náhled|Plnicí pero Plnicí pero je psací nástroj umožňující psaní a kreslení inkoustem na vodní bázi. Při psaní je inkoust veden do hrotu gravitací, využívajícího principu kapilarity. Na rozdíl od násadky (redispera) je inkoust uchováván uvnitř pera. K plnění se používají naplněné zásobníky (bombičky), konvertor nebo pístový mechanizmus. U konvertoru a pístového mechanizmu se barvivo nasává přes hrot pera na principu podtlaku. Hroty per bývají kovové (např. z nerezavějící oceli či zlata) a bývají značeny písmeny podle své tloušťky. K psaní plnicím perem není třeba vyvinout téměř žádný tlak na papír.
Historie Rané prototypy plnicích per První záznamy o používání per fungujících na principu zásobníku tekutého inkoustu pocházejí z 10. století. V roce 937 maghrebský chalífa Ali Abuzar požadoval pero, které by mu nešpinilo ruce a šaty. Sestrojili pro něj pero se zásobníkem inkoustu vedeného do hrotu, které bylo možné držet ve svislé poloze, aniž by inkoust odkapával. Zmiňuje se o něm Qadi al-Nu'man al-Tamimi ve svém Kitab al-Majalis wa 'l-musayarat.
Existují přesvědčivé důkazy, že první funkční plnicí pero bylo sestrojeno a používáno v období renesance umělcem a vynálezcem Leonardem da Vincim. Leonardovy deníky obsahují nákresy s průřezy vypadajícími jako plnicí pero fungující na principu gravitace a kapilarity. Historici také upozorňují na skutečnost, že rukopis v dochovaných denících má velmi konzistentní tloušťku tahu, která neodpovídá brku namáčenému do inkoustu. Přestože se nezachovaly žádné exempláře, umělec Amerigo Bombara v roce 2011 rekonstruoval několik funkčních modelů, které jsou vystaveny v Leonardově muzeu.
Evropské zásobníkové modely V Evropě bylo plnicí pero dostupné od 17. století, jak se zmiňují dobové odkazy. V roce 1636 v časopise Deliciae Physico-Mathematicae německý vynálezce Daniel Schwenter popsal pero vyrobené ze dvou brků, z nichž jeden sloužil (za pomoci korku) jako zásobník inkoustu a druhý jako hrot. Malým otvorem byl inkoust vymačkáván do hrotu. V roce 1663 se Samuel Pepys zmiňuje o kovovém peru „pro přenos inkoustu“. Významný marylandský historik Hester Dorsey Richardson (1862–1933) zaznamenal odkaz na „tři stříbrná plnicí pera v ceně 15 šilinků“ v Anglii, v době panování Karla II., cca v letech 1649–1685. Počátkem 18. století již byla tato pera běžně známa jako „plnicí pera“. Hester Dorsey Richardson také nalezl záznam z roku 1734, v němž Robert Morris starší do účetní knihy zapsal jako jeden z výdajů Roberta Morrise mladšího, tou dobou pobývajícího ve Filadelfii, „jedno plnicí pero“.
Omezující problémy Nedostatečné pochopení úlohy tlaku vzduchu ve fungování plnicího pera způsobilo, že do poloviny 19. století byl vývoj jen pomalý. Druhou brzdu vývoje představovaly tehdejší inkousty, které byly vysoce korozivní a obsahovaly mnoho sedimentů. Rumunský vynálezce Petrache Poenaru získal 25. května 1827 francouzský patent na vynález prvního plnicího pera s násadkou vytvořenou z velkého labutího brku.
Hromadná výroba hrotů V roce 1828 Josiah Mason v Birminghamu vylepšil levný a efektivní násuvný hrot, který se dal použít v plnicích perech. V roce 1830 pak Joseph Gillott, William Mitchell a James Stephen Perry vynálezem nového stroje otevřeli cestu k hromadné výrobě masivních a levných ocelových hrotů. Tím povzbudili birminghamský obchod s pery natolik, že v 50. letech 19. století více než polovina celosvětové výroby per s ocelovými hroty pocházela z Briminghamu. Tento průmysl zaměstnával tisíce zkušených řemeslníků. Vznikla řada výrobních postupů, které umožnily místním továrnám hromadně vyrábět levná pera. Ta pak byla prodávána po celém světě lidem, kteří si dříve nemohli dovolit psát, a podpořila tak rozvoj vzdělávání a gramotnosti.
