JP2023075309A - 二重ロープ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】強度および耐屈曲性に優れる二重ロープ構造体を提供する。【解決手段】内層１と外層２で構成される二重ロープ構造体１０を提供する。前記二重ロープ構造体１０では、内層１が、ヤーン強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上かつヤーン弾性率４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である高強度・高弾性率繊維で構成され、このロープ構造体１０を所定の長さで切断した切断部１Ａのロープ長に対する、前記切断部１Ａの内層を構成するヤーン長の平均値の比が、ヤーン長／ロープ長として１．００５以上１．２００以下である。【選択図】図１

Description

関連出願

本願は、日本国で２０２０年１２月２５日に出願した特願２０２０－２１７５０５の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。

本発明は、内層と外層で構成される二重ロープ構造体に関する。

ロープは、ストランドを多数本合撚あるいは編組して綱や紐状としたものであり、船舶の係留、漁網用縁綱などの水上用途、牽引綱、荷綱などの陸上用途において用いられる。ストランドは複数本のヤーンで構成され、ヤーンは複数本の単糸を原糸として形成される。

ロープには、単層構造のロープ構造体に加えて、二重構造のロープ構造体が存在する。二重構造のロープ構造体は、内層および外層に、それぞれ合撚または編組したストランドを配することにより形成され、例えば、特許文献１（実用新案登録第３１９９２６６号公報）には、芯材とその外側を被覆する外層ロープの二重構造とした繊維ロープで、芯材が高強度・高弾性率繊維よりなり、外層ロープには高強度・高弾性率繊維と汎用繊維が混在するヤーンによりなる編組されたロープであり、外層ロープにおいて高強度・高弾性率繊維が汎用繊維よりも多く混在されることを特徴とする繊維ロープが開示されている。

実用新案登録第３１９９２６６号公報

しかしながら、特許文献１のロープでは、芯材として高強度・高弾性率繊維からなるストランドを複数本撚り合わせて構成することは記載されているものの、ストランドを構成するヤーンについては何ら記載されておらず、ヤーンの調整により強度を向上させるという技術思想が存在しない。

したがって、本発明の目的は、強度および耐屈曲性に優れる二重ロープ構造体を提供することにある。

本発明の発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、高強度・高弾性率繊維を二重ロープ構造体の内層として用いると、高強度・高弾性率繊維の強度特性に由来してロープ構造体の強度を向上することができることを確認したが、その一方で、高強度・高弾性率繊維を内層に用いた場合であっても、常に二重ロープ構造体の強度が向上するわけではないことを見出した。そして、さらに研究を進めた結果、内層に用いる高強度・高弾性率繊維を構成するヤーンの長さを、ロープの長さに対して特定の割合となるよう調整すると、高強度・高弾性率繊維が本来有する強度を有効利用できるだけでなく、ロープ構造体の耐屈曲性についても向上することができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の態様で構成されうる。
〔態様１〕
内層と外層とで構成される二重ロープ構造体であって、
前記内層は、ヤーン強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（好ましくは２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上）であり、ヤーン弾性率４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（好ましくは４５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上）である高強度・高弾性率繊維で構成され、
前記二重ロープ構造体を所定の長さで切断した切断部のロープ長に対する、前記切断部の内層を構成するヤーンのヤーン長の平均値の比が、ヤーン長／ロープ長として１．００５以上１．２００以下（好ましくは１．００６～１．１８０、より好ましくは１．００７～１．１５０、特に好ましくは１．００７～１．１３０）である、二重ロープ構造体。
〔態様２〕
態様１の二重ロープ構造体であって、外層が非高強度・高弾性率繊維で実質的に構成される、二重ロープ構造体。
〔態様３〕
態様１または２の二重ロープ構造体であって、内層を構成するストランドの、ロープ長手方向に対する交差角が４０°以下（好ましくは３５°以下、より好ましくは３３°以下、さらに好ましくは３０°以下、特に好ましくは２７°以下）である、二重ロープ構造体。
〔態様４〕
態様３に記載の二重ロープ構造体であって、内層のヤーンの撚り数が１５０～０．１Ｔ／ｍ（好ましくは１００～２Ｔ／ｍ、より好ましくは８０～３Ｔ／ｍ、さらにより好ましくは６０～６Ｔ／ｍ）である、二重ロープ構造体。
〔態様５〕
態様１～４のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、高強度・高弾性率繊維のヤーン伸度が３～６％（好ましくは３．５～５．５％）である、二重ロープ構造体。
〔態様６〕
態様１～５のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、高強度・高弾性率繊維が、液晶ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維、およびポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維からなる群から選択される少なくとも一種から選択される、二重ロープ構造体。
〔態様７〕
態様１～６のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、内層を構成するストランドのヤーン強力×内層中の総ストランド数に対する、二重ロープ構造体の引張強力の比率が、４０％以上（好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上であってもよく、さらに好ましくは６０％以上）である、二重ロープ構造体。
〔態様８〕
態様１～７のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、二重ロープ構造体を曲げＲを７．５ｍｍとし、屈曲角度２４０°において３０万回屈曲を繰り返す屈曲試験に供した場合の屈曲試験前後の強力保持率が４５％以上（好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上）である、二重ロープ構造体。
〔態様９〕
態様１～８のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、８０℃での強力保持率が４５％以上（好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上）である、二重ロープ構造体。
〔態様１０〕
態様１～９のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、内層および外層が編組体である、二重ロープ構造体。
〔態様１１〕
態様１～１０のいずれか一態様に記載の二重ロープ構造体であって、二重ロープ構造体における内層の比率が４０重量％以上である、二重ロープ構造体。

