DE2704836A1 - Zusammengesetzte saite, insbesondere fuer sportschlaeger, musikinstrumente und dergleichen - Google Patents

Zusammengesetzte saite, insbesondere fuer sportschlaeger, musikinstrumente und dergleichen

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DE2704836A1 DE19772704836 DE2704836A DE2704836A1 DE 2704836 A1 DE2704836 A1 DE 2704836A1 DE 19772704836 DE19772704836 DE 19772704836 DE 2704836 A DE2704836 A DE 2704836A DE 2704836 A1 DE2704836 A1 DE 2704836A1
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Julian T Crandall
Steven J Crandall
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Ashaway Line and Twine Manufacturing Co
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Description

  • Zusamnengesetzte Saite, insbesondere für
  • Sportschläger, Musikinstrumente und dergleichen Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Saite, insbesondere für Sportschläger, flilsikinstruiente und dergleichen, mit einem Fadenkern und einem Uberzug aus einem thermoplastischen Kunstharz.
  • 3ei zusammengesetzten Saiten für Sportschläger wie: Tennisschläger, 3admintonschläger, Squash. und Schläger für andere, ähnliche Sportarten, ebenso wie für Saiten für Musikinstrumente, ist es wichtig, daß die Saite eine genau abgestimmte Kombination von Elastizitätsmodul, der die Längung der Saite bestimst,und innerer Dämpfung, die die Prellkraft oder Rückstellkraft beeinflußt, aufweist. Eine Saite mit zu hohem Elastizitätsmodul ergibt keine hinreichenden Längungen, während eine Saite mit einer zu hohen inneren Dämpfung keine ausreichende Prellkraft oder Rückstellkraft ergibt.
  • Zusammengesetzte Saiten der eingangs erwähnten Art sind bekannt aus den US-PS 2 649 833, 2 712 263 und 3 745 756.
  • Der Faser- oder Fadenkern dieser Saiten weist eine Mehrzahl von Fasern aus thermoplastischem Kunststoff auf, die verzwirnt oder auf sonstige Weise gebündelt sind.
  • Der Kern wird anschließend mit einem Überzug versehen, der in Form eines gelösten thermoplastischen Kunststoffes aufgebracht wird. Für bestimmte Anwendungen wird die so gebildete Saite ite dann noch mit einer Umwicklung versehen, die wiederum durch einen weiteren Uberzug aus einem thermoplastischen Kunststoff abgedeckt wird.
  • Diese bekannten Saiten bilden eine in sich relativ starre Struktur mit einem relativ hohen E-Modul und relativ großer innerer Dämpfung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Seiten der eingangs erwähnte ten Art herzustellen, die einen kleineren E-Modul und eine geringere innere Dämpfung aufweisen, so daß sie besser den Anforderungen genügen, die an Saiten für Sportschläger oder Musikinstrumente gestellt werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Fadenkern und dem Uberzug eine Schicht aus einem ausgehärteten kationischen Schmiermittel angeordnet ist und daß der Überzug mit dieser Schicht fest verbunden ist.
  • Bei einer derartigen Saite kann der Überzug eine gewisse Relativbewegung zum Fadenkern ausführen, wodurch der E-Modul verringert und eine geringere innere Dämpfung erreicht wird.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im Nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Einzelfaden der für die Herstellung des Fadenkerns verwendet werden kann.
  • Fig. 2 zeigt eine Mehrzahl der in Fig. 1 gezeigten Einzelfäden, miteinander verzwirnt.
  • Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Überziehen des Fadenkerns mit einem Schmiermittel und zum Trocknen des überzogenen Fadenkerns.
  • Fig. 4 zeigt einen Saitenabschnitt, nachdem auf den Fadenkern die Schmiermittelschicht aufgebracht ist.
  • Fig. 5 zeigt einen Abschnitt der Saite, nachdem auf die Schmiermittelschicht der äußere Uberzug aufgebracht ist.
  • Fig. 6 zeigt einen Abschnitt der Saite mit einem schraubenförmigen Bewehrungsfaden.
  • Fig. 7 zeigt einen Seitenabschnitt mit einem Uberzug über den Bewehrungsfaden.
