Fotoemulsion er en kolloid suspension af mikrokrystaller af sølvhalogenid i fotografisk gelatine , som danner et lysfølsomt lag af moderne gelatine - sølv fotografiske materialer [1] . Ud over halogenidmikrokrystaller indeholder emulsionen også andre hjælpestoffer: sensibilisatorer, antiseptika , stabilisatorer, blødgøringsmidler og andre. Emulsionslag af kromogene fotografiske materialer indeholder også farvedannende komponenter [2] [3] . En fotografisk emulsion påføres glas , celluloid film eller papir i form af et eller flere lag. Tykkelsen af et emulsionslag varierer fra 6 mikrometer for fotografisk papir til 20 for fotografiske negative materialer. Under laboratoriebearbejdning absorberer emulsionen vand og øges i tykkelse flere gange [4] .
Den fotografiske emulsionsproduktionsproces består af følgende trin: emulgering, fysisk modning, fjernelse af biprodukter og kemisk modning [5] . Emulgering reduceres til syntese af sølvhalogenider , såsom bromid , som et resultat af reaktionen mellem en opløsning af sølvnitrat og kaliumbromid i opsvulmet gelatine . På samme måde kan sølviodid eller -chlorid opnås ved reaktion med kaliumiodid eller -chlorid [6] . Der er to metoder til emulsionssyntese: ammoniak og ammoniakfri. Den mest udbredte er den første af dem, hvor sølvnitrat først omdannes til sølvammoniak , og først derefter til et halogenid [7] . Sølvhalogenidet opnået efter emulgering har praktisk talt ingen lysfølsomhed [8] . Den resulterende emulsion får de nødvendige egenskaber i løbet af yderligere operationer: den første og anden modning.
Fysisk modning består i at holde den fotografiske emulsion ved en forhøjet temperatur i en vis tid. Typisk foregår processen i specielle chrom-nikkelstål-emulsions-kogningstanke ved 40-80 °C , hvilket tager fra 10 minutter til en time [9] . Under modningen er der et kontinuerligt fald i antallet af mikrokrystaller og en stigning i deres gennemsnitlige størrelse, forårsaget af opløsning af mindre krystaller og vækst af større på grund af dem [10] . Fotografisk gelatine under emulgering og den første modning forhindrer sølvhalogenid-mikrokrystallerne i at klæbe sammen og falde til bunden af karret [11] .
Efter afslutning af den første modning følger stadierne af gelering og vask. I dette tilfælde afkøles den fotografiske emulsion først ved at sænke temperaturen for at stoppe modningen, og derefter knuses den til aflange stykker - "orme", som vaskes med rindende vand i flere timer [12] . Skylning er nødvendig for at fjerne sidestoffer: ammoniak , kaliumnitrat , overskydende kaliumbromid og andre stoffer dannet under emulgering. Vandet, der bruges til skylning, skal være rent og fri for urenheder, der påvirker emulsionens fotografiske egenskaber [9] . For nogle typer fotopapiremulsioner er vask udelukket fra produktionscyklussen.
Efter vask er afsluttet, følger et andet eller kemisk modningstrin. For at gøre dette fyldes den knuste emulsion i det næste emulsionstilberedningsapparat, svarende til det første, hvor det smelter og blandes [10] . Under processen sker der kemiske reaktioner på overfladen af emulsionsmikrokrystallerne dannet under den første modning. De består i vekselvirkningen af sølvbromid med urenheder indeholdt i gelatine, hvilket resulterer i dannelsen af urenhedscentre eller modningscentre, som består af ubetydelige mængder metallisk og sølvsulfid . Under påvirkning af temperaturen udvikler modningscentrene sig gradvist til lysfølsomhedscentre, hvis tilstedeværelse bestemmer lysfølsomheden [9] .
I processen med kemisk modning øges fotosensitiviteten og kontrasten af den fotografiske emulsion kraftigt . Efter cirka en time stoppes processen, da dens fortsættelse fører til en uacceptabel forøgelse af sløret [13] . Ofte, før den anden modning, tilsættes en lille mængde guld til emulsionen, på grund af hvilken dens lysfølsomhed stiger fra to til fire gange, og også kornet falder. Efter afslutningen af den anden modning genafkøles emulsionen, knuses igen og pakkes derefter i specielle rustfri stålbeholdere [14] . I denne form opbevares den færdige emulsion ved en temperatur på 4–6 °C, indtil den påføres underlaget [15] .
Processen med at forberede emulsionen til kunstvanding består i dens smeltning til flydende tilstand, filtrering og indføring af følgende stoffer [16] :
Efter at emulsionen når de specificerede fysisk-kemiske og sensitometriske parametre, påføres den på det passende substrat ved hjælp af vandingsmaskiner og udsættes for tørring ved en strengt defineret temperatur og fugtighed. Af særlig betydning under tørringen er luften, som er grundigt renset for støv. Overtrædelse af tørreregimet og dets varighed kan have en meget stærk effekt på emulsionens fotografiske egenskaber og nogle gange forårsage dens ødelæggelse.
Den færdige emulsion indeholder sædvanligvis, efter vægt, ca. 6% tør gelatine og 4% sølvhalogenid. For hver kvadratmeter færdige sort-hvide negative fotografiske materialer bruges 12 til 15 gram, og for positive fra 1,5 til 8 gram sølv [13] . 1 kvadratmeter farve flerlagsfoto eller film indeholder op til 8 gram sølv [17] .