JP3225224B2 - 高強力繊維ロープ - Google Patents
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動索として使用する
のに好適な高強力繊維ロープに関する。
のに好適な高強力繊維ロープに関する。
【０００２】
【従来の技術】クレーン、ゴンドラ、エレベータ、ロー
プリフトなどで代表される動索は、シーブやドラムを経
由して曲げられあるいは巻き付けられつつ常にある範囲
内をロープ軸方向に動かされるので、全長にわたって張
力と曲げが作用する厳しい使用条件となる。このため、
かかる動索ロープとしては、従来一般に、複層構造のワ
イヤロープが使用されていた。しかし、ワイヤロープは
炭素鋼線を材料とするので、それ自体の重量が非常に大
きく、これにともないシーブ、ドラム、滑車などを支え
るフレームなどの周辺構造物も高い強度と剛性が必要に
なり、また、ロープを移動させる駆動機器も高馬力が必
要となる。このため装置全体が、大型で大重量のものと
なるという問題があった。
プリフトなどで代表される動索は、シーブやドラムを経
由して曲げられあるいは巻き付けられつつ常にある範囲
内をロープ軸方向に動かされるので、全長にわたって張
力と曲げが作用する厳しい使用条件となる。このため、
かかる動索ロープとしては、従来一般に、複層構造のワ
イヤロープが使用されていた。しかし、ワイヤロープは
炭素鋼線を材料とするので、それ自体の重量が非常に大
きく、これにともないシーブ、ドラム、滑車などを支え
るフレームなどの周辺構造物も高い強度と剛性が必要に
なり、また、ロープを移動させる駆動機器も高馬力が必
要となる。このため装置全体が、大型で大重量のものと
なるという問題があった。
【０００３】この対策としては、ワイヤロープに代えて
繊維ロープを動索として使用することが考えられる。か
かる繊維ロープのための繊維としては、ワイヤロープに
匹敵する強度を得ることが必要であり、破断強度２０ｇ
／ｄ以上、弾性係数５００ｇ／ｄ以上の高強度低伸度繊
維が存在する。しかし、繊維ロープは、原糸を集合して
ヤーンとし、そのヤーンを多数本集合してストランド
し、そのストランドの複数本を撚合あるいは編組するこ
とによって構成される。このように繊維ロープは非常に
多くの弾性率の高い繊維の集合体であるため、より高い
引張り強さをもつ繊維ロープにするには、ロープを構成
する複数本の各ストランドとりわけ撚合タイプの芯のス
トランドと側ストランドの伸び（伸び率）を適切なもの
にする必要がある。しかし、従来では、かかる各ストラ
ンド相互間の伸びについて考慮した提案がなく、このた
め、芯のストランドが先に切断してしまい、ロープが切
断するまでロープとしては不適切な挙動を示していた。
そこで、従来では、この現象から免れるために、側スト
ランドとして高強度低伸度繊維を使用し、芯ストランド
のみは伸びの多い汎用合成繊維を使用して繊維ロープを
構成していた。そのため、高強度低伸度繊維による強度
向上を図ることができず、高強度低伸度繊維をワイヤロ
ープに代わる動索用ロープとして適用する大きな障害と
なっていた。
繊維ロープを動索として使用することが考えられる。か
かる繊維ロープのための繊維としては、ワイヤロープに
匹敵する強度を得ることが必要であり、破断強度２０ｇ
／ｄ以上、弾性係数５００ｇ／ｄ以上の高強度低伸度繊
維が存在する。しかし、繊維ロープは、原糸を集合して
ヤーンとし、そのヤーンを多数本集合してストランド
し、そのストランドの複数本を撚合あるいは編組するこ
とによって構成される。このように繊維ロープは非常に
多くの弾性率の高い繊維の集合体であるため、より高い
引張り強さをもつ繊維ロープにするには、ロープを構成
する複数本の各ストランドとりわけ撚合タイプの芯のス
トランドと側ストランドの伸び（伸び率）を適切なもの
にする必要がある。しかし、従来では、かかる各ストラ
ンド相互間の伸びについて考慮した提案がなく、このた
め、芯のストランドが先に切断してしまい、ロープが切
断するまでロープとしては不適切な挙動を示していた。
そこで、従来では、この現象から免れるために、側スト
ランドとして高強度低伸度繊維を使用し、芯ストランド
のみは伸びの多い汎用合成繊維を使用して繊維ロープを
構成していた。そのため、高強度低伸度繊維による強度
向上を図ることができず、高強度低伸度繊維をワイヤロ
ープに代わる動索用ロープとして適用する大きな障害と
なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記したよう
な問題点を解消するために創案されたもので、その第１
の目的とするところは、芯ストランドと側ストランドの
伸び率が適切なバランスを有し、側ストランドと芯スト
ランドとを協働して強度に寄与させることができ、動索
用として好適な高強度繊維ロープを提供することにあ
る。第２の目的は、高強度に加えて、耐曲げ疲労性もす
ぐれた動索用の繊維ロープを提供することにある。
な問題点を解消するために創案されたもので、その第１
の目的とするところは、芯ストランドと側ストランドの
伸び率が適切なバランスを有し、側ストランドと芯スト
ランドとを協働して強度に寄与させることができ、動索
用として好適な高強度繊維ロープを提供することにあ
る。第２の目的は、高強度に加えて、耐曲げ疲労性もす
ぐれた動索用の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】第１の目的を達成するた
め、本発明は、ストランドの撚りバランスに着目し、芯
ストランドの撚り数と側ストランドの撚り数との比を所
定の範囲にすることにより芯ストランドと側ストランド
