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如果我想自己調定影劑,我該準備什麼東西?

前一篇寫到:[自宅沖洗]自己調配藥劑-急制液二三事,在講到急制液的功用時,有一部分是要保護定影液的壽命,這裡,我想來談一下定影劑在底片沖洗流沖中的角色,以及定影劑他究竟是怎麼樣讓影像可以定影在片基上面的呢?講完急制液後,讓我們來談一下定影液的原理,最後,我們來自己調調看定影液,伴隨著加拿大和中華隊的加油聲,讓我一起來看看定影劑他究竟有什麼樣的成分,過去的定影液和當代的定影液和過去有什麼不同。




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定影劑的成分


每每要提到化學藥劑的成分,在要自己動手調之前,是的,我們又要來看每個廠牌的物質安全資料表(M.S.D.S),在自己調製化學藥品的時候,你得知道那些化學藥品是有什麼影響、什麼加一加,會發生什麼事情,在什麼都不知道的情況下,除非你們家當作是德克斯特的實驗室或是記得自備A.T.立場。

以大家最常見的柯達為售的顯影劑主要有兩種,分別是液態(Liquid)粉劑(Powder):第一個我們先來看粉劑的成分:





粉劑(Powder)

在成分表裏頭通常會有兩種狀態,第一個是儲存、第二個是工作液:

儲存粉劑

70%-75% Sodium thiosulfate(硫代硫酸鈉、大蘇打、海波)

10%-15% Ammonium alum dodecahydrate(硫酸鋁銨、明礬:作為堅膜的成分)

5%-10% Sodium metabisulfite(焦亞硫酸鈉;酸酸的還原劑)

5%-10% Sodium Acetate(乙酸鈉;酸鹼緩衝劑,可以跟乙酸互為共軛鹼:PH調節範圍為3.7-5.6)

1%-5% Boric anhydride(硼酸)

工作液

85% Water

10%-15% Sodium thiosulfate(硫代硫酸鈉、大蘇打、海波)

1%-5%Ammonium alum dodecahydrate(硫酸鋁銨、作為堅膜的成分)

1%-5%Sodium Acetate(乙酸鈉;酸鹼緩衝劑,可以跟乙酸互為共軛鹼:PH調節範圍為3.7-5.6)

1%-5%Sodium bisulfite(亞硫酸氫鈉:焦亞硫酸鈉加水跑出來的東西。)

從上面的化學成分可以看到,過去粉劑當中常帶有堅膜的成份,更早以前的定影劑配方,就只是很簡單的硫代硫酸鈉單劑成分而已。

如果你要提到更早更早達蓋爾發明銀版的時候,他是利用食鹽水來作為定影液。我之前有一次忘記調定影液的時候,有試著想過用家裡的海水來做定影,只是片頭在海水裡放了一天一夜也很難變得透明。不過的確有一說是食鹽水可以安定底片上的成分,放入鹽水中泡一下,再用清不沖洗,能縮短清洗時間,不過這個做法大概有點馬蓋先了)







以前柯達的藥劑大多是裝在罐頭裡頭,像是在照片裡面柯達的定影劑就是一大罐的硫代硫酸鈉(Sodium Sulfite)粉末罐頭。






液態(Liquid)

在目前柯達的產品線當中有兩種液態定影液的產品,是Kodakfix Solution與Kodak Rapid fixer。在液態定影液方面,大部份都用硫代硫酸銨取代過去的硫代硫酸鈉。

Kodakfix Solution

濃縮液

50-55% Water

32% Ammonium thiosulfate(硫代硫酸銨)

1-5% Sodium acetate(乙酸鈉)

1-5 % Ammonium sulfite(硫酸銨)

1-5 % Acetic acid(乙酸)

1-5 % Boric acid(硼酸)

1-5 % Aluminum sulfate(硫酸鋁)

工作液

85-90% Water

10-15% Ammonium thiosulfate(硫代硫酸銨)

1-5% Sodium acetate(乙酸鈉)

1-5%Sodium bisulfite(亞硫酸氫鈉)

<1% Ammonium sulfite(硫酸銨)

Rapid Fixer(A&Btype)

另外近代推出的快速定影劑Kodak Rapid Fixer成分有兩小瓶,分別是主劑A與堅膜劑B,成分如下:

濃縮液

A PART

40-45% Ammonium thiosulphate (硫代硫酸銨,比起Kodakfix的定影劑多了10%的比例,不過大概是因為比較小罐的關係XD)

5-10%Sodium acetate(乙酸鈉,比起Kodakfix多了約一倍的比例)

