感光乳剂（具有感光性质的涂料）

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更新时间：2023-05-23
感光乳剂
具有感光性质的涂料
感光乳剂是指一种具有感光性质的涂料，通常由溴化银和明胶组成，其中的溴化银起主要的感光作用。明胶起到载体和加强光敏性的作用。感光乳剂涂到片基上就成了可以感光的胶卷。涂到特殊的纸上就成了相纸了。日本富士公司推出了一款感光乳剂。名叫“富士写真乳剂”。它可以让你自己涂到你喜欢的物体表面上，然后就可以在物体上放大照片。
基本信息
外文名
Emulsion
定义
具有感光性质的涂料
性状
奶黄色粘稠状液体
组成
溴化银和明胶
简介
卤化银感光材料的基本组成部分，系卤化银微晶在明胶溶液中的悬浮体。感光乳剂经射线照射后能发生微弱的化学变化而形成潜影，经显影后才可变为可见影像。将感光乳剂均匀涂布于支持体上即构成银盐感光材料。
1871年，英国的业余摄影爱好者R.L.马多克斯提出溴化银明胶干版的制法，以后即开始形成了早期的感光乳剂制造技术。到20世纪20年代发现了明胶中的微量含硫物质可有效地提高卤化银乳剂的感光度。1935年E.J.比尔发明了感光乳剂的稳定方法。同年Ρ.科兹洛夫斯基又发现了微量金盐可使卤化银乳剂的感光度大幅度提高，为现代高感光度乳剂的制备奠定了基础。
性质和组成
感光乳剂在室温时是奶黄色粘稠状液体，当温度降到10℃左右时即凝结成胶冻状。卤化银微晶是感光乳剂中的光敏物质，平均直径只有 1μm左右。其形状可以是立方体或八面体，或具有各种不规则的形状。实用的卤化银微晶常是各种混合晶体。例如：氯化银和溴化银的混合晶体，或掺杂着少量碘化银的溴化银晶体等。这种混合晶体可使感光乳剂具有所需的感光性能。感光乳剂中的明胶使卤化银微晶分散均匀，并赋予卤化银微晶以必要的感光性能。发展了一系列严格控制卤化银微晶结构的新工艺，并先后研制成功了一些具有特殊结构的卤化银微晶。例如薄片状颗粒，也称 T颗粒和双层结构颗粒等，使彩色片的感光度达到了ISΟ1000～1600的水平。
生产过程
感光乳剂的生产过程直接影响其感光度、反差和分辨率等性能。必须严格控制其原料规格和反应条件（温度和时间等），任何细微变化，都会导致感光乳剂性能的变化。在感光乳剂的生产过程中，除了配液外，从乳化开始直到制备结束都必须在暗室内的安全灯下进行。安全灯（通常为红灯）的亮度也必须严格控制。实现了机器人操作，整个过程均可在全黑中进行。
感光乳剂的生产分为四个阶段：
①　配液　制备感光乳剂所用多种原料，都需先配制成一定浓度溶液。
②乳化和物理成熟　先往乳化反应釜中加入明胶溶液，然后按规定的速度加入硝酸银溶液和卤化碱金属溶液，以溴化银乳剂为例，即发生如下反应：
感光乳剂
AgNO3+KBr─→AgBr+KNO3反应生成的溴化银以微小的晶体均匀分散在明胶溶液中，这一过程即称为乳化过程。先将溴化钾溶液加入釜内，再将硝酸银溶液注入，称为单注法乳化过程；将硝酸银溶液和溴化钾溶液同时注入反应釜的过程，则称为双注法乳化过程。在乳化过程中生成的卤化银微晶过于细小，还要在一定温度下继续搅拌，使部分微晶溶解，利用介质中卤化银的过饱和状态，使微晶继续生长，并达到一定的尺寸。这一过程即为物理成熟过程。
③　沉降水洗　采用高分子沉降剂使感光乳剂凝聚沉降，再水洗除去水溶性盐类。曾采用冷冻切条水洗。
④　化学成熟　感光乳剂经水洗后还需在一定的温度下与微量的化学增感剂反应一定的时间，使卤化银微晶的表面上产生极微小的感光中心，从而使感光度得以大幅度地提高。这一过程即称为化学成熟过程。常用的化学增感剂有含硫化合物和贵金属盐等。化学成熟后的感光乳剂经冷凝后贮存于冷库，需要时再加热熔化，并添加一些感光乳剂添加剂，即可进行涂布而制得感光材料。
使用过程
综述
使感光乳剂均匀地分布在支持体表面再经冷却、干燥而制成可用的感光材料的过程，是卤化银感光材料生产工艺的重要组成部分。照相感光材料特别是彩色感光材料的涂层结构十分复杂，有的彩色胶片的涂层数多达十几层，而总厚度仅20μm左右。因此，在照相感光材料生产过程中，对感光乳剂的涂布和干燥要求十分严格：诸如涂层薄而均匀，性能一致而稳定，表面洁净而平整，不能有各种划伤、条道、疵点等弊病。为此，必须采用特别精密的涂布方法和装置。
涂布方法
有沉浸涂布、坡流挤压涂布和自由落帘涂布三种：
沉浸涂布　20世纪60年代以前普遍采用的方法。涂布辊浸入盛有涂液的涂布槽中一定的深度，支持体包紧在涂布辊上以恒定的速度向前运行，经过涂布槽时与涂液相接触即带上一定量的涂液，使之均匀分布于支持体表面。显然每通过一次涂布槽只能涂上一层涂层。涂布质量则主要取决于涂液与被涂支持体表面间的液/固润湿铺展特性。涂布速度一般限制在20m/min以下。
坡流挤压涂布 　被涂的各层涂液分别从进料口进入挤压嘴的内腔，继而从位于内腔上部的开口缝隙流出，在倾斜的坡流面上互相叠合，并在重力作用下向下流动。涂液在挤压嘴的唇边处与保持一定间距的被涂支持体相接触，并形成一特定的液桥。通过液桥的作用，运行中的支持体被均匀涂上所需的涂层。只要叠合的各涂液层能保持层流状态，并采取措施使液桥稳定，就可以保证一次多层高速涂布的顺利进行；在总涂布量保持一定的情况下，由于实现了多层涂布，每层的涂布量即涂布厚度可大为减薄。因此，坡流挤压涂布与传统的沉浸涂布相比较，具有多层、薄层、高速的显著特点。先进的坡流挤压一次可同时涂布6层以上，涂布速度可达100m/min以上。
自由落帘涂布，在坡流挤压涂布工艺基础上发展起来的新技术。涂液从涂布缝隙流出，经过一特殊的倾注式斜面，形成自由垂直落帘，转移到运行的支持体上，这种方法避免了涂布间隙和液桥作用的影响，适合于每分钟达几百米以上的高速涂布。
冷凝和干燥　感光乳剂中存在着大量水分，涂于支持体上的乳剂，在运动过程中会发生流淌，因此要用冷风使涂层冷凝定型，使其不再有流动性，然后再进行干燥。由于感光材料涂层特性的要求，一般都采用低温（不超过40℃）、高风速(20～30m/s)和低含水量的空气进行干燥，干燥用空气必须经特殊的空调和净化处理。