JP2004036061A

JP2004036061A - Impact-absorbing fibrous rope

Info

Publication number: JP2004036061A
Application number: JP2002198357A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kitahara; 北原　洋; Haruo Nokubo; 野窪　治男
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-08
Also published as: JP4024093B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact-absorbing fibrous rope enduring a falling impact sufficiently, excellent in performance for absorbing the impact load, having less reduction of strength and deterioration of impact-absorbing capacity by repeated uses and suitable as a safety rope for works performed at a high place. <P>SOLUTION: This impact-absorbing fibrous rope of 10-50 mm diameter is characterized by the fact that the fiber constituting the fibrous rope is a polytrimethylene terephthalate fiber having 0.7-1.2 specific viscosity, 4-7 cN/dtex strength, 30-50 % elongation and ≥85 % elongated elastic recovery rate. Further, it is preferable to have ≤9,000 N maximum impact load received by the fibrous rope, when 75 kg sandbag connected to the fibrous rope is dropped from 2.5 m height. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルディングや鉄塔等の建築工事あるいは電気工事など高所作業を行う場合に使用する安全ロープとして好適な衝撃吸収性繊維ロープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルディングや鉄塔等の建築工事あるいは電気工事など高所作業を行う場合、作業者は安全帯を着用し、安全ロープでその先端を固定し、転落災害対策を講じている。この安全帯・安全ロープは落下衝撃に耐える強度が必要であるが、一方、安全帯が人体に与える落下阻止衝撃は極めて大きく、人体がその衝撃に耐え得るかどうかも、安全装具性能として考慮しなければならない。米国の衝撃に対する生体実験から、人体は４０００ポンド（１８０００Ｎ）の衝撃を受けると、ほとんど内臓に障害を起こし、死に至るという結果が判明し、人体が受ける落下衝撃は２０００ポンド（９０００Ｎ）を限度とするように安全装具は設計されなければならないという結論が導かれた。すなわち、安全帯・安全ロープは一定限度以上の強力性能が必要であり、かつ落下に伴う強い衝撃を吸収する性能も極めて重要な必要特性として具備しなければならない。
【０００３】
このような課題を解決するために、特開平６−３０６７８３号公報では、高収縮性ポリエステル繊維またはナイロン繊維を用いたロープに制限熱収縮処理を施し、衝撃吸収性能の向上を図った繊維ロープが提案されている。このような処理を施されたポリエステル繊維（主としてポリエチレンテレフタレート繊維）あるいはナイロン繊維からなるロープは、確かに、作成初期においてはある程度の衝撃吸収性能を示すが、繰り返し伸張を受けるとロープ強力および衝撃吸収性能が低下してくるという欠点があった。しかも、実際の使用現場における安全ロープには、緊急時のみ伸張変形が加わるのでは無く、収納や持ち運び時に手摺や突起物に引っかかかるなどの伸長変形を頻繁に受けるのが常である。また、実際に落下阻止に遭遇した安全ロープでも通常は、工事が終了すると保管され、別の工事現場でも再使用される事が多い。そのため、衝撃吸収性繊維ロープは、数回の落下衝撃を受けることも多く、ロープ強力および衝撃吸収性能がその都度低下するという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、落下衝撃荷重による作業者が受けるダメージを低減できる、衝撃吸収性に優れ、繰り返し使用での強力低下および衝撃吸収性能劣化の少ない高所作業用安全ロープに最適な衝撃吸収性繊維ロープを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、上記課題は「直径１０〜５０ｍｍの繊維ロープであって、該繊維ロープを構成する繊維が固有粘度０．７〜１．２、強度４〜７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３０〜５０％及び伸張弾性回復率８５％以上のポリトリメチレンテレフタレート繊維である衝撃吸収性繊維ロープとする」ことにより達成されることを見出した。