1-5%Boric acid(硼酸)

1-5%Ammonium sulphite(硫酸銨)

1-5% Acetic acid(乙酸)

<1%Sodium bisulphite(亞硫酸氫鈉)

另一個比較大的差異是將Kodakfix中堅膜劑的成分了出來。

B PART

15-20%Aluminum sulfate(硫酸鋁)

10-15%Sulfuric acid(硫酸)

工作液

A PART

80-85%Water

10-15% Ammonium thiosulphate (硫代硫酸銨:從這裡大概可以觀察出定影劑中占的主劑比例大概就是10%-15%)

1-5%Sodium acetate(乙酸鈉)

1<%Boric acid(硼酸)

1<%Ammonium sulphite(硫酸銨)

1<% Acetic acid(乙酸)

B PART

80-85%Water

5-10%A luminum sulfate(硫酸鋁)

1-5%Sulfuric acid(硫酸)

1<%Boric acid(硼酸)

1<%Ammonium sulphite(硫酸銨)

1<% Acetic acid(乙酸)


來看看有什麼改變


柯達的液態定影劑,把原本的硫代硫酸鈉換成了硫代硫酸銨Ammonium thiosulphate),硫代硫酸銨固體在空氣中不穩定,但是很容易溶於水當中,所以你可以發現硫代硫酸銨都是以的濃縮液都而非粉劑,同時,快速定影液與普通定影液僅差在硫酸鋁和酸劑的使用比例(有部分的酸劑是為了要讓硫酸鋁要溶入,不需要堅膜則可以將降低酸劑)過去因為底片科學與製造流程的緣故,往往會在定影劑添加堅膜劑,讓乳劑在高溫與長時間水洗下可以更穩定。在柯達顯影劑的配方B就是堅膜劑(Harden)的配方。他會在底片的表面形成一層薄膜,藉以保護乳劑,就像是護貝一樣幫底片穿上外套。不過也因為有了這層的緣故,如果之後你想要做調染、漂白等等的暗房工作,堅膜層就會影響藥水跟乳劑的接觸效率。為了將堅膜劑的成分融入藥水當中,本身會添加比較多的酸劑,像是比較多的乙酸,快速的定影劑由於將B劑分出來,用了稀硫酸作為溶劑。






來看看ILFORD的定影劑


這邊可以注意看第一行的解釋:is a non-hardening rapid fixer supplied.也就是說新的快速定影液是不含硬化劑的成分。同時參考最後一段:The fixing agent in HYPAM is ammonium thisulphate(硫代硫酸銨:在ILFORD HYPAM定影主劑的配方是硫代硫酸銨,所以裡頭是不含硫代硫酸鈉(海波)的成分。)也就是說過去暗房會使用海波清除液(Hypo Cleaner),在現代的定影配方當中就找不到可以清除的對象了,真的是這樣子嘛?讓我們進去看下去。(疑)

所以,在有些顯影劑當中會特別標示出「不含堅膜劑」(non-hardening)的配方,或是說像柯達這樣子藉由A、B兩劑的分離配方,讓使用者決定要不要使用。

像是ILFOR HYPAM當中,濃縮液的主要成分是50%的硫代硫酸銨(Ammonium Thiosulphate)、5%用來防腐的硼酸。在近代的定影科技樹裡面,硫代硫酸銨逐漸取代過去硫代硫酸鈉的角色,除了他的定影效果更快以外,在保存上也穩定許多,在酸鹼度上也已經算是微酸性定影劑(ILFORD HYPAM PH=5.5),比起過去舊款配方的酸性定影液(Kodak F-5 PH=4.3)來說,已經算是沒這麼酸的定影劑了,而就同樣是柯達的快速定影劑,ILFORD的定影劑稍微沒這麼酸。






這裡讓我們來談一下


最簡單的定影劑,就只需要水跟海波(硫代硫酸鈉)。20%的硫代硫酸鈉就有定影的能力,而且,還是中性定影液(微鹼)。但是這種超簡單定影液有一些缺點:第一個壽命很短、溶液產生沈澱在沖洗底片的過程產生污染。第二個是由於是中性定影液、在與顯影劑中和的時候,會持續帶有鹼性的溶液,讓在定影的同時仍會持續顯影,這可不太妙。所以在過去的配方當中會加入一些急制劑的成分在定影液當中,像是醋酸、硫酸或硼酸。PH大概在4-5左右,這就是最基礎的酸性定影劑,但是硫代硫酸鹽也有個缺點,遇到酸會產生硫的沈澱,分解之後硫代硫酸根減少後定影的效果也會銳減。

所以為了保護硫代硫酸根,同時為了讓定影劑可以活久一點,我們會在定影劑裡頭加入亞硫酸鈉作為保護劑。這個成分在顯影劑當中也有,像是要保護米兔耳在顯影前氧化,所以也會加入亞硫酸鈉保護米兔耳的活性。這樣說起來,亞硫酸鈉根本就是暖男

底片本身其實是把乳劑黏在底片上,所以當乳劑吸水的時候就會膨脹、基底的塑膠成分是不吸水的,所以這兩者的差異就會造成膨脹差,過大的時候乳劑就會剝落,而早期又需要長時間定影與水洗才能把多餘的酸性產物給洗掉,所以底片會在水中吸水長達半小時到一小時,為了避免底片吸水吸到膨起來,所以會加入明礬來安定乳劑。

為什麼快速定影劑會這麼快


你可能沒辦法想像現代的快速定影劑究竟有多快,過去對於底片的定影時間大概都長達十分鐘到二十分鐘左右,現在以硫代硫酸銨為定影主劑的定影劑,兩分鐘到三分鐘就可以打完收工。但是快與慢都各有好處,快速定影液在相紙上,很可能產生不均勻的定影痕,同時過於強力也可能將原本已經定型的銀再解離出銀離子(濃度降低)。而慢速的定影液漸漸定影也覺得人生頓時少了幾個拍。

快速定影液的配方主要是將硫代硫酸鈉那換成硫代硫酸銨。在這,我們來講一下定影劑的工作化學方程式:

真正參與定影反影的其實是硫代硫酸根離子(S2O3)2-

他會將多餘的銀離子AG+結合變成可溶於水的AG(S2O3)(-1)(半透)、再變成AG(S203)2(3-)更穩定的型態,所以最主要還是依賴硫代硫酸根去帶走跟銀離子。硫代硫酸銨特別的地方在於他的銨根可以與銀離子化合成AG(NH3)2OH,消耗銀離子的速度會比起單純的硫代硫酸根更有效,在硫代硫酸根與銨這兩個雙重組成下,可以加速定影的速度。

從這裡我們一樣可以來看一下如果沒有把硫代硫酸根洗乾淨,在底片上會發生什麼事情:

硫代硫酸鈉在空氣中與二氧化碳和水結合後,會產生不穩定的硫代硫酸,硫代硫酸會分解成亞硫酸與硫固體,硫會與底片上的游離銀粒子結合成硫化銀,這就是一般在保存不良的底片上。還沒完,分解出的亞硫酸在空氣中會慢慢變成硫酸,會和銀反應產生可溶於水的硫酸銀,所以底片上的濃度就會降低(褪色)了。

所以水洗應該要完全,在水洗過後的底片不應該出現任何銀的化合物或留待硫酸鹽的成分。不過老實說底片本身仍會吸附一些微量的硫代硫酸鹽,即使放在水中很長一段時間也很難溶出。在水洗規範當中,只要在水中驗出的硫代硫酸根低於0.15mg/L,對影像的保存影響就不大,在這個濃度之下,在水中幾乎就沒有硫代硫酸根離子的存在了。

所以,在這裡你會發現縱使是新的定影劑配方,雖然沒有海波的成分,但是海波清除劑仍是有效的水洗處理劑。事實上在ILFORD的藥品中,叫做ILFORD WASHAID,但實際上也是針對海波(hypo-eliminator)的配方。但是我們從上面的化學式與保存化學來看,最主要的化學成分是硫代硫酸鹽的成分,所以縱使是新的定影劑配方,這類目的雖然寫的是去除海波,但是實際上,其實都是對硫代硫酸鹽的殘留做處理,其實是有用的。

下一篇,我們再來看看保存化學與水洗中究竟發生了什麼化學反應。






另外一個現代定影劑的改變

在過去舊型的定影劑當中,幾乎都是含有堅膜的成分,而堅膜劑其實也是會影響到溶液的酸鹼值,而具有堅膜效果的B劑裡頭,裏頭含微量的硫酸與硫酸鋁,會讓整體的定影劑稍微更酸一些,這一點也讓加入堅膜劑的定影劑壽命,會稍微變得更短一些,或著說比單純的定影劑,更稍微不耐用一些。過去對底片的乳劑保護一向相當充足。其實在老一輩的暗房心得當中,大多覺得相當脆弱,對溫度尤其敏感,以前溫度只要超過25度,便會建議使用堅膜劑來保護乳劑,超過四十度底片大概就都壞掉了。但是現代的定影劑,卻逐漸把堅膜劑,從原本定影劑的成份分離了出來,一部分是新的底片製程不斷的被改善,例如ILFORD HP5+或是新一代T-Grain Tmax系列與Delta系列底片的誕生,都昭告了現代底片與過去底片的分野,其實過去常常被認為是舊型乳劑的底片,在不知不覺之中,已經換上現代的樣貌。

是的,底片也在逐漸的改變,就像是過去從硫代硫酸鈉,到現在快速定影的硫代硫酸銨,都是暗房化學隨之進步的改變、而我們的選擇也更多,就像是現在,偏弱酸、與中性的定影劑也逐漸在原本以酸性為主流的的底片定影化學中有了改變。底片世界或許看起來是舊時代的事物,但他隨著時間,也是不斷在改變呢!新一代的底片攝影師,也是如此與這個數位的時代並存吧!

以前那個怎麼教、我們就怎麼做的年代,都成為舊的;過去前輩老生常談的暗房經驗,到現,也已經不再像過去一樣自然;底片雖然看似落後了這個世界幾拍,但是他也不斷地隨著時間的節奏,往前邁進了呢!

不過以簡單的自宅調配藥水來說,舊型的酸性定影劑成分簡單許多、而且幾乎都是生活中的化學藥品,最後,來提一下怎麼調柯達F-5酸性堅膜定影液。

不過,一開始我們有提到,用非常簡單的單海波成分,也足以當成定影劑來使用了,中間搭配一道急制劑,就可以免除顯影停不下來的問題。不過由於壽命跟酸化污染仍是一個問題,所以建議你可以使用下面的這個配方。






柯達F-5酸性堅膜定影液


讓我們來看看舊款的柯達F-5酸性堅膜定影劑配方。

硫代硫酸鈉(海波)、無水亞硫酸鈉、乙酸、硼酸、硫酸鋁鉀(明礬)

海波是主劑、亞硫酸鈉是保護劑、至於硼酸與乙酸則可以讓明礬比較好融入在溶液當中。

首先,可以到化工行買海波(硫代硫酸鈉)(第一化工行500g:$75元)拿240公克、無水亞硫酸鈉(第一化工行500g:$80元)這個要15克、接著拿出上一節課教的急制劑,配出98%的乙酸水溶液13.5ml,硼酸(第一化工行500g:$85元)7.5克,最後這個硫酸鋁鉀(明礬)你可以考慮加或不加,這個就是堅膜的成分。不過就算買了不用也可以拿來當乾燥劑,腳臭可以灑一點在鞋子裡,這個藥房就有賣。對了,多餘的硼酸,混合一點糖水可以拿來殺螞蟻、而海波可以拿來去除自來水中的氯、同時明礬也可以吸取水裡頭的雜質,有淨水的效果。






首先

先拿600c毫升的水出來,這部分建議可以加熱,讓硫代硫酸鈉比較好融入在水中,等硫代硫酸鈉完全溶解之後,再加入無水亞硫酸鈉。這裡要注意一點就是,醋酸和硼酸這些酸性物質,不可以在亞硫酸鈉溶解前,加入硫代硫酸鈉,不然硫代硫酸鈉酸化之後,就會產生硫沈澱,加入亞硫酸鈉是為了阻止這個反應進行。另外你其實可以把硼酸與乙酸當作溶解堅膜劑(明礬)的B劑,拿100毫升的熱水依序加入乙酸、硼酸、再融入明礬,會比較輕鬆可以溶解乾淨。

最後再把A(600.c.)與B劑(100.c.c)混合加水(300.c.c.)成為一公升的工作液體。

這樣,你就準備完顯影底片中第二重要的藥水了。

需要注意的是,這個配方的定影時間稍微久了一些,基本上建議的時間是六分鐘左右,但是比較務實的做法還是使用底片片頭測量透明時間,將片頭的透明時間乘上五到六倍,就約略是可以給底片的定影時間了。另外,也建議你可以買一組石蕊試紙,來測驗F-5的酸鹼度,可以把酸鹼度當作定影劑活性的一個參考。

不過,就算打開沖片罐的時候發現定影不完全的底片也沒關係,在短時間內將底片重新泡回定影劑,仍可以消除未清除完的乳劑,當然,前提是定影劑的活性還足夠反應。






最後


下一章,我們會來繼續來談談中性定影劑和鹼性定影劑的調配方式,以及海波清除劑與海波檢測劑在暗房化學中的調配方式。

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