نوع المعدن

في مجال الطباعة ، يُشير مصطلح " معدن الطباعة" إلى السبائك المعدنية المستخدمة في صبّ الحروف التقليدي وتشكيل الحروف المعدنية الساخنة . تاريخيًا، كان معدن الطباعة عبارة عن سبيكة من الرصاص والقصدير والأنتيمون بنسب مختلفة حسب التطبيق، سواءً كان صبًّا ميكانيكيًا فرديًا للحروف للتشكيل اليدوي، أو صبًّا ميكانيكيًا للخطوط، أو تشكيلًا ميكانيكيًا فرديًا للحروف مع صبّ الألواح المجسمة. تتراوح النسب المستخدمة بين: 50-86% رصاص، 11-30% أنتيمون، و3-20% قصدير. يُضاف الأنتيمون والقصدير إلى الرصاص لزيادة المتانة وتقليل الفرق بين معاملات تمدد المادة الأساسية والسبيكة. إلى جانب المتانة، تشمل المتطلبات العامة لمعدن الطباعة أن يُنتج قالبًا دقيقًا وحادًا، وأن يحتفظ بالأبعاد والشكل الصحيحين بعد التبريد. كما يجب أن يكون سهل الصب عند درجة انصهار منخفضة نسبيًا ، وألا يذوب الحديد في المعدن المنصهر، وأن تبقى القوالب والفوهات نظيفة وسهلة الصيانة. اليوم، تستطيع آلات الطباعة أحادية النوع (Monotype) استخدام مجموعة واسعة من السبائك المختلفة. تستخدم معدات الصب الخطي الميكانيكية سبائك قريبة من اليوتكتيك .

على الرغم من أن معرفة صب المعادن اللينة في القوالب كانت راسخة قبل عصر يوهانس غوتنبرغ ، إلا أن اكتشافه لسبيكة صلبة ومتينة، قادرة على طباعة نقش واضح من القالب، يمثل جانبًا أساسيًا من حله لمشكلة الطباعة بالحروف المتحركة . لم تنكمش هذه السبيكة عند تبريدها بنفس قدر انكماش الرصاص وحده. ومن إسهامات غوتنبرغ الأخرى ابتكار أحبار تلتصق بالحروف المعدنية، وطريقة لتليين ورق الطباعة المصنوع يدويًا لضمان طباعة جيدة.

الرصاص رخيص الثمن، ومتوفر بكثرة على شكل غالينا ، وسهل التشكيل، ويتمتع بالعديد من الخصائص المثالية، ولكنه بمفرده يفتقر إلى الصلابة اللازمة ولا يصنع مصبوبات بتفاصيل دقيقة لأن الرصاص المنصهر ينكمش ويترهل عندما يبرد إلى حالة صلبة.

بعد الكثير من التجارب ، تبين أن إضافة قصدير القصدير ، المستخرج من الكاسيتريت ، يحسن قدرة الحروف المصبوبة على تحمل التآكل الناتج عن عملية الطباعة، مما يجعلها أكثر صلابة ولكن ليس أكثر هشاشة.

على الرغم من تجربة نسب مختلفة من كلا المعدنين بصبر، إلا أن حل الجزء الثاني من مشكلة المعدن النموذجي أثبت أنه صعب للغاية دون إضافة معدن ثالث، وهو الأنتيمون .

أثبت الخيميائيون أنه عند تسخين خام كبريتيد الأنتيمون ( الستيبنيت ) مع خردة الحديد، ينتج الأنتيمون المعدني. وكان صانع الحروف يُدخل عادةً مسحوق الستيبنيت ومسامير حدوة الحصان في بوتقته لصهر الرصاص والقصدير والأنتيمون وتحويلها إلى معدن الحروف. وفي هذه العملية، يُطرد كل من الحديد والكبريتيدات.

أدى إضافة الأنتيمون إلى تحسينات مطلوبة بشدة في خصائص الصلابة ومقاومة التآكل، وخاصة حدة إعادة إنتاج تصميم النوع ، نظرًا لخاصيته الغريبة المتمثلة في تقليل انكماش السبيكة عند التصلب.

المعدن المستخدم في الطباعة هو سبيكة من الرصاص والقصدير والأنتيمون بنسب مختلفة حسب التطبيق، سواء كان ذلك صبًا ميكانيكيًا للأحرف الفردية للإعداد اليدوي، أو صبًا ميكانيكيًا للخطوط، أو طباعة ميكانيكية للأحرف الفردية وصبًا للوحات المجسمة.

تتراوح النسب المستخدمة بين: الرصاص 50-86%، والأنتيمون 11-30%، والقصدير 3-20%. وفيما يلي الخصائص الأساسية لهذه المعادن:

تنقسم معظم عمليات الطباعة الميكانيكية بشكل أساسي إلى تقنيتين متنافستين مختلفتين: صب الأسطر ( لينوتايب وإنترتايب ) وصب الأحرف المفردة ( مونوتايب ).

تشير كتيبات آلة صب القوالب المركبة من نوع Monotype (إصدارات 1952 وما بعدها) إلى خمس سبائك مختلفة على الأقل لاستخدامها في الصب، وذلك حسب الغرض من النوع والعمل المراد القيام به به.

