DE2728339A1

DE2728339A1 - Verfahren zur herstellung von saiten

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Publication number: DE2728339A1
Application number: DE19772728339
Authority: DE
Inventors: Jacques Andre Robin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-29
Filing date: 1977-06-23
Publication date: 1978-01-05
Also published as: IT1076764B; GB1587931A; AU2653177A; AU513699B2; US4120146A; JPS5328760A

Description

DR.- ING. H. H. WILHELM - D I PL. - I N G. H. D AU STE R D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (0711) 29 11

Stuttgart, den 22. Juni 1977 D 533V6a Dr.W/Kl

Anmelder: Jacques Andre Robin

125 boulevard Malesherbes

Paris

Verfahren zur Herstellung von Saiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise aus Kunststoffmaterial bestehenden Saiten, sowie die nach diesem Verfahren gefertigten Saiten selbst.

Saiten, die zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen, sind bekannt. Sie werden für verschiedene Zwecke verwendet, insbesondere als Saiten für Musikinstrumente, sowie zur Bespannung von Schlägern, insbesondere Tennis-, Squash-, Badmintonschlägern usw., und auch als Sehnen für Bögen und Armbrüste, wobei die vorstehende Aufzählung lediglich Beispiele angibt. Für alle diese Anwendungszwecke müssen die Saiten, Sehnen o.dgl. bestimmte Eigenschaften hinsichtlich der Zugkraft und der Dehnung bei kurzfristiger und wiederholter Belastung aufweisen. Nach einer solchen Belastung müssen die Saiten o.dgl. schnell und vollständig auf ihre anfängliche Länge zurückkehren. Schließlich sollen die Saiten o.dgl. bei den verschiedenen im Gebrauch auftretenden Bedingungen auch eine gute Widerstandsfähigkeit besitzen, insbesondere eine gute Abriebfestigkeit, eine gute Biegsamkeit, eine weitgehende Unabhängigkeit ihrer Eigenschaften

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von den Umweltbedingungen sowie insgesamt eine gute Widerstandsfähigkeit gegen die verschiedenen Belastungen, denen sie bei ihrer Montage an den verschiedenen Trägern ausgesetzt sind, für die sie bestimmt sind.

Seit langer Zelt werden Darmsaiten für Musikinstrumente und zum Bespannen von hochwertigen Tennisschlägern verwendet. Die Erholfähigkeit dieser Darmsaiten, das heißt ihre Fähigkeit nach einer kurzen oder mehrfachen Belastung schnell und vollständig wieder die ursprüngliche Länge einzunehmen, ist hervorragend. Weiterhin ist bei Darmsaiten die Längenzunahme bzw. Dehnung in Abhängigkeit von der ausgeübten Zugkraft linear und ändert sich von Lastzyklus zu Lastzyklus praktisch nicht, was ein Indiz für das Fehlen eines Fließens ist. Die Dehnungs-Zugkraft-Kurven weisen jedoch alle Stufen bzw. Sprünge auf, welche dem Bruch gewisser Einzelfasern entsprechen, die die Darmsaite bilden oder auch der Auflösung bzw. Streckung von Windungen der mit einem Drall versehenen Saiten. Die vorstehend beschriebenen Erscheinungen verkürzen dementsprechend die Lebensdauer von Darmsaiten. Bei Darmsaiten ist die Lebensdauer deutlich dem Durchmesser derselben proportional; andererseits ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, diesen Durchmesser einfach zu erhöhen, da dies zu verschiedenen Nachteilen führt, und zwar insbesondere hinsichtlich der Längung der einer Zugbelastung unterworfenen Saite. Weiterhin haben Darmsaiten auch keine konstante Qualität, da diese Qualität von den verwendeten Därmen abhängig ist, sowie von den Lagerungsbedingungen für die Saiten und von den im Moment der Verwendung der Saiten herrschenden Feuchtigkeitsbedingungen. Schließlich ist es in Anbetracht des ausgedehnten Marktes für Saiten der betrachteten Art heute nahezu unmöglich, weiter-hin Darmsaiten mit dem bisher üblichen hohen Qualitätsstandard zu Preisen herzustellen, bei denen die Konkurrenzfähigkeit zu anderen Saiten, die in jüngster Zeit auf dem Markt erschienen sind, erhalten bleibt. In neuerer Zeit hat man tatsächlich für die oben angegebenen Zwecke einerseits Metallsaiten verwendet, die jedoch gewisse Nachteile mit sich

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bringen und andererseits verschiedene Typen von Saiten, die zumindest teilweise aus synthetischen Materialien bestehen, insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffmaterialien, nämlich:

