3-Хим_обработка (Каменихин А.Т. - Нанесение декоративных рисунков на стеклоизделия)

3. Химические способы нанесения рисунка

Химические способы позволяют тиражировать изделия с одинаковым изображением, так как технология химической обработки локальных участков поверхности стекла предполагает использование масок (или трафаретов), легко поддающихся многократному воспроизведению разными способами.

Это могут быть защитные покрытия, составы которых приготовляют на бензоле и содержат битумы, мастики. Их хорошая адгезия (прилипание) к стеклу – залог высокого качества создаваемого изображения. Вскрытие участков, подлежащих травлению, проводят специальным инструментом вручную или с помощью пантографа.

Уникальные возможности при формировании изображений на стекле предоставляют светочувствительные плёнки – фоторезисты как плёночные, так и жидкие. Нанесение рисунка по этой технологии сродни нанесению топологических слоёв при производстве интегральных микросхем. Нанесённый на стекло фоторезист засвечивают либо через фотошаблон с рисунком или с помощью проектора. Дальнейшие операции аналогичны операциям фотолитографии.

Студентам предлагается самостоятельно ознакомиться с возможностями и особенностями фотолитографии для крупногабаритных изделий.

3.1. Травление. Существует несколько способов травления стекла: в парах плавиковой кислоты, разбавленной или концентрированной кислотой.

Очень тонкие линии шириной до 0,0015...0,006 мм можно получить травлением в парах плавиковой кислоты – HF.

Травление концентрированной кислотой HF применяется для гравирования рисунков на изде­лиях небольших размеров. Продолжительность травления минимальная и составляет обычно 1 мин. При продол­жительности свыше 3 мин очень быстро образуются нерастворимые соли и процесс замедляется.

Травление разбавленной кислотой HF применяется наиболее часто. В зависимости от степени разбавления получают травление различного характера. Так, глубокое травление дает смесь: HF - 1 часть, Н₂О - 10 частей. При воздействии кислоты большей концент­рации получают просветленное травление. Для гладкого травления можно использовать составы с серной кислотой: HF — 16,7%; H₂SO₄—22,6% и Н₂О—60,7%.

Качество рисунка при химическом трав­лении во многом зависит от качества подготовки поверхности стекла, качества маскирующего слоя. Хорошо прилегающая к стеклу маска не позволит травителю внедриться под защитный слой и нарушить целостность изображения.

Со способами подготовки поверхности стекла перед нанесением масочного слоя и видах защитных масок студентам предлагается ознакомиться самостоятельно.

3.2. Матирующее травление. Матовые рисунки получают при использова­нии специальных травильных растворов и паст. Растворами, как правило, матируют крупногабаритные рисунки, напри­мер, на листовом стекле. Растворы применя­ют также для сплошного матирования из­делий типа «сатинато». Для матирования служат следующие составы:

1-й состав - фторид аммония NH₄F—125 г; HF — 150 мл; вода — 250 мл;

2-й состав - фторид аммония — 250 г; серная кислота — 50 мл;

сульфат аммония — 25 г; вода — 250 мл.

Во многих случаях для матирования используют жид­кие и густые травильные пасты. При работе с жидкими пастами участки стекла, которые должны оставаться прозрачными, защищают соответствующим рисунком, сформированном в нанесённом на стекло битумном лаке № 350. Продолжительность матирования пастой обычно 5-10 мин. После обработки пасту смывают водой, защитный лак — скипидаром.

Для получения на стекле тонкой травленой фактуры в пасту добавляют соли калия (KF, К2СО3, KC1, K2SO4). Вот рецепт травиль­ной пасты: фторид аммония NH₄F — 10 г, 40 %-ная пла­виковая кислота HF— 10 мл, сульфат бария BaSO4 — 25 г. Прибавив к пасте этого состава глицерин, можно рисовать на стекле стальным пером.

3.3. Травлением цветных многослойных изделий. С помощью травления на многослойных цветных изделиях (накладном стекле) на разную глубину и в различ­ных местах получают рисунок различный по цветовому тону. Рельефность рисунка усиливается протравливанием его фона до слоя бесцветного стекла, который обычно находится под цветными слоями. В травленых рисунках на накладном стекле сочетается работа живописца-художника и травильщика.

Изделия, полученные химическим травлением, отличаются большими декоративными свойствами, нежели аналогичные изделия, выполненные механическим гравированием.

Но эти преимущество достигаются большими затратами труда. Протравливание осуществляют концентрированной плавиковой кислотой. После первого травления защитный лак смывают и проверяют чет­кость контуров оставшихся нетронутыми участков стекла. Затем защитное покрытие наносят на те места, которые должны сохранить исходную интенсивность окраски, и протравливание повторяют. На некоторые участки защит­ное покрытие можно наносить очень тонкими слоями, частично пропускающими кислоту. Таким способом мож­но получить смягченные и полутоновые переходы. Комби­нируя приемы, получают сложные полутоновые рисунки.

Рабочее место для травления художествен­ных рисунков организуют следующим образом. Четыре изделия одновременно подвешивают на деревянные стержни, укрепленные на конце деревянного верстака, прилегающего к рабочему месту. Плавиковая кислота находится в кислотоупорном сосуде. Поворачивая одной рукой изделие, другой рукой рабочий с помощью кисти, которую он периодически окунает в сосуд, смачивает и натирает обрабатываемую поверхность изделия. Обрабо­тав одно изделие, мастер переходит к следующему; обра­ботав последовательно все изделия, вновь возвращается к первому.

18