Wissenschaft im Alltag: Füller & Co
Moderne Schreibgeräte haben scheinbar wenig mit den geschlitzten
Bambusrohren der Ägypter oder den Federkielen mittelalterlicher Mönche gemein. Und doch arbeiten sie nach dem gleichen Grundprinzip: Kapillarkräfte befördern Tinte oder Paste auf das Papier.
Freilich: Füller, Kugelschreiber und Tintenroller sind ungleich einfacher zu handhaben als der Gänsekiel, erspart doch ein Tintenvorrat das Eintunken ins Fass und sorgen präzise mechanische Regelsysteme für einen klecksfreien Tintenfluss.
Eine geschlitzte Metallfeder verschließt beim Füller den Tintenkanal, bis sie durch den Schreibdruck leicht aufwärts gebogen wird. Im Spalt zwischen Feder und Kanal sowie im nun leicht geöffneten Schlitz ziehen Kapillarkräfte die Flüssigkeit zum Papier. Ohne weitere Maßnahmen würde sich aber ein Unterdruck im Behälter aufbauen und den gleichmäßigen Fluss stören. Kleckse, Auslaufen
oder Tintenmangel waren die Regel, bis der amerikanische Versicherungsvertreter Lewis E. Waterman 1884 eine Belüftung des Tanks entwickelte: Verbrauchte Tinte wird kontrolliert durch Luft ersetzt.
Mit dem Druckausgleich war die Entwicklung des Füllers nicht abgeschlossen. Feine Lamellenstrukturen, die so genannten Ausgleichskammern, speichern vorübergehend Tinte, wenn Temperatur- und Luftdruckschwankungen Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter drücken. Dieses Puffern unterstützt ebenfalls den gleichmäßigen Tintenfluss. Kugelschreiber und Tintenroller ersetzen die Feder des Füllers durch eine Metallkugel, meist aus verschleißfestem Wolframkarbid, die sich in einer Fassung frei drehen kann. Der feine Spalt zwischen beiden liefert die zum Schreiben notwendigen Kapillarkräfte. Während die Mine eines Kugelschreibers farbstoffhaltige Paste enthält (und bei Großraumminen eine Fettabdichtung am hinteren Ende), ist es beim Kugelroller Tinte.
Neuentwicklungen beruhen meist auf einem dieser Prinzipien,
optimieren mit modernen Verfahren die Mechaniken oder
die ergonomische Handhabung, setzen auf neue Werkstoffe und
attraktives Design. Während ein Kunststoff-Kugelschreiber im Supermarkt für wenige Euro zu haben ist, kann ein Renommierstück etwa des Heidelberger Unternehmens Lamy deshalb leicht
einige hundert kosten. Und das ist denn auch das Problem der
Branche in Europa: Gegen in Asien billig produzierte Stifte können
sie zwar mit Qualität gegenhalten, doch die Gewinnmargen
schrumpfen. Auf einem der wichtigsten Absatzmärkte, dem
Schulbedarf, lässt sich mit Wertarbeit in Sachen Schreibgeräte
längst kaum noch punkten – Schüler und Eltern haben heute andere
Produkte im Blick.
Wussten Sie schon?Das Patent für das Kugelschreiber-Konzept erhielt 1938 der
Ungar Laszló Biró. 1944 lieferte er 30 000 Stück an die britische
Luftwaffe, da seine Erfindung unempfindlicher gegen
Luftdruckschwankungen als Füllhalter sein sollte. Ab 1945
stiegen auch andere amerikanische Firmen in den Markt ein,
doch erst Feinmechanikern und Uhrmachern im Schwarzwald
gelang es, Tintenkanäle und Kugelfassungen in der notwendigen
Präzision herzustellen.
Im Tintenbehälter steht die Luft beim Einsteigen in ein Flugzeug
unter Atmosphärendruck, in großer Höhe wird aber der
Kabinendruck abgesenkt – ohne spezielle Vorrichtungen wären
Flecken die Folge. Allerdings wird immer noch empfohlen,
einen Füllhalter vor dem Abflug möglichst voll zu tanken.
Tintenschreiber haben einen zehnfach stärkeren Fluss an
Schreibmittel als Kugelschreiber. Ihr Schriftbild ist somit attraktiver,
doch reicht die Mine nur etwa 1000 bis1500 Meter
weit, beim Kugelschreiber sind es je nach Spitze 5000 bis
10 000 Meter.
Schon in der Antike wurden Mischungen aus Eisensalzen
und Gerbsäure zum Schreiben verwendet, da sie tiefschwarze
Spuren hinterlassen. Den Rohstoff für die Gerbsäure gewann
man aus Galläpfeln, Wucherungen an Blättern und Zweigen
von Eichen. Im Mittelalter setzte sich diese Eisengallustinte
mehr und mehr durch und wurde von dem Dresdner Parfümeriefabrikanten
August Leonardie zur Fertigtinte weiterentwickelt.
Die Alternativen sind heute wässrige Lösungen
von Anilinfarbstoffen, Konservierungsmitteln und anderen
Zusätzen.
Gold und Silber sind attraktive Schriftfarben etwa für Grußkarten,
doch die schweren Metallpigmente setzen sich in
wässrigen Tinten schnell ab. Man bringt sie deshalb in hochviskose
Gele ein, die erst durch die Scherbewegung des Kugelrollers
flüssig werden.
Mit dem Druckausgleich war die Entwicklung des Füllers nicht abgeschlossen. Feine Lamellenstrukturen, die so genannten Ausgleichskammern, speichern vorübergehend Tinte, wenn Temperatur- und Luftdruckschwankungen Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter drücken. Dieses Puffern unterstützt ebenfalls den gleichmäßigen Tintenfluss. Kugelschreiber und Tintenroller ersetzen die Feder des Füllers durch eine Metallkugel, meist aus verschleißfestem Wolframkarbid, die sich in einer Fassung frei drehen kann. Der feine Spalt zwischen beiden liefert die zum Schreiben notwendigen Kapillarkräfte. Während die Mine eines Kugelschreibers farbstoffhaltige Paste enthält (und bei Großraumminen eine Fettabdichtung am hinteren Ende), ist es beim Kugelroller Tinte.
Wussten Sie schon?
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