Подвійні знаряддя пера та чорнила використовувались приблизно з 2500 р. До н. Е., Коли китайські та єгипетські товариства самостійно розробляли чорнило для письма. Сьогодні чорнило для ручок виробляється за такою ж формулою, як і тоді: кольорову речовину суспендують за допомогою стабілізаторів у рідині, яку перо може проштовхнути через папір. Відтоді інновації в хімії додали різноманітності хімічному складу фарби.
TL; DR (занадто довгий; Не читав)
Найбільш очевидним інгредієнтом чорнила для ручок є барвник або пігмент, але він також містить полімери, стабілізатори та воду, щоб допомогти чорнилу правильно протікати.
Барвники та пігменти
Колір чорнила походить або від барвника, який може розчинятися у воді, або від пігменту, який не розчиняється у воді. Барвник еозин надає червоним чорнилам свого кольору і виготовляється додаванням елемента бром до флуоресцентної сполуки. Чорнила, що використовують пігменти, включають біле чорнило (яке містить оксид титану) та чорнило металевого золота (що, на диво, використовує мідно-цинковий сплав.) Сажа, пігмент, отриманий з вугілля та нафти, є важливою частиною чорної кулькової ручки чорнило.
Стабілізуючі полімери
Чорнила можуть згортатися, коли їх частинки барвника або пігменту злипаються. Стабілізатори запобігають згортанню, прилипаючи до молекул і рухаючи їх повз один одного, надаючи чорнилу більш плавний потік. Полімери, великі молекули, виготовлені з ланцюгів основних повторюваних одиниць, є чудовими стабілізаторами. У минулому рослинна смола та яєчний альбумін служили серед джерел стабілізуючих полімерів. Лабораторні створення, такі як полівінілхлорид та полівінілацетат, пізніше виконували цю роль у ХХ столітті.
Рідкі розчинники
Ранні форми написання чорнила складалися зі стабілізаторів, що утримували залишки палива в, можливо, найпоширенішому рідкому розчиннику планети - воді. Через століття виробники почали використовувати інші хімічні речовини як розчинники. Нафтохімікати, побудовані здебільшого з вуглецю та водню, продовжують використовуватись у фарбах для кулькових ручок. Фломастери залежать від чорнила, виготовленого зі спиртом як розчинником. Проте останні обмеження на використання сполук на основі вуглецю в промисловості змусили виробників повернутися до ідеї фарб на водній основі.
Інші добавки
Дослідження також запропонували інші добавки, які можуть покращити основні якості чорнила. Гліцериди, що містять жирні кислоти та спиртовий гліцерин, можна отримувати з рослин і додавати, щоб чорнило більш плавно ковзало по папері. Хімічні речовини, що регулюють рН чорнила, такі як триетаноламін, утримують чорнило від того, щоб вони стали такими кислими або їдкими, що пошкоджують ручки. Деякі добавки навіть безпосередньо приносять користь виробникам; глина, яка містить силікати, успішно функціонує як “наповнювач” інгредієнта чорнила.