がほぼ同時に破断するもっとも高い引張り強さを持つこ
とができるようにしたものである。
め、本発明は、ストランドの撚りバランスに着目し、芯
ストランドの撚り数と側ストランドの撚り数との比を所
定の範囲にすることにより芯ストランドと側ストランド
がほぼ同時に破断するもっとも高い引張り強さを持つこ
とができるようにしたものである。
【０００６】すなわち、本発明による高強力繊維ロープ
は、破断強度２０ｇ／ｄ以上，弾性係数５００ｇ／ｄ以
上の高強度低伸度繊維からなる芯ストランドと同じく前
記高強度低伸度繊維からなり前記芯ストランドを囲む複
数本の側ストランドを有する複層撚り構造のロープであ
って、前記芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランド
の撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が、下記式の関係である
ことを特徴としている。 １＜ｋ0／ｋ1≦５．７
６ 但し、撚り係数 ｋ0，ｋ1＝Ｔ√Ｄ Ｔ：撚り数（回数／３０ｃｍ） Ｄ：繊度（デニ−ル） ｋ0／ｋ1は、より好適には、１．２≦ｋ0／ｋ1≦５．０
である。
は、破断強度２０ｇ／ｄ以上，弾性係数５００ｇ／ｄ以
上の高強度低伸度繊維からなる芯ストランドと同じく前
記高強度低伸度繊維からなり前記芯ストランドを囲む複
数本の側ストランドを有する複層撚り構造のロープであ
って、前記芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランド
の撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が、下記式の関係である
ことを特徴としている。 １＜ｋ0／ｋ1≦５．７
６ 但し、撚り係数 ｋ0，ｋ1＝Ｔ√Ｄ Ｔ：撚り数（回数／３０ｃｍ） Ｄ：繊度（デニ−ル） ｋ0／ｋ1は、より好適には、１．２≦ｋ0／ｋ1≦５．０
である。
【０００７】また、第２の目的を達成するため、本発明
は、高強度低伸度繊維としてフッ素樹脂を重量比で３０
％以下含浸しているものを使用している。
は、高強度低伸度繊維としてフッ素樹脂を重量比で３０
％以下含浸しているものを使用している。
【０００８】
【作用】芯ストランドと側ストランドを同一素材で一定
の撚り係数以下にて作り、それを撚り合わせることによ
り製作した繊維ロープは、芯ストランドの伸び率が側の
ストランドの伸び率に比べ相対的に小さい。そのため、
芯ストランドで先に破断が起こり、その後の破断強度は
側のストランドのみの強度になるため、繊維ロープの最
終的な引張り強さは小さくなる。また、芯ストランドの
撚り係数を大きく（撚り数を極端に多く）してストラン
ドの構造による伸びがあるようにすると、側のストラン
ドが破断に近くなっても、芯ストランドは充分な強度が
出るまでの伸び率に達しないため、芯ストランドは強度
にあまり寄与せず、ロープの最終的な引張り強さは、や
はり小さくなる。
の撚り係数以下にて作り、それを撚り合わせることによ
り製作した繊維ロープは、芯ストランドの伸び率が側の
ストランドの伸び率に比べ相対的に小さい。そのため、
芯ストランドで先に破断が起こり、その後の破断強度は
側のストランドのみの強度になるため、繊維ロープの最
終的な引張り強さは小さくなる。また、芯ストランドの
撚り係数を大きく（撚り数を極端に多く）してストラン
ドの構造による伸びがあるようにすると、側のストラン
ドが破断に近くなっても、芯ストランドは充分な強度が
出るまでの伸び率に達しないため、芯ストランドは強度
にあまり寄与せず、ロープの最終的な引張り強さは、や
はり小さくなる。
【０００９】しかし、本発明においては、芯ストランド
と側ストランドの双方に高強度低伸度の繊維を使用した
うえで、芯ストランドの撚り係数と側ストランドの撚り
係数の比率ｋ0／ｋ1を１を越え、５．７６以下の範囲と
している。このため、芯ストランドの撚り数と側のスト
ランドの撚り数とが良好なバランスとなり、芯ストラン
ドが側ストランドのロープの伸びに対応することができ
るため、最終的にもっとも高い引張り強さをもつ繊維ロ
ープとすることができる。
と側ストランドの双方に高強度低伸度の繊維を使用した
うえで、芯ストランドの撚り係数と側ストランドの撚り
係数の比率ｋ0／ｋ1を１を越え、５．７６以下の範囲と
している。このため、芯ストランドの撚り数と側のスト
ランドの撚り数とが良好なバランスとなり、芯ストラン
ドが側ストランドのロープの伸びに対応することができ
るため、最終的にもっとも高い引張り強さをもつ繊維ロ
ープとすることができる。
【００１０】また本発明においては、高強度低伸度の繊
維にフッ素樹脂を重量比で３０％以下含浸している。こ
のため、フッ素樹脂により摩擦係数が大きく低減され、
張力と小さな曲げ半径という過酷な使用条件において
も、屈曲曲げ疲労性が高くなり、また、繊維間の耐接触
摩耗性が向上し、寿命を伸ばすことができる。また、重
量比の規定により、ロープ重量の不必要な増加を招かず
にフッ素樹脂を最も効率よく利用することができる。
維にフッ素樹脂を重量比で３０％以下含浸している。こ
のため、フッ素樹脂により摩擦係数が大きく低減され、
張力と小さな曲げ半径という過酷な使用条件において
も、屈曲曲げ疲労性が高くなり、また、繊維間の耐接触
摩耗性が向上し、寿命を伸ばすことができる。また、重
量比の規定により、ロープ重量の不必要な増加を招かず
にフッ素樹脂を最も効率よく利用することができる。
【００１１】
【発明の実施の態様】以下本発明の実施態様を添付図面
に基いて説明する。図１は本発明による高強力繊維ロー
プの第１態様を示している。１は芯ストランド、２は前
記芯ストランド１の周りに配されて撚り合わされた側ス
