Chemie bij de ontwikkeling van de grafische techniekdoor K. E. C. Buyn. . 655.1/.3 : 54

In view of historical development the influence of chemistry on work methods in thegraphical technics is explained. Already five centuries ago matters and reactions were inuse which were known from Alchemy. With the development of chemical knowledge thegraphical procedure became many~sided. The application of natural science and productsis touched on a number of processes: engraving and etching, lithography and copying.photography. type foundry and electro forming. Next to these stands progress in relatedindustries: paper, printing ink and adhesives.

In order to arrive at further amelioration. intensifying or extending of applications,purposive study and testing in view of chemistry and physics is necessary. Results arereflected in printings of special quality and in security printings.

De historische ontwikkeling van de moderne werk~wijzen der techniek heeft steeds een zekere aantrek~kelijkheid. wellicht voornamelijk. omdat de niet terzake gespecialiseerde lezer er een aangename inleidingtot het onderwerp in vindt. .

Het is belangwekkend te zien. hoe de ontwikkelingvan de grafische techniek vooral gelijke tred hield metde vooruitgang in de toepassing van natuur~ en schei~kunde. De rol die deze hierbij hebben gespeeld. iswaarschijnlijk groter dan menigeen zich voorstelt.

De herdenking van het 250~jarige bestaan van Joh.Enschedé en Zonen Grafische Inrichting N.V. teHaarlem zal onwillekeurig veIer aandacht naar dezeontwikkeling geleid hebben.

Zoals de naam van deze N.V. reeds aangeeft wor~den in dergelijke grote grafische bedrijven. behalvehet in uiteenlopende technieken beoefende drukkenzelf. vele andere grafische werkzaamheden verricht.Daaronder vallen de vervaardiging van de drukplaten.cliché's en drukcylinders. de reproductie fotografie.lettergieterij en galvanische procédés en verdere be~werkingen. die tot het totstandkomen van het gra~fische product samenwerken. Drukinkt~ en papiertech~nologie vormen aangrenzende gebieden.

Natuur~ en scheikunde werden in de drukkerswereldniet. zozeer rechtstreeks beoefend. maar de algemenekennis en de ter beschikking komende chemicaliënwaren in hoge mate mede oorzaak. dat vele werk~wijzen voor de vervaardiging der dru~vormen kondenworden uitgewerkt. Dit was reeds in oude tijden hetgeval. Onze vroede voorvaderen kenden in het middender 15e eeuw namelijk niet alleen de gravure en hetgieten en drukken van losse letters: ook het etsen instaal en later in koper was hun reeds bekend.

Lettergieten.

Bij de vakkennis der lettergieters behoorden inder~tijd bepaalde hulpmiddeltjes. en het is nog niet zolang geleden. dat er bij de smelt der lettermetalen watpaardenmest werd gedaan. in verband met de ..kres"~vorming. En dergelijke middeltjes hadden meestal welzin ook. Tegenwoordig wordt ammoniumchloride ofeen C02~vormend carbonaat bij het opsmelten toe~gevoegd. om de verontreinigingen en ontstane metaal~oxyden uit de smelt omhoog te drijven. terwijl kool~stof als reductiemiddel en magnesiumfosfaat als slak~vormer optreden: middeltjes. wederom product uit dekennis der chemie.

Lood is het hoofdbestanddeel van het lettermetaal,tin voegt men toe om het smeltpunt te verlagen.

766 CHEMISCH WEEKBLAD 49 (1953)

antimoon ter verkrijging van een grotere hardheid dergegoten letters.

De meest doelmatige samenstellingen konden om~

Foto Nico Zomer

Fig. 1. Oude hand-gietvorm, waarmede de letters 200 jaargeleden gegoten werden. Bovenaan de ingebouwdevultrechter; tègen de onderkant is de matrijs vast~geklemd.

100%.LOOD ~.

30PERCENTEN

.;10.2!!:!

Fig. 2. Driehoeksdiagram met ingetekende isothermen en hard~heidslijnen. Het metaal voor de snellopende regelgiet~machines ligt op de eutecticum~lijn:punt R. Het metaalM voor monotype~gietmachines is wat harder. L is deharde letter voor de zetkast. .

streeks de jaren 1930' worden uitgewerkt, door op-het tertiaire stelsel Pb-Sn-Sb driehoeksdiagrammentoe te passen met ingetekende isothermen en lijnenvoor gelijke hardheid. Aldus leest men thans in gra~Heken de meest gunstige alliages af voor de laag~smeltende en toch harde metalen der snellopendegietmachines, zowel als voor sterke letters der groteoplagen.

De metaalmicroscopie verschaft voorts aanwijzingenvoor de wijze van gieten van fijne kristalstructuren.

De Gravure.

De kunst van het graveren heeft de grafische wereldontleend aan de goudsmeden, die ter beoordeling vanhun zegelringen de gravures vulden met roet of eenmengsel van roet en lijnolie, en daarvan een afdrukmaakten.

Eeuwenlang heeft men gravures in koper gemaakt.Het graveren in staal kreeg pas zin na de uitvindingvan Perkins omstreeks 1820, waarbij de stalen

. gravureplaat werd gehard. Daardoor kon de gravurelangs mechanische weg worden vermenigvuldigd doormiddel van een matrijsroI. daarbij gebruik makend vande combinatie van zacht staal en gehard staal.

Op deze wijze konden in Engeland in 1840 deeerste postzegels aan vellen van 25 of 100 zegelsworden vervaardigd, uitgaande van één oorspronke~lijke gravure. ..

