説明

混紡繊維で形成された合成ロープ

【課題】複数のロープサブコンポーネントと、このロープサブコンポーネントを形成するために組み合わされる複数の束と、この束を形成するために組み合わされる複数の第1ヤーン及び複数の第2ヤーンとを含むロープ構造体を提供する。
【解決手段】一実施形態では、第1ヤーンが約25〜45gpdの靱性を有し、かつ第2ヤーンが約6〜22gpdの靱性を有する。別の実施形態では、第1ヤーンが約2%〜5%の破断伸び率を有し、かつ第2ヤーンが約2%〜12%の破断伸び率を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願〕
この出願は、2008年6月4日提出の米国仮特許出願第61/130,986号の優先権を主張し、この仮出願の内容を参照によって本明細書に引用したものとする。
〔技術分野〕
本発明は、ロープ構造体、システム、及び方法に関し、更に詳細には、改良された性能をもたらすロープ構造体、システム、及び方法を得るための繊維の組合せに関する。
【背景技術】
【0002】
典型的ロープ構造体の基本要素は繊維である。典型的に繊維を組み合わせてヤーンと呼ばれるロープサブコンポーネントにする。更にヤーンを組み合わせて束(bundle)又はストランド等のロープサブコンポーネントを形成することができる。次に、このロープサブコンポーネントを編む、撚る、及び織る等の技法を用いてロープ構造体を形成する。
異なるタイプの繊維は、典型的に異なる特性、例えば引張り強さ、密度、可撓性、及び耐摩耗性などを示す。更に、種々の理由のため、異なるタイプの繊維のコストは有意に変化し得る。
特定用途のために設計されたロープ構造体は、異なるタイプの繊維を含み得る。例えば、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第7,134,267号及び第7,367,176号は、ロープ構造体に所望の強度及び表面特性を与えるために組み合わせた繊維を含むロープサブコンポーネントを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
所定の操作特性又はロープ構造体の特性セットを最適化しながら、ロープ構造体を形成するために使用する材料のコストを最小限にもするロープ構造体が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明を複数のロープサブコンポーネントと、複数の束と、複数の第1ヤーンと、複数の第2ヤーンとを含むロープ構造体として具体化することができる。ロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成し、束を組み合わせてロープサブコンポーネントを形成し、第1及び第2ヤーンを組み合わせて束を形成する。第1ヤーンは約25〜45gpdの靱性(tenacity)を有し、第2ヤーンは約6〜22gpdの靱性を有する。
本発明を複数のロープサブコンポーネントと、複数の束と、複数の第1ヤーンと、複数の第2ヤーンとを含むロープ構造体として具体化することもできる。ロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成し、束を組み合わせてロープサブコンポーネントを形成し、第1及び第2ヤーンを組み合わせて束を形成する。第1ヤーンは約2%〜5%の破断伸び率(breaking elongation)を有し、第2ヤーンは約2%〜12%の破断伸び率を有する。
更に別の実施形態では、本発明は、複数のロープサブコンポーネントと、複数の束と、複数の第1ヤーンと、複数の第2ヤーンとを含むロープ構造体であり得る。ロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成し、束を組み合わせてロープサブコンポーネントを形成し、第1及び第2ヤーンを組み合わせて束を形成する。第1ヤーンは、HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成される。第2ヤーンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド、又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成される。
【0005】
本発明を以下の工程を含むロープ構造体の形成方法として具体化することもできる。約25〜45gpdの靱性を有する複数の第1ヤーンを準備する。約6〜22gpdの靱性を有する複数の第2ヤーンを準備する。複数の第1ヤーンと複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する。複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する。複数のロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成する。