なお、請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の２つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。

本発明によれば、内層に高強度・高弾性率繊維ヤーンを用いるとともに、前記高強度・高弾性率繊維ヤーンの長さをロープの長さに対して特定の範囲に調整して内層を形成し、この内層を外層により被覆した二重ロープ構造体であるため、ロープ構造体の強度向上および耐屈曲性を両立することができる。

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。図面は必ずしも一定の縮尺で示されておらず、本発明の原理を示す上で誇張したものになっている。
本発明の一実施形態に係る二重ロープ構造体の概略分解側面図である。 図１の二重ロープ構造体の内層を形成するストランドを部分的に拡大した概略斜視図である。 二重ロープ構造体の切断部分のストランドを形成する複数のヤーンのうちの一つのヤーンの長さと、切断部分の長さとの関係を説明するための概略斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る二重ロープ構造体の概略分解側面図である。 撚り合わせ摩耗試験を説明するための概略側面図である。

以下、本発明を例示に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る二重ロープ構造体の概略分解側面図であり、図２は、図１の二重ロープ構造体の内層を形成するストランド３を部分的に拡大した概略斜視図である。図１に示すように、二重ロープ構造体１０は、内層１と、この内層を覆う外層２とを備えており、図１では内層１の状態を示すために外層２の図示を一部で省略している。

内層１および外層２は、いずれも複数のストランドを編組した構造を有し、各ストランドは複数のヤーンで構成され、各ヤーンは複数の単糸で構成されている。例えば、図１の二重ロープ構造体１０の内層１を形成するストランド３は、図２に示すように、複数のヤーン４で構成され、各ヤーン４は、複数本の原糸の合撚体である。

図１には、内層１において、所定の長さＶを構成する切断部分１Ａが示されている。切断部分１Ａは、二重ロープ構造体１０を所定の長さＶで切断した際の内層部分を示している。切断部分１Ａを分解すると、切断部分１Ａを構成する複数のストランドが得られ、図１では、そのうちの１つのストランド３Ａをドットで示している。前記ストランド３Ａは、複数のヤーン（図示せず）で構成されている。

図３は、切断部分１Ａのストランド３Ａを形成する複数のヤーンのうちの一つのヤーン４Ａの長さＷと、切断部分１Ａの長さＶとの関係を説明するための概略斜視図である。二重ロープ構造体１０を所定の長さＶで切断した切断部分１Ａに存在するストランド３Ａをヤーン４Ａまで分解し、ヤーン４Ａの長さを測定すると、ヤーン４Ａは長さＷを有している。

本発明の二重ロープ構造体では、内層１を構成する高強度・高弾性率繊維により、二重ロープ構造体の強力および耐屈曲性の双方を向上させる観点から、切断部分１Ａにおいて、ストランド３Ａを形成するヤーン４Ａの長さＷが、ヤーン長／ロープ長（Ｗ／Ｖ）として１．００５以上１．２００以下の範囲に存在する。

二重ロープ構造体１０は、内層１を形成するに当たり、ストランドを構成するヤーンの長さをロープそのものの長さに近づけることにより、高強度・高弾性率繊維から形成されたヤーンの強力を効率よく利用することが可能となる。一方、ストランドを構成するヤーンの長さがロープそのものの長さに近すぎると、ストランドを合撚体または編組体とするのが困難であるだけでなく、二重ロープ構造体の形体が不安定であり耐屈曲性を向上することが困難である。

また二重ロープ構造体の中心を通る長手方向Ｚ（以下、単にロープ長手方向Ｚと称する）に対して、ストランドの交差角はなるべく小さい交差角で交わるのが好ましく、例えば、図１に示すように、内層を構成するストランド３Ａは、ロープ長手方向Ｚに対して交差角θ（０°＜θ＜９０°）で交差している。交差角θは、外層１を除去して内層２をむき出しにした状態で繊維の側面を撮影した画像を利用して測定することができる。例えば、図１では、二重ロープ構造体１０のロープ長手方向Ｚと交わるストランド３Ａがランダムに選択され、前記ロープ長手方向Ｚと、ストランド３Ａのロープ長手方向Ｚ側の辺とで形成される角度θを交差角としている。

