2011-03-22

Agfacolor Neu

Das sind Gustav Wilmanns und Wilhelm Schneider, beides Chemiker im Dienste der I.G. Farben, die damals alle Foto-Aktivitäten unter dem Dach ihrer Abteilung Agfa gebündelt hatte. Wilmanns war seit 1922 Leiter der Fabrikationsabteilung Foto im Werk Wolfen (Kreis Bitterfeld) und seit 1928 auch für das wissenschaftliche Zentrallabor der Agfa dort zuständig und damit auch Schneiders Chef. Wilhelm Schneider arbeitete dort seit 1929 an der Weiterentwicklung von Schwarzweißfilmen, insbesondere an Lichthofschutzschichten. Er entdeckte 1932, dass Farbstoffe unauswaschbar in Gelatineschichten eingebracht werden können, wenn sie chemische Gruppen haben, die aus der Baumwollfärberei bekannt waren. Damit hatte er ansatzweise ein 20 Jahre altes Problem gelöst, welches die technische Umsetzung von Rudolf Fischers Erfindung des chromogenen Mehrschichten-Farbfilms bis dahin verhinderte.
These are Gustav Wilmanns and Wilhelm Schneider, both chemists working for IG Farben, which had then pooled all their photo activities under the umbrella of its department Agfa. Since 1922 Wilmanns was head of the manufacturing department at the photo site ("Filmfabrik") Wolfen (district Bitterfeld, Germany) and since 1928 in addition responsible for the central scientific laboratory of  Agfa and Schneider's boss. Since 1929 Wilhelm Schneider's main task was the development of black and white films, especially he worked on anti-halation backings. In 1932 he discovered  that specific dyes mixed into gelatin layers can't be washed out if they carry chemical groups that were known from cotton dyeing. With that he almost solved a 20 year old problem, which prevented the technical implementation of Rudolf Fischer's invention of the chromogenic multilayer color film
Wilmanns und Schneider meldeten ihre Idee am 11. April 1935 zum Patent an (DRP 746135) und wurden  nur wenig später vom Kodachromefilm überrascht, der am 15. April in Amerika auf den Markt kam, das Problem der unerwünschten Farbstoffdiffusion aber anders löste. Dennoch kam es in der folgenden Jahren zu einem Wettrennen zwischen dem Wolfener Team, welches auf über 50 Mitarbeiter erweitert wurde und dem in Rochester (vermutlich ähnlich groß). Auch gegen das Patent legte Kodak Einspruch ein, der mit einem Vergleich beendet wurde und zur Folge hatte, dass es  erst am 23.12.1943 erteilt wurde. Ein zweites Patent (DRP 725872 vom 8. August 1935) beschreibt eine nochmals verbesserte Verhinderung der Diffusion und legte die Grundlage für den "Agfacolor-neu" Film. 
Abbildung aus "Filmherstellung", Broschüre der VEB Filmfabrik Wolfen (ORWO), DDR 1981
On April 11th, 1935 Wilmanns and Schneider filed for a patent (DRP 746 135).  Only a few days later they were overtaken by the Kodachrome film, which was launched on the market in the US on April 15th. However, it solved the problem of unwanted dye diffusion quite differently. It's easy to imagine that this was the starting point of a scientific and commercial race between the Wolfen team and the group in Rochester. For the following years Willmann's group grew to over 50 employees and probably the Rochester had a similar size. The battle was even fought on the legal field. Kodak laid an objection against the Agfa patent that ended with a settlement and had the consequence that it was granted not before December 23rd, 1943. A second patent ( DRP 725872 dated August 8, 1935 ) describes a further improvement in preventing the diffusion and laid the foundation for the "Agfacolor Neu" film. 
Figure from "film production", brochure of VEB Filmfabrik Wolfen (ORWO), GDR 1981

