A Century of Modern Development

Abstract

Sulphite was introduced into the alkaline developer, in 1881–82, to prevent the staining of gelatin emulsions by oxidized pyrogallol. It has proved to play an indispensable part in the functioning of development by benzenoid developing agents, and a centenary opportunity is taken to review development in relation to this fact. Very little fundamental progress has been made in development over the century. The developers available in 1882 could already achieve virtually full emulsion speed, though at high contrast, and this is demonstrated with an ASA 400 film of today. Adequate chemicals for viable development in monochrome or colour have been available since 1892. The demonstration with the ASA 400 film is used to establish the kinetics of two modes of development: (1) Where development proceeds as if the surface area of the developing centre controls the rate, development has to be full if the least-exposed grains are to develop, and high speed goes with high contrast. (2) Where development proceeds in a quasi first order mode with respect to the amount of residual silver halide. it starts rapidly with relatively little difference in rate between lightly and heavily exposed areas, and it can be stopped at low contrast without much loss in speed. The mechanism of development is discussed to arrive at a specification for an optimum developer in terms of redox potential, reversibility and adsorption. To these is added the requirement that an effective developing agent must form a charge transfer complex at the surface of the grain. If it cannot do this of itself, it must be capable of being assisted to do so by an auxiliary agent which may. or may not, be able to form an independent redox system. Currently, much the greater part of all sensitized material is destined to be processed on an industrial basis without individual attention and manipulation. In such processes, the emphasis has to be on stability of performance and freedom from the defects that can arise in continuous operation. Here, the pyrazolidinone developing agents have proved valuable in sulphited developers with hydroquinone, as well as in diffusion-transfer, colour processes.

Résumé

Le sulfite a été introduit dans les révélateurs alcalins en 1881–82 pour éviter que les produits d’oxydation du pyrogallol ne tachent la couche de gélatine. Il s’est avéré jouer un rôle indispensable dans le bon fonctionnement du développement par les agents révélateurs du type benzènique et son centenaire est une bonne occasion de faire le point sur le développement en tenant compte de son r!le.

En un siècle peu de progrès fondamentaux ont portés sur le développement. Les révélateurs disponibles en 1882 auraient déjà pu exploiter virtuellement la sensibilité totale de l’émulsion photosensible, mais avec un contraste élevé, et ceci a été montré avec un film actuel de sensibilité 400 ISO. Les produits chimiques efficaces pour développer correctement en noir et blanc ou en couleurs sont disponibles depuis 1892.

La démonstration avec le film de 400 ISO est utilisée pour définir les cinétiques de deux modes de développement. (1) Un développement qui évolue comme si sa cinétique était déterminée par la surface des germes de développement, n’est complet que lorsque les cristaux les moins exposés ont été développés et les sensibilités élevées sont associées à des contrastes élevés. (2) Un développement qui se comporte comme une réaction approximativement du premier ordre par rapport à la quantité d’halogènure d’argent résiduel, s’amorce rapidement sans grande influence de l’exposition reçue et peut être arrêté lorsque le contraste est encore faible sans perte importante de sensibilité.

Le mécanisme du développement est discuté en vue d’établir les spécifications du révélateur optimal en termes de potentiel redox, de réversibilité et d’adsorption. En plus de ces impératifs un révélateur efficace doit former un complexe de transfert de charge à la surface des cristaux photosensibles. S’il ne peut le faire par lui même, il doit pouvoir être assisté par un composé auxiliaire susceptible ou non du constituer un système redox indépendant.

En pratique, la majeure partie des matériaux photosensibles est destinée à être traitée dans des installations industrielles sans contr!le ni intervention d’un opérateur. Dans de tels traitements toute l’attention doit être portée sur la régularité des résultats et sur les moyens d’éviter les défauts qui peuvent apparaître dans des traitements continus. A ce point de vue les développateurs du type pyrazolidone se sont avérés extrêmement fiables, aussi bien dans les révélateurs contenant du sulfite et de l’hydroquinone que dans les procédés couleurs par diffusion transfert.

