DE1245176B

DE1245176B - Anordnung fuer die waehrend der Herstellung photographischer Filme kontinuierlich vorzunehmende Messung des Wassergehalts photographischer Schichten

Info

Publication number: DE1245176B
Application number: DEF36483A
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Bunge; Dr Konrad Hebbel; Dr Otto Koch
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-04-06
Filing date: 1962-04-06
Publication date: 1967-07-20
Also published as: CH404981A; GB1039746A; US3260850A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIn

Deutsche Kl.: 421-9/51

Nummer: 1245 176

Aktenzeichen: F 36483 IX b/421

Anmeldetag: 6. April 1962

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung betrifft ein Gerät, das die kontinuierliche Messung des Wassergehaltes der Schichten bei der Herstellung photographischer Filme gestattet.

Photographische Filme bestehen im allgemeinen aus einer oder mehreren lichtempfindlichen Schichten sowie verschiedenen Hilfsschichten. Insbesondere bei modernen Farbfilmen werden dabei an die Gießgenauigkeit sehr hohe Anforderungen gestellt, da die Menge des pro Quadratmeter aufgetragenen Silberhalogenids innerhalb sehr enger Toleranzgrenzen von etwa 1 bis 2°/o liegen muß. Bei der Messung des aufgetragenen Silbers, zur Überwachung des Begießvorganges, stößt man insofern auf Schwierigkeiten, als bei mehrschichtigen Filmen auch das Silber der darunterliegenden Emulsionsschichten mitgemessen wird. Zur Ermittlung des aufgetragenen Silbers sollte man daher den Silberhalogenidgehalt der darunterliegenden Schichten kennen und von dem gemessenen Ergebnis subtrahieren. Ein derartiges Verfahren genügt jedoch insbesondere bei Farbfilmen mit mehreren Schichten den Anforderungen an die Meßgenauigkeit nicht.

Grundsätzlich ist es auch möglich, den Silbergehalt indirekt dadurch zu bestimmen, daß man das mit dem Gießen einer Schicht aufgetragene Wasser mißt. Sofern dann die unter der aufgetragenen Schicht liegenden weiteren Schichten nur Wasser in vernachlässigbaren Mengen enthalten, kann man aus diesem Wasserauftrag bei Kenntnis des Verhältnisses der Konzentration des Wassers zu der des Silbers den Silberauftrag ermitteln.

Hierzu sind jedoch nicht die bekannten Photometer brauchbar, die beispielsweise zur Bestimmung des Wassergehaltes in Folien verwendet werden. Die Bestimmung der Wasserkonzentration in Folien wird mit dem bekannten Gerät z. B. wie folgt durchgeführt:

Mit einer optischen Anordnung werden zwei Lichtbündel der Wellenlänge 1,95 μ und der Wellenlänge von ζ...B. 1,8 μ hergestellt und die Extinktion der Folie bei diesen Wellenlängen verglichen. Bei der Wellenlänge von 1,95 μ befindet sich eine Wasserabsorptionsbande, während bei 1,8 μ das Wasser nur vernachlässigbar absorbiert. Sofern nun die wasserfreie Folie bei den beiden genannten Wellenlängen gleiche Extinktion aufweist, ergibt der obenerwähnte Vergleich der Extinktionen bei den beiden Wellenlängen einen Meßwert, der der Wasserkonzentration in der Folie proportional ist. Das genannte Verfahren funktioniert, wie erwähnt, nur dann, wenn die Extinktion der trockenen Grundsubstanz bei der Meß- und Vergleichswellenlänge die gleiche ist.

Anordnung für die während der Herstellung
photographischer Filme kontinuierlich
vorzunehmende Messung des Wassergehalts
photographischer Schichten

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Konrad Bunge, Köln-Stammheim;

Dr. Konrad Hebbel, Grünwald bei München;

