История создания чернил

Прародителями чернил для струйной печати были обычные чернила для письма и рисования. Их история уходит своими корнями в глубокую древность.

В Каирском музее хранится артефакт – письменный прибор, состоящий из пузырька-чернильницы, палочки для письма и песочной подушечки, выполнявшей функции промокательной бумаги. Примерно V тысяч лет назад этот прибор принадлежал придворному писцу в Древнем Египте.

При раскопках в древнеримском городе Геркулануме на берегу Неаполитанского залива археологи обнаружили глиняный сосуд, на дне которого остались засохшие черные чернила – сажа, разведённая в масле. Кстати, аналогичный рецепт для изготовления чернил III тысячи лет тому назад использовали египтяне, которые сжигали корни водного растения папируса, а полученную золу перемешивали с камеди – стекловидной массой, вытекающей из повреждённых древесных тканей вишни или акации.

Растение папирус, корни которого в Древнем Египте использовали для изготовления чернил

В Китае 2,5 тысячи лет назад черные чернила изготавливали из смеси сажи, растительной смолы и щелочного раствора. Такие чернила были очень густыми, поэтому их наносили на пергамент не перьями, а кисточками. После высыхания они легко отделялись от носителя, особенно на сгибах.

До наших дней сохранились рецепты чернил из отвара кожуры зелёных каштанов, из спелых ягод черники и бузины, из кожуры грецких орехов.

Каштан	Черника
Бузина чёрная	Грецкий орех

Растения, которые в древние времена использовали для изготовления чернил

Один из древнеримских рецептов предписывал использовать для изготовления чернил большого количества винограда. Такой виноград следовало съесть, а косточки собрать, просушить и сжечь до получения сажи, которая являлась естественным природным красителем. Для придания чернилам необходимой вязкости и консистенции сажу соединяли и тщательно перемешивали с небольшим количеством растительного масла. После этого чернила из виноградных косточек были готовы к использованию.

Виноградные косточки – сырьё для производства чернил

Ещё древние люди заметили, что осьминоги и каракатицы в минуту опасности выпускают из специальных мешков маскировочную чернильную бомбу. Люди стали использовать чернильную жидкость головоногих для письма и рисования. Для этого мешочки с чернилами извлекались из тела осьминогов и каракатиц, сушились на солнце, перемалывались в пыль, смешивались со щёлочью, разогревались, обрабатывались серной кислотой, снова сушились на солнце и помещались под пресс. В результате перечисленных манипуляций получался краситель под названием сепия, который до сих пор используется для изготовления чернил и красок.

Натуральная сепия изготавливалась из чернильного мешка осьминогов и каракатиц

Но самые лучшие черные чернила изготавливали из округлых наростов на листьях дуба – галлов. Такие наросты образуются, когда насекомое орехотворка откладывает в ткань листа свои личинки. Дерево, защищаясь от вторжения личинок, окружает их плотным кольцом из разросшейся оболочки. Именно эти наросты в древности перемалывали в тонкую пыль, настаивали на воде и добавляли в полученную смесь клей и медный купорос. Такие чернила имели приятный блеск и выглядели так, словно они только что вышли из-под пера писца. Ореховые чернила имели один недостаток: первые 10-12 часов после нанесения они оставались совершенно прозрачными, и лишь спустя некоторое время темнели и приобретали блеск.

Наросты – галлы на листьях дуба

Для оформления религиозных книг византийские и русские писцы изготавливали золотые и серебряные чернила. Для этого небольшую горошину патоки  соединяли с тончайшими золотыми или серебряными листочками. Полученная смесь тщательно вымешивалась до однородной консистенции и использовалась для письма. Затем мёд аккуратно вымывался, а нарядные золотые буквы оставались. В Швеции до сих пор хранится пурпурная библия, написанная серебряными чернилами. Возраст этой «серебряной» библии составляет около 1,5 тысяч лет.

Библия, написанная серебряными чернилами

В Греции и древнем Риме в III в. до н.э. из киновари и пурпура изготавливали красные царские чернила. Пурпур получали из тел моллюсков брандариса, которые извлекали из раковин, помещали в солёную воду, затем вялили на солнце и варили. Из 10 тысяч моллюсков получался всего лишь 1 грамм пурпурных чернил. По приблизительным расчётам 1 кг пурпурных чернил должен был стоить 45 тысяч золотых марок. Красные чернила под страхом смертной казни запрещалось использовать за пределами императорского двора. К ним была приставлена специальная стража, которая собственной головой отвечала за сохранность чернил.

Болинус брандарис, из которого в Древней Греции и Древнем Риме изготавливали пурпурные чернила

На Руси подобных строгостей, связанных с пурпурными чернилами, не было. Их научились изготавливать из насекомых червецов, которых сушили и толкли в порошок. Красные чернила использовались русскими писцами для выделения абзаца, так называемой «красной строки». Своё название она получила благодаря тому, что в начале каждого раздела первая буква разрисовывалась красными чернилами в виде картинки. Это облегчало деление текста на главы и его восприятие.

Личинки червеца карминоносного, из которого на Руси изготавливались красные чернила

До сих пор не разгадана загадка рубиновых, сапфировых и перламутровых чернил, которые получили название «чернил драгоценных камней». Рецепт изготовления таких чернил в строгой тайне хранили монгольские монахи.

Считается, что первым печатающим устройством, в котором были использованы черные чернила, стал пресс Иоганна Гутенберга, изобретённый в 1456 году. Пресс оборудован съёмными литерами с изображением букв. Из таких букв можно было составлять слова, фразы и целые предложения. Литеры можно было использовать многократно. Их помещали под пресс на бумажный лист и таким образом получали оттиски.

