Polymetaal

De kopersulfaat-oplossing als etsmiddel voor zink.

Edinburgh Etch als etsmiddel voor koper
In de grafische wereld is er een behoefte om het werken met salpeterzuur zoveel mogelijk te beperken. In de PWE (Printmaking Workshop Edinburgh) etst men koper, ijzer en zink met ijzerchloride waaraan citroenzuur is toegevoegd, de zogenoemde Edinburgh Etch. De toevoeging van citroenzuur voorkomt de bekende zwarte neerslag bij ijzerchloride.
Wanneer je met Edinburgh Etch op koper werkt, komen er (waarschijnlijk) geen giftige dampen vrij, maar wel een kleine hoeveelheid waterstofgas; de vloeistof etst mooie, gladde groeven. Nadelen zijn, dat bij het klaarmaken van bet etsbad zoutzure dampen vrijkomen en bij verstuiving van de kristallen huid, ogen en longen geirriteerd kunnen raken. Daarnaast is de oplossing erg zuur en geeft vlekken die niet meer zijn te verwijderen. Voor academies en grafische werkplaatsen is het (voorlopig) echter een bruikbare manier om op koper te worken, omdat er bij het etsen zèlf geen giftige dampen vrij komen.

Voor de meeste grafici is koper echter te duur, waardoor ze zink gebruiken. Onze ervaringen bij het etsen van zink met Edinburgh Etch zijn niet positief. Het zou mooie gladde groeven moeten geven, maar dat doet het niet: het bijt onregelmatiger dan salpeterzuur. Een groter nadeel is dat er giftige dampen bij vrijkomen. Als er veel zinkplaten tegelijk in één bad worden geëtst, of als een plaat met veel open structuren wordt gebeten, stijgt er een zoutzure damp op uit het bad, Deze damp werkt irriterend en er kunnen op de lange termijn schadelijke effecten en vergiftigingsverschijnselen optreden. Dat wilden we de kunstenaars, studenten en onszelf pertinent niet aandoen. Ook Friedhard Kiekeben raadt nu het gebruik van Edinburgh Etch af op zink. Hij zegt daarover: "Spoedig na de publicatie van Keith Howard's boek Non-Toxic-Intaglio Printmaking, realiseerde ik mij de mogelijkheid van een ongekontroleerde chemische reaktie bij het etsen van zink, er kan veel warmte vrijkomen waardoor er zelfs chloordampen kunnen vrijkomen"

Bordeaux Etch als etsmiddel voor zink
"I have called this Bordeaux Etch, because a copper sulphate solution is better known to vine growers, farmers and gardeners as Bordeaux mixture (Bouillie Bordelaise, La Morsure Bordelaise), very widely used as a spray against mildew." De Engelse graficus Cedric Green publiceerde in 1998 een artikel en een boekje over elektrolytisch etsen. Green beschrijft hierin nog een andere techniek: het etsen van zinken platen in een oplossing van kopersulfaat (CuSO4). De techniek is van een overtuigende simpelheid: kopersulfaat bij water mengen en vijf minuten wachten om de kristallen op te laten lossen. Als je nu de plaat in het bad stopt, ontstaat er direct een zwarte neerslag op het blootliggende rink. Dat betekent dat de chemische reactie optreedt. Het grote voordeel boven het etsen met salpeterzuur of ijzerchloride is dat er hierbij geen giftige dampen vrijkomen. Als je zink etst met kopersulfaat, treden er twee belangrijke reacties op. Ten eerste tast het zure kopersulfaat het zink aan, waardoor waterstofgas vrijkomt en het zink in oplossing gaat. Ten tweede reageert het zink met de koperionen, waardoor het zink in oplossing gaat en het koper neerslaat (dit is het donkerbruine tot zwarte sediment dat je ziet ontstaan). Dere twee reacties verlopen tegelijkertijd en door elkaar heen.

Nieuwe ontwikkeling: In het voorjaar van 2003 heeft Friedhard Kiekeben (de "uitvinder" van de Edinburgh Etch) de "Saline Sulphate Etch" ontwikkeld. Wij noemen dat de "zoutsulfaat-ets" al is die naam een beetje misleidend. Hierdoor is het etsen in kopersulfaat aanmerkelijk versneld en verbeterd. Klik op Zout-Sulfaat-ets voor meer informatie.

Werkwijze
De etsplaat kun je klaarmaken zoals je dat normaal doet. Leg de plaat in het bad, de lijnen worden ogenblikkelijk zwart. Veeg met veer of kwast over de pleat om deze neerslag te verwijderen. Als er veel neerslag in het bad rond drijft, maakt dat het zicht op de lijnen onduidelijk. Het is handig om een plastic rooster in het bad te leggen waaronder het sediment zakt. Is de plaat lang genoeg geëtst, haal hem dan uit het bad (handschoenen gebruiken). Af laten druipen en afspoelen met water. Individuele kunstenaars, die kleine hoeveelheden zink etsen, kunnen het spoelwater via het riool afvoeren. Grafische ateliers en academies raden we aan een bezinkbak te gebruiken. Wordt het bad te zwak dan kunje nog twee tot drie keer een oplossing van kopersulfaat toevoegen voordat het onbruikbaar wordt, daarna moet alles worden afgevoerd.

