Изготовление печатных плат ЛУТ’ом от А до Я / Хабр

Виды по основе

При производстве фотобумаги большое значение имеет подложка. В зависимости от ее особенностей выделяется несколько разновидностей готового продукта:

• Мелованная. В ее основе случайные целлюлозные волокна. Их совокупность не позволяет получить идеально гладкую поверхность. Для того чтобы ее выровнять, устранить шероховатости, к целлюлозе, расположенной в хаотичном порядке, добавляют наполнители – белые частицы с размером в 200 нанометров. Они заполняют пробелы в структуре листа. Благодаря этому, чернила не растекаются и не впитываются глубоко.
• Магнитная. Состоит из 2-х слоев. Верхний ничем не отличается от обычной фотобумаги, может быть глянцевым или матовым. Нижний представлен магнитом. Такая подложка позволяет крепить изображения к любой металлической поверхности. Подходит для печати на цветном струйном принтере. Из этого образца изготавливаются сувенирные магнитики, стикеры на холодильник, наглядные пособия для крепления на презентационных досках.
• Самоклеящаяся. На обычную основу наносится адгезивный слой, который обеспечивает быструю фиксацию к любой поверхности. Клей надолго сохраняет свою липкость, не оставляет следов. Верхний слой может быть любым: матовым, сатиновым, глянцевым. Хорошо контактирует с водорастворимыми и пигментными красителями.
• Микропористая (водонепроницаемая). Имеет толстое полимерное покрытие, мельчайшие поры которого собирают в себе чернила и не дают им растекаться. Бывает нескольких видов: swellable (с набухающим покрытием) и с пористым покрытием. Первый вариант постепенно выходит из употребления, так как продолжительность высыхания может составлять несколько часов. Второй – склонен выгорать со временем, поэтому хранить нужно под стеклом. RC-фотобумага используется в тех случаях, когда предъявляются высокие требования к уровню устойчивости к влаге.
• Текстурированная. Основное отличие – имитация кожи, ткани, дерева. Сырьем служит хлопчатобумажная тряпичная масса. Выпускается в 2-х вариантах – глянец и матовая. Фотографии на ней характеризуются точной цветопередачей и максимальной детализацией. Применяют при производстве открыток, визиток.
• Холст (официальное название Canvas). Получается из тканевой структуры, переплетенной специальным образом. Имеет бархатную поверхность. Покрытие льняного типа обеспечивает эффект натурального окрашивания. Благодаря гибкости и пластичности допускается натягивание на раму. Но требует продолжительной сушки (после распечатки 12 часов, после лакирования – сутки). Используется для сложных художественных изображений (высокоточных графиков, презентаций, картинных репродукций).

Для справки: Также на профильном рынке встречается фотовинил. Виниловая фотобумага имеет специфическую фактуру, позволяет делать высококачественные снимки, но работать с ней сможет не каждый принтер.  

Бумага из одежды

Не так давно, лет 150 назад, бумагу делали исключительно из старых тряпок (во что превращается наша одежда после использования), старых рыболовных сетей, старых парусов и веревок, снятых с парусников. Производство бумаги из тряпок началось в городе Самарканде в 8 веке. 10 веков из тряпок делают бумагу!

Собиратели тряпья ходили и ездили по улицам средневековых городов и поселков с телегами и ящиками. Подобно точильщикам ножей, цыганам и нищим, они были обычным явлением на улицах того времени.

На снимке сборщик тряпья в немецком городе Нюрнберг.

С ростом спроса на бумагу и появлением все большего числа производителей тряпки стали дефицитом. Это стало дефицитом. Правительства приняли специальные законы, согласно которым жители должны были сдавать определенное количество тряпья для производства бумаги.

Кроме того, к бумажным фабрикам (так называемым предприятиям по производству бумаги) присоединялись отдельные жилые массивы и населенные пункты. В некоторых городах на каждой бумажной фабрике были свои сборщики тряпья. Им выдали специальные сертификаты. Количество сборщиков на каждую мельницу было строго ограничено.

На изображении справа рабочие сортируют тряпки. В руках у них острые ножи, которыми они отрезают ненужные куски тряпья.

В конце эпохи тряпичной бумаги в XIX веке тряпье после сортировки и первичной очистки (была и более поздняя) стали варить в таких вращающихся котлах горячим паром и с добавлением соды. Это позволяло лучше растворять ткань на волокна.

Производство бумаги из тряпок — это, по сути, первое в истории человечества производство нового материала из отходов. Первый случай рекуперации или, как сейчас говорят, рекуперации отходов. Текстильные отходы превратились в новый дорогостоящий и желанный материал: бумагу.

Фабрика или бумажная фабрика. Здесь можно увидеть все операции производства бумаги, от сбора бумажной массы до просеивания с переходом на прессование и сушку.

Бумагу производили из сваренных тряпок, измельченных на бумажных фабриках. Это был тяжелый ручной труд, состоящий из постоянно повторяющихся операций. Мастер-сборщик вручную бросал каждый лист в сито, затем влажный лист накрывался тканью; это и сделал валяльщик и на холме из войлока, перекатываясь с возрастающим натиском, выдавливал воду из листа.

