Раствор для размерного травления сплавов на основе алюминия Советский патент 1984 года по МПК C23F1/02 C09K13/06 

Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для получения рельефных изображений и печатных форм на сплавах алюминия. Известен раствор для однопроцессного травления /форм на алюминии на основе хлорного железа и соляной кис лоты, включающий Б качестве добавок сульфированное касторовое масло с преимущественным содержанием сульфонатов и углеводородный растворител нафтеновый, ароматический, алифатический) с т.кип. 90-390 0 рЛ . Применение этих добавок в определенных соотношениях (1:3,3-1:2,7) обеспечивает глубину травления 500800 мкм при общем боковом стравливании элементов рельефа 50-94 мкм, с утлом наклона боковых граней выше 40. Следует отметить, что даже при небольшом отклонении в соотношении защитных добавок качество печатной фо мы резко ухудшается. Ванна требует n стоянной корректировки соляной кисло той, так как уже при накоплении вванне 5 г/л Al из-за уменьшения количества соляной кислоты в ванне фа тор травления падает до 1. Максималь ное количество растворенного алюмийия в работоспособной ванне не превышает 6-10 г/л, что уменьшает эконо мичность процесса. Для травления при меняют специальные сплавы алюминия и специальное травильное оборудовани предусматривающее процессы эмульгиро вания и включающее дорогостоящий узе охлаждения. Травление в эмульсионном растворе обуславливает низкую стабил ность его рабочих свойств токсичност из-за присутствия углеводородов и способность к воспламенению. Очистка промышленных стоков сопряжена с трудностями. , Известен раствор на основе хлорного железа, щавелевой кислоты и триэтаноламина/ обеспечивающий получение качественных рельефов на сплавах меди 2 . При травлении сложных рельефов на сплавах алюминия в глубину до 500800 мкм в травящем растворе указанного состава наблюдается заметное подтравливание боковых граней элементов рельефа, в то время как при травлении рельефов в растворе хлорного железа без добавок большинство элементов рельефа стравливается полностью. Поверхность алюминия при этом разогревается. Скорость травления алюминия и его сплавов в хлорном железе выше 100 мкм/мин, в то время как скорость травленкя меди не превышает 20 мкм/ми Для уменьшения агрессивности травяще го агента и предотвращения подтравли вания боковых граней элементов релье фа на сплавах алюминия, ингибирующего действия дикарбоновой кислоты и триэтаноламина, недостаточно. Образующаяся на алюминии защитная пленка непрочна. Она несколько снижает агрессивность травящего раствора, но полностью бокового подтравливания элементов рельефа не устраняет. Триэтаноламин улучшает поверхность травления алюминия, но на защиту элементов рельефа существенного влияния не оказывает. Цель изобретения - усиление защиты элементов рельефа от бокового подтравливания. Поставленная цель достигается тем, что раствор для размерного травления сплавов на основе алюминия, содержащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, в качестве аминосодержащего органического соединения содержит соль 2,3 диоксипропилфосфорной кислоты и моно-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 и дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеинового спирта с числом оксиэтилированнух групп 7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров мойр- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремнекислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлорное железо 25-35 Дикарбоновая кислота9-15 Соль 2,3 диоксипропилфосфорнойкислоты и МОНО-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп0-1 5-10 Смесь полиэтиленгликолевых эфиров ОЛЕИНОВОГО спирта с числом ОКСИЭТИЛИгрованных групп (оксанол-18) 7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и ;числом оксиэтилированных групп 7-10 (ОП-10, ОП-7) о о,1-0,5 Кремнекислый натрий0,1-0,5 ВодаОстальное В качестве дикарбоновых кислот могут быть использованы щавелевая, малоновая кислоты. Соль 2,3 диоксипропилфосфорной (глицеринфосфорной) кислоты и аминов, например, триэтиламина, диэтаноламина, триэтаноламина, дейст синергично с кислотами, образует пр ную защитную пленку на боковых сте ках рельефа, защищагацую их от подтравливания. Наличие аминов в сост ве соли способствует получению глад кой поверхности пробельных участко .