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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell gewundene Drähte und
eine Polymerbehandlung dieser Drähte,
und insbesondere, jedoch nicht im Sinn einer Beschränkung, gewundene
Saiten für
Musikinstrumente und eine Behandlung dieser Saiten mit einem hydrophobe
Polymer. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung wird der
Ausdruck "Draht" dahingehend verwendet,
dass er metallische und nichtmetallische Drähte, Saiten, Seile, Cords,
Filamente und weitere ähnliche
Strukturen umfasst.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Eine
herkömmliche
Ausgestaltung einer Saite für
ein Musikinstrument besteht darin, dass ein axialer Kerndraht verwendet
wird, um den herum ein Umwicklungsdraht gewickelt wird, um der Saite
Masse hinzuzufügen.
Derartige Saiten werden üblicherweise
für Gitarren
verwendet und als gewundene Saiten bezeichnet. Wenn eine schwingende
gewundene Saite an einem Musikinstrument befestigt und gespannt
ist, hängen
ihre akustischen Eigenschaften unter anderem von dem Grad an Bewegungsfreiheit ab,
den die Wicklungen des Umwicklungsdrahts beim Gleiten über den
Kerndraht und beim Gleiten relativ zu benachbarten Wicklungen haben.
Um das gewünschte
Maß an
Bewegungsfreiheit zu erzielen, muss jegliche Reibung oder Anhaftung
der Wicklungen und des Kerndrahts minimiert werden. Zu diesem Zweck
wählen
die Designer gewundener Musiksaiten häufig polierte Metalldrähte für den Umwicklungsdraht
und den Kerndraht, da aus derartigen Materialien hergestellte Komponenten
glatte Oberflächen
und niedrige Reibkoeffizienten aufweisen.
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Musiker
sind jedoch bei der Verwendung derartiger gewundener Saiten mit
einer bestimmten Schwierigkeit konfrontiert worden. Beim Spielen
einer derartigen Saite nimmt die Tonqualität schnell ab. Die Betriebslebensdauer
einer herkömmlichen
gewundenen Saite ist beträchtlich
kürzer
als diejenige einer ähnlichen
nichtgewundenen musikalischen Saite. Dieses Problem wird durch die
Umgebung verursacht, in der die Saite verwendet wird. Von den Händen der
Musiker werden Feuchtigkeit, wasserlösliche Säuren und Salze, Hautpartikel
und andere Verunreinigungen auf die gewundene Saite übertragen,
während
diese in Schwingung versetzt wird. Diese Feuchtigkeit und diese
Säuren,
Salze und Verunreinigungen sammeln sich in den Zwischenspalten und -leerräumen an,
die zwischen benachbarten Wicklungen und zwischen den Wicklungen
und dem Kerndraht ausgebildet sind. Die Feuchtigkeit, die Säure und
die Salze verursachen eine Korrosion an den Oberflächen der
Komponenten der gewundenen Saite, während die Verunreinigungen
die Bewegung der Wicklungen mechanisch behindern. Die Korrosion erzeugt
mikroskopische Risse in der Oberfläche des Umwicklungsdrahts und
des Kerndrahts. Diese Risse führen
zu einer beträchtlichen
Erhöhung
des Widerstands gegenüber
einer freien Bewegung der Wicklungen der gewundenen Saite. Die akustischen
Auswirkungen variieren, jedoch zählen
zu diesen stets eine tote Klangfarbe der Saite und die häufige Notwendigkeit,
die Saite neu zu stimmen oder zu ersetzen. Somit haben gewundene
Saiten nur eine relativ kurze Spiel-Lebensdauer, während derer
sie den optimalen Klang erzeugen.
