信息记录材料与技术

1、信息记录材料与技术郅 云轻工与纺织学院印刷工程系Tel:Email: 2013.3信息记录材料与技术2o 专业限选课，考试课o 32学时（周学时 6） 2学分 （28学时讲课，4学时实验）o 教材：信息记录材料 制版感光材料o 课程考核方式： 笔试闭卷，考试成绩占70%， 平时成绩占20%，实验成绩，实验成绩占10%。2013.3信息记录材料与技术3课程内容o 第一章 绪论o 第二章 银盐感光材料o 第三章 非银盐感光材料o 第四章 光物理记录系统o 第五章 热敏记录系统o 第六章 喷墨记录系统o 第七章 其它记录系统 第一章 绪 论1-1 信息记录材料的发展与应用1

2、-2 信息记录系统的分类1-3 信息记录的形式与载体 第一章 绪 论第一节 信息记录材料的发展与应用2013.3信息记录材料与技术6第一节 信息记录材料的发展与应用一、银盐感光材料的发展概况n18世纪世纪发现了银盐的感光性能，尝试用其作为感光材料来拍摄物体；n19世纪世纪发现了海波可用于定影，实现了照片的保存，标志着现代照相的开始；n1871年，明胶照相干版的发明标志着感光材料制造技术的开始；出现了生产照相干版的公司美国伊斯曼（Kodak）；n1887年，片基代替干版，胶卷的出现使感光材料得到了广泛的应用电影的发明；n20世纪世纪，多层彩色感光材料出现，彩色照片、彩色影片相继问世Kodak，A

3、gfa。2013.3信息记录材料与技术7二、银盐感光材料的应用n民用照相摄影底片、相纸（黑白、彩色）n影视行业电影胶片（黑白、彩色）n射线用感光材料医用射线胶片（X光片，CT片）；工业射线胶片（用于无损探伤检测金属的焊接缺陷）；n印刷用感光材料照相制版胶片、电子分色胶片，激光照排胶片，直接制版版材等；n遥感用感光材料要求高分辨（200800L/mm），主要用于航天、气象、军事、海洋探测等领域。第一节 信息记录材料的发展与应用2013.3信息记录材料与技术8三、非银盐感光材料的发展简况及应用n1826年，利用沥青的光固化特性，可记录下永久影像；n19世纪，利用沥青的固化膜具有抗酸耐蚀性，发明了照

4、相制版术，出现了凸版；n1850年，重铬酸盐用于制版，照相凹板获得成功，并发展用于印刷线路板的制造；n20世纪，重氮成像体系、自由基成像体系、高分子感光材料、微泡感光成像体系等不断涌现，广泛应用于印刷制版领域。第一节 信息记录材料的发展与应用2013.3信息记录材料与技术9第一节 信息记录材料的发展与应用四、其它记录系统的发展与应用n光物理记录系统近代复制行业中的静电复印：20世纪，电子照相技术在文件复制应用领域迅速发展起来，主要是利用光导作用与静电吸引效应的巧妙结合来实现的；n磁记录技术19世纪，磁记录材料首先用于声音的记录；20世纪中叶，磁记录进入图像记录的时代，随后便出现了软磁盘、硬磁盘

5、等高密记录存储系统；现已发展成为一门涉及多学科、综合性的应用技术。 第一章 绪 论第二节 信息记录材料的性能及分类2013.3信息记录材料与技术11什么是信息记录材料？o 信息记录材料：n 借助于某些敏感材料，在光、热、电、磁等能量的直接作用下，引起体系内部产生某些物理和化学变化，并可通过一定的方式再现出来，从而实现信息的记录和传递。n 是信息记录、储存、传输和再现的工具。n 实例：摄影感光材料、印刷胶片、印版、打印机感光鼓，磁带、磁盘、光盘等。2013.3信息记录材料与技术12第二节 信息记录系统的性能及分类一、信息记录材料的性能:1. 敏感性敏感性n 对记录信息的外界能量变化的敏感程度2.

6、 可识别性可识别性n 记录信息的再现方式3. 稳定性、可靠性稳定性、可靠性n 记录的信息不随环境或时间的变化而改变4. 成本、操作性、污染程度等成本、操作性、污染程度等n 信息记录材料的性价比、可实施及应用性能2013.3信息记录材料与技术13第二节 信息记录系统的性能及分类二、按记录信息的特点分类:o 非重复性记录技术非重复性记录技术 (Non-rewritable Marking Technology)1. 只能进行一次信息写入的记录技术，所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化。银盐记录技术、光 (或X射线、电子束、离子束等)微刻技术、硬拷贝技术（晒版）等等都属于这

7、个范畴。2013.3信息记录材料与技术142. 可重复性记录技术可重复性记录技术 (Re-writable Marking Technology)n 信息可以多次重复写入和擦除的记录技术，所记录的信息在所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化，但在适当外部物理刺激下可以被擦除，记录媒介回到其初始状态。磁记录技术、光致变色技术、可逆热敏记录技术等都属于这个范畴。第二节 信息记录系统的性能及分类2013.3信息记录材料与技术15第二节 信息记录系统的性能及分类3. 显示技术显示技术 (Display Technology)n靠特定不间断物理刺激维持的“记录”技术，所“记录”的

8、信息随物理刺激强弱的变化而变化，不存在上述两种系统的时空稳定性。激光显示、荧光屏/液晶/霓虹灯显示等等都属于这个范畴。2013.3信息记录材料与技术16第二节 信息记录系统的性能及分类三、按材料内部转换模式分类:1. 光敏记录系统光敏记录系统 (Photosensitive Systems ) n光化学记录系统o 银盐成像系统银盐成像系统o 非银盐成像系统非银盐成像系统n光物理记录系统o 静电成像系统静电成像系统 光致热敏记录系统2013.3信息记录材料与技术17第二节 信息记录系统的性能及分类2. 热敏记录系统热敏记录系统 (Thermal Sensitive Systems)n不可逆热敏记