Пресс Иоганна Гутенберга

Изобретение пресса Иоганна Гутенберга значительно ускорило процесс развития чернил для струйной печати.

В 1460 году была изобретена технология печати при помощи льняного масла, которая позволила наносить изображения на металлические поверхности. Достоверного рецепта льняных чернил до наших дней не дошло. Известно лишь, что основными компонентами таких чернил были многооксиды и растительные пигменты.

Спустя несколько столетий овощные и льняные масла стали основными компонентами чернил. Такие чернила были жидкими и медленно сохли. Тогда же были изготовлены первые чернила с добавлением нефтяного дистиллята.

В XVI веке появились железные чернила, которые изготавливали из корня ольхи, ореховой или дубовой коры и чернильных орешков, настроенных в сосуде с обломками железа. При варке ольховой коры из неё выделялись дубильные кислоты, которые, взаимодействуя с обломками железа, продуцировали закисные железные соли. Свежие чернила имели бледную окраску, но при высыхании железо окислялось и темнело. Полученные отпечатки были устойчивыми к свету и не растворялись в воде. Для придания чернилам необходимой вязкости и прочности в их состав вводили вишнёвый клей (камедь), имбирь, гвоздику и квасцы.

В XVII веке вместо обломков железа при изготовлении железных чернил стали использовать медный купорос. Это позволило ускорить процесс изготовления чернил. Черные чернила, полученные таким способом, стали называть на Руси «чернила добрыя».

В 1847 году немецкий химик-органик, профессор Рунге изготовил чернила из экстракта тропического сандалового дерева. Сок этого дерева содержит гематоксилин, который при окислении вырабатывает пигмент фиолетово-чёрного цвета. Поэтому чернила, разработанные профессором Рунге, имели фиолетовый оттенок.

Профессор Рунге – изобретатель чернил из экстракта сандалового дерева

В 1870 году, спустя 414 лет после изобретения печатного пресса Иоганна Гутенберга, чернила стали использоваться в первых печатных машинках. Такие машинки были оснащены ударным механизмом с буквенными литерами и чернильной красящей лентой. Ударяя по ленте, литеры переносили на бумагу соответствующие чернильные буквы и знаки. Одна из первых моделей печатных машинок показана на рисунке ниже.

Одна из первых моделей печатных машинок

Следующим этапом в развитии чернил стало появление ализариновых чернил, которые в 1885 году изобрёл саксонский педагог Христиан Августан Леонгарди. Чернила Леонгарди изготавливались из сока орешков-галлов с добавлением краппа из корней восточного растения марены. Мареновый крап обеспечил бесцветно-мутным галловым чернилам насыщенный сине-зелёный оттенок. Позже крапп заменили на синтетический краситель, а галловые орешки – на галловую кислоту. Так ализариновые чернила стали полностью синтетическими и более дешёвыми в изготовлении. Ещё позднее был найден синтетический краситель прекрасного ярко-фиолетового цвета. Чернила, изготовленные с использованием такого красителя, получили название анилиновых.

Спустя век после изобретения ализариновых и анилиновых чернил в конце 70-х годов ХХ века были разработаны первые системы струйной печати. В 1976 году свет увидел первый струйный принтер компании IBM – Model 6640, в 1977 году первый струйник сошёл с конвейера компании Siemens, в 1978 году о разработке новой технологии струйной печати BubbleJet заявила корпорация Canon, немного позже инновационную технологию струйной печати drop-on-demand представила компания Hewlett Packard.

В первом поколении струйных принтеров использовались водные чернила, состоящие из красящей жидкости и воды. Водные чернила за счёт своей однородной консистенции и отсутствия твёрдых частиц пропитывают не только поверхностные, но и глубинные слои бумаги. Они дают очень яркие и сочные отпечатки, гораздо более красочные, чем пигментные чернила. Преимуществом водных чернил является их экономичность, недостатком – неустойчивость к солнечным лучам и влаге. Такие чернила быстро выгорают на солнце и смываются обычной водой. Отпечатки, сделанные водными чернилами, следует хранить в сухом затемнённом месте, лучше всего – в фотоальбоме.

Развитие технологии струйной печати привело к появлению фотопринтеров, предназначенных для печати качественных фотографий. В таких фотопринтерах используются пигментные чернила, в состав которых входят вода, пигменты и специальные добавки. Пигменты – это микроскопические частицы твёрдого вещества органического или не органического происхождения. Размер таких частиц в 500 раз меньше толщины человеческого волоса, поэтому они свободно проходят сквозь сопла печатающей головки. Преимуществом пигментных чернил является их устойчивость к воздействию солнечного света и влаги, недочётом – недостаточная яркость по сравнению с водными чернилами.

Изготовив первые пигментные чернила, производители тут же приступили к улучшению их состава. Сегодня химическая отрасль работает над повышением реалистичности и разнообразия оттенков струйных чернил, уменьшением размера выбрасываемых капель, повышением светостойкости и влагостойкости и т.д.

Расширяются цветовые схемы струйной печати. Если в первых струйных принтерах были установлены четырёхцветные картриджи со стандартным набором цветов CMYK (чёрный, жёлтый, пурпурный и голубой), то сегодня выпускают расширенные схемы CMYK, состоящие из шести, восьми и даже одиннадцати цветов.

К инновационным разработкам в сфере струйной печати следует отнести симпатические чернила, которые проявляются под действием ультрафиолета, исчезающие чернила, которые обесцвечиваются при нагревании, флуоресцентные чернила, которые светятся в темноте, серебряные чернила, проводящие электрические импульсы, текстильные чернила, которые превосходно печатают на ткани, латексные, в состав которых входят полимеры из искусственного латекса и некоторые другие виды чернил. За этими видами чернил стоит будущее струйной печати.