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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bespannungssaiten aus Kunststoff für Ballschläger, insbesondere Tennisschläger.
Die Technik der Herstellung von Saiten aus Naturdarm ist schon sehr alt, auch wenn es sich dabei lange Zeit ausschliesslich um Saiten für Musikinstrumente handelte.
Beim Entstehen der ersten Ballspiele mit Schlägern, aus denen schliesslich der Tennissport in seiner heutigen Form hervorging, stand die Naturdarmsaite von Anfang an zur Verfügung, was unmittelbar Ball und Schläger und mittelbar Art und Gestalt des Spielfeldes sowie die Spielregeln mitformte. Dies dürfte der Grund sein, weshalb die Naturdarmseite trotz gewisser tieferstehender Nachteile unter allen Bespannungssaiten ihre Spitzenposition wahrte.
Die Herstellung der Naturdarmsaite geht von Schaf-, neuerdings auch von Rinderdärmen aus, die zunächst in Lamellen geschnitten werden, und von denen nach verschiedenen chemischen Prozessen einige Stücke miteinander verdrillt werden. Anschliessend ist eine Trocknung in klimatisieren Räumen erforderlich. Daraufhin werden die Rohsaiten rund und glatt geschliffen, zuletzt erfolgt eine Imprägnierung der Saiten mit Spezialöl oder Lack.
Als Nachteile der Naturdarmsaite zur Bespannung von Ballschlägern sind zu nennen : Hohe Hygroskopizität, die bei hoher Luftfeuchtigkeit oder gar feuchtem Spielfeld zu einem starken Nachlassen der Spannung sowie zu stark erhöhtem Verschleiss der Schlägerbespannung führt. Diese Empfindlichkeit fordert bei dem hohen Preis, den die aufwendige Herstellung bedingt, eine sorgfältige Pflege der Naturdarmbespannung.
Diese Nachteile begünstigen die Entwicklung zahlreicher Bespannungssaiten aus synthetischen Materialien (vorwiegend Polyamid-Typen), die beim jetzigen Stand der Technologie hinsichtlich Verschleissfestigkeit sowie Spannungskonstanz in allen Klimavarianten kaum Wünsche offen lassen und zudem wesentlich wirtschaftlicher als die Naturdarmsaiten hergestellt werden können.
Der schwerwiegende Nachteil aller herkömmlichen synthetischen Bespannungssaiten liegt in ihrem-von den Naturdarmsaiten abweichenden - Elastizitätsverhalten, was sich in der Praxis durch fühlbar schlechtere Spieleigenschaften äussert. Das bedeutet unter anderem, dass Ballschlägerbespannungen aus synthetischen Saiten bei wuchtigen Schlägen ein "hartes" Gefühl vermitteln - ein Umstand, der das Entstehen von Irritationen im Arm des Spielers, besonders im Bereich des Ellenbogens und der Unterarmsehnen, zu fördern vermag.
Die Ausführungsformen der synthetischen Bespannungssaiten sind vielfältig. Man kann sagen, dass schlichte Monofile einen geringeren Spielkomfort bieten als z. B. Saiten, die durch Verdrillen mehrerer Monofile oder Spleissfasern erzeugt werden. So wurde durch die GB-PS Nr. 440, 895 der Vorschlag gemacht, Besaitungen für Ballschläger aus verdrillten Folienbändchen, welche gelackt und verklebt sein können, herzustellen. Dennoch können auch die besten synthetischen Bespannungssaiten jenen aus Naturdarm bei weitem nicht gleich sein.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Möglichkeit zur Erzeugung synthetischer Bespannungssaiten, die den niedrigen Preis, die hohe Verschleissfestigkeit und die geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit herkömmlicher Kunststoffsaiten mit einem der Naturdarmsaite sehr ähnlichen Spiel vereinen.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, wonach erfindungsgemäss die Bespannungssaiten durch Verdrillen von Folienbändchen, die zumindest teilweise unter einem von 0 nennenswert abweichenden Winkel, vorzugsweise unter einem Winkel von 45 , zur Verstreckungsrichtung aus zumindest monaxial hochverstreckten Kunststoffolien geschnitten sind, hergestellt werden. Die verarbeiteten Folienbändchen haben zweckmässig eine Bändchenbreite zwischen 2 und 15 mm.