При этом мокрый лист переходил с сетки на ткань, накрытую второй тканью. Собирали стопку таких матерчатых лепешек и листов бумаги, и эту стопку, которую называли «кладкой», прессовали в шнековом или гидравлическом прессе. После прессования рабочий-«метельщик» отделял слои бумаги от ткани и укладывал их в стопку. Мокрые простыни сушились на «вешалках”.

Бумага, в зависимости от происхождения тряпки, была определенного качества. По бумажным отметинам можно судить об одежде людей позднего средневековья.

Вот какие ткани собирали в Германии и какие сорта бумаги из них производили.

• Льняные крестьянские рубашки — специальная бумага среднего качества;
• Рубашки из сырого льна — мешочная бумага;
• Заплатки тонкольняные (лоскуты) — мужская бумага;
• Ткань из крапивы, голландский холст — бумага для писем;
• Синие льняные халаты – синяя бумага;
• Средний домашний холст — это печатная бумага;
• Судовые отходы (паруса, канаты) — оберточная бумага;
• Плохие тряпки — это оберточная бумага.

Виды бумаги

Современная бумажная промышленность предлагает несколько сотен сортов бумаги. Они отличаются форматом, плотностью, белизной, наличием/отсутствием блеска, жесткостью, стойкостью, текстурой и рядом других характеристик. В зависимости от области применения различают несколько популярных видов бумаги:

• Газета: некачественная, малоплотная бумага (обычно не более 50 граммов на квадратный метр). Переработанная макулатура в основном используется в качестве сырья для производства газетной бумаги.
• Типографский. Это белая малоклейкая бумага, предназначенная для печати книг, плакатов, рекламных брошюр и другой полиграфической продукции, содержащей текст и графику. Плотность такой бумаги 65-300 г/м2.
• Дизайн — бумага широкой цветовой палитры с необычной текстурой. Указанная бумага может быть с тиснением, металлизированными и другими элементами, позволяющими добиться эксклюзивных фактурных эффектов. Дизайнерская бумага в основном используется для изготовления небольших тиражей рекламной продукции, визиток, пригласительных и т.п.
• Упаковка и оберточная бумага. Применяется для изготовления различных видов упаковки для промышленных товаров, продуктов питания, лекарственных средств и др.
• Самоклеящаяся – бумага, на одну сторону которой нанесен ровный клеевой слой. Эта бумага используется для изготовления наклеек.
• Бумага для отделочных материалов. Применяется для изготовления обоев на бумажной основе, гипсокартона, кровельного стекла и других строительных и отделочных материалов.
• Бумага и картон для производства одноразовой посуды — плотная бумага (150-300 г/м2) с ламинацией, повышающей устойчивость к влаге и высоким температурам.
• Картон. В зависимости от области применения существует несколько типов: коробчатая (сырая или переработанная целлюлоза), коричневая, с покрытием и белая.
• Санитарно-гигиеническая — бумага низкой плотности (как правило, не более 40 г/м²), предназначенная для изготовления салфеток, бумажных полотенец и туалетной бумаги.
• Абсорбирующая бумага (фильтровальная и промокательная): состоит из чистой целлюлозы и используется для изготовления фильтрующих элементов, промокательных материалов и т д.
• Папиросная бумага – самая тонкая и очень легкая бумага. Обычно полупрозрачный. Его используют не только для производства табачных изделий, но и как упаковочный и защитный материал. Плотность папиросной бумаги редко превышает 25 граммов на квадратный метр.
• Бумага для промышленного использования. Используется для изготовления гильз, втулок, кабельных оболочек, патронных прокладок, трафаретов и т.д.

Выпуск прекращен

• Йодоко́нт — йодохлоробромосеребряная фотобумага, предназначенная в основном для контактной печати. Низкочувствительная, малоконтрастная. Цвет получающегося изображения — зелёный, оттенок зависит от экспозиции, температуры раствора и времени проявления. При использовании истощённых растворов склонна к образованию жёлтой вуали. Применялась для создания отпечатков пейзажей^[56];
• Контабро́м — хлоробромосеребряная малочувствительная фотобумага, выпускается полумягкая и нормальная. В зависимости от степени разбавления проявителя, даёт изображение от чёрно-коричневого до красно-оранжевого тона. Проявитель — гидрохиноновый с карбонатом натрия;
• Новобро́м — хлоробромосеребряная высокочувствительная фотобумага нормальной контрастности. Высокая разрешающая способность, тёпло-чёрный тон изображения;
• Фотоко́нт — хлоросеребряная фотобумага для контактной печати. Низкочувствительная. Имеет высокую оптическую плотность максимального почернения и нейтрально серый тон. Время проявления в cтандартном проявителе № 1 1-2 мин;
• Фотоцве́т-1 и Фотоцве́т-2 — цветная многослойная фотобумага, предназначенная для печати с маскированных негативов^[57];
• Самшит, Снежинка. Эти фотобумаги с полиэтиленированной подложкой обладали сокращённым временем промывки и не требовали процедуры глянцевания. Вместо баритового подслоя для повышения яркости светов на полиэтилен со стороны эмульсии наносились титановые белила. Каждый из типов полиэтиленированных фотобумаг является версией сортов с баритовым покрытием: фотографические характеристики «Самшита» аналогичны «Бромпортрету», а «Снежинка» наиболее близка сорту «Новобром». Выпуск этих типов освоен в 1980-х годах^[58]. Несмотря на сокращённое время обработки, советские фотобумаги на полиэтиленированной подложке приобрели среди фотографов дурную славу, поскольку из-за частых отклонений от технологии изготовления бумаги, её отдельные партии после сушки коробились и скручивались. В отличие от традиционных фотобумаг, коробление которых легко устранимо, полиэтиленированные невозможно выпрямить;
• Монохро́м — черно-белая фотобумага на цветной подложке. Предназначалась для декоративных и оформительских работ, но в ряде случаев позволяла решать некоторые творческие задачи, для которых не подходило тонирование. Бумага выпускалась с подложками сиреневого, зелёного, красного, жёлтого и других цветов, при этом на ней ставилась дополнительная марка из буквенного кода, обозначавшего цвет. Например, бумага с сиреневой подложкой имела надпись «Монохром марки СР». По фотографическим характеристикам соответствовала «Униброму». Выпуск начат в начале 1980-х годов^[59].

