Научная статья на тему 'Экспериментальное исследование параметров качества процессов изготовления микрофильмов без тиосульфата натрия'

Экспериментальное исследование параметров качества процессов изготовления микрофильмов без тиосульфата натрия Текст научной статьи по специальности «Полиграфия. Репрография. Фотокинотехника»

CC BY
271
44
Поделиться
Ключевые слова
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ / СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ / ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОФИЛЬМОВ

Аннотация научной статьи по полиграфии, репрографии и фотокинотехнике, автор научной работы — Талалаев А. К., Панфилов Р. Г.

Приведены результаты экспериментального исследования двух вариантов химико-фотографической обработки в технологии изготовления микрофильмов второго поколения без использования тиосульфата натрия. Отработаны режимы, составы растворов и установлены особенности реализации каждого из вариантов.

EXPERIMENTAL ESTABLISHMENT OF DEPENDENCES BETWEEN VARIABLES IN UPRAVLNY’S MODEL QUALITY OF PROCESSES OF MICROFILMING WITHOUT TIOSULFAT OF SODIUM

Results of a pilot study of two options of chemical and photographic processing are given in manufacturing techniques of microfilms of the second generation without use tio-sulfat sodium. Modes, compositions of solutions are fulfilled and features of realization of each of options are established.

Текст научной работы на тему «Экспериментальное исследование параметров качества процессов изготовления микрофильмов без тиосульфата натрия»

проектирования систем и комплексов»: доклады. Тула, 19 ноября 2001 г. Тула: ТулГУ, 2001. Т. 1. С. 402-404.

4. Юдин С.В., Юдин А.С. Статистический приемочный контроль в комплексном автоматизированном производстве // Комплексная автоматизация производства на базе роторных и роторно-конвейерных линий. Тула: ТулГУ, 2002. С. 131-136.

5. Юдин С.В. Вероятность. Информация. Качество / ТулГУ. Тула, 2005. 222 с. Деп. в ВИНИТИ 25.02.2005, № 267-В2005.

6. Mathcad. User’s Guide. Mathcad PLUS 6.0. Cambridge: MathSoft Ink, 1995. 710 p.

S.V. Yudin

A SOFTWARE AND PRINCIPLES SUPPLYING WITH INFORMATION METHODS OF AN ACCEPTANCE SAMPLING

Four programs of the acceptance sampling are offered. Algorithms are based on the author’s theoretical investigations published earlier. The software complex includes all variants of the single sampling plan.

Key words: quality, inspection, software, acceptance sampling.

Получено 14.01.12

УДК 778.14

А.К. Талалаев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 35-24-93, tppzi@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),

Р.Г. Панфилов, канд. техн. наук, доц., (4872) 48-24-28, Archon80@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОФИЛЬМОВ БЕЗ ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ

Приведены результаты экспериментального исследования двух вариантов химико-фотографической обработки в технологии изготовления микрофильмов второго поколения без использования тиосульфата натрия. Отработаны режимы, составы растворов и установлены особенности реализации каждого из вариантов.

Ключевые слова: управление качеством, статистические методы исследования, изготовление микрофильмов

Классическая схема процесса химико-фотографической обработки (ХФО) при изготовлении микрофильмов предусматривает использование тиосульфата натрия на стадии фиксирования изображения, основное назначение которого состоит в удалении из эмульсионного слоя микрофильма неэкспонированного и непроявленного светочувствительного галогени-да серебра [1]. Известно, что обесцвечивание или выцветание микроизображений на галогенидосеребряных фотоматериалах происходит в основном из-за присутствия в эмульсионном слое тиосульфата натрия [2] по завершении окончательной промывки микрофильма. Визуально это воспринимается в изменении оттенка изображения от желтоватого до чер-

но-коричневого, при этом участки микрофильма, не содержащие серебра, тоже приобретают окраску. Следствием этого являются снижение оптической плотности изображения, падение контраста. Количество остаточного тиосульфат-иона в микрофильмах долговременного хранения не должно превышать 0,0007 мг/см [3], что является очень жесткой нормой. В связи с изложенным весьма заманчивой является идея исключить тиосульфат натрия из схемы ХФО на стадии фиксирования изображения. К тому же процесс стабилизации дает меньшую сохраняемость микроизображения, поскольку в эмульсионном слое остаются в большом количестве компоненты проявляющего и стабилизирующего растворов с продуктами протекающих реакций. Вместе с тем, заслуживает внимания схема ХФО, исключающая применение тиосульфата натрия, т.е. стадии фиксирования, но основанная на формировании изображения не за счет металлического серебра, а его соли - сернистого серебра. Эта схема близка к изложенной выше, однако в отличие от нее предполагает исключение промежуточного образования комплексной соли серебра по реакции (2), а образование сернистого серебра происходит в щелочной среде.

