DE1561848A1 - Kapillarvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE , A C C 4 Q A Q

dr. w. Schalk · dipping, peter Wirth

DIPL.-ING. G. E. M.DANNENBERG · DR. V. SCHMIED-KOWÄRZI K

6 FRANKFURT AM MAIN

OR. ESCHENMEIMIR (TR. »9

4. April 1967 B'.A. 12972

PW/Sr./Hd

THE POLYMER CORPORATION 2120 Fairmont Avenue, Reading, Pa. / U S A

Kapillarvorrichtung und Verfahren zu deren

Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf mit Kapillarwirkung arbeitende Vorrichtungen, nachstehend kurz "Kapillarvorrichtungen" genannt, zur Lagerung und Abgabe bzw. Übertragung von Flüssigkeiten.

Es ist bekannt, Fasermaterialien derart zusammenzubündeln, daß zwischen den verschiedenen Pasern kleine kapillare Zwischenräume entstehen. Solche Fasermaterialien werden- erfolgreich für verschiedene Zwecke verwendet, ζ. B. für Dochte und dgl. Neuerdings ist es besonders wünschenswert, derartige Kapillarvorrichtungen aus Fäden bzw« Fasern aus verschiedenen Kunstharzmaterialien herzustellen, die in einfacher Form in Faserform verfügbar sind. In diesem Zusammenhang gönnen z. B. die Polyamide, Polyester, Polyacetale, Polyolefine, Polyvinylchloride und Polycarbonate

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erwähnt werden. Aus diesen Kunstharzen hergestellte Fasern sind insbesondere bei der Herstellung von Kapillarvorrichtungen vorteilhaft, weil sie unter üblichen Umgebungsbedingungen relativ inert sind, weil sie eine hohe Festigkeit besitzen, sich gut halten, in bestimmten und einheitlichen·Durchmessern hergestellt werden können und leicht miteinander verbindbar sind. Üblicherweise liegen diese Vorteile nicht vor, wenn Naturfasern, z. B. Baumwolle oder V/olle, verwendet werden, obwohl derartige Naturfasern leicht erhältlich und erheblich billiger sind.

Bei der herkömmlichen Herstellung von Krpillarvorrichtungen aus Kunstharzfasern ist es üblich, mehrere Fasern in bestimmten Abständen voneinander anzuordnen, um dadurch zwischen den verschiedenen Fasern Kapillaröffnungen zu bilden, dur:;h die strömungsfähige Medien bzw. Flüssigkeiten hindurchgefütrt bzw. hindurchgeleitet werden können. Bei einer einfachen Kapillarvorrichtung dieser Art wird ein Bündel zylindrischer Fasern bzw. Faden in axialer Richtung orientiert, und die Fasern v/erden an den Berührungspunkten miteinander verbunden. Diese Verbindung kann auf herkömmliche Y/eise durch Verleimen, durch Verschmelzen unter Anwendung von Wärme oder von Lösungsmitteln oder durch verschiedene Kombinationen derartiger Ve r bindungsart en erreicht v/erden. Die Art und 7/erse sowie der Grad, bis zu dem die einzelnen Fasern verbunden werden, ist von wesentlicher Bedeutung und bestimmt weitgehend die Eigenschaften der Kapillarvorrichtung. Durch die

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' Verbindung werden nicht nur die Pasern in bestimmten Abständen voneinander miteinander befestigt, wodurch, die Kapillarzwischenräume entstehen, sondern durch, den Grad der Verbindung wird auch' die Steifheit und Festigkeit^des Bündels und die Fließeigenschaften der Medien bzw. Flüssigkeiten durch das Bündel beeinflußt.

Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften dieser Kapillarvorrichtungen sind insbesondere nicht nur dann von Bedeutung, wenn die Ivapillt.rvorriclitung als ein Kanal für die Y,^reiterbefÖrderung von Flüssigkeiten dient, sondern auch dann, wenn das eine ihrer beiden linden dazu verwendet wird, Flüssigkeit auf -.eine Fläche aufzutragen und über dieser Fläche zu verteilen. Übliche Beit-piele von Kapillarvorriclitungeii dieser Art sind Sehmierstoffdoclrte und Schreib spit 2 en bzw. Schreibgeräte. Bei derartigen An-" wendung'sgebieten muß die Kapillarvorrichtung zusätzlich dazu, daß durch sie eine geeignete Strömung der Flüssigkeit aufrechterhalten wird, gute mechanische Eigenschaften und eine stabile, nicht-abnutsenäe Spitze haben. Da diese Art der Verwendung von ICapillarvorrichtungen am meisten kritisch, ist und dabei die höchsten Anforderungen gestellt" werden, bezieht sich die folgende Beschreibung der Erfindung auch insbesondere auf eine Kapillarvorrichtung und die Herstellung von Kapillarvorrichtungen für derartige Anwendungszweeke» Es wird Jedoch; darauf hingewiesen^ daß solche Vorrichtungen auch zu anderen Zwecken Verwendung: finden können,, wie z. B. bei der BefÖtfdtermng "bzw* Weiterleitung,

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von Scljuierflüssigkeiten, und zwar sowohl bei Verwendung als eine ständige Schmierflüssiglceitsleitung von einem Sammelbehälter zu einem Lage.;:· als auch bei Verwendung als eine zeitweilig benutzte Leitung, etv.a in Verbindung mit einer ölkanne; derartige ilapillarvorrichtungen lassen eich v, eitcrhin zur Weiterleitung verschiedener flüssiger Brennstoffe, zur Beförderung und Weiterleitung und zum Auftragen von medizinischen und kosmetischen Stoffen, ZUIi ".,'eiterleiten von Vaster, etv.a bei Befeuchtungseinrichtungen und für verschiedene andere Zwecke verwenden, ciie für den Fachmann auf der Hand liegen.

Die meisten unter Verwendung von gebündelten Pasern hergestellten Kapillarvorrichtungen haben zwar die mechanischen Eigenschaften, um eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit zu gewährleisten, während sie jedoch hint:ichtlieh ihrer i'estigkeitseigenschaften äußerst nachteilig sind. Die meisten Kapillarvorrichtungen, diez. B. bei der Herstellung von Sclireibspitzen / ■bzw. Schreibgeräten mit guten Strömungseigenschaft-m verwendet worden sind, sir.d weich, unterliegen einer großen Abnutzung bzw. einem großen Abrieb, verbiegen oder deformieren sich in anderer ',/'eivse unter der Einwirkung des Sclireibdruckes und sind, was am meisten störend ist, einem Ausfransen oder Ablösen der Pasern bzw. Schaden an dem ",nrle des Stifter unterworfen, wodurch die Verwendungsmöglichkeit des Stiftes als ■ ein feines Schreibgerät ausgeschaltet wird. Vorteilhafterwei;.e sollte außerdem

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die Auf Prägung s.spit ze in einer, anderen Weise hergestellt sein -als das kapillare Material, das·vorzugsweire in dem eigentlichen Flüssigkeitsbehälter bzw. .Plussigkeitsspeicher eingeschlossen ist. Die Spitze wird somit üblicherweise kleinere Kapillarräume aufweisen, um eine bessere Festigkeit und eine Regelung ' bzw. Steuerung -der Flüssigkeitsströmung zu erhalten, während ■ andererseits die Kapillarräume innerhalb des Speichers in gewissem Umfang größer sein werden. Um dieses zu erreichen, ist es üblich, eine Spitze von dicht gepackten bzw. zusammengepreßten Fasern zu verwenden, während-der Raum innerhalb des Behälters bzw. Speichers mit locker gebündelten oder verfilzten Stoffen gefüllt wird, die getrennt von der Spitze hergestellt werden.

Ausgehend von den geschilderten Kachteilen, die bei Verwendung. von gebündelten Fasern auftreten, besteht somit eine, Aufgabe der Erfindung darin, Kapillarvorrichtungen zu schaffen, die ohne Verwendung von gebündelten Fasern hergestellt werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kapillarvorrichtungen zu schaffen, die aus billigen Rohstoffen, z. B. Naturfasern hergestellt sind.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine einheitliche bzw. einstückige Kapillarvorrichtung zu schaffen, die sowohl zur Speicherung als auch zur Abgabe bzw. Y/eiterleitung von Flüssigkeiten, ge-"eignet ist.

