Verfahren zum Ätzen von Metallplatten auf Magnesiumbasis
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen von Metallplatten auf Magnesiumbasis, welche ein säureresistent überzogenes Bildmuster aufweisen, wobei ein neuartiges pulverloses Ätzverfahren mit einer gleichmässig hohen Ätzgeschwindigkeit und hoher Kapazität zur Met all auflösung zur Anwendung kommt, das gestattet, qualitativ hochwertig geätzte Produkte zu erhalten.
Vor etwa 1953 erfolgt die Gravur von Magnesium und Zink, insbesondere bei der Heliogravüre, meistens nach einem sogenannten Pulververfahren, welches viele Jahre lang ohne bedeutende Verbesserung in Anwendung war. Mit der Schaffung des pulverlosen itzverfah- rens wurde die alte Pulverätzmethode in der Heliogravüre praktisch verdrängt, insbesondere bei den Metallen Zink und Magnesium, da beim pulverlosen Ätzen ein weit überlegenes Produkt in einem Bruchteil der Zeit erhalten wird, welche zum Pulverätzen einer Platte erforderlich ist.
Es ist zwar sporadisch möglich, iS*tzgeschwindigkei- ten bis zu etwa 0,1 mm/min in konventionellen pulverlosen Ätzbädern in einer qualitativ hochwertigen Platte zu erzielen, derartige Geschwindigkeiten sind jedoch absichtlich unter Produktionsbedingungen mit gleichmässig guten Qualitätsergebnissen praktisch nicht reproduzierbar. Üblicherweise werden jedoch hochwertige, pulverlos geätzte Platten aus einem Ätzbad über eine ganze Reihe von Platten erhalten bei einer mittleren Atzge- schwindigkeit zwischen etwa 0,04 und 0,05 mm.
Hohe Ätzgeschwindigkeiten lassen sich aus jedem üblichen Bad zum pulverlosen Ätzen beispielsweise dadurch erzielen, dass die Säurekonzentration und Rührergeschwindigkeit erhöht werden, gewöhnlich sind die Bilder dann aber stark unterschritten und zeigen neben anderen Fehlern einen starken Verlust an Halbtonpunkten und Punkten in den hellen Bildstellen. Derartige Platten sind technisch unbrauchbar.
Die obigen Nachteile können nun durch das erfindungsgemässe Verfahren überwunden werden. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bad zum pulverlosen Ätzen bei einer Temperatur von 18,3 bis 29,4 OC auf die Metallplatte einwirken gelassen wird, wobei das Bad zum pulverlosen Ätzen (A) 10 bis 15 Vol.-O/o Salpetersäure, (B) 5,0 bis 12,5 g/l Bad sulfoniertes Monochlordodecyl-diphenyloxyd und (C) eine flüssige organische Mischung enthält, welche im wesentlichen aus (1) einem aromatischen Naphtha, welches mindestens 80 o/o Aromaten enthält, einen Siedepunkt von 163 bis 282 OC und einen Kauributanolwert zwischen 100 und 110 aufweist, und (2) einem flüssigen Alkylbenzol mit verzweigter Kohlenwasserstoffkette,
und einem Siedebereich von 274 bis 3020C, wobei 5 /o unterhalb 285 0C übergehen und welches einen Kauributanolwert von 40 bis 50 aufweist, besteht, wobei das aromatische Naphtha in einer Menge von 9 bis 46 g/l Bad und das substituierte Benzol in einer Menge von 9 bis 18 g/l Bad verwendet wird, und der Rest des Bades aus Wasser besteht.
Diesem Bad können nach dem Ätzen der ersten und jeder folgenden Platte 0,058 bis 0,104 g eines Erd ölsulfonats pro Gramm gelöstem Basismetall im Bad, 0,04 bis 0,07 g Natriummonochlordodecyldiphenyloxyddisulfonat pro Gramm gelöstem Basismetall im Bad und 0,715 bis 1,195 g eines aromatischen Naphthalösungsmittels pro Gramm im Bad gelöstem Basismetall zugemischt werden, wobei das Lösungsmittel einen Kauributanolwert zwischen 100 und 130 aufweist, mit der Säurekomponente des Ätzbades praktisch nicht reagieren kann und keine endständigen funktionellen Gruppen trägt.
Die Zusammensetzung des Bades zum pulverlosen Ätzen, welches im erfindungsgemässen Verfahren verwendet wird, besteht im wesentlichen aus den nachstehend beschriebenen Komponenten in den angegebenen Mengen.