Zo werd ook de eerste Nederlandse emissie in 1852uitgevoerd. Deze weg wordt ook thans nog veelvuldigtoegepast, in de Angelsaksische landen zelfs als vrij~wel de enige methode.

Behalve het voordeel van meer afbeeldingen pervel bood de methode de mogelijkheid meer drukplatente maken, zodat aan de steeds groeiende vraag naargrotere oplagen kon worden voldaan.

Galvanische baden.

Ook de uitvinding van de galvanische behandelingder drukplaten halverwege de 1ge eeuw bood nieuwemogelijkheden voor de gravure in oplaag. Het ver~stalen vergroot niet alleen de bestendigheid der platentegen slijtage, ook de drukbaarheid der platen wordterdoor verbeterd.

De ontwikkeling der galvanoplastie opende demogelijkheid tot het vermenigvuldigen langs gal~vanische weg. Nog kan men U te Haarlem de"electriseermachine" tonen, waarmede in 1860 deeerste galvanische baden van stroom werden voorzienvoor de aanmaak van drukplaten.

De moderne roterende drukpersen stellen hoge eisenaan de hardheid en slijtweerstand der drukvormen.Geleidelijk aan is men er daarom toe overgegaan,het koper te verstevigen met een laagje nikkel, hetzijop het oppervlak, hetzij als inwendige versterking.

Het gebruik van deze baden vergt naast de ervarin~gen van de galvaniseur een behoorlijke dosis chemischinzicht. Niet langer kan men volstaan met het gebruikvan de stoffen, die de chemie oplevert. De metaal~structuur is immers in hoge mate afhankelijk van desamenstelling der baden; kleine toevoegsels van orga~nische stof beïnvloeden de fijnheid der neerslagen vankoper, doch zetten zich ook op de kristalvlakken af,met grote brosheid als gevolg. De bruikbaarheid van

Foto van Borselen.

Fig. 3. Vervaardiging van gravureplaten langs galvanischeweg. Sedert ca. 1865. Rechts de drukplaat; links dematrice; in het koperbad wordt hier tegenaan de druk~plaat gevormd.

het nikkel wordt daarenboven door pH en aniongrotendeels bepaald.

Het verchromen, waardoor de slijtweerstand zoaanmerkelijk wordt vergroot. werd pas mogelijk om~streeks 1930. Dit is wel tekenend voor de moeilijk~heden, die deze bewerking oplevert. Na jarenlangexperimenteren met anodes van het metaal zelf, duschroom. kon men nog geen anion vinden dat agressiefgenoeg was om het zo sterk passieve chroom anodischaan te tasten. Pas toen het chemisme van de katho~dische reductie van chroomzuur was uitgewerkt ehmen in de practijk de beperkte stroom dichtheden entemperatuurgebieden had uitgezocht, kon het ver~chromen doorgang vinden. Het behoeft geen betoog,dat de nabewerkingen met slijpen en polijsten, die bijhet technisch verchromen veelal gebruikelijk zijn ofwaren, bij de uiterst fijne lijntjes en stippen der druk~vormen uitgesloten zijn. De druktechniek stelt aan degalvanische werkwijzen dus wel hoge eisen.

/

De ets.

Ook het etsen van metaal was al bekend ten tijdevan de uitvinding der boekdrukkunst. Het -metaal~oppervlak werd overdekt met een laagje van was enhars: daarin werden lijnen gekrast, en aldus wisten dewapensmeden uit die tijd door inwerking van zuren

. hun figuren en versieringen in het metaal aan tebrengen. Het toepassen van deze werkwijze op vlakke

49 (1953) CHEMISCH WEEKBLAD 767

platen, waarmee men illustraties ging drukken, be~tekende geen grote stap.

De techniek van het etsen is in de loop der eeuwenverfijnd, naarmate de ontwikkeling der cultuur ditmeebracht.

Fig. 4. Hulpmiddelen voor de etser; sommige zijn reeds sedert5 eeuwen in gebruik. De diepte der etslijnen werd uitde hand geregeld. I

Begaafde etsers, zoals Rembrandt, wisten de vlakkentussen de geëtste lijnen van een tint te voorzien, doorbij het ininkten van de ets op een speciale wijze tevegen. Deze bewerking werd voor elke druk met dehand gedaan. Voor seriêwerk in grotere oplagen be~tekende de vinding van het zgn. "etsgrein" , door deFransman Stapart omstreeks 1770, een aanmerkelijkeverbetering.

Op de beschermende waslaag werd fijn keukenzoutof NH4Cl gestrooid, dat door een korte verwarmingin de waslaag wegzakte. Tijdens het etsen losten dezekorrels op en lieten het etsmiddel ter plaatse door,zodat er fijne putjes in de plaat werden geëtst. Bijhet ininkten en afvegen van de ets pakten die putjesde inkt op dezelfde wijze als de geëtste lijnen, zodatde speciale handbeweging voor het drukken kon ver~vallen. Men noemde dit procédé de "aquatinta".Evenals in de gewone ets werd de diepte van deetsing geregeld door sterkte en inwerkingsduur van

Fig. 5. Copiëer~raam voor de vervaardiging van fotografischedrukplaten.

768 CHEMISCH WEEKBLAD 49 (1953)1

het etszuur. De gedeelten die niet verder geëts moestenworden, werden afgedekt met een harslaagje.

Fotografische drukvormen.In de eerste helft der 1ge eeuw werd er levendig

gezocht en geëxperimenteerd om sneller en op grotereschaal drukvormen te kunnen maken. Men trachttebijv. de houtsnede te vervangen, door cliché's temaken met behulp van etsen in zink.

