(57)【要約】【課題】軽量高強度で作業性に優れ、かつ長期の使用においても寸法変化や、強力低下が少なく、ストランド間摩耗による内部繊維破断を抑制した耐久性に優れるロープを提供すること。【解決手段】複数のストランドからなるロープにおいて、各ストランドは、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部とを有し、外層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン繊維もしくは高強度ポリエチレンフィルムからなる高強度ポリエチレン線状体を主として構成され、内層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子繊維もしくはフィルムからなる有機高分子線状体を主として構成され、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のストランドからなるロープにおいて、
各ストランドは、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部とを有し、
前記外層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン繊維もしくは高強度ポリエチレンフィルムからなる高強度ポリエチレン線状体を主として構成され、
前記内層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子繊維もしくはフィルムからなる有機高分子線状体を主として構成され、
前記外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、前記内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多い、または、前記外層部のみに高強度ポリエチレン線状体が含まれることを特徴とするロープ。
【請求項２】
前記内層部の有機高分子線状体は、全芳香族ポリアミドまたは超高分子ポリエチレン、液晶ポリエステル、ポリアリレート、ＰＢＯの群から選ばれる少なくとも１つである請求項１に記載のロープ。
【請求項３】
前記外層部の高強度ポリエチレン線状体は、高強度ポリエチレンフィルムを撚って形成される請求項１または２に記載のロープ。
【請求項４】
前記高強度ポリエチレンフィルムは、フィルムの厚みが３０〜２００μｍ、フィルムの幅が０．２〜２００ｍｍである請求項３に記載のロープ。
【請求項５】
前記高強度ポリエチレン線状体は、単糸繊度が８〜４００ｄｔｅｘの高強度ポリエチレン繊維である請求項１〜２のいずれか１つに記載のロープ。
【請求項６】
前記外層部の高強度ポリエチレン線状体は、ＦＭ摩耗耐性が２万サイクル以上である請求項１〜５のいずれか１つに記載のロープ。
【請求項７】
前記外層部の高強度ポリエチレン線状体は、波長２８０〜３８０ｎｍにおける反射率が３０％以上である請求項１〜６のいずれか１つに記載のロープ。
【請求項８】
前記内層部の有機高分子線状体は、クリープレートが１×１０−３％／分以下である請求項１〜７のいずれか１つに記載のロープ。
【請求項９】
前記内層部の総繊度と、前記外層部の総繊度の比率が３５：６５〜６５：３５である請求項１〜８のいずれか１つに記載のロープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のストランドからなるロープ、特に内層部が有機高分子線状体を主として構成され、外層部が高強度ポリエチレン線状体を主として構成されるロープに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用のロープとして、高強度、高耐久、軽量といった様々な物性や特性を有する有機高分子線状体（アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維等）が多く用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内層部を高強度ポリエチレン繊維、外層部を高強度ポリエチレン繊維とポリエステル繊維の混撚したヤーンからなるストランドを用いたロープが開示されている。高強度ポリエチレン繊維は、有機高分子線状体、例えば、全芳香族系ポリアミド繊維や全芳香族系ポリエステル繊維と比較して軽量（低比重）で高強度・高弾性率の物性を有し、耐光性、耐紫外線性、耐候性、耐摩耗性、耐薬品性等に優れている。しかしながら、引張に対する耐寸法変化・耐クリープ性が低いため、ロープが伸び、その断面積が小さくなる。その結果として、強力が低下する問題点があった。特にロープの性能（強度、寸法安定性等）への寄与率が高い内層部に耐寸法変化・耐クリープ性の低い高強度ポリエチレン繊維が過剰に含まれていることは好ましくない。
【０００４】
また、ロープの湾曲により、湾曲した部分の内周側と外周側には曲率差が生まれ、ロープを構成するストランド間にせん断摩擦力が誘起され、各ストランド間の界面で摩擦が発生する。特許文献２には、内層部を有機高分子線状体からなるストランドで構成し、外層部を高強度ポリエチレン繊維からなるストランドで構成したもので被覆することで、耐光性やロープの摩耗性等を改善したロープが開示されているが、このようなロープの場合、ロープ表面の摩耗は抑制することができても、ロープ内部の摩耗、すなわちストランド間摩耗による内部繊維破断を抑制することができないという問題がある。
【０００５】