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Mit
den Jahren sind mehrere Lösungsansätze für dieses
Problem vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in dem U.S.-Patent
Nr. 4,539,228 von Lazarus ein Behandlungsverfahren für gewundenen Saiten
beschrieben. Gemäß dem von
Lazarus beschriebenen Verfahren werden die an den Oberflächen einer
gewundenen Saite ausgebildeten mikroskopischen Poren, Hohlräume und
Spalte mit Polymer-Mikroteilchen gefüllt, die als trockenes Gleitmittel
wirken, indem sie die Reibung zwischen den Oberflächen der
Saite reduzieren. Während
das suspendierte trockene Gleitmittel in die Zwischenspalte und
-leerräume
eingebracht wird, befindet es sich in einer Lö sungsmittel-Emulgierung die
Folgendes aufweist: die suspendierten trockenen Lösungsmittel-Partikel,
ein Trägerlösungsmittel,
ein feuchtigkeitsabstoßendes
Mittel und ein Rostverhinderungsmittel. In Abhängigkeit von der Formulierung
kann das Trägerlösungsmittel
ein feuchtigkeitsabstoßendes
Mittel oder ein Rostverhinderungsmittel sein. Die Saite wird in
die Lösungsmittel-Emulgierung über eine
längere
Zeitdauer hinweg getränkt,
um dem Trägerlösungsmittel
zu ermöglichen,
die Partikel des suspendierten trockenen Gleitmittels in die verschiedenen
Poren des Materials und in die Zwischenhohlräume der gewundenen Saite zu
strömen.
Die Partikel des suspendierten trockenen Gleitmittels bewirken einen
Gleiteffekt, und das feuchtigkeitsabstoßende Mittel und das Rostverhinderungsmittel
begrenzen die Korrosion der Saite, so dass, wie in dieser Offenbarung
behauptet, die Lebensdauer der Saite verlängert wird. Der Nachteil des
Verfahrens von Lazarus besteht darin, dass das feuchtigkeitsabstoßende Mittel
oder das Rostverhinderungsmittel aus den Zwischen-Leerräumen herausströmen können oder schnell
erschöpft
sein können.
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Andere
Lösungsansätze sind
darauf ausgerichtet, die Ansammlung von Feuchtigkeit und festen Verunreinigungen
in den zwischen benachbarten Wicklungen und zwischen den Wicklungen
und dem Kerndraht ausgebildeten Zwischenspalten und -leerräumen zu
verhindern. Ein derartiger Lösungsansatz, der
derzeit von einigen Saiten-Herstellern verwendet wird, besteht darin,
die Außenfläche der
gewundenen Saite mit einer undurchlässigen Barriere zu beschichten.
Die D'Addario String
Company beispielsweise taucht ihre Saiten in Lack ein und trocknet
sie dann in der Luft, so dass eine vollständig mit Lack beschichtete
Saite hergestellt wird. Eine ähnliche
Saite wird von der Martin Guitar Company angeboten. Der Nachteil
der mit Lack beschichteten gewundenen Saiten besteht darin, dass
die Außenbeschichtung schnell
verschleißt
und anfällig
gegenüber
Rissbildung ist.
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Ein
wiederum anderer Lösungsansatz
ist derjenige, der von W.L. Gore and Associates, Inc. für ihre Saiten
der Marke "Elixir" verwendet wird.
Die Elixir-Saiten sind mit einem TEFLON®-Film
umwickelt, der die Saite be deckt. Die Elexir-Technik ist in den U.S.-Patenten
Nr. 5,883,319; 5,801,319; 5,907,113 und 6,248,942 beschrieben. Das
Elixir-Verfahren involviert einen komplexen Herstellungsvorgang,
bei dem zunächst
der TEFLON-Film hergestellt werden muss und dann der Film auf die
gewundenen Saiten gewickelt und in Anhaftung an diesen gebracht
werden muss. Zudem kann ein derartiger Film die akustische Qualität der gewundenen
Saite verschlechtern.
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EP-A-1
081 270 beschreibt eine Modifikation der für Sportartikel und Musikinstrumente
verwendeten Saiten dahingehend, dass der innengelegene Bereich einer
mehrlagigen Saite beschichtet wird, um die Innenreibung der Saitenkomponenten
untereinander zu reduzieren.
