1. ęłęó

MATERIAŁY MAGNETYCZNE - Anna Dziwoki

Pamięć magnetyczna

Wszystkie typy pamięci na warstwach magnetycznych działają na tej samej zasadzie; na poruszającej się warstwie magnetycznej dokonywany jest zapis informacji polegający na odpowiednim przemagnesowaniu pól nośnika informacji. Zapis i odczyt dokonywany jest za pomocą głowic. Głowicą nazywamy rdzeń z nawiniętą na nią cewką i niewielką szczeliną miedzy biegunami. Zapis informacji sprowadza się do namagnesowania poruszającego się nośnika. Pole magnetyczne wytworzone w szczelinie magnesuje nośnik tak długo, jak długo płynie prąd w cewce głowicy. Namagnesowany odcinek nośnika zachowuje się jak zwykły magnes, wytwarzając własne pole magnetyczne.

Klasyfikacja nośników magnetycznych

ęłęóDysk i jego rodzaje:

Dysk-urządzenie peryferyjne służące do gromadzenia informacji. Ze względu na zasadę działania lub nośnik, na którym jest utrwalona informacji rozróżniamy dysk:

· optyczny, pamięć optyczna, odmiana dysku wymiennego, w którym używa się materiałów zmieniających jaskrawość pod wpływem światła laserowego lub powoduje mechaniczne zmiany powierzchni nośnika. Powstające plamki, grudki lub otwory reprezentują bity. Przykładami dwu technologii dysków optycznych są dyski zmienno fazowe i dyski wykonane z barwionego polimeru ( np. CD)

· magnetyczne, podstawowy rodzaj pamięci masowej , stosowany w komputerach od lat 60. XX w. Od czasu wynalezienia dysk magnetyczny przeszedł olbrzymią ewolucję - od kilkumegabajtowego pakietu wielkości koła od malucha do dysku mieszczącego się w wizytowej damskiej torebce i zawierającego kilka GB pamięci. Wzrost szybkości dysku magnetycznego był wolniejszy. Średni czas dostępu wciąż jest rzędu milisekund, choć obecnie są to już pojedyncze milisekundy. pakiet dysku magnetycznego jest zbudowany z kilku kolistych płyt o średnicy od 1,8 do 5,25 cala, osadzonych na wspólnej osi.Na powierzchniach roboczych płyt informacje są pamiętane w sektorach będących fragmentami współśrodkowych ścieżek. Liczba ścieżek może sięgać kilku tysięcy. Na jednej ścieżce może być kilkaset sektorów. Grupę ścieżek na wszystkich powierzchniach roboczych dysku, położonych w tej samej odległości od osi dysku nazywa się cylindrem. Dysk wiruje ze stałą prędkością od 60 do 150 Obr./min. Zespolone głowice czytająco- piszące przemieszczają się w kierunku osi dysku i z powrotem, osiągając poszczególne ścieżki. Jednorazowo czytaną porcją informacji jest sektor, zazwyczaj wielkości 512 B

W zależności od sposobu wykonania i zamocowania rozróżnia się dyski magnetyczne twarde i elastyczne, nie wymienne i wymienne.( np. dyskietki i dyski stałe )

· magneto-optyczny, rodzaj dysku wymiennego w postaci twardej płyty powleczonej materiałem magnetycznym i zabezpieczonej grubą, ochronną warstwą plastiku lub szkła, co uodparnia dysk na awarie głowicy.