  • Fig. 8 zeigt einen Saitenabschnitt entsprechend Fig. 7 mit einem zusätzlich gegenläufig gewundenen Bewehrungsfaden.
  • Fig. 9 zeigt den Saitenabschnitt nach Fig. 8 nach Aufbrìa6ung eines weiteren äußeren Uberzugcß.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Eiazelfaden kann ein Monofil oder ein Fasergespinnst sein. Der Einzelfaden 10 kann aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie Nylon, Polyester oder Aramid oder auch aus Glasfaser bestehen. Nach Fig. 2 sind drei Einzelfäden 10 zu einem Kernfaden oder einer Kernschnur 12 miteinander verzwirnt. Dabei können die Einzelfäden 10 zunächst etwas entgegen der Richtung verdreht werden, in der die Verzwirnung stattfindet. Statt der dargestellten drei Einzelfäden können selbstverständlich auch mehr oder weniger Einzelfäden verwendet werden.
  • Die Fadenstärke der Einzel fäden hängt davon ab, welchen Durchmesser die Saite haben soll und wieviel Einzelfäden für die Herstellung des Xernfadens verwendet werden sollen. Der Kernfaden kann auch durch Flechten einer Mehrzahl von Einzelfäden hergestellt werden anstelle der Verzwirnung.
  • Gemäß der Erfindung wird der Fadenkern mit einem kationischen Schmiermittel überzogen. Ein Beispiel für ein derartiges Schmiermittel ist ein Schmiermittel, das von der Firma duPont unter dem Warenzeichen Methacrol Lubricant K vertrieben wird, bei dem es sich um eine kationische Emulsion auf Ölbasis handelt und zwar ein Mineralölprodukt, das in Wasser emulgiert ist, spezifisch als 30% wässrige Dispersion. Ein weiteres kationisches Schmiermittel, das ,rrOduKt;. ~das as -sich als brauchbar erwiesen hat, ist ein/von Ger outont unter dem Warenzeichen Zelec DP vertrieben wird. Hier handelt es sich um eine Dispersion eines kationischen Polymers, welches teilweise durch ein anionisches Tensid neutralisiert ist. Das Produkt Zelec DP hat daneben antistatische Eigenschaften. Es wird jedoch nicht angenommen, daß diese antistatischen Eigenschaften für die vorliegende Erfindung wesentlich sind.
  • Ein weiteres kationisches Schmiermittel, daß sich bei der Herstellung erfindungsgemäßer Saiten als brauchbar erwiesen hat ist das von der Firma duPont unter dem Warenzeichen Avitex NA vertriebenes Produkt. Hier handelt es sich um ein quaternäres Alkylaminester. Das Produkt Avitex NA hat, ebenso wie das Produkt Zelec DP zusätzlich zu seiner Wirkung als Schmiermittel antistatische Eigentschaften.
  • Das Überziehen des Fadenkernes 12 mit dem kationischen Schmiermittel kann dadurch bewirkt werden, daß de Einzelfäden überzogen werden, bevor sie zu dem Fadenkern 12 zusammengefügt werden oder dadurch, daß der Fadenkern 12 überzogen wird. Es ist auch möglich, zunächst die Einzelfäden zu überziehen und anschließend den fertigen Fadenkern erneut zu überziehen. Wesentlich ist, daß der Fadenkern 12 und die Einzelfäden, aus denen er hergestellt ist, vollständig mit dem Schmiermittel überzogen sind, bevor weitere Verarbeitungsschritte vorgenommen werden, insbesondere, bevor der Fadenkern mit dem thermoplastischen Überzug versehen wird, wie im Nachstehenden zu beschreiben. Zum Überziehen der Einzelfäden 10 und/oder des Fadenkernes 12 mit dem kationischen Schmiermittel können übliche Vorrichtungen und/oder Techniken verwendet werden.
  • In Fig. 3 ist beispielsweise eine Vorrichtung veranschaulicht, bei der der Fadenkern 12 über eine Rolle 14 und dann nach unten in einen Tank 16 geführt, in dem das kationische Schmiermittel 18 enthalten ist. Der Fadenkern läuft dabei unter eine Rolle 20 und dann aufwärts über eine Rolle 22. Der Faden oder Fadenkern wird anschließend durch eine längliche Heizkammer 24 geleitet, in der der Überzug getrocknet wird. In gleicher Weise werden die Einzelfäden überzogen, wenn auf diese ein Schmiermittelüberzug aufgebracht wird, bevor sie zu dem Fadenkern zusammengefügt werden.