さらには、繊維ロープにつないだ７５ｋｇの砂袋を２．５ｍの高さから落下させた時の繊維ロープにかかる最大衝撃荷重が９０００Ｎ以下であることが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の衝撃吸収性繊維ロープは、固有粘度０．７〜１．２、強度４〜７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３０〜５０％及び伸張弾性回復率８５％以上の特性を有するポリトリメチレンテレフタレート繊維から主に構成されている必要がある。ただし本発明の繊維ロープは、１００％ポリトリメチレンテレフタレート繊維のみからなる必要は無く、その一部にポリトリメチレンテレフタレート繊維以外の繊維成分等を含んでいても良い。
【０００７】
本発明の繊維ロープを構成する繊維成分であるポリトリメチレンテレフタレートとは、主たる繰り返し単位をトリメチレンテレフタレートとするポリエステルであって、本発明の目的を阻害しない範囲内、例えば全酸成分を基準として５モル％以下で第三成分を共重合していてもよい。好ましく用いられる第三成分としては、例えばイソフタル酸、コハク酸、アジピン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、金属スルホイソフタル酸などの酸性分や、１、４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のグリコール成分など、各種のものを用いることができ、紡糸安定性などを考慮して適宜選択すればよい。
【０００８】
本発明者等は、このようなポリトリメチレンテレフタレートからなり、限定された特性を付与したポリトリメチレンテレフタレート繊維を使用した繊維ロープは、驚くべきことに、従来のポリエチレンテレフタレート繊維を使った繊維ロープに比較してより優れた衝撃吸収性能を有し、かつ繰り返し使用での強力低下および衝撃吸収性能劣化が際立って少ないことを見出した。トリメチレンテレフタレート繊維が繰り返し使用における強力および衝撃吸収性能保持効果のメカニズムは明確ではないが、ポリトリメチレンテレフタレート繊維はポリエチレンテレフタレート繊維に比較し、よりソフトで弾性に富んでいる物性が関係しているのではないかと想定される。
【０００９】
本発明で用いられるポリトリメチレンテレフタレート繊維の固有粘度は０．７〜１．２、より好ましくは０．８〜１．０とする必要がある。固有粘度が０．７未満の場合、強度４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度３０％以上を同時に満足する繊維物性が得られず、ロープ強力が不足したり、繊維の伸張不足によってロープの衝撃吸収性能が低くなったりする。固有粘度が１．２を超える場合は、伸度３０〜５０％を満たし、強度７ｃＮ／ｃｔｅｘ以下となる繊維物性が得られず、ロープの最大衝撃荷重が増加する傾向にある。また、紡糸・延伸工程での糸切れが多くなり、安定してポリトリメチレンテレフタレート繊維を製造することが困難となる。
【００１０】
本発明の繊維ロープを構成するポリトリメチレンテレフタレート繊維の強度は４〜７ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは４．５〜６．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、である。強度が４ｃＮ／ｄｔｅｘよりも低い場合には、ロープ強力が不足し、安全ロープとして使用できなくなる。強度が７ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合は、ロープの最大衝撃荷重が増加する傾向にあり、安全ロープとしての使用に適しない。
【００１１】
ポリトリメチレンテレフタレート繊維の伸度は、３０％〜５０％、好ましくは３５〜４５％、である。伸度が３０％未満では、落下エネルギーをロープ伸張により吸収することが出来なくなる。一方伸度が５０％以上では、強度を４〜７ｃＮ／ｄｔｅｘとすることができなくなる。
【００１２】
また、本発明の繊維ロープを構成するポリトリメチレンテレフタレート繊維の伸長弾性回復率は８５％以上、好ましくは８７％以上である。実際の使用現場における安全ロープには、緊急時のみ伸張変形が加わるのでは無く、収納や持ち運び時に手摺や突起物に引っかかかるなどの伸長変形を頻繁に受けるのが常である。また、実際に落下阻止に遭遇した安全ロープでも、通常は工事が終了すると保管され、別の工事現場で再使用されるため、数回の落下衝撃を受けることが常である。ポリトリメチレンテレフタレート繊維の伸長弾性回復率が８５％未満の場合は、このような繰り返しの伸張変形あるいは衝撃に対して初期のロープ特性（強力および衝撃吸収性）を維持することができなくなる。
【００１３】
また、本発明に用いるポリトリメチレンテレフタレート繊維の単糸繊度は５〜１５ｄｔｅｘの範囲が好ましく、撚り合わせ前の総繊度が１０００〜１５００ｄｔｅｘである場合、安全ロープ用衝撃吸収性繊維ロープなどに特に好適に用いられる。繊維断面形状は、特に規定する必要はないが、円形断面が強度、製糸安定性などの面から好ましい。
【００１４】