9、录系统o 热致物质转移热致物质转移（染料热升华、热蜡转移）o 热致化学反应o 热蚀刻系统n可逆热敏记录系统o 依据物理变化的可逆热敏记录材料 依据化学变化的可逆热敏记录材料2013.3信息记录材料与技术18第二节 信息记录系统的性能及分类3. 喷墨记录系统喷墨记录系统 (Ink Jet System) n如：大幅喷绘，人物写真，数码打样等4. 磁记录系统磁记录系统 (Magnetic Recording Systems )n如：磁带、磁卡、磁盘等5. 压敏记录系统压敏记录系统 n记录特点：隐色染料，微胶囊油墨，压力显色6. 其它高密记录其它高密记录/存储系统存储系统n光化学烧孔技术，磁光盘，光

10、盘等2013.3信息记录材料与技术19第二节 信息记录系统的性能及分类四、信息记录系统的质量评价参数n信息记录密度记录密度，即信息容量；n信息记录速度记录速度或敏感度；n信息记录的可靠性可靠性；n记录信息的稳定性稳定性；1. 记录信息的可识别性可识别性；2013.3信息记录材料与技术20第二节 信息记录系统的性能及分类n记录系统的可操作性可操作性；n记录系统的抗干扰性抗干扰性（杂音或信噪比）；n记录系统的性价比性价比（成本或价格性能比）；n记录系统对耗材耗材的技术要求；n记录系统对环境环境的污染程度。 第一章 绪 论第三节 信息记录的形式与载体2013.3信息记录材料与技术22第三节 信息记录

11、的形式与载体一、信息的形式n模拟量信息o 颜色，密度，图像，图形等；n数字式信息o 二进制记录：01001000110n符号信息1. 文字，字母，符号，条码等2013.3信息记录材料与技术23第三节 信息记录的形式与载体二、信息的载体n能量信息的载体 (Energy Information Carrier)o 光波长，强度，振动状态o 电电压，电流，静电荷，电子束o 热热量，温度o 磁磁场的强度，磁场的方向o 声频率，强度1. 力引力的强弱2013.3信息记录材料与技术24第三节 信息记录的形式与载体n 物性信息的载体 (Material Property Information Carrie

12、r)o 光物性反射，吸收，透射，干涉，衍射o 电物性导电率，起电性，介电性，电荷接受性o 热物性热导率，热熔性o 磁物性磁化率o 化学物性反应性o 界面物性附着性，润湿性o 形态物性凹凸性，平滑度2013.3信息记录材料与技术25第三节 信息记录的形式与载体三、信息载体的转换n E E型型：电磁（电流强度的变化磁场强度的变化）；n E M型型：磁磁物性（磁场强度不同记录材料的磁化率不同）；n M E型型：热物性热（材料的热导率不同表现出的温度不同）； n M M型型：形态物性界面物性（材料的平滑度不同材料对液体的润湿性不同）2013.3信息记录材料与技术26第三节 信息记录的形式与载体四、信息

13、记录材料n 信息记录材料是信息记录、储存、传输和再现的工具。n 信息记录的主体主体：影像（图文）信息n 记录/获取获取的方式：光、热、磁、电 n 材料材料种类：银盐感光材料、非银盐感光材料、热敏记录材料、磁记录材料2013.3信息记录材料与技术27第三节 信息记录的形式与载体五、信息记录的基本过程n原始信息载体转换能量吸收材料内部转换后处理加工实现信息的记录/再现n示例制版过程（胶片输出）o电脑中的数字信号信号电流信号转换转换成激光束感光材料见光（吸收吸收光量子）发生化学反应银盐生成生成潜影显影、定影等后期处理处理得到记录记录有原信息的印刷软片。第二章 银盐感光材料2-1 银盐感光材料的基本结

14、构2-2 银盐感光材料的分类2-3 感光成像理论2-4 后处理的基本理论 2-5 彩色感光材料 2-6 银盐感光材料的应用第二章 银盐感光材料第一节 银盐感光材料的基本结构2013.3信息记录材料与技术30第一节 银盐感光材料的基本结构银盐感光材料乳剂层支持体卤化银晶体照相明胶补加剂片基/纸基/玻璃板辅助层2013.3信息记录材料与技术31第一节 银盐感光材料的基本结构一、乳剂层一、乳剂层n从曝光、显影到生成影像的整个信息记录从曝光、显影到生成影像的整个信息记录过程都在此进行。过程都在此进行。n厚度：525mn乳剂层的基本组成o 卤化银晶体(AgX)o 照相明胶 补加剂2013.3信息记录材料

15、与技术32第一节 银盐感光材料的基本结构o AgX晶体n银盐感光材料中见光分解的光敏性物质，主要银盐感光材料中见光分解的光敏性物质，主要的成像物质。的成像物质。nAgNO3 + KX AgX + K+ NO3-n颗粒度：0.52m（印刷用1m）nAgX晶体以极细微的颗粒状态均匀地分散在明胶中；nAgX晶体颗粒的大小、形状和分散的均匀性直接影响感光材料的成像性能。2013.3信息记录材料与技术33第一节 银盐感光材料的基本结构o 照相明胶n组成组成：由多种氨基酸组成的高分子蛋白质；n形态形态：微黄色、无味的细颗粒，可溶解于温水形成有粘性的水溶液；n作用：作用：o 作为成膜物质，使AgX均匀地分散

16、其中，不发生聚结而沉降；o 用来改善AgX的成像特性，并对AgX晶体颗粒起保护作用；2013.3信息记录材料与技术34第一节 银盐感光材料的基本结构o 补加剂n作用用来完善感光材料的成像性能和物理机械性能。n常用补加剂的类型o 增感剂提高感光乳剂的光敏性和感光范围；o 坚膜剂增强乳剂膜的机械强度；o 稳定剂使感光剂的照相性能具有较好的稳定性。2013.3信息记录材料与技术35第一节 银盐感光材料的基本结构二、辅助层二、辅助层n作用作用完善感光材料的物理化学性能。完善感光材料的物理化学性能。n辅助层的分布o 保护层涂布在乳剂层表面o 底层涂布在乳剂层与支持体之间o 防卷曲层、防静电层、防光晕层涂

