Fotochemie

Als Entwicklung bezeichnet man in der Fotografie die chemische Verstärkung (Fotografische Chemie, Fotochemie) des nach der Belichtung unsichtbaren Bildes auf Film oder Fotopapier und anderen fotografischen Materialien zum sichtbaren Negativ oder Positiv.

Einleitung

Obwohl der eigentliche Entwicklungsvorgang nur der erste Teil des gesamten fotochemischen Verarbeitungsprozesses ist, wird der Begriff von den Endverbrauchern im allgemeinen Sprachgebrauch gleichgesetzt mit der gesamten Verarbeitungskette: Beginnend mit der Filmentwicklung, weiter mit der Fixierung und dem Filmzuschnitt bis hin zur Herstellung vergrößerter Positivbilder von den Negativen. Auch die nachträgliche Digitalisierung der mit analoger Technik aufgenommenen Negative, Fotos und Dias und die Speicherung der dabei gewonnenen digitalen Daten auf Datenträgern zählt bei dieser Betrachtungsweise zur Entwicklung.

Unter den Fotografen und Kameraleuten versteht man unter „Entwicklung“ nur die fotochemische Entwicklung und die Fixierung des Aufnahmematerials (Negativ- bzw. Umkehrfilm). Die Entwicklung ist nur ein Teil der optisch-fotografischen oder digitalen Nachbearbeitung.

Latentes Bild und Entwicklung

Während der Belichtung eines Filmes werden durch die Lichteinwirkung nur relativ wenige der vorhandenen Silber-Ionen (Ag⁺) in den Silbersalzkristallen der Fotoemulsionsschicht zu metallischen Silberatomen reduziert. Diese Silberkeime bilden das „latente Bild“, das wegen der geringen Menge und Größe der Silberkeime unsichtbar ist. Durch den Entwickler werden die an den belichteten Stellen vorhandenen kleinen Silberkristalle (Ag) autokatalytisch vergrößert. Dabei werden diejenigen Silber-Ionen (Ag⁺) des Silberbromids, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Silberkeimen liegen, ebenfalls zu Silber (Ag) reduziert. Das fein verteilte metallische Silber wirkt bei Durchlicht z. B. in einem Vergrößerungsgerät schwarz. Das bisher nur latente Bild wird nun sichtbar. Bei der Entwicklung von orthochromatischen und unsensibilisierten Materialien kann dieser Vorgang bei gedämpftem, einfarbigem Licht beobachtet werden.

Entwicklung eines Schwarzweißfilms

Fotochemikalien für die Schwarzweiß-Entwicklung

Filmspirale und weitere Teile einer Tageslicht-Entwicklungsdose

Die Prozessschritte bei der Entwicklung werden hier an dem einfachen Beispiel der Entwicklung eines Schwarzweißfilmes, -bildes oder einer Fotoplatte mit den Mitteln des Foto-Heimlabors dargestellt:

Film-Entwicklungsdose

Einspulen eines Kleinbildfilms in die Filmwickelspirale

Da der belichtete Film in völliger Dunkelheit entwickelt werden muss, wird im Foto-Heimlabor im allgemeinen eine lichtdichte Entwicklungsdose verwendet. Zunächst wird der Film in der Dunkelkammer oder einem lichtdichten Wechselsack aus der Filmpatrone in die spiralförmige Spule der Entwicklungsdose gewickelt. Die Filmspirale sorgt für den nötigen Zwischenraum zwischen den Filmwindungen und gewährleistet so ein gleichmäßiges Einwirken der flüssigen Fotochemikalien. Je nach Modell passen eine oder mehrere dieser Spulen in den lichtundurchlässigen Entwicklungstank. Nach dem Schließen des für Flüssigkeiten mit einer Einfüll-/Ausgießvorrichtung versehenen, aber dennoch lichtdichten Behälterdeckels finden die folgenden Schritte bei normaler Beleuchtung statt. Als Besonderheit ermöglicht die in den Beispielfotos gezeigte Tageslichtdose (Agfa-Rondinax) eine Filmentwicklung ganz ohne Dunkelkammer, da die eingebaute Wickelvorrichtung ein Filmeinspulen bei geschlossenem Deckel ermöglicht.

Entwickeln

Die Entwicklungsdose gestattet das Einfüllen der Fotochemikalien bei Tageslicht

Der Film wird gemäß Zeit- und Temperaturangaben der Hersteller bei regelmäßiger Bewegung in der Entwicklerlösung, meist bei 18 °C bis 20 °C, entwickelt. Die Entwicklerlösung ist zumeist basisch (pH 8-9). Durch Variation der Entwicklungszeit kann sowohl beim Film als auch beim Papierbild die Belichtungs- und Kontrastsituation teilweise korrigiert werden.

Die Bewegung während der Entwicklung ist erforderlich, um örtliche Konzentrationsunterschiede der Entwicklersubstanzen in der Lösung zu verhindern. Bei der abgebildeten Tageslichtdose von erfolgt eine Drehbewegung der Filmspirale mit dem seitlich angebrachten Drehknopf, bei den heute gängigen Entwicklungsdosen durch regelmäßiges Kippen der Dose, die hierzu mit einem zusätzlichen wasserdichten Deckel verschlossen wird.

Je intensiver die Bewegung während der Entwicklung erfolgt und je höher die Temperatur ist, umso kürzer wird die benötigte Entwicklungszeit. Kürzere Entwicklungszeit führt aber gleichzeitig zu einer gröberen Körnigkeit, weshalb die von den Herstellern empfohlenen Werte für den Bewegungsrhythmus und für die Temperatur der Entwicklerflüssigkeiten genau beachtet werden sollten, um ein optimales Ergebnis zu erhalten.

