感光片在制作过程中主要程序如下：建立潜像于感光片上——曝光；变潜像为可见影像—显影；稳定可见影像—定影。


　　


　　一、潜像形成的原理


　　无论是在照相机、照排机或扫描仪上，当经过正确的曝光量下曝光后，总是在感光片上形成一些所需的图像。由于它很不容易被人的眼睛察觉到，这种影像，称作为潜像。


　　潜像如何形成的呢?原来在感光片的制作过程中，感光乳剂中除卤素银晶体外，还均匀分布着银原子和硫化银分子，它们在感光片的表面形成许多感光中心，如图：


　　曝光时，光能作用于卤素银(AgX)晶体，卤素银中的卤离子(X-)便失去一个电子而成卤原子(X)，如图中的乙，其反应式如下：


　　Ag+X + 光 = X + e + Ag+


　　卤素银 卤素 电子 银离子


　　所产生的自由电子，形成电子流在晶体中游动，当它们遇到感光中心时，就会被该中心所吸引，使该中心带上负电荷，当遇到负电场，便向感光中心集中，被中和成银原子。就如式子：


　　Ag+ + e = Ag


　　银离子 电子 银原子


　　当感光片的曝光量达到一定程度后，感光中心便因银的增加扩大而成显影中心，它是潜像的根据，所以生成卤元素，则被周围胶质吸收。


　　


　　二、转变潜像形成可见像


　　要把潜像变为可见像，必须使显影中心处的银原子继续增多，直到人的眼睛清楚地观察到，这就通过显影的作用来完成。


　　显影的目的是将感光片乳剂层受光处银盐分子的银离子还原成银原子，这一点它与曝光的作用一样，不过它是靠药物来完成的。因此，显影时也可以看成曝光的继续。


　　在显影中能还原卤素银的药物很多，它们都是易于氧化的化学物质。就针对对苯二酚为例来说明显影的原理。


　　对苯二酚在显影液中电离如下：


　　阴离子为显像离子，它很容易氧化成醌，并放出两个电子。


　　卤素银得到电子被还原成银。


　　卤离子与氢离子结合生成卤氢酸


　　它们的综合反应式如下：


　　曝光时有受光部分和未受光部分，而显影液则作用于整个感光层表面，然而为什么只有显影中心处的卤素银被还原成银呢?这是因为在显影液中加有溴化钾，它在溶液中电离出Br-。显影中心是银原子，它不可能吸附Br-，只有Ag+的地方才会吸附它。因此，除了显影中心外，都被Br-所包围，而形成负电屏障。这样，显影离子便从显影中心的缺口处进入晶体，而使卤素银还原出银。


　　


　　三、稳定可见影像


　　显影完毕的片子，能清楚地看到影像，但稳定性差，见光后会消失，如果存于显影液中，那么片子就会无任何图像，因此，就要用化学药物采用必要的处理才可达到要求，这个处理过程叫做定影。


　　定影的作用是把感光片上未受光和未受显影液作用的卤素银溶解掉，只保留已还原的银原子。因此定影剂要求能溶解卤素银，而不破坏已还原的银。属于这样的药剂有很多，但有的有毒，有的能使底片染色，所以通常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)。在特殊情况下，也可以采用硫代硫酸铵[(NH4)2S2O3]。其化学反应如下：


　　所以生成Na3[Ag(S2O3)2]和NaX都溶解于水。因而，达到显影的目的。


　　在显影液和定影液中，并非只有显影液和定影剂，还有其它的化学药物，并且都有各自作用，所以我们只有去了解它们的作用，在处理各种现象上才有根据。


　　


　　四、显影液的成份及其作用


　　1.显影液。显影剂是使卤素银还原出银的药物，最常用的是米吐尔和海多吉浓两种。但在水中极易氧化，在使用上应与其它药物作配合。


　　米吐尔又名依仑，学名硫酸甲基对氨基苯酚。分子结构如下：


　　它是白色或微带灰色的针状或粉末结晶，在10℃时，每100毫升水中可溶解4.8克。它很难溶于亚硫酸水溶液中，它是一种显像力很强的软性显影剂。显像时出像很快，当显影液作用强时，它在显影液中2秒～3秒钟即可出像，它的主要特点就是能使影像暗部与强光部分同时出像，但是底片上的明暗或黑白差别的程度小，即反差小。配成显影液和亚硫酸共存时保存性能好，对溴化钾温度反应较小，它和海多吉浓在同程度上对比，不易污染底片。