例えば、特許文献３のように、各ストランドを樹脂等でコートすることでストランド同士の摩擦を低減することもできるが、ストランドをコーティングしてしまうと各ストランドの伸長性、屈曲性が損なわれ、ロープが柔軟性を失う。また、樹脂と繊維間にはせん断力がかかるため、摩耗の繰り返しによる本界面で破壊が起こり易い。すなわち、耐久性に劣るとの問題があった。さらに、ストランド内の繊維破断の有無（劣化進行状況）を目視検査しにくくなるため、ロープ保守管理上の問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９０７０号公報
【特許文献２】特開平７−１６５１６４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２０４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、軽量高強度で作業性に優れ、かつ長期の使用においても寸法変化や、強力低下が少なく、ストランド間摩耗による内部繊維破断を抑制した耐久性に優れるロープを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のロープは、上記目的を達成するため誠意研究の結果、ロープを構成する各ストランドの外層部に高強度ポリエチレン線状体、内層部に有機高分子線状体を配設したロープとすることにより、ロープの寸法や強力の経時変化が著しく抑制され、長期間の安定性を得ることができ、ロープの長寿命化を実現できる事を見出し本発明に至ったものである。
【０００９】
また、本発明のロープは、ストランドの外層に高強度ポリエチレン線状体を配した事により、ロープが接触する外面との耐摩耗性やストランド間の耐摩耗性に優れ、屋外使用時の紫外線や風雨への暴露等にも耐え得る耐紫外線性や耐候性を有している。
【００１０】
本発明のロープは、複数のストランドからなるロープにおいて、各ストランドは、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部とを有し、外層部を構成する線状体は、単糸の引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン線状体を主として構成され、内層部を構成する線状体は、単糸の引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子線状体を主として構成され、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多いことを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、内層部の有機高分子線状体は、全芳香族ポリアミドまたは超高分子ポリエチレン、液晶ポリエステル、ポリアリレート、ＰＢＯ等の群から少なくとも１つ選ばれ、さらに好ましくは外層部の高強度ポリエチレン線状体は、高強度ポリエチレンフィルムを撚って形成されていることである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外層部に高強度ポリエチレン線状体と、内層部に有機高分子線状体とを有するストランドによってロープを構成することで、軽量高強度で作業性に優れ、かつ長期の使用においても強力低下が少なく、ストランド間摩耗による内部繊維破断を抑制した耐久性および耐紫外線性および耐光性に優れ、長期安定性の高いロープが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】原糸、原フィルムのＦ／Ｍ摩耗耐性試験の説明図である。
【図２】ロープ繰り返し曲げ疲労試験の説明図である。
【図３】実施例、比較例３に記載のストランドの説明図である。
【図４】比較例１、２に記載のストランドの説明図である。
【図５】本発明に記載のストランドのその他の実施例の説明図である。
【図６】本発明に記載のストランドのその他の実施例の説明図である。
【図７】実施例、比較例に記載の１２打ちロープの説明図である。
【図８】実施例、比較例に記載の１２打ちロープの製造方法を示す模式図である。
【図９】実施例１、２、４〜６の外層部の線状体に用いた高強度ポリエチレン線状体の反射スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明のロープは、複数のストランドからなるロープにおいて、各ストランドは、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部とを有し、外層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン繊維もしくは高強度ポリエチレンフィルムからなる高強度ポリエチレン線状体を主として構成され、内層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子繊維もしくはフィルムからなる有機高分子線状体を主として構成され、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多いことが好ましい。
【００１６】
高強度ポリエチレン線状体は、一般的に超高分子量ポリエチレンと総称される分子量の極めて高いポリエチレン樹脂を原料に用い、繊維もしくはフィルムの形態加工時に強い延伸配向を付与し、長さ方向に極めて高い弾性率と強度を実現した超高分子ポリエチレン繊維および／または超高分子量ポリエチレンフィルムから構成されることが好ましい。
【００１７】
なお、線状体とは、例えば、繊維やフィルム（スリットフィルム、テープ等）を撚ったもの等の細糸状の構造物を指す。また、内層部とは、ストランドの断面を各層に分けて見たときに、高強度ポリエチレン線状体の断面積（総繊度）が有機高分子線状体の断面積（総繊度）よりも小さい層、すなわち有機高分子線状体を主とする層とし、外層部とは、高強度ポリエチレン線状体の断面積（総繊度）が有機高分子線状体の断面積（総繊度）より大きい層、すなわち高強度ポリエチレン繊維を主とする層とする。また、外層部は、ストランド径方向外側（最外層側）に配設され、内層部は、外層部よりもストランド径方向内側（軸心側）に配設される。