(A) Salpetersäure
Die brauchbaren Salpetersäuremengen liegen zwischen 10 und 15 Vol- /o (142 bis 213 g/l, bezogen auf 42 "Be Salpetersäure, technisch) und vorzugsweise zwischen 10 und 12 O/o (142 bis 170 g/l). Besonders bevorzugt werden 12 Vol-O/o.
(B) Filmbildende Komponente
Das Filmbildungsmittel, welches hier verwendet wird, besteht hauptsächlich aus sulfoniertem Monochlordodecyldiphenyloxyd folgender Formel:
EMI2.1
worin M in der Sulfonsäuregruppe Wasserstoff, ein Al kali- oder Erdalkalimetall, Ammonium oder einen substituierten Ammoniumrest bedeutet. Die anderen Chlorisomeren übersteigen eine Menge von 20 O/o nicht. Das Filmbildungsmittel besteht aus mindestens 70 O/o Monosulfonat, bis zu 30 /o Disulfonat, und die Dodecylalkylgruppe enthält durchschnittlich 12 Kohlenstoffatome, wobei die Kette tatsächlich 9 bis 15 Kohlenstoffatome aufweist, aber 12 Kohlenstoffatome überwiegen.
Die Filmbildungsmittel zeichnen sich weiter dadurch aus, dass sie im Ätzbad löslich sein müssen mit einer partiellen Löslichkeit in jeder der Badphasen, nämlich den wässrigen und organischen Phasen.
Die verwendete Menge an Filmbildungsmittel kann zwischen 5 und 12,5 g/l Bad, vorzugsweise zwischen 5,75 und 7,5 g, liegen. Besonders geeignet sind 6,25 g/l Bad. Das Filmbildungsmittel wird vorteilhaft dem Bad in Form einer 500/oigen Lösung in einem aromatischen Naphthalösungsmittel wie Solvesso 150 (nachstehend definiert) zugesetzt.
(C) Lösungsmittelmischung
Die Lösungsmittelkomponente des im erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Bades zur pulverlosen Ätzung besteht aus einem aromatischen Naphtha in Mischung mit einem Alkylbenzol. Die aromatische Naphthakomponente besteht aus einem flüssigen Kohlenwasserstoff mit einem Siedebereich bei 760 mm, der bei etwa 163 C beginnt, bei 282 C beendet ist (Trockenpunkt), während bei 232 C 50 O/o überdestilliert sind.
Er besteht aus einer Mischung von Aromaten mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen zusammen mit einigen Naphthalinen und enthält 80 O/o Aromaten, wobei der Rest aus Aliphaten besteht, und hat einen Kauributanolwert zwischen 100 und 110.
Ein spezielles aromatisches Naphtha, welches sich als zur Verwendung in der Erfindung geeignet erwies, ist ein im Handel unter der Bezeichnung Penola H. A. N.
(Eeavy Aromaten Naphtha) erhältliches aromatisches Lösungsmittel, welches 84 O/o Aromaten enthält, einen Flammpunkt von 60 "C aufweist und folgenden Destillationstemperaturbereich bei 760 mm besitzt: anfänglicher Siedepunkt 171 "C; 50 O/o destilliert bei 230 OC; Trockenpunkt bei 278 OC.
Die Alkylbenzolkomponente ist ein flüssiger Kohlenwasserstoff mit verzweigter Kette und einem Destillationsbereich bei 760 mm von 274 bis 285 OC bei 5 O/o Rückgewinnung, von 288 bis 302 "C bei 95 O/o Rückgewinnung und einem Kauributanolwert von 40 bis 50.
Ein Alkylbenzol, welches sich als zur Verwendung in der Erfindung besonders geeignet erwies, besteht aus Dodecylbenzol mit einem Siedebereich bei 760 mm von etwa 278 "C bei 5 o/o Rückgewinnung und 295 "C bei 95 o/o Rückgewinnung. Dieses Material ist im Handel unter der Bezeichnung Chevron Alkylate 21 von der Chevron Chemical Co., Oronite Division, erhältlich.
Die Menge des flüssigen aromatischen Naphthas, die verwendet werden soll, liegt zwischen 9 und 46 g/l Bad, vorzugsweise beträgt sie 28 g/l. Die Alkylbenzolflüssigkeit wird in einer Menge zwischen 9 und 18 g/l Bad verwendet, vorzugsweise etwa 13 g/l.
