СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА АНОДИРОВАННОМ АЛЮМИНИИ ИЛИ ЕГО СПЛАВАХ Российский патент 1996 года по МПК G03C5/56 

Изобретение относится к технике получения фотографических изображений, исключающих использование серебра и других благородных металлов, и может быть применено для изготовления различных изображений панелей приборов, шкал, шильдиков и декоративных изображений на алюминии и его сплавах.

Известен способ получения рисунков на поверхности анодированного алюминия с помощью фоторезистов. Сухая поверхность анодированного алюминия покрывается фоторезистом, экспонируется через трафарет (фотошаблон), а затем проявляется пробельный негативный или позитивный рисунок. После окраски пробельного рисунка с поверхности анодированного алюминия снимается защитная фоторезистивная пленка [1]
Этот способ многостадиен, трудоемок и требует дефицитного материала.

Другой известный способ получения изображения на анодированном алюминии основан на использовании солей серебра [2] По данному способу анодированную поверхность алюминия пропитывают 10%-ным водным раствором азотнокислого серебра, обрабатывают 10% -ным водным раствором бромистого калия или натрия, затем обрабатывают отбеливающим раствором, содержащим 59 г/л К₃Fe(CN)₆ и 500 г/л КВr. Затем пластины экспонируют, проявляют и фиксируют в растворах, используемых при химико-фотографической обработке галоидосеребряных материалов.

Недостатком данного способа является использование дефицитного и дорогостоящего серебра, а также сложность и многостадийность процесса получения изобретения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения фотографических изображений на анодированном алюминии или его сплавах [3] включающий нанесение светочувствительной композиции на анодированную поверхность алюминия или его сплав, экспонирование и проявление электрохимическим окрашиванием, в котором в качестве светочувствительной композиции используются растворы тетрафторборатных солей диазония стильбенов формулы I [пара-R₁C₆H₄CH CR₂C₆H₄N-N] BF₄, где R₁ H, R₂ H (1a); R₁ OCH₃, R₂ H (1б); R₁ Н, R₂
CN (1в); R₁ ОСН₃, R₂ CN (1 г), в органическом растворителе (ацетон, этиловый спирт, ацетонитрил, этилацетат, вода).

Согласно изобретению, способ получения фотографических изображений состоит в том, что анодированный алюминий или его сплав обрабатывают 5•10^-4 1•10^-1 М раствором соединений 1 при комнатной температуре (20±5^oC) в течение 5-180 с, пластины сушат на воздухе и экспонируют в течение 0,5 1,5 мин УФ-светом лампы ДРТ-375 через негатив или позитив. Затем известным способом [4,5] электрохимически окрашивают в неорганических электролитах в темные цвета.

В черный цвет пластины окрашивают в электролите состава (г/л): CoSO₄•7H₂O 50; NiSO₄•7H₂O 50; H₃BO₃ 40 током переменной валентности при клеммовом напряжении 15 В в течение 5 мин. В коричневый цвет в этом же электролите при клеммовом напряжении 12 В в течение 3 мин. В вишневый цвет пластины окрашивают в электролите состава (г/л): Cu(CH₃COO)₂•H₂O 35; Mg(CH₃)COO)₂•4H₂O 25; SnSO₄ 1; H₂SO₄ 46 при клеммовом напряжении 8 В в течение 3 мин.

Изображение соответствующего цвета получают благодаря тому, что облученные участки окрашиваются, а необлученные участки не окрашиваются в растворе электролита.

Электрохимическое окрашивание может быть проведено и при использовании постоянного тока, однако в этом случае анодную поверхность перед нанесением светочувствительной композиции подвергают катодной обработке в ванне анодирования.

Недостатком этого способа является относительно низкая чувствительность к видимому свету. В связи с этим в указанном способе используются такие источники света, как ртутно-кварцевые лампы типа ПРК, ДРТ, ДРШ.

В основу изобретения положена задача повышения чувствительности фотослоя на анодированном алюминии и его сплавах к видимому свету.

Эта задача решается тем, что предлагается способ получения фотографических изображений на анодированном алюминии или его сплавах, включающий нанесение светочувствительной композиции на анодированную поверхность алюминия или его сплав, экспонирование и проявление электрохимическим окрашиванием, в котором в качестве светочувствительной композиции используются растворы дифениламина-4-диазонийтетрафторбората (II) или 3-метокси-дифениламина-4-диазонийтетрафторбората (III).

Борфториды солей диазония II и III являются известными и широко используются в качестве мономеров для синтеза конденсатов (диазосмол), которые являются светочувствительными компонентами в фоторезистивных слоях [6]
Согласно изобретению способ получения фотографических изображений состоит в том, что анодированный алюминий или его сплав обрабатывают 5•10^-4 1•10^-1 M/л раствором соединений II или III при комнатной температуре (20±5^oC) в течение 5 180 сек, пластины сушат на воздухе и экспонируют в течение 30 60 сек светом галогенной лампы через негатив или позитив. Затем известным способом [4,5] электрохимически окрашивают в неорганических электролитах в темные цвета.

В черный цвет пластины окрашивают в электролите состава (г/л): CoSO₄•7H₂O 50; NiSO₄•7H₂O 50; H₃BO₃ 40 током переменной валентности при клеммовом напряжении 15 В в течение 5 мин. В коричневый цвет в этом же электролите при клеммовом напряжении 12 В в течение 3 мин. В вишневый цвет пластины окрашивают в электролите состава (г/л): Cu(CH₃COO)₂•H₂O 35; Mg(CH₃COO)₂•4H₂O 25; SnSO₄ 1; H₂SO₄ 46 при клеммовом напряжении 8 В в течение 3 мин.

