,4-триазаиндолицина на 1 кг эмульсии (3,25·10^-3 моль/моль AgHal).

В химически сенсибилизированную эмульсию вводят спектральносенсибилизирующие красители: 3,3'-диэтилтиазолинокарбоцианиниодид (краситель 2) в количестве 5,2·10^-4 и 1,9·10^-3 моль/моль AgHal соответственно и обычные поливные добавки: смачиватели динатриевая соль диэтилового эфира N- γ- -децилоксипропил-N-( β- -карбокси- β- -сульфопропил)аспаргиновой кислоты и продукт оксиэтилирования 12 молями оксиэтилена оксиэтилфенола на основе 2-этилгексанола-II, активатор дубления - триэтаноламин и выдерживают в течение 90 мин при температуре (36±1)^oC.

Готовую эмульсия наносят на подслоированную полиэтилентерефталатную основу одновременно с нанесением желатинового защитного слоя.

Сенситометрические испытания пленки проводят согласно ГОСТ 2817-50. Экспонирование проводят на сенситометра ФСР-41 при Т_цв=5000К без светофильтра и за светофильтром ОС-14.

Разрешающую способность определяют по ГОСТ 2819-84 на резольвометре РП-2М с микрообъективом ОС-16 при апертуре 0,3 по мире абсолютного контраста.

Проявление проводят в проявителе УП-2 при температуре (20±0,5)^oC.

Полученные фотографические характеристики приведены в табл.1.

Пример 2. Эмульсию готовят согласно примеру 1, но с тем отличием, что в течение 30 мин (50 общего времени эмульсификации от ее начала) растворы азотнокислого серебра (раствор N1) и бромида и иодида калия (раствор N2) вводят в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак и имеющий pBr=4,0±0,1 при постоянном значении pBr=4,0±0,1, затем понижают значение pBr эмульсии до 3,0±0,1 введением в реакционную среду дополнительного количества раствора N2, наблюдая при этом за показаниями на шкале иономера pH 121, не изменяя условий подачи растворов NN1 и 2, используемых для кристаллизации галогенида серебра.

При достижении значения pBr среды, равного 3,0±0,1 дополнительная подача раствора галогенидов автоматически прекращается. Указанное значение pBr поддерживают постоянным до полного истечения используемых растворов (т.е. до окончания эмульсификации).

Испытания проводят согласно примеру 1.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 3. Эмульсию готовят по примеру 2, но в течение 30 мин введение растворов NN1 и 2 в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак, проводят при постоянном значении pBr= 3,5±0,1, затем понижают значение pBr до 3,2 $E+->0,1 дополнительным введением 1,5N раствора бромида калия и поддерживают указанное значение pBr до окончания эмульсификации.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 4. Эмульсию готовят согласно примеру 2, но в течение 30 мин. растворы NN1 и 2 вводят в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак, при постоянном значении pBr 3,7±0,1, а затем понижают значение pBr среды до 3,2±0,1 путем остановки подачи раствора N1 до момента снижения значения pBr до заданной величины, после чего возобновляют подачу раствора N1 с той же скоростью и поддерживают указанное значение pBr до окончания эмульсификации (определяемого в данном случае окончанием истечения раствора N1).

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 5 (контрольный). Эмульсию со средним размером микрокристаллов d_ср 0,3 мкм и C_v=(22±2) (5 мол. AgI) получают по примеру 1, но при эмульсификации используют водный раствор, содержащий бромид и иодид калия с концентрацией иодида 5 мол. от общего количества галогенидов, а указанные в примере 1 объемы растворов NN1 и 2 вводят с постоянной скоростью в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак в течение 90 мин.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 6. Эмульсию готовят по примеру 5 с тем отличием, что в течение 45 мин (50 общего времени эмульсификации от ее начала) введение растворов NN1 и 2 осуществляют при постоянном значении pBr 4,0±0,1, затем понижают pBr реакционной среды до значения pBr 3,0±0,1 с использованием приема, описанного в примере N2, и поддерживают указанные значения pBr постоянным до окончания истечения растворов NN1 и 2.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 7. Эмульсию готовят по примеру 6, но с тем отличием, что в течение 18 мин (20 общего времени эмульсификации от ее начала) введение растворов NN1 и 2 осуществляют при постоянном значении pBr 3,7±0,1.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 8. Эмульсию готовят по примеру 7, но значение pBr реакционной среды снижают на 72-й минуте эмульсификации (по истечение 80 общего времени эмульсификации от ее начала).

