Polymetaal

Attacking agents ; Etsmiddelen 

Etsende middelen.
 Onder deze rubriek vindt de lezer alle producten die bij het maken van prenten worden gebruikt om doek, papier, stenen en natuurlijk metalen te etsen, aan te tasten en te schuren.

1. ZUREN.
A . SALPETERZUUR. Salpeterzuur is een sterk zuur. Het stond bij de alchemisten uit de oudheid bekend als aqua fortis en is het meest gebruikte zuur bij het etsen. De term ‘aqua fortis’ en het wijdverbreide gebruik ervan bij het etsen verklaren waarom de term voor ‘etsen’ in veel talen hiervan is afgeleid, zoals in het Frans (‘eau-forte’), het Italiaans (‘aquaforte’), enzovoort. Salpeterzuur kan ook worden gebruikt voor het schuren van platen en het voorbereiden van lithografische stenen. In zuivere vorm is het een kleurloze vloeistof.

Het is verkrijgbaar in verschillende concentraties, zoals 36°B, wat betekent dat het 700 gram zuiver zuur bevat, of 40°B (meestal ‘zuiver’ genoemd), wat betekent dat er 875 gram zuiver zuur per liter zit. Salpeterzuur wordt gekenmerkt door een directe, snelle en heftige etsing, die echter slechts oppervlakkig en wijdverspreid is, hoewel sterk. Het etst alle metalen, inclusief lood en zilver, met uitzondering van aluminiumplaten en de meeste roestvrije staalsoorten. Het etst ook alle organische stoffen. Dit zuur is zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen (laat het nooit in de zon staan). De volgende stoffen zijn bestand tegen de etsing: rubber, gutta-percha, teer, asfalt, was, harsen, paraffine, glas, keramiek en diverse soorten kunststof. Bij contact met metaal vormt het stikstofmonoxidebellen die de plaat tegen verdere aantasting beschermen.

Salpeterzuur moet worden bewaard in een pot of mandfles van glas of steengoed, afgesloten met een geslepen glazen stop (de binnenkant van de stop mag lichtjes worden ingeolied) of met een speciale kunststof stop. Men moet er rekening mee houden dat dit zuur lichtgevoelig is en door te veel blootstelling aan licht kan worden aangetast. Daarom moet het op een donkere plaats worden bewaard. De dampen van salpeterzuur zijn zeer giftig, maar vormen geen gevaar zolang ze niet worden ingeademd. Vermijd het inademen van de dampen die boven de etspan vrijkomen. Er moet echter wel gezorgd worden voor een goede en continue ventilatie van de werkruimte. In geval van brandwonden op de huid moet het getroffen gebied met veel water worden afgespoeld en vervolgens met koud, aangemaakt natriumcarbonaat. Men kan ook een pleister van wit magnesium op de verbrande plek aanbrengen.

Bij het etsen van koperplaten moet de concentratie van salpeterzuur worden verlaagd tot ongeveer 25°. Als het mengsel zonder hydrometer moet worden bereid, volstaan de volgende recepten. Voor een sterk etsmiddel meng je 1/3 zuur en 2/3 water; als je een zwakker etsmiddel nodig hebt, gebruik je 1/4 zuur en 3/4 water. Voor het etsen van zink en staal moet het etsmiddel tussen 5° en 15°B liggen. Een mengsel van 5° verkrijgt u door één deel zuur en negen delen water te gebruiken. Wanneer dit zuur wordt gebruikt voor het schuren*, moet het nog zwakker zijn: meng een oplossing van 50 ml zuur per 1000 ml water met wat aluin.
Wanneer salpeterzuur wordt gemengd met zoutzuur, zal de oplossing goud en platina etsen [* aquatint, etsen en lithografie].

B. ZWAVELZUUR. Vroeger stond dit zuur bekend als vitrioololie en tegenwoordig is het ook bekend onder de naam vitriool (zie hieronder onder het kopje ‘zout’). Zwavelzuur is sterk, vloeibaar en kleurloos in zuivere vorm. Het is verkrijgbaar in verschillende concentraties, namelijk 53°B (1054 gram zuur per liter), 61-62°B (1415 gram/liter) en 66°B (1760 gram/liter). De sterkste van deze concentraties is het meest geschikt voor technisch gebruik. Dit zuur tast alle organische stoffen en alle metalen die gewoonlijk bij het maken van prenten worden gebruikt hevig aan, met uitzondering van koper en lood. Het gebruik ervan is nog gevaarlijker dan dat van salpeterzuur. Als er water in dit zuur wordt gegoten, gaat het spetteren en wordt het heet. Giet het zuur altijd in water en nooit water in het zuur.

