Способ изготовления бромйодсеребряной фотографической эмульсии типа ядро-оболочка и фотографический материал на ее основе

Авторы патента:

G03C1/035 - отличающиеся кристаллической формой или составом, например смешанные зерна

Изобретение относится к фотографической химии, а именно к способу изготовления бромиодсеребряных фотографических эмульсий с микрокристаллами типа ядро-оболочка и средним размером 0,35-1,0 мкм, предназначенных для производства высокочувствительных высокоразрешающих фотографических материалов. Способ заключается в приготовлении зародышевой эмульсии путем проведения контролируемой двухструйной кристаллизации при постоянном значений pBr 3,0-3,5 введением в раствор № 1, содержащий желатину и воду, раствора аммиака и одновременно раствора № 2, содержащего азотнокислое серебро и воду, и раствора № 3, содержащего иодид калия, бромид калия и воду, с последующим после кристаллизации зародышевой эмульсии осаждением твердой фазы, диспергированием осадка и студенением, наращиванием на полученные зародыши из бромиодида серебра оболочки путем предварительного приготовления реакционного объема, содержащего раствор № 1, зародышевую эмульсию и раствор аммиака, установления pBr 3,2±0,1 и проведения двухструйной кристаллизации путем одновременного введения в реакционный объем растворов № 2 и № 3, при этом за 3-5 мин до ее завершения раствор № 3 заменяют на раствор, содержащий бромид калия и воду, и далее проводят осаждение твердой фазы, диспергирование осадка, доведение значений рН и pBr до 6,5±0,5 и 3,0±0,2 соответственно и химическое созревание. Фотографический материал состоит из подложки, на одной стороне которой последовательно расположены адгезионный желатиновый подслой, светочувствительный слой, выполненный из вышеуказанной бромиодсеребряной эмульсии, содержащей спектральные сенсибилизаторы, выбранные из соединений общей формулы

где R - этил, R₁=R₂ - сульфопропил, Z - -нафтол, 4,5-бензо-5'-метокси,

Z₁ - -нафтол, 4',5'-бензо-5"-метокси, 4',5'-(диметилтиено-2",3"), бензотиено (3",2"), К⁺- 3,3'-диэтилтиазолинокарбоцианинбетаин, 1,1'-диэтилхино-2,2'-монометинцианин, HN(C₂ H₅), в количестве (0,5-3,0)·10^-4 моль/моль серебра, стабилизаторы - производные тетраазаиндолицина, активатор спектральной сенсибилизации, выбранный из дитозилат 3,3'-[1",2"-бис-(этокси)-этил]-бис-[1-этил-2-метил-5-хлорбензимидазолия], диперхлорат 3,3'-[1",2"-бис-(этокси)-этил]-бис-[1-этилбензимидазолия], дитозилат 3,3'-(тетраметилен)-бис(1-этилбензимидазолия), 1,7-бис(N'-метилпиридиний-2'-бромид)-1,7-дитиагептан, в количестве (0,5-3,0)·10^-4 моль/моль серебра, и желатиновый защитный слой, а на другой - противоореольный контрслой. Способ существенно упрощает технологию процесса изготовления бромиодсеребряной эмульсии с МК типа ядро-оболочка, расширяет ассортимент фотографических материалов, которые имеют высокую чувствительность, разрешающую способность и низкий уровень вуали. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к фотографической химии, а именно к способу изготовления бромиодсеребряных фотографических эмульсий с микрокристаллами типа ядро-оболочка, предназначенных для производства высокочувствительных высокоразрешающих фотографических материалов различного назначения с повышенной информативностью.

Известен способ, позволяющий получить микрокристаллы типа ядро-оболочка с четко выраженной двойной структурой, заключающийся в проведении контролируемой двухструйной кристаллизации - одновременном введении при значении рН 7,4-10,0 и постоянном значении рBr 1,5-3,0 в раствор, содержащий желатину, воду, аммиак и бромид калия, раствора, содержащего азотнокислое серебро и воду, и раствора, содержащего смесь бромида и иодида калия и воду с концентрацией иодида калия 0,05-0,4 моль/моль серебра в растворе, введения азотной кислоты до рН 4,0-4,5, водного раствора азотнокислого серебра до pAg 4,0-2,0, а затем - водного раствора бромида калия до pAg 8,0-9,5 и последующего наращивания на полученные ядра оболочки из бромида или бромиодида серебра одновременным введением в полученную ядровую (зародышевую) эмульсию раствора, содержащего бромид калия и воду или смесь бромида калия и иодида калия и воду с концентрацией иодида 0,01-0,05 моль/моль серебра в растворе (Авт.св. СССР № 1618150, приоритет от 28.12.87). Материал, выполненный с использованием указанной эмульсии, имеет хорошую светочувствительность, но повышенный уровень вуали.

