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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.
Füllhalter mit Tintenbehälter
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.
Kapillarkräfte wirken im Füller
Kapillarkräfte wirken im Füller | Kapillarkräfte ziehen die Tinte aus dem Behälter – hier eine Patrone – durch Tintenleiter, Ausgleichskammern und schließlich Federschlitz zum Papier. Ohne Druckausgleich über einen Luftkanal würde dieser Fluss allerdings abreißen.
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.

Die Macht von Feder, Faser und Roller
Die Macht von Feder, Faser und Roller | Vom Abc-Schüler bis zum Kalligrafie-Künstler reicht das Anwenderspektrum beim Füllhalter. Dem entspricht eine Palette an Federn. Sie bestehen meist aus Edelstahl (eine Vergoldung hat nur optische Vorzüge). Reine Goldfedern sind weicher, allerdings ungleich teurer. Um rascher Abnutzung zu begegnen, enden Schreibfedern in einem Hartmetallkorn (Iridium), das auch die Strichstärke bestimmt. Je nach der individuellen Handhaltung empfiehlt sich ein gerades oder abgeschrägtes Korn, ein gerundetes verzeiht auch wechselnde Handstellungen ohne Kratzen. Ein flaches Korn lässt den Füllhalter dafür sanfter über das Papier gleiten. Für Schönschreiben und Kalligrafie eignen sich kornlose Bandzugfedern.

Faserstifte und Kugelroller verwenden ebenfalls Tinte. Sie wird über einen Docht aus dem Behälter der Mine gezogen und beim Faserstift auch über einen Docht an das Papier abgegeben. Die Tinte kann "frei" gespeichert oder in einem Tampon gebunden sein. Letzteres verhindert zwar eventuelles Auslaufen, doch der Tintenfluss dieser Minen wird mit der Zeit immer schwächer.
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.

  • Füllhalter mit Tintenbehälter
    Füllhalter mit Tintenbehälter | Füllhalter mit Tintenbehälter kamen nach 1850 auf den Markt. Erste Systeme waren über einen Gummischlauch mit einem separaten Behälter verbunden. Heute wird Tinte über einen Drehkolben in einen Tank hochgezogen, eine Patrone eingesetzt oder mit einem so genannten Konverter aus einem Tintenglas befüllt.
  • 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.

  • 08.04.2006

    Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 08.04.2006

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