Autor Thema: Tinteneigenschaften  (Gelesen 21659 mal)

ameyse

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Tinteneigenschaften
« am: 22. September 2005, 22:11:56 »
Hallo liebe Forumsteilnehmer,
wie in der Rubrik \"Sonstiges\" angekündigt, kann ich meine Messungen an den drei gebräuchlichsten Tinten (Lamy, Pelikan, Montblanc) der Farbe \"königsblau\" noch vor dem wohlverdienten Urlaub von Michael dem Forum zur Verfügung stellen:
Die Ergebnisse der Viskositätsmessungen bei 23°C (Micro-Ostwald) lauten:
Lamy:      1,02 mm²/s
Pelikan:   1,01 mm²/s
Montblanc: 1,03 mm²/s
Wasser:    0,93 mm²/s
also daraus kann man wirklich keine Tendenz erkennen. Alle Tinten haben eine um etwa 10% höhere Viskosität als Wasser.
Bei der statischen Oberflächenspannung bei 23°C (Wilhelmy-Methode) jedoch sieht es anders aus:
Lamy:      69 mN/m
Pelikan:   57 mN/m
Montblanc: 49 mN/m
Wasser:    72 mN/m
Hier kann man eine klare Tendenz erkennen und eindeutig feststellen, daß die Montblanc-Tinte die niedrigste Oberflächenspannung aufweist, was auch auf ein leichtes Anschreibeverhalten schließen läßt. Nun mag es möglich sein, die Oberflächenspannung noch weiter abzusenken bis auf etwa 21 mN/m, das hätte aber zur Folge, daß ein Füller einen unkontrollierten Tintenfluß hätte, eine heillose Kleckserei wäre die Folge.
Dennoch können eigene Versuche mit weiteren, hier nicht berücksichtigten Tinten von Vorteil sein.
Viele Grüsse,
Armin

admin

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #1 am: 23. September 2005, 16:59:39 »
Hallo Armin,

ich bin begeistert und sehr beeindruckt!

Bitte verzeih die dumme Frage, aber was bedeuten Viskosität und Oberflächenspannung denn jetzt genau und wie hast Du das gemessen ?

Viele Grüße
Michael

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #2 am: 23. September 2005, 23:09:40 »
Hallo Michael, die Frage ist vollkommen berechtigt! Leider hatte ich zu so später Stunde, als ich den Artikel schrieb, keine Lust mehr für ausschweifende Erläuterungen.
Also, die Viskosität ist das Maß für die Zähigkeit einer Flüssigkeit, wobei das Wort \"Flüssigkeit\" sehr weit gefaßt sein kann. Wasser hat bei 20°C eine Viskosität von 1 mm²/s und gilt somit als Referenz für diese Maßeinheit. Honig ist bekannt als recht zähflüssig und \"bringt\" schon 10.000 mm²/s, aber das ist noch lange nicht alles, Bitumen hat 1.000.000 mm²/s und Glas ist der absolute Rekordhalter mit ~10hoch23(!) mm²/s, mit normalen Methoden nicht mehr messbar. Mit dem Phänomen \"Viskosität\" macht jeder Bekanntschaft, der mal versucht bei minus 20°C ein Auto anzulassen, nur unwillig und schwerfällig wird der Motor auf Touren kommen. Alles eine Folge der hohen Viskosität des Motoröls bei niedrigen Temperaturen.
Die Oberflächenspannung kann man am besten anhand ihrer Wirkung erklären. Ein kleines Experiment: nimm mal eine mit Wasser gefüllte Kaffeetasse und lege eine Rasierklinge vorsichtig auf die Oberfläche des Wassers... die Klinge wird nicht versinken, solange bis man einen Tropfen eines Spülmittels (Pril, Spüli, Paic) ins Wasser gibt... sofort wird die Klinge untergehen, die Oberflächenspannung des Wassers wird drastisch verringert und die Klinge kann sich nicht mehr auf der Wasseroberfläche halten.
Auf Tinten übertragen kann das bedeuten, daß eine hohe Oberflächenspannung einen eher \"unwilligen\" Tintenfluß zu Folge hat. Dennoch soll damit keine Aussage dahingehend gemacht werden, daß dies gleichbedeutend mit einer \"schlechten\" Tinte sei, das Papier spielt eine ganz große Rolle beim Schreibverhalten. Nun, auch dies könnte man experimentell nachweisen, jedoch wäre das wirklich sehr (zeit-)aufwendig und aufgrund der sehr verschiedenen verwendeten Papiere wohl kaum realisierbar. Hier sind eigene Versuche angebracht.
Ich hoffe, daß ich diese zugegebenermaßen schwierige Materie einigermaßen verständlich machen konnte, Fragen hierzu kann ich weiterhin gerne beantworten.
Herzliche Grüsse,
Armin
(aus der Weinpfalz, wo die rote \"Tinte\" sogar getrunken wird ;))

