NO179457B - Flytbar streng og fremgangsmåte for dens fremstilling - Google Patents

Description

FLYTBAR STRENG OG FREMGANGSMÅTE FOR DENS FREMSTILLING

Foreliggende oppfinnelse angår en flytbar streng av den art som er angitt i innledningen til krav 1, såvel som en fremgangsmåte for fremstilling av en sådan flytbar streng og slik som angitt innledningen til krav 3.

Oppfinnelsen gjelder særlig en flytbar streng av den art som kan anvendes som toppline for et garn. Kravene til en sådan toppline er store, i den utstrekning det gjelder oppdrift, værbestandignet og lett håndterbarhet.

Inntil nå er det blitt anvendt en streng hvor det er anordnet flytestykker, f.eks. av celleformet polystyren, med jevne mellomrom. Disse stykker utgjør vanskeligheter ved håndtering av strengen, da nevnte stykker har en tendens til å bli innviklet i strengen, med hverandre, samt med garnet, særlig når garnet skal tas opp.

Videre er en streng med flytestykker tredd på et garn med korte mellomrom samt en fletning i plastmaterial flettet rundt garnet og flytestykkene, kjent på markedet. Det har da vært mulig å delvis fjerne de ovenfor nevnte ulemper. Fremstillingen av vedkommende streng er imidlertid arbeids-krevende og den har videre ikke tilstrekkelig oppdrift. På

grunn av sin konstruksjon er strengen lett utsatt for skader.

Det er et formål for den foreliggende oppfinnelse å fjerne de ovenfor nevnte ulemper og frembringe en flytbar streng som i kombinasjon er lett å fremstille, har gode flyteegenskaper, utgjor en sterk konstruksjon samt er enkel å håndtere. For å oppnå dette har strengen i henhold til oppfinnelsen hovedsakelig de særtrekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. I det tilfelle flytematerialet i det indre av strengen er fornettet eller ikke-fornettet plastisk termoplastmaterial og strengen i lengderetningen er utformet med et sammenhengende kjerneparti med konstant tverrsnitt eller et kjerneparti som vekselvis utvides og innsnevres på bølge-lignende måte, utgjør strengen en sterk konstruksjon og har god oppdrift. For å nedsette strengens densitet er tomrom anordnet i termoplastmaterialet. På grunn av det material som anvendes i strengen er den også lett å fremstille, f.eks. ved ekstrudering.

De tomrom som nedsetter densiteten er fortrinnsvis frembragt ved utforming av strengens kjerneparti i skumplastmaterial. Det plastmaterial som anvendes i strengen omfatter fortrinnsvis ett eller flere polyolefiner, slik som polyetylen (HDPE, LDPE, LLDPE) eller kopolymerer av et polyolefin, slik som etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA). De ovenfor nevnte plast-materialer har fordelaktige egenskaper for det foreliggende bruk, idet disse egenskaper omfatter god plastisitet, bøye-lighet, seighet, værbestandighet, såvel som en iboende lav densitet.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Figur 1 viser et lengdesnitt gjennom en streng i henhold til oppfinnelsen, Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom en alternativ utførelse av strengen, Figur 3 viser et lengdesnitt gjennom en annen alternativ utførelse av strengen, Figur 4 viser skjematisk et apparat som anvendes for fremstilling av strengen, idet fremgangsmåtens fremstillingstrinn også er angitt skjematisk, og Figur 5 viser et snitt gjennom en trekkdyse anvendt for fremstilling av strengen.