17、布在片基（支持体）背面1. 隔层、滤色层专用于彩色多层片2013.3信息记录材料与技术36第一节 银盐感光材料的基本结构银盐感光材料的结构示意图2013.3信息记录材料与技术37第一节 银盐感光材料的基本结构o辅助层的主要类型n底层底层粘接乳剂层和支持体，粘接乳剂层和支持体，厚度12um片基用底层材料明胶、高分子树脂纸基用底层材料黑白：钡底，BaSO4+明胶彩色：涂塑，TiO2+聚乙烯玻璃用底层材料蛋白、明胶2013.3信息记录材料与技术38第一节 银盐感光材料的基本结构n防卷曲层防卷曲层涂布有机溶剂，保持感光材料的平整度；n防静电层防静电层加入电解质，防止静电的积累；n防光晕层防光晕层加入吸

18、光物质（染料/碳黑），防止光晕的产生；n保护层保护层涂布明胶，保护乳剂层不受损伤，厚度12um 。2013.3信息记录材料与技术39第一节 银盐感光材料的基本结构三、支持体三、支持体n作用作用加强乳剂层的机械性能。加强乳剂层的机械性能。n支持体的主要种类：n片基高分子聚合物制成的薄膜o 民用胶卷：醋酸片基/纤维素酯片基，厚度一般为0.10.2mm； 印刷用制版胶片涤纶片基/聚酯片基，要求厚度为0.050.175mm，透明度、机械强度、尺寸稳定性、化学稳定性良好，符合印刷制版要求。2013.3信息记录材料与技术40第一节 银盐感光材料的基本结构n纸基主要用于相纸，要求纸面细腻，吸湿性小，厚度一般

19、为0.10.3mm；n玻璃板主要用于全息摄影的照相干版，使用较少，要求无色透明，表面平整光滑，厚度一般为25mm。第二章 银盐感光材料第二节 银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术42第二节 银盐感光材料的分类一、按不同的感色性分类n 色盲片只对蓝紫光敏感，可在红色安全灯下作业；n 正色片对可见光的蓝光区和绿光区敏感，必须在暗红色安全灯下作业；n 全色片对整个可见光区域都敏感，必须在全黑环境下作业。2013.3信息记录材料与技术43第二节 银盐感光材料的分类二、按影像性质分类：n 负片影像与物体明暗程度相反，颜色互为补色，如：摄影底片，印刷阴图胶片；n 正片影像与物体明暗程度、颜色阶

20、调相同，如：照片，印刷阳图胶片；n 反转片直接拍摄物体得到彩色影像，从阶调到颜色都与实际景物完全相同，与负片的冲洗加工程序不同。2013.3信息记录材料与技术44第二节 银盐感光材料的分类三、按用途不同分类n 印刷工业：原稿照片/反转片，制版胶片等；n 电影行业：影视胶片等；n 民用：照相胶卷，相纸等；n 国防：遥感胶片，航空胶片等；n 医学影像：X光片，CT片等；n 工业探测：射线/射线胶片。第二章 银盐感光材料第三节 感光成像理论2013.3信息记录材料与技术46第三节 感光成像理论一、光的本质o 光的定义：光是一种物质，是物体内部发出的一种辐射能量，以电磁波的形式传播。o 光的“波粒二象

21、性”n 波动性：传播过程中表现的特性；n 粒子性：光波与某种物质发生作用时表现出的特性。o 光子光量子，集中了光束能量的微粒。2013.3信息记录材料与技术47第三节 感光成像理论二、AgX晶体的结构和性质o AgX晶体的结构特点n AgNO3 + KX AgX + K+ NO3-nAgX以晶体的形式析出，悬浮于明胶溶液中，晶体内部的质点按一定的规律排列；n点阵结构点阵结构：每个Ag+周围有六个卤素离子X- ，每个卤素离子X- 周围有六个Ag+；1.混合型混合型： Ag+周围的六个卤素离子X- 可能是Cl-、Br-、I-的混合离子。明胶溶液2013.3信息记录材料与技术48第三节 感光成像理论

22、卤化银晶体的点阵结构示意图2013.3信息记录材料与技术49第三节 感光成像理论AgX晶体的点阵结构：质子按照一定规律排列晶体的点阵结构：质子按照一定规律排列AgCl、AgBr、AgI组成立方体组成立方体的混合晶体的混合晶体2013.3信息记录材料与技术50第三节 感光成像理论oAgX晶体的不完整性n物理上的不完整性，结构发生畸变；物理上的不完整性，结构发生畸变；o晶体的点阵结构中存在缺陷或位错形成的空穴或空隙Ag+i ，造成局部电荷的不平衡，在电荷不平衡的区域则形成“感光中心”。点阵结构的缺陷点阵结构的缺陷点阵结构的位错点阵结构的位错2013.3信息记录材料与技术51 点阵结构的缺陷点阵结构

23、的缺陷AgX晶体中的离子在点阵位置发生迁移，出现在不该存在的位置。佛伦克尔缺陷佛伦克尔缺陷肖特基缺陷肖特基缺陷Ag+i空点阵空点阵第三节 感光成像理论2013.3信息记录材料与技术52点阵结构的位错点阵结构的位错AgX晶体中的某些离子偏离点阵位置，造成晶体外形畸变。棱位错棱位错螺旋位错：晶面滑移螺旋位错：晶面滑移结果：结果：AgX晶体点阵晶体点阵结构中电荷不平衡结构中电荷不平衡第三节 感光成像理论2013.3信息记录材料与技术53第三节 感光成像理论n化学上的不纯洁性，晶体内部存在杂质；化学上的不纯洁性，晶体内部存在杂质；o 在晶体的点阵结构中掺入了一些其它原子或离子，自然或人为地加入了一些粒