【００１８】
なお、高強度ポリエチレン樹脂は、その重量平均分子量が少なくとも５．０×１０５ｇ／ｍｏｌ以上であることが好ましく、さらには１．０×１０６〜１．０×１０８ｇ／ｍｏｌであることが好ましい。また、繊維もしくはフィルムに加工した後の引張弾性率が５０ＧＰａ以上であることが好ましく、さらには８０ＧＰａ以上であることが好ましく、最も好ましくは１５０ＧＰａ以上である。
【００１９】
また、高強度ポリエチレン線状体は、見かけ比重が０．７５〜０．９７を用いることが好ましく、より好ましくは０．７５〜０．９５、さらに好ましくは０．７５〜０．９３である。
【００２０】
高強度ポリエチレン繊維は、有機高分子線状体、例えば、全芳香族系ポリアミド繊維や全芳香族系ポリエステル繊維と比較して軽量（低比重）で高強度・高弾性率の物性を有し、耐光性、耐紫外線性、耐候性、耐摩耗性、耐薬品性等に優れている。しかしながら、耐寸法変化や耐クリープ性は劣っていることから、外層部に高強度ポリエチレン線状体、内層部に有機高分子線状を配設することで、ロープの寸法や強力の経時変化が著しく抑制することができ、長期間の安定性を得ることができ、ロープの長寿命化を実現できる。
【００２１】
外層部を構成する線状体は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。なお、引張強度の上限は６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、さらには上限が５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、最も好ましくは上限が４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。１８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、ロープとしての強度を得ることができず、好ましくない。また、６０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きい場合、ロープが柔軟性や屈曲性を得ることが難しくなる。
【００２２】
内層部を構成する線状体は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。なお、引張強度の上限は６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。さらに好ましくは２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、最も好ましくは２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。１８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、ロープとしての強度を得ることができず、好ましくない。また、６０ｃＮ／ｄｔｅｘより大きい場合（このような強度は例えばＰＡＮ系炭素繊維において得られる）、ロープが柔軟性や屈曲性を得ることが難しくなる。
【００２３】
高強度ポリエチレン線状体は、耐摩耗性、耐光性維持等の観点から、例えば図３、５に示すように各ストランドの最外層を充足（覆う）するように配設されることが好ましい、換言するとストランドの最外層に連続的に１層配設されることが好ましく、最外層のみに配設されていてもよい。また、複数層配設されることで耐摩耗性、耐光性のさらなる向上を図ってもよいし、例えば、図５のように一部が複数層に配設されていてもよい。
【００２４】
なお、上記観点を損なわない限り、外層部は、高強度ポリエチレン線状体が主として構成されればよいが、例えば図６に示すように、外層部の高強度ポリエチレン線状体が７０％以上配設され、その他の部分に有機高分子線状等が混在・混撚等されていてもよく、さらには外層部の高強度ポリエチレン線状体が９０％以上であることが好ましい。なお、主としてとは、断面積比で５０％以上配合・配設されることを示す。
【００２５】
高強度ポリエチレン線状体は、波長２８０〜３８０ｎｍ（いわゆる近紫外線のうち、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ）における反射率（散乱反射率）が３０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは反射率（散乱反射率）が４０％以上、特に好ましくは５０％以上である。外層部で紫外線を反射、カットすることで内層部の線状体の紫外線による劣化を効果的に抑制することができ、ロープの耐紫外線性を向上させることができる。
【００２６】
また、高強度ポリエチレン線状体は、波長３８０〜７５０ｎｍ（いわゆる可視光線）における反射率（散乱反射率）が３０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは反射率（散乱反射率）が４０％以上、特に好ましくは５０％以上である。外層部で可視光線を反射、カットすることで内層部の線状体の可視光線による劣化を効果的に抑制することができ、ロープの耐光性を向上させることができる。
【００２７】
