Фототехнічні матеріали. Склад. Будова. Методи одержання і використання. Основні технічні характеристики

При повільній емульсифікації кристали галогенного срібла набувають різних розмірів. Емульсії утворюються більш світлочутливі та малоконтрастні.

При порційній емульсифікації потрібну кількість азотнокислого срібла або аміакату срібла вводять певними порціями. Властивості емульсії в цьому випадку будуть проміжними між властивостями емульсій, утвореними першими двома способами [5].                           

Фізичне дозрівання — перекристалізація мікрокристалів галогеніду срібла для отримання заданого розподілу мікрокристалів за розміром та кількістю.

Перехідні процеси — вилучення з емульсії речовин, що можуть викликати подальшу перекристалізацію мікрокристалів. Разом з цим виводяться й інші шкідливі домішки, що присутні в емульсії.

Для зберігання емульсію, охолодженням, перетворюють на драглі та розрізають на шматки. У такому вигляді вона зберігається, а для безпосередньої роботи з нею — її розплавляють.

Хімічне дозрівання — підвищення світлочутливості мікрокристалів за рахунок утворення додаткових центрів світлочутливості на мікрокристалах.

Незалежно від розмірів мікрокристали галогеніду срібла правильної геометрич­ної форми не володіють світлочутливістю. Лише наявність дефектів кристалічної ґратки на поверхні мікрокристалів, що створюють пастки для фотоелектронів, обумовлюють світлочутливість галогеніду срібла. Означені дефекти або центри світлочутливості у незначній кількості виникають природним шляхом під час формування мікрокристалів у емульсії. Аби штучно підняти ймовірність виникнення на мікрокристалах кристалічних дефектів емульсифікацію проводять при наявності декількох різних галоген-іонів (Вг, СІ або І), що порушує геометричну "правильність" кристалічної ґратки мікрокристала.

Під час хімічного дозрівання світлочутливість мікрокристалів збільшують за рахунок утворення штучних центрів світлочутливості. Наприклад, введення в емульсію сполук сірки дозволяє значно підвищити світлочутливість. При введенні тіосульфату натрію відчутно збільшується світлочутливість до 500 разів. За теорією Шепарда це пояснюється утворенням на поверхні мікрокристалів центрів світлочутливості з молекул .

При введенні в емульсію відновників (сіль олова (II), гідразін, газоподібний водень, формамідінсульфінова кислота та ін.) утворюються центри світлочутливості, які складаються з дрібних агрегатів атомарного срібла (теорія Чібісова).

Солі благородних металів, наприклад, золота, також здатні підвищити світлочутли­вість емульсії. Це пояснюють заміною у мікрокристалах срібних центрів світлочутливості на більш активні — золоті. На практиці особливого значення для хімічного дозрівання має комбінація обробки сполуками сірки та золота, при якій ефект є значно вищим.

Процес створення та підвищення чутливості емульсії має свою межу, надмірна кількість центрів світлочутливості перетворює їх на центри вуалювання, що сприяє утворенню зображення без дії на них випромінювання.

              Вуаль — паразитне зображення, що виникає одночасно по всій поверхні фототехнічної плівки обумовлено, власною непрозорістю основи плівки, зображенням утвореним на плівці на неекспонованих місцях та невимитим осадом сторонніх речовин на плівці, що утворилася під час її обробки [4].

Підготовка емульсії до поливу — введення в емульсію речовин, що регулюють її фотографічні, фотохімічні та фотомеханічні властивості:

—              сенсибілізатори — для розширення або зміщення чутливості фототехнічної плівки в необхідну зону спектра [4]. Сенсибілізатор у фотохімічній реакції участі не бере і, передавши поглинуту променисту енергію галогенному сріблу, переходить у початковий стан [5].

—               стабілізатори — для забезпечення стабільності властивостей фототехнічної плівки (світлочутливість, прозорість, контрастність) при тривалому зберіганні;

—              дубильні речовини, що утворюють міжмолекулярні зв'язки у желатині і таким чином підвищують температуру плавлення та ступінь набрякання емульсійного шару;

—              пластифікатори — для підвищення еластичності емульсійного шару;

—              антисептики — для попередження гниття желатини;

—              змочувані — для рівномірного нанесення (поливу) емульсії на основу.