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Somit
besteht auf dem Gebiet ein anhaltender Bedarf an einer kostengünstigen
und verfahrensmäßig einfachen
Lösung
des Problems, wie man das Entstehen von Korrosion der Wicklungen
und des Kerndrahts aufgrund von Feuchtigkeit, Säure und Salzen verhindern kann,
und des Problems einer Ansammlung von festen Verunreinigungen in
den Zwischen-Leerräumen zwischen
den Wicklungen und dem Kerndraht.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird ein hydrophobes Polymermaterial auf die Flächen der gewundenen Saite aufgetragen, die
in den Zwischen-Leerräumen
zwischen den Saitenwicklungen und zwischen den Wicklungen und dem
Kerndraht gelegen sind. Das hydrophobe Polymermaterial verhindert
oder reduziert eine Korrosion, indem es Feuchtigkeit abweist und
Barrieren gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen
in die Zwischen-Leerräume
bildet. Die Applizierung des Polymers erfolgt, indem der Großteil der Länge der
Saite über
eine ausreichende Zeitdauer hinweg in eine in einem Haltetank befindliche
flüssige Polymerlösung getaucht
wird, um ein korrektes Eindringen der Lösung in die Zwischen-Leerräume zu ermöglichen.
Die Saite wird aus dem Bad entfernt. Der Rest der flüssigen Polymerlösung wird
mit Hilfe eines elastischen Schabers von der Außenfläche der gewundenen Saite entfernt.
Man lässt
die Saite zum Trocknen acht Stunden in einer sauberen Raumumgebung
bei Umgebungstemperatur hängen,
wobei die Temperatur vorzugsweise zwischen 20°C und 25°C gehalten wird. Alternativ
wird die Saite durch eine Kombination aus Wärmebehandlung und Trocknungsvorgang
behandelt. Das Endergebnis besteht in einer Saite mit verbesserter
Tonqualität
und Betriebslebensdauer.
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Somit
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Behandlung
für gewundenen Saiten
zu konzipieren, mittels derer die Saite vor der Korrosion geschützt wird,
die durch die Ansammlung von Feuchtigkeit, Säuren und Salzen in den Zwischenspalten
und -leerräumen
zwischen benachbarten Wicklungen und zwischen den Wicklungen und dem
Kerndraht verursacht werden könnte.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption eines Saitenbehandlungsvorgangs,
mittels dessen die Ansammlung von Feuchtigkeit, Säuren und
Salzen sowie fester Verunreinigungen in den Zwischenspalten und
-leerräumen zwischen
benachbarten Wicklungen und zwischen den Wicklungen und dem Kerndraht
reduziert wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption eines Saitenbehandlungsvorgangs,
der einfach anwendbar ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Konzeption kostengünstiger
Verfahren zur Behandlung gewundener Saiten.
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Andere
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden für Fachleute
auf dem Gebiet aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich.
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1 zeigt
eine teilweise geschnittene Ansicht einer gewundenen Saite gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2A-2C zeigen
teilweise geschnittene Ansichten der gewundenen Saite gemäß 1 mit
Darstellung der Umwicklungsdrahtwicklungen und des Kerndrahts, der
Zwischenspalte und -leerräume
der gewundenen Saite und des in diesen Spalten und Leerräumen angeordneten
Polymermaterials.
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3-6 zeigen
eine sequentielle Abfolge von Zeichnungen zur schematischen Darstellung des
Herstellungsvorgangs der behandelten gewundenen Saite gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 zeigt
eine Saite bei Anordnung über dem
Reservoir flüssiger
Polymerlösung
vor dem Platzieren der unbehandelten gewundenen Saite in dem Reservoir.
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4 zeigt
die Saite in dem Zustand, in dem sie in die flüssige Polymerlösung eingetaucht
ist.
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5 zeigt
die Saite, während
diese durch einen elastischen Schaber hindurchgezogen wird, um überschüssige flüssige Polymerlösung zu
entfernen, die in das Reservoir zurückgeführt wird.
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6 zeigt
ein alternatives horizontales Reservoir.
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BESTE ART
DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Die
nun zu erläuternde 1 zeigt
eine gewundenen Saite für
ein Musikinstrument, die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist und generell mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet
ist. Die gewundene Saite 10 weist einen Kerndraht 12 und
einen Umwicklungsdraht 14 auf, der entlang des Großteils der
Länge des
Kerndrahts 12 in schraubenlinienförmigen Wicklungen 16 um
den Kerndraht 12 gewickelt ist. Jede Wicklung 16 des
Umwicklungsdrahts 14 befindet sich in Kontakt mit den benachbarten
Wicklungen 16 und in Kontakt mit dem Kerndraht 12.
