현상액
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1. 개요
현상액은 감광 재료에 맺힌 잠상을 가시화하는 과정에 사용되는 화학 용액이다. 현상액은 할로겐화은을 금속 은으로 환원시켜 잠상을 보이게 하며, 현상 주약이 주된 역할을 한다. 현상액은 현상 주약, 현상 보존제, 현상 촉진제, 현상 억제제 등으로 구성된다. 현상 과정은 암실에서 현상액을 주입하고, 교반하며, 정지, 정착, 수세 과정을 거친다. 컬러 사진은 발색 현상을 통해, 흑백 리버설 필름은 표백과 재노광을 거쳐 현상된다. 주요 현상액 제품으로는 코닥 D-76, 후지필름 슈퍼 프로돌, 일포드 ID-11 등이 있다.
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2. 현상의 원리
현상은 촬영으로 인해 필름, 인화지, 건판 등의 감광 재료 표면의 층에서 감광된 할로겐화은을 금속 은으로 환원하는 작용을 말한다.[9] 이 작용을 통해 필름 위에 생긴 잠상을 눈에 보이도록 가시화한다.[11] 현상 작업, 내용, 현상액은 흑백, 컬러, 네거티브 필름, 리버설 필름 모두 기본적으로 동일하다.
현상액은 유제의 할로겐화은 결정을 선택적으로 금속 은으로 환원시키는데, 빛의 작용으로 생성된 잠상 중심을 가진 것만 환원시킨다.[4] 감광층 또는 유제는 젤라틴 베이스에 할로겐화은 결정을 포함한다. 하나의 할로겐화은 결정이 안정적인 2원자 은 금속 결정을 형성하려면 두 개의 광자가 흡수되어야 한다. 일반적으로 사용되는 현상액은 이미 은 결정을 가지고 있는 할로겐화은 결정만 환원시킨다. 더 빠른 노출 또는 더 낮은 조도 필름은 일반적으로 더 큰 입자를 갖는데, 이러한 이미지가 빛을 덜 포착하기 때문이다. 코다크롬과 같은 미세 입자 필름은 할로겐화물 결정이 작은 단면 크기를 가지므로 적어도 두 개의 빛의 양자를 흡수할 기회를 늘리기 위해 더 많은 빛이 필요하다. 따라서 할로겐화은 결정 크기는 필름 속도에 비례한다.
현상이 진행되는 시간과 현상액의 종류는 현상된 이미지의 은의 밀도와 빛의 양 사이의 관계에 영향을 미친다. 이 연구는 감광도 측정이라고 하며 19세기 후반에 F. Hurter & V. C. Driffield에 의해 개척되었다.[5]
일정 온도, 일정 시간에서의 현상 작업이 끝나면 현상을 멈추기 위해 정지욕을 수행한다.[11][12] 현상 작용은 알칼리성 상태에서 활성을 가지므로, 산성액에 담근다.[11][12] 정지욕은 현상액을 흐르는 물로 씻어내는 수세로도 대체될 수 있다. 컬러 리버설 필름의 현상 방법인 「E-6 현상」에서는 2분간의 수세를 처방하고 있다.[13]
컬러 필름에서는 네거티브, 리버설 모두 제1현상 후에 발색 현상을 한다.[14] 흑백 리버설 필름에서는 표백, 재노광을 거쳐 제2현상을 하여 포지티브로 변환한다.[15]
시판 현상액은 현상 주약을 중심으로 현상 보존제, 현상 촉진제, 현상 억제제 등을 혼합한 용액을 제조, 판매하는 것이다.[9][10]
2. 1. 환원 반응
현상 주약은 유제의 할로겐화은 결정을 금속 은으로 환원시키는데, 이 과정은 빛의 작용으로 생성된 잠상 중심을 가진 할로겐화은 결정에만 선택적으로 일어난다.[4] 금속 은 이미지는 어둡게(검게) 나타난다. 원하는 수준의 환원이 달성되면 희석된 산으로 세척하여 현상 과정을 중단시킨 후, 미현상된 할로겐화은을 티오황산염 용액에 용해시켜 제거한다. 이를 ''정착''이라고 한다.[4]3. 현상액의 구성
현상액은 일반적으로 수용액으로 준비된 화학 물질 혼합물로 구성된다. 흑백 사진의 경우, 다음의 주요 성분들이 사용된다.[2]:115
- '''현상 주약''': 할로겐화은을 금속 은으로 환원시키는 주된 역할을 한다. 메톨, 페니돈, 다이메존, 하이드로퀴논 등이 있다.
