PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4123784C2 22.02.1996
Titel Faserschreiber mit einer Verschlußkappe
Anmelder J. S. Staedtler GmbH & Co, 90427 Nürnberg, DE
Erfinder Hoheisel, Klaus, 91459 Markt Erlbach, DE;
Lubas, Manfred, 90459 Nürnberg, DE
Vertreter Charrier, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 86153 Augsburg
DE-Anmeldedatum 18.07.1991
DE-Aktenzeichen 4123784
Offenlegungstag 28.01.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.02.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.1996
IPC-Hauptklasse B43K 23/12

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Faserschreiber mit einer Verschlußkappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Faserschreibern werden üblicherweise entweder wäßrige Tinten oder Pigmenttinten verwendet. Wäßrige Tinten bestehen neben Feuchthaltemitteln, Tensiden und Konservierungsmitteln hauptsächlich aus Wasser und darin gelösten Farbstoffen. Solche wäßrigen Tinten haben Nachteile wie geringe Lichtbeständigkeit, geringe Wasserbeständigkeit des Abstrichs und keine Dokumentenechtheit (gemäß DIN 16554, Teil 2). Hinsichtlich dieser Punkte sind Tinten auf Pigmentbasis den wäßrigen Tinten deutlich überlegen. Solche Pigmenttinten enthalten anstelle der gelösten Farbstoffe dispergierte Pigmentteilchen.

Ein wesentlicher Nachteil der Pigmenttinten gegenüber den wäßrigen Tinten besteht in ihrer geringeren Lagerbeständigkeit. Aufgrund ihres Zweiphasenaufbaus (festes Pigment und Flüssigkeit) neigen Schreibgeräte mit diesen Pigmenttinten zu Farbtonschwankungen des Abstrichs sowie zu Eintrocknungs- und Verkrustungserscheinungen an der Schreibspitze.

Eine Ursache dieser Erscheinungen liegt in der Sedimentation der Pigmentteilchen. Von entscheidender Bedeutung dafür sind jedoch die Eigenschaften der Schreibspitze, welche eine Öffnung des ansonsten geschlossenen Systems Feststoff-Flüssigkeit nach außen darstellt. Die Umgebung der Schreibspitze während der Lagerung hat wesentlichen Einfluß auf die Schreibeigenschaften. Beispielsweise ist bekannt, daß ein an der Luft gelagerter, offener Faserschreiber nach kurzer Zeit nicht mehr funktioniert. Aber auch ein ordnungsgemäß verschlossener Faserschreiber mit Pigmenttinte weist nur eine geringe Lagerfähigkeit auf, besonders bei wechselnden Temperaturen und Klimabedingungen. Weiterhin hat sich gezeigt, daß selbst unterschiedliche Lagerarten verschlossener Faserschreiber erheblichen Einfluß auf die Lagerfähigkeit haben. Dabei ist zu unterscheiden, ob der Stift waagrecht, senkrecht mit der Spitze nach oben oder senkrecht mit der Spitze nach unten gelagert wurde. Stifte, welche senkrecht mit der Spitze nach oben gelagert wurden, weisen eine Abnahme der Farbintensität des Abstrichs nach einiger Zeit (zwei bis vier Wochen) auf. Stifte, welche mit der Spitze nach unten gelagert wurden, zeigen zuerst eine Zunahme der Intensität des Abstrichs, später Eintrocknungserscheinungen mit innerer Verkrustung der Spitze. Als am günstigsten hat sich eine waagrechte Lagerung herausgestellt.

Um zu vermeiden, daß Stifte senkrecht gelagert werden, bilden viele Hersteller die Enden von Stift und Verschlußkappe abgerundet aus. Dies ist jedoch nur eine Notlösung, denn die Stifte können z. B. beim Transport in der Packung, in Schreibtischköchern oder ähnlichen Vorrichtungen auch senkrecht gelagert werden. Ebenso wenig hilfreich, weil meist unbeachtet, ist der auf diesen Stiften zu findende Hinweis "Waagrecht lagern".

Eine andere Lösung des vorgenannten Problems besteht darin, daß im Inneren der Verschlußkappe ein Stopfen eingepaßt ist. Die Schreibspitze berührt diesen Stopfen oder taucht in das Stopfenmaterial ein. Als Stopfenmaterial wurden verwendet: Schwamm, Filz, Schaumstoff, Gummi, verschiedene Kunststoffe, Kunstharz, Kautschuk, Zellulosefaserflies usw.

Beispielsweise beschreibt die DE-P U 272 einen Kugelschreiber mit in der Halterkappe angeordnetem Dichtungsring, bei dem das Dichtungspolster aus einem porösen, saugfähigem Material besteht und mit einem feuchthaltenden Zusatz versehen ist. Insbesondere wird für das Dichtungspolster Schwammgummi, Naturschwamm oder Filz verwendet. Beim Verschließen des Kugelschreibers drückt sich die Schreibspitze in dieses Dichtungspolster hinein, wodurch ein Austrocknen vermieden wird.