Det indre av den streng som er vist i figurene 1-3, omfatter flytematerial 1 med en densitet lavere enn 1,0. Dette flytematerial utgjør et kjerneparti i lengderetningen av strengen. I det tilfelle som er vist i figur 1, har kjernepartiet et tverrsnitt av konstant størrelse samt hovedsakelig sirkulær form i en retning vinkelrett på strengens lengderetning. Kjernepartiet omfatter videre en kjernetråd 3 som flytematerialet 1 er anbragt rundt og som fortrinnsvis består av varmebestandig fiber, slik som karbonfiber. For økning av bøyeligheten er innsnitt 2 utført i kjernepartiet med innbyrdes avstand i strengens lengderetning, samt med utstrekning over en del av flytematerialets tverrsnitt, således at disse innsnitt ikke fullstendig skjærer gjennom flytematerialet 1 og deler det opp i helt separate deler i lengderetningen av strengen. Figur 2 viser en alternativ utførelsesform av strengen, som her ikke har et tverrsnitt av konstant størrelse for kjernepartiet, hvis tverrsnitt derimot varierer i strengens lengderetning, for med jevne mellomrom å danne tykkere områder la på bølgelignende måte. Ved dette arrangement oppnås for strengen et utseende som mer ligner en tradisjonell toppline for et garn. De ovenfor beskrevne innsnitt er da påført mellom de tykkere partier la. Figur 3 viser en alternativ utførelse hvor områder med bare kjernetråd 3 i kjerneområdet uten omgivende flytematerial 1 er efterlatt i strengen mellom de tykkere partier la i figur 2. I dette tilfelle har de tykkere partier også en bølgelig-nende eller "skyttellignende" utforming, hvilket vil si at deres tverrsnitt varierer jevnt i strengens lengderetning ved utvidning og innsnevring. Figurene 1-3 viser også en overflatefletning 4 på strengens overflate flettet rundt kjernepartiet. Denne fletning kan være utført i et hvilket som helst vanlig flettematerial, f.eks. et passende plastbånd. Overflatefletningen ligger an mot det indre av strengen langs hele strengens lengdestrek-ning, hvilket vil si også mot den frilagte kjernetråd 3 mellom de tykkere partier i la, slik det er vist i figur 3.

Plastmaterialet 1 som danner kjernepartiet omfatter én eller flere polyolefiner, slik som polyetylen, eller kopolymerer av et polyolefin, slik som etylen-vinylacetat-kopolymer. De førstnevnte er vanlig kjent ved forkortelsene HDPE, LDPE og LLDPE alt efter deres egenskaper, særlig densiteten av det anvendte material, mens det sistnevnte er vanlig kjent ved forkortelsen EVA. De ovenfor nevnte materialer kan anvendes som flytematerial 1 i strengens kjerneparti enten hver for seg eller blandet med hverandre. Densiteten av nevnte material kan senkes betraktelig ytterligere ved å danne tomrom, slik som kaviteter og/eller bobler i kjernepartiet under fremstillingen. I praksis kan dette oppnås ved oppskumming av det anvendte plastmaterial, idet med andre ord et skummiddel eller ekspansjonsmiddel (oppblåsningsmiddel) innføres i materialet ved fremstilling av strengens kjerneparti. Forskjellige slike midler er kjent innenfor plastmaterial-teknologien. Et middel som befinner seg i gassform eller utvikler gass ved plastmaterialets formingstemperatur, og som således frembringer bobler og/eller kaviteter i det smeltede plastmaterial, kan gjøre tjeneste som skummiddel. Azodikarbonamid eller 1,1-azobisformamid kan nevnes som eksempler på et sådant skummiddel.

Det plastiske termoplastmaterial kan også være fornettet før det størkner. Dette alternativ er fordelaktig, særlig når polyetylen anvendes. Et passende peroksyd kan anvendes som fornettingsmiddel og fornettingen kan f.eks. induseres ved hjelp av UHF-stråling.