Als er brandwonden zijn ontstaan, was deze dan niet af onder stromend water uit de kraan. Het is beter om de verbrande plekken onder te dompelen in een grote hoeveelheid water, de brandwonden te drogen en ze vervolgens opnieuw te wassen met ammoniakwater, of de aangetaste plekken te bedekken met koude, kant-en-klare pleisters van natriumbicarbonaat.
Zwavelzuur dat wordt gebruikt om staal met een laag koolstofgehalte te lijnetsen, moet in de volgende verhoudingen worden gemengd: één deel zuur en twee delen water. Het lijnetsen met een dergelijke oplossing verloopt vrij snel, maar is ook ruwer dan met salpeterzuur. Het resultaat is dat de geëtste lijnen diep en breed zullen zijn. Zwavelzuur wordt ook gebruikt om staalbekleding van koperplaten te verwijderen, omdat het staal etst en niet reageert met het koper eronder. Ten slotte wordt het ook gebruikt om de glasoppervlakken van platen voor fotogravure te reinigen.n.

C. ZOUTZUUR. Zoutzuur is een sterk zuur dat in zuivere vorm kleurloos is (bij 22°B bevat het 300 gram zuur per liter en wordt het als zuiver beschouwd). Het wordt doorgaans gebruikt bij 20°B; in dat geval is het geel van kleur. Het is zeer bijtend en goed oplosbaar in water. Ondanks zijn bijtende werking verbrandt het de huid niet zoals de twee voorgaande zuren (salpeterzuur en zwavelzuur), tenzij het langdurig in contact blijft. Daarom wordt het soms, in verdunde vorm, gebruikt om zeer vuile handen te reinigen (maar zorg ervoor dat u uw handen na gebruik grondig afspoelt). Een grote hoeveelheid ophopende zoutzuurdampen is gevaarlijk, omdat deze een explosie kunnen veroorzaken.

Soms wordt dit zuur gebruikt bij het etsen van zink en staal; in dat geval wordt het gemengd met vier of vijf keer zijn volume aan water. In Duitsland werd het tijdens de oorlog gebruikt om het gebruik van salpeterzuur te vermijden, dat voor militaire doeleinden werd ingezet. Zoutzuur etst ook roestvrijstalen platen zeer goed wanneer het wordt gemengd met één of twee keer zijn volume aan water (of minder indien nodig). Als het wordt gebruikt om een plaat te reinigen door schrobben, wordt het verdund met tien keer zijn gewicht aan water.

D. FOSFORZUUR. In de handel is dit zuur, dat soms orthofosforzuur wordt genoemd, verkrijgbaar in een vloeibare vorm die zowel kleurloos als reukloos is. Er zijn gewoonlijk drie concentraties verkrijgbaar: 37,5°B, 60°B en 45°B. Meestal wordt gekozen voor de 45°B-oplossing. Deze bevat 65% zuiver zuur en is zeer goed oplosbaar in water.

Het is een geschikt zuur voor het reinigen door schrobben van ijzerhoudende metalen, maar wordt vooral gebruikt als een van de bestanddelen van de zink- en aluminiumpreparaten voor zowel lithografische methoden als bij offsetwerk [* lithografie, offset].

C. ZWAKKE ZUREN. Een aantal zwakke zuren wordt direct of indirect gebruikt bij het maken van prenten. Azijnzuur komt voor in twee verschillende concentraties, die beide vloeibaar zijn: 8°B, wat neerkomt op een concentratie van 40%, en in een meer geconcentreerde vorm die varieert tussen 98 en 100%. Dit zuur is zeer goed oplosbaar in water en bevriest bij temperaturen onder 17 °C (ongeveer 62 °F). Azijnzuur is een bijtend middel dat nauwkeurig en diep etst. Vroeger werd het, gemengd met salpeterzuur, gebruikt om zink- en staalplaten te etsen. Dit mengsel is echter gevaarlijk omdat het kan ontploffen. Tegenwoordig wordt azijnzuur meestal, gemengd met andere stoffen, gebruikt bij offset- en lithografiewerk.