Также известен способ изготовления бромиодсеребряной фотографической эмульсии с микрокристаллами типа ядро-оболочка, заключающийся в проведении контролируемой двухструйной кристаллизации при постоянном значении рВr 1,0-3,7 и значении рН 3,8-11,2 одновременным введением в раствор № 1, содержащий желатину и воду, раствора № 2, содержащего азотнокислое серебро и воду, и раствора № 3, содержащего иодид калия, бромид калия и воду, в виде 2-7 порций с уменьшением концентрации иодида и одновременного введения в полученную зародышевую (ядровую) эмульсию раствора № 4, содержащего азотнокислое серебро и воду, и раствора № 5, содержащего бромид калия и воду или бромид калия, иодид калия и воду при концентрации иодида калия 0,005-0,05 моль/моль серебра в растворе № 4 (Патент РФ № 2076347, опубл. 27.03.97, БИ № 9, прототип). Данный способ позволяет получить монодисперсные эмульсии с МК тип4 ядро-оболочка, в которых отсутствует перераспределение иодида серебра не только на границе между ядром и оболочкой, но и на границах между соответствующими зонами с различной концентрацией иодида серебра. Следствием указанного преимущества является повышение информативности изготовленных фотослоев на 3-85%. Однако указанный способ изготовления эмульсии технологически достаточно сложный вследствие введения при кристаллизации раствора, содержащего иодид калия, бромид калия и воду в виде 2-7 порций с изменением концентрации иодида калия в каждой порции. Поэтому МК типа ядро-оболочки по данным рентгенофазового анализа имеют четко выраженную мультиструктуру ядра (2-7 зоны), имеющую профиль иодида серебра в ядре, уменьшающийся от центра ядра к его поверхности. Кроме того, материал, выполненный с использованием такой эмульсии, имеет повышенный уровень вуали.

Известен также галогенсеребряный фотографический материал, состоящий из подложки, на одной стороне которой последовательно расположены адгезионный желатиновый подслой, светочувствительный слой, выполненный из бромиодсеребряной эмульсии, содержащей сенсибилизаторы, стабилизаторы - производные тетраазоиндолицина и активатор спектральной сенсибилизации, и защитный слой, а с противоположной стороны подложки - противоореольный контрслой (Патент РФ № 2091846, опубл. 27.09.97, БИ № 27, прототип). Указанный фотографический материал имеет достаточно высокую чувствительность и разрешающую способность, однако характеризуется повышенным уровнем вуали.

Задачей изобретения является упрощение технологии процесса изготовления бромиодсеребряной эмульсии с микрокристаллами типа ядро-оболочка, расширение ассортимента бромиодсеребряных фотографических материалов, выполненных на основе указанной эмульсии с пониженным уровнем вуали.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления бромиодсеребряной эмульсии с микрокристаллами типа ядро-оболочка и средним размером 0,30-1,0 мкм, включающем приготовление зародышевой эмульсии путем проведения контролируемой двухструйной кристаллизации при постоянном значении рВr 3,0-3,5 введением в раствор № 1, содержащий желатину и воду, раствора аммиака и одновременно раствора № 2, содержащего азотнокислое серебро и воду, и раствора № 3, содержащего иодид калия, бромид калия и воду, наращивание на полученные зародыши из бромиодида серебра оболочки при значении рВr 3,2±0,1 проведением двухструйной кристаллизации путем введения в реакционный объем растворов № 2 и № 3 одновременно, осаждение твердой фазы, диспергирование осадка, доведение значений рН и рВr до 6,5±0,5 и 3,0±0,2 соответственно и химическое созревание, при этом после кристаллизации зародышевой эмульсии дополнительно проводят осаждение твердой фазы, диспергирование осадка и студенение, а для наращивания оболочки предварительно готовят реакционный объем, содержащий раствор № 1, зародышевую эмульсию и раствор аммиака, при этом на стадии кристаллизации за 3-5 мин до ее завершения раствор № 3 заменяют на раствор, содержащий бромид калия и воду, а в фотографическом материале, состоящем из подложки, на одной стороне которой последовательно расположены адгезионный желатиновый подслой, светочувствительный слой, выполненный из бромиодсеребряной эмульсии, содержащей спектральные сенсибилизаторы, стабилизаторы - производные тетраазаиндолицина и активатор спектральной сенсибилизации, и желатиновый защитный слой, а на другой - противоореольный контрслой, при этом светочувствительный слой выполнен из вышеописанной бромиодсеребряной эмульсии, активатор спектральной сенсибилизации содержится в количестве (0,5-3,0)·10 ^-4 моль/моль серебра, а в качестве спектрального сенсибилизатора светочувствительный слой содержит одно или более соединений общей формулы