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #3 am: 23. September 2005, 23:09:43 »
Hallo nochmals, über die Meßmethoden werde ich in Kürze berichten.
Viele Grüße,
Armin

Post edited by: ameyse, at: 2005/09/23 23:13

FLP

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #4 am: 25. September 2005, 10:16:31 »
Hi Armin!
Vielen Dank für deine Mühen!
Kannst du mir als physikalisch-chemisch Unbegabten bitte erklären wie man es schafft die Tinte auf einer konstanten Temperatur zu halten? Ich stelle mir dies ausgespochen schwierig vor.
Außerdem: Hat sich bei deinen Test das \"SC 21\", auf das Montblanc ja so stolz ist, irgendwie bemerkbar gemacht?
Viele Grüße
 Frederik

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #5 am: 26. September 2005, 23:21:11 »
Hallo Michael, hallo Frederik,
vorab die Antwort auf deine Frage: die Meßtemperatur wird standardmäßig auf 0,01°C genau eingehalten, auch 0,001°C sind möglich... alles \"nur\" eine Preisfrage, die dabei eingesetzten hochpräzisen Thermostaten (die Mittelklasse liegt bei 3-4000 €) verfügen allesamt über eine elektronische (Mikroprozessor-)Steuerung.
Nun zu den Meßmethoden: die Viskosität von Tinten bestimmt man mit dem Kapillarviskosimeter (ein spezielles, geeichtes Glasröhrchen), bei dem ein bestimmtes Volumen eingefüllt wird. Die Durchlaufzeit der Tinte wird gestoppt und die erhaltenen Sekunden lediglich mit der Gerätekonstanten multipliziert... und schon erhält man den Viskositätswert.
Die Oberflächenspannung (OFS) wird mit einem Platinring bzw. einer Pt-Platte bestimmt, welche zunächst in die Tinte eintaucht, dann langsam (elektronisch) wieder von der Flüssigkeitsoberfläche hochgezogen wird. Es bildet sich ein sog. Meniskus. Dabei wird mit einer hochempfindlichen Waage (~12000 €) jene Kraft gemessen, die nötig ist um den Meniskus abreißen zu lassen. Nach ein wenig Rechnerei (das erledigt die Software!) hat man das Ergebnis. Wichtig ist bei allen Versuchen, daß man peinlich sauber arbeitet. Die Messungen werden mindestens einmal wiederholt.
Das von MB eingesetzte \"SC 21\" dürfte die Ursache sein für die gegenüber den Mitbewerber-Tinten deutlich geringere OFS.
Es müßte mir möglich sein, Bilder zu dieser Thematik hier einzustellen.
Viele Grüsse, Armin

