合成繊維ロープ部材及びその製造方法
【課題】合成繊維ロープの高い張力を有効化すべく、締結部材が合成繊維ロープに確実に固定されたロープ部材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】合成繊維の束からなるロープ１と該ロープ１を外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材２を該ロープ１に固定して備えるロープ部材を製造する方法は、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤４を、ロープ１の一部に浸透させ、充填剤４が浸透したロープの一部を覆うように締結部材２を装着して該締結部材２を締め付けることによって該締結部材２を前記ロープ１に固定する。高い張力を有する合成繊維ロープに高負荷がかかっても締結部材２のスリップが防止される。
【解決手段】合成繊維の束からなるロープ１と該ロープ１を外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材２を該ロープ１に固定して備えるロープ部材を製造する方法は、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤４を、ロープ１の一部に浸透させ、充填剤４が浸透したロープの一部を覆うように締結部材２を装着して該締結部材２を締め付けることによって該締結部材２を前記ロープ１に固定する。高い張力を有する合成繊維ロープに高負荷がかかっても締結部材２のスリップが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維ロープと該ロープを外部部材に連結または係止するために用いる締結部材を備えるロープ部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、合成繊維はその製造方法が改良され極めて微細なファイバー繊維を製造することが可能となった。そのファイバー繊維を様々な形状で撚ることによって金属製品に勝るとも劣らない合成繊維ロープが出現している。その特徴としては、軽量で高張力、高弾性、低吸湿性、耐摩耗性、耐切創製、耐薬品性などを挙げることができる。これら合成繊維ロープ素材として代表的なものは商品名としてナイロン、テトロン、クレモナ、ベクトラン（ポリアリレート繊維）などが知られている。また、ポリプロピレンも合成繊維ロープ素材として使用されている。特に、ベクトランは、同じ太さの金属ワイヤーロープに匹敵する張力に耐えることができる。
【０００３】
このような合成繊維ロープは、クレーンなどの建設機器、吊り橋などの建築物、オーバードアなどの産業用又は住宅用機器における吊り具などの種々の用途に使用することができる。合成繊維ロープを外部部材や機器に接続するためには、一般的に、図１に示すように合成繊維ロープ１の末端部３に締結部品２（または端子）を取り付ける必要がある。具体的には締結部品２は金属製スリーブであり、スリーブ周面に外側から一様な力Ｎをかけてスリーブをかしめる。これによって、合成繊維ロープ１の他の一端にかかる力Ｆを締結部品２を介して外部機器に接続すれば逆向きの力Ｆを生み出すことが可能となる。もし平衡状態が保たれているとすると概念的理論式として
F = μN （１）
という関係式が成り立つ。ここでμは締結部品２と合成繊維ロープ１との間の実効静止摩擦係数であり、Ｎはかしめ工程などによって掛けられる垂直力である。
【０００４】
合成繊維ロープを外部機器に接続する方法として、図３に示すように合成繊維ロープ１の末端部３をスリーブなどの締結部材２により「玉かけ」にして、その玉の部分を外部機器の接続部分、たとえばフック金具などに接続するが、その末端の締結部作成には上記のようにスリーブをかしめる方法が一般的に使用される。
【０００５】
下記特許文献１には、複数の螺旋状部品より形成した引留金具に撚線の線状体を挿入することにより線状体と引留金具を固定する方法が開示されている。引留金具の螺旋状部品の内側に摩擦増加剤を施してもよいことが記載されている。また、特許文献２には、金属スリーブと繊維複合柔材の末端定着法の従来例として繊維複合柔材の末端部周面との間に、エポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂液を接着剤として充填し繊維複合柔材に含浸させて、熱硬化性樹脂液を硬化させることで金属スリーブを繊維複合柔材に一体的に接着させる方法が開示されている。特許文献３には、金属パイプ内に挿入されたロープの末端に硬化性樹脂または粘弾性隙間充填剤を含浸させ、かつロープ末端と金属パイプの間にも充填し、これを硬化させてロープ末端の周囲に金属パイプのテーパと同形の形状を構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１５１１７号公報
【特許文献２】特開平５−２４７８６２号公報
【特許文献３】特開２０１０−４３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように近年開発されている合成繊維ロープはその張力が極めて高くなり、直径が４ｍｍφのベクトランなどでは最大張力Ｆは１２ｋＮ（キロニュートン）にも達する。図６は図３に示すような玉かけ構造にして作成したベクトランに対して行った引張試験の結果を示す。ここで明らかなようにある力までは一定の伸びを示すが、摩擦力で維持できない点までくるとスリップ現象を起こし、これが繰り返され張力Ｆの最大値はそれ以上、増加することはできない。
【０００８】
張力Ｆを増大するために、締結部品２をロープの延在方向に２個使用することも考えられる（図４参照）。しかし、発明者らの実験では、図６の引張試験結果に示すように締結部品２が１個の場合と比べて最大引張荷重値は１．５〜２倍に増加するだけであり、スリップ現象は依然として存在し、最大張力Ｆを大幅に増加させることはできない。具体的には、１個のスリーブを使用するとベクトランの最大張力の１／３くらい、２個では１／２くらいの張力でスリップ現象を起こしてしまう。この結果、外部機器からの荷重や負荷に十分に耐えることができない。このような現象はベクトランのみならず他の高張力合成繊維ロープでも同様である。現時点では、簡便な方法で、合成繊維ロープの末端に締結部材を確実に固定する方法及びそのような締結部材は存在せず、いくら高張力の合成繊維ロープを開発してもこれを実際の機械構造の一部として利用できないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決して合成繊維ロープの高い張力を有効化すべく、締結部材が合成繊維ロープに確実に固定されたロープ部材及びそのようなロープ部材を容易に製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従えば、合成繊維の束からなるロープと該ロープを外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材を製造する方法であって、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることによって該締結部材を前記ロープに固定することを特徴とするロープ部材の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明は以下のような発明者の発見に基づく。前述のように、ベクトランのような高い張力を有する合成繊維ロープを外部機器に接続するときに上記のようなスリップの問題があった。これは、Ｆが極めて大きいにも拘わらず締結部品２と合成繊維ロープ１との間の実効静止摩擦係数μは小さいからであると考えられる。