20a. Fotochemické materiály. Principy fotochemického zobrazování, technologické aplikace, klasický fotografický proces, materiály pro černobílou a barevnou fotografii, teorie vzniku latentního obrazu, zpracování fotografických materiálů, příklad na chemický výpočet.
Fotochemie je věda, která se zabývá chemickými procesy probíhajícími účinkem světla a důsledky těchto reakcí. Těchto reakcí se účastní elektrony v excitovaném stavu. Fotochemie má široké využití např. U klasické fotografie, SCV, fotochemických polymeru (flexotiskové desky nebo různé fotochemické syntézy (příprava vitamínu D) a hlavně fotosyntéza.
Principem fotochemického zobrazování je světlo dopadající na světlocitlivou vrstvu fotografického materiálu, kde vyvolává fyzykálně-chemické změny, které se dalším zpracováním exponovaného fotografického materiálu zvýrazňují a stabilizují.
Klasický fotografický proces probíhá tak, že paprsek světla modifikovaný optickými vlastnostmi předlohy a usměrněný optikou dopadá na světlocitlivou vrstvu. Tam dochází k fyzikálním a chemickým změnám. Takže nejprve nasnímáme danný objekt a po nasnímání následuje expozice, což je dávka světelné energie za jednotku času a vzniká latentní obraz. Po vzniku latentního obrazu následuje vyvolávání. Je to selektivní redukce exponovaného halogenidu stříbra vyvolávací látkou. Vyvolaný obraz je nutno ustálit. Po ustálení dochází k praní fotografického materiálu. Nakonec se fotografický materiál suší.
Podle druhu podložky u černobílých fotografií rozlišujeme fotografické materiály na dva druhy a to na fotografické filmy, což je transparentní podložka a na fotografické papíry, což je netransparentní podložka. Černobílý film se skládá z ochranné vrstvy, která zabraňuje mechanickému poškození. Ze světlocitlivé vrstvy, která je tvořena směsnými krystaly bromidu a iodidu stříbra, spojovací vrstvou, která drží všechny vrstvy pohromadě, z nosné vrstvy, která zajišťuje rozměrovou stabilitu, bývá vyrobena z polyesteru nebo ze speciálního bezdřevého, vysoce klíženého papíru s nánosem barité vrstvy na povrchu. A z antihalační vrstvy, která zamezuje halaci, což je nežádoucí obraz paprsku.
Materiály pro barevnou fotografii jsou složeny ze čtyř funkčních vrstev: modrocitlivé vrstvy, obsahující barvotvornou složku (kupler) pro žluté barvivo; žlutého filtru, zabraňujícího přechodu modrého světla do dalších vrstev; zelenocitlivé vrstvy, obsahující barvotvornou složku (kupler) pro purpurové barvivo; červenocitlivé vrstvy obsahující barvotvornou složku (kupler) pro azurové barvivo.
Při fotografickém procesu je důležitý vznik latentního obrazu. Rozeznáváme tři teorie vzniku latentního obrazu a Gurney-Mottovu elektronovou teorii, Mitchelovu iontovou teorii a Vackovu- Benešovu elektronoiontovou teorii. Gurney-Mottova teorie předpokládá, že latentní obraz probíhá ve třech etepách. V první etapě nastává v důsledku expozice k uvolnění elektronu z iontu halogenidu, ve drujé etapě se uskutečňuje záchyt tohoto elektronu v místě poruchy mikrokrystalu halogenidu stříbra a ve třetí etapě se záporně nabitý zárodek citlivosti spojí s nevázanými kationty stříbra a vytvoří zárodek vyvolávání. Mitchelova teorie říká, že absorbcí světelného kvanta mikrokrystalem halogenidu stříbra se uvolní elektron a v krystalické mřížce vznikne pozitivní díra, tento elektron vytvoří s dvěma kationty stříbra nestabilní útvar tzv. prazárodek latentního obrazu. Zachycením dalšího stříbra vzniká zárodek latentního obrazu. Nejmenším základním útvarem jsou sice tři atomy stříbra, avšak aby byla změna viditelná, musí zárodky obsahovat stovky atomů stříbra.
