Světlocitlivé materiály

V této kapitole se budeme zabývat materiály, do kterých lze pomocí světelného záření zaznamenat potřebné informace. Světlocitlivé materiály dělíme na materiály fotografické a fotochemické. Budeme se tedy zabývat materiály, na kterých probíhají fotochemické reakce – neboli reakce vyvolané světlem.

Fotochemické reakce jsou reakce probíhající působením světla. V přírodě jsou velmi rozšířené – jako například fotosyntéza. Dalším příkladem z běžného života může být blednutí barev nebo také zrakový vjem. Reakce iniciují částice světla – fotony.

Fotografické materiály

Fotografické materiály se používají na přípravu kopírovacích podkladů. Používají se k prvotnímu záznamu obrazové informace, která se přenáší na tiskovou formu. Jejich funkčnost je založena na světelné citlivosti krystalků halogenidů stříbra a na jejich schopnosti se redukovat za vyloučení surového stříbra. Na tomto principu je založena klasická fotografie.

Klasická fotografie

V klasické fotografii se využívá speciálních vlastností bromidu stříbrného AgBr. Bromid stříbrný je zde rozptýlen v želatině (ochranné médium), nanesený v tenké vrstvě na film či fotopapír. Tak vzniká světlocitlivá vrstva. Nutno doplnit, že spodní strana filmu je opatřena tzv. antihalační vrstvou, která zabraňuje zpětnému odrazu světelného paprsku od spodní strany filmu.
Během expozice (osvitu) probíhají na osvětlených místech filmu fotochemické reakce:

AgBr + hν →  Ag⁺ + Br + e^-

Ag + e^-  →  Ag⁰

Během těchto fotochemických reakcí dochází ke vzniku atomárního množství stříbra (tzv. zárodky stříbra) – dochází k tvorbě latentního obrazu. Tento efekt je mnohonásobně zesílen po vyvolání filmu ve vývojce (redukčními činidly – hydrochinon), kdy dochází ke koncentraci vyloučeného černého stříbra kolem zárodků. Po ustálení fotografického obrazu v ustalovači (thiosíran sodný) dochází k odstranění (vymytí) nezreagovaného AgBr. V ustalovači probíhá níže uvedená reakce, při které vzniká vysoce rozpustný komplex
a dochází úplnému vymytí nezreagovaného stříbra:

2 S₂O₃^2- + Ag⁺  →  [Ag(S₂O₃)₃]^5-

Dochází ke vzniku tzv. negativu (negativ). Pozitiv (fotografii) získáme opakováním celého procesu (osvětlením fotografického papíru přes negativ dochází k vyvolání pozitivu).

K záznamu obrazové informace na tiskovou desku se používají kopírovací podklady, které mohou být:

• Analogové – v podobě pozitivního nebo negativního fotografického filmu.

• Digitální – modernější, nepoužívají film. Data se přenáší digitálně – přímo z počítače, tzv. CTP systémy.

Fotochemické materiály

Fotochemické materiály se používají ke zhotovení tiskových forem. Nanáší se jako tenká světlocitlivá vrstva na povrch tiskové formy (cca 2 μm). Do této vrstvy se poté zaznamenává obrazová informace pomocí světelného záření. Následně vzniká tiskový obraz na povrchu tiskové desky.

Fotochemické materiály se skládají z:

• koloidních látek

• senzibilátorů.

Ve světlocitlivé vrstvě se tedy nacházejí dva typy látek. První z nich – senzibilátory – jsou látky, ve kterých působením světla probíhají fyzikální nebo fotochemické změny. Jde o látky citlivé na světlo. Dnes se používají především organické senzibilátory – diazosloučeniny (– N = N –), které jsou ekologicky nezávadné a nejedovaté. V minulosti používané toxické a ekologicky nebezpečné dichromany – anorganické senzibilátory (K₂Cr₂O₇, (NH₄)₂Cr₂O₇) – již ve výrobách nevidíme.

Druhou složkou světlocitlivé vrstvy jsou koloidní látky, které fungují jako nosiče senzibilátorů. V praxi se používají koloidní látky organického typu – arabská klovatina, želatina, klíhy a nebo koloidní látky syntetického typu, které mají přesně definované vlastnosti (například polyvinyl (PVA)).

