stringtranslate.com

Чернила

Бутылочки с чернилами из Германии
Чернила и перо

Чернила — это гель , золь или раствор , содержащий по крайней мере один краситель , такой как краситель или пигмент , и используемый для окрашивания поверхности с целью создания изображения , текста или дизайна . Чернила используются для рисования или письма ручкой , кистью , тростниковым пером или пером . Более густые чернила в виде пасты широко используются в высокой и литографической печати .

Чернила могут быть сложной средой, состоящей из растворителей , пигментов, красителей , смол , смазок , солюбилизаторов , поверхностно-активных веществ , твердых частиц , флуоресцентных веществ и других материалов. Компоненты чернил служат многим целям; носитель чернил, красители и другие добавки влияют на текучесть и густоту чернил и их внешний вид в сухом виде.

История

Рисунок Ганеши под зонтиком тушью (начало 19 века). Чернила, называемые маси , смесь нескольких химических компонентов, использовались в Индии по крайней мере с 4 века до н. э. [1] Практика письма чернилами и острой иглой была распространена в ранней Южной Индии . [2] Несколько джайнских сутр в Индии были составлены чернилами. [3]

Многие древние культуры по всему миру независимо друг от друга открыли и разработали чернила из-за необходимости писать и рисовать. Рецепты и методы производства чернил получены из археологических анализов или из самих письменных текстов. Считается, что самые ранние чернила всех цивилизаций были сделаны из ламповой сажи , разновидности сажи , легко собираемой как побочный продукт огня. [4]

Чернила использовались в Древнем Египте для письма и рисования на папирусе по крайней мере с 26 века до нашей эры. [5] Египетские красные и черные чернила включали в себя железо и охру в качестве пигментов, в дополнение к фосфатным , сульфатным , хлоридным и карбоксилатным ионам, а свинец также использовался в качестве осушителя. [6]

Самые ранние китайские чернила могут датироваться [7] четырьмя тысячелетиями назад, [8] китайским неолитическим периодом . Они включали растительные, животные и минеральные чернила на основе таких материалов, как графит ; их растирали с водой и наносили кисточками для чернил . Прямые доказательства существования самых ранних китайских чернил, похожих на современные чернильные палочки , обнаружены около 256 г. до н. э., в конце периода Воюющих царств ; они изготавливались из сажи и животного клея . [9] Предпочтительные чернила для рисования или живописи на бумаге или шелке производятся из смолы сосен возрастом от 50 до 100 лет. Китайская чернильная палочка производится из рыбьего клея, тогда как японский клей (膠nikawa ) изготавливается из коровьего или оленьего. [10]

Тушь была изобретена в Китае, [11] [12] хотя материалы часто привозились из Индии, отсюда и название. [11] [12] Традиционный китайский метод изготовления туши заключался в том, чтобы измельчить смесь мездрового клея, сажи , ламповой сажи и пигмента костяного чёрного цвета пестиком и ступкой , а затем вылить её в керамическую посуду для просушки. [11] Чтобы использовать сухую смесь, наносили мокрую кисть до тех пор, пока она не станет снова жидкой. [11] Производство туши было хорошо налажено во времена династии Цао Вэй (220–265 гг. н. э.). [13] В Синьцзяне были обнаружены индийские документы, написанные на языке кхароштхи чернилами . [14] Практика письма чернилами и острой иглой была распространена в ранней Южной Индии. [2] Несколько буддийских и джайнских сутр в Индии были составлены чернилами. [3]

Чернила головоногих , известные как сепия , при высыхании меняют цвет с темно-сине-черного на коричневый, и использовались в качестве чернил в греко-римский период и впоследствии. Черный атраментум также использовался в Древнем Риме ; в статье для The Christian Science Monitor Шарон Дж. Хантингтон описывает эти другие исторические чернила:

Дубовые галлы и сульфат железа(II)

Около 1600 лет назад был создан популярный рецепт чернил. Рецепт использовался на протяжении столетий. Соли железа, такие как сульфат железа (полученный путем обработки железа серной кислотой), смешивались с танином из галловых орехов (они растут на деревьях) и загустителем. При первом нанесении на бумагу эти чернила были сине-черными. Со временем они выцветали до тускло-коричневого цвета.