Při zpracování fotografických materiálů mají černobílé i brevné fotografické materiály trošku odlišný postup. Materiály pro černobílou fotografii se zpracovávájí tak, že po vzniku latentního obrazu proniká vyvolávací látka z vývojky k centrům citlivosti a k zárodkům latentního obrazu. Tato vyvolávací látka musí být v disociované podobě, potom předá volné elektrony zárodkům latentního obrazu, a tím způsobí vznik atomárního stříbra, z toho vyplívá, že vyvolávání je vlastně redukce halogenidu stříbra vyvolávací látkou, která působí jako redukční činidlo.Jako vyvolávací látky se dříve využívaly anorganické látky jako soli železa a titanu. V současnosti se používají oraganické látky odvozené od benzenového jádra, které mají alespoň dvě aktivní skupiny. Nejčastěji jsou to skupiny -OH a -NH2. Kromě vyvolávacích látek se používají zásadité látky, protože většina vyvolávacích látek pracuje v zásaditém prostředí. Dále se používají konzervační látky, které zabraňují oxidaci vyvolávacích látek se vzdušným kyslíkem, jsou potřeba i látky rozpouštějící halogenid stříbra, velmi ovlivňují kvalitu vznikajícího obrazu, brzdící látky zabraňují vzniku závoje, což je zabarvení nexponovaného místa a přídáváme ještě další ostatní látky pro zlepšení vlastnosti vývojky. Po té se tedy obraz ustaluje. Ustalování je posloupnost reakcí, kdy dochází k převedení nevyvolaného halogenidu stříbra na rozpustnou sloučeninu, která se dá vymýt vodou. Jako ustalovač se používá roztok kyseliny borité nebo siřičitan sodný, lepší vlastnosti má ale kyselý ustalovač, který navíc obsahuje disiřičitan draselný. Po ustálení dochází k praní fotografického materiálu, kdy se odstraňují chemikálie použité při zpracování. Nakonec se fotografický materiál suší, sušení se provádí difuzí do vzdušného okolí nebo přidáním činidla. Které vytlačí vodu. Nejčastěji je to ethanol.
Při zpracování barevných fotografických materiálů je důležité, že všechny vrstvy těchto materiálů mají navíc barvotvornou složku, neboli kupler pro příslušné barvivo. Barvivo je vždy doplňkové barvy. Každá vrstva navíc obsahuje halogenidy stříbra a senzibilátory pro příslušnou oblast. Při expozici dochází ke vzniku latentního obrazu v jednotlivých vrstvách. Během procesu vyvolání se redukují krystalky halogenidu stříbra a vytvářejí kovové stříbro. Produktem vyvolání je však oxidovaný vyvolávač, který ve stejném místě reaguje s barvotvornou složkou za vzniku příslušného barviva. Následně je vyredukované stříbro odstraněno běličem a nevyvolané halogenidy stříbra ustalovačem. Jako vyvolávací látky se používají deriváty p- fenylendiamidu. Jako kupler se používají organické sloučeniny s aktivní methylenovou skupinou nebo fenoly. Jako konzervační látky se používají siřičitany, avšak kdyby se jich použilo velké množství, fotografie by se vyvolaly pouze černobíle. Pro úplnou ochranu vývojky se pak přidává hydroxylamin. Úspěch barevných fotografií dlouho narážel na to, že jednotlivé barvotvorné složky se dostávají mezi jednotlivé vrstvy, a tak vznikal barevně nedokonalý obraz. Dnes se proto vyrábějí barevné materiály, které obsahují nedifundující barvotvorné složky. Tyto složky se chovají jako mýdla, takže se sice rozpouští ve vodě, ale zároveň se také shlukují na větší skupiny molekul, které zabraňují pronikání mezi jednotlivými vrstvami.
Žádné komentáře:
Okomentovat