专利名称：光化学蚀刻制做金属照片技术的制作方法
光化学蚀刻制做金属照片技术属于一种装饰品——金属照片的制做技术。
在现有技术中，通过光化学蚀刻加工在金属表面形成图案的技术，大多采用勾勒轮廓架的方法，即将实物以实线条的方式制出底片，通过曝光显影，在金属板上形成由感光胶组成的图案、对其进行化学腐蚀加工，形成凹凸线条组成的图案，最后通过在凹处涂某种颜色的漆料或电镀其它色泽金属来衬托画面；或者是利用加网分色，将实物照片翻制成由实点(黑色)组成的图案，通过实点分布的疏密来体现实物的层次，采用感光技术在金属表面制作出由等深度的蚀刻点组成的图案。后种方法较之前一种方法在表现实物细节上有了较大的提高，但仍然无法表现出光线作用于实物上而形成的视觉上的色调明暗连续过渡变化。因而画面比较刻板，表现单调平淡，无法展现出实物的细节变化。
本发明的目的是设计一种光化学蚀刻加工技术，在金属表面制作出层次丰富、具有照片视觉效果的金属画、即金属照片。
本发明的内容是，光化学蚀刻制做金属照片技术，其特征在于在金属表面进行光化学蚀刻的去除加工，根据金属表面不同深度的加工点或面由于光漫反射现象而形成的色调差异的特点，利用去除加工深度的变化反映实物的色调变化，使具有一定光洁度的金属表面形成清晰的具有层次感的逼真图象。
上述光化学蚀刻的加工程序是a)制作出能清晰反映出实物细节的具有连续变化色调的阴片；b)选取适合用于制作清晰的金属照片的金属板材，将其剪裁成一定规格，通过机械加工及后续抛光手段，使金属表面粗糙度达到Ra0.01以下，并对金属板进行除油处理；c)利用感光技术，在金属板表面制作出由不同厚度感光胶层形成的反映阴片效果的阳图案；d)对上述载有感光胶图案的金属表面进行化学腐蚀，利用一定浓度的化学腐蚀液渗透不同厚度的胶层所需时间的差异，在金属表面蚀刻出不同深度的加工点或面组成的图案。
e)清洗去膜；
f)涂透明保护漆；g)装裱。
上述制作金属板表面感光胶图案的方法是，利用碳素纸做感光胶，用已制做好的阴片作为感光胶图案的掩膜版，使掩膜版与碳素纸紧密吸附后实施曝光，然后将曝光完毕的碳素纸胶面粘附在金属板面上实施显影。
所采用的腐蚀剂为FeCl3，腐蚀液的波美比浓度Be40～45，温度为20～25℃，干湿度为75。
本发明的构思是，在金属表面进行去除加工时，其加工深度不同，光漫反射造成视觉上的色调亦存在差异，如果加工深度呈连续变化，则其反射出的色调也是连续变化的，将普通照片上画面色调的浓淡变化对应转化为金属加工深度的变化，如果经过处理的金属表面的色泽与去除加工后产生的色泽存在明显差异，则便会在金属表面上呈现出逼真的照片。
下面是本发明的一个实施例，用本实施例进一步说明本发明的细节。
1.制作出能清晰反映出原景物细节的具有连续变化色调的阴片首先提供在金属表面所要加工的图案的黑白或彩色照片，利用照相制版手段或利用电子扫描技术制作出能清晰地反映出实物细节的黑白软片，该软片为阴片，用做后续工艺中金属表面形成抗蚀感光胶图案的掩膜版。
2.待加工的金属表面准备选取适合用于制作清晰金属照片的金属板将其裁剪为一定规格，通过机械加工及抛光手段，使金属表面粗糙度达到Ra0.01以下。本实施例选择不锈钢板材做为制做金属照片的材料，经过抛光，其表面粗糙度为Ra0.01，将此不锈钢板材经抛光后用金属洗涤剂水溶液做除油处理。
用于制作金属照片的金属材料经抛光后还必须进行严格的除油处理，以便后续工艺中抗蚀感光胶与金属板牢固粘附。所使用的除油手段以不损害金属表面光泽为前提。
