(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用中のロープをＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁解析に供してパターンを決定し、解析の結果を解析により決定される標準パターンと比較し、比較の結果をロープが使用に適するかどうかを決定するのに使用する合成繊維ロープの非破壊試験法であって、ロープが少なくとも２つのタイプの繊維からなり、第１の繊維タイプは第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有し、かつ第２の繊維タイプと第１の繊維タイプとは同じ高分子材料のものであり、第２の繊維タイプは密度１．４ｇ／ｃｍ３以上の高密度材料を備え、且つ該高密度材料が第２の繊維タイプに接着される、非破壊試験法。
【請求項２】
高密度材料が接着剤を用いてまたはコーティングプロセスにより第２の繊維タイプに接着される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
高密度材料が金属および／または金属酸化物、金属塩などの含金属化合物もしくは合金からなる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
標準パターンおよび使用中のロープのパターンが、ロープの構造に関連する反復振動パターンから得られ、２つのパターンの間の比較がロープを使用することによって引き起こされるロープの構造に関連する反復振動パターンの変化の尺度となる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
第１の繊維タイプがロープの少なくとも６０重量％の量で存在し、ロープ物性に寄与し、かつ第２の繊維タイプがロープの最大で４０重量％の量で存在しパターン決定の可能性に寄与する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ロープ全体にわたる第２の繊維タイプの分布が、第２の繊維タイプに由来するＸ線、テラヘルツ、電磁気解析の変化がロープの物性の変化を表す、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第１および第２の繊維タイプが、アラミドまたはポリエチレンからなる、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも２つのタイプの繊維からなる、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法に使用するのに適したロープであって、第１の繊維タイプが第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有し、かつ第２の繊維タイプは第１の繊維タイプと同じ高分子材料のものであるが、密度１．４ｇ／ｃｍ３以上の高密度材料を備えるロープ。
【請求項９】
高密度材料が接着剤を用いてまたはコーティングプロセスによって第２の繊維タイプに接着されている、請求項８に記載のロープ。
【請求項１０】
高密度材料が金属および／または金属酸化物、金属塩などの含金属化合物もしくは合金からなる、請求項８から９のいずれか１項に記載のロープ。
【請求項１１】
第１の繊維タイプがロープの少なくとも６０重量％の量で存在し、ロープ物性に寄与し、かつ第２の繊維タイプがロープの最大で４０重量％の量で存在し、パターン決定の可能性に寄与する、請求項８から１０のいずれか１項に記載のロープ。
【請求項１２】
ロープ全体にわたる第２の繊維タイプの分布が、第２の繊維タイプに由来するＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁パターンの変化がロープの特性の変化を表す、請求項８から１１のいずれか１項に記載のロープ。
【請求項１３】
第１の繊維タイプがアラミドまたはポリエチレンである、請求項８から１２のいずれか１項に記載のロープ。
【請求項１４】
引張−引張疲労および曲げ疲労を受ける用途における、請求項８から１３のいずれか１項に記載のロープの使用。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ロープは使用中に、物性が低下する。いくつかの用途において、例えば、ロープを係船索として使用する場合、ロープは引張−引張疲労を受ける。すなわち、ロープは周期的な引張の増加および減少を受け、これがロープの物性に悪影響を及ぼすことが分かった。他の用途において、例えば、ロープを滑車上で使用する場合は、ロープは曲げ疲労を受ける。すなわち、ロープが繰り返し曲げを受けると、ロープの物性が劣化する。
【０００２】
ロープ使用者の重要な懸念の１つは、いつロープを交換すべきか決定することである。しかしながら、ロープの交換はかなりの費用および労力を必要とする。新しいロープの費用だけでなく、ロープが使用される装置の停止期間に伴う費用、および交換に伴う人件費も考慮に入れる必要がある。そのため、ロープをあまりに早期に、すなわち、その耐用年数が終わるかなり前に交換することは望ましくない。他方で、ロープが破断するまたは故障する状況は容認できず、これを防ぐ必要がある。
そのため、ロープの分野では、使用中にロープの物性を試験して、ロープ使用者がいつロープを交換すべきか決定することを可能にする方法が開発されてきた。使用中のロープの物性を試験することは、非破壊試験としてこの分野で示されている。
【０００３】
