De etstechniek d.m.v. zuur is al ongeveer 500 jaar oud. Allereerst werd ijzer veelal gebruikt, dat vanaf ongeveer 1520 werd vervangen door koper. Dit werd geëtst met een salpeterachtig zuur. Door de reaktie kwam echter het gevaarlijke gas stikstof dioxide vrij.
Rembrandt etste met een gemengd zuur dat hoofdzakelijk bestond uit zoutzuur en wijnsteenzuur.
Salpeterzuur, dat nog steeds gebruikt wordt voor het etsen van zink, werd geintroduceerd in de tweede helft van de achttiende eeuw. Dutch mordant verscheen in het midden van de negentiende eeuw. Veel grafici geven de voorkeur aan ijzer chloride, maar dit dient met een zuur te worden gemengd om "onderetsen" te voorkomen. Het is echer belangwekkend om vast te stellen dat er op het gebied van etsvloeistoffen de laatste 150 jaar niet veel is veranderd.

Studies van de overheid en andere instellingen hebben aangetoond dat de sterke zuren die gebruikt worden bij het etsen schadelijk zijn voor zowel de betrokkenen als voor de omgeving. De dampen van zoutzuur en salpeterzuur en salpeterverbindingen (nitraten) die in het metaal gevormd worden, hebben geen sterke geur. Daardoor merkt men niet dat de gassen schadelijk zijn. Zuren, evenals het chloor dat vrijkomt als koper met Dutch Mordant wordt geëtst zijn schadelijk voor de slijmvliezen in de neusholte en de luchtwegen. Het traanvocht van de ogen kan bovengenoemde gassen opnemen en dit kan een risico zijn voor dragers van contaclenzen.

Allerlei maatregelen in de ruimtes waar met zuur wordt gewerkt kunnen worden genomen. De risico's kunnen hierdoor aanmerkelijk worden verminderd, maar nooit uitgesloten. Kostbare ventilatiesystemen moeten worden aangelegd en onderhouden.
Het verwijderen van zuren via afvoersystemen kan leiden tot corrosie en zelfs tot verstoppingen in het afvoersysteem.

Het zijn niet alleen zuren die gevaarlijk zijn, ook asfaltpoeder en harspoeder die worden gebruikt zijn gevaarlijk voor de longen. Deze "stofdeeltjes" kunnen zich afzetten op longcellen, waardoor het vermogen van deze cellen om zuurstof op te nemen wordt verminderd.

Bij het traditionele etsen wordt het metaal voorzien van een zuurbestendige laag zoals "harde grond". Vervolgens wordt de afbeelding in de harde grond getekend met een scherp gereedschap (naald). Hierdoor wordt plaatselijk de harde grond verwijderd en komt het metaal bloot. Vervolgens wordt gewerkt met zuur, d.m.v. een borstel of door onderdompeling in een zuurbad. Het zuur lost vervolgens het metaal op en er ontstaat een "groef" in de plaat waar met materiaal wordt weggeëtst. De resulterende etsvloeistof bevat opgelost metaal. In tegenstelling tot het "zuivere" metaal zelf, mag opgelost metaal in zuren niet in het milieu terechtkomen omdat waterzuiveringssystemen veelal niet in staat zijn om de metalen er uit te halen.

De electrische methodes kennen niet de bovengenoemde tekortkomingen van het traditionele etsproces. We hebben twee verschillende technieken ontwikkeld. Het Electro-etch® systeem produceert een lijnets. Het verwante Microtint® systeem geeft een ruw oppervlak op de plaat, waardoor de plaat behandeld kan worden vergelijkbaar met aquatint, maar zonder het gebruik van harspoeder. In beide systemen wordt een electrisch geleidend, op water gebaseerd, electrolytische oplossing gebruikt, en twee platen die in de oplossing zijn ondergedompeld. Deze platen zijn verbonden met een gelijkstroombron. De plaat die we willen etsen is de anode, de andere plaat is de kathode.

In deze techniek stromen electronen van de te etsen plaat (de anode) naar de kathode. Hierdoor worden de metaalatomen omgevorm tot in water oplosbare ionen. Deze ionen stromen door de vloeistof naar de de kathode waar de ze de electronen weer terugkrijgen en zo weer omgevormd worden tot metaal. Het proces is derhalve een gesloten systeem dat metaal verplaatst van de kathode naar de anode, zonder toevoeging van een chemisch product of katalysator. Het aantal ionen dat in het bad is opgelost veranderd niet, waardoor het bad weer opnieuw bruikbaar is. Microtint en Electro-etch processen hebben geen zuur nodig, en mits correct uitgevoerd, produceren geen gassen.