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 9 (контрольный). Эмульсию со средним размером микрокристаллов d_ср 0,3 мкм и C_v=(22±2) (7 мол. AgI) получают по примеру 1, но при эмульсификации используют 1,3N водный раствор, содержащий бромид и иодид калия с концентрацией иодида 7 мол. от общего количества галогенидов, а эмульсификацию проводят в течение 40 мин. Химическую (сернистую) сенсибилизацию данной эмульсии осуществляют введением на 1 кг эмульсии 6,0 мл 1-ного водного раствора тиосульфата натрия (6,0·10^-4 моль/моль AgHal) и выдерживанием при (47±1)^oC в течение 150 мин.

Спектральную сенсибилизацию данной эмульсии проводят введением красителей: соли 3,3'-диэтилтиазолинокарбоцианина и 3,3-ди- γ- -сульфопропил-9-этил-4,5,4', 5'-дибензотиакарбоцианинбетаина в количестве 1,3·10^-4 моль/моль AgHal (краситель 3) и триэтиламиновой соли 3,3'-дисульфопропил-9-этил-4,5-бензо-4', 5'-(тиено-3'',2') тиакарбоцианинбетаина (краситель 4) в количестве 1,9·10^-3 моль/моль AgHal.

Пример 10. Эмульсию готовят по примеру 9, но в течение 8 мин эмульсификацию проводят при постоянном значении pBr 3,7±0,1, а затем (по истечении 20 общего времени эмульсификации от ее начала) снижают pBr реакционной среды до значения 3,2±0,1 путем увеличения скорости подачи раствора N2 в два раза, сохраняя при этом постоянной скорость подачи раствора N1. При достижении значения pBr 3,2±0,1 на шкале "pH-121" раствор N2 подают с первоначальной скоростью. Указанное значение pBr поддерживается постоянным до окончания эмульсификации определяемого в данном случае окончанием истечения раствора N1.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 11 (контрольный). Эмульсификацию со средним размером микрокристаллов d_ср 0,3 мкм и C_v=(22±2) (2 мол. AgI) получают по примеру 1, но при эмульсификации используют 1,3N водный раствор, содержащий бромид и иодид калия с концентрацией иодида 2 мол. от общего количества галогенидов, а химическую (сернистозолотую) сенсибилизацию осуществляют последовательным введением на 1 кг эмульсии 4,5 мл 1%-ного водного раствора тиосульфата натрия, 50 мл 25% -ного раствора бензолсульфиновокислого натрия и смеси золотохлористоводородной кислоты и роданида калия (2,0 мл 2-ного раствора роданида калия и 2,5 мл 0,08 -ного раствора золотохлористоводородной кислоты), что составляет 4,5·10^-4, 1,9·10^-1, 1,35·10^-5 и 1,2·10^-3 моль/моль AgHal. Спектральную сенсибилизацию эмульсии проводят по примеру 9.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 12. Эмульсию готовят по примеру 11, но в течение 12 мин (20 общего времени эмульсификации от ее начала) введение растворов NN1 и 2 осуществляют при постоянном значении pBr 4,0±0,1, а затем приемом, описанным в примере 10 понижают pBr до 3,2±0,1 и поддерживают его постоянным до окончания эмульсификации.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 13 (контрольный). Бромиодсеребряную (3,0 мол. AgI) фотографическую эмульсию со средним размером микрокристаллов d_ср=0,4 мкм и коэффициентом вариации C_v 23±2% готовят по примеру 1, но исходный водно-желатиновый раствор содержит 1,0 л 25-ного раствора аммиака (6,5·10^-2 моль/л, pH 10±0,5). Эмульсификацию проводят в течение 50 мин при pBr 3,1 ±0,1, а спектральную сенсибилизацию осуществляют введением 1,1-диэтил-2,2-хиноцианина, и 3,3'-ди- γ- -сульфопропил-9-этил-4,5,4',5'-ди-бензо-тиакарбоцианин-бетаина (краситель 5) в количестве 1,5·10^-4 моль/моль AgHal и триэтиламиновой соли 3,3'-ди- γ- -сульфопропил-9-этил-4,5-бензо-4', 5'(тиено-3'', 2'')тиакарбоцианинбетаина (краситель 6) в количестве 5·10^-4 моль/моль AgHal.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 14. Эмульсию готовят по примеру 13, но в течение 35 мин (70 общего времени эмульсификации от ее начала) растворы NN1 и 2 вводят при постоянном значение pBr 3,5±0,1, а затем приемом, описанным в примере 2 снижают pBr реакционной среды до 3,0±0,1 и поддерживают его постоянным до окончания эмульсификации.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 15. Эмульсию готовят по примеру 14, но в течение 25 мин (50 общего времени эмульсификации от ее начала), введение растворов N1 и N2 проводят при значении pBr 3,7±0,1, а затем понижают pBr до 3,1±0,1 и поддерживают его постоянным до окончания эмульсификации.