и боковых граней рельефа. Структурная формула соли глицер фосфорной (к -глицеринфосфорной ил 2,3 диоксипропилфосфорной) кислоты и органического амина НОСНо-СН-СНоОР.-ОН-В г. , он он-в ГАеВ КМН2,/МН, R7Nj. R ,С.гН5-., СНзСН2-СН2-, НО-СН,-СН,-, СНз-СН-СН2При этом под амином подразумевают как первичные, вторичные, третичные амины, в которых атом азота соединен с одним, двумя или тремя у леводородными радикалами, .не содержащими в своем составе функциональных групп (например, , ( (СНз)эИ, С2Н5-КН2, (C2H5)2NH ... так И амины, в состав углеводородного радикала которых входит гидроксильвая группа (например, НОСН2СН2ИН2, (НОСН2СН2 2 Н,(,)Н, CH -CH-CH-jNHi,,.). ОН Для улучшения смачивания и чистоты поверхности, диспергирования гетерогенной фазы травящий раствор содержит неионогенное поверхностно.активное вещество (ПАВ) типа оксанрла-18 или ОП-7, ОП-10. Раствор силиката натрия регулиру ет вязкость раствора, снижает агрес сивность травителя, повышает общий защитный эффект пленкообразователя, укрепляет защитную пленку на боковых гранях рельефа. Влияние вводимых в травящий твор компонентов в значительной мере зависит от их концентрации. Увеличение концентрации алкиламиновой соли глицеринфосфорной кислоты свыше рекомендованной приводит к уменьшению скорости травления сплавов алюминия в глубину. При концентрациях щавелевой кислоты ниже 9%, а соли глицеринфосфорной кислоты - ниже 5% наблюдается повышенное стравливание элементов рельефа. Введение силиката натрия и неионогенных ПАВ ниже концентрации 0,1% не улучшает технологических свойств травящего раствора. Повышение концентрации неионогенных ПАВ выше 0,5% способствует обильному пенообразованию травящего раствора, что затрудняет его использование в травильных машинах. Повышение концентрации силиката натрия выше 0,5% понижает скорость травления, вплоть до/полной пассивации пластины. Предлагаемый раствор может использоваться для производства именных табличек, форменных знаков, матриц и печных форм. Процесс травления производится известными в полиграфической промышленности способами, в травильных машинах роторного, струйного и др. типов машин. Глубина травления, требуемая для печатных форм (700-800 мкм), достигается за 5-15 мин. Допускаемая насыщаемость раствора растворенным алюминием 20-25 г/л. Пример. Условия травления ре.гльефов на сплавах алюминия: роторная травильная машина в титановом исполнении, скорость вращения роторов 500550 об/мин, температура травящего, раствора 18-20°С. Для травления использовались алюминиб вые сплавы 1915н и 1935, Д16АМ (гост 4784-74; с изображением, сформированным на фотополимеризующемся копиро.вальном слое на основе акрилатов. В качестве базового варианта взят раствор по пат.№1234636. (Великобритания), как обеспечивающий травление рельефов на алюминии с от-« носительно небольшим подтравливанием. Для оценки качества вытравленных клише замеряют стравливание печатающих элементов, скорость травления, угол наклона, наличие бугров и неровностей на пробельных участках. Результаты травления в различных растворах приведены в таблице.

710733378

Технико-экономический эффект от улучшения качества полученных рельевнедрения технологии травления релье- ф9В составляет 8,384 руб. из расфов на сплавах алюминия с учетом чёта на 1 травильную машину.

РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, о т л ичаюшийся тем, что, с целью усиления защиты элементов рельефа от бокового подтравливания, он в качестве аминосодержащего органического соединения содержит соль 2,3-диоксипропилфосфорной кислоты и моНО-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 и дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеивевого спирта с числом оксиэтилированных групп 7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-1й и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремнекислый натрий при следукцем соотно шении компонентов, мас.%: Хлорное железо . 25-35 Дикарбоновая кислота 9-15 Соль 2,3 диоксипропилФосфорной кислоты и . МОно-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 5-10 Смесь полиэтилёнгликолевых эф|1ров г олеинового спирта (Л с числом оксиэтилированных групп 7-18 (оксанол-18) или смесь полиэтиленглил колевых эфиров монри диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом . оксиэтилированных групп 7-10 VI (ОП-10, ОП-7) 0,1-0,5 : Кремнекислый натрий . 0,1-0,5 00 DO ВодаОстальное