図４は、本発明の他の実施形態に係る二重ロープ構造体の概略分解側面図である。二重ロープ構造体２０は、内層６と、この内層を覆う外層２とを備えている。外層２は編組体であり、内層６と一体化して二重ロープ構造体を形成する。なお、図１と共通する部分については、同じ符号を用いて説明を省略する。

内層６は、複数のストランド７を撚り合わせた合撚構造を有し、各ストランドは複数のヤーンで構成され、各ヤーンは複数の単糸で構成されている。例えば、図４の二重ロープ構造体２０の内層６を形成するストランド７は、図２に示すストランド３と同様に、複数のヤーン４で構成され、各ヤーン４は、複数本の原糸の合撚体である。

図４には、内層６において、所定の長さＶを構成する切断部分６Ａが示されている。切断部分６Ａは、二重ロープ構造体２０を所定の長さＶで切断した際の内層部分を示している。切断部分６Ａを分解すると、切断部分６Ａを構成する複数のストランドが得られ、図４では、そのうちの１つのストランド７Ａをドットで示している。前記ストランド７Ａは、複数のヤーン（図示せず）で構成されており、切断部分６Ａの長さＶに対して、ストランド７Ａを形成するヤーンの長さＷは、ヤーン長／ロープ長（Ｗ／Ｖ）として１．００５以上１．２００以下の範囲に存在する。

また、図４に示すように、内層を構成するストランド７Ａは、ロープ長手方向Ｚに対して交差角θ（０°＜θ＜９０°）で交差している。例えば、図４では、二重ロープ構造体２０の中心を通るロープ長手方向Ｚと交わるストランド７Ａがランダムに選択され、前記ロープ長手方向Ｚと、ストランド７Ａのロープ長手方向Ｚ側の辺とで形成される角度θを交差角としている。

図１および４に示すように、外層２はストランドの編組体で形成されている。ストランドは、図２に示すように、さらに複数のヤーンから構成されている。

以下に、本発明の二重ロープ構造体の好ましい態様について説明する。
（内層）
本発明の二重ロープ構造体を構成する内層では、長さ１ｍ（正確には１．０００ｍ）で切断した切断部分のロープ長に対する、前記切断部の内層を構成するヤーンのヤーン長の平均値の比として、前記ヤーン長／ロープ長（Ｗ／Ｖ）が、１．００５以上１．２００以下の範囲に存在し、好ましくは１．００６～１．１８０、より好ましくは１．００７～１．１５０、特に好ましくは１．００７～１．１３０であってもよい。なお、ヤーン長およびロープ長の長さは、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。前記範囲においては、二重ロープ構造体の引張強力を向上できるとともに、屈曲後においても高い強力保持率を維持することができる。

本発明の二重ロープ構造体の内層は、前記ヤーン長／ロープ長（Ｗ／Ｖ）を所定の範囲で充足する限り、合撚体であっても編組体であってもよい。合撚体の場合、３つ打ちや４つ打ちであることが多く、編組体は、８つ打ち、１２打ち、１６打ち、３２打ちなどであってもよい。これらのうち、編組体が好ましく、特に、８つ打ち、１２打ち、１６打ちの編組体が好ましく、１２打ち、１６打ちの編組体がより好ましい。また、編組体は、丸打ちまたは角打ちのいずれであってもよいが、耐摩耗性に優れる観点から、丸打ちであるのが好ましい。

合撚または編組するに当たり、ピッチ（目／ｉｎｃｈ）は、例えば、２．５～２０となるように調整されてもよく、好ましくは３～１８、より好ましくは３．３～１５であってもよい。ピッチはロープ中の長手方向における１インチ間のヤーン数を表しており、例えば、（株）キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-2000を用いて測定して、確認することができる。

また、合撚または編組するに当たり、リード（ｍｍ／目）は、例えば、１８～１００となるように調整されてもよく、好ましくは２０～９０、より好ましくは２３～８５であってもよい。ここで、リードはストランドがロープを一周するのに必要な長さを表している。

また、合撚または編組するに当たり、リード／直径（／目）は、例えば、８～７０となるように調整されてもよく、好ましくは９～６０、より好ましくは１０～５０であってもよい。ここで、リード／直径は内層の直径に対するリードの割合を表している。

ロープ長手方向に対して、ストランドの交差角はなるべく小さい交差角で交わるのが好ましく、θは、４０°以下であってもよい。層体を構成するストランドの、ロープ長手方向に対する交差角θは、好ましくは３５°以下、より好ましくは３３°以下、さらに好ましくは３０°以下、特に好ましくは２７°以下であってもよい。交差角の下限は、例えば、２°以上であってもよく、好ましくは３°以上であってもよく、より好ましくは６°以上であってもよい。

