Серебросодержащие фотоматериалы. Теория

Сенситометрические и структурнорезкостные показатели серебросодержащих фотоматериалов зависят в основном от размеров, формы и состава микрокристаллов AgHal, а также условий их химической или спектральной сенсибилизации.

Все галогеносеребряные фотоматериалы состоят из светочувствительных (эмульсионных) и дополнительных (вспомогательных) слоев, нанесенных на подложку (рис. 4.2).

Основой всех фотоматериалов является светочувствительный слой толщиной 3…30 мкм, который представляет собой суспензию микрокристаллов AgHal в связующих – водных растворах желатина, эфирах целлюлозы, агаре, альбумине и др. Нанесенная на подложку и высушенная фотоэмульсия образует светочувствительный слой фотоматериалов. Концентрация желатина в фотоэмульсиях составляет обычно 5… 10% по массе, концентрация AgHal (в пересчете на металлическое серебро) – 30… 150 г. Ag на 1 л объема фотоэмульсии. Средние линейные размеры микрокристаллов 0,01… 10 мкм, их количество в 1 см3 10…Ю16.

Поверхностная концентрация AgHal (в пересчете на серебро) от 0.1 г.2 в малочувствительных фотоматериалах до 5… 10 г.2 в высокочувствительных негативных фотоматериалах и до 10-35 г./ м2 – в радиографических материалах. В светочувствительном слое фотоматериалов содержится до 40…60% AgHal.

Подложкой для различных фотоматериалов могут служить стеклянные пластинки толщиной 0,8…5 лш (и более), гибкие полимерные пленки из триацетата целлюлозы толщиной 60-220 мкм или полиэтилентерефталата толщиной 25… 175 мкм.

Для придания фотоматериалам высоких физико-механических, противоореольных, антистатических и др. свойств на подложку и светочувствительные слои обычно наносят вспомогательные и дополнительные слои: подслой, защитный, противоореольный, противоскручивающий, антистатический, фильтровый, промежуточный, восковый и др. Подслой – вспомогательный слой толщиной 0.5… 1 мкм. нанесенный на подложку в целях обеспечения прочного сцепления (адгезии) светочувствительного слоя с подложкой. Подслой для фотопленок содержит коллоидный раствор желатины в воде, органический растворитель, подрастворяющий полимер подложки, и органическую кислоту, стабилизирующую коллоидный раствор желатина. Подслой для фотопластинок содержит, кроме того, жидкое стекло.

Защитный слой представляет собой слой сильно задубленного желатина с добавкой синтетического полимера (например, латекса) толщиной 0,5…1,5 мкм. Он наносится на поверхность эмульсионного слоя фотопленки и предохраняет его от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Для уменьшения ореолов отражения в негативных фотопленках и фотопластинках под светочувствительный слой или на обратную сторону подложки наносят противоореольный лаковый или желатиновый слой, содержащий пленкообразующее вещество и краситель или пигмент (например, сажу), которые обесцвечиваются или вымываются в процессе обработки фотоматериалов, иначе они сделают фотошаблон непрозрачным. Желатиновый противоореольный слой, нанесенный на обратную сторону подложки, служит также и противоскручивающим слоем.

Противоскручивающий слой (контрслой) – лаковый слой из синтетических полимеров, наносимый на обратную сторону подложки для улучшения плоскостности пленки, а в ряде случаев и для придания пленке глянца и улучшения антистатических свойств.

Антистатический слой – вспомогательный слой толщиной 0,5… 1 мкм; представляет собой слои полимеров с добавками электролитов, электропроводящих наполнителей (высокодисперсные сажа, графит и др.), ПАВ и другие соединения, способных поглощать из воздуха заряженные частицы, нейтрализующие заряд фотоматериалов, или влагу, повышающую его поверхностную проводимость.

Фильтровый слой служит для поглощения нежелательных лучей света, действующих на лежащие под ним светочувствительные слои.

При хранении фотоматериалов наблюдается их старение, заключающееся в уменьшении светочувствительности и увеличении плотности вуали. Каждый вид фотоматериалов характеризуется гарантийным сроком хранения, втечение которого может наблюдаться падение чувствительности и рост вуали, что необходимо учитывать при экспонировании и обработке. Чем выше светочувствительность фотоматериала, тем меньше срок их хранения. Фотоматериалы необходимо хранить в оригинальной заводской упаковке при пониженной температуре, не превышающей] 8 °С, и относительной влажности 40…60%. Они должны быть защищены от воздействия агрессивных газов, рентгеновского и радиоактивного излучения, механических повреждений. Для длительного хранения черно-белых фотоматериалов рекомендуется температура 4…5 «С.

Собственная спектральная чувствительность галогенидов серебра имеет максимум на длине волны 545 нм и приемлема только для коротковолнового излучения с длиной волны, меньшей 520 нм.