Podział i właściwości nośników magnetycznych ze względu na ich przeznaczenie

ęłęóStreamery Pamięci taśmowe z nośnikiem w kasecie. Były pierwszymi urządzeniami do sporządzania kopii zapasowych z dysków stałych i do tej pory należą do najtańszych metod zapisu dużej ilości danych. Na przestrzeni wielu lat ich stosowania powstały liczne standardy dla współpracy z taśmami o różnej szerokości, odmiennej liczbie ścieżek i wzajemnie niezgodnych sposobach zapisu danych. Zawiązany w 1982 r. przez producentów urządzeń pamięci QIC Commitee (Quarter-Inch Cartridge) do ujednolicenia standardów rejestracji na taśmach magnetycznych uzgodnił i aprobował tylko niektóre z nich, wśród których największą popularność uzyskały urządzenia stosujące standardy: QIC (1/4 cala), DAT (4 i 8 mm, zapis ukośny), DLT (z zapisem linowym) oraz rejestrację na kasetach wideo z taśmą o szerokości 8 mm.
Autoloadery - podobnie jak streamery służą do odczytu i zapisu informacji na taśmie. Zawierają jeden napęd, urządzenie zmieniające (stąd nazwa autoloader) oraz pojemnik na pewną niewielką ilość kaset (zwykle do 9 w tym jedna taśma czyszcząca).
Biblioteki taśmowe - generalnie różnią się od autoloaderów wyłącznie ilością napędów (do kilkunastu) oraz ilością miejsc na kasety (tzw. slotów). Są dużymi urządzeniami o pojemności nawet do kilkuset TB.
Napędy Magnetooptyczne
MO jest skrótem, od pierwszych liter, oznaczającym technologię MagnetoOptyczną. Napędy MO są urządzeniami wykorzystującymi połączenie technologii magnetycznego i optycznego (laser) zapisu danych. To połączenie technologii, zalet każdej z nich, umożliwia napędom MO osiągnięcie doskonałej niezawodności oraz dużej pojemności i szybkości transferu danych.
Dane przechowywane są na wymiennych nośnikach widzianych przez system podobnie jak dyski twarde. Umożliwia to posiadanie oddzielnego dysku dla każdego klienta lub projektu, zapewnia to wiele korzyści takich jak:
-pliki użytkownika są bardziej uporządkowane
-brak ograniczenia pojemności - po zapełnieniu jednej dyskietki MO używa się następnej
-dyskietki MO mogą być wykorzystane do tworzenia backupów stacji roboczych
-szybki transfer danych
-możliwość bezpiecznego przenoszenia bardzo dużych plików danych, do 5.2 GB
-poufne dane mogą być składowane na dyskach MO i usuwane z komputera
-napędy MO mogą wykorzystywać dyski typu WORM (jednokrotnego zapisu), zapewniające -całkowite bezpieczeństwo danych - raz zapisane dane nie mogą być zmienione lub usunięte.
Dyski Twarde
Pierwsza pamięć dyskowa, wyprodukowana przez IBM, nosiła nazwę RAMAC, a zapis 5 MB danych za pomocą indukcyjnej głowicy uniwersalnej (do zapisu i odczytu) wymagał aż 50 talerzy dyskowych, każdy o średnicy 24 cale.
Dyski sztywne (twarde) są jednymi z głównych podzespołów komputerowych, wykorzystywane są głównie do gromadzenia i przechowywania danych. Charakteryzują się dużymi pojemnościami i szybkim transferem informacji.
Wybór dyków jest ogromny, bo choć jest niewielu producentów, to oferują oni zwykle 2-3 serie produktów różniących się szybkością obrotową czy trybem pracy interfejsu, a każda seria składa się z modeli o 4-5 różnych pojemnościach.
Do niedawna standardem były dyski o prędkości obrotowej 7200 obr/min, lecz już powoli są wypierane przez szybsze i o lepszych parametrach. W segmencie przeznaczonym na potrzeby serwerów dominują dyski z prędkościami 10000 obr/min i interfejsami SCSI.
Pamięci optyczne:
l. CDR, CDRW
Pojawienie się zapisywanych dysków CD-R otworzyło nową epokę w dziedzinie
wymiennych pamięci masowych. Początkowo wysokie ceny krążków CD-R ograniczały ich zastosowanie praktycznie jedynie do archiwizacji danych.
Zanim jednak na rynek trafiły napędy CD-RW, stworzono urządzenia o nazwie PD
(Phase Change Duał Action), wykorzystujące zjawisko zmiany fazy nośnika na krystaliczną
lub amorficzną pod wpływem różnej intensywności oświetlającego powierzchnię dysku
nośnika. Zamknięte w plastikowych kasetkach dyski PD, w odróżnieniu od CD zawierającego
jedną spiralną ścieżkę, podzielone były na koncentryczne ścieżki z wydzielonymi sektorami
podobnie jak ma to miejsce w twardych dyskach czy dyskietkach. Zapewniało to łatwe
gospodarowanie miejscem przy zapisie i kasowaniu danych. Napędy PD mogły również
pełnić rolę czytników CD. Choć nie zdobyły wielkiej popularności, przetarły jednak drogę
dyskom CD-RW, które wykorzystują opracowaną dla PD metodę zapisu (dla zgodności
z LD, zachowano w nich spiralną ścieżkę).
Niskie, kształtujące się obecnie na poziomie kilku złotych, ceny nośników CD-R i CD-
RW uczyniły z nich bardzo atrakcyjne medium do archiwizacji i przenoszenia danych. Zaletą
tej metody oprócz niskich cen nośników, jest ich stosunkowo duża trwałość (w przypadku
najlepszych - nawet 100 i 200 lat!) oraz odporność na zanieczyszczenia i trudne warunki
środowiska. Dysk CD-R czy CD-RW można odczytać praktycznie w każdym komputerze. W zastosowaniach w których nie jest konieczna wielka szybkość działania i pojemność
przekraczająca 650-700 MB, napędy CD-RW stanowią chyba najlepsze rozwiązanie.
Szybkości zapisu najnowszych nagrywarek sięgają obecnie 52x dla
CD-R zaś dla CD-RW - 12x, odczytu - 48x.
2. DVDR, DVDRW
W sytuacji, gdy skorzystanie z CD-R/RW nie wchodzi w rachubę ze względu na zbyt
małą pojemność nośnika, można sięgnąć po wielokrotnie zapisywalny i kasowalny DVD-RAM. Dysk DVD-RAM jest bliźniaczo podobny do wspomnianego już dysku PD - zamknięty jest w takiej samej
plastikowej kasetce i wykorzystuje tę samą metodę zapisu, różnicą jest pojemność: na każdej ze stron można zmieścić 2,6 GB danych, zaś najnowsze napędy pozwalają zapisać
nawet 4,7 GB na stronę, co daje łączną pojemność dysku 9,4 GB. Napdy zapisują dane z
szybkością 2x DVD, czyli 2,7 MB/s, czas dostępu dla DVD wynosi 20 ms, szybkość
odczytu wynosi 6x DVD (8 MB/s).
Wypada tu dodać, że oprócz DVD-RAM istnieje jeszcze kilka rodzajów wielokrotnie
zapisywalnych DVD. Sony i Philips promują mieszczący po 1 GB na stronę DVD+RW; dysk
zaprojektowany z myślą o zgodności z napędami DVD-ROM i odtwarzaczami DVD nie jest
zamknięty w kasetce. Z innych propozycji standardów można jeszcze wymienić DVD-R/W i
DVD-RW.
Istnieją jeszcze jednokrotnie zapisywalne DVD-R o pojemności 1,95 GB lub 4,7 GB.
Jednak ze względu na - paradoksalnie - wielokrotnie wyższą od DVD-RAM cenę napędów
ich zastosowanie ogranicza się do profesjonalnych systemów

ęłęóTaśma perforowana- taśma papierowa o szerokości mniejszej niż 1 cal, zawierająca poprzecznie perforowane rządki dziurek (bitowe kody znaków) stosowana jeszcze w latach siedemdziesiątych XX w jako jeden z nośników informacji komputerowej.

Karta Pamięci - karta rozszerzająca konfigurację komputera osobistego, zawierająca w standardowej obudowie (85, 6 x 54 x 5 lub 3,3 mm) pamięć półprzewodnika zorganizowaną logicznie w system plików. Mocowana jest w specjalnej kieszeni komputera.