Дневные фотобумаги

Альбуминовая фотобумага, пригодная для высококачественной фотопечати, появилась только в 1850 году[4]. Её изобретатель Луи Дезире Бланкар-Эврар (фр. Louis Désiré Blanquart-Evrard) предложил не пропитывать бумагу светочувствительным галогенидом серебра, а растворять его в альбумине, слой которого затем наносится на бумажную подложку[5].

В результате, волокнистая структура бумаги никак не отражается на изображении. Изобретённый годом позже мокрый коллодионный процесс позволил получать высококачественные негативы на стеклянных фотопластинках, с которых на альбуминовой бумаге можно было изготавливать фотографии с отличной детализацией и богатыми полутонами[6].

Как «солевая» бумага для калотипии, так и альбуминовая были хлоросеребряными с максимумом спектральной чувствительности к ультрафиолетовому излучению. Это обстоятельство, а также очень низкая общая светочувствительность, заставляли использовать для печати дневной свет, благодаря чему эта и последующие разновидности хлоросеребряных фотобумаг получили название «дневных».

Печать на них происходила под прямым или рассеянным солнечным светом, содержащим значительную долю ультрафиолетового излучения. Другое название этих фотоматериалов — «бумаги с дневным проявлением» — получено ими благодаря отсутствию стадии химического проявления.

Листы фотобумаги с наложенными на них стеклянными негативами в специальных копировальных рамках выставлялись на дневной свет, и под его воздействием в течение 25—30 минут появлялось видимое изображение[7].

Однако, несмотря на высокое качество изображения, альбуминовые фотобумаги обладали и существенным недостатком: их окончательное приготовление нужно было выполнять непосредственно перед печатью, поскольку светочувствительность сохранялась в течение лишь нескольких часов.

Проблема была частично устранена в так называемых протальбинных фотобумагах, изготовленных на основе альбумина растительного происхождения[8]. Аналогичные казеидиновые фотобумаги в качестве связующего вещества использовали белок, извлечённый из молока[9]. Ещё более стойкими оказались

фотобумаги, светочувствительное хлористое серебро на которых удерживалось слоем

. Последний тип фотобумаг, выпускавшийся промышленно с 1884 года, оставался пригодным в течение трёх-четырёх месяцев

^[10]

. В

этот тип фотоматериала часто называли «коллодионовой» бумагой

^[11]

. В 1887 году австрийский отставной офицер Джузеппе Пиццигелли (

Giuseppe Pizzighelli

) получил

на способ изготовления фотобумаги для

. Благодаря простоте процесса и высокому качеству изображения платиновая фотобумага к концу XIX века вытеснила с рынка большинство предыдущих позитивных технологий

^[12]

. Кроме того, платиновые отпечатки оказались значительно долговечнее альбуминовых и целлоидиновых, выцветавших на свету в течение нескольких лет

^[6]

Долговечность изображения

Качество изображения, получаемого при современной цифровой печати красками на обычной бумаге уже не уступает фотобумагам ни по разрешающей способности, ни по цветовому охвату, а иногда даже превосходит их. Однако, фотобумаги продолжают сохранять за собой лидерство в области долговечности изображения при сравнительно невысокой себестоимости печати.

Чёрно-белые желатиносеребряные фотобумаги при условии качественного фиксирования и промывки сохраняют изображение в течение, как минимум, 50 лет в нормальных условиях хранения. При архивном хранении без доступа света и агрессивных веществ изображение на бромосеребряных фотобумагах с бескислотной подложкой может храниться более 100 лет. Эти сроки сохраняемости подтверждаются многолетней практикой.

Современные хромогенные фотобумаги типа Fujifilm Super FA (например, «Fujicolor Crystal Archive Paper»), обрабатываемые по процессу RA-4, по заявлению производителя сохраняют под стеклом неизменные цвета в течение более 50 лет. Эти же данные подтверждаются независимыми исследователями на основе испытаний методами ускоренного старения[27].

