De dubbla verktygen för penna och bläck har använts sedan cirka 2500 f.Kr., när kinesiska och egyptiska samhällen självständigt utvecklade skrivbläck. Idag produceras pennfärg enligt en liknande formel som den var då: en färgrik substans suspenderas med stabilisatorer i en vätska som en penna kan pressa över papper. Innovationer inom kemi har sedan dess ökat variationen i bläckets kemiska sammansättning.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Penns bläck mest uppenbara ingrediens är färgämne eller pigment, men det innehåller också polymerer, stabilisatorer och vatten för att hjälpa bläcket att flöda ordentligt.
Färgämnen och pigment
En bläckfärg kommer antingen från ett färgämne som kan lösas upp i vatten eller från ett pigment som är vattenolösligt. Färgämnet ger rött bläck färg och görs genom att tillsätta elementet brom till en fluorescerande förening. Bläck som använder pigment inkluderar vitt bläck (som innehåller titanoxid) och metalliskt guldfärg (som överraskande nog använder en koppar-zinklegering.) Kolsvart, ett pigment som härrör från kol och olja, är en viktig del av svart kulspetspenna bläck.
Stabiliserande polymerer
Bläck kan koagulera när deras färgämne eller pigmentpartiklar klumpas ihop. Stabilisatorer förhindrar koagulering genom att hålla fast vid molekyler och flytta dem förbi varandra, vilket ger bläck ett jämnare flöde. Polymerer, stora molekyler tillverkade av kedjor av basupprepande enheter, är utmärkta stabilisatorer. Tidigare fungerade växtharts och äggalbumin bland källorna till stabiliserande polymerer. Laborationer som polyvinylklorid och polyvinylacetat fyllde senare denna roll under 1900-talet.
Flytande lösningsmedel
Tidiga former av skrivbläck bestod av stabilisatorer som innehöll bränslerester i kanske planetens vanligaste flytande lösningsmedel: vatten. Århundraden senare började tillverkarna använda andra kemikalier som lösningsmedel. Petrokemikalier, mestadels byggda av kol och väte, används fortfarande i kulspetsbläck. Filtpennor beror på bläck med alkohol som lösningsmedel. Ändå har de senaste restriktionerna för användningen av kolbaserade föreningar i industrin fått tillverkarna att återgå till idén om vattenbaserade bläck.
Andra tillsatser
Forskning har också föreslagit andra tillsatser som kan förbättra bläckets grundläggande egenskaper. Glycerider, som innehåller fettsyror och alkoholglycerolen, kan erhållas från växter och tillsättas så att bläcket glider jämnare över papper. Kemikalier som reglerar bläckets pH, såsom trietanolamin, förhindrar att bläcket blir så surt eller frätande att det skadar pennor. Vissa tillsatser gynnar även tillverkare direkt. lera, som innehåller silikater, fungerar framgångsrikt som en "fyllmedel" ingrediens i penna bläck.