ロープ構造体
【課題】
従来ロープ構造体では実現し得なかった、高強力、高耐摩耗性、高耐屈曲疲労性を兼ね備え、各種用途に適用できるロープ構造体を提供する。
【解決手段】
合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０とする。
従来ロープ構造体では実現し得なかった、高強力、高耐摩耗性、高耐屈曲疲労性を兼ね備え、各種用途に適用できるロープ構造体を提供する。
【解決手段】
合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロープ構造体に関する。詳しくは高い強力を有し耐屈曲疲労性、耐摩耗性に優れたロープ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にロープとは直接もしくはガイド等の治具を介して物体を固定したり、吊り上げたり、引っ張ったりするのに用いられ、高強力、高屈曲疲労性、高耐摩耗性、軽量であることなどが要求される。特に近年では、繰り返し使用に耐え得るだけの耐久性、すなわち耐屈曲疲労性、耐摩耗性に対する要求度合いが高まりつつある。
【０００３】
特許文献１には合成繊維からなるロープ構造体に関する技術が開示されている。これは繊維自体の軽い、強い、屈曲性に富むといった特性を活かしたロープ構造体の提案であるが、耐摩耗性の点では十分でなく未だ課題の残るものであった。
【０００４】
特許文献２では合成繊維からなるロープ構造体の表面にシラン系コート剤を塗布することでロープ自体を硬くし耐摩耗性を向上せしめる技術が開示されている。確かに該技術では一定の耐摩耗性向上効果が得られるものの、ロープ構造体が硬く耐屈曲疲労性が大幅に損なわれ、かえって耐久寿命を縮める恐れがあった。
【０００５】
一方、合成繊維材を用いない金属製のロープ、すなわちワイヤーは強力、耐摩耗性の点に優れるが、素材自体が硬いことから特許文献２の場合と同じく屈曲疲労性に乏しく、またワイヤー自体が重いことから取り扱い性の点で十分に満足できるものではなかった。
【０００６】
このような背景のもと、合成繊維ロープが有する高い屈曲疲労性能およびワイヤーロープが有する高い耐摩耗性能を兼ね備えたロープ構造体を開発する意義は大きく、該特性を兼ね備えたロープ構造体はあらゆる用途への展開が大いに期待されるものである。
【特許文献１】特開平６−４９７８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２０４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来技術では解決できなかった課題に対し鋭意検討した結果、達成されたものである。すなわち高強力・高屈曲疲労性・高耐摩耗性を兼ね備え、各種用途への適用が可能なロープ構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は主として次の構成を有する。
（１）合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とするロープ構造体。
（２）断面積が５〜１，５００ｍｍ２である（１）に記載のロープ構造体。
（３）樹脂エラストマーがウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群から選択される少なくとも一種である（１）または（２）に記載のロープ構造体。
（４）合成繊維がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維からなる群から選択される少なくとも一種である（１）〜（３）いずれかに記載のロープ構造体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高強力・高屈曲疲労性・高耐摩耗性を兼ね備え、各種用途への適用が可能なロープ構造体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明のロープ構造体は合成繊維と樹脂エラストマーから構成される。
【００１２】
合成繊維としてはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維などが挙げられ、その他公知の合成繊維を使用することができる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。高強力、高屈曲疲労性のロープを得るという点においては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリカプラミド繊維、ポリヘキサメチレンアジパミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維がより好ましい。
【００１３】
また、合成繊維を構成するポリマはホモ成分であっても、一部に共重合成分を含むものであってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維の場合は、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオールなどのジオール成分を含むものであっても良い。また近年、地球環境保護の観点から利用推奨されているポリエステル、ポリアミドのリサイクル繊維を適用することも可能である。
【００１４】
繊維材自体の耐候性、抗酸化性、耐熱性を向上させる目的で各種薬剤を添加することが好ましい。
【００１５】
ポリエステル繊維の場合、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤、抗酸化剤、ラジカル補足剤等を用いることができ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレー等の無機物が好適に使用される。 ポリアミド繊維の場合は、酢酸銅、沃化銅、臭化銅、塩化第二銅などの銅塩類、沃化カリウム、沃化ナトリウム、臭化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム等のハロゲン化アルカリ金属およびハロゲン化アルカリ土類金属、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、ジフェニルアミン系酸化防止剤、イミダゾール系酸化防止剤、またはリン系化合物等を用いることができる。
【００１６】
また、合成繊維を構成するポリマ中に着色剤を含む原着糸を用いても何ら差し支えない。着色剤についても特に限定されるものではなく、使用するポリマによって適宜選択すれば良い。ポリエステルの場合は、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄などの無機着色剤、シアニン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、アゾ系、ペリノン系、スチレン系、キナクドリン系などの有機着色剤が一般によく用いられる。ポリアミドの場合は、カーボンブラック、亜鉛華、酸化チタン、ベンガラ、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタン−コバルト系グリーン等の無機顔料、および銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、臭化銅フタロシアニングリーン、ジアンスラキノンレッド等の有機顔料が一般的である。
【００１７】
高強度・高伸度の繊維材を得るうえで使用するポリマの重合度は高い方が良い。ポリエチレンテレフタレートの場合、固有粘度０．８以上、好ましくは０．９以上、より好ましくは１．０以上である。なお、上限は２．０が好ましい。ポリアミドの場合、硫酸相対粘度が２．８以上、好ましくは３．０以上、より好ましくは３．３以上である。なお、上限は４．５が好ましい。
【００１８】
本発明のロープ構造体を構成する合成繊維の強伸度等の物性は特に限定されるものではないが、強度６．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１５〜４０％が好ましく、より好ましくは７．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０〜３５％である。繊維材の強伸度特性をかかる範囲とすることで、ロープ構造体として高強度・高タフネスが発現し、各種用途に好適使用することができるようになる。また、合成繊維は適度な熱収縮率とすること、例えば１５０℃乾熱下において３〜１５％程度とすることで形態安定性に優れたロープ構造体が高品位で得られやすくなるために好ましい。