本発明を以下の工程を含むロープ構造体の形成方法として具体化することもできる。約2%〜5%の破断伸び率を有する複数の第1ヤーンを準備する。約2%〜12%の破断伸び率を有する複数の第2ヤーンを準備する。複数の第1ヤーンと複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する。複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する。複数のロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成する。
本発明を以下の工程を含むロープ構造体の形成方法として具体化することもできる。HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成された複数の第1ヤーンを準備する。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成された複数の第2ヤーンを準備する。複数の第1ヤーンと複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する。複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する。複数のロープサブコンポーネントを組み合わせてロープ構造体を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本発明の第1実施例のロープシステム及び第1実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【図2】本発明の第2実施例のロープシステム及び第2実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【図3】本発明の第3実施例のロープシステム及び第3実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【図4】本発明の第4実施例のロープシステム及び第4実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【図5】本発明の第5実施例のロープシステム及び第5実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【図6】本発明の第6実施例のロープシステム及び第6実施例のロープシステムの製造方法を示す極めて概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明は、混紡繊維を含むロープ構造体及び混紡繊維を含むロープ構造体の製造方法に関する。以下の議論では、セクションIで図1を参照しながら第1の、より一般的な実施例について述べ、セクションII〜VIで、それぞれ図2〜6を参照しながら第2及び第3の更に特有の実施例について述べる。以下のセクションVIIでは、実施例のロープサブコンポーネント形成方法の1つについて更に詳述する。
【0008】
I.第1実施例のロープ構造体と方法
まず図面の図1を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第1実施例のロープ構造体が示されている。この例のロープ構造体20は、複数の第1ヤーン30及び第2ヤーン32を含む。第1ヤーン30と第2ヤーン32を組み合わせて束40を形成する。この例の各束40は、第2ヤーン32を含んでなる中心部42を含む。第1ヤーン30を配列して、この例の束40のカバー部44を画定する。この例の束40を更に加工して複数のロープサブコンポーネント50を得る。ロープサブコンポーネント50を組み合わせてロープ構造体20を形成する。
この例のロープ構造体20では、第1ヤーン30を配列して、束40のカバー部44を画定し、第2ヤーンを配列して、中心部42を画定している。これとは別に、第1ヤーンが中心部を形成し、第2ヤーンが束のカバー部を形成し得るだろう。更に別の例では、第1及び第2ヤーンを束全体に均一に分配し、ひいてはロープサブコンポーネント50及びロープ構造体20全体に均一に分配することができるだろう。更に別の例として、ここで述べたヤーンの種々の形態を組み合わせてロープ構造体を形成することができるだろう。
この例の第1ヤーン30は、高モジュラスポリエチレン(HMPE)等の材料で形成される。或いは、LCP、アラミド、及びPBO等のいずれの高モジュラス(すなわち、高い靱性と低い伸び率)の繊維で第1ヤーン30を形成してもよい。この例の第1ヤーン30は約40gpdの靱性と約3.5%の破断伸び率を有する。第1ヤーン30の靱性は、約30〜40gpdの第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約25〜45gpdの第2範囲内でなければならない。第1ヤーン30の破断伸び率は、約3.0〜4.0%の第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約2%〜5%の第2範囲内でなければならない。
【0009】