Agfa realisierte mit den diffusionsfesten Farbkupplern als erste Firma Rudolf Fischers Idee, mit nur einem Farbentwickler in allen drei Farbschichten gleichzeitig die benötigten Farbstoffe zu bilden. Daraus resultiere ein relativ einfaches Entwicklungsverfahren, welches mit lediglich 5 Schritten zu einem Diafilm gelangt im Gegensatz zum Kodachrome mit seinen 27 Prozessstufen. Die Diffusionsfestigkeit resultierte aus den langen Alkyl-Seitenketten, die die Farbkuppler tragen. Schneider und seine Kollegen erklärten den Effekt damals mit dem Verhaken der langen Ketten mit den Polymerstrukturen der Gelatine. Heute weiß man aber, dass die Farbkuppler durch die langen Schwänze Mizellen bilden, die allein durch ihre Größe  eine verminderte Diffusionsgeschwindigkeit besitzen. Nun ja, hauptsache es funktionierte. 
Im Frühjahr 1936, also vor nun 75 Jahren wurden die ersten erfolgreichen Betriebsversuche unternommen, einige Fotografen verwendeten den neuen Film testweise bei den Olympischen Spielen im August in Berlin, auch wenn die Empfindlichkeit von nur ca. 7/10°DIN (heute: 5 ISO) keine Bilder von sich bewegenden Sportlern erlaubte. Im November 1936 kamen die ersten Kleinbildpatronen auf den Markt (für 3,60 RM, also 10 Pfennig pro Aufnahme). In den nächsten Jahren wurden (wie auch bei Kodak) Verfahren und Rezeptur noch weiter optimiert. So gelang 1938 durch den Zusatz von etwa 10µg Goldrhodanid (AuSCN) pro Film die Empfindlichkeit auf nun 15/10°DIN (25 ISO) zu steigern. 
Das Agfacolor-Verfahren wurde natürlich technisch noch weiterentwickelt und angeblich von 278 Patenten geschützt. Mit dem Ende des 2. Weltkriegs 1945 wurden die Agfacolor Rezepte veröffentlicht und das Verfahren auch für andere Hersteller freigegeben. Viele Firmen wie Adox, Ferrania, Fuji, Gevaert, Konica, Tellko, Valca produzierten danach. Hier kann man einige der erhältlichen Filmschachteln bewundern. Kodak benutzte das Agfacolor-Verfahren nie, denn sie hatten schon 1937 eine weitere technische Lösung gefunden, das Diffusionsproblem mit den Farbkupplern zu vermeiden und 1941 einen entsprechenden Film dem amerikanischen Militär zur Verfügung gestellt. Doch dazu demnächst hier mehr...


With this new color-couplers Agfa realized more or less exactly what Rudolf Fischer had in mind: Just one color developer was used for all three color layers at the same time to generate the desired dyes. This results of course in a  relatively simple film processing, which comprises only 5 steps to generate a positive image (reversal film), in contrast to the Kodachrome process with 27 steps. The diffusion resistance was due to the long alkyl side chains attached to the color couplers. Schneider and his colleagues at the time explained the effect with the entanglement of the long chains with the polymer structures of the gelatin. Today it is known, however, that the color coupler by their long tails form micelles, which by their mere size have a reduced diffusion rate. Well, as long as it works... 
During spring of 1936 the first successful pilot plant trials have been made. Some photographers used the new material on a trial basis at the Olympic Games in Berlin in August, although the sensitivity of only about 7/10 °DIN (today: 5 ISO ) didn't allow images of moving athletes. In November 1936, the first 135 cartridges were launched on the market (for RM 3.60, which is 10 Pfennig per shot). In the coming years, as did Kodak Agfa optimized method and recipes even further. E.g. in 1938 it was possible to increase the sensitivity to 15/10 °DIN (today: 25 ISO) by the addition of about 10 μg Gold Rhodanide (AuSCN) per film.

The Agfacolor process of course has been continuously improved over time and supposedly was protected by 278 patents. With the end of WWII in 1945 the Agfacolor methods and recipes were declared public domain. Many companies such as Adox, Ferrania, Fuji , Gevaert , Konica , Tellko, and Valca adopted the procedures. Here you can see some of the available film boxes. Kodak never used the Agfacolor method, as in 1937 they found another technical solution to avoid the diffusion problem with the color couplers. A corresponding film has been provided to the U.S. military in 1941. However, this is the topic of part no. 4 of this series, coming soon.


Die anderen Teile dieser kleinen Geschichts-Serie...
Other parts of this little history series... 
1) Invention of the modern multilayer color film - 100 Jahre moderner Farbfilm
2) Kodachrome 
3) Agfacolor Neu
4) Ektachrome and Kodacolor

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