　　海多吉浓又名几奴尼，它的学名被称作对苯二酚，分子结构式为：


　　它的颜色呈灰白或白色，一般是细针状晶体，在20℃时每100毫升水中可溶解6克，其水溶液很易变黄，这是因为它是易氧化的物质。为了防止氧化，使其具有良好的显影性能，一般的要在水中先溶解亚硫酸钠，而后溶解海多吉浓。海多吉浓显影作用较慢。尤其对曝光特别少的部分，作用甚微，但是一经出现影像后，密度会增高很快，因此底片明暗或黑白差别非常大。具有高反差的显影作用，在使用海多吉浓显影液时，其溶液的PH值和温度变化对显影作用影响很大，所以，使用显影液应在一定温度下显影，以达稳定的目的。它必须在碱性显影液中才能显影，在PH值为9.5～11范围使用较好，PH值越大即碱性越是增强，底片的密度和反差越大。显影液的温度如果低于10℃时，显影作用非常缓慢，温度很低时，几乎不起显影作用，但是如果温度高于20℃时，显影虽然快，但使底片很容易产生蒙翳。因此，使用时温度应在较稳定的范围内，它常与米吐尔合用，取长补短，从而达到了正确的显影目的，在与米吐尔合用时，称它们为M—Q显影液。


　　2.保存剂。保存剂通常是亚硫酸钠，又叫硫氧粉，它的作用是防止米吐尔氧化。有无水的和结晶的两种。其分子式为Na2SO3(无水亚硫酸钠)和Na2SO3·7H2O(结晶的)。无色的为白色粉末状，在空气中比较安定；结晶的为白色颗粒状，在空气中易氧化成硫酸钠，因此应密闭贮存，使用时两种都可采用，但应注意用量，若无水的用1克，则结晶的应用2克，因为无水的分子量为126，而结晶的分子量为252，正好是无水的两倍。现存情况下我们常用无水的，以利于保存显影液，一般温度高时，用量可适当增加，以提高影像反差，但是过多不利于底片质量，很容易溶解底片中的卤素银。所以往往要求显影液有稳定的温度。


　　3.促进剂。促进剂都是碱性的物质。通常有强碱、弱碱和柔碱3类，常用的是柔碱。


　　(1)柔碱。柔碱主要有碳酸钠(Na2CO3)和碳酸钾(K2CO3)，其水溶液的PH值为10.8。碱性较为弱些。


　　碳酸钠有无水的、一水的(Na2CO3·H2O)和结晶的(Na2CO3·10H2O)3种，都可以使用，其用量比为:无水:一水:结晶＝1:1.17:2.7。在温度高时，应适当减少用量，量多很容易使底片产生蒙翳，影响底片质量。


　　碳酸钾在空气中易吸收水分而逐渐潮解，在水中的溶解度比碳酸钠大，促进作用比碳酸钠强。在使用时应注意用量。其比例为碳酸钠与碳酸钾之比为1:0.77。


　　(2)弱碱。通常有硼砂(Na2B4O7·102O)和异性硼酸钠(NaBO2)。后者的碱性比前者强。它们在水解液中发生电离，但只是一小部分，当显影液在使用中PH值降低时，它们又会发生电离现象，所以在一定的条件下保持了PH值的稳定性，利于了显影。


　　(3)强碱。常用的强碱有氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)又称苛性钠和苛性钾，都是白色晶块，在空气中很易潮解，溶于水并能放出大量的热，能腐蚀皮肤，使用时应注意。同时还应注意密闭保存以免与空气中的CO2反应降低了碱的强性，常用于要求底片反差大的快速显影液中。但用量不能过多，液温不能过高，否则底片会产生较大的蒙翳。影响底片透明度。


　　4.抑制剂。常用的抑制剂是溴化钾(KBr)。此外，还有溴化钠(NaBr)、氯化钠(NaCl)、碘化钾(KI)等。它们都可以提高底片影像上的反差，降低蒙翳，可调节影物强光部分与暗调部分层次在底片上的正确呈现。但用量过多，虽然反差可以增强，但影像层次很易受损失。在网点或细小的线条和文字中，溴化钾的用量比一般要多。但它对海多吉浓的影响特别大。用量多，出现太慢，因为它抑制了海多吉浓的显像特性，如果用量过多，就会完全使显影剂丧失显影作用。