この問題について発明者が鋭意検討したところ、その原因は合成繊維ロープの構造とその高張力にあることが分かった。合成繊維ロープは、多数の合成繊維が編製されて（撚り合わせて）なるが、繊維間には元々隙間が存在している。引張強度が高い合成繊維ロープに極めて高い引張り力がかかると、繊維の隙間（空隙）が縮小する。また、各繊維の断面積も伸延により多少小さくなる。各繊維の断面積の減少と空隙の縮小により、合成繊維ロープ全体の断面積は実質的に減少することになる。それゆえ、ロープ最表面と締結部材間の摩擦、すなわち、実効静止摩擦係数μが小さくなり締結部品２と合成繊維ロープ１との間のスリップを一層増長させていた。すなわち、合成繊維の最大の利点である高張力（及び高弾力）という点が、外部機器への接続において実効静止摩擦係数μを低下させていたのである。本発明の製造方法では、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付ける。すなわち、図１（ｂ）に示すように、充填剤４中の無機材料粒子が繊維１ｂ間の空隙１ｃを埋めるように充填されるので、高い張力がかかってもロープ断面積が実質的に低減せず、スリーブの抜けを抑制することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に従えば、合成繊維の束からなるロープと、該ロープを外部部材に連結または係止するための部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材であって、前記ロープの前記締結部材が取り付けられた部分の合成繊維間に無機材料粒子が充填されていることを特徴とするロープ部材が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、合成繊維ロープの末端部分に無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤を浸み込ませることによって、上記式（１）における実効静止摩擦係数μの値を増加させることが可能となる。したがって本理論式によると、同じ側面からの締め付け垂直力Ｎに対して外部力Ｆがその分だけ増加する。すなわち充填剤を浸み込ませることによって実効静止摩擦係数μを２倍にできれば、従来は６ｋＮ(キロニュートン)でスリップしていたものが１２ｋＮ（キロニュートン）までスリップしないで合成繊維ロープを使用することが可能となる（図７参照）。
【００１４】
本発明では、従来のロープ末端締結部の作成方法を大幅に変えることなく、単に無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤を浸みこませるだけで締結部材のスリップが防止されるため、合成繊維ロープ部材を簡便に且つ廉価に製造することができる。また、接着剤を用いる場合に比べて合成繊維ロープ部材の製造の作業性や外観に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である合成繊維ロープの末端部に充填剤を浸みこませ、その上からスリーブを固定した合成繊維ロープ部材の末端部近傍を示す斜視図である。
【図２】図１に示した合成繊維ロープ部材のII−II方向の断面図である。
【図３】合成繊維ロープの末端部をスリーブを使って玉かけ形状にした状態を示す概念図である。
【図４】合成繊維ロープの末端部近傍に２個のオーバルスリーブをかしめて玉かけ形状にした図であるが、該末端部には充填剤を浸みこませてある。
【図５】図４の合成繊維ロープ部材のＶ−Ｖ方向の断面図である。
【図６】図３および図４に示した合成繊維ロープの末端部を玉かけ形状にした場合の合成繊維ロープの引張試験結果を示すグラフである。
【図７】実施例５、６及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図８】実施例１において金属スリーブを挿入する前のロープ部材の拡大写真であり、図８（ａ）はロープ部材の表面の拡大写真であり、図８（ｂ）は内部（断面表面）の拡大写真である。
【図９】実施例７及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図１０】実施例８及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図１１】比較例１及び２で作製した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の合成繊維ロープ部材及びその製造方法の一実施形態を図１と図２を参照して説明する。本発明の合成繊維ロープ部材は、合成繊維ロープ１と、その一部、例えば、末端またはその近傍に固定される締結部材（端子）２とを有し、締結部材２が固定された合成繊維ロープ１の部分（固定部）１ａには無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤４が充填（浸透）されている。すなわち、合成繊維ロープ１の固定部１ａにおける繊維同士の間に充填剤（無機材料粒子）が介在しており、固定部１ａの表面（の繊維）と締結部材２との間にも充填剤が介在している。このような合成繊維ロープ部材を構成する各材料について以下に説明する。
【００１７】
合成繊維ロープ部材に用いられる合成繊維ロープ１は、合成繊維の束または合成繊維が編製されたロープであり、合成繊維としてナイロン（商品名）、テトロン（商品名）、クレモナ（商品名）、ベクトラン（商品名）やポリプロピレン繊維を使用することができる。合成繊維の中でも、引張強度が２５０kg／ｍｍ２以上のものが、従来の方法で締結部材を固定してもスリップ現象を生じやすくなるために、本発明の対象として好適である。このうち、ベクトランは、同じ太さの金属ワイヤーロープに匹敵する張力または荷重に耐えられるが、前記背景技術の欄に記載したスリップ現象を生じるので、本発明の対象として用いるのが特に好ましい。ベクトランはポリアリレート繊維で形成されており、例えばφ＝４ｍｍのベクトランでは引張強度は６ｋＮ以上である。合成繊維ロープ１の直径は、用途に応じて適宜選択できるが、例えば、φ０．５ｍｍ〜８０ｍｍのものが入手できる。
【００１８】
締結部材２は、金属スリーブ、リング、金属または合成繊維材料からなるテープなどを使用することができ、これらはいずれも加圧することでロープに永久的に圧着またはかしめることができるものである。金属スリーブは、円形のみならず、楕円形または四角などの任意の断面形状のものを使用できる。アルミニウムや銅製の市販のスリーブを使用できる。スリーブの内径は、内部に挿通される合成繊維ロープ１の外径に応じて適宜選択される。スリーブの長さは、一般的に１０〜２２ｍｍである。
【００１９】
締結部材２は、合成繊維ロープ１の末端またはその近傍に取り付け（固定）されるが、その取り付け位置に制限はない。外部機器との連結方法または外部機器への係止方法に応じて、締結部材２の合成繊維ロープ１への取り付け位置や取り付け方法が適宜選択される。例えば、合成繊維ロープ１の末端を折り返して玉かけを形成する場合には、合成繊維ロープ１を折り返して合成繊維ロープ１同士が重なるように、すなわち、重ね合わされた２本の合成繊維ロープ１に締結部材２が取り付けられる（図３−５参照）。こうして形成された玉かけに、外部機器に設けられた突起やフック（いずれも不図示）が通されて、外部機器とロープ部材が連結される。あるいは、図１（ａ）に示すように、締結部材２は、合成繊維ロープ１を折り返すことなく、その末端またはその近傍に取り付けてもよい。この場合、合成繊維ロープ１の外径より大きく且つ締結部材２の外径より小さい幅の溝やホールを外部機器に設け、そのような溝やホールに合成繊維ロープ１を通して締結部材２を溝やホールを画成する壁部で係止させることで、ロープ部材を外部機器に連結することができる。しかしながら、本発明のロープ部材の特徴を備える限り、ロープ部材と外部機器との連結方法は限定されるものではなく、任意の方法を用い得る。
