インク

インクは、染料や顔料などの少なくとも 1 つの着色剤を含むゲル、ゾル、または溶液であり、画像、テキスト、またはデザインを作成するために表面を着色するために使用されます。インクは、ペン、ブラシ、葦ペン、または羽ペンで描画または記述するために使用されます。ペースト状のより濃いインクは、活版印刷やリトグラフ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、粒子状物質、蛍光剤、およびその他の材料から構成される複雑な媒体です。インクの成分は多くの目的を果たします。インクのキャリア、着色剤、およびその他の添加剤は、インクの流れと厚さ、および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では、書くことや描くことの必要性から、独自にインクを発見し、調合してきました。インクの製造法や技術は、考古学的分析や書かれたテキスト自体から得られます。すべての文明における最古のインクは、火の副産物として簡単に集められる煤の一種であるランプブラック^{で作られていたと考えられています。 [4]}

古代エジプトでは、少なくとも紀元前26世紀から、パピルスに文字や絵を描くためにインクが使われていました。 ^[5]エジプトの赤と黒のインクには、リン酸、硫酸、塩化物、カルボン酸イオンに加えて、鉄と黄土が顔料として含まれており、鉛も乾燥剤として使用されていました。^[6]

^{最も古い中国墨は[7]} 4000年前、^[8]中国新石器時代にまで遡る。これらには、黒鉛などの材料をベースにした植物、動物、鉱物の墨が含まれていた。これらは水で挽かれ、筆で塗られた。現代の墨に似た最も古い中国墨の直接的な証拠は、戦国時代末期の紀元前256年頃に発見され、煤と動物の膠から作られていた。^[9]紙や絹に絵を描くのに好まれた墨は、樹齢50年から100年の松の木の樹脂から作られる。中国の墨は魚の膠で作られ、日本の膠は牛や鹿から作られる。^[10]

墨は中国で発明されたが、^{[11] [12]}材料はインドからよく取引されていたため、この名前が付けられた。^{[11] [12]}中国の伝統的な墨の作り方は、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だった。^[11]乾燥した混合物を使用するには、湿ったブラシを再び液状になるまで塗布する。^{[11]墨の製造は}曹魏の時代 (220–265 AD)までに確立されていた。 ^[13]カローシュティー語で墨で書かれたインドの文書が新疆ウイグル自治区で発掘されている。^[14]南インドの初期には、墨と先の尖った針で書く習慣が一般的だった。^{[2]インドの}仏教とジャイナ教の経典のいくつかは墨で編纂されている。^[3]

セピアとして知られる頭足動物のインクは、乾燥すると濃い青黒から茶色に変わり、ギリシャ・ローマ時代以降にインクとして使用されました。黒のアトラメントゥムも古代ローマで使用されていました。クリスチャン・サイエンス・モニターの記事で、シャロン・J・ハンティントンは、これらの他の歴史的なインクについて説明しています。

約 1,600 年前、人気のインクのレシピが考案されました。このレシピは何世紀にもわたって使用されました。硫酸第一鉄 (鉄を硫酸で処理して作られる) などの鉄塩を、ゴマ(木に生える) のタンニンと増粘剤と混ぜます。このインクは、最初に紙に塗ったときは青みがかった黒色ですが、時間が経つにつれて鈍い茶色に色あせていきます。

中世ヨーロッパ（西暦800年から1500年頃）の筆写者は、主に羊皮紙や上質紙に筆記した。12世紀のインクのレシピの1つには、春にサンザシの枝を切り、乾燥させるという方法があった。次に、枝から樹皮を叩き落とし、水に8日間浸す。水は、とろみが出て黒くなるまで煮詰める。煮ている間にワインを加える。インクは特別な袋に注がれ、太陽の下に吊るされる。乾燥したら、ワインと鉄塩を加えて火で混ぜ、最終的なインクを作った。^[15]