где R - этил, R₁=R₂ - сульфопропил, Z - -нафтол, 4,5-бензо-5’-метокси, Z₁ - -нафтол, 4’,5’-бензо-5"-метокси, 4’,5’-(диметилтиено-2",3"), бензотиено (3",2"), K⁺ - 3,3’-диэтилтиазолинокарбоцианинбетаин, 1,1’-диэтилхино-2,2’-монометинцианин, HN(C₂H₅), в количестве (0,5-3,0)·10^-4 моль/моль серебра.

В качестве активаторов спектральной сенсибилизации используют такие соединения, как дитозилат 3,3’-[1",2"-бис-(этокси)-этил]-бис-[1-этил-2-метил-5-хлорбензимидазолия], диперхлорат 3,3’-[1",2"-бис-(этокси)-этил]-бис-[1-этилбензимидазолия], дитозилат 3,3’-(тетраметилен)-бис-(1-этилбензимидазолия), 1,7-бис(N'-метилпиридиний-2'-бромид)-1,7-дитиагептан.

Синтез указанных красителей для сенсибилизации галогенсеребряных эмульсий описан в монографии “Тезисы докладов VII симпозиума “Физика и химия полиметиновых красителей”, Москва, 2-3 декабря 1999 г.

Предлагаемый способ существенно упрощает технологию процесса изготовления бромиодсеребряной эмульсии с МК типа ядро-оболочка, расширяет ассортимент фотографических материалов, выполненных на основе такой эмульсии, которые имеют высокую чувствительность, разрешающую способность и низкий уровень вуали.

Нижеследующие примеры иллюстрируют данное изобретение, но не ограничивают его.

Пример 1 (сравнительный).

400 мл 1,3 N раствора азотнокислого серебра и 400 мл 1,3 N раствора смеси бромида и иодида калия (3 мол.%) одновременно, двумя струями из двух дозаторов, при непрерывном перемешивании выливают с постоянной скоростью, равной 40 мл/мин, в сосуд, содержащий 500 мл 3%-ного раствора желатина и 7 мл 24%-ного раствора аммиака.

Общая продолжительность эмульсификации составляет 10,5 мин. На всем протяжении эмульсификации поддерживается постоянный избыток ионов брома, равный 1·10 ^-3 моль/л (рВr 3,0). Средний размер образующихся кристаллов 0,35±0,05 мкм. После окончания эмульсификации эмульсию выдерживают 10 мин, охлаждают до 30°С, осаждают твердую фазу сульфополистиролом и промывают осадок галогенида серебра водой для удаления избытка растворимых солей.

После этого осадок диспергируют в течение 15 мин в воде, а затем вводят раствор добавочного желатина в количестве 80 г в 400-500 мл воды, доводят объем эмульсии до 1350 мл и диспергируют еще в течение 10 мин. Значение рН и рВr готовой эмульсии доверят соответственно до 6,0-6,3 и 3,0. После этого проводят химическое созревание эмульсии, во время которого на 1 кг эмульсии вводят 50 мл 1·10^-3 N раствора тиосульфата натрия, 50 мл 20%-ного раствора бензолсульфиновокислого натрия (с-соль) и 10 мл 0,004%-ного (в пересчете на металлическое золото) раствора золотохлористоводородной кислоты.