Изображение соответствующего цвета получают благодаря тому, что облученные участки окрашиваются, а необлученные участки не окрашиваются в растворе электролита.

Электрохимическое окрашивание может быть проведено и при использовании постоянного тока, однако в этом случае анодную поверхность перед нанесением светочувствительной композиции подвергают катодной обработке в ванне анодирования (пример 3).

Интервал применения концентраций светочувствительных соединений II и III обусловлен следующими обстоятельствами: верхний предел обусловлен снижением светочувствительности фотослоя при дальнейшем повышении концентрации, при использовании концентрации ниже 5•10^-4 М/л снижается качество получаемых изображений из-за высокой плотности вуали.

Время обработки пластины светочувствительной композицией определяется скоростью адсорбции вещества, оно не достаточно для адсорбции при обработке в течение 2 с, при этом ухудшается качество изображения и оно не улучшается при увеличении времени обработки выше 180 с.

В литературе отсутствуют сведения об использовании растворов тетрафторборатных солей диазония дифениламинов в качестве светочувствительной компоненты при получении фотографических изображений на анодированном алюминии и его сплавах безрезистивным методом электрохимического окрашивания.

Предлагаемый способ получения фотографических изображений на анодированном алюминии и его сплавах позволяет: заменить ртутно-кварцевые лампы менее вредными для обслуживающего персонала галогенными лампами; сократить время экспозиции фотослоев до 60 с (в прототипе 90 с).

Предлагаемый способ может быть применен в технике изготовления различных изображений панелей приборов, шкал, шильдиков и декоративных изображений на алюминии и его сплавах.

Пример 1. Пластину на алюминии АД-1 обезжиривали в водном растворе NaOH (60 г/л) при температуре 60^oC в течение 30 с. Затем промывали в проточной воде 30 с и осветляли в водном растворе HNO₃ (300 г/л) в течение 20 с. После промывки в проточной воде алюминиевую пластину анодировали в электролите, представляющем собой водный раствор H₂SO₄ (300 г/л, плотность 1,14) при 12 В в течение 40 мин при комнатной температуре. После анодирования пластину промывали в проточной воде и сушили. Затем на пластину наносили светочувствительное соединение окунанием в 1,4•10^-2 М/л растворе дифениламина-4-диазонийтетрафторбората (II) в ацетоне при температуре 20^oС, выдерживали 60 с. После сушки при комнатной температуре образцы экспонировали светом галогеновой лампы в течение 60 с (интенсивность света - 32000 люксов) и затем электрохимически окрашивали в черный цвет в электролите состава (г/л): CoSO₄•7H₂O 50; NiSO₄•7H₂ 50; H₃BO₃ 40 током переменной полярности при клеммовом напряжении 15 В в течение 5 мин. Получали черно-белое негативное изображение наложенного при экспонировании трафарета. Оптическая плотность окрашенных участков 1,8, вуаль отсутствует.

Пример 2. Пластины на алюминии АД-1 обезжиривали, осветляли, анодировали, обрабатывали в растворе светочувствительного вещества экспонировали как в примере 1. Затем пластины электрохимически окрашивали в электролите состава (г/л): Cu(CH₃COO)₂•H₂O 35; Mg(CH₃COO)₂•4H₂O 25; SnSO₄ 1; H₂SO₄
46 при клеммовом напряжении 8 В в течение 3 мин. Получали вишневое изображение наложенного при экспонировании негатива, вуаль отсутствует.

Пример 3. Пластины на алюминии АД-1 обезжиривали, осветляли и анодировали как в примере 1. Затем пластину подвергали кратковременной катодной обработке в ванне анодирования. После этого пластину обрабатывали в растворе светочувствительного вещества как в примере 1. Электрохимическое окрашивание проводили импульсами постоянного тока длительностью 2 с с интервалами 8 с в течение 5 мин. Катодная плотность тока составляла 1 А/дм². Получали черно-белое негативное изображение наложенного при экспонировании негатива. Оптическая плотность окрашенных участков 1,8; вуаль отсутствует.

Примеры 4 13 проводили по примеру 1, конкретные условия и результаты приведены в таблице.

Использование: получение различных изображений панелей приборов, шкал, шильдиков и декоративных изображений на алюминии или его сплавах. Сущность изобретения: способ включает нанесение светочувствительной композиции на анодированную поверхность, экспонирование и проявление электрохимическим окрашиванием. В качестве светочувствительной композиции используют растворы дифениламина-4-диазонийтетрафторбората или 3-метокси-дифениламина-4-диазонийтетрафторбората в полярном органическом растворителе. Способ позволяет проводить экспонирование источниками видимого света и получать устойчивые изображения, окрашенные в различные цвета. 1 табл.

Способ получения фотографических изображений на анодированном алюминии или его сплавах, включающий нанесение светочувствительной композиции на анодированную поверхность, экспонирование и проявление электрохимическим окрашиванием, отличающийся тем, что в качестве светочувствительной композиции используют растворы дифениламина-4-диазонийтетрафторбората или 3-метокси-дифениламина-4-диазонийтетрафторбората в полярном органическом растворителе.