L’emulsione è il cuore chimico della pellicola, l’insieme di sostanze che permettono di fissare sul supporto l’immagine, la luce, il colore. Gli ingredienti essenziali sono la gelatina (di origine animale), il nitrato d’argento (AgNO3) e i sali alogenuri (bromuri, ioduri e cloruri). Nelle caldaie di fabbricazione – recipienti di acciaio inox termoregolati e agitati in cui è stata preparata una soluzione di gelatina – avviene la reazione tra il nitrato d’argento e i sali alogenuri. Ciò dà luogo alla formazione di cristalli di alogenuro d’argento secondo, ad esempio, lo schema:
AgNO3 (Argento Nitrato) + KBr (Potassio Bromuro) >> AgBr (Cristallo di Ag) + KNO3 (Sale solubile)
L’emulsione fotografica è propriamente una dispersione, ovvero una mescolanza di un solido insolubile in sospensione in un liquido. I piccoli cristalli di alogenuro d’argento sono tenuti in sospensione dalla gelatina, che fa da colloide portante e li mantiene separati, evitandone l’agglomerazione.
Tutti i componenti vengono accuratamente pesati (fase pesatura) e sciolti in H2O in percolatori, recipienti d’acciaio termostatati, collegati alle caldaie di fabbricazione. La quantità dei reagenti è solo uno dei molteplici fattori che determinano le caratteristiche dei cristalli d’argento e differenziano i diversi tipi di emulsione: è essenziale regolare le temperature, i tempi (durata delle varie fasi del processo), la quantità di ammoniaca, i rapporti di concentrazione tra i reagenti. I nuclei di cristalli inizialmente formatisi vanno accresciuti in dimensione con l’apporto dei reagenti e per effetto della temperatura, evitando che si formino nel corso del processo (maturazione fisica) nuovi nuclei di cristalli (ricristallizzazione). Dimensione, forma e distribuzione dei cristalli d’argento sono basilari per determinare la sensibilità e il contrasto dell’emulsione, caratteristiche centrali della pellicola. Tali operazioni avvengono in ambienti a luce controllata (tipicamente rossa) perchè già in questa fase i cristalli sono sensibili alla luce.
Dopo questa fase (generazione dei cristalli o precipitazione), l’emulsione viene generalmente trasferita in una caldaia, dove avvengono le fasi di coagulazione e lavaggio. Variando il pH della sospensione, si ottiene la separazione (coagulazione) della fase solida (cristalli e gelatina) dal liquido e l’eliminazione dei sali in eccesso. Nei processi e impianti più recenti le due fasi sono state sostitute dalla ultrafiltrazione: l’emulsione circola in apposite membrane, l’aggiunta di H2O demineralizzata elimina i sali in eccesso (controllandone la conducibilità elettrica); successivamente, togliendo parte dell’acqua, si raggiunge la concentrazione voluta.
L’emulsione viene quindi ricoverata in ghiacciaia (ambiente a temperatura e umidità controllata), in attesa di essere rilavorata per la successiva fase di maturazione chimica o rifusione.
La maturazione chimica conferisce all’emulsione fotografica le proprietà finali che caratterizzeranno la pellicola: infatti i cristalli d’argento generati nella fase precedentemente descritta hanno una sensibilità piuttosto bassa, limitata alle lunghezze d’onda della sola luce blu. Attraverso il processo di maturazione chimica la sensibilità originale del cristallo viene accresciuta di un fattore 100.000 ed estesa all’intero spettro dei colori (lunghezze d’onda) che compongono la luce. Tale processo, che avviene generalmente in caldaie di rifusione di grandi dimensioni (1000-2500 litri) consiste principalmente nell’aggiunta all’emulsione (ridispersa e mantenuta a temperatura controllata), oltre a gelatina, di sostanze chimiche appositamente sintetizzate: sensibilizzatori chimici, ottici, sostanze antivelo e antifermentazione, etc.
Questi composti vengono assorbiti sulla superficie dei cristalli e ne modificano le proprietà.L’emulsione così finita viene a questo punto congelata in grandi vasche d’acciaio refrigerate. Occorre raffreddarla nel più breve tempo possibile e bloccare la cinetica del processo di maturazione, evitando l’incremento del velo (l’annerimento diffuso della pellicola, anche in assenza di esposizione alla luce).
Una volta gelificata, l’emulsione viene tagliata in cubetti e sistemata in bidoni di acciaio inox, di forma tronco-conica, dalla capienza di circa 50 Kg e conservata in ghiacciaia, in attesa di essere avviata ai reparti di stesa. Qui, ridisciolta un’ultima volta e previa aggiunta di ulteriori additivi (copulanti, tensioattivi), verrà colata sul supporto per generare il film.