Zusammenfassung eines Artikels über das Ätzen
Um den Artikel schnell lesbar zu machen, wurde er stark gekürzt. Bei Bedarf können Sie den ganzen Artikel kostenlos per E-Mail bei mir anfordern :
massow@emailkunst.de
Grubenschmelz, Ätzradierung und Platinen für die Elektronik
Angeregt wurde dieser Artikel durch eine Abhandlung in "Glass on Metal" (GOM Volume 23, No.5, Dec. 2004, Seite 102-103) von Gail Nelson, die über ihre Erfahrungen mit den weiterentwickelten Ätz- beziehungsweise Abdeckmitteln beschreibt, sowie durch eigene Recherchen im Internet.
Für die Ätzradierung wurden in den letzten Jahren eine ganze Reihe neuer Materialien entwickelt, die sowohl das Abdecken der Metallplatten als auch das Ätzen selbst effektiver, schneller und sicherer machen. Die wichtigsten Neuerungen sollen hier vorgestellt werden.
Abdeck-Materialien
1) Asphaltlack lässt sich gut durch Acrylfarben ersetzen. Acrylfarben auf Wasserbasis riechen nur wenig und sind nicht toxisch. In dem oben zitierten Glass On Metal-Artikel schreibt die Autorin, dass rote Farben besonders gut haften und sehr resistent gegen die Ätzlosungen sind. Eingesetzt werden können die Acrylfarben wie Asphaltlack.
2) 2) Für die Herstellung elektronischer Leiterplatten wurden besondere Abdeckstifte entwickelt. Mit diesen den normalen Faserschreiben ähnlichen Stiften wird das Design direkt auf die Metallplatte gemalt oder gezeichnet. Großer Vorteil: Man kann freie Zeichnungen direkt aufs Metall bringen. Auskratzen wie beim Asphaltlack entfallt. Geeignete Stifte und Bezugsquellennachweise finden am Ende des Artikels.
Hier jetzt die echten Neuerungen! Sie wurden in den 90er Jahren entwickelt, sind aber doch den meisten Emailleuren noch unbekannt.
a) PnP blue. PnP heißt soviel wie "positiv nach positiv" (im Gegensatz zu den Positiv-Negativ-Verfahren): Was im Entwurf schwarz ist, ist auf dem fertigen Werkstück die erhabene Linie oder Fläche. PnP blue ist eine Kunststofffolie, die mit einer lichtempfindlichen Abdeckschicht kaschiert ist. Man kann entweder mit gut deckenden Stiften oder Farben direkt auf der Folie zeichnen, mit einem Laser- oder guten Tintenstrahldrucker auf die Folie drucken oder eine Schwarz-Weiß-Zeichnung per Fotokopierer auf die Folie übertragen. Alle Arbeiten lassen sich bei gedämpftem Tageslicht durchführen. Wurde direkt auf die Folie gedruckt oder gezeichnet, muss die Folie mit UV- oder intensivem Sonnenlicht belichtet werden. Die belichtete Folie, beziehungsweise das Design-Bild, wird per Bügeleisen auf die Metallplatte übertragen. Nach dem Erkalten wird die Schutzfolie abgezogen. Die unbelichteten Stellen (also das, was beim Design schwarz ist) bleiben an der Metallflache haften. Das Werkstück kann nun geätzt werden.
b) ImagOnTM ImagOnTM ist das neueste Transfermaterial, das zur Zeit auf dem Markt ist. Entwickelt wurde es in erster Linie für Ätzradierungen. Obwohl auf den ersten Blick dem "PnP blue" ähnlich, unterscheidet sich die Handhabung doch wesentlich. gegenüber "PnP blue" höhere Arbeitsaufwand zahlt sich aber durch erheblich höhere Ätzstabilität aus.
Genaue Arbeitsanleitungen für "PnP blue" sowie für ImagOnTM erhalten Sie bei del Bestellung der Materialien.
Der große Vorteil der Folien besteht darin, dass sich Schwarz-Weiß-Fotos, PC-Ausdrucke und Zeichnungen sehr genau auf die Metallplatte übertragen lassen. Allerdings sind Halbtöne nicht möglich, was aber für die Herstellung von Grubenschmelzplatten ohne Belang ist. Nachteil: Das Verfahren kann nur auf planen Flächen angewendet werden.
Ätzlosung
Besonders interessant ist die von Friedhard Kiekeben neu entwickelte Ätzlosung, genannt "Edinburgh Etch".