Afvoer
De eenvoudigste en duurste manier is om de uitgewerkte vloeistof met het sediment in zijn geheel als chemisch afval te laten afvoeren. De langzame manier is om de bak leeg te gieten in een grote plastic emmer en het een paar weken te laten staan totdat het water is verdampt, en alle zouten in de oplossing een dikke harde korst vormen. Zet de emmer op zijn kop in een plastic zak en sla op de bodem. De korst valt in stukken in de zak on die kun je als klein chemisch afval wegbrengen.

Gezondheid en veiligheid
Bij het etsen met kopersulfaat wordt de oplossing niet warm, er vormen zich geen giftige dampen, het etsproces is goed beheersbaar en de in het zink geëtste groeven zijn gladder en regelmatiger dan bij salpeterzuur. Omdat er geen giftige gassen vrijkomen, kun je met je gezicht boven het bad hangen en blijvon kijken naar wat er zoal met de plaat gebeurt. Een vers aangemaakte oplossing is mediterraan blauw en ongeveer zo zuur als keukenazijn. Als het bad zwakker wordt, bleekt het en wordt helder als water; de oplossing wordt ook een beetje alkalisch. Bij de chemische reactie komt waterstofgas vrij, te zien als fijne belletjes die opstijgen van het metaal. Daar waterstofgas zeer brandbaar is, moet de ruimte goed worden geventileerd en moeten de etsbakken opengehouden wordon. In principe is het etsen met kopersulfaat niet gevaarlijk, zolang het waterstofgas zich maar niet kan ophopen. Dat betekent in de atelierpraktijk dat er niet per se hoeft te worden geëtst in een zuurkast of dater een afzuigsysteem nodig is. Ramen en deuren tegenover elkaar openzetten is meestal voldoende. Als je morst met de gebruikte oplossing zie je witte plekken ontstaan, dit is zinksulfaat. Wees daar net zo voorzichtig mee als met het kopersulfaat. Handschoenen aan en met een natte dweil de witte plek goed wegvegen. Zwangere vrouwen moeten voorkomen dat ze kopersultaat (bijvoorbeeld als stof) binnen krijgen, omdat kopersulfaat schadelijk kan zijn voor de nog ongeboren vrucht.

Andere metalen
Zink is het enige gangbare metaal dat zich makkelijk met kopersulfaat laat etsen. Koper in kopersulfaat werkt niet, er treedt geen reactie op. IJzer wordt in het begin wel aangetast, maar er slaat al gauw een laagje zuiver koper neer op het blootliggende ijzer en de reactie stopt: alleen grote, open partijen worden op den duur geëtst. Aluminium wordt door kopersulfaat niet of nauwelijks aangetast, tenzij er extra stoffen bij worden gedaan. Semenoff en Bader hebben dit nader uitgezocht. De truc is om keukenzout aan het kopersulfaat toe te voegen, waarna de reactie ogenblikkelijk van start gaat. Je ziet meer belletjes verschijnen dan bij het etsen van zink, er komt meer waterstofgas vrij, en op de lijnen vormt zich een dikke roodbruine laag koper. Dit sediment hoef je niet per se weg te vegen, er komt zoveel gas vrij dat de lijnen goed opengehouden worden. Er kan zich ook een gel vormen, dit is aluminiumnydroxide. Het maakt de oplossing troebel, zodat je niet goed kunt zien wat er gebeurt. Je kunt de vorming van de gel voorkomen door de oplossing wat zuurder te maken. Dit kan door; bijvoorbeeid, een paar druppels zwavelzuur bij de oplossing te gieten of het zout NaHSO₄ toe te voegen. De reactie is heftig en de temperatuur van het bad stijgt. Lijnen in het aluminium worden bij het etsen grof en open vlakken zo pokdalig dat je geen aquatint nodig hebt. Zinken platen kunnen tegelijkertijd met aluminium platen in hetzelfde mengsel worden geëtst.

Verhoudingen
Zink:
Kopersulfaat etst zink op een regelmatige wijze, de reactie is niet heftig en er komt geen warmte vrij. Onderstaande verhoudingen zijn een richtlijn voor het maken van een mengsel voor bepaalde technieken.

• 100 gram kopersulfaat op 1 liter water etst als salpeterzuur van ca.12% (geschikt voor wild bijten en lijnets)
• 50 gram kopersulfaat op 1 liter water etst als salpeterzuur van ca. 8% (geschikt voor fijne lijnets, vernis mou en grove aquatint)
• 25 gram kopersulfaat op 1 liter water etst als salpeterzuur van ca. 5% (geschikt voor fijne aquatint)