この例の第2ヤーン32は、高モジュラスポリプロピレン(HMPP)等の材料で形成される。一例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド、又はコポリマー等の樹脂製の高モジュラス繊維のような高モジュラスポリオレフィン繊維で第2ヤーン32を形成することができる。典型的に、このような繊維は溶融紡糸法を用いて製造されが、溶融紡糸法の代わり又は溶融紡糸法に加えた方法を用いて第2ヤーン32を製造し得る。代替材料として、高モジュラスポリプロピレン(HMPP)又はPENと同様の特性を有するいずれの材料も挙げられる。第2ヤーンを形成するために使用し得る商業的に入手可能な材料(商標名によって特定される)の例として、Ultra Blue、Innegra及びTsunoogaが挙げられる。
第1例では、この例の第2ヤーン32を形成する繊維は、約10gpdの靱性と約8%の破断伸び率を有する。この第1例では、第2ヤーン32を形成する繊維の靱性は約9〜12gpdの第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約7.0〜20.0gpdの第2範囲内でなければならない。この例の第2ヤーン32を形成する繊維の破断伸び率は、約5.0〜10.0%の第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約3.5%〜12.0%の第2範囲内でなければならない。
第2例では、この例の第2ヤーン32を形成する繊維は、約8.5gpdの靱性と約7%の破断伸び率を有する。この第2例では、第1ヤーン30を形成する繊維の靱性は約7〜12gpdの第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約6.0〜22.0gpdの第2範囲内でなければならない。この例の第2ヤーン32を形成する繊維の破断伸び率は、約5.0〜10.0%の第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約2.0%〜12.0%の第2範囲内でなければならない。
この例の束40は約35〜45質量%の第1ヤーン30を含む。この例の第1ヤーン30の質量%は約40〜60質量%の第1範囲内であるべきであり、どんな場合でも約20〜80質量%の第2範囲内でなければならない。
上述したいずれの状況でも、第2ヤーン32又は第2ヤーン32と他材料の組合せによって束40のバランスを形成することができる。
この例のロープ構造体20は複数の束40を含むので、この例のロープ構造体20は、束40と同じ質量%の第1ヤーン30及び第2ヤーン32を含む。
第1ヤーン30及び第2ヤーン32中のストランドの正確な数は、ヤーンサイズ(すなわち、直径)に基づき、かつ第1ヤーンと第2ヤーンの比によって予め決定される。
【0010】
ここで少しの間図面の図1に戻って、この例のロープ構造体20の第1例の製造方法について説明する。まず、括弧60及び62で表される第1及び第2工程を行う。第1工程60では、第1ヤーン30を準備し;第2工程62では、第2ヤーン32を準備する。括弧64で表される第3工程では、第1ヤーン30と第2ヤーン32を、第2ヤーン32が中心部42を形成し、第1ヤーン30が束40のカバー部44を形成するように撚って(twisted)、束40にする。
括弧66で表される任意の第4工程では、束40を撚ってロープサブコンポーネント50を形成する。従ってこの例のロープサブコンポーネント50は撚混紡繊維束である。或いは、複数の束40を第2、第3、又はそれより多くの撚る工程で撚って、ロープ構造体20の寸法及び操作条件によって必要とされる通りに、より大きいロープサブコンポーネント50を形成することができる。
次に、括弧68で表される第5工程で1つ以上のロープサブコンポーネント50を組み合わせてロープ構造体20を形成する。この例の第5工程68は、編む(braiding)又は撚る工程であり、従って結果として生じるロープ構造体20は編又は撚混紡繊維ロープである。
任意に、第5工程68の後、ロープ構造体20を水性ポリウレタン又は他の化学若しくはブレンドでコーティングして、特定操作条件下での性能を強化することができる。適切なコーティングの例として、ポリウレタン(例えば、Permuthane、Sancure、Witcobond、Eternitex、Icothane)、ワックス(例えば、Recco、MA-シリーズのエマルション)、及び潤滑剤(例えば、E22 Silicone、XPT260、PTFE 30)等の1種以上の材料が挙げられる。
【0011】
II.第2実施例のロープ構造体と方法
ここで、図面の図2を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第2実施例のロープ構造体120が示されている。この例のロープ構造体120は、4本の第1ヤーン130と3本の第2ヤーン132を含む。第1ヤーン130と第2ヤーン132を組み合わせて束140を形成する。束140は、第2ヤーン132を含んでなる中心部142を含む。第1ヤーン130を配列して、束140のカバー部144を画定する。束140を更に加工して12本のロープストランド150を得る。12本のロープストランド150を組み合わせてロープ構造体120を形成する。
