VIVOS VOCO: Е.Л. Немировский, "Изобретение Иоганна Гутенберга"

Клише из гальванической меди уже оказали большие услуги книгопечатному делу. По праву можно утверждать, что не будь этих клише, не появились бы те иллюстрированные издания, которые разошлись по всем странам в количестве сотен тысяч экземпляров, будучи доступны даже классам народа со скромными средствами и являясь таким образом могучим фактором просвещения и распространения полезных знаний.

Б.С. Якоби

Гальванотехника - это отрасль прикладной электрохимии, смысл которой состоит в получении электролитическим путем металлических копий каких-либо предметов (гальванопластика) или же в нанесении этим же способом металлических покрытий на какие-либо поверхности (гальваностегия). Способ этот в свое время широко использовался в полиграфической промышленности и в определенных случаях применяется и сейчас.

У истоков гальванотехники лежит комплекс изобретений, созданных академиком Борисом Семеновичем Якоби [86]. Был он по рождению немецким евреем и появился на свет 21 сентября 1801 г. в Потсдаме. Его настоящее имя - Мориц Германн. Знаменитый немецкий математик, первооткрыватель эллиптических функций Карл Густав Якоб Якоби (1804-1851) - его младший брат, всю жизнь прожил в Германии, был профессором Кенигсбергского университета. В отличие от него Мориц Германн связал свою жизнь с Россией, куда он приехал в 1835 г. и где прожил почти 40 лет - до самого последнего своего дня. Образование будущий русский академик получил в Берлинском и Геттингенском университетах.

Борис Семенович Якоби в молодые годы. 1836 г.

Первые годы в России

Труды и дни Якоби в Российской империи начались 8 июня 1835 г., когда он был избран экстраординарным профессором Дерптского университета по кафедре гражданской архитектуры. По словам одного из старейших русских технических журналов - "Электричество", - "Б.С. Якоби стал считать Россию своим вторым отечеством и всегда гордился принадлежностью к ее обширной семье. Такие примеры среди наших ученых иностранного происхождения редки" [87]. Дерпт (ныне Тарту в Эстонии) в ту пору был важным центром российской университетской науки. Занятия Якоби здесь, вроде бы, не предвещали его будущих гениальных исследований и открытий, связанных с практической физикой, а точнее - с только что нарождавшейся электротехникой.

Вскоре, однако, эта область знаний стала особенно занимать сравнительно молодого ученого. Примерно с весны 1834 г. Якоби начинает работать над созданием электродвигателя. Сообщение о его первом "магнитном двигателе" 1 декабря 1834 г. было доложено Парижской Академии наук и два дня спустя опубликовано. Имя ученого стало известным. Одним из результатов стало приглашение Б.С. Якоби в Санкт-Петербург, куда он вскоре и переехал. Здесь он первое время работал над "электроходом" - ботиком с установленным на нем электродвигателем. Такое судно было построено и успешно испытано. Однако успех ждал ученого в другой области.

Начало гальванотехники

Открытие гальванопластики уходит корнями в опыты Б.С. Якоби с гальваническими элементами, которые он проводил еще в Дерпте. Впоследствии, уже в 1846 г., он так рассказывал об этом в письме к французскому физику Антуану Сезару Беккерелю (1788-1878):

"Будучи профессором Дерптского университета, я занялся изучением элемента Даниеля, устроенного по способу Мюллиуса, но так как он меня не удовлетворил, я его изменил и устроил новый тип, описанный в письме к Ленцу от 3 февраля 1837 года, причем тогда же указал, что новое открытие находится в известной связи с перегородчатыми элементами. Через несколько дней, при чистке этого элемента, я заметил значительное количество медных зерен, которые легко отделялись от медного цилиндра, а под ними более плотный слой меди, которого отделить я не мог.
До сих пор я не могу понять, каким образом, смотря на этот слой меди, я мог сомневаться в его происхождении и допускал, что он образовался от дурного плющения меди или, что рабочий, не имея достаточно толстых листов, умышленно сдвоил их.
Повинуясь первому влечению чувства, я призвал его и стал упрекать за дурное исполнение поручения, но энергичные возражения с его стороны навели меня на мысль, что спор можно разрешить, тщательно сравнив соприкасающиеся поверхности. Начав это исследование, я заметил почти микроскопические оттиски малейших шероховатостей и царапин, причем выпуклостям на одном диске соответствовали углубления на другом".

"Результатом тщательного исследования, - резюмировал Якоби, - и явилась гальванопластика" [88].

Исследовательские поиски были продолжены в Санкт-Петербурге. 28 марта 1837 г. Якоби записал в своем дневнике:

"Занимаясь опытами поверки законов Фара-дея относительно эквивалентности металлов и определенных действий тока, я употребил вместо простой медной пластинки гравированную дощечку от своей визитной карточки; через 21 1/3 дня на ней образовался плотный осадок в 291 гранов; цинка же израсходовалось 305 гранов, что представляло только 3% потери сравнительно с теоретическими выводами" [89].

В один из следующих дней Якоби изготовил гальванопластическим путем точную копию двухкопеечной монеты, которую, впрочем, по совету друзей, уничтожил, чтобы его не посчитали фальшивомонетчиком.

Все это свидетельствует о том, что Б.С. Якоби изобрел гальванопластику еще весной 1837 г., хотя официальной датой рождения нового способа считается 5 октября 1838 г. В этот день на заседании Петербургской Академии наук было зачитано письмо ученого на имя непременного секретаря Академии известного математика Николая Ивановича Фусса (1755-1825) [90]. В этом письме сообщалось о сделанном Б.С. Якоби открытии:

"Ваше превосходительство.
Позволю себе передать при сем искусственное гальваническое произведение с покорнейшей просьбой соблаговолить представить его Академии как доказательство, что гальванизм не только в состоянии приводить в движение машины, но имеет также свою эстетическую или, вернее, художественную сторону. Что не удалось многократным стараниям медно-гравюрного искусства - производить рельефно вырезанные металлические доски, то сумело совершить тихое творчество природы.

Далее шла речь об истории открытия:

"При чистке гальванических приборов мне не раз случалось замечать, что осадившаяся на медном полюсе медь могла быть снимаема в совершенно связных пластинках, в роде того образчика, который я позволил себе при сем приложить. В то же время я замечал и то обстоятельство, что на этих осажденных медных пластинках воспроизводились в обратном виде все случайные шероховатости, следы молотка, напилка и т.п. Это было действительно любопытно, так как свидетельствовало о большом спокойствии и постоянстве означенного молекулярного действия. Засим уже, понятно, должно было явиться, так сказать, само собою, желание испытать, что станется с гравированной медной пластинкой, если ввести таковую в вольтаическую комбинацию вместо обыкновенной пластинки.
Результат оказался, как можно было ожидать, благоприятным в отношении резкости и точности воспроизведенных линий, но неблагоприятным в том отношении, что не удалось в целости отделить нарощенный осадок от гравированной медной пластинки. Можно было получить только отдельные обломки, причем портилась и гравированная медная пластинка. Такую испорченную медную пластинку я позволил себе тоже приложить, так как весьма возможно, что подобная пластинка, пожалуй, представит еще более научного интереса, чем другая, вполне удавшаяся и вделанная в красивую рамку художественная пластинка. У первой именно нарощенный осадок так плотно соединился с оригинальной медной пластинкою, что невозможно разъединить их, и они оказываются в такой полной связи, какая могла бы иметь место только при сплавке".

Чертеж, приложенный к письму Б.С. Якоби Н.И. Фуссу

Открытие ученого поясняла приложенная к письму схема, которую Б.С. Якоби толковал так:

"Способ, которым производятся эти пластинки, следующий: abed деревянный, не пропускающий воды ящик, разделенный пополам перегородкою из слабо обожженной глины или пленчатою перегородкою (пористой! - V.V.). В одном из этих отделений помещается цинковая пластинка Z, в другом - гравированная медная пластинка К, обращенная своею гравюрной стороною к цинку. Обе пластинки связаны между собою более или менее длинною соединительною проволокою D, в которую, по желанию, может быть введен мультипликатор. В отделение Z вливается вода с небольшою примесью серной кислоты или нашатыря, в другое К - раствор медного купороса, постоянно поддерживаемый в насыщенном виде. Затем все это представляется собственной самодеятельности; через несколько дней можно снять с пластинки К готовую (нарощенную) пластинку " [91].

Примечательно, что уже в этом своем первом сообщении об открытии Б.С. Якоби говорил о возможности использования его в полиграфическом производстве:

"Я не сомневаюсь, что, если бы заняться этим делом, было бы возможно производить по этому способу рельефные медные доски для тиснения, подобно тому, как печатают гравюры на дереве; тут была бы еще и та выгода, что самые штемпельные доски возможно воспроизводить в неограниченном количестве, для чего потребовалась бы только одна гравированная модель".