Der Kerndraht 12 der Saite kann aus jedem beliebigen geeigneten
Material bestehen. Zu den üblicherweise
für die
Kerndrähte
verwendeten Materialien zählen – ohne auf
diese beschränkt
zu sein – leitfähige Metalle,
Nylon und Seide. Der Umwicklungsdraht 14 kann ebenfalls
aus jedem beliebigen geeigneten Material bestehen. Zu den üblicherweise
für die
Umwicklungsdrähte
verwendeten Materialien zählen – ohne auf
diese beschränkt
zu sein – leitfähige Metalle.
Häufig
werden für
einen oder beide der Drähte
Stahllegierungen und Nickellegierungen gewählt. Eine weitere übliche Praxis
besteht im Elektroplattieren des Kerndrahts und der Umwicklungsdrähte oder
beider Arten von Drähte
mit Gold oder einem anderen geeigneten leitfähigen, korrosionsresistenten
Material.
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Die
Topologie der schraubenlinienförmigen Wicklungen 16 des
Kerndrahts und der Kerndraht 12 erzeugen eine Abfolge von
Leerräumen
und Spalten, die zwischen den übereinandergelegten
Oberflächen der
gewundenen Saite 10 angeordnet sind. Da keine exakt definierte
Begrenzung der Leerräume
und Spalte existiert, ist entsprechend der vorliegenden Offenbarung
eine Vorkehrung vorgesehen, gemäß derer
die Innenfläche 36 der
gewundenen Saite 10 durch Teile der Umwicklungsdrahtfläche 32 und
der Kerndrahtfläche 30 gebildet
ist, die vor direktem Kontakt mit zum Spielen der Saite 10 verwendeten
Gegenständen
abgeschirmt sind. Zu den Gegenständen,
mit denen die gewundene Saite 10 gespielt werden kann,
zählen
die Hand und die Finger des Musikers, ein Plektron und ein Bogen.
Die Außenfläche 34 der
gewundenen Saite 10 bildet den Rest der Flächen.
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Diese
Spalten und -leerräume
sind gewissen Schwankungen hinsichtlich ihrer Position, Größe und Form
ausgesetzt, da sich die Wicklungen 16 relativ zu dem Kerndraht 12 und
relativ zu benachbarten Wicklungen 16 bewegen. Wie aus 2A ersichtlich,
werden die oben beschriebenen Spal ten und -leerräume in ihrer Gesamtheit als
Zwischen-Leerräume 20 bezeichnet. 2A zeigt
eine quergeschnittene Einzelansicht der gewundenen Saite 10, wobei
die Nebeneinanderlage der kreisförmigen Querschnitte
zweier benachbarter Wicklungen 16 miteinander und mit dem
Rand des halbebenen Querschnitts des Kerndrahts 12 dargestellt
ist. Die Zwischen-Leerräume 20 weisen
zwei Typen von Unterbereichen auf, die gezeigt sind. Wicklungs-/Wicklungs-Spalte 24 sind
durch die Oberflächen
benachbarter Wicklungen 16 definiert, und diese sind in 2A durch
den doppelten konvexen Bereich an jeder Seite des engsten Näherungspunktes
eines kreisförmigen
Querschnitts benachbarter Wicklungen 16 mit dem anderen
gezeigt. Es versteht sich, dass sich Form und Größe derartiger Wicklungs-/Wicklungs-Spalte 24 verändern, wenn
die Saite 10 schwingt. Die Oberflächen benachbarter Wicklungen 16 bewegen
sich aus einem Zustand einer tatsächlichen gegenseitigen Berührung bis
in einen Zustand, in dem weitere Öffnungen existieren als bei Nichtschwingungsbedingungen.