Forsøk er blitt utført med forskjellige termoplastmaterialer og forskjellige skummidler for å finne et passende flytematerial. En blanding av LDPE og EVA, hvor andelen av vinylacetat-monomer er ca. 8 % av den totale vekt av polymerblan-dingen, har gjort det mulig å oppnå strengkjernepartier med en densitet innenfor 0,35 til 0,5. Samme densiteter er oppnådd ved anvendelse av utelukkende LDPE, LLDPE eller EVA som råmaterial. Hvis EVA eller en blanding av polyetylen og EVA anvendes, er andelen av vinylacetat-monomer fortrinnsvis 3 til 40 vekt%. I alle tilfeller kan skummiddel anvendes, alt efter sin virkning i mengdeandelen 0,5 til 5 vekt% av den totale mengde av plast-råmaterialet. Når azodikarbonamid anvendes som skummiddel, er dets andel vanligvis 0,5 til 1,5 %. Noen av de oppnådde resultater er angitt i den efterfølgende tabell, hvor egenskapene av de oppnådde prøve-stykker fremstilt ved sprøytestøping er beskrevet.

Figur 4 viser et viser et praktisk arrangement for fremstilling av strengen i henhold til oppfinnelsen. Denne streng er fremstilt ved ekstrudering i en ekstruder angitt ved 5 i figur 3. Smeltet plastmaterial ekstruderes til et sammenhengende kjerneparti av strengen gjennom en dyse 5a, således at det omgir kjernetråden, som trekkes som en fortløpende tråd ut fra dysen 5a ved hjelp av en efterbehandlingsinnret-ning for strengen, men som er i for seg kjent og derfor ikke vil bli beskrevet mer detaljert. Det granulære plast-råmaterial og pulverlignende skummiddel tilføres ekstruderen på det sted som er angitt ved pilen A. Plastmaterialet smelter inne i ekstruderen, hvorefter oppskumming finner sted ved utløpet på det smeltede plastmaterial fra dysen 5a eller på"selve dysestedet. Det oppskummede plastmaterial som kommer ut fra dysen 5a bringes til å størkne omkring kjernetråden 3, og denne størkning kan påskyndes ved å sørge for nedkjøling av linen. Derefter påføres på stedet C innsnitt 2 ved hjelp av en passende innretning, f.eks. en kniv som utfører en jevn kuttebevegelse, mens kjernetråden 3 og det omgivende flytematerial kontinuerlig passerer kuttestedet C. I strengens bevegelsesretning efter stedet C flettes et overflatelag 4 omkring kjernepartiet på stedet D og dette fremstillingstrinn kan utføres ved hjelp av velkjente automatiske omspinnings-maskiner. Vanligvis kan da utstyr som er alminnelig kjent for strengfremstilling anvendes som efterbehandlingsutstyr for strengen. Videre kan velkjente fremgangsmåter utnyttes for temperaturregulering ved ekstruderingen.

Innsnittene 2 kan også utformes i strengen ved utnyttelse av en fremgangsmåte hvor motsatte bevegelige plater eller roterende skiver fortanner kjernepartiet mens plastmaterialet fremdeles befinner seg i deformerbar tilstand.

Ekstruderingstemperaturen innstilles fortrinnsvis til et område fra 180 til 145° ved temperatursenkning fra 180° ved materialtilførselen til 140° ved dysen.

Ved anvendelse av polyolefiner eller kopolymerer av disse, slik som EVA, kan deres polymerkjeder fornettes ved anvendelse av en passende peroksyd som fornettingsmiddel, som under passende forhold tjener til å innlede fornettings-reaksjonen. Fornettingsmiddelet tilføres ekstruderen, og fornettingen induseres ved høyaktiv stråling, slik som en UHF-stråling, f.eks. umiddelbart på det sted hvor plastmaterialet drives ut av dysen (punkt B). Aktiveringen av peroksy-dene kan også oppnås termisk, og på den annen side kan bestråling alene også frembringe fornetting av polymerkjeden.