Получение обращенных обращений по схеме негатив - негатив представляет определенные трудности, поскольку исходный микрофильм-оригинал первого поколения имеет вполне определенные оптические параметры, регламентируемые государственным стандартом [3]. Воспроизведение аналогичных плотностей на микрофильме второго поколения накладывает определенные ограничения на режим экспонирования при копировании и последующий процесс ХФО, причем условия копирования и ХФО тесным образом связаны и взаимозависимы.

Оптимальные условия копирования должны обеспечить такую экспозицию при прочих равных условиях, чтобы минимальная оптическая

плотность не превышала 0,12 Б, а максимальная была в пределах 0,9__1,5.

Выполнение данного условия в сочетании с подбором состава обрабатывающих растворов и режимов ХФО является весьма трудоемкой задачей. Наиболее рациональным вариантом является подбор условий изготовления микрофильма второго поколения, идентичных или близких по показателям к микрофильму первого поколения.

Установление рациональных технологических режимов столь сложных многооперационных многопараметрических процессов изготовления качественных микрофильмов является весьма проблематичной задачей при ее решении как теоретическими, так и экспериментальными методами. Наиболее эффективным представляется способ оптимизации таких технологических процессов на основе построения многооперационных статистических моделей управления качеством изготавливаемых микрофильмов, позволяющих с помощью интегрированных прикладных пакетов программ (например, «Статистика») производить:

- обработку одномерных числовых массивов на предмет выявления законов их распределения, расчета комплекса количественных значений описательных статистик;

- реализацию множественного корреляционного анализа с установлением формы (линейная или нелинейная) и силы связей (в частности, путем расчета частных коэффициентов корреляции);

- выполнение множественного корреляционного анализа зависимостей между пооперационными выходными параметрами качества и комплексом входных варьируемых факторов, обеспечивающего возможность рассчитать соответствующие уравнения регрессии.

В отличие от экспериментальных методов статистическое моделирование можно проводить на гораздо более ранних этапах проектирования исследуемых многооперационных технологических процессов, когда в зависимости от требований к результирующим показателям качества микрофильмов выбирается соответствующее оборудование, приборы и устройства, средства контроля, технологическая оснастка, реактивы и расходные материалы. Это позволит исключить заведомо неверные технические и технологические решения, существенно сократить материальные, трудовые, временные и прочие затраты.

Одним из наиболее важных вопросов построения указанной статистической модели управления качеством изготавливаемых микрофильмов является установление сложных и многообразных связей между результирующими параметрами качества и действующими на них факторами. От достоверности и обоснованности указанных связей в значительной степени зависит адекватность всей разрабатываемой статистической модели управления качеством изготавливаемых микрофильмов в целом.

Для решения данной задачи экспериментально отрабатывались два варианта ХФО:

- шестистадийный процесс - Проявление ^ Промывка ^ Отбеливание ^ Промывка ^ Осветление + Чернение ^ Промывка;

- восьмистадийный процесс - Проявление ^ Промывка ^ Отбеливание ^ Промывка ^ Осветление ^ Промывка ^ Чернение ^ Промывка.

Проработка двух вариантов ХФО вызвана необходимостью обеспечения на микрофильме второго поколения требований не только по минимальной оптической плотности, но и по максимальной, т.к. предполагается отказаться от введения в состав проявителя какого-либо вуалента, функция которого заключается, как известно, в снижении максимальной оптической плотности изображения. Отказ от введения вуалента вызван нежеланием усложнять состав проявляющего раствора.

По результатам предварительных экспериментальных исследований к дальнейшей модификации были приняты три проявителя: УП-2МФ (базовый), УП-2МФ модифицированный и позитивный проявитель РД-5. Объектом испытаний для отработки технологии ХФО служила пленка Сорех HDP 10, эмульсия 16390104 и 47390201 (Бельгия).

Первоначальные исследования были начаты по восьмистадийной схеме ХФО. Помимо указанных выше проявителей, использовались рабочие растворы: отбеливающий, осветляющий, чернящий. Активность проявителей оценивалась по результатам сенситометрических испытаний. Образцы указанной выше пленки экспонировали в сенситометре ФСР-41 с

выдержкой 0,05 с и обрабатывали по экспериментально установленному режиму. Полученные сенситометрические показатели пленки Сорех HDP 10 позволили установить, что проявитель РД-5 дает неприемлемую минимальную плотность (0,19 Б), поэтому дальнейшие эксперименты с ним были прекращены.