【００１９】
本発明の合成繊維の総繊度、単糸繊度については特に制限はなく、ロープとしての要求特性および製造工程における生産効率、さらには合成繊維の製造工程面をも勘案し適宜設定すればよい。これら物性および生産性を兼備する繊度域としては、例えば総繊度５００〜３０００ｄｔｅｘ、単糸繊度１０〜３５ｄｔｅｘが例示できる。
【００２０】
以上述べてきた本発明の産業資材用ネットを構成するポリエステル繊維、ポリアミド繊維に代表される熱可塑性合成繊維は常法により製造することができる。一例としてポリエチレンテレフタレート繊維の溶融紡糸方法を示すが、何らこれに限定されるものではない。
【００２１】
固有粘度が１．０以上のポリエチレンテレフタレートを溶融濾過したのち口金細孔から紡出する。紡出糸条はポリマの融点以上、例えば２７０〜３５０℃に加熱せしめた雰囲気を通過したのち８０℃以下の冷却風にて冷却固化される。かかる温度履歴を経ることで、高強度・高タフネスの繊維を品位良く製造することができる。冷却後の糸条は油剤を付与され、所定の回転速度で回転する引取ローラに捲回して引き取られる。引き続き、順次高速回転するローラに捲回することで延伸を行う。より高強度・高タフネスの繊維を得るには２〜３段に分けて、トータル３．５〜６．０倍の倍率になるように延伸すればよい。各ローラの表面温度は得られる繊維の品位品質に影響を与えるものであり、適当な温度に設定する必要がある。例えば、引取ローラ、第１延伸供給ローラは６０〜１００℃、第１延伸ローラは１００〜１３０℃、第２延伸ローラは１８０〜２３０℃とするのが好ましい。延伸後には１〜１０％程度の弛緩処理することで、形態安定性に優れた繊維を得ることができる。巻き取る直前において、高圧空気を走行糸条に噴射して交絡処理を施すことが好ましい。交絡はできるだけ多くかつ均一にすることが好ましく、交絡数（ＣＦ値）は１０〜３０あれば十分である。かかる範囲の交絡を付与することで巻き取りチーズからの糸条解舒性、および糸条のガイド通過性が良好になり製網工程におけるトラブルを回避することできる。
【００２２】
本発明のロープ構造体は、通常上記得られた合成繊維を数本撚り合わせて合成する。合わせ本数、すなわちロープ構造体の直径は使用用途、要求特性に応じて適宜設定すればよい。例えば、小型の船舶を係留するロープでは１６７０Ｔ程度の高強度ポリエステル繊維を２０〜１００本程度撚り合わせて設計されるものが多く、大型船舶用の係留ロープとしては１６７０Ｔを１００本程度撚り合わせたものをさらに１００本程度撚り合わせてなるものもある。撚りについても使用用途によって下撚り、中撚り、上撚り、各々設定すればよい。なお、本発明のロープ構造体は合成繊維の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなることを最大の特徴とするが、樹脂エラストマーを均一に塗布するという観点からは、撚り数は少ない方が好ましい。
【００２３】
本発明のロープ構造体は繊維材および樹脂エラストマー材から構成される。
該ロープ構造体の断面積は５〜１，５００ｍｍ２であることが好ましく、
より好ましくは２０〜１，０００ｍｍ２である。そして該ロープ構造体の断面における繊維材とエラストマー材の面積比率は５０：５０〜９０：１０である。かかる範囲とすることで高い強力、優れた耐摩耗性、優れた耐屈曲疲労性が得られる。ロープ構造体の断面積が５ｍｍ２以上であれば、樹脂エラストマーを薄く均一に塗布するという加工精度面の難度が低く、ロープ構造体の断面積が１，５００ｍｍ２を以下であれば、樹脂エラストマーを厚く均一塗布するという加工精度面の問題が少ない。
【００２４】
ロープ構造体の断面における合成繊維の面積比率が９０％を越える場合は、合成繊維のみからなるロープと物性上の何ら優位性が無くなり、すなわちは耐摩耗性の点で劣り、ガイド等との繰り返し摩擦により劣化・破断するおそれがある。逆に合成繊維の面積比率が５０％に満たない場合は、いくら柔軟性に富んだ樹脂エラストマーとはいえ、その表面は硬くなってしまい、耐屈曲疲労性の点で満足のいく結果が得られなくなってしまう。また、ロープ構造体に占める合成繊維の割合が小さくなると、強力が低くなり、取り扱い難い等の問題が生じる。
【００２５】
上記の通り本発明のロープ構造体では繊維材に樹脂エラストマーを塗布することが最大の特徴であり、高強力・高耐摩耗性・高屈曲疲労性を兼備したロープが得られるようになるものである。
【００２６】
樹脂エラストマー材は、特に限定されるものではないが、柔軟であり、耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れたものを選択すべきである。つまり、本発明ではあえて樹脂エラストマーと呼び、通常の樹脂とは区別して用いている。樹脂エラストマーとはいわゆる“ゴム”であり、常温下において軟らかく弾性に富む高分子物質である。そして、該樹脂エラストマーをその表面に配してなる本発明のロープ構造体のデュロメータタイプＡで測定したデュロメータ硬さはＡ５〜Ａ５０であることが好ましい。ロープ硬度をかかる範囲とすることで、無理なく塑性変形できるようになり、あらゆる設置場所、環境下で好適に使用できるようになる。また、かかる範囲の硬さであることは、すなわち衝撃を吸収緩和することで耐摩耗性・耐屈曲疲労性の向上を達成するものでもある。
【００２７】
本発明における樹脂エラストマーとしては、特にその種類が限定されるものではないが、ウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群より選択される少なくとも一種であることが、柔軟性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性の観点から好ましい。これらを単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。ウレタン系エラストマーとしてはウレタンゴム、ポリスチレン系エラストマーとしてはポリスチレンゴム、スチレン−ブタジエン系エラストマーとしてはスチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエン系エラストマーとしてはニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレン系エラストマーとしてはクロロプレンゴム、天然ゴム系エラストマーとしては天然ゴム、などが挙げられる。なかでも物性バランスの点からウレタンゴム、ポリスチレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムがより好ましい。これら樹脂エラストマーに加硫剤、架橋剤を添加し熱処理することで樹脂エラストマー自身の構造がより安定化・強靱化し、該エラストマーが被覆されてなるロープ構造体ではより一層の耐摩耗性、耐屈曲疲労性の向上効果が発現する。また、該エラストマーに耐摩耗性、耐屈曲疲労性、さらには耐候性、耐水性等を向上させる目的で各種薬剤を添加してもよい。例えば、高分子ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン等の微粉末を添加することで耐摩耗性の向上が期待でき、カーボン、シリカなどの無機物の添加により被膜強度アップが期待できる。その他、酸化防止剤、ＰＨ調整剤、安定剤などを添加することでも樹脂エラストマー特性を向上させることができる。また、本来の耐摩耗性、耐屈曲疲労性、さらには強伸度特性を損なわない範囲において難燃剤や抗菌剤を添加することも可能であり、ロープ構造体に所望の機能を付加することができる。
【００２８】