【００２０】
締結部材２が取り付けられた合成繊維ロープ１の部分（取り付け部分）には、充填剤４が充填されており、この結果、充填剤４は合成繊維ロープ１を構成する繊維間にまで浸透して存在している。このように充填剤が繊維間にまで存在していることにより以下のような利点がある。すなわち、合成繊維ロープの繊維間にはもともと空隙が存在しており、この空隙は高い張力がかかると狭められる。この結果、ロープ断面積が実質的に小さくなり、スリーブなどの締結部材がロープから抜けやすくなる。一方、充填剤が繊維間の空隙を埋めるように充填されていると、高い張力がかかってもロープ断面積が実質的に低減せず、スリーブの抜けは抑制される。また、充填剤が繊維間及び繊維の表面に存在しているために、繊維同士の摩擦並びに、繊維と締結部材２の間の摩擦を増大させる。このような合成繊維ロープ１の断面積の変化抑制効果と合成繊維ロープ１と締結部材との摩擦増大効果が相俟って、締結部材２が合成繊維ロープ１からスリップ移動することを防止して、スリップ現象が生じる耐荷重を向上していると考えられる。以上のことから、本発明が有効に適用されるのは、高い張力の合成繊維であり、引張強度が２５０kg／ｍｍ２以上の高張力を有する合成繊維ロープにきわめて有効である。
【００２１】
充填剤４としては、無機材料粒子が分散された浸透性を有する液体を使用する。この場合、浸透性を有する液体は合成繊維ロープ１の繊維間に浸透するために、無機材料粒子を繊維間または繊維表面に送達（搬送）するように作用する。合成繊維ロープに対して浸透性を有する液体は、乾燥して揮発することで、無機材料粒子のみが繊維間または繊維表面に残る。この点から、浸透性を有する液体はエタノールやアセトンなどの揮発性を有する有機溶剤が有利である。
【００２２】
無機材料粒子として、シリカ、カオリナイト（カオリン、ディッカイト、ナクリライト：Ｓｉ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが使用できる。これらの無機材料は市場で入手可能であるが、製造プロセスや精製の都合で不純物がわずかに（〜数％程度）含まれているものがあるが、使用する充填剤が本発明の作用を果たす限り、無機材料中にそのような不純物を含んでいてもかまわない。これらの無機材料のうち、特に、環境や薬品などに対する耐久性や入手性などの点でシリカまたはアルミナが好ましい。シリカの粒径として、分散媒中での分散性と繊維間への浸透性を考慮すると、０．５μｍ〜２．０μｍが好適である。
【００２３】
充填剤４は、前述の無機材料粒子を浸透性を有する液体に混合して分散させることで調製することができる。混合比は、無機材料粒子の平均粒径、ロープを構成する繊維の太さ、繊維間隙間などにより決定することができる。
【００２４】
次に、締結部材２を合成繊維ロープ１に固定する方法及び合成繊維ロープ部材の製造方法を説明する。前述のような合成繊維を編製し（撚り合わせ）た合成繊維ロープ１の末端近傍に前記充填剤を浸透させる。充填剤は、前述のように、合成繊維ロープに対して浸透性を有する液体、例えば、エタノールのような揮発性液体にシリカ粉体を所定の割合で混合・分散させることで調製する。こうして調製した充填剤を合成繊維ロープ１の末端近傍に塗布する。あるいは、充填液に合成繊維ロープ１の末端近傍を浸漬してもよい。充填剤を塗布または浸漬することによって充填剤が合成繊維ロープ１の末端近傍の繊維間に十分に浸透した後、乾燥させる。充填液が無機材料粒子を含む場合には、分散（分散媒）液が揮発するまで乾燥させる。充填液に粒子を含まない場合には充填液が固化（硬化）するまで乾燥させる。次いで、充填液が充填された合成繊維ロープ１の部分を金属スリーブなどの締結部材２に挿入して被覆する。次いで、金属スリーブなどの締結部材２の側面（周面）に加圧して締結部材２を合成繊維ロープ１に永久的に締め付けて固定する（かしめる）。かしめ圧としては、例えば４２０〜４５０ｋｇ/ｃｍ２にし得る。こうして、締結部材２が合成繊維ロープ１に固定されて合成繊維ロープ部材が完成する。なお、締結部材２をかしめた後に、アルキルαシアノアクリレート系の充填剤をさらに締結部材２と合成繊維ロープ１の間から充填して合成繊維ロープ１に浸透させてもよい。
【実施例１】
【００２５】
合成繊維ロープとしてベクトランＨＴ（クラレ製、長さ４５０ｍｍ、φ＝４ｍｍ）を用いた。充填剤としてシリカ（ＳｉＯ２）粉末がエタノール中に分散された分散液を用い、締結部材として、断面円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝４．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ）を用いた。充填剤は、エタノールにシリカ粉末（平均粒径約０．８μｍ）を体積比で１：１で撹拌混合して調製した。得られた混合液中に合成繊維ロープの末端部を２０秒間浸してシリカ粉末を含む充填剤がロープの繊維間によく浸み込ませた。エタノールが蒸発するまで乾燥した後、合成繊維ロープの末端部に金属スリーブを挿入し、スリーブの側面からほぼ均一な垂直力Ｎ(Ｐ＝約４２０ｋｇ/ｃｍ２（ ４１．９ＭＰａ））を加えてスリーブを合成繊維ロープに固定させる（かしめ工程）。こうして、図１（ａ）に示すような合成繊維ロープ１にスリーブ２が固定されたロープ部材を得た。金属スリーブを挿入する前のロープ部材の表面及び内部（断面表面）の拡大写真を図８（ａ）及び図８（ｂ）にそれぞれ示す。写真から明らかなように、ロープ部材を構成する繊維間及び繊維表面にシリカ粉体が付着している様子が分かる。
【実施例２】
【００２６】
かしめ工程の後に、金属スリーブと合成繊維ロープとの間に、アルキルαシアノアクリレート系接着剤を浸み込ませた以外は、実施例１と同様にしてロープ部材を製造した。なお、アルキルαシアノアクリレート系接着剤は、シリカ／エタノール分散液の乾燥後であって、かしめ工程の前に、合成繊維ロープの末端部に浸み込ませてもよい。
【実施例３】
【００２７】
締結部材として、断面が楕円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝８ｍｍ（長径）−４．５ｍｍ（短径）、長さ２０ｍｍ）を用い、図３に示すように、合成繊維ロープの末端を折り返して玉かけ形状にして合成繊維ロープの重なり部分をスリーブに通した以外は、実施例１と同様にロープ部材を製造した。なお、充填液は、重なり部分を構成するロープ部材の２箇所に浸透させた。
【実施例４】
【００２８】
締結部材として、断面が楕円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝８ｍｍ−４．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ）を用い、図３に示すように、合成繊維ロープの末端を折り返して玉かけ形状にして合成繊維ロープの重なり部分をスリーブに通した以外は、実施例２と同様にロープ部材を製造した。なお、シリカ／エタノール分散液は、重なり部分を構成するロープ部材の２箇所に浸透させた。
【実施例５】
【００２９】
図４及び図５に示したように、合成繊維ロープ１の末端部３を、２個のアルミニウム製のスリーブ５Ａ,５Ｂを用いて玉かけ形状６を形成した以外は、実施例３と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例６】
【００３０】
図４及び図５に示したように、合成繊維ロープ１の末端部３を、２個のアルミニウム製のスリーブ５Ａ,５Ｂを用いて玉かけ形状６を形成した以外は、実施例４と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例７】