1. monofile Saiten, die aus thermoplastischem Kunststoffmaterial extrudiert sind, beispielsweise aus Polyamid, aus modifiziertem Polyvinyl, aus Polyurethan oder aus Polyester. Die Herstellung dieser Saiten ist wirtschaftlich und sie besitzen im Gebrauch eine gute Widerstandsfähigkeit. Andererseits ergibt sich bei monofilen Saiten der Nachteil, daß sie selbst nach Belastung mit einer relativ schwachen Zugkraft aufgrund ihrer Elastizität nur langsam in ihren Ausgangszustand zurückkehren und daß sie bei einer höheren Zugbelastung eine irreversible Längung erfahren. Außerdem werden extrudierte monofile Saiten unter anderem bei niedrigen Temperaturen brüchig;

2. Saiten, die aus einem Bündel paralleler Multifilamente bestehen, die'jedoch nicht bis zum Kern bzw. zur Seele imprägniert sind, sondern lediglich, und zwar insgesamt, außen von einem Schlauch bzw. einer Hülle aus extrudiertem Kunststoffmaterial umgeben sind. Die so aufgebauten Saiten besitzen den Nachteil, daß sie gegen ein Biegen und im Gebrauch wenig widerstandsfähig sind, da ihre dünne Hülle nur eine schlechte Abriebfestigkeit besitzt.

3. Saiten aus einem flachen Bündel aus parallelen Multifilamenten, die durch Extrudieren mit thermoplastischem Material imprägniert sind, beispielsweise mit einem Polyamid, wobei das flache Bündel, der Riemen bzw. das Band, das auf diese Weise erhalten wird, anschließend bei erhöhter Temperatur verdrillt wird. Die auf diese Weise hergestellten Saiten haben den Nachteil, daß die Windungen sich auflösen, wenn die Saite einer Zugkraft unterworfen wird.

4. Saiten, die hinsichtlich ihrer Struktur gewissermaßen eine Kombination der vorstehend angeführten Typen von Saiten darstellen, beispielsweise Saiten mit einem monofilen, extru-

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dierten Kern aus thermoplastischem Material, welches zur Verstärkung mit einem Faden, einem Riemen oder Band umwickelt ist oder welcher von einer Hülle oder einem geflochtenen Schlauch umgeben ist, wobei diese Umhüllungen imprägniert sind. Das Anbringen eines Verstärkungsfadens o.dgl. erhöht die Widerstandsfähigkeit der Saite gegen ein Reißen bei Zugbelastung und verringert bei gleicher Belastung den Arbeitsgrad und das Fließen. Andererseits ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß beim Extrudieren mit relativ hohen Temperaturen gearbeitet wird, eine Schrumpfung, die wieder beseitigt werden kann, wenn die fertige Saite einer Zugbelastung unterworfen wird, so daß die Eigenschaften derartiger Saiten schlecht reproduzierbar sind.

Der überwiegende Teil der derzeit hergestellten Saiten, die zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen, besitzt Dehnungs-Zug-Kurven, die ein anfängliches Fließen offenbaren und aus denen deutlich wird, daß nach einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Belastungen eine permanente Längung zurückbleibt sowie eine Verringerung der reversiblen Dehnung. Aus all diesen Gründen sind die derzeit erhältlichen Saiten mit Kunststoffmaterialien nicht voll befriedigend, insbesondere wenn sie als Bespannung für Tennisschläger verwendet werden sollen. Zwar lassen sich die bekannten Saiten,bei denen mindestens ein Verfahrensschritt zum Extrudieren von thermoplastischen Materialien stattfindet, um insbesondere einen monofilen Kern oder eine Imprägnierung eines Bandes von Multifilamenten durchzuführen, kontinuierlich und schnell sehr wirtschaftlich herstellen; andererseits sind die künstlich hergestellten Saiten qualitätsmäßig im Vergleich zu den Darmsaiten nicht konkurrenzfähig, und zwar in erster Linie aufgrund der speziellen Eigenschaften der verwendeten thermoplastischen Materialien sowie aufgrund der Temperaturbedingungen unter denen diese Materialien verarbeitet werden müssen.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise aus Kunststoffmaterial bestehenden Saiten zu schaffen, die

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praktisch alle Vorteile von Darmsaiten haben und andererseits auch die Vorteile der vorbekannten Saiten aus Kunststoffmaterialien,jedoch ohne deren Nachteile, die vorstehend im einzelnen erläutert wurden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man mindestens einen Strang aus zueinander parallelen Multifilamenten aus Kunst- oder Naturfasern mit einem wärmehärtenden, nach der Aushärtung eine geeignete Elastizität aufweisenden Kleber imprägniert, daß man den Kleber dann eine Vorpolymerisation bis zu einem vorgegebenen Polymerisationsgrad durchlaufen läßt, daß man dann dem Strang eine Drehung erteilt, wobei man ein Auswringen seiner imprägnierten Multifilam-ente dank des entsprechenden Grades der Vorpolymerisation vermeidet, und daß man den Kleber dann vollständig polymerisieren läßt.