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Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Kapillarvorrichtung zu schaf-

-ungfen, die ein Abgabe- bzw. Auftragende mit kleinen IZapillarräumen und einen Speicht-rteil mit größeren i.apillarrlluiaen hat; es geht weiterhin darum, eine Abgabe- bzw. Auftr£,gungsspitze zur Verfügung zu stellen, die eine Vielzahl von Kapillarri'.umen aufweist und die im wesentlichen keiner Zerfaserung unterworfen ist; der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, Verfahren bzw. llethoden zu schaffen, um längliche Eapillarvorrichturigen zur Speicherung, Weiterleitung bzw. Beförderung und zum Abgeben bzw. Auftragen von Flüssigkeiten in kontinuierlicher 7eice herzustellen.

Zur lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe'wird eine Xapillarvorrichtung zur Speicherung und zur Abgabe bzw. zum Auftragen von Flüssigkeiten vorgeschlagen, die dadurch gekennzeieh-r

net ist, daß sie eine Anhäufung von beliebig bzw. willkürlich orientierten, locker zusammengepreßten und in der Hitze zusammengesinterten Teilchen enthält.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, eine locker zusammengepreßte, willkürlich orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbarem Ilatorial in ein längliches Gehäuse einzuschließen, den Umfang eines Teils des Gehäuses zu verringern und das Material durch die Hitze zu sintern.

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Vorzugsweise be-r teht dac duijch Hitze sinterbare Iiaterial aus kur- ^on Latur-ZelluloBefarern, die mit einem durch Hit.ze schmelzbaren . material überzogen sind, z. B. einem synthetischen thermoplastischen Kara. Vorzugsweise wird dabei ein Teil des Gehäuses vor oder während des Sinterns in oeiiiem j-urchmeEr er verringert, um dadurch eine Abgabe- bzw. Auftragungsspitze zu bilden, die kleinere Eapillarräunie und eine größere Festigkeit als der übrige Teil der Vorrichtung aufweist.

Die Erfindung ',/ird im folgenden an Hand der beiliegenden 'Zeichnungen ii'lhrr beschrieben. Ee zeigen:

•Fig*. 1 eine schematische Sclinittdarptellung einer ■ ... erfiiiciuiigς gemäßen IZapillarvorriclitung'j

Fig. 2 . einen fcliematif:cLen Arbeitsplan, der ein Verfahren aur Herstellung einer Itapillarvörrichtung entsprechend der Srfindung wiedergibt; ■

V'ig. 3 einen schematii-clien Arbeiteplan zur Illuetrierung eine£ kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von !,■s.pill'arvorrichtungen er.tsj)recliend der Erfindui-g; -

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten lcvx ahrens stuf e bei der Herstellung einer IZaxji vürrichtuiig entsprechend der Erfindung.

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In Pig. 1 ist schematisch eine Kapillarvorriehtung 1 wiedergegeben, die insbesondere als Schreib- oder Markiervorrichtung verwendbar ist. Die Kapillarvorriehtung 1 hat ein Metallgehäuse 2, das mit einem Docht bzw. einer dochtartigen Füllung 3 gefüllt ist. Der Docht 3 erstreckt sich kontinuierlich über die gesamte Länge von dem geschlossenen Ende des Stiftes und endet außerhalb des Gehäuses in einer Schreibspitze 4. Dieser Docht besteht aus einer Anhäufung von beliebig orientierten, lose zusammengedrückten kurzen fasern, die unter Hitzeeinwirkung zu einem formbeständigen Gegenstand gesintert worden sind. Yor oder während des Sinterns wird die Schreibspitze 4 dadurch gebildet, dc.ß die Fasern des Dochtes mehr als diejenigen Fasern, welche sich innerhalb des l-Zör^ers des Iletallgehäuses 2 befinden, verdichtet bzw. zusammengepreßt v/erden. Der Stift wird anschließend mit einer (nicht dargestellten) SclireibflüFsigkeit gefüllt, die innerhalb der Kapillarräume des Dochtee festgehalten wird. Der Docht 3 bildet auf diese Weise sowohl einen Speicher zur Speicherung der Sc: .reibflüssigkeit und eine Abgabespitze zum Auftragen der Flüssigkeit auf eine Schreibfläche.