【００３１】
エタノールにシリカ粉末（平均粒径約０．８μｍ）を体積比（エタノール：シリカ）で７：３で混合した以外は、実施例1と同様に充填剤を調製し、実施例６と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例８】
【００３２】
無機材料粒子として、平均粒径約１．０μｍ、純度９９．９％のαアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末を用い、エタノールに体積比（エタノール：αアルミナ）で６７：３３で混合した以外は、実施例７と同様にして、同様にしてロープ部材を作製した。なお、アルミニウム製のスリーブについてその端部を面取り加工したもの（試験体Ａ１、Ａ２）も面取りしないもの（試験体Ａ３、Ａ４）と併せて用いた。これは、アルミニウム製のスリーブの端部に残るバリが引っ張り強度に影響していないかを確かめるために行った。
【００３３】
比較例１
合成繊維ロープ１に充填剤を浸透させなかった以外は、実施例５と同様にしてロープ部材を作製した。
【００３４】
比較例２
充填剤として、シリコーンを用いた以外は、実施例５と同様にしてロープ部材を作製した。シリコーンとして反応性ホットメルトシリコーン（ダウコーニング社製ＨＭ−２１５０Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｓｅａｌａｎｔ）を用いた。このシリコーンはシリコーン純度が１００％であり、１２０℃で１０５０ｐｏｉｓｅの低粘度を有する。シリコーンを合成繊維ロープに浸透させるためにホットメルトガンを用いた。
【００３５】
実施例５〜８及び比較例１及び２で得られたロープ部材について、引っ張り試験機（島津製作所 オートグラフ 最大引張り力：５０ｋＮ）を用いて以下の条件で引張り試験を行った。
持具：アイボルト,シャックル
引っ張り速度：Ｖ＝１０ｍｍ／分
基準長さ：Ｌ＝４５０ｍｍ以上
なお、引っ張り試験のために、ロープ部材の両末端にそれぞれ玉かけが形成されるように両末端それぞれにスリーブを固定した。
【００３６】
図７に実施例５，６及び比較例１の実験結果を示す。充填剤を使用しないで従来の方法で作成したロープ部材では約７ｋＮの荷重でスリップが繰り返し発生している。一方、シリカ粒子が充填されている充填剤を用いた実施例５のロープ部材では、荷重が約１１ｋＮまではスリップが発生していない。また、シリカ粒子が充填されている充填剤を浸透させる共にアルキルαシアノアクリレート系接着剤をさらに浸透させたロープ部材では、荷重が約１２ｋＮまではスリップが発生していない。この実験からも明らかなように、本発明が開示する方法で予め合成樹脂ロープに無機材料粒子（を含む充填剤）を浸透させることで、上述の式（１）の実効静止摩擦係数μが約１．５倍増えたことがわかる。これによって、合成繊維ロープを実機で使用した場合に、有効最大張力を大幅に改善することができることが分かる。
【００３７】
図９に、実施例７及び比較例１の実験結果を示す。シリカの配合量を３０％に変更した充填剤を用いた実施例７のロープ部材では、荷重が約１０．５ｋＮまではスリップが発生していない。実施例７の結果を加味すれば、シリカの配合量が分散体(浸透剤)であるエタノールを含む充填剤中で３０〜５０％の範囲であれば１０ｋＮを超える耐荷重を示すと考えられる。
【００３８】
図１０に、実施例８及び比較例１の実験結果を示す。αアルミナ粒子が充填されている充填剤を用いた実施例８のロープ部材では、荷重が約１１ｋＮまではスリップが発生していない。充填剤としてαアルミナ粒子を用いた場合もシリカと同様に優れた耐荷重を示しており、αアルミナ粒子が充填された合成繊維ロープを実機で使用した場合に、有効最大張力を大幅に改善することができることが分かる。なお、アルミニウム製のスリーブの端部を面取り加工した試験体とそうでない試験体とでは耐荷重に差が現れていなかった。
【００３９】
図１１に比較例１及び２の実験結果を示す。充填剤としてシリコーンを用いることで、充填剤を使用しない場合よりも最大荷重が低下していることが分かる。この実験結果より、充填剤として、シリカやアルミナのような無機材料粒子が分散された浸透性液体が優れていることが分かる。また、前述のように無機材料粒子が分散された浸透性液体を合成繊維ロープに浸透させる操作は容易であり作業性に優れる。また、無機材料は、硬化性樹脂などの有機材料に比べて環境性にも好適である。
【００４０】
本発明を実施例により具体的に説明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではない。上記実施例では合成繊維ロープは、断面が円形のワイヤー状のものを用いたが、帯状またはテープ状の合成繊維ロープであっても構わない。締結部材は合成繊維ロープの断面形状に応じて適宜変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の合成繊維ロープ部材は、高い荷重がかかる構造物において、例えば、クレーンなどの建設機器、吊り橋などの建築物、ガレージ用ドアやオーバーヘッドドアなどの産業用又は住宅用機器における吊り具など、種々の用途に好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 合成繊維ロープ
２ 締結部品（スリーブ）
３ 末端部
４ 充填剤
５ 締結部品（オーバルスリーブ）
６ 玉かけ形状
Ｆ 合成繊維ロープに加えられる力
Ｎ 締結部品に側面から掛けられる力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維ロープと該ロープを外部部材に連結または係止するために用いる締結部材を備えるロープ部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、合成繊維はその製造方法が改良され極めて微細なファイバー繊維を製造することが可能となった。そのファイバー繊維を様々な形状で撚ることによって金属製品に勝るとも劣らない合成繊維ロープが出現している。その特徴としては、軽量で高張力、高弾性、低吸湿性、耐摩耗性、耐切創製、耐薬品性などを挙げることができる。これら合成繊維ロープ素材として代表的なものは商品名としてナイロン、テトロン、クレモナ、ベクトラン（ポリアリレート繊維）などが知られている。また、ポリプロピレンも合成繊維ロープ素材として使用されている。特に、ベクトランは、同じ太さの金属ワイヤーロープに匹敵する張力に耐えることができる。
【０００３】
このような合成繊維ロープは、クレーンなどの建設機器、吊り橋などの建築物、オーバードアなどの産業用又は住宅用機器における吊り具などの種々の用途に使用することができる。合成繊維ロープを外部部材や機器に接続するためには、一般的に、図１に示すように合成繊維ロープ１の末端部３に締結部品２（または端子）を取り付ける必要がある。具体的には締結部品２は金属製スリーブであり、スリーブ周面に外側から一様な力Ｎをかけてスリーブをかしめる。これによって、合成繊維ロープ１の他の一端にかかる力Ｆを締結部品２を介して外部機器に接続すれば逆向きの力Ｆを生み出すことが可能となる。もし平衡状態が保たれているとすると概念的理論式として
F = μN （１）
という関係式が成り立つ。ここでμは締結部品２と合成繊維ロープ１との間の実効静止摩擦係数であり、Ｎはかしめ工程などによって掛けられる垂直力である。
【０００４】
合成繊維ロープを外部機器に接続する方法として、図３に示すように合成繊維ロープ１の末端部３をスリーブなどの締結部材２により「玉かけ」にして、その玉の部分を外部機器の接続部分、たとえばフック金具などに接続するが、その末端の締結部作成には上記のようにスリーブをかしめる方法が一般的に使用される。