Писцы в средневековой Европе (примерно с 800 по 1500 г. н. э.) писали в основном на пергаменте или веллуме . Один рецепт чернил XII века требовал, чтобы ветви боярышника были срезаны весной и оставлены для просушки. Затем кору отбивали от ветвей и замачивали в воде в течение восьми дней. Воду кипятили, пока она не загустеет и не станет черной. Вино добавляли во время кипячения. Чернила наливали в специальные мешочки и подвешивали на солнце. После высыхания смесь смешивали с вином и железной солью на огне, чтобы получить окончательные чернила. [15]

Перьевая ручка, которая, возможно, была первой перьевой ручкой , появилась в 953 году, когда Маад аль-Муизз , халиф Египта, потребовал ручку, которая не пачкала бы его руки или одежду, и ему предоставили ручку, в которой чернила находились в резервуаре. [16]

В XV веке в Европе Иоганну Гутенбергу пришлось разработать новый тип чернил для печатного станка . [17] Согласно Мартину Лайонсу в его книге « Книги: живая история» , краска Гутенберга была несмываемой, на масляной основе и изготавливалась из сажи ламп (ламповой сажи), смешанной с лаком и яичным белком. [18] В то время были распространены два типа чернил: греческие и римские чернила для письма (сажа, клей и вода) и разновидность XII века, состоящая из сульфата железа, желчи, камеди и воды. [19] Ни одна из этих чернил для письма не могла прилипать к печатным поверхностям, не создавая размытостей. В конце концов специально для печатного станка были созданы маслянистые, похожие на лак чернила из сажи, скипидара и орехового масла.

Типы

Увеличенная линия, нарисованная перьевой ручкой .

Формулы чернил различаются, но обычно включают два компонента:

Чернила обычно делятся на четыре класса: [20]

Красители

Пигменты

Пигментные чернила используются чаще, чем красители, поскольку они более стойкие, но они также более дорогие, менее однородные по цвету и имеют меньший цветовой диапазон, чем красители. [20] Пигменты представляют собой твердые, непрозрачные частицы, взвешенные в чернилах для обеспечения цвета. [20] Молекулы пигмента обычно соединяются в кристаллические структуры размером 0,1–2 мкм и составляют 5–30 процентов объема чернил. [20] Такие качества, как оттенок , насыщенность и светлота, различаются в зависимости от источника и типа пигмента.

Красители

Чернила на основе красителей, как правило, намного прочнее пигментных и могут производить гораздо больше цвета заданной плотности на единицу массы. Однако, поскольку красители растворяются в жидкой фазе, они имеют тенденцию впитываться в бумагу, что потенциально позволяет чернилам растекаться по краям изображения.

Чтобы обойти эту проблему, чернила на основе красителей изготавливаются с использованием растворителей, которые быстро высыхают, или используются с быстросохнущими методами печати, такими как обдув горячим воздухом свежей печати. ​​Другие методы включают более жесткую проклейку бумаги и более специализированные покрытия бумаги. Последнее особенно подходит для чернил, используемых в непромышленных условиях (которые должны соответствовать более жестким правилам контроля токсичности и выбросов), таких как чернила для струйных принтеров . Другая технология заключается в покрытии бумаги заряженным покрытием. Если краситель имеет противоположный заряд, он притягивается и удерживается этим покрытием, в то время как растворитель впитывается в бумагу. Целлюлоза , материал, полученный из древесины, из которого изготавливается большая часть бумаги, имеет естественный заряд, и поэтому соединение, которое образует комплексы как с красителем, так и с поверхностью бумаги, способствует удерживанию на поверхности. Такое соединение обычно используется в чернилах для струйной печати.