トランドであり、これらによって強力を担うロープ本体
Ｒが構成される。この例では７本撚りすなわち７本のス
トランドで構成されたいわゆる１＋６型となっている。
３は前記ロープ本体Ｒの外周に設けられた外層であり、
この例では複数の合成繊維ストランドの編組体からなっ
ている。
に基いて説明する。図１は本発明による高強力繊維ロー
プの第１態様を示している。１は芯ストランド、２は前
記芯ストランド１の周りに配されて撚り合わされた側ス
トランドであり、これらによって強力を担うロープ本体
Ｒが構成される。この例では７本撚りすなわち７本のス
トランドで構成されたいわゆる１＋６型となっている。
３は前記ロープ本体Ｒの外周に設けられた外層であり、
この例では複数の合成繊維ストランドの編組体からなっ
ている。
【００１２】前記芯ストランド１と側ストランド２は、
破断強度２０ｇ／ｄ以上、弾性係数５００ｇ／ｄ以上の
高強度低伸度繊維からなる原糸を集合したヤーンａを撚
り合わせてなる。高強度低伸度繊維としては、アラミド
繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、全芳香族ポリエス
テル繊維（ポリアリレート繊維）などから選択される。
外層３の編組体は、ロープ本体Ｒのキンクや形崩れを
防止するためのもので、比較的伸びにくく紫外線で劣化
しにくく、水分を含んでも比較的強度低下がなく、か
つ、耐摩耗性の良好な合成繊維、たとえばポリエステ
ル、ナイロンなどが用いられ、これらからなるストラン
ド３０を１６打ちあるいは２４打ちなどにしたものであ
る。
破断強度２０ｇ／ｄ以上、弾性係数５００ｇ／ｄ以上の
高強度低伸度繊維からなる原糸を集合したヤーンａを撚
り合わせてなる。高強度低伸度繊維としては、アラミド
繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、全芳香族ポリエス
テル繊維（ポリアリレート繊維）などから選択される。
外層３の編組体は、ロープ本体Ｒのキンクや形崩れを
防止するためのもので、比較的伸びにくく紫外線で劣化
しにくく、水分を含んでも比較的強度低下がなく、か
つ、耐摩耗性の良好な合成繊維、たとえばポリエステ
ル、ナイロンなどが用いられ、これらからなるストラン
ド３０を１６打ちあるいは２４打ちなどにしたものであ
る。
【００１３】図２は本発明による高強力繊維ロープの第
２態様を示している。この例においては、外層３が熱可
塑性樹脂からなる被覆層３１で構成されている。熱可塑
性樹脂としては、電気絶縁性、撥水性、耐侯性などが良
好なものであることが必要であり、その例としては、ウ
レタン、ポリ塩化ビニール、ナイロン、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロンおよびこれら
の樹脂の共重合体などがあげられる。被覆層はロープ本
体Ｒを移動させながら押出し機によって樹脂を押し出す
ことによって連続的に施される。
２態様を示している。この例においては、外層３が熱可
塑性樹脂からなる被覆層３１で構成されている。熱可塑
性樹脂としては、電気絶縁性、撥水性、耐侯性などが良
好なものであることが必要であり、その例としては、ウ
レタン、ポリ塩化ビニール、ナイロン、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロンおよびこれら
の樹脂の共重合体などがあげられる。被覆層はロープ本
体Ｒを移動させながら押出し機によって樹脂を押し出す
ことによって連続的に施される。
【００１４】図３は本発明による高強力繊維ロープの第
３態様を示している。この例においては、外層３がロー
プ本体Ｒを囲繞する編組体３ａとさらにこの編組体３ａ
を囲む熱可塑性樹脂からなる被覆層３ｂから構成されて
いる。
３態様を示している。この例においては、外層３がロー
プ本体Ｒを囲繞する編組体３ａとさらにこの編組体３ａ
を囲む熱可塑性樹脂からなる被覆層３ｂから構成されて
いる。
【００１５】図４は本発明による高強力繊維ロープの第
４態様を示している。この例においては、ロープ本体Ｒ
が１９本撚り、すなわち、１本の芯ストランド１とこれ
を囲む１８本の側ストランドで構成されたいわゆる１＋
１８型となっている。（ａ）は外層３として編組体を用
いたもの、（ｂ）は外層３として熱可塑性樹脂からなる
被覆層を用いたもの、（ｃ）は外層３として編組体と熱
可塑性樹脂からなる被覆層を併用したものを示してい
る。本発明は７本撚り、１９本撚りに限定されるもので
はなく、３７本撚りなど各種の撚り数の複層撚り構造の
ものを含む。
４態様を示している。この例においては、ロープ本体Ｒ
が１９本撚り、すなわち、１本の芯ストランド１とこれ
を囲む１８本の側ストランドで構成されたいわゆる１＋
１８型となっている。（ａ）は外層３として編組体を用
いたもの、（ｂ）は外層３として熱可塑性樹脂からなる
被覆層を用いたもの、（ｃ）は外層３として編組体と熱
可塑性樹脂からなる被覆層を併用したものを示してい
る。本発明は７本撚り、１９本撚りに限定されるもので
はなく、３７本撚りなど各種の撚り数の複層撚り構造の
ものを含む。
【００１６】前記いずれの態様においても、芯ストラン
ド１と側ストランド２は、高強力低伸度繊維だけで構成
されていてもよいし、高強力低伸度繊維にフッ素樹脂ｆ
を付着（コーティング）させた複合繊維を使用してもよ
い。図５はこの複合繊維からなるストランドＡを示して
いる。フッ素樹脂ｆとしては、四弗化エチレン、ポリ四
弗化エチレン、弗化アルコキシエチレン、弗化エチレン
プロピレンエーテルなどが代表的なものであるが、最も
効果的なものとしては四弗化エチレンがあげられる。