- '''현상 보존제''': 현상 주약의 산화를 방지하여 현상액의 수명을 연장하는 역할을 한다. 아황산나트륨과 같이 대기 중 산소에 의한 현상제의 산화를 지연시킨다.
- '''현상 촉진제''': 현상액의 알칼리도를 높여 현상 작용을 촉진한다. 탄산나트륨, 붕사와 같이 적절하게 높은 pH를 생성하기 위한 알칼리성제이다.
- '''현상 억제제''': 카브리를 방지하는 작용을 한다. 브롬화칼륨은 현상액의 작용을 수정하고 억제하여 ''화학적 포깅''을 억제하기 위해 소량 포함된다.
코닥 D-76 필름 현상액, D-72 인화 현상액 및 D-96 영화 네거티브 현상액이 표준 현상액으로 주목할 만하다.[3]
메톨은 염 함량이 높은 용액에 용해하기 어렵기 때문에, 현상액 배합 지침에서는 거의 항상 메톨을 먼저 나열하며, 화학 물질을 나열된 순서대로 용해하는 것이 중요하다. 일부 사진가는 산화를 방지하기 위해 메톨을 용해하기 전에 소량의 아황산나트륨을 첨가하지만, 용액에 아황산염이 많이 있으면 메톨이 매우 천천히 용해된다.
메톨은 비교적 독성이 있고 피부 민감성을 유발할 수 있으므로, 현대 상업용 현상액은 종종 페니돈 또는 다이메존 S를 대신 사용하기도 한다. 하이드로퀴논 또한 인체에 독성이 있을 수 있으며 환경에도 해롭다. 일부 현대 현상액은 이를 아스코르브산으로 대체하기도 한다.
현상액에는 칼슘 스컴 형성을 방지하기 위한 연수화제(예: EDTA 염, 트리폴리인산나트륨, NTA 염 등)가 포함되기도 한다.
초기의 석판 현상액은 포름알데히드가 있는 저아황산염/바이설파이트 현상액을 기반으로 하였다. 매우 낮은 아황산염, 높은 하이드로퀴논 및 높은 알칼리도는 "전염성 현상"(노출된 현상 은 할로겐화은 결정이 노출되지 않은 은 할로겐화은 결정과 충돌하여 또한 환원시킴)을 장려하여 선 이미지의 에지 효과를 향상시켰다. 현대 석판 현상액에는 고전적인 하이드로퀴논 단독 석판 현상액 배합에 의존하지 않고 대비를 증가시키기 위해 하이드라진 화합물, 테트라졸륨 화합물 및 기타 아민 대비 부스터가 포함되어 있다.
3. 1. 현상 주약
현상 주약은 할로겐화은을 금속 은으로 환원시키는 주된 역할을 하는 성분이다.[9][10] 현상 주약으로 사용되는 대표적인 약품은 다음과 같다.- 하이드로퀴논(히드로퀴논): 강력한 환원제이다.[16] 메톨과 함께 사용하면 과가법적으로 작용하여 에멀젼에서 은을 환원하는 과정에서 산화된 메톨을 "재충전"하는 역할을 한다.
- 메톨(모노메틸-p-아미노페놀 헤미설페이트): 하이드로퀴논과 혼합하여 "MQ 현상액"으로 사용한다.[17] 염 함량이 높은 용액에는 잘 용해되지 않으므로, 현상액 배합 시 메톨을 먼저 용해하는 것이 중요하다.