当技術分野で既知の第１の非破壊試験法は磁場試験であり、この試験では試験される対象に磁場を印加し、ロープ内の磁束漏れの領域を通して欠陥の存在を検出する。さらなる方法は渦電流試験であり、この試験では交流をコイルに通過させて磁場を発生させる。コイルを導電材料の近くに置くと、変化する磁場が材料中に電流を誘導する。これらの電流は閉ループ中を進むので、渦電流として知られている。渦電流は、ロープ内の欠陥の存在を決定するために測定および使用することができる磁場を作り出す。
【０００４】
上述の方法はワイヤロープでその価値を示したが、これらの方法はロープの磁気特性および導電特性に頼るので、合成繊維ロープに直接適用できない。合成繊維ロープは同一強度でより軽量、腐食非感受性、および低い保守要求を含むいくつかの利点を有するので、原則として、多数の用途でワイヤロープに取って代わるのに極めて魅力的である。しかしながら、合成繊維ロープを危険性が高い用途に使用するためには、使用中にロープ物性を試験する方法の可用性が要求される。
【０００５】
合成繊維ロープの非破壊試験法は公知である。米国特許第６８８６６６６号は、金属製および合成繊維製の耐荷重部材の非破壊試験を記載している。耐荷重部材は、第１の構造材料（合成繊維であり得る）と、第１の材料と区別される特徴を有する第２の材料の少なくとも１つの要素とからなる。
第２の材料は、耐荷重部材上の歪みを検出するために使用される。異なる材料から作られたトラッキング繊維を使用することの欠点は、耐荷重部材の状態を評価するために使用されるトラッキング繊維が、第１の構造部材とは異なる特徴を本質的に有するということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６８８６６６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる欠点を克服するために、第１の材料と（例えば、機械的特性およびロープの挙動に関して）だいたい同じ特徴および特性を有する、ロープの状態を評価するためのロープ内の第２の材料を使用することが有利である。
本発明はこのような方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
使用中のロープをＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁解析に供してパターンを決定し、解析の結果を解析により決定される標準パターンと比較し、比較の結果をロープが使用に適するかどうかを決定するのに使用する合成繊維ロープの非破壊試験法であって、ロープが少なくとも２つのタイプの繊維からなり、第１の繊維タイプは第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有し、かつ第２の繊維タイプは第１の繊維タイプと同じ高分子材料のものであるが、密度１．４ｇ／ｃｍ３以上の高密度材料または低密度材料を備える非破壊試験法に関する。
【０００９】
また、本発明、少なくとも２つのタイプの繊維からなる、本発明の方法に使用するのに適したロープであって、第１の繊維タイプは第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有し、かつ第２の繊維タイプは第１の繊維タイプと同じ高分子材料のものであるが、密度１．４ｇ／ｃｍ３以上の高密度材料または低密度材料を備えるロープに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＺｎＯからなる組成物でコーティングされた繊維からなるアラミド繊維の撚束の光学（上部パネル）およびＸＲＦ画像（下部パネル）を示す。
【図２】アラミド繊維の束からなり、アラミド繊維束がＺｎＯからなる組成物でコーティングされているロープのＸ線位相コントラスト画像（吸収）を示す。
【図３】ＺｎＯからなる組成物でコーティングされたＵＨＭＷＰＥテープからなるＵＨＭＷＰＥテープ束の光学（パネル１および３）およびＸＲＦ画像（パネル２および４）を示す。パネル１および２はフィブリル化されたテープを示している一方、パネル２および４は２ｍｍ幅のテープを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施形態では、標準パターンおよび使用中のロープのパターンが、ロープの構造に関連する反復振動パターンから得られ、２つのパターンの間の比較がロープを使用することによって引き起こされるロープの構造に関連する反復振動パターンの変化の尺度となる。このことは以下の通り解明され得る。本質的に、２つの異なるタイプのロープ、すなわち、ストランドが平行に配置された平行ロープと、ロープ中のストランドが織込、編組、撚糸、撚り合わせ、集束、これらの組み合わせおよび当技術分野で既知の他の方法を通して合わせられた構造ロープが存在する。これらの方法では、ストランドがロープに規則的な振動パターンを形成し、正確なパターンは当のロープの構造に依存する。
【００１２】
製造後、ロープの振動パターンはロープ長にわたって規則的である。使用中、ロープの振動パターンは変化し得る。これらは、例えば、ロープの延伸によって延長され得る、またはロープが滑車もしくは他の装置上で使用されているために不規則になり得る。そのため、ロープの構造に関連する反復振動パターンから得られる標準パターンと使用中のロープから得られるパターンとの間の差が、ロープの変化、およびそれによる使用中のロープの劣化の示度として役立ち得る。
【００１３】