また、ロープの性能（強度、寸法安定性等）は、外層部に配設される線状体の物性よりも内層部に配設される線状体の物性が反映されやすいため、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度を内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多くすることによって、耐寸法変化や耐クリープ性を向上することができ、長期安定性の高いロープを得ることができる。
【００２８】
本発明のロープは、内層部の有機高分子線状体が、全芳香族ポリアミドまたは超高分子ポリエチレン、液晶ポリエステル、ポリアリレート、ＰＢＯ等の群から選ばれる少なくとも１つの繊維もしくはフィルムを主として構成されることが好ましい。中でも特に、耐寸法変化・耐クリープ性に優れる全芳香族ポリアミド繊維が好ましく。さらにはパラ型の芳香族ポリアミド繊維（例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、帝人アラミド株式会社製、「トワロン」）や、３，４’オキシジフェニレンジアミンまたは４，４’オキシジフェニレンジアミンを共重合成分とする共重合タイプのパラ系アラミド繊維（例えば、コポリパラフェニレン‐３、４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維、帝人株式会社製、「テクノーラ」）等であることが好ましい。
【００２９】
なお、有機高分子線状体は、マルチフィラメントおよび／またはモノフィラメントの有機高分子繊維および／または、フィルム（スリットフィルム、テープ等）を撚って形成された線状体であっても良い。
【００３０】
本発明のロープは、外層部の高強度ポリエチレン線状体が、マルチフィラメントおよび／またはモノフィラメントの高強度ポリエチレン繊維や高強度ポリエチレンフィルムから構成されることが好ましく、さらには高強度ポリエチレンフィルムを撚って構成された線状体であることがより好ましい。なお、外層部は、高強度ポリエチレン線状体をブレーディング状に（編組構造を有する形で）形成したものであってもよい。
【００３１】
外層部の高強度ポリエチレン線状体が、マルチフィラメントおよび／またはモノフィラメントの高強度ポリエチレン繊維から構成される場合には、高強度ポリエチレン繊維の単糸の直径（近似直径）が３０〜２００μｍであることが好ましく、さらには４０〜１００μｍであることが好ましく、最も好ましくは５０〜８０μｍである。また、該高強度ポリエチレン繊維の単糸繊度は８〜４００ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには１５〜１００ｄｔｅｘが好ましく、最も好ましくは２５〜７０ｄｔｅｘである。
【００３２】
外層部の高強度ポリエチレン線状体が、高強度ポリエチレンフィルムから構成される場合には、高強度ポリエチレンフィルムのフィルムの厚みが３０〜２００μｍであることが好ましく、さらには４０〜１４０μｍが好ましく、最も好ましくは５０〜８０μｍである。なお、フィルムの幅は、ロープ性能に対しては寄与しないが、スリット加工や撚り加工等の製造加工の難度を踏まえて、０．２〜２００ｍｍの範囲にあることが好ましく、さらには０．５〜１６０ｍｍが好ましく、最も好ましくは１〜５０ｍｍである。なお、幅１０ｍｍ以上のフィルムを用いる場合、撚り加工に難しさを生じる場合があるが、撚り加工性を高める為に、事前に幅方向に折り畳んだり、櫛等を通したりしてフィルムの引き裂き処理を施しても良い。
【００３３】
ロープ強力の低下の程度は、外層部の高強度ポリエチレン線状体を構成する高強度ポリエチレン繊維の単糸の直径または繊度、もしくは高強度ポリエチレンフィルムの厚みと関係しており、これらを前述のように適切な範囲とする事によって、ロープの強力低下を効果的に抑制できる。
【００３４】
本発明のロープは、これら各ストランドの外層部の高強度ポリエチレン線状体を構成する高強度ポリエチレン繊維および／または高強度ポリエチレンフィルムのＦＭ摩耗耐性が２万サイクル以上であることが好ましく、６万サイクル以上がより好ましく、さらに好ましくは１２万サイクル以上である。この範囲を満たす場合に、ロープ強力の経時低下が著しく抑制される。
【００３５】
一般に摩擦、摩耗の現象は複雑であり、性能の支配要因の特定は難しいが、本発明者の鋭意検討の結果によれば、優れたＦＭ摩耗耐性を得る為には、上記したような高強度ポリエチレン繊維またはフィルムの物性に加えて、高強度ポリエチレン繊維の単糸の直径もしくは繊度や、高強度ポリエチレンフィルムの厚みが前記した範囲を満たすことが必要であることが分かった。
【００３６】
ＦＭ摩耗耐性に優れた高強度ポリエチレン線状体を外層部に用いることで、ロープ使用時の外力変形（引張、曲げ）の繰り返しにより発生する各ストランド間の接触摩耗現象に対し、摩耗劣化を抑制すると推定される。すなわち、前記した諸要件を満たす高強度ポリエチレン線状体を外層部に用いることで、ストランド間の接触摩耗を抑制することができるため、容易に破断せず、長期安定性に優れたロープを得ることができる。
【００３７】
本発明のロープは、内層部の有機高分子線状体のクリープレートが１．０×１０−３％／分以下であることが好ましく、７．０×１０−４％／分以下がより好ましく、さらに好ましくは５．０×１０−４％／分以下である。これにより、長時間の荷重が付与された時の強力低下を抑制することができるため、耐久性に優れたロープを得ることができる。
【００３８】
内層部の有機高分子線状体が、マルチフィラメントおよび／またはモノフィラメントの有機高分子繊維を主として構成される場合には、有機高分子繊維の単糸繊度が０．５〜４００ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには１〜２００ｄｔｅｘであることが好ましく、最も好ましくは１．５〜１００ｄｔｅｘである。
【００３９】