この例の第1ヤーン130はHMPEで形成され、約1600デニールのサイズ、約40gpdの靱性、約1280gpdのモジュラス、及び約3.5%の破断伸び率を有する。この例の第2ヤーン132はHMPPで形成され、約2800デニールのサイズ、約8.5又は10.0gpdの靱性、約190又は225gpdのモジュラス、及び約7.0%又は8.0%の破断伸び率を有する。下表A及びBは、それぞれ第1ヤーン130及び第2ヤーン132の繊維特性の第1及び第2範囲を示す。
【0012】
A.第1ヤーン

【0013】
B.第2ヤーン

【0014】
この例のロープ構造体120は、質量で約43%のHMPEを含み、約4656lbsの平均破断強さを有した。相対的に、HMPE繊維(質量で100%のHMPE)の12本のストランドを含むロープ構造体は約8600lbsの平均破断強さを有する。従って、この例のロープ構造体120は、半分未満のHMPE繊維を含むが、純粋なHMPE繊維のロープ構造体の破断強さの半分より大きい破断強さを有する。
更に、ロープ構造体120は約17gpdより大きい靱性計算値(製造プロセスによる強度損失を計上する前)(中間靱性)及び1未満の比重を有するので、水に浮く。製造プロセスでは、繊維の撚り、編み及び加工による効率損失がある。繊維が平行から大きく撚れるか又はねじれるほど、効率損失が大きい。典型的なロープ製造操作では、実際のロープ強度は、靱性(gpd)として表した場合、最初の繊維強度の約50%でしかない。
従って、HMPE繊維(質量で100%のHMPE)の12本のストランドを含むロープ構造体は、22.5gpd、つまり最初の繊維靱性40gpdの56%と一致する8600lbsの平均破断強さを有する。43%のHMPEと57%のHMPPを含む混紡ロープは、12.0gpdの靱性(繊維の靱性及び同繊維の56%の強度効率に基づいて)を有する。従って、中間レベルの靱性(12.0gpdのロープ靱性)を有し、かつHMPE繊維のみを含むロープ(22.5gpdのロープ靱性)に比べて相対的に低コストのフローティングロープとしてロープ構造体120を使用することができる。
【0015】
ここで少しの間図面の図2に戻って、この例のロープ構造体120の第1例の製造方法について説明する。まず、括弧160及び162で表される第1及び第2工程を行う。第1工程160では、第1ヤーン130の4本の経糸(end)を準備し;第2工程162では、第2ヤーン132の3本の経糸を準備する。括弧164で表される第3工程では、第1ヤーン130と第2ヤーン132を、第2ヤーン132が中心部142を形成し、第1ヤーン130が束140のカバー部144を形成するように混紡して束140にする。
括弧166で表される第4工程では、束140を撚ってストランド150を形成する。従ってこの例のロープストランド150は撚混紡繊維束である。上述したように、複数の束140を第2、第3、又はそれより多くの撚る工程で撚って、ロープ構造体120の寸法及び操作条件によって必要とされる通りに、より大きいストランド150を形成することができる。
次に、括弧168で表される第5工程で、束140から形成された12本のヤーン150を組み合わせてロープ構造体120を形成する。この例の第5工程168は編む工程なので、結果として生じるロープ構造体120は、1/4インチ(6.35mm)径の編混紡繊維ロープである。任意に、第5工程後、ロープ構造体120を水性ポリウレタン又は他の化学若しくはブレンドでコーティングして、特定操作条件下での性能を強化することができる。
【0016】
III.第3実施例のロープ構造体と方法
ここで、図面の図3を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第3実施例のロープ構造体220が示されている。この例のロープ構造体220は、5本の第1ヤーン230と4本の第2ヤーン232を含む。第1ヤーン230と第2ヤーン232を組み合わせて束240を形成する。束240は、第2ヤーン232を含んでなる中心部242を含む。第1ヤーン230を配列して、束240のカバー部244を画定する。束240を更に加工してサブストランド250を得る。7本のサブストランド250を組み合わせて大ストランド260を形成する。12本の大ストランド260を組み合わせてロープ構造体220を形成する。
この例の第1ヤーン230はHMPEで形成され、1600デニールのサイズ、約40gpdの靱性、約1280gpdのモジュラス、及び約3.5%の破断伸び率を有する。この例の第2ヤーン232はHMPPで形成され、約2800デニールのサイズ、約8.5gpd又は10.0gpdの靱性、約190gpd又は225gpdのモジュラス、及び約7.0%又は8.0%の破断伸び率を有する。下表C及びDは、それぞれ第1ヤーン230及び第2ヤーン232の繊維特性の第1及び第2範囲を示す。
【0017】
C.第1ヤーン

【0018】
D.第2ヤーン

【0019】