別の実施形態では、パターンはロープの第２の繊維タイプの配置から直接には得られないが、検出法のシグナル出力（例えば、画像処理またはスパイク解析）から得られる。この出力は、例えば、測定されるシグナルから得られるシグナルパターン、スペクトルまたは画像、Ｘ線、電磁、永久磁場もしくはテラヘルツ技術から得られるシグナル増幅または
周波数の変化であり得る。このシグナルパターンを新しいロープのシグナルパターンと比較することができる。例えば、第２の繊維タイプの破損は、測定されるシグナルを遮るので、新しい、破断していないロープとは別のパターンを呈するだろう。この実施形態の利点は、本発明の方法を平行ストランドからなるロープ、例えば、いわゆるＵＤロープ（一方向性ロープ）に使用することもできることである。
【００１４】
一実施形態では、パターンがＸ線透過データから得られる。特に、Ｘ線透過は他の用途への使用で周知であり、それによって利用できる技術であるので、Ｘ線透過の使用は有利である。さらに、Ｘ線透過を通して得られるパターンは、ロープの反復振動パターンを直接示すことができる。Ｘ線透過を通して作成されるデータの解析は、密度差の検出に頼る。そこで、本発明の方法に使用するためのロープの適合性は、ロープの第１の繊維タイプと第２の繊維タイプとの間の密度差を増加させることによって改善され得る。
【００１５】
別の実施形態では、パターンがテラヘルツ解析から得られる。テラヘルツ解析は、非破壊試験にテラヘルツ電磁放射を使用する。テラヘルツのスペクトル範囲は、０．１〜１０テラヘルツ（ＴＨｚ）の間の周波数を有し、マイクロ波と赤外線との間にある。対応する波長は３ｍｍ〜３０μｍの範囲にわたる。
【００１６】
テラヘルツ波は、２つの隣接するスペクトル領域の利点を合わせ持つ：優れた空間分解能と合わせた大きい侵入深度および小さい散乱がテラヘルツ波の特徴的な特性である。例えば、紫外線またはＸ線とは異なり、テラヘルツ波は、化学構造を変化させない。結果として、テラヘルツ波はヒトに有害ではなく、健康リスクを呈さない。
テラヘルツ解析は、異なる材料による異なる量のテラヘルツ放射の吸収、散乱および反射に基づく。テラヘルツ解析はさらに、異なる材料の周波数特異的分光挙動に基づき得る。
【００１７】
別の実施形態では、永久磁場を使用してロープのパターンを決定する。永久磁場は、ロープに含まれる第１の繊維タイプによって作り出される。ロープに極めて近接した磁場検出器の配列を使用してパターンを得ることができる。このような配列の例に、ロープの周りの検出器の円形配置がある。このような配列の別の例に、ロープの長さに沿った検出器の列がある。これらの配置の任意の組み合わせも可能である。
【００１８】
別の実施形態では、電磁解析を使用してパターンを決定する。電磁解析は、非破壊試験のために１０ｋＨｚ〜５ＧＨｚの範囲の周波数を有する電磁場を使用する。電磁場は、ロープに極めて近接したトランスミッタコイルによって発生され、いくつかの場合、ロープがコイルの中心を通って進むことができる。電磁場はまた、間をロープが進むコンデンサの２枚の板の間でも発生され得る。電磁解析を使用してロープから状態情報を抽出するためにいくつかの配置が想起され得る。
【００１９】
以下の実施形態は、電磁解析の限定されない例である。
一実施形態では、電磁場を伝達するコイルは、コイルによって作り出される電磁場の周波数を決定する構成要素の１つとなり得る。この場合、電磁場の周波数は、ロープの構成に影響される。
【００２０】
第２の実施形態では、磁束コンセントレータ配置を使用することができる。伝達コイルは、低周波シグナルによって振幅が調節される高周波キャリアによって電気的に駆動される。コイルはロープに垂直に配置され、センサはロープと、電磁場に対して感受性を有するコイルとの間にある（例えば、ホールセンサまたは第２の受信コイル）。電磁場に影響を及ぼすロープ構成要素とセンサの近接性に応じて、電磁場は強くまたは弱くなる。受信コイルからのシグナルは、低周波シグナルのみが残る同期検波を用いて変換することができる。この場合、低周波シグナルの振幅はロープの構成についての情報を含んでいる。
【００２１】
別の実施形態では、ロープが伝達コイルおよび受信コイルを通って進む。受信コイルは伝達コイルの両側に位置する。両受信コイルからのシグナルを別々におよび異なるシグナルとして使用してロープの構成についての情報を得ることができる。
別の実施形態では、ロープがコンデンサの２枚の板の間を進む。コンデンサが周波数決定構成要素の１つである場合、電磁場に影響を及ぼすロープ構成要素の近接性が、発生する周波数に影響を及ぼす。電磁場の周波数は、ロープの構成についての情報を含んでいる。
【００２２】
本発明に使用される電磁および永久磁場解析は、鋼製ワイヤロープの試験に広く使用されている漏洩磁束法とは異なる。
ロープの性質に応じて、ロープの組成を適合させて本発明に使用される方法の１つに特に適したものにすることが望ましい。
【００２３】
Ｘ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁伝達を通して作成されるデータの解析は、第１の繊維タイプと第２の繊維タイプとの間の差の検出に依存する。選択される特定の検出技術に応じて、Ｘ線については、これは密度の差であるが、テラヘルツについては、これは異なる吸収、散乱または反射スペクトルであり、永久磁場解析については、これは永久透磁率であり、電磁解析については、これは透磁率および誘電特性である。そこで、本発明の方法に使用するためのロープの適合性は、ロープの測定される特徴に関する差を増加させることによって改善され得る。第２の繊維タイプよりも高いまたは低い密度を有する多くの材料も、テラヘルツ吸収、反射または散乱、電磁および永久磁場特性に関して異なる特性を有する。これを成し遂げるために、ロープは少なくとも２つのタイプの繊維からなり、第１の繊維タイプは第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有する。