Первое сообщение об изобретении гальванопластики, предназначенное для широкой публики, было опубликовано на первой полосе газеты "Санкт-Петербургские ведомости" 24 декабря 1838 г. Статью эту, называвшуюся "О новом открытии, сделанном профессором Якоби", перепечатали многие зарубежные газеты.

В 1839 г. ученый продолжал работать над совершенствованием гальванопластики. Очередное сообщение о его успехах было сделано в Академии наук 12 апреля 1839 г. известным астрономом Василием Яковлевичем Струве (1793-1864). В печати сообщалось, что Струве "показал конференции медную доску, сделанную с политипажа по способу г-на Якоби, и оттиск с этой доски, который относительно тщательной отделки не оставляет ничего более желать". Конференция "поручила г-ну Струве изъявить г. Якоби благодарность за это сообщение и пригласить его к продолжению сих любопытных опытов, обещающих столь полезные и практические результаты" [92]. Якоби, как видим, интересовался прежде всего практическим приложением открытия к нуждам полиграфического производства. Политипажи, которые он копировал, это металлические, обычно литые формы высокой печати, которые употреблялись для репродуцирования орнаментальных украшений.

Важным усовершенствованием изобретения стала открытая Якоби возможность наращивать металлический слой на диэлектрические, например, гипсовые или восковые слепки предметов. При этом оригинальные металлические гравюры и политипажи, которые ранее в процессе гальванопластики уничтожались, оставались нетронутыми. Речь, по сути дела, шла об открытии гальваностегии.

О новых опытах в Академии наук рассказал академик Эмилий Христофорович Ленц (1804-1865), который "предъявил несколько выпуклых медных медалей, сделанных по гальваническому способу, изобретенному г. Якоби". Отмечалось, что "существенное усовершенствование, вновь придуманное изобретателем, состоит в том, что ныне ему достаточно только воскового слепка с выпуклого изображения, которое он намерен снять, и этот слепок служит ему образцовою доскою, на которой медь осаждается с такою же чистотою, как на металлической доске. Образцы, предъявленные г. Ленцем, возбудили удивление Академии" [93].

Сам Якоби сущность своего нового изобретения описал следующим образом:

"Если неметаллическое вещество, обладающее свойством не растворяться в жидкости, покрыть тонким слоем металла или графитом и целесообразно соединить с проводами..., то этим веществом возможно будет воспользоваться как катодом для отложения на его поверхности меди и для получения с предметов неметаллических медных воспроизведений. Таким образом возможно пользоваться гипсом, воском, деревом и проч., как моделями, если их предварительно покрыть тонким листовым металлом, фольгою или мелким металлическим, графитным, либо угольным порошком" [94].

О своем изобретении Б.С. Якоби решил рассказать великому английскому физику Майклу Фарадею (1791-1867), с которым периодически переписывался. Сущность гальванопластики была изложена в письме от 21 июня 1839 г., к которому была приложена полученная гальванотехническим путем пластинка с надписью на английском языке "Фарадею от Якоби с приветом". Письмо показалось английскому ученому настолько важным, что он опубликовал его в ведущем научном журнале - "Philosophical Magazine" [95]. Публикация этого письма сделала гальванопластику известной за границей.

Уже в ту пору многие новаторы, как в России, так и за рубежом, отталкиваясь от коротких сообщений в прессе, старались повторить опыты Якоби. 21 июня 1839 г. в заседании Академии наук было зачитано письмо "г. Кнорре из Николаева", "излагающее разные наблюдения над снимками с меди гравированных досок по методе г. Якоби, сделанные ветеринарным врачом г-ном Одине" [96].

"Знаменитое открытие нашего соотечественника г-на Якоби, - писал в 1840 г. петербургский журнал "Сын отечества", - сделало во Франции такие успехи, что теперь там отливают этим способом все, даже слонов... Цветы, ветви, гирлянды, листья, плоды можно отливать с натуры, не говоря уже об игрушках, мебели, инструментах музыкальных (трубах, рогах и проч.) и многом другом - все это делается из одного куска скоро, дешево и хорошо".

Надо сказать, что уже в 1839 г., как в России, так и за рубежом, нашлись люди, которые стали претендовать на изобретение гальванопластики. Одним из них был помощник Якоби И. Гамбургер, который на первых порах, тайно от изобретателя, делал гальванопластические копии медалей известного художника и скульптора Федора Петровича Толстого (1783-1873), демонстрировал их, а затем и вообще объявил себя изобретателем. Его на удивление поддержал литератор Осип Иванович Сенковский (1800-1858), который в издаваемом им журнале "Библиотека для чтения" опубликовал направленную против Якоби статью [97].

В Англии на изобретение гальванопластики долго претендовал некий Спенсер.

Гальванопластика

Борис Семенович Якоби решил защитить свое изобретение. 14 февраля 1840 г. он подал в Мануфактурный совет, который в ту пору ведал вопросами защиты изобретений, просьбу о выдаче ему десятилетней привилегии на гальванопластику. Совет признал права ученого. Но министр финансов граф Егор Францевич Канкрин (1774-1845), по предварительному соглашению с изобретателем, направил императору Николаю I прошение, в котором говорил о целесообразности "выдать ему (т.е. Якоби) в вознаграждение за оказанную наукам, художествам и вообще отечественной промышленности услуги 25000 рублей серебром с тем, чтобы подробное описание его открытия с нужными для пояснения чертежами напечатать во всеобщее известие, дабы всякий мог оным пользоваться" [98]. Император согласился. И вскоре в №4 "Журнала мануфактур и торговли" Якоби напечатал подробное описание своего способа. Статья его тогда же была издана отдельной книгой под названием "Гальванопластика, или Способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов помощию гальванизма". Это было обстоятельное практическое руководство, снабженное чертежами. В книге была описана и гальванованна, которую применял ученый.

Чертежи, приложенные к книге Б.С. Якоби

Гальванованна.
Чертеж из книги Б.С. Якоби
Это был деревянный ящик АВCD, покрытый изнутри асфальтовым цементом. Тонкой фарфоровой пластинкой Е ящик был разделен на два отделения. В первом из них был помещен цинковый электрод Z, погруженный в слабый раствор серной кислоты (или в раствор нашатыря, поваренной соли, глауберовой соли и т.п.). Во втором отделении был установлен медный электрод К, погруженный в раствор медного купороса. Концентрация раствора поддерживалась постоянной. Для этого в ванну был погружен небольшой деревянный ящичек с медным купоросом. В стенах и дне ящичка были проделаны небольшие отверстия.

Легко заметить, что прибор для генерации электрического тока и для освобождения меди был первоначально объединен Якоби в одно целое. Однако впоследствии ученый заметил:

"отделив... от батареи снаряд, в котором происходит образование медных пластинок, самое дело чрезвычайно упрощается и получается необыкновенная точность и ясность металлических копий в отношении к их оригиналам. Время, в которое производится операция, может быть также значительно сокращено, ибо в день можно получить слой меди толщиной в 1/6 линии или 1/16 дюйма..."

Книгу свою, изданную также на немецком языке, Б.С. Якоби послал крупнейшим западноевропейским ученым и получил от них восторженные отклики, с которыми можно познакомиться в Архиве Российской Академии наук. Вот что писал русскому академику прославленный немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт (1769-1859):

"Для меня большая радость, глубокоуважаемый коллега, выразить вам, хотя бы лишь в нескольких, при внешней помехе написанных строках мою искреннюю благодарность за ваше любезное письмо и ваш великолепный подарок «Описание гальванопластики». Это сочинение обладает достоинством полнейшей ясности и благороднейшей простоты изложения. Круг технических применений вашего прекрасного, разумно осмысленного открытия расширился в громадной степени. Даже те, которые, по-видимому, сомневались в его общепрактическом применении, осознали свое заблуждение и отдают полную справедливость гальванопластическому процессу".

В 1840 г. Академия наук присудила Б.С. Якоби за открытие гальванопластики очень престижную Демидовскую премию. Решение это было мотивировано желанием "заявить перед публикой и ученым светом всю цену, которую (Академия) приписывает этому изобретению". Ученый отказался принять денежную премию размером в 5000 рублей, пожелав, "чтобы присужденная сумма была употреблена на дальнейшие исследования по части электромагнетизма и гальванизма и на усовершенствование сих загадочных сил природы".

В 1842 г. Борис Семенович Якоби был избран экстраординарным, а в 1847 г. - ординарным действительным членом Академии наук.

Внедрение в практику

Практическое использование гальванотехники началось вскоре же после ее открытия. Уже в начале 1840-х годов в Петербурге на Васильевском острове в здании Министерства финансов при работавшей там Рисовальной школе был устроен гальванопластический класс, в котором каждый желающий мог на практике усвоить сущность изобретения. Руководил этим классом друг Якоби Федор (или Фердинанд) Карлович Вернер (1797-1847), с которым он вместе занимался входившей тогда в моду дагерротипией - первообразом фотографии.