Химическое созревание проводят при температуре 45±2°С в течение 110-150 мин до достижения максимальной светочувствительности. После этого в эмульсию вводят 90 мл 1%-ного раствора 5-метил-7-окси-1,3,4-триазоиндолицина (ста-соль).

С помощью 0,1М раствора Nа₂СО₃ доводят pН эмульсии до 8,0-8,5 и вводят 20 мл 0,25%-ного раствора стабилизатора 2-н.гептил-5-метил-6-бром-7-окси-1,3,4-триазоиндолицина и 5·10^-3 г на 1 кг N-фенил-N’-(1,3,5-триазаадамантил-7)-тиомочевины в качестве активатора спектральной сенсибилизации, 150 мл 0,1%-ного спиртового раствора сенсибилизирующего красителя I (R - этил, R₁=R₂ - сульфопропил, Z=Z₁ --нафтол, К⁺ - 3,3’-диэтилтиазолинокарбоцианин) (1) и 90 мл 0,1%-ного спиртового раствора красителя I (R - этил, R₁ =R₂ - сульфопропил, Z - 4,5-бензо-5’-метокси, Z₁ - 4’,5’-бензо-5"-метокси, К⁺ - 1,1’-диэтилхино-2,2’-монометинцианин) (2) и обычные поливные добавки.

Полученную эмульсию поливают на лавсановую основу с противоореольным контрслоем и адгезионным подслоем.

Сенситометрические испытания проводят нa сенситометре ФСР-41 при Т_цв 5000 К по ГОСТ 2817-50, резольвометрические испытания проводят на резольвометре РП-2М по ГОСТ 2819-68.

Характеристики фотоматериала приведены в таблице.

Пример 2.

Для синтеза зародышевой эмульсии при 40°С готовят следующие растворы: раствор № 1, содержащий желатин инертный - 700-750 г и воду обессоленую - 14 л, раствор № 2, содержащий серебро азотнокислое - 3,6 кг и воду обессоленную - 16,5 л, и раствор № 3, содержащий калий бромистый - 2,88 кг, калий иодистый - 0,125 г и воду обессоленную - 18 л.

В аппарат-кристаллизатор вводят раствор № 1, 50 мл 1%-ного раствора феноксола (пеногаситель), 70 мл 25%-ного раствора аммиака. При постоянном перемешивании значение pBr доводят до 3,3±0,5 раствором № 3. Процесс кристаллизации начинается включением дозировочного насоса для одновременной подачи растворов № 2 и № 3. Продолжительность кристаллизации (21±2) мин, скорость мешалки 1000-1400 об/мин.

Окончание кристаллизации - момент полного истечения раствора № 2. Через 10 мин после окончания кристаллизации эмульсию перекачивают в аппарат осаждения. Проводят осаждение эмульсии сульфополистиролом, промывку осадка (2 раза) обессоленной водой и диспергируют в предварительно набухшей желатине, вводят 120 мл 50%-ного раствора фенола. Эмульсию студенят. Химическое созревание не проводят. Полученная эмульсия имеет следующие физико-химические показатели:

рН 6,5±0,2

рВr 3,1±0,1

d_cp, мкм 0,12±0,02

Содержание серебра (метал.), г/кг 60±1

Далее в аппарат для кристаллизации, используя те же рабочие растворы, вливают раствор № 1, в который вводят навеску зародышевой эмульсии - 5,2 кг, устанавливают значение рВг 3,2±0,1, вводят 25%-ный раствор аммиака - 100-120 мл и одновременно начинают подавать растворы № 2 и № 3. За 3±0,5 мин (на 19±0,5 мин от начала кристаллизации) до завершения кристаллизации раствор № 3 заменяют на дополнительный раствор, содержащий 468 г бромида калия и 3,0 л обессоленной воды и продолжают одновременное сливание растворов № 2 и раствора бромида калия до полного истечения раствора № 2.

После кристаллизации проводят отделение твердой фазы при температуре 32±2°С путем введения 300 мл 50%-ного раствора уксусной кислоты и 600 мл 10%-ного раствора натриевой соли полистиролсульфокислоты. После отстаивания осадка в течение 30 мин сливают фугат, осадок 2 раза промывают обессоленной водой. В пробытый осадок при включенной мешалке (частота вращения 400 мин^-1) вводят 500 мл 10%-ного раствора натрия углекислого. Температура первой диспергации (45±1)°С.