Nové patenty a vynálezy náhled|Patent plnicího pera z roku 1867 (M. Klein a H. W. Wynne) V roce 1848 americký vynálezce Azel Storrs Lyman patentoval pero s „kombinovanou násadkou a hrotem“. Rokem 1850 začal stále zrychlující proud souvisejících patentů a vyráběných per. Nicméně teprve tři klíčové vynálezy umožnily, aby se plnicí pero stalo široce populárním psacím nástrojem. Jednalo se o zlatý hrot s iridiovou špičkou, ebonit a plynule tekoucí inkoust.
První plnicí pera využívající všechny tři zmíněné komponenty se objevila v 50. letech 19. století. V 70. letech vytvořili Duncan MacKinnon a Alonzo T. Cross stylografická pera s dutým trubkovitým hrotem a drátem fungujícím jako válec. V současnosti jsou stylografická pera využívána zejména pro náčrty a technické kreslení, v dekádě počínající rokem 1875 byla ovšem velmi populární. V 80. letech 19. století začala éra masové výroby plnicích per. Největšími americkými výrobci této pionýrské doby byli Waterman v New Yorku a Wirt v Bloomsburgu v Pensylvánii. Waterman brzy předstihl Wirta i řadu dalších firem, které se objevily, aby naplnily nový a rostoucí trh. Waterman si udržel vedoucí pozici až do počátku 20. let 20. století.
Téměř všechna plnicí pera z této doby se plnila odšroubováním duté násadky, jež se pak kapátkem naplnila inkoustem. Jedná se o pomalý a špinavý postup. Pera navíc měla tendenci propouštět inkoust do víčka a závitem pro odšroubování násadky. Po vyřešení problémů s tokem inkoustu při psaní se stalo dalším úkolem vytvoření jednoduchého a praktického pera, které by se plnilo bez rozebrání a nepropouštělo inkoust. V roce 1890 se W. B. Purvis stal prvním Afroameričanem, který si patentoval takzvané samoplnicí pero (self-filler).
Samoplnicí pera se začala objevovat na přelomu století. Nejúspěšnější byl zřejmě Conklin se srpkovitým plněním, následovaný Watermanem s otočným plněním. Vrcholem byl nicméně obrovský úspěch páčkového plnění, které v roce 1912 představil Walter A. Sheaffer. Současně s ním se objevilo i tlačítkové plnění firmy Parker.
Pouštění inkoustu Mezitím se řada vynálezců zaměřila na problém propouštění inkoustu. Některá raná řešení přišla s konceptem „bezpečného“ pera s odstranitelným hrotem, které umožňovalo zašpuntovat zásobník inkoustu jako láhev. Nejúspěšnější v této oblasti byli Francis C. Brown z Caw's Pen and Ink Co. a Morris W. Moore z Bostonu.
V roce 1908 začal Waterman propagovat vlastní oblíbenou variantu bezpečného pera. Pro pera, jejichž hrot nebyl odnímatelný, bylo řešením šroubovací víčko s vnitřním krytem, který utěsnil prostor kolem hrotu. Taková pera byla také propagována jako „bezpečná“ – například Parker Jack Knife Safety nebo Swan Safety Screw-Cap.
Další inovace V Evropě byla v roce 1838 založena společnost Pelikan, původně jako výrobce inkoustů a uměleckých barev. Své první pero představila v roce 1928. V jeho pozadí stálo získání patentů na plnicí pera od továrny Chorvata Slavoljuba Penkaly (patentováno 1907, vyráběno od roku 1911) a patentu na moderní pero s pístovým plněním od Maďara Theodora Kovacse v roce 1925.
Následující desetiletí přinesla řadu technologických inovací ve výrobě plnicích per. Ebonit byl postupně nahrazen celuloidem, který umožnil mnohem širší paletu barev a vzorů. Současně výrobci experimentovali s novými systémy plnění. Mezi válkami byly uvedeny na trh některé z nejvýznamnějších modelů, jako Parker Duofold a Vacumatic, řada Sheaffer Lifetime Balance a Pelikan 100.
Ve 40. a 50. letech 20. století si plnicí pera udržela svou dominanci: rané propisky byly drahé, často pouštěly barvu a psaly nepravidelně, zatímco plnicí pera těžila z kombinace hromadné výroby a řemeslné dovednosti. (Bíróův patent i další rané patenty propisek často používaly termín „kuličkové plnicí pero“, protože tou dobou byly propisky považovány za typ plnicích per – tedy per obsahujících inkoust v uzavřené nádržce.) V tomto období se objevily některé novátorské modely, jako Parker 51, Sheaffer Snorkel, Eversharp Skyline a (později) Skyliner, zatímco řada Esterbrook J s páčkovým plněním a výměnnými ocelovými hroty nabídla dostupnou spolehlivost pro masy.