【００２４】
本明細書では、ロープという用語は最終製品について使用される。繊維という用語は、ロープ中の最小の個々の要素、例えば、高分子繊維またはテープについて使用される。コードという用語は、例えば、撚糸によって一緒に会合される、繊維の長軸方向の会合について使用される。ストランドという用語は、他のストランドと一緒に合わせて構造ロープを形成する１本または複数のコードについて使用される。
【００２５】
本明細書の文脈中、繊維という用語は、その最大寸法である長さが第２の最小寸法である幅および最小寸法である厚さよりも大きい長軸方向の要素を指す。より具体的には、長さ対幅の比は一般的に少なくとも１０である。最大比は本発明にとって重要ではなく、処理パラメータによる。したがって、本発明に使用される繊維は、単一フィラメント、複数フィラメントからなる繊維（いわゆるマルチフィラメント繊維）を含むが、テープ、ストリップおよび規則的もしくは不規則的横断面を有する他の長軸方向の要素も含む。
少なくとも２つのタイプの繊維からなるロープであって、第１の繊維タイプは第２の繊維タイプの密度とは異なる密度を有するロープを製造する種々の方法が存在する。
【００２６】
一実施形態では、第１の繊維タイプがロープの少なくとも６０重量％の量で存在し、ロープ物性に寄与し、かつ第２の繊維タイプがロープの最大で４０重量％の量で存在し、Ｘ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁解析によるパターン決定の可能性に寄与する。この実施形態では、第２の繊維タイプが「トラッキング繊維」とみなされ得る。
第２の繊維タイプがＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁パターン決定の可能性に寄与するという第２の繊維タイプについての指示が、第２の繊維タイプがロープ物性に寄与することもできず、すべきでもないことを意味するわけではないことに留意すべきである。
【００２７】
ロープが少なくとも７０重量％、特に少なくとも８０重量％の量の第１の繊維タイプからなることが好ましい。最大値として、一般に９９．９９重量％の量を挙げることができる。いくつかの実施形態では、第２の繊維タイプが最大で３０重量％、特に最大で２０重量％の量で存在し得る。最小値として、一般に少なくとも０．０１重量％の量を挙げることができる。特定の状況に適したトラッキング繊維の量の決定はいくつかのパラメータに依存する。第１のパラメータは、ロープ全体にわたる第２の繊維タイプの分布が、第２の繊維タイプに由来するＸ線、テラヘルツまたは電磁解析から得られるパターンの変化がロープの特性の変化を表すようなものとなることを保証するために要求される繊維の量である。ストランドの数が多いほど、適当なパターンを得るために繊維が十分な数のストランドに組み込まれ得ることを保証するために、より大量の繊維を要する。第１の繊維タイプと第２の繊維タイプとの間の密度差が比較的小さいことによって、適当なパターンが得られることを保証するために、より大量の第２の繊維タイプを要する。
【００２８】
したがって、ロープ中のトラッキング繊維の量は、ロープ径、高密度または低密度材料のタイプ、および繊維上のこのような材料の量に依存する。材料の密度が大きいほど、例えば、Ｘ線技術における可視性が良好になる。可視性は、１本のロープ当たり１本のトラッキング繊維、ロープのストランド中複数のトラッキング繊維、全ストランドのトラッキング繊維またはロープの数本のストランドに挿入されたトラッキング繊維さえ使用することによっても調節することができる。
【００２９】
トラッキング繊維は種々の様式でロープに組み込まれ得る。一実施形態では、トラッキング繊維が第１の繊維タイプの繊維と一緒にストランドに包含される。別の実施形態では、トラッキング繊維が別のストランドとして使用される。ロープはこのようなストランドの１本または複数を含むことができる。
ロープは、例えば、ストランドの編組、撚糸、ビーディング、平行ストランドの撚り合わせ、螺旋巻、一方向レイイング、またはこれらの任意の組み合わせによって得ることができる。例えば、撚られた平行織り繊維またはストランドを１本のロープに合わせることができる。
【００３０】
第２の繊維タイプの密度は、第１の繊維タイプの密度より高くても低くてもよい。一実施形態では、第２の繊維タイプの密度が第１の繊維タイプの密度よりも高い。第２の繊維タイプは、第１の繊維タイプに低密度または高密度材料を提供することによって得られる。
低密度材料とは、材料が第１の繊維材料よりも低い密度を有することを意味する。高密度材料とは、材料が第１の繊維タイプよりも高い密度を有することを意味する。
例えば、第１の繊維タイプがアラミドである場合、高密度材料の密度は１．４ｇ／ｃｍ３より大きく、好ましくは、高密度材料は２ｇ／ｃｍ３より大きい密度を有する。
【００３１】
第１の繊維タイプ自体が、例えば、約０．８ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンテープのように低密度を有する場合、それが第１の繊維タイプの密度よりも大きい限り、第１の繊維タイプ上に提供される高密度材料は小さい密度を有することができる。しかしながら、良好な検出のためには、高密度材料が少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは少なくとも１．８ｇ／ｃｍ３、より好ましくは少なくとも２ｇ／ｃｍ３、さらにより好ましくは少なくとも３または４ｇ／ｃｍ３の密度を有することが好まれる。