Следующим этапом работ было определение наиболее рациональных условий экспозиции и обработки в рабочих растворах. Для этого образцы пленки Сорех HDP 10 экспонировали в копировальном приборе К1-МКА1 при различных уровнях освещенности и обрабатывали в проявителе УП-2МФ и остальных рабочих растворах по восьмистадийной схеме. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость оптической плотности фона от экспозиции

Напряжение на лампе Оптическая плотность фона при ширине щели

прибора, В 5 7 10 12 15

2,0 Время проявления 75 с (20 0С)

0,24 0,13 0,10 0,09 0,09

Время проявления 90 с (20 0С

2,0 0,14 0,09 0,07 0,07 -

2,5 0,08 0,07 0,06 0,06 -

Из полученных данных следует, что для времени проявления 75 с приемлемым диапазоном освещенности является от 10 до 15, а с увеличением времени проявления до 90 с оптимальные уровни экспозиции достигаются для ширины щели 5_7 в зависимости от напряжения на источнике света.

Определение оптимума времени чернения производили экспонированием отрезка пленки в приборе К1-МКА1 при установке щели 5 и напряжении на лампе 1,5 В. После ХФО проводили измерение оптической плотности фона почернения (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость оптической плотности от времени чернения

Наименование параметра Значение параметра

Время чернения, мин 0,5 1,0 1,5

Оптическая плотность 0,74 0,96 1,02

Насыщение по оптической плотности соответствует временному интервалу от 1,0 до 1,5 мин, что было принято условием для проведения последующих экспериментов.

Для оценки влияния концентрации сульфида натрия на ослабление оптической плотности изображения неэкспонированные отрезки пленки

обрабатывали по восьмистадийной схеме ХФО с различным составом осветляющей ванны. Результаты сведены в табл. 3.

Таблица 3

Зависимость оптической плотности от концентрации сульфида натрия

Наименование параметра Значение параметра

Концентрация сульфида натрия, г/л 50 100 150

Оптическая плотность 1,12 1,02 1,04

По приведенным данным видно, что концентрацию сульфида натрия в осветляющем растворе более 100 г/л применять нецелесообразно.

Проведенные предварительные исследования по режиму экспонирования и отдельным стадиям ХФО позволили перейти непосредственно к отработке технологических процессов изготовления микрофильмов второго поколения в целом. По варианту с восьмистадийной схемой ХФО с применением базового проявителя УП-2МФ изготовлены копии микрофильмов в различных режимах с микрофильма первого поколения. Микрофильм первого поколения получен на пленке Микрат-500 и содержит информацию в виде тест-оригинала [3], изображение серой шкалы НШ-3 КП «НИИ Полиграфии» при масштабе съемки В3 (~ 10,5х) и различной экспозиции. Характеристики микрофильма первого поколения и полученных копий приведены в табл. 4.

Таблица 4

Оптические параметры микрофильма

Оптическая плотность НШ - 3 по полям Д меж. пром X Sm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

о а а и »ильм 1-го поколения 0,10

0,50 0,49 0,46 0,42 0,36 0,30 0,23 0,20 0,17 0,16 0,15 0,14 0,74 45

0,76 0,71 0,68 0,64 0,54 0,47 0,37 0,30 0,25 0,22 0,22 0,22 1,06 45

1,12 1,07 0,98 0,93 0,80 0,70 0,55 0,45 0,38 0,33 0,33 0,33 1,53 50

Копия на пленке Сорех, щель 12, и = 2 В, = 60 с 0,22

0,40 0,37 0,35 0,34 0,29 0,29 0,27 0,27 0,27 0,29 0,27 0,25 0,50 63

0,55 0,52 0,47 0,46 0,38 0,33 0,29 0,24 0,23 0,24 0,23 0,23 0,71 56

0,72 0,69 0,69 0,66 0,57 0,51 0,41 0,45 0,33 0,33 0,31 0,17 0,85 56

Копия на пленке Сорех, щель 9, и = 2 В, 1„роявл = 75 с 0,11

0,29 0,28 0,26 0,22 0,20 0,18 0,15 0,14 0,13 0,13 0,12 0,12 0,53 63

0,60 0,56 0,50 0,44 0,33 0,27 0,20 0,16 0,14 0,14 0,14 0,13 0,89 50

0,98 0,95 0,87 0,80 0,61 0,49 0,32 0,24 0,20 0,19 0,18 0,17 1.08 45

Копия на пленке Сорех, щель 7, и = 2 В, 1„роявл = 90 с 0,11

0,32 0,31 0,27 0,23 0,18 0,16 0,14 0,12 0,12 0,12 0,11 0,11 0,62 56

0,64 0,60 0,51 0,46 0,33 0,25 0,18 0,15 0,14 0,13 0,13 0,13 1,04 45

1,03 0,95 0,87 0,83 0,70 0,55 0,36 0,25 0,20 0,18 0,18 0,17 1,19 53

По полученным данным можно сделать следующие выводы.