この例のロープ構造体220は、質量で約42%のHMPEを含み、約37,000lbsの平均破断強さを有した。相対的に、HMPE繊維(質量で100%のHMPE)を含む同様のロープ構造体は、約64,400lbsの平均破断強さを有する。従って、この例のロープ構造体220は、半分未満のHMPE繊維を含むが、純粋なHMPE繊維のロープ構造体の破断強さの半分より大きい破断強さを有する。
更に、ロープ構造体220は約27gpdより大きい靱性計算値(製造プロセスによる強度損失を計上する前)(中間靱性)及び1未満の比重を有するので、水に浮く。製造プロセスでは、繊維の撚り、編み及び加工による効率損失がある。典型的なロープ製造操作では、実際のロープ強度は、靱性(gpd)として表した場合、最初の繊維強度の約50%でしかない。HMPE繊維(質量で100%のHMPE)の12本のストランドを含むロープ構造体は20.0gpd、つまり最初の繊維靱性40gpdの50%と一致する64400lbsの平均破断強さを有する。42%のHMPEと58%のHMPPを含む混紡ロープは10.8gpdの靱性(繊維の靱性及び同繊維の50%の強度効率に基づいて)を有する。従って、中間レベルの靱性(10.8gpdのロープ靱性)を有し、かつHMPE繊維のみを含むロープ(20.0gpdのロープ靱性)に比べて相対的に低コストのフローティングロープとしてロープ構造体220を使用することができる。
【0020】
ここで少しの間図面の図3に戻って、この例のロープ構造体220の第1例の製造方法について説明する。まず、括弧270及び272で表される第1及び第2工程を行う。第1工程270では、第1ヤーン230の4本の経糸を準備し;第2工程272では、第2ヤーン132の3本の経糸を準備する。括弧274で表される第3工程では、第1ヤーン230と第2ヤーン232を、第2ヤーン232が中心部242を形成し、第1ヤーン230が束240のカバー部244を形成するように撚って束240にする。
括弧276で表される第4工程では、束240を撚ってストランド250を形成する。従ってこの例のロープストランド250は撚混紡繊維束である。第5工程278では、7本のストランド250を一緒に撚って、より大きいストランド260を形成することができる。
次に、括弧280で表される第5工程で12本のより大きいストランド260を組み合わせてロープ構造体220を形成する。この例の第5工程280は編む工程なので、結果として生じるロープ構造体220は、3/4インチ(19.05mm)径の編混紡繊維ロープである。任意に、第5工程後、ロープ構造体220を水性ポリウレタン又は他の化学若しくはブレンドでコーティングして、特定操作条件下での性能を強化することができる。
【0021】
IV.第4実施例のロープ構造体と方法
ここで、図面の図4を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第4実施例のロープ構造体320が示されている。この例のロープ構造体320は、複数の第1ヤーン330、複数の第2ヤーン332、複数の第3ヤーン334、及び複数の第4ヤーン336を含む。第1ヤーン330と第2ヤーン332を組み合わせて複数の第1束340を形成する。第1束340は、第2ヤーン332を含んでなる中心部340aを含む。第1ヤーン330を配列して第1束340のカバー部340bを画定する。第3ヤーン334と第4ヤーン336を好ましくは仮撚り(false-twisting)法を用いて組み合わせて複数の第2束342を形成する。第2束342は、第3ヤーン334を含んでなる中心部342aを含む。第4ヤーン336を配列して、第2束342の中心部342bを確定する。
第1束340を更に加工してサブストランド350を得る。第2束342を加工してサブストランド352を得る。第1サブコンポーネント又はストランド350及び第2サブコンポーネント又はストランド352を組み合わせてロープ構造体320を形成する。
この例の第1ヤーン330はHMPEで形成され、1600デニールのサイズ、約40gpdの靱性、約1280gpdのモジュラス、及び約3.5%の破断伸び率を有する。この例の第2ヤーン332はHMPPで形成され、約2800デニールのサイズ、約8.5gpdの靱性、約190gpdのモジュラス、及び約7.0%の破断伸び率を有する。第1ヤーン330と同様に、この例の第3ヤーン334もHMPEで形成され、約1600デニールのサイズ、約40.0gpdの靱性及び約3.5%の破断伸び率を有する。しかし、第1ヤーン330と第3ヤーン334が異なってよい。この例の第4ヤーン336はポリエステル銀で形成され、約52グレイン(grain)のサイズを有する。しかし、第4ヤーンは以下の材料の1種以上のものでよい:ポリエステル、ナイロン、アラミド、LCP、及びHMPE繊維。
下表E、F、G、及びHは、それぞれ第1ヤーン330、第2ヤーン332、及び第3ヤーン334の繊維特性の第1及び第2範囲を示す。
【0022】
E.第1ヤーン

【0023】
F.第2ヤーン

【0024】
G.第3ヤーン

【0025】