本発明の衝撃吸収性繊維ロープは、上記のようなポリトリメチレンテレフタレート繊維から主に構成された繊維ロープであり、ポリトリメチレンテレフタレート繊維を複数本撚り合わせてなるものである。本発明の衝撃吸収性繊維ロープは、その直径が１０〜５０ｍｍのものである必要があり、さらに好ましくは１０〜２０ｍｍの繊維ロープである。繊維ロープ直径が１０ｍｍ未満であると、強度が不足し、安全ロープ等の用途に使用することができない。また、５０ｍｍより太い繊維ロープの場合には、本発明の繊維を用いずとも、衝撃吸収性を向上させることができる。
【００１５】
さらに本発明の繊維ロープは、繊維ロープにつないだ７５ｋｇの砂袋を２．５ｍの高さから落下させた時の繊維ロープにかかる最大衝撃荷重が９０００Ｎ以下であることが好ましい。さらには最大衝撃荷重が３０００〜６０００Ｎの範囲であることが好ましい。このように最大衝撃荷重が９０００Ｎ以下である場合には、安全ロープとして基本的衝撃吸収性能を有している。繊維ロープの最大衝撃荷重が９０００Ｎを超えると、人体が耐え得る衝撃荷重の限界値に近づくので、安全ロープ用途等での衝撃吸収性繊維ロープとしての使用が困難となる。
【００１６】
また、落下衝撃に対してロープの切断が発生しないためには、最大衝撃荷重測定後の残存強力が１５０００Ｎ以上であることが好ましい。繊維ロープの太さにもよるが、最も好ましい残存強力は、１８０００〜３００００Ｎの範囲であることである。また、この残存強力は、最大衝撃荷重測定を繰返しても低下しないことが重要であり、好ましくは、１回目の最大衝撃荷重測定後の残存強力に対して、３０回目の最大衝撃荷重測定後の残存強力の維持率が９０％以上、さらには９５％以上であることが好ましい。なお、ここでいう最大衝撃荷重測定とは、先に述べた、７５ｋｇの砂袋を２．５ｍの高さから落下させ、繊維ロープにかかる荷重の最大値を測定することである。
【００１７】
このような本発明の繊維ロープを構成するポリトリメチレンテレフタレート繊維は、例えば以下の方法で製造することができる。
すなわち、ポリトリメチレンテレフタレート重縮合工程で所望の共重合成分を所定量添加して固有粘度が０．５〜０．６のポリトリメチレンテレフタレートを得る。次いで、ペレット状に細断したポリトリメチレンテレフタレート（以下ポリトリメチレンテレフタレートチップと称する）を常法で固相重合し、固有粘度０．７〜１．５のポリトリメチレンテレフタレートチップを得る。
【００１８】
次に、得られたポリトリメチレンテレフタレートチップを常法で乾燥する。なお、乾燥前に、必要に応じて例えば着色剤、艶消剤、紫外線吸収剤等の添加剤が予め配合されたマスターチップを該ポリトリメチレンテレフタレートチップに混合しても良い。乾燥されたポリトリメチレンテレフタレートチップを通常の溶融紡糸機にて溶融し、紡糸口金を通じて吐出し、吐出ポリマー糸条を融点以上の温度に加熱された雰囲気温度中を通過せしめた後、冷却風にて冷却固化せしめ、適量の油剤を付与し、５００〜１０００ｍ／分の速度で引き取る。
【００１９】
次に、得られた未延伸糸をガラス転移点以上の温度で予熱し、未延伸糸の紡糸引き取り速度に応じた延伸倍率（３．０〜５．０倍）で延伸し、次いで１２０〜２００℃の温度で熱セットをして巻き取りポリトリメチレンテレフタレート繊維を得る。紡糸引き取り時、パッケージ状に未延伸糸を巻き取り、別途延伸しても良いが、紡糸引き取りしつつ、連続して延伸操作を行う紡糸・直延伸方式がより好ましい。
【００２０】
このようにして得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維は、数段階の撚りかけ、撚り合わせ工程を経て、本発明の衝撃吸収性繊維ロープとなる。例えば、２本〜８本をＳ撚あるいはＺ撚りをかけて撚り合わせてリングヤーンとなす。次いで、該リングヤーン２〜４本をＳ撚あるいはＺ撚りをかけて撚り合わせてロープヤーンとなし、さらに該ロープヤーン１０〜３０本をＳ撚あるいはＺ撚りをかけて撚り合わせてロープストランドとなし、さらに該ロープストランド２〜４本をＳ撚あるいはＺ撚りをかけて撚り合わせて繊維ロープとなす。各段階における撚数は繊維の総繊度、安全ロープの規格等に応じて適宜調整する。得られた繊維ロープは通常、１２０〜１７０℃で２〜５分間定長熱セットされて、安全ロープ等に使用可能な衝撃吸収性繊維ロープとなる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。なお、実施例における各項目は次の方法で測定した。
【００２２】
（１）固有粘度
オルソクロロフェノールを溶媒として使用し３５℃で測定した。
【００２３】
（２）強度、伸度
繊維試料をＪＩＳ−Ｌ１０１３の方法により引張試験を行い、破断時の強度、伸度を測定した。
【００２４】
（３）弾性回復率
ＪＩＳ−Ｌ１０１３の定義による伸長弾性率の測定方法に準拠して行った。繊維を、２０℃、６５％ＲＨの温湿度管理された部屋で２４時間放置後、引張試験機により糸長２０ｃｍ、引張り速度２ｃｍ／分で１０％伸長後、直ちに除重し、元のつかみ間隔に戻した後、直ちに２ｃｍ／分の引張り速度で引張った。そして、下記式により弾性回復率を求めた。
弾性回復率（％）＝（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ×１００
Ｌ：１０％伸長時の伸び（ｍｍ、ここでは２０ｍｍ）
Ｌ１：第１回目引張り後の残留ひずみ（ｍｍ）
【００２５】
（４）最大衝撃荷重
７５ｋｇの砂袋を２．５ｍの高さから落下させ、繊維ロープにかかる荷重の最大値をオシログラフにより測定した。
【００２６】
（５）最大衝撃荷重測定後の残存強力と残存強力維持率
