專利名稱：鹵化銀乳劑的制備方法及其實現(xiàn)該方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鹵化銀乳劑的制備方法及其實現(xiàn)該方法的裝置，尤其是高精度地將硝酸銀水溶液和鹵化物水溶液注入沉淀槽的保護膠體水溶液中來制備鹵化銀晶體的方法及其實現(xiàn)該方法的裝置。
制造照相乳劑的最重要過程就是產生鹵化銀晶體，準確控制鹵化銀晶體的大小和數(shù)量(其分布狀況)是制備質量上乘的照相乳劑的主要因素，質量上乘的照相乳劑可以改善照相材料。
產生鹵化銀晶體的傳統(tǒng)方法是將硝酸銀水溶液注入裝有鹵化鹽水溶液和保護膠體水溶液的混合液的沉淀槽中。例如，一種將硝酸銀水溶液注入的方法是利用在硝酸銀水溶液液面(位于較高位置)與沉淀槽中混合溶液液面(位于較低位置)之間形成的壓位差，并利用泵進行的。為了控制注入的流速，在其導管上設置測流孔或通過控制泵來控制其流量。然而，這種方法不僅不能準確控制流速而且不能控制鹵化銀晶體的結構。
美國專利3,782,954、日本專利出版物41114/78(tokko-sho 53-41114)以及日本專利出版物58288/83(tokko-sho 58-58288)所公開的方法均是將硝酸銀水溶液和鹵化鹽水溶液注入裝有混合溶液的沉淀槽中以改進鹵化銀晶體顆粒大小的勻細度。
日本未決專利申請138282/76(tokkai-sho 51-138282)、美國專利4,026,668、日本專利出版物31454/86(tokko-sho 61-31454)、日本未決專利申請67952/90(tokkai-hei 2-67952)、美國專利5,248,577以及日本未決專利申請232611/93(tokkai-hei 5-232611)公開了另一種方法。在該方法中，對硝酸銀水溶液和鹵化鹽水溶液的流速進行控制，以使在沉淀槽中起反應的混合溶液的電位保持在預定電位值。該方法可以控制所有鹵化銀晶體顆粒的大小。
在上述描述的多數(shù)方法中，由于泵具有良好的可控性和良好的響應性并具有能滿足用戶要求的多種選擇，所以均使用泵將硝酸銀水溶液和鹵化鹽水溶液從其儲存槽注入沉淀槽中。然而，泵所具有的高精度流速范圍通常較窄，因此需要使用多個具有不同流速范圍的泵以滿足所要求的整個流速范圍。
如上所述，制造照相乳劑的最重要過程就是產生鹵化銀晶體，準確控制鹵化銀晶體的大小和數(shù)量(其分布狀況)是制備質量上乘的照相乳劑的主要因素，質量上乘的照相乳劑可以改善照相材料。為了獲得這種硝酸銀水溶液，必需高精度控制這些溶液注入沉淀槽的流速，以根據(jù)預定進度滿足在注入溶液的初始階段和末尾階段對流速的要求，并且根據(jù)各時刻所要求的流速滿足穩(wěn)定狀態(tài)對流速的要求，并精確控制所注入的溶液的總數(shù)量。
由于溶液價值昂貴，所以應避免浪費，因此希望用盡所制備的全部溶液而不存在任何剩余，也就是說，希望共用導管來制造大量各種乳劑。例如，制造彩色底片至少需要九種基本乳劑，諸如用于藍色感光層、綠色感光層以及紅色感光層的乳劑，各層又分成三個乳劑層，即高感光層、中感光層以及低感光層。此外，考慮到各種乳劑的照相速度，乳劑的種類又增加了許多。為了解決制造多種乳劑的問題，必需根據(jù)各乳劑處方所分別要求的各種流速注入硝酸銀水溶液和鹵化鹽水溶液。為了適應僅利用一種裝置注入溶液，該裝置必需對流速具有寬可控范圍并在流速控制范圍內保持高控制精度，例如，最低流速與最高流速的比應為1比10，優(yōu)先為1比20或更高。