ド１と側ストランド２は、高強力低伸度繊維だけで構成
されていてもよいし、高強力低伸度繊維にフッ素樹脂ｆ
を付着（コーティング）させた複合繊維を使用してもよ
い。図５はこの複合繊維からなるストランドＡを示して
いる。フッ素樹脂ｆとしては、四弗化エチレン、ポリ四
弗化エチレン、弗化アルコキシエチレン、弗化エチレン
プロピレンエーテルなどが代表的なものであるが、最も
効果的なものとしては四弗化エチレンがあげられる。
【００１７】かかるフッ素樹脂はたとえば０．５μm以
下の微粒子の形態で水等の液体にディスパージョンされ
た溶液が用いられ、これにヤーンａまたはストランドの
状態で含浸させられることにより、繊維に付着される。
絞り手段により半径方向から圧縮し、そして繊維の品質
低下を生じさせない１００℃前後の温度温度で加熱され
て焼き付ける。これにより繊維表面にコーティングされ
る。フッ素樹脂の付着量は重量比で少なくとも５％が必
要である。これを下回る付着量では曲げ疲労性等の改善
効果が十分に得られないからである。フッ素樹脂の付着
量の増加にほぼ比例して破断までの曲げ回数が増加する
が、約２０％において収れんする傾向を示し、高価なフ
ッ素樹脂の使用量がまして不経済であるばかりか、たと
えば四弗化エチレンの比重は２．１５であるから、ロー
プ重量の不必要な増加を招き、本発明の目的である軽量
化にとってマイナスとなる。したがって、上限は実用上
３０％であり、より好ましくは、１０〜１５ｗｔ％の付
着量とすることにより経済的な量で効率よくロープ寿命
を向上することができる。
下の微粒子の形態で水等の液体にディスパージョンされ
た溶液が用いられ、これにヤーンａまたはストランドの
状態で含浸させられることにより、繊維に付着される。
絞り手段により半径方向から圧縮し、そして繊維の品質
低下を生じさせない１００℃前後の温度温度で加熱され
て焼き付ける。これにより繊維表面にコーティングされ
る。フッ素樹脂の付着量は重量比で少なくとも５％が必
要である。これを下回る付着量では曲げ疲労性等の改善
効果が十分に得られないからである。フッ素樹脂の付着
量の増加にほぼ比例して破断までの曲げ回数が増加する
が、約２０％において収れんする傾向を示し、高価なフ
ッ素樹脂の使用量がまして不経済であるばかりか、たと
えば四弗化エチレンの比重は２．１５であるから、ロー
プ重量の不必要な増加を招き、本発明の目的である軽量
化にとってマイナスとなる。したがって、上限は実用上
３０％であり、より好ましくは、１０〜１５ｗｔ％の付
着量とすることにより経済的な量で効率よくロープ寿命
を向上することができる。
【００１８】本発明の特徴は、高強度低伸度の繊維を使
用して前記図１ないし図４に例示した構造のロープに構
成するだけでなく、側ストランド２と芯ストランド１の
撚り係数の比を特定範囲の関係に設定し、側ストランド
２の伸びに対応した撚り数の芯ストランド１を持つ繊維
ロープとしたことにある。これは、高強度低伸度の繊維
を使用した繊維ロープを多数製作し、それらについて、
強度実験を重ねた結果、側ストランド２と芯ストランド
１の撚り係数の比を特定範囲にすることが強度向上のポ
イントであることを知見したことに由来するもので、か
かる撚り係数の比ｋ0／ｋ1はアラミド繊維だけでなく、
超高分子量ポリエチレン、ポリアレリート繊維などにお
いても当てはまった。
用して前記図１ないし図４に例示した構造のロープに構
成するだけでなく、側ストランド２と芯ストランド１の
撚り係数の比を特定範囲の関係に設定し、側ストランド
２の伸びに対応した撚り数の芯ストランド１を持つ繊維
ロープとしたことにある。これは、高強度低伸度の繊維
を使用した繊維ロープを多数製作し、それらについて、
強度実験を重ねた結果、側ストランド２と芯ストランド
１の撚り係数の比を特定範囲にすることが強度向上のポ
イントであることを知見したことに由来するもので、か
かる撚り係数の比ｋ0／ｋ1はアラミド繊維だけでなく、
超高分子量ポリエチレン、ポリアレリート繊維などにお
いても当てはまった。
【００１９】すなわち、ｋを撚り係数とし、Ｔを撚り数
（回数／３０ｃｍ）、Ｄを繊度（デニ−ル）とすると、
撚り係数ｋはｋ＝Ｔ√Ｄで表される。芯ストランド１の
撚り係数をｋ0とし、側ストランド２の撚り係数をｋ1と
すると、１＜ｋ0／ｋ1≦５．７６とした場合に、強度向
上を得ることができる。より好適には、１．２≦ｋ0／
ｋ1≦５．０である。
（回数／３０ｃｍ）、Ｄを繊度（デニ−ル）とすると、
撚り係数ｋはｋ＝Ｔ√Ｄで表される。芯ストランド１の
撚り係数をｋ0とし、側ストランド２の撚り係数をｋ1と
すると、１＜ｋ0／ｋ1≦５．７６とした場合に、強度向
上を得ることができる。より好適には、１．２≦ｋ0／
ｋ1≦５．０である。
【００２０】その理由を述べると、側ストランド２は、
ストランドそのものの伸び率のほかに、ロープとして撚
られた場合の伸び率が出る。このため、芯ストランド１
の伸び率が側ストランド２の伸び率に追随して強度を発
揮するには、側ストランド２の撚り数以上でなければな
らない。この理由から撚り係数の比ｋ0／ｋ1の下限を１
としたのである。しかし、芯ストランド１の撚り数をあ
まり多くし過ぎると、伸び率は大きくなり、側ストラン
ド２との強度分担が少なくなるため、引張り強さの向上
は低減される。その極端な例は、低い弾性係数の材料を
使用した芯ストランドが強度にほとんど寄与しないとい
うことが挙げられる。そこで、本発明は幾多の実験か
ら、撚り係数の比ｋ0／ｋ1の上限が５．７６であること
を見い出したのである。
ストランドそのものの伸び率のほかに、ロープとして撚
られた場合の伸び率が出る。このため、芯ストランド１
の伸び率が側ストランド２の伸び率に追随して強度を発