Die DE-GM 17 97 582 beschreibt eine Kappe für eine Tuschfeder, in welche ein abdichtendes Kissen aus einem elastischen Stoff wie z. B. Schaumstoff, Gummi oder weichgestelltem Kunststoff eingeklebt ist. Die Tuschfeder kann dabei in verschlossenem Zustand ein kleines Stück in das abdichtende Kissen eindringen.

In der DE 33 44 621 C2 wird ein Eintrocknungsschutz für Tinte in einem Schreibgerät beschrieben, bei dem die Schreibspitze kugelförmig ausgebildet ist und, im verschlossenen Zustand, fest gegen ein Schließelement aus elastischem Material drückt. Dieses elastische Material ist beispielsweise Gummi. Die Schreibspitze wird hier also abgedichtet.

Die JP 2-5988 U weist zur Abdichtung der Schreibspitze in der Hülle einen porösen Körper auf, welcher auf einer Feder gelagert ist. Dieser besteht aus komprimierten Kurzfasern, die durch eine Streich- oder Garnettmaschine miteinander vermischt und verwunden werden und ein Gewebe hergestellt wird. Die Kurzfasern bestehen beispielsweise aus 60% Polyolefinkomplexfasern, 20% Rayon und 20% Polyesterfasern (%-Angaben in Gewichtsanteilen).

Stopfen aus den in den genannten Druckschriften erwähnten Materialien weisen den Nachteil auf, daß sie nicht in engen Toleranzen hergestellt werden können. Bei der maschinellen Montage des Stopfens in der Verschlußkappe können dadurch Probleme auftreten, insbesondere wenn es sich um einen Faserschreiber mit sehr dünner Spitze und schmaler Verschlußkappe handelt. Außerdem hat sich herausgestellt, daß Stopfen mit Umhüllungsmaterial wie Papier bei der Montage häufig klemmen. Abstehende Fasern des Stopfenmaterials können weiterhin Verschmutzungen an der Schreibspitze bewirken. Abgetrennte, an der Spitze anhaftende Fasern führen zu unsauberen Abstrichen. Ein wesentlicher Nachteil aller beschriebenen Stopfenmaterialien besteht schließlich darin, daß diese in ihren Kapillaritätseigenschaften nicht auf die Schreibspitze anpaßbar sind.

Die JP 49-33 549 U hat einen Filzstift zum Gegenstand, bei dem auf die Schreibspitze eine scheibenförmige Aufsatzspitze aufsteckbar ist, die aus verfilzten, wasseraufnahmefähigen Nylonfasern besteht. Mit der Aufsatzspitze können dicke Linien geschrieben werden.

Es stellt sich die Aufgabe, einen Faserschreiber mit einer Verschlußkappe so weiterzubilden, daß verschiedene Lagerungspositionen der Faserschreiber sich nicht im Abstrich auswirken und daß die Verschlußkappe auch bei hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit maschinell gefertigt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im folgenden anhand der Figuren erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Darstellung des vorderen Endes des Faserschreibers zusammen mit der Schreibspitze sowie einen Längsschnitt durch die Verschlußkappe;

Fig. 2 Darstellung einiger Formen für den Stopfen;

Fig. 3 einige Ausführungsformen des Vorderendes des Faserschreibers mit aufgesteckter, im Längsschnitt dargestellter, Verschlußkappe zusammen mit Darstellungen der verwendeten Stopfenformen;

Fig. 4 Veranschaulichung des Systems Tintenspeicher, Schreibspitze und Stopfen.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie ein Faserschreiber 1 in eine Verschlußkappe 2 (in Pfeilrichtung) eingeführt wird. Der eingeführte Zustand ist in Fig. 3 an verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Schreibspitze 3 des Faserschreibers 1 kommt im eingeführten Zustand in innigen Kontakt mit dem Stopfen 4 der Verschlußkappe 2.

Die Kapillarität des Stopfenmaterials ist derjenigen der Schreibspitze 3 angepaßt. Als Stopfenmaterial wird beispielsweise geschäumtes oder gesintertes Polyethylen verwendet. Aus derart behandeltem Polyethylen werden auch Markerspitzen hergestellt. Es lassen sich daraus sehr maßgenaue Formteile anfertigen. Eine Auswahl möglicher Formen ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei dient das "Plättchen" vor allem der Verwendung mit einem sogenannten Fineliner, der "Zylinder" wird vorzugsweise mit einem Marker verwendet und die "Kugel" mit anderen Faserschreibern. Für spezielle Anwendungen lassen sich aus den genannten Materialien fast beliebige "spezielle Formen" herstellen.

Weiterhin läßt sich die Tintenaufnahme eines Stopfens aus solchem Material durch Steuerung der Porengröße einstellen, d. h. ihre Kapillarität läßt sich auf diejenige der Schreibspitze 3 abstimmen.

Die Makrostruktur (grob-, mittel- oder feinporig) und die weiteren mechanischen Eigenschaften lassen sich mit diesem Material in weiten Grenzen anpassen, was vor allem bei sehr feinen oder weichen Schreibspitzen von großer Bedeutung ist. Hierbei ist insbesondere die Wahl des Materials und dessen Teilchengröße ausschlaggebend. Eine Umhüllung, wie sie bei Fasern oder gerolltem Flies notwendig ist, kann beim verwendeten Material entfallen. Dadurch werden Schwierigkeiten bei der Montage vermieden.