未決專利申請146543/96(tokkai-hei 8-146543)公開的方法不僅可以避免現(xiàn)有技術的上述缺點，而且可以避免由于泵系統(tǒng)使用導管而在導管中總是殘留某些溶液導致浪費的弊端。然而，使用泵的方法不可能完全避免其密封機構(如端面密封、完全密封以及唇形密封)產生滲漏，因此，經常需要對其密封部分進行維修。由于硝酸銀水溶液對人的皮膚有害，所以，這種維修工作屬于危險操作。未決專利申請182623/87(tokkai-sho 62-182623)公開的方法采用了注射器原理，在該方法中，通過選擇具有不同內徑尺寸的氣缸可以容易地控制流速。在該方法中，從氣缸中流出的流速的精度依賴于按極高精度公差加工的氣缸內徑。如果氣缸的體積相同，則內徑越小的氣缸通常具有更高的精度，但是這又導致氣缸更長，實際，這不是我們所希望看到的。
本發(fā)明的目的是提供一種鹵化銀乳劑的制備方法及其實現(xiàn)該方法的裝置，該方法無需使用泵或氣缸系統(tǒng)就可以在寬流速范圍內、高精度控制向沉淀槽注入溶液的流速。根據(jù)本發(fā)明，利用硝酸銀水溶液與鹵化鹽水溶液在裝有膠體溶液的沉淀槽中進行反應來制備鹵化銀乳劑的方法包括以下步驟對所述的兩種水溶液源分別施加壓力；控制所述施加壓力和所述兩種水溶液的各導管的流動阻力以致可以分別控制注入膠體溶液中的兩種水溶液的流速。
在該方法中，通過控制在導管上開啟的流動路徑優(yōu)先控制導管中的流動阻力。利用可以改變流動路徑截面積的控制閥和用于起動所述控制閥的制動器，優(yōu)先控制流動路徑的開啟，該控制閥和制動器均安裝在所述導管上。根據(jù)對在沉淀槽中起反應的混合溶液測量的電位值，優(yōu)先控制施加壓力和流動阻力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種利用硝酸銀水溶液與鹵化鹽水溶液在裝有膠體溶液的沉淀槽中的反應來制備鹵化銀乳劑的裝置，該裝置包括第一槽，用于裝硝酸銀水溶液；第二槽，用于裝鹵化鹽水溶液；壓力控制器，用于控制第一槽和第二槽內的壓力；壓力傳感器，安裝在各槽內分別測量各槽內的壓力以產生指出各壓力的信號；第一導管，用于將第一槽中的硝酸銀水溶液導入沉淀槽；第二導管，用于將第二槽中的鹵化鹽水溶液導入沉淀槽；第一流速計，安裝在第一槽與沉淀槽之間用于測量硝酸銀水溶液的流速以產生指出所述流速的信號；第二流速計，安裝在第二槽與沉淀槽之間用于測量鹵化鹽水溶液的流速以產生指出所述流速的信號；第一流動路徑開啟控制器，布置在第一導管上；第二流動路徑開啟控制器，布置在第二導管上；以及流速控制器，用于根據(jù)所述壓力傳感器發(fā)送的壓力數(shù)值信號和所述流速計發(fā)送的流速數(shù)值信號，控制所述壓力控制器以調節(jié)所述壓力并控制所述流動路徑開啟控制器以調節(jié)所述流動路徑開啟，從而獲得預定流速。
在此裝置中，優(yōu)先采用控制閥和制動器，該控制閥可改變流動路徑的截面積，該制動器用于起動安裝在所述導管上作為流動路徑開啟控制器的所述控制閥。例如，控制閥優(yōu)先采用具有錐形閥門頭或紡錘形閥門頭并在閥座上具有法蘭，閥門頭受控于安裝在閥門上部的制動器。
優(yōu)先根據(jù)沉淀槽中互相反應的混合溶液的電位值確定預定流速，由插入混合溶液內的電位檢測器測量混合溶液的電位值。
下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明

圖1示出說明根據(jù)本發(fā)明制備鹵化銀乳劑的方法和裝置的原理2示出流動路徑開啟控制器的局部斷面圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明制備鹵化銀乳劑的裝置包括第一槽11，用于裝硝酸銀水溶液(硝酸銀儲槽11)；第二槽12，用于裝鹵化鹽水溶液(鹵化鹽儲槽12)；沉淀槽13，將兩種水溶液注入其內以產生鹵化銀乳劑。第一導管16，用于將裝在第一槽11中的硝酸銀水溶液導入沉淀槽13；第二導管17，用于將裝在第二槽12中的鹵化鹽水溶液導入沉淀槽13；以及流速控制器31，攪拌器33安裝在裝有膠體溶液的沉淀槽13內用于攪拌混合溶液。壓力控制器20包括對空氣或其它氣體加壓的壓力容器21和壓力控制閥22。壓力容器21通過壓力控制閥22連接到硝酸銀儲槽11，這樣，通過控制壓力控制閥22的開啟，可以將硝酸銀儲槽11內的壓力調節(jié)到預定值。攪拌器23和壓力傳感器24被安裝到硝酸銀儲槽11。沿用于導入硝酸銀水溶液的第一導管16，從硝酸銀儲槽11到沉淀槽13的方向順序布置用于檢測導管16內壓力的導管壓力傳感器27、流速計28以及流動路徑開啟控制器29。
