Procédé de gravure. On connaît des procédés de gravure à l'acide selon lesquels on recouvre la surface à graver (qui peut être en verre ou en métal) d'une couche protectrice non attaquable aux acides que l'on enlève aux endroits qui doivent être gravés; la surface ainsi mise à nu est ensuite attaquée par un acide. Pour cet enlè vement, on peut procéder soit mécaniquement (enlèvement de la couche à l'aide d'un outil), soit par dissolution de la. couche (opération souvent appelée dépouillement ).
Dans ce dernier cas, les endroits de la, couche qui ne doivent pas être dissous sont protégés par une couche préalablement appliquée sur la couche non attaquable aux acides, puis enlevée aux endroits désirés par un processus photochi mique.
Dans les processus tant mécaniques que photochimiques d'enlèvement relatif de la cou che protectrice afin de créer des réserves, il est de toute importance, si l'on désire obtenir une gravure de haute précision, que l'enlève ment laisse un bord net de la partie de la couche non enlevée (réserve) et ne soulève pas cette partie même sur une très faible distance.
Or, ce résultat n'a pas été obtenu jusqu'à présent.. On ne connaît pas de procédé de gravure qui permette d'obtenir des traits excessivement fins et précis, de l'ordre de 0,005 mm de largeur, traits qui puissent en outre être très rapprochés les uns des autres, ne laissant par exemple entre eux qu'un inter- valle de l'ordre de 0,005 mm, comme pour des graduations, repères, etc.
Pour obtenir ce ré sultat, il faut, d'une part, que la couche pro tectrice inattaquable adhère fortement à la surface à graver et, d'autre part, qu'elle ré siste suffisamment à l'acide d'attaque, lors qu'elle est. très mince, -pour que le bord du trait soit parfaitement franc. De plus, on admet que pour qu'un trait fin soit net, il. faut que l'épaisseur de la couche protectrice non attaquable ne dépasse pas 1,110 de la lar geur d21, trait.
On voit par là que si l'on veut obtenir des traits excessivement fins et nets, c'est-à-dire dont. la gravure soit. profonde, ce qui implique un long temps d'attaque par l'acide, il faut que la matière de la couche inattaquable soit excessivement résistante à l'acide, même lorsqu'elle est très mince.
Dans le dépouillement par voie photochi mique, la, couche protectrice inattaquable revêt encore une importance particulière du fait que cette couche doit pouvoir être enlevée ra pidement, par un dissolvant, aux endroits à graver, sinon le dissolvant diffuse à la longue dans la couche photosensible et vient. dissoïl- dre la couche protectrice aux endroits q111 de vraient être réservés, d'où une mauvaise qua lité du trait.
Les inventeurs ont trouvé une matière pour la couche protectrice qui présente les deux qualités de résister longtemps aux acides utilisés pour la gravure (acide fluorhydrique en particulier, même lorsqu'elle est étendue en pellicules excessivement minces, et. d'adhé rer fortement. au verre ou aiux métaux. Cette matière est. un mélange comprenant plusieurs diphényles chlorés et du caoutchouc chloré, et éventuellement une faible proportion d'acide oléïque. L'invention a pour objet un procédé de gravure à l'acide basé sur cette découverte.
Ce procédé dans lequel, comme dans ceux déjà connus, on recouvre la surface à graver d'une couche protectrice non attaquable aux acides que l'on enlève aux endroits qui doi vent être gravés, est caractérisé en ce que la matière de cette couche protectrice est consti tuée, au moins en partie, par plusieurs diphé- nyles chlorés et par du caoutchouc chloré.
Comme diphény les chlorés, on peut avanta geusement utiliser les produits marque Aro- clor , qui sont. en particulier des penta- et hexachlorodiphényles. Pour recouvrir la surface à graver avec la couche protectrice,
on peut avantageuse ment étendre sur cette surface une solution des diphényles chlorés et du caoutchouc chloré dans du xylol. L'enlèvement. de la couche pro tectrice aux endroits devant être gravés peut avantageusement être obtenu par un liquide dissolvant renfermant de l'acide oléique et du lactate d'éthyle. En effet, un tel liquide a l'avantage de ne pas attaquer les couches de colloïdes bichromatés utilisées dans les pro cédés de gravure photochimique.
Le procédé de gravure selon l'invention peut s'exécuter sur verre ou métal et. en par ticulier à l'aide d'acide fluorhydrique. Il per met entre autres de fabriquer des réticules d'instruments d'optique, des plaques de con trôle pour projecteurs de profils, des gzavures artistiques (reproductions de gravures an ciennes), des trames pour la fabrication de clichés, des échelles graduées pour étalons, etc. Voici, à titre d'exemple, comment le pro cédé selon l'invention peut être réalisé en pra tique On prépare la, solution suivante:
Aroclor 1254 (pentaehlorodiphényle) 85 g Aroclor 1260 (hexachlorodiphény le) 65 g Aroclor 5460 (polyphényle chloré renfermant 60 % de chlore dans sa molécule) 65 g Caoutchouc chloré 130 g Acide oléique 2,
7- Solution à 12% de rouge Soudan dans de la. cyclohexanone 100 cm3 Xylol q. s. p. f. 7.000 cni3 Le caoutchouc chloré ci-dessus indiqué est un caoutchouc. dont- une solution à 20 % en poids dans le toluène a, à la.
température de 25 C, une viscosité -de 20 centipoises, mesu rée avec l'appareil de Bingham et. IUurray.