Flere strenger kan fremstilles ved anvendelse av én ekstruder 5 ved å forsyne den med flere dyser, slik som vist i figur 5. I denne figur er det vist tre dyser 5a, som lar sin kjernetråd 3 passere gjennom. Kjernetrådene løper fra hver sin respektive åpning 5b inn i et kammer 5d som ligger mellom den ene ende av ekstruderingsskruen 5c og dysene 5a, og de passerer så gjennom det smeltede plastmaterial inne i kamme-ret frem til dysene 5a. Enhver tilsvarende anordning som anvendes i plastteknologien kan anvendes som en ekstruder. I den anordning som er vist i figur 5, smalner strømingskam-merets 5c tverrsnitt i strømningsretningen for plastmaterialet, idet denne avsmalning er antydet ved stiplede linjer. På denne måte kan opprettholdelse av et tilstrekkelig høyt trykk sikres, således at oppskummingen bare vil kunne finne sted ved dysen 5a eller umiddelbart efter denne.

De tykkere områder la som er vist i figurene 2 og 3 kan også fremstilles ved ekstrudering, enten ved periodisk å forandre ekstruderingstakten for plastmaterialet gjennom dysen 5a, som da er av konstant størrelse, eller å mekanisk forandre diameteren av dysen 5a på periodisk måte. Overflatelaget 4 kan også flettes omkring et kjerneparti av denne art, ved utnyttelse av automatisk omspinningsutstyr. Det bør bemerkes at hvis man ønsker å øke strengens styrke, kan to eller flere paralleltløpende kjernetråder føres gjennom samme dyse mens plastmaterialet formes omkring trådene.

Fordelen ved en ekstruderingsmetode er produksjonstakten, f.eks. sammenlignet med fremgangsmåter hvor en overflatefletning er pakket omkring separate gjenstander med det formål å fremstille en kontinuerlig streng. Det bør også bemerkes at kjernepartiet kan fremstilles ved utnyttelse av oppfinnelsens fremgangsmåte uten noen som helst omspinning, hvorefter det således oppnådde halvfabrikat kan lagres i et mellomlager eller eventuelt transporteres bort, mens påføringen av overflatelaget kan utføres senere.

Strengen i henhold til oppfinnelsen er særlig egnet for anvendelse under fiske som toppline på et overflategarn

. eller et nedsenket nett, og i denne forbindelse er det ved uttrykket "flytbar streng" ment en streng som kan flyte på vannoverflaten i vektløs tilstand. Tverrsnittet av kjernetråden er i den ovenfor nevnte fiskegarnanvendelse mindre enn 1 mm og den "effektive" diameter av flytematerialet i

strengen er 3 til 10 mm, alt efter den ønskede oppdrift. Med effektiv diameter er her ment diameteren av en sirkel med et areal tilsvarende det tverrsnittareal som oppnås ved å dele det totale volum av flytematerialet med strengens lengde. Oppskummingsgraden, som kan reguleres i samsvar med den benyttede mengde av et skummiddel, fastlegges av den nedsenk-ningsdybde som skal anvendes. Strenger som nedsenkes til en betraktelig dybde må ha mindre andel av bobler og/eller kaviteter i flytematerialet, for derved å bedre kunne tåle vanntrykket.

Strengen i henhold til oppfinnelsen har følgende gunstige egenskaper:

- frostbestandighet,

- bestandighet overfor sollys,

- bestandighet overfor olje, løsningsmidler etc,

- bestandighet overfor trykk, god strekkfasthet,

- bøybarhet uten å briste.

Noen forsøk er blitt utført med en streng i henhold til oppfinnelsen for å utprøve strengens egnethet for anvendelse under strenge omstendigheter i sjøvann. Forsøkene ble utført i sjøvann ved 7°C.

En streng fremstilt fra polyetylen av LLDPE-klasse ved anvendelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen (vekt 12,0 g/m, total diameter ca. 7,0 mm og diameteren av kjernepartiet ca. 5,5 mm, strekkfasthet 148 kp, hvilket vil si 38 N/m<2> i tørr tilstand) krevde en tyngde på 11,3 g/m for å kunne nedsenkes i vann. Trykkmotstanden ble utprøvet i et prøvekammer, hvor et vanntrykk tilsvarende en dybde på

1000 m ble frembragt. Strengen ble funnet å ha overraskende gode trykkbestandighetegenskaper, hvilket kan anskueliggjøres ved det forhold at strengen opprettholdt sin oppdrift ved dette trykk (hvilket viste seg ved at en strengseksjon med lengde 1,75 m antok en stilling rett opp og ned når dens ene ende ble festet 'til bunnen av prøvekammeret).