上記衝撃試験を行った後の繊維ロープを（株）東京試験機製作所の引っ張り試験機を用いて測定した切断時の強力を残存強力とした。
また、最大衝撃荷重試験を連続して３０回繰り返して行い、残存最大衝撃荷重値を測定すると共に、衝撃１回目と３０回終了後の残存強力より残存強力維持率（％）を求めた。
【００２７】
［実施例１］
固有粘度０．６のポリトリメチレンテレフタレートチップを減圧下、１８０℃で固相重合を行い、固有粘度０．８８のチップを得た。このチップを２８０℃の温度で溶融し、孔径０．６ｍｍの紡糸孔を有する口金から吐出した。吐出された糸条は口金下に設けられた長さ３００ｍｍ、温度３００℃の加熱雰囲気を通過させた後、長さ５００ｍｍにわたって２５℃、６Ｎｍ^３／分の冷却風で冷却固化させ、油剤を付与し、８００ｍ／分の速度で引き取った。次に、未延伸糸を一旦巻き取ることなく、７０℃加熱ローラーで予熱した後、延伸倍率３．８倍で延伸し、１８０℃で熱セットを行って、表１に示す特性のポリトリメチレンテレフタレート繊維（１１００ｄｔｅｘ／９６ｆｉｌ．）を得た。
【００２８】
得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維３本をＳ撚、撚数８０回／ｍで撚り合わせてリングヤーンとし、リングヤーン３本をＺ撚、撚数８０回／ｍで撚り合わせてロープヤーンを作成し、得られたロープヤーン２１本をＳ撚、撚数１６回／ｍで撚り合わせてロープストランドを作成し、得られたロープストランド３本をＳ撚、撚数２３回／ｍで撚り合わせた。得られた繊維ロープは１５０℃で３分間定長熱セットし、直径１４ｍｍのロープとした。得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維ロープは表１から明らかなように、優れた初期衝撃吸収性能（最大衝撃荷重５８８０Ｎ以下）を有し、かつ繰り返し衝撃を受けても、残存強力低下が少なく、衝撃吸収性能も高いレベルを維持していた。
【００２９】
［比較例１］
固有粘度０．６４のポリエチレンテレフタレートチップを減圧下、２３０℃で固相重合を行い、固有粘度０．９７のチップを得た。このチップを３０５℃の温度で溶融し、孔径０．６ｍｍの紡糸孔を有する口金から吐出した。吐出された糸条は口金下に設けられた長さ３００ｍｍ、温度３５０℃の加熱雰囲気を通過させた後、長さ５００ｍｍにわたって２５℃、７Ｎｍ^３／分の冷却風で冷却固化させ、油剤を付与し、６００ｍ／分の速度で引き取った。次に、未延伸糸を一旦巻き取ることなく、９０℃加熱ローラーで予熱した後、延伸倍率４．０倍で延伸し、２００℃で熱セットを行って表１に示す特性のポリエチレンテレフタレート繊維（１１００ｄｔｅｘ／９６ｆｉｌ．）を得た。
【００３０】
使用した繊維以外は実施例１と同様にして繊維ロープを得た。得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維ロープは表１から明らかなように、初期の衝撃吸収性能が劣り、また繰り返し衝撃により、残存強力が大幅に低下し、衝撃吸収性能の劣化も認められた。
【００３１】
【表１】

【００３２】
［実施例２〜３、比較例２〜４］
固相重合後のチップの固有粘度、紡糸温度、紡糸速度および延伸倍率を各々表２に示すように変更した以外は実施例１と同じ方法、条件様で紡糸・延伸を行い表２に示す特性のポリトリメチレンテレフタレート繊維（１１００ｄｔｅｘ／９６ｆｉｌ．）を得た。なお、紡糸速度・延伸倍率に応じてポリトリメチレンテレフタレート繊維の総繊度が１１００ｄｔｅｘとなるようにポリマー吐出量を調整した。得られたポリトリメチレンテレフタレート繊維を実施例１と同じ方法、条件でロープとした。
【００３３】
表２から明らかなように、本発明の範囲内の特性を有するポリトリメチレンテレフタレート繊維を使用した実施例２および３のロープは、何れも、優れた初期衝撃吸収性能（最大衝撃荷重６０００Ｎ以下）を有し、かつ繰り返し衝撃を受けても、残存強力低下が少なく、衝撃吸収性能も高いレベルを維持していた。ポリトリメチレンテレフタレート繊維の固有粘度および強度が本発明の範囲を下回る比較例２のロープは、初期衝撃残存強力が低く、安全ロープとして使用できる性能を有していなかった。ポリトリメチレンテレフタレート繊維の固有粘度および強度が本発明の範囲を上回る比較例３のロープは、初期の衝撃吸収性能が劣り、安全ロープとして使用できる性能を有していなかった。また、紡糸・延伸工程で断糸が頻発し、安定してポリトリメチレンテレフタレート繊維を製造することが困難であった。ポリトリメチレンテレフタレート繊維の伸張弾性回復率が本発明の範囲を下回る比較例４のロープは、繰り返し衝撃により、残存強力が安全ロープ許容限界以下に低下し、かつ衝撃吸収性能の劣化も認められた。
【００３４】
【表２】

【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、落下衝撃荷重による作業者が受けるダメージを低減できる、衝撃吸収性に優れ、繰り返し使用での強力低下および衝撃吸収性能劣化の少ない高所作業用安全ロープに最適な衝撃吸収性繊維ロープを提供する。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shock-absorbing fiber rope suitable as a safety rope used when performing high-place work such as building work or electric work such as a building or a steel tower.