【０００５】
下記特許文献１には、複数の螺旋状部品より形成した引留金具に撚線の線状体を挿入することにより線状体と引留金具を固定する方法が開示されている。引留金具の螺旋状部品の内側に摩擦増加剤を施してもよいことが記載されている。また、特許文献２には、金属スリーブと繊維複合柔材の末端定着法の従来例として繊維複合柔材の末端部周面との間に、エポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂液を接着剤として充填し繊維複合柔材に含浸させて、熱硬化性樹脂液を硬化させることで金属スリーブを繊維複合柔材に一体的に接着させる方法が開示されている。特許文献３には、金属パイプ内に挿入されたロープの末端に硬化性樹脂または粘弾性隙間充填剤を含浸させ、かつロープ末端と金属パイプの間にも充填し、これを硬化させてロープ末端の周囲に金属パイプのテーパと同形の形状を構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１１５１１７号公報
【特許文献２】特開平５−２４７８６２号公報
【特許文献３】特開２０１０−４３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように近年開発されている合成繊維ロープはその張力が極めて高くなり、直径が４ｍｍφのベクトランなどでは最大張力Ｆは１２ｋＮ（キロニュートン）にも達する。図６は図３に示すような玉かけ構造にして作成したベクトランに対して行った引張試験の結果を示す。ここで明らかなようにある力までは一定の伸びを示すが、摩擦力で維持できない点までくるとスリップ現象を起こし、これが繰り返され張力Ｆの最大値はそれ以上、増加することはできない。
【０００８】
張力Ｆを増大するために、締結部品２をロープの延在方向に２個使用することも考えられる（図４参照）。しかし、発明者らの実験では、図６の引張試験結果に示すように締結部品２が１個の場合と比べて最大引張荷重値は１．５〜２倍に増加するだけであり、スリップ現象は依然として存在し、最大張力Ｆを大幅に増加させることはできない。具体的には、１個のスリーブを使用するとベクトランの最大張力の１／３くらい、２個では１／２くらいの張力でスリップ現象を起こしてしまう。この結果、外部機器からの荷重や負荷に十分に耐えることができない。このような現象はベクトランのみならず他の高張力合成繊維ロープでも同様である。現時点では、簡便な方法で、合成繊維ロープの末端に締結部材を確実に固定する方法及びそのような締結部材は存在せず、いくら高張力の合成繊維ロープを開発してもこれを実際の機械構造の一部として利用できないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決して合成繊維ロープの高い張力を有効化すべく、締結部材が合成繊維ロープに確実に固定されたロープ部材及びそのようなロープ部材を容易に製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従えば、合成繊維の束からなるロープと該ロープを外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材を製造する方法であって、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることによって該締結部材を前記ロープに固定することを特徴とするロープ部材の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明は以下のような発明者の発見に基づく。前述のように、ベクトランのような高い張力を有する合成繊維ロープを外部機器に接続するときに上記のようなスリップの問題があった。これは、Ｆが極めて大きいにも拘わらず締結部品２と合成繊維ロープ１との間の実効静止摩擦係数μは小さいからであると考えられる。この問題について発明者が鋭意検討したところ、その原因は合成繊維ロープの構造とその高張力にあることが分かった。合成繊維ロープは、多数の合成繊維が編製されて（撚り合わせて）なるが、繊維間には元々隙間が存在している。引張強度が高い合成繊維ロープに極めて高い引張り力がかかると、繊維の隙間（空隙）が縮小する。また、各繊維の断面積も伸延により多少小さくなる。各繊維の断面積の減少と空隙の縮小により、合成繊維ロープ全体の断面積は実質的に減少することになる。それゆえ、ロープ最表面と締結部材間の摩擦、すなわち、実効静止摩擦係数μが小さくなり締結部品２と合成繊維ロープ１との間のスリップを一層増長させていた。すなわち、合成繊維の最大の利点である高張力（及び高弾力）という点が、外部機器への接続において実効静止摩擦係数μを低下させていたのである。本発明の製造方法では、無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付ける。すなわち、図１（ｂ）に示すように、充填剤４中の無機材料粒子が繊維１ｂ間の空隙１ｃを埋めるように充填されるので、高い張力がかかってもロープ断面積が実質的に低減せず、スリーブの抜けを抑制することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様に従えば、合成繊維の束からなるロープと、該ロープを外部部材に連結または係止するための部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材であって、前記ロープの前記締結部材が取り付けられた部分の合成繊維間に無機材料粒子が充填されていることを特徴とするロープ部材が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、合成繊維ロープの末端部分に無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤を浸み込ませることによって、上記式（１）における実効静止摩擦係数μの値を増加させることが可能となる。したがって本理論式によると、同じ側面からの締め付け垂直力Ｎに対して外部力Ｆがその分だけ増加する。すなわち充填剤を浸み込ませることによって実効静止摩擦係数μを２倍にできれば、従来は６ｋＮ(キロニュートン)でスリップしていたものが１２ｋＮ（キロニュートン）までスリップしないで合成繊維ロープを使用することが可能となる（図７参照）。
【００１４】
本発明では、従来のロープ末端締結部の作成方法を大幅に変えることなく、単に無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤を浸みこませるだけで締結部材のスリップが防止されるため、合成繊維ロープ部材を簡便に且つ廉価に製造することができる。また、接着剤を用いる場合に比べて合成繊維ロープ部材の製造の作業性や外観に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である合成繊維ロープの末端部に充填剤を浸みこませ、その上からスリーブを固定した合成繊維ロープ部材の末端部近傍を示す斜視図である。
【図２】図１に示した合成繊維ロープ部材のII−II方向の断面図である。
【図３】合成繊維ロープの末端部をスリーブを使って玉かけ形状にした状態を示す概念図である。
【図４】合成繊維ロープの末端部近傍に２個のオーバルスリーブをかしめて玉かけ形状にした図であるが、該末端部には充填剤を浸みこませてある。
【図５】図４の合成繊維ロープ部材のＶ−Ｖ方向の断面図である。
【図６】図３および図４に示した合成繊維ロープの末端部を玉かけ形状にした場合の合成繊維ロープの引張試験結果を示すグラフである。