EERDERE POGINGEN
In 1912 kregen Schwuchow en Johnston in de V.S. patent op een proces dat gebruik maakte van zinkplaten, die voorzien waren van een anodische lichtgevoelige laag, die dienden als anodes in een electrolytische cel met het doel om halftoon platen te maken. Het onderliggende principe is daarna voor verschillende toepassingen gebruikt. Anodisch etsen heeft echter nooit brede erkenning gekregen onder grafici. De meest recente boeken over grafische technieken maken er geen melding van. Nik Semenoff en Christine Christos hebben recentelijk bericht over anodisch etsen voor een lijnets. In hun werk werden andere electrische spanningen en andere electrolytische vloeistoffen gebruikt als bij onze procédés. Wij zijn er van overtuigd, in tegenstelling tot wat Semenoff denkt, anode en kathode van het zelfde materiaal moeten zijn. Eveneens dient volgens ons, het metaal in de elctrolytische oplossing ook van dezelfde soort te zijn. Het werk van Semenoff suggereert dat de traditionele aquatinttechniek nodig blijft voor grote platen. Wij hebben de ervaring dat de Microtint techniek ook werkt bij grote platen.
Eerdere werden in een soortgelijke techniek (anodisch etsen) spanningen gebruikt van 5 tot 10 volt. Wat er aan de anode of de kathode gebeurt hangt van veel factoren af, zoals spanning en de samenstelling, concentratie en zuurgraad van het electrolyt. De reden waarom er zoveel factoren een rol spelen is dat ionen met elkaar "wedijveren" afhankelijk van hun "positieve" of "negatieve" lading. Bij een spanning van 5 tot 10 Volt vormen de meest succesvolle ionen, in een op water gebaseerde oplossing, waterstofgas aan de kathode en zuurstof aan de anode. Deze twee gassen zijn in combinatie zeer explosief en kunnen worden ontstoken door een enkele vonk.

De concentratie van metaal-ionen in de oplossing is een van de factoren die de sterkte van de stroom bepalen en derhalve ook de hoeveelheid opgelost metaal. Lage concentratie geeft een zeer langzaam etsproces. Concentraties vlak bij het verzadigingspunt kunnen er zelfs voor zorgen dat het electrolyt een dunne maar dichte laag op de anode vormt, waardoor de stroom wordt verminderd. Zelfs bij een spanningsniveau van 5 tot 10 Volt, bij een ionen-concentratie van 25 gram per 100 cc kopersulfaat of zinksulfaat, komt er zuurstof vrij aan de anode on de vorm van metaal-oxide. Als de anode uit koper bestaat, zal deze zuurstofvorming het etsproces stoppen, omdat koper-oxide electriciteit niet geleidt. Als de anode uit zink bestaat, zal langzamerhand de inhoud van het bad geheel veranderen, omdat zink hydroxide ( verbinding van zink, waterstof een zuurstof) basisch is waardoor de pH waarde oploopt, waardoor de vloeistof in het bad uiteindelijk stroperig wordt. Vanwege al deze effecten is voor eerdere soortgelijke etssystemen altijd gewerkt in combinatie met een zuur. Het zuur neutraliseerde de eerder genoemde effecten.

ONZE METHODES

Verklaring van de techniek

Evenals bij de traditionele etsmethodes, moet bij de Electro-etch- en Microtint-technieken gedeelten van de plaat bedekt zijn met een afdeklaag. De afdeklaag moet daar verwijderd worden waar geëtst wordt. Traditionele afdekmaterialen, mits voorzichtig gebruikt, zijn geschikt voor onze methode.

De etsmethode die wordt gebruikt en de etstijden bepalen welke afdeklaag moet worden gebruikt. De achterkant moet afgeschermd worden van het zuur, met de traditionele afdeklak of een gelijmde plastic folie. Harde grond is goed bruikbaar voor etstijden van minder dan twee uur.