Toen de halogeen~zilver fotografie was uitgevondenen zich verder ontwikkelde, kwam, zoals. van zelfspreekt, de vraag naar toepassing van fotografischereproductie~methodes in de druktechnieken.

Dat dit mogelijk werd, kwam door een andere ont-dekking daarnaast, namelijk dat bepaalde organischestoffen tezamen met kaliumbichromaat gevoelig zijnvoor licht. Omstreeks 1855 deed Poitevin proeven metbelichte copieën, welke leidden tot de fotolithografieen de gelatine-lichtdruk. Hiermede was de weg ge-baand tot de ontwikkeling van uiteenlopende foto-grafische reproductièmethodes, waartoe echter nog talvan uitvindingen nodig zouden zijn. In de jaren

. 1860-1900 is hieraan intensief gewerkt. - Dekolloïdchemische kennis van deze processen dateert,merkwaardig genoeg, van veel later tijd, vooral na1930.

Fig. 6. De moderne reproductiemethodes ontleden het beeld inkleine elementen van verschillende diepte.

Thans is bekend, dat al deze werkwijzen, waarbijde -drukvorm met behulp van copiëerlagen tot standkomt, hun grondslag vinden in de oxydoreductie vanhydrophiele kolloïden (gelatine, arabische gom e.d.)met een bichromaat, /welke door inwerking van licht,vooral van ultra~violet licht, aanzienlijk wordt' ver-sneld. De daarbij ontstane Cr'''-ionen geven door hunphysische binding met het kolloïd een looiende werkingop dezelfde wijze als 'aluin dat doet. Hierdoor wordende belichte delen van de laag onoplosbaar. In declichéfabricage en de copiëerderij van de zgn. offset-drukplaten past men het verschil tussen gelooidkolloïd en onbelicht, oplosbaar gebleven' kolloïd toe,door hiermede het metaal der drukvormen plaatselijk

te beschermen tegen de etsende werking der zuren.De gewenste variatie in ets diepte van het cliché wordtverkregen door afdekken der niet verder te etsenpartijen.

Het cliché behoort. evenals de houtsnede. tot dezgn. hoogdruk. d.w.z. het oppervlak van metaal ofhout. voor zover dat niet is weggenomen, wordt vaninkt voorzien en geeft de afdruk.

Keren wij nu terug tot de diepdruk. waartoe de etsen de aquatinta behoren, dan zien wij ook daar detoepassing der fotografie. In de zgn. rasterdiepdrukmaakt men gebruik van gelatine~bichromaat alscopiëerlaag: hier is e~n nieuw element bij ingebradit.De belichting geschiedt niet onder een negatief ofpositief waarop de voorstelling uitsluitend in zwart enwit is vastgelegd. doch onder een diapositief met over~gangen van. licht naar donker in zeer uiteenlopendegraden van zwarting. De copielaag verkrijgt daardooreen uiteenlopende belichting, dus een meer en mindervêrgaande looiïng. Het etsmiddel kan derhalve in uit~eenlopende mate door de copielaag doordringen tothet onderliggende koper. .

Dit betekent, dat de diepte der etsing van de druk~vorm langs fotografische weg geregeld wordt. Welkeen belangrijk verschil met de aquatinta, waarbij, deetsing met de hand geregeld werd door trapsgewijzeafdekking der geëtste partijen!

Gedegen vakmanschap is voor het beheersen vandit etsproces wel zeer noodzakelijk: de opstelling derjuiste tintverhoudingen is zeer subtiel.

Deze fotochemische regeling van de etsing steltvoor hen, die copiëerlagen samenstellen en vervaar~digen, evenzeer de eis van grondige kennis der kolloïd~chemie. Er is begrip nodig voor de invloed van depH, van het ets middel (ijzerchloride) en van verderezouten op hydrophiele kolloïden, alsmede de diffusieder reactieproducten.

Men krijgt dan ook een groot ontzag voor devindingrijkheid en het experimenteer~vermogen vanKliék, die deze werkwijze omstreeks 1890 goeddeelsheeft ontwikkeld met proeven, gericht op de practischetoepassing. .

Pas daarna, ca. 1900, begon de wetenschap zicheen beter beeld te vormen van stoffen met zulke sterkabsorberende eigenschappen voor water en anderevloeistoffen, en koos Perrin de onderscheidinÇJ hydro~phiel en hydrophoob voor deze stoffen als bestekarakteristiek.

Het etsen van koper met ijzerchloride als reactiemet ionenuitwisseling (Cu + Fe'" -+ Cu' + Fe"), decomplexe oplosbaarheid van het gevormde tussen~product cuprochloride en de rol die het ijzerchloridein verschillende concentraties daarop en op het etsenuitoefent, zijn pas later bestudeerd. .

De fotografie.De rol van de natuurwetenschappen in de foto~

Ç!rafische werkwijzen vormt een boekdeel op zichzelf.Ten tijde van de eerste broomzilver':'emulsieplaten van1850 was de ontwikkeling dezer werkwijzen experi..menteeI. met gebruikmaking van de kennis derchemicaliën: de fotografische techniek oreidde zich uitmet kleurfilters, en met sensibilisatoren ter verhogingvan de kleurgevoeligheid der emulsies.

Geleidelijk aan kwamen kolloïdchemische studiesaan gelatine naar voren, nodig om de lichtgevoeligheid

der halogeen~zilver dispersies steeds verder op tevoeren. ."