Der Rest des Bades besteht aus Wasser, abgesehen von den im folgenden aufgeführten anderen wahlweise zuzusetzenden Bestandteilen. Das Bad kann jedoch auch noch andere Stoffe enthalten. Ein Grund für das Vorhandensein derartiger anderer Stoffe liegt darin, dass es praktisch sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist, die oben erwähnten Badbestandteile in reinem Zustand zu verwenden. Ein anderer Grund für das Vorhandensein anderer Stoffe besteht darin, dass sie die Wirksamkeit des Bades in irgendeiner speziellen Weise verbessern können, oder weil sie die Zusätze erleichtern oder begünstigen. Beispielsweise wird das feste Filmbildungsmittel (Natriummono chlordodecyldiphenyloxydsulfonat) dem Bad bequem in Form einer 500/oigen Lösung in einem aromatischen Lösungsmittel wie Solvesso 150 (SC-150) zugesetzt.
Solvesso 150 ist eine Handelsbezeichnung für ein technisches aromatisches Lösungsmittel, welches aus einer Mischung von 90 O/o Alkylbenzolen, 2 /e Naphthalin und 8 /o Naphthenen besteht, einen Flammpunkt von 65,6 CC, einen anfänglichen Siedepunkt bei 760 mm von 166 "C, 500/obige Destillation bei 192 CC und einen Trockenpunkt von 213 "C aufweist.
(D) Wahlweise als Filmregelungsmittel zuzusetzende Bestandteile
Die wahlweise zuzusetzenden Filmregelungsmittel, die im pulverlosen Ätzbad der Erfindung verwendet werden können, bestehen aus einer einzigen aliphatischen Dicarbonsäure oder einer Mischung derartiger Verbindungen, die nur aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff bestehen und 4 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten Diese Verbindungen werden als Filmregelungsmittel bezeichnet, da sie bei ihrer Verwendung in den erfindungsgemässen Ätzbädern einzeln oder gemischt ein derartiges Ergebnis erzielen. Durch ihre Verwendung in den oben beschriebenen Ätzbädern ist es möglich, die Ätztiefen bei niedrigeren Ätzgeschwindigkeiten, z.
B. bei 0,1 mm/min, welche in kleinen Eindringungs- bereichen in kombinierten Heliogravürplatten erzielbar sind, zu vergrössern, beispielsweise in den Halbtonbereichen, wo entsprechende Ätztiefen durch eine Badmodulation gewöhnlich schwierig erzielbar sind, ohne dass gleichzeitig der Schutz, der an den offenen Strichbereichen der gleichen Platte erhalten wird, nachteilig geschwächt wird. Bei höheren Ätzgeschwindigkeiten, z. B. bei 0,12 mm/min, sind die Vorteile von Filmregelungsmittelzusätzen minimal.
Ein anderes Filmregelungsmittel, welches wahlweise verwendet werden kann, um die Ätzwirkung des Bades zu verbessern, besteht aus einem oder mehreren anorganischen Sulfaten, die in verdünnter wässriger Salpetersäure löslich sind. Zu diesen anorganischen Sulfaten gehören beispielsweise Schwefelsäure, Natriumsulfat, saures Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat und Ammoniumsulfat. Im allgemeinen können die mei sten anorganischen Sulfate verwendet werden, ausser den Schwermetallsulfaten.
Das Dicarbonsäure-Filmregelungsmittel kann in Mengen von 0 bis 1,5 g/l Bad verwendet werden, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 g/l. Die anorganischen Sulfate sollten in einer ausreichenden Menge zugesetzt werden, dass der Sulfatgehalt (S04=) 0,1 bis 0,4 g/l Badlösung ausmacht, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 g/l.
Im allgemeinen wird bei der Zusammenstellung des oben beschriebenen Bades zum pulverlosen Ätzen in einer Vorrichtung zum pulverlosen Ätzen mit gegebener Kapazität die Maschine zuerst etwa halbvoll mit Leitungswasser gefüllt, worauf die Salpetersäure zugesetzt wird. Danach werden Filmbildungsmittel und Filmregelungsmittel zugesetzt, entweder einzeln oder zusammen, wobei das Filmbildungsmittel, wie oben bereits erwähnt, vorzugsweise in Form einer 500/obigen Lösung in der organischen Flüssigkeit SC-150 zugesetzt wird. Dann wird die Maschine bis auf das richtige Niveau mit Wasser aufgefüllt, und das Bad wird dann auf die gewünschte Temperatur gebracht. Die Maschine sollte einige Minuten in Betrieb gehalten werden, ehe irgendwelche Platten ge ätzt werden, um sicherzustellen, dass das Bad homogen ist.