Die Bildung der Schreibspitze 4 durch Zusammenpressen des Dochtes 3 ist von wesentlicher Bedeutung. An erster Stelle wird dadurch der Durchmesser des Dochtes in ausreichendem Umfang verringert, so daß überhaupt eine Verwendung als Schreibspitze möglich ist. An zweiter Stelle wird durch dieses Zusammenpressen die Festig-

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keit der Schreibspitze 4 erhöht, so daß sie gegenüber Abnützung widerstandsfähig wird und eine brEOLchbare Lebensdauer hat. Drittens werden dadurch, daß die Pasern innerhalb der Elpitze 4 mehr als die Pasern innerhalb des Hauptteils des Dochtes 3 zusammengepreßt werden, die Kapillarräume verringert, so daß eine Regelung der Geschwindigkeit, mit der die Schreibflüssigkeit von dem Stift abgegeben wirdj,! erhalten wird.

Die Markiervorrichtung 1 hat wie dargestellt einen Clip 7, der z. B. mittels einer Niete 6 an dem Metallgehäuse 2 befestigt ist. Dadurch wird die Befestigung, der Markiervorrichtung inner- \ halb einer Tasche oder dgl. möglich. '- ,

In Pig. 2 ist ein einfacher Arbeitsplan in schematischer Darstellung wiedergegeben, durch den ein Verfahren zur Herstellung der Markiervorrichtung entsprechend Pig. 1 illustriert wird. Einfach ausgedrückt wird sinterfähiges Material locker zusammengedrückt bzw. verdichtet und in einer Metall- oder Plastik- : fal4e eingewickelt, etwa in ähnlicher Weise wie Zigarettenpapier um losen Tabak herumgewickelt wird. Die Metall- oder K Kunststoffolie kann, nachdem sie sich in ihrer richtigen Stel-V lüng befindet, ζ. B. durch Verkleben, Hitzeverkleben oder dgl. /gesichert bzw. festgehalten werden.

Γ v;;i)as-mit dem locker verdichteten:;Material gefüllte Röhrchen wird * \ an seinem einen Ende im Durchmesser verringert, etwa durch Pres-

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sen oder Einziehen. Wie oben bereits erwähnt, v/ird dadurch das Material zusammengepreßt, um eine Schreibspitze zu bilden, iiachdem die Schreibspitze gebildet worden ist (oder während der Zeit, während der sie gebildet wird) wird das Röhrchen in einen Ofen gegeben und das Material innerhalb des Röhrchens gesintert, um einen formbeständigen Gegenstand zu ergeben. Das Röhrchen wird dann aus dem Ofen herausgenommen, und eine Spitze wird an dem Ende des verringerten Durchmessers zugeschärft, indem ein Endabschnitt des Röhrchens abgeschliffen oder in anderer Weise entfernt wird, um die gesinterte Spitze freizulegen. Abschließend wird eine Markiervorrichtung oder ein Schreibstift dadurch hergestellt, daß das Röhrchen mit einer Schreibflüeeigkeit gefüllt wird und eine Kappe oder eine andere Verschlußeinrichtung über' dem offenen Endteil des Röhrchens befestigt wird. Eine bevorzugte Methode zum Verschließen des offenen Endes des Röhrchens besteht darin, dieses z. B. durch Zusammendrücken auf sich selbst umzubiegen. Dadurch wird ein kleines Loch in dem Ende des Röhrchens gelassen, wobei dieses Loch, wie in Pig. 1 dargestellt, dazu verwendet werden kann, eine Hiete aufzunehmen, die die Öffnung verschließt und gleichzeitig ein Mittel zur Befestigung des Clips 7 bildet.