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #6 am: 26. September 2005, 23:21:17 »
Hallo Michael, hallo Frederik,
vorab die Antwort auf deine Frage: die Meßtemperatur wird standardmäßig auf 0,01°C genau eingehalten, auch 0,001°C sind möglich... alles \"nur\" eine Preisfrage, die dabei eingesetzten hochpräzisen Thermostaten (die Mittelklasse liegt bei 3-4000 €) verfügen allesamt über eine elektronische (Mikroprozessor-)Steuerung.
Nun zu den Meßmethoden: die Viskosität von Tinten bestimmt man mit dem Kapillarviskosimeter (ein spezielles, geeichtes Glasröhrchen), bei dem ein bestimmtes Volumen eingefüllt wird. Die Durchlaufzeit der Tinte wird gestoppt und die erhaltenen Sekunden lediglich mit der Gerätekonstanten multipliziert... und schon erhält man den Viskositätswert.
Die Oberflächenspannung (OFS) wird mit einem Platinring bzw. einer Pt-Platte bestimmt, welche zunächst in die Tinte eintaucht, dann langsam (elektronisch) wieder von der Flüssigkeitsoberfläche hochgezogen wird. Es bildet sich ein sog. Meniskus. Dabei wird mit einer hochempfindlichen Waage (~12000 €) jene Kraft gemessen, die nötig ist um den Meniskus abreißen zu lassen. Nach ein wenig Rechnerei (das erledigt die Software!) hat man das Ergebnis. Wichtig ist bei allen Versuchen, daß man peinlich sauber arbeitet. Die Messungen werden mindestens einmal wiederholt.
Das von MB eingesetzte \"SC 21\" dürfte die Ursache sein für die gegenüber den Mitbewerber-Tinten deutlich geringere OFS.
Es müßte mir möglich sein, Bilder zu dieser Thematik hier einzustellen.
Viele Grüsse, Armin

steiner

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #7 am: 27. September 2005, 09:30:02 »
Hallo Armin

wirklich SEHR spannend!
Wenn Bilder eingestellt werden sollen, helfe ich gern.

Viele Grüße
Michael
_____________

Hemingway

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #8 am: 13. Oktober 2005, 22:44:28 »
Dazu muss man aber noch erklären, dass die SI-Einheit Quadratmeter wäre und nicht Quadratmilimeter und die kinematische Viskosität angegeben wurde, die sich aus der dynamischen Viskosität und der Dichte zusammensetzt, aber das würde hier zu weit führen.....
entschuldigung, das konnte ich mir nicht verkneifen....*lach*
Trotzdem wäre ich an dem geamten Rheogramm interessiert (D gegen tau)! Hast du das in digitaler Form??


Grüße
Sebastian

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #9 am: 14. Oktober 2005, 22:31:45 »
Grüß dich Hemingway, darauf habe ich eigentlich schon längst gewartet... ;) , auf deine minimal provozierend wirkenden Einwände will ich versuchen, in möglichst sachlicher Weise zu antworten.
Natürlich hast du recht, die SI-Einheit ist m²/s und als Ergebnis der Viskosität z.B. der MB-Tinte ergibt das auch wenig praxistaugliche 0,000.001.03 m²/s!
Nun, wir wollen die Kirche im Dorf lassen.
Da Tinte als newton\'sche Flüssigkeit zu betrachten ist, kann man sie selbstverständlich auch im Kapillarviskosimeter nach DIN 51562 messen, und da gilt als Umrechnung der SI-Einheit eben mm²/s. Die dynamische Viskosität zu messen, macht hier (Tinte) wenig Sinn, da die untere Meßgrenze eines Kegel-Platte-Rheometers bei derart niedrigviskosen Flüssigkeiten erst bei höheren Schergeschwindigkeiten zu erreichen ist. Deshalb gibt es auch keine Fließkurven (üblicherweise TAU nach D)!

Das Forum bitte ich um Nachsehen, aber das mußte einfach sein. Wer von Euch geht in eine MB-Boutique und verlangt \"SI-gerecht\" 0,000.05 m³ blaue Tinte?:blink: Mir ging es darum, dem Leser eine recht komplexe Materie etwas näherzubringen und nicht einen Streit um \"Kaisers Bart\" auszutragen.