27 марта 1842 г. министр финансов Егор Францевич Канкрин утвердил "Положение о гальванопластическом отделении при Санкт-Петербургской рисовальной школе для вольноприходящих" [99]. В одном из пунктов положения сказано: "В сем отделении преподаются правила формовки моделей, практическое устройство гальванических аппаратов, употребление оного для фигур, барельефов, украшений, снятия эстампов, на меди вырезанных, и другие предметы, и по удобности, приемы золочения посредством гальванической струи". В положении было оговорено, что в гальванопластическое отделение "принимаются по билетам начальства... художники, мастера, подмастерья, ремесленники и некоторые из лучших воспитанников Рисовальной школы, вообще из людей известных и добронравных".

Открыт был гальванопластический класс 12 августа 1842 г. Курс обучения продолжался до пяти недель. Занятия проводились по средам и субботам с 6 до 8 часов вечера. Б.С. Якоби прочитал в этой школе 12 лекций, завершив свой курс 2 апреля 1843 г. Вообще говоря, количество учеников в школе было небольшим - не более 10. Но на лекции Якоби собирался чуть ли не весь Петербург. Побывало на них 1698 человек. Кроме Якоби в школе преподавали ее руководитель Ф.К. Вернер, Василий Газенбергер и известный впоследствии скульптор Петр Карлович Клодт (1805-1867), автор прославленных конных групп на Аничковом мосту и памятника И.А. Крылова в Санкт-Петербурге.

Гальванопластика и гальваностегия нашли применение в различных областях промышленности. Но, пожалуй, наиболее активно они использовались в полиграфии. На эту область использования открытия, как мы уже говорили, указал сам изобретатель. В числе его первых гальванопластических произведений был комплект типографского шрифта, изготовленный им в сентябре 1839 г. Якоби указал также пути к применению гальванотехники в репродукционных процессах, изготовив гальванопластическую копию дагерротипа "Берега Невы".

За границей страстным пропагандистом использования гальванопластики в полиграфии стал немецкий новатор Франц фон Кобелль, который уже в 1840 г. издал в Мюнхене книгу "Гальванопластика, или Способ размножать в печати гальваническими пластинами рисунки, сделанные тушью [100]. Повторное издание этого труда понадобилось уже шесть лет спустя.

Об использовании гальванотехники в полиграфии подробно будет рассказано ниже. Пока же скажем о том, что жизнь и деятельность Бориса Семеновича Якоби ознаменована и многими другими выдающимися открытиями. В 1840-х годах он много времени и сил уделил использованию электричества в военном деле. Мины с электрическими запалами, сконструированные ученым, использовались в годы Крымской войны. Якоби вместе с Павлом Львовичем Шиллингом, о котором мы рассказывали в главе о начале литографии в России, стал и изобретателем электромагнитного телеграфа. Активно занимался он и вопросами метрологии, будучи решительным сторонником введения метрической системы мер в России. Эти работы имели отношение и к полиграфии. Они, по словам В.И. Штейна, "сослужили пользу и печатному делу, доставив научную основу для работ Германа Бертгольда по преобразованию Дидотовской системы типографских пунктов " [101].

Еще в 1839 г. в квартире Б.С. Якоби на Васильевском острове побывал корреспондент газеты "Северная пчела". "Это точно жилище волшебника, - восклицал он. - Везде стоят машины и аппараты... По прикосновению его волшебного жезла вдруг все машины движутся, мечут искры, плавят металлы! В средние века фанатики сожгли бы г. Якоби, а поэты и сказочники выдумали об нем легенду, как о Фаусте".

Научные заслуги Б.С. Якоби были отмечены и за рубежом. Так, в 1867 г. он был избран иностранным членом Королевской Бельгийской Академии наук и корреспондентом Общества наук в Роттердаме. Был он также почетным членом Политехнического общества в Лейпциге, Британского общества для поощрения полезных искусств, Королевской Туринской академии и многих других научных учреждений.

Б.С. Якоби активно участвовал в научно-общественной жизни своего времени, рецензировал статьи, проводил экспертизу изобретений, был членом жюри всевозможных конкурсов и выставок.

Удостоверение Б.С. Якоби
как эксперта
Всероссийской мануфактурной выставки 1870 г.

Умер Борис Семенович Якоби в ночь с 9 на 10 марта 1874 г. Похоронен он на Смоленском кладбище в Санкт-Петербурге. В 1949 г. на фасаде дома на 7-й линии Васильевского острова была установлена мемориальная доска с надписью:

"Здесь жил академик Борис Семенович Якоби. 1801-1874. Выдающийся физик и электротехник. Изобретатель гальванопластики, электрического телеграфа, электрических моторных лодок, электрических мин".

Выступая на открытии этого памятного знака, президент Академии наук Сергей Иванович Вавилов (1891-1951) сказал:

"Имя академика Якоби, выдающегося физика, гениального электротехника и изобретателя по праву должно быть поставлено наряду с другими славными именами академиков-физиков - Ломоносова, Эйлера, Эпинуса, Петрова; оно навек останется в истории в связи с изобретенной им гальванопластикой, получившей широчайшее применение в технике".

Б.С. Якоби в последние годы жизни.
С фотографии

Работы Алексея Федоровича Грекова

Гальванопластику с самого момента ее появления улучшали и совершенствовали ученые и практики как в России, так и за рубежом. В нашей стране в этой области очень много сделал Алексей Федорович Греков [102]. Об этом человеке мы уже говорили в главе, посвященной истории литографии. А.Ф. Греков родился в обедневшей дворянской семье из Костромской губернии. Образование он получил во 2-м кадетском корпусе в Санкт-Петербурге, который окончил в 1822 г. [103]. К военной карьере у него призвания не было. Греков вышел в отставку, служил землемером, а затем работал в Университетской типографии в Москве. Он был талантливым гравером и литографом, зачинателем фотографии в России. В 1832 г. Греков изобрел способ выпуклого литографирования, который год спустя был с успехом применен при издании прекрасно оформленной книги Владимира Федоровича Одоевского (1804-1869) "Пестрые сказки". В конце 1830-х годов Греков организовал в Москве производство фотографических аппаратов и принадлежностей, работал над усовершенствованием технологии, разработанной изобретателями фотографии Луи Манде Дагером и Нисефором Ньепсом.

В начале 1840-х годов Греков заинтересовался гальванотехникой и начал тщательно изучать ее. Первые результаты его опытов в этой области изложены в статье, которая в 1843 г. была опубликована в журнале "Отечественные записки" [104]. А затем появились книги "Теоретическое и практическое руководство к золочению, серебрению, платинированию, лужению" (М., 1842) и "Полное изложение гальванопластики, гальванической позолоты и серебрения" (СПб., 1844). Имени автора мы в этих трудах не найдем; Греков вообще почему-то не подписывал свои работы или же ставил на них весьма причудливые псевдонимы. Названные нами книги подписаны инициалами: первая - А. Г-въ, а вторая - А.Г.

Особенный интерес представляет вторая книга, о которой немало писали в ту пору. Обстоятельная статья о ней была опубликована в журнале "Отечественные записки " [105]. Виссарион Григорьевич Белинский упомянул о книге А.Ф. Грекова в статье "Русская литература в 1844 году".

А.Ф. Греков.
Полное изложение гальванопластики. СПб., 1844.
Обложка

В.Ф. Одоевский.
Гальванизм в техническом применении. СПб., 1844.
Титульный лист

Во вступлении к своей второй книге Греков рассказывает о работах итальянских физиков Луиджи Гальвани (1737-1798) и Алессандро Вольта (1745-1827), которым человечество обязано созданием химических источников тока. Имя Гальвани, который был одним из основоположников учения об электричестве, вошло в состав многих терминов, которые употребляются и сегодня. Имя это мы можем найти и в наименовании процесса, которому посвящена эта глава.

Во введении Греков дает представление и о различных гальванических элементах и батареях.

Первая глава книги называется "Отливание медалей, барельефов и пр." Несмотря на этот заголовок, о литейных процессах здесь не сказано ни полслова. Термин отливание Греков, как это было принято в то время, переносит на гальванотехнический процесс. В главе идет речь о подготовке моделей-форм, которые можно делать из алебастра, воска и стеарина. Для этой цели применим и сплав свинца, олова и висмута, т.е. один из вариантов типографского сплава. При использовании форм, изготовленных из диэлектрика, их поверхность, как говорит Греков, нужно "сделать хорошим проводником электричества". С этой целью он использовал графит, а также какой-либо металлический порошок, например бронзовый или серебряный. Описаны в первой главе и гальванованны различной конструкции.