揮するには、側ストランド２の撚り数以上でなければな
らない。この理由から撚り係数の比ｋ0／ｋ1の下限を１
としたのである。しかし、芯ストランド１の撚り数をあ
まり多くし過ぎると、伸び率は大きくなり、側ストラン
ド２との強度分担が少なくなるため、引張り強さの向上
は低減される。その極端な例は、低い弾性係数の材料を
使用した芯ストランドが強度にほとんど寄与しないとい
うことが挙げられる。そこで、本発明は幾多の実験か
ら、撚り係数の比ｋ0／ｋ1の上限が５．７６であること
を見い出したのである。
【００２１】図１ないし図３は本発明による撚り係数の
関係を、芯ストランド１の撚り角βと側ストランド２の
撚り角αとによって模式的に示している。ストランドは
原糸の小さな集合体であるヤーンからなっており、撚り
角β，αはヤーンがストランド軸となす角度を指してい
る。よって、撚り数Ｔが多くなれば撚り角β，αも大き
くなり、撚り係数ｋも大きくなる。図６はｋ0／ｋ1が１
以下の場合を、図７はｋ0／ｋ1が５．７６以上の場合を
それぞれ模式的に示している。図６では芯ストランド１
の撚り角βが側ストランド２の撚り角αよりも小さく、
この関係では芯ストランド１の伸び率が側ストランド２
の伸び率に追随して強度を発揮することができなくな
る。図７では芯ストランド１の撚り角βが側ストランド
２の撚り角αに対して非常に大きい。これでは芯ストラ
ンド１の伸びが大きくなり、側ストランド２に対する強
度分担が少なくなるため、強度の向上が不十分となる。
関係を、芯ストランド１の撚り角βと側ストランド２の
撚り角αとによって模式的に示している。ストランドは
原糸の小さな集合体であるヤーンからなっており、撚り
角β，αはヤーンがストランド軸となす角度を指してい
る。よって、撚り数Ｔが多くなれば撚り角β，αも大き
くなり、撚り係数ｋも大きくなる。図６はｋ0／ｋ1が１
以下の場合を、図７はｋ0／ｋ1が５．７６以上の場合を
それぞれ模式的に示している。図６では芯ストランド１
の撚り角βが側ストランド２の撚り角αよりも小さく、
この関係では芯ストランド１の伸び率が側ストランド２
の伸び率に追随して強度を発揮することができなくな
る。図７では芯ストランド１の撚り角βが側ストランド
２の撚り角αに対して非常に大きい。これでは芯ストラ
ンド１の伸びが大きくなり、側ストランド２に対する強
度分担が少なくなるため、強度の向上が不十分となる。
【００２２】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。本発明を適用し
て目標引張り強度さ１０．５ｔｆの高強力繊維ロープを
作成した。この引張り強度さ１０．５ｔｆはリフト用ワ
イヤロープ１４ｍｍに対応させるためである。繊維材
質、撚り係数ｋ0，ｋ1、外層の種類、フッ素樹脂含浸の
有無、得られた繊維ロープの引張り強さを表１と表２に
示す。また、撚り係数の比ｋ0／ｋ1と引張り強さの関係
を図８に示す。図９には試料１，３，８，１０の荷重−
伸び率を測定した結果を示す。なお、外層のポリエステ
ルブレードは、繊度８０００ｄのポリエステル繊維を１
６打ちで編組したものである。ウレタン被覆は、ポリウ
レタン樹脂を１．３ｍｍ厚さに被覆したものである。フ
ッ素樹脂含浸とは、四弗化エチレンをヤーンに１０ｗｔ
％含浸させて焼き付けたものである。
て目標引張り強度さ１０．５ｔｆの高強力繊維ロープを
作成した。この引張り強度さ１０．５ｔｆはリフト用ワ
イヤロープ１４ｍｍに対応させるためである。繊維材
質、撚り係数ｋ0，ｋ1、外層の種類、フッ素樹脂含浸の
有無、得られた繊維ロープの引張り強さを表１と表２に
示す。また、撚り係数の比ｋ0／ｋ1と引張り強さの関係
を図８に示す。図９には試料１，３，８，１０の荷重−
伸び率を測定した結果を示す。なお、外層のポリエステ
ルブレードは、繊度８０００ｄのポリエステル繊維を１
６打ちで編組したものである。ウレタン被覆は、ポリウ
レタン樹脂を１．３ｍｍ厚さに被覆したものである。フ
ッ素樹脂含浸とは、四弗化エチレンをヤーンに１０ｗｔ
％含浸させて焼き付けたものである。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】この表１と図８、図９から明らかなよう
に、７本撚りロープでは、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を
越え５．７６以下である本発明試料３，４，５，６，
７，８，１１は、芯ストランドの切断もなく目標強度を
クリヤーできている。また、１９本撚りの試料１０も同
様である。ことに、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１．２を越
え５以下の試料３，４，５，６，７はすぐれた高強度と
なっている。これに対して、アラミド繊維を使用して
も、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を下回る試料１，２は、
目標強度に達しておらず、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が５．
７６を上回る試料９も目標強度に達していない。また、
撚り係数の比ｋ0／ｋ1が本発明範囲でも、芯ストランド
の繊維として汎用繊維を用いた試料１２も目標強度を大
きく下回っている。これらの結果から、高強力低伸度繊
維を使用して撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を越え５．７６
以下とすることが引張り強度を向上させるために不可欠
であることがわかる。また外層は繊維ロープの強度には
寄与しないこと、フッ素含浸の有無も繊維ロープの強度
