Водный раствор для размерного травления металлической поверхности

 

(19) (11)!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 23 F 1

E !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ABToPGHGMY сВиДетеЛьСтВУ

7-12

0,00050,0:05

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3488156/22-02 (22) 02.09.82 (46,) 07.04.84. Бюл.9 13 (72) J).Ë.éñêàäñêèé,.A.Á.Ñèòíèê, Н.Н.Ногач и B.А.Стецишин (71) Украинский научно-исследовательский инстйтут полиграфической:про)ышленности (53) 621.794 ° 443(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

;Р 339437, кл. С 23 F 11/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 761605, кл. С 23 F 1/04, 1978-. (54)(57) ВОДНЫЯ РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕР»

:HOFO ТРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащий хлорное железо, ,щавелевую кислоту и гидроокись щелочного металла, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью устранения

:торцового подтравливания, он дополни.тельно содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении компонен,тов, мас.31

Хлорное железо 35-40 щавелевая кислота

Гидроокись щелочного металла 2-3

Поливиниловый спирт

Вода

10843 3Э

10-20

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к размерному травлению стали, и может быть использовано в полиграфической промышленности при изготовлении символьных барабанов алфавитноцифровых печатных устройств, в приборостроительной промышленности при изготовлении пресс-форм для тианения на пластмассах.

Известен раствор для однопроцессного травления печатных форм на стали, включающий хлорное железо и добавку, уменьшающую боковое стравливание печатающих элементов, производные фосфорорганических соединений, например 0-0 диалкилтиофосфондисульфид (1) °

Формирующаяся на боковых гранях печатающих элементов защитная пленка разрушается в течение времени травления, превышающего 20 мин, что не позволяет осуществлять травления на глубину более 400 мкм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является водный раствор (23 для размерного травления металлической поверхности, содержащий хлор ное железо, щавелевую кислоту и гидроокись щелочного металла при следующем соотношении, Мас.Ъ:

Хлорное железо 35-40

Щавелевая кислота

Гидроокись щелочного металла 2-3

Вода Остальное

При травлении рельефов в этом . растворе наблюдается подтравливание торцовой части элементов изображения тем большее, чем уже штрих, что делает невозможным получение рельефов высотой 1000 мкм, содержащих штрихи шириной 300 мкм. Под величиной торцового подтравливания подразумевают уменьшение длины эталонного штри:кового элемента иэображения (шириной

360 мкм). Причиной торцового подтравливания является недостаточная прочно ть защитной солевой пленки и, как .ледствие этого, ее неспособность противостоять гидродинамнческому воздействию раствора, особенно сильному вблизи торцов элементов изображения ввиду турбулиэации потока травящего раствора.

Недостатком указанного раствора является также то, что для сформировавшихся при травлении в нем элемен» тов изображения характерен приближа .ющийся к нулю профильный угол (угол между вертикалью и боковой гранью элемента изображения). Это отрицательно сказываестя на тиражестойкости рельефа, так как оптимальная se- t

7-12 личина профильного угла должна составлять 8-3. 7 .

Цель изобретения — устранение торцового подтравливания.

Цель достигается тем, что водный раствор для размерного травления металлической поверхности, содержащий хлорное железо, щавелевую кислоту и гидроокись щелочного металла, дополнительно содержит поливиниловый спирт

10 llpH следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хлорное железо 35-40

Щавелевая кислота

Гидроокись щелочного металла 2-3

Поливиниловый () спирт 0,0005-0,005

Вода Остальное

Поливиниловый спирт, являясь защитным коллоидом и стабилизатором дисперсий, уплотняет и упрочняет формирующуюся в процессе травления на боковых и торцовых гранях элементов изображения оксалатную пленку.

Оптимальное содержание поливинилового спирта в растворе зависит от марки подвергаемого травлению сплава, однако не должно выходить за указанные выше пределы, так как при содержании менее 0,0005% наблюдается торцовое нодтравливание, а при содержа.— . нии выае 0,005% происходит пассива35 ция поверхности металла. Защитное действие поливинилового спирта дает возможность осуществлять травление при пониженном в сравнении с прототипом содержании щавелевой кислоты.

Защитное действие поливинилового спирта позволяет лишь несколько снизить содержание щавелевой кислоты в растворе, но не исключить ее °

Использование поливинилового спирта в качестве единственной добавки невозможно, так как он не создает. пленки, предотвращающей подтравливание, а скрепляет солевую защитную, пленку оксалатов, упрочняет ее и снижает подтравливание.

56 Превышение рекомендуемого коли чества цоливинилового спирта приводит к сплошной пассивации поверхности и прекращению травления.

Сочетание щавелевой кислоты и по.ливинилового спирта в водном растворе хлорного железа дает новый положительнй эффект — возможность травить рельефы на глубину до 1000 мкм без торцового подтравливания элемен о тов, т.е. без искажения штрихов шириной менее 300 мкм.

Раствор готовят простым смешением компонентов.