  • Nachdem in Fadenkern 12 mit dem kationischen Schmiermittel 18 überzogen ist (Fig. 4) wird die Saite ite durch ein Bad mit einem thermoplastischen Kunststoff hindurchgeführt, vorzugsweise eine Nylonlösung, die etwa in Gewichtsprozenten 14,4% Nylon, 61,1* Methanol, 4,9% Tetrahydrofurfylalkohol und 19,6% Wasser enthält. Die angegebenen Prozentsätze sind nicht kritisch. Es wurde jedoch gefunden, daß eine derartige Nylonlösung eine geeignete Konsistenz hat. Zum Aufbringen eines Überzuges aus der Kunstharzlösung kann eine Vorrichtung ähnlich der nach Fig. 3 verwendet werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß für das Trocknen des Uberzuges aus dem kationischen Schmiermittel etwas mehr Wärme erforderlich ist, als zur wirksamen Trocknung der Nylonlösung. Die Saite sollte daher beim Trocknen des Schmiermittels etwas langsamer durch die Heizkammer hindurchgeführt werden und/oder die Heizkammer auf einer höheren Temperatur gehalten werden.
  • Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Saite mehrmals durch Nylonlösung und die Heizkammer hindurchlaufen zu lassen, um den Nylonüberzug auf der Schmiermittelschicht aufzubauen.
  • Um die Saite weiter zu verstärken, kann es wünschenswert sein, eine äußere Umwicklung auf dem Überzug 26 aufzubringen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Nylonmonofil 28 schraubenförmig um die Saite herumgewickelt werden, wie in Fig. 6 dargestellt. Diese äußere Umwicklung ist ähnlich der Umwicklung, die in der US-PS 3 745 756 gezeigt und beschrieben ist. Das Monofil 28 wird vorzugsweise entgegen der Richtung der Verzwirnung des Kernfadens 12 herumgewickelt. Es können jedoch auch andere Formen einer Umwicklung oder selbst einer Umklöppelung oder Umspinnung vorgesehen werden anstelle der schraubenförmigen Umwicklung 28. Beispiele hierfür sind in den US-PS 2 649 833, 2 712 263, 2 735 258 und 2 861 417 gezeigt. Nach Aufbringen der Umwicklung 28 wird die Saite wiederum durch die oben erwähnte Nylonlösung und anschließend durch die Heizkammer hindurchgeleitet und zwar wiederum mehrfach,um einen äußeren Uberzug 30 über die Umwicklung aufzubauen. Wenn die in der Zeichnung dargestellte schraubenförmige Umwicklung 28 verwendet wird, kann es wünschenswert sein, eine weitere schraubenförmige Umwicklung mit einem Nylonmonofil 32 mit entgegengesetzter Wickelrichtung aufzubringen, wie in Fig. 8 dargestellt. Die Saite wird dann wiederum mehrmals durch die Nylonlösung und die Heizkammer hindurchgeführt, um über dem Monofil 32 einen weiteren äußeren Nylonüberzug 34 aufzubauen.
  • Wie im Vorstehenden herausgestellt, besteht das entscheidende Merkmal der Erfindung in der Aufbringung eines kationischen Schmiermittels auf dem Fadenkern 12 und es wurde insbesondere festgestellt, daß die Verwendung eines kationischen Schmiermittels wesentlich ist, da ein solches Schmiermittel eine enge Bindung mit der Nylonlösung eingeht. Der Nylonüberzug und die Schmiermittel schicht werden dabei praktisch zu einer Einheit verbunden. Falls eine solche Bindung nicht stattfindet, wird keine Integration der Saite erzielt. Der äußere Überzug niegt vielmehr zum Abpellen. Durch das kationische Schmiermittel wird erreicht, daß eine gewisse Bewegung zwischen dem Fadenkern der Saite ite bzw. dessen Einzelfäden stattfinden kann, wenn auf die Saite ein Ball auftrifft oder die Saite sonst in Schwingungen versetzt wird. Diese Beweglichkeit führt zu einer Verbesserung der inneren Dämpfung der Saite mit dem Ergebnis, daß ein gering3erEnergieverlust und eine höhere Prell- oder Rückstellkraft erreicht wird. Im Nachstehenden sind mehrere Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Seiten beschrieben.