Het gehele fotografische proces werd bestudeerdals een samenspel van physische en chemische ver~schijnsel en: de bereiding en rijping van de halogeen~zilver dispersie in het hydrophiele koUoïd (gelatine):de invloed van sporen van bepaalde organische stoffen

. daarop: de inwerking van lichtquanten onder vormingvan kleine zilverkerntjes: de chemische afzetting vanzilver op de kerntjes, voor zover deze ontwikkelbaarzijn door inwerking van reductiemiddelen (ontwik~kelaars ): de aldus ontstane zwarting der fotografischelaag en het gebruik der karakteristieke zwartings~krommen bij het copiëren der negatieven: de looiendewerking der copi~erlagen en de diffusie en inwerkingder etsmiddelen.

De climax van de fotochemische studies vindt mentegenwoordig in de' kleurenfotografie. resultaat vanhet onderzoek der kleurstoffen en sensibilisatoren. Ditalles vergt vèrgaande specialisatie, zodat de foto~materialen en copiëerlagen doorgaans uit andere, bij~zondere bedrijven, worden betrokken en de graficuszich geheel richt op de to~passing daarvan voor devervaardiging van zijn cliché's, drukplaten en druk~cylinders.

Lithografie en offsetdruk.

De toepassing van de grensvlak~spanningen in degrafische techniek dateert van omstreeks 1800. Hetzou echter nog ruim een eeuw duren, aleer een goedgefundeerde verklaring voor het verschijnsel werdgegeven.

Bij zijn pogingen om letters in steen te etsen, ontdekteSenefelder in 1796 de afstotende werking, die vetkrijtop water uitoefent. De letters daarentegen namen de

Fig. 7. Ambachtsman: De steengraveur grift met de handfotografische copie met mierenzuur en CaCl2 en strijktvervolgens lak en vetzuurhoudende inkt erin.

49 (1953) CHEMISCH WEEKBLAD 769'

drukinkt wel goed aan. Dit bracht hem bijna bij toevalop de gedachte. de letters vet te houden. als hetverdere steenoppervlak werd weggeëtst. Zo konSenefelder een drukvorm maken.

Verder experimenterende ontdekte hij. dat de steennog beter als drukvorm kon worden gebruikt. als hetniet vetgemaakte deel van het oppervlak niet diepwerd geëtst. doch alleen maar vochtig werd gehoudenbij het ininkten.

Aldus ontstond de vlakdruk, en wel op steen: delithografie. Senefelder ontwikkelde deze techniek toteen werkwijze met tal van varianten. alom gebruiktvoor reproductie en handelsdrukwerk: hij schreef eenhandleiding erover in 1818.

Later. halverwege de 1ge eeuw, deden de copiëer~proeven van Poitevin de fotolithografie ontstaan. Ditwerd in de vlakdruk de reproductiemethode, zodat delithografie met vetkrijt en graveernaald zich zuiverkon ontplooien als kunstuiting. De ontdekking. datgeruwd zink vocht kan vasthouden en aldus de druk~inkt óók afstoot'. deed langzaam maar zeker de zwareen breekbare steen vervangen door het sterkere enbuigzame zink.

Het zink, gebogen om een trommel, staat rotatievedrukmethodes toe. Vooral de vinding. de druk eerstaf te zetten op een cylinder bekleed met rubberdoeken via deze soepele rubber pas op het papier (deoffset~druk kort na 1900) bracht de vlakdruk snel inopgang.

Ook hier kwam, gelijk gezegd. de wetenschappelijkeverklaring pas naderhand. in 1933. Het is de ver~dienste van Tritton geweest, hierover goed doordachteproefnemingen te hebben verricht en een aanvaard~bare theordische beschouwing te hebben gegeven.

Fig, 8. Vakman: De copiist van offset-platen ontwikkelt zijnfotografische copie met mierenzuur en CaCl2 en strijktvervolgens lak en vetzuurhoudende inkt erin.

Volgens deze opvatting wordt het zink door korteinwerking van zuren, bijv. zwavelzuur, bedekt meteen basisch zoutaanslag van misschien slechts enkelemoleculen dik. Dit houdt het lijnolievetzuur vast, datblijkens Tritton's proeven onontbeerlijk is als bestand~deel van de drukinkt, wil deze op het zink hechten.

Het niet vette deel van het zinkoppervlak kon ver~volgens op dergelijke wijze voorzien worden van eenneutraal zoutaanslag door andere zuren (bijv. mieren~zuur of oxaalzuur) erop te laten inwerken. Trittontoonde aan, dat arabische gom en dergelijke hydr~phiele kolloïden z~ch kunnen vasthechten op ditneutrale zoutaanslag, en op hun beurt het water vast~

170 CHEMISCH WEEKBLAD 49 (1953)

houden. Het is gebleken, dat het ruwen. zgn. "greinen"van het zinkoppervlak hiervoor bevorderlijk is.

V oor de foto"lithografie" op zink kan men eendergelijke beschouwing geven.

Aanvankelijk werd daarbij gedrukt van de copieop steen resp. op zink. Later leerde men het gebruikkennen van dunne lakfilms in de copie. die de inktbeter vasthouden. Op deze grondslag ontstonden talvan werkwijzen, met verschillende kolloïden en ets~middelen werkend, waarbij ook de kunststoffen eenrol zijn gaan spelen.

Een andere wending nam de fabricage der offset~platen door de toepassing van het verschil in oleophielkarakter van koper ten opzichte van chroom of staal.Een hele octrooilitteratuur ontwikkelde zich hierover:de zgn. bimetaal~plaat.

De voornaamste problemen die zich voordoen liggenop het terrein der grensvlak~spanningen en ~structuren:de voordelen zitten daar eveneens. omdat men nuvan het meer kwetsbare. zink-oppervlak af is.