In ähnlicher
Weise bilden die Oberflächen
der Wicklungen 16 und des Kerndrahts 12 Wicklungs-/Kern-Spalte 22,
und diese sind in 2A durch den einfachen konvexen
Bereich an jeder Seite des engsten Näherungspunktes des kreisförmigen Querschnitts
der Wicklung 16 mit dem Rand des halbebenen Querschnitts
des Kerndrahts 12 gezeigt. Die Wicklungs-/Kern-Spalte 22 verschieben
sich in ihrer Position, wenn während
des Schwingens die Wicklungen 16 entlang des Kerndrahts 12 hin-
und hergleiten.
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Gemäß den nun
zu erläuternden 2B-2C umfasst
die Erfindung ferner ein hydrophobes Polymermaterial 50,
das in den Zwischen-Leerräumen 20 angeordnet
ist. In 2B ist das hydrophobe Polymermaterial 50 bei
Anhaftung an der Innenfläche 34 der
gewundenen Saite 10 gezeigt. Wie noch im Zusammenhang mit
dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung
beschrieben wird, ist gemäß dem hier
beschriebenen Ausführungsbeispiel
das hydrophobe Polymermaterial 50 das chemische Produkt
einer polymeren gelösten Stoffs,
der in einer flüssigen
Polymerlösung
aufgelöst ist.
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Eine
flüssige
Polymerlösung,
die sich als geeignet für
die vorliegende Erfindung erwiesen hat, ist das unter der Marke
FluoroPel vertriebene fluoraliphatische Polymer in einem fluorlöslichen
Polymer von Cytonix Corporation, 8000 Virginia Manor Road, Beltsville,
MD 20705. Bei den FluoroPel-Polymeren handelt
es sich um hydrophobe Polymere, die niedrige Oberflächenenergien
und geringe biomolekulare Absorption aufweisen und organische Lösungsmittel absondern.
Es kann auch jedes andere Polymer zweckmäßig verwendet werden, das hydrophob,
geschmeidig und bei Berührung
unschädlich
ist. Obwohl kein destruktiver Test durchgeführt wurde, um die Verteilung
des hydrophoben Polymermaterials 50 in den Zwischen-Leerräumen 20 zu
analysieren, ist anzunehmen, dass die flüssige Polymerlösung FluoroPel
mit den Oberflächen
der gewundenen Saite 10 reagiert, wie es ansonsten auch
bei anderen Herstellungsvorgängen
gängig
ist, bei denen FluoroPel oder andere geeignete flüssige Polymerlösungen verwendet
werden.
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In 2B,
auf die nochmals verwiesen wird, ist das hydrophobe Polymermaterial 50 bei
Anhaftung an der Innenfläche 34 der
gewundenen Saite 10 gezeigt. In den Bereichen, in denen
es in kohäsiven Beschichtungen 52 anhaftet,
bildet das hydrophobe Polymermaterial 50 Barrieren, die
wasserabweisend sind und verhindern, dass Wasser und wasserlösliche Säuren und
Salze die derart beschichteten Oberflächen der Wicklungen 16 oder
des Kerndrahts 12 erreichen. Jedes beliebige anhaftende
Polymer mit einer mittleren Oberflächenenergie von höchstens
24 Dyn/cm ist hinreichend hydrophob, um zufriedenstellend zu sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat
das hydrophobe Polymermaterial 50 eine Oberflächenenergie
von höchstens
10 Dyn/cm und mit guter Wirkung feuchtigkeitsabstoßend. Ferner
hat das hydrophobe Polymermaterial 50 gemäß dieser
Ausführungsform
eine mittlere Dicke von 1 Mikrometer oder mehr und vorzugsweise
eine mittlere Dicke von 3 bis 6 Mikrometer. Es können auch andere geeignete
hydrophobe Polymermaterialien 50 gewählt werden, die kohäsive, dauerhafte
hydrophobe Beschichtungen 52 mit größerer oder kleinerer Dicke
als bei dieser Ausführungsform
aufweisen. Es wird angenommen, dass der Zu sammenhalt einer Beschichtung
aus hydrophobe Polymermaterial 50 durch mindestens eine
gewisse Vernetzung von Polymeren verbessert wird. Das hydrophobe
Polymermaterial 50 gemäß dieser
Ausführungsform
enthält
mindestens 5 Gewichts-% an vernetztem Polymermaterial.