Після введення в емульсію додаткових домішок, та перемішуванні, її фільтрують, доводять до потрібної температури та подають на полив.

Рівномірне нанесення світлочутливої емульсії та інших функціональних шарів виконують у спеціальних поливальних машинах (рис. 2.1), при цьому товщина вологого шару складає 15—50 мкм, а після сушіння вона зменшується до 1 —10 мкм. Зазвичай, фототехнічна плівка складається з основи та 4-х функціональних шарів. Залежно від виробника та призначення фототехнічна плівка може формуватися з більшою кількістю шарів, але з точки зору споживача важливим залишається не стільки склад, як споживчі характеристики матеріалу.

Рис. 2.1 - Схема поливальної машини [4]

1 — бабіна з основою фототехнічної плівки; 2 — накопичувач основи фототехнічної плівки; 3 — поливальний апарат; 4 — охолоджувач; 5 — сушарка; 6 — кондиціонер; 7 — пристрій для змотування фототехнічної плівки

Безпосереднє нанесення світлочутливої емульсії (полив) може здійснюватись в апаратах різної конструкції, деякі з них дозволяють одночасно наносити декілька шарів. Сучасні автоматизовані агрегати відзначаються поряд із бездоганним та рівномірним нанесенням високою швидкістю поливу (понад

ЗО м/ хв).

Після поливу плівка проходить через секцію охолодження де шари застигають. Сушіння матеріалу відбувається в тунельній або барабанній сушці при обдуванні чистим повітрям.

На виході із поливальної машини отримують рулони (ролі) плівки шириною від 550 до 1.200 мм, які, в залежності від подальшого використання, відповідно розрізають (на рулони або аркуші) та пакують [4].

3.ВИКОРИСТАННЯ

Сьогодні у поліграфії для отримання фотоформ використовують такі фототехнічні матеріали: як світлочутливий матеріал переважно застосовують чорно-білі фототехнічні срібловмісткіі плівки, а також речовини для їх оброблення та речовини для коректування отримуваної фотоформи. Вони призначені для виготовлення та відтворення зображення оригіналу. У зв'язку із суттєвими змінами у додрукарських процесах: застосування цифрової обробки та кольороподілу зображень - потреба у спеціальних кольорових фототехнічних плівках відпала, вони більше не використовуються у сучасних поліграфічних процесах, їх розробка та виробництво припинено більшістю виробників.Фото­форми, в подальшому використовують у формному процесі для виготовлення дру­карської форми [4].

Фотоформа являє собою зображення, що складається з непрозорих і прозорих елементів, використовуваних у формному процесі [3]. Зображення фотоформ не обов'язково відповідає оригінальному зображенню створеному автором, так як для поліграфічного відтворення оригінальне зображення необхідно перетворити [4].

Зазвичай, залежно від перетворень у формному процесі, фотоформа має позитивне або негативне (рис.3.1), пряме або дзеркальне зображення [3].

Рис. 3.1. – Види зображень у фоторепродукційному процесі [4]

а – оригінальне; б- негативне; в – дзеркальне

Виготовлення фотоформ здійснюється у додрукарських процесах де за допомогою променевої енергії здійснюється відтворення або запис зображення на світлочутливому матеріалі у фоторепродукційному апараті, у контактно-копіювальній рамі або у фотовивідному пристрої [4].

Променева енергія — це електромагнітні коливання з певною дов­жиною хвилі. Падаючи на тіла, вона частково відбивається, а частково поглинається ними. Поглинута світлочутливим фотографічним матеріалом промениста енергія перетворюється на хімічну. На фототехнічній плівці відбувається фотохімічна реакція — утворюється приховане зображен­ня. Щоб перетворити його у видиме, матеріал послідовно обробляють про­явником і фіксажем. Таким чином на фототехнічній плівці отримують зображення оригіналу - фотоформу, за яким виготовляють друкарську форму [5].

4.ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Галузь метрології, що займається питанням вимірювання властивостей світло­чутливих матеріал отримала назву - фотографічна метрологія.Властивості фототехнічних матеріалів класифікують на градаційні, спектральні та структурні.

Відповідно до класифікації властивостей фотоматеріалів фотографічна метрологія поділяється на три розділи: інтегральну сенситометрію, спектральну сенситометрію та структурометрію.