には直接寄与しないことがわかる。
に、７本撚りロープでは、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を
越え５．７６以下である本発明試料３，４，５，６，
７，８，１１は、芯ストランドの切断もなく目標強度を
クリヤーできている。また、１９本撚りの試料１０も同
様である。ことに、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１．２を越
え５以下の試料３，４，５，６，７はすぐれた高強度と
なっている。これに対して、アラミド繊維を使用して
も、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を下回る試料１，２は、
目標強度に達しておらず、撚り係数の比ｋ0／ｋ1が５．
７６を上回る試料９も目標強度に達していない。また、
撚り係数の比ｋ0／ｋ1が本発明範囲でも、芯ストランド
の繊維として汎用繊維を用いた試料１２も目標強度を大
きく下回っている。これらの結果から、高強力低伸度繊
維を使用して撚り係数の比ｋ0／ｋ1が１を越え５．７６
以下とすることが引張り強度を向上させるために不可欠
であることがわかる。また外層は繊維ロープの強度には
寄与しないこと、フッ素含浸の有無も繊維ロープの強度
には直接寄与しないことがわかる。
【００２６】次に、フッ素樹脂含浸の効果を確認するた
め、試料４について、四弗化エチレンの含浸量を種々代
えてロープを作成し、Ｓ曲げ疲労試験を行なった。その
結果を図９に示す。Ｓ曲げ疲労試験は直径２４０ｍｍφ
のシーブを２個使用し、負荷荷重をロープ破断強さの１
／６に取って行なった。この結果から、フッ素樹脂を含
浸させると曲げ疲労の改善効果が非常に大きく、寿命を
大幅に向上することができることがわかる。
め、試料４について、四弗化エチレンの含浸量を種々代
えてロープを作成し、Ｓ曲げ疲労試験を行なった。その
結果を図９に示す。Ｓ曲げ疲労試験は直径２４０ｍｍφ
のシーブを２個使用し、負荷荷重をロープ破断強さの１
／６に取って行なった。この結果から、フッ素樹脂を含
浸させると曲げ疲労の改善効果が非常に大きく、寿命を
大幅に向上することができることがわかる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、破断強度２０ｇ／ｄ以上，弾性係数５００ｇ／
ｄ以上の高強度低伸度繊維からなる芯ストランドと同じ
く前記高強度低伸度繊維からなり前記芯ストランドを囲
む複数本の側ストランドを有する複層撚り構造のロープ
について、芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランド
の撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1を、１＜ｋ0／ｋ1≦５．
７６としたので、芯ストランドと側ストランドの伸びバ
ランスがよくとれ、非常に引張り強度が高い動索として
好適な繊維ロープを提供できるというすぐれた効果が得
られる。
きには、破断強度２０ｇ／ｄ以上，弾性係数５００ｇ／
ｄ以上の高強度低伸度繊維からなる芯ストランドと同じ
く前記高強度低伸度繊維からなり前記芯ストランドを囲
む複数本の側ストランドを有する複層撚り構造のロープ
について、芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランド
の撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1を、１＜ｋ0／ｋ1≦５．
７６としたので、芯ストランドと側ストランドの伸びバ
ランスがよくとれ、非常に引張り強度が高い動索として
好適な繊維ロープを提供できるというすぐれた効果が得
られる。
【００２８】請求項２によれば、芯ストランドの撚り係
数ｋ0と側ストランドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1を、
１．２≦ｋ0／ｋ1≦５．０としているので、最も高い引
張り強度を実現することができるというすぐれた効果が
得られる。請求項３によれば、芯ストランドと側ストラ
ンドがフッ素樹脂を重量比で３０％以下含浸しているの
で摩擦係数が低減し、高強度に加えて、耐曲げ疲労性も
すぐれた動索用の繊維ロープを提供することができると
いうすぐれた効果が得られる。請求項４によれば、外層
として、編組体、熱可塑性樹脂被覆層、あるいは編組体
と熱可塑性樹脂被覆層を有しているので、形崩れが防止
されあるいは防水性の良好なこの種の繊維ロープとする
ことができるというすぐれた効果が得られる。
数ｋ0と側ストランドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1を、
１．２≦ｋ0／ｋ1≦５．０としているので、最も高い引
張り強度を実現することができるというすぐれた効果が
得られる。請求項３によれば、芯ストランドと側ストラ
ンドがフッ素樹脂を重量比で３０％以下含浸しているの
で摩擦係数が低減し、高強度に加えて、耐曲げ疲労性も
すぐれた動索用の繊維ロープを提供することができると
いうすぐれた効果が得られる。請求項４によれば、外層
として、編組体、熱可塑性樹脂被覆層、あるいは編組体
と熱可塑性樹脂被覆層を有しているので、形崩れが防止
されあるいは防水性の良好なこの種の繊維ロープとする
ことができるというすぐれた効果が得られる。
【図１】（ａ）は本発明による高強力繊維ロープの第１
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
【図２】（ａ）は本発明による高強力繊維ロープの第２