最初の万年筆であったかもしれないリザーバーペンの歴史は953年に遡ります。当時、エジプトのカリフであったマアド・アル・ムイーズが、手や衣服を汚さないペンを要求し、インクをリザーバーに溜めるペンを提供したのです。^[16]

15世紀、ヨーロッパではヨハネス・グーテンベルクによる印刷機用の新しいタイプのインクが開発されなければなりませんでした。^{[17]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）にワニスと卵白を混ぜて作られていました。^[18]当時普及していたインクは2種類ありました。ギリシャとローマの筆記用インク（煤、膠、水）と、12世紀の硫酸鉄、胆汁、ゴム、水から作られたインクです。^[19]これらの手書きインクはどちらも、印刷面に付着するとにじみが生じます。最終的に、煤、テレピン油、クルミ油から作られたワニスのような油性のインクが、特に印刷機用に作られました。

インクの配合はさまざまですが、一般的には次の 2 つの成分が含まれます。

• 着色剤
• 乗り物（バインダー）

インクは一般的に4つのクラスに分類されます。^[20]

• 水性
• 液体
• ペースト
• 粉

顔料インクは染料よりも色落ちしにくいため、染料よりも頻繁に使用されますが、染料よりも高価で、色の一貫性が低く、色の範囲が狭いという欠点もあります。 [ ^{20 ]} 顔料は、色を出すためにインクに浮遊している固体の不透明な粒子です。 [20] 顔料分子は通常、0.1～2 μmの大きさの結晶構造で結合しており、インクの体積の 5～30 パーセントを占めます。^[20]色相、彩度、明度などの品質は、顔料の供給源や種類によって異なります。溶剤ベースのインクは、高速印刷や乾燥時間の短縮が必要な用途に広く使用されています。また、TiO2 パウダーを配合することで、優れたカバー力と鮮やかな色を実現しています。^[21]

染料ベースのインクは、一般的に顔料ベースのインクよりもはるかに強力で、単位質量あたり一定濃度の色をより多く生成できます。ただし、染料は液相で溶解するため、紙に染み込む傾向があり、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、染料ベースのインクは、急速に乾燥する溶剤を使用して作られるか、または新鮮な印刷物に熱風を吹き付けるなどの速乾性の印刷方法で使用されます。その他の方法としては、より硬い紙の サイズ剤や、より特殊な紙のコーティングなどがあります。後者は、インクジェット プリンターのインクなど、非工業的な環境 (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。別の技術では、紙を帯電コーティングでコーティングします。染料が反対の電荷を持っている場合、このコーティングによって引き付けられて保持され、溶剤は紙に浸透します。ほとんどの紙の原料である木材由来の材料であるセルロースは、自然に帯電しているため、染料と紙の表面の両方と錯体を形成する化合物は、表面での保持に役立ちます。このような化合物は、インクジェット印刷インクでよく使用されます。

染料ベースのインク システムのもう 1 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ため、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色増強剤を使用した顔料インクに比べて、より大きなメリットが得られる可能性があることです。

染料ベースのインクは偽造防止の目的で使用することができ、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。^[22]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。^[22]染料ベースのインクは髪を着色するために使用されます。

インクは飲み込んでも無毒であるという誤解がある。摂取すると、インクは健康に有害となる可能性がある。デジタルプリンターで使用されるインクや、一般的なペンに使用されているインクでさえも有害な場合がある。インクが死に至ることは容易ではないが、繰り返し皮膚に触れたり摂取したりすると、重度の頭痛、皮膚の炎症、神経系の損傷などを引き起こす可能性がある。^[23]これらの影響は、溶剤や、一部のインクの色や光沢を生み出す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る。

インクに関する主な環境問題は次の 3 つです。

• 重金属
• 再生不可能な油
• 揮発性有機化合物

いくつかの規制機関は^、インクに含まれる重金属の量に関する基準を設定しています。^{[ 24]近年}、環境持続可能性の向上に対する要求に応えて、石油油よりも植物油を使用する傾向があります。

