Способ изготовления гравюры на металле
METHOD OF MAKING ENGRAVINGS ON METAL

Изобретение относится к печатной графике и может быть использовано для изготовления гравюры на металле для воспроизведения авторских рисунков методом высокой печати.
Известен способ изготовления гравюры на металле, включающий выполнение на поверхности доски авторского рисунка, углубление незащищенного рисунком металла травлением, удаление рисунка. Материалом для доски, давшим название этой технике - цинкография, обычно является цинк, но можно использовать и медь.
Как известно из цинкографской практики, изготовление гравюры этим способом является очень трудоемким и кропотливым процессом, поскольку травление доски приходится производить в несколько приемов, с промежуточной ручной ретушью защитного рисунка. Обусловлено это тем, что авторский рисунок, выполненный лако-красочными материалами, не обладает высокой стойкостью к травильным растворам и к сопутствующим травлению процессам газовыделения. Выделяющиеся пузырьки газов разрушают рисунок по краю пробельного участка, вследствие этого без периодической ретуши рельеф растравливается.
Другим недостатком способа является невозможность использования для доски оцинкованной стали. Известно, что очередность реагирования контактирующих металлов с травильным раствором определяется их электродными потенциалами. В первую очередь будет травиться тот контактирующий металл, который обладает более отрицательным потенциалом, то есть цинк, и пока компромиссный потенциал коррозионной пары при травлении не достигнет значения потенциала стали, последняя не будет подвергаться травлению.
Известен способ изготовления гравюры на металле, включающий выполнение на поверхности металлической доски, имеющей электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, авторского рисунка, осаждение на поверхность металличекой доски защитного слоя из меди или ее сплава, удаление авторского рисунка, углубление обнаженного на месте авторского рисунка металла травлением в растворе, нетравящим защитный слой, удаление защитного слоя. [Пат. 2716919 РФ, МПК B41N 1/06. Способ воспроизведения авторских рисунков на металлографской доске методом углубленной гравюры. / С.Г. Каплунов.- №2019129788; заявл. 20.09.2019; опубл. 17.03.2020, Бюл. №8].
Способ позволяет использовать для доски оцинкованную сталь. Недостаток способа заключается в принципиальной невозможности воспроизвести выполненный на доске авторский рисунок методом высокой печати в виде позитивного изображения, так как металл доски на месте рисунка углублен.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача снизить трудоемкость способа и обеспечить возможность изготовления гравюры для воспроизведения авторского рисунка методом высокой печати в виде позитивного изображения на доске из оцинкованной стали. Другие цели и достоинства настоящего изобретения будут выявлены ниже в описании. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления гравюры на металле, включающем выполнение на поверхности металличекой доски, имеющей электродный потенциал более отрицательный, чем электродный потенциал меди, авторского рисунка, осаждение на поверхность металличекой доски защитного слоя из меди или ее сплава, удаление авторского рисунка, углубление обнаженного металла травлением в растворе, нетравящим защитный слой, удаление защитного слоя, защитный слой на поверхность металличекой доски осаждают перед выполнением авторского рисунка, а после выполнения авторского рисунка удаляют травлением защитный слой с поверхности металличекой доски свободной от авторского рисунка.
Суть предложенного способа заключается в том, что вначале на поверхность металличекой доски осаждают слой меди или ее сплава. Нанесение медного покрытия может быть осуществлено на всю доску, на ее лицевую часть или на часть доски любым известным из уровня техники способом, обеспечивающем беспористость покрытия. Затем стойкими к воздействию травильных растворов материалами на поверхности меди выполняют авторский рисунок и следует операция травления, в результате которой полностью вытравливается медь с участков, непокрытых рисунком. Операция травления в данном процессе характеризуется малой продолжительностью, так как вытравливанию подлежит тонкий слой (обычно 4-5 мкм) меди, поэтому для выполнения авторского рисунка можно использовать традиционные материалы и принадлежности, например, водостойкие маркеры или тушь. При вытравливании такого тонкого слоя меди эффект бокового подтравливания практически отсутствует, что позволяет получить в слое меди изображение, в точности повторяющее авторский рисунок, служащее защитой участков доски не подлежащих травлению. После удаления рисунка, осуществляют селективное по отношению к меди травление металла доски, в результате которого формируется выпуклый печатающий рельеф.