Een ander zwak zuur is citroenzuur, dat voorkomt in de vorm van een massa kleurloze kristallen met een citroensmaak. Ook dit zuur is zeer goed oplosbaar in water. Het wordt voornamelijk gebruikt in de fotografie, bij lithografische werkzaamheden en in de offsetdruk.
Oxaalzuur komt eveneens voor in kristalvorm, is in water oplosbaar en zeer bijtend. Het wordt gebruikt voor het bereiden van metaalpoetsmiddelen en is ook een bestanddeel van staaletsmiddelen. Enkele recente toevoegingen aan deze lijst van zuren zijn: wijnsteenzuur, gebruikt in de fotografie en bij litho-offset, galluszuur en hydrofluorosiliciumzuur.

2. ALKALIËN.

B. KALIUMHYDROXIDE. Bijtend kaliumhydroxide is in vrijwel dezelfde vorm verkrijgbaar als natriumhydroxide. In vaste vorm is het zelfs nog gevoeliger voor luchtvochtigheid dan natriumhydroxide. Er zijn twee belangrijke soorten kaliumhydroxide verkrijgbaar: één met een zuiverheidsgraad van 36°B (44,5% zuiver) en één met een zuiverheidsgraad van 40°B (52% zuiver). Het heeft vrijwel dezelfde eigenschappen als natron, maar is iets duurder en wordt daarom minder vaak gebruikt. Er zij op gewezen dat 56 gram kaliumhydroxide 40 gram natron vervangt.

C. AMMONIAK. Ammoniak is een geconcentreerde oplossing van ammoniakgas en heeft een sterke, kenmerkende geur. Het is verkrijgbaar in de volgende drie concentraties: 22°B (20% gas, dat het alkali is), 25°B (27% gas) en 28°B (34% gas). Het is een zeer vluchtige stof die moet worden bewaard in een kolf met een geslepen glazen stop en op een koele plaats. Het wordt gebruikt als reinigingsmiddel bij litho-offset.

3. ZOUTEN.

B. ZWAVELZUURZOUTEN.
Deze categorie zouten wordt niet veel gebruikt in de grafische kunst. Kopersulfaat werd in het verleden gebruikt om het water in grote flessen te kleuren die dienden als reflecterende schermen om de plaat waarop werd gewerkt te verlichten (zie verdigris hieronder). Aluminiumsulfaat is een witachtige massa die oplosbaar is in water en wordt gebruikt bij het verlijmen van papier en bij het bereiden van lakken. Natriumsulfiet wordt gebruikt bij het bleken van papier en in de fotografie. Natriumbisulfiet wordt gebruikt bij litho- en offsetwerk, terwijl natriumhyposulfiet in de fotografie wordt gebruikt.

C. ZOUTEN VAN ZOUTZUUR.
Calciumchloride wordt gebruikt als droogmiddel en wordt in bakjes met korrels (bij aquatintwerk*) gedaan om de hars zo droog en poederachtig mogelijk te houden. Het wordt ook gebruikt om fotogravure- en offsetplaten droog te houden wanneer deze in hermetisch afgesloten bakjes worden geplaatst. Calciumchloride is verkrijgbaar in vaste vorm of als korrels en kan een aanzienlijke hoeveelheid vocht opnemen. Antimoontrichloride wordt gebruikt om een patina aan te brengen op ijzerhoudende metalen. Kwikbichloride is een kleurloos kristal dat oplosbaar is in water, alcohol en glycerine en dat zeer giftig is.

Het wordt gebruikt in de fotografie, om een patina op metalen aan te brengen, en ook om aluminium*-platen te etsen. Zinkchloride wordt gebruikt bij het reinigen door schrobben.
In het verleden werd natriumchloride (gewoon keukenzout) gebruikt als bestanddeel van een etsmiddel (samen met gerectificeerde azijn) en als grein bij het voorbereiden van het gegranuleerde* oppervlak bij de aguatint*. Ammoniumchloride, ook bekend als sal ammoniac, is een bestanddeel van het etsmiddel dat in de verhandeling over gravure van Abraham Bosse wordt beschreven, samen met azijn, keukenzout en verdigris. Het wordt ook gebruikt bij het steelfacing, samen met ijzersulfaat.