Płyta kompaktowa- (CD) nośnik dźwięku w kształcie krążka z tworzywa sztucznego o średnicy 12 cm. Dźwięk na płytach kompaktowych jest zapisywany techniką cyfrową, a odczytywany za pomocą lasera.

Materiały niesrebrowe - Kurek i Gilewski

Zalety i wady dwuazotypii (dwuazografii)

Od kilkudziesięciu lat znana jest stosunkowo prosta metoda powielania planów i rysunków technicznych, z których wykonuje się kopie za pomocą dwuazotypii.

Wykonywanie takich kopii potocznie nazywa się wykonaniem światłokopii.

W dwuazotypii wykorzystuje się właściwości związków dwuazoniowych, takich jak np. azotan fenylodwuazoniowy lub chlorek fenylodwuazoniowy, które rozkładają się pod wpływem światła i sprzęgają się z fenolami lub aminami, tworząc w alkalicznym środowisku barwniki azowe.

W dwuazotypii klasycznej można stosować wywoływanie mokre lub półmokre, w których wykorzystuje się papiery mające jeden składnik, bądź też stosuje się materiały dwuskładnikowe, które można wywoływać na sucho. Poza nimi istnieją jeszcze nowoczesne materiały dwuazoniowe termograficzne, które wywołuje się przez ich nagrzewanie. Są to materiały termograficzne zwykłe oraz pęcherzykowe typu Kalvar.

Określenie dwuazotypia bywa zastępowane coraz częściej synonimem dwuazografia, gdyż metoda ta bardziej przypomina wykonywanie obrazów metodami fotograficznymi niż metodami drukarskimi. Druga bowiem część słowa dwuazotypia sugeruje w pierwszej chwili, że stosuje się w niej metody typograficzne, a więc metody drukarskie. Jednak w chwili obecnej bardziej jeszcze przyzwyczajeni jesteśmy do określenia dwuazotypia. Można i to określenie dyskutować z chemicznego punktu widzenia, gdyż mamy do czynienia ze związkami dwuazoniowymi i wobec tego powinna być mowa o metodzie dwuazoniowej lub materiałach dwuazoniowych (diazoniowych).

Metody dwuazografii rozpowszechniły się szeroko ze względu na bardzo niską cenę dwuazoniowych materiałów światłoczułych. Stanowi ona 1/60 do 1/100 ceny światłoczułego materiału srebrowego. Dalszą zaletą światłokopii wykonywanych metodą dwuazotypii jest fakt, że z obrazu pozytywowego otrzymuje się podczas bezpośredniego kopiowania - pozytyw.

Światłokopie otrzymuje się zazwyczaj klasyczną metodą awuazotypii. Ostatnio zaczynają być stosowane zupełnie inne, nowoczesne materiały dwuazoniowe, które charakteryzują się znacznie większą światłoczułością, jak równiez znacznie większą zdolnością rozdzielczą.

Teoretycznie zdolność rozdzielcza nowoczesnych materiałów dwuazoniowych może dochodzić nawet do 1500 linii/mm. Wynika to z możliwości znacznego rozdrobnienia związków dwuazoniowych w warstwie światłoczułej. W praktyce w zwykłych papierach dwuazoniowych zdolność rozdzielcza nie przekracza jednak 20 linii/mm. Natomiast nowoczesne materiały, np. pęcherzykowe, mają zdolność rozdzielczą przewyższającą nawet właściwości większości materiałów srebrowych.

Stosowana zazwyczaj sucha, jak i półsucha metoda obróbki materiałów dwuazoniowych nie zawsze jest korzystna, gdyż w pierwszym przypadku para amoniaku, w jakiej zachodzi proces wywoływania obrazu, działa w sposób ujemny na środowisko. Może przyczynić się to do zadymiania innych materiałów światłoczułych, np. srebrowych, znajdujących się w pobliżu. Metoda półsucha prowadzi do częściowej deformacji papieru, a ponadto wydłuża czas trwania procesu.

W ostatnich latach zostały opracowane sposoby oparte na związkach dwuazo-niowych, w których proces wywoływania odbywa się pod wpływem ciepła, a które należy zaliczyć w zasadzie do termografii. Uzyskuje się na nich bardzo dobre wyniki, a otrzymane obrazy pod pewnymi względami mogą z powodzeniem konkurować z metodami srebrowymi.

Do podstawowych zalet metod dwuazoniowych klasycznych należy zaliczyć przede wszystkim:

• możliwość suchego wywoływania. obrazu,

• otrzymywanie od razu obrazu pozytywowego,

• szybkość procesu, niski koszt materiału i obróbki, prostotę obróbki,

• możliwość otrzymywania obrazów jednobarwnych, lecz o różnej barwie.

Metody dwuazoniowe klasyczne mają jednak pewne niedogodności, do których zaliczą się:

• konieczność wykonania oryginału kopiowanego rysunku na przezroczystym lub półprzezroczystym podłożu;

• do wywoływania w metodzie klasycznej wykorzystuje się najczęściej parę amoniaku mającą silny drażniący zapach; nie dotyczy to niektórych nowoczesnych procesów dwuazoniowych, jak np. metody Kalvar;

• kopiowany rysunek lub tekst nie może przepuszczać promieniowania nadfioletowego; najlepiej gdy jest on wykonany czarnym tuszem; oryginalne rysunki narysowane niebieskim lub fioletowym tuszem źle kopiują się, ponieważ materiały dwuazoniowe są uczulone głównie na zakres promieniowania nadfioletowego;

• większość materiałów dwuazoniowych ma bardzo niską światłoczułość i nadaje się tylko do kopiowania stykowego; nie można więc podczas kopiowania zmieniać skali odwzorowania obrazu;

• otrzymane światłokopie na dużych wstęgach papieru obcina się, składa i wyrównuje; są to operacje pracochłonne i przy dużej produkcji mogą powodować trudności organizacyjne;

krótki okres trwałości materiału światłoczułego.