Отпечатки на цветных фотобумагах Konica, Ilford и Agfa хранятся менее 20 лет, а на «Kodak Ektacolor» не более 10[42]. Тем не менее, по сравнению с печатью на большинстве современных струйных принтеров, долговечность хромогенных отпечатков значительно выше.

Сравнительно дешёвые картриджи для струйных принтеров заряжаются нестойкими чернилами на водной основе, и их долговечность не превышает пятилетнего срока, а при воздействии солнечного света отпечатки выцветают за несколько месяцев. При использовании специальных сортов бумаги и дорогих картриджей, в том числе с пигментными чернилами, себестоимость цифровой печати начинает превышать хромогенную.

Например, средняя цена систем «Canon Laser Copier» (CLC), обеспечивающих 25-летнюю сохранность цветных копий, превышает 20 тысяч евро, а себестоимость отпечатка формата A3 приближается к 30 рублям[44].

Благодаря невысокой стоимости и хорошей сохраняемости, фотобумага продолжает удерживать долю рынка в сегменте относительно небольших форматов печати. Широкоформатная печать практически целиком выполняется цифровыми устройствами на обычной бумаге.

Изготовление бумаги ручной работы | журнал ярмарки мастеров

Обработка сырья

Подготовка древесного волокна может производиться механическим или химическим способом. Механический способ заключается в измельчении древесины в воде. В процессе выделяется тепло, поэтому дерево распадается на отдельные волокна. Лигнин придает волокнам прочность и жесткость.

Химический метод предполагает использование средств, разделяющих волокна за счет растворения компонентов древесины.

Переработка целлюлозы осуществляется двумя способами: сульфатным и сульфитным. Щепа сосны, березы, ели проваривается в едком натре и сернистом натрии, приобретая бурую окраску. Недостатком этого метода является образование веществ, раздражающих слизистую дыхательных путей.

Пихту, сосну и бук варят в кислом растворе на основе метана и сероводорода, при этом смесь приобретает серовато-желтый оттенок. Далее следует промывка, сушка и подача на следующие этапы обработки по трубам или в мешках.

Целлюлозная масса имеет характерную окраску за счет лигнина, до очистки его содержание может достигать около 7%. Для полного его устранения используется отбеливание, а ранее с той же целью применялся хлор.

Волокна целлюлозы после отбеливания бесцветны и становятся прозрачными, что имеет большое значение для пищевой упаковки во избежание влияния упаковки на органолептические свойства продукта.

На современном этапе для отбеливания используют кислород, перекись водорода и диоксид хлора.

Синтетические красители чаще всего используются для окрашивания бумаги. Этот метод богат на выбор цвета, оттенка и качества окрашивания.

Неорганические красители. Пигменты на минеральной основе распространены в природе, добываются из месторождений, измельчаются и очищаются. Такие красители добавляют непосредственно в тесто при производстве. Для окраски такими красителями используется большое их количество, в связи с чем они считаются наполнителями.

Органические красители Органический краситель природного происхождения, получаемый путем экстракции древесины, коры и плодовых растений. Эти красители часто использовались в прошлом, но с появлением синтетических красителей они утратили свой потенциал.

На сегодняшний день наиболее актуальными являются органические красители синтетического происхождения.

Окраска бумажной массы зависит от нескольких факторов:

• степень помола
• типы волокон
• характер клея
• чучело
• значение рН
• цветовая температура
• температура при обезвоживании бумаги
• каландрирование и др

Примечания

Производители фотобумаги

Фотобумагу в настоящее время продолжают производить в промышленных масштабах, но спрос на неё значительно снизился. Пик общемирового производства традиционной светочувствительной фотобумаги пришёлся на 2001 год, составив 1,8 млрд. квадратных метров[53].

В дальнейшем объёмы стали снижаться в связи с преимущественным распространением цифровых фотографий не в виде фотоотпечатков, а по сети Интернет и в социальных сетях. В России наиболее широко представлены фотобумаги Ilford, Foma, Forte, SIHL.

В Российской империи промышленное производство фотобумаги не было налажено, и в фотографии использовались импортные сорта. В СССР первая фотобумага была выпущена 7 августа1929 года после перепрофилирования ленинградской фабрики мелованных бумаг «Возрождение»[54].

В дальнейшем это предприятие носило название «Позитив» и было крупнейшим производителем советских фотобумаг. Вторым по величине заводом был «Славич», первоначально построенный в 1931 году для производства киноплёнки в Переславле-Залесском.

Пятый этап

Травление.

Травлю персульфатом аммония, не скажу, что он лучше хлорного железа, просто от железа больше грязи (ну да, персульфат аммония это же отбеливатель, какая тут грязь) и хлорное железо труднее хранить — гигроскопичен и как следствие сплавляется в большие куски, которые надо дробить.

Травлю при температуре 40 градусов. На плату с медью 35мкм — 15 минут, С медью 17мкм — 5 тире 7 минут. Можно и при комнатной температуре 17мкм травится порядка 20 минут, 35мкм в теории 40 минут, но это уже и не помню.