- 페니돈(1-페닐-3-피라졸리딘온)
- 다이메존(4,4-디메틸-1-페닐피라졸리딘-3-온): 페니돈 A보다 용액 내 산화에 더 잘 저항한다. 페니돈 B로도 알려져 있다.
- 아스코르브산: 비타민 C로도 알려져 있으며, 일부 현대 현상액에서 하이드로퀴논 대신 사용되기도 한다.
- p-아미노페놀
- 글리신(N-(4-히드록시페닐)글리신)
- 피로갈롤: 강력한 환원제이다.[18]
- 카테콜
과거에는 클로로하이드로퀴논, 수산화제일철,[2]:131 히드록실아민, 젖산제일철, 구연산제일철, 아이코노겐, 아테친, 안티피린, 아세트아닐리드, 아미돌 등도 현상 주약으로 사용되었다.
3. 2. 현상 보존제
현상 보존제는 현상 작용이 진행되어 현상 주약이 무효화되었을 때 그 산화를 방지하는 작용을 가진 약품이다.[9][10] 현상 주약의 산화를 방지하여 현상액의 수명을 연장하는 역할을 한다. 대표적인 현상 보존제는 아황산나트륨(아황산 소다)이 있으며, 강한 환원제이다.[9][20]현상액에 포함된 아황산염은 용액 내 현상제의 공기 중 산화를 방지할 뿐만 아니라, 하이드로퀴논에 의한 메톨의 재생성을 촉진하고(보상 및 인접 효과 감소) 충분히 높은 농도에서는 할로겐화은 용매 역할을 한다.
3. 3. 현상 촉진제
현상 촉진제는 현상액의 알칼리도를 높여 현상 작용을 촉진하는 약품이다.[9] 주로 사용되는 현상 촉진제는 다음과 같다.[9]3. 4. 현상 억제제
현상 억제제는 카브리를 방지하는 작용을 하는 약품이다.[9] 카브리란 감광 재료의 표면 중 감광되지 않았어야 할 부분(비화상 영역)이 흑화 또는 착색되는 현상을 말한다.[22] 현상 억제제로 사용되는 약품으로는 브롬화칼륨(브롬칼리)가 있으며, 정착제로도 사용된다.[23]4. 현상 과정
현상액은 유제의 할로겐화은 결정을 선택적으로 금속 은으로 환원시키는데, 빛의 작용으로 생성된 잠상 중심을 가진 것만 환원시킨다.[4] 감광층(유제)은 젤라틴 베이스에 할로겐화은 결정을 포함한다. 할로겐화은 결정 크기는 필름 속도에 비례하며, 금속 은 이미지는 어둡게(검게) 나타난다.
현상 과정은 크게 현상, 정지, 정착, 수세 단계로 나뉜다. 현상 시간과 현상액의 종류는 현상된 이미지의 은의 밀도와 빛의 양 사이의 관계에 영향을 미치는데, 이 연구는 감광도 측정이라고 하며 19세기 후반에 F. Hurter & V. C. Driffield에 의해 개척되었다.[5]
현행 일본 관례에서는 감광된 필름, 인화지, 건판에 대해 처음 행하는 작업을 '''현상'''(developing영어)이라고 하며, 정착시켜 건조하기까지의 전 과정을 통칭하여 현상(processing영어)이라고 한다. 여기서는 전자를 현상, 후자를 현상 프로세스로 구분한다.[9][10]
촬영을 통해 필름, 인화지, 건판 등 감광 재료 표면의 층에서 감광된 할로겐화은을 금속 은으로 환원하는 작용을 현상이라고 하며,[9] 이 역할은 현상액 중 현상주약이 맡는다.[9][10] 이 환원 작용으로 필름 위에 생긴 잠상을 가시화한다.[11]
현상 작업이 끝나면 현상을 멈추기 위해 정지욕을 수행한다.[11][12] 현상 작용은 알칼리성에서 활성을 가지므로, 산성액에 담근다.[11][12] 정지욕은 현상액을 흐르는 물로 씻어내는 수세로 대체할 수 있으며, 컬러 리버설 필름 현상 방법인 「E-6 현상」에서는 2분간의 수세를 처방하고 있다.[13]
컬러 필름에서는 네거티브·리버설 모두 제1현상 후에 발색 현상을 한다.[14] 흑백 리버설 필름에서는 표백, 재노광을 거쳐 제2현상을 하여 포지티브로 변환한다.[15]
4. 1. 현상
암실에서 현상 탱크에 필름을 넣고 뚜껑을 닫은 후, 주입구로 현상액을 넣는다.[11] 그 후, 다음과 같이 흔들어 섞는(교반) 과정을 거친다.[11]- 먼저, 1초에 한 번씩, 30초 동안 계속 위아래로 흔든다. 그리고 탱크 바닥을 쳐서 거품을 없앤다.