Вторая глава книги А.Ф. Грекова называется "Гальванография". Здесь идет речь о гальванотехническом изготовлении различных печатных форм. Суть первого из таких процессов изложена так:

"На серебряной дощечке рисуют что-нибудь кистью; в тенях же тем толще накладывают краску, чем они сильнее, и потом на эту дощечку осаждают слой меди достаточной толстоты для того, чтобы он мог выдержать силу пресса. Этот слой меди будет не что иное, как выгравированная доска: набив ее печатальной краской и оттиснув на бумаге, вы получите оттиск совершенно сходный с оригиналом, нарисованным на серебряной дощечке" [106].

Далее во второй главе идет речь о гальванотехническом репродуцировании дагерротипов. Следующий параграф, названный "Об отливании политипажей", посвящен широко использовавшимся в ту пору в полиграфии металлическим формам высокой печати для воспроизведения орнаментальных украшений. Изготовляли их обычно с гравюры на дереве, которая служила моделью для отливной формы. С изобретением гальванотехники появилась возможность изготовлять политипажи и этим способом, хотя, как отмечает Греков, никаких особых преимуществ в сравнении со старым процессом он не имеет.

Параграф "Отливание гравированных досок" Греков начинает следующий фразами: "Г[осподин] Якоби первый начал отливать чрез гальванизм гравированные доски. Отлитая таким образом доска находилась в первых образцах гальванических слепков, представленных им в С. Петербургскую Академию наук" [107]. Далее подробно рассказывается о технологических особенностях этого процесса. В следующем параграфе второй главы идет речь об изготовлении гальванотехническим путем медных форм глубокой печати.

Третья глава книги А.Ф. Грекова - "Золочение, серебрение и платинирование" к полиграфии прямого отношения не имеет. Этого нельзя сказать о четвертой главе, которая называется "Гальваногравирование". Здесь, говоря словами автора, идет речь о "произведении гальваническим путем гравюр, заменяющих рисунки, гравированные крепкой водкой". Предлагается своего рода гальванотехнический офорт, в котором можно обходиться без серной и соляной кислот. Металлическую пластину готовят так же, как для офорта, закрывая пробельные участки будущей формы диэлектрическим лаком. Затем пластину помещают в гальванованну.

Остается добавить, что все советы и рекомендации А.Ф. Грекова пояснены чертежами, которые вынесены в конец книги.

Чертежи, приложенные к книге А.Ф. Грекова

Чтобы оценить практические результаты, полученные А.Ф. Грековым в интересующей нас области, приведем цитату из статьи, опубликованной 4 декабря 1840 г. в "газете промышленности, хозяйства и реальных наук" "Посредник":

"В Парижской Академии наук было читано, что г. Греков, занимающийся в Москве резьбою, достиг способа делать неизгладимыми дагерротипные или светописные рисунки. Он успел получить такие изображения на медных или латунных дощечках, и что ему удалось также дойти до способа переводить гравированный рисунок на медь, и потом на меди делать его или рельефным (выпуклым) или выслым (еn сrеux)".

Книга Алексея Федоровича Грекова не была единственным практическим руководством, посвященным гальванопластике. В том же 1844 г., когда она появилась на прилавках книжных магазинов, в Санкт-Петербурге вышла в свет книга "Практический курс гальванопластики". Автор ее скрыл свою фамилию под инициалами "Ф.З.". И еще одна книга появилась в 1844 г. Называлась она "Гальванизм в техническом применении или..." . Далее были перечислены многие способы и устройства. Среди них "искусство... делать медные доски для гравирования". Вместо имени автора на титульном листе стояли инициалы "К.О.". Расшифровывается это как "Князь Одоевский". Владимир Федорович Одоевский был в свое время известным писателем, философом, музыковедом. Служил директором Румянцевского музея. Но интересовался и техникой. И в книге, которую мы только что назвали, предсказал грядущие победы электротехники.

Гальванография и гальванокаустика

Один из первых успехов гальванотехнических методов в полиграфическом производстве связан с репродуцированием штриховых изображений. Способ этот получил название гальванографии. Первые опыты были предприняты под руководством Б.С. Якоби в петербургской Экспедиции заготовления государственных бумаг. За границей энтузиастом гальванографии, много сделавшим для ее развития и распространения, был профессор минералогии Мюнхенского университета Франц фон Кобелль (1803-1875). Выпущенная в 1842 г. в Мюнхене его книга "Гальванография" была в 1843 г. переведена на русский язык (в переводе фамилия автора передавалась как "Кобенель"; переводчик, видимо, стремился устранить неблагозвучное для русского уха звучание этой фамилии). В русском переводе книга называлась "Гальванография, или Способ производить гальванические медные доски для печатания кистью работанных рисунков".

Гальванография фон Кобелля

В книге Франца фон Кобелля были помещены превосходные образцы выполненных им гальванографии. В русском же издании были помещены три оттиска с форм, изготовленных в России. Переводчик книги Ф. Кобелля в издании не назван. По мнению И.Г. Спасского, им был Алексей Федорович Греков [109]. Русский язык перевода весьма далек от совершенства, о чем говорили многие рецензенты. Мы склоняемся к тому, что переводчиком был Ф. Вернер, для которого наш язык не был родным.

Сущность гальванографии заключалась в том, что на поверхность металлической пластины с помощью какого-либо не проводящего электрический ток вещества (в литературе называются даммарова смола и английский лак) наносили штриховой рисунок. Пластину подвешивали в гальванованну и соединяли с отрицательным полюсом источника постоянного электрического тока. Металл, осаждаясь на участках, свободных от диэлектрика, формировал некий рельеф. Полученое таким образом клише могло быть использовано как форма глубокой печати или же как матрица для получения типографской формы.

Другой способ электрохимического изготовления иллюстрационных печатных форм получил название гальванокаустики. В этом случае кислотоупорным лаком покрывали пробельные участки формной пластины, после чего последнюю подвергали электролитическому травлению. Получалась форма глубокой печати, в чем-то аналогичная офорту. Пионером этого способа называют сотрудника и друга Б.С. Якоби Федора Карловича Вернера [110].

Интересно, что в этой области работал великий украинский поэт Тарас Григорьевич Шевченко (1814-1861). В 1843 г. в русском издании книги Ф. Кобелля "Гальванография" была помещена его гальванокаустика "Король Лир". В самой книге об этой работе было сказано: "Гравюра, представляющая короля Лира, вытравлена посредством гальванизма в полчаса. Не в продолжительном времени выйдет в особой брошюрке описание этого полезного изобретения, теперь же картинка приложена для опыта" [111]. Сведений о том, вышла ли в свет эта брошюрка и если да, то когда, в нашем распоряжении нет. Что же касается гальванокаустики Т.Г. Шевченко, то она настолько совершенна, что известный специалист по истории гравюры Дмитрий Александрович Ровинский (1824-1895) считал ее офортом [112]. Эта ошибка признанного специалиста лишний раз говорит о возможностях электролитических способов изготовления печатных форм.

Журнал "Финский вестник" в 1845 г. писал: "Значительное количество книг, явившихся в русском лагере о гальванопластике, которые - это всего утешительнее - все до одной составлены хорошо и могут принести действительную пользу " [113].

Т.Г. Шевченко. Король Лир.
Гальванокаустика

Мастерская Максимилиана Лейхтенбергского

Среди первых энтузиастов гальванопластики был и видный аристократ герцог Максимилиан Лейхтенбергский (1817-1852). Сын пасынка Наполеона Эжена Богарне (1781-1824), он женился на дочери Николая I и обосновался в Петербурге. Заинтересовавшись гальванопластикой, он с помощью Б.С. Якоби оборудовал небольшие мастерские в своих аппартаментах в Зимнем дворце и в Царском Селе. Именно герцог и стал в России пионером в области гальванографии, о которой шла речь выше. Гальванографию, которую называли также глипографией, гальваноглифией и хемиграфией, была запатентована в Англии Эдвардом Пальмером. В его патентах №8987 на "Усовершенствования в изготовлении печатных форм для печатания на фарфоре и глиняных изделиях и для изготовления нот, карт и портретов", полученном 12 июня 1841 г., и №9227 на "Усовершенствования в изготовлении печатных форм и штампов", полученном 15 января 1842 г., описаны разные технологические варианты процесса [114].

Б.С. Якоби не раз докладывал о работах М. Лейхтенбергского на заседаниях Академии наук. Одно из таких сообщений состоялось 7 августа 1840 г. Впоследствии оно было опубликовано в "Бюллетене" Академии наук и в газете "Посредник". Да и сам герцог опубликовал в 1840 г. заметку "Некоторые новые эксперименты по гальванопластике" [115]. Это было его первым выступлением в печати на интересующую нас тему. В дальнейшем герцог опубликовал ряд специальных статей по гальванотехнике, среди которых были и такие: "Об образовании и составе черного осадка, образующегося на аноде во время разложения медного купороса посредством гальванических токов", "Опыты с растворами медного купороса, употребляемыми в гальванопластических работах" [116].

