книги из ГПНТБ / Современное развитие метода выделения твердой фазы фотографической эмульсии сборник статей

МИНИСТЕРСТВО ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ПЕРЕСЛАВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД

СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ

МЕТОДА ВЫДЕЛЕНИЯ

ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

ФОТОГРАФИЧЕСКОЙ

ЭМУЛЬСИИ

Сборник статей

Я Р О С Л А В Л Ь 1974

Н. Г. УШОМИРСКИЙ

ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ МЕТОДА ВЫДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

Советский народ под руководством Коммунистической партии последовательно претворяет в жизнь решения XXIV съезда КПСС. Призыв — дать продукции больше, лучшего качества, с меньшими затратами — стал девизом самоотверженного труда и борьбы за выполнение заданий девятой пятилетки.

«Суть поворота в экономической политике, которого потребовал XXIV съезд партии, — подчеркнул товарищ Л. И. Брежнев в докладе о 50-летии Союза ССР, — это круто изменить ориентацию, перенести упор на интенсив­ ные методы ведения хозяйства, обеспечить тем самым серьезное повышение эффективности экономики» *. В предстоящие годы работа по повышению эффективности производства в промышленности должна вестись по не­ скольким основным направлениям.

Одно из них — снижение материалоемкости, экономия сырья и материалов. Другое — это более рациональное использование трудовых ресурсов, снижение трудовых затрат, в первую очередь за счет сокращения ручного и физического тяжелого труда. И третье направление — это существенное повышение качества производимой продук­ ции, и соответственно, развитие производств, обеспечи­ вающих решение этой задачи **.

Требования XXIV съезда нашей партии со всей остро­ той и очевидностью показали необходимость решения ря­

*«Коммунист», 1971, № 18.

**Л. И. Б р е ж н е в . Отчетный доклад ЦК КПСС XXIV съезду Коммунистической партии Советского Союза

3

да серьезных теоретических и практических задач по всем указанным направлениям интенсификации и повышения эффективности науки и производства в химико-фотогра­ фической промышленности.

Научно-техническая революция и непрерывный рост благосостояния советского народа обусловили распрост­ ранение фотографических методов исследования и более широкое использование фотографических материалов как во всех отраслях науки, техники и промышленности, так и во всех областях общественной жизни, культуры, искус­ ства и народного потребления. К концу 1975 года наша промышленность расширит ассортимент выпускаемых кинофотопленок до 200 видов, фотобумаг — до 40 видов [1]. Несмотря на непрерывный рост ассортимента и общего выпуска фотографических материалов, обеспечение ими потребностей страны составляет около 80% (по кинофото­ пленкам) [2], а по другим видам кинофотоматериалов, в том числе и по фотобумаге, еще ниже. Производство ки­ нофотопленок в 1975 году превысит 2 млрд. пог. метров, фотобумаг— 105 млн. м2 [1]. Среднегодовые темпы роста объема производства химико-фотографической промыш­ ленности в девятой пятилетке будут выше 9% [3]. При­ рост объема производства кинофотоматериалов и повы­ шения эффективности отрасли будут в основном достиг­ нуты за счет реконструкции Шосткинского химического комбината, Казанского химического завода и строитель­ ства Переславского химического завода.

Техническое перевооружение предприятий предусмат­ ривает внедрение высокоскоростных экструзионных мето­ дов отлива основы и нанесения эмульсии, интенсивной сушки светочувствительных слоев, механизации и автома­ тизации производственных процессов.

Для обеспечения планируемого выпуска кинофотома­ териалов предприятиям необходимо ежегодно произво­ дить тысячи тонн различных фотографических эмульсий. Поэтому создание принципиально новых, современных, экономически эффективных, механизированных и автома­ тизированных автоматических процессов получения фото­ графических эмульсий стало объективной необходимо­ стью.

Одним из наиболее прогрессивных, из описанных в литературе [4—13], является процесс изготовления фото­ графических эмульсий методом выделения твердой фа­

4

зы * при переходе от физического созревания к химиче­ скому. С разработкой и внедрением в производство раз­ личных вариантов этого метода упростился технологиче­ ский процесс изготовления фотографических эмульсий, появилась возможность получения эмульсии с низким зна­ чением «р» — величины, выражающей весовое отношение желатины и серебра, содержащихся в эмульсии. Сниже­ ние величины «р» наряду с экономией дорогостоящей и дефицитной желатины позволяют получать высоковязкие эмульсии с низким влагосодержанием, необходимые для высокоскоростных экструзионных методов нанесения и интенсивной сушки эмульсионных слоев. Получение эмульсий с повышенной концентрацией галогенида сереб­ ра сделало также возможным выпуск тонкослойных фото­ графических материалов, более экономичных не только в процессе производства, но и в процессах их использова­ ния у потребителей. Они значительно превосходят по фи­ зико-механическим, фотографическим, оптическим и другим свойствам обычные материалы, позволяют интен­ сифицировать процессы обработки, обладают лучшими эксплуатационными свойствами и выдерживают большие сроки хранения. И, наконец, метод выделения твердой фазы открывает широкие перспективы в решении задач создания высокоэффективного, механизированного и автоматизированного непрерывного технологического процесса изготовления фотографических эмульсий.