ストランドを構成する複数のヤーンについて、各ヤーンの撚り数は、１５０～０．１Ｔ／ｍであってもよく、好ましくは１００～２Ｔ／ｍ、より好ましくは８０～３Ｔ／ｍ、さらにより好ましくは７０～５Ｔ／ｍ、特に好ましくは６０～６Ｔ／ｍであってもよい。撚り数が小さいと、ロープの強度を向上させることが可能であるが、無撚りであるとストランドを形成する際の取り扱い性が低減する。なお、０．１Ｔ／ｍとは、１Ｔ／１０ｍと同義である。また、内層を構成する複数のストランドについては、本発明で規定する特定のヤーン長／ロープ長を満たす範囲で、必要に応じて撚りをかけてもよい。さらに、本発明で規定する特定のヤーン長／ロープ長を満たす範囲で、必要に応じて複数のストランドをさらに撚り合わせてもよい。

ヤーンの繊度は、二重ロープ構造体に求められる繊度などに応じて適宜設定することができるが、例えば、３０ｄｔｅｘ以上であってもよく、好ましくは２００ｄｔｅｘ以上、より好ましくは４００ｄｔｅｘ以上であってもよい。また、ヤーン繊度は６０００ｄｔｅｘ以下であってもよく、好ましくは５０００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは４０００ｄｔｅｘ以下、さらにより好ましくは２５００ｄｔｅｘ以下であってもよい。

内層の直径は、用いられる用途に応じて適宜設定することができるが、例えば０．５～１００ｍｍであってもよく、好ましくは１．５～８０ｍｍ、より好ましくは２～６０ｍｍであってもよい。内層の直径は、二重ロープ構造体を樹脂で包埋した後、ロープの長手方向に直交する方向で切断した繊維断面を電子ノギスにより測定することができる。

二重ロープ構造体における内層の比率は、高強度・高弾性率繊維の強度を利用する観点から、例えば、４０重量％以上９０重量％以下であってもよく、好ましくは５０重量％以上８０重量％以下であってもよく、さらに好ましくは６０重量％以上７５重量％以下であってもよい。

内層を構成する高強度・高弾性率繊維は、ヤーン強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上かつヤーン弾性率が４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上を達成することが可能な高強度・高弾性率繊維であれば特に限定されないが、具体例としては、例えば、液晶ポリエステル繊維（ベクトラン（商標）、シベラス（商標）、ゼクシオン（商標）など）、超高分子量ポリエチレン繊維（イザナス（商標）、ダイニーマ（商標）など）、アラミド繊維（ケブラー（商標）、トワロン（商標）、テクノーラ（商標）など）、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維（ザイロン（商標）など）などが挙げられる。これらのうち、耐摩耗性に優れる観点から、液晶ポリエステル繊維または超高分子量ポリエチレン繊維が好ましく、耐熱性の観点から、液晶ポリエステル繊維またはアラミド繊維が好ましく、耐熱性および耐摩耗性に優れる観点から、液晶ポリエステル繊維が好ましい。

液晶ポリエステル繊維は、例えば、液晶ポリエステルを溶融紡糸し、さらに紡糸原糸を固相重合することにより製造できる。液晶ポリエステルマルチフィラメントは、液晶ポリエステルモノフィラメントが２本以上集まった繊維である。
液晶ポリエステルは、溶融相において光学的異方性（液晶性）を示すポリエステルであり、例えば試料をホットステージに載せ窒素雰囲気下で加熱し、試料の透過光を偏光顕微鏡で観察することにより認定できる。また、液晶ポリエステルは、例えば芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ヒドロキシカルボン酸等に由来する反復構成単位からなり、本発明の効果を損なわない限り、前記構成単位は、その化学的構成について特に限定されない。さらに、また、本発明の効果を阻害しない範囲で、液晶ポリエステルは、芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族アミノカルボン酸に由来する構成単位を含んでもよい。

例えば、好ましい構成単位としては、表１に示す例が挙げられる。

ここで、Ｙは、１～芳香族環において置換可能な最大数の範囲の個数存在し、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基等の炭素数１～４のアルキル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）等］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基等）及びアラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基等）などからなる群から選択される。

より好ましい構成単位としては、下記表２、表３及び表４に示す例（１）～（１８）に記載される構成単位が挙げられる。なお、式中の構成単位が、複数の構造を示し得る構成単位である場合、そのような構成単位を二種以上組み合わせて、ポリマーを構成する構成単位として使用してもよい。

表２、３及び４の構成単位において、ｎは１又は２の整数で、それぞれの構成単位ｎ＝１、ｎ＝２は、単独で又は組み合わせて存在してもよく、；Ｙ_１及びＹ_２は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ－ブチル基等の炭素数１～４のアルキル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、アラルキル基［ベンジル基（フェニルメチル基）、フェネチル基（フェニルエチル基）等］、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基等）、アラルキルオキシ基（例えば、ベンジルオキシ基等）等であってよい。これらのうち、好ましいＹとしては、水素原子、塩素原子、臭素原子又はメチル基が挙げられる。