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
【図３】（ａ）は本発明による高強力繊維ロープの第３
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
態様を示す側面図、（ｂ）は同じくその断面図である。
【図４】（ａ）は本発明による高強力繊維ロープの第４
態様の第１例を示す断面図、（ｂ）は同じく第２例を示
す断面図、（ｃ）は同じく第３例を示す断面図である。
態様の第１例を示す断面図、（ｂ）は同じく第２例を示
す断面図、（ｃ）は同じく第３例を示す断面図である。
【図５】本発明におけるフッ素樹脂含浸ストランドの模
式的拡大断面図である。
式的拡大断面図である。
【図６】芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランドの
撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が１未満の繊維ロープを模
式的に示す側面図である。
撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が１未満の繊維ロープを模
式的に示す側面図である。
【図７】芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストランドの
撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が５．７６を越えるの繊維
ロープを模式的に示す側面図である。
撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が５．７６を越えるの繊維
ロープを模式的に示す側面図である。
【図８】本発明の実施例における各試料の芯ストランド
の撚り係数ｋ0と側ストランドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0
／ｋ1と引張り強さの関係を示す線図である。
の撚り係数ｋ0と側ストランドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0
／ｋ1と引張り強さの関係を示す線図である。
【図９】実施例のいくつかの試料の荷重−伸び率の関係
を示す線図である。
を示す線図である。
【図１０】フッ素樹脂の含浸量と曲げ疲労の関係を示す
線図である。
線図である。
１ 芯ストランド ２ 側ストランド ３ 外層 Ｒ ロープ本体 ｋ0 芯ストランドの撚り係数 ｋ1 側ストランドの撚り係数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D07B 1/00 - 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】破断強度２０ｇ／ｄ以上，弾性係数５００
ｇ／ｄ以上の高強度低伸度繊維からなる芯ストランドと
同じく前記高強度低伸度繊維からなり前記芯ストランド
を囲む複数本の側ストランドを有する複層撚り構造のロ
ープであって、前記芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ス
トランドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が、下記式の関
係であることを特徴とする高強力繊維ロープ。 １＜ｋ0／ｋ1≦５．７６ 但し、撚り係数 ｋ0，ｋ1＝Ｔ√Ｄ Ｔ：撚り数（回数／３０ｃｍ） Ｄ：繊度（デニ−ル） - 【請求項２】芯ストランドの撚り係数ｋ0と側ストラン
ドの撚り係数ｋ1の比率ｋ0／ｋ1が、１．２≦ｋ0／ｋ1
≦５．０である請求項１に記載の高強力繊維ロープ。 - 【請求項３】芯ストランドと側ストランドが、高強度低
伸度繊維にフッ素樹脂を重量比で３０％以下含浸してい
る請求項１または２に記載の高強力繊維ロープ。 - 【請求項４】外層として、編組体、熱可塑性樹脂被覆
層、あるいは編組体と熱可塑性樹脂被覆層を有している
ものを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の高強力
繊維ロープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11600498A JP3225224B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高強力繊維ロープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11600498A JP3225224B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高強力繊維ロープ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293574A JPH11293574A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3225224B2 true JP3225224B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=14676462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11600498A Expired - Lifetime JP3225224B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 高強力繊維ロープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225224B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3724322B2 (ja) * | 2000-03-15 | 2005-12-07 | 株式会社日立製作所 | ワイヤロープとそれを用いたエレベータ |