В домашних условиях можно травить в любой емкости, для этой статьи специально травил в обычной пластиковой емкости, что накладывает определенные дополнительные действия от исполнителя. Но если ПП делаются часто, то можно заделать себе ванночку для травления:

главным дополнением которой — насос для перемешивания раствора, он освобождает от «определенных дополнительных действий». Насос нужен мембранный, с пластиковой мембраной.Тот что на рисунке, купил в интернет магазине для робокрафтеров.

Внутри емкости перегородки, для размещения нескольких ПП.

На фото травятся две стороны платы под STM32F407VE подключаемую к семи дюймовому дисплею.Под xmega вытравлю в открытой пластиковой.

Делаем раствор — пол литра воды плюс 100-150г персульфата аммония. Вообще рекомендуется 250 грамм на пол литра, но в кустарных условиях при остывании раствора и испарении воды, выпадают кристаллы и намертво прилепляются на медь, как итог непротравленные точки. Как писал выше — температура 40 градусов.

Кидаем в раствор плату и начинаем кисточкой перемешивать раствор, чтобы травление шло равномерно. Также кисточкой можно удалять с платы хлопья глянцевого покрытия, если при подготовке не все удалились.

У меня плата с медью 35мкм, через 10 минут уже видно текстолит:

Жду еще 5 минут и все готово.

Надо сказать, что в процессе травления лучше передержать плату, чем недодержать. И дополнительное время может быть довольно большим. Один раз я увидев недотравленный полигон закинул платку обратно и забыл про нее часа на три, когда вспомнил, думал что ее разъело насквозь. Однако ни одного подтравливания не заметил:

вот этот передержанец (уже облуженный):

Итак, вытащили нашу плату, помыли и посмотрели на свет:

Если нашли лишнюю медь, то можно кинуть обратно в раствор.

Если все хорошо, то ЛУТ окончен!

Смываем ацетоном тонер и облуживаем, если в ближайшее время облуживание не предусмотрено, то хранить плату можно не смывая тонер, он будет защитной оболочкой.

Итог:

Выше я помечал места на плате, где глянцевое покрытие осталось. Те места, которые глянец закрывал герметично (уголок на плате), там не протравилось, там где небольшие перекрытия между дорожками — все нормально, раствор туда пробрался. Если использовать емкость с насосом, то глянцевое покрытие можно вообще до конца не оттирать, просто время травления увеличивается в два раза.

Пара фраз о лужении. Поскольку ЛУТом делаются платы временные или для себя, то особо возиться с облуживанием не стоит (ИМХО), можно просто пройтись паяльником по тем местам где будет пайка, а потом все покрыть лаком.

Но если компоненты на плате будут перепаиваться или плата будет долгое время эксплуатироваться, то лучше залудить. Либо паяльником пройти по всей меди, либо если есть фен, то паяльной пастой.

Я мешаю пасту с флюсом примерно 1 часть пасты и 5 частей флюса, покрываю всю плату и прогреваю феном:

во время прогрева, текстолитовой кисточкой (известная как «вечная кисточка») сгоняю припой к краям платы, Лишнего припоя на дорожках при таком способе не остается, а там где его не хватает, можно пригнать с краев. Не воздушный нож, конечно, но тоже довольно аккуратно.

Главная проблема при использовании паяльной пасты, это лишние шарики, присохшие к плате. Вот на фото их хорошо видно:

Поэтому после лужения, плату надо хорошенько промыть и оттереть тряпочкой, смоченной в ацетоне.

Плату облудили, теперь точно все. Монтаж. Проверка:

Задача выполнена. На данную плату ушло не больше часа (с учетом фотографирования этапов).

Параллельно у меня травилась вторая плата, точнее две стороны одной платы. И если первая платка была скорее для демонстрации (можно было и на DIP переходнике выполнить, а не подобие ардуины делать), то вторая нужна была для конкретной цели и плести косы проводов на переходнике не вариант (да еще не факт, что помех не нахватает при подключении через fsmc)

Две стороны:

Как видно, я не стал травить двухсторонний текстолит, проходя убийственную процедуру совмещения двух шаблонов на этапе работы утюгом. Лучше это сделать сейчас.

Сверлим отверстия на VIA у всех плат, берем ножки от резисторов и штук 5 припаиваем к одной стороне, потом нанизываем на них вторую сторону, пропаиваем с двух сторон. Все платы совмещены! Теперь можно пропаять все отверстия.

Как-то так:

Все готово!

Вы, должно быть заметили сильный брак на одной из сторон:

Бумага после принтера наэлектролизована и собирает на себя все подряд. Особенно волосы, особенно кошачьи! Так что я не досмотрел.

А вот и виновник:

Контролирует все выполняемые процессы.

После восстановления дорожки, ПП готова и устройство собралось:

Правда, это была плата как раз временная — проверить правильность подключений, чтобы потом развести по-человечески и заказать.

Вот и все. Удачи в ваших начинаниях!

Специальные типы фотобумаги

Аристоти́пная фотобума́га (от др.-греч.ἄριστος — наилучший и τύπος — отпечаток, изображение) — хлоросеребряная фотобумага с «дневным проявлением»: видимое изображение появляется непосредственно во время экспонирования солнечным светом.