また、Ｚとしては、下記式で表される置換基が挙げられる。

好ましい液晶性ポリエステルは、好ましくは、二種以上のナフタレン骨格を構成単位として有する。特に好ましくは、液晶性ポリエステルは、ヒドロキシ安息香酸由来の構成単位（Ａ）及びヒドロキシナフトエ酸由来の構成単位（Ｂ）の両方を含む。例えば、構成単位（Ａ）としては下記式（Ａ）が挙げられ、構成単位（Ｂ）としては下記式（Ｂ）が挙げられ、溶融成形性を向上しやすい観点から、構成単位（Ａ）と構成単位（Ｂ）の比率は、好ましくは９／１～１／１、より好ましくは７／１～１／１、さらに好ましくは５／１～１／１の範囲であってよい。

また、（Ａ）の構成単位と（Ｂ）の構成単位の合計は、例えば、全構成単位に対して６５モル％以上であってよく、より好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上であってよい。ポリマー中、特に（Ｂ）の構成単位が４～４５モル％である液晶ポリエステルが好ましい。

本発明で好適に用いられる液晶ポリエステルの融点は、好ましくは２５０～３６０℃、より好ましくは２６０～３２０℃である。ここで、融点とは、ＪＩＳ Ｋ７１２１試験法に準拠し、示差走査熱量計（ＤＳＣ；メトラー社製「ＴＡ３０００」）で測定し、観察される主吸収ピーク温度である。具体的には、前記ＤＳＣ装置に、サンプルを１０～２０ｍｇとりアルミ製パンへ封入した後、キャリヤーガスとしての窒素を１００ｃｃ／分で流通させ、２０℃／分で昇温したときの吸熱ピークを測定する。ポリマーの種類によってＤＳＣ測定において１ｓｔ ｒｕｎで明確なピークが現れない場合は、５０℃／分の昇温速度で予想される流れ温度よりも５０℃高い温度まで昇温し、その温度で３分間保持し、完全に溶融した後、－８０℃／分の降温速度で５０℃まで冷却し、しかる後に２０℃／分の昇温速度で吸熱ピークを測定するとよい。

なお、前記液晶ポリエステルには、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、及びフッ素樹脂等の熱可塑性ポリマーを添加してもよい。また、酸化チタン、カオリン、シリカ、酸化バリウム等の無機物、カーボンブラック、染料、顔料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等の各種添加剤を添加してもよい。

高強度・高弾性率繊維の有するヤーン強度は２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、４０ｃＮ／ｄｔｅｘであってもよい。
また、高強度・高弾性率繊維の有するヤーン弾性率は４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは４５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、６００ｃＮ／ｄｔｅｘであってもよい。
さらに、高強度・高弾性率繊維の有するヤーン伸度は、例えば、３～６％であってもよく、好ましくは３．５～５．５％であってもよい。
ヤーン強度、ヤーン弾性率およびヤーン伸度は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。

（外層）
本発明の二重ロープ構造体では、外層は、内層を被覆するストランドの包撚体または編組体で構成される。包撚体は、内層に対してストランドをらせん状に巻きつけることにより形成することができ、編組体は、内層を芯として８打ち、１２打ち、１６打ち、２４打ち、３２打ち、４０打ち、４８打ち、６４打ちなどにより編組して形成することができる。これらのうち、１６打ち、２４打ち、３２打ち、４０打ち、４８打ちの編組体が好ましく、２４打ち、３２打ちまたは４０打ちの編組体がより好ましい。

外層を構成するストランドは、前記高強度・高弾性率繊維で形成してもよく、非高強度・非高弾性率繊維（以下、単に非高強度・高弾性率繊維と称する）で形成してもよい。非高強度・高弾性率繊維では、例えば、ヤーン強度が２０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であってもよく、通常は、１ｃＮ／ｄｔｅｘ～１５ｃＮ／ｄｔｅｘ程度であってもよい。ヤーン弾性率が４００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であってもよく、通常は、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ～２００ｃＮ／ｄｔｅｘ程度であってもよい。ヤーン伸度が、例えば、３～２０％であってもよく、好ましくは７～２０％であってもよい。
非高強度・高弾性率繊維としては、汎用の合成繊維、例えば、汎用ポリエステル繊維（例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維）、ポリオレフィン繊維（例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維）、ポリアミド繊維（例えばナイロン６繊維、ナイロン６，６繊維）、ポリビニルアルコール繊維（例えば、ビニロン（商標）など）などが挙げられる。

二重ロープ構造体では、ロープ構造体の強度を内層で担保することができるため、外層が非高強度・高弾性率繊維で実質的に構成されていてもよい。ここで、実質的とは、外層中の非高強度・高弾性率繊維の割合が８０重量％以上を意味しており、好ましくは９０重量％以上（９０～１００重量％）であってもよい。