Одним из пионеров в разработке и промышленном внедрении новой технологии производства фотографиче­ ских эмульсий был Переславский химический завод. Еще в 30-х годах проводились интенсивные исследования про­ цессов выделения твердой фазы методом коагуляции с применением сульфата натрия (сульфатная коагуляция), ацетона и других коагулянтов. Этот метод нашел затем

* Для соблюдения единства терминологии в сборнике употреб­ ляемые в статьях различными авторами выражения «Выделение твердой фазы», «Разделение фаз», «Осаждение твердой фазы» редак­ торы применили для обозначения явления разделения фаз в резуль­ тате выделения в осадок (осаждение) твердой фазы в рамках объема дисперсной системы (фотографической эмульсии).

Для обозначения процесса удаления из дисперсной системы основной массы одной из фаз применялось выражение, например, «Отделение твердой фазы от жидкой». (Ред.)

5

практическое применение в процессе изготовления эмуль­ сии «Микрат».

С появлением в конце 50-х, начале 60-х годов большо­ го ассортимента поверхностноактивных веществ на заво­ де широко развернулись исследовательские работы по их применению для осаждения твердой фазы. Итогом этих работ явилось внедрение новой прогрессивной технологии для промышленного производства среднечувствительных кинонегативных, позитивных кинопленочных и фотобумажных эмульсий. Широкое внедрение эта технология получила на Шосткинском химическом комбинате и Ка­ занском химическом заводе.

В результате научно-исследовательских и технологиче­ ских работ, проведенных в институте, его филиалах и на предприятиях отрасли, за последние годы достигнуты значительные успехи как в исследованиях процессов осаждения, так и в усовершенствовании на этой базе тех­ нологических процессов изготовления фотографических эмульсий. Проводятся исследовательские работы по отде­ лению, промывке и концентрированию твердой фазы не­ прерывным способом и разрабатываются методы расчета этих процессов.

Производство фотографических эмульсий с использо­ ванием выделения твердой фазы в настоящее время ста­ новится основным промышленным методом, вытесняю­ щим традиционную промывную технологию.

На повестку дня поставлен вопрос о создании специ­ ализированной аппаратуры для отделения твердой фазы и других стадий изготовления фотографических эмульсий.

Определяющее влияние операции осаждения на весь процесс изготовления эмульсий методом выделения твер­ дой фазы стимулировало проведение ряда научно-иссле­ довательских работ по физико-химии процесса осажде­ ния, синтезу новых химических осадителей и всесторонне­ му исследованию их осаждающего действия, а несовер­ шенство процессов центрифугирования и тонкослойного сепарирования привело к поискам и исследованию воз­ можностей новых способов разделения и отделения фаз.

Состоянию технологии изготовления фотографических эмульсий методом выделения твердой фазы при переходе от физического созревания к химическому была посвяще­ на научно-техническая конференция предприятий химико­ фотографической промышленности в городе Переславле-

6

Залесском в июне 1972 года. Доклады и сообщения участ­ ников конференции показали, что в настоящее время опре­ делились и получили промышленное применение различ­ ные методы перехода от физического созревания к химическому, а также предложен ряд новых способов, по разным причинам еще не нашедших широкого промыш­ ленного применения.

Обширный обмен мнениями и опытом работы на этой конференции показал актуальность проблемы и большой интерес к ней как со стороны научных работников, так и со стороны работников промышленных предприятий.

Материалы настоящего сборника отражают основные направления научно-исследовательских и технологиче­ ских работ, проведенных за последнее время в этой обла­ сти. В статьях приводятся результаты исследований и анализируются возможности процесса изготовления раз­ личных сортов фотографических эмульсий методом выде­ ления твердой фазы при использовании в качестве осадителей различных веществ.

Наряду с успехами, предприятия встречаются с рядом трудностей: отсутствие осадителей, полностью отвечаю­ щих разнообразным и жестким требованиям технологий, недостаточная разработанность связи операций выделе­ ния и отделения твердой фазы с предшествующими и пос­ ледующими технологическими операциями, отсутствие ти­ повых технологических процессов, периодичность процес­ са изготовления фотографических эмульсий, свойственная всем известным промышленным методам, и ряд других.

Одним из наиболее сложных элементов при создании непрерывного процесса изготовления фотографических эмульсий является осуществление непрерывной промывки и отделения твердой фазы при переходе от физического созревания к химическому.