Światłoczułe materiały dwuazoniowe

Najbardziej rozpowszechnionym materiałem dwuazotypii jest papier dwuskładnikowy, służący do suchego wywołania. W zależności od składników warstwy światłoczułej można otrzymywać obrazy o różnym zabarwieniu. Barwy obrazów zależą od składowych sprzęgających, i tak można otrzymywać obrazy o barwach: żółtej, czerwonej, brązowej, czarnej, niebieskiej lub fioletowej. W przypadku papierów światłoczułych najlepszym odcieniem są odcienie fioletowe lub czarne, względnie brązowe, które dają dość duży kontrast maksymalny obrazu i stosunkowo dobrą rozdzielczość obrazu.

Jednak w przypadku gdy wykonuje się obrazy na podłożu przeźroczystym, przeznaczone do dalszego kolejnego kopiowania, należy preferować obrazy żółte lub brązowe, gdyż tylko takie barwniki zatrzymują promieniowanie nadfioletowe podczas kopiowania. Przy kopiowaniu obrazów o barwie niebieskiej lub fioletowej mogą być trudności, gdyż barwniki te przepuszczają w dużej części promieniowanie fioletowe, nadfioletowe i częściowo niebieskie.

Poza papierem nieprzeźroczystym zwykłym produkuje się również papier transparentowy, a także materiał na podłożu celofanowym. Służą one do wykonywania duplikatów, z których można dalej wykonywać dowolne ilości odbitek na papierze dwuazoniowym.

W obecnej sytuacji, gdy srebro z roku na rok staje się surowcem bardziej deficytowym, coraz większą uwagę przykłada się do materiałów dwuazoniowych. Mogą one być wykorzystywane wszędzie tam, gdzie trzeba kopiować już istniejące obrazy otrzymane np. metodą srebrową. Z tego powodu w ostatnich latach obserwuje się znaczne postępy w przygotowaniu nowych rodzajów materiałów dwuazoniowych. Zalicza się do nich także materiały metalodwuazoniowe, w których wykorzystuje się związki dwuazoniowe oraz sole metali, np. azotan srebra. Po przekopiowaniu obrazu w takim materiale w miejscach naświetlonych powstaje obraz złożony ze zredukowanego srebra metalicznego. W celu usunięcia nie rozłożonych związków azoniowych oraz soli srebra materiał utrwala się przez płukanie w zwykłej wodzie. Wystarcza to w zupełności do usunięcia składników rozpuszczalnych i materiału nie poddaje się dalszej obróbce.

Materiały metalodwuazoniowe - wykazują właściwości, które dotychczas nie były osiągalne. Przede wszystkim charakteryzują się bardzo dużą zdolnością rozdzielczą sięgającą 1100 -:- 1200 linii/mm. Następnie w materiałach tych można regulować kontrastowość przez zmianę wilgotności warstwy światłoczułej oraz wielkość naświetlenia. Materiały te, w porównaniu do innych materiałów dwuazoniowych, mają prawie 20-krotnie większą światłoczułość, chociaż ich światłoczułość jest nadal znacznie niższa od światłoczułości zwykłych materiałów halogenosrebrowych (ok. 1 : 10 000).

Wprowadzone jednak przez firmę KalvarCorporation materiały pęcherzykowe są obecnie w praktyce dogodniejsze, gdyż nie zawierają srebra. Obrazy otrzymane metodą pęcherzykową charakteryzują się bardzo dużą stabilnością, co pozwala na ich wieloletnie przechowywanie w postaci mikrofilmów. Dzieje się tak dlatego, że w obrazie pęcherzykowym nie ma ani srebra, ani resztek tiosiarczanu sodowego.

Wobec powyższego obraz jest odporny na wpływy atmosferyczne, chemiczne i na inne czynniki. Można takie obrazy przechowywać nawet w warunkach znacznych wahań temperatury od -10 do+3 7 ⁰C oraz wilgotności względnej powietrza od 25do 100% bez zauważalnych zmian w obrazie. Należy podkreślić jeszcze, że obrazy otrzymane metodą pęcherzykową nie są wrażliwe na promieniowanie jonizujące.

Techniki chromianowe
Są to techniki oparte na światłoczułych właściwościach emulsji spreparowanych z wodnego roztworu organicznych koloidów (żelatyna, guma arabska, klej stolarski (kostny), klej rybi, albumina (białko kurze), alkohol poliwinylowy i inne), roztworu dwuchromianu potasowego lub amonowego oraz pigmentu (barwnika). Mieszanina tych trzech substancji (mogą być jeszcze inne specjalne dodatki) po naniesieniu na podłoże (najczęściej papierowe) i po wyschnięciu staje się światłoczuła.
Światłoczułe właściwości soli chromu zostały odkryte przez Mungo Pontonowa w 1839 r., garbujące działanie na żelatynę opisał H. Fox Talbot w 1852 r. a emulsja chromianowa została zastosowana do celów poligraficznych przez A.L. Poitevina w 1855 roku. Dlatego też Potevin został uznany za twórcę technik pigmentowej i gumowej.
Charakterystyczną cechą tych emulsji jest tzw. hydrofobowość (wodoodporność) naświetlonej warstwy emulsji. Co to znaczy? W miejscach naświetlonych emulsja nie daje się wypłukać, w miejscach częściowo naświetlonych wypłukuje się częściowo a w miejscach nie naświetlonych wypłukuje się całkowicie. Tak więc proces "wywoływania" naświetlonego obrazu de facto polega na wypłukiwaniu zbędnych części obrazu. Nie ma tutaj klasycznego wywoływania i utrwalania, ale proces wypłukiwania, a później stabilizacji (utrwalania) obrazu. Powstaje zatem na papierze pigmentowy (barwny) obraz "zatopiony" w warstwie koloidu.