В 1845 г. в Петербурге за Нарвской заставой на базе мастерских М. Лейхтенбергского открылось первое промышленное гальванопластическое предприятие, оборудованное при участии самого изобретателя. Называлось предприятие "Санкт-Петербургским гальванопластическим и художественной бронзы заведением". Условия для этого предприятия были созданы самые благоприятные. Оно было полностью освобождено от уплаты налогов [117]. Специализировалось предприятие в области т.н. художественной гальванопластики - изготовлении барельефов и статуй. Здесь делалось художественное убранство и для Исаакиевского собора. Здесь же была исполнена бронзовая дверь для здания Главного штаба на углу Невского проспекта. Впоследствии Б.С. Якоби представил Академии наук изготовленные в этом заведении статуэтку Наполеона и богато орнаментированный бронзовый стол, верхняя доска которого имела в диаметре 76 см. В дальнейшем в заведении гальванотехническим методом покрывали золотом медные листы для куполов храма Христа Спасителя в Москве.

Газета "Северная пчела" в номере от 4 декабря 1845 г. сообщала, что в книжном магазине П.А. Ротькова в Петербурге появились в продаже изготовленные гальванотехническим путем бюсты М.В. Ломоносова, Г.Р. Державина, И.А. Крылова и В.А. Жуковского. Стоили эти бюсты в три раза дешевле, чем изготовленные отливкой.

Кроме мастерской герцога Лейхтенберг-ского в России в ту пору были и другие гальванопластические предприятия. В августе 1843 г. такую фабрику открыл в Петербурге губернский секретарь Санковский. Но предприятию этому, однако, не было разрешено производить электролитическое золочение и серебрение. В Центральном государственном историческом архиве в Санкт-Петербурге сохранилась "Дело по просьбе иностранца Маляра о предоставлении льготы по устройству фабрики гальванического золочения и серебрения и выписке для онаго из-за границы нужных материалов" [118]. Начато это дело было 24 июня 1845 г., но никаких сведений о том, получил ли Маляр разрешение или нет, в нем не сохранилось.

Изобретательская заявка П.Р. Багратиона
на электролитический способ золочения

Успешные опыты электролитического золочения в 1840-х годах проводил Петр Романович Багратион (1818-1876), племянник известного героя Отечественной войны 1812 г. Имя его связано также с открытием т.н. цианистого процесса и созданием практичных сухих гальванических батарей. 29 сентября 1843 г. Б.С. Якоби прочитал в Академии наук записку "О батарее постоянного тока действия князя П. Багратиона", в которой очень высоко оценил это изобретение.

Гальванопластическая мастерская
Экспедиции заготовления государственных бумаг

Первой типографией в мире, применившей гальванопластику в полиграфии, была петербургская Экспедиция заготовления государственных бумаг (ЭЗГБ). Типографские гальвано были впервые употреблены здесь в 1839 г. В 1860 г. гальванопластическую мастерскую ЭЗГБ капитально переоборудовали. К концу XIX в. она стала самой крупной в Европе.

Экспедиция заготовления государственных бумаг.
С акварели А. Бальдингера

В 1895 г. здесь имелось 27 ванн для медной гальванопластики, 12 ванн - для железной и, кроме того, специальные ванны для никелирования, золочения, серебрения и т.п. По объему производства (3300 кг меди в год) гальванопластическая мастерская ЭЗГБ значительно превосходила зарубежные мастерские. Здесь были установлены самые крупные по тому времени ванны (92х53х107 см; 32х25х163 см) [119]

Гальванованна второй половины XIX столетия

До 1890 г. питание гальванопластических установок Экспедиции производилось гальваническими батареями. В указанном году в мастерской установили два шунтовых генератора мощностью в 900 ватт каждый. Впоследствии здесь появилась динамомашина мощностью в 3900 ватт, с помощью которой заряжали питавшие ванны аккумуляторы.

Работы Георгия Николаевича Скамони

В Экспедиции заготовления государственных бумаг появился ряд непосредственно связанных с гальванотехникой изобретений. Назовем, например, способ получения гальванопластических копий, служивших печатными формами, с хроможелатинного рельефа, сделанного электропроводным путем припудривания графитом. О фотомеханических способах получения такого рельефа мы расскажем ниже. Пока же отметим, что гальванотехнический способ, названный гелиографией, был изобретен Георгием Николаевичем Скамони (1835-1907) [120]. Этот выдающийся специалист родился в Вюрцбурге. В молодости он был литографом и добился в этой области значительных успехов. В 1852-1853 гг. его работы были удостоены серебряных медалей и почетных дипломов Вюрцбургского политехнического института. В 1863 г. Скамони переехал в Санкт-Петербург, определился литографом в Экспедицию заготовления государственных бумаг, принял русское подданство и с тех пор постоянно жил в России. Именно здесь он заинтересовался гальванотехникой и фотомеханикой и начал исследовательские поиски в этих областях. Его наставником был Борис Семенович Якоби, а постоянным консультантом - Дмитрий Иванович Менделеев.

Первые опыты гелиографии, как уже говорилось, были предприняты в гальванопластической мастерской ЭЗГБ. Скамони заметил, что обыкновенный фотографический негатив, будучи обработан однохлористой ртутью и раствором какой-либо сернокислой соли, образует нежный, слегка возвышенный рельеф. Усиливая этот рельеф с помощью различных химических манипуляций, Георгий Николаевич в дальнейшем наращивал на него металлический слой. Так получалась печатная форма. "Уже зимою 1866 г., - рассказывал впоследствии Скамони, - я мог поднести академику Якоби рядом с несколькими различными гелиографическими оттисками и безукоризненное медное клише". Выполнил Скамони и гелиографический портрет изобретателя гальванопластики.

B.C. Якоби.
Гелиогравюра Г.Н. Скамони с фотографии 1872 г.

Георгий Николаевич Скамони.
С гелиографии

Впоследствии в основу гелиографии было положено свойство хромированного коллоида задубливаться в местах, на которые подействовал свет. Фотографический негатив экспонировали на пластину, покрытую желатином, который очувствлен хромокислым калием. Затем пластину погружали в ванну с горячей водой. При этом желатин в местах, которые не подверглись действию света, растворялся. С полученного таким образом рельефа делали гипсовую отливку, с которой, в свою очередь, снималась гальванопластическая копия. Г.Н. Скамони разработал также способ гелиографии, в котором гальванопластические медные формы получали непосредственно с желатинового рельефа, сделанного электропроводным путем припудривания графитом.

За работы по фотомеханике и гальванотехнике Г.Н. Скамони был в 1872 г. награжден Ломоносовской премией Академии наук. В том же году вышел в свет на русском и немецком языках его труд "Руководство к гелиографии".

И еще об одном направлении работы выдающегося фототехника. Скамони был зачинателем широко распространенного в последнее время микрофильмирования печатных произведений. Профессор Г. Фогель рассказывал, что ему с использованием гелиографии "удалось так уменьшить страницу иллюстрированного журнала «Uber Land imd Meer», что она поместилась на листке шириною в один дюйм и при всем том письмо было совершенно отчетливо видно под микроскопом " [121].

В апреле 1869 г. Г.Н. Скамони напечатал в Экспедиции заготовления государственных бумаг крохотную книжицу "Государя императора Александра II высочайшие манифест и указы 19 февраля 1861 г., 1 января 1964 г., 20 ноября 1867 г." Ее размеры 38х24 мм, формат полосы набора 25х18 мм. На каждой полосе размещено по 47 строк. На последнем листе книжки отмечено, что она изготовлена "с помощью металлографического способа печати, изобретенного Г. Скамони, литографом и фотографом правительственной типографии".

Гелиография в свое время достаточно широко использовалась в издательской практике. Печатали этим способом, а также гальванографией и географические карты. В 1870-х годах искусствовед Дмитрий Александрович Ровинский издал этим способом альбом репродукций с гравюр Е.П. Чемесова. В 1876 г. гелиографиями иллюстрировали журнал "Русская старина". Делал их сам Скамони. Среди этих гелиографических иллюстраций несколько портретов А.С. Пушкина, портреты Екатерины II, императрицы Елизаветы Петровны, репродукции писем А.С. Пушкина и Н.В. Гоголя и чертежей, исполненных Петром Великим. В одном из номеров "Русской старины" редакция поместила статью, рассказывающую о работах Г.Н. Скамони [122].