Bei einer ersten Art der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens imprägniert man den Strang von Multifilamenten,indem man ihn in ein Bad eines Imprägnierungsmittels eintauchen läßt, das so ausgewählt ist, daß es bei Umgebungstemperatur eine Flüssigkeit mit geringer Viskosität ist. Vor dem Vorpolymerisieren des Imprägnierungsmittels und vor dem Drehen des imprägnierten Stranges läßt man diesen durch ein Zieheisen laufen, dessen öffnungsweite so gewählt ist, daß die den Strang umgebende Schicht des Imprägnierungsmittels abgestreift wird. Aufgrund dieser "Kalibrierung" des imprägnierten Stranges vor der Vorpolymerisation des Imprägnierungsmittels und vor dem Erzeugen einer Drehung in dem Strang, bleibt das Imprägnierungsmittel nur zwischen den verschiedenen Multifilamtenten des Stranges zurück, so daß bei der fertigen Saite praktisch keine geschlossene äußere Hülle des polymerisierten Imprägnierungsmittels oder Klebers entstehen kann.

Bei einer anderen Form der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man den Strang,nachdem in diesem eine Drehung erzeugt ist, jedoch bevor eine Vorpolymerisation des Imprägnierungsmittels eingesetzt hat, das heißt also nach dem

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Imprägnieren und nach dem Erzeugen einer Drehung durch ein Zieheisen laufen, dessen öffnungsweite so gewählt ist, daß bei der fertiggestellten Saite eine äußere Hülle des polymerisierten Imprägnierungsmittels verbleibt, wobei diese Hülle eine geeignete Dicke besitzt. Eine sofche Hülle hat den Vorteil, die außenliegenden Multifilamente des Stranges zu schützen, so daß die fertige Saite eine im Gebrauch widerstandsfähige Oberfläche besitzt, was in allen Anwendungsfällen vorteilhaft ist, insbesondere jedoch dann, wenn die erfindungsgemäßen Saiten als Bespannung für Tennisschläger verwendet werden.

Anders als bei der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wo man den aus den Multifilamenten bestehenden Strang unmittelbar nach seiner Imprägnierung durch ein Zieheisen laufen läßt, ehe die Vorpolymerisation des Imprägnierungsmittels beginnt, um auf diese Weise die Entstehung einer äußeren Imprägniermittelschicht zu verhindern, besteht eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß man aus Multifilamenten bestehenden Strang erst dann durch ein Zieheisen laufen läßt, wenn bereits eine teilweise Vorpolymerisation des Imprägnierungsmittels stattgefunden hat und nachdem bereits unmittelbar im Anschluß an die Imprägnierung eine Drehung in dem Strang erzeugt wurde. Außerdem wird die öffnungsweite des Zieheisen dabei so gewählt, daß rund um den gedrehten Strang eine gewisse Schicht des Imprägnierungsmittels zurückbleibt, welche nach Abschluß der Polymerisation des letzteren auf der Außenseite der fertigen Saite eine durchgehende Hülle bildet, die eine geeignete Dicke besitzt.

Gemäß der Erfindung bestehen die Multifilamente des Stranges vorzugsweise aus aliphatischen Polyamiden, insbesondere vom Typ 6, 6-6 und 11, aus Polyestern oder aus aromatischen Polyiamiden und zwar in der Reihenfolge der Zunahme der Dehungskoeffizienten dieser Stoffe, wobei die Auswahl im Einzelfall entsprechend dem angestrebten Verbindungszweck erfolgt.

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Der Querschnitt, im allgemeinen kreisförmig, und die Anzahl der Multifilamente, die den Strang bilden, werden in Abhängigkeit von dem Zugwiderstand ausgewählt, den die fertige Saite aufweisen soll. Um eine vollständige Imprägnierung der Multifilamente zu begünstigen, beseitig^ man zuerst die in diesen nach der Herstellung vorhandene Zwirnung, die in der Größenordnung von 50 Drehungen pro Meter liegen kann. In den Fällen, in denen der Strang durch Zusammenfassen von mehreren Einzelsträngen gebildet wird, muß die bei der Herstellung der einzelnen Stränge entstandene Zwirnung vor dem Zusammenfassen zu einem einzigen Strang ebenfalls entfernt werden. Tatsächlich zeigt die Erfahrung, daß die Imprägnierung der Multifilamente bzw. der einzelnen Stränge, umso besser ist, je geringer die restliche Drehung derselben ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß man ein Imprägnierungsmittel auswählen, welches eine ausreichend niedrige Viskosität besitzt, um die Multifilamente des Stranges vollkommen zu durchfeuchten, insbesondere bei Zimmertemperatur und welche nach dem Aushärten vollkommen an den Multifilamenten haftet, wobei außerdem die folgenden, charakteristischen Merkmale des Imprägnierungsmittels erfüllt sein müssen:

Eine vollständige elastische Erholung (d.h. eine Erholung ohne Hysterese), die schnell erfolgt;

ein Dehnungskoeffizient, der zumindest gleich dem Dehnungskoeffizienten der Multifilamnte des Stranges ist.