本発明のロープ構造体を得るには幾つかの方法が採用できる。例えば、合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体を有機溶媒または水などで希釈・エマルジョン化した樹脂エラストマー溶液に浸せき後、マングル、バキューム等を用いて余分な樹脂を除去するディップ法が挙げられる。ディップ法では繊維構造体上に残った溶媒等を除去した後、樹脂エラストマーと繊維材との接着力を高め、さらには樹脂エラストマー自体の耐摩耗性・耐衝撃性等の特性を一段と向上させるため、高温熱処理工程に供すことが好ましい。熱処理温度は使用する樹脂エラストマーに特有であり、例えば、ウレタンゴムの場合は、１３０〜１８０℃、クロロプレンゴムの場合は１００〜１５０℃程度に設定すればよい。該温度に保持する時間については、樹脂エラストマーの塗布量により適宜設定すべきであるが、数十秒〜数分の加熱により、適当な樹脂エラストマー被膜が形成され、柔軟性を保持したまま、所望の耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れたロープ構造体が得られる。
【００２９】
また、合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体をダイスに通し、その周りに溶融状態の熱可塑性樹脂エラストマー被覆する溶融被覆方法も適当な方法と言える。本方法はダイス径を適宜選択することで被覆量を自由に設定できるという点で好適な方法である。
【００３０】
本発明のロープ構造体はその使用目的・形態に応じてその端部にワッシャー、フック等の治具を取り付けても何ら差し支えないものである。
【００３１】
かくして得られた本発明のロープ構造体は合成繊維と樹脂エラストマーから構成されており、高強力、高タフネスとともに優れた耐摩耗性、耐屈曲疲労性を兼ね備えたものとなる。その結果、各種用途例えば漁網ロープや農業用ロープなどに長期間好適に使用できるようになる。また、本発明のロープ構造体は、特殊な生産工程を要するものでなく、既知の製綱工程、樹脂塗布工程を組み合わせることでその実現が可能であり極めて実用的である。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、各種物性は次に方法により算出した。
【００３３】
［ポリエステルの固有粘度（ＩＶ）］：
試料８．０ｇにオルソクロロフェノール１００ｍｌを加えて、１６０℃×１０分間加熱溶解した溶液の相対粘度ηｒをオストワルド粘度計を用いて測定し、次の近似式に従い算出した。
ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．０２６３４
［ポリアミドの硫酸相対粘度（ηｒ）］：
試料１．０ｇを９８重量％硫酸１００ｍｌに溶解し、２５℃の条件下においてオストワルド粘度計を用いて測定した。
【００３４】
［メルトフローレート］：
試料を島津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００Ｃ型を用い、溶融温度２１０℃、予熱時間３００秒、ダイの直径０．５ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、ピストン断面積１ｃｍ２、押出圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で吐出し、単位時間あたりの吐出量を測定した。
【００３５】
［総繊度］：
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．３．１正量繊度ａ）Ａ法に従って、所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、所定糸長９０ｍで測定した。
【００３６】
［強度・伸度］：
試料を気温２０℃、湿度６５％の温調室において、オリエンテック（株）社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００でＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。このときの掴み間隔は２５ｃｍ、引張速度は３０ｃｍ／ｍｉｎ、試験回数は１０回であった。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００３７】
［乾熱収縮率］：
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．１８．２乾熱収縮率ａ）かせ収縮率（Ａ法）に従って、試料採取時の所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、処理温度１５０℃、また、かせ長測定時の所定荷重２００ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数として測定した。
【００３８】
［沸騰水収縮率］
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．１８．１熱水収縮率ａ）かせ収縮率（Ａ法）に従って、試料採取時の所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、処理温度１００℃、また、かせ長測定時の所定荷重を２００ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数として測定した。
【００３９】
［ネットのデュロメータ硬さ］
ＡＳＫＥＲ製デュロメータ硬度計タイプＡを用いＪＩＳ Ｋ−６２５３（１９９７）５．デュロメータ硬さ試験に従って測定した。加圧面を試験片側面に密着後１秒以内に目盛りを読みとった。試験回数を５回とし、その平均値を記した。
［ロープ構造体の断面積・合成繊維材と樹脂エラストマー材の面積比率］
ロープ構造体を片刃ナイフを用いて長手方向と垂直に切断し、得られた断面の直径を任意に５箇所測定してその平均値から断面積Ｓを算出した。同様に得られた断面のうち合成繊維部分のみの直径を任意に５箇所測定してその平均値から合成繊維の面積ｓを算出、次式に従い合成繊維材と樹脂エラストマー材の面積比率を算出した。なお、ロープ構造体の断面積が１００ｍｍ未満と小さい場合は２０倍で写真撮影して直径を測定した。
合成繊維の断面積：樹脂エラストマーの断面積＝ｓ：Ｓ−ｓ
［ロープ強力］：
ＪＩＳ Ａ−８９６０（２００４）７．２網糸の引張強さ試験に従って、掴み間隔２５ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎとしてオリエンテック（株）社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００を用い１０回測定した。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００４０】
［ロープの耐摩耗性］：
ロープ構造体およそ１．２ｍ分をφ＝５０ｍｍの鉄心に巻き付け、次に５０ｌのコンクリートミキサーに試験片、水３０ｌ、割れ石５ｋｇ、平均粒径３００μｍの砂３ｋｇを入れ、５０ｒｐｍの回転速度で１５ｍｉｎ攪拌させた。攪拌後試験片を取り出し、乾燥後、ロープ構造体の強伸度を測定し、次式に従いロープ構造体の耐摩耗性（強力保持率（％））を算出した。
ロープ構造体の耐摩耗性（強力保持率（％））＝（摩耗試験後のロープ強力(N)／摩耗試験前のロープ強力(N)）×１００。
【００４１】
［ロープの耐屈曲疲労性］：
ＪＩＳ Ｐ−８１１５（２００１）に従って、荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ、振れ回数１７５回／分、振れ角度２７０度で試験を行った。試験後の強伸度を測定し、次式に従いロープ構造体の耐屈曲疲労性（強力保持率（％））を算出した。
ロープ構造体の耐屈曲疲労性（強力保持率(%)）＝（屈曲疲労試験後のロープ強力(N)／屈曲疲労試験前のロープ強力(N)）×１００。
【００４２】
［実施例１］
固有粘度１．２のポリエチレンテレフタレートをエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が３００℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数９６、円形孔型のものを使用した。
【００４３】
