Loading article…
インクとは、染料や顔料などの着色剤を少なくとも1種類含むゲル状、ゾル状、または溶液状の物質で、表面に色を付けて画像、文字、またはデザインを作成するために使用されます。インクは、ペン、筆、葦ペン、または羽根ペンで描画または筆記するために使用されます。ペースト状の粘度の高いインクは、活版印刷や石版印刷で広く使用されています。
インクは、溶剤、顔料、染料、樹脂、潤滑剤、可溶化剤、界面活性剤、微粒子、蛍光体、その他の材料から構成される複雑な媒体です。 [ 1 ]インクの成分は複数の目的を果たします。インクのキャリア、着色剤、その他の添加剤は、インクの流れと粘度、乾燥時の外観に影響を与えます。
世界中の多くの古代文化は、文字を書いたり絵を描いたりする必要性から、独自にインクを発見し、調合してきました。インクの製造レシピと技術は、考古学的分析や文書そのものから得られています。すべての文明における最古のインクは、火の副産物として容易に収集できる一種の煤であるランプブラックで作られたと考えられています。 [ 5 ]
古代エジプトでは、紀元前26世紀頃からパピルスに文字を書いたり絵を描いたりするためにインクが使われていました。[ 6 ]エジプトの赤と黒のインクには、顔料として鉄と黄土のほか、リン酸塩、硫酸塩、塩化物、カルボン酸塩イオンが含まれており、鉛も乾燥剤として使われていました。[ 7 ]
最古の中国の墨は、4千年前の中国の新石器時代にまで遡る可能性がある[ 8 ] [ 9 ] 。これらには、グラファイトなどの材料を基にした植物、動物、鉱物の墨が含まれており、水ですりつぶして墨筆で塗布した。現代の墨に似た最古の中国の墨の直接的な証拠は、戦国時代の終わりの紀元前256年頃に見つかっており、煤と動物の膠から作られていた[ 10 ]。紙や絹に描画または絵画するための好ましい墨は、樹齢50年から100年の松の木の樹脂から作られる。中国の墨は魚膠で作られるが、日本の膠（膠ニカワ）は牛または鹿から作られる[ 11 ] 。
墨は中国で発明されましたが、[ 12 ] [ 13 ]材料はインドから取引されることが多かったため、その名前が付けられました。[ 12 ] [ 13 ]伝統的な中国の墨の作り方は、動物性膠、カーボンブラック、ランプブラック、骨黒顔料の混合物を乳鉢と乳棒ですりつぶし、陶器の皿に注いで乾燥させるというものでした。[ 12 ]乾燥した混合物を使用するには、濡れた筆を塗って再び液状になるまで混ぜます。[ 12 ]墨の製造は曹魏王朝（西暦220～265年）までに確立されました。 [ 14 ]墨で書かれたカローシュティー語のインドの文書が新疆で発掘されています。[ 15 ]墨と鋭利な針で書く習慣は、初期の南インドで一般的でした。[ 3 ]インドのいくつかの仏教とジャイナ教の経典は墨で編纂されました。[ 4 ]
セピアとして知られる頭足類の墨は、乾燥すると濃い青黒色から茶色に変化し、ギリシャ・ローマ時代以降、墨として用いられた。古代ローマでは黒色のアトラメントゥムも使用されていた。クリスチャン・サイエンス・モニター紙の記事で、シャロン・J・ハンティントンは、その他の歴史的な墨について次のように述べている。
約1600年前、広く普及したインクの製法が考案されました。この製法は何世紀にもわたって使われました。硫酸第一鉄（鉄を硫酸で処理して作られる）などの鉄塩を、没食子（木に生える）由来のタンニンと増粘剤と混ぜ合わせたものです。紙に初めて塗った時のインクは青みがかった黒色ですが、時間が経つにつれてくすんだ茶色に変化します。
中世ヨーロッパ（西暦800年頃～1500年頃）の写字生は主に羊皮紙またはベラムに文字を書いていた。12世紀のインクのレシピには、春にサンザシの枝を切り、乾燥させるという手順が記されている。次に、枝から樹皮を叩き落とし、8日間水に浸す。水は煮詰めてとろみがつき、黒くなるまで煮る。煮詰める際にワインを加える。インクを特別な袋に注ぎ、太陽の下に吊るす。乾燥したら、火にかけてワインと鉄塩を加えて混ぜ、最終的なインクを作る。[ 16 ]
万年筆の原型とも言えるリザーバーペンは、953年にエジプトのカリフ、マアード・アル＝ムイズが手や服を汚さないペンを要求し、インクをリザーバーに蓄えるペンを与えられたことに遡る。[ 17 ]
15 世紀、ヨハネス・グーテンベルクによってヨーロッパで印刷機用の新しいタイプのインクが開発される必要があった。[ 18 ]マーティン・ライオンズの著書『Books: A Living History』によると、グーテンベルクの染料は消えない油性で、ランプの煤（ランプブラック）をニスと卵白と混ぜて作られていた。[ 19 ]当時普及していたインクは 2 種類あった。ギリシャとローマの筆記用インク（煤、糊、水）と 12 世紀の硫酸第一鉄、没食子、ガム、水からなるインクである。[ 20 ]これらの筆記用インクはどちらも印刷面に付着するとにじみが生じるため、印刷機専用に煤、テレピン油、クルミ油から作られた油性のニスのようなインクが最終的に作られた。