内層部の有機高分子線状体が、有機高分子フィルムを主として構成される場合には、その厚みが１０〜２００μｍ、幅が０．２〜２００ｍｍの有機高分子フィルムから構成されることが好ましい。さらには厚みが２５〜１２０μｍ、幅が０．５〜５０μｍであることが好ましく、最も好ましくは厚みが４０〜８０μｍ、幅が１〜１０μｍである。
【００４０】
内層部の有機高分子線状体の総繊度と、外層部の高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率が３５：６５〜６５：３５であることが好ましく、さらに好ましくは４０：６０〜６０：４０であり、最も好ましくは４５：５５〜６０：４０である。
【００４１】
本発明のロープは、複数のストランドからなるロープにおいて、各ストランドは、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部とを有し、外層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン繊維もしくは高強度ポリエチレンフィルムからなる高強度ポリエチレン線状体を主として構成され、内層部は、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子繊維もしくはフィルムからなる有機高分子線状体を主として構成され、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多いことが好ましい。
【００４２】
本発明のロープの製造方法は、図８に模式的に示すように、第１工程で、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の高強度ポリエチレン繊維もしくは高強度ポリエチレンフィルムからなる高強度ポリエチレン線状体を主として構成されるように、線状体を複数本纏めた内層部の線状体束９と、引張強度が１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の有機高分子繊維もしくはフィルムからなる有機高分子線状体を主として構成されるように、線状体を複数本纏めた外層部の線状体束１０を作成する。次に、得られた各線状体束を、第２工程で、外層部の線条体束１０よりも内層に内層部の線条体束９が配設されるように、ストランドの軸心側に内層部の線状体束９を配設した後、内層部の上に外層部の線状体束１０を配設し、ストランド１３を作成する。次に、得られたストランド１３を第３工程にてロープ状にすることで本発明のロープを作成する。各工程は使用する素材や、求められるロープの性質等に応じて適時従来のロープの製造方法を用いてよい。
【００４３】
以下にロープの製造方法の一例を示す、図８の第１工程で、繊維を１本ないし２〜１６本、好ましくは２〜４本程度纏めて下撚りを行い、これらを２〜１６本、好ましくは２〜８本程度纏めて上撚りを行って、線状体束（ヤーン）を作成する。なお、ロープ設計によっては、線状体束（ヤーン）にさらに上撚りを施してより太くしても良い。なお、フィルムを用いた線状体も前述した繊維と同様に線状体束を作成すればよい。なお、撚り条件は、ロープの用途特性に合わせて設定さればよいが、高強力で低伸度のロープ設計を行う場合は、低めの撚り条件であることが好ましく、上撚条件は５〜１００回／ｍが好ましく、さらに好ましくは１０〜５０回／ｍである。
【００４４】
次に、図８の第２工程で、ストランドの軸心側に内層部を構成する複数本の線状体束を層状に積層した上に、外層部を構成する複数本の線状体束を層状に積層するように束ね、各線状体の上撚り方向と逆方向に撚りを施してストランドを作成する。
【００４５】
次に、図８の第３工程で、ストランドを２本１組として６組を編組し、ストランド１２本からなる１２打ち編組ロープを作成する。なお、組とせずに直接撚り、編みを施してロープ作成しても良い。また、ロープ構成としては、３本のストランドを撚って構成した３つ打ちロープ、２×４、２×６等の編組による８つ打ちロープ、１２打ちロープ等を初め、複数本のストランドに、撚り、編組、ブレーディングの工程を施して作成されるロープ構成であってもよい。
【００４６】
なお、本発明のロープの総繊度は、産業用のロープ、特に大型船舶用のロープとして、好ましくは１８０万〜５億ｄｔｅｘであることが好ましく、さらには４００万〜５５００万ｄｔｅｘであることが好ましく、最も好ましくは７００万〜２７００万ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００４７】
本発明によれば、内層部にクリープレート小さい有機高分子線状体を用いることによって、長時間の荷重が付与された時の強力低下を抑制することができるため、耐久性に優れ、かつ、外層部に摩耗耐性の高く、散乱反射率の高い高強度ポリエチレン線状体を用いることによって、ロープ内層部の摩耗および紫外線劣化を抑制することで、長寿命のロープを得ることができ、さらに、内層部の有機高分子線状体と比較して、見かけ比重の低い高強度ポリエチレン線状体を用いた複数のストランドからなるロープにおいて、各ストランドが、最外層を含む少なくとも１層の外層部と、外層部よりも内層に配設される内層部と、を有し、外層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度が、内層部に含まれる高強度ポリエチレン線状体の総繊度よりも多く配設することによって、見かけ比重が軽く、海水に対しても耐沈降性を有した、耐久性、耐摩耗性、耐紫外線性、耐沈降性等の複数の特性を両立することのできるロープを得ることができた。
【００４８】