24、子，造成电荷的不平衡；从而形成“感光中心”。n 结果：结果：AgX晶体点阵结构中电荷不平衡，形成晶体点阵结构中电荷不平衡，形成晶体内部的薄弱环节，即晶体内部的薄弱环节，即感光中心感光中心。2013.3信息记录材料与技术54第三节 感光成像理论o AgX晶体的能带结构n能带能量相近的电子组成能级，连成一片的能级形成能带。nAgX晶体的三种能带结构o 价带价电子充满的能带；o 导带半充满或空的能带；o 禁带电子不能出现的能量范围；n价电子只有从价带被激发到导带上，成为自由电子，才能与Ag+发生反应生成Ag。2013.3信息记录材料与技术55第三节 感光成像理论三、潜影理论o潜影潜影n定义感光材料曝

25、光以后形成的肉眼看不到的影像，称为潜影。n状态黑色，无定形态，细丝团状n本质由Ag的微斑组成 由若干个Ag原子聚集在晶体表面的缺陷或位错位置上形成的2013.3信息记录材料与技术56第三节 感光成像理论n AgX的光分解反应 AgX吸收光子，释放出自由电子 AgX Ag+ + X + e光照正空穴自由电子，可随意迁移 2013.3信息记录材料与技术57第三节 感光成像理论n 正空穴 X 可在点阵结构中发生迁移，在晶体表面与明胶结合形成稳定的产物。 在感光中心感光中心形成潜影 Ag+i + e Ag Ag微斑潜影空隙银离子大量聚集单个的称为“显影中心显影中心” 2013.3信息记录材料与技术58

26、第三节 感光成像理论四、显影机理n曝过光的卤化银颗粒被显影剂还原成金属银，从而使潜影变成可见影像的过程，实质就是氧化还原反应。1. Ag+ + DRed Ag + DOX 显影剂的氧化产物 已曝光显影剂 还原态的金属银2013.3信息记录材料与技术59第三节 感光成像理论四、显影机理AgNO3 KX(过量过量) AgX K+ NO3-明胶溶液明胶溶液AgX 生成的卤化银以胶体颗粒的形式存在，极易吸附离吸附离子子；首先吸附与其有相同化学元素的离子X-，又吸附正离子K+，在晶体表面形成双双电层电层结构。2013.3信息记录材料与技术60第三节 感光成像理论AgXAgX已曝光已曝光AgX未曝光未曝光

27、AgXDRed2013.3信息记录材料与技术61第三节 感光成像理论n已曝光的已曝光的AgX晶体晶体晶体表面的银微斑部位所吸附的X- 较少，则显影剂容易在“显影中心显影中心”接近AgX颗粒，发生氧化还原反应；而且Ag微斑具有良好的导电性，将电子从显影剂传递给银微斑周围的Ag+ ，使其还原成金属Ag，显影中心不断扩大，使潜影形成可见的影像。2013.3信息记录材料与技术62第三节 感光成像理论曝光AgX的显影机理示意图2013.3信息记录材料与技术63第三节 感光成像理论n未曝光的未曝光的AgX晶体晶体晶体表面由于双电层结构的保护，显影剂很难与AgX晶体接触，氧化还原反应极其缓慢；不会生成影像；

28、但由于“感光中心感光中心”的存在，若长期显影过度，则会产生灰雾。2013.3信息记录材料与技术64第三节 感光成像理论n DRed - e DOX （DAg微斑接触的界面Ag / DRed ）n Ag+ + e Ag （Ag微斑 AgX接触的界面AgX /Ag）o显影中心处，双电层薄弱，显影剂易于突破，显影中心处，双电层薄弱，显影剂易于突破，将电子传递给将电子传递给AgX；oAg+被还原为被还原为Ag，银微斑扩大，自动催化，加，银微斑扩大，自动催化，加速显影，直至整个速显影，直至整个AgX颗粒还原为颗粒还原为Ag。2013.3信息记录材料与技术65第三节 感光成像理论n 曝光过程少量AgX光分

29、解成Ag，“感光中心感光中心”浓集为“显影中心显影中心”，形成潜影。n 显影过程“显影中心显影中心”的AgX大量被还原成金属Ag，潜影形成影像。第二章 银盐感光材料第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术67第四节 后处理的基本理论一、后处理工艺n 工艺流程工艺流程n 后处理工艺的作用后处理工艺的作用经过冲洗加工，使潜影转变为稳定的可见影像。已曝光已曝光胶片胶片显显影影定定影影水水洗洗干干燥燥2013.3信息记录材料与技术68第四节 后处理的基本理论o 显影显影将已曝光的AgX颗粒还原成金属Ag，形成可见影像；o 定影定影除去未曝光的AgX颗粒，使生成的影像得到固定；o 水洗水洗

30、除去残留在感光材料表面的药液；o 干燥干燥加热烘干，得到稳定的影像。2013.3信息记录材料与技术69第四节 后处理的基本理论二、显影o显影剂应显影剂应具备的条件具备的条件：n具有具有适当的还原能力适当的还原能力；n具有具有选择性选择性，能将已曝光与未曝光的AgX区分开来；n具有显影速度快、颗粒细、灰雾小、化学稳定性好、保存性好等条件。o显影剂的显影剂的结构特点结构特点：n具有两个活性基团（-OH 或 -NH2）；1.活性基团以邻对位分布。2013.3信息记录材料与技术70第四节 后处理的基本理论o 显影剂类型显影剂类型：n有机类主要为芳香族化合物芳香族化合物o 常用显影剂常用显影剂：n米吐尔