インクの配合は様々だが、一般的には2つの成分から構成される。
インクは一般的に4つのクラスに分類されます。[ 21 ]
顔料インクは、染料インクよりも耐光性に優れているため、染料インクよりも頻繁に使用されますが、染料インクよりも高価で、色の一貫性が低く、色の範囲も狭くなります。[ 21 ] 顔料は、インクに懸濁して色を与える固体の不透明な粒子です。[ 21 ]顔料分子は通常、0.1～ 2μmの大きさの結晶構造で結合し、インクの体積の5～30パーセントを占めます。[ 21 ]色相、彩度、明度などの特性は、顔料の供給源と種類によって異なります。溶剤系インクは、高速印刷や速乾性が求められる用途に広く使用されています。また、TiO2粉末を添加することで、優れた被覆力と鮮やかな色が得られます。[ 22 ]
染料系インクは一般的に顔料系インクよりも強度が高く、単位質量あたりで同じ濃度のインクをより多く発色させることができます。しかし、染料は液相に溶解しているため、紙に染み込みやすく、画像の端でインクがにじむ可能性があります。
この問題を回避するため、染料系インクは速乾性の溶剤で製造されるか、印刷直後に熱風を吹き付けるなどの速乾性印刷方法と併用されます。その他の方法としては、紙のサイズを硬くしたり、より特殊な紙コーティングを施したりすることが挙げられます。後者は、インクジェットプリンターインクなど、非工業環境（より厳しい毒性および排出規制に準拠する必要がある）で使用されるインクに特に適しています。別の技術としては、紙に帯電コーティングを施す方法があります。染料が反対の電荷を帯びている場合、染料はこのコーティングに引き寄せられて保持され、溶剤は紙に浸透します。紙の大部分の原料である木材由来のセルロースは、本来帯電しているため、染料と紙の表面の両方と複合体を形成する化合物は、表面での保持を助けます。このような化合物は、インクジェット印刷インクによく使用されています。
染料系インクシステムのもう一つの利点は、染料分子が他のインク成分と相互作用できることであり、染料の強度と外観を高めるために設計された蛍光増白剤や発色促進剤を用いた顔料インクと比較して、より大きな効果が得られる可能性がある。
染料系インクは偽造防止目的で使用でき、一部のゲルインク、万年筆インク、紙幣に使用されるインクに含まれています。[ 23 ]これらのインクはセルロースと反応して永久的な色の変化をもたらします。[ 23 ]染料系インクは髪を染めるのに使用されます。
機能性着色剤は、インクに使用される着色材料の独特なクラスであり、蛍光、燐光、感温変色、光変色などの単純な吸収以外の効果を提供します。これらの着色剤は、セキュリティ印刷、スマートパッケージ、特殊用途で一般的に使用されており、光、温度、またはその他の刺激に応じて外観が変化する能力が有利です。最新の配合では、マイクロカプセル化された染料、希土類蛍光体、またはポリマーベースのナノ粒子を使用しており、これらの材料を液体およびインクジェット対応システムに組み込むことができます。[ 24 ]
インクは飲み込んでも無毒だという誤解があります。しかし、インクを摂取すると健康に害を及ぼす可能性があります。デジタルプリンターで使用されるインクや、一般的なペンで使用されているインクなど、特定のインクは有害となる場合があります。インク自体が容易に死に至ることはありませんが、皮膚に繰り返し接触したり、摂取したりすると、激しい頭痛、皮膚の炎症、神経系の損傷などの症状を引き起こす可能性があります。[ 25 ]これらの症状は、溶剤や、インクの色や光沢を出すのに役立つp-アニシジンなどの顔料成分によって引き起こされる可能性があります。
インクに関する主な環境問題は以下の3つです。
一部の規制機関は、インク中の重金属の量に関する基準を設定している。[ 26 ]近年、環境持続可能性性能の向上に対する需要の高まりを受けて、石油系オイルよりも植物油を使用する傾向が見られる。
インクは再生不可能な石油や金属を消費するため、環境に悪影響を及ぼします。[ 27 ]