Jaka jest trwałość takiego obrazu? Najstarsze informacje na ten temat pochodzą z wykopalisk egipskich. Starożytne papirusy pisane były atramentem sporządzonym z sadzy i gumy arabskiej, a właśnie sadza jest jednym z podstawowych pigmentów stosowanych w tych technikach. Inne stosowane pigmenty to najczęściej tlenki metali, kopaliny, rozdrobnione naturalne surowce, itp.

Jakim właściwościom powinny odpowiadać pigmenty? Powinny to być barwniki nieorganiczne tzn. nierozpuszczalne w wodzie. Dlatego, aby w miejscach gdzie obrazu ma nie być, dało się je usunąć w procesie wymywania. Barwniki typu atrament, barwniki do tkanin, farby akwarelowe nie nadają się do naszych celów, bo spowodują zabarwienie całego obrazu na określony kolor. W praktyce najczęściej stosowane są farby plakatowe, tempery, farby akrylowe, oraz naturalne pigmenty do farb olejnych. Chyba, że chcemy zastosować tak zwanych technik przesiąkowych - to wtedy stosujemy barwniki organiczne.

Trochę o koloidach
Żelatyna jest produktem do celów spożywczych lub technicznych pochodzącym z przeróbki kości zwierząt. Może być taka sama jak do produkcji tradycyjnych materiałów fotograficznych. Technika oparta na żelatynie nazywana jest pigmentem lub pigmentodrukiem.
Guma arabska jest to żywica akacji senegalskiej. Używana jest zarówno do celów poligraficznych jak i graficznych. Ma postać bryłek o barwie zbliżonej do bursztynu w odcieniach od jasno do ciemno pomarańczowej. Technika na bazie gumy arabskiej to po prostu guma, technika gumowa lub gumodruk.

Podłoże do technik specjalnych
Najczęściej stosujemy grube papiery a właściwie kartony. Muszą on także spełniać kilka wymagań. Papier musi być na tyle spojony aby nie rwał się po namoczeniu w wodzie. Głównie są to papiery z celulozy długowłóknistej. Może mieć powierzchnię gładką lub fakturowaną ale nie śliską, bo spłynie emulsja podczas wywoływania obrazu. Nie może zmieniać wymiarów pomimo kilkakrotnego moczenia w wodzie i suszenia. Najlepszy do naszych celów jest papier akwarelowy. Może być również dobrej jakości karton kreślarski. Inne podłoża także są możliwe więc przy omawianiu technologii przygotowania podłoża można będzie się zorientować co do tego celu nadaje się a co nie.

Emulsja światłoczuła
Do uczulania emulsji najczęściej stosujemy wodny roztwór dwuchromianu amonowego lub potasowego, przy czym ten drugi daje emulsję mniej czułą na światło. Charakterystyczną cechą emulsji chromianowych jest jej liniowa krzywa charakterystyczna. W porównaniu do emulsji srebrowych daje to bardziej proporcjonalne odwzorowanie obrazu od świateł do cieni (więcej przejść tonalnych w obszarze półtonów). Inna cecha jest mniej korzystna niż emulsji srebrowych. Czułość emulsji jest mniejsza i stąd konieczność stykowego kopiowania końcowych obrazów. Wymaga to negatywów wielkości planowanego "zdjęcia", ale dzięki małej czułości emulsji możemy całą obróbkę prowadzić przy prawie normalnym oświetleniu, a nie w ciemni.
Sposób naświetlania. Emulsje chromianowe uczulone są na światło ultrafioletowe i naświetlanie przeprowadzamy albo światłem słonecznym albo używając sztucznego źródła światła. Niezbędne do naświetlania będzie zaopatrzenie się lub wykonanie kopioramy.

Historia fotoreaktywnych polimerów sięga początków fotografii, gdyż pierwsza fotografia została właściwie wykonana naturalnego związku, jakim jest asfalt z Judei. Nicephore Niepce pokrył cienką warstwą asfaltu płytkę cynową i poddał ją naświetlaniu w prostej komorze fotograficznej. Po ekspozycji warstwa asfaltu została delikatnie obmyta olejkiem lawendowym i alkoholem. Naświetlona warstwa asfaltu straciła rozpuszczalność

i pozostała na płycie, natomiast nienaświetlone warstwy fragmentu obrazu zostały wymyte, co w rezultacie dało odwzorowanie pejzażu, który „fotografował„ Niepce.

Asfalt z Judei nie charakteryzuje się dużą czułością, dlatego ciągle trwały poszukiwania mające na celu znalezienie lepszych materiałów. W 1843 roku Fox Talbot użył roztworu dichromianu i żelatyny jako światłoczułej mieszaniny wskazującej cechy typowe dla polimerów fotoreaktywnych (zwanych inaczej fotorezystami). W latach późniejszych zamiast żelatyny stosowano również albuminę, szelak, agar, kazeinę, i inne naturalne związki wielkocząsteczkowe. Dalszy rozwój technologii doprowadził do częściowego zastąpienia naturalnych związków wielkocząsteczkowych polimerami syntetycznymi, takimi jak: poli(alkohol winylowy) (PAW), poli(winylopirolidon) (PWP) i inne rozpuszczalne w wodzie polimery.

Definicja fotopolimeru

Fotopolimerami (fotorezystami) nazywamy polimery, które pod wpływem promieniowania nadfioletowego lub widzialnego przechodzą fototransformację, dając w ten sposób nierozpuszczalny produkt.

Otrzymywanie fotopolimerów - zarys ogólny

Większość fotopolimerów otrzymuje się w wyniku kowalencyjnego przyłączenia odpowiedniej grupy światłoczułej do łańcucha polimerowego. Klasycznym przykładem ilustrującym tego typu fotopolimer jest poli(cynamonian winylu).