外層のストランドを形成するヤーンの繊度は、二重ロープ構造体に求められる繊度などに応じて適宜設定することができるが、例えば、５０～１０００ｄｔｅｘであってもよく、好ましくは１００～５００ｄｔｅｘ、より好ましくは２００～４００ｄｔｅｘであってもよい。

（二重ロープ構造体）
本発明の二重ロープ構造体では、内層と外層とで構成される二重ロープ構造体であって、特定の内層構造を有するため、強度および耐屈曲性の双方を向上することができる。

例えば、二重ロープ構造体では、内層により高い強度を実現できるため、引張強力は、例えば、２．０ｋＮを超えていてもよく、好ましくは２．２ｋＮ以上であってもよく、より好ましくは２．４ｋＮ以上、さらにより好ましくは３．０ｋＮ以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、６．０ｋＮであってもよい。二重ロープ構造体の引張強力は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。

二重ロープ構造体の強力利用率は、高いほど好ましいが、例えば、４０％以上であってもよく、好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上であってもよく、さらに好ましくは６０％以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、１００％であってもよい。二重ロープ構造体の強力利用率は、内層を構成するヤーンのヤーン強力×内層中の総ストランド数に対する、二重ロープ構造体の引張強力の比をパーセント表示することにより算出される。

また、二重ロープ構造体は、屈曲前後の強力保持率、例えば、二重ロープ構造体を曲げＲを７．５ｍｍとし、屈曲角度２４０°において３０万回屈曲を繰り返す屈曲試験に供した場合の屈曲試験前後の強力保持率が高いほど好ましいが、例えば、４５％以上であってもよく、好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、１００％であってもよい。屈曲後の強力保持率は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。

また、二重ロープ構造体は、耐摩耗性に優れており、５００ｍｍ間隔で配設された内径４５ｍｍの上側および下側プーリーの間にループ状の二重ロープ構造体を間で３回ねじって掛け渡し、下側プーリーに３ｋｇの負荷をかけた状態で、プーリーを角度１８０度、周期６０回／分（ＭＶ＝３４．２Ｈｚ）で往復運動させる撚り合わせ摩耗試験を行った場合、二重ロープ構造体が切断に至るまでの撚り合わせ摩耗回数は、例えば、１０万回以上であってもよく、好ましくは２０万回以上であってもよく、５５万回を超えてもよく、より好ましくは６０万回以上であってもよく、さらに好ましくは８０万回以上であってもよく、特に好ましくは１００万回以上であってもよい。なお、試験では上限を２７７時間（１００万回摩耗）として、耐摩耗性を判断してもよい。上限は特に限定されないが、５００万回程度であってもよい。

また、二重ロープ構造体は、耐熱性に優れているのが好ましく、耐熱性の指標となる８０℃に３０日間保持した後の強力保持率は、例えば、４５％以上であってもよく、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上であってもよい。上限は特に限定されないが、例えば、１００％であってもよい。二重ロープ構造体の耐熱性は、後述する実施例に記載された方法により測定される値である。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例においては、下記の方法により各種物性を測定した。

［ロープ長・内層のヤーン長］
二重ロープ構造体（以下、単にロープ構造体と称する場合がある）から、ランダムに選択して１．０００ｍを切断し、ロープ長とした。また、切断した部分を構成するストランドを分解し内層を取出し、さらに、内層を構成する任意に選択した１本のストランドを分解して内層を構成するヤーンを得て、得られた内層ヤーンの全てについて、ＪＩＳ Ｌ １０１３に基づいてピンと張った状態で長さを測定して、平均値をヤーン長とした。

［ヤーン繊度（ｄｔｅｘ）］
ロープ構造体を構成するストランドを分解して内層および外層を構成するヤーンを得て、得られたヤーンについてＪＩＳ Ｌ １０１３に基づいてヤーン繊度を測定した。

［ヤーン強力（Ｎ）・ヤーン強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）・ヤーン伸度（％）・ヤーン弾性率］
ロープ構造体を構成するストランドを分解して内層を構成するヤーンを得て、得られたヤーンについてＪＩＳ Ｌ １０１３に基づいてヤーンの引張強さをヤーン強力（Ｎ）として測定するとともに、ヤーン伸度およびヤーン弾性率を測定した。また、ヤーン強力（ｃＮ）をヤーンの繊度（ｄｔｅｘ）により除した値をヤーン強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。

［ピッチ（目／inch）・リード（ｍｍ／目）］
（株）キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-2000を用いて、ロープ中の１インチ間に存在するヤーン数を測定してピッチとした。また、ストランドがロープを一周するのに必要な長さであるリードは、２５．４／（ピッチ）×（ストランド数）により算出した。