紡出された糸条は温度３２０℃、長さ３００ｍｍの加熱筒内を通過した後、２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率５．６倍、弛緩率５％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ７０℃、第１延伸供給ローラ１００℃、第１延伸ローラ１１０℃、第２延伸ローラ２２０℃、弛緩ローラ５０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．５Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０％、乾熱収縮率８．０％のポリエチレンテレフタレート繊維を製造した。
【００４４】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
【００４５】
引き続き、樹脂エラストマーとして第一工業製薬製Ｅ２０００タイプのウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００４６】
［実施例２］
直径５．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４７】
［実施例３］
直径４．５ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４８】
［比較例１］
直径７．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４９】
［比較例２］
直径４．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００５０】
［比較例３］
樹脂エラストマーを使用せず、実施例１に記載の繊維ロープのみでロープ構造体を作製した。
【００５１】
［実施例４〜８］
樹脂エラストマーとして、実施例４で日本エイアンドエル製Ｓ１２タイプのポリスチレンゴム、実施例５では日本エイアンドエル製ＳＲ１１４タイプのスチレン−ブタジエンゴム、実施例６では日本エイアンドエル製ＮＡ１３タイプのニトリル−ブタジエンゴム、実施例７では昭和電工製ショウプレン４００タイプのクロロプレンゴム、実施例８ではGolden Hope Plantation Berhad,Malaysia製のＨＹＴＥＸタイプの天然ゴムを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００５２】
［実施例９］
硫酸相対粘度３．５、酢酸銅を銅として７０ｐｐｍ、沃化カリウムを０．１重量％、臭素化カリウムを０．１重量％含有するポリヘキサメチレンアジパミドをエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が２９５℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数１４４、円形孔型のものを使用した。
【００５３】
紡出された糸条は温度３００℃、長さ２５０ｍｍの加熱筒内を通過した後、２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率４．８倍、弛緩率５％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ３０℃、第１延伸供給ローラ４０℃、第１延伸ローラ１４０℃、第２延伸ローラ２３０℃、弛緩ローラ１５０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．５Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度７．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、沸騰水収縮率６．０％のポリヘキサメチレンアジパミド繊維を製造した。
【００５４】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリヘキサメチレンアジパミド繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
引き続き、樹脂エラストマーとしてウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００５５】
［実施例１０］
メルトフローレート値が３０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂をエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が２２０℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数１４４、円形孔型のものを使用した。
【００５６】
紡出された糸条は２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率４．６倍、弛緩率３％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ３０℃、第１延伸供給ローラ４０℃、第１延伸ローラ８０℃、第２延伸ローラ１２０℃、弛緩ローラ１２０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．３Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度６．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０％のポリプロピレン繊維を製造した。
【００５７】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリプロピレン繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
【００５８】
引き続き、樹脂エラストマーとしてウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００５９】
ここで実施例１〜１０、比較例１〜３のロープ構造体を構成する合成繊維の種類、樹脂エラストマーの種類、ロープ構造体の断面における合成繊維と樹脂エラストマーの面積比、およびロープ構造体の強力、耐摩耗性、耐屈曲疲労性を表１および表２に記す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
表１および表２から明らかなように本発明のロープ構造体は、その表面に樹脂エラストマーが被覆されてなることから柔軟性に富み、耐摩耗性、耐屈曲疲労試験後の強力保持率が高い結果となった。一方、ロープ構造体の断面における樹脂エラストマーの面積比が本発明より大きい比較例１ではロープ構造体自体が硬くなりすぎ、屈曲疲労性がむしろ悪化してしまい、また、そもそもロープ構造体の断面積の割には強力低いため取り扱い難い等の点で問題を残すものであった。ロープ構造体の断面における樹脂エラストマーの面積比が本発明より小さい比較例２、および樹脂エラストマーを配さない比較例３では耐摩耗性、耐屈曲疲労性の点で満足いく結果が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のロープ構造体は、その表面に耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れた樹脂エラストマーを被覆してなることから、高強力・高耐摩耗性・高耐屈曲疲労性に優れ、各種用途に好適に適用できるものである。また、特異な生産工程を要するものでなく、既知の製網工程、樹脂エラストマー塗布工程を組み合わせることでその実現が可能であり、極めて実用的な方法であると言える。
【技術分野】
【０００１】
本発明はロープ構造体に関する。詳しくは高い強力を有し耐屈曲疲労性、耐摩耗性に優れたロープ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にロープとは直接もしくはガイド等の治具を介して物体を固定したり、吊り上げたり、引っ張ったりするのに用いられ、高強力、高屈曲疲労性、高耐摩耗性、軽量であることなどが要求される。特に近年では、繰り返し使用に耐え得るだけの耐久性、すなわち耐屈曲疲労性、耐摩耗性に対する要求度合いが高まりつつある。
【０００３】
特許文献１には合成繊維からなるロープ構造体に関する技術が開示されている。これは繊維自体の軽い、強い、屈曲性に富むといった特性を活かしたロープ構造体の提案であるが、耐摩耗性の点では十分でなく未だ課題の残るものであった。
【０００４】