31、(M)，对苯二酚(P)，菲尼酮(Q)OHOHCNHCH2CH2NOOHNHCH31/2H2SO42013.3信息记录材料与技术71OHNHCH3OHNH2CH3O-NHCH3+OH-H+A. 米吐尔米吐尔第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术72O-NHCH3Ag+eO-NHCH3+Ag+eONCH3特点特点：强显影能力、诱导期短、反差低、灰雾强显影能力、诱导期短、反差低、灰雾D0小、小、Br-抑制作用小、抑制作用小、T影响小、保存性好。影响小、保存性好。半醌半醌醌醌第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术73B. 对苯二酚对苯二酚OHOHOH-Ag+eO-O-O

32、O-Ag+eOO特点：强显影能力、诱导期长、反差高、特点：强显影能力、诱导期长、反差高、 D0大、大、Br-抑制作用大、抑制作用大、T影响大、保存性差。影响大、保存性差。半醌半醌醌醌第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术74C. 菲尼酮菲尼酮特点：显影速度快、诱导期适中、反差取决于与对特点：显影速度快、诱导期适中、反差取决于与对苯二酚的比例、苯二酚的比例、D0大、大、Br-抑制作用小、保存性好。抑制作用小、保存性好。CNHCH2CH2NOHCNCH2CH2NHOOH-HCNCH2CH2N-O第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术75CNHCH2CH2NOAg+e

33、CNHCH2CH2NO+Ag+eCNHCHCHNOHCNCH2CH2N-OAg+eHCNCH2CH2NOAg+e第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术76n 显影体系：显影体系： MQ体系、PQ体系n 显影剂超加和性：显影剂超加和性： 两种显影剂配合起来使用，不仅具有原来各自的特色，而且表现出来的显影性能比单独使用时更为优越。 速度超加和性速度超加和性：显影诱导期不同 密度超加和性密度超加和性：显影剂再生第四节 后处理的基本理论2013.3信息记录材料与技术77第四节 后处理的基本理论o 显影液的构成显影液的构成n显影剂显影剂+促进剂促进剂+保护剂保护剂+抑制剂抑制剂o 显影液

34、中其它组成成分的作用显影液中其它组成成分的作用n促进剂促进剂Na2CO3 ：使显影液偏碱性，从而加快显影的速度；n保护剂保护剂Na2SO3：防止显影剂被氧化，防止画面污染，稳定显影性能；n抑制剂抑制剂KBr：抑制灰雾的产生。2013.3信息记录材料与技术78第四节 后处理的基本理论o 显影方法显影方法n将感光材料浸泡在显影液中完成。o 显影的条件显影的条件n显影时间显影时间t：随t延长，影像密度增大；t过长，会引起灰雾的产生；n显影温度显影温度T：随T升高，显影速度加快，显影性能提高；n显影液的搅拌显影液的搅拌：搅拌程度是否均匀、充分，会严重影响显影效果。2013.3信息记录材料与技术79第四

35、节 后处理的基本理论三、定影三、定影n利用某种化学试剂作定影剂定影剂，将未曝光的卤化银从乳剂层中溶解下来。o定影剂定影剂应具备的条件应具备的条件n能与Ag+作用，生成稳定的可溶性化合物；n不能与金属Ag发生反应；o定影剂定影剂Na2S2O35H2O1.俗名大苏打、海波，无色、透明、易溶于水，水溶液呈弱碱性；2013.3信息记录材料与技术80第四节 后处理的基本理论o 定影原理定影原理nAgX+ Na2S2O3NaX+NaAg(S2O3)n NaAg(S2O3)+ Na2S2O3 Na3Ag(S2O3)2 不溶于水，长期放置会分解成Ag2S易溶于水，反应生成后从乳剂层进入定影液2013.3信息记

36、录材料与技术81第四节 后处理的基本理论o 定影液的构成定影液的构成n定影剂定影剂+保护剂保护剂+坚膜剂坚膜剂+酸酸o 定影液中其它组成成分的作用定影液中其它组成成分的作用n保护剂保护剂Na2SO3：防止Na2S2O3 分解，在加入酸之前加入；n坚膜剂坚膜剂钾明矾：加强乳剂层的机械性能，在加入酸之后加入；n酸酸HAC醋酸：中和显影液中带过来的碱，控制显影；保持适宜的PH值，加强坚膜作用。2013.3信息记录材料与技术82第四节 后处理的基本理论o 影响影响定影速度的定影速度的因素因素n乳剂成分与涂层厚度乳剂成分与涂层厚度o乳剂的涂层越厚，涂层中的AgX含量越高，则定影速度越慢；n定影液的浓度定

37、影液的浓度oNa2S2O3的浓度为20%40%适宜，浓度过大过小都会使定影速度减慢；n定影液的温度与搅拌程度定影液的温度与搅拌程度o T升高，定影速度加快，但T过高会使机械强度下降；搅拌的均匀度越好，定影速度越快。 2013.3信息记录材料与技术83第四节 后处理的基本理论o 定影液的回收定影液的回收nNa3Ag(S2O3)2 + Na2S Ag2S + Na2S2O3nAg2S + O2 Ag + SO2 n旧药液适当处理，可提取其中的银，剩余的大量Na2S2O3 也可回收再利用。n感光材料的耗银量占工业总银量的30%，而感光材料中2/3的银溶于定影液中，所以回收非常重要。第二章 银盐感光材

38、料第五节 彩色感光材料n主要是指多层彩色片，包括：彩色负片、彩色反转片、彩色相纸等。2013.3信息记录材料与技术85第五节 彩色感光材料一、多层彩色片的结构 乳剂层乳剂层+辅助层辅助层+支持体支持体o 乳剂层乳剂层共3层n 感B层：AgX+ 成色剂成色剂n 感G层：AgX+ 成色剂成色剂+感G光谱增感剂增感剂1. 感R层：AgX+ 成色剂成色剂+感R光谱增感剂增感剂YMC2013.3信息记录材料与技术86第五节 彩色感光材料o 成色剂成色剂n制造彩色胶片的重要原料，用来产生颜色的化学药品；n成色剂是染料的中间体，分子结构中含有发色基团、偶合基团和长碳链；其中发色基团决定生成的染料的颜色；n成