Jako světlocitlivé nánosy se v polygrafii používají dva typy kopírovacích vrstev:

1. Pozitivně pracující kopírovací vrstvy = kopírovací vrstvy světlem se rozkládající. U pozitivně pracujících kopírovacích vrstev dochází k degradaci světlocitlivé vrstvy – k FOTOLÝZE. Po zpracování (vyvolání) poskytují tyto vrstvy pozitivní obraz. Po chemické stránce jsou pozitivně pracující kopírovací vrstvy tvořeny diazosloučeninami – konkrétně o-chinondiazidem. Působením světla se přítomný o-chinondiazid mění na sůl, která je rozpustná ve vývojce (alkalický vodný roztok), a tudíž jsou osvícená místa ve vývojce rozpustná, neosvětlená zůstanou a tvoří tiskové body.

2. Negativně pracující kopírovací vrstvy = kopírovací vrstvy světlem se utvrzující. Po zpracování (vyvolání) poskytují negativně pracující kopírovací vrstvy negativní obraz kopírované předlohy. Po osvětlení dochází k chemické reakci = FOTOPOLYMERACI neboli SÍŤOVÁNÍ. Propojením molekul pomocí nově vzniklých vazeb dochází ke ztrátě rozpustnosti – k vytvrzení kopírovací vrstvy. Osvícená místa zůstávají jako tiskové body, neosvícené místa se ve vývojce rozpustí a odstraní. Negativně pracující kopírovací vrstvy jsou tvořeny fotopolymery, polymery či anorganickými dichromany (Cr₂O₇^2-).

V České republice se používají především pozitivní ofsetové desky.

Zpracování fotochemických vrstev

Pro klasické zpracování se používá kopírovací předloha v podobě pozitivního nebo negativního fotografického filmu. Postup zpracování:

Upnutí kopírovací předlohy na tiskovou desku pomocí vakua.

Osvit desky v kopírovacím zařízení:

• světlo způsobí fotochemické reakce a vytvoří latentní (neviditelný) obraz.

Vyvolání ve vyvolávacím automatu:

• provádí se mokrou cestou ve vývojce, což je roztok chemických látek ve vodě,

• dojde k rozpuštění nebo vytvrzení osvícených míst a zviditelnění tiskového obrazu.

Oplach vodou, hydrofilizace ve zředěném roztoku kyseliny fosforečné a konzervace desky.

Zdroje

• KAMENÍČEK, Jiří. Anorganická chemie. 4. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2009, 316 s. ISBN 978-80-244-2387-6.

• KAPLANOVÁ, Marie. Moderní polygrafie. Praha: Svaz polygrafických podnikatelů, 2010, 391 s. ISBN 978-80-254-4230-2.

• PŘIKRYLOVÁ, Eva. Světlocitlivé materiály (DUMY) Materiál vznikl v rámci projektu Kvalitní a efektivní vzdělávání pro žáky (DUMY)/ VY_32_INOVACE_02 (číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0772) 

Obrázky:

• Obr. 1: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotochemie. [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Spectre.svg/744px-Spectre.svg.png

• Obr. 2: Mayer, Daniel. http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosyntéza. [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Simple_photosynthesis_overview_cs.png/640px-Simple_photosynthesis_overview_cs.png

• Obr. 3: Mangl, Ondřej. http://cs.wikipedia.org/wiki/Bromid_stříbrný. [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Bromid_st%C5%99%C3%ADbrn%C3%BD.PNG

• Obr. 4: Autor neznámý. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrochinon2.svg. [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b2/Hydrochinon2.svg/218px-Hydrochinon2.svg.png

• Obr. 5: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/Vývojka. [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1c/In_de_donker_kamer.jpg

• Obr. 6: Voytek, S. http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotografický_film.  [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e5/Photographic_Film_135.svg/800px-Photographic_Film_135.svg.png

• Obr. 7: Autor neznámý. http://cs.wikipedia.org/wiki/Pozitiv_(obraz). [online]. [cit.2014-11-05]. Dostupný z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Pozytyw_i_negatyw.jpg/640px-Pozytyw_i_negatyw.jpg