JP3576110B2 - ロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープに関するものであり、繰り返し使用しても硬くなりにくいロープの製造に最適なロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ロープは周知のように様々な用途で用いられており、そのロープを構成している繊維もポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維などの合成繊維や各種天然繊維などがあり様々である。さらに、ロープとしては高強力であることが要求特性の１つにあることから、汎用繊維よりも強度の高い繊維、例えば超高分子量ポリエチレン繊維やアラミド繊維などが用いられるようになってきた。これらの中で超高分子量ポリエチレン繊維は軽量性に優れ、他の繊維に比べて強度が高いためロープ用素材として注目されている。
【０００３】
しかしながら、超高分子量ポリエチレン繊維からなるロープは用途や使用状況によっては繰り返し使用していくうちに硬くなり取り扱い性が非常に悪くなるという問題があった。これはロープの構造や太さにかかわらず生じる欠点であるが、特に非常に太いロープとして使用され、しかもロープにかなりの張力が掛かるような場合、例えば、曳航用ロープのような場合は、使用の繰り返しにより硬化すると、ロープを格納するときの作業性や格納したロープを引き出すときの作業性が極めて悪くなり深刻な問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような現状に鑑みて行なわれたものであり、超高分子量ポリエチレン繊維を用いながらも繰り返し使用しても硬くなりにくいロープの製造に最適な長短複合紡績糸およびそれからなるロープを提供することを技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、平均分子量が１０^６以上で、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を有する超高分子量ポリエチレンマルチフィラメント糸が芯部に配置されるとともに、短繊維束が鞘部に配置され、芯部と鞘部の質量比率が５０／５０〜８５／１５であるロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープを要旨とするものである。また本発明は、鞘部は疎水性合成繊維からなる短繊維束を材料とするロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープを要旨とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の長短複合紡績糸は芯鞘型の紡績糸であり、従来の超高分子量ポリエチレン繊維製品、特にロープにおいて繰り返し使用による硬化の問題を解消することを目的としているため、芯部に平均分子量が１０^６以上で、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を有する超高分子量ポリエチレンマルチフィラメント糸（以下、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸と言う）を用いることを必須要件とするものである。
【０００８】
長短複合紡績糸として、およびそれから得られるロープなどの製品としての強力は芯部であるＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の強度に依存するため、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の強度は１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が必要であり、１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましいが、高ければ高いほど良い。
【０００９】
また、前記平均分子量は１０^６以上であれば特に制限されるものではないが、一般に１×１０^６〜５×１０^６程度のものを用いることができる。平均分子量が１×１０^６より低くなると高強度化が困難となるので好ましくない。
【００１０】
ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の総繊度および単糸繊度においても特に制限はないが、単糸繊度については長短複合紡績糸やロープの硬さに影響する場合があるので、１０ｄｔｅｘ以下、さらには５ｄｔｅｘ以下が好ましい。
【００１１】
一方、本発明の長短複合紡績糸を構成する鞘部に短繊維束を用いることが必要不可欠であり、これによりＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の繰り返し使用による硬化を顕著に抑制することが可能となる。
【００１２】
この理由については不明であるが、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸１００％からなるロープでは、大きな張力が加えられることによりロープを構成している個々のフィラメント糸が引っ張られ引き揃えられて細密充填化し、個々のフィラメント糸の自由度が失われて硬化するのではないかと考えられる。一方、本発明の長短複合紡績糸により作られたロープでは、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸のまわりに短繊維束が配されているため、多数の長短複合紡績糸を撚り合わせてロープを形成した後でもＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸間に短繊維束が介在し、細密充填化を抑制でき、硬化しにくくなるものと考えられる。さらに、鞘部としてフィラメントを用いた場合には、形状や形態において芯部との差が実質的になく細密充填化しやすいと予想されるが、短繊維束を用いたことで細密充填化の抑制効果が顕著になるものと推察している。
【００１３】
さらに別の理由として、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸に限らず一般にポリエチレンフィラメント糸は屋外での使用状況により紫外線などの影響を受けて劣化することもあるので、このことも起因している可能性はあるが、前述の細密充填化による原因がやはり最も寄与していると考えられる。