Dr. Otto Koch, Leverkusen ■

Derartige Geräte sind in vorliegendem Fall ungeeignet, da die lichtempfindlichen Schichten ein wellenlängenabhängiges Streuvermögeri besitzen. Es kommt hinzu, daß auch bereits vorhandene lichtempfindliche oder Hilfsschichten beispielsweise Lichthofschutz- oder Haftschichten und schließlich auch die Filmunterlagen in dem in Betracht kommenden Spektralbereich in mehr oder weniger starkem Maß durch Streuung oder Absorption die Messung beeinflussen, wobei die Beeinflussung der Absorption in einem gewissen Bereich von Infrarot-Wellenlängen allerdings vernachlässigt werden kann. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß auch wegen der Lichtempfindlichkeit der photographischen Materialien für die Messungen nur Strahlen aus dem infraroten Bereich in Frage kommen. Die erwähnten störenden Streuungen und Absorptionen sind wellenlängenabhängig. Die Messung des Wasserauftrages mit den bekannten Geräten würde beeinflußt werden nicht nur vom Wasser- und Silbergehalt der zu messenden Schicht und der Art ihres Streuverhaltens, sondern auch von diesen Eigenschaften aller darunterliegenden Schichten und zudem auch noch von der Lage der zu messenden Schicht zu den optischen Teilen.

Es wurde nun überrachenderweise gefunden, daß bei geeigneter Wahl der Meß- und Bezugswellenlänge mit Hilfe eines speziellen optischen Gerätes der Wasserauftrag gemessen werden kann. Eine den Erfindungsgedanken benutzende Apparatur ist in Abb. 1 schematisch dargestellt.

Ihre Wirkungsweise wird im folgenden beschrieben: Es werden zwei Lichtbündel hergestellt, das

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eine 1 bei einer Wellenlänge (Meßwellenlänge), bei der Wasser absorbiert, das andere 2 bei einer Vergleichswellenlänge, bei der keine oder nur zu vernachlässigende Absorption durch Wasser eintritt. Mit Hilfe des rotierenden Unterbrechers 3 werden die Bündel auf den halbdurchlässigen Spiegel 4 geleitet, der sie zu einem Bündel 5 vereint. Dieses Bündel durchsetzt die Unterlage mit der zu messenden Schicht 6. In der Nähe der Schicht befinden sich gemäß der Erfindung die optischen Mittel 7, deren Wirkung weiter unten diskutiert wird. Schließlich gelangt das Lichtbündel auf den photoelektrischen Wandler 8, der ein der momentanen Lichtleistung proprotionales Signal abgibt. Das Signal steuert mittels eines Servomechanismus den in dem Strahlenbündel 1 befindlichen Graukeil 9 so lange, bis die den Wandler verlassenden Signale für beide Strahlengänge gleich sind.

Befindet sich im Strahlengang der erfindungsgemäßen Apparatur keine Schicht, so vermittelt jeder der beiden Strahlengänge eine gewisse Lichtleistung an den Empfänger. Wird jetzt der Träger des Films, der mit den interessierenden lichtempfindlichen und sonstigen Schichten begossen sei, wobei diese Schichten alle einen vernachlässigbaren Wassergehalt haben sollen, in den Strahlengang gebracht, so wird die Lichtleistung in jedem der Strahlengänge beträchtlich geschwächt, wobei jedoch der Schwächungsfaktor in beiden Strahlengängen der gleiche ist. Wird zusätzlich noch eine wasserhaltige Schicht der interessierenden Dicke aufgebracht, so ändert sich im wesentlichen nur die Lichtleistung im Meßstrahlengang (1,95 μ), und zwar monoton mit der Wasserauftragsdicke. Die in der erfindungsgemäßen Anordnung verwendete Wellenlänge des Meßstrahls beträgt, wie erwähnt, 1,95 μ, die des Vergleichsstrahls liegt zwischen etwa 1,7 und 1,8 μ. Diese Wellenlängen wurden gewählt, weil sich in dem Bereich von etwa 1,7 bis 2,0 μ die Extinktion der trockenen Schichten der interessierenden Art nur vernachlässigbar ändert.

Anders verhält es sich bei der Streucharakteristik der Schichten in diesem Wellenlängenbereich. Es zeigt sich nämlich, daß diese Eigenschaft in einem Ausmaß wellenlängenabhängig ist, daß eine Messung ohne zusätzliche Maßnahmen nicht die erforderliche Genauigkeit besitzt. Der Kern der Erfindung besteht darin, diese Veränderung der Streucharakteristik durch geeignete optische Mittel 7 unschädlich für die Messung des Wasserauftrages zu machen. Es wurde hierbei gefunden, daß diese optischen Mittel die Wirkung haben müssen, daß die den Empfänger erreichende Strahlungsleistung in möglichst geringem Maß von dem Winkel abhängt, unter dem die Strahlung die Meßstelle verläßt.

Um diese Wirkung zu erreichen, werden erfindungsgemäß zwischen Meßobjekt 6 und Empfänger 8 optische Mittel 7 angeordnet, die die das Meßobjekt 6 auf der Empfängerseite verlassende Strahlung möglichst quantitativ erfassen und dem Empfänger zuleiten.