Euch allen viele Grüsse,
Armin (der jetzt reif ist für ein Glas echte pfälzer \"rote Tinte\")

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #10 am: 14. Oktober 2005, 22:31:48 »


Post edited by: ameyse, at: 2005/10/14 22:38

Hemingway

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #11 am: 15. Oktober 2005, 00:19:47 »
:laugh:

Das war auch nicht ganz ernst gemeint und deine Einwände sind natürlich vollkommen richtig! Wollte einfach ein bisschen provozieren. Als Naturwissenschaftler macht es einfach spaß....... :whistle:

Grüße

Sebastian

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #12 am: 27. Januar 2006, 19:12:07 »
Liebe Forumskollegen,
jetzt habe ich mir mal (endlich) die Zeit genommen um die noch fehlenden Bilder \"nachzureichen\".
Von den original zunächst 2...3 MB großen Dateien habe ich das meiste \"weggeschlachtet\" sodaß jeweils unter strenger :whistle: Beachtung der max. Pixelgröße magere 40...50 kB übriggeblieben sind.
  erstes Bild
auf dem Foto ist das \"Mikro\"-Kapillarviskosimeter für kleine (2 ml) Mengen zu sehen. Bei der Messung wird es in ein temperiertes Bad eingetaucht.
 zweites Bild
Die \"Kugel\" ist bereits mit Tinte gefüllt und deren Meniskus, befindet sich kurz vor der ersten Marke. Zeit, um die Stoppuhr startbereit zu halten. Wenn die Tinte dann durchgelaufen ist (Foto habe ich mir erspart), wird die Zeit gestoppt und...
 drittes Bild
mit dem aufgedruckten Faktor multipliziert. Et voilà, schon hat man das Ergebnis.

Die zweite Thematik war die Oberflächenspannung (ist auch vor kurzem von Horst Max an anderer Stelle erwähnt worden). Das eigentliche Meßwerkzeug ist ein Platinring...
  viertes Bild
der MB-Kugelschreiber dient \"nur\" zum Größenvergleich ;) Dieser Ring hängt an einer hochempfindlichen Waage (nicht mit auf dem Foto).
  fünftes Bild
hier sehen wir den Ring in der Tinte \"baden\", er wird gerade hochgezogen die Oberflächenspannung versucht ihn (vergebens) daran zu hindern. Kurz danach, wenn die Kraft am größten ist, reißt der Meniskus, d.h. der Pt-Ring hängt frei über der Flüssigkeit.
 
Als alternative Methode ist jene mit der Platin-Platte zu sehen.
Darüber hinaus gibt es noch die sog. dynamische Oberflächenspannung, die entweder mit der \"Blasendruck\"-Methode (hat nichts mit Harndrang zu tun:)) oder mit der \"Pendant Drop\"-Methode gemessen wird. Hierzu verweise ich auf den Hamburger Hersteller http://www.kruess.com/ und weiter unter MESSEN -> TENSIOMETER sowie auch bei http://www.lauda.de/ unter -> MESSGERÄTE erfährt der Interessierte noch viel mehr. Beide Firmen sind in der Chemie-Branche bekannt und genießen einen ausgezeichneten Ruf.

Soweit mal mein Beitrag hierzu, euch allen noch ein schönes Wochenende.
Viele Grüsse, Armin

Post edited by: ameyse, at: 2006/01/27 19:40

ameyse

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #13 am: 27. Januar 2006, 19:12:15 »
Da ging, trotz richtiger Größe, doch einiges schief...
@ admin, bitte um Hilfe. Ich sende dir die felhlenden Bilder einfach zu.
Vielen Dank für deine Hilfe!
Viele Grüsse, Armin

Post edited by: ameyse, at: 2006/01/27 19:43

Corina

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Re:Tinteneigenschaften
« Antwort #14 am: 01. Februar 2007, 11:30:56 »
Hallo,
Sagt, eine kurze Frage: Ich habe zum Valentinstag letztes Jahr und heuer zu Weihnachten die MB Riechrosenduft Tinte bekommen und die Zimt Tinte. Ich bin skeptisch, auch wenn ich mich (als Frau doch immer) gefreut habe darüber. Bis jetzt noch nicht verwendet. Kann ich die bedenkenlos nehmen oder ist, z.B. diese Zimtgeschichte zu chemisch?
lg cori