Rys. 8. Poli(cynamonian winylu)

Sposób syntezy tego światłoczułego polimeru opatentował w 1948 roku L. M. Minsk. Najogólniej synteza tego polimeru i innych podobnych polega na wprowadzeniu grupy światłoczułej (najczęściej w postaci odpowiedniego chlorku kwasowego) do polimeru zawierającego grupy hydroksylowe:

Rys. 9. Schemat reakcji otrzymywania poli(cynamonianu winylu)

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że estryfikacja 100% grup hydroksylowych poli(alkoholu winylowego) jest praktycznie nie możliwa, dlatego w reakcji przedstawionej na rysunku 9 obecne są również nieprzereagowane grupy.

Podział fotopolimerów

Fotorezysty, w zależności od używanego zakresu promieniowania i związanych z tym reakcji fotochemicznych, dzieli się na:

• fotoaktywowane promieniowaniem z bliskiego UV (λ> 300 nm) lub światłem widzialnym (λ = 400-600 nm)

• fotoaktywowane promieniowaniem z dalekiego UV (λ = 200-300 nm)

Inny podział związany jest bezpośrednio z rozpuszczalnością warstwy światłoczułej, stąd też w tym przypadku fotorezysty dzieli się na:

• negatywowe

• pozytywowe

W przypadku fotopolimerów negatywowych usunięta zostaje część nienaświetlona i na podłożu pozostaje odwzorowanie będące negatywem maski. Gdy zastosowany zostanie fotopolimer pozytywowy, usunięta zostaje część naświetlona warstwy polimerowej (rys.10). Zmniejszenie lub zanik rozpuszczalności uzyskuje się w wyniku procesu fotosieciowania polimeru. Proces zwiększania rozpuszczalności może być oparty na dwu efektach. Pierwszy to wykorzystanie w układach polimerowych procesów fotodegradacji łańcucha polimerowego, drugi natomiast to tzw. efekt zmiany inhibicji rozpuszczania, polegający na wykorzystaniu zjawiska zwiększenia rozpuszczalności żywic nowolakowych powodowanego powstawaniem kwasu indenokarboksylowego podczas naświetlania diazonaftochinonów.

Rys. 10. Schematyczne przedstawienie dwu typów polimerów fotoreaktywnych

Cechy, jakie powinien spełniać fotopolimer

Fotopolimer, by znalazł zastosowanie, powinien spełniać szereg charakterystycznych cech, z których najważniejsze to:

• łatwość otrzymania

• wysoka czułość w możliwie szerokim zakresie widma

• zdolność wybielania, tj. zdolność zmniejszania absorpcji podczas naświetlania, co ma zapewnić jednolity przebieg fotoreakcji nawet dla grubych warstw

• zdolność uczulania (sensybilizacji) w wymaganym zakresie widma

• duży kontrast

• dobra rozpuszczalność w nietoksycznych rozpuszczalnikach, najlepiej w wodzie

• zdolność tworzenia elastycznych szczelnych błon

• dobra adhezja do podłoża (metal, szkło, materiały półprzewodnikowe)

• znaczna wytrzymałość mechaniczna i odporność na ścieranie

• duża odporność na czynniki trawiące

• duża zdolność rozdzielcza i inne

• Spełnienie tych wymogów dałoby „idealny fotorezyst”, a zatem jest to praktycznie nie- osiągalne. Analizując fotochemiczne właściwości fotorezystów, należy wymienić kilka zasadniczych cech tych światłoczułych mieszanin. Należą do nich;

• czułość ogólna

• kontrast

• czułość spektralna

• zdolność sensybilizowania

Kąpiel pośrednia i końcowa - Menżyk i Bizoń

PRZERYWACZE

Jeżeli kładzie się nacisk na to, aby wywoływanie zostało natychmiast przerwane i aby do utrwalacza nie dostała się minimalna nawet ilość wywoływacza z wody, w której płucze się negatyw po wywołaniu stosuje się tzw. kąpiel przerywającą której zadaniem jest natychmiastowe przerwanie akcji wywoływacza. Kąpiel przerywająca w najprostszej formie ma skład następujący:

Woda 1000cm³

Kwas octowy 50cm³

W kąpieli tej zanurza się film lub płytę na kilkanaście sekund, po czym bez płukania przenosi się film do utrwalacza i utrwala normalnie. Używanie kąpieli przerywającej wskazane jest zwłaszcza w dużych laboratoriach przy obróbce dużej ilości negatywów równocześnie. Stoper - pośrednia kąpiel fotograficzna, w procesie wywoływania negatywowoego , jak i pozytywnego (między wywołaniem a utrwaleniem). Jej działanie opiera się na:

1. Spowolnieniu lub zatrzymaniu działania wywoływacza. Najprostszym przerywaczem jest woda, jednak spowalnia ona jedynie (na skutek rozcieńczenia), a nie zatrzymuje działania wywoływacza, którym jest wciąż nasiąknięta emulsja. Większość reduktorów srebra (podstawowych składników wywoływacza, które redukują naświetlony bromek lub chlorek srebra w srebro metaliczne) jako odpowiedniego środowiska wymaga otoczenia o odczynie zasadowym, im bardziej, tym szybciej następuje wywoływanie. Kąpiele przerywające posiadają odczyn mocno kwaśny, dzięki temu szybko spowalniają wywoływacz.

2. Oszczędzaniu utrwalacza. Utrwalacze najczęściej posiadają odczyn kwaśny. Bez buforującej kwaśnej kąpieli przerywacza utrwalacz szybciej by się wyczerpywał. Jego odczyn w miarę doprowadzania kolejnych porcji zasadowego wywoływacza stałby się obojętny, a w skrajnym przypadku nawet zasadowy, przez co straciłby swoje właściwości wypłukiwania niezredukowanego bromku (chlorku) srebra.

Skuteczną kąpielą przerywającą jest wodny roztwór kwasu octowego lub kwasu cytrynowego (w tym przypadku brak uciążliwego zapachu octu).