Es können zwar Ätzmaschinen oder Vorrichtungen verschiedener Typen verwendet werden, vorzugsweise werden jedoch die in der USA-Patentschrift 2 669 048 beschriebenen verwendet. Bei Verwendung des oben beschriebenen Bades und der genannten Vorrichtung wird die Platte mit der zu ätzenden Oberfläche zum Bad gerichtet montiert.
Die Maschine wird dann in Betrieb gesetzt und bringt das Bad auf die Platte ausreichend lange zur Einwirkung, damit die gewünschte Ätztiefe erzielt wird, wobei die Temperatur in einem Bereich zwischen 18,3 und 26,7 "C, vorzugsweise 22,2 bis 25,6 OC, geregelt wird.
Die Rührergeschwindigkeit, oder bei rührerlosenVorrichtungen die Einwirkungskraft der Maschine während des Ätzens, wird im allgemeinen ausreichend stark gehalten, so dass die maximale Ätzgeschwindigkeit erzielt wird.
Die Rührergeschwindigkeit kann zwischen 400 und 700 Upm schwanken, je nach der speziellen Bauart der Vorrichtung. Ätzmaschinen der in der USA-Patentschrift 2 669 048 beschriebenen Art können beispielsweise bei etwa 550 bis 625 Upm betrieben werden um gemäss der Erfindung eine maximale Ätzgeschwindigkeit zu ergeben.
Streckmittelzusammensetzung
Die Streckmittelzusammensetzung der Erfindung besteht im wesentlichen aus einer flüssigen organischen Dreikomponentenmischung aus einem Erdölsulfonat, Natriummonochlordodecyldiphenyloxyddisulfonat und einem aromatischen Lösungsmittel und wird dem oben beschriebenen Bad zum pulverlosen Ätzen als Flüssigkeit in der Menge jedes Komponenten zugesetzt, die oben angegeben ist. Die Komponenten des Streckmittels werden am günstigsten zugesetzt, nachdem jeweils eine Platte im Bad geätzt wurde.
Die Erdölsulfonatkomponente des Streckmittels besteht aus einem Erdöl- bzw. Petroleumsulfonat mit einem Molekulargewicht zwischen 350 und 450. Erdölsulfonate, welche Mineralöl enthalten, können ebenfalls verwendet werden und sind unter den Begriff Erdölsulfonate, wie er hier verwendet wird, einzureihen. Beispielsweise kann Twitchell Oil (Handelsbezeichnung, erhältlich von Emery Industry, Inc.) Nr. 7231 verwendet werden. Dieser Stoff besteht aus einer etwa 300/obigen Lösung von Erdölsulfonat in Mineralöl. Das nicht mit Mineralöl verdünnte Erdölsulfonat wird durch Zugabe zum Bad in einer Menge von 0,058 bis 0,104 g/g gelöstem Basismetall, vorzugsweise von etwa 0,083 gig ge- löstem Basismetall verwendet.
Die Natriummono chlordo decyldiphenyloxyddisulfo- nat-Komponente des Streckmittels entspricht folgender Formel:
EMI3.1
worin M in der Sulfonsäuregruppe ein Wasserstoffatom, ein Alkali- oder Erdalkalimetall, Ammonium oder einen substituierten Ammoniumrest bedeutet. Die anderen Chlorisomeren dürfen in nicht mehr als 20 O/o vorhanden sein, wobei das Natriumsalz im wesentlichen ein Disulfonat, vorzugsweise mindestens 90 ovo Disulfonat, ist und die Dodecylalkylgruppe durchschnittlich 12 Kohlenstoffatome enthält, wobei tatsächlich jedoch 9 bis 15 Kohlenstoffatome mit vorwiegendem Ct2-Material vorhanden sein können.
Dieses Disulfonat wird als Komponente des Streckmittels in einer Menge von 0,04 bis 0,07 g/g gelöstem Basismetall im Bad, vorzugsweise 0,055 g/g, verwendet.
Vorteilhaft wird die Disulfonatkomponente des Streckmittels in Form einer 250/oigen Lösung in Wasser zugesetzt.