Damit alle diese Bedingungen erfüllt werden, verwendet man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise ein Polyurethan, ein Epoxydharz oder eine Mischung von Polyurethan und Epoxydharz sowie ggfs. Zusätze von Aminosilanen, welche als Haftvermittler die Haftung verbessern und/oder Cyanoacrylate, welche in der Luft aushärten.

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Die Imprägnierung eines Stranges von Multifilamenten kann nicht mit einem thermoplastischen Erzeugnis erfolgen, da in diesem Fall eine ausreichend geringe Viskosität nur "bei einer erhöhten Temperatur des Imprägnierungsmittels erreicht werden könnte, welche zu einem Verschweißen der Multifilamente führen würde. Andererseits wäre es bei niedrigeren Temperaturen mit einem thermoplastischen Produkt nicht möglich, eine bis zur Seele des Stranges durchgehende Imprägnierung zu erreichen. Es würde vielmehr lediglich die äußere Schicht des Stranges imprägniert. Unter diesen Bedingungen könnte man dann bei der anschließenden Erzeugung von Drehungen in dem Strang nicht erreichen, daß die einzelnen Windungen sicher aneinander haften. Diese Schwierigkeiten werden vermieden, wenn man einen aus Multifilamenten bestehenden Strang erfindungsgemäß mit einem wärmehärtbaren Produkt imprägniert, welches bei Umgebungstemperatur als Flüssigkeit mit geringer Viskosität vorliegt. Wenn in diesem Fall der imprägnierte Strang gedreht wird, ehe das Imprägnierungsmittel einen geeigneten (VOR-) Polymerisationsgrad erreicht, dann wird nahezu das gesamte Imprägnierungsmittel beim Erzeugen der Drehungen in dem Strang ausgewrungen. Aus diesem Grund läßt man das Imprägnierungsmittel erfindungsgemäß solange polymerisieren bis ein geeigneter Polymerisationsgrad erreicht ist, ehe man in dem Strang die Drehung erzeugt, so daß auf diese Weise ein Auswringen der getränkten Multifilamte:. vermieden wird. Das beschriebene Vorgehen führt dazu, daß der prozentuale Anteil des Imprägnierungsmittels in dem Strang erfindungsgemäß während sämtlicher Verfahrensschritte praktisch konstant bleibt und nur von der Viskosität des Imprägnierungsmittels abhängig ist. Vorzugsweise wird der Polymerisationsgrad des Imprägnierungsmittels in dem Strang vor dem Drehen desselben so gewählt, daß das Imprägnierungsmittel eine Viskosität von mindestens 800 Poise und ggfs.

sogar eine erhöhte Viskosität von bis zu 3000 Poise besitzt.

man
Unter diesen Bedingungen vermeidet praktisch jedes Austreten des Imprägnierungsmittels aus dem Strang, während letzerem eine Drehung erteilt wird, ohne daß dies das Haften der einzelnen Windungen der fertigen Saite aneinander ungünstig beeinflussen würde. 709881/0968

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Es ist bekannt, daß bestimmte Fasern, nachdem sie erwärmt wurden, eine Schrumpfung aufweisen, deren Ausmaß von der höchsten erreichten Temperatur abhängig ist. Bei Fasern aus einem aliphatischen Polyamid des Typs 6 oder 6-6, die auf eine Temperatur von 200 C erwärmt wurden, kann eine Schrumpfung von 19% vorliegen. Diese Schrumpfung, welche reversibel ist, wenn man die Fasern anschließend einer Zugbelastung unterwirft, führt bei daraus hergestellten Saiten hinsichtlich der Längung und der elastischen Erholfähigkeit zu Werten, die sich im Lauf der Zeit ändern, wenn die Saiten wiederholt einer Zugbelastung unterworfen werden, wie dies bei den Saiten der Bespannung eines Tennisschlägers der Fall ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, der bei allen Saiten, Sehnen o.dgl. für die hier betrachteten Verwendungszwecke besonders schwerwiegend ist, wird das Imprägnierungsmittel erfindungsgemäß so ausgewählt, daß es eine Polymerisationstemperatur besitzt, bei der nur eine praktisch vernachläßigbare Schrumpfung der Filamente des Stranges auftritt. Insbesondere wird das Imprägnierungsmittel so ausgewählt, daß seine Polymerisationstemperatur nicht über 110 ⁰C liegt. Bei dieser Temperatur ergibt sich bei einem Faden aus einem aromatischen Polyamid vom Typ 6 beispielsweise, eine Schrumpfung von 5%> welche für die angestrebten Verwendungszwecke als zulässig angesehen werden kann.

Außer dem vorstehend beschriebenen Verfahren sind Gegenstand der Erfindung auch die Saiten, die nach diesem Verfahren hergestellt werden.