Дополнительным преимуществом систем чернил на основе красителей является то, что молекулы красителя могут взаимодействовать с другими ингредиентами чернил, что потенциально обеспечивает большую эффективность по сравнению с пигментированными чернилами с оптическими отбеливателями и усилителями цвета, предназначенными для повышения интенсивности и внешнего вида красителей.

Чернила на основе красителей могут использоваться в целях защиты от подделок и могут быть обнаружены в некоторых гелевых чернилах, чернилах для перьевых ручек и чернилах, используемых для бумажных денег. [21] Эти чернила реагируют с целлюлозой, вызывая постоянное изменение цвета. [21] Чернила на основе красителей используются для окраски волос.

Аспекты здоровья и окружающей среды

Существует ошибочное мнение, что чернила нетоксичны даже при проглатывании. После проглатывания чернила могут быть опасны для здоровья. Некоторые чернила, например, те, что используются в цифровых принтерах, и даже те, что содержатся в обычной ручке, могут быть вредными. Хотя чернила не так легко вызывают смерть, повторный контакт с кожей или проглатывание могут вызвать такие эффекты, как сильные головные боли, раздражение кожи или повреждение нервной системы. [22] Эти эффекты могут быть вызваны растворителями или пигментными ингредиентами, такими как п -анизидин , который помогает создавать цвет и блеск некоторых чернил.

Три основные экологические проблемы, связанные с чернилами:

Некоторые регулирующие органы [ уточнить ] установили стандарты содержания тяжелых металлов в чернилах. [23] В последние годы наблюдается тенденция к использованию растительных масел вместо нефтяных в ответ на потребность в улучшении показателей экологической устойчивости .

Чернила используют невозобновляемые масла и металлы, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду. [24]

Углерод

Китайская тушь ; на основе углерода, изготовленная из сажи и животного клея.

Углеродные чернила обычно изготавливались из ламповой сажи или сажи и связующего вещества, такого как гуммиарабик или животный клей . Связующее вещество удерживает частицы углерода во взвешенном состоянии и прилипает к бумаге. Частицы углерода не выцветают со временем даже при отбеливании или на солнце. Одним из преимуществ является то, что угольные чернила не вредят бумаге. Со временем чернила становятся химически стабильными и, следовательно, не угрожают прочности бумаги. Несмотря на эти преимущества, угольные чернила не идеальны для постоянства и простоты сохранения. Углеродные чернила имеют тенденцию размазываться во влажной среде и могут смываться с поверхностей. Лучший способ сохранить документ, написанный угольными чернилами, — хранить его в сухом месте (Barrow 1972).

Недавно были успешно созданы углеродные чернила из углеродных нанотрубок. Они похожи по составу на традиционные чернила, поскольку используют полимер для подвешивания углеродных нанотрубок. Эти чернила могут использоваться в струйных принтерах и создавать электропроводящие узоры. [25]

Железная желчь (обычные чернила)

Чернила на основе железного галла стали популярными в начале XII века; они использовались на протяжении столетий и считались лучшим типом чернил. Однако чернила на основе железного галла едкие и со временем портят бумагу (Waters 1940). Изделия, содержащие эти чернила, могут стать хрупкими, а надписи выцветают до коричневого цвета. Оригинальные партитуры Иоганна Себастьяна Баха находятся под угрозой из-за разрушительных свойств чернил на основе железного галла. Большинство его произведений хранятся в Немецкой государственной библиотеке, и около 25% из них находятся на поздних стадиях распада (American Libraries 2000). Скорость, с которой надписи выцветают, основана на нескольких факторах, таких как пропорции ингредиентов чернил, количество, нанесенное на бумагу, и состав бумаги (Barrow 1972:16). Коррозия вызывается кислотным гидролизом и окислением целлюлозы, катализируемым железом (II) (Rouchon-Quillet 2004:389).