39、色剂性质活泼，能与显影剂的氧化产物发生偶合反应，生成彩色染料。2013.3信息记录材料与技术87第五节 彩色感光材料o 增感剂增感剂n化学增感剂化学增感剂：能促使乳剂感光度提高的化学药品，只提高乳剂对蓝紫光的敏感程度，并不扩大感光范围。n光谱增感剂光谱增感剂：某些染料对可见光的某些光波波段会有强烈的吸收作用，加入到乳剂中能够使AgX晶体的感光范围扩大到整个可见光区，又称为“增感染料”。2013.3信息记录材料与技术88第五节 彩色感光材料o 辅助层辅助层n滤色层滤色层：滤去B光，防止感G层、感R层中的AgX曝光（橙黄色）；n隔层隔层：防止显影剂的氧化产物串层；n保护层保护层：含有UV吸收剂，防

40、止彩色染料因光照而退色（紫外光对染料的损伤非常大）。n其它层：防光晕层、防卷曲层、防静电层等防光晕层、防卷曲层、防静电层等2013.3信息记录材料与技术89第五节 彩色感光材料多层彩色片（负片）结构示意图2013.3信息记录材料与技术90第五节 彩色感光材料o 多层彩色片的结构分布情况多层彩色片的结构分布情况n 负片从上到下：保护层感B层滤色层感G层隔层感R层防光晕层底层片基防卷曲层n 相纸从上到下：保护层感R层紫外吸收隔层感G层隔层感B层隔层涂塑纸基2013.3信息记录材料与技术91第五节 彩色感光材料二、多层彩色片的成像原理o 曝光原理曝光原理：被摄物体的颜色被分解成三原色，分别记录在三个

41、感色层上，形成潜影，实现影像的记录。1. 显影原理显影原理：通过显影剂的作用，将潜影还原成单质Ag，同时乳剂层中的成色剂成色剂与显影剂的氧化显影剂的氧化产物产物反应生成彩色染料彩色染料(C、M、Y) ，染料按减色法原理显色，实现色彩的还原，影像的再现。2013.3信息记录材料与技术92第五节 彩色感光材料o 显影显影反应nAgX(已曝光)+彩色显影剂DRed Ag + DOXn DOX +成色剂染料 ( ) o 漂白漂白反应nAg+K3Fe(CN)6Ag4Fe(CN)6+K4Fe(CN)6 o 定影定影反应nAgX(未曝光)+定影剂 可溶性的银盐nAg4Fe(CN)6+定影剂 可溶性的银盐Y

42、M C2013.3信息记录材料与技术93第五节 彩色感光材料多层彩色片成像示意图2013.3信息记录材料与技术94第五节 彩色感光材料o 彩色显影剂彩色显影剂n具有氧化还原能力，把已曝光的AgX还原成金属Ag；n氧化产物能与成色剂良好的进行偶合反应，生成染料，且性能稳定。o 漂白剂漂白剂n作用除去乳剂层中被还原的金属Ag，生成可溶于Na2S2O3的银盐，但不能漂去染料影像。三、多层彩色片的成像过程曝光曝光AgXAgX光分解光分解AgAg潜影潜影显影显影AgXAgX+D+DredredAgAg+ +D DoxoxD Doxox+ +成色剂成色剂染料染料1. 彩色彩色负片负片的成像过程的成像过程o

43、漂白漂白AgAg+K+K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6AgAg盐盐的络合物的络合物o定影定影利用定影剂除去未利用定影剂除去未曝光的曝光的AgXAgX和漂白形和漂白形成的成的AgAg盐盐产物产物2013.3信息记录材料与技术97第五节 彩色感光材料2. 彩色彩色正片正片的成像过程的成像过程n 与彩色负片的成像过程相同，以照相底片(负片)作为被摄物体进行拷贝复制，得到的彩色影像与底片互为补色，则与实际景物颜色明暗相同。3. 彩色彩色反转片反转片的成像过程的成像过程n 对被摄物体曝光后，先进行黑白显影，再进行二次均匀曝光，然后进行彩色显影，经漂白、定影等处理后，即可得到与实际景物颜色明暗相同的

44、正像。彩色反转片成像过程示意图彩色反转片成像过程示意图2013.3信息记录材料与技术100(1)从色彩学的角度分析，体现了三原色原理在彩色感光材料中的应用：曝光过程曝光过程被摄物体反射的色光分解成R、G、B三原色，记录在感光胶片上。 实质实质颜色的分解过程，色光加色法的应用。显影过程显影过程各乳剂层上的染料按减色法的混合原理叠合呈色，显现影像的色彩。 实质实质颜色的合成过程，色料减色法的应用。n成像过程成像过程颜色分解过程+颜色还原过程2013.3信息记录材料与技术101(2)彩色多层片与黑白感光材料的区别区别n 曝光过程曝光过程：彩色多层片分别在三个感色层上形成不同的潜影；n 后加工过程后加

45、工过程：彩色多层片的显影包括氧化还原反应和染料的偶合反应两个阶段；显影之后要先进行漂白处理再定影；n 彩色影像影像比黑白影像的层次要丰富、细腻一些，因为画面的细腻程度是由染料分子的大小来决定的；黑白影像是由AgX颗粒堆积而成，细腻程度由AgX颗粒大小决定。2013.3信息记录材料与技术102四、多层彩色片的冲洗加工已已曝曝光光胶胶片片显显影影定定影影水水洗洗干干燥燥水水洗洗漂漂白白稳稳定定处处理理彩色多层片冲洗加工程序示意图2013.3信息记录材料与技术103o彩色多层片冲洗加工工艺彩色多层片冲洗加工工艺o显影显影：严格控制显影的温度、时间、浓度及搅拌程度；否则会严重影响彩色影像的质量；o漂白