Методи вимірювання градаційних властивостей світлочутливих матеріалів, які виявляються при дії на них сумарного, інтегрального, білого випромінювання, яке складається з усіх, монохроматичних складових відносяться до галузі інтегральної сенситометрії.

Методи спектральної сенситометрії дають можливість вимірювати ті ж самі властивості, але вже при дії на матеріал окремими монохроматичними складовими або вузькими інтервалами спектра. Якщо вивчається дія випромінювань у межах окремих зон спектра (кольрів), тоді відповідні величини називають кольоровими, наприклад, кольорова чутливість а методи відносять до окремого підрозділу спектральної сенситометрії — кольорова сенситометрія.

Структурометрія розіглядає структуру фотоматеріалу та структуру утворюва­ного в ньому почорніння, вивчає дію випромінювання на обмежені за розмірами ділянки матеріалу [4].

4.1 Градаційні властивості

              Градаційні властивості — це здатність матеріалу передавати деяку сукупність яскравостей об'єкта або змін інтенсивності випромінювання тим чи іншим рядом оптичних шільностей зображення на фотоформи. До традиційних характеристик відноситься: контрастність фотоматеріалу, градаційна передача та фотографічна широта, а також, показники, що характеризують відтворення фототехнічним матеріалом зображень: оптична щільність ( щільність вуалі та максимальна оптична щільність) та світлочутливість.

Оптична щільність характеризує, ступінь поглинання променів матеріалом (рис. 4.1). При відбиванні променів від поверхні тіла визначається оптична щільність у відбитому світлі (),а при проходженні випромінювання крізь тіло оптична щільність у прохідному світлі (), чисельні значення яких розраховуються за відповідними формулами (4.1). Причому, у поліграфії широко використовуються обидва показники залежно від того на якому матеріалі нанесено зображення: прозорому (плівка), чи непрозорому (папір).

Рис.4.1 – Взаємодія тіла з випромінюванням [4]

- світловий потік, що падає на тіло; - світловий потік, що відбивається від поверхні тіла; - світловий потік, що пройшов крізь тіло

                      (4.1)

В залежності від того, яким за складом спектра випромінюванням освітлювалось тіло при визначенні оптичної щільності, розрізняють інтегральну (або просто D) спектральну () та кольорову () оптичну щільність.

Вимірювання оптичної щільності на практиці здійснюється за допомогою денситометрів, які в залежності від складності дозволяють вимірювати ті чи інші типи оптичної щільності та обчислювати додаткові споріднені величини (розмір растрової точки, величину розтискування та інше). Лише для таких специфічних вимірювань як визначення  ()  та для розкладання кольору взірця на складові кольори (фарби) тієї чи іншої моделі кольору застосовуються інші прилади — спектрофотометри.

Для визначення градаційних та спектральних показників фототехнічних матеріалів, режимів експонування та проявлення застосовується метод побудови характеристичної кривої.

Характеристична крив - це графічна залежність (рис. 4.2) оптичної щіль­ності на фотоматеріалі залежно від логарифму наданої йому кількості випромінювання (експозиції (Н)).

Величину експозиції можна підрахувати, якщо знати силу світла (І) або величину освітленості (Е) фотоматеріалу та час його експонування:

                      (4.2)

де t - час експонування, сек                

Рис. 4.2 - Характеристична крива фототехнічної плівки (типова форма)[4]

Початкова ділянка (а-б) незмінної оптичної густини є область вуалі. На цій

ділянці знаходяться точки з мінімальною величиною, що звуться - густиною вуалі (). Точку (б), яка характеризується мінімальною різницею від щільності вуалі називають "поріг почорніння", а експозицію при якій отримується дана густина - порогова експозиція.

Наступна ділянка кривої з наростаючою кривизною (б-в) - нижня криво­лінійна ділянка, переходить у прямолінійну ділянку (в-г), і далі у верхню криволінійну ділянку (г-д), кривизна якої спадає до нуля. Границя верхньої криволінійної ділянки (точка д) характеризується максимальною оптичною густиною, яку можна отримати на даному фототехнічному матеріалі - . Остання частина кривої, що знаходиться правіше точки  (д) та яка має від'ємну кривизну, має назву область соляризації [4].