本発明のロープは多数の用途に使用され得る。特に屋外や海洋等の過酷な環境で、ロープが引張疲労および曲げ疲労を受ける用途に適しており、例えば、大型船舶の係留、牽引用や、鉱山作業または海底石油またはガス等の資源掘削用の係船、引綱、ウィンチ綱等に使用される。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（１）原糸、原フィルムのクリープレート試験
無撚の試験片について、２０℃条件で一定荷重の引張試験を行い、試験荷重印加４０分後から７０分後までの間での試験片の伸び率（％）を試験時間（３０分間）で割り返し、クリープレート（％／分）を求めた。試験荷重は試験片の引張破断強力の３０％相当とし、引張試験中にチャッキングに起因する試験片の滑り誤差が生じていない事を確認の上、試験した。
【００５１】
（２）原糸、原フィルムのＦ／Ｍ摩耗耐性試験
Ｆ／Ｍ摩耗耐性試験の評価装置を図１に示す。無撚の試験片１をプラスチック製滑車２と外径が０．８ｍｍの緊張状態のピアノ線３に取り付け、一端側に荷重６．２ｍＮ／ｄｔｅｘとなるように重り４を吊り下げ、他端側を１サイクル／秒として往復運動させ、試験片１とピアノ線３との摩擦により試験片が破断するまでのサイクル数を測定した。なお、滑車２は摩擦係数が十分に低いものを使用し、試験片１とピアノ線３との摩耗関係を測定した。重り４については、例えば、繊度１６７０ｄｔｅｘの試験片の場合に約１０５０ｇ（約１０３００ｍＮ）の重りを用いる。
【００５２】
（３）一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験（寸法変化率）
アイ・スプライス加工を施したロープ試験片を作成し、油圧荷重方式の大型引張試験装置を用いて室温条件で一定試験荷重下の引張試験を行い、寸法の時間変化率を測定した。なお、ロープでは、撚りや編組の構造由来の伸長変形が生ずるのが一般的であり、本測定ではこの影響をできる限り排除すべく、ロープ破断強力の５０％相当の荷重をプレテンション処理として５分間印加した後に本試験を実施した。本試験の試験荷重はロープ破断強力の３０％相当とし、１０分後から３０分後までの間でのロープ試験片の伸び率（％）を試験時間（２０分間）で割り返し、寸法変化率（％／分）を評価した。
評価結果を以下に示す。
○：寸法はほとんど変化せず、大型船舶用のロープとして優れた性能を発揮した。
△：寸法に変化がみられるため、大型船舶用のロープとしては凡庸である。
×：寸法に大きく変化がみられるため、大型船舶用のロープには適さない。
【００５３】
（４）ロープ繰り返し曲げ疲労試験（強力保持率）
ロープ繰り返し曲げ疲労試験の評価装置を図２に示す。ロープ試験片５を表面の摩擦係数を十分低くした回転ロール６に沿わせて配置し、一端はアイ・スプライス加工を施し、ロープの引張と緩和のサイクルを繰り返すことができる試験装置７の固定用治具に巻き付け、他端は、引張弾性率がロープ試験片の１０〜５０％の範囲にあり、破断伸度がロープ試験片の２〜１０倍の範囲、引張強力がロープ試験片の１〜５倍の高伸長性の繊維ロープ８の一端と接続した。両ロープの接続は相互のストランドを差し込み固定する事により行った。繊維ロープ８の他端はアイ・スプライス加工を施し、固定具に巻き付けた後、ロープ破断強力の３０％相当荷重を最大荷重、５％相当荷重を最小荷重として、周波数０．１Ｈｚで正弦波状に張力を印加し、ロープ強力の低下率を評価した。本試験ではロープ試験片５と回転体ロール６との間には相対運動が生じるが、ロール６上にあるロープ試験片５ではロープを構成する各ストランドの曲率がそれぞれ異なるため、ストランド間に曲率差によるせん断摩擦力が誘起され、その結果、ストランド間摩耗が発生し、この繰り返しにより、ストランド内の繊維破断が発生する。
評価結果を以下に示す。
○：十分な強力保持率を有し、大型船舶用のロープとして優れた性能を発揮した。
△：強力保持率はあるが、大型船舶用のロープとしては凡庸である。
×：強力保持率が低く、大型船舶用のロープには適さない。
【００５４】
（５）紫外線散乱反射率測定試験
島津製作所の分光光度計ＵＶ−３１０１ＰＣ＋ＭＰＣ−３１００の積分球を利用した反射測定用アタッチメントを用い、ビームサイズ８ｍｍ×２ｍｍ、スリット幅２０ｎｍ、入射角８°の条件で、反射測定（散乱反射測定）を行った。波長２８０〜３８０ｎｍの全ての波長で反射率が３０％以上である場合を○、いずれかの波長で反射率が３０％未満となった場合を×と評価した。
【００５５】
（６）ロープの海水沈降性測定試験
幅１２０ｃｍ、幅６０ｃｍ、高さ１００ｃｍの透明な大型水槽に、市販の人工海水を利用して、比重１．０２に調整した溶液を、７０ｃｍの高さまで充填し、水温を２０℃に調整した。ここに長さ６０ｃｍに切断したロープ試験片を水面に平行となるようにゆっくりと着水させた後、ロープ試験片の保持を解除し、試験を開始する。ロープ試験片の沈降結果を以下の基準で評価した。
○：試験開始から１０分間以上、沈降しないで水面上に浮いている。
△：試験開始から水槽底面に到達するまで３分間以上かかる。
×：試験開始３分未満で水槽底面に到達する。
【００５６】
以下に示すようにロープを作成した。
［実施例１］
内層部１１を構成する線状体：引張強度約２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、クリープレート３×１０−４％／分、Ｆ／Ｍ摩耗耐性８０００サイクルの共重合芳香族ポリアミド繊維（コポリパラフェニレン‐３、４‘−オキシジフェニレン・テレフタルアミド、帝人株式会社製「テクノーラ」、繊度１６７０ｄｔｅｘ、単糸繊度５ｄｔｅｘ、引張弾性率７４ＧＰａ）。
内層部の線状体束（ヤーン）９：前述した線状体を２本で下撚り後、４本で上撚りした８本合撚の線状体束（ヤーン）を作成した。上撚り条件は４０回／ｍとした。
【００５７】