Географическая карта, воспроизведенная способом гальванографии

Добавим, что Георгий Николаевич Скамони интересовался вопросами истории полиграфической техники. В 1896 г. он выпустил в Санкт-Петербурге на немецком языке прекрасно иллюстрированную книгу о жизни и деятельности изобретателя литографии Алоиза Зенефельдера [123]. Издание это было приурочено к столетию литографии, которое широко отмечалось во всем мире.

В начале XX столетия Скамони регулярно публиковал на страницах журнала "Печатное искусство" статьи по истории гравюры. А в 1906 г. издал небольшую книгу "Изобретения и усовершенствования в области графических искусств". Изобретательский талант Г.Н. Скамони проявился и в специфической области, связанной с основной задачей Экспедиции заготовления государственных бумаг. В июне 1871 г. он запатентовал в России "Прибор для распознавания ценных бумаг" (русская привилегия №1390).

Приложением гальванотехники к процессам получения печатных форм занимались и другие специалисты Экспедиции заготовления государственных бумаг. Л. Геллерт в 1871 г. разработал здесь гальванотехнический способ перевода углубленного штрихового рисунка на меди или стали в возвышенный, используемый в качестве формы высокой печати. Способ этот, названный электротрансформатипией, экспонировался на Международной выставке в Лондоне в 1872 г.

Работы второй половины XIX в.

Во второй половине XIX в. в России активно работали и другие промышленные предприятия, которые специализировались в области гальванотехники. Среди них, например, петербургское "Словолитное, гальванопластическое, стереотипное заведение Исидора Гольдберга". На этом предприятии впервые в России начали изготовлять плоскопечатные машины, а также стереотипное оборудование.

Словолитное гальванопластическое стереотипное заведение И. Гольдберга в Санкт-Петербурге.
С гравюры на дереве

С именем изобретателя А.Н. Ковако (1822-1900) [124] связаны работы по изготовлению гальванопластическим способом барельефов и статуй, а также работы в области гелиографии. Он организовал в Петербурге и пользовавшуюся популярностью школу по гальванотехнике. Известна она была и за пределами России. В 1889 г. в ней обучались 92 человека и среди них 6 японцев, два серба и один болгарин. 24 ноября 1879 г. Ковако прочитал для членов Русского технического общества доклад "О покрывании металлических изделий другими металлами", на котором демонстрировал опыты электролитического осаждения меди, цинка, никеля, свинца, серебра и золота.

Немало сделала для пропаганды гальванотехники книга А.Н. Ковако "Новейшая гальванопластика и гелиогравюра", изданная в Санкт-Петербурге в 1896 г. На обложке ее был помещен портрет автора в парадной военной форме и с грудью, увенчанной многими орденами.

А.Н. Ковако. Новейшая гальванопластика и гелиогравюра. СПб., 1896.
Обложка с портретом автора

Будучи офицером, Ковако пытался поставить гальванотехнику на службу насущным нуждам Военного ведомства. Еще в 1870-х годах он предложил Морскому министерству электролитический способ цинкования, призванный защитить металлические поверхности от коррозии. Но министерство отказало изобретателю. Близкая к морским кругам газета "Кронштадтский вестник" в 1979 г. советовала Ковако: "Вы делайте у себя дома по-своему, а мы у себя - по-испытанному... Ведь вы нас своими квазинаучными статьями гальванопластами не сделаете, только набьете оскомину, а уж тогда и подавно своего способа не проведете. Помяните мое слово..." [125].

Судьба изобретательских задумок, как всегда, была трудной. Работы Бориса Семеновича Якоби в этом смысле были счастливым исключением.

В 1889 г. 50-летие со дня изобретения гальванопластики было торжественно отмечено в России. Русское техническое общество подготовило к знаменательной дате Юбилейную выставку гальванопластики, изобретение которой, по словам устроителей выставки, "должно быть приравнено по своему значению к открытию книгопечатания, а для России открытие это имеет еще и другую цену - оно сделано в России русским ученым академиком Б.С. Якоби". Так говорилось в приглашении к участию в выставке, репродукцию которого можно видеть в нашей книге.

Железнение и никелирование печатных форм

Уже в XX столетии в полиграфической промышленности получили широкое распространение т.н. гальвано, под которыми обычно подразумевают или изготовленную гальванотехническим способом форму, залитую снизу стереотипным сплавом, или стереотип, покрытый сверху тиражеустойчивым металлом. Одно время широко использовались железненные медные гальвано, цинковые клише и гартовые стереотипы. Оно и понятно, ибо тиражеустойчивость железненного медного гальвано составляла 600-1000 тыс. оттисков, а железного гальвано - 700-1000 тыс. оттисков. В то же самое время цинковые клише глубокого травления не выдерживали более 8-10 тыс. оттисков.

В основе процесса железнения печатных форм лежит электролитический процесс, одно время называвшийся железной гальванопластикой. Разработан он был в 1867 г. сотрудником Экспедиции заготовления государственных бумаг Евгением Ивановичем Клейном [126].

Человек этот родился в 1842 г. в Санкт-Петербурге в семье химика Ивана Осиповича Клейна, который служил в ЭЗГБ и был другом и учеником академика Бориса Семеновича Якоби. Евгений Иванович в 1859 г. окончил Институт корпуса горных инженеров и был направлен на работу на Монетный двор. Здесь он трудился не более года, затем занимался преподавательской деятельностью в Горном институте и, наконец, поступил на службу в Экспедицию заготовления государственных бумаг. Здесь-то он и занялся железной гальванопластикой.

До Клейна задачу железнения печатных форм пытались решить немецкий химик Рудольф Беттгер и француз Фекье. Полученные последним образцы гальванопластического железа в 1867 г. экспонировались на Всемирной Парижской выставке. Здесь с ними познакомился Борис Семенович Якоби; он-то и посоветовал Клейну заняться железной гальванопластикой, технологию которой Фекье держал в глубокой тайне.

"Как известно, - писал впоследствии Е.И. Клейн академику Б.С. Якоби, - неоднократно были произведены опыты произвести гальванические железные осадки, но никто не мог сделать пластинки так, чтобы они были довольно тверды и достаточной толщины. Однако, увидав различные образцы, я пришел к выводу, что задачу эту можно будет решить, и зная, что вы посоветуете мне, если понадобится, я принялся производить опыты в Петербурге в октябре 1867 года" [127].

Письмо Клейна к Якоби было опубликовано в "Типографическом журнале", первом в России периодическом издании, которое специализировалось в области полиграфической техники.

Все технологи, пытавшиеся решить проблему железной гальванопластики, по словам Клейна, сталкивались с тем, "что при попытке утолстить железный осадок через более продолжительное действие электролиза, осадок постепенно теряет металлический вид и превращается в темный рыжий порошок; или же осадок растрескивается на мелкие, неправильного вида блестки, не достигая даже толщины обыкновенной писчей бумаги".

Первоначально Е.И. Клейн испробовал уже известную в гальванотехнике ванну FeCI₂+NH₄CI. Хлористый аммоний был прибавлен для повышения электропроводности. Но здесь изобретателя ждала неудача. "Поверхность очень тонкого и блестящего железного слоя, - рассказывал Клейн, - как скоро его хотели сделать толще, становилась щелистою, и затем осадок отставал от катода чрезвычайно хрупкими чешуйками".

Убедившись в неудаче, Клейн решил изменить состав ванны. Новые опыты были предприняты с электролитами

FeSO₄ + (NH₄)₂SO₄ + Н₂O

FeSO₄ + NH₄Cl + Н₂O

Однако и здесь, как рассказывал Клейн, "по истечении суток образовались осадки морщинистые и щелистые, рассыпающиеся на мельчайшие частички даже при осторожном снимании".

В практике гальванотехники нередко бывает, что качество осадка, полученного из ванны с медным купоросом CuSO₄ со временем возрастает. Не распространяется ли это правило и на железный купорос? Е.И. Клейн попробовал работать с одной и той же ванной в течение длительного времени, но качество осадка оставалось прежним.

Производя электролиз почти нейтрального раствора, содержащего железный купорос FeSO₄ в соединении с сернокислыми солями щелочных металлов, Клейн заметил "появление на катоде весьма мелких пузырьков водорода, которые не замедлили покрывать всю его поверхность (т.е. поверхность катода). Сначала водородные пузырьки, по-видимому, не мешали образованию осадка, но при более продолжительном действии влияние их начало проявляться в самом неблагоприятном виде".

Е.И. Клейн попробовал заменить служившие источником электрического тока гальванические элементы Даниеля гораздо более слабыми элементами Мейдингера. Отделение водорода на катоде уменьшилось, а качество осадка заметно улучшилось. Впоследствии Клейн заметил, что наилучшие результаты получались при плотности тока 0,06-0,12 ампер на 1 кв. дюйм, что соответствовало разности потенциалов у зажима ванны 0,5-0,75 вольт.