[0002]
[Prior art]
When performing high-place work such as building work or electric work on buildings and towers, workers wear safety belts, fix their ends with safety ropes, and take measures against falls. These safety belts and safety ropes must be strong enough to withstand the impact of falling.On the other hand, the safety belt exerts an extremely large drop-preventing impact on the human body. There must be. In the United States, a living body test conducted on impacts revealed that a human body, when subjected to a shock of 4000 pounds (18000 N), almost destroyed the internal organs and died, and the drop impact on the human body was limited to 2000 pounds (9000 N). It was concluded that safety equipment must be designed to do so. That is, the safety belt / rope must have a certain strength or more, and the ability to absorb the strong impact of falling must be provided as a very important necessary property.
[0003]
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-306783 discloses a fiber rope in which a rope using high-shrinkable polyester fiber or nylon fiber is subjected to a limited heat shrink treatment to improve the shock absorbing performance. Proposed. A rope made of a polyester fiber (mainly polyethylene terephthalate fiber) or a nylon fiber subjected to such a treatment certainly shows a certain degree of shock absorbing performance in the initial stage of production, but when repeatedly stretched, the rope strength and the shock absorbing performance are increased. There is a disadvantage that performance is reduced. Moreover, the safety rope at the actual use site is not always subjected to extension deformation only in an emergency, but is frequently subjected to extension deformation such as being caught on a handrail or a projection during storage or transportation. In addition, safety ropes that have actually been prevented from falling are usually stored after construction is completed, and are often reused at other construction sites. Therefore, the impact-absorbing fiber rope often receives a drop impact several times, and there is a problem that the rope strength and the impact absorbing performance are reduced each time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made on the background of the above-mentioned prior art, and its object is to reduce the damage received by an operator due to a drop impact load, to be excellent in shock absorption, to reduce the strength and the shock absorption performance deterioration in repeated use. An object of the present invention is to provide an impact-absorbing fiber rope that is optimal for a small number of safety ropes for working at height.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventor of the present invention has found that the above-mentioned problem is "a fiber rope having a diameter of 10 to 50 mm, wherein the fiber constituting the fiber rope has an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.2 and a strength of 4 to 7 cN / dtex, an elongation of 30 to 50%, and an elastic modulus recovery of 85% or more, which is an impact-absorbing fiber rope which is a polytrimethylene terephthalate fiber ". Further, it is preferable that the maximum impact load applied to the fiber rope when a 75 kg sand bag connected to the fiber rope is dropped from a height of 2.5 m is 9000 N or less.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The impact-absorbing fiber rope of the present invention is a polytrimethylene terephthalate fiber having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.2, a strength of 4 to 7 cN / dtex, an elongation of 30 to 50%, and an elongation recovery of 85% or more. Must be mainly composed of However, the fiber rope of the present invention does not need to be composed only of 100% polytrimethylene terephthalate fiber, and may partially include a fiber component other than polytrimethylene terephthalate fiber.
[0007]
Polytrimethylene terephthalate, which is a fiber component constituting the fiber rope of the present invention, is a polyester having a main repeating unit of trimethylene terephthalate, within a range that does not inhibit the object of the present invention, for example, based on all acid components. The third component may be copolymerized at 5 mol% or less. Preferred examples of the third component include acidic components such as isophthalic acid, succinic acid, adipic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and metal sulfoisophthalic acid, and 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol. And various components such as glycol components such as cyclohexanediol and cyclohexanedimethanol can be used, and may be appropriately selected in consideration of spinning stability and the like.