De platen worden langs galvanische weg voorzienvan het 'gewenste tweede metaal (bijv. koper op staalof chroom op koper).

Dit geschiedt vóór het copiëren. ofwel door plaatse~lijk neerslaan in de gerede copie. Een der voornaamstemoeilijkheden is de hechting der metalen op elkaar:hierover wordt nog steeds verder onderzoek verricht.Is de plaat goed gecopiëerd en goed hechtend metmetaal bedekt, dan kunnen er oplagen van meer daneen millioen druks van worden gemaakt.

Van een goede zinkplaat haalt men tot 1/3 millioendruks. Deze ontwikkeling is wel tekenend voor detijd. Honderd jaar geleden zocht men ernaar de foto~lithografie uit te werken tot reproductietechniek omaan de toenemende vraag te kunnen voldoen. Thanswerk men aan procédés om millioenenoplagen te kun~nen drukken.

In offsetdruk komen deze echter niet zo veel voor.en dat geldt niet alleen voor ons land. De grote op-lagen zijn die der tijdschriften. en die worden meestalin diepdruk of hoogdruk vervaardigd.

De galvano. een vak afzonderlijk. heeft bij de ver:-vaardiging van de drukvormen een steeds toenemendaandeel. niet alleen ter verhoging van de weerstandtegen slijtage van het oppervlak der drukplaten encylinders. maar ook bij de tot standkoming daarvan.Dat hieraan hoge eisen worden gesteld. zal men zichkunnen voorstellen. als men de fijnheid van het druk~beeld in beschouwing neemt. en daarbij dan nog be~denkt dat het poetsen ter verhoging van de gladheidvan het oppervlak uiteraard is uitgesloten. Het gaathier om afmetingen in microns.

Kleefstoffen.

Er zijn enige nevengebieden bij het grafischebedrijf. waarmee de drukker te maken krijgt. Ookdaar komt de kennis der materialen hoofdzakelijk neerop begrippen uit de kolloïdchemie; die gebieden zijnde kleefstoffen en laklagen. vernissen en drukinkt enniet te vergeten: h~t papier.

Werden nog niet zo lang geleden eiwit. dierlijkelijm. stijfsel en gommen als kleefstof aangewend. deopkomst der kunststoffen heeft het gebied dermogelijkheden bijna onafzienbaar uitgebreid. Poly~mere kleefstoffen in oplossing of emulsievorm brach~ten films, welke hechten 'op velerlei' oppervlakken en

desgewenst ook elastisch van aard zijn. Daarnaastkwam de toepassing van kleefstoffen op basis vantal van koppelings~ en condensatie~reacties. die ver~harden zonder verdamping. en dan onoplosbaarkunnen worden. .

De kennis van het wezen van het hechten en plakkenkon zich ontplooien. door de intrede van begrippenals secundaire valentiekrachten en polaire groepen;rheologie en micellaire structuren gaven de verklaringvan de inwendige samenhang in de kleefstof. eenboekdeel op zichzelf.

Kleven en plakken vormen een fraai terrein voorde kunststof technologie. welke de eisen die het ge~bruiksdoel daaraan stelt. coördineert met de wijze vanvervaardigen van het drukwerk en de daarbij tegebruiken grondstoffen: drukinkt en papier.

Drukvormen worden vastgeplakt bij. de montage;drukwerken worden vernist of voorzien van glanzendevernissen. of van een plasticafolie. en het zou wel ergprettig zijn. dergelijk werk te kunnen opplakken of inboekbanden te kunnen inlijmen. Dat is inderdaadmogelijk. doch slechts met behulp van kleefstoffen.die chemische verwantschap met de foliën vertonen.

Drukinkt;

Vroeger was drukinkt een innig in elkaar gewrevenmengsel. dat men maakte van lijnolie met druiven~zwart. oker. vermiljoen of een ander kleurend pigment.Allengs is de drukinkt uitgegroeid tot een kolloïdaaldispers fabrikaat. aangepast aan de vele eisen. diede druktechniek en verder gebruik daaraan stellen.

In het eind der 1ge eeuw kon men talrijke sub~stantieve kleurstoffen in de drukinkt gaan toepassen.terwijl omgekeerd ook de kleurstoffenfabrikanten hunproducten gingen aanpassen om als pigment in druk~inkt te kunnen dienen. Men begon met de kleurstoffente laten adsorberen op substraten als aluminium~hydraat. waardoor de eigenschappen verbeterden. .Later werden de co~praecipitaten met wolfram~ .enmolybdeenzuren uitgewerkt. waarbij de kleurpigmen~ten aanmerkelijk stabielere eigenschappen in zonlichten ten opzichte van water verkregen: de zgn. "fanal~kleurstoffen" .

Omstreeks 1937 werd daarenboven een type pig~ment ontwikkeld. dat in zichzelf reeds stabiel is. engrote chemische bestendigheid heeft: de phtalocyanine~koper~ (resp. nikkel~) complexen.

Zo heeft de moderne inktmaker de keuze gekregenuit een zeer uitgebreide schaal van pigmenten. met elkhun typerende eigenschappen. De korrelstructuur ende organisch~chemische bouw zijn van grote invloedop de gedragingen van de pigmentdeeltjes in het olie~achtipe bindmiddel. Vooral het hydrophiele ofoleophiele karakter der zijketens in het molecuul zijnhierbij bepalend.