Die gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Saiten sind durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

Es ist ein Strang aus MuI t if i lament en aus synthetischen oder natürlichen Materialien vorgesehen, der Strang ist bis zu seiner Seele mit einem wärmehärtenden Kleber imprägniert, welcher eine geei-gnete Elastizität aufweist; der Strang ist gedreht und seine Windungen sind mittels des genannten wärmehärtenden Klebers miteinander verklebt.

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Diejenigen Saiten, welche gemäß einer zweiten, oben erläuterten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, hergestellt sind, besitzen eine Struktur, die sich von der vorstehend erläuterten Struktur dadurch unterscheidet, daß der gedrehte Strang von einer durchgehenden Hülle geeigneter Dicke umgeben ist, die aus dem gleichen wärmehärtenden Kleber besteht, mit dem der Strang imprägniert ist.

Aufgrund ihres besonderen, vorstehend erläuterten Aufbaus, haben die erfindungsgemäß hergestellten Saiten eine bessere Widerstandsfähigkeit gegenüber wiederholten Zugbelastungen als die vorbekannten, aus synthetischen Materialien bestehenden Saiten, deren verschiedene Typen eingangs erläutert wurden.

Die Erfindung soll nachstehend noch anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1;

Man verwendet Polyesterfäden,von denen jeder eine Festigkeit von 1100 Decitex aufweist und aus 200 parallelen Fasern besteht. Neun parallele Fäden dieses Typs bilden einen Strang von Multifilamenten, mit einer Festigkeit von 9900 Decitex. Ein solcher Strang besitzt eine Zugfestigkeit von 69 g/tex und eine Bruchdehnung von 7*8%· Man imprägniert den Strang mit einem Polyurethanelastomer, welches bei Umgebungstemperatur eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität - etwa 20 Poise - ist und in 25 min/ 100 g gelieren kann.

Das Polyurethan wird so ausgewählt, daß es nach vollständiger Polymerisation eine Shore-Härte D von 65 besitzt. Die Imprägnierung wird in einem Verhältnis von 50 Teilen Polyurethan zu 50 Teilen Fasermaterial durchgeführt, so daß das Imprägnierungsmittel einen Gewichtsanteil von etwa 50% ausmacht. Die Imprägnierung erfolgt vorzugsweise so, daß man den aus MuIt!filamenten bestehenden Strang kontinuierlich durch eine Wanne laufen läßt, die das Polyurethanelastomer enthält, welches bei Umgebungstemperatur flüssig ist, daß man den Strang dann hinter dieser Wanne

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durch ein Zieheisen laufen läßt, daö in eine Wand eingebaut ist und dessen Kaliber so gewählt ist, daß die Polyurethanelastomerschicht, welche den Strang aus Multifilaraenten umgibt, abgestreift wird, jedoch ohne daß der Strang ausgewrungen wird. Auf der Ausgangsseite der Wanne ist der aus Multifilamenten bestehende Strang folglich bis zu seiner Seele mit dem Polyurethanelastomer imprägniert, jedoch auf seiner Außenseite nicht mit einer Schicht aus dem Polyurethanelastomer umgeben. Hinter dem Zieheisen läßt man das Polyurethan, mit dem der Strang imprägniert ist, bei 20 ⁰C, d.h. bei Umgebungstemperatur, für die Dauer von etwa 90 Minuten vorpolymeresieren. Wenn der vorgegebene Vorpolymerisationsgrad erreicht ist, wird der Strang gedreht, beispielsweise unter Vorspannung von 5 kg» wobei pro Met-er der ursprünglichen Länge des Stranges 150 Drehungen erzeugt werden. Anschließend läßt man das Polyurethan polymerisieren, mit dem der mit Drehungen versehene Strang noch immer imprägniert ist. Dieser abschließende Polymerisationsschritt kann beispielsweise eine erste Phase von 12 Stunden umfassen, in deren Verlauf die in der beschriebenen Weise hergestellte Saite lediglich einer Temperatur von 20 ⁰C ausgesetzt wird und eine zweite Phase von beispielsweise 3 Stunden, in deren Verlauf die Saite einer Temperatur von 95 ⁰C ausgesetzt wird. Eine auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Saite reißt bei einer Belastung mit 64- kg,während die Schrumpfung, "bezogen auf die Länge des imprägnierten und gedrehten Stranges, vor der abschließenden Polymerisation, lediglich etwa 4,9% beträgt. Der Durchmesser des Stranges beträgt etwa 1,5 mm.