3.制作金属表面感光胶图案a)选用碳素纸做感光胶，因为它具有感应连续调的功能。碳素纸是在纸基载体上涂覆白明胶，属干膜类，这种白明胶受光照射后固化，其固化厚度受光强影响，光照强烈则固化厚度高，否则固化厚度小，这样便可以通过曝光将掩膜软片上图案的黑白调连续变化转化为感光胶固化厚度大小的连续变化。
b)碳素纸敏化。市售的碳素纸不具有感光性，在使用前必须将其敏化，使其具有感光性。敏化液为3～5％的重铬酸铵，也可用重铬酸钾进行敏化，有时为了使敏化后的碳素纸柔软，敏化液里需添加少许甘油。敏化时将敏化液过滤倒入干净的容器中，将剪裁成一定规格的未敏化碳素纸平放在容器的敏化液中，当碳素纸由卷曲变为平直时，则敏化时间到。将敏化后的碳素纸平铺在经过用碳酸镁和滑石粉擦试干净的平整玻璃板上，放入通风干燥箱中干燥。干燥环境为无尘，温度为15～18℃，干湿度为65～75，一般干燥时间为4小时。敏化前的碳素纸胶面呈麻状，敏化后的碳素纸胶面光洁，无缺陷。
c)碳素纸曝光将经过敏化的碳素纸视画面大小及金属板形状裁成一定的尺寸，然后将掩膜版覆盖在碳素纸胶面上，对好画面位置，注意画面正视时应为反面，用透明胶带纸将掩膜版(阴片)与碳素纸固定住，然后放入晒版机中抽真空，使掩膜版与碳素纸紧密吸附(敏化后的碳素纸操作都是在红灯下进行)，确信吸附完毕后，打开曝光灯源，实施曝光。所用光源以日光灯为佳。曝光时间取决于光强及曝光距离，具体时间可通过实验确定。一般功率为400W，既10根40W日光灯，灯距为600毫米时，所用曝光时间为4分钟。
d)碳素纸过版碳素纸过版即将碳素纸粘附到金属板上。碳素纸曝光完毕后，将碳素纸从晒版机中取出，胶面朝下覆盖在已经过除油处理且已吹干的金属板表面上，校对好位置，将碳素纸一端用胶带固定在金属板面上，然后掀起碳素纸，向整个金属板面浇去离子水，去离子水温度以15℃为宜。边浇边用胶辊将碳素纸压粘在金属板面上。这是由于碳素纸胶层遇水膨胀，靠物理作用而粘附在金属面上。注意浇水量宜少而均匀地铺满整个金属板面。采用去离子水过版的目的是以防有杂质颗粒粘附在胶层上而破坏画面效果。
e)显影撕去固定用的胶带，将过完版的金属板浸泡在40℃的温水中，温水通过浸透纸基使纸基脱开胶面。为了加快纸基浸透速度，浸入温水前可先用浸透酒精的棉花擦拭纸基面直到全部变为深色为止。一般约需2分钟左右时间，纸基便可轻松地揭下，此时注意保持水温在40～45℃左右，再浸泡1分钟左右时间，便可用棉花在水中轻轻擦拭胶面，此时大量红色从胶面脱下，直到金属表面呈现出清晰的感光胶图案为止。用自来水冲凉整个板面再用吹风吹干整个板面。为了加快干燥速度，也可以在冲凉后向整个板面倒入酒精，然后吹干。至此，金属板面上感光胶图案制作完毕。
4.腐蚀将具有感光胶图案的金属板周边及背面用油漆或宽胶带保护起来。
腐蚀时，腐蚀液先使固化层膨胀，然后再渗透固化层，最后到达金属基体与金属发生化学反应，在相同的腐蚀时间内，不同厚度固化层下的金属实际腐蚀时间是不同的，这样通过控制其整个版面腐蚀时间来达到有选择性地将掩膜图形的连续调对应转化为蚀刻深度的连续变化，从而达到形成具有照片视觉效果的金属画。
由于碳素纸胶层对水敏感，因此配制腐蚀液时注意其波美比的浓度≥Be40，采用腐蚀剂为中性盐。在本实施例中腐蚀液的波美比浓度为Be40，腐蚀剂为FeCl3。