46、漂白：使用赤血盐（K3Fe(CN)6）除去乳剂层中的Ag影像，而不影响染料影像；o一次水洗一次水洗：除去残留在乳剂层表面的漂白剂，以免与定影液发生反应；第五节 彩色感光材料2013.3信息记录材料与技术104o 定影定影：Na2S2O3为定影剂，为了防止染料褪色应为弱碱环境，作用是除去乳剂层中未曝光的AgX和已漂白的亚铁氰化银Ag4Fe(CN)6 ；o 二次水洗二次水洗：除去感光材料表面的定影液，防止残留的海波使染料褪色；o 稳定处理稳定处理：利用甲醛稳定液处理可防止因染料分解而引起的褪色或变色，起坚膜作用，利于长期保存；o 干燥干燥：彩色片熔点较低，干燥温度不易过高。第五节 彩色感光材料20

47、13.3信息记录材料与技术105o彩色显影液的组成彩色显影液的组成n彩色显影剂：二乙基对苯二胺二乙基对苯二胺及其衍生物，有毒性，还原能力较低；n渗透剂渗透剂：苯甲醇苯甲醇，促进彩色显影反应的进行，过量易产生灰雾；n保护剂： Na2SO3 ，防止显影液被氧化，过量会降低染料密度；n促进剂： Na2CO3 ，碱性条件利于显影剂的作用；n防灰雾剂：KBr，防止灰雾的产生，过量会影响显影质量。NH2R2R4R1R3N第五节 彩色感光材料第二章 银盐感光材料第六节 银盐感光材料的应用2013.3信息记录材料与技术107o 印刷原稿用感光材料n彩色反转片彩色反转片：原稿图像为被摄物体的正像，色彩相同，直接

48、拍摄所得，感光层涂布在透明片基上，输入时采用透射光正向扫描；o 优点色彩鲜艳，层次丰富，清晰度好，颗粒细腻，可用于高倍放大扫描，是印刷的最佳原稿。n彩色负片彩色负片：原稿图像为被摄物体的负像，色彩互为补色，直接拍摄所得，感光层涂布在透明片基上，输入时采用透射光反向扫描；o 特点反差较低，色彩偏暗，规格较小，放大扫描时颗粒较粗，印刷中使用较少。第六节 银盐感光材料的应用2013.3信息记录材料与技术108n 彩色照片原稿彩色照片原稿：原稿图像为被摄物体的正像，色彩相同，利用彩色负片拷贝并放大所得，感光层涂布于纸基上，输入时采用反射光正向扫描；o 优点多为拷贝成像，层次不如彩色反转片丰富，色彩鲜艳

49、度较差，多用于原大或低倍放大扫描，高倍放大扫描图像清晰度会降低；因获取方便，应用领域广泛，曾是印刷中使用较多的原稿。第六节 银盐感光材料的应用2013.3信息记录材料与技术109o 印刷制版用感光材料n 激光照排胶片o 种类：正色片或全色片，感光层涂布于透明片基上，成单色像（阳图或阴图），常用KODAK，AGFA的专用照排软片；o 特点：具备高解象力，中速感光度，曝光时间短（10-510-6s），多为硬性感光材料，形成影像的反差大，阶调完整。第六节 银盐感光材料的应用2013.3信息记录材料与技术110o 全息照相感光材料nAgX全息干板/胶片n特点：o 超微粒乳剂类型，颗粒度为0.030.0

50、8um，具有极高的解象力（15003000线/mm）；o 要求用严格的单色光曝光，感光性与激光波长相对应；o 感光度高，感光范围广，反差大；o 采用硬性显影液。第六节 银盐感光材料的应用2013.3信息记录材料与技术111第二章 习题o银盐感光材料由哪几部分构成，说明各部分的作用。o简述AgX晶体的结构特点。o根据AgX晶体的特性分析AgX为什么具有感光性？o简述潜影的本质及其形成过程。o简述银盐感光材料的显影机理。o显影剂与定影剂应具有的条件分别是什么？o具体说明彩色负片乳剂层的组成结构。o简述多层彩色片的成像原理。 （蓝色（蓝色“单学号单学号”做，红色做，红色“双学号双学号”做）做）第三章

51、 非银盐感光材料第一节 概述2013.3信息记录材料与技术113o 感光材料感光材料是以某些见光能发生物理或化学变见光能发生物理或化学变化的物质化的物质为主体的，通过与其它各种物质的不同组合，以一定的结构并经过某种加工而适合于一定用途的材料。o 非银盐感光材料非银盐感光材料使用其它非卤化银的具有感光性的化合物作为感光物质的感光材料。o 成像体系成像体系感光成像机理相似的感光材料所构成的体系。第一节 概述2013.3信息记录材料与技术114o 非银盐感光材料的发展与应用非银盐感光材料的发展与应用n 1826年 沥青具有光固化特性，可以成像；成膜的抗蚀性涂于铜板上应用于印刷凸版的制作；n 1832

52、年 重铬酸盐具有光敏特性；n 1839年 用于照相；n 1850年 重铬酸盐与明胶混合后见光硬化涂于钢板上，应用于印刷凹版的制作； 其后，铁盐、铜盐等无机成像体系用于工程图纸。第一节 概述2013.3信息记录材料与技术115 有机材料及高分子材料的发展，出现了有机及高分子感光材料。n 18501860 重氮化合物具有光敏性；n 1884年 重氮影像，重氮成像体系的发展应用于印刷PS版的制作 ；n 1890年 重氮感光材料专利，重氮相纸商品化；n 1921年 自由基成像体系，有机卤化物与芳香族胺类混合后见光会生成染料；n 1958年 自由基成像感光材料出现；第一节 概述2013.3信息记录材料与

