Fotoemulze je koloidní suspenze mikrokrystalů halogenidu stříbrného ve fotografické želatině , která tvoří světlocitlivou vrstvu moderních fotografických materiálů želatina -stříbro [1] . Kromě halogenidových mikrokrystalů obsahuje emulze také další pomocné látky: senzibilizátory, antiseptika , stabilizátory, změkčovadla a další. Emulzní vrstvy chromogenních fotografických materiálů obsahují také barvotvorné složky [2] [3] . Fotografická emulze se nanáší na sklo , celuloidový film nebo papír v jedné nebo více vrstvách. Tloušťka jedné emulzní vrstvy se pohybuje od 6 mikrometrů u fotografických papírů do 20 u negativních fotografických materiálů. Při laboratorním zpracování emulze absorbuje vodu, přičemž tloušťka několikrát narůstá [4] .
Proces výroby fotografické emulze se skládá z následujících kroků: emulgace, fyzikální zrání, odstranění vedlejších produktů a chemické zrání [5] . Emulgace se redukuje na syntézu halogenidů stříbra , jako je bromid , jako výsledek reakce mezi roztokem dusičnanu stříbrného a bromidu draselného v nabobtnalé želatině . Stejně tak lze reakcí s jodidem nebo chloridem draselným získat jodid nebo chlorid stříbrný [6] . Existují dva způsoby syntézy emulze: amoniak a bez amoniaku. Nejrozšířenější je první z nich, ve kterém je dusičnan stříbrný nejprve přeměněn na amoniak stříbrný a teprve poté na halogenid [7] . Halogenid stříbra získaný po emulgaci nemá prakticky žádnou fotosenzitivitu [8] . Výsledná emulze získává potřebné vlastnosti v průběhu dalších operací: prvního a druhého zrání.
Fyzikální zrání spočívá v udržování fotografické emulze při zvýšené teplotě po určitou dobu. Proces obvykle probíhá ve speciálních nádržích na vaření emulze z chromniklové oceli při 40–80 °C , trvá od 10 minut do hodiny [9] . Během zrání dochází k kontinuálnímu snižování počtu mikrokrystalů a zvyšování jejich průměrné velikosti, což je způsobeno rozpouštěním menších krystalů a jejich vlivem růstem větších [10] . Fotografická želatina při emulgaci a prvním zrání zabraňuje slepení mikrokrystalů halogenidu stříbrného a jejich pádu na dno nádoby [11] .
Po dokončení prvního zrání následují fáze želírování a mytí. V tomto případě se fotografická emulze nejprve zchladí snížením teploty, aby se zastavilo zrání, a poté se rozdrtí na podlouhlé kousky – „červy“, které se několik hodin omývají tekoucí vodou [12] . Oplach je nutný k odstranění vedlejších látek: čpavku , dusičnanu draselného , přebytečného bromidu draselného a dalších látek vznikajících při emulgaci. Voda použitá k oplachu musí být čistá a zbavená nečistot, které ovlivňují fotografické vlastnosti emulze [9] . U některých typů emulzí fotopapírů je z výrobního cyklu vyloučeno praní.
Po dokončení promývání následuje druhý, neboli chemický, krok zrání. K tomu se drcená emulze vloží do dalšího zařízení na vaření emulzí, podobného prvnímu, kde se roztaví a promíchá [10] . Během procesu dochází k chemickým reakcím na povrchu emulzních mikrokrystalů vzniklých při prvním zrání. Spočívají v interakci bromidu stříbrného s nečistotami obsaženými v želatině, což má za následek tvorbu center nečistot nebo center zrání, která se skládají ze zanedbatelných množství kovu a sulfidu stříbrného . Vlivem teploty se centra zrání postupně vyvíjejí v centra fotosenzitivity, jejíž přítomnost určuje fotosenzitivitu [9] .
V procesu chemického zrání se prudce zvyšuje fotosenzitivita a kontrast fotografické emulze . Asi po hodině se proces zastaví, protože jeho pokračování vede k nepřijatelnému zvětšení závoje [13] . Často se před druhým zráním do emulze přidává malé množství zlata, díky čemuž se její fotosenzitivita zvyšuje dvakrát až čtyřikrát a také se snižuje zrnitost. Po dokončení druhého zrání se emulze znovu ochladí, znovu rozdrtí a poté balí do speciálních nerezových nádob [14] . V této formě se hotová emulze skladuje při teplotě 4–6 °C až do aplikace na substrát [15] .
Proces přípravy emulze pro zavlažování spočívá v jejím roztavení do kapalného stavu, filtraci a zavedení následujících látek [16] :
Poté, co emulze dosáhne stanovených fyzikálně-chemických a senzitometrických parametrů, je pomocí zavlažovacích strojů nanesena na příslušný podklad a podrobena sušení při přesně definované teplotě a vlhkosti. Při sušení je zvláště důležitý vzduch, který je důkladně očištěn od prachu. Porušení režimu sušení a jeho trvání může mít velmi silný vliv na fotografické vlastnosti emulze a někdy způsobit její destrukci.
Hotová emulze obvykle obsahuje hmotnostně asi 6 % suché želatiny a 4 % halogenidu stříbrného. Na každý metr čtvereční hotového černobílého negativního fotografického materiálu se spotřebuje 12 až 15 gramů a na pozitivní od 1,5 do 8 gramů stříbra [13] . 1 metr čtvereční barevné vícevrstvé fotografie nebo filmu obsahuje až 8 gramů stříbra [17] .