【００３２】
この実施形態は、第２の繊維の改善された検出性をもたらすと考えられるので、現在好ましいと考えられている。低密度または高密度材料の密度は、第１の繊維タイプに供される材料の密度を指すのであって、繊維を含む第２の繊維の密度を指すのではない。
一実施形態では、第２の繊維タイプを得るために、低密度材料が第１の繊維タイプに供される。これは、テラヘルツ検出に特に有利となり得る。
【００３３】
第２の繊維タイプは第１の繊維タイプと同じ高分子材料のものであるが、高密度または低密度材料を備える。第２の繊維タイプが第１の繊維タイプと同じ高分子材料のものである場合、第２の繊維タイプの挙動は第１の繊維タイプの挙動と密接に関連すると考えられる。このことは、使用中のロープの第２の繊維タイプについてのＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁解析から得られるパターンと、使用中のロープの第１の繊維タイプが受ける損傷との間の良好な一致をもたらすと考えられる。
【００３４】
高密度または低密度材料は、種々の様式で第１の繊維タイプと同じ高分子材料の第２の繊維タイプに供され得る。一実施形態では、高密度または低密度材料が例えば、接着剤を用いてまたはコーティングプロセスで第１の繊維タイプに接着される。一実施形態では、繊維、コードまたはストランドが高密度または低密度材料でコーティングされる。高密度材料として、金属および／またはその誘導体または合金を適用することができる。好適な金属の例には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ランタノイドおよびアクチノイド、例えば、セリウム、銅、ニッケル、セリウム、ルビジウム、亜鉛、鉄、ジルコニウム、タンタル、バリウム、銀、金、白金、チタンまたはイリジウムがある。このような金属の誘導体には、塩（例えば、窒化物、炭化物、硫酸塩として）、せっけん、酸化物および有機金属錯体が含まれる。
【００３５】
一実施形態では、金属、金属酸化物または金属塩を適用することができる。好適な金属、金属酸化物および金属塩は、例えば、純粋な二酸化ジルコニウム、安定化二酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、五酸化タンタル、硫酸バリウム、ヨウ化銀、酸化第二鉄または酸化亜鉛である。
酸化亜鉛（ＺｎＯ）は好適な高密度材料であり、アラミド繊維またはＰＥテープの密度よりも顕著に高い約５．６ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
【００３６】
しかしながら、例えば、第１の繊維タイプよりも高い密度を有するハロゲンなどの非金属材料も高密度材料として使用することができる。これには、塩、酸化物、せっけんおよび有機ハロゲン錯体などの誘導体も含まれる。例えば、ヨウ化アルカリ、ヨウ素化芳香族、ヨウ素化脂肪族、ヨウ素化オリゴマー、ヨウ素化高分子ならびにこのような物質の混合物および合金などのヨウ素または臭素誘導体がある。
異なる高密度材料の任意の組み合わせを適用することもできる。
第１の繊維タイプに適用することができる低密度材料は、例えば、カフェインまたはアスピリンであり得る。
【００３７】
一実施形態では、２種以上の高密度または低密度材料が第１の繊維タイプに適用される。このことは、第２の繊維タイプが第１の繊維タイプと、２種以上の低密度または高密度材料とからなることを意味する。この実施形態の利点は、同じ第２の繊維タイプを異なる分析技術に使用することができるということである。別の実施形態では、ロープが２種以上の第２の繊維タイプからなり、第２の繊維タイプの各々が異なる低密度または高密度材料を備える。この実施形態でも、同じロープを異なる分析技術に供することができる。
【００３８】
別の実施形態では、高密度または低密度材料が、異なる分析技術によって検出され得るように選択される。例えば、金属または金属誘導体が第１の繊維タイプに提供される場合、この金属または金属誘導体を、密度差の故にＸ線解析によって検出することができるだけでなく、第１の繊維タイプと金属または金属誘導体との間の吸収、散乱または反射の差の故にテラヘルツ解析によっても検出することができる。このような金属または金属誘導体が強磁性または常磁性である場合、これを上記のような電磁解析を通してまたは永久磁場を用いて検出することもできる。
【００３９】
磁気は、磁石によって他の磁石に及ぼされる力を含む物理的現象のクラスである。これは電流および素粒子の基本的磁気モーメントに起源を有する。これらが他の電流およびモーメントに作用する磁場を生じる。全ての物質がある程度磁場に影響される。最強の効果が永久磁石へのものであり、これは強磁性によって引き起こされる永久磁気モーメントを有する。ほとんどの物質は永久モーメントを有さない。磁場（常磁性）に誘引されるものもあれば、磁場（反磁性）に反発されるものもあり、印加された磁場とはるかにより複雑な関係を有するものもある（反強磁性またはフェリ磁性）。
【００４０】