Das an Hand von l?ig. 2 beschriebene Verfahren kann entweder stückweise durchgeführt werden, indem jedes Röhrchen einzeln gerollt wird, oder es kann kontinuierlich durchgeführt werden, indem ein langes kontinuierliches Rohr durch spiralförmiges Aufwickeln gebildet wird, wobei gleichzeitig das durch Hitze

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sinterbare Material in das Rplir eingefüllt wird.. Im letzteren Fall kann das kontinuierliche Rohr in regelmäßigen Abständen zu?ammengeörückt oder eingezogen werden, um ein Rohr 11 zu bilden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Nachdem dieses -durchgeführt irt und vorzugsweise nach dem Sintern wird das Rohr in einzelne Längen -zerschnitten,"um dadurch einzelne Schreibgeräte zu bilden. .Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die kontinuierliche bzw. durchgehende Länge 11 sowohl in der Mitxe des.eingezogenen Teils 12 als auch" in der Mitte 13 des nicht eingezogenen Teils"zerschnitten. Die einzelnen auf diese" V/ei pe gebildeten Einheiten können dann wie oben beschrieben zügeschliffen werden, um eine Spitze zu bilden und dann mit Flüssigkeit gefüllt werden.

Entsprechend einer v/eiteren Methode, wie sie in Fig. 3 skizziert ist, kann ein kontinuierliches bzw. durchgehendes Rohr aus luftdurchlässigem Laterial, wie z. B. porösem Papier-, gebildet werden und das sinterfähige Material kann mittels einer B.eifIocksmmg pistole unter Druck in das Rohr eingeblasen werden. Da das Rohr auc porösem Materiel "besteht, kann die Luft entweichen und das flockige liia.terial- wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit eingefüllt und"in Abhängigkeit von dem durch die Pistole erzeugten Luftdruck in gleichmäßigem Umfang verdichtet. Bei dieser Ausführungsform ist es natürlich später notwendig, "das poröse Rohr mit einer flüss.igkeitsundurehläesigen Schicht einzuhüllen, die die Tinte bzw. Schreibflü&sigkeit innerhalb des Schreibgerätes festhält. Dieses kann z. B. dadurch,erfolgen, daß ein spiral-

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förmiges Rohr aus Lletall oder Kunststoff un das poröse Rohr kerumgewickelt wira. Sin dafür geeignete·.. Llaterial ist eine Aluminium-Folie, die an einer Seite mit Polyäthylen beschichtet ist. Die Folie wird um das innere Rohr herumgewickelt und die überlappenden Säume der Aluminium-Folie werden dann durch die Anwendung von Hitze, durch die die Polyäthylenschicht geschmol-ζen wird, verschweißt.

Wie oben beschrieben, kann das auf diese V/ei:-e gebildete kontinuierliche bzw. durchgehende Rohr in regelmäßigen Abständen eingezogen oder eingeschnürt werden und dann gesintert werden. In einigen Fällen kann es erwünscht und vorteilhaft sein, das lose verdichtete Material geringfügig vor dem Einziehen zu sintern.

Aus der bisherigen Beschreibung läßt sich entnehmen, daß bei diesem Verfahren eine gro£e Anpassungsfähigkeit bzw. Abwoidlungsfähigkeit gegeben ist, z. B. durch Verändern des Verdichtungsdrucks der Teilchen, durch Verändern des Grades, bis zu dem die Spitze zusanciengear...ckt wird und durch Verändern der Zeit und Temperatur, während der bzw. bei der das Sintern erfolgt. Durch sämtliche dieser variablen Größen wird die prozentuale offene Fläche innerhalb der Kapillaren ebenso wie die Größe der Kapillaren selbst beeinflußt. Dadurch und in Kombination mit der Oberflächenspannung der ausgewählten Tinte bzw. Schreibflüssigkeit werden die Abgabe- bzw. Ausströmeigenschaften des Schreibgerätes~

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geregelt bzw. "bestimmt. Als eine allgemeine Regel kann festgestellt werden, dair die Porengröße- der Kapillare ausreichend klein sein mvL'l, um die. Schr^ibfiüssigiceit innerhalb det Schreibgeretes festzuhalten, ohiie daß diese austropft, während die icOrengröße gleichzeitig groß genug sein muß, um eine gleichmäßige und gleichförmige Abgabe zu ermöglichen, ohne daß ein Versiegen bzw, lintrocknen an der tclireibspitze eintritt.