この例のロープ構造体320は、質量で約42%のHMPEと質量で約6%のポリエステル銀を含み、約302,000lbsの平均破断強さを有した。相対的に、HMPE繊維(質量で94%のHMPE)とポリエステル銀(質量で6%のポリエステル銀)を含む同様のロープ構造体は約550,000lbsの平均破断強さを有する。従って、この例のロープ構造体320は、半分未満のHMPE繊維を含むが、HMPE及びポリエステル銀繊維のロープ構造体の破断強さの半分より大きい破断強さを有する。
更に、ロープ構造体320は1未満の比重を有するので、水に浮く。従って、中間レベルの強度と靱性を有し、かつHMPE繊維のみを含むロープに比べて相対的に低コストのフローティングロープとしてロープ構造体320を使用することができる。
【0026】
ここで少しの間図面の図4に戻って、この例のロープ構造体320の第1例の製造方法について説明する。まず、工程360、362、364、及び366で第1ヤーン330、第2ヤーン332、第3ヤーン334、及び第4ヤーン336を準備する。
括弧370で表される工程では、第2ヤーン332が束340の中心部340aを形成し、かつ第1ヤーン330が束340のカバー部340bを形成するように、第1ヤーン330と第2ヤーン332を撚って束340にする。括弧372で表される工程では、束340を撚ってストランド350を形成する。従って、この例のロープストランド350は撚混紡繊維束である。
括弧374で表される工程では、第3ヤーン334が束342の中心部342aを形成し、かつ第4ヤーン336が束342のカバー部342bを形成するように、第3ヤーン334と第4ヤーン336を仮撚りして束342にする。括弧376で表される工程では、束342を一緒に仮撚りしてストランド352を形成する。従って、この例のロープ構造体352は、仮撚混紡繊維束である。
括弧380で表される最終工程で、第1ヤーン350と第2ヤーン352を撚り法又は編み法などのいずれかの適切な方法で組み合わせてロープ構造体320を形成する。さらなる任意工程として、一般的に上述したように、ロープ構造体320をコーティングすることができる。
【0027】
V.第5実施例のロープ構造体と方法
ここで、図面の図5を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第5実施例のロープ構造体420が示されている。この例のロープ構造体420は、複数の第1ヤーン430、複数の第2ヤーン432、及び複数の第3ヤーン434を含む。第1ヤーン430と第2ヤーン432を組み合わせて複数の第1束440を形成する。第1束440は、第2ヤーン432を含んでなる中心部440aを含む。第1ヤーン430を配列して、第1束440のカバー部440bを画定する。
第3ヤーン434を好ましくは仮撚り法を用いて第1束440と組み合わせてロープサブコンポーネント又はストランド450を形成する。第1ヤーン430と第2ヤーン432を配列して、ストランド450のコア部を画定する。第3ヤーン434を配列して、ストランド450のカバー部の少なくとも一部を画定する。
この例の第1ヤーン430はHMPEで形成され、1600デニールのサイズ、約40gpdの靱性、約1280gpdのモジュラス、及び約3.5%の破断伸び率を有する。この例の第2ヤーン432はHMPPで形成され、約2800デニールのサイズ、約8.5gpdの靱性、約190gpdのモジュラス、及び約7.0%の破断伸び率を有する。この例の第3ヤーン434はポリエステル銀で形成され、約52グレインのサイズを有する。
下表H及びIは、それぞれ第1ヤーン430及び第2ヤーン432の繊維特性の第1及び第2範囲を示す。
【0028】
H.第1ヤーン

【0029】
I.第2ヤーン

【0030】
この例のロープ構造体420は、半分未満のHMPE繊維を含むが、純粋なHMPE繊維のロープ構造体の破断強さの半分より大きい破断強さを有する。
更に、ロープ構造体420は1未満の比重を有するので、水に浮く。従って、中間レベルの強度と靱性を有し、かつHMPE繊維のみを含むロープに比べて相対的に低コストのフローティングロープとしてロープ構造体420を使用することができる。
【0031】
ここで少しの間図面の図5に戻って、この例のロープ構造体420の第1例の製造方法について説明する。まず、工程460で、第1ヤーン430を準備し;工程462で、第2ヤーン432を準備する。括弧464で表される工程では、第2ヤーン432が束440の中心部440aを形成し、かつ第1ヤーン430が束440のカバー部440bを形成するように、第1ヤーン430と第2ヤーン432を組み合わせて束440にする。
工程470で、第3ヤーン434を準備する。括弧472で表される工程で、第3ヤーン434が束450のカバー部を形成するように、第3ヤーン434を束440と仮撚りしてストランド450を形成する。括弧480で表される最終工程で、ストランド450を撚り法又は編み法などのいずれかの適切な方法で組み合わせてロープ構造体420を形成する。
さらなる任意工程として、一般的に上述したように、ロープ構造体420をコーティングすることができる。
【0032】
VI.第6実施例のロープ構造体と方法