異なる高または低密度材料からなる第２の繊維タイプがロープ中に存在する、あるいは１つの高または低密度材料から得られるパターンを異なる技術によって得ることができる実施形態が特に有利である。このような場合、第１および第２の繊維タイプからなるロープを本発明に記載される異なる分析法に供することができる。例えば、迅速な試験のために電磁解析を使用することができる一方、ロープのより詳細な検査のためにＸ線解析を使用することができる。最初に連続的にかつオンラインでより高い試験速度で使用することができる方法を使用することが有利である。この検査は、ロープの使用中に行うことができる。次いで、徹底的な詳細な検査のためにより遅い検査法を使用することができる。
【００４１】
適用技術に応じても異なる密度の材料を異なる形態で、例えば、有機溶媒を含む溶液、または（硬化性）樹脂もしくはホットメルト中に粉末として分散された状態の水溶液として適用することができる。一実施形態では、ワックスまたは樹脂などの媒体中の高密度または低密度材料の分散体を製造し、第２のエマルジョンのワックスまたは樹脂と合わせる。その後、エマルジョンと分散体を合わせると、異なる濃度の高または低密度材料を含む組成物が得られ、その後これを第１の繊維タイプに適用すると第２の繊維タイプが得られる。
【００４２】
高もしくは低密度の材料または前記材料からなる組成物を繊維に適用するために、所望
の量の材料固体を繊維に適用することができるあらゆる方法が適している。
異なる密度の材料を、いくつかの技術、限定されないが、接着、コーティング、仕上げ
としての適用、噴霧またはラミネーション（テープにとって特に有利である）によって第
１の繊維タイプに適用することができる。
【００４３】
例えば、材料または組成物を、繊維の製造工程中に、ノズルを用いてまたは適用装置を用いてまたはキスロールを用いて、洗浄後および乾燥前に適用することができ、その後繊維を乾燥させ、仕上げる。キスロールを用いた適用とは、回転ロールを、高または低密度の材料が、例えば、水溶液として存在する浴に部分的に浸漬されることを意味する。浴から突出したロールの部分に膜が形成される。繊維を膜と接触させ、それによって仕上げる。
【００４４】
さらに、材料または組成物適用を繊維製造から下流の工程で実施することもできる。この目的のために、繊維を、例えば、ロールから巻き戻し、材料または組成物と接触させることができる。例えば、第１の工程を洗浄後および乾燥前の繊維の製造工程中に行い、第２の工程を繊維製造の下流の工程で行う、連続して行われる２つ以上の工程で適用を実施することも可能である。
【００４５】
本発明による方法に使用するのに適したロープは合成繊維を含む。例えば、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル、炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ、安定化ＰＡＮを含む）、ポリベンザゾール（ポリベンゾキサゾールおよびポリベンゾチアゾールのホモ−およびコ高分子を含む）、ポリプロピレン、アラミドおよびＰＥ繊維などの当技術分野で既知の高強度高分子繊維が本発明のロープおよび方法に使用するのに適している。ロープをこのような繊維の組み合わせから製造して、異なるタイプの合成高分子からなるハイブリッドロープを得ることもできる。
【００４６】
一実施形態では、アラミド繊維、すなわち、パラ−アラミドまたはメタ−アラミド繊維
、好ましくはパラ−アラミド繊維が使用される。メタ−アラミドは、メタ結合芳香族ポリアミド、例えば、ポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミド）の省略表現である。パラ−アラミドは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物の縮合高分子であるパラ配向芳香族ポリアミドの省略表現である。典型的なパラ−アラミドとして、その構造がポリ−パラ配向型またはそれに近い型を有するアラミド、例えば、ポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）、ポリ（４，４’−ベンズアニリドテレフタルアミド）、ポリ（パラフェニレン−４，４’−ビフェニレンジカルボン酸アミド）およびポリ（パラフェニレン−２，６−ナフタレンジカルボン酸アミド）またはコポリ（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）が挙げられる。ＰＰＴＡとも示されるポリ（パラフェニレンテレフタルアミド）の使用が好まれる。パラ−アラミド繊維は、特に、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）およびＴｅｃｈｎｏｒａ（登録商標）という商品名で商業的に入手可能であり、メタ−アラミド繊維は、特に、Ｔｅｉｊｉｎｃｏｎｅｘ（登録商標）という商品名で商業的に入手可能である。
【００４７】
方法またはロープの別の実施形態では、第１の繊維タイプとしてポリエチレンが使用される。本発明によるポリエチレンは、エチレンのホモポリマーおよびエチレンと共に一般的に３〜２０個の間の炭素原子を有する別のα−オレフィンまたは環状オレフィンであるコモノマーとのコポリマーを含む。例としては、プロペン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクタン、シクロヘキセン等が挙げられる。最大で２０個の炭素原子を有するジエン、例えば、ブタジエン、１−４ヘキサジエンまたはジシクロペンタジエンを使用することも可能である。本発明による方法に使用されるエチレンホモポリマーまたはコポリマー中の（非エチレン）α−オレフィンの量は、好ましくは最大で１０モル％、好ましくは最大で５モル％、より好ましくは最大で１モル％である。（非エチレン）α−オレフィンが使用される場合、これは一般的に少なくとも０．００１モル％、特に少なくとも０．０１モル％、さらにより特に少なくとも０．１モル％の量で存在する。このことは、明らかに、エチレンがモノマーとして挙げられる場合に、このモノマーがモノマーの総量基準で最大で１０モル％、好ましくは最大で５モル％、より好ましくは最大で１モル％の（非エチレン）α−オレフィンモノマーまたは環状オレフィンモノマーを含むこともできることを意味する。