Die aromatische Lösungsmittelkomponente des Streckmittels zeichnet sich durch einen hohen Kauributanolwert von 100 bis 130, niedrige Viskosität und Unmischbarkeit mit Wasser aus. Ausserdem sollten diese Lösungsmittel mit der sauren Komponente des Bades zum pulverlosen Ätzen, dem sie zugesetzt werden, praktisch nicht reagieren und sollten praktisch keine endständigen funktionellen Gruppen enthalten, sondern im wesentlichen aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen bestehen. Ein spezielles, als sehr geeignet befundenes, hochsiedendes, aromatisches Naphthalösungsmittel ist unter der Handelsbezeichnung Panasol AN-1 (Amoco Chemicals Corp.) bekannt und stellt ein aromatisches Naphtha mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und breitem Siedebereich und einem KB-Wert von 108 dar und enthält typisch 99 0/o dieser hochsiedenden Aromaten.
Die aromatische Naphthaflüssigkeitskomponente des Streckmittels wird angewendet, indem sie dem Bad in einer Menge von 0,715 bis 1,195 g/g im Bad gelöstem Basismetall, vorzugsweise 0,9 bis 1,0 g/g, zugesetzt wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
130 1 eines Bades zum pulverlosen Ätzen wurden in einer Chemco pulverlosen Ätzmaschine Modell 510B hergestellt, indem 15 600 ml Salpetersäure von 420 Be (170 g/l Bad), 1625 ml einer 500/oigen Lösung von Na triummonochlordodecyldiphenyloxydsulfonat (Filmbildungsmittel) in Solvesso 150 (13 g/l Bad), 52 g Adipinsäure (0,4 g/l), 3900 ml Penola H. A. N. aromatisches Lösungsmittel (28 g/l) und 1950 ml Dodecylbenzol (12,9 g/l) sowie ausreichend Wasser, um das Volumen auf 130 1 zu bringen, gemischt wurden.
Die Badtemperatur wurde einiereftl und eine Anzahl von Photogra- vùriatten aus einer Legierung auf Magnesiumbasis, die
3 Gew.-O/o Aluminium und 1 /o Zink enthielt und ein ätzresistentes PVC-Bild trug, wurden im Bad geätzt, bis letzteres erschöpft war. Nachdem die erste und jede der folgenden Platten geätzt und auf Metallverlust gewogen war, wurde eine Streckmittellösung dem Bad in einer
Menge von 2 ml/g gelöstem Magnesium zugesetzt. Zu sammen mit dem Streckmittel wurde Salpetersäure (5 ml/g gelöstes Magnesium) dem Bad nach Ätzen jeder
Platte zugesetzt.
Die Streckmittelkomponenten wurden dem Bad in den oben angegebenen, bevorzugten Mengen zugesetzt, und zwar in einer Menge von 2 ml/g im pulverlosen Ätz- bad gelöstem Basismetall.
Die folgende Tabelle I zeigt die Ergebnisse dieser Ätzfolge und gibt die Zusätze an Säure, an Streckmittel lösung, die Gesamtätzzeit jeder Platte in Minuten, die Basistemperatur, die Ätztiefe in Millimeter, den Metallverlust in Gramm/Platte, die Ätzrate sowie eine Bewer tunÅa der Plattenqualität nach visueller, qtualitativel Un tersuchung an. In jedem Versuch wurde eine Rührer geschwindigkeit von 570 Upm und ein Plattenformat von 45,7 X 61 cm angewendet.
Die Die Bezeichnung Schulterwinkel oder Schulter- profil , die im folgenden als Anzeichen für die Platten qualität verwendet wird, bedeutet den Winkel, ausge drückt in Grad, den die durch das Ätzen gebildete
Schulterschräge zu einer Linie bildet, die senkrecht zur
Ebene der Druckplatte verläuft und an der oberen Kante eines Reliefbildes beginnt. Der Schulterwinkel wird be stimmt, indem der horizontale Schultervorsprung von der senkrechten Linie zur Ebene der Druckplatte an der oberen Kante des Reliefbildes (Schulterbreite) und die Ätztiefe gemessen werden. Dann wird die Schulterbreite durch die Ätztiefe geteilt, wobei die Tangente des Schul terwinkels erhalten wird. Der Winkel wird dann aus der
Tangente berechnet.