In der "Edinburgh Etch", einer Ätzlosung auf Eisen(II)Chlorid-Basis, mit Zitronensäure, einem ungiftigen Salz als Zusatz, kann das Ätzgut mit der zu ätzenden Seite nach oben in das Bad gelegt werden. Der Zusatz von Zitronensäure bewirkt, dass sich der beim Ätzen entstehende Schlamm, der ein Weiterätzen behindert, auflöst. Damit wird der Ätzprozess durch den Schlamm, der sich in reiner Eisen(III)Chlorid-Ätzlösungen bildet, nicht mehr verzögert oder gar behindert. Die Lösung erodiert Metall auch schneller als reines Eisenchlorid (Erfahrungswerte etwa ½ Ätzzeit) und bleibt für einen viel längeren Zeitraum aktiv und stabil.
Hier die Ansätze der Stammlösungen für "Edinburgh Etch" für Kupfer und Messing:
1) Gesättigte Eisen(III)Chlorid-Lösung besteht aus etwa 35-40% Eisen(III)Chlorid-Granulat plus 65 bzw. 60% Wasser.
2) 25 gr. Zitronensäure wasserfrei + 75 ml Wasser (alle Angaben in Gewichtsprozent)
Die eigentliche Ätzlösung „Edinburgh etch“ besteht dann aus: 80% Stammlösung eins (gesättigte Eisen(III)Chloridlösung + 20% Stammlösung zwei (25%ige Zitronensäurelösung)
Neutralisation des Ätzgutes
Ist die Ätzung abgeschlossen, sollte das Ätzgut in einer Salz-Essig-Lösung, bestehend aus 1 Teil Kochsalz, 1 Teil Essig und 6 Teilen Wasser, neutralisiert werden.
Neutralisation und Entsorgung der "Edinburgh Etch"
Am besten entsorgt man verbrauchte Ätzlösungen bei einer kommunalen Sammelstelle für Chemie-abfälle. Details über den Neutralisationsprozess können auf der WebSeite
http://www.chester.ac.uk/art/kiekeben/fact.pdf gefunden werden.
Lösung zum Entfemen des Ätzgrunds
Die Lösung zur Entfernung des Ätzgrundes besteht im Wesentlichen aus wasserfreiem Natriumkarbonat (Soda) und Wasser.
Bezugsquellen
Wie bereits erwähnt, werden die für den Grubenschmelz benötigten Chemikalien und Abdeckmittel besonders in der Elektroindustrie und von Ätzradier-Künstlern benutzt. Deshalb bekommt man vieles im Künstlerbedarf- oder im Elektronikbedarf-Handel. Hier einige Adressen:
1) Rita Helmholtz, Osterende 21 (Feldhof) 21734 Öderquart, Telefon 04779-92 1588, Fax: 04779-92 15 20, e-Mail:
RHelmholtz@aol.com Hier erhalten Sic unter anderem auch das neue Abdeckmaterial ImagOnTM Ultra sowie die meisten Chemikalien und Hilfsmittel.
2) Thompson enamel vertreibt Eisen(III)Chlorid, Zitronensaure und die Abdeckfolien PnP blue und ImagOnTM ultra.
http://www.thompsonenamel.com
3) Conrad Elektronic GmbH, Klaus-Conrad Str. 2, 92530 Wernberg-Koblitz, Tel: 0180-5 31 21 11, Fax: 0180-5 31 21 10, Internet:
http://www.conrad.de Alle Materialien zum Ätzen wie Eisen(III)-Chlorid, Ätzschalen, Spezialstifte (Abdeckstifte zum direkten Zeichnen auf dem zu ätzenden Werkstück) usw. Geeignete Stifte sind: Edding 780, Edding 3000 Spezialstift, Spezialstift DALCO 33PC. Sic können den Hauptkatalog anfordern. Conrad unterhält auch Verkaufsfilialen in vielen deutschen Großstädten.
Literatur:
1) Glass on Metal (Vol. 15, Number 3, August 1996), "A Revolutionary New Blockout Technique Paul", by Katharine Wood with Paul Silverman.
2) Glass on Metall (GOM Vol 23, No.5, Dec. 2004, Seite 102-103) "Ätzen mit Metallsalzen, Ätzgrund & Entfernung des Ätzgrundes" van Gail Nelson 2004
3) The Contemporary Printmaker, IntaglioType & Acrylic Resist Etching by Keith Howard, ISBN 0-9741946-0-3
Internet:
Im Internet finden Sie unter den Stichworten: Intaglio, Keith Howard, Metal etch, Oktogon, Friedhard Kiekeben, Resist etching, etching und ähnlichen Schlagworten eine große Anzahl von Artikeln, die sich mit Ätzverfahren beschäftigen.