Beispiel 2:

Man verwendet für den aus Multifilamenten bestehenden Strang Polyamidfasern, wie sie unter dem Handelsnamen "Kevlar" bekannt sind und man wählt einen Strang von beispielsweise 3500 Denier. Ein solcher Strang besitzt eine Zugfestigkeit von 22 g/den, und eine Bruchdehnung von 1,9%· Man imprägniert den Strang mit einem Epoxydharz, welches bei Umgebungstemperatur flüssig ist und welches in der Lage ist, in 15 min/ 100 g zu gelieren. Dieses

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Epoxydharz wird so ausgewählt, daß es nach vollständigem Abschluß der Polymerisation eine Shore-Härte D von 75 besitzt und eine Bruchdehnung von etwa 6%. Die Imprägnierung wird so durchgeführt, daß 30 Teile des Epoxydharzes auf 70 Teile des Fasermaterials kommen, so daß der imprägnierte Strang etwa 30 Gewichtsprozent des Epoxydharzes enthält. Die Imprägnierung kann in der gleichen Weise erfolgen, wie dies unter Beispiel 1 beschrieben wurde. Nach der Imprägnierung läßt man das Epoxydharz,mit dem der Strang imprägniert ist, für die Dauer von etwa 40 Minuten bei Umgebungstemperatur vorpolymerisieren. Wenn auf diese Weise der vorgegebene Vorpolymerisationsgrad erreicht ist, erzeugt man in dem Strang eine Drehung, wobei mit einer Spannung von etwa 2kg gearbeitet wird und wobei pro Meter der ursprünglichen Länge des Stranges etwa 90 Drehungen erzeugt werden. Anschließend läßt man dann das Epoxydharz,mit dem der Strang imprägniert ist, voll auspolymerisieren. Das abschließende Polymerisieren kann in einem einzigen Verfahrensschritt bei einer Temperatur von 20 ⁰C, d.h. praktisch bei Umgebungstemperatur, im Verlauf von 8 Tagen erfolgen. Ein auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellte Saite reißt bei einer Belastung von 65 kg und besitzt eine Schrumpfung, welche,bezogen auf die Länge des Stranges, nach dem Drehen,jedoch vor Abschluß der Polymerisation, unter 1% liegt. Der Durchmesser des Stranges beträgt 0,8 mm.

Beispiel

Man verwendet einen aus Multifilamenten bestehenden Strang aus einem aliphatischen Polyamid, vorzugsweise vom Typ 6, mit beispielsweise 725O Decitex. Ein solcher Strang besitzt eine Zugfestigkeit von 9»2 g/tex und eine Bruchdehnung von 17%· Man imprägniert diesen Strang mit einem Polyurethanelastomer, der bei Umgebungstemperatur flüssig ist und eine niedrige Viskosität von etwa 37 > 5 Poise aufweist und der in 6 min/100 g gelieren kann. Das Polyurethan wird so ausgewählt, daß es nach Abschluß der Polymerisation eine Shore-Härte D von 55 besitzt. Die Imprägnierung wird bei einem Verhältnis von 44 Teilen des Harzes

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zu 66 Teilen des Fasermaterials durchgeführt, so daß sich in dem imprägnierten Strang ein Gewichtsanteil des Harzes von etwa 40% ergibt. Das Imprägnieren des Stranges kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß man diesen durch eine mit dem Polyurethan gefüllte Wanne zieht, welches bei Umgebungstemperatur flüssig ist und daß man ihn beim Verlassen der Wanne durch ein in der Wannenwand vorgesehenes Zieheisen zieht, dessen öffnungsweite so gewählt ist, wie dies im Beispiel 1 näher beschrieben wurde. Anschließend läßt man das Polyurethan-Imprägnierungsmittel in dem das Bad verlassenden Strang bei Umgebungstemperatur für die Dauer von etwa 35 Minuten vorpolymerisieren. Wenn der vorgegebene Vorpolymerisationsgrad erreicht ist, dreht man den Strang beispielsweise unter einer Vorspannung von 3 kg und zwar mit Drehungen pro Meter der ursprünglichen Länge. Schließlich läßt man das Polyurethan in dem Strang voll auspolymerisieren. Dieser abschließende Verfahrensschritt kann beispielsweise eine erste Phase von 7 Stunden umfassen, während der der Strang nur eine Temperatur von 2C ⁰C ausgesetzt ist sowie eine zweite Phase von beispielsweise 48 Stunden, während welcher der Strang einer Temperatur von 50 °C ausgesetzt ist. Der so hergestellte Strang besitzt eine Bruchfestigkeit von 54 kg und eine Schrumpfung, die bezogen auf die Länge des imprägnierten und gedrehten Stranges vor dem abschließenden Polymerisationsschritt, nur etwa 1,6% beträgt. Der Durchmesser des Stranges beträgt 1,2 mm.

Beispiel 4:

Man verwendet einen Strang aus Multifilamenten aus aliphatischem Polyamid, insbesondere vom Typ 6, mit beispielsweise 7250 Decitex. Ein solcher Strang besitzt eine Zugfestigkeit von 9»2 g/tex und eine Bruchdehnung von 17%· Man imprägniert diesen Strang mit einem Polyurethanelastomer, welches bei Umgebungstemperatur flüssig ist und eine schwache Viskosität von etwa 37»5 Poise aufweist und welches in 6 min/100 g gelieren kann. Das Polyurethan wird derart ausgewählt, daß es nach vollständiger Polymerisation eine Shore-Härte D von 55 besitzt.