على الرغم من أنه يمكن التعرف بصريًا على حروف الطباعة المصبوبة من نوع Monotype بشكل عام من خلال وجود شق مربع (على عكس الشقوق المستديرة المستخدمة في حروف الطباعة المسبوكة)، إلا أنه لا توجد طريقة سهلة لتحديد السبيكة باستثناء إجراء فحص كيميائي مكلف في المختبر.

إلى جانب ذلك، قامت شركتا مونوتيب في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة أيضاً بتصنيع قوالب ذات شقوق دائرية. وكان بإمكان مصنعي وطابعي الحروف طلب قوالب مصممة خصيصاً وفقاً لمواصفاتهم الخاصة، وقد فعلوا ذلك بالفعل: الارتفاع، والحجم، ونوع الشق، بل وحتى عدد الشقوق.

لا يمكن تحديد نوع الخط المنتج بهذه القوالب الخاصة إلا إذا كانت المسبكة أو الطابعة معروفة.

في سويسرا، كانت شركة "Metallum Pratteln AG" في بازل تمتلك قائمة أخرى من سبائك المعادن المستخدمة في صناعة النماذج. ويمكن إنتاج أي سبيكة حسب مواصفات العميل عند الحاجة.

يذكر جوزيف موكسون في كتابه "تمارين ميكانيكية " مزيجًا من كميات متساوية من " الأنتيمون " والمسامير الحديدية . ^{[ 3 ]}

الفقرة 2. صنع المعدن.

يستخدم صانعو المعادن الرصاص المقوى بالحديد لصنع حروف الطباعة ، ولذلك يختارون المسامير القصيرة لأنها أفضل أنواع الحديد للصهر، ولأنها مصنوعة من حديد ناعم ومتين ، ولأنها (بكونها قطعًا صغيرة من الحديد ) تذوب بسرعة أكبر. ولصهر الحديد ، يخلطون وزنًا متساويًا من الأنتيمون (المُدقّق في هاون حديدي إلى قطع صغيرة) والمسامير القصيرة . ثم يُجهّزون عددًا من أواني الصهر الفخارية (التي تزن ما بين 40 و50 رطلاً ، والمصممة خصيصًا لهذا الغرض لتحمّل النار ) حسب حاجتهم. ويملؤون هذه الأواني بخليط الحديد والأنتيمون حتى تمتلئ تمامًا.

في كل مرة يُصهر فيها المعدن ، كانوا يبنون فرنًا جديدًا لصهره فيه: يُسمى هذا الفرن بالفرن المفتوح ؛ لأن الهواء يدخل من جميع جوانبه لتأجيج النار . يبنونه من الطوب في مكان مفتوح، وذلك أيضًا لكي يصل الهواء بحرية إلى جميع جوانبه، ولتقليل تأثير أبخرة الأنتيمون ( الكريهة) على من يقومون بصهر المعدن ؛ وأيضًا لكي لا تُشكل النار العنيفة المشتعلة في الفرن خطرًا على المنازل المجاورة .

كان "الأنتيمون" هنا في الواقع هو الإثمد ، كبريتيد الأنتيمون (Sb₂S₃ _{) .} وقد احترق الحديد في هذه العملية، مما أدى إلى اختزال الأنتيمون وإزالة الكبريت غير المرغوب فيه في الوقت نفسه. وبهذه الطريقة ، تشكل كبريتيد الحديد، الذي تبخر مع جميع الأبخرة.

سُخّن خليط الإثمد والمسامير حتى احمرّ في فرن مكشوف حتى انصهر تمامًا. قد يحتوي المعدن الناتج على ما يصل إلى 9% من الحديد. يمكن إجراء المزيد من التنقية بمزج المصهور الساخن مع ملح الطعام ( كلوريد الصوديوم) . بعد ذلك، يُضاف الرصاص المحمرّ من وعاء صهر آخر ويُحرّك جيدًا. ^{[ 4 ]}

أُضيف بعض القصدير إلى السبيكة لصبّ الأحرف الصغيرة والمساحات الضيقة، وذلك لتحسين ملء الفراغات الضيقة في القالب. وكانت فعالية القصدير لهذا الغرض معروفة جيداً. وفي بعض الأحيان، كان يُقلّل من استخدام القصدير لتوفير النفقات.

تم إنجاز جزء كبير من هذا العمل السام بواسطة عمالة الأطفال . ^{[ 5 ]}

حتى الآن، كان بإمكان رجل (بل صبي) أن يشرف على كل هذا العمل.

كعلاج مزعوم لأبخرة المعادن السامة المستنشقة، تم إعطاء العمال مزيجًا من النبيذ الأحمر وزيت السلطة : ^{[ 6 ]}

الآن (وفقًا للعرف) يتم تقديم نصف لتر من الساك ممزوجًا بزيت السلطة لكل عامل ليشربه؛ وهو ما يقصد به أن يكون ترياقًا ضد الأبخرة السامة للأنتيمون ، ولإعادة الروح التي ربما استنفدتها النيران العنيفة والعمل الشاق.