Обработка — спорный вопрос. Никакая обработка не устраняет ущерб, уже нанесенный кислотными чернилами. Ухудшение можно только остановить или замедлить. Некоторые [ кто? ] считают, что лучше вообще не обрабатывать предмет из-за страха последствий. Другие считают, что неводные процедуры — лучшее решение. Еще одни считают, что водная процедура может сохранить предметы, написанные железо-галловыми чернилами. Водная обработка включает дистиллированную воду при разных температурах, гидроксид кальция, бикарбонат кальция, карбонат магния, бикарбонат магния и дефенат кальция. У этих обработок есть много возможных побочных эффектов. Могут быть механические повреждения, которые еще больше ослабляют бумагу. Цвет бумаги или цвет чернил могут измениться, и чернила могут растекаться. Другими последствиями водной обработки являются изменение текстуры чернил или образование налета на поверхности чернил (Reibland & de Groot 1999).

Чернила на основе железного галла требуют хранения в стабильной среде, поскольку колебания относительной влажности увеличивают скорость образования муравьиной кислоты, уксусной кислоты и производных фурана в материале, на котором были использованы чернила. Серная кислота действует как катализатор гидролиза целлюлозы, а сульфат железа (II) действует как катализатор окисления целлюлозы. Эти химические реакции физически ослабляют бумагу, вызывая ее хрупкость . [26]

Несмываемые чернила

Большой палец избирателя испачкан несмываемыми чернилами

Несмываемый означает «неудаляемый». Некоторые типы несмываемых чернил имеют очень короткий срок хранения из-за быстро испаряющихся растворителей. Индия, Мексика, Индонезия, Малайзия и другие развивающиеся страны использовали несмываемые чернила в качестве электоральной краски для предотвращения фальсификаций на выборах . Избирательные чернила на основе нитрата серебра были впервые применены на всеобщих выборах в Индии в 1962 году после разработки в Национальной физической лаборатории Индии .