好ましくは、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）が使用される。ＵＨＭＷＰＥは、ポリエチレンの平均分子量が５０万ｇ／ｍｏｌより大きいことを意味する。
【００４８】
固相処理によって、どのようにテープをポリエチレンから製造することができるかは周知である。欧州特許第２３８５９６３号は、どのようにフィルムおよびテープをポリエチレンから製造することができるかを記載している。このようなテープをさらに処理して、例えば、欧州特許第２３００６４４号に記載されているような繊維またはフィブリル化テープを得ることができる。ポリエチレンテープまたは繊維は、第１の繊維タイプとして、および異なる密度の材料を供された後で第２の繊維タイプとして本発明による方法およびロープに使用することができる。
【００４９】
ロープに使用される合成繊維に応じて、解析法を適合させて最適な結果を得ることができる。例えば、テラヘルツ放射を用いる場合、ロープの合成繊維、すなわち、第１の繊維タイプによって反射も、散乱も、吸収もされないが、第２の繊維タイプによって、反射、吸収または散乱される波長または周波数のテラヘルツ放射を使用することが有利である。アラミドについては、これは、０．１〜１ＴＨｚの放射が最も適していることを意味し、ポリエチレンについては、０．１〜１０ＴＨｚが最適であることを意味する。
上に記載された本発明の方法について記載されている第１および第２の繊維タイプの実施形態は、本発明のロープに含まれる第１および第２の繊維タイプにも適用可能である。
【００５０】
一実施形態では、本発明によるロープが、金属および／またはその誘導体もしくは合金、好ましくは、銅、ニッケル、セリウム、ルビジウム、亜鉛、鉄、ジルコニウム、タンタル、バリウム、銀、金、白金、チタン、銅、ニッケルまたはイリジウム、より好ましくは亜鉛からなる高密度材料からなる。
別の実施形態では、本発明によるロープが第１および第２の繊維タイプからなり、第１の繊維タイプがロープの少なくとも６０重量％の量で存在し、ロープの物性に寄与し、かつ第２の繊維タイプがロープの最大で４０重量％の量で存在し、パターン決定の可能性に寄与する。
【００５１】
別の実施形態では、本発明によるロープ中のロープ全体にわたる第２の繊維タイプの分布が、第２の繊維タイプに由来するＸ線、テラヘルツ、永久磁場または電磁パターンの変化がロープの物性の変化を表すものとなる。
所望であれば、本発明によるロープまたはその中に使用されるストランドは、例えば、ロープを環境条件から保護するまたは機械的保護をロープに提供するためのマントル、ジャケット、スリーブ、ラップ、テープ接着または高分子カバーで囲まれ得る。
【００５２】
本発明による方法およびロープは多数の用途に使用され得る。これらは、ロープが引張−引張疲労および曲げ疲労を受ける用途、例えば、鉱山作業または海底石油またはガス作業において、例えば、係船索、引綱、ウィンチ綱として、ならびに揚重および取付用途において特に適している。
【実施例】
【００５３】
以下の実施例および図面は、本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲を限定しない。
図１はＺｎＯからなる組成物でコーティングされた繊維からなるアラミド繊維の撚束の光学（上部パネル）およびＸＲＦ画像（下部パネル）を示している。
図２はアラミド繊維束からなり、アラミド繊維束がＺｎＯからなる組成物でコーティングされているロープのＸ線位相コントラスト画像（吸収）を示している。
図３はＺｎＯからなる組成物でコーティングされたＵＨＭＷＰＥテープからなるＵＨＭＷＰＥテープ束の光学（パネル１および３）およびＸＲＦ画像（パネル２および４）を示している。パネル１および２はフィブリル化されたテープを示している一方、パネル２および４は２ｍｍ幅のテープを示している。
【００５４】
実施例１−アラミド繊維束のＸ線検査
トラッキング繊維、すなわち、高密度材料のコーティングを有する第２の繊維タイプをＸ線検査のために調製した。この場合、トラッキング繊維は高密度材料でコーティングされたアラミド繊維である。コーティング組成物を、ワックスからなる第１のエマルジョンとＺｎＯの第２の分散液から調製した。第１のエマルジョンは３５重量％のワックスを含むＢＹＫ  ＣＥＲＡから入手可能なエマルジョン（Ａｑｕａｃｅｒ  １５４７として商業的に入手可能）であった。第２の分散液は、３４重量％のＺｎＯを含むＥｖｏｎｉｋから入手可能な分散体（ＰＩ  ＶＰ  Ｄｉｓｐ  ＺｎＯ  ２０ＤＷとして商業的に入手可能）であった。第１のエマルジョンと第２の分散体を、組成物中異なる濃度（組成物の重量基準で８、１６および２４重量％）の高密度材料ＺｎＯを有するように一緒に混合した。組成物を３２重量％の総固形分にした。
上記組成物を、液体適用装置を用いてＴｗａｒｏｎ  １０００（１６８０ｄｔｅｘ／ｆ