Die Materialien, die zur Bildung eines Dochtes entsprechend der Erfindung verwendet werden können, müssen in der Lage sein, unter Einwirkung von Hitze gesintert zu werden, während ihre Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit nicht in besonderem llaße kritisch ist. Es 1st jedoch vor zuziehen, daß die Teilchen entweder einen unregelmäßigen Querschnitt haben oder als zerhackte Pasern eine langgestreckte Form haben, um in maximalem Umfang Kapillarräume zu bilden, die willkürlich bzw. beliebig zueinander angeordnet sind. "Vorzugsweise zu verwendende Materialien bestehen z. B. aus zerhackten fasern,aus thermoplastischen Harzen so wie sie bereits in Verbindung mit Kapillarvorrichtungen aufgezählt wurden, die aus gebündelten Fasern hergestellt sind. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es außerdem insbesondere wünschenswert und vorteilhaft, natürliche Zellulosefasern und insbesondere Abfallstaffe zu verwenden, indem diese ''naturlichen Fasern mit einer Umhüllung versehen werden, so daß sie zusammengesintert werden können. Die umi.daa ZelXulosema-terial herumge^ fv legte UmMiliim^ sollte hatürlioit. in der Hitze schmelzbar sein,

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und kann aus einen thermoplastischen oder in der Hitze auehärtbaren Harz bestehen, Aus Gründen einfacher Handhabung ur.d infolge ihrer geringen Kosten bilden die Polyolefine, z. 3. Polyäthylen, ein bevorzugtes Material zum Umhüllen dieses Zellulosefasermaterials.

Beispiel

Eine für die Verwendung als ein Markieretift geeignete ICapillarvorrichtung wurde entsprechend dem folgenden Verfahren hergestellt. Bin Glasröhrchen von 12,7 cm Länge und 8 mm Innendurchmesser wurde mit fein ver- bzw. zerteilten Fasern gefüllt, die von der national lead Co. unter dem Warenzeichen "iialcon" vertrieben werden. Dieses lialcon-Material bestand aus ITatur-Zellulose, die mit einer Oberflächenschicht aus Polyäthylen in einem Surpensions-Polymerisations-Verfahren überzogen worden war.

Die Fasern hatten einen mittleren Durchmesser von 0,03 mm und eine länge zwischen etwa 0,3 bis 0,75 nun. Das Schüttgewicht der Fasern-beträgt, wenn sie locker verdichtet werden, z. B. durch leichtes Anklopfen an den Behälter, in dem sie sich befinden, 0,09 g/cm . !lach Zusammenpressen mit einem Druck von 0,42 kg/cm beträgt das Schüttgewicht 0,14 g/cnr und bei einem Preßdruck von 0,7 kg/cm² beträgt es 0,173 g/cm⁵.

iraohdem das Glaeröhrchen mit- diesen fasern gefüllt worden war,

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wurden- pie mit einem-Druck ν,οη 0,5 kg/cm zusammengepreßt, wodurch sich ein Schüttgewicht von 0,155 g/cm ergab.

Eine 1,3 cm lange Aluminium-Polie wurde als eine Verlängerung um das eine Ende des Glasröhrchens herumgewickelt und ebenfalls mit den Pasern gefüllt. Dieser Endabschnitt wurde jedoch zusammengedrückt, und zvar bei Drücken von etwa 3,8 kg/cm ,'um die !Fasern .zutenmenzjj.pressen und eine Schreibspitze zu bilden. Der zusammengesetzte Gegenstand wurde dann in einen Ofen gegeben, und die Pasern wurden etwa 20 Minuten lang bei 177 C gesintert.