Tabelle I (Beispiel I) Probe Badzusätze Ätzdauer Atzbad- litztiefe+ Metall- Ätzge- Ergebnisse
Nr. temperatur verlust++ schwind.+++ min C mm mm/min (1) 9 22,8 0,89 194 0,099 sehr gute Gravüre (2) 970 ml HNO3 + 9t/2 22,8 0,91 196 0,096 sehr gute Gravüre
388 ml Streckmittel (3) 980 ml HNO3 + 10 23,3 0,91 194 0,091 sehr gute Gravüre
392 ml Streckmittel (4) 970 ml HNOa + 10 23,3 0,89 191 0,089 sehr gute Gravüre
388 ml Streckmittel (5) 955 ml HNOB + 101/2 23,9 0,89 192 0,085 sehr gute Gravüre
382 ml Streckmittel (6) 960 ml HNO8, <RTI
ID=4.28> + 11 23,9 0,89 193 0,081 sehr gute Gravüre
384 ml Streckmittel (7) 965 ml HINO3 + 11¸ 24,4 0,94 202 0,082 gute Gravüre
386 ml Streckmittel (8) 1020 ml HINO3 + 12 25 0,89 200 0,074 sehr gute Gravüre
404 ml Streckmittel (9) 1000 ml HN03 + 12 25 0,86 195 0,072 guteGravüre
400 ml Streckmittel erschöpftes Bad 1757 + Die Atztiefe ist die Tiefe der Ätzung an den offenen Stellen ++ Metallverlust in Gramm gelöstem Magnesium pro Platte +++ittzgeschwindigkeit in Millimeter Metall, die pro Minute gelöst werden mittlere Atzgeschwindigkeit = 0,085 mm/min A.
Vergleichsbeispiel (nicht erfindungsgemäss)
Ein übliches Bad zum pulverlosen Ätzen wurde gemäss USA-Patentschrift 3 152 083 hergestellt, indem in einer Chemco pulverlosen Ätzmaschine Modell 510B von 130 1 Kapazität folgende Substanzen miteinander gemischt wurden: 13 000 ml Salpetersäure von 420 Be (142 g/l Bad), 850 ml einer 500/oigen Lösung von Na triummonochlordodecyldiphenyloxydsulfonat in Solvesso 150, 195 g Adipinsäure (1,5 g/l), 5850 ml aromatisches Lösungsmittel Solvesso 150 (40 g/l) und ausreichend Wasser, um das Volumen auf 130 1 einzustellen. Die Badtemperatur wurde eingeregelt, und eine Anzahl von Magnesiumheliogravür-Metallplatten mit einem ätzbeständigen Bildüberzug wurden im Bad geätzt, bis es erschöpft war.
Nachdem jede Platte geätzt und gewogen war, wurde Salpetersäure in Badergänzungsmengen zugesetzt. Nach der dritten, vierten und fünften Platte wurde ein übliches Badzusatzmittel, bekannt als Dowetch-Streckmittel (Dowetch-Extender) (nicht erfindungsgemäss), dem Bad gemäss der bisherigen Praxis zugesetzt.
Die folgende Tabelle II zeigt die Ergebnisse und Bedingungen dieser Vergleichsätzung. Angegeben sind die Zusätze an Säure und Streckmittel, die gesamte Atzzeit pro Platte in Minuten, die Rührergeschwindigkeit, Plattengrösse, Ätztiefe in Millimeter, Metallverlust in Gramm pro Platte, Ätzgeschwindigkeit sowie eine B.- wertung der Plattenqualität nach qualitativer, visueller Untersuchung sowie die Bestimmung des Schulterwinkels des Reliefs. Bei jedem Versuch wurde die Badtemperatur bei 18,3 C gehalten, und nach dem neunten Versuch wurde das Bad entleert.