Процесс травления рекомендуется

65 проводить в температурном интервале

1084339

46-50 С.. т

3 бованием

Этот интервал определен тре- трехроторная TOP-40T2 скорость вранием максимального отношения око- щения роторов 600 об/мин темпе рости т авления к с р я к скорости стравли- ра раствора +46ОС, продолжительность вания граней элементов изображения. травления 56 мин. марки Ст.З пол

Пример 1. Рельефы на стали При травлении в этих услов иях дор .3 получают травлением в рас- стигается глубина травления 1000 мкм творе след его

Р

Хлорное ующ го состава, мас. Ъ боковое стравлнвание и торцовое поджелезо травливание элементов изображения не

39 превышают 30 мкм, профильный угол

Щавелевая 136. кислота 12 1О -П> р и м е р 3., Рельефы на стали

Гидроокись марки Ст.20 получают травлением в растворе следукщего состава, мас. Ъ:

3 Хлорное

Поливиниловый железо 36 спирт 0,0008 15 Щавелевая

Вода Остальное кислота 11

В растворе указанного состава . Гидроокись травление осуществляют при следующих щелочного условиях: тип травильной машины — металла трехроторная ТОР-40Т2, скорость вра- Поливинищ ия роторов 500 об/мин; температу- . ен

20 ловый спирт ,ра раствора +46 С, продолжительность Вода травления 59 мин. В растворе указанного состава траПри травлении в этих условиях до- вление осуществляют при следующих стигается глубина травления 1000 мкм, условиях: тип травильной машины— боковое стравливание и торцовое под- трехроторная TOP-40T2, скорость врапревышают ЗО мкм травливание элементов изображения не щения роторов 600 об/ о

ышают мкм, профильный угол 8 . ра раствора +46 С, продолжительность

При травлении стали марки Ст.Ç травления 56 мин. в тех же условиях, но с использова- При травлении в этих условиях донием известного раствора следующего З0 стигается глубина травления 1000 мкм состава мас .Ъ: боковое стравливание и торцовое подI

Хло ное орное травлив ание элементов изображения не превышает 25 мкм, профильный угол

16о

35 Пример 4. Рельефы на стали

Ги дроокись Ст.45 получают травлением в растворе . щелочного следующего состава, мас.%: металла 8 Хлорное

Вода Остальное железо 38

Глубина травления 1000 мкм дости- 4р Щавелевая гается за 64 мин, боковое стравли- кислота 9 ванне элементов изображения состав- Гидроокись ляет 35 мкм, торцовое подтравлива- щелочного ние открытого штриха шириной 300 мкм металла 3

1810 мкм, профильный угол О . ПоливиниИзмерение глубины травления осу- .. ловый спирт

45 ществляется с помощью индикатора ча- Вода Ос тальное сового типа, величины стравливания- В растворе укаэанного состава трана приборе ПМТ-Ç, профильного угла - вление осуществляют при следующих на микроскопе ВМН, условиях: тип травильной машины

Пример 2. Рельефы на стали зо трехроторная Т0р-40TZ, скорость врамарки Ст.10 получают травлением в . щения роторов 600.об/мин, температурастворе следующего состава, мас.%t ра раствора +46 С, продолжительность

Хлорное травления 67 мин. железо 35 . При травлении в этих условиях

Щавелевая, $$ o TH eT e HH T eHH 1000 мкм кислота 9 боковое стравливание и торцовое под1

Гидроокись травливание элементов изображения не щелочного превышают 25 мкм, профильный угол 11О ° металла 2 П р н м е р 5. Рельефы на стали

Поливиниловый е0 марки 1Х18Н9Т получают травлен учают травлением в спирт 0,0005 растворе следующего состава, мас.Ф:

Вода Остальное Хлорное

В растворе указанного состава тра- железо 40 вление осуществляют при следующих Щавелевая ,условиях: тип травильной машины - . 6 кислота

1084339

Составитель A.Áoðäà÷åâà

Ред ктор А.Долинич Техредй.Надь Корректор H,Муска

Эаказ 1931/21 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Гидроокись щелочного металла 3

Поливиниловый спирт 0,005

Вода Остальное

В растворе указанного состава травление осуществляют при следующих условиях: тип травильной машины— трехроторная TOP-40T2, скорость вращения роторов 700 об/мин, температу- 10 ра раствора +46 C, продолжительность травления 81 мин.

При травлении в этих условиях достигается глубина травления 1000 мкм, боковое стравливание и торцовое под- 15 травлнвание элементов изображения не превышают 35 мкм, профильный угол

11 .

Преимуществом изобретенного раствора является то, что он, сохраняя все положительные свойства прототипа (простота рецептуры и недефицитность ее составляющих, высокая стабильность технологических свойств в течение длительного времени ), позволяет устранить торцовое подтравливание элементов изображения и получить оптимальный профильный угол.

Применение изобретенного раствора позволит также значительно расширить технологические возможности известного способа размерного травления рельефов на стали, в частности осуществить травление рельефов на глубину 1000 мкм,например, штампов для тиснения на переплетных крышках или пластмассах, содержащих штриховые элементы изображения малой ширины (до 300 мкм) и повысить выход качественной продукции.