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Ferner
wird auf der Basis der gut bekannten Beschaffenheit des verwendeten
flüssigen
Lösungsmittels
angenommen, dass das hydrophobe Polymermaterial 50 kovalent
mit der Innenfläche 34 der gewundenen
Saite 10 verbondet wird. Insbesondere reagiert das hydrophobe
Polymer der Flüssiglösung FluoroPel
mit den verschiedenen Metalloxiden, die an der Oberfläche eines
Metalls oder einer Metall-Legierung vorhanden sind. Es wird angenommen,
dass die zur Herstellung des Kerndrahts 12 oder des Umwicklungsdrahts 14 verwendeten
Materialien mindestens eine Art von Oxiden von Eisen, Nickel, Gold, Kupfer,
Zink oder Aluminium enthalten. Auch zahlreiche andere hydrophobe
Polymermaterialien gehen Vernetzungsreaktionen ein, die in einer
kovalenten Verbindung mit Oxiden von Eisen, Nickel, Gold, Kupfer,
Zink oder Aluminium resultieren und anstelle des hydrophoben Polymermaterials 50 dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch von der Ausbildung elastischer Barrieren
durch das hydrophobe Polymermaterial 50 profitieren, die
das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen in die Zwischen-Leerräume 20 verhindern
und somit zur Verhinderung von Korrosion beitragen. Es ist anzunehmen,
dass bei dieser Ausführungsform
der Erfindung für
das Verhindern von Korrosion elastische Barrieren im Vergleich zu
der Wirksamkeit hydrophober Beschichtungen nur von sekundärer Wichtigkeit sind.
Bei anderen Ausführungsformen
jedoch können elastische
Barrieren bereits für
sich genommen ausreichend sein, um eine Korrosion der gewundenen Saite 10 zu
verhindern oder zu reduzieren.
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Das
hydrophobe Polymermaterial 50 gemäß dieser Ausführungsform
ist ebenfalls ein Elastomer. Es wird angenommen, dass das hydrophobe elastomere
Polymermaterial 50, wenn es wie bei dem nachstehend beschriebenen
Herstellungsverfahren in den Zwischen-Leerräumen angeordnet wird, elastische
Barrieren an den Spalten der Zwischen-Leerräume 20 bildet. In
der nun zu erläuternden 2C ist
ein hydrophobes elastomeres Polymermaterial 50 unter derartiger
Anordnung gezeigt, dass es eine Wicklungs-/Kern-Barriere 54 an
dem Wicklungs-/Kern-Spalt 22 bildet und in ähnlicher
Weise eine Wicklungs-/Wicklungs-Barriere 56 an dem Wicklungs-/Kern-Spalt 24 bildet.
Wie nachstehend beschrieben wird, ist das hydrophobe elastomere
Polymermaterial 50 dieser Ausführungsform in den Zwischen-Leerräumen unter
Verwendung von 2 Gewichts-% oder 4 Gewichts-% an gelöstem Stoff
mit löslicher
flüssiger
Polymerlösung
angeordnet. Man nimmt an, dass eine Erhöhung des Gewichtsanteils auf
10% in einer leichteren Ausbildung von Barrieren, insbesondere der
Wicklungs-/Wicklungs-Barrieren 56,
resultiert. Es können
zahlreiche elastomere Polymerlösungen
anstelle der FluoroPel-Flüssigpolymerlösung verwendet
werden, um wirksame elastische Barrieren zu bilden.
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Im
Zusammenhang mit 3-6 wir nun das
Verfahren zum Herstellen der gewundenen Saite 10 weiter
beschrieben.
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Gemäß 3 wird
eine unbehandelte gewundene Saite 10A mit einem Kerndraht 12 und
einem Umwicklungsdraht 14 wie oben beschrieben über einem
Bad aus flüssiger
Polymerlösung 60 aufgehängt, die
sich in einem Reservoir 62 befindet. Die flüssige Polymerlösung 60 weist
ein Lösungsmittel und
einen polymeren gelösten
Stoff auf. Der polymere gelöste
Stoff kann Monomere, Polymere oder Co-Polymere oder eine Kombination
daraus aufweisen. Das Endprodukt sollte jedoch ein hydrophobes Polymermaterial 50 aufweisen.