Через 15±3 мин при перемешивании вводят желатину - 3 кг, набухшую в 6 л обессоленной воды, и перемешивают в течение 30±1 мин при вращении мешалки со скоростью 300 мин^-1. В конце диспергирования доводят значение рН и рВr соответственно до 6,9±0,2 и 3,1±0,2 введением 1N раствора бромида калия и 10%-ного раствора натрия углекислого.

Химическое созревание эмульсии проводит последовательным введением 1,2 л 25%-ного раствора бензолсульфиновокислого натрия, а через 60 мин вводят 0,08%-ный раствор золотохлористоводородной кислоты. Продолжительность созревания 120±10 мин.

Физико-химические параметры полученной эмульсии:

Средний размер МК, (d_cp) 0,35±0,2

Содержание иодида, % 3,0±0,1

Светочувствительность

(S_0,85) Не менее 70 ед.

Плотность вуали (D) 0,12

рВr 3,1±0,2

рН 6,9±0,2

Cодержание серебра (метал.), г/кг 53±4

Навеску готовой эмульсии 1 кг загружают в плавильный аппарат, заливают 200 мл обессоленной воды, 30 мл 1%-ного раствора стабилизатора (ста-соли) и плавят эмульсию до достижения температуры 38°С.

В расплавленную эмульсию при температуре 38°С вводят для получения pH 8,4 5,5 мл 10%-ного раствора натрия углекислого. После определения рН при перемешивании вводят добавки:

раствор стабилизатора-антивуалента (2-н.гептил-5-метил-6-бром-7-окси-1,3,4-триазоиндолицин) 0,2% - 35 мл (6,0·10^-3 г/кг), 0,1%-ный раствор спектрального сенсибилизатора (1) - 150; мл (3,0·10^-4 моль/моль серебра), 0,1%-раствор спектрального сенсибилизатора (2) - 60 мл (1,0·10^-4 моль/моль серебра), 80 мл 0,2%-ный раствор активатора (диперхлорат 3,3’-(1",2"-бис(этокси)-этил)-бис-(1-этилбензимидазолия))- 1,8·10^-4 моль/моль серебра, смачиватель (натриевая соль ди-2-этилгексилтетраэтиленгликолевого эфира сульфоянтарной кислоты) - 20 мл (0,1М) раствора, дубитель (композиция на основе мононатриевой соли 2,4-дихлор-6-окситриазина-1,3,5 и метабората натрия) - 10 мл (3%) раствора. После введения всех добавок мешалку выключают, эмульсию фильтруют в термостат для выстаивания в течение часа при температуре 36-38°С. Одновременно проводят подготовку к поливу раствора защитного слоя.

При этом на 1 л водно-желатинового 4%-ного раствора вводят 2 мл 10%-ного раствора натрия углекислого, 10 мл 0,1М раствора указанных смачивателя и 20 мл 3%-ного раствора дубителя.

После приготовления раствор фильтруют. Готовые растворы эмульсии и защитного слоя экструзионным методом наносят одновременно на полиэтилентерефталатную основу (ПЭТФ) с противоореольным контрслоем и адгезионным подслоем. При этом получают материал с наносом металлического серебра 2,6±0,1 г/м² и толщиной защитного слоя 1,2±0,25 мкм.

Химико-фотографическую обработку проводят в проявителе УП-2 при (20±0,5)°С. Экспонирование и определение сенситометрических показателей производят на сенситометре ФСР-41 и денситометре ДП-1. Резольвометрические испытания проводят на резольвометре РП-2М. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3.

Синтез эмульсии проводят аналогично примеру 2, но на стадии подготовки к поливу вместо сенсибилизаторов (1) и (2) вводят сенсибилизирующий краситель I (R - этил, R₁=R₂ - сульфопропил, Z - -нафтол, Z₁ - 4’,5’-(диметилтиено-2",3"), К⁺ - 1,1’-диэрилхино-2,2’-монометинцианин) (3) в количестве 2,8·10^-4 моль/моль серебра.