Verschiedene Möglichkeiten für diese optischen Mittel sind in den Abb. 2 bis 4 dargestellt. Dabei ist im Teil (α) der Abbildung jeweils der Strahlengang vor Einbringen eines im interessierenden Spektralbereich gleichmäßig absorbierenden aber in unterschiedlichem Maß vorwärts streuenden Meßobjektes und in dem Teil (b) nach dem Einbringen dieses Meßobjektes wiedergeben.

In A b b. 2 wird beispielsweise als optisches Mittel hinter der Schicht eine Integrationskugel 7 verwendet. Wird nun in den ursprünglich freien Strahlengang das eben beschriebene Meßobjekt (trocken, nicht rückwärts streuend) eingebracht, so ändert sich zwar die räumliche Verteilung der in die Kugel eintretenden Strahlung, nicht jedoch die Leistung die den Wandler 8 erreicht. Das gilt für jeden der beiden Strahlengänge.

ίο A b b. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen der optischen Mittel 7. Bei der Anordnung 3 wird ein Lichtleiter verwendet, bei der Anordnung 4 eine Optik, die einen extrem hohen Raumwinkel der die Schicht verlassenden Strahlung erfaßt (z. B. eine Fresnellinse). Die Wirkung der Anordnungen nach 3 und 4 ist die gleiche wie die der Anordnung nach 2. Das Gemeinsame aller drei Ausführungsformen besteht darin, daß sie einen möglichst großen Teil des die Schicht verlassenden Lichtes erfassen.

Bei jeder der beschriebenen Anordnungen ändert sich beim Einbringen einer feuchten Schicht die den photoelektrischen Wandler erreichende Lichtleistung in gleicher Art wie bei den bekannten Einrichtungen. Diese Änderung kann daher in der bekannten Weise zur Messung der Wasserkonzentration benutzt werden.

Der Befund, daß die durch die Wellenlängenabhängigkeit der Streucharakteristik der zu messenden Schichten auftretenden Fehler durch rein optische Mittel beseitigt werden können, ist für den Fachmann insbesondere deshalb überraschend, weil die wasserhaltigen Schichten nicht nur eine Vorwärtsstreuung, sondern auch eine erhebliche Rückwärtsstreuung verursachen.

Es sei an dieser Stelle betont, daß in den Zeichnungen nur schematische Ausrührungsformen der Erfindung dargestellt sind. Bei dem praktischen Bau einer Meßapparatur wird man die Größe und die Ausführung der Apparatur und der einzelnen Bauelemente ohne Schwierigkeiten den jeweiligen Anforderungen anpassen können. So kann man beispielsweise die Integrationskugel (Ulbrichtkugel) in einen gewissen Sicherheitsabstand von einigen Millimetern von dem Film entfernt anordnen. Allerdings erfaßt man dann nicht die gesamte aus der Schicht austretende Strahlung, der auftretende Fehler ist jedoch so gering, daß die Messung hierdurch nicht gestört wird. Die Genauigkeit, die sich mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erreichen läßt, liegt bei etwa ± 1 μ Wasserauftragsdicke.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung für die während der Herstellung photographischer Filme kontinuierlich vorzunehmende Messung des Wassergehaltes photographischer Schichten, arbeitend nach dem Prinzip der abwechselnden Bestrahlung eines Prüfkörpers mit gebündelter Strahlung der Wellenlänge 1,95 bzw. 1,7 bis 1,8 μ und mit einem auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite des Prüfkörpers angeordneten Empfänger für die Messung und den Vergleich der durchtretenden Strahlungsernergien, dadurchgekennzeichnet, daß zwischen Meßobjekt (6) und Empfänger (8) optisehe Mittel (7) angeordnet sind, die die das Meßobjekt (6) auf der Empfängerseite verlassende Strahlung möglichst quantitativ erfassen und dem Empfänger (8) zuleiten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (7) aus einer Integrationskugel bestehen, die zwischen der zu messenden Schicht (6) und dem Empfänger (8) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Kohlrausch, »Praktische Physik«, I, 19.

Auf lage, 1951, S. 520/521;

Grimsehl-Tomaschek, »Lehrbuch der Physik«, Bd.

II, 1;

8. Auflage, 1938, S. 603/604.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 617/253 7. 67 Bundesdruckerei Berlin