  • Beispiel 1: Eine Mehrzahl von Nylonfasern mit einer Faserstärke von 840 Denier wurde mit 1 bis 1 1/2 Drehungen pro 25 mm Z verzwirnt. Der so hergestellte Faden wurde durch eine Lösung mit folgender Zusammensetzung hindurchgeleitet: Zelec ZP ( duPont ) 20 % Methacrol Lubricant K ( duPont) 10 % Wasser 70 %.
  • Nach Durchleiten des Fadens durch die Schmiermittellösung wurde dieser mehrmals durch einen 15 m langen Heizturm hindurchgeführt, bis eine ausreichende Trocknung erzielt war. Der Faden wurde dann durch eine Nylonlösung hindurchgeführt mit folgender Zusammensetzung: Nylon 14,4 % Methanol 61,1 % Tetrahydrofurfyrolalkohol 4,9 % Wasser 19,6 *.
  • Der überzogene Faden wurde dann mehrmals durch einen 15 m langen Heizturm hindurchgeführt, bis eine ausreichende Trocknung der Nylonlösung erzielt war. Das Hindurchleiten des Fadens durch die Nylonlösung und das anschließende Trocknen wurde mehrfach wiederholt. Darauf wurde ein Nylonmonofil mit einer Stärke von 150 Denier im S-Schlag auf den überzogenen Faden auf gebracht und zwar unter Verwendung einer 16-spuligen Umwickelmaschine.
  • Die umwickelte Saite ite wurde dann mehrfach durch die oben erwähnte Nylonlösung und den Heizturm hindurchgeleitet.
  • Anschließend wurde eine zweite Umwicklung mit einem Nylonmonofil mit einer Stärke von 150 Denier aufgebracht und zwar mit entgegengesetztem Wickelsinn. Die zweifach umwickelte Saite wurde dann mehrfach durch die erwähnte Nylonlösung und den Heizturm hindurchgeleitet, um einen weiteren äußeren Überzug aufzubringen. Die Pertigsaite wurde dann unter Wårme gestreckt, um die genaue Faserorientierung herbeizuführen. Die gestreckte Saite ite wurde dann ein letztes Mal mehrfach durch die Nylonlösung und den zugeordneten Heizturm hindurchgeführt, um eine glatte, widerstandsfähige Oberfläche zu erzielen.
  • Beispiel 2: Drei getrennte Kevlar-Fäden mit 1.500 Denier Fadenstärke wurden Jeweils mit einer Anzahl von S-Schlägen verzwirnt.
  • Die drei verzwirnten Kevlar-Fäden wurden dann mit einer Anzahl von Z-Drehungen zu einem 1 x 3 Fadenkern verzwirnt.
  • Der gezwirnte Fadenkern wurde dann einmal durch die in Beispiel 1 angegebene Schmiermittellösung und anschließend durch den zugeordneten Heizturm hindurchgeleitet, wie gleichfalls in Fig. 1 beschrieben. Der mit dem Schmiermittel überzogene Fadenkern wurde dann mehrfach durch die Nylonlösung und den zugeordneten Heizturm hindurchgeleitet, wie wiederum, wie in Fig. 1 beschrieben. Die überzogene Saite wurde dann in S-Richtung mit einem Nylonmonofil mit 200 Denier Fadenstärke mit einer Umwickelmaschine umwickelt. Die so umwickelte Saite wurde dann wiederum mehrfach durch die Nylonlösung und den zugeordneten Heizturm hindurchgeführt, wie oben beschrieben.
  • Beispiel 3: Ein einzelner Kevlar-Faden mit 200 Denier Fadenstärke wurde einmal durch die oben erwähnte Schmiermittellösung und anschließend durch den Heizturm hindurchgeleitet und anschließend auf Spulen für eine Flechtmaschine aufgewickelt. Auf einer Flechtmaschine wurde dann aus den mit dem Schmiermittel überzogenen Fäden ein geflochtener Fadenkern hergestellt. Der geflochtene Fadenkern wurde dann einmal durch die Schmiermittellösung und anschließend durch den Trockenturm hindurchgeleitet. Der Fadenkern wurde dann mehrfach, wie in Beispiel 1 beschrieben, durch die Nylonlösung und den Trockenturm hindurchgeleitet.