[0008]
The present inventors have found that a fiber rope made of such polytrimethylene terephthalate and using a polytrimethylene terephthalate fiber provided with limited properties is, surprisingly, a fiber rope made of a conventional polyethylene terephthalate fiber. It has been found that it has more excellent shock absorbing performance than that of, and that the decrease in strength and the deterioration in shock absorbing performance due to repeated use are remarkably small. The mechanism of the effect of the trimethylene terephthalate fiber on maintaining the strength and impact absorption performance in repeated use is not clear, but the polytrimethylene terephthalate fiber is related to the softer and more elastic properties than the polyethylene terephthalate fiber It is assumed that
[0009]
The polytrimethylene terephthalate fiber used in the present invention must have an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.2, more preferably 0.8 to 1.0. When the intrinsic viscosity is less than 0.7, fiber properties satisfying simultaneously a strength of 4 cN / dtex or more and an elongation of 30% or more cannot be obtained, the rope strength is insufficient, or the impact absorption performance of the rope is insufficient due to insufficient fiber extension. Or lower. If the intrinsic viscosity exceeds 1.2, the fiber properties satisfying the elongation of 30 to 50% and the strength of 7 cN / ctex or less cannot be obtained, and the maximum impact load of the rope tends to increase. Further, yarn breakage in the spinning / drawing step increases, and it becomes difficult to stably produce polytrimethylene terephthalate fiber.
[0010]
The strength of the polytrimethylene terephthalate fiber constituting the fiber rope of the present invention is 4 to 7 cN / dtex, preferably 4.5 to 6.5 cN / dtex. If the strength is lower than 4 cN / dtex, the rope strength is insufficient, and the rope cannot be used as a safety rope. When the strength exceeds 7 cN / dtex, the maximum impact load of the rope tends to increase, which is not suitable for use as a safety rope.
[0011]
The elongation of the polytrimethylene terephthalate fiber is 30% to 50%, preferably 35 to 45%. If the elongation is less than 30%, the falling energy cannot be absorbed by the rope extension. On the other hand, when the elongation is 50% or more, the strength cannot be set to 4 to 7 cN / dtex.
[0012]
The polytrimethylene terephthalate fiber constituting the fiber rope of the present invention has an elongation recovery of 85% or more, preferably 87% or more. A safety rope at an actual use site is not always subjected to extension deformation only in an emergency, but is frequently subjected to extension deformation such as being caught on a handrail or a protrusion during storage or carrying. In addition, safety ropes that have actually been prevented from dropping are usually stored after construction is completed and reused at another construction site. When the elongation elastic recovery of the polytrimethylene terephthalate fiber is less than 85%, it is impossible to maintain the initial rope properties (strength and impact absorption) against such repeated stretching deformation or impact.
[0013]
In addition, the single fiber fineness of the polytrimethylene terephthalate fiber used in the present invention is preferably in the range of 5 to 15 dtex, and when the total fineness before twisting is 1000 to 1500 dtex, it is particularly suitable for shock absorbing fiber ropes for safety ropes and the like. Used for The cross-sectional shape of the fiber does not need to be particularly defined, but a circular cross-section is preferable in terms of strength, yarn-making stability, and the like.
[0014]
The impact-absorbing fiber rope of the present invention is a fiber rope mainly composed of the above-mentioned polytrimethylene terephthalate fiber, and is obtained by twisting a plurality of polytrimethylene terephthalate fibers. The impact-absorbing fiber rope of the present invention must have a diameter of 10 to 50 mm, more preferably a fiber rope of 10 to 20 mm. If the fiber rope diameter is less than 10 mm, the strength is insufficient, and the fiber rope cannot be used for applications such as a safety rope. Further, in the case of a fiber rope having a thickness larger than 50 mm, the shock absorption can be improved without using the fiber of the present invention.
[0015]
Further, in the fiber rope of the present invention, it is preferable that the maximum impact load applied to the fiber rope when a 75 kg sand bag connected to the fiber rope is dropped from a height of 2.5 m is 9000 N or less. Further, the maximum impact load is preferably in the range of 3000 to 6000N. When the maximum impact load is 9000 N or less, the safety rope has basic shock absorbing performance. If the maximum impact load of the fiber rope exceeds 9000 N, it approaches the limit value of the impact load that the human body can endure, and it becomes difficult to use the fiber rope as a shock absorbing fiber rope in safety rope applications and the like.
[0016]
In order to prevent the rope from being cut by the drop impact, it is preferable that the residual strength after the measurement of the maximum impact load is 15000 N or more. The most preferable residual strength is in the range of 18,000 to 30,000 N, depending on the thickness of the fiber rope. It is important that the residual strength does not decrease even when the maximum impact load measurement is repeated. Preferably, the residual strength after the first maximum impact load measurement is higher than the residual strength after the first maximum impact load measurement. It is preferable that the maintenance ratio of the residual strength is 90% or more, and more preferably 95% or more. Here, the maximum impact load measurement is to drop the 75 kg sand bag from the height of 2.5 m and measure the maximum value of the load applied to the fiber rope as described above.