- 다음으로, 1분마다 10초씩 흔들고, 거품을 없애는 과정을 반복한다.
현상이 끝나면 현상액을 따라낸다. 흑백 리버설 현상의 경우, 따라낸 현상액을 제2현상에 쓰기도 한다.[11] 이후 정지욕 (또는 물로 씻는 수세) 단계를 거친다.[11]
4. 2. 정지
원하는 수준의 환원이 달성되면 희석된 산으로 세척하여 현상 과정을 중단하며, 미현상된 할로겐화은을 티오황산염 용액에 용해시켜 제거하는 것을 ''정착''이라고 한다.4. 3. 정착
현상 시간과 현상액의 종류는 현상된 이미지의 은의 밀도와 빛의 양 사이의 관계에 영향을 준다. 이 연구는 감광도 측정이라고 하며, 19세기 후반 F. Hurter & V. C. Driffield에 의해 개척되었다.[5] 현상된 이미지를 영구적으로 보존하기 위해 미현상된 할로겐화은을 티오황산염 용액에 용해시켜 제거하는 것을 '정착'이라고 한다.4. 4. 수세
정착액 잔여물을 제거하기 위해 인화물을 물로 충분히 씻어낸다.[4]5. 컬러 사진 현상
컬러 사진 현상은 흑백 현상과 유사하지만, 발색 현상이라는 추가 단계를 거친다. 컬러 및 발색 흑백 사진에서는 비슷한 현상 과정이 사용된다. 이 과정에서 은의 환원은 파라페닐렌 컬러 현상제를 산화시키고, 산화된 현상제가 적절한 커플러와 반응하여 에멀전 내에서 염료를 생성한다.[6]
5. 1. 발색 현상
발색 현상은 컬러 필름의 각 층에 있는 염료 커플러와 산화된 현상제를 반응시켜 색상을 형성하는 과정이다. 컬러 및 발색 흑백 사진에서 유사한 현상 과정이 사용되는데, 이는 은의 환원이 동시에 파라페닐렌 컬러 현상제를 산화시키고, 산화된 현상제가 적절한 커플러와 반응하여 에멀전 내에서 염료를 생성하는 데 관여하기 때문이다.[6]C-41 공정은 거의 모든 컬러 네거티브 필름에 사용되며, 이 과정에서 에멀전 내의 염료 커플러가 현상액 용액 내의 산화된 컬러 현상제와 반응하여 가시적인 염료를 생성한다. 거의 동일한 공정이 필름에서 컬러 인쇄물을 제작하는 데 사용된다. 사용되는 현상제는 파라페닐렌 디아민의 유도체이다.[6]
컬러 네거티브 필름에는 세 가지 유형의 염료 커플러가 있다. 일반적인 시안, 마젠타 및 옐로우 염료 형성 커플러 외에도 마젠타 색상의 시안 마스킹 커플러와 옐로우 색상의 마젠타 마스킹 커플러가 있다. 이들은 각각 일반적인 시안 염료와 마젠타 염료를 형성하지만, 색상을 보정하기 위해 오렌지색의 포지티브 마스크를 형성한다. 또한, DIR(Developer Inhibitor Release, 현상 억제제 방출) 커플러라고 하는 세 번째 유형의 커플러가 있는데, 이 커플러는 염료 형성 과정에서 강력한 억제제를 방출하여 엣지 효과에 영향을 미치고 레이어 간의 효과를 유발하여 전반적인 이미지 품질을 향상시킨다.[6]
6. 흑백 리버설 필름 현상
표준 흑백 재료는 흑백 슬라이드를 만들기 위해 반전 처리될 수 있다.[8] '첫 번째 현상' 후, 초기 은상은 제거된다(예: 크로뮴산 칼륨/황산 표백 사용, 이는 필름에서 크롬산 염색을 제거하기 위한 후속 "청정액"이 필요하다). 노출되지 않은 필름은 안개 상태가 되며(물리적으로 또는 화학적으로) '두 번째 현상'된다. 그러나 이 공정은 높은 감마를 제공하도록 처리된 일포드 판-F와 같은 저감도 필름에서 가장 잘 작동한다. 코닥의 판토믹-X 반전용 화학 키트("직접 양화 필름 현상 키트")는 표백에서 황산 대신 중아황산나트륨을 사용하고 본질적으로 불안정하여 혼합하여 2시간 이내에 사용해야 하는 안개 현상제를 사용했다. (두 롤, 즉 한 파인트의 재현상제의 최대 용량을 연달아 처리해야 하는 경우, 첫 번째 롤이 첫 번째 현상액에 있는 동안 재현상제를 혼합해야 했다.)
