사진감광용 미세 할로겐화은의 결정 형성에 관한 연구

권동주, 이명천, 안홍찬*, 신현소, 이의수, 임종주, 이승철

동국대학교 화학공학과, 한국화학연구원*

The Research on the Formation of Photosensitive

Silver Halide Microcrystals

DongJoo Kwon, MyungCheon Lee, HongChan Ahn*,

HyunSo Shin, EuySU Lee, JongChoo Lim and SeungChul Lee

Dept. of Chemical Engineering, Dongguk University, Korea Reasearch Institute of Chemical Technology*

서론

사진감광성 할로겐화은 결정은 감광재료의 종류에 따라 다양한 크기와 모양이 사용된다. 특히 Laser광원을 이용하는 인쇄제판용 필름은 고품질의 망점 재현성과 고해상력의 화질이 요구됨으로 Cube형의 0.3□이하 초미립 미세 할로겐화은 결정이 사용된다. 사진특성에 큰 영향을 미치는 할로겐화은 결정의 크기와 모양은 핵화(nucleation)와 성장(growth) 과정이 일어나는 물리숙성(physical ripening) 단계에서 결정된다. 그러므로 고감도, 고해상력의 사진감광유제를 얻기 위해서는 물리숙성 단계에서 사진특성에 맞는 모양, 크기를 갖는 할로겐화은 결정을 제조하여야 한다.

본 연구에서는 Cube형의 균일한 미세 할로겐화은 결정을 제조하기 위해 double-jet 주입방법을 이용하여 반응온도, 주입속도, 반응농도, pH, 할로겐염의 반응비율등을 변화시켜 할로겐화은 결정의 크기 및 형태 변화에 대하여 조사하였다.

실험 재료 및 방법

본 실험에서는 순도 99.8%의 질산은과 NaCl, KBr 등의 할로겐염을 젤라틴 수용액에 반응시켰다. 또한 pH조절제로 Citric Acid(CA), Ammonium Hydroxide (AH)를 사용하였다. 실험에 사용된 기본 조성은 다음 표와 같다.

Table 1.  Basic recipe used for the Double-jet method

Solution	Components	Amount
A	D.W	make to 250ml
	Gelatin	5g
	NaCl	variable
	CA or AH	variable
B	D.W	make to 100ml
	NaCl	variable
	KBr	variable
C	D.W	make to 100ml
	AgNO3	0.25mol

실험방법은 반응용기에 A용액을 넣고 항온 조절한 뒤 미량펌프를 사용하여 주입속도를 조절하였고 교반속도는 300rpm으로 하였다. 유제 제조과정과 실험장치는 다음과 같다.

Fig.1 Scheme of Basic Reaction Process       Fig.2 Process equipment for the Double-jet                                                                method

결과 및 토론

본 연구에서는 반응온도, 주입속도, 할로겐염의 반응비율(Cl:Br) 따른 할로겐화은 입자의 크기 및 형태변화를 조사하였다. 그림 Fig.3은 반응온도 변화에 따른 입자의 변화를 나타내었다. 이 그림을 살펴보면 45℃, 55℃, 65℃로 반응온도가 증가할수록 입자크기가 점차 커짐을 알 수 있다.

Fig.3 온도에 따른 입자의 크기변화       Fig.4 온도에 따른 입자의 크기변화

그림 Fig.4는 주입속도에 따른 입자의 변화를 나타내었는데, 그림을 보면 입자 형태는 변화가 없지만 입자의 크기는 주입속도가 느릴수록 점차 커짐을 볼 수 있다. 이는 주입시간이 짧을수록 결정성장 시간이 짧아졌기 때문으로 생각된다.

그림 Fig.5는 할로겐염의 반응비율(Cl:Br)에 따른 입자의 크기변화를 나타낸 그림으로 Br의 비율이 증가함에 따라 입자 크기는 점차 작아지며 그림Fig.6을 살펴보면 모양도 cubic형태에서 구형이 나타남을 볼 수 있다.

Fig.5 Cl:Br 함량비 변화에 따른 입자의 크기 변화

⑴ Cl:Br 10:1

⑵ Cl:Br 5:5

⑶ Cl:Br 3:7

Fig.6 Cl:Br 함량비에 따른 입자의 크기 및 모양

참고문헌

1.  姜泰誠, “寫眞化學” pp22-33, pp35-47(1987).

2. TaiSung Kang, HongChan Ahn et al.“The Study on the Microcrystal          Growth of Silver Halide in Photographic Emulsion with Modifiers”,          Journal of Photoscience, vol. 1, No. 1, pp. 63-66, (1994).

3. TaiSung Kang, HongChan Ahn et al. “Photosensitivity of Hetrojunction       Type Grains in Cubic Silver Halide Microcrystals”,  Journal of               Photoscience, vol. 3, No. 3, pp. 159-161, (1996).