UN' APPLICAZIONE STORICA: IL PIOMBO NELLA TIPOGRAFIA

CENNI SULLA TIPOGRAFIA

La stampa, ovvero la fabbricazione di libri per mezzo di caratteri mobili, fu invenzione rivoluzionaria. Il moltiplicarsi delle copie; il crollo dei prezzi dei libri e l'accessibilità di essi a tutte le borse; la diffusione della cultura nei ceti che ne erano esclusi; la disponibilità per la scienza di copie corrette e definitive, base sicura per ulteriori progressi negli studi: tutti questi effetti, prodotti dalla nuova arte tipografica, determinarono profondi cambiamenti nella società europea.

Il problema di riprodurre in più esemplari scritti e immagini, interessò fin dai tempi remoti tutti i popoli, ma una soluzione diversa dalla copiatura a mano si ebbe soli in tempi relativamente recenti:

 

Periodo Luogo

Evento

Velocità di composizione (caratteri/ora) Velocità di stampa (pagine/ora)
800 d.C. Cina XILOTIPIA (Stampa tabellare): creazione di una matrice incidendo una lastra di legno, rame o bronzo con scritti e illustrazioni impressi al rovescio. Sulla matrice venivano stesi uno alla volta i fogli e leggermente compressi in modo che su di essi rimanesse l'impronta dei grafismi. Essenzialmente usato per la produzione di carte da gioco, immagini sacre e, talvolta, orazioni e bandi. . .
1000 Cina STAMPA CON CARATTERI MOBILI: invece di incidere un'intera pagina di libro su una sola matrice si iniziò a fabbricare caratteri singoli di legno e poi terracotta ciascuno rappresentante una parola della scrittura cinese. Venivano quindi riuniti in frasi e pagine complete, collocandoli su un telaio di ferro e fissandoli con un mastice.    
1403 Corea INTRODUZIONE DEL METALLO: Prima fonderia di caratteri tipografici di metallo. Avevano una durata maggiore di quelli di terracotta, ma poiché ogni carattere rappresentava una parola diversa, se ne doveva avere un numero enorme per poter formare tutte le frasi possibili.    
1433 Corea ALFABETO FONETICO: Ideato un alfabeto fonetico basato sulla lingua sanscrita dell'antica India. Questo significava che d'ora in poi era possibile comporre tutte le parole con un esiguo numero di lettere.    
1438 Germania CARATTERI MOBILI DI GUTENBERG: Johann Genfleisch von Gutenberg inventò uno stampo per la fusione in metallo di caratteri singoli per tutte le lettere dell'alfabeto. Per ogni lettera doveva essere disponibile una quantità considerevole di caratteri per poter formare dei testi completi. E la loro fattura doveva essere estremamente accurata , in modo che le righe venissero diritte e i caratteri rimanessero fermi al loro posto una volta riuniti insieme. Nell'invenzione di Gutenberg si preparava un punzone di metallo duro, recante incisa la lettera stessa, poi si batteva questo punzone su un pezzo più morbido di ottone per ricavarne una matrice. Questa veniva sistemata su una forma regolabile, che controllava la larghezza del carattere mantenendo sempre un'altezza uniforme. Il carattere finito veniva fuso in una lega metallica di stagno e piombo. La macchina da stampa era un adattamento del comune torchio a vite. Le lettere erano riunite in righe, che venivano poi "giustificate" aggiungendovi delle spaziature , in modo che tutte avessero la medesima lunghezza. Le righe venivano quindi composte in una pagina completa, e strette insieme in una forma. Questa veniva collocata a faccia in su sulla base del torchio e la superficie stampante veniva ricoperta d'inchiostro. Vi veniva posato sopra un foglio di carta, che era poi pressato sui caratteri mediante una piastra di ferro, o platina, collegata a una vite.