Edmund Massow, Geisenfeld
Hier noch etwas über geeignete Ätzreserven
(Ausschnitt eines Artikels aus dem „Coburger-Emailrundbrief 2-2005“ von Dr. Thomas Roth)
2 Komponenten-Lacke
Ein entsprechender Lack wird hergestellt von Coates Screen Inks GmbH in Gebinden zu 1 und 5 Liter. Internetseite:
http://www.coates.de .
Erhältlich sind die genannten Ätzreserven über die Raimund Weber KG, Zeppelinstr. 23 a, 85748 Garching-Hochbrück, Telefon 089/32 67 68-0
In seinem eigentlichen Anwendungsbereich für die Leiterplattentechnik wird der Galvanorestist-Lack im allgemeinen im Siebdruckverfahren aufgetragen - was ich mir durchaus auch bei seriellen Arbeiten in unserem Bereich vorstellen kann -, er lässt sich aber genau so gut nach Verdünnung mit Lösungsmittel auch in dünnem Strich, gegebenenfalls mehrmals, mit dem Pinsel auftragen, aber ebenso bei größeren Flächen mit Schablonen oder Farbroller.
Dass die Auftragsflächen staub-, fett- und oxidfrei herzustellen sind, versteht sich von selbst.
Für unsere Zwecke - also speziell unter dem Aspekt der für Grubenschmelz erforderlichen Tiefätzung - besonders geeignet ist der Ätz-und Galvano-Resist GF/HV 3571 (PVC Copolymerisate mit Zusätzen von anorganischen Füllstoffen und Pigmenten, hellblau) und die Ätzreserve APFIOO (schwarz), eine auch siebdruckfähige Farbe, die gegen alle sauren und alkalischen Ätzmedien beständig ist und sehr gute Metall-Haftungseigenschaften hat.
Beide Ätzreserven sind mit normalem und verzögerndem Verdünner (wenn längere Zeit und detail reich etwa mit Pinsel gearbeitet wird) erhältlich.
Strippbar sind die Ätzreserven durch arormatische Kohlenwasserstoffe, der Galvanoresist GF/HV 3571 auch in chlorierten und aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Die genauen Datenblätter können bei der Rundbriefredaktion Dr. Thomas Roth E-Mail-Adresse:
ThomasPOGGO@aol.com angefordert werden (bitte vorzugsweise eine TelefaxNummer oder eine Elektropostadresse angeben).
Dr. Thomas Roth
P. S. Das braune Paketklebeband von Tesa ist auch nach meiner Erfahrung eine brauchbare und vor allem saubere Ätzreserve
. Edmund
Allgemeines zum Ätzen.
In einer Werkstatt die nicht über eine gute Abzugsanlage verfügt, sollte man das Ätzen mit Salpetersäure ganz vermeiden. Die bei der Ätzung entstehenden nitrosen Dämpfe sind sehr toxisch und müssen, ebenso wie die Säure selbst umweltgerecht entsorgt werden, d. h. der Abzug muss über mechanische und chemische Filter verfügen, damit das toxische Stickoxid neutralisiert wird, ehe der Rest in die Umwelt entlassen wird!!
Zum Ätzen von Kupfer sollten Sie die oben beschriebene „Edinburgh-etch“ probieren. Die Ätzzeit gegenüber Ätzung mit Eisen(III)Chlorid ist wirklich wesentlich kürzer. Es entstehen zwar auch Säuredämpfe (etwas Salzsäure wird beim Ansetzen der Eisen(III)Chloridlösung und beim Ätzen frei) aber sie sind bei weitem nicht so gefährlich wie das Stickoxid.
Zum Ätzen von Silber wird in der Literatur Eisennitrat empfohlen. 500 g Eisennitrat + 500 g Wasser. Warm lösen. Ätzzeit wird für Grubenschmelz (also ca. 0,5 mm Grubentiefe) mit 36 h angegeben. Werkstück soll senkrecht im Bad stehen. Ich habe das Silberätzen mit Eisennitrat noch nicht ausprobiert, stelle mir aber vor, dass auch hier die toxischen nitrosen Dämpfe entstehen.
ALSO: Immer HANDSCHUHE, immer SCHUTZBRILLE immer NUR IN GUT BELÜFTETEN RÄUMEN ARBEITEN!!!!
Literatur: „The Art Of Enameling“ von Linda Darty, Lark Books, New York 2004?, ISBN: 1-57990-507-2 zum Originalpreis zu beziehen über:
http://www.amazon.de