On étend la solution préparée comme indi qué ci-dessus sur la surface à graver, qui a préalablement été nettoyée chimiquement, puis on laisse évaporer le xy loi et la. eycl o- hexa.none. Dans ce but, on fixe L'objet à gra ver, par exemple une plaque de verre, sur un dispositif lui imprimant un mouvement de rotation (tournette) dont l'axe est. perpen diculaire à la surface à graver et passe an centre de cette surface.
On verse la. solution ci-dessus au centre de la. surface alors qu'elle est en rotation. Une fois les solvants évaporés. l'objet à graver est recouvert de la. couche protectrice. L'épaisseur de celle-ci dépend de la vitesse de rotation et de la quantité de solution utilisée; elle peut être de l'ordre de 6 millièmes de millimètre. L'objet ainsi re couvert peut. être conservé tel quel pour une utilisation ultérieure ou de suite traité.
La couche protectrice peut être enlevée mécaniquement, par exemple grattée, aux en droits où son support devra. être gravé à l'acide.
Voici, par contre, comment l'objet peut. être traité en vue du dépouillement de la couche par voie photochimique.
On verse sur l'objet, alors qu'il est. immo bile mais sur la. tournette, un liquide formé par mélange de<B>100</B> partie.-, en volume d'une solution aqueuse à. 251/o de gomme arabique, et 10 parties en volume d'une solution aqueuse à 20% de bichromate d'ammonium. On étend ce liquide, à l'aide d'une baguette, sur toute la surface à graver, puis on met la. tournette en rotation et maintient celle-ci jusqu'à com plet séchage de la surface.
L'objet ainsi recouvert de la couche pro tectrice et. d'une couche photosensible est exposé à la lumière à travers un diapositif ou un négatif du motif à graver.
On. procède au dépouillement de la couche bichroma.tée au moyen d'une solution concen trée de chlorure de calcium que l'on étend sur la surface de l'objet.. On laisse la solution agir environ. deux minutes. On peut répéter l'opé ration avec une solution fraîche. On sèche ensuite l'objet, par exemple en absorbant la solution avec un tampon de coton hydrophile. La couche de gomme arabique se trouve dé pouillée aux endroits devant être gravés. On procède alors au dépouillement de la. couche protectrice en contact direct avec la surface à graver.
Dans ce but, on verse sur cette dernière un mélange liquide formé de 9 parties en vo lume d'acide oléique et 1 partie en volume de lactate d'éthyle. On fait passer ce liquide sur la surface à l'aide d'un tampon et poursuit l'opération jusqu'à ce que le motif à graver apparaisse nettement en tous points. On sèche la surface, contrôle si le motif est parfaite ment visible et procède aux retouches éven tuelles. L'objet est alors lavé à l'eau froide jusqu'à. élimination complète de la gomme ara bique, puis séché; il est prêt à être gravé à l'acide. Dans ce but, on l'immerge, alors que ses parties ne devant pas être attaquées sont. pro tégées par un vernis, dans un bain d'acide fluorhydrique dilué par de la glycérine.
La durée de l'immersion varie selon la. profon deur désirée pour la gravure, elle peut être de 5 à 12 minutes. L'objet est, lavé à l'eau. La couche protectrice formant les réserves est enlevée par dissolution dans du toluène ou du xylol. L'objet est. gravé. I1 peut encore être traité pour en remplir les gravures par un vernis si on le désire.
Engraving process. Acid etching processes are known according to which the surface to be etched (which may be glass or metal) is covered with a protective layer which cannot be attacked by acids, which is removed at the places which are to be etched; the surface thus exposed is then attacked by an acid. For this removal, one can proceed either mechanically (removal of the layer using a tool) or by dissolving the. layer (often called skinning).
In the latter case, the places of the layer which must not be dissolved are protected by a layer previously applied to the non-attackable layer by acids, then removed at the desired places by a photochemical process.
In both the mechanical and photochemical processes of relative removal of the protective layer to create resist, it is of utmost importance, in order to achieve high precision engraving, that the removal leaves a sharp edge of the etching. the part of the layer not removed (reserve) and does not lift this part even a very short distance.
However, this result has not been obtained so far. There is no known etching process which makes it possible to obtain excessively fine and precise lines, of the order of 0.005 mm in width, lines which can in addition to being very close to each other, leaving for example only an interval of the order of 0.005 mm between them, as for graduations, marks, etc.
To obtain this result, it is necessary, on the one hand, for the unassailable protective layer to adhere strongly to the surface to be etched and, on the other hand, for it to be sufficiently resistant to the attack acid, when 'she is. very thin, - so that the edge of the line is perfectly straight. In addition, it is assumed that for a fine line to be clear, it. the thickness of the non-attackable protective layer must not exceed 1.110 of the width d21, line.