特許文献２では合成繊維からなるロープ構造体の表面にシラン系コート剤を塗布することでロープ自体を硬くし耐摩耗性を向上せしめる技術が開示されている。確かに該技術では一定の耐摩耗性向上効果が得られるものの、ロープ構造体が硬く耐屈曲疲労性が大幅に損なわれ、かえって耐久寿命を縮める恐れがあった。
【０００５】
一方、合成繊維材を用いない金属製のロープ、すなわちワイヤーは強力、耐摩耗性の点に優れるが、素材自体が硬いことから特許文献２の場合と同じく屈曲疲労性に乏しく、またワイヤー自体が重いことから取り扱い性の点で十分に満足できるものではなかった。
【０００６】
このような背景のもと、合成繊維ロープが有する高い屈曲疲労性能およびワイヤーロープが有する高い耐摩耗性能を兼ね備えたロープ構造体を開発する意義は大きく、該特性を兼ね備えたロープ構造体はあらゆる用途への展開が大いに期待されるものである。
【特許文献１】特開平６−４９７８８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２０４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来技術では解決できなかった課題に対し鋭意検討した結果、達成されたものである。すなわち高強力・高屈曲疲労性・高耐摩耗性を兼ね備え、各種用途への適用が可能なロープ構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は主として次の構成を有する。
（１）合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とするロープ構造体。
（２）断面積が５〜１，５００ｍｍ２である（１）に記載のロープ構造体。
（３）樹脂エラストマーがウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群から選択される少なくとも一種である（１）または（２）に記載のロープ構造体。
（４）合成繊維がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維からなる群から選択される少なくとも一種である（１）〜（３）いずれかに記載のロープ構造体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高強力・高屈曲疲労性・高耐摩耗性を兼ね備え、各種用途への適用が可能なロープ構造体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明のロープ構造体は合成繊維と樹脂エラストマーから構成される。
【００１２】
合成繊維としてはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維などが挙げられ、その他公知の合成繊維を使用することができる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いてもよい。高強力、高屈曲疲労性のロープを得るという点においては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリカプラミド繊維、ポリヘキサメチレンアジパミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維がより好ましい。
【００１３】
また、合成繊維を構成するポリマはホモ成分であっても、一部に共重合成分を含むものであってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維の場合は、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの酸成分、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオールなどのジオール成分を含むものであっても良い。また近年、地球環境保護の観点から利用推奨されているポリエステル、ポリアミドのリサイクル繊維を適用することも可能である。
【００１４】
繊維材自体の耐候性、抗酸化性、耐熱性を向上させる目的で各種薬剤を添加することが好ましい。
【００１５】
ポリエステル繊維の場合、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系などの紫外線吸収剤、抗酸化剤、ラジカル補足剤等を用いることができ、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレー等の無機物が好適に使用される。 ポリアミド繊維の場合は、酢酸銅、沃化銅、臭化銅、塩化第二銅などの銅塩類、沃化カリウム、沃化ナトリウム、臭化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム等のハロゲン化アルカリ金属およびハロゲン化アルカリ土類金属、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、ジフェニルアミン系酸化防止剤、イミダゾール系酸化防止剤、またはリン系化合物等を用いることができる。
【００１６】
また、合成繊維を構成するポリマ中に着色剤を含む原着糸を用いても何ら差し支えない。着色剤についても特に限定されるものではなく、使用するポリマによって適宜選択すれば良い。ポリエステルの場合は、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄などの無機着色剤、シアニン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、アゾ系、ペリノン系、スチレン系、キナクドリン系などの有機着色剤が一般によく用いられる。ポリアミドの場合は、カーボンブラック、亜鉛華、酸化チタン、ベンガラ、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタン−コバルト系グリーン等の無機顔料、および銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、臭化銅フタロシアニングリーン、ジアンスラキノンレッド等の有機顔料が一般的である。
【００１７】
高強度・高伸度の繊維材を得るうえで使用するポリマの重合度は高い方が良い。ポリエチレンテレフタレートの場合、固有粘度０．８以上、好ましくは０．９以上、より好ましくは１．０以上である。なお、上限は２．０が好ましい。ポリアミドの場合、硫酸相対粘度が２．８以上、好ましくは３．０以上、より好ましくは３．３以上である。なお、上限は４．５が好ましい。
【００１８】
本発明のロープ構造体を構成する合成繊維の強伸度等の物性は特に限定されるものではないが、強度６．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１５〜４０％が好ましく、より好ましくは７．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０〜３５％である。繊維材の強伸度特性をかかる範囲とすることで、ロープ構造体として高強度・高タフネスが発現し、各種用途に好適使用することができるようになる。また、合成繊維は適度な熱収縮率とすること、例えば１５０℃乾熱下において３〜１５％程度とすることで形態安定性に優れたロープ構造体が高品位で得られやすくなるために好ましい。
【００１９】
本発明の合成繊維の総繊度、単糸繊度については特に制限はなく、ロープとしての要求特性および製造工程における生産効率、さらには合成繊維の製造工程面をも勘案し適宜設定すればよい。これら物性および生産性を兼備する繊度域としては、例えば総繊度５００〜３０００ｄｔｅｘ、単糸繊度１０〜３５ｄｔｅｘが例示できる。
【００２０】
以上述べてきた本発明の産業資材用ネットを構成するポリエステル繊維、ポリアミド繊維に代表される熱可塑性合成繊維は常法により製造することができる。一例としてポリエチレンテレフタレート繊維の溶融紡糸方法を示すが、何らこれに限定されるものではない。
【００２１】