483

1. Время проявления 60 с не позволяет получить микрофильм второго поколения требуемого качества (низкая читаемость и контраст, недопустимая минимальная оптическая плотность).

2. Наиболее близка по своим характеристикам копия с последним режимом при времени проявления 90 с.

3. Ни в одном из исследуемых режимов не достигается максимальная оптическая плотность микрофильма-оригинала.

Исходя из полученных результатов на следующем этапе в схему ХФО вместо проявителя УП-2МФ был включен его модифицированный состав. Сводная таблица характеристик микрофильмов второго поколения, полученных на основе модифицированного состава проявителя, дала возможность сделать следующие выводы:

1) модифицированный состав проявителя УП-2МФ не внес каких-либо улучшений в качественные параметры микрофильмов второго поколения;

2) резко возросла максимальная оптическая плотность, что в конечном итоге привело к ухудшению читаемости копий.

Полученные результаты по восьмистадийной схеме ХФО позволяют перейти к шестистадийной схеме, исключив операцию осветления как самостоятельную, перенеся ее функцию в комплексный осветляюще-чернящий раствор следующего состава: тиомочевина - 10 г; гидроксид натрия - 15 г; сульфид натрия - 100 г; вода - до 1 л.

Переход к шестистадийной схеме ХФО тем более обоснован, что опасения по чрезвычайно завышенной максимальной оптической плотности изображения (Дтах > 1,5 —1,6) на копиях, полученных по восьмистадийной схеме ХФО, не подтвердились. Это обстоятельство, по-видимому, связано с тем, что пленка Сорех HDP 10 имеет тонкий эмульсионный слой и малый нанос серебра.

С учетом изготовления микрофильмов второго поколения с применением машинной обработки в аппарате ХФО все стадии процесса шестистадийной схемы были реализованы одинаковыми по времени, а именно, каждая операция составляла 75 с при 20 0С. Кроме того, с целью повышения максимальной оптической плотности изображения в состав проявителя УП-2МФ дополнительно введен антивуалент - бензотриазол - в концентрациях 0,15 и 0,18 г/л.

Характеристики микрофильмов, полученных по вышеописанной схеме ХФО, в различных режимах копирования позволили установить следующее.

1. Добавка бензотриазола снижает контраст изображения и повышает максимальную оптическую плотность.

2. Оптимальным количеством антивуалента в составе проявителя является 0,15 г/л.

На основе исследований двух вариантов химико-фотографической отработки пленки Сорех HDP 10 для микрофильмов второго поколения без

применения тиосульфата натрия отработаны оптимальные составы обрабатывающих растворов на каждой стадии ХФО, а также режимы экспонирования и ХФО. Из двух исследованных вариантов ХФО предпочтение следует отдать шестистадийной схеме. Очевидно, следует провести дополнительные испытания микрофильмов, полученных без применения тиосульфата натрия, на стабильность изображения.

Частично установленные взаимосвязи между результирующими параметрами качества микрофильмов и действующим на него комплексом факторов помогут разработать достоверную модель управления качеством изготавливаемых микрофильмов, отражающую последовательное многообразное взаимодействие разнородных механических, физико-химических, оптических, электронных и других процессов.

Список литературы

1. ГОСТ 13.1.301. Репрография. Микрография. Пленки галогенидо-серебряные. Общие технические условия. Введ. 29.08.86. М.: Изд-во стандартов, 1986. 40 с.

2. ГОСТ 244-76. Натрия тиосульфат кристаллический. Технические условия. Введ. 01.01. 78. М.: Изд-во стандартов, 1999. 13 с.

3. ГОСТ 13.1.102. Репрография. Микрография. Микроформы на га-логенидосеребряных пленках. Общие технические требования и методы контроля. Введ. 01.01.96. М.: Изд-во стандартов, 2005. 16 с.

A.K. Talalaev, R.G. Panfilov

EXPERIMENTAL ESTABLISHMENT OF DEPENDENCES BETWEEN VARIABLES IN UPRAVLNY’S MODEL QUALITY OF PROCESSES OF MICROFILMING WITHOUT TIOSULFAT OF SODIUM

Results of a pilot study of two options of chemical and photographic processing are given in manufacturing techniques of microfilms of the second generation without use tio-sulfat sodium. Modes, compositions of solutions are fulfilled and features of realization of each of options are established.

Key words: quality management, statistical methods of research, production of microfilms.

Получено 10.01.12