Die Entwicklung selbst ergibt bereits ein sichtbares Bild, das jedoch unter Tageslichteinwirkung nicht stabil ist: Das an den unbelichteten Stellen noch vorhandene Silberbromid (AgBr) würde im Laufe der Zeit allein durch die Lichteinwirkung zu immer mehr Silber (Ag) und Brom (Br₂) umgewandelt, also schwarz werden. Das sichtbare Bild besteht bei herkömmlichen Schwarzweiß-Materialien aus metallischem Silber.

Unterbrechen

Sobald die vom Hersteller vorgeschriebene Entwicklungszeit verstrichen oder sobald die gewünschte Gradation erreicht ist, wird die Entwicklung durch ein Unterbrechungsbad abgebrochen. Dazu dient ein saures Bad (pH 4-5, meist 2%-ige Essigsäure oder entsprechende Zitronensäurelösung) zur Neutralisierung des meistens basischen Entwicklers. Eine Zwischenwässerung mit Wasser allein ist zum Anhalten des Entwicklungsprozesses nicht ausreichend, insbesondere bei unverdünntem Entwickler. Es gibt Entwicklersubstanzen, die in saurer Lösung noch weiter wirken. In diesen Fällen schließt sich an die Entwicklung sofort das Fixieren an.

Fixieren

Das Fixierbad erfüllt den Zweck, das entwickelte Bild dauerhaft lichtbeständig zu machen. Durch das Fixierbad (Natrium- oder Ammonium-thiosulfatlösung) wird das in Wasser schwer lösliche Silberbromid in eine leicht lösliche Form überführt. Da parallel auch das metallische Silber angegriffen wird, erfolgt das Fixieren nach den Zeitangaben des Herstellers und in Abhängigkeit von der bereits erfolgten Erschöpfung des mehrfach verwendbaren Fixierbades. Als ausreichende Fixierzeit kann bei Filmen und Platten die zwei- bis dreifache so genannte Klärzeit herangezogen werden. Die Klärzeit ist die Zeit, nach der die anfangs trübe Bildschicht klar geworden ist. Bei frisch angesetzten Expressfixierbädern auf Basis von Ammoniumthiosulfat beträgt die Klärzeit bei 100 ASA Filmen etwa 30 Sekunden, bei höher empfindlichen Filmen kann sie bis zu 3 Minuten betragen. Das Fixierbad gilt als erschöpft, wenn sich für eine bestimmte Filmart die Klärzeit verdoppelt hat.

Wässern

Bei der Schlusswässerung werden die Fotochemikalien ausgewaschen.

Im letzten Schritt, der Wässerung, mit mehrfachem oder kontinuierlichem Wasseraustausch werden die Komplexverbindungen und die Reste des Fixierbades aus der Emulsion herausgewaschen. Da die Stoffe durch Diffusion aus der Emulsion entfernt werden, muss die Schlusswässerung ausreichend lang genug erfolgen, um eine anhaltende Stabilität des Films oder des Bildes zu erreichen.

Netzmittelbad

Zum Abschluss kann durch Zusatz eines Netzmittels die Oberflächenspannung des Wassers verringert werden. Dadurch fließt das Wasser besser vom Film ab und man verhindert somit die Bildung von Tropfen auf der Filmoberfläche, die sonst zu Kalkflecken beim anschließenden Trocknen des Films führen. Das Netzmittel wirkt grundsätzlich wie das Spülmittel beim Geschirrspülen, enthält aber keine Farb- und Duft-Hilfsstoffe. Netzmittelkonzentrate für das Fotolabor, wie zum Beispiel Agepon (von Agfa), Mirasol (von Tetenal) oder Ilfotol (von Ilford), sind oft zusätzlich mit Filmhärtungs- und Konservierungshilfsmitteln versehen.

Trocknung

Nach gelungener Entwicklung ist der Film bereit für die Trocknung

Im Heimlabor erfolgt das Trocknen, indem der nasse Film mit Filmklammern senkrecht in einem möglichst staubfreien Raum oder (idealerweise) in einem Trockenschrank aufgehängt wird.

Archivierung und Lagerfähigkeit

Der trockene Film wird in praxisgerechte Abschnitte von 4 bis 6 Negativen pro Filmstreifen (bei Kleinbildfilm) geschnitten. Diese können dann zum Beispiel in DIN-A-4-Hüllen aus Pergamin und oder Acetatfolie in einem Büro-Ordner archiviert werden.

Schwarzweißfilme, Fotografien und Fotoplatten zählen zu den haltbarsten bekannten Medien. Die Aufzeichnung von Dokumenten auf Mikrofiches wird daher nach wie vor zur dauerhaften Archivierung genutzt.

Literatur

• Udo Berns: Fotografie und Fotolabortechnik, Verlag Beruf+Schule (1990), ISBN 3-88013-410-3
• Reinhard Merz: Grundkurs Schwarzweiß-Labor, Augustus Verlag (1996), ISBN 3-8043-5037-2

Siehe auch

• C-41 (Farbnegativfilm-Entwicklungsprozess)
• E-6 (Farbumkehrfilm-Entwicklungsprozess)
• Vergrößerung (Fotografie)
• Abzug (Fotografie)
• Schwarzweißfilm

Weblinks

• Artikel über Filmwässerung (englisch)
• Artikel über die chemischen Vorgänge beim Entwickeln (deutsch)
• Artikel über korrekte Filmtrocknung zu Hause (deutsch)