固有粘度が１．０以上のポリエチレンテレフタレートを溶融濾過したのち口金細孔から紡出する。紡出糸条はポリマの融点以上、例えば２７０〜３５０℃に加熱せしめた雰囲気を通過したのち８０℃以下の冷却風にて冷却固化される。かかる温度履歴を経ることで、高強度・高タフネスの繊維を品位良く製造することができる。冷却後の糸条は油剤を付与され、所定の回転速度で回転する引取ローラに捲回して引き取られる。引き続き、順次高速回転するローラに捲回することで延伸を行う。より高強度・高タフネスの繊維を得るには２〜３段に分けて、トータル３．５〜６．０倍の倍率になるように延伸すればよい。各ローラの表面温度は得られる繊維の品位品質に影響を与えるものであり、適当な温度に設定する必要がある。例えば、引取ローラ、第１延伸供給ローラは６０〜１００℃、第１延伸ローラは１００〜１３０℃、第２延伸ローラは１８０〜２３０℃とするのが好ましい。延伸後には１〜１０％程度の弛緩処理することで、形態安定性に優れた繊維を得ることができる。巻き取る直前において、高圧空気を走行糸条に噴射して交絡処理を施すことが好ましい。交絡はできるだけ多くかつ均一にすることが好ましく、交絡数（ＣＦ値）は１０〜３０あれば十分である。かかる範囲の交絡を付与することで巻き取りチーズからの糸条解舒性、および糸条のガイド通過性が良好になり製網工程におけるトラブルを回避することできる。
【００２２】
本発明のロープ構造体は、通常上記得られた合成繊維を数本撚り合わせて合成する。合わせ本数、すなわちロープ構造体の直径は使用用途、要求特性に応じて適宜設定すればよい。例えば、小型の船舶を係留するロープでは１６７０Ｔ程度の高強度ポリエステル繊維を２０〜１００本程度撚り合わせて設計されるものが多く、大型船舶用の係留ロープとしては１６７０Ｔを１００本程度撚り合わせたものをさらに１００本程度撚り合わせてなるものもある。撚りについても使用用途によって下撚り、中撚り、上撚り、各々設定すればよい。なお、本発明のロープ構造体は合成繊維の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなることを最大の特徴とするが、樹脂エラストマーを均一に塗布するという観点からは、撚り数は少ない方が好ましい。
【００２３】
本発明のロープ構造体は繊維材および樹脂エラストマー材から構成される。
該ロープ構造体の断面積は５〜１，５００ｍｍ２であることが好ましく、
より好ましくは２０〜１，０００ｍｍ２である。そして該ロープ構造体の断面における繊維材とエラストマー材の面積比率は５０：５０〜９０：１０である。かかる範囲とすることで高い強力、優れた耐摩耗性、優れた耐屈曲疲労性が得られる。ロープ構造体の断面積が５ｍｍ２以上であれば、樹脂エラストマーを薄く均一に塗布するという加工精度面の難度が低く、ロープ構造体の断面積が１，５００ｍｍ２を以下であれば、樹脂エラストマーを厚く均一塗布するという加工精度面の問題が少ない。
【００２４】
ロープ構造体の断面における合成繊維の面積比率が９０％を越える場合は、合成繊維のみからなるロープと物性上の何ら優位性が無くなり、すなわちは耐摩耗性の点で劣り、ガイド等との繰り返し摩擦により劣化・破断するおそれがある。逆に合成繊維の面積比率が５０％に満たない場合は、いくら柔軟性に富んだ樹脂エラストマーとはいえ、その表面は硬くなってしまい、耐屈曲疲労性の点で満足のいく結果が得られなくなってしまう。また、ロープ構造体に占める合成繊維の割合が小さくなると、強力が低くなり、取り扱い難い等の問題が生じる。
【００２５】
上記の通り本発明のロープ構造体では繊維材に樹脂エラストマーを塗布することが最大の特徴であり、高強力・高耐摩耗性・高屈曲疲労性を兼備したロープが得られるようになるものである。
【００２６】
樹脂エラストマー材は、特に限定されるものではないが、柔軟であり、耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れたものを選択すべきである。つまり、本発明ではあえて樹脂エラストマーと呼び、通常の樹脂とは区別して用いている。樹脂エラストマーとはいわゆる“ゴム”であり、常温下において軟らかく弾性に富む高分子物質である。そして、該樹脂エラストマーをその表面に配してなる本発明のロープ構造体のデュロメータタイプＡで測定したデュロメータ硬さはＡ５〜Ａ５０であることが好ましい。ロープ硬度をかかる範囲とすることで、無理なく塑性変形できるようになり、あらゆる設置場所、環境下で好適に使用できるようになる。また、かかる範囲の硬さであることは、すなわち衝撃を吸収緩和することで耐摩耗性・耐屈曲疲労性の向上を達成するものでもある。
【００２７】
本発明における樹脂エラストマーとしては、特にその種類が限定されるものではないが、ウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群より選択される少なくとも一種であることが、柔軟性、耐摩耗性、耐屈曲疲労性の観点から好ましい。これらを単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。ウレタン系エラストマーとしてはウレタンゴム、ポリスチレン系エラストマーとしてはポリスチレンゴム、スチレン−ブタジエン系エラストマーとしてはスチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエン系エラストマーとしてはニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレン系エラストマーとしてはクロロプレンゴム、天然ゴム系エラストマーとしては天然ゴム、などが挙げられる。なかでも物性バランスの点からウレタンゴム、ポリスチレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムがより好ましい。これら樹脂エラストマーに加硫剤、架橋剤を添加し熱処理することで樹脂エラストマー自身の構造がより安定化・強靱化し、該エラストマーが被覆されてなるロープ構造体ではより一層の耐摩耗性、耐屈曲疲労性の向上効果が発現する。また、該エラストマーに耐摩耗性、耐屈曲疲労性、さらには耐候性、耐水性等を向上させる目的で各種薬剤を添加してもよい。例えば、高分子ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン等の微粉末を添加することで耐摩耗性の向上が期待でき、カーボン、シリカなどの無機物の添加により被膜強度アップが期待できる。その他、酸化防止剤、ＰＨ調整剤、安定剤などを添加することでも樹脂エラストマー特性を向上させることができる。また、本来の耐摩耗性、耐屈曲疲労性、さらには強伸度特性を損なわない範囲において難燃剤や抗菌剤を添加することも可能であり、ロープ構造体に所望の機能を付加することができる。
【００２８】
本発明のロープ構造体を得るには幾つかの方法が採用できる。例えば、合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体を有機溶媒または水などで希釈・エマルジョン化した樹脂エラストマー溶液に浸せき後、マングル、バキューム等を用いて余分な樹脂を除去するディップ法が挙げられる。ディップ法では繊維構造体上に残った溶媒等を除去した後、樹脂エラストマーと繊維材との接着力を高め、さらには樹脂エラストマー自体の耐摩耗性・耐衝撃性等の特性を一段と向上させるため、高温熱処理工程に供すことが好ましい。熱処理温度は使用する樹脂エラストマーに特有であり、例えば、ウレタンゴムの場合は、１３０〜１８０℃、クロロプレンゴムの場合は１００〜１５０℃程度に設定すればよい。該温度に保持する時間については、樹脂エラストマーの塗布量により適宜設定すべきであるが、数十秒〜数分の加熱により、適当な樹脂エラストマー被膜が形成され、柔軟性を保持したまま、所望の耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れたロープ構造体が得られる。
【００２９】
また、合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体をダイスに通し、その周りに溶融状態の熱可塑性樹脂エラストマー被覆する溶融被覆方法も適当な方法と言える。本方法はダイス径を適宜選択することで被覆量を自由に設定できるという点で好適な方法である。
【００３０】
本発明のロープ構造体はその使用目的・形態に応じてその端部にワッシャー、フック等の治具を取り付けても何ら差し支えないものである。
【００３１】