Избирательная комиссия в Индии использовала несмываемые чернила на многих выборах. Индонезия использовала их на своих выборах в 2014 году. [27] В Мали чернила наносятся на ноготь. Несмываемые чернила сами по себе не являются непогрешимыми, поскольку их можно использовать для совершения фальсификаций на выборах , помечая членов оппозиционной партии до того, как у них появится возможность проголосовать. Также имеются сообщения о том, что «несмываемые» чернила смываются с пальцев избирателей в Афганистане. [28]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Банерджи, стр. 673
  2. ^ ab Sircar, стр. 62
  3. ^ ab Sircar, стр. 67
  4. ↑ Джозеф Нидхэм; Цянь Цюэнь-Сюйнь (11 июля 1985 г.). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Химия и химическая технология, Часть 1, Бумага и печать. Cambridge University Press. стр. 5. ISBN 978-0-521-08690-5.
  5. ^ Таллет, Пьер (2012). «Айн-Сукхна и Вади-эль-Джарф: две недавно обнаруженные фараонские гавани в Суэцком заливе» (PDF) . Исследования Британского музея в Древнем Египте и Судане . 18 : 147–68. ISSN  2049-5021 . Получено 21 апреля 2013 г. .
  6. ^ Кристиансен, Томас; Котте, Марин; де Нолф, Ваут; Моуро, Элуан; Рейес-Эррера, Хуан; де Мейер, Стивен; Ванмеерт, Фредерик; Сальвадо, Нати; Гонсалес, Виктор; Линделоф, Пол Эрик; Мортенсен, Келл; Рихолт, Ким; Янссенс, Коэн; Ларсен, Сине (2020). «Понимание состава древних египетских красных и черных чернил на папирусах, достигнутое с помощью микроанализа на основе синхротрона». PNAS . 117 (45): 27825–27835. Bibcode : 2020PNAS..11727825C. doi : 10.1073/pnas.2004534117 . PMC 7668004 . PMID  33106396. 
  7. ↑ Джозеф Нидхэм; Цянь Цюэнь-Сюйнь (11 июля 1985 г.). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Химия и химическая технология, Часть 1, Бумага и печать. Cambridge University Press. С. 234. ISBN 978-0-521-08690-5.
  8. ^ * Вудс, Майкл; Вудс, Мэри (2000). Древняя коммуникация: от хрюканья до граффити . стр. 51–52. Миннеаполис: Runestone Press; отпечаток Lerner Publishing Group.....
  9. ^ 蔡, 玫芬, 二、墨的發展史, Национальный зал социального образования Чан-Хуа, заархивировано из оригинала 26 ноября 2004 г.
  10. ^ Юко Судзуки, Введение в японскую каллиграфию, Search Press 2005, Calligraphie japonaise, 2003, изд. Флерюс, Париж
  11. ^ abcd Готцеген, Марк Д. (2006). Справочник художника: Полный справочник . Страница 30, Нью-Йорк: Watson-Guptill Publications. ISBN 0-8230-3496-8 . 
  12. ^ Смит, Джозеф А. (1992). Книга пера и чернил: материалы и техники для современного художника . стр. 23. Нью-Йорк: Watson-Guptill Publications. ISBN 0-8230-3986-2 . 
  13. ↑ Сун, Сан и Сан, стр. 286-288.
  14. ^ Сиркар, стр. 206
  15. ↑ «Think Ink!» Шэрон Дж. Хантингтон, The Christian Science Monitor , 21 сентября 2004 г., получено 17 января 2006 г.
  16. ^ CE Bosworth, Средневековый исламский прототип авторучки? Журнал семитских исследований, 26(2):229–234, 1981
  17. ^ Сент-Клер, Кассия (2016). Тайная жизнь цвета . Лондон: Джон Мюррей. С. 271–273. ISBN 9781473630819. OCLC  936144129.
  18. ^ Лайонс, М. (2011). Книги: Живая история . Лос-Анджелес: Музей Дж. Пола Гетти.
  19. ↑ Множество рецептов железо-галловых чернил приведено в книге «Книга секретов: демонстрирующая различные способы изготовления и приготовления всех видов чернил...», переведённой с голландского на английский язык Уильямом Филиппом (William Philip), Лондон, 1596 г.
  20. ^ abcd Кипфан, Хельмут (2001), Справочник по печатным СМИ: технологии и методы производства (Иллюстрированное издание), Springer, стр. 130–144, ISBN 978-3-540-67326-2
  21. ^ ab "Красители, пигменты и чернила". Американское химическое общество . Получено 2020-05-15 .
  22. ^ «Первая помощь при отравлении чернилами». www.dovemed.com . 2018 . Получено 18.01.2019 .
  23. ^ Канадская ассоциация производителей типографских красок
  24. ^ "Ink – Ten Random Facts". Ten Random Facts . 2013-07-15 . Получено 2016-11-29 .
  25. ^ Симмонс, Тревор; Хашим, Д.; Ваджтай, Р.; Аджаян, П. М. (2007), «Большие выровненные массивы с помощью прямого осаждения однослойных углеродных нанотрубок», J. Am. Chem. Soc. , 129 (33): 10088–10089, doi :10.1021/ja073745e, PMID  17663555.
  26. ^ Хенк Дж. Порк и Рене Тейгелер, Обзор науки о сохранении (Вашингтон, округ Колумбия: Совет по библиотечным и информационным ресурсам, 2000).
  27. ^ "Индонезия готовится к всеобщим выборам 2014 года". Индонезийское информационное агентство Antara . 16 апреля 2013 г. Получено 3 августа 2024 г. Логистика будет включать в себя бюллетени, урны для голосования и несмываемые чернила, которые будут использоваться на всех избирательных участках по всей Индонезии.
  28. ^ Выборы в Афганистане: «несмываемые» чернила смываются с пальцев избирателей

Источники

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки