사진 화학 | 컬러 사진 - 2부

컬러현상

컬러필름의 각 층을 현상할 때 순서에 의하여 차례로 처리되어야 한다. 즉 시간, 온도, 화학약품의 농도 등은 각 층을 현상할 때 매우 중요하므로 적당한 층에서 반응이 일어나는지 확인하여야 한다. 대부분의 컬러 필름은 1912년 독일 화학자 R. Fischer가 처음 소개한 염료로 색깔을 만드는 과정에 의하여 현상된다. 이 과정의 요점은 현상 물질을 산화하여 염료를 형성하는 물질로 만드는 것인데, 현상물질이 발색제(coupler)라고 부르는 물질과 반응하여 필름의 에멀젼층에 염료를 만든다.

 

컬러 현상 물질은 일반적으로 아민 치환체인 환원제로서 필름 에멀젼의 현상되지 않은 은을 환원하게 된다. 예를 들면 현상제로 N,N-diethyl-p- phenylenediamine과 같은 물질을 쓰고 있다. 현상과정에서 시안염료를 형성하기 위하여 사용되는 현상제는 α- naphthol과 같은 발색제와 반응하며, 이때 에멀젼 층의 은 이온을 염료로 만든다. 이 반응을 표현하면 다음과 같다.

 

발색제 + 현상액 + 산화된 은 → 시안염료 + 환원된 은 + 수소이온

 

 

따라서 적색에 민감한 에멀젼층에 있는 노출된 할로겐화은 입자의 현상에는 소량의 시안염료가 생성된다. 자유 은은 마지막 단계에서 표백처리되어야 한다.

 

 

Kodachrome 현상과정

가장 널리 사용되며 흥미가 있는 컬러 현상 방법이 Eastman Kodak 회사의 Kodachrome 방식이다. Kodachrome 방식은 가역적 방법으로 색깔이 음화에 따라 재생되는 것이 아니고 한걸음 더 나아가 그들의 수정된 색도에 따라 현상되는 것이다. Kodachrome 방식에서 첫 현상제는 흑백 현상제이고, 이 흑백 현상제에 노출된 할로겐화은은 대부분 환원된다.

 

세 색소에 민감한 에멀젼층에 남아 있는 노출되지 않은 할로겐화은은 원래의 노출에 대해서 양화가 된다. 예를 들면, 적색광을 쪼인 필름을 흑백 현상제로 처리하면 적색광에 민감한 필름층에 자유 은을 유리시킨다(그림 10 참조). 그 밖의 색깔에 민감한 어느 층도 원래의 현상에 의하여 노출되지 않았기 때문에 그들은 다른 정보를 포함하지 않고 있다. 여기서 재 노출과 컬러현상을 선택적으로 하면 필름에 적색광이 닿은 부분만 제외하고 에멀젼층 전체에 걸쳐 컬러염료와 함께 자유 은을 석출시킬 수 있다. 따라서 적색광이 닿은 부분에는 염료가 형성되지 않는데, 그 이유는 은이 이미 흑백 현상제로 환원되었기 때문이다.

 

그림 10 간단히 표시한 컬러 영상 형성 과정. B:청색 감광층, Y:황색필터, G:녹색감광층, R: 적색 감광층

 

그리고 황색 보호층과 세 에멀젼층에 있는 은들은 육시안철(Ⅲ)(hexacy-anoferrate(Ⅲ)이온, [Fe(CN)₆^3-])과 같은 산화제로 표백된다.

 

 

일단 산화되고 나면 은은 하이포로 처리되고 에멀젼으로부터 씻겨져 나간다. 남아 있는 에멀젼은 포함되어 있는 염료를 제외하고는 투명하게 된다. 적색광이 원래 필름에 노출된 것을 생각해보면 투과된 빛은 적색으로 보이게 될 것이다. 즉 [그림 1]에서 백색광은 필름의 세 개의 층을 통과한다. 이때 청색과 녹색광이 흡수되기 때문에 적색광이 투과된다.

 

그림 1 백색광의 필름 통과

 

즉석 컬러사진의 원리도 위에 설명한 내용과 같다. 그러나 이 경우에는 세밀한 광 노출의 균형과 광화합물 즉, 염료, 현상제, 발색제 등의 선택이 무엇보다 중요하다. 왜냐하면 과다한 화학약품을 사용할 경우 현상과정에서 에멀젼으로부터 이들을 씻어버릴 수 없기 때문이다.

 

영화사진을 포함한 미래의 사진기술은 필름을 전혀 사용하지 않는 사진기의 개발에 있다. 현재 비디오 카메라는 개개의 색깔과 밝기에 대응하는 픽셀(pixel)이라고 불리는 6십만 개의 작은 실리콘 칩을 이용하여 컬러사진을 기록할 수 있다. 또 그 사진은 한번에 50개의 사진을 저장할 수 있는 플로피 디스크에 옮겨지게 된다. 그러나 아직까지는 무엇보다도 은에멀젼을 사용하는 사진이 더욱 선명한 영상을 나타낸다. 그 이유는 아주 작은 은입자들은 한 개의 사진당 60만점의 정보를 수용하는 실리콘 칩보다 더 많은 정보를 포함할 수 있기 때문이다.

 

 

 

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 감광성 물질

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 시각에 관한 화학

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 흑백사진 - 1부

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 흑백사진 - 2부

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 흑백사진 - 3부

[Chemistry/생활 속 화학] - 사진 화학 | 컬러 사진 - 1부

 

 

 

[일반화학]사진화학(광화학) 레포트