Реверсивная фотобумага (обращаемая), (от лат. reversio — поворот) — фотобумага высокой светочувствительности, предназначенная для получения позитивного изображения методом обращения со слайда проекционной печатью.

Чёрно-белая реверсивная фотобумага по спектральной чувствительности является ортохроматическим фотоматериалом и обрабатывается при красном свете. Применяется для изготовления копий с диапозитивов, а также с полутоновых и штриховых оригиналов.

Для предупреждения размокания имеет лаковое покрытие. Выпускается обычно в рулонах и предназначена для применения в аппаратуре автоматической печати. В СССР выпускалась реверсивная фотобумага типа «ОЛ» (обращаемая лакированная) в рулонах.

Техническая фотобумага — предназначена для регистрации показаний приборов, копирования документов и чертежей и других целей[52]. Выпускаются как галогеносеребряные, так и несеребряные (например, термографические). По назначению делятся на:

Строение фотобумаги

Классическая «баритовая» чёрно-белая фотобумага состоит из четырёх основных слоёв. Первым считается собственно бумажная подложка, которая изготавливается из древесной целлюлозы[35].

Первые фотобумаги изготавливались только на хлопчатобумажной подложке, и лишь в 1929 году компания Eastman Kodak разработала технологию изготовления основы из древесины, вскоре ставшую общепринятой[15].

На бумажную подложку нанесён второй слой, состоящий из сульфата бария («бланфикса»), растворённого в желатине[36]. Этот слой, называемый баритовым подслоем или «баритажем», предотвращает проникновение эмульсии в саму бумагу, а также вредное воздействие соединений, которые могут находиться в подложке, на готовое изображение.

Кроме того, благодаря высокой отражательной способности, баритовый подслой повышает белизну в светах изображения[37]. В большинстве случаев наносится несколько баритовых слоёв, количество которых зависит от требуемой фактуры поверхности: в матовых фотобумагах их меньше, чем в глянцевых.

Для получения фактурной поверхности фотобумаги на баритовый подслой специальным каландровым валом накатывается рельефный рисунок[38][39].

Поверх баритажа нанесён главный слой фотобумаги — светочувствительная фотоэмульсия с микрокристаллами галогенидов серебра, взвешенными в желатине. Толщина эмульсии большинства фотобумаг не превышает 5 микрон. Эмульсия практически всех фотобумаг обладает невысокой светочувствительностью и чрезвычайно мелким зерном.

При этом контраст её достаточно высок, чтобы получать насыщенные изображения с глубокими чёрными тенями. Сверху эмульсия покрыта четвёртым слоем задубленной желатины, который выполняет роль защитного[40].

Цветные фотобумаги обладают более сложным устройством: вместо одного светочувствительного слоя в них используются три с различной спектральной сенсибилизацией. Кроме того, между ними наносятся промежуточные связующие слои, а в некоторых случаях окрашенные фильтровые, которые обесцвечиваются в процессе лабораторной обработки.

В современных цветных фотобумагах, рассчитанных на печать с маскированных негативов, слои располагаются в следующем порядке: под верхними защитными слоями помещёна панхроматическая хлоросеребряная эмульсия, чувствительная только к красному свету.

Как и следующий зелёночувствительный ортохроматический слой, он нечувствителен к синему свету, благодаря особенностям хлористого серебра. В то же время, нижний несенсибилизированный слой изготавливается из бромистого серебра, естественная чувствительность которого лежит в синей области[24].

Такое расположение слоёв обратно использующемуся в негативных и обращаемых фотоплёнках, и применяется во всех позитивных фотоматериалах с «перемещёнными слоями». Оно обусловлено невозможностью цветоделения окрашенными промежуточными слоями из-за высокой отражательной способности непрозрачной подложки.

Кроме микрокристаллов галогенида серебра эмульсионные слои цветных фотобумаг содержат цветообразующие компоненты, синтезирующие в процессе цветного проявления красители. Цвет последних подбирается дополнительным к экспонировавшему соответствующий слой излучению[23].

На баритованной бумажной основе могут изготавливаться как чёрно-белые, так и цветные фотобумаги. Однако, в настоящее время все цветные фотобумаги и бо́льшая часть чёрно-белых изготавливается на бумаге, обе стороны которой покрыты слоем полиэтилена. Такое строение ускоряет лабораторную обработку, почти полностью предотвращая проникновение воды и реактивов в подложку.