De stijve drukinkten. waarin het pigmentgehaltesoms tot 80 % bedraagt. vertonen pasteuse eigen~schappen met vloeigrenzen. of met sterk gebogenD-'(~krommen; men kent tegenwoordig de opstiivendewerking als thixotropie: de inkt neigt tot emulçrerenmet het vocht der offsetdrukplaten en het kleur~pigment lost soms iets op in het bindmiddel. al naarde aard van het pigment en de wijze van malen in devernis.

Deze complexe drukinkt~technoloçrie kan niet losvan de çrrafische techniek worden çrezien: integendeel.de rheologische eigenschappen der inktpasta's hebbenveelal een zeer grote' invloed op het drukresultaat.

Twee honderd jaar geleden kwam het drukken neerop het aanbrengen van lijnolie~pigment~pasta op eenhoutsnede of drukletter. ofwel in de groeven van eengravure. gevolgd door het stevig aandrukken van eenvel papier tegen deze drukvormen. Oxydatie aan delucht zorgde voor de droging.

Ook thans wordt de drukinkt op de drukvorm aan~gebracht. en moet daar blijven hechten op het opper-vlak of in de groeven en rasterputjes. tot het papierde inkt ervan afneemt of zelfs opzuigt. Het ..drukken"van tegenwoordig betekent coördineren; en wel hetcoördineren van drukvorm. van de kolloïdale dispersievan het pigment in het bindmiddel. en van het papier.een coördinatie met een zeer uiteenlopende karak~teristiek. aln aar de toegepaste druktechniek. De rolvan het bindmiddel is niet alleen die van dispergerendephase in de inktpasta. doch ook die van een vloeibarephase. welke min of meer in het papier (de capillairederde phase) binnendringt. Tijdens deze diffusie dientde drukinkt te verharden (te "drogen"). zodat deinktfilm op het papier wordt verankerd.

Enerzijds worden de attractie~krachten zodanig ge~kozen. dat de inktfilm hecht op de vezels en verderebestanddelen van het papier, en dat het bindmiddelin de poriën daartussen wordt ingezogen. Anderzijdsis voldoende adhesie aan de pigment~dispersie nood-zakelijk. .

De grafische chemicus heeft behalve een uitgelezenreeks oliën en verhardende kunststoffen. ook demogelijkheid van hete'rodisperse vloeistofphasen totzijn beschikking.

Het bindmiddel wordt daartoe samengesteld uitcondensatieharsen. welke men in de gebruikelijkedrogende oliën (onverzadigde vetzuurglyceride~oliën)"stookt" tot een hoog moleculaire verbinding. Dezewordt gedispergeerd in dunne minerale olie.

Het chemisme van de verharding is dan dusdanig,dat de laatste koppe1ingsreacties worden verhinderddoor deze dunne olie tussen de molecuu1complexen.Eenmaal op het papier aangebracht, diffundeert deolie daarin en heeft de verharding van de inktfilmsnel plaats. Aldus worden sneldrogende drukwerkenverkregen.

Ook op andere wijzen kan de drukker de drogingbevorderen. Zo coördineert de drukker: hij bundeltde druktechnieken. de inkttechnologie en het papier.en houdt tevens de doelmatigheid van het drukwerkals gebruiksvoorwerp voor ogen. Zonder de kennisvan het wezen van het papier kan de grafischeindustrie evenmin vooruitkomen.

Het papier.

De kunst van het papier maken was reeds in demiddeleeuwen uit het Oosten tot Zuid~ en W est~Europa doo,rgedrongen. De kunst. om vezels vankatoen en van linnen zodanig fijn te verdelen en tebewerken. dat een vaardig vakman er papier van konscheppen. Tal van vindingen maakten het vervaar-digen van grotere hoeveelheden papier mogelijk. zoalsde stamp hamers aangedreven door waterkracht. enlater de "hollander", het maalwerktuig waarin devezelmassa wordt bewerkt en waarin het tevenscirculeert: Reeds toen besefte men. dat de wijze vanvoorbehandelen der vezels in hoge mate bepalend isvoor de aard van het daarmee geschepte papier. Deuitvinding van de papiermachine. constructie vanRobert omstreeks 1800. bracht hierin geen essentiëleverandering. evenmin als de ingrijpende chemische

~ (1953) CHEMISCH WEEKBLAD . 771

processen, waarmee men in: de 2e helft der 1ge eeuwvezels ging winnen uit hout, uit stro en uit allerleiandere plantaardige grondstoffen. En toch zoudendeze chemisch ontsloten celstoffen een hele evolutieteweeg brengen in de wereld van het papier. :

De steeds toenemende vraag naar papier voor druk-werk werd oorzaak dat men er met papier, gemaaktvan alkalisch gezuiverde linnen- en katoenvezels, ennagelijmd met dierlijke lijm, niet meer kwam, ook nietal stelde men zich tevreden met minderwaardigelompen.

Er waren andere grondstoffen nodig. En onder dezedrang ging men omstreeks 1855 stro ontsluiten metloog, en ontwikkelden Ritter en Kellner een kook-proces met kalk en sulfietloog, waarmee men spaan-ders hout kan doen uiteenvallen in cellulosevezels.Harsen, gommen en andere plantensappen alsmedelignine werden daarbij verwijderd.

Tal van ontsluitingsprocessen werden in de loop derjaren uitgewerkt; een der eerste was zelfs het afslijpenvan gezaagde boomstammetjes, waarbij een vezeligemassa werd verkregen. Reeds in 1860 verwerkte mendeze "houtslijp" samen met de chemisch ontslotenhoutcelstof, strocelstof en met lompenvezels tot papier.Voor' de lijming ging men emulsies van verzeepte harsgebruiken, in de p~aats van dierlijke lijm.