We can see that if we want to obtain excessively fine and clear lines, that is to say including. engraving either. deep, which implies a long acid attack time, the material of the unassailable layer must be excessively resistant to the acid, even when it is very thin.
In photochemical stripping, the unassailable protective layer is still particularly important because this layer must be able to be removed quickly, by a solvent, at the places to be etched, otherwise the solvent diffuses over time into the photosensitive layer. and comes. dissolve the protective layer in the places that should be reserved, hence poor quality of the line.
The inventors have found a material for the protective layer which exhibits the two qualities of resisting the acids used for etching for a long time (hydrofluoric acid in particular, even when it is spread in excessively thin films, and of adhering strongly to it. glass or metals This material is a mixture comprising several chlorinated biphenyls and chlorinated rubber, and optionally a small proportion of oleic acid The invention relates to an acid etching process based on this finding.
This process in which, as in those already known, the surface to be etched is covered with a protective layer which cannot be attacked by acids which is removed at the places which are to be etched, is characterized in that the material of this protective layer is formed, at least in part, by several chlorinated biphenyls and by chlorinated rubber.
As chlorinated diphenyls, it is possible to advantageously use the products of the Aroclor brand, which are. in particular penta- and hexachlorodiphenyls. To cover the surface to be engraved with the protective layer,
a solution of chlorinated biphenyls and chlorinated rubber in xylol can advantageously be spread on this surface. Pick up. of the protective layer at the places to be etched can advantageously be obtained by a dissolving liquid containing oleic acid and ethyl lactate. Indeed, such a liquid has the advantage of not attacking the layers of bichromate colloids used in the photochemical etching processes.
The etching process according to the invention can be carried out on glass or metal and. in particular using hydrofluoric acid. Among other things, it makes it possible to manufacture reticles for optical instruments, control plates for profile projectors, artistic gzavures (reproductions of old engravings), screens for the manufacture of clichés, graduated scales for standards. , etc. Here is, by way of example, how the process according to the invention can be carried out in practice. The following solution is prepared:
Aroclor 1254 (pentaehlorodiphenyl) 85 g Aroclor 1260 (hexachlorodiphenyl) 65 g Aroclor 5460 (chlorinated polyphenyl containing 60% chlorine in its molecule) 65 g Chlorinated rubber 130 g Oleic acid 2,
7- 12% solution of Sudan red in. cyclohexanone 100 cm3 Xylol q. s. p. f. 7.000 cni3 The above chlorinated rubber is a rubber. including a 20% by weight solution in toluene a, to.
temperature of 25 C, a viscosity of 20 centipoise, measured with the Bingham apparatus et. IUurray.
The solution prepared as indicated above is spread over the surface to be etched, which has been chemically cleaned beforehand, then the xy law and the law are allowed to evaporate. eycl o- hexa.none. For this purpose, the object to be engraved, for example a glass plate, is fixed on a device giving it a rotational movement (spinner) whose axis is. perpendicular to the surface to be etched and passes through the center of this surface.
We pour it. solution above in the center of the. surface while it is rotating. Once the solvents have evaporated. the object to be engraved is covered with the. protective layer. The thickness thereof depends on the speed of rotation and the amount of solution used; it may be of the order of 6 thousandths of a millimeter. The object thus re covered can. be kept as is for later use or immediately processed.
The protective layer can be removed mechanically, for example scraped off, at the rights where its support should. be acid etched.
Here, however, is how the object can. be processed for stripping the layer photochemically.
We pour on the object, while it is. immo bile but on the. spinner, a liquid formed by mixing <B> 100 </B> part.-, by volume of an aqueous solution to. 251 / o of gum arabic, and 10 parts by volume of a 20% aqueous solution of ammonium dichromate. We spread this liquid, using a stick, over the entire surface to be engraved, then we put it. spinner in rotation and maintains it until the surface is completely dry.
The object thus covered with the protective layer and. of a photosensitive layer is exposed to light through a slide or negative of the pattern to be engraved.
We. proceeds to the stripping of the dichroma.tée layer by means of a concentrated solution of calcium chloride which is spread over the surface of the object. The solution is left to act approximately. two minutes. The operation can be repeated with a fresh solution. The object is then dried, for example by absorbing the solution with a cotton wool swab. The layer of gum arabic is found depleted in the places to be engraved. We then proceed to the counting of the. protective layer in direct contact with the surface to be engraved.
For this purpose, a liquid mixture formed of 9 parts by volume of oleic acid and 1 part by volume of ethyl lactate is poured onto the latter. This liquid is passed over the surface using a pad and the operation continues until the pattern to be engraved appears clearly at all points. The surface is dried, checks whether the pattern is perfectly visible and makes any retouching. The object is then washed in cold water until. complete removal of the gum ara bique, then dried; it is ready to be acid etched. For this purpose, it is submerged, while its parts not to be attacked are. protected by a varnish, in a hydrofluoric acid bath diluted with glycerin.
The duration of the immersion varies according to the. desired depth for engraving, it can be 5 to 12 minutes. The object is, washed with water. The protective layer forming the resist is removed by dissolution in toluene or xylol. The object is. serious. I1 can still be treated to fill the engravings with a varnish if desired.