Типы подложки

• Баритовая (FB — англ. fiber-based). Подложкой для такой фотобумаги служит «тонкая» бумага (плотность 120—135 г/м²), «полукартон» (180 г/м²) или «картон» (240 г/м²), изготовленные при соблюдении определённых требований чистоты, отсутствия механических включений, сернистых соединений и других дефектов. Подложку с лицевой стороны покрывают тонким слоем задубленной желатины, содержащей сульфат бария (эта процедура называется «баритаж»)^[50]. Среди выпускаемых в настоящее время фотобумаг баритовыми бывают только черно-белые. Они относятся к наиболее дорогим сортам, предназначенным для выставочной фотопечати и галерейного хранения. По этой причине большинство современных баритовых фотобумаг изготавливаются на специальной так называемой «бескислотной» бумаге (стандарт ISO:9706), не подверженной саморазрушению и не оказывающей химического воздействия на изображение^[51].
• Полиэтиленированная (RC — англ. resin-coated). Бумажный слой в такой фотобумаге заключен в два слоя полиэтилена. Она наиболее пригодна для машинной обработки, не имеет тенденции к короблению во время сушки и не требует глянцевания. Выпускаются цветные и черно-белые пластиковые фотобумаги.
• Полиэстеровая. Этот материал в основном применяется как подложка для современных цветных фотобумаг.
• Калька — полупрозрачный тонкий гибкий материал, покрытый высококонтрастной светочувствительной эмульсией. Фотокалька предназначена для получения промежуточного негатива методом контактной или рефлексной печати.

Бумага для чёрно-белой печати выпускается как с постоянным, так и с переменным контрастом. Бумага постоянного контраста делится на мягкую, полумягкую, нормальную, контрастную и особо контрастную бумаги. Большинство производителей маркируют градации контраста цифрами от 0 до 7, где нормальной фотобумаге соответствует третий номер.

Черно-белая фотобумага для мультиконтрастной печати, позволяет регулировать контраст изображения в зависимости от особенностей негатива. В такой бумаге имеются два или три светочувствительных полуслоя, с различными спектральной сенсибилизацией и коэффициентами контрастности: несенсибилизированный (синечувствительный), высококонтрастный и ортохроматический (зеленочувствительный), малоконтрастный[32].

Её контрастность регулируется цветными светофильтрами, обычно поставляющимися в виде набора из 6—12 штук с оттенками от жёлтого до пурпурного. В зависимости от тона использованного светофильтра наибольшую экспозицию получает контрастный или мягкий полуслои, регулируя таким образом общий контраст[32].

Фактура поверхности

Фотобумага может иметь три основных типа поверхности: глянцевая, матовая и тиснёная. Последняя в свою очередь делится на мелкозернистую, крупнозернистую, бархатистую и сатинированную. В СССР выпускались три вида тиснёной фотобумаги с разной маркировкой:

тиснёная А с шёлковой фактурой, Б — с поверхностью «под полотно» и В с рисунком «под вельвет»[48]. Кроме матовых сортов были распространены также полуматовые. Глянцевые фотобумаги получили распространение в середине 1920-х годов, благодаря отходу от пикториализма в фотоискусстве в пользу «прямой» фотографии[15].

Тип поверхности задаётся в процессе отделки баритового подслоя с помощью специальных прессующих валов — каландров. Тиснёная фактура пропечатывается на баритовом подслое последним валом с соответствующим рельефом[20].

Матовая поверхность достигается добавлением в эмульсию специальных веществ, например крахмала[39]. Зеркального блеска (глянца) на глянцевых фотобумагах с баритовым подслоем достигают в процессе глянцевания, обычно после окончательной промывки. Бумаги на полиэтиленированной подложке с глянцевым типом поверхности сушатся без дополнительного глянцевания.

Фотобумаги с проявлением

Платиновая фотобумага выпускалась большинством мировых производителей, в том числе компанией Eastman Kodak под названием «Анжело». Господство технологии прекратилось с началом Первой мировой войны, в результате которой платина резко подорожала, став в 52 раза дороже серебра.

Нишу платиновых фотобумаг быстро заняли желатиносеребряные, впервые выпущенные Джозефом Суоном (англ. Joseph Wilson Swan) ещё в 1879 году[4][13].

Однако качество первых фотобумаг, на которые просто поливали эмульсию сухих броможелатиновых фотопластинок, оставляло желать лучшего. Ситуация изменилась лишь в последнем десятилетии XIX века, когда был налажен массовый выпуск на рулонных поливочных машинах[14][15].

Часть бумаг с хлоросеребряной желатиновой эмульсией принадлежали к привычному типу «дневных», получив название «аристотипных»[16]. Первые аристотипные фотобумаги выпущены в 1885 году немецкой компанией Liesegang, и иногда назывались «цитратными» из-за обязательной добавки лимонной кислоты в эмульсию[17].

Однако, более высокочувствительные бромосеребряные фотобумаги с химическим проявлением невидимого скрытого изображения быстро завоевали популярность, благодаря возможности их использования для фотоувеличения. Распространение мелкозернистых фотоплёнок и фотоаппаратуры с небольшим форматом кадра заставляло искать альтернативу контактной печати, дававшей позитив того же размера, что и кадровое окно камеры.

Высокая светочувствительность бромосеребряных фотобумаг, в том числе к искусственному освещению, позволила увеличивать негативы с помощью оптической проекции. В то же время, в отличие от дневных фотобумаг, бромосеребряные не допускали обработки при слабом рассеянном свете, требуя полного затемнения фотолаборатории и её неактиничного освещения лабораторными фонарями.

Тем не менее, распространение роликовых фотоплёнок быстро привело к повсеместному переходу от дневных фотобумаг к бромосеребряным, допускающим увеличение. Хлоробромосеребряные фотобумаги с проявлением оказались пригодными для обработки при распространённом в конце XIX века газовом освещении жёлтого цвета, получив из-за этого название «газопечатных»[18][19].