［直径］
二重ロープ構造体および内層の直径は、電子ノギスを用いて測定した。

［交差角］
（株）キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-2000を用いて、二重ロープ構造体の内層中のストランドがロープの長手方向に対する角度を測定した。

［ヤーン撚り数］
解舒したヤーンをメジャーで計測し、解舒したヤーンの撚りを測定した。

［ロープの引張強力（ｋＮ）・強力利用率（％）］
二重ロープ構造体について万能試験機のつかみ治具として、ロープ評価用渦巻き型治具（株式会社中部マシン製）を用いて、渦巻き部の溝部分にロープを巻き付け、表面の摩擦抵抗でロープを固定して、ＪＩＳ Ｌ １０１３に基づいて二重ロープ構造体の引張強力を測定した。
また、二重ロープ構造体の強力利用率は、内層を構成するストランドのヤーン強力×内層中の総ストランド数で算出された最大強力に対する二重ロープ構造体の引張強力を算出し、パーセント表示した。

［耐屈曲性：屈曲後の強力保持率（％）］
屈曲試験機（ＴＣ１１１Ｌ／ユアサシステム製）において無張力屈曲試験治具（ＤＸ－ＴＦＢ／ユアサシステム機器株式会社製）を用いて、曲げＲを７．５ｍｍとし、屈曲角度２４０°において３０万回屈曲を繰り返す屈曲試験を行い、屈曲試験前後の二重ロープ構造体の引張強力を測定した。屈曲後保持率として、屈曲試験前の二重ロープ構造体の引張強力に対する屈曲試験後の二重ロープ構造体の引張強力を算出し、パーセント表示した。

［耐摩耗性：撚り合わせ摩耗］
図５に示すように、撚り合わせ摩耗試験に際しては、二重ロープ構造体のサンプルを上側プーリーおよび下側プーリーに掛け、プーリーと二重ロープ構造体が滑らないように固定した。なお上側プーリーおよび下側プーリーの内径はいずれも４５ｍｍであり、二重ロープ構造体が固定された状態における、上側プーリーおよび下側プーリーの中心間の間隔を５００ｍｍに調整した。
二重ロープ構造体は、まずループ状とし、次いでループ状になった二重ロープ構造体を３回ねじって２０ｍｍ程度のねじり部分Ｘを形成した状態で、上側および下側プーリーに固定し、下側プーリーに下側矢印で示す向きに３ｋｇの荷重を掛けた。プーリーを角度１８０度、周期６０回／分（ＭＶ＝３４．２Ｈｚ）で往復運動させて、二重ロープ構造体を撚り合わされた部分で摩耗させたときに、内層が破断するまでのプーリー往復回数をカウントした。なお、往復回数の上限は１００万回とした。

［耐熱性］
あらかじめ、二重ロープ構造体を恒温器中で８０℃の条件下にて３０日間保管処理した後、標準状態（温度：２０±２℃、相対湿度６５±２％）の試験室内に取り出し、３０分以内に引張強力を測定した。耐熱性としては、加熱試験前の二重ロープ構造体の引張強力に対する加熱試験後の二重ロープ構造体の引張強力を算出し、パーセント表示した。

［実施例１］
高強度・高弾性率繊維として液晶ポリエステルマルチフィラメント（（株）クラレ製、「ベクトラン」、繊度１７６０ｄｔｅｘ）を用い、ＥＬ型１２打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが１３目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して内層ロープを製造した。得られた内層ロープを芯材としてポリエステルマルチフィラメント（株式会社東レ製、繊度２８０ｄｔｅｘ、ヤーン強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン弾性率８８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン伸度１５．１％）を用い、中型３２打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが４６目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して二重ロープを製造した。

［実施例２～４］
二重ロープ構造体の内層のピッチおよびリード／直径を表５に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［実施例５］
二重ロープ構造体の内層の高強度・高弾性率繊維として、超高分子量ポリエチレンマルチフィラメント（東洋紡（株）製、「イザナス」、繊度１７５０ｄｔｅｘ）に変更した以外は、実施例１と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［実施例６］
二重ロープ構造体の内層のピッチおよびリード／直径を表５に示すように変更したこと以外は、実施例５と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［実施例７］
二重ロープ構造体の内層の高強度・高弾性率繊維として、ｐ－アラミドマルチフィラメント（テイジンアラミド製、「テクノーラ」、繊度１７００ｄｔｅｘ）に変更した以外は、実施例１と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［実施例８］
二重ロープ構造体の内層のピッチおよびリード／直径を表５に示すように変更したこと以外は、実施例７と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［実施例９］
高強度・高弾性率繊維として液晶ポリエステルマルチフィラメント（（株）クラレ製、「ベクトラン」、繊度１７６０ｄｔｅｘ）を用い、大型角８打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが９目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して内層ロープを製造した。得られた内層ロープを芯材としてポリエステルマルチフィラメント（株式会社東レ製、繊度１６７ｄｔｅｘ、ヤーン強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン弾性率８８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン伸度１５．１％）を用い、中型３２打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが４６目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して二重ロープを製造した。