Maar alras kwam men dan tot de ontstellende ont-dekking, dat dit houthoudende papier, ja zelfs hetpapier dat alleen houtcelstof bevatte, allerminst zoduurzaam was, als men van vroeger gewoon was.

Omstreeks 1890 kwam hier een groeiende belang-stelling voor, en dank zij stelselmatige research op ditgebied kwam men tot het inzicht, dat lignine door zijnsterke oxydeerbaarheid zeer vergankelijk is, vooraldoor de inwerking van het licht; dat harsen omdezelfde reden ongeschikt zijn voor duurzame lijmingvan het papier, maar dat ook de gaafheid der vezelszelf bepalend is voor de houdbaarheid.

Zelfs het malen, dat de sterkte en samenhanÇJ vanhet papier bevordert, vergroot de aantastbaarheid vanpapier, doordat de wand der vezels door de malingwordt beschadigd.

Zoals reeds eeuwen werd ingezien, is juist de wijzevan malen van zo groot belanÇJvoor de eigenschappenvan het papier. Het is de kolloïdchemie der cellulose,gesteund door röntgenonderzoek en macromoleculairechemie, die' ons inzicht verschafte in de micellairestructuur der cellulose.

Men paste zorgvuldige, trapsgewijze ontsluitings-methodes toe, om tot gave en zuivere vezels te komenmet een hooÇJ gehalte aan J):loeilijk aantastbarea-cellulose. Aldus ontwikkelde zich een industrie vanveredelde celstoffen, met het doel. sterkte en duur-zaamheid van die der lompenpapieren te 'evenaren.

De papierfabrikant ontwikkelde zijn Mbrikatendoor zorgvuldige keuze der celstofsoorten, door dewijze van malen, de lijming met hars en de toepassingvan positief polaire kunststoffen op de van huisuitnegatieve cellulosevezels. En allerlei nabehandelingenwerden uitgewerkt.

De drukker staat thans te midden van een scharevan papiersoorten; hij heeft de keuze uit een schieronbeperkt aantal mogelijkheden, waarmede hij zijndrukwerk zal moeten vervaardigen op de meestdoelmatige wijze. Hij zal degene moeten zijn, die aande papierindustrie aanÇleeft, welke eigenschappenwenselijk, noodzakelijk of ongewenst zijn. Hij moet de

772 CHEMISCH WEEKBLAD 4:9 (1953)

aanwijzingen verschaffen waarop de papierfabrikantzijn product vervaardigt.

De drukker ontmoet een levendige research in ditgebied. De grafische onderzoeker zal moeten onder-scheiden, dat de gestelde problemen van drie kantenworden benaderd.

Daar is de kolloïdchemische zijde, die de papier-vezels doet zien als! hydrophiele, micellaire structuren,waarbij de hydrophiele zetmeel- en gelatine-gelen, dehars zeep-emulsies en de kristallijne vulstofdispersieseen additionele rol vervullen. .

Daar is ook de physische zijde, die de papierporiënbestudeert, de aantrekkingskrachten in de capillairenen de aldaar aanwezige vloeistof- en vaste phasen, methun grensvlakspanningen, randhoejken en inzuig-vermogen.

En ten derde is daar de zijde der microscopie, die destructuren der drukvormen ten opzichte van die vanhet papier-oppervlak bestudeert, en aldus het gedragvan de drukinkt in of op de drukvorm, op het opper-vlak der papiervezels en in de holten tussen dezevezels helpt verklaren.

Bijzonder drukwerk.Zo ontwikkelde het grafische ambacht zich, door

vindingrijkheid en door doelbewust zoeken, tot eenindustrie.

Zo vormen nog steeds de onderzoekingsmet~lOdes,naast de kennis der materie, de grondslag waaropde grafische industrie gevoerd wordt naar nog steedsgrotere hoogten. Hoogten wat betreft de aard van hetproduct, deszelfs kwaliteiten en productiemethodes.Een proces, dat zijn climax vindt in de vervaardigingvan uitzonderlijke drukwerken.

Daartoe wordt tot slot ons zoeklicht nog gericht opde reprod~cties van bijv. schilderstukken, of portret-ten en bloemen in de natuurlijke kleuren, alsmede opde drukwerken van geldswaardig of aanverwantkarakter.

Het is daar, dat de natuurwetten, bekend uit che-mie en physica doelbewust en doelmatig wordentoegepast in de grafische techniek.

Een eis, gesteld door het culturele peil van de be-volking, door welke deze drukwerken worden ge-bruikt en gewaardeerd. Gewaardeerd, en op hunbruikbaarheid geschat. Want dat doet het publiek.

De drukker van een kleurendrukwerk zal een top-prestatie moeten leveren, wil zijn werk de toets dervergelijking met het origineel in de natuurlijke kleu-ren doorstaan, onder velerlei verlichting.

De toets voor de vervaardiger van geldswaardigestukken ligt daar, waar men probeert de authentiekewaarde van een drukwerk te veranderen of het nate maken: identiteitsbewijzen, zegels en waardestuk-ken.

Figuur 9 toont hoe in 1814 de eerste bankbiljettenwerden beveiligd tegen namaak. Uiteenlopende,exclusieve lettertypen vormden voor de namaker vandie tijd een groot struikelblok. De ornamenten in deranden werden samengesteld uit de typografischetekens, welke normaal dienden voor het zetten endrukken van muziekpartituren, en waarvan Joh.Enschedé en Zonen' de enige bezitters waren; eenschier onoverkomelijk probleem voor de namaker, ineen tijd zonder fotografie, zonder fotografische repro-ductietechnieken.