Von der zum Verdrillen zu einer Bespannungssaite (Durchmesser etwa 1, 2 bis 1, 4 mm) nötigen Anzahl von Bändchen (diese richtet sich nach der Breite und Stärke der Bändchen, sowie nach der Anzahl der Verdrillungen pro Längeneinheit) wird ein Teil um die Längsachse der Bändchen gedreht (d. h. Oberseiten und Unterseiten dieser Bändchen werden vertauscht), wodurch bei diesem Teil der Bändchen die Richtung der Längsorientierung der Kunststoffmoleküle (= Verstreckungsrichtung der ursprünglichen Folie) bezüglich der des andern Teiles der Bändchen um die Längsrichtung als Symmetrieachse gedreht ist ; im Fall, dass die Bändchen unter 45 zur Verstreckungsrichtung der Folie entnommen wurden, schliessen die Molekülorientierungen der beiden Bändchenanteile miteinander einen Winkel von 900 ein.
Insbesondere in diesem Fall und unter der Voraussetzung, dass die so erzeugten und
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angeordneten Folienbändchen unmittelbar vor dem Verdrillen mit einem Klebstoffauftrag versehen werden, der zu einer Koppelung der unterschiedlichen Richtungen höchster mechanischer Festigkeit der beiden Bändchenanteile führt, wird eine Spielsaite mit vorzüglichen Spiel- und Festigkeitseigenschaften erhalten.
Es resultieren Bespannungssaiten mit einem der Darmsaite sehr ähnlichen Elastizitätsverhalten, wodurch die Spieleigenschaften aller nach herkömmlicher Weise hergestellten Bespannungssaiten aus Kunststoff - bei denen die zur Herstellung verwendeten Folienbändchen oder Filamente in Richtung ihrer Längsausdehnung verstreckt sind - übertroffen werden.
Die solcherart hergestellte Spielsaite sollte zum Schutz gegen Abrieb, Feuchtigkeit und UV-Einstrahlung in ähnlicher Weise, wie dies bei Bespannungssaiten aus Naturdarm üblich ist, beschichtet werden.
Dies kann entweder dadurch geschehen, wenn der Kleberauftrag vor dem Verdrillen etwas satter vorgenommen wird und nach dem Verdrillen der überschüssige Klebstoff auf der Saite einen gleichmässigen Überzug bildet-vorausgesetzt, der Kleber vermag die Schutzfunktionen eines Überzuges zu erfüllen oder eben dadurch, dass die verdrillte Saite, auf der sich kein überschüssiger Klebstoff befindet, nachträglich mit einem Schutzlack beschichtet wird.
Anschliessend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, welche erlaubt, auf rationelle Weise beliebig lange, grösstenteils schräg zur Längsrichtung einer Kunststoffolie mit endlicher Breite verlaufende Bändchen durch Herausschneiden aus dieser zu gewinnen.
Es zeigen Fig. 1 ein Teilstück eines Folienstreifens mit eingezeichneter Schnittlinie zur Herstellung der Bändchen, Fig. 2 den Ausschnitt Ader Fig. 1 in grösserem Massstab und Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung dreier Bändchenpaare, die durch verschiedene Stricharten angedeutet sind, vor dem Verdrillen, wobei die Bändchen zur Verdeutlichung derselben im unverstreckten Zustand dargestellt sind.
In Fig. 1 bezeichnet --1-- einen Kunststoffolienstreifen, aus welchem die Bändchen --2-- nach dem eingezeichneten Schema ausgeschnitten werden. Mit Pfeil B ist die Verstreckungsrichtung der Folie --1-angedeutet. In dieser Richtung wird der Kunststoffolienstreifen vor dem Zerschneiden auf eine mehrfache Länge gedehnt.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird so vorgegangen, dass längs zur Verstreckungsrichtung der Folie --1-- eine Schar von Bändchen --2-- in Zick-Zack-Form geschnitten wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, schliesslich die Bändchen im geraden Teil der Schnittführung die Winkel 180 -a, 180 + a oder 360 -a (vorzugsweise a = 45 ) mit der Längs- (=Verstreckungs-) Richtung der Folie ein. Die Richtungsänderung - deren Absolutwert 180 -2o ; beträgt-darf nicht abrupt, d. h. eckig, ausgeführt werden, da dies eine Kerbe und somit eine Schwachstelle darstellen würde, sondern muss vielmehr über eine Krümmung erfolgen, deren Radius von der Breite der Bändchen abhängt.
Im Bereich der Krümmungen wird das Prinzip, dass der Schnitt einen bestimmten Winkel zur Verstreckungsrichtung einschliessen soll, zwar durchbrochen, anderseits kann das Längenverhältnis gerade Schnittführung : gekrümmte Schnittführung besonders bei Verwendung schmaler Bändchen (wenige Millimeter Breite) sehr gross gewählt werden, so dass die Krümmungsbereiche (0 ss s a) bezogen auf die Gesamtlänge der Bändchen vernachlässigt werden können, zumal die ungünstige Bedingung ss = 0 jeweils nur im Scheitelpunkt der Krümmung gilt.