Применение сенсибилизирующих красителей позволяет создать фотоматериалы, чувствительные ко всей видимой и ближней И К области спектра с длиной волны до 1500 нм. В зависимости от спектральной чувствительности фотоматериалы делят на несенсибилизированные (обычно позитивные и рентгенографические) – чувствительные к синим и более коротким лучам света и жесткому излучению; ортохроматические и изоортохроматические – чувствительные к синим и желто-зеленым лучам; панхроматические и изопанхроматические – чувствительные ко всему видимому спектру; инфрахроматические – чувствительные к синим лучам и ИК излучению (рис. 4.3).

Поскольку для изготовления фотошаблонов в последнее время используют лазерные фотоплоттеры, спектральную чувствительность фотопленок приспосабливают к излучению соответствующего лазера.

Во время экспозиции кристаллы абсорбируют фотон света, его энергия используется для формирования металлического серебра на светочувствительном центре.

Абсорбция большего количества фотонов приводит к большему восстановлению металлического серебра. Когда число атомов металлического серебра достигнет от 4 до 10, кристалл фиксирует латентное (скрытое) изображение. Это такое латентное изображение, которое при проявлении восстанавливает металлическое серебро во всем объеме кристалла. Размер экспозиции фотопленки должен быть таким, чтобы достичь оптимальных результатов. Если оригинал – негатив или фотопленка экспонируется на фотоплоттере, большие экспозиции будут прибавлять ширину линии и уменьшать ширину пробельных мест. Наоборот, маленькие экспозиции уменьшат линии и их оптическую плотность.

После экспозиции фотопленка должна быть проявлена. Это четырехступенчатая процедура, обычная в фотопроцессах. Для иллюстрации показана последовательность процессов. Экспонированные кристаллы проявляют свое латентное изображение.

Первый процесс называется проявлением (рис. 4.4). Здесь экспонированные кристаллы гаплоидного серебра преобразуются в металлическое серебро. Скрытое изображение действует как катализатор в реакции восстановления, так что обеспечивается разница между экспонированными и не экспонированными кристаллами. Однажды начавшийся процесс преобразования кристалла заканчивается эффектом с усилением изображения более чем в 10 млн. раз.

Проявление фотопленки должно обеспечить оптимальные результаты. Перепроявление делает линии широкими с расплывчатыми краями. Это также приводит к образованию плотной вуали на пробельных местах. Недопроявление создаст тонкие линии и низкую оптическую плотность изображений. Обычно процесс проявления контролируется предназначенным для этого процессором.

Теперь можно увидеть проявленное изображение, образованное металлическим серебром. Неэкспонированные кристаллы, не активированные светом, не восстановлены до металлического серебра в процессе проявления (рис. 5).

Но это изображение еще не устойчиво. Чтобы сделать изображение устойчивым, фотопленка должна подвергнуться процессу фиксирования, при котором из фотоэмульсии удаляются кристаллы галлоидного серебра (рис. 6). В процессе обработки в фиксирующем растворе тиосульфат аммония превращает эти кристаллы в несколько растворимых солей, которые удаляются из эмульсии. Рисунок из металлического серебра не затрагивается на этой стадии. Фиксирование – некритическая операция. Невозможно передержать фотопленку в фиксирующем растворе. Правда, попадаются пленки, у которых при передержке светлые области приобретают серый оттенок. При недостаточной выдержке или обедненном растворе фиксажа фотопленка при выходе из процессора может демонстрировать молочно-белые оттенки там, где она должна быть чистой.

Проясним эту ситуацию. При изготовлении фотошаблона проявление – процесс, при котором начатые при экспозиции химические изменения усиливаются и расширяются. При экспонировании сухого пленочного фоторезиста химический процесс завершается при экспозиции, и после нее не требуется дополнительная обработка для химических превращений. Когда технологи говорят о проявлении фоторезиста, они подразумевают его селективное удаление с заготовки платы. Это аналогично фиксации изображения на серебросодержащих фотоматериалах, когда из эмульсии удаляют неэкспонированное галлоидное серебро.

Итак, в результате операции фиксирования металлическое серебро остается в местах, где оно было экспонировано. Неэкспонированное галлоидное серебро, преобразованное в растворимые соединения, уходит из желатинового слоя в раствор. Поскольку этот процесс диффузионный, для него требуется время.

После проявления и фиксации, фотошаблон должен быть хорошо промыт для удаления побочных химических продуктов. Если они все же останутся, при сушке они проявят себя в виде многочисленных кристаллов, которые могут разрушить желатиновый слой, сделать его недостаточно прозрачным.

Завершающий процесс – сушка, в процессе которой испаряется вода. Очевидно, что желатиновый слой, который начал набухать уже при первом погружении в проявитель, и при увлажнении будет увеличиваться примерно на одну десятую своего размера. Полиэфирная основа будет также увеличивать свои размеры при мокрой обработке в результате абсорбции влаги. В результате происходят некоторые изменения размеров фотошаблонов.

Похожие записи

No Comments

Оставьте комментарий

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.