Zelfs bij een lage spanning kan deze methode een "afdrukbare" lijn etsen in een koperplaat die bedekt is met harde grond en waar een lijn in is getekend. Het is opvallend dat de lijnen die electrolytisch geëtst zijn een extra "glinstering" geven die niet wordt waargenomen bij lijnen in zuur geëtst. We hebben vastgesteld dat het "inkt-houdend-vermogen" van deze lijnen beter is dan bij lijnen die door zuur gevormd zijn. Vergrotingen van de lijnen (ong. 6x) tonen een kristallijne structuur die zich niet voordoet bij hogere spanningen. (bijv. 5-10 Volt) Metaaltechnisch onderzoek bevestigt deze bevindingen. De geëtste lijn d.m.v. zuur heeft een veel regelmatiger voorkomen dan de lijn die electrolytisch geëtst is. De laatste toont verschillende erosie-niveaus van de kristallijne struktuur van het metaal.

Het metaal reageert sterker op die plaatsen waar lijnen zich kruisen of waar hoeken gevormd worden. Bij etsen met lage spanning wordt dit effect versterkt, hetgeen bij etsen in zuur niet het geval is. Dit verklaart de "ruwe" structuur van een electrolytisch gemaakte ets, en ook daardoor het vermogen om meer inkt op te nemen.

Er is nog een voordeel aan onze methode. Bij het etsen met zuur vindt vaak een soort "onderetsing" plaats; het zuur tast de zijkanten van de eerder geëtste groef aan, zelfs tot onder de afdeklaag. Dit proces leidt tot verzwakking van de bovenlaag van het metaal en tot verbreding van de lijn. In het Electro-etch proces komt dit fenomeen nauwelijks voor. Alleen het etsen voor "blinddrukken" waarbij zeer diep moet worden geëtst is het, in beperkte mate, na vele uren etsen waarneembaar.

Bij de traditionele aquatint wordt de gehele plaat voorzien van harspoeder. De plaat wordt verhit op een zodanige manier dat de harsdeeltjes iets smelten om aan de plaat te kleven. De delen waar het zuur niet mag komen worden vervolgens bedekt met harde grond. Hierna wordt de plaat ondergedompeld in zuur. In het zuur worden er kleine putjes uitgebeten tussen de hars- of asfaltdeeltjes. Deze putjes houden later de inkt vast. Bij anodisch etsen op lage spanning ontstaat er een ruwe cristallijne struktuur in elke lijn. Deze eigenschap kan ook zorgen voor een struktuur aan het oppervlak van de plaat. We hebben vastgesteld dat onze Microtint methode op een goede manier plaattoon kan creëren.

Bij het gebruik van lage elektrische spanning ontstaat op het oppervlak van het metaal een reproduceerbare, mooie, egale grein. We hebben grijstonen gemaakt van zeer lichtgrijs tot diepzwart. Bij Microtint bestaat, in tegenstelling tot de normale aquatint, niet het gevaar van "onderetsen", waardoor de inkt op die gedeeltes niet meer kan worden vastgehouden. Des te langer de stroom door het bad gaat, des te donkerder worden de grijstonen.

Microtint kan ook worden gebruikt, samen met conventionele technieken als vernis mou (zachte grond) en suiker-aquatint, zonder dat harspoeder op de plaat moet worden aangebracht. Men kan ook "zuurbestendig" materiaal op de plaat aanbrengen, met bijvoorbeeld een lithografische pen, een viltstift, of met Oostindische inkt. Deze materialen zijn niet heel lang bestand tegen het proces en zullen hier en daar stroom gaan doorlaten. Dit geeft "zachte grijseffecten" op de plaat, hetgeen gewenst en bruikbaar kan zijn.

Complexe patronen van verschillende grijstinten kunnen worden bereikt door in het begin van het proces de plaat te bedekken met een gelijmde plastic folie. De gewenste afbeelding wordt op het plastic getekend en aan de hand hiervan wordt een gedeelte uitgesneden en blootgesteld aan het etsproces. Deze benadering kan worden gebruikt om een normale Microtint structuur te krijgen, maar ook om dieper te etsen zoals bij een blinddruk. Men kan zelfs hiermee de plaat kompleet dooretsen, d.w.z. gaten in de plaat maken. De laatste variant kan ook worden gebruikt om de buitenomtrek van een plaat uit een grotere plaat te etsen. Een blootgesteld deel waarin de plaat nog net niet is doorgeëtst kan worden gebruikt voor blinddruk. Het ziet er echter anders uit dan de normale "holtes" die door zuur ontstaan zijn. Bij de Microtint techniek is het geëtste oppervlak ruw en zal inkt vasthouden.