１０００）繊維に適用した。（それぞれ繊維の重量基準で）３、６および９重量％のＺｎＯ濃度に相当する組成物を、（繊維の重量基準で）１２重量％の量で繊維に適用した。組成物の適用直後に、繊維を１６０℃のオーブンで約１０秒の時間乾燥させた。
【００５５】
次いで、この「トラッキング繊維」をＸ線技術でその可視性について試験した。このために、１本のトラッキング繊維を同じタイプの２０本の未処理アラミド繊維と一緒に束ねた。この束を撚って、ロープ構造中の振動パターンを与える束内の周期的構造を得た。繊維束をＸ線蛍光装置（ＸＲＦ）のサンプルホルダーに装着した。ＸＲＦは特に金属の検出において元素分析および化学分析に広く使用されている。特定の領域上の繊維束の走査は、束の画像およびトラッキング繊維の位置を与える。ＺｎＯを含むトラッキング繊維を用いたこのような画像を図１の下部パネルに示す（繊維上９重量％のＺｎＯを含む試料を示している）。上部パネルに、同じ繊維束の光学画像を示す。
【００５６】
実施例２−アラミドロープのＸ線位相コントラスト画像化
実施例１のＺｎＯからなるトラッキング繊維を使用して１０ｍｍ径のアラミドロープを製造した。ロープは１２本の撚ストランドからなり、各ストランドは３２本の繊維を含んでいる。３２本の繊維の１本のストランドはトラッキング繊維からのみなる。次いで、ロープ試料をＸ線位相コントラスト画像化（ＸＰＣＩ）技術を用いて走査した。測定に使用するパラメータは、Ｘ線管電圧＝４０ｋＶ；Ｘ線管電流＝２２．５ｍＡ；画素サイズ：４５μｍ；暴露時間：１．５分／画像；源と検出器との間の距離＝約１．４ｍとする。吸収モードのＸＰＣＩからのＺｎＯトラッキング繊維を含むロープ試料の画像を図２に示す（糸上９重量％のＺｎＯを含む試料を示している）。
【００５７】
画像から明らかなように、トラッキング繊維のパターンは十分に目に見える。このことは、ストランド間の空間位相の偏移についての情報をこれらの情報から得ることもできることも意味している。これらの情報を使用してロープの状態（例えば、破断、伸長）を評価することができる。
コーティングされたトラッキング繊維およびコーティングされていない繊維をその機械的物性について試験した。両試料を以下の条件：  走査周波数：５０Ｈｚ、初期張力２０ｍＮ／ｔｅｘ、クランプ速度：２５０ｍｍ／分、ゲージ長：５００ｍｍで、ＡＳＴＭ−Ｄ７２６９−０７（「アラミド糸の引張試験の標準試験法」）にしたがって標準的引張試験機で試験した。
【００５８】
結果を表１に示す。結果は、第１の繊維タイプ、この場合Ｔｗａｒｏｎ  １０００、および、トラッキング繊維、この場合ＺｎＯを含むＴｗａｒｏｎ  １０００の物性がほんのわずかしか異ならないことを示している。そのため、機械的物性が類似であり、トラッキング繊維（第２の繊維タイプ）が第１の繊維タイプの状態についての優れた指標となると予想される。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
実施例３−ＵＨＭＷＰＥロープのＸ線検査
実施例１および２に記載されているのと同様の方法で、高密度材料を含む組成物をＵＨＭＷＰＥ試料に適用した。この目的のために、ＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）テープ（Ｅｎｄｕｍａｘ（登録商標）、Ｔｅｉｊｉｎ  Ａｒａｍｉｄ製）を使用した。通常の２ｍｍ幅テープを用いて、またフィブリル化ポリエチレン（ＰＥ）テープを用いて実験を行った。
組成物を、スチレンイソプレンブロックコポリマーの媒体からなる第１のエマルジョンとＺｎＯの第２の分散体から調製した。第１のエマルジョンは、３６重量％の固体を含むＴｒｕｂ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓから入手可能なエマルジョン（Ｔｅｃｐｏｌ  ＫＷ２４０１／２０として商業的に入手可能）であった。第２の分散体は、３４％のＺｎＯを含むＥｖｏｎｉｋから入手可能な分散体（ＰＩ  ＶＰ  Ｄｉｓｐ  ２０ＤＷとして商業的に入手可能）であった。第１のエマルジョンと第２の分散体を、組成物中異なる濃度（組成物の重量基準で８、１６および２４重量％）のＺｎＯを有するように一緒に混合した。組成物を３２重量％の総固形分にした。
【００６１】
繊維と同様の方法で、組成物をＵＨＭＷＰＥテープおよびフィブリル化テープに適用した。ＸＲＦ測定については、アラミド繊維の場合で言及したように、１本のトラッキングテープを２０本のコーティングされていないＰＥテープと一緒に束にした。これを、テープおよびフィブリル化テープのそれぞれについて行った。次いで、束中のトラッキング繊維の振動パターンを得るために、束に撚りを与えた。ＸＲＦ画像化を用いて束を試験した。図３は、１本のトラッキング繊維／テープを含むＵＨＭＷＰＥ束の画像（２４重量％のＺｎＯコーティング組成物を含む試料を示している）を示している。第１および第３のパネルでは、束の光学画像を示し、第２および第４のパネルでは、束のＸＲＦ画像を示している。パネル１および２はフィブリル化テープについての結果（複数の画像が編集された）を示し、パネル３および４はテープについての結果（複数の画像が編集された）を示す。画像は、トラッキング繊維が、コーティングされていない繊維から識別することができ、ＸＲＦ画像化で十分に目に見える画像を与えることを示している。トラッキング繊維の破断または他の障害をこのように同定することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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