同樣，鹵化鹽儲槽12具有壓力控制器20、攪拌器23以及壓力傳感器24安裝在其上。沿鹵化鹽溶液的第二導管17順序布置用于檢測導管17內壓力的導管壓力傳感器27、流速計28以及流動路徑開啟控制器29。
關于目前使用的壓力控制器，其中某些對壓力調節(jié)的響應速度快，而另一些則對壓力調節(jié)的響應速度慢。使用快速響應控制器時，可以在開始導入和注入溶液時開始加壓，使用慢速響應控制器時，可以在導入和注入溶液前開始加壓達到預定壓力值。
關于流速計，例如，可以采用電磁流速計、質量流速計、超聲波流速計以及橢圓流速計，它們可以進行高精度測量并可以對表示測量數(shù)據(jù)的信號進行實時發(fā)送。
將由壓力傳感器24測量的壓力和由流速計測量的流速轉換為信號發(fā)送到流速控制器31。根據(jù)測量的壓力值和流速值，流速控制器31計算硝酸銀儲槽11和鹵化鹽儲槽12適當壓力值以及導管16和導管17中的流動路徑的適當開啟壓力值，以將導管16和導管17中的流速調節(jié)到預定值，然后將所計算的數(shù)值的信號發(fā)送到壓力控制器20和流動路徑開啟控制器29。
壓力控制器20控制壓力控制閥22以將硝酸銀儲槽11和鹵化鹽儲槽12的壓力調節(jié)到發(fā)送信號所指出的數(shù)值。同樣，流動路徑開啟控制器29控制壓力控制閥22以將導管16和導管17的流動路徑開啟壓力調節(jié)到發(fā)送信號所指出的數(shù)值。
關于流動路徑開啟控制器29，優(yōu)先使用電機控制型控制閥(如圖2所示)。這種類型的流動路徑開啟控制器29包括控制閥36、閥室38、伺服電機39、導螺桿40、活動部件41以及導軸42。流速控制器31產生的信號激勵伺服電機39從而轉動導螺桿40。轉動導螺桿40會使活動部件41沿導軸42上下移動?？刂崎y36通過閥軸43與活動部件41相連。因此，當伺服電機39轉動導螺桿40時，控制閥36上下移動?？刂崎y36包括錐形或紡錘形閥門頭44和安裝在閥座上的閥法蘭45。
閥室38具有分別與導管16(17)相連的閥入口38a和閥出口38b。液體通過閥入口38a流入閥室38，然后，從閥出口38b流出。當控制閥36上移時，閥室38中的流速就提高，而當控制閥36下移時，流速就降低。當控制閥37關閉時，安裝在閥座38c上的閥法蘭45就阻斷液體的流動。日本未決專利申請35090/89(tokkai-sho 64-35090)公開了這種電機控制型控制閥。
下面是本發(fā)明的實例。
作為本發(fā)明的實驗系統(tǒng)，沉淀槽13的容積為700升，用于裝硝酸銀溶液和鹵化鹽溶液的儲槽11和儲槽12的容積均為150升，儲槽11和儲槽12分別位于所使用的沉淀槽13的上方3米處。在沉淀槽13中安裝的攪拌器33采用日本專利出版物10545/80(tokko-sho 55-10545)公開的攪拌器。導管16連接到連接端33a，導管17連接到另一個連接端33b。流速計28選擇由Yokogawa Electric Corporation制造的某種電磁流速計，通過按需要改變連接到其上的導管的大小就可以在寬流速范圍進行高精確測量。
對于硝酸銀溶液導管和鹵化鹽溶液導管，可以利用上述實驗系統(tǒng)對可以保持高精度流速控制的流速范圍的可能極限進行實驗。在硝酸銀儲槽11和鹵化鹽儲槽12內分別注入150升水。通過調節(jié)壓力控制閥22的開啟，可以將施加到儲槽11和儲槽12的壓力調節(jié)到49KPa。在此條件下，當流速計28指到1升/分鐘時，測量流動路徑開啟控制器29的流動路徑開啟量。流動路徑開啟控制器29的此流動路徑開啟量被認為是49KPa和1升/分鐘時的標準開啟量。