【図７】実施例５、６及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図８】実施例１において金属スリーブを挿入する前のロープ部材の拡大写真であり、図８（ａ）はロープ部材の表面の拡大写真であり、図８（ｂ）は内部（断面表面）の拡大写真である。
【図９】実施例７及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図１０】実施例８及び比較例１で作成した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【図１１】比較例１及び２で作製した合成繊維ロープ部材の引張試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の合成繊維ロープ部材及びその製造方法の一実施形態を図１と図２を参照して説明する。本発明の合成繊維ロープ部材は、合成繊維ロープ１と、その一部、例えば、末端またはその近傍に固定される締結部材（端子）２とを有し、締結部材２が固定された合成繊維ロープ１の部分（固定部）１ａには無機材料粒子が液体に分散されてなる充填剤４が充填（浸透）されている。すなわち、合成繊維ロープ１の固定部１ａにおける繊維同士の間に充填剤（無機材料粒子）が介在しており、固定部１ａの表面（の繊維）と締結部材２との間にも充填剤が介在している。このような合成繊維ロープ部材を構成する各材料について以下に説明する。
【００１７】
合成繊維ロープ部材に用いられる合成繊維ロープ１は、合成繊維の束または合成繊維が編製されたロープであり、合成繊維としてナイロン（商品名）、テトロン（商品名）、クレモナ（商品名）、ベクトラン（商品名）やポリプロピレン繊維を使用することができる。合成繊維の中でも、引張強度が２５０kg／ｍｍ２以上のものが、従来の方法で締結部材を固定してもスリップ現象を生じやすくなるために、本発明の対象として好適である。このうち、ベクトランは、同じ太さの金属ワイヤーロープに匹敵する張力または荷重に耐えられるが、前記背景技術の欄に記載したスリップ現象を生じるので、本発明の対象として用いるのが特に好ましい。ベクトランはポリアリレート繊維で形成されており、例えばφ＝４ｍｍのベクトランでは引張強度は６ｋＮ以上である。合成繊維ロープ１の直径は、用途に応じて適宜選択できるが、例えば、φ０．５ｍｍ〜８０ｍｍのものが入手できる。
【００１８】
締結部材２は、金属スリーブ、リング、金属または合成繊維材料からなるテープなどを使用することができ、これらはいずれも加圧することでロープに永久的に圧着またはかしめることができるものである。金属スリーブは、円形のみならず、楕円形または四角などの任意の断面形状のものを使用できる。アルミニウムや銅製の市販のスリーブを使用できる。スリーブの内径は、内部に挿通される合成繊維ロープ１の外径に応じて適宜選択される。スリーブの長さは、一般的に１０〜２２ｍｍである。
【００１９】
締結部材２は、合成繊維ロープ１の末端またはその近傍に取り付け（固定）されるが、その取り付け位置に制限はない。外部機器との連結方法または外部機器への係止方法に応じて、締結部材２の合成繊維ロープ１への取り付け位置や取り付け方法が適宜選択される。例えば、合成繊維ロープ１の末端を折り返して玉かけを形成する場合には、合成繊維ロープ１を折り返して合成繊維ロープ１同士が重なるように、すなわち、重ね合わされた２本の合成繊維ロープ１に締結部材２が取り付けられる（図３−５参照）。こうして形成された玉かけに、外部機器に設けられた突起やフック（いずれも不図示）が通されて、外部機器とロープ部材が連結される。あるいは、図１（ａ）に示すように、締結部材２は、合成繊維ロープ１を折り返すことなく、その末端またはその近傍に取り付けてもよい。この場合、合成繊維ロープ１の外径より大きく且つ締結部材２の外径より小さい幅の溝やホールを外部機器に設け、そのような溝やホールに合成繊維ロープ１を通して締結部材２を溝やホールを画成する壁部で係止させることで、ロープ部材を外部機器に連結することができる。しかしながら、本発明のロープ部材の特徴を備える限り、ロープ部材と外部機器との連結方法は限定されるものではなく、任意の方法を用い得る。
【００２０】
締結部材２が取り付けられた合成繊維ロープ１の部分（取り付け部分）には、充填剤４が充填されており、この結果、充填剤４は合成繊維ロープ１を構成する繊維間にまで浸透して存在している。このように充填剤が繊維間にまで存在していることにより以下のような利点がある。すなわち、合成繊維ロープの繊維間にはもともと空隙が存在しており、この空隙は高い張力がかかると狭められる。この結果、ロープ断面積が実質的に小さくなり、スリーブなどの締結部材がロープから抜けやすくなる。一方、充填剤が繊維間の空隙を埋めるように充填されていると、高い張力がかかってもロープ断面積が実質的に低減せず、スリーブの抜けは抑制される。また、充填剤が繊維間及び繊維の表面に存在しているために、繊維同士の摩擦並びに、繊維と締結部材２の間の摩擦を増大させる。このような合成繊維ロープ１の断面積の変化抑制効果と合成繊維ロープ１と締結部材との摩擦増大効果が相俟って、締結部材２が合成繊維ロープ１からスリップ移動することを防止して、スリップ現象が生じる耐荷重を向上していると考えられる。以上のことから、本発明が有効に適用されるのは、高い張力の合成繊維であり、引張強度が２５０kg／ｍｍ２以上の高張力を有する合成繊維ロープにきわめて有効である。
【００２１】
充填剤４としては、無機材料粒子が分散された浸透性を有する液体を使用する。この場合、浸透性を有する液体は合成繊維ロープ１の繊維間に浸透するために、無機材料粒子を繊維間または繊維表面に送達（搬送）するように作用する。合成繊維ロープに対して浸透性を有する液体は、乾燥して揮発することで、無機材料粒子のみが繊維間または繊維表面に残る。この点から、浸透性を有する液体はエタノールやアセトンなどの揮発性を有する有機溶剤が有利である。
【００２２】
無機材料粒子として、シリカ、カオリナイト（カオリン、ディッカイト、ナクリライト：Ｓｉ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが使用できる。これらの無機材料は市場で入手可能であるが、製造プロセスや精製の都合で不純物がわずかに（〜数％程度）含まれているものがあるが、使用する充填剤が本発明の作用を果たす限り、無機材料中にそのような不純物を含んでいてもかまわない。これらの無機材料のうち、特に、環境や薬品などに対する耐久性や入手性などの点でシリカまたはアルミナが好ましい。シリカの粒径として、分散媒中での分散性と繊維間への浸透性を考慮すると、０．５μｍ〜２．０μｍが好適である。
【００２３】
充填剤４は、前述の無機材料粒子を浸透性を有する液体に混合して分散させることで調製することができる。混合比は、無機材料粒子の平均粒径、ロープを構成する繊維の太さ、繊維間隙間などにより決定することができる。
【００２４】
次に、締結部材２を合成繊維ロープ１に固定する方法及び合成繊維ロープ部材の製造方法を説明する。前述のような合成繊維を編製し（撚り合わせ）た合成繊維ロープ１の末端近傍に前記充填剤を浸透させる。充填剤は、前述のように、合成繊維ロープに対して浸透性を有する液体、例えば、エタノールのような揮発性液体にシリカ粉体を所定の割合で混合・分散させることで調製する。こうして調製した充填剤を合成繊維ロープ１の末端近傍に塗布する。あるいは、充填液に合成繊維ロープ１の末端近傍を浸漬してもよい。充填剤を塗布または浸漬することによって充填剤が合成繊維ロープ１の末端近傍の繊維間に十分に浸透した後、乾燥させる。充填液が無機材料粒子を含む場合には、分散（分散媒）液が揮発するまで乾燥させる。充填液に粒子を含まない場合には充填液が固化（硬化）するまで乾燥させる。次いで、充填液が充填された合成繊維ロープ１の部分を金属スリーブなどの締結部材２に挿入して被覆する。次いで、金属スリーブなどの締結部材２の側面（周面）に加圧して締結部材２を合成繊維ロープ１に永久的に締め付けて固定する（かしめる）。かしめ圧としては、例えば４２０〜４５０ｋｇ/ｃｍ２にし得る。こうして、締結部材２が合成繊維ロープ１に固定されて合成繊維ロープ部材が完成する。なお、締結部材２をかしめた後に、アルキルαシアノアクリレート系の充填剤をさらに締結部材２と合成繊維ロープ１の間から充填して合成繊維ロープ１に浸透させてもよい。