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Die Imprägnierung wird bei einem Verhältnis von 100 Gewichtsteilen des Polyurethans zu 50 Gewichtsteilen des Fasermaterials durchgeführt, so daß sich in dem imprägnierten Strang ein Anteil des Polyurethans von etwa 66 Gewichtsprozent ergibt. Das Imprägnieren erfolgt,in-dem man beispielsweise den Strang mit den vorstehend genannten Eigenschaften durch eine Wanne leitet, die mit Polyurethan gefüllt ist, welches bei Umgebungstemperatur flüssig ist. Anschließend läßt man den Polyurethan imprägnierten Strang das Bad verlassen und ermöglicht eine Vorpolymerisation bei Umgebungstemperatur für die Dauer von etwa 35 Minuten. Zu diesem Zeitpunkt ist der vorgegebene Vorpolymerisationsgrad erreicht und man dreht den Strang beispielsweise unter Spannung von 3 kg, wobei dem Strang 210 Drehungen pro Meter der ursprünglichen Länge erteilt werden. Erfindungsgemäß läßt man anschließend den imprägnierten und gedrehten Strang durch ein Zieheisen laufen, das beim Ausführungsbeispiel eine öffnungsweite von 1,4 mm besitzt, so daß rund um den imprägnierten und gedrehten Strang eine homogene Schicht aus teilweise polymerisiertem Polyurethan verbleibt, welche eine Dicke von etwa 0,1 mm besitzt. Dabei ergibt sich eine Zusammensetzung von 55 Teilen Fasermaterial pro 45 Teile des Polyurethans. Anschließend läßt man dann das Polyurethan mit dem der Strang imprägniert ist, auspolymerisieren und gleichzeitig auch die den Strang umgebende,durchgehende Schicht. Diese abschließende Polymerisation kann beispielsweise in einer ersten Phase von 7 Stunden erfolgen, in der der auf die beschriebene Weise hergestellte Strang nur einer Temperatur von 20 ⁰C ausgesetzt wird und an die sich eine zweite Phase von beispielsweise 48 Stunden anschließt, während der der Strang einer Temperatur von 50 C ausgesetzt wird. Bei der vollständigen Polymerisation des Polyurethans, welches eine Schicht bildet, die den imprägnierten und gedrehten Strang außen umgibt, führt zur Bildung einer durchgehenden äußeren Hülle für den Strang, die eine sehr genau definierte Dicke besitzt. Der nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Strang besitzt eine Beißfestigkeit von 54 kg und eine Schrumpfung, bezogen auf die Länge des imprägnierten und gedrehten Stranges

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(vor dem endgültigen Polymerisieren), die nur etwa 1,6% betrug.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Saiten, insbesondere die nach den verschiedenen vorstehend erläuterten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Saiten, besitzen die nachstehend aufgeführten Vorteile. Nach Fertigstellung der Saiten ist nur eine schwache Schrumpfung vorhanden, die bei den vorstehend wiedergegebenen Beispielen unter 5% liegt. Die elastische Erholungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Saiten ist derjenigen der vorbekannten Saiten, und zwar sowohl der Darmsaiten als auch der Saiten mit synthetischen Fasern, merklich überlegen. Dies ergab sich bei Vergleichsmessungen, die an drei gleich langen Saiten durchgeführt wurden, von denen jede beispielsweise 6,5 m lang war, und zwar an einer Darmsaite mit einem Durchmesser von etwa 1,2 mm, an einer Saite aus synthetischen Fasern mit einem Durchmesser von etwa 1,4 mm und an einer erfindungsgemäßen Saite, die insbesondere nach dem Beispiel 3i welches vorstehend beschrieben wurde, hergestellt war. Jede der drei Saiten wurde an ihrem einen Ende befestigt und am anderen Ende zwanzig aufeinanderfolgenden Belastungen mit jeweils 20 kg unterworfen, wobei jeder Zug-Entlastungs-Zyklus insgesamt 2 see dauerte. Am Ende des letzten Zug-Entlastungs-Zyklus ergab eine Messung der Dehnung 18 cm für die Darmsaite, 20 bis 33 cm für die Saite aus synthetischen Fasern mit einer der eingangs erläuterten Strukturen und lediglich 16 cm für die erfindungsgemäße Saite. Dabei war es im übrigen bemerkenswert, daß das letztgenannte Ergebnis unabhängig von dem jeweiligen Probestück gewonnen wurde.