Das Lösungsmittel
ist typischerweise ein nichtwässriges
Lösungsmittel.
Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung ist das Lösungsmittel
ein fluoriertes Lösungsmittel.
Bei dieser Ausführungsform
weist die flüssige
Polymerlösung 60 mindestens
2 Gewichts-%, vorzugsweise mindestens 4 Gewichts-% an fluoraliphatischem
gelösten Polymer
auf.
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Gemäß 4 ist
der Großteil
der Länge
der unbehandelten gewundenen Saite 10A in das Bad aus flüssiger Polymerlösung 60 eingetaucht
und kann über
einen Zeitraum durchweichen, um ein Eindringen in die Wicklungs-Wicklungs-Spalte 24 und ein
Ablagern der flüssigen
Polymerlösung 60 in
den Zwischen-Leerräumen 20 zu
ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform
kann die Saite mindestens 10 Sekunden und vorzugsweise ungefähr 15 Sekunden lang
verweilen. Die Durchweichzeit wird von der Viskosität der flüssigen Polymerlösung 60 und
der Breite der Wicklungs-Wicklungs-Spalte 24 bestimmt. Ein Biegen
der unbehandelten gewundenen Saite 10A im Bad zum Öffnen der
Wicklungs-Wicklungs-Spalte 24 kann die Durchweichzeit reduzieren.
Es ist auf dem Sachgebiet ebenfalls bekannt, das Durchweichenlassen
durchzuführen,
während
das Bad und die Saite Niederdruckbedingungen ausgesetzt sind. Dadurch
wird in den Zwischen-Leerräumen
befindliche Luft schneller verdrängt.
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In 5 ist
die unbehandelte gewundene Saite 10A aus dem Harzbad entnommen
und verbleibende flüssige
Polymerlösung 60 von
der Oberfläche entfernt
worden. Bei dieser Ausführungsform
ist Abwischen das bevorzugte Verfahren zum Entfernen von Restlösung, obwohl
ersichtlich ist, dass andere Verfahren, wie z.B. das Verwenden von
Druckluft oder ein zweites Bad in einem Spül-Lösungsmittel ebenfalls angewendet
werden können.
Bei dieser Ausführungsform
erfolgt das Abwischen durch Drücken
der unbehandelten gewundenen Saite 10A gegen einen Abwischrand,
wie z.B. den Rand eines elastischen Abstreifers. Bei dieser Ausführungsform wird
die unbehandelte gewundene Saite 10A durch eine vorzugsweise
kreisförmige Öffnung 66 in
einem Blatt aus elastischem Material 64, wie z.B. einem
Rakelmaterial, gedrückt.
Die Öffnung 66 wird
von dem unbehandelten gewundenen Draht 10A fest verschlossen,
und der Draht wird durchgezogen, um die flüssige Polymerlösung 60 von
der Außenfläche 36 des
unbehandelten gewundenen Drahts 10A zu reinigen. Die derart
entfernte flüssige
Polymerlösung 60 kann
aufgefangen und wiederverwendet werden. Die flüssige Polymerlösung 60 verbleibt
in den Zwischen-Leerräumen 20.
Es ist nicht erforderlich, dass das gesamte Volumen der Zwischen-Leerräume 20 vollständig gefüllt ist,
doch je stärker
das Volumen gefüllt
ist, desto besser ist die gewundene Saite 10 gegen Verschleiß geschützt.
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Alternativ
zeigt 6 ein flaches wannenartiges Reservoir 68,
das die flüssige
Polymerlösung 60 enthält. Die
unbehandelte gewundene Saite 10A kann in das flache Bad
gelegt werden und durchweichen, wie oben beschrieben. Die unbehandelte
gewundene Saite 10A kann dann herausgenommen und derart
durch den elastischen Abstreifer gezogen werden, wie in 5 gezeigt.