Такой подход позволяет снизить трудоемкость способа и использовать для изготовления доски оцинкованную сталь. Обусловлено это следующим.
Медь, обладающая большим положительным электродным потенциалом, чем потенциал вытравливаемого металла, не реагирует с травильным раствором, а ее адгезия к поверхности более высокая, чем у лако-красочных материалов, поэтому выделяющиеся при травлении газы не могут нарушить ее сцепление с металлом и раствор не проникает под защитную пленку. Это обстоятельство позволяет осуществить травление металличекой доски на нужную глубину в один прием, без дополнительной ретуши защитного рисунка.
В случае использования металличекой доски, выполненной из оцинкованной стали, на начальном этапе площадь цинкового слоя на обрабатываемом участке равна площади осажденного слоя меди. Медный слой в электрическом контакте с цинковым образуют гальваническую пару с весьма значительной разницей потенциалов, в которой цинк является анодом, поэтому при травлении меди цинк интенсивно растворяется вместе с медью. После полного вытравливания меди и цинка с участков, непокрытых рисунком, площадь цинкового слоя становится равной площади слоя меди и меньше площади стали. В образовавшейся трехэлектродной системе медь-цинк-сталь, потенциалы меди и цинка выравниваются, промежуточный электрод изменяет свою полярность, переходит в катодное состояние, а сталь оказывается анодом и способна травится. Подтверждением предположения является тот факт, что при травлении стали в растворе, селективном по отношению к меди, подтравливания цинка под слоем меди не наблюдается, а растворение стали протекает с небольшим боковым подтравливанием, что позволяет воспроизводить авторский рисунок на оцинкованной стали с высокой точностью.
Из уровня техники известны способы нанесения меди и ее сплавов, которые способствуют получению осадков повторяющих или улучшающих чистоту предварительной обработки поверхности металличекой доски. Поскольку в процессе углубления обнаженного металла травлением защитный слой не реагирует с травильным раствором и, следовательно, не изменяет шероховатость поверхности, в одном из возможных вариантов реализации способа после после углубления обнаженного металла травлением защитный слой не удаляют.
В еще одном возможном варианте воплощения изобретения удаление рисунка осуществляют после углубления обнаженного металла травлением.
Настоящее изобретение поясняется примером, наглядно демонстрирующим возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
Пример. На подготовленную пластину (подготовка поверхности включает шлифование, полирование, обезжиривание) из тонколистовой оцинкованной стали марки 08КП известным способом осаждают слой гальванической меди толщиной 4-5 мкм. Затем на поверхности меди водостойким маркером выполняют авторский рисунок и с поверхности свободной от рисунка удаляют медь травлением в растворе содержащем, г/л: ангидрид хромовый - 250-300 и сульфат аммония - 100-120, при температуре 18-25°С в течении 2-3 мин, при этом одновременно происходит стравливание цинка. После травления пластину промывают в воде, сушат, удаляют рисунок спиртом и осуществляют травление стали в растворе содержащем, вес, %: перекись водорода 2%, щавелевая кислота 8%, вода остальное, при температуре 18-25°С до получения рельефа требуемой глубины. После окончания травления поверхность пластины промывают в воде, сушат и осуществляют печать оттиска известным способом.
В результате на Оцинкованной пластине получено выпуклое рельефное изображение с четким контуром без подтравливания цинка. Качество рельефа
x
оценивали визуальным осмотром при увеличении 5-7, что достаточно для поставленных целей.
Несмотря на то, что выше в иллюстративных целях был описан частный вариант осуществления настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в данной области будет понятно, что могут быть сделаны и другие варианты, описанные в формуле изобретения и ее эквивалентах.
В соответствии с изобретением было найдено, что для изготовления гравюры на металле с целью воспроизведения авторских рисунков методом высокой печати можно использовать доску изготовленную из оцинкованной стали. Выбор для доски оцинкованной стали обусловлен ее доступностью, невысокой стоимостью и, прежде всего, простотой механической подготовки поверхности. Кроме того, предлагаемый в изобретении подход позволяет снизить трудоемкость изготовления гравюры на металле, применять для создания авторского рисунка традиционные материалы и принадлежности и в итоге получить очень тонко очерченную гравюру. Анализ иных способов изготовления гравюры на металле показывает, что предлагаемый способ содержит ряд новых, ранее не известных приемов, которые имеют определенные преимущества, и будет способствовать дальнейшему развитию печатной графики.