Wie bereits eingangs erwähnt, können Saiten gemäß der Erfindung beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, für das Bespannen von Tennisschlägern verwendet werden. Die Spielqualitäten der so bespannten Tennisschläger sind erheblich verbessert und zwar sowohl hinsichtlich der den Bällen erteilten Geschwindigkeit als auch hinsichtlich der Lebensdauer der Saiten, während der kein merkliches Absinken der Spannung erfolgt. Andererseits

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ermöglichen die mit den erfindungsgemäßen Saiten bespannten Tennisschläger überraschenderweise ein sehr genaues Spielen, was seine Ursache wohl darin hat, daß die Möglichkeit besteht, die erfindungsgemäßen Saiten stärker zu spannen, ohne dabei deren Elastizität merklich zu verringern, während das Imprägnierungsmittel bzw. der Kleber bei den erfindungsgemäßen Saiten zu einer gewissen - durchaus vorteilhaften - Dämpfung der Vibrationen derselben führt.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine perspektivische Ansicht eines aufgeschnittenen Eides einer erf indungsgemäßen Saite S mit Multifilamenten M und Kunststoffmaterial K in und zwischen den Multifilamenten M. Alternativ kann das Kunststoffmaterial auch eine die Multifilamente M außen umschließende Hülle bilden.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILHELM - D I PL. - I N G. H. D A U ST E R

D -7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (07 11) 29 11

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Anmelder: Jacques Andre Robin

125 boulevard Malesherbes

Paris

Ansprüche

(1.) Verfahren zum Herstellen von zumindest teilweise aus Kunststoff material bestehenden Saiten, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Strang aus zueinander parallelen MuItifilamenten aus Kunst- oder Naturfasern mit einem wärmehärtenden, nach der Aushärtung eine geeignete Elastizität aufweisenden Kleber imprägniert, daß man den Kleber dann eine Vorpolymerisation bis zu einem vorgegebenen Polymerisationsgrad durchlaufen läßt, daß man dann dem Strang eine Drehung erteilt, wobei man ein Auswringen seiner imprägnierten Multifilamente dank des entsprechenden Grades der Vorpolymerisation vermeidet und daß man den Kleber vollständig polymerisieren läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den aus Multifilamenten bestehenden Strang in der Weise imprägniert, daß man ihn in ein Bad eines Imprägnierungsmittels eintauchen läßt, welches so gewählt ist, daß es bei Umgebungstemperatur eine Flüssigkeit mit schwacher Viskosität ist und daß man vor dem Vorpolymerisieren des

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ORlGlNAL INSPECTED

Imprägnierungsmittels in dem Strang und vor dem Drehen des letzteren den imprägnierten Strang durch ein Zieheisen laufen läßt, dessen Kaliber so gewählt ist, daß eine Schicht des Imprägnierungsmittels, welche den Strang umgibt, abgestreift wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Drehen des imprägnierten Stranges und vor der abschließenden Polymerisation des Imprägnierungsmittels den imprägnierten und gedrehten Strang durch ein Zieheisen laufen läßt, dessen Kaliber so gewählt ist, daß sich bei der fertigen Saite eine durchgehende Hülle des polymerisierten Imprägnierungsmittels ergibt, welche eine geeignete Dicke aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multifilamente des Stranges aus einem der folgenden Stoffe bestehen: aliphatische Polyamide, insbesondere der Typen 6, 6-6 und 11; Polyester; aromatische Polyamide; Glas.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Imprägnierungsmittel einen der folgenden Stoffe verwendet: Polyurethan; Epoxydharz; eine Mischung aus Polyurethan und einem Epoxydharz.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man dem Imprägnierungsmittel einen Haftvermittler, insbesondere ein Aminosilan zusetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man (fern Imprägnierungsmittel ein an Luft aushärtendes Cyanoacrylat zusetzt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man den Anteil des Imprägnierungsmittels be-

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zogen auf das Gewicht des Fasennaterials der Multifilamente zwischen etwa 30 und 65 Gewichtsprozent hält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorpolymerisation des Imprägnierungsmittels bis zum Drehen des Stranges bis zu einem solchen Polymerisationsgrad durchführt, daß sich eine Viskosität des Tmrägnierungsmi11e1s von mindestens 800 Poise ergibt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß man das Imprägnierungsmittel derart auswählt, daß dieses eine Polymerisationstemperatur besitzt, bei der für die Multifilamente des Stranges nur eine praktisch vernachlässigbare Schrumpfung eintritt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Imprägnierungsmittel derart auswählt, daß dessen Polymerisationstemperatur nicht über 110° C liegt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Multifilamente für den Strang aus einem aliphatischen Polyamid herstellt und daß man dem Strang pro Meter seiner anfänglichen Länge zwischen 150 und 25O Drehungen erteilt.
13. Saite, die nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist und aus einem Bündel synthetischer oder natürlicher Multifilamente besteht, gekennzeichnet durch eine bestimmte Menge wärmehärtenden Klebers geeigneter Elastizität, der das Bündel bis zur Seele imprägniert und dadurch daß das Bündel auf seine gesamte Länge wendelförmig gebunden ist, wobei die einzelnen wendeiförmigen Windungen durch den wärmehärtenden Kleber aneinander gehalten sind.

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14. Saite nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülle "bestimmter Dicke vorgesehen ist, die aus demselben wärmehärtenden Kleber besteht und die das verdrehte Bündel außen über die gesamte Länge umgibt.

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