かくして得られた本発明のロープ構造体は合成繊維と樹脂エラストマーから構成されており、高強力、高タフネスとともに優れた耐摩耗性、耐屈曲疲労性を兼ね備えたものとなる。その結果、各種用途例えば漁網ロープや農業用ロープなどに長期間好適に使用できるようになる。また、本発明のロープ構造体は、特殊な生産工程を要するものでなく、既知の製綱工程、樹脂塗布工程を組み合わせることでその実現が可能であり極めて実用的である。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、各種物性は次に方法により算出した。
【００３３】
［ポリエステルの固有粘度（ＩＶ）］：
試料８．０ｇにオルソクロロフェノール１００ｍｌを加えて、１６０℃×１０分間加熱溶解した溶液の相対粘度ηｒをオストワルド粘度計を用いて測定し、次の近似式に従い算出した。
ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．０２６３４
［ポリアミドの硫酸相対粘度（ηｒ）］：
試料１．０ｇを９８重量％硫酸１００ｍｌに溶解し、２５℃の条件下においてオストワルド粘度計を用いて測定した。
【００３４】
［メルトフローレート］：
試料を島津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００Ｃ型を用い、溶融温度２１０℃、予熱時間３００秒、ダイの直径０．５ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、ピストン断面積１ｃｍ２、押出圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で吐出し、単位時間あたりの吐出量を測定した。
【００３５】
［総繊度］：
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．３．１正量繊度ａ）Ａ法に従って、所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、所定糸長９０ｍで測定した。
【００３６】
［強度・伸度］：
試料を気温２０℃、湿度６５％の温調室において、オリエンテック（株）社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００でＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。このときの掴み間隔は２５ｃｍ、引張速度は３０ｃｍ／ｍｉｎ、試験回数は１０回であった。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００３７】
［乾熱収縮率］：
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．１８．２乾熱収縮率ａ）かせ収縮率（Ａ法）に従って、試料採取時の所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、処理温度１５０℃、また、かせ長測定時の所定荷重２００ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数として測定した。
【００３８】
［沸騰水収縮率］
ＪＩＳ Ｌ−１０１３（１９９９）８．１８．１熱水収縮率ａ）かせ収縮率（Ａ法）に従って、試料採取時の所定荷重５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、処理温度１００℃、また、かせ長測定時の所定荷重を２００ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数として測定した。
【００３９】
［ネットのデュロメータ硬さ］
ＡＳＫＥＲ製デュロメータ硬度計タイプＡを用いＪＩＳ Ｋ−６２５３（１９９７）５．デュロメータ硬さ試験に従って測定した。加圧面を試験片側面に密着後１秒以内に目盛りを読みとった。試験回数を５回とし、その平均値を記した。
［ロープ構造体の断面積・合成繊維材と樹脂エラストマー材の面積比率］
ロープ構造体を片刃ナイフを用いて長手方向と垂直に切断し、得られた断面の直径を任意に５箇所測定してその平均値から断面積Ｓを算出した。同様に得られた断面のうち合成繊維部分のみの直径を任意に５箇所測定してその平均値から合成繊維の面積ｓを算出、次式に従い合成繊維材と樹脂エラストマー材の面積比率を算出した。なお、ロープ構造体の断面積が１００ｍｍ未満と小さい場合は２０倍で写真撮影して直径を測定した。
合成繊維の断面積：樹脂エラストマーの断面積＝ｓ：Ｓ−ｓ
［ロープ強力］：
ＪＩＳ Ａ−８９６０（２００４）７．２網糸の引張強さ試験に従って、掴み間隔２５ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎとしてオリエンテック（株）社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）ＵＣＴ−１００を用い１０回測定した。なお、破断伸度はＳ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００４０】
［ロープの耐摩耗性］：
ロープ構造体およそ１．２ｍ分をφ＝５０ｍｍの鉄心に巻き付け、次に５０ｌのコンクリートミキサーに試験片、水３０ｌ、割れ石５ｋｇ、平均粒径３００μｍの砂３ｋｇを入れ、５０ｒｐｍの回転速度で１５ｍｉｎ攪拌させた。攪拌後試験片を取り出し、乾燥後、ロープ構造体の強伸度を測定し、次式に従いロープ構造体の耐摩耗性（強力保持率（％））を算出した。
ロープ構造体の耐摩耗性（強力保持率（％））＝（摩耗試験後のロープ強力(N)／摩耗試験前のロープ強力(N)）×１００。
【００４１】
［ロープの耐屈曲疲労性］：
ＪＩＳ Ｐ−８１１５（２００１）に従って、荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ、振れ回数１７５回／分、振れ角度２７０度で試験を行った。試験後の強伸度を測定し、次式に従いロープ構造体の耐屈曲疲労性（強力保持率（％））を算出した。
ロープ構造体の耐屈曲疲労性（強力保持率(%)）＝（屈曲疲労試験後のロープ強力(N)／屈曲疲労試験前のロープ強力(N)）×１００。
【００４２】
［実施例１］
固有粘度１．２のポリエチレンテレフタレートをエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が３００℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数９６、円形孔型のものを使用した。
【００４３】
紡出された糸条は温度３２０℃、長さ３００ｍｍの加熱筒内を通過した後、２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率５．６倍、弛緩率５％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ７０℃、第１延伸供給ローラ１００℃、第１延伸ローラ１１０℃、第２延伸ローラ２２０℃、弛緩ローラ５０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．５Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０％、乾熱収縮率８．０％のポリエチレンテレフタレート繊維を製造した。
【００４４】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
【００４５】
引き続き、樹脂エラストマーとして第一工業製薬製Ｅ２０００タイプのウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００４６】
［実施例２］
直径５．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４７】
［実施例３］
直径４．５ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４８】
［比較例１］
直径７．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００４９】
［比較例２］
直径４．０ｍｍのダイスを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００５０】