[0017]
Such a polytrimethylene terephthalate fiber constituting the fiber rope of the present invention can be produced, for example, by the following method.
That is, a predetermined amount of a desired copolymer component is added in the polytrimethylene terephthalate polycondensation step to obtain polytrimethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.5 to 0.6. Next, polytrimethylene terephthalate (hereinafter, referred to as polytrimethylene terephthalate chips) cut into pellets is subjected to solid-state polymerization by a conventional method to obtain polytrimethylene terephthalate chips having an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.5.
[0018]
Next, the obtained polytrimethylene terephthalate chip is dried by a conventional method. Before drying, a master chip in which additives such as a coloring agent, a matting agent, and an ultraviolet absorber are previously blended may be mixed with the polytrimethylene terephthalate chip as needed. The dried polytrimethylene terephthalate chip is melted with a normal melt spinning machine, discharged through a spinneret, and the discharged polymer yarn is allowed to pass through an atmosphere heated to a temperature equal to or higher than the melting point, and then cooled. To solidify by cooling, apply an appropriate amount of oil agent, and take off at a speed of 500 to 1000 m / min.
[0019]
Next, the obtained undrawn yarn is preheated at a temperature equal to or higher than the glass transition point, drawn at a draw ratio (3.0 to 5.0 times) corresponding to the spinning take-off speed of the undrawn yarn, and then from 120 to 200. Heat setting is performed at a temperature of ° C. to obtain a polytrimethylene terephthalate fiber. At the time of spinning, the undrawn yarn may be wound into a package and drawn separately, but a spinning / straight drawing method in which the drawing operation is continuously performed while the spinning is drawn is more preferable.
[0020]
The polytrimethylene terephthalate fiber obtained in this way is subjected to several stages of twisting and twisting steps to become the impact-absorbing fiber rope of the present invention. For example, two to eight strands are twisted by S twist or Z twist to form a ring yarn. Next, 2 to 4 ring yarns are twisted by applying S twist or Z twist to form a rope yarn, and 10 to 30 rope yarns are twisted by applying S twist or Z twist to form a rope strand. Two to four of the rope strands are twisted by S twist or Z twist to form a fiber rope. The number of twists in each stage is appropriately adjusted according to the total fineness of the fiber, the standard of the safety rope, and the like. The obtained fiber rope is usually heat-set at 120 to 170 ° C. for 2 to 5 minutes to give a shock-absorbing fiber rope that can be used as a safety rope or the like.
[0021]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Each item in the examples was measured by the following method.
[0022]
(1) Intrinsic viscosity Orthochlorophenol was used as a solvent and measured at 35 ° C.
[0023]
(2) Strength and elongation A fiber sample was subjected to a tensile test according to the method of JIS-L1013, and the strength and elongation at break were measured.
[0024]
(3) Elastic recovery rate The elastic recovery rate was measured in accordance with the method of measuring the elongation modulus according to JIS-L1013. After leaving the fiber for 24 hours in a room where the temperature and humidity are controlled at 20 ° C. and 65% RH, the fiber is stretched 10% at a yarn length of 20 cm and a pulling speed of 2 cm / min. , And immediately pulled at a pulling rate of 2 cm / min. And the elastic recovery rate was calculated | required by the following formula.
Elastic recovery rate (%) = (L−L1) / L × 100
L: Elongation at 10% elongation (mm, here 20 mm)
L1: Residual strain after the first tension (mm)
[0025]
(4) A sand bag having a maximum impact load of 75 kg was dropped from a height of 2.5 m, and the maximum value of the load applied to the fiber rope was measured by an oscillograph.
[0026]
(5) Residual strength after measurement of maximum impact load and residual strength retention rate The fiber rope after the impact test was measured using a tensile tester of Tokyo Testing Machine Co., Ltd. And
In addition, the maximum impact load test was continuously repeated 30 times, the residual maximum impact load value was measured, and the residual strength retention rate (%) was determined from the residual strength after the first and 30th impact.
[0027]
[Example 1]
Polytrimethylene terephthalate chips having an intrinsic viscosity of 0.6 were subjected to solid-state polymerization at 180 ° C. under reduced pressure to obtain chips having an intrinsic viscosity of 0.88. The chip was melted at a temperature of 280 ° C. and discharged from a spinneret having a spinning hole having a hole diameter of 0.6 mm. The discharged yarn is passed through a heating atmosphere having a length of 300 mm and a temperature of 300 ° C. provided under the base, and then cooled and solidified with cooling air at 25 ° C. and 6 Nm ³ / min over a length of 500 mm to apply an oil agent. And withdrawn at a speed of 800 m / min. Next, the undrawn yarn was preheated by a heating roller at 70 ° C. without being once wound, then drawn at a draw ratio of 3.8 times, and heat-set at 180 ° C. to obtain a polytrimethylene having the characteristics shown in Table 1. A terephthalate fiber (1100 dtex / 96 fill.) Was obtained.
