книги из ГПНТБ / Современное развитие метода выделения твердой фазы фотографической эмульсии сборник статей
..pdfМИНИСТЕРСТВО 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
Гае. «*вл#чн«*
*ы *т **т *
Смб *•« *****
ЬК'-зьМ; viH*
ЧИТАЛЬНОГО ЗА М
/I '■-/
АННОТАЦИЯ
Сборник посвящен одной из актуальных проблем создания высокоэффективных способов изготовления фотографических эмульсий — методу выделения твер дой фазы. Публикуемые статьи характеризуют совре менное состояние, основные направления и результаты научно-исследовательских и технологических работ в этой области.
Сборник представляет интерес для инженерно-тех нических и научных работников предприятий и инсти тутов химико-фотографической промышленности, а так же для аспирантов и студентов вузов, специализирую щихся в технологии производства фотографических ма териалов.
П о д р е д а к ц и е й В. М. УВАРОВОЙ и Н. Г. УШОМИРСКОГО
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