| US7137483B2 (en) | 2000-03-15 | 2006-11-21 | Hitachi, Ltd. | Rope and elevator using the same |
| WO2002016248A1 (fr) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cable de levage |
| CN1183026C (zh) * | 2001-02-16 | 2005-01-05 | 三菱电机株式会社 | 电梯的主索 |
| EP1508544A4 (en) * | 2002-05-30 | 2008-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | LIFTING APPARATUS |
| FI119236B (fi) | 2002-06-07 | 2008-09-15 | Kone Corp | Päällystetyllä nostoköydellä varustettu hissi |
| JP4034629B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2008-01-16 | 東京製綱株式会社 | ハイブリッドロープ |
| DE102007024020A1 (de) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Casar Drahtseilwerk Saar Gmbh | Seil, kombiniertes Seil aus Kunststofffasern und Stahldrahtlitzen, sowie kombinierte Litze aus Kunststofffasern und Stahldrähten |
| US8883302B2 (en) | 2008-10-23 | 2014-11-11 | Polteco, Inc. | Abrasion resistant cords and ropes |
| WO2010048008A2 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | Polteco Inc. | Abrasion resistant cords and ropes |
| JP5351797B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2013-11-27 | 福井県 | 車両用防護柵用繊維ロープ |
| KR101088834B1 (ko) | 2011-04-12 | 2011-12-06 | 디에스알 주식회사 | 크레인용 합성섬유 로프 및 이의 제조방법 |
| CN103103835A (zh) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | 江苏赛福天钢索股份有限公司 | 高支撑高强度剑麻绳 |
| CN103640935A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-19 | 青岛亿和海丽安防科技有限公司 | 一种深海缆绳绞车系统 |
| CN104762748B (zh) * | 2015-04-15 | 2017-11-17 | 泰州宏达绳网有限公司 | 一种耐磨高强缆绳及其制备方法 |
| CN105625072B (zh) * | 2016-03-22 | 2017-12-15 | 浙江海轮绳网有限公司 | 高性能组合十二股双编缆绳及其生产方法 |
| EA037947B1 (ru) * | 2017-12-14 | 2021-06-10 | Текслок Гмбх | Защитный трос для защиты передвижных объектов |
| CN112227096A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-15 | 上海仪耐新材料科技有限公司 | 一种安全预警缓弹耐疲劳缆绳及其制备工艺 |
| WO2022138435A1 (ja) * | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 株式会社クラレ | 二重ロープ構造体 |
| CN113564944B (zh) * | 2021-08-18 | 2023-03-31 | 郑州中远防务材料有限公司 | 一种复合绳索 |
| CN113789678A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-14 | 贵州钢绳股份有限公司 | 高强度载人索道用钢丝绳研制及生产方法 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11600498A patent/JP3225224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11293574A (ja) | 1999-10-26 |
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