Kachdem das Glasröhrchen auf Raumtemperatur abgekühlt war, würde es mit Tinte bzw. Schreibflüssigkeit gefüllt und an seinem freien Ende verstöpselt. Me Tinte wurde schnell von dem aus den gesinterten Pasern bestehenden Docht absorbiert und zu der Schreibspitze hingeleitet. v7enn dieses Gerät dazu benutzt wurde, um auf Papier zu schreiben, wurde festgestellt, daß die Schreibspitze sich glatt über die Oberfläche ohne-irgendwelche Kratzer bewegen ließ, Die Tinte wurde leicht durch die' Schreibspitze·abgegeben

und ergab eine gleichmäßige Linie aus Tinte auf dem Papier. Obwohl die Spitze leicht die Tinte abgab, hielt sie diese zurück, wenn sie nicht in Kontakt mit dem Papier war, wobei auch nicht in irgendeiner«anderen Yfeise ein Austropfen oder Auslecken auftrat. - .-. ■

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Verschiedene zusätzliche Schreib- bzw. Marlcierungsgeräte wurden ,

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in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Techniken angefertigt, wobei die Yerdichtungsdrücke und die Sinterzeit und Bintertemperaturen geringfügig, verändert wurden. Es wurde festgestellt, daß ein Lli'nimum etwa bei 10 lüinuten und etwa 127° C lag, während das naximum etwa bei 30 Minuten und 177° C lag, ohne daß eine Zersetzung zu beobachten war. Dabei wurden unter Beibehaltung von geeigneten Strömungsgeschwindigkeiten Spitzen mit Shorehärten zwischen etwa 55 und 80 (A-2 Skala) erhalten.

Es wurde ebenfalls festgestellt, daß während des Schreibens mit diesem Markier- bzw. Schreibgerät die "Tinte über die gesamte Fläche der Spitze abgegeben wurde. Dies resultiert aus der Tatsache, daß die Kapillarvorrichtungen, welche in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden waren, willkürlich orientierte Zapillaren haben. Auf diese Y/eise kann die Tinte nach allen Richtungen durch die Spitze abgegeben werden, d. h. es liegt keine Beschränkung in axialer Strömungsrichtung vor, wie es mit Spitzen üblich ist, die aus gebündelten Fasern bestehen.

Wie bereits oben erläutert, ist das Ausmaß der Verdichtung der Teilchen innerhalb dieser Kapillarvorrichtung von einiger Bedeutung, da/ dadurch in Kombination mit der Oberflächenspannung der Tinte die Abgabecharakteristiken des Gerätes geregelt bzw. eingestellt werden. Es ist herausgefunden worden, daß, wenn die Teilchen so verdichtet werden, daß sie etwa 10 bis 40 # des Raumes des Gerätes bzw. der Vorrichtung ^einnehmen, geeignete Strömungseigenschaften erhalten werden können.

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Es"wird darauf hingewiesen, daß bei der bisherigen Beschreibung der Erfindung davon ausgegangen ist, daß, wenn ein Ende der Kapillarvorrichtung etwa durch Einziehen, Einschnüren oder Eindrücken imDurchmesser verringert worden ist, das das verdichtete Material· umgebende Gehäuse deformiert bleibt und die Materialien eng verdichtet innerhalb der Spitze festhält. In einigen' Fällen mag das jedoch nicht der Pail sein, und zwar dann, wenn das Ge-' häuse aus bestimmten Materialien hergestellt ist, z. B. Kunststoffen, kunststoffbeschichtetem Papier oder Pappe. Bei solchen Materialien kann eine Spitze gebildet werden, wenn z. B. ein Metallband um den Teil des Gehäuses herumgewickelt wird, wo es erwünscht ist, eine Schreibspitze zu bilden, und zwar vor dem Einziehen, Einschnüren oder Eindrücken.