インクは再生不可能な油や金属を使用するため、環境に悪影響を及ぼします。^[25]

カーボン インクは一般に、ランプ ブラックまたはすすとアラビアゴムや膠などの結合剤から作られていました。結合剤によりカーボン粒子が浮遊状態になり、紙に付着します。カーボン粒子は、漂白したり日光に当てても時間の経過とともに色あせません。カーボン インクの利点の 1 つは、紙を傷めないことです。時間が経ってもインクは化学的に安定しているため、紙の強度を脅かすことはありません。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しやすさの点で理想的ではありません。カーボン インクは湿気の多い環境ではにじみやすく、表面から洗い流すことができます。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、乾燥した環境で保管することです (Barrow 1972)。

最近、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されました。カーボンナノチューブをポリマーで懸濁させるという点で、従来のインクと組成が似ています。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、導電性パターンを作成できます。^[26]

12 世紀初頭に鉄鉱石インクが普及し、何世紀にもわたって使用され、最も優れたインクであると広く考えられていました。しかし、鉄鉱石インクは腐食性があり、時間の経過とともに紙を傷めます (Waters 1940)。このインクを含む物品は脆くなり、筆跡は茶色く褪色します。ヨハン・セバスチャン・バッハのオリジナル楽譜は、鉄鉱石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いますが、そのうち約 25% は劣化が進行しています (American Libraries 2000)。筆跡が褪色する速度は、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、酸触媒加水分解と鉄 (II) 触媒セルロース酸化によって引き起こされます (Rouchon-Quillet 2004:389)。

^処理は議論の多いテーマです。酸性インクによってすでに生じた損傷を元に戻す処理はありません。劣化を止めるか、遅くすることしかできません。結果を恐れてアイテムをまったく処理しないのが最善だと考える人もい^{ます。非水性処理が最善の解決策だと考える人もいます。さらに、}水性処理によって鉄インクで書かれたアイテムを保存できると考える人もいます。水性処理には、さまざまな温度の蒸留水、水酸化カルシウム、重炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、カルシウムハイフネートなどがあります。これらの処理には多くの副作用の可能性があります。機械的な損傷が発生する可能性があり、これにより紙がさらに弱くなります。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があります。水性処理の他の結果には、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があります (Reibland & de Groot 1999)。

鉄インクは安定した環境で保管する必要がある。なぜなら、相対湿度の変動により、インクが使用された材料内でギ酸、酢酸、フラン誘導体の形成速度が速まるからである。硫酸はセルロースの加水分解の触媒として作用し、硫酸鉄(II)はセルロースの酸化の触媒として作用する。これらの化学反応は紙を物理的に弱め、脆くする。^[27]

インデリブルとは「除去不可能」という意味です。消えないインクの中には、溶剤が急速に蒸発するため、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、選挙の不正を防ぐために、選挙汚れの形で消えないインクが使用されています。硝酸銀をベースにした選挙インクは、インド国立物理学研究所で開発され、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多く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。 ^{[28]マリではインクは指の爪に塗られる。消えないインク自体は絶対確実ではない。反対党員が投票する前に印を付けるという選挙}詐欺に使われる可能性があるからだ。アフガニスタンでは「消えない」インクが有権者の指から洗い流されたという報告もある。^[29]

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• 40 世紀のインク (David N. Carvalho); 詳細なオンライン教科書 (2003 年 6 月 8 日アーカイブ)
• アレクサンダー・アレンによるローマのインク記事 スミスの古代ギリシャ・ローマ辞典（1875年）LacusCurtius
• 古代と現代のインクレシピ (David N. Carvalho)
• インクがどのように作られるかを描いた素晴らしい動画 -ハフィントンポスト
• 「筆記とインクの科学に関する簡単なメモ」は、1852 年にアラビア語で書かれた原稿です。インクの製造プロセスについて説明しています。