【実施例１】
【００２５】
合成繊維ロープとしてベクトランＨＴ（クラレ製、長さ４５０ｍｍ、φ＝４ｍｍ）を用いた。充填剤としてシリカ（ＳｉＯ２）粉末がエタノール中に分散された分散液を用い、締結部材として、断面円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝４．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ）を用いた。充填剤は、エタノールにシリカ粉末（平均粒径約０．８μｍ）を体積比で１：１で撹拌混合して調製した。得られた混合液中に合成繊維ロープの末端部を２０秒間浸してシリカ粉末を含む充填剤がロープの繊維間によく浸み込ませた。エタノールが蒸発するまで乾燥した後、合成繊維ロープの末端部に金属スリーブを挿入し、スリーブの側面からほぼ均一な垂直力Ｎ(Ｐ＝約４２０ｋｇ/ｃｍ２（ ４１．９ＭＰａ））を加えてスリーブを合成繊維ロープに固定させる（かしめ工程）。こうして、図１（ａ）に示すような合成繊維ロープ１にスリーブ２が固定されたロープ部材を得た。金属スリーブを挿入する前のロープ部材の表面及び内部（断面表面）の拡大写真を図８（ａ）及び図８（ｂ）にそれぞれ示す。写真から明らかなように、ロープ部材を構成する繊維間及び繊維表面にシリカ粉体が付着している様子が分かる。
【実施例２】
【００２６】
かしめ工程の後に、金属スリーブと合成繊維ロープとの間に、アルキルαシアノアクリレート系接着剤を浸み込ませた以外は、実施例１と同様にしてロープ部材を製造した。なお、アルキルαシアノアクリレート系接着剤は、シリカ／エタノール分散液の乾燥後であって、かしめ工程の前に、合成繊維ロープの末端部に浸み込ませてもよい。
【実施例３】
【００２７】
締結部材として、断面が楕円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝８ｍｍ（長径）−４．５ｍｍ（短径）、長さ２０ｍｍ）を用い、図３に示すように、合成繊維ロープの末端を折り返して玉かけ形状にして合成繊維ロープの重なり部分をスリーブに通した以外は、実施例１と同様にロープ部材を製造した。なお、充填液は、重なり部分を構成するロープ部材の２箇所に浸透させた。
【実施例４】
【００２８】
締結部材として、断面が楕円形のアルミニウム製のスリーブ（内径＝８ｍｍ−４．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ）を用い、図３に示すように、合成繊維ロープの末端を折り返して玉かけ形状にして合成繊維ロープの重なり部分をスリーブに通した以外は、実施例２と同様にロープ部材を製造した。なお、シリカ／エタノール分散液は、重なり部分を構成するロープ部材の２箇所に浸透させた。
【実施例５】
【００２９】
図４及び図５に示したように、合成繊維ロープ１の末端部３を、２個のアルミニウム製のスリーブ５Ａ,５Ｂを用いて玉かけ形状６を形成した以外は、実施例３と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例６】
【００３０】
図４及び図５に示したように、合成繊維ロープ１の末端部３を、２個のアルミニウム製のスリーブ５Ａ,５Ｂを用いて玉かけ形状６を形成した以外は、実施例４と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例７】
【００３１】
エタノールにシリカ粉末（平均粒径約０．８μｍ）を体積比（エタノール：シリカ）で７：３で混合した以外は、実施例1と同様に充填剤を調製し、実施例６と同様にしてロープ部材を作製した。
【実施例８】
【００３２】
無機材料粒子として、平均粒径約１．０μｍ、純度９９．９％のαアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末を用い、エタノールに体積比（エタノール：αアルミナ）で６７：３３で混合した以外は、実施例７と同様にして、同様にしてロープ部材を作製した。なお、アルミニウム製のスリーブについてその端部を面取り加工したもの（試験体Ａ１、Ａ２）も面取りしないもの（試験体Ａ３、Ａ４）と併せて用いた。これは、アルミニウム製のスリーブの端部に残るバリが引っ張り強度に影響していないかを確かめるために行った。
【００３３】
比較例１
合成繊維ロープ１に充填剤を浸透させなかった以外は、実施例５と同様にしてロープ部材を作製した。
【００３４】
比較例２
充填剤として、シリコーンを用いた以外は、実施例５と同様にしてロープ部材を作製した。シリコーンとして反応性ホットメルトシリコーン（ダウコーニング社製ＨＭ−２１５０Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｓｅａｌａｎｔ）を用いた。このシリコーンはシリコーン純度が１００％であり、１２０℃で１０５０ｐｏｉｓｅの低粘度を有する。シリコーンを合成繊維ロープに浸透させるためにホットメルトガンを用いた。
【００３５】
実施例５〜８及び比較例１及び２で得られたロープ部材について、引っ張り試験機（島津製作所 オートグラフ 最大引張り力：５０ｋＮ）を用いて以下の条件で引張り試験を行った。
持具：アイボルト,シャックル
引っ張り速度：Ｖ＝１０ｍｍ／分
基準長さ：Ｌ＝４５０ｍｍ以上
なお、引っ張り試験のために、ロープ部材の両末端にそれぞれ玉かけが形成されるように両末端それぞれにスリーブを固定した。
【００３６】
図７に実施例５，６及び比較例１の実験結果を示す。充填剤を使用しないで従来の方法で作成したロープ部材では約７ｋＮの荷重でスリップが繰り返し発生している。一方、シリカ粒子が充填されている充填剤を用いた実施例５のロープ部材では、荷重が約１１ｋＮまではスリップが発生していない。また、シリカ粒子が充填されている充填剤を浸透させる共にアルキルαシアノアクリレート系接着剤をさらに浸透させたロープ部材では、荷重が約１２ｋＮまではスリップが発生していない。この実験からも明らかなように、本発明が開示する方法で予め合成樹脂ロープに無機材料粒子（を含む充填剤）を浸透させることで、上述の式（１）の実効静止摩擦係数μが約１．５倍増えたことがわかる。これによって、合成繊維ロープを実機で使用した場合に、有効最大張力を大幅に改善することができることが分かる。
【００３７】
図９に、実施例７及び比較例１の実験結果を示す。シリカの配合量を３０％に変更した充填剤を用いた実施例７のロープ部材では、荷重が約１０．５ｋＮまではスリップが発生していない。実施例７の結果を加味すれば、シリカの配合量が分散体(浸透剤)であるエタノールを含む充填剤中で３０〜５０％の範囲であれば１０ｋＮを超える耐荷重を示すと考えられる。
【００３８】
図１０に、実施例８及び比較例１の実験結果を示す。αアルミナ粒子が充填されている充填剤を用いた実施例８のロープ部材では、荷重が約１１ｋＮまではスリップが発生していない。充填剤としてαアルミナ粒子を用いた場合もシリカと同様に優れた耐荷重を示しており、αアルミナ粒子が充填された合成繊維ロープを実機で使用した場合に、有効最大張力を大幅に改善することができることが分かる。なお、アルミニウム製のスリーブの端部を面取り加工した試験体とそうでない試験体とでは耐荷重に差が現れていなかった。