  • Danach wurde die Saite in S-Richtung mit einem Nylonmonofil mit 150 Denier Fadenstärke umwickelt. Die umwickelte Saite wurde anschließend mit einem Überzug versehen, indem sie mehrfach durch die erwähnte Nylonlösung und den Trockenturm hindurchgeleitet wurde. Eine zweite Umwicklung in Z-Richtung wurde dann wiederum mit einem Nylonmonofil mit 150 Denier Fadenstärke aufgebracht. Die zweifach umwickelte Saite wurde dann so lange durch die Nylonlösung und den Trockenturm hindurchgeleitet, bis eine glatte und widerstandsfähige Oberfläche erzielt wurde.
  • Die nach den oben erwähnten Beispielen hergestellten Saiten wurden geprüft und es wurde festgestellt, daß diese die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Längung und Prellkraft haben. Insbesondere wurde festgestellt, daß die innere Dämpfung so verbessert wurde, daß sie bei Vibration solchen Saiten eindeutig überlegen waren, bei denen zwischen dem harten Kern und dem ersten Überzug kein Schmiermittelüberzug gemäß der Erfindung vorgesehen war.
  • Leerseite

Claims (13)

  1. Ansprüche Zusammengesetzte Saite mit einem Fadenkern und einem Uberzug aus einem thermoplastischen Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fadenkern (12) und dem Überzug (26) eine Schicht (18) aus einem ausgehärteten kationischen Schmiermittel angeordnet ist, und daß der Uberzug mit dieser Schicht fest verbunden ist.
  2. 2. Saite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12) aus Nylon-, Polyester-, Glas- oder Aramidfäden (10) oder Mischungen solcher Fäden besteht.
  3. 3. Saite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Überzug (26) verwendete thermoplastische Kunstharz ein Kunstharz auf der Basis von Nylon ist.
  4. 4. Saite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12) eine Mehrzahl verzwirnter Einzelfäden (10) aufweist.
  5. 5. Saite ite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (12) eine Mehrzahl miteinander verflochtener Einzelfäden (10) aufweist.
  6. 6. Saite nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewehrungsschicht (28) aus einem thermoplastischen Kunststoff vorgesehen ist, die auf den den Faserkern einschließenden Uberzug (26) aufgebracht ist und daß ein weiterer Überzug (30) aus einem thermoplastischen Kunstharz vorgesehen ist, der die Bewehrungsschicht umschließt und mit dieser Bewehrungsschicht und dem darunterliegenden Uberzug fest verbunden ist.
  7. 7. Saite nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsscli6icht (28, 32) als Geflecht ausgebildet ist.
  8. 8. Saite nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsschicht als schraubenförmige Umwicklung (28, 32) ausgebildet ist.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung von Saiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: A) Herstellung eines Kernes aus einer Mehrzahl von Fäden, B) Eintauchen des Kerns in eine Lösung, die im wesentlichen aus einem kationischen Schmiermittel besteht, C) Trocknen des mit der Lösung überzogenen Kerns, D) Überziehen des getrockneten Kern mit einer Lösung mit einem thermoplastischen Kunstharz.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung von Saiten nach einem der Ansprüche und gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: A) Hindurchleiten einer Mehrzahl Fäden durch eine Irisung, die im wesentlichen aus einem kationischen Schmiernittel besteht, B) Trocknen der Fäden, C) Orientierung der Fäden, um den Kern der Saite zu bilden, D) Überziehen des Kerns nit einer Lösung, die im wesentlichen Nylon enthält.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Nylonfasern, Polyesterfasern, Glasfasern Aramidfasern oder Gemischen solcher Fasern bestehen.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Orientieren der Faden zur Kernstruktur diese erneut durch eine Lösung mit einea kationischen Schmiermittel hindurchgeleitet und anschließend wiederum getrocknet wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet' daß auf den Überzug eine Bewehrungsschlcht und auf diese ein weiterer Überzug aus einem thermoplastischen Material aufgebracht wird.
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