Ammoniumchloride wordt tevens samen met verdigris en zout gebruikt bij het maken van een honingetsmiddel*, dat als fijnetsmiddel voor koperplaten dient.
Het laatste zout uit deze categorie dat aan bod komt, is ijzerperchloride, een van de meest gebruikte zouten in de grafische kunsten (met name bij aquatint), in de fotogravure en bij het aanbrengen van een patina op metaal. Het verdient hier bijzondere aandacht vanwege al zijn toepassingen.
IJzerperchloride is verkrijgbaar in de vorm van gele of bruine kristallen die uiterst gevoelig zijn voor vocht en daarom moeten worden beschermd tegen elk contact met lucht. In het verleden maakten fotogravuremakers het zelf om zeker te zijn van goede resultaten.

De chemicus Bonnet, auteur van een verhandeling over fotogravure, gaf het volgende recept: „Doe enkele spijkers en punaises in een grote aardewerken pot en giet over de ijzeren spijkers en punaises een mengsel van zoutzuur en salpeterzuur dat hetzelfde is als dat wat in ‚aqua regia‘ wordt gebruikt (één deel salpeterzuur op drie delen zoutzuur). Het werk moet in de open lucht worden uitgevoerd, omdat het contact tussen de zuren en het ijzer na enkele seconden een stortvloed aan zeer schadelijke hyponitrietzuurdampen zal veroorzaken. Het mengsel moet af en toe worden geroerd. Indien nodig kan het mengsel worden verwarmd om de reactie te bevorderen, maar dit zal niet altijd nodig zijn.

Het resultaat van deze reactie is een bruinachtig-gele vloeistof die vrij dik is en die voornamelijk uit ijzerperchloride bestaat, met slechts wat ijzernitraat en een kleine hoeveelheid vrij zuur, enz. Het is een uitstekend mengsel voor fotogravure en hoewel het minder zuiver is dan wat in de handel verkrijgbaar is, zult u merken dat het superieur is". Tegenwoordig zijn er ook commercieel verkrijgbare producten van uitstekende kwaliteit.

 Over het algemeen wordt het benodigde etsmiddel bereid met behulp van kristallen, hoewel er ook kant-en-klare vloeibare oplossingen verkrijgbaar zijn. Het etsmiddel wordt bereid door 10 kilo (22 lb) kristallen te mengen met 3 liter (3,3 quarts) water bij een temperatuur van 15 °C (122 °F). Het vaste ijzerperchloride wordt in een bak van kunststof, rubber, zandsteen enz. gedaan (gebruik nooit een metalen bak) met een opening die groot genoeg is om de ingrediënten te kunnen mengen (het mengen moet ongeveer 20 minuten worden volgehouden). Weeg na afkoeling een monster van de verkregen vloeistof en verlaag de concentratie ervan (door water toe te voegen) tot 46°B.

Dit moet zorgvuldig gebeuren, aangezien de concentratie van de door de bovengenoemde mengeling verkregen oplossing ergens tussen 50° en 48°B zal liggen. Wees voorzichtig bij het toevoegen van water, want de concentratie daalt zeer snel. Vergeet niet het mengsel te schudden en zorg ervoor dat de temperatuur tussen 18° en 20° Celsius (64 en 68° Fahrenheit) ligt voordat u de hydrometer gebruikt. De oplossing is goed wanneer de vloeistof de 46°-markering van de hydrometer bereikt. Het meten moet gebeuren in een hoge bak waarvan de dikte in verhouding staat tot de te meten hoeveelheid. 