Для повышения отражающей способности и уменьшения впитывания эмульсии, бумажную подложку стали покрывать баритовым подслоем, благодаря чему желатиносеребряные фотобумаги иногда называют «баритовыми»[20].

Технология запатентована в 1881 году французами Гутине и Лами для целлоидиновых фотобумаг[11]. Однако, впервые процесс освоен только в 1894 году в Германии, а с 1900 года баритовый подслой стал применять Eastman Kodak[15].

С 1955 года производители начали добавлять в баритовый слой оптические отбеливатели, обладающие эффектом фотолюминесценции для усиления яркости светов[21]. Желатиновые бумаги, как «дневные» аристотипные, так и бромосеребряные с проявлением, доминировали в чёрно-белой фотографии вплоть до распространения цифровых технологий и последующего вытеснения химической фотопечати струйными и лазерными принтерами.

Дальнейшим развитием желатиносеребряной технологии стали цветные хромогенные фотобумаги, впервые выпущенные компанией Eastman Kodak в 1941 году для печати со слайдов[22].

В отличие от чёрно-белых фотобумаг, содержащих единственный светочувствительный слой, цветные состоят как минимум из трёх, сенсибилизированных к разным участкам видимого спектра[23].

Цветные фотобумаги

Наибольшую популярность приобрели позитивные цветные фотобумаги, предназначенные для печати с многослойного негатива, и впервые выпущенные в 1942 году фирмой Agfa[24][25].

После экспозиции и последующего цветного проявления в зонально-чувствительных слоях кроме металлического серебра синтезируются красители, цвета которых подбираются дополнительными к экспонировавшему их излучению. После отбеливания серебра и фиксирования на фотобумаге при помощи субтрактивного синтеза образуется цветное изображение, цвета которого совпадают с окраской объекта съёмки.

Кроме сложности цветокоррекции и лабораторной обработки, цветные фотобумаги первых поколений обладали ещё более существенным недостатком: стойкость получаемого на них изображения оказалась чрезвычайно низкой, уступая даже альбуминным отпечаткам.

Под действием прямого солнечного света такие снимки выцветали за несколько часов, сохраняясь дольше лишь в темноте. За десять лет после начала выпуска хромогенных фотобумаг, первые отпечатанные на них фотографии были уничтожены практически полностью[26].

В дальнейшем долговечность изображения поэтапно повышалась, в конце концов достигнув полувекового срока на фотобумагах четвёртого поколения, выпуск которых налажен компанией Fujifilm в конце 1980-х годов[27].

Изначально высокой устойчивостью к выцветанию обладает прямопозитивная цветная фотобумага типа «Сибахром», основанная на химическом обесцвечивании азокрасителей[22].

Цветные фотобумаги позволили частично решить одну из важнейших проблем фотографии: экономию серебра, мировые запасы которого начали истощаться уже в XX веке[29]. В отличие от чёрно-белых фотобумаг, изображение которых состоит из металлического серебра, в цветных после обработки остаются только красители, а серебро может быть почти полностью регенерировано из обрабатывающих растворов.

Распространение машинных фотопечати и лабораторной обработки в минифотолабораториях позволило организовать централизованный возврат до 97 % серебра из хромогенных фотобумаг. Это стало одной из главных причин снижения выпуска чёрно-белых фотобумаг и повсеместного перехода на цветную печать, в том числе и с чёрно-белых негативов.

Ещё одной попыткой исключить серебро из позитивного процесса стало внедрение во втором десятилетии XX века диазотипной фотобумаги, но из-за низкого качества полутонового изображения этот процесс, как и цианотипия, нашёл применение только в области копирования документации[30].

Одним из последних усовершенствований, которым подверглась фотобумага, стала замена баритажа покрытием бумажной основы целлулоидом с обеих сторон. Такое устройство, впервые использованное компанией Eastman Kodak в 1968 году для фотобумаг военного назначения, оказалось выгодным и в гражданской сфере[21].

Полиэтиленовое покрытие практически исключает проникновение обрабатывающих растворов в бумажную основу, ускоряя промывку и сушку. По международной классификации фотобумаги с полиэтиленированной подложкой обозначаются аббревиатурой «RC» (англ. Resin Coated)

или «PE» (англ. Polyethylene), тогда как менее распространённые фотобумаги с классической бумажной основой маркируются буквами «FB» (англ. Fiber Base). Большинство современных чёрно-белых фотобумаг обладают переменным контрастом, что избавляет от необходимости индивидуального подбора бумаги к каждому негативу.

Поликонтрастные фотобумаги вместо одного несенсибилизированного эмульсионного слоя содержат два или три с различными спектральной сенсибилизацией и коэффициентами контрастности[31].

В 2022 году компания Galaxy Photography совместно с краудфандинговым проектом Kickstarter планируют запустить производство обращаемой фотобумаги в формате «рольфильм» для среднеформатных фотоаппаратов. После съёмки и короткой лабораторной обработки на рулоне получаются позитивные изображения, пригодные для помещения в фотоальбом[33][34].