ここで、図面の図6を参照すると、本発明の原理に従って構成され、かつ本発明の原理を具体化する第6実施例のロープ構造体520が示されている。この例のロープ構造体520は、束内に配列された複数の第1ヤーン530、複数の第2ヤーン532及び複数の第3ヤーン534を含む。第2ヤーン532と第3ヤーン534を好ましくは仮撚り法を用いて組み合わせて複数の第2束540を形成する。第2束540は、第2ヤーン532を含んでなる中心部540aを含む。第3ヤーン534を配列して、第2束540のカバー部540bを画定する。
第1ヤーン530の束を第2束540と組み合わせてロープサブコンポーネント又はストランド550を形成する。第2ヤーン532と第3ヤーン534を配列して、ストランド550のコア部を画定する。第1ヤーン530の束を配列して、ストランド550のカバー部の少なくとも一部を画定する。
この例の第1ヤーン530はHMPEで形成され、1600デニールのサイズ、約40gpdの靱性、約1280gpdのモジュラス、及び約3.5%の破断伸び率を有する。この例の第2ヤーン532はHMPPで形成され、約2800デニールのサイズ、約8.5gpdの靱性、約190gpdのモジュラス、及び約7.0%の破断伸び率を有する。この例の第3ヤーン534はポリエステル銀で形成され、約52グレインのサイズを有する。
下表J及びKは、それぞれ第1ヤーン530及び第2ヤーン532の繊維特性の第1及び第2範囲を示す。
【0033】
J.第1ヤーン

【0034】
K.第2ヤーン

【0035】
この例のロープ構造体520は、半分未満のHMPE繊維を含むが、純粋なHMPE繊維のロープ構造体の破断強さの半分より大きい破断強さを有する。更に、ロープ構造体520は1未満の比重を有するので、水に浮く。従って、中間レベルの強度と靱性を有し、かつHMPE繊維のみを含むロープに比べて相対的に低コストのフローティングロープとしてロープ構造体520を使用することができる。
【0036】
ここで少しの間図面の図6に戻って、この例のロープ構造体520の第1例の製造方法について説明する。まず、工程560で、第1ヤーン530を、典型的に束の形態で準備する。工程570及び572で、第2ヤーン532及び第3ヤーン534を準備する。括弧574で表される工程では、第2ヤーン532が束540の中心部540aを形成し、かつ第3ヤーン534が束540のカバー部540bを形成するように、好ましくは仮撚り法を用いて、第2ヤーン532と第3ヤーン534を組み合わせて束540にする。
括弧576で表される工程では、第1ヤーン530(又は第1ヤーン530から形成された束)を束540と撚ってストランド550を形成する。括弧580で表される最終工程では、ストランド550を、撚り法又は編み法などのいずれかの適切な方法で組み合わせてロープ構造体520を形成する。
さらなる任意工程として、一般的に上述したように、ロープ構造体520をコーティングすることができる。
【0037】
VII.仮撚り法
上述したように、仮撚り法を用いて、第1繊維(例えば、ヤーン)の束を第2繊維(例えば、ヤーン)の束と組み合わせてロープサブコンポーネントを形成し、順次これらのロープサブコンポーネントを組み合わせて他のロープサブコンポーネント及び/又はロープ構造体を形成する。仮撚り法は、例えば、米国特許第7,134,267号及び第7,367,176号に記載されており、これらの明細書を参照によって本願明細書に援用する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロープ構造体であって、
組み合わせて前記ロープ構造体を形成する複数のロープサブコンポーネントと、
組み合わせて前記ロープサブコンポーネントを形成する複数の束と、
約25〜45gpdの靱性を有する複数の第1ヤーンと、
約6〜22gpdの靱性を有する複数の第2ヤーンと
を含み、前記第1ヤーンと前記第2ヤーンとを組み合わせて前記束を形成することを特徴とするロープ構造体。
【請求項2】
前記第1ヤーンが、約2%〜5%の破断伸び率を有し、かつ
前記第2ヤーンが、約2%〜12%の破断伸び率を有する、請求項1に記載のロープ構造体。
【請求項3】
前記第1ヤーンが、HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成される、請求項1に記載のロープ構造体。
【請求項4】
前記第2ヤーンが、高モジュラスポリオレフィン繊維で形成される、請求項1に記載のロープ構造体。
【請求項5】
前記第2ヤーンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成される、請求項4に記載のロープ構造体。
【請求項7】
前記束が、約20〜80質量%の第1ヤーンを含む、請求項1に記載のロープ構造体。
【請求項8】
前記束が、約20〜80質量%の第2ヤーンを含む、請求項7に記載のロープ構造体。
【請求項9】
前記束が、約20〜80質量%の第2ヤーン及び他の材料を含む、請求項7に記載のロープ構造体。
【請求項10】
ロープ構造体であって、