1000 16
1620 Olanda MODIFICA ALLA MACCHINA DI GUTENBERG: Il primo importante cambiamento nel disegno della macchina da stampa all'originale di Gutenberg fu opera di Willem Janszoon Blaeu. Egli aggiunse un contrappeso che sollevava automaticamente la pesante piastra di ferro, dopo ogni impressione. Si ridusse così lo sforzo fisico richiesto dal torchio e il procedimento di stampa venne accelerato. 1000 150
1800 Inghilterra TORCHIO DI FERRO: Lord Stanhope introdusse il torchio di ferro. Il torchio di legno rimaneva una macchina troppo lenta, inoltre la pressione limitata che poteva sviluppare faceva si che la superficie stampabile in una sola volta fosse piuttosto limitata. Nel torchio di Stanhope, molto più robusto e rigido, la platina pressava sempre la carta sui caratteri per mezzo di una vite azionata a mano, ma un sistema di leve ne aumentava considerevolmente la pressione. Si potevano stampare quindi fogli più grandi e quindi più pagine e l'uniformità della stampa stessa stava a indicare che la qualità della produzione era molto superiore. 1000 250
1810 Inghilterra TORCHIO A VAPORE: il tedesco Friedrich Koenig brevettò un torchio manuale meccanizzato che oltre a sfruttare la forza motrice del vapore introdusse un'altra importante innovazione: due rulli inchiostravano la forma che si metteva in posizione mentre la carta vi era premuta sopra. 1000 400
1812 Inghilterra MACCHINA DI KOENIG: Koenig perfezionò il torchio a vapore abbandonando il vecchio modo di pressare la carta sulla forma con una platina a superficie piana. Al suo posto progettò di fissare al telaio della macchina un cilindro.. La forma e la carta passavano sotto il cilindro, che pressava la carta sui caratteri. Inoltre la macchina prendeva il foglio di carta, lo metteva in posizione per la stampa e, una volta stampato, consegnava la copia finita all'operaio addetto. Due anni dopo sempre Koenig ideò un'altra macchina capace di stampare contemporaneamente le due facciate del foglio. 1000 1100
1845 U.S.A. MACCHINA ROTATIVA: brevettata dall'americano Richard Hoe. I tipi (le matrici), disposti in colonne, erano fissati intorno alla circonferenza di un grande cilindro mediante cunei che facevano anche da filetti. Poichè le colonne di tipi erano a superficie piana, le righe, compresi i titoli, non potevano essere più lunghe della larghezza di una colonna. Nel 1861, Hoe si servì di lastre stereotipe curve, ricavate da matrici di cartapesta, in modo da realizzare una superficie stampante perfettamente cilindrica. 1000 8000
1886 U.S.A. LINOTYPE: la prima macchina veramente capace di comporre automaticamente i caratteri tipografici fu inventata nel 1886 da Ottmar Merghentaler un tedesco che lavorava in America. Questa macchina fonde intere linee di caratteri in piombo, mediante singole matrici che l'operatore mette in posizione per mezzo di una tastiera. Il metallo cola nelle matrici, dove prende la forma delle lettere e si solidifica rapidamente in un blocco costituente un'intera linea di caratteri. L'aggiunta di spazi, interposti fra parola e parola, fa si che la linea raggiunga la sua lunghezza completa (giustificazione).

6000 8000
1939 U.S.A. MACCHINA FOTOCOMPOSITRICE: inventata da William C. Huebner, questa permise a moltissimi tipografi di abbandonare completamente l'uso dei caratteri di metallo e incoraggio l'adozione della litografia al posto della stampa tipografica tradizionale. Nella fotocomposizione, le lettere vengono proiettate otticamente in successione su una carta fotografica, che viene poi sviluppata. Il testo fotocomposto così ottenuto viene incollato e montato su un modello della pagina finita. L'immagine di questo montaggio viene trasferita fotograficamente sul rivestimento fotosensibile di una lastra metallica. L'inchiostro rimane aderente alla lastra solo nei punti recanti le immagini.    
1965 Germania COMPOSIZIONE ELETTRONICA    

PERCHE' IL PIOMBO SI E' RILEVATO FONDAMENTALE PER L'EVOLUZIONE DELLA STAMPA?