Všeobecné používání Během 60. let vedlo zlepšení propisek k tomu, že převládly nad plnicími pery při příležitostném psaní. Přestože jsou bombičková plnicí pera stále běžně používána ve Francii, Itálii, Německu, Rakousku, Indii a Velké Británii, a to často i na školách, někteří moderní výrobci (zejména Montblanc, Graf von Faber-Castell a Visconti) je v současnosti prezentují jako sběratelské předměty nebo symboly postavení, spíše než psací potřeby pro běžné použití.
Plnič
Plnič (feed) je část plnicího pera, která spojuje hrot se zásobníkem inkoustu. Umožňuje inkoustu téci do hrotu (někdy se tento jev označuje jako „řízené propouštění“) a zároveň reguluje objem vzduchu proudícího vzhůru do zásobníku, kde nahradí vypsaný inkoust.
Dochází k tomu soustavou kanálků nebo „štěrbin“, procházejících podél delší strany plniče. Plnič umožňuje inkoustu téci, když se hrot dotýká papíru, a zároveň zabraňuje jeho tečení, pokud je hrot ve vzduchu. Využívá se zde kapilárního jevu, což je patrné při natankování pera barevným inkoustem. Inkoust se díky kapilárnímu jevu šíří do hrotu (to je dobře viditelné v průhledných perech), ale po dosažení špičky se tok zastaví, dokud se pero nedotkne papíru.
Tvar plniče má vliv na průtok inkoustu a „mokrost“ pera. Také materiál plniče a hrubost jeho povrchu mohou mít významný dopad na to, jak píší různá pera se stejně velkým hrotem.
Plnič je klíčový při ochraně před protékáním a odkapáváním inkoustu. Pero se špatně nasazeným plničem nemusí vůbec psát.
Hrot náhled|vpravo|Plnicí pero s iridiovou špičkou Mathur a kol. uvádí, že „historii moderního hrotu plnicího pera lze sledovat až k původnímu zlatému hrotu osazenému odštěpkem rubínu proti otěru“. Po objevení kovů z platinové skupiny obsahující ruthenium, osmium a iridium „bylo izolováno malé množství iridia a ve 30. letech 19. století používáno na zlaté hroty násadkových per s iridiovou špičkou“. V současnosti jsou hroty obvykle vyráběny z nerezové oceli nebo slitin zlata, nejčastěji s ryzostí 14 kt nebo 18 kt. Méně obvyklým kovem používaným pro tyto účely je titan. Zlato je pro svou pružnost a odolnost vůči korozi považováno za optimální kov, přestože odolnost proti korozi poněkud ztratila na významu díky vyšší kvalitě nerezových ocelí a menší korozivnosti současných inkoustů.
Pokovení hrotu Pozlacení hrotu zvyšuje jeho smáčivost, tedy schopnost pevného povrchu snížit při styku s kapalinou její povrchové napětí natolik, že dojde k jejímu rozlití po povrchu.
Špička hrotu Většina zlatých, nerezových i titanových hrotů má špičku (tip) pokrytou tvrdou slitinou odolnou proti otěru, která typicky obsahuje kovy z platinové skupiny. Společnou vlastností těchto kovů je extrémní tvrdost a odolnost proti korozi. Materiál špičky bývá označován jako iridium, přestože od poloviny 50. let 20. století výrobci jen vzácně používají skutečné iridium. Místo něj se používají osmium, rhenium, ruthenium a wolfram, typicky ve slitině s dalšími materiály. Mají podobu malé kuličky, která je přiletována nebo přivařena k hrotu ještě před vyříznutím centrálního zářezu a vybroušením konečného tvaru. Ocelové a titanové hroty bez tvrzené špičky se rychleji obrušují o papír.
Kapilární jev Středem hrotu obvykle vede zářez (slit), kterým inkoust díky kapilárnímu jevu stéká do špičky. Zářez bývá ukončen různě tvarovaným „dýchacím otvorem“. Ten ve skutečnosti nemá vliv na tok vzduchu do pera, slouží především k ukončení zářezu a odstranění drobných nepřesností při jeho vyřezávání. Větší vzdálenost mezi dýchacím otvorem a špičkou zvětšuje pružnost hrotu. Dýchací otvor také uvolňuje napětí a předchází podélným prasklinám hrotu na konci zářezu.
Celý hrot se zužuje směrem k bodu, kde je z něj inkoust přenášen na papír. Široké kaligrafické hroty mohou mít více zářezů, aby se zvětšil průtok inkoustu a byl rovnoměrněji rozváděn na celou šířku hrotu. Hroty rozdělené na tři části bývají běžně označovány jako hudební (music nib). Důvodem je, že jejich linka, kterou lze měnit od široké po jemnou, se hodí pro notový zápis.
Typy hrotů