В статье Н. Г. Ушомирского дан краткий обзор извест­ ных способов перехода от физического созревания к хи­ мическому и их классификация по методам, применяемым для удаления солей перед физическим созреванием. Ана­ лиз достоинств и недостатков сделан с точки зрения при­ годности каждого метода, отдельного способа или прин­ ципов, на которых они основаны, для применения их при разработке непрерывного процесса перехода от физичес­ кого созревания к химическому. Из анализа следует, что для осуществления непрерывного процесса наиболее при­

7

годен способ химического осаждения в сочетании с гид­ роциклонным отделением, промывкой и концентрировани­ ем твердой фазы.

Е. В. Столярова и Е. С. Алмазова рассматривают во­ просы изготовления эмульсий для цветных позитивных и негативных кинофотопленок методом выделения твердой фазы. В качестве химических осадителей авторы исполь­ зовали натриевую соль сульфополистирола (СПС) и поливинилсульфат натрия (ПВС).

Разработке комбинированного способа изготовления позитивных, негативных, рентгеновских и др. черно-белых кинопленочных эмульсий посвящена статья Л. М. Богда­ нова и А. Д. Вяткиной. По мнению авторов, этот способ должен сочетать использование осадителей для разделе­ ния фаз безаммиачных эмульсий — ПВС, аммиачных — СПС и саморазгружающегося сепаратора * для выделе­ ния твердой фазы.

В работе М. К. Шакирова, В. И. Липчанской, В. В. Ти­ товой и В. И. Моревой исследовались условия осаждения твердой фазы черно-белых позитивных и рентгеновских эмульсий натриевыми солями алкилбензосульфокислот (сульфанолом). Авторы рекомендуют сульфанол для промышленного применения.

Н. Г. Ушомирский и В. К. Ефимов в своей статье при­ водят результаты исследования технологии получения черно-белых позитивных негативных и других кинопле­ ночных, а также фотобумажных эмульсий методом выде­ ления твердой фазы. В качестве осадителей использова­ лись натриевая соль дигексилового эфира сульфоянтарной кислоты (СВ-1017), алкилсульфат натрия (АСН), натриевая соль диизобутилнафталинсульфокислоты (СВ101), СПС и ПВС. Авторы считают, что-при изготовлении позитивных, низко- и среднечувствительных негативных и фотобумажных эмульсий целесообразно использовать в качестве осадителя СВ-101. Вместе с тем отмечается не­ пригодность СВ-101 для процесса получения высокочув­ ствительных аммиачных эмульсий.

Исследованию свойств химических осадителей —■ СВ-101, сульфанола, АСН, ПВС и СПС в процессе синте­ за фотобумажных эмульсий посвящена работа М. И. Шо­ ра, В. Г. Павловой и Г. А. Заранкиной. Авторы считают,

* Конструкция саморазгружающегося сепаратора для этих целей еще не разработана. (Ред.)

8

что при производстве фотобумажных эмульсий целесооб­ разно использовать в качестве осадителя СПС.

К. М. Гинзбург в своей работе провела сравнительный анилиз свойств фотографических эмульсий, полученных с применением осадителей АСН, СПС, и СВ-101. Автор приходит к выводу о перспективности использования СПС

вкачестве осадителя при синтезе фотобумажных эмуль­ сий методом выделения твердой фазы.

Из краткого обзора перечисленных статей видно, что основное внимание авторов было сосредоточено на иссле­ довании осаждающей способности веществ двух классов: полимеров — СПС, ПВС и поверхностно-активных ве­ ществ (ПАВ) — СВ-101, сульфанола, СВ-1017 и АСН. При этом предпочтение отдается первым трем соедине­ ниям.

Однако в настоящее время предложено использовать

вкачестве химических осадителей очень большое количе­ ство поверхностно-активных и полимерных веществ са­ мых различных классов. В статье С. М. Леви обобщены результаты работ советских и зарубежных ученых по ис­ следованию большого числа различных веществ, предло­ женных в качестве осадителей твердой фазы фотографи­ ческих эмульсий. Проведены сравнение и оценка различ­ ных осадителей, дан анализ состояния технологии изготовления фотографических эмульсий методом выде­ ления твердой фазы. В заключение рекомендованы наи­ более эффективные способы выделения твердой фазы, отделение фаз и дана обширная библиография.

Всборнике помещены работы, посвященные изучению процесса разделения фаз с помощью химических осади­ телей—-механизма процесса осаждения, влияния различ­ ных осадителей на эффективность действия сенсибилиза­ торов различного строения. Важным технологическим и технико-экономическим фактором, характеризующим лю­ бой осадитель, является его осаждающая способность. Эта способность у ПАВ растет в известных пределах с ростом степени их взаимодействия с желатиной.

Работа В. М. Уваровой, Н. В. Аносовой и В. А. Маль­ цевой посвящена исследованию связи взаимодействия анионных ПАВ с желатиной и их осаждающего действия. Авторы установили, что только ионогенные ПАВ увеличи­ вают вязкость желатиновых растворов, при этом степень увеличения вязкости растет с ростом молекулярного веса

9