Die nach dem obigen Verfahren gewonnenen, zick-zackförmigen Folienbändchen werden vor dem Verdrillen paarweise so angeordnet, dass die Krümmungen"auf Lücke"stehen, und soviel Bändchenpaare zusammengefasst, als zum Verdrillen zu einer Bespannungssaite nötig sind. Die Bändchenpaare sind in der Längsrichtung so gegeneinander zu versetzen, dass die Krümmungsstellen der einzelnen Bändchen gleichmässig in der Längsrichtung der Saite verteilt sind (s. Fig. 3, in welcher als Ausführungsbeispiel drei Paare von Bändchen --2-- gewählt sind).
Die solchermassen hergestellten und angeordneten Bändchen werden, wie zuvor beschrieben, unter Zufügen von Klebstoff zu einer Bespannungssaite verdrillt, die-falls erforderlich-noch mit einem Schutzlack versehen werden kann.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So besteht die Möglichkeit, ein Schneidschema zu wählen, wodurch Bändchen hergestellt werden, deren Verlauf teilweise in der Verstreckungsrichtung und teilweise unter dem beanspruchten Winkel zu dieser verläuft.
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Im Rahmen der Erfindung kann eine beliebige Anzahl von Folienbändchen miteinander verdrillt werden, die alle in gleicher oder in unterschiedlicher Richtung gereckt wurden. So können alle Bändchen monoaxial unter dem gleichen Winkel zur Längsrichtung gereckt sein. Es können auch einzelne Bändchen in unterschiedlicher Richtung gereckt sein. Weiters besteht die Möglichkeit Bändchen zu verwenden, von denen einzelne oder ein einziges monoaxial verstreckt ist bzw. sind, während mindestens ein weiteres biaxial verstreckt ist, wobei die Verstreckungsrichtungen beliebig sein können. So kann eine Verstreckungsrichtung in der Längsrichtung der Bändchen und die andere senkrecht oder schräg zu dieser Richtung sein. Es können auch beide Richtungen unter einem beliebigen unterschiedlichen Winkel zur Längsrichtung der Bändchen sein.
Das Ausmass der Verstreckung kann in allen Fällen beliebig gewählt sein. Eine Verstreckung im Sinn einer Hochverstreckung hängt von der Art der verwendeten Materialien ab. Es sind zur Herstellung grundsätzlich diverse Materialien wie Polyamid, Polyester, Polypropylen u. a. geeignet ; die oberste Grenze, ab der ein Längsspleissen der Folie eintritt und wo ein Schrägschneiden der Bändchen nicht mehr möglich ist, hängt vom Material und zum Teil auch vom Streckverfahren der Folie ab. (Bei biaxialverstreckten Folien bzw. bei Mehrschichtverbundfolien mit unterschiedlicher Orientierung der einzelnen Folien verliert das Längsspleissen an Bedeutung.) Unnötige niedrige Reckverhältnisse (d. h. weitab von der Gefahr des Längsspleissens) reduzieren die erreichbare Festigkeit, d. h. der erzielbare E-Modul wird geringer und die Gefahr des Kriechens der Saiten höher.
EMI3.1
Im allgemeinen werden zwei bis drei Bändchen gleicher oder unterschiedlicher Verstreckungseigenschaften miteinander verdrillt. Bei Verwendung zweier Zick-Zack-Bändchen ist es analog der Fig. 3 zweckmässig die Bändchen gegeneinander in Längsrichtung um die halbe Länge der Identitätsperiode dieses Zick-Zack-Schemas zu versetzen, wodurch (in die "Lücke") zwischen zwei Links- bzw. Rechtskrümmungen des einen eine Links- bzw. Rechtskrümmung des andern Bändchens zu liegen kommt.
Als Klebstoffe bzw. Schutzlack können für Saiten aus Polyamidfolien Polyurethan-Klebstoffe bzw.
- Lacke, oder Polyamidoamin/Epoxyd-Basis, flexibel eingestellt, und für Saiten aus Polyesterfolien, z. B. mit Haftvermittler TN (Fa. Bayer) vorbehandelt ein Polyurethan-Klebstoff bzw. -Lack verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
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Verdrillen von Folienbändchen, die zumindest teilweise unter einem von 00 nennenswert abweichenden Winkel, vorzugsweise unter einem Winkel von 45 zur Verstreckungsrichtung aus zumindest monoaxial hochverstreckten Kunststoffolien geschnitten sind, hergestellt werden.