Так было установлено, что перенапряжение водорода возрастает с повышением плотности тока. Е.И. Клейн четко сформулировал правило: "Силу тока должно тщательно соразмерять с относительной величиной электродов, соблюдая, чтобы ни в каком случае она не производила обильного выделения пузырьков у катода".

Попутно Клейн решил еще одну серьезную проблему. Железо, которое обычно содержалось в электролите в двухвалентной форме, легко окислялось. Появление же трехвалентного железа ухудшало качество осадка. Для удаления из раствора солей окиси железа изобретатель "нашел самым удобным взбалтывать от времени к времени растворы с основной углекислой магнезией (т.е. с MgCO₃), пользуясь при этом ее свойством разлагать соли окиси железа, осаждая из них последнюю, но не оказывая никакого влияния на соли закиси".

20 февраля 1868 г. Борис Семенович Якоби продемонстрировал полученные Е.И. Клейном образцы гальванопластического железа на заседании Физико-математического отделения, а 5 марта 1868 г. доложил об изобретении на общем заседании Академии наук, зачитав письмо изобретателя и сопроводив его соответствующими комментариями. Доклад этот был напечатан в "Записках Академии наук" [128].

Применение цельножелезных стереотипов в полиграфии затруднялось вследствие их хрупкости. Чтобы снять такой стереотип с модели, не повредив тонких линий рисунка, его приходилось прокаливать. Но при этом изменялись размеры стереотипа. А при печатании ценных бумаг в ЭЗГБ прежде всего требуется полная идентичность всех оттисков.

В усовершенствование способа Клейна мастер Экспедиции заготовления государственных бумаг Н.П. Луферов предложил наращивать на матрицу лишь очень тонкий слой железа, который затем подращивали медью. Такие стереотипы легко снимались без прокаливания. А чтобы медь не отслаивалась, между нею и железом наращивали тонкий слой никеля. Чтобы изготовить стереотип по способу Луферова нужно было не более семи дней. А на изготовление цельножелезного стереотипа вследствие малой плотности тока нужно было затратить 30 и более дней.

В конце XIX столетия проблемой ускорения процесса электролитического осаждения железа много занимался инженер Экспедиции заготовления государственных бумаг Сергей Олимпиевич Максимович (1876-?). Ему удалось подметить, что катодная поляризация уменьшается с повышением температуры. Такое повышение позволяло без ущерба для качества отложения повысить плотность тока, а следовательно и выход металла. Максимович стал подогревать электролит. Так появились первые "горячие" ванны [129].

Свойства электролитического железа впервые исследовал профессор Роберт Эмильевич Ленц (1833-1903), который в 1889 г. был назначен управляющим Экспедицией заготовления государственных бумаг. Он установил, что осажденное по способу Е.И. Клейна железо обладает очень большой твердостью. Удельный вес непрокаленного электролитического железа составлял 7,675, а прокаленного - 7,811, т.е. несколько меньше удельного веса литой стали [130]. Химическое исследование электролитического железа было предпринято М.М. Тихвинским в 1893 г.

Работы Е.И. Клейна, Н.П. Луферова, С.О. Максимовича позволили значительно повысить тиражеустойчивость печатных форм. На Чикагской выставке 1899 г. Экспедиция заготовления государственных бумаг экспонировала гальванопластический железный стереотип, выдержавший 4,5 миллиона оттисков. Утверждалось, что в отдельных случаях тиражеустойчивость может быть поднята до 7 миллионов оттисков.

В области электролитического осаждения железа Россия во второй половине XIX в. лидировала. По словам заведующего гальванопластической мастерской ЭЗГБ Н.А. Рейхеля, Экспедиция вплоть до начала XX столетия регулярно получала заказы на электролитическое железо от крупной химической фирмы "Мерк" в Дармштадте [131].

Важным преимуществом железных стереотипов было то, что с них можно было печатать любыми красками и, в том числе, киноварью, которая разъедала медь. Были и отрицательные моменты и, прежне всего, тот факт, что железо быстро ржавеет. Для предохранения от коррозии железные формные пластины покрывали асфальтовым лаком или же слоем жира. Это создавало дополнительные неудобства.

Одним из решений проблемы стало никелирование печатной формы. По тиражеустойчивости никелированные стереотипы и клише не уступали железным. И в то же время они не были подвержены коррозии. Никелирование печатных форм вошло в практику полиграфии в конце XIX столетия. Нередко утверждают, что первые опыты электролитического никелирования были проведены американцем И. Адамсоном в Бостоне в 1869 г. Между тем еще в 1864 г. немецкая фирма "Siemens und Galske" подала прошение в российский Департамент мануфактур и внутренней торговли о выдаче пятилетней привилегии на "Способ очищения раствора никеля и употребление оного для гальванопластики". Рецензировал эту заявку академик Б.С. Якоби, отзыв которого сохранился в Архиве Российской Академии наук. Ученый предложил отказать зарубежной фирме в выдаче привилегии на том основании, что "в Экспедиции заготовления государственных бумаг употребляют почти два года этот способ никелирования вместо осталивания гравированных досок.

Вопросами электролитического никелирования много занимался известный в свое время специалист в области гальванотехники П.Ф. Симоненко. "Везде, где может служить железо, - писал он в 1892 г., - всегда с большим успехом его можно заменить никелем, так как он не дает шероховатости на гладко полированной пластинке, что весьма важно, в особенности для литографических досок" [132].

Никелирование печатных форм с успехом применялось на практике. Лишь благодаря этому способу при печатании многотиражного журнала "Нива" в типографии А.Ф. Маркса с одного стереотипа получали в 1896 г. до 255 тыс. оттисков. Продолжительность процесса никелирования составляла здесь не более часа [133].

Впоследствии, с повышением тиражей, в практику полиграфии вошло электролитическое хромирование, ибо сопротивление хрома истиранию выше, чем у железа или никеля.

Способ Ивана Михайловича Федоровского

В заключение расскажем об изобретении, которое, на первый взгляд, не имеет отношения к полиграфическому производству. Речь идет об электролитическом изготовлении медных труб. В 1891 г. английский журнал "Electrical Review" писал, что "изготовление медных труб путем электролиза, запатентованное в Англии Эльмором и наделавшее так много шума за последнее время, было изобретено в 1867 г. в России". Журнал "Электричество", перепечатавший эту заметку, называет имя изобретателя - лейтенант Федоровский, не приводя, однако, никаких подробностей [134].

Иван Михайлович Федоровский родился 17 января 1834 г. в Свеаборге в семье потомственного русского моряка [135]. Образование будущий изобретатель получил в Морском кадетском корпусе. Вопросами гальванотехники он заинтересовался в 1864 г. в связи с актуальной в судостроении проблемой антикоррозионных покрытий. Идея использовать для этой цели электролитический процесс принадлежала граверу А.П. Сапожникову. Еще в 1841 г. он предложил покрывать электролитическим способом железные корпуса морских судов каким-либо менее подверженным коррозии металлом. Впоследствии эту проблему разрабатывали и в России и за границей. В 1844 г. газета "Мануфактурные и горнозаводские известия" опубликовала подробную обзорную статью "О гальваническом покрывании железа цинком, как о средстве, предохраняющем его от ржавчины".

Развивая идеи А.П. Сапожникова, И.М. Федоровский вынес вопрос об антикоррозийных покрытиях из лаборатории в производство. По его инициативе летом 1865 г. Департамент кораблестроения провел опыты электролитического цинкования проволочного такелажа и крепежных изделий. Рассматривая результаты этих опытов, Морской комитет постановил "согласиться с заключением комиссии, что способ покрывания железа г. Федоровского лучше способа, употребляемого до сего времени" и предложил Департаменту кораблестроения "при оцинковании железа на будущее время применять способ г. Федоровского" [136].

24 июня 1865 г. И.М. Федоровский был назначен мастером Кронштадтского пароходного завода "по части цинкования и гальванопластики". Созданная здесь его трудами гальванопластическая мастерская была одной из лучших в России. В 1866 г. ее ежесуточная производительность составляла 10 пудов меди.

Именно в этой мастерской и был создан электролитический способ изготовления бесшовных медных труб, имевших весьма высокие механические качества. "Трубы моей выделки, - сообщал изобретатель Борису Семеновичу Якоби, - были испытаны на Ижорских заводах членом Морского технического комитета корпуса инженер-механиков подполковником Этапаром и особо назначенной комиссией... Трубы выдержали давление 400 фунтов на квадратный дюйм без всякого повреждения, тогда как латунные одинаковых размеров при давлении 200 фунтов лопнули и сделались к употреблению негодными" [137]. Впоследствии Федоровский изготовлял трубы с еще более высокой прочностью. На Всемирной Парижской выставке это изобретение было награждено серебряной медалью.