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Claims (4)

1. Dr. W.Schalk

   Di/i.-lng. G. Dannenberg
   4. April 1967 Dr. V. Schmied-Kowarzik _iß The Polymer Corporation

   PW/Sr./Hd Dr. P. Weinhold A% B.A. 12972

   6 Frankfurt a. Main
   - Gr. Eschenheimer Str. 39

   P a tentansprüche :

   1· Kapillarvorrichtung zur Speicherung und Abgabe von Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch eine Anhäufung von beliebig ungeordnet, willkürlich orientierten, lose verdichteten, in der Hitze zusammengesinterten Teilchen (3).
2. 2. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lose verdichteten Teilchen (3) etwa 10 bis 40 fa des Volumens der Vorrichtung (1) einnehmen.
3. 3. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) im wesentlichen die ]?orm. eines länglichen Zylinders hat.
4. 4. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein starres, flüssigkeitsundurchlässiges Gehäuse (2), das an einem seiner Enden offen ist, einem aus der durch Hitze gesinterten Anhäufung gebildeten Docht, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, dieses im wesentlichen ausfüllt und sich durch das offene Ende des Gehäuses bis zu einer außerhalb des Gehäuses liegenden Spitze (4) erstreckt, wobei der Teil des Dochtes außerhalb des Gehäuses (2) mehr verdichtet ist als der Hauptteil des sich innerhalb des Gehäuses befindenden Dochtes.

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   . 5· Kapillarvorriclituiig nach, Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Dochtes, welcher mehr verdichtet ist, eine "belastbare Fläche "bildet, derart, daß er, wenn er gegen eine Fläche angedrückt wird, an diese Fläche eine Flüssigkeit abgibt.

   6. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet,, daß die gesinterten Teilchen etwa 1.0 bis 40 <fo des Volumens des Dochtes einnehmen.

   7. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine langgestreckterohrförmige Gestalt hat, und der Docht axial innerhalb des Gehäuses liegt.

   8. Kapillarvorrichtuiig nach einem oder mehreren der Ansprüche

   1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberflächen der Teilchen aus einem synthetischen harzartigen Material bestehen. '

   9. Kapillarvorrichturig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische harzartige Material ein Thermoplast ist.

   10. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus faserigem Material bestehen, das mit einem thermoplastischen synthetischen Harz beschichtet ' ist.

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   -ν-

   11. Kapillarvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast ein Polyolefin ist.

   12. Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die· Teilchen in der Form von kurzen Fasern vorliegen.

   13· Kapillarvorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Material Natur-Zellulose ist.

   14. Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren' der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dai die Flüssigkeit eine Schreib- bzw. Llarkierungsflüssigieit oder ein Gleitmittel ist.

   15· Verfahren zur Herstellung einer Kapillarvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß eine lose verdichtete, beliebig orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbaren Teilchen in ein langgestrecktes Gehäuse gefüllt werden, der Umfang eines Teils des Gehäuses verringert wird und die Teilchen innerhalb des Gehäuses gesintert werden.

   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die durch. Hitze sinterbaren Teilchen im wesentlichen gleichzeitig während der Bildung des Gehäuses in dieces eingefüllt werden.

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   1-7·" Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kapillarvorrichirungen gleichzeitig dadurch hergestellt werden, daß kontinuierlich ein Gehäuse in Form eines Rohrs gebildet wird, eine locker verdichtete, beliebig orientierte Anhäufung von durch Hitze sinterbaren Teilchen im wesentlichen gleichzeitig mit der Bildung des Rohrs in dem Gehäuse eingeschlossen werden, der Umfang des Gehäuses in bestimmten Abständen entlang der Länge des Gehäuses verringert wird, die Teilchen innerhalb des Gehäuses gesintert werden, das Gehäuse in bestimmten Abständen zerschnitten wird, um mehfere.Kapillarvorrichtungen zu bilden, die an einem ihrer Enden einen verringerten Umfang haben* eine Abgabespitze an diesem einen der beiden Enden freigelegt wird, die Kapillarvorrichtung mit einer Flüssigkeit gefüllt wird und das größere Ende der Kapillarvoirichtung verschlossen wird. ;

   18. Verfahren nach Anspruch 1.5, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet," daß das Gehäuse flussigkeitsundurchlässige· Seitenwände hat.

   19. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse poröse Seitenwände hat.

   20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Hitze eintcrbaren Teilchen in das poröse Gehäuse durch Einblasen der Teilchen in das Gehäuse mittels Druckgas eingefüllt werden.

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   21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Gehäuse mit einem äußeren undurchlässigen Höhrchen bzw. Rohr umhüllt wird.

   Der Patentanwalt;

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