カーボンインクは、一般的に煤やランプブラックと、アラビアゴムや動物性接着剤などの結合剤から作られていました。結合剤はカーボン粒子を懸濁させ、紙に付着させます。カーボン粒子は、漂白されたり日光に当たったりしても、時間の経過とともに色褪せません。利点の1つは、カーボンインクが紙を傷めないことです。時間の経過とともに、インクは化学的に安定しているため、紙の強度を損なうことはありません。これらの利点にもかかわらず、カーボンインクは永続性と保存の容易さには理想的ではありません。カーボンインクは湿度の高い環境ではにじみやすく、表面から洗い流される可能性があります。カーボンインクで書かれた文書を保存する最良の方法は、乾燥した環境に保管することです（Barrow 1972）。
近年、カーボンナノチューブから作られたカーボンインクが開発に成功している。これらのインクは、ポリマーを用いてカーボンナノチューブを懸濁させるという点で、従来のインクと組成が似ている。これらのインクはインクジェットプリンターで使用でき、導電性のパターンを生成できる。[ 28 ]
没食子インクは12世紀初頭に普及し、数世紀にわたって使用され、最高のインクであると広く考えられていました。しかし、没食子インクは腐食性があり、時間の経過とともに紙を損傷します（Waters 1940）。このインクを含む物品はもろくなり、文字は茶色に変色します。ヨハン・セバスチャン・バッハのオリジナル楽譜は、没食子インクの破壊的な性質によって脅かされています。彼の作品の大部分はドイツ国立図書館に所蔵されており、そのうち約25%は劣化がかなり進んでいます（American Libraries 2000）。文字が薄れる速度は、インク成分の割合、紙に付着した量、紙の組成など、いくつかの要因に基づいています（Barrow 1972:16）。腐食は、酸触媒による加水分解と鉄(II)触媒によるセルロースの酸化によって引き起こされます（Rouchon-Quillet 2004:389）。
保存処理は議論の的となっている。酸性インクによって既に生じた損傷を元に戻す処理はない。劣化を止めるか遅らせることしかできない。結果を恐れて、そもそも処理しないのが最善だと考える人もいる。非水処理が最良の解決策だと考える人もいる。しかし、没食子インクで書かれたものは水処理で保存できると考える人もいる。水処理には、さまざまな温度の蒸留水、水酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素マグネシウム、ハイフン酸カルシウムなどがある。これらの処理には多くの副作用の可能性がある。機械的な損傷が生じ、紙がさらに弱くなることがある。紙の色やインクの色が変わったり、インクがにじんだりすることもある。水処理のその他の影響としては、インクの質感の変化やインクの表面にプラークが形成されることなどが挙げられる（Reibland & de Groot 1999）。
没食子インクは、相対湿度の変動によってインクが使用された材料中にギ酸、酢酸、フラン誘導体が生成される速度が増加するため、安定した環境で保管する必要があります。硫酸はセルロース加水分解の触媒として働き、硫酸鉄(II)はセルロース酸化の触媒として働きます。これらの化学反応は紙を物理的に弱め、脆くします。[ 29 ]
消えないインクとは「除去できない」という意味です。消えないインクの中には、使用されている溶剤がすぐに蒸発するため、保存期間が非常に短いものもあります。インド、メキシコ、インドネシア、マレーシアなどの発展途上国では、選挙不正を防ぐために、選挙用インクとして消えないインクが使用されています。硝酸銀をベースとした選挙用インクは、インド国立物理研究所で開発され、1962年のインド総選挙で初めて使用されました。
インドの選挙管理委員会は、数々の選挙で消えないインクを使用してきた。インドネシアは2014年の選挙でこれを使用した。[ 30 ]マリでは、インクは爪に塗られる。この技術は万能ではなく、他の種類の不正行為にも使用される可能性がある。自分の票を増やすのではなく、投票する前に反対派の有権者に印をつけて排除するために使用できるからだ。アフガニスタンでは、有権者の指から「消えない」インクが洗い流されたという報告もある。[ 31 ]
19世紀のドイツの詩人ユスティヌス・ケルナーは、インクの染み（ドイツ語でTinten-Klecks ）から画像を作成するクレクソグラフィーという芸術を発明し、1857年にクレクソグラフィーと詩集『Klecksographien』を出版した。[ 32 ] 1896年には、同様の本『Gobolinks, or Shadow-Pictures for Young and Old』が米国で出版された。[ 33 ]
ヘルマン・ロールシャッハは幼少期にクレクソグラフィーを趣味としており、これが後にロールシャッハ・テストの開発につながった。[ 32 ]
ロジスティクスには、インドネシア全土のすべての投票所で使用される投票用紙、投票箱、消えないインクが含まれる。