　　在显影液各种化学成份中，显影剂都是易氧化的物质，由于它的氧化而放出电子，使卤素银得到电子而还原出金属银，因而达到显影的目的。后劲较强的显影剂在显影液中易电离。


　　对苯本酚的电离如：


　　它在显影液中的综合反应式为：


　　保存剂的作用是防止配制显影液时或贮存过程中显影液氧化。尤其是米吐尔，氧化迅速。所以在配制药品时应先加入保存剂，以控制米吐尔对氧的化学反应。其在显影液中的反应式如下：


　　氧化后所生成的醌，没有显影作用。亚硫酸的作用，就在于夺取氧，不让它与显影剂发生反应，使显影剂在水中保持醌离子的显影功能。


　　亚硫酸钠不仅能防止海多吉浓被氧化，而且与经过显影后氧化了的海多吉浓——醌生成弱的显影物——对苯二酚磺酸钠。


　　促进剂的作用是调整显影液中氢离子的浓度，从而控制显影剂的电离浓度。显影过程中，溶液中释放出的氢离子，如果不加以控制，那么会使溶液中氢离子浓度继续增大，使得PH值明显降低，显影剂的电离速度就会明显减慢，从而严重影响了显影速度。碱的促进作用就在于它与氢离子不断中和而生成水，从而使显影液中的显影离子保持稳定的浓度，使显影进行得正常。其化学反应如下：


　　抑制剂的功能在于使未受光作用的卤素银不起显影作用。因为溴化钾在溶液中电离出溴离子(Br-)被吸在感光片有银离子(Ag+)的地方。我们知道显影中心是金属银所组成，因此，它吸附Br-的能力比显影中心的小得多，这样感光片上没有显影中心的地方被Br-所覆盖，而形成负电荷屏障，排斥显影离子，从而使该处的Ag+不能被还原为Ag。但溴化钾的用量多，则溴离子的浓度大，显影中心周围的溴化银的表面，会因吸附过量的溴离子而显著的改变显影速度。


　　


　　五、定影液成分及作用


　　在曝光后的胶片定影时，一般都采用硫代硫酸钠作定影剂，并加无水亚硫钠防止定影液氧化。但有不同胶片有时要求不同：在温度高时，则在酸性定影液中加入坚膜剂钾矾或铬矾。一般情况下也可不加。其配方是：


　　硫代硫酸钠 250克


　　无水亚硫酸 15克


　　醋酸 45毫升


　　钾矾 15克


　　水 加至1000毫升


　　硫代硫酸钠定影的化学反应：


　　因Na3[Ag(S2O3)2]和NaX都溶解于水，因而达到显影目的。


　　硫代硫酸钠的水溶液是偏近碱性的，底片从碱性显影液中取出来，如果放在单一的硫代硫酸钠水溶液中进行定影时，因为底片的膜层内所吸收的显影液会继续在其中起着显影作用；其次在定影过程中由于定影液的PH值不断增高，定影液很容易被氧化变色，加入了酸，就会使定影的乳剂层很快被酸中和而停止显影作用，定影液也就不会被氧化了的显影液而脏污。但酸能分解硫代硫酸钠，使定影作用降低。其化学反应如下：


　　所以在加酸之前，先加入无水亚硫酸钠，使醋酸与亚硫酸起化学反应，生成亚硫酸氢钠。


　　从而阻止了醋酸对硫代硫酸钠的分解作用。亚硫酸氢酸是酸性的，它与显影后放入定影液中进行定影的碱性乳剂层中和，又生成亚硫酸钠。


　　这样既可以使定影液处于酸性状态，不断地中和从显影液中带来的余液而停止显影。又能使定影液较长时使用而不变色。


　　当液温达到21℃以上时，定影液中一般要加入坚膜剂，以防止乳剂层被破坏。


　　坚膜剂有：钾钡[Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O]、铬矾[Cr2(SO4)3·K2SO4·24H2O]和甲醛(HCHO)。甲醛的坚膜作用强，铬矾次之，钾矾的作用较弱。采用时应根据液温情况选用，通常使用钾矾和铬矾。因甲醛有毒，只有特殊情况才采用它。


　　


　　六、水洗


　　当定影完毕后，总要用干净的水冲洗净胶片上余存的定影液。水洗的目的是要彻底消除影像膜层内所含的硫代硫酸钠及其它可溶性盐。如果水洗不彻底则残存的硫代硫酸钠日久分解出硫而使底片变黄。通常水洗时间在流水盆内不少于半小时。水洗完毕，可将底片悬挂在无尘处晾干或风干，严禁用烘烤的办法使其脱水，以免引起胶片变形。


　　 ·责任编辑 李永林·

[时间：2001-09-05  作者：高保府  来源：中国印刷]