Het pasteuze bezinksel dat bij deze eerste menging ontstaat, moet worden bewaard voor gebruik bij het versterken van oplossingen of bij het maken van nieuwe oplossingen. Bij het hanteren van dit zout moet men voorzichtig te werk gaan en altijd rubberen handschoenen dragen. IJzerperchloraat is namelijk behoorlijk bijtend, ook al is het niet zo corrosief als sterke zuren. Het verkleurt de handen geel en veroorzaakt vlekken en etsende aantasting van kleding. Een 46°-oplossing van ijzerperchloride moet in relatief grote hoeveelheden worden bereid, aangezien deze wordt gebruikt voor de meeste etsmiddelen (zoals bij aquatint) en voor het maken van 41°-, 36°- en 33°-oplossingen, die op hun beurt worden gebruikt voor aanvullende etsbeurten, diepdruketsen, reinigen door schrobben, enz. De flessen met de verschillende concentraties moeten goed worden geëtiketteerd. Bovendien moeten de oplossingen vóór gebruik worden „gerijpt”, hetzij door 2 gram koperspaanders per 100 cm³ oplossing toe te voegen en op te lossen, hetzij door de nieuwe oplossing te mengen met 5 of 10% van een oude oplossing. De reden hiervoor is dat een te „verse” oplossing te sterk en te oppervlakkig bijt. Het etsmiddel is op zijn best wanneer het bruin is geworden, wat een tussenstadium is tussen doorschijnend en vrij zwart. Tijdens het gebruik raakt het etsmiddel uiteindelijk uitgeput. Dit gebeurt doordat het metaal oplost en het gewicht toeneemt. In het geval van koper neemt de concentratie met 1°B toe per 10 gram opgelost koper per liter, maar tegelijkertijd daalt de concentratie van zuiver ijzerperchloride met 10%. Een uitgeput etsmiddel etst langzaam en onregelmatig, wat een teken is dat het vervangen moet worden. Een deel van het oude etsbad kan worden bewaard om constante concentraties te waarborgen (10 tot 15 gram koper per liter is de juiste hoeveelheid). De ouderdom van een etsmiddel en het kopergehalte ervan kunnen alleen worden afgeleid uit de kleur van de oplossing. Een „vers“ etsmiddel is roodbruin en doorschijnend en wordt na enkele etsbeurten bruin en troebel, waarna het bij gebruik langzaam zwart wordt. Helemaal aan het einde begint het groenachtige waasjes te vormen. Deze verschillende stadia komen overeen met de volgende kopergehaltes: 15 tot 20 gram koper per liter wanneer het bruin is, tot 50 gram per liter wanneer het zwart is, en 35 of meer gram per liter wanneer het groenachtig is (wat ook het moment is waarop de oplossing ongeschikt wordt voor gebruik). Indien nodig kan men monsters van het etsmiddel (waarvan de eigenschappen bekend zijn) in reageerbuisjes bewaren en deze gebruiken om ze te vergelijken met de werkoplossing. Men zal merken dat het het beste is om een vers bereide oplossing een paar dagen te laten rijpen alvorens deze te gebruiken.
De oplossing moet in gesloten flessen of pannen worden bewaard om contact met lucht te voorkomen. Bovendien moeten de oplossingen worden bewaard bij dezelfde temperatuur als waarbij ze worden gebruikt. Tegenwoordig is ijzerchloride (= ijzerperchloride) populairder dan ooit vanwege de „minder giftige eigenschappen“. Vooral bij gebruik in verticale etstanks zijn bepaalde problemen met de neerslag van kristallen overwonnen. De Edinburg Etch is gebaseerd op het gebruik van ijzerchloride waaraan wat citroenzuur is toegevoegd. Dit verbetert de kwaliteit van het etsen en versnelt het proces. Meer details over het gebruik van deze oplossing zijn te vinden onder de rubrieken aquatint, etsen, etsmiddel en bijten.

D. FOSFORZUURZOUTEN. Natrium-, kalium- en ammoniumfosfaat worden soms gebruikt bij litho- en offsetwerk.

Wanneer sommige sterke zuren met water worden gemengd, komt er veel warmte vrij; hiermee moet rekening worden gehouden bij het meten van hun sterkte. In dergelijke gevallen moet de oplossing eerst afkoelen voordat deze wordt gemeten.
Zuur moet in water worden gegoten en niet andersom, om gevaarlijke spatten te voorkomen. Het gieten moet langzaam gebeuren, aangezien een plotselinge toename van de warmte (met name bij zwavelzuur) de gebruikte container kan doen barsten. Oplossingen moeten worden bewaard in containers die goed kunnen worden afgesloten en op de juiste wijze zijn geëtiketteerd, om verwarring en vertragingen te voorkomen.