［実施例１０］
高強度・高弾性率繊維として液晶ポリエステルマルチフィラメント（（株）クラレ製、「ベクトラン」、繊度５２８０ｄｔｅｘ）を用い、ＥＬ型１２打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが９目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して内層ロープを製造した。得られた内層ロープを芯材としてポリエステルマルチフィラメント（株式会社東レ製、繊度２４４ｄｔｅｘ、ヤーン強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン弾性率８８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン伸度１５．１％）を用い、中型５４打製紐機（株式会社コクブンリミテッド製）においてピッチが３０目／ｉｎｃｈになるようにブレーダーの回転数と引取り速度を調整して二重ロープを製造した。

［比較例１～２］
二重ロープ構造体の内層のピッチおよびリード／直径を表５に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［比較例３］
二重ロープ構造体の内層のヤーン撚り数およびピッチを表５に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

［比較例４］
二重ロープ構造体の内層ロープを芯材としてポリエステルマルチフィラメント（株式会社東レ製、繊度１６７０ｄｔｅｘ、ヤーン強度７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン弾性率８８ｃＮ／ｄｔｅｘ、ヤーン伸度１５．１％）に変更した以外は、実施例２と同様にして二重ロープ構造体を製造した。結果を表５に示す。

表５に示すように、比較例１ではヤーン長／ロープ長が大きすぎるため、高強度・高弾性率繊維で内層を形成しているにもかかわらず、高強度・高弾性率繊維の強度を有効に利用することができず、二重ロープ構造体の引張強力および強力利用率が低減している。
また、比較例２では、ヤーン長／ロープ長が小さいため、屈曲後の強度保持率が十分維持できていない。
さらに、比較例３では、高強度・高弾性率繊維を強撚糸することで、強度を有効に利用することができないため、使用する繊維および、ピッチ数が適正でも二重ロープ構造体のロープ引張強力が十分でない。
比較例４では、ヤーン強度およびヤーン弾性率が小さすぎるため、二重ロープ構造体の引張強力が十分ではない。

一方、実施例１～１０は、いずれも、比較例１よりも高い二重ロープ構造体の引張強力および強力利用率を示すことができ、比較例２よりも高い屈曲後の強力保持率を示すことができる。
特に、実施例１～６および９～１０の二重ロープ構造体は撚り合わせ摩耗について優れており、実施例１～４および７～１０の二重ロープ構造体は耐熱性に優れている。

本発明の二重ロープ構造体は、船舶の係留、漁網用縁綱、水上に浮いた状態で設けられる浮体式の水上設備の係留、海洋資源の探査等に用いられる浮遊海上構造物を海底に係留するためのロープなどの水上用途、牽引綱、荷綱、風力発電設備、変電設備などの陸上用途、さらにはスポーツ、レジャー用などの分野で非常に好ましく利用できる。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

Claims (11)

1. 内層と外層とで構成される二重ロープ構造体であって、
   前記内層は、ヤーン強度２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、ヤーン弾性率４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である高強度・高弾性率繊維で構成され、
   前記二重ロープ構造体を所定の長さで切断した切断部のロープ長に対する、前記切断部の内層を構成するヤーンのヤーン長の平均値の比が、ヤーン長／ロープ長として１．００５以上１．２００以下である、二重ロープ構造体。
2. 請求項１の二重ロープ構造体であって、外層が非高強度・高弾性率繊維で実質的に構成される、二重ロープ構造体。
3. 請求項１または２の二重ロープ構造体であって、内層を構成するストランドの、ロープ長手方向に対する交差角が４０°以下である、二重ロープ構造体。
4. 請求項３に記載の二重ロープ構造体であって、内層のヤーンの撚り数が１５０～０．１Ｔ／ｍである、二重ロープ構造体。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、高強度・高弾性率繊維のヤーン伸度が３～６％である、二重ロープ構造体。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、高強度・高弾性率繊維が、液晶ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維、およびポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維からなる群から選択される少なくとも一種から選択される、二重ロープ構造体。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、内層を構成するストランドのヤーン強力×内層中の総ストランド数に対する、二重ロープ構造体の引張強力の比率が、４０％以上である、二重ロープ構造体。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、二重ロープ構造体を曲げＲを７．５ｍｍとし、屈曲角度２４０°において３０万回屈曲を繰り返す屈曲試験に供した場合の屈曲試験前後の強力保持率が４５％以上である、二重ロープ構造体。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、８０℃での強力保持率が４５％以上である、二重ロープ構造体。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、内層および外層が編組体である、二重ロープ構造体。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の二重ロープ構造体であって、二重ロープ構造体における内層の比率が４０重量％以上である、二重ロープ構造体。

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