In de 2e helft der 1ge eeuw werd dit uiteraard welanders. De ,techniek der beveiliging heeft zich dus...

Fig. 9. Een bankbiljet uit 1814, geheel uit zetsel vervaardigd.

danig ontwikkeld, dat men 'zich aan een clichédrukin een tijdschrift hiervan geen beeld kan vormen.Men neme daartoe het echte biljet zelf.

Het bestuderen van. de bankbiljetten zal dan deaandachtige beschouwer ervan doordringen, hoezeerde vervaardiger daarvan zich genoopt ziet te werkenmet een. verfijnde techniek.

Hij ziet zich gesteld tegenover de meest uitgelezenwerkwijzen van zijn eigen tijd en van de naaste toe~komst: die der fotografie en techniek der reproductie,maar ook tegenover de oude knepen van de hand~werksman.

Hij zal de middelen der chemie en physica moetenuitputten, ten einde te bewerkstelligen, dat zijn tegen~stander, de bedrieger der gemeenschap, terstond zalworden ontdekt.

Ook hier dus een samengaan van de kennis vannatuurwetenschap, ambacht en techniek, karakteristiekvoor het grafische werk.

Haarlem, Laboratorium van Joh. Enschedé en ZonenGrafische Inrichting N.V.

608.3(492)

Openbaar gemaakte octrooi aanvragen

per 15 Augustus 1953

De eerste datum is de indieningsdatum, de voorrangs-datum is tussen haakjes geplaatst.

Klasse 6d 5, O.A. 154.308 - 20-6-'50 (v. 21-6-'49).F. Schmidt en Dr. W. Eggerglüss. Het bereiden van methaan-

gas door fermentatie, waarbij de, in de rottingsruimte gevormde,bovendrijvende sliblaag door een, uit een in verticale richtingverschuifbare spoelkop stromende, ongeveer horizontaal gerichtespoelstroom van beneden naar boven losgewerkt wordt.

Klasse 8m 3b, O.A. 159.466- 26-2-'51 (v. 31-1-'51).Durand & Huguenin A.G. Het bereiden van in water oplos-

bare zouten van zwavelzure esters van leukokuipkleurstoHenvan de anthrachinonreeks door de kuipkleurstof te behandelenmet chloorsulfonzuur of een aequivalent mengsel van zwavel-trioxyde en chloorwaterstof. bij aanwezigheid van fijnverdeeldkoper of een koperlegering en een mengsel van 40-90 %(X-picoline en 10-60 % diaethylcyclohexylamine.

Klasse 12c 2b, O.A. 138.923 - 18-2-'48 (v. 21-2-'47).N.V. De B.P.M. Het scheiden van een mengsel van orga-

nische verbindingen waarbij een gedeelte van deze verbindingenmet ureum bij aanwezigheid van water complexen aangaat, diemet het water een brij of suspensie vormen. De suspensie ofbrij wordt gescheiden van de daarmee niet mengbare .fase ende gevormde complexen ontleed.

Klasse 12d 13, O.A. 163.816 - 7-9-'51 (v. 9-9-'50).A. Ch. Kracklauer. Filteraggregaat met een aantal holle filter-

schijven, die evenwijdig aan elkaar, loodrecht op een als filter-afvoer ingerichte holle as zijn gerangschikt.

Klasse 12d 22, O.A. 165.898 - 8-12-'51. /R. Bloksma. ZeeHnrichting voor het afscheiden van. veront-

reinigingen uit een door een leiding circulerende vloeistof.

Klasse 12d 25c 2, O.A. 137.097 - 18-12-'47 (v. 11-8-'42).

International General Electric Cy, Incorp. Het bereiden vansynthetische polymere suJfoneringsproducten, die evenals hunzouten in water onoplosbaar zijn. Hiertoe wordt een polymerisaatuit een polyvinyl-arylverbinding (divinyl--arylverbinding) ge-sulfoneerd.

Klasse 12d 25c 2, O.A. 155.286 - 8-8.'50.

Staatsmijnen in Limburg. Het bereiden van als anionen-uitwisselaar geschikte producten waarbij polyvinylchloridewordt gemengd met een in hoofdzaak uit pyridinen bestaandevloeistof en het reactiemengsel wordt verhit. De verkregen harswordt gekorreld en met een alkalische vloeistof gewassen.

Klasse 12d 25c 2, O.A. 170.100.Aanvulling bij hoofdoctrooi 72245 Ned. - Staatsmijnen in

Limburg. Bij de bereiding van de macromoleculaire verbindingwaarvan wordt uitgegaan of bij de bereiding van het macro-molecuJaire product uit de monomere tertiaire sulfoniumver-binding wordt het reactiemengsel. voordat het geheel gegeleerdis, door spuiten of gieten in de gewenste vorm gebracht. Daarnalaat men het reactiemengsel uitreageren.

Klasse 12e 4d, O.A. 151.693 - 16-2-'50 (v. 25-10-'49).Nouvelle Soc. induschimie d'études et de construction pour

l'industrie chimique S.A. en A. Debaisieux. Menginrichting, inhet bijzonder voor het fabriceren van calciumsuperfosfaat meteen van onder open vat van diabolovormige gedaante.

Klasse 12e 5a, OA 160.603 - 18-4-'51.N.V. Nedalo. Electrisch gasreinigingstoestel met tenminste

één, in een doorstroomvat voor het gas aangebrachte, schroef-

49 11953) CHEMISCH WEEKBLAD 773