Dalla tabella sopra, si vede che i passaggi basilari per la tipografia, nella costituzione di un sistema di stampa efficacie, sono i caratteri mobili di Gutenberg e l'invenzione della Linotype, i primi diedero una consistenza artigianale alla stampa, la seconda uno sviluppo industriale. Entrambi questi eventi sono stati possibili grazie all'uso di leghe al piombo. Perchè il piombo? Per la creazione dei tipi, così si chiamano i caratteri mobili, così come per il funzionamento della Linotype era necessaria una lega che avesse un basso punto di fusione, per rendere i processi accessibili energeticamente e economici, un'ottima colabilità, per fare in modo che il fuso seguisse molto bene le concavità dello stampo che avevano impresse lettere di dimensioni di millimetri e  e una discreta durezza e resistenza alla pressione poiché il torchio premeva le matrici sulla platina. I materiali conosciuti all'epoca di Gutenberg non erano molti ma il piombo ben si adattava a tutte queste esigenze. Infatti, come si vede dalla tabella il suo punto di fusione è uno dei più bassi tra gli elementi conosciuti nel XV° secolo e anche dopo, nonostante la scoperta di altri elementi e leghe, rimaneva uno dei materiali più economicamente estraibili.

Definire un parametro che associ ad un materiale una efficacia di colata è una cosa molto complessa poiché questa dipende da molti fattori sia intrinseci al materiale, sia dello stampo e della sua forma che in relazione all'interfaccia metallo-stampo. Semplifichiamo di molto i concetti. I passaggi chiave da analizzare sono soprattutto due: lo riempimento dello stampo e la solidificazione del metallo. Poiché in questa applicazione pratica lo stampo ha grandezze dell'ordine dei centimetri e dei millimetri risulta importante, oltre una buona fluidità del metallo fuso, una bassa tensione superficiale per consentire al fuso di bagnare e seguire tutta la sagoma. Come si vede la tensione superficiale del piombo è una delle più basse. Per quanto riguarda, invece, la solidificazione del metallo concentriamoci solo sul ritiro volumico dovuto al raffreddamento del materiale, chiaramente questo deve essere il più limitato ottenibile affinché si producano i pezzi più assomiglianti possibili alla forma voluta. Potremmo pensare allora che il parametro rappresentativo di questa caratteristica sia il solo coefficiente di contrazione (espansione) lineare (grandezza che mi dà la variazione di lunghezza per differenze di un grado Kelvin). Ma questo è sbagliato infatti bisogna anche tenere conto dell'escursione di temperatura che esiste dalla fusione alle condizioni ambiente. Quindi per la valutazione del ritiro totale dobbiamo considerare insieme α e Tfusione , per questo il piombo ha un limitato ritiro volumico nonostante abbia un alto α..

Metallo

Temperatura di fusione (°C) Tensione superficiale (x103 N m-1) Coefficiente di espansione lineare α (x10-6 K-1) Contrazione lineare totale approssimativa a 20°C da Tf (%) Durezza (HB)
Fe 1539 17,3 2,6 60
Cu 1083 1103 20,6 2,2 35
Ag 961 923 18,9 1,7 25
Sn 232 526 24,4 0,5 5
Sb 630 350 11 0,7 30-58
Au 1063 1128 14,2 1,4 20
Pb 327 452 31,6 1 4
Bi 271 378 13,4 0,35 7
Zn (scoperto nel 1500) 420 758 35,9 1,4 30-35

Per quanto riguarda la durezza invece il piombo non è propriamente il metallo ideale essendo molto tenero. Quindi per la produzione dei tipi non veniva usato il piombo puro ma una lega che conteneva oltre al piombo dello stagno e dell'antimonio. L'antimonio aumenta la durezza (vedere tabella sotto), lo stagno migliora la fluidità e entrambi riducono la contrazione durante la solidificazione e abbassano il punto di fusione della lega (eutettico).

Antimonio (%) Resistenza alla trazione (N mm-2) Durezza (HB) Antimonio (%) Resistenza alla trazione (N mm-2) Durezza (HB)
0 17,25 4,0 8 51,20 13,3
1 23,46 7,0 10 52,92 14,6
2 29,00 8,0 11 52,58 14,8
4 39,05 10,1 12 57,61 15
6 47,20 11,8 . . .