Stosowane są przerywacze:

• kwas octowy (1-4%, pH 3,8)

• roztwór pirosiarczynu sodowego

• roztwór pirosiarczynu potasowego

Jeśli do roztworu dodano wskaźnik, po zobojętnieniu barwa przerywacza ulega zmianie, informując o skończeniu jego przydatności w procesie.

ZADYMIACZE

Aby powstrzymać proces wywoływania, szczególnie na nie naświetlonych kryształkach halogenku srebra, dodaje się do wywoływacza substancji zadymiającej.

Głównym jej zadaniem jest zahamowanie procesu wywoływania na tych ziarnach, na których nie ma centrów wywoływalnych obrazu utajonego.

Najczęściej stosowanym do tego celu jest bromek potasowy. Działanie bromku potasowego polega na wytworzeniu dookoła nie naświetlonych kryształków bromku srebra bariery ochronnej jonów bromkowych Br- , które nie dopuszczają do kryształów ujemnych jonów substancji wywołującej. Jony bromkowe nie otaczają miejsc, w których znajdują się centra wywoływalne tworzące obraz utajony. Przez te miejsca substancja wywołująca może dostarczyć elektrony potrzebne do prowadzenia procesu wywoływania. Efekt praktyczne działania substancji antyzadymiającej polega przede wszystkim na zmniejszeniu zadymiania obrazu.

Działanie czerwonego światła lampy ciemniowej nie pozostaje bez wpływu na płyty i filmy barwoczułe, a całkowicie zadymia filmy i płyty panchromatyczne.

Za pomocą bardzo łatwego zabiegu oba te rodzaje materiału negatywowego można uodpornić i wywołać je przy pomarańczowym świetle używanym przy wywoływaniu papierów bromowych.

KĄPIEL KLARUJĄCA I OCZYSZCZAJĄCA

Zadaniem tej kąpieli jest zapobieżenie tworzeniu się zadymienia chemicznego na tych częściach negatywu, które nie były wystawione na działanie światła.

Główną substancją tego rodzaju jest bromek potasowy, dodawany w małych ilościach do większości wywoływaczy. Zwłaszcza wywoływacze do papierów zawierają z reguły bromek potasowy. Należy jednak używać go ostrożnie, gdyż nadmiar bromku potasowego źle wpływa na wynik dając brzydki zielony kolor odbitek, na negatywach zaś otrzymuje się zbyt duże kontrasty.

Kąpiel klarująca ma prosty skład:

Woda 750ml
Siarczynsodu bezwodny 90 g
Wodorotlenek sodowy 0,5g
Woda do objętości 1 litra

Po osłabieniu,podobnie jak po utrwaleniu, negatyw płucze się i suszy.

Osłabiacz z nadsiarczanu amonu stosuje się wówczas, gdy trzeba zmniejszyć kontrast przez osłabienie zbyt silnie krytych świateł. Skład jego jest następujący:

Woda 500cm³

nadsiarczan amonowy 10g

kwas siarkowy 5 kropli

Dokładnie utrwalony i wypłukany film wkłada się do kąpieli i trzyma się tak długo, aż osiągnie dostateczny stopień osłabienia.

KĄPIEL STABILIZUJĄCA I GARBUJĄCA

Negatyw przeznaczony do wzmacniania musi być bardzo starannie utrwalony i jeszcze staranniej wypłukany, bo inaczej pojawią się na nim nie dające się usunąć plamy.

Przy negatywach małoobrazkowych wzmacnianie zwiększa automatycznie ziarno emulsji, co należy brać pod uwagę, zanim podejmie się decyzję, na ogół należy unikać wzmacniania tych negatywów. Jeżeli już zdecydujemy się na wzmacnianie, należy stosować odpowiedni wzmacniacz uważając, aby nie wzmocnić negatywu tak silnie, że w ogóle nie da się go kopiować.

Suchy, starannie utrwalony i wypłukany film bieli się w następującej kąpieli:

woda przegotowana 500cm³

dwuchromian potasowy 5g

kwas solny 1cm³

Gdy film nabierze obustronnie białożółtawej barwy, płucze się go w często zmienianej wodze tak długo, aż zniknie to żółtawe zabarwienia. Następnie wywołuje się negatyw w pełnym dziennym świetle dowolnym wywoływaczem, płucze się kilkakrotnie w wodzie i bez utrwalania suszy.

PŁUKANIE

Susząc utrwalony negatyw bez starannego opłukania naraża się go na niebezpieczeństwo wykrystalizowania się na emulsji resztek utrwalacza bądź powstaniu w przyszłości żółtych plam. Aby temu zapobiec trzeba przez staranne płukanie usunąć z emulsji wszystkie resztki utrwalacza. W tym celu trzeba ośmiokrotnie, co 5 minut zmieniać wodę w wanience lub w correxie. Płukanie filmu musi być więc dokładne, ale nie powinno trwać bardzo długo.

Płukanie w zimnej wodzie jest znacznie mniej skuteczne i trwa znacznie dłużej niż płukanie w wodzie o temperaturze 18^oC. Poniżej 10^oC nie można utrwalacza w ogóle wypłukać z emulsji.

Utrwalacze i wybielacze - Aneta Nosiadek

Po wywoływaniu należy film lub płytę opłukać wodą, aby usunąć z emulsji wywoływacz, który przeniesiony w dużej ilości do utrwalacza zanieczyści go w wysokim stopniu.

Negatyw po wywołaniu ma już zupełnie widoczny obraz zbudowany z cząstek metalicznego srebra, ale oprócz tego zawiera resztki bromu srebra, które nie zostały zużyte do wytworzenia obrazu i dlatego negatyw jest nadal wrażliwy na działanie światła. Gdyby wywołany negatyw wystawić na działanie światła, to reszta emulsji poczerniała by i zamiast negatywu utworzyłaby się jednostajna czarna, zupełnie nieprzejrzysta powierzchnia. Aby temu zapobiec, trzeba usunąć wszystkie części nie tworzące obrazu, co osiąga się za pomocą utrwalania.