Tabelle 11 (Vergleichsversuch) Probe Badzusätze ittz- Rührer- Platten- ittz- Metall- ittzge- Ergebnisse
Nr. dauer geschw. grösse tiefe verlust schwind.+ min Upm cm mm Platte mm/min
1 10 420 22,8 X30,4 0,56 27 0,056 sehr gute Gravur
2 135 ml HNOS 10 440 22,8X30,4 0,61 28 0,061 sehr gute Gravüre
3 140 ml HNOS 15 430 45,7X61,0 0,86 190 0,057 guteGravüre,ge- ringer Abfall am heissen Strichende
4 950 ml HNOS + 16 425 45,7X61,0 0,86 187 0,054 sehr gute Gravüre
290 ml Streckmittel
5 935 ml HIN03 + 161/2 425 45,7X61,0 0,86 189 0,052 sehr gute Gravüre
290 ml Streckmittel
6 945 ml <RTI
ID=5.18> HN0a + 17 425 45,7X61,0 0,85 186 0,050 sehr gute Gravüre
290 ml Streckmittel
7 930 ml HNOS 18 425 45,7X61,0 0,84 189 0,047 sehr gute Gravüre
8 945 mi HNOS 19 425 45,7 > c61,0 0,86 186 0,045 sehr gute Gravüre
9 930 ml HNO3 20 425 45,7X61,0 0,81 190 0,041 sehr gute Gravüre
1372 + durchschnittliche Ätzgeschwindigneit = 0,051 mm/min
Ein detaillierter Vergleich von Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel zeigt deutlich die Neuheit, den technischen Fortschritt und die überraschenden Eigenschaften der Erfindung.
Die bedeutende Vergrösserung der durchschnittlichen Ätzgeschwindigkeit in Beispiel 1 von 0,085 mm/ min gegenüber 0,051 mm/min im Vergleichsbeispiel unter Verwendung eines üblichen Bades ist klar zu erkennen. Dies bedeutet eine durchschnittliche Verbesserung von etwa 66,3 o/o bei der Ätzgeschwindigkeit. Sowohl in Beispiel 1 als auch im Vergleichsbeispiel waren die Atz- bedingungen maximal, so dass die höchstmögliche Atz- geschwindigkeit ohne Verschlechterung der Qualität der geätzten Platte erhalten wurde. Es ist in der Industrie allgemein üblich, unter Bedingungen zu ätzen, bei denen die höchste Ätzgeschwindigkeit und der gewünschte Qualitätsgrad des geätzten Produktes erhalten werden.
Eine typische Atzgeschwindigkeit für übliche Bäder zum pulverlosen Ätzen liegt zwischen 0,038 und 0,051 mm/ min. Die Zeitersparnis durch die hohe Atzgeschwindig- keit von Beispiel 1 im Vergleich zum Vergleichsbeispiel ist ebenfalls ohne weiteres zu erkennen. Die Gesamtzeit für das Atzen von neun Platten in jedem Bad beträgt 951/2 Minuten bei Beispiel 1 gegenüber 1411/2 Minuten beim Bad im Vergleichsbeispiel, d. h. es sind 32 O/o weniger Zeit erforderlich. Solche Zeitersparnisse sind von Vorteil, wenn für die Herstellung Zeitgrenzen gesetzt sind.
Die Badkapazität an gelöstem Metall, d. h. die Fähigkeit, mehr Magnesium pro Bad zu lösen, wird erfindungsgemäss stark verbessert, wie sich ebenfalls aus Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel ergibt, wenn die Angaben über Plattengrösse, Ätztiefe und Metallverlust verglichen werden. Die gesamte Kapazität des Bades von Beispiel 1 hinsichtlich der Metallauflösung vor der Erschöpfung beträgt 1757 g, während im Vergleichsbeispiel die Kapazität 1372 g beträgt, so dass die Kapazität des Bades von Beispiel 1 28 O/o grösser ist.
Sowohl im Vergleichsbeispiel als auch im Beispiel 1 war die Plattenqualität im wesentlichen auf dem glei chen hohen Niveau. Das Bad von Beispiel 1 hatte jedoch eine grössere Kapazität zur Metallauflösung und eine viel raschere Ätzgeschwindigkeit.
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederhoft, jedoch wurde lediglich eine Versuchsplatte von 22,8 X 30,4 cm geätzt und die Mengenanteile der Atzbadbe- standteile waren wie folgt: Salpetersäure von 42 0Be = 20550 ml (213 gil)
Filmbildungsmittel = 3 425 ml ( 25 g/l)
Penola H.A.N. = 4 100 ml ( 28 gil)
Dodecylbenzol = 2050 ml ( 12,9 g/l)
Wasser - ad 137 1 Eine Vorrichtung zum pulverlosen Ätzen gemäss USA Patentschrift 2 669 048 wurde verwendet.
Die Vorrichtung zum pulverlosen Ätzen wurde mit einer Rührergeschwindigkeit von 600 Upm bei einer Badtemperatur von 24 "C betrieben. Eine -2itzgeschwin- digkeit von 0,127 mm/min wurde erhalten, und die Ätz- qualität war gut. Irgendein Streckmittel wurde nicht zugesetzt.