外層部１２を構成する線状体：引張強度約２３ｃＮ／ｄｔｅｘ、Ｆ／Ｍ摩耗耐性１５万サイクルの超高分子量ポリエチレンフィルム（帝人アラミド株式会社製「Ｅｎｄｕｍａｘ」、厚み０．０６ｍｍ、幅２ｍｍ、相当繊度９３０ｄｔｅｘ、引張弾性率１８０ＧＰａ）。
外層部の線状体束１０：２本で下撚り後、８本で上撚りを行い、１６本合撚の線状体束を作成した。上撚り条件は４０回／ｍとした。
【００５８】
次に図３の要領で前述した内層部の線状体束（ヤーン）９を２７本と、外層部の線状体束１０を２１本とを積み重ね、１４回／ｍの条件で撚り上げて、ストランドを作成した。本ストランドの総繊度は６７万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は５３．６％、外層部の繊度比率は４６．４％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度８０８万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００５９】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験を行った結果と総合評価を表１に示す。実施例１は、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験において、ロープの寸法はほとんど変化せず、ロープ繰り返し曲げ疲労試験においても十分な強力保持率を有し、さらに、海水に対して耐沈降性を有しており、大型船舶用のロープとして特に優れた性能を発揮した。また、ストランドの外層部に高強度ポリエチレン線状体を配した事により、優れた耐紫外線性および耐候性を有していた。
【００６０】
［実施例２］
内層部１１として、引張強度約２２ｃＮ／ｄｔｅｘ、クリープレート３×１０−４％／分のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、帝人アラミド株式会社製、「トワロン」、繊度１６８０ｄｔｅｘ、単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、引張弾性率７５ＧＰａ）の線条体を２本で下撚り後、４本で上撚りした８本合撚の線状体束（ヤーン）を用いた以外は、実施例１と同様にしてストランドを作成した。本ストランドの総繊度は６８万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は５３．７％、外層部の繊度比率は４６．３％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度８１０万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００６１】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験とを行った結果と総合評価を表１に示す。実施例２も実施例１と同様に、大型船舶用のロープとして特に優れた性能と耐紫外線性および耐候性を有している。
【００６２】
［実施例３］
外層部１２として、引っ張り強度３３ｃＮ／ｄｔｅｘ、クリープレート３×１０−３％／分、Ｆ／Ｍ摩耗耐性４５０００サイクルの超高分子量ポリエチレン繊維（東洋紡株式会社製「イザナス」、繊度１７６０ｄｔｅｘ、単糸繊度１．８ｄｔｅｘ、引張弾性率１１０ＧＰａ）の線条体を２本で下撚り後、４本で上撚りを行い、１６本合撚の線状体束を用いた以外は、実施例１と同様にして、ストランドを作成した。本ストランドの総繊度は６６万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は５５．０％、外層部の繊度比率は４５．０％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度７８８万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００６３】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験とを行った結果と総合評価を表１に示す。実施例３の一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験において、ロープの寸法はほとんど変化せず、ロープ繰り返し曲げ疲労試験においても一定の強力保持率を有し、大型船舶用のロープとして優れた性能を発揮した。また、実施例１と同様に優れた耐紫外線性および耐候性を有している。
【００６４】
［実施例４］
内層部の線状体束（ヤーン）９を２２本と、外層部の線状体束１０を２４本とを用いた以外は、実施例１と同様にしてストランドを作成した。本ストランドの総繊度は６５万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は４５．１％、外層部の繊度比率は５４．９％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度７８１万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００６５】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験とを行った結果と総合評価を表１に示す。実施例４も実施例１と同様に、大型船舶用のロープとして特に優れた性能と耐紫外線性および耐候性を有している。
【００６６】
［実施例５］