組み合わせて前記ロープ構造体を形成する複数のロープサブコンポーネントと、
組み合わせて前記ロープサブコンポーネントを形成する複数の束と、
約2%〜5%の破断伸び率を有する複数の第1ヤーンと、
約2%〜12%の破断伸び率を有する複数の第2ヤーンと
を含み、前記第1ヤーンと前記第2ヤーンを組み合わせて前記束を形成することを特徴とするロープ構造体。
【請求項11】
前記第1ヤーンが、HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成される、請求項10に記載のロープ構造体。
【請求項12】
前記第2ヤーンが、高モジュラスポリオレフィン繊維で形成される、請求項10に記載のロープ構造体。
【請求項13】
前記第2ヤーンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成される、請求項12に記載のロープ構造体。
【請求項14】
ロープ構造体であって、
組み合わせて前記ロープ構造体を形成する複数のロープサブコンポーネントと、
組み合わせて前記ロープサブコンポーネントを形成する複数の束と、
HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成された複数の第1ヤーンと、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成された複数の第2ヤーンと
を含み、前記第1ヤーンと前記第2ヤーンを組み合わせて前記束を形成することを特徴とするロープ構造体。
【請求項15】
前記第1ヤーンが、25〜45gpdの靱性を有し、かつ
前記第2ヤーンが、約6〜22gpdの靱性を有する、請求項14に記載のロープ構造体。
【請求項16】
前記第1ヤーンが、更に約2%〜5%の破断伸び率を有し、かつ
前記第2ヤーンが、更に約2%〜12%の破断伸び率を有する、請求項15に記載のロープ構造体。
【請求項17】
ロープ構造体の形成方法であって、以下の工程、
約25〜45gpdの靱性を有する複数の第1ヤーンを準備する工程、
約6〜22gpdの靱性を有する複数の第2ヤーンを準備する工程、
前記複数の第1ヤーンと前記複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する工程、
前記複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する工程、及び
前記複数のロープサブコンポーネントを組み合わせて前記ロープ構造体を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項18】
前記第1ヤーンを準備する工程が、前記第1ヤーンが約2%〜5%の破断伸び率を有するように前記第1ヤーンを準備する工程を含み、かつ
前記第2ヤーンを準備する工程が、前記第2ヤーンが約2%〜12%の破断伸び率を有するように前記第2ヤーンを準備する工程を含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
ロープ構造体の形成方法であって、以下の工程、
約2%〜5%の破断伸び率を有する複数の第1ヤーンを準備する工程、
約2%〜12%の破断伸び率を有する複数の第2ヤーンを準備する工程、
前記複数の第1ヤーンと前記複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する工程、
前記複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する工程、及び
前記複数のロープサブコンポーネントを組み合わせて前記ロープ構造体を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項20】
ロープ構造体の形成方法であって、以下の工程、
HMPE、LCP、アラミド、及びPBOを含む材料群から選択される少なくとも1種の材料で形成された複数の第1ヤーンを準備する工程、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンのブレンド又はコポリマーを含む樹脂群から選択される少なくとも1種の樹脂製の高モジュラス繊維で形成された複数の第2ヤーンを準備する工程、
前記複数の第1ヤーンと前記複数の第2ヤーンを組み合わせて複数の束を形成する工程、
前記複数の束を組み合わせて複数のロープサブコンポーネントを形成する工程、及び
前記複数のロープサブコンポーネントを組み合わせて前記ロープ構造体を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2009−293181(P2009−293181A)
【公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−151548(P2009−151548)
【出願日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【出願人】(509179696)サムソン ロープ テクノロジーズ (4)
【Fターム(参考)】