Während bekannte Stopfenmaterialien, wie dichtes Polyethylen oder Gummi, die Schreibspitze 3 praktisch abdichten, ist die Spitze bei der erfindungsgemäßen Lösung ständig von Tinte umgeben, wenn die Verschlußkappe 2 aufgesteckt ist.

Infolge des Sinter- oder Schäumungsprozesses beim Polyethylen und Polytetrafluorethylen läßt sich die Porengröße desselben in weiten Grenzen variieren und auf die Porengröße der Schreibspitze 3 abstimmen. Damit findet eine Kapillaritätsanpassung der Schreibspitze 3 zum Stopfen 4 statt, ähnlich wie sie auch vom Tintenspeicher 5 zur Schreibspitze 3 vorhanden ist. Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die Schreibspitze 3 stellt nun bei aufgesteckter Verschlußkappe 2 nicht mehr das Ende des geschlossenen Systems Tintenspeicher 5 - Schreibspitze 3 dar, sondern ein Mittelglied. Das Ende bildet der Stopfen 4. Infolge der Kapillaritätsanpassung (Kapillarität Schreibspitze = Kapillarität Stopfen) ist der Tintenfluß von Schreibspitze 3 zu Stopfen 4 stets mit dem Tintenfluß in umgekehrter Richtung im Gleichgewicht.

Es hat sich herausgestellt, daß es in manchen Fällen günstiger ist, die Kapillarität des Stopfens 4 etwas größer zu wählen als diejenige der Schreibspitze 3. Dadurch wird dem Kapillarsystem Tintenspeicher 5 - Schreibspitze 3 - Stopfen 4 eine bevorzugte Flußrichtung zum Stopfen 4 hin aufgeprägt. Erfindungsgemäß ist auch dies durch die Einstellbarkeit der Kapillarität des Stopfens 4 möglich.

Die Schreibspitze 3 kann also nicht mehr austrocknen oder verkrusten und es besteht auch keine Tendenz, daß sich Pigmentteilchen in ihr ansammeln. Versuche haben gezeigt, daß die Lagerfähigkeit der Faserschreiber 1, unter Verwendung eines Stopfens 4, erheblich verbessert wird. Insbesondere ist die Empfindlichkeit gegenüber senkrechter oder waagrechter Lagerung deutlich herabgesetzt.

Als Materialien für den Stopfen 4 kommen geschäumtes oder gesintertes Polyethylen, Polypropylen sowie entsprechend behandeltes Polyvinylidenfluorid in Frage. Ferner ist eine Kombination beider Materialien möglich. Das Material des Stopfens 4 kann auch identisch sein mit dem der Schreibspitze 3. Da das gesinterte Material üblicherweise zunächst hydrophob, also wasserabweisend, ist, kann es durch geeignete oberflächenaktive Substanzen hydrophil gemacht werden, um die gewünschte Wirkung, also das Aufsaugen der Tinte, zu verbessern. Dies können Tenside sein, wobei bevorzugt ein Tensid des gleichen Typs verwendet wird, welcher in der damit verwendeten Tinte eingesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung läßt sich mit allen Tintenarten verwenden, ist jedoch vorzugsweise zum Einsatz mit Pigmenttinten vorgesehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Faserschreiber mit einer Verschlußkappe mit einem darin eingepaßten kapillaren Stopfen, welcher bei aufgesteckter Verschlußkappe in innigem Kontakt mit der Schreibspitze steht und aus einem saugfähigen, porösen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarität des Stopfens (4) im wesentlichen gleich oder größer als die Kapillarität der Schreibspitze (3) ist und daß der Stopfen (4) aus geschäumtem oder gesintertem, hydrophilem Polyvinyliden- Kunststoff oder aus einem oder mehreren geschäumten oder gesinterten, hydrophilen Polyolefinen besteht.
  2. 2. Faserschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyvinyliden-Kunststoff Polyvinylidenfluorid ist.
  3. 3. Faserschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefine Polyethylen und/oder Polypropylen sind.
  4. 4. Faserschreiber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylen Hochdruck-Polyethylen ist.
  5. 5. Faserschreiber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stopfenmaterial aufgrund einer Behandlung mit mindestens einer oberflächenaktiven Substanz hydrophil ist.
  6. 6. Faserschreiber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktive Substanz ein Tensid ist.
  7. 7. Faserschreiber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Behandlung des Stopfens (4) verwendete Tensid dem gleichen Tensidtyp angehört, welcher in der damit verwendeten Tinte eingesetzt ist.
  8. 8. Faserschreiber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Stopfens (4) identisch ist mit dem Material der Schreibspitze (3).
  9. 9. Faserschreiber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße des Stopfens (4) 10 bis 150 µm beträgt.
  10. 10. Faserschreiber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße des Stopfens (4) 20 bis 90 µm beträgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com