Свой опыт в области электролитического осаждения металлов И.М. Федоровский подытожил и обобщил в книге "Записки практического курса гальванопластики", изданной в Санкт-Петербурге в 1867 г.

Умер Иван Михайлович Федоровский 21 января 1897 г.

Способ изготовления бесшовных труб, изобретенный Федоровским, был с успехом использован в полиграфической технике. Поначалу его применяли в тканепечатании. Так, в протоколе Физико-математического отделения Академии наук от 8 сентября 1868 г. находим следующую запись: "Александр Кувалдин, крестьянин села Васильевского Шуйского уезда Владимирской губернии сообщил на суд Академии свои мысли о применении гальванопластики к изготовлению цилиндров для печатания рисунков на ситцах".

Особенно широкое применение этот способ нашел уже в XX столетии в процессе изготовления цилиндрических форм ракельной глубокой печати. В начале 1910 г. в этой области успешные опыты проводил генерал-лейтенант И.И. Иванов.

Резюмируя, скажем, что изобретенные Борисом Семеновичем Якоби электролитические методы осаждения металлов в свое время сыграли значительную роль в полиграфической технике, во многом революционизировав технологию формных процессов.

Примечания

86. О нем см.: Яроцкий А.В. Борис Семенович Якоби. M., 1988; Радовский М.И. Борис Семенович Якоби. M.; Л., 1949; Ильин A.A. Борис Семенович Якоби. Исторический очерк изобретения гальванопластики. СПб., 1881.

87. Электричество. 1888. № 21-22. С. 197.

88. Архив РАН. Ф. 187. Оп. 1. № 1. Л. 580-581. Цит. по: Ильин A.A. Борис Семенович Якоби. Исторический очерк изобретения гальванопластики. СПб., 1881. С. 28-29.

89. Там же. С. 30.

90. Заметка о заседании 5 октября 1838 г. опубликована в №94 и 95 "Bulletin scientifique de l'Academie Imperiale des sciences de St.-Petersbourg", вышедших в свет 26 октября 1838 г.

91. Письмо к академику П.Н. Фуссу об изобретении гальванопластики // Записки Русского технического общества. 1889. Т. 23. № 4. С. 9-12.

92. Журнал Министерства народного просвещения (ЖМНП). 1839. № 5. Отд. 3. С. 54.

93. Там же. № 9. Отд. 3. С. 28.

94. Цит. по: Штейн В.И. Изобретение гальванопластики. К 100-летию со дня рождения академика Б.С. Якоби // Печатное искусство. 1901. Ноябрь. С. 36.

95. On the method of producing copies of engraved copper-plates by voltaic action; on the supply of mixed gases for Drummond's light by electrolysis; on the application of electromagnetic currents. Letter (June 21 1839) to Mr. Faraday, communicated by Dr. Faraday // Philosophical Magazine. 1839. Vol. 15. P. 161-165. Перевод этого письма на русский язык см. в кн.: Якоби Б.С. Работы по электрохимии. M.; Л., 1957. С. 50-54.

96. ЖМНП. 1839. № 6. Отд. 3. С. 108.

97. Сенковский О.И. Гамбургеротип // Библиотека для чтения. 1839. Т. 36. Отд. 7. С. 69-70.

98. Цит. по: Журнал мануфактур и торговли. 1840. № 2. С. 346.

99. Материалы о гальванопластическом отделении извлечены нами из "Дела об учреждении гальванопластического отделения при Санкт-Петербургской рисовальной школе" // РГИА. Ф. 18. Оп. 2. № 3342.

100. Kobell F. von. Die Galvanoplastik, eine Methode, Tuschbilder und Zeichnungen durch galvanische Platten im Drucke zu vervielfaltigen. Miinchen, 1840; Idem. Munchen, 1846.

101. Штейн В.И. Указ. соч. С. 38.

102. Биографические сведения о А.Ф. Грекове см. в "Формулярных списках о службе и достоинстве чиновников типографии Московского университета" в Архиве МГУ. Л. 82-87. См. также: РГИА. Ф. 1285. Оп. 4. № 112.

103. Историческое обозрение 2-го кадетского корпуса. СПб., 1862. С. XLV.

104. Греков А.Ф. О золочении и серебрении металлов путем электрохимическим, но без посредства гальванической батареи // Отечественные записки. 1843. Т. 29. Отд. 4. С. 8-14.

105. Отечественные записки. 1844. Т. 35. Отд. 5. С. 1-16.

106. А.Г. Полное изложение гальванопластики, гальванической позолоты и серебрения. СПб., 1844. С. 47.

107. Там же. С. 53.

108. Kobell F. von. DieGalvanographie. Munchen, 1842.

109. Спасский И.Г. Первые годы гальванопластики в России // Якоби Б.С. Работы по электрохимии. M.; Л., 1957. С. 233-234.

110. Fromberg E. Die zeichnische oder graphische Kut)nste der Gegenwart. Quedlinburg, 1857. S. 292.

111. Кобель Ф. Гальванография, или способ производить гальванические медные доски для печатания кистью работанных рисунков. СПб., 1843. С. 54.

112. Ровинский Д.А. Подробный словарь русских граверов. СПб., 1895. Т. 2. С. 1171-1176.

113. Финский вестник. 1845. Т. 4. Отд. 5. С. 267.

114. Printing patents. Abrigements of patent specifications relating to printing 1617-1857. L., 1969. P. 229,23-233.

115. ЖМНП. 1840. Ч. 28. Отд. 3. С. 65.

116. Мануфактурные и горнозаводские известия. 1847. № 49-50. С. 343-344; 1848. № 47. С. 365-369.

117. Дело... об освобождении устроенного герцогом Лейхтенбергским гальванопластического заведения от платежа повинностей // РГИА. Ф. 18. Оп. 2. № 3639в.

118. РГИА. Ф. 18. Оп. 2. № 3640в.

119. Рейхель Н.А. Применение гальванопластики к графическим искусствам и печатному делу. СПб., 1895.

120. Биографические сведения о Г.Н. Скамони см. в его личном деле в Государственном историческом архиве Ленинградской области (ГИАЛО). Ф. 1458. Оп. 2. Связка 522. № 1720.

121. Фогель Г. Химические действия света и фотографии в их приложении к искусству, науке и промышленности. СПб., 1875.

122. Способ воспроизведения на металле гравюр и рисунков. Гелиогравюра и труды этого рода г. Скамони // Русская старина. 1876. Т. 15. С. 468-470.

123. Scamoni С. Alois Senefelder und sein Work. SPb., 1896.

124. О нем см.: Исторический вестник. 1900. Июль. С. 370-371.

125. Кронштадтский вестник. 1879. № 141.

126. Биографические сведения о Е.И. Клейне см. в его личном деле в ГИАЛО. Ф. 1458. Оп. 2. Связка 509. № 1469.

127. Здесь и ниже цитируется Письмо Е.И. Клейна Б.С. Якоби, которое было опубликовано в "Бюллетене Академии наук 7(15) марта 1868 г., а затем напечатано в "Типографском журнале" (№ 19-20 за 1989 г.) под названием "Производство железных осадков посредством гальванизма".

128. Якоби B.C. О получении гальванических осадков из железа // Записки Академии наук. 1868. Т. 13. С. 151, 156.

129. Максимович С.О. Новый способ ускоренной медной гальванопластики // Сборник технических статей. 1904. № 39. С. 349-350.

130. Лени, Р.Э. О некоторых свойствах гальванически осажденного железа // Журнал Русского химического общества. 1870. Т. 2. Вып. 3. С. 57.

131. Рейхель Н.А. Электролиз и электрометаллургия // Производственные силы в России. СПб., 1896.

132. Симоненко П.Ф. Фотография и гальванопластика в применении к искусственному гравированию. М., 1892.

133. Эйзен И.М. "Нива" 1870-1899. Очерк // Торопов А.Д. Систематический указатель литературного и художественного содержания журнала "Нива" за 30 лет. СПб., 1902.

134. Электрическое изготовление медных труб - русское изобретение // Электричество. 1891. № 19. С. 271.

135. Биографические сведения о И.М. Федоровском см. в материалах Центрального государственного архива военно-морского флота в Санкт-Петербурге (Ф. 406. № 840; Ф. 16881. № 417. Л. 1; Ф. 432. Карточная опись. № 9507-9510 и др.). См. также: Немировский Е.Л. Материалы для биографии русского электротехника-изобретателя XIX века И.М. Федоровского // Электричество. 1952. № 3. С. 81-82.

136. Дело по предложению лейтенанта Федоровского о применении гальванизма для покрытия судов медью и о предохранении железных судов от ржавчины. Центральный государственный архив военно-морского флота. Ф. 162. Оп. 1. № 1124.

137. Архив РАН в Санкт-Петербурге. Ф. 187. Оп. 1. № 235. Л. 423 об.