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Nach
dem Entfernen der überschüssigen flüssigen Polymerlösung 60,
wie in 5 gezeigt, wird die unbehandelte gewundene Saite 10A behandelt,
um ein hydrophobes Polymermaterial 50 aus der in den Zwischen-Leerräumen 20 verbleibenden
flüssigen
Polymerlösung 60 zu
erzeugen. Bei dieser Ausführungsform
bewirkt die Behandlung, dass die Monomere in der flüssigen Polymerlösung 60 eine Kondensationssynthesereaktion
eingehen. Die Behandlung bewirkt ferner ein Anhaften des hydrophoben
Polymermaterials 50 an der Innenfläche 34 der gewundenen
Saite 10. Bei dieser Ausführungsform wird angenommen,
dass ein solches Anhaften von kovalenten Vernetzungen zwischen dem
Polymer und Metalloxiden in den Legierungen der gewundenen Saite 10 bewirkt
wird.
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Die
flüssige
Polymerlösung
FluoroPel 60 kann in einer Umgebung von 20 °C bis 150 °C behandelt
werden. Bei dieser Ausführungsform
werden die unbehandelten gewundenen Saiten 10A aufgehängt, damit
sie mindestens 8 Stunden lang in einer Reinraumumgebung trocknen,
die bei Umgebungstemperaturen und vorzugsweise bei einer Temperatur
zwischen 20 °C
und 25 °C
gehalten wird. Da normale Umgebungstemperaturen bei ungefähr 20 °C liegen, ist
zum Behandeln der FluoroPel-Lösung
keine Erwärmung
erforderlich. Wenn jedoch kürzere
Behandlungszeiten gewünscht
sind, wird angenommen, dass wesentlich kürzere Behandlungszeiten durch Erwärmen des
Reinraums zum Aufrechterhalten einer Umgebungstemperatur zwischen
70 °C und
90 °C erreicht
werden können.
Bei anderen hydro phoben Polymerlösungen
können
andere Behandlungstemperaturen und Trocknungszeiten erforderlich sein.
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Das
bei diesen Herstellverfahren erzielte Endergebnis besteht in einer
gewundenen Saite 10, wie in 1 gezeigt,
die korrosionsresistent ist und die eine längere Lebensdauer aufweist.
Durch Einbringen solcher hydrophoben Polymere in die Wicklungs-Spalte
einer gewundenen Saite wird die Lebensdauer der Saite ohne wesentliche
Auswirkung auf den natürlichen
Ton der Saite verlängert.
Anders als bei einer beschichteten Saite, wie z.B. der von D'Addario und Martin
verkauften, oder einer umwickelten beschichteten Saite, wie z.B.
der Elixir-Saite, haftet das Schutzmaterial bei der vorliegenden
Erfindung an den Innenflächen 34 der
gewundenen Saite 10 in den Zwischen-Leerräumen 20,
während
die Außenfläche 36 der
gewundenen Saite 10 unbehandelt bleibt. Anders als bei
der Behandlung von Lazarus wird bei der erfindungsgemäßen Behandlung
eine hydrophobe Beschichtung angebracht, um Feuchtigkeit und wasserlösliche korrosive
Agenzien abzustoßen.
Dadurch werden die Wicklungen und der Kerndraht gegen Korrosion
und das Ausgesetztsein gegenüber
Feuchtigkeit, Schmutz und anderen Verschmutzungsstoffen, die die
Lebensdauer einer herkömmlichen
gewundenen Saite verkürzen,
geschützt.
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Es
ist somit ersichtlich, dass mit der vorliegenden Erfindung auf einfache
Weise die genannten sowie die inhärenten Zwecke und Vorteile
erzielt werden. Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
im Rahmen der vorliegenden Offenbarung erläutert und beschrieben worden
sind, können
von Fachleuten auf dem Sachgebiet zahlreiche Änderungen an den Teilen und
Schritten durchgeführt
werden, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen,
die in den beiliegenden Patentansprüchen definiert ist.
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Somit
sind zwar bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung einer neuen und sinnvollen Behandlung
der Saiten mit einem hydrophoben Polymer beschrieben worden, diese
Referenzen dürfen
jedoch nicht als den Schutzumfang dieser Erfindung einschränkend angesehen
werden, der in den nachstehenden Patentansprüchen festgelegt ist.