Zusammenfassung

Bereits 1882 wurde alkalischen Entwicklern Sulfit zugesetzt, um ein Verfärben der Gelatineschichten durch oxidiertes Pyrogallol zu vermeiden. In den seither vergangenen hundert Jahren wurden dann relativ wenig fundamentale Fortschritte bei der Verbesserung fotografischer Entwickler gemacht. So lässt sich am Beispiel eines modernen 400 ASA-Schwarzweissfilmes zeigen, dass bei Verarbeitung in dem 1882 verfügbaren Entwickler die volle Empfindlichkeit (bei hohem Kontrast) erreicht wird. Geeignete Chemikalien für die monochrome bzw. Color-Entwicklung stehen seit 1892 zur Verfügung. Zwei verschiedene Arten der Entwicklungskinetik werden disckutiert: (1) Wo die Entwicklung abläuft, als ob das Ausmass von der Oberfläche des Entwicklungszentrums abhinge, muss voll entwickelt werden, wenn die am schwächsten belichteten Körner entwickelt werden sollen, und hohe Empfindlichkeit ist mit hohem Kontrast verbunden. (2) Wo die Entwicklung so abläuft, dass sie in quasi-erstem-Ordnungs-Modus durch den Betrag des RestHalogensilbers bestimmt ist, startet sie schnell mit relativ geringem Unterschied im Ausmass zwischen schwach und stark belichteten Gebieten, und sie kann bei geringem Kontrast ohne grossen Verlust an Empfindlichkeit gestoppt werden. Um zu einer Spezifikation des jeweils optimalen Entwicklers zu kommen, müssen die Aspekte Redoxpotential, Reversibilität und Adsorption berücksichtigt werden. Weiterhin muss eine effektive Entwicklersubstanz in der Lage sein, an der Oberfläche des Silberhalogenidkornes Charge-Transfer-Komplexe zu bilden, notfalls mit Hilfe einer zweiten Substanz, die evtl. selbst ein unabhängiges Redoxsystem darstellt.

Verlust an Schwellenempfindlichkeit. Um zu einer Spezifikation des jeweils optimalen Entwicklers zu kommen, müssen die Aspekte Redoxpotential, Reversibilität und Adsorption berücksichtigt werden. Weiterhin muss eine effektive Entwicklersubstanz in der Lage sein, an der Oberfläche des Silberhalogenidkornes Charge-Transfer-Komplexe zu bilden, notfalls mit Hilfe einer zweiten Substanz, die evtl. selbst ein unabhängiges Redoxsystem darstellt.

Derzeit wird der grösste Teil des fotografischen Materials im industriellen Massstrab ohne individuelle Kontrolle verarbietet. Bei derartigen Prozessen werden hohe Anforderungen an die langfristige Stabilität des Entwicklersystem gestellt. Hier haben sich vor allem Entwicklersubstanzen auf Phenidon-Basis bewährt, die sowohl in sulfithaltigen Hydrochinonentwicklern als auch in FarbDiffusionsübertragungsprozessen zum Ensatz kommen.

Riassunto

Il solfito venne introdotto nello sviluppatore alcalino nel 1881–82, al fine di prevenire l’ingiallimento delle emulsioni di gelatina dal pirogallolo ossidata. E’ stato provato che gioca un ruolo indispensabile nel funzionamento dello sviluppo con composti sviluppatori benzenici: cogliamo l’opportunità del centenario per rivedere lo sviluppo in relazione con questo fatto. In questo secolo vi è stato poco progresso di base nello svilippo.

I rivelatori del 1882 possono dare virtualmente, sebbene con alto contrasto, la piena sensibilità di una emulsione e questo viene dimostrato con un film 400 ASA di oggi.

Adequate sostanze per reali sviluppi di monocromi o in colore erano disponibili sin dal 1892. La dimostrazione con il film 400 ASA viene usata per stabilire la cinetica di due modalità di sviluppo: (1) Dove lo sviluppo procede come se l’area superficiale del centro di sviluppo controllasse la velocità, lo sviluppo deve essere completo se si vogliono sviluppare i granuli meno esposti e l’alta sensibilità va di pari passo con l’alto contrasto. (2) Là dove lo sviluppo procede in modo quasi di primo ordine nei confronti dell’ammontare dell’alogenuro residuo, si ha un inizio rapido con differenze di velocità relativamente piccole fra aree debolmente e intensamente esposte e il processo può essere fermato a basso contrasto senza grosse perdite di sensibilità.

Viene discusso il mechanismo di sviluppo per giungere a identificare lo sviluppatore ottimale in termini di potenziale redox, di reversibilità e di adsorbimento. A questi si aggiunge la condizione che una sostanza sviluppatrice efficiente deve formare un complesso capace di trasferire cariche alla superficie del granulo. Se da solo non è in grado di far ciò, deve essere in coppia con un agente ausiliario capace o no di formare un sistema redox indipendente. Di norma la maggior parte di tutti i materiali sensibili e destinata ad essere sviluppata con sistemi industriali senza attenzioni individuali e manipolazioni. In questi processi, particolare enfasi si dà alla stabilità del sistema ed alla mancanza di difetti che possono generarsi in una operazione continua. In questo caso, gli agenti sviluppatori pirazolidonici si sono dimostrati efficaci nei rivelatori al solfito con idrochinone, così come nel diffusiontransfer e nei processi colore.