[0028]
The obtained polytrimethylene terephthalate fiber was twisted with S twist and 80 twists / m to form a ring yarn, and three ring yarns were twisted with Z twist and twisted at 80 twists / m to form a rope yarn. Twenty-one obtained rope yarns were twisted with S twist and 16 twists / m to form a rope strand, and three obtained rope strands were twisted with S twist and 23 twists / m. The obtained fiber rope was heat-set at 150 ° C. for 3 minutes to give a rope having a diameter of 14 mm. As is apparent from Table 1, the obtained polytrimethylene terephthalate fiber rope has excellent initial impact absorption performance (maximum impact load of 5880 N or less), and has a small decrease in residual strength even when repeatedly subjected to impact. Absorption performance also maintained a high level.
[0029]
[Comparative Example 1]
A polyethylene terephthalate chip having an intrinsic viscosity of 0.64 was subjected to solid phase polymerization at 230 ° C. under reduced pressure to obtain a chip having an intrinsic viscosity of 0.97. The chip was melted at a temperature of 305 ° C. and discharged from a die having a spinning hole having a hole diameter of 0.6 mm. The discharged yarn is passed through a heating atmosphere having a length of 300 mm and a temperature of 350 ° C. provided under the die, and then cooled and solidified by cooling air at 25 ° C. and 7 Nm ³ / min over a length of 500 mm to apply an oil agent. And withdrawn at a speed of 600 m / min. Next, after the undrawn yarn is preheated by a heating roller at 90 ° C. without being wound once, the undrawn yarn is drawn at a draw ratio of 4.0 times, and heat-set at 200 ° C. to obtain a polyethylene terephthalate fiber having properties shown in Table 1 ( 1100 dtex / 96 fill.).
[0030]
A fiber rope was obtained in the same manner as in Example 1 except for the fibers used. As is clear from Table 1, the obtained polytrimethylene terephthalate fiber rope was inferior in the initial impact absorption performance, and the repeated strength significantly reduced the residual strength and also showed deterioration in the impact absorption performance.
[0031]
[Table 1]

[0032]
[Examples 2 to 3, Comparative Examples 2 to 4]
Spinning and drawing were performed in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that the intrinsic viscosity, spinning temperature, spinning speed and drawing ratio of the chips after solid-phase polymerization were changed as shown in Table 2, and the characteristics shown in Table 2 were obtained. Of polytrimethylene terephthalate fiber (1100 dtex / 96 fill.) Was obtained. The amount of polymer discharged was adjusted so that the total fineness of the polytrimethylene terephthalate fiber became 1100 dtex in accordance with the spinning speed and the draw ratio. The obtained polytrimethylene terephthalate fiber was formed into a rope under the same method and conditions as in Example 1.
[0033]
As is clear from Table 2, the ropes of Examples 2 and 3 using the polytrimethylene terephthalate fiber having properties within the range of the present invention have excellent initial impact absorption performance (maximum impact load of 6000 N or less). , And even when repeatedly subjected to impact, the reduction in residual strength was small, and the impact absorption performance also maintained a high level. The rope of Comparative Example 2 in which the intrinsic viscosity and the strength of the polytrimethylene terephthalate fiber were below the range of the present invention, had low initial impact residual strength and did not have the performance to be used as a safety rope. The rope of Comparative Example 3 in which the intrinsic viscosity and the strength of the polytrimethylene terephthalate fiber exceeded the ranges of the present invention was inferior in the initial impact absorption performance, and did not have the performance to be used as a safety rope. In addition, yarn breakage frequently occurs during the spinning and drawing steps, making it difficult to stably produce polytrimethylene terephthalate fibers. In the rope of Comparative Example 4 in which the stretch elastic recovery rate of the polytrimethylene terephthalate fiber was lower than the range of the present invention, the residual strength was reduced to below the allowable limit of the safety rope due to repeated impact, and the shock absorbing performance was also deteriorated. .
[0034]
[Table 2]

[0035]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shock absorption which is excellent in the shock absorption which can reduce the damage which a worker receives by a drop impact load, and has the strong fall by repeated use and the deterioration of the shock absorption performance which is small is suitable for the safety rope for high places work. Provide fiber rope.

Claims

A fiber rope having a diameter of 10 to 50 mm, wherein a fiber constituting the fiber rope has an intrinsic viscosity of 0.7 to 1.2, a strength of 4 to 7 cN / dtex, an elongation of 30 to 50%, and a stretch elastic recovery of 85% or more. Impact-absorbing fiber rope, which is a polytrimethylene terephthalate fiber.

The shock-absorbing fiber rope according to claim 1, wherein a maximum impact load applied to the fiber rope when a 75 kg sand bag connected to the fiber rope is dropped from a height of 2.5 m is 9000 N or less.