Strengen ble også utsatt for langtidsprøvning ved et trykk tilsvarende en dybde på 1000 m under samme forhold som angitt ovenfor. Vektøkningen efter to dager var ca. 40 % på grunn av inntrengende vann, men denne økning var likevel tilstrekkelig liten til at strengen beholdt sin oppdrift. Videre ble det observert at når strengen fikk muligheter for å tørke i luft efter forsøket, avtok vektøkning til 6 % og efter 5 dager var den bare 0,5 %. Inntrengningen av vann i strengen var således reversibel.

Strengens gode stabilitet kan fremdeles anskueliggjøres ved det forhold at når strengen ble belastet med en masse på

75 kg (en belastning på ca. 740 N), var dens forlengelse

20 %, men når belastningen opphørte vendte strengen tilbake til sin opprinnelige lengde.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til bare de utførel-seseksempler som er angitt i beskrivelsen, men kan modifise-res innenfor oppfinnelsens ramme, slik den er fastlagt ved patentkravene. Forskjellige plastiske termoplastmaterialer og blandingsforhold såvel som mengdeandelen av skummiddelet kan således velges i samsvar med den ønskede endelige densitet, idet dette valg naturligvis også påvirkes av omkostningsfak-torer. Forskjellige polyetylen-graderinger, særlig LDPE og LLDPE viste seg å være gode, såvel som etylen-vinylacetat-kopolymerer, foretrekkes på grunn av deres lave pris. Fordelen ved polyolefiner og kopolymerer av disse er deres iboende lave densitet og gode bestandighet overfor omgivel-sesforhold, slik som sjøvann.

Claims (6)

1. Flytbar streng, særlig for bruk som toppline på garn, hvor det indre av strengen omfatter flytematerial (1) med densitet lavere enn 1,0, og som er fremstilt fra plastisk termoplastmaterial, hvori tomrom er anordnet for å nedsette densiteten, idet plastmaterialet i strengens lengderetning danner et sammenhengende kjerneparti med konstant tverrsnitt eller et kjerneparti som vekselvis utvides og innsnevres på bølgelignende måte, karakterisert ved at kjernepartiet er påført innsnitt (2) i innbyrdes avstand i strengens lengderetning, med det formål å øke strengens bøybarhet.

2. Streng som angitt i et av de forutgående krav, karakterisert ved at kjernepartiet omfatter en kjernetråd (3) som strekker seg i strengens lengderetning inne i flytematerialet (1), idet nevnte tråd fortrinnsvis utgjøres av varmebestandig fiber, slik som karbonfiber.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av en flytbar streng som angitt i krav 1, hvori flytematerial med en densitet lavere enn 1,0 anordnes som det indre av strengen og utformes for i lengderetningen av strengen å danne et sammenhengende kjerneparti med konstant tverrsnitt, eller et kjerneparti som vekselvis utvides og innsnevres på bølgelignende måte, ut i fra et nedsmeltet plastisk termoplastmaterial, karakterisert ved at kjernepartiet påføres innsnitt (2) i innbyrdes avstand i strengens lengderetning.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at innsnittene (2) utføres i kjernepartiet før plastmaterialet (1) har størknet til endelig stivhet.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at innsnittene (2) gjøres i kjernepartiet efter at plastmaterialet (1) har størknet til sin endelige stivhet.

6. Fremgangsmåte som angitt i et av de forutgående krav 3 til 5, karakterisert ved at plastmaterialet bringes til å omslutte en kjernetråd (3) mens det befinner seg i nedsmeltet tilstand, hvorpå det bringes til å størkne omkring kjernetråden, som fortrinnsvis anvendes i form av varmebeståndig fiber, slik som karbonfiber.