Utrwalacz rozpuszcza bromek srebra nie naruszając metalicznego srebra tworzącego obraz i w ten sposób nadaje obrazowi trwałość. Utrwalacz ma skład bardzo nieskomplikowany, można go sporządzić samemu i używać wielokrotnie.

Skład utrwalacza:

woda przegotowana 1000cm²

tiosiarczan sodowy 200g

pirosiarczyn potasowy 25g

albo kwaśny siarczyn sodowy 20g

Odczynniki rozpuszcza się w wodzie i utrwalacz jest gotowy.

W upalne lato stosuje się przeważnie hartującą kąpiel utrwalającą, której użycie zapobiega nadmiernemu rozmiękczeniu emulsji i wynikającym stąd uszkodzeniu

Skład utrwalacza hartującego:

woda przegotowana 1000cm²

tiosiarczan sodowy 200g

pirosiarczyn potasowy 25g
ałun chromowy 5g

Istnieje wiele związków, których wolne roztwory powodują rozpuszczenie halogenków srebra. Zaliczyć do nich należy cyjanek potasowy KCN, tiosiarczan sodowy Na₂S₂O₃ lub amonowy (NH₄)₂S₂O₃, a nawet częściowo amoniak NH₃.

Rozróżnia się następne utrwalacze:

- zwykłe - zawierające tylko tiosiarczan sodowy w wodnym roztworze

- kwaśne - zawierające roztwór tiosiarczanu sodowego z dodatkiem słabych kwasów lub kwaśnych soli, np. pirosiarczynu sodowego, pirosiarczynu potasowego lub wodorosiarczynu sodowego ( kwaśnego siarczynu sodowego)

- szybkie - z tiosiarczanem sodowym i solami amonowymi lub z tiosiarczanem amonowym,

- garbujące - zawierające tiosiarczan sodowy lub amonowy z dodatkiem kwaśnych siarczynów, siarczanu (ałunu) chromowo- potasowego, siarczanu (ałunu) glinowo- potasowego lub chlorku glinowego.

Utrwalacze zawierają najczęściej około 20% tiosiarczanu sodowego pięciowodnego. Takie stężenie tiosiarczany sodowego jest najkorzystniejsze ze względu na kompromis między szybkością utrwalania i zdolnością atakowania obrazu srebrowego w kwaśnym roztworze.

Przygotowanie utrwalacza powinno odbywać się według przepisu zalecanego przez producenta materiału światłoczułego. Jako przykład można podać przepisy utrwalaczy zalecanych przez firmę ORGANIKA- FOTON do materiałów czarno białych negatywowych i pozytywowych:

*UTRWALACZ KWAŚNY FOTON U1

Jest to uniwersalny utrwalacz nadający się do wszystkich materiałów czarno- białych

woda(40-50^o c) 700cm³

tiosiarczan sodowy krystaliczny 250g

wodorosiarczyn sodowy 25g

woda (15-25^o c) do ogólnej objętości:

dla błon 1000cm³

dla papierów 1250cm³

*UTRWALACZ SZYBKI FOTON U2

Jest dostosowany do utrwalania błon radiograficznych i dyzometrycznych. Działa szczególnie szybko (60-120s) i może być używany także do utrwalania materiałów negatywowych, gdy zależy na szybkim działaniu.

Woda (40-50^o c) 700cm³

tiosiarczan sodowy krystaliczny 250g

wodorosiarczyn sodowy 25g

chlorek amonowy 30g

woda (15-25^oc) do ogólnej objętości 1000cm³

*UTRWALACZ GARBUJĄCY FOTON U3

Jest to utrwalacz do materiałów czarno- białych, których obróbka chemiczna odbywa się podczas upałów lub w klimacie tropikalnym (w temp 23-32^o c)

woda (20-30^o c ) 700cm³

siarczan sodowy bezwodny 12g

kwas octowy lodowaty 98% 10cm³

ałun glinowo potasowy 12g

tiosiarczan sodowy krystaliczny 200g

woda (15-25^o c) do ogólnej objętości 1000cm³

*UTRWALACZ TROPIKALNY SZYBNI FOTON U4

Jest to szybki utrwalacz garbujący do utrwalania błon w temperaturze do 30 ^OC woda (20-30 ^o c) 750cm³

siarczyn sodowy bezwodny 12g

kwas octowy lodowaty 98% 10cm³

ałun glinowo potasowy 12g

tiosiarczan sodowy krystaliczny 200g

azotan amonowy 40g

woda (15-25^o c)do ogólnej objętości 1000cm^3.

Jeśli normalnie naświetlony negatyw zostanie wywołany nieprawidłowo, np. zbyt długo, i powstaną wskutek tego za duże kontrasty, to można doradzić powtórne jego wywołanie. W tym celu negatyw po bardzo dokładnym wypłukaniu poddaje się działaniu wybielacza, w którym czarny osad srebra przechodzi w biały chlorek srebra:

chlorek sodowy 100g

siarczan miedziowy 100g

kwas siarkowy stężony 25cm³

woda do ogólnej objętości 1000cm³

Kwas siarkowy należy dodawać do wody kroplami, stale mieszając. Wybielany negatyw płucze się przez 30min bieżącą wodą i wywołuje powtórnie przy białym oświetleniu w wywoływaczu drobnoziarnistym lub wyrównawczym. Podczas tego można kontrolować wizualnie przebieg procesu, gdyż obraz od strony podłoża przez pewien czas pozostaje biały. Gdy negatyw osiągnie pożądany stopień zaczernienia, utrwala się go, przy czym biały odcień obrazu ginie,a następnie poddaje się negatyw normalnemu płukaniu.

1

---