Пример 16 (контрольный). Бромиодсеребряную фотографическую эмульсию 3,0 моль. иодида серебра со средним размером микрокристаллов d_ср 0,15 мкм и коэффициентом вариации C_v= (23±2) готовят по примеру 1, но с тем отличием, что эмульсификацию проводят при pBr=3,1±0,1 в течение 60 мин, исходный водно-желатиновый раствор содержит 0,3 л 25%-ного водного раствора аммиака (1,95·10^-2 моль/л, pH=8,5±0,5). Спектральную сенсибилизацию проводят с помощью красителя 3, который вводят в эмульсию в количестве 1,7·10^-4 моль/моль AgHal.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 17. Эмульсию готовят по примеру 16, но в течение 30 мин (50 общего времени эмульсификации от ее начала) введением растворов NN1 и 2 проводят при значении pBr 4,0±0,1, а затем понижают pBr до 3,2±0,1 и поддерживают его постоянным до окончания эмульсификации.

Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 18. Эмульсию готовят по примеру 16, но в течение 48 мин (80 общего времени эмульсификации от ее начала) введение растворов NN1 и 2 проводят при значении pBr 3,7±0,1, а затем понижают pBr до 3,1±0,1 и поддерживают его постоянным до окончания эмульсификации.

Полученные результаты приведены в таблице.

Из данных, представленных в таблице, следует, что образцы пленок, изготовленные с применением эмульсий, полученных по предлагаемому способу, обладают светочувствительностью на 10-40% превышающей светочувствительность прототипа при одинаковом размере микрокристаллов галогенида серебра (d_ср). При этом из приведенных примеров следует, что сенсибилизирующий эффект, получаемый за счет использования признаков, отличающих данное техническое решение от прототипа, не зависит от содержания иодида серебра в составе микрокристаллов, типа химической сенсибилизации, спектральной сенсибилизации, а также скорости подачи растворов NN1 и 2, определяемой отношением их объема ко времени эмульсификации.

Основные фотографические свойства материалов, такие как разрешающая способность (R), коэффициент контрастности ( (γ) ), оптическая плотность вуали (D₀) не уступают имеющимся у прототипа.

Дополнительный сенсибилизирующий эффект наблюдается лишь при соблюдении указанных условий изменения значения pBr при эмульсификации.

Формула изобретения

Способ изготовления бромйодосеребряных фотографических эмульсий путем проведения контролируемой двухструйной эмульсификации введением в водно-желатиновый раствор, содержащий аммиак, водного раствора азотнокислого серебра раствора N 1 и водного раствора N 2, содержащего бромид и иодид калия, осаждения твердой фазы, первого и второго диспергирования в водно-желатиновом растворе, химической и спектральной сенсибилизации, отличающийся тем, что, с целью повышения светочувствительности эмульсий, введения растворов N 1 и N 2 в течение 20 80% общего времени эмульсификации от ее начала осуществляют одновременно с постоянной скоростью при постоянном значении pBr 3,5 4,0, затем понижают pBr реакционной среды до значения 3,0 - 3,2 и поддерживают его постоянным до окончания одновременного введения с постоянной скоростью растворов N 1 и N 2.

РИСУНКИ

Рисунок 1