最初將控制器29的流動路徑開啟量設置到49KPa和1升/分鐘時的標準開啟量。將49 KPa的壓力施加到儲槽11和儲槽12之后，攪拌器33開始以1000rpm的速度轉動。開啟儲槽11和儲槽12下部的斷流閥11a和12a，然后，溶液開始受控導入沉淀槽13。在此過程中，流速計28時時刻刻測量流速，并且49KPa和1升/分鐘的標準開啟時的流速為1升/分鐘。對于硝酸銀導管16，它們之間的誤差(流速波動)在±0.5％之內，對于鹵化鹽導管17，它們之間的誤差(流速波動)在±0.51％之內。這證明此實驗系統(tǒng)在高精度下具有良好的可控性。
通過增加流動路徑的開啟量，可以給出在相同壓力下提高的開啟標準以及新的提高的流速。在此新條件下，在此過程中由流速計28時時刻刻對流速進行測量并對新提高的流速進行比較。在進一步提高開啟標準時，同樣應陸續(xù)進行這種比較。最后，由于導管16和導管17存在流動阻力，所以盡管增加流動路徑的開啟量，流速也會趨于穩(wěn)定。此最后流速為38升/分鐘并且此時的流速波動，對于硝酸銀溶液導管16在±0.61％范圍內，對于鹵化鹽溶液導管17在±0.65％范圍內。流速為38升/分鐘時，系統(tǒng)在高精度下仍然具有良好的可控性。
為了知道可以有效控制的上限，當將控制器29的流動路徑開啟量固定到流動路徑開啟等于構成導管16或導管17的導管一半截面積時，施加更高壓力。壓力為215.6Kpa時，流速波動范圍在±1％內獲得的最大流速為54升/分鐘。
同樣，當控制器29的流動路徑開啟完全開啟時，可以施加更高的壓力。壓力為215.6KPa時，流速波動范圍在±1％獲得的最大流速為48升/分鐘。利用水代替硝酸銀溶液或鹵化鹽溶液的結果幾乎相同。
總之，已經證明，根據(jù)本發(fā)明制備鹵化銀乳劑的裝置，由于可以有效控制的最低流速為1升/分鐘而最高流速為48升/分鐘，所以可以在1至48之間的寬流速范圍內控制硝酸銀溶液和鹵化鹽溶液的流速。
在上述實例中，根據(jù)在流速控制器中編程的流速，該裝置系統(tǒng)控制流速。然而，如同日本未決專利申請138282/76(tokkai-sho 51-138282)、美國專利4,026,668、日本專利出版物31454/86(tokko-sho 61-31454)、日本未決專利申請67952/90(tokkai-hei 2-67952)、美國專利5,248,577以及日本未決專利申請232611/93(toddai-hei 5-232611)所公開的那樣，還可以根據(jù)電位計34在沉淀槽13中測量的混合溶液的電位來控制流速使電位保持在預定值。在這種情況下，將所測量的電位信號發(fā)送到流速控制器31。流速控制器31計算硝酸銀儲槽11和鹵化鹽儲槽12中的適當壓力值以及導管16和導管17中的流動路徑開啟的壓力值，這樣就可以將電位調節(jié)到預定值，然后將所計算的數(shù)值發(fā)送到壓力控制器20和流動路徑開啟控制器29。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供制備鹵化銀乳劑的方法以及實現(xiàn)該方法的裝置，該方法無需使用泵或氣缸系統(tǒng)僅通過控制施加到溶液的壓力和導管對溶液的流動路徑開啟，就可以在寬流速范圍以高精度控制向沉淀槽注入硝酸銀水溶液和鹵化鹽水溶液的流速。這意謂著，一種裝置系統(tǒng)可以實現(xiàn)制造各種乳劑，其每種乳劑所要求的流速進程在寬范圍內與其它乳劑所要求的流速進程不同，而無需像使用泵的情況那樣對密封進行維修。
權利要求