内層部の線状体束（ヤーン）９を２１本と、外層部の線状体束１０を２６本とを用いた以外は、実施例２と同様にしてストランドを作成した。本ストランドの総繊度は６７万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は４２．２％、外層部の繊度比率は５７．８％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度８０１万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００６７】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験と、を行った結果と総合評価を表１に示す。実施例５も実施例１と同様に、大型船舶用のロープとして特に優れた性能と耐紫外線性および耐候性を有している。
【００６８】
［実施例６］
ロープの試験評価装置は、一般的に負荷荷重の上限制約があり、総繊度が大きいロープの試験評価に難しさがある為、実施例６はロープの試験評価は行っていないが、大型船係留等により好ましく使用できる、総繊度が大きいロープの一例を示す。
【００６９】
内層部１１を構成する線状体：引張強度約２４ｃＮ／ｄｔｅｘ、クリープレート３×１０−４％／分、Ｆ／Ｍ摩耗耐性８０００サイクルの共重合芳香族ポリアミド繊維（コポリパラフェニレン‐３、４‘−オキシジフェニレン・テレフタルアミド、帝人株式会社製「テクノーラ」、繊度１６７０ｄｔｅｘ、単糸繊度５ｄｔｅｘ、引張弾性率７４ＧＰａ）。
内層部の線状体束９：前述した線状体を２本で下撚り後、４本で１回目の上撚りを行い、更に２本で２回目の上撚りを行い、２×４×２で１６本合撚の線状体束（ヤーン）を作成した。１回目の上撚り条件は５０回／ｍ、２回目の上撚り条件は２５回／ｍとした。
【００７０】
外層部１２を構成する線状体：引張強度約２３ｃＮ／ｄｔｅｘ、Ｆ／Ｍ摩耗耐性１５万サイクルの超高分子量ポリエチレンフィルム（帝人アラミド株式会社製「Ｅｎｄｕｍａｘ」、厚み０．０６ｍｍ、幅２ｍｍ、相当繊度９３０ｄｔｅｘ）
外層部の線状体束１０：前述した線状体を２本で下撚り後、４本で１回目の上撚りを行い、更に４本で２回目の上撚りを行い、２×４×４で３２本合撚の線状体束を作成した。１回目の上撚り条件は５０回／ｍ、２回目の上撚り条件は２５回／ｍとした。
【００７１】
次に図３の要領で内層部１１に線状体束（ヤーン）２７本と外層部１２に線状体束２１本とを積み重ね、１４回／ｍの条件で撚り上げて、ストランドを作成した。本ストランドの総繊度は約１３４万ｄｔｅｘ、内層部の繊度比率は５３．６％、外層部の繊度比率は４６．４％であった。なお、内層部と外層部における高強度ポリエチレン線状体の総繊度の比率は０：１００であった。そして、このストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度約１６１６万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００７２】
［比較例１］
内層部１１として、実施例１の内層部に用いた線状体束（ヤーン）のみ４８本用いて、図４の要領で積み重ね、１４回／ｍの条件で撚り上げて、線状体束（ヤーン）１種類による総繊度６４万ｄｔｅｘのストランドを作成した。次に本ストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度７７０万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００７３】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験とを行った結果と総合評価を表２に示す。比較例１は、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験において、ロープの寸法はほとんど変化しなかったが、ロープ繰り返し曲げ疲労試験において強力保持率が低く、さらに、海水に対する耐沈降性が不十分であり、大型船舶用のロープには適さなかった。
【００７４】
［比較例２］
内層部１１として、実施例３の外層部に用いた線状体束（ヤーン）のみ４８本用いて、図４の要領で積み重ね、１４回／ｍの条件で撚り上げて、線状体束（ヤーン）に用いられる繊維が１種類で総繊度６８万ｄｔｅｘのストランドを作成した。次に本ストランドを２本ずつ１組にして６組使用し、ストランド１２本からなる総繊度８１１万ｄｔｅｘの１２打ち編組ロープを作成した。
【００７５】
ロープ作成後、一定荷重下のロープ寸法の時間変化率の試験と、ロープ繰り返し曲げ疲労試験、紫外線散乱反射測定試験、海水沈降性測定試験とを行った結果と総合評価を表２に示す。比較例２は、ロープ繰り返し曲げ疲労試験において、一定の強力保持率を有しており、海水に対して耐沈降性を有しているが、ロープの寸法に大きく変化がみられるため、大型船舶用のロープには適さなかった。
【００７６】
【表１】
2019183361.tif 000003
【００７７】
【表２】
2019183361.tif 000004
【符号の説明】
【００７８】
１：試験片、２：滑車、３：ピアノ線、４：重り、５：ロープ試験片、６：回転体ロール、７：試験装置、８：繊維ロープ、９：内層部の線状体束、１０：外層部の線状体束、１１：内層部、１２：外層部、１３：ストランド、１４：ロープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019183361.tif 000009
【図６】
2019183361.tif 000010
【図７】
2019183361.tif 000011
【図８】
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【図９】
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