7. 주요 현상액 제품
코닥 D-76은 흑백 필름 현상에 사용되는 현상액이다.[24] 후지필름 슈퍼 프로돌은 코닥 D-76과 유사한 특성을 가진다.[25] 일포드 ID-11은 코닥 D-76과 완전히 호환되는 제품이다. 테트나르 도크몰은 흑백 필름 및 인화지 현상에 모두 사용 가능하며, 필름에는 1:6, 인화지에는 1:9 비율로 희석하여 사용한다.[26] 오리엔탈 사진 공업 슈퍼 오리톤 PB와 NNC ND-76도 현상액으로 사용되며, ND-76은 코닥 D-76의 처방을 따른다.
| 제품명 | 제조사 | 특징 |
|---|---|---|
| D-76 | 코닥 | 흑백용 현상액[24] |
| 슈퍼 프로돌 | 후지필름 | 코닥 D-76과 유사[25] |
| ID-11 | 일포드 | 코닥 D-76 완전 호환품 |
| 도크몰 | 테트나르 | 흑백용, 필름(1:6), 인화지(1:9) 희석[26] |
| 슈퍼 오리톤 PB | 오리엔탈 사진 공업 | 현상액 |
| ND-76 | NNC | 코닥 D-76 처방 |
참조
[1]
간행물
Photography
Wiley-VCH, Weinheim
[2]
서적
Dictionary of Photography
Hassel, Watson and Viney
[3]
문서
Full text of "Kodak Data Book Volume 1 & 2"
https://archive.org/[...]
2017-09-30
[4]
웹사이트
How Film Works
https://web.archive.[...]
BYG Publishing
2013-03-14
[5]
서적
Electromagnetics and optics
https://books.google[...]
World Scientific
[6]
간행물
Photographic Almanac
[7]
웹사이트
KODAK PROFESSIONAL Chemicals, Process E-6
http://www.kodak.com[...]
Kodak
2013-03-14
[8]
간행물
Advanced Photography
[9]
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2011-12-06
[10]
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[11]
문서
よいこのための暗室の本
2011-12-06
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코다크
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[14]
문서
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간행물
Photographic Almanac
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白黒ケミカル一覧
코다크
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문서
白黒写真処理薬品
富士フイルム
2011-12-06
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B/W Positiv Developer for Processing in Dishes
테テナール
2011-12-06
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간행물
Photography
Wiley-VCH, Weinheim
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