【００３９】
図１１に比較例１及び２の実験結果を示す。充填剤としてシリコーンを用いることで、充填剤を使用しない場合よりも最大荷重が低下していることが分かる。この実験結果より、充填剤として、シリカやアルミナのような無機材料粒子が分散された浸透性液体が優れていることが分かる。また、前述のように無機材料粒子が分散された浸透性液体を合成繊維ロープに浸透させる操作は容易であり作業性に優れる。また、無機材料は、硬化性樹脂などの有機材料に比べて環境性にも好適である。
【００４０】
本発明を実施例により具体的に説明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではない。上記実施例では合成繊維ロープは、断面が円形のワイヤー状のものを用いたが、帯状またはテープ状の合成繊維ロープであっても構わない。締結部材は合成繊維ロープの断面形状に応じて適宜変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の合成繊維ロープ部材は、高い荷重がかかる構造物において、例えば、クレーンなどの建設機器、吊り橋などの建築物、ガレージ用ドアやオーバーヘッドドアなどの産業用又は住宅用機器における吊り具など、種々の用途に好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 合成繊維ロープ
２ 締結部品（スリーブ）
３ 末端部
４ 充填剤
５ 締結部品（オーバルスリーブ）
６ 玉かけ形状
Ｆ 合成繊維ロープに加えられる力
Ｎ 締結部品に側面から掛けられる力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維の束からなるロープと該ロープを外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材を製造する方法であって、
無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、
前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることによって該締結部材を前記ロープに固定することを特徴とするロープ部材の製造方法。
【請求項２】
前記無機材料が、シリカまたはアルミナである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記液体がエタノールである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記締結部材が、金属スリーブであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ロープの末端部を玉かけ形状に折り返し、ロープの重なり部分に前記充填剤を浸透させ、前記充填剤が浸透したロープの重なり部分を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記合成繊維の束からなるロープの引張強度が、２５０ｋｇ／ｍｍ２以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記合成繊維が、ポリアリレート繊維である請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法により製造された製造方法。
【請求項９】
合成繊維の束からなるロープと、該ロープを外部部材に連結または係止するための部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材であって、
前記ロープの前記締結部材が取り付けられた部分の合成繊維間に無機材料粒子が充填されていることを特徴とするロープ部材。
【請求項１０】
前記無機材料が、シリカまたはアルミナである請求項９に記載のロープ部材。
【請求項１１】
前記合成繊維の束からなるロープの引張強度が、２５０ｋｇ／ｍｍ２以上である請求項９または１０に記載のロープ部材。
【請求項１】
合成繊維の束からなるロープと該ロープを外部部材に連結または係止する部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材を製造する方法であって、
無機材料粒子が液体に分散されてなる浸透性を有する充填剤を、前記ロープの一部に浸透させ、
前記充填剤が浸透した前記ロープの一部を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることによって該締結部材を前記ロープに固定することを特徴とするロープ部材の製造方法。
【請求項２】
前記無機材料が、シリカまたはアルミナである請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記液体がエタノールである請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記締結部材が、金属スリーブであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記ロープの末端部を玉かけ形状に折り返し、ロープの重なり部分に前記充填剤を浸透させ、前記充填剤が浸透したロープの重なり部分を覆うように締結部材を装着して該締結部材を締め付けることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記合成繊維の束からなるロープの引張強度が、２５０ｋｇ／ｍｍ２以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記合成繊維が、ポリアリレート繊維である請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法により製造された製造方法。
【請求項９】
合成繊維の束からなるロープと、該ロープを外部部材に連結または係止するための部分を形成する締結部材を該ロープに固定して備えるロープ部材であって、
前記ロープの前記締結部材が取り付けられた部分の合成繊維間に無機材料粒子が充填されていることを特徴とするロープ部材。
【請求項１０】
前記無機材料が、シリカまたはアルミナである請求項９に記載のロープ部材。
【請求項１１】
前記合成繊維の束からなるロープの引張強度が、２５０ｋｇ／ｍｍ２以上である請求項９または１０に記載のロープ部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２０２３３４（Ｐ２０１１−２０２３３４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７１４８（Ｐ２０１０−１４７１４８）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【特許番号】特許第４６８８９６５号（Ｐ４６８８９６５）
【特許公報発行日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（３９２０１０７３９）金剛産業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【特許番号】特許第４６８８９６５号（Ｐ４６８８９６５）
【特許公報発行日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（３９２０１０７３９）金剛産業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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