［比較例３］
樹脂エラストマーを使用せず、実施例１に記載の繊維ロープのみでロープ構造体を作製した。
【００５１】
［実施例４〜８］
樹脂エラストマーとして、実施例４で日本エイアンドエル製Ｓ１２タイプのポリスチレンゴム、実施例５では日本エイアンドエル製ＳＲ１１４タイプのスチレン−ブタジエンゴム、実施例６では日本エイアンドエル製ＮＡ１３タイプのニトリル−ブタジエンゴム、実施例７では昭和電工製ショウプレン４００タイプのクロロプレンゴム、実施例８ではGolden Hope Plantation Berhad,Malaysia製のＨＹＴＥＸタイプの天然ゴムを使用した以外は実施例１と同様の方法でロープ構造体を作製した。
【００５２】
［実施例９］
硫酸相対粘度３．５、酢酸銅を銅として７０ｐｐｍ、沃化カリウムを０．１重量％、臭素化カリウムを０．１重量％含有するポリヘキサメチレンアジパミドをエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が２９５℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数１４４、円形孔型のものを使用した。
【００５３】
紡出された糸条は温度３００℃、長さ２５０ｍｍの加熱筒内を通過した後、２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率４．８倍、弛緩率５％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ３０℃、第１延伸供給ローラ４０℃、第１延伸ローラ１４０℃、第２延伸ローラ２３０℃、弛緩ローラ１５０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．５Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度７．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、沸騰水収縮率６．０％のポリヘキサメチレンアジパミド繊維を製造した。
【００５４】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリヘキサメチレンアジパミド繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
引き続き、樹脂エラストマーとしてウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００５５】
［実施例１０］
メルトフローレート値が３０ｇ／１０分のポリプロピレン樹脂をエクストルーダ型紡糸機で溶融し、計量ポンプで計量した後、紡糸パック内で濾過し紡糸口金より紡出した。この際、エクストルーダ、スピンブロック、紡糸パックの各部は溶融ポリマ温度が２２０℃となるように温度設定した。また、紡糸口金には孔数１４４、円形孔型のものを使用した。
【００５６】
紡出された糸条は２０℃の冷却風を３０ｍ／ｍｉｎの風速で吹き当てられ冷却固化せしめ、油剤ローラに接触させ給油したのち、６００ｍ／ｍｉｎの速度で回転する引取ローラに捲回して引き取った。引取られた糸条は一旦巻き取ることなく、順次高速回転する第１延伸供給ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、および第２延伸ローラより低速回転する弛緩ローラに捲回することで、総倍率４．６倍、弛緩率３％となるように２段延伸・弛緩処理を施した。この際、各ローラ温度は引取ローラ３０℃、第１延伸供給ローラ４０℃、第１延伸ローラ８０℃、第２延伸ローラ１２０℃、弛緩ローラ１２０℃に設定した。引き続き弛緩処理後の糸条に交絡ノズルを用い０．３Ｍｐａの圧縮空気を噴射し、交絡処理を施した後、巻き取り装置にて巻き取ることで、１８５０ｄｔｅｘ−１４４フィラメント、強度６．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０％のポリプロピレン繊維を製造した。
【００５７】
次に得られた１８５０ｄｔｅｘのポリプロピレン繊維３本を引き揃え８０Ｔ／ｍのＺ下撚りを掛けた後さらに６本を引き揃え１２０Ｔ／ｍのＳ中撚りを掛け最後に４本引き揃え１３０Ｔ／ｍのＺ上撚りを掛け合計繊度１３３，２００ｄｔｅｘのロープを作製した。
【００５８】
引き続き、樹脂エラストマーとしてウレタンゴムをエクストルーダ型押し出し機に供給し、直径６．０ｍｍのダイスを１０ｍ／分で走行する繊維ロープに溶融被覆し、ロープ構造体を作製した。
【００５９】
ここで実施例１〜１０、比較例１〜３のロープ構造体を構成する合成繊維の種類、樹脂エラストマーの種類、ロープ構造体の断面における合成繊維と樹脂エラストマーの面積比、およびロープ構造体の強力、耐摩耗性、耐屈曲疲労性を表１および表２に記す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
表１および表２から明らかなように本発明のロープ構造体は、その表面に樹脂エラストマーが被覆されてなることから柔軟性に富み、耐摩耗性、耐屈曲疲労試験後の強力保持率が高い結果となった。一方、ロープ構造体の断面における樹脂エラストマーの面積比が本発明より大きい比較例１ではロープ構造体自体が硬くなりすぎ、屈曲疲労性がむしろ悪化してしまい、また、そもそもロープ構造体の断面積の割には強力低いため取り扱い難い等の点で問題を残すものであった。ロープ構造体の断面における樹脂エラストマーの面積比が本発明より小さい比較例２、および樹脂エラストマーを配さない比較例３では耐摩耗性、耐屈曲疲労性の点で満足いく結果が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のロープ構造体は、その表面に耐摩耗性、耐屈曲疲労性に優れた樹脂エラストマーを被覆してなることから、高強力・高耐摩耗性・高耐屈曲疲労性に優れ、各種用途に好適に適用できるものである。また、特異な生産工程を要するものでなく、既知の製網工程、樹脂エラストマー塗布工程を組み合わせることでその実現が可能であり、極めて実用的な方法であると言える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とするロープ構造体。
【請求項２】
断面積が５〜１，５００ｍｍ２である請求項１に記載のロープ構造体。
【請求項３】
樹脂エラストマーがウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１または２に記載のロープ構造体。
【請求項４】
合成繊維がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１〜３いずれかに記載のロープ構造体。
【請求項１】
合成繊維を複数本撚り合わせてなるロープ状の繊維構造体の表面に樹脂エラストマーが被覆されてなり、その断面における合成繊維と樹脂エラストマーとの面積比が５０：５０〜９０：１０であることを特徴とするロープ構造体。
【請求項２】
断面積が５〜１，５００ｍｍ２である請求項１に記載のロープ構造体。
【請求項３】
樹脂エラストマーがウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ニトリル−ブタジエン系エラストマー、クロロプレン系エラストマー、天然ゴム系エラストマーからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１または２に記載のロープ構造体。
【請求項４】
合成繊維がポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維からなる群から選択される少なくとも一種である請求項１〜３いずれかに記載のロープ構造体。
【公開番号】特開２０１０−６５３３３（Ｐ２０１０−６５３３３Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３０７２０（Ｐ２００８−２３０７２０）
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月９日（２００８．９．９）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]