腐蚀时，腐蚀液浸透胶层，胶层最薄处最先腐蚀，其发生腐蚀时间称为初腐蚀时间。初腐蚀时间与腐蚀液浓度及温度有关，浓度越低，温度越高，则初腐蚀时间越短，否则则越长。同时还与环境干湿度有关，越潮湿、则初腐蚀时间越短。初腐蚀时间偏短及偏长都是不利的，初腐蚀时间偏短，预示着整个金属板面可允许的腐蚀时间短，画面高调部位易发生过蚀现象，破坏蚀刻图案的蚀刻层次。初腐蚀时间太长，则预示着整个金属板面需很长时间腐蚀，不仅不经济，而且还可能使低调部位因腐蚀时间太长而破坏细腻的层次。较理想的腐蚀温度为20～25℃，干湿度为75。腐蚀时间依画面情况而定，一般需10～20分钟。
5.去膜腐蚀完毕后，立即用自来水冲洗金属板面，特别注意要冲净板面上的腐蚀残液，此时碳素纸胶层遇水膨胀从金属板上脱落，露出蚀刻画面。撕掉保护胶带，去除保护油漆，处理净整个金属板的正反面，并用吹风吹干。
6.涂透明保护漆用丙稀酸清漆刷或喷涂在金属板的正面(画面)，然后在烘干箱中烘干，温度为100℃。经此处理后，蚀刻画面便不会因手指触摸而留下污迹。最后采用电泳办法，将透明丙稀酸电泳漆罩在金属画面上。
7.装裱将处理妥善后的金属照片，选取合适的色调和框架结构装裱起来。
至此金属画制作工艺全部完成。
本发明的效果是能够在金属表面形成具有连续过渡调，层次丰富、且细节清晰的具有照片效果的金属画，即金属照片。这种照片是一种观赏性较强的且可长期保存的艺术品。
权利要求
1.光化学蚀刻制做金属照片技术，其特征在于在金属表面进行光化学蚀刻的去除加工，根据金属表面不同深度的加工点或面由于光漫反射现象而产生色调差异的特点，利用去除加工深度的变化反映实物的色调分布与层次，使具有一定光洁度的金属表面形成清晰的具有层次感的逼真图像。
2.根据权利要求1所述的光化学蚀刻制做金属照片技术，其特征在于上述光化学蚀刻的加工程序为a)制作出能清晰反映出实物细节的具有连续变化色调的阴片；b)选取适合用于制作清晰的金属照片的金属板材，将其剪裁成一定规格，通过机械加工及后续抛光手段，使金属表面粗糙度达到Ra0.01以下，并对金属板进行除油处理；c)利用感光技术，在金属板表面制作出由不同厚度感光胶层形成的反映阴片效果的阳图案；d)对上述载有感光胶图案的金属表面进行化学腐蚀，利用一定浓度的化学腐蚀液渗透不同厚度的胶层所需时间的差异，在金属表面蚀刻出不同深度的加工点或面组成的图案。e)清洗去膜；f)涂透明保护漆；g)装裱。
3.根据权利要求2所述的光化学蚀刻制做金属照片技术，其特征在于制作金属板表面感光胶图案的方法是，利用碳素纸做感光胶，用已制做好的阴片作为感光胶图案的掩膜版，使掩膜版与碳素纸紧密吸附后实施曝光，然后将曝光完毕的碳素纸胶面粘附在金属板面上实施显影。
4.根据权利要求3所述的光化学蚀刻制做金属照片技术，其特征在于，采用的腐蚀剂为FeCl3，腐蚀液的波美比浓度为Be40～45，温度为20～25℃，干湿度为75。
全文摘要
光化学蚀刻制做金属照片技术,特点是在金属表面进行光化学蚀刻的去除加工,利用去除加工深度的变化反映实物的色调分布与层次,使具有一定光洁度的金属表面形成清晰的具有层次感的逼真图像。本发明所制出的金属画或金属照片层次丰富、细节清晰,是一种观赏性较强且可长期保存的艺术品。
文档编号B44C1/22GK1200412SQ9711067
公开日1998年12月2日 申请日期1997年5月26日 优先权日1997年5月26日
发明者杨晓辉, 张殿香 申请人:大连理工大学