PROCESBEHEERSING
Het succes van het Microtint proces staat of valt met het beheersen van een aantal factoren. Alle normale voorwaarden zoals schoonmaken van de plaat, het polijsten, en het voorkomen van vettigheid en vingerafdrukken, gelden nog steeds. Omdat het nieuwe proces heel gevoelig is , zal een onbedoelde vingerafdruk later op de afdruk duidelijk te zien zijn.
Er is een bepaald gedeelte van het proces dat meer aandacht vraagt dan bij het traditionele etsen. De etsgrond moet uiteraard schoon zijn, en als hij op de plaat is aangebracht vrij van bobbeltjes. Bij het traditionele etsen zijn kleine openingen in de etsgrond niet zo erg omdat maar heel weinig zuur door deze openingen de plaat kan bereiken. Bij Electro-etch wordt het metaal verwijderd zodra er een opening is waar de stroom door kan. Als de hechting van de etsgrond goed is, maar er is toch een opening, bijvoorbeeld ter grootte van een speldeknop, dan zal er toch een substantieel materiaaltransport plaatsvinden, zeker als de etstijden langer zijn. Als er lange etstijden nodig zijn, en er is geen sprake van een tekening op de plaat, is het aan te raden een beschermingslaag te gebruiken, bijvoorbeeld "Miccroshield". Deze coatings vormen een flexibele deklaag, waar niet in kan worden getekend.

De hoogte van de temperatuur in het bad is belangrijk. Bij een electrische stroom komt warmte vrij. Dit effect is verwaarloosbaar bij het etsen van kleine oppervlaktes , maar het kan belangrijk worden bij het dooretsen van platen of het maken van platen voor blinddruk. Als de temperatuur in de werkruimte al hoog is zal het eerder problemen geven. Bij hogere temperaturen kan het ook leiden tot het zachter worden van de beschermende lagen op een plaat. Evenals bij het conventionele etsen moet er een goede aanhechting zijn van de etsgrond op de plaat. Daarom moet een temperatuur van hoger dan 30°C zoveel mogelijk worden vermeden, om te vooorkomen dat er electrolyt gaat lekken tussen het metaal en de etsgrond. Dit zou leiden tot onbedoelde aantasting van het plaatoppervlak.

In tegenstelling tot een bij een gewone zuur-ets, kunnen platen korte periodes in het electrolyt blijven als de stroom is uitgeschakeld. De plaat wordt dan niet aangetast. Echter, als de plaat gedurende langere periodes in het electrolyt blijft, kan vanwege oppervlaktespanning de electrolyt-oplossing omhoog kruipen en de electrische kontakten aantasten. Daarom bevelen we aan om, als de platen niet worden gebruikt, ze met water schoon te spoelen en op te bergen. Als de plaat geëtst is, wordt deze met de traditionele methodes afgedrukt.

AFVAL
Voorschriften betreffende afvalverwijdering verbieden het verwijderen van koper electrolyt via het normale rioleringssysteem. (zinksulfaat is echter niet schadelijk). Koper-inonen worden echter omgezet in onschadelijk metallisch koper door kontakt met metallisch ijzer, bij voorkeur in fijne poedervorm. Koperplaten die uit het electrolytisch bad gehaald worden moeten in een waterbak schoongespoeld worden met behulp van een roestvrij stalen borstel. Een aluminium borstel kan ook worden gebruikt. Het ijzer is de roestvrij staal borstel zal niet gaan roesten, maar het zal het koper- sulfaat omzetten in koper. Het electrolytisch bad dat bestaat uit kopersulfaat kan, in principe, oneindig lang worden gebruikt. Als het uiteindelijk moet worden verwijderd moet het worden "geneutraliseerd" met ijzeren spanen (vijlsel of i.d.). Het omzettingsproces werkt beter als de spanen eerst met een oplosmiddel vetvrij worden gemaakt. De lectrolytische vloeistof doen we eerst in een reservoir met een kraan aan de onderkant. Vervolgens doen we de staal-spaanders in het reservoir en roeren regelmatig. De omzetting is kompleet als het diepblauwe van het kopersulfaat is vervangen door een heldere iets gelige oplossing en een donkere oranje afzetting op de bodem. Als aluminium wordt gebruikt in plaats van ijzer, dient een beetje azijnzuur te worden toegevoegd. Het proces en de verkleuring gaan verder hetzelfde. Het is veilig om vervolgens de ontstane oplossingen via het riool te verwijderen.