1.一種鹵化銀乳劑的制備方法，通過硝酸銀水溶液與鹵化鹽水溶液在裝有膠體溶液的沉淀槽中進行反應，其特征在于該方法包括步驟對所述兩種水溶液分別施加壓力；控制所述兩種水溶液的所述施加壓力和導管的流動阻力以分別控制將兩種水溶液注入膠體溶液中的流速。
2.根據(jù)權利要求1所述的鹵化銀乳劑的制備方法，其特征在于其中通過控制所述各導管的各流動路徑開啟來控制兩種水溶液導管內的所述各流動阻力。
3.根據(jù)權利要求1所述的鹵化銀乳劑的制備方法，其特征在于其中根據(jù)對在所述沉淀槽內進行反應的混合溶液測量的電位值，控制所述施加壓力和所述各流動阻力。
4.根據(jù)權利要求2所述的鹵化銀乳劑的制備方法，其特征在于其中根據(jù)對在所述沉淀槽內進行反應的混合溶液測量的電位值，控制所述施加壓力和所述各流動路徑開啟。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的鹵化銀乳劑的制備方法，其特征在于其中利用分別安裝在所述導管中的流動路徑截面積可變的控制閥和用于起動所述控制閥的制動器來對所述導管中的流動路徑開啟進行所述控制。
6.一種鹵化銀乳劑制備裝置，通過硝酸銀水溶液與鹵化鹽水溶液在裝有膠體的沉淀槽中進行反應制備鹵化銀乳劑，其特征在于該裝置包括第一槽，用于裝硝酸銀水溶液；第二槽，用于裝鹵化鹽水溶液；壓力控制器，用于控制第一槽和第二槽內的壓力；壓力傳感器，分別安裝在所述第一槽和所述第二槽內用于測量所述各槽內的壓力以產生指出所述各壓力的信號；第一導管，用于將第一槽中的硝酸銀水溶液導入沉淀槽；第二導管，用于將第二槽中的鹵化鹽水溶液導入沉淀槽；第一流速計，安裝在第一槽與沉淀槽之間用于測量硝酸銀水溶液的流速以產生指出所述流速的信號；第二流速計，安裝在第二槽與沉淀槽之間用于測量鹵化鹽水溶液的流速以產生指出所述流速的信號；第一流動路徑開啟控制器，布置在第一導管上；第二流動路徑開啟控制器，布置在第二導管上；以及流速控制器，用于根據(jù)所述壓力傳感器發(fā)送的壓力數(shù)值信號和所述流速計發(fā)送的流速數(shù)值信號，控制所述壓力控制器以調節(jié)所述壓力并控制所述流動路徑開啟控制器以調節(jié)所述流動路徑開啟，從而獲得預定流速。
7.根據(jù)權利要求6所述的鹵化銀乳劑的制備裝置，其特征在于其中根據(jù)對在所述沉淀槽內互相進行反應的所述混合溶液測量的電位值，確定所述預定流速。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的鹵化銀乳劑制備裝置，其特征在于其中安裝在所述導管的所述流動路徑開啟控制器包括流動路徑截面積可變的控制閥和起動所述控制閥的制動器。
9.根據(jù)權利要求8所述的鹵化銀乳劑制備裝置，其特征在于其中所述控制閥具有有法蘭安裝到閥座的錐形或紡錘形閥門頭，可以利用所述制動器控制所述閥門頭的移動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以精確控制向沉淀槽中注入反應溶液(如:硝酸銀溶液或鹵化鹽溶液)的流速的方法和裝置,該方法包括向所述兩種溶液的各源施加壓力并控制兩個所述施加壓力和所述兩種溶液導管的流動阻力以將兩種溶液注入沉淀槽的流速分別調節(jié)到預定值。該裝置包括用于裝反應液的儲槽、將反應液導入沉淀槽的導管以及流速控制器,其中將儲槽連接到壓力控制器,此壓力控制器包括加壓空氣或其它氣體的壓力容器和壓力控制閥,導管具有用于檢測導管內壓力的壓力傳感器、流速計以及沿導管順序安裝的流動路徑開啟控制器,流速控制器通過控制壓力控制閥和流動路徑開啟控制器來控制導入沉淀槽的反應液的流速。
文檔編號G03C1/015GK1355444SQ0013330
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月23日 優(yōu)先權日2000年11月23日
發(fā)明者市川靖典, 長沢英治, 野見山徹雄 申請人:富士膠片株式會社