53、技术116n 1942年 印刷线路板发明，重铬酸盐作为主要的光致抗蚀剂，应用于印刷电路板的制作； 二战后，电子工业发展，推动感光高分子的发展。n 1959年 聚乙烯醇肉桂酸酯，用于印刷线路板及凸版（印刷柔性版）的制作；n 1938年 静电照相出现；n 20世纪后期，新型感光材料不断涌现，如：缩微照相，光敏变色，微泡感光成像体系等。第一节 概述第三章 非银盐感光材料第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术118一、根据图像的种类分类n影像型感光材料影像型感光材料：通过密度深浅变化来记录信息，主要为染料影像，如：自由基成像体系；n浮雕型感光材料浮雕型感光材料：通过物体表面的凹凸变

54、化来记录信息，主要为浮雕影像，如：感光性高分子材料；1. 记录的信息有阳图阳图与阴图阴图之分， 密度或浮雕的高度与被记录体一致称为阳图，反之为阴图。第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术119二、根据成像的机理分类n光化学型光化学型感光材料在成像过程中见光发生化学变化，引起物质内部结构及性能发生相应变化，从而实现信息的记录。1.光物理型光物理型在成像过程中，感光材料在光作用下会引起某些物理性质的变化，从而实现信息的记录。第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术120o 光化学型光化学型（7种）n无机盐成像体系：利用无机盐见光发生化学反应而形成影像的材料体系

55、。o 如：Fe3+盐系列，非银卤化物，重铬酸盐等；n光分解成像体系：在光作用下，发生分解反应形成稳定影像。 典型代表：重氮体系，叠氮体系第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术121n光敏变色成像体系：受到光辐射时发生颜色变化，从而形成影像。o 主要应用于防伪印刷中的变色油墨。n光交联成像体系：感光高分子在光作用下，发生交联固化反应，形成浮雕影像。o 应用：印刷凸版，印刷PS版的制作；n光降解成像体系：高分子化合物在光作用下，发生某些键的断裂，形成自由基，使其溶解性改变而形成浮雕影像。第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术122n光聚合成像体系：在光作用下

56、，某些单体由小分子聚合成为大分子，从而形成浮雕影像。o 应用：印刷柔性凸版的制作；n有机成色和漂白成像体系：某些有机物在光作用下，生成有色或者消除原来有色化合物的颜色而形成影像的材料体系。o 如：自由基有机成色化合物第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术123o 光物理型光物理型n静电成像体系在光作用下，某些光敏材料由绝缘体变为导体，使物质的导电率发生变化，利用静电吸附而形成影像。o 应用：轻印刷中的ZnO版，静电复印机的硒鼓等n光磁记录体系在光作用下，通过磁性的变化来记录信息。 应用：高密记录系统中的磁光盘的存储方式第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技

57、术124三、根据感光物质的种类分类n非银盐无机感光材料o 铁盐体系，ZnO版，硒等光敏半导体，重铬酸盐等n非银盐有机感光材料o 重氮体系，自由基体系，有机光敏半导体n高分子感光材料 光交联体系，光降解体系，光聚合体系等第二节 非银盐感光材料的分类2013.3信息记录材料与技术125四、非银盐感光材料的特点n 感光物质种类繁多；n 感光体系多；n 感光性能差别大；n 非银盐感光材料的独特优点：o 响应速度快，分辨率高；o 材料重复利用率较高，不用贵金属银；o 不需暗室的显影定影操作，后加工过程简便快速，成本低廉。第二节 非银盐感光材料的分类第三章 非银盐感光材料第三节 光分解成像体系2013.3

58、信息记录材料与技术127第三节 光分解成像体系o 优点成本低，分辨率高，工艺简单，应用广泛；o 应用缩微复制、印刷制版、测绘、遥感等领域；o 典型代表重氮体系重氮体系o 重氮感光材料重氮感光材料以芳香族重氮化合物芳香族重氮化合物作为感光物质感光物质和主要成像组分成像组分的感光材料。2013.3信息记录材料与技术128第三节 光分解成像体系一、重氮化合物的光化性质单纯的光分解反应o 重氮化合物在光作用下，只发生重氮基团的分解反应，而无其它变化。oR-Ar-NN+X- R-Ar-X + N22013.3信息记录材料与技术129第三节 光分解成像体系光致立体异构化反应n 分子构型在光作用下发生转变，

59、由稳定构型不稳定构型；不伴有重氮基团的分解；利用反应产物与原来的重氮化合物的物化性质的不同，从而形成影像。n 此反应为可逆反应，光作用消失后，可返回原来的稳定构型。2013.3信息记录材料与技术130第三节 光分解成像体系伴有价键重排的光分解反应n 在光作用下，重氮化合物不仅重氮基团发生分解，而且伴有其它部分价键重排的光化学反应。n 典型代表：重氮醌类重氮醌类利用见光前后反应物的水溶性不同，从而形成影像；与高分子化合物结合还可以形成浮雕影像，主要应用于印刷PS版的制作。2013.3信息记录材料与技术131第三节 光分解成像体系二、重氮化合物的类型o 一般根据形成影像的形式不同，可分为三类：n

60、浮雕型浮雕型重氮感光材料n 染料影像型染料影像型重氮感光材料n 微泡影像型微泡影像型重氮感光材料2013.3信息记录材料与技术132第三节 光分解成像体系三、浮雕型重氮感光材料o感光材料结构组成感光材料结构组成n感光涂层o 感光剂重氮化合物o 成膜剂高分子化合物o 根据组成物质的种类不同，可分别制成阳图型阳图型和阴图型阴图型两种感光材料。1.支持体2013.3信息记录材料与技术133第三节 光分解成像体系o 成像机理成像机理n利用重氮化合物的光化产物与反应物的溶解性不同而进行成像，再选用适当的溶液溶解除去某一部分感光涂层（显影），即可得到浮雕像。2013.3信息记录材料与技术134第三节 光分