【００１４】
本発明で用いられる短繊維束は、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸同士の細密充填化を抑制する目的で用いるものであり、また長短複合紡績糸の強力に特に寄与するものではない。従って、短繊維束を構成する短繊維としては、紡績性に問題がなければ、基本的にはどのような短繊維であっても適用可能であり、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロンなどの合成繊維、綿、麻などの天然繊維を単独あるいは混合状態で用いることができる。
【００１５】
ところで、本発明の長短複合紡績糸は太もののロープで、より高い効果を発揮しやすく、また太ものロープは海洋・河川関連用途や雨に濡れやすい屋外での用途も多いため、長短複合紡績糸の鞘部は疎水性の合成繊維からなる短繊維束であることが好ましい。合成繊維の中で、例えばビニロン繊維などは、そのポリマー構造から親水性繊維に分類されることもあるが、一般に製造工程で耐水性向上のための処理が施されているので、常温の海水中や淡水中で溶解したり、多量に吸水することもなく、また激しく膨潤することもないので、本発明の長短複合紡績糸の鞘部に用いても何ら差し支えない。したがって、疎水性合成繊維の例としては前述の例で示した合成繊維などがあり、さらに紫外線吸収剤や耐光剤などを添加した合成繊維を用いることも好ましい。そして、短繊維束を構成する短繊維の繊維長は３０〜２００ｍｍ程度が好ましいが、紡績方式によってさらに長い３００ｍｍあるいは４００ｍｍの繊維長の短繊維が用いられることもあり、特に制限されるものではない。また、短繊維の繊度や強伸度、捲縮率などの繊維特性についても特に制限はなく、一般に紡績で用いられているものをそのまま適用できる。
【００１６】
本発明の長短複合紡績糸は以上述べた芯部と鞘部で構成されるが、構成比率は質量比率で芯部／鞘部＝５０／５０〜８５／１５であることが必要である。芯部の比率がこの範囲未満ではＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の比率が低くなり、長短複合紡績糸の強力が低下するので好ましくない。また、芯部の比率がこの範囲を超えると鞘部による芯部の被覆率が低下し、芯部の露出面積が大きくなるので、製品としての品位に問題が生じたり、長短複合紡績糸を撚り合わせたときに芯部のフィラメント糸同士が接触して細密充填化しやすくなるので好ましくない。したがって、芯部と鞘部の構成比率は前記範囲とする必要があり、好ましくは６０／４０〜８０／２０である。
【００１７】
本発明の長短複合紡績糸は、上記したＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸と短繊維束とを合流し、加撚することにより製造できる。ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸と短繊維束とを合流し、加撚する方法としては従来の紡績における一般的な精紡合撚方式、コアーヤーン方式で綿紡、ソ毛、紡毛、絹紡、麻、スフ紡何れのリング精紡機による方法でも構わない。また、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸と短繊維束とを合流するに際し、ＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸の電圧負荷による開繊方式を採用しても良く、加撚方法としては交互撚糸であっても良い。
【００１８】
本発明の長短複合紡績糸は、ロープに形成することでその特徴を最大限に発揮し得るものであり、特に直径３０ｍｍ以上、さらには５０ｍｍ以上の太ものロープとした場合、繰り返し使用による硬化を顕著に抑制できる。
【００１９】
ロープの製造法は特に制限されるものではなく、一般的な方法を採用することができる。ロープとしては長短複合紡績糸１００％で構成することが標準的ではあるが、例えば、さらに柔軟性を与えたい、高強力化を図りたいといった場合には必要に応じて他の繊維を撚り合わせてロープの品質を向上させることも可能である。
【００２０】
また、ロープ構造も三つ打、八つ打、１２打、二重組打などいずれも可能である。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例および比較例
単糸繊度が４．４ｄｔｅｘのポリエステルトウ（トウの総繊度１．１×１０^６ｄｔｅｘ）をパーロック方式により牽切し、平均短繊維長１５０ｍｍのスライバーとし、通常の紡績工程を通した後、リング精紡機で撚りを掛ける直前に芯部を構成するＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸１７６０ｄｔｅｘ／１５６０ｆ（東洋紡製、商品名ダイニーマ、平均分子量１０^６オーダー）を供給し、長短複合紡績糸を製造した。このとき質量比率を変更し、表１に示す長短複合紡績糸を得た。ところで、比較例１は芯部の質量比率が低い場合、比較例２は芯部の質量比率が高い場合、比較例３は鞘部の質量比率が零の場合を示す。得られた長短複合紡績糸またはＵＨＭＷ−ＰＥフィラメント糸を用いて三つ打構造で直径７０ｍｍのロープをそれぞれ試作し、これらのロープの強力および硬化性評価を行なったので、その結果を合わせて表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
なお、硬化性評価はロープに５分で荷重が５００ｋＮとなるように徐々に負荷を与え、５００ｋＮに達した時点で除重し、ロープの硬化状態および外観を検査することにより行なった。また、原則としてこの操作を５回繰り返し行なった後の評価結果を表１に示したが、比較例３においては１回の結果を示した。
【００２４】
表１からも、実施例１および実施例２のように芯部／鞘部の質量比率を５０／５０〜８５／１５の範囲内にすることによって、柔軟性が良好で、損傷しにくく、作業性や取り扱い性に優れたロープを構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のロープ用長短複合紡績糸およびそれからなるロープは、超高分子量ポリエチレンフィラメント糸主体で芯部が構成されているにもかかわらず、この芯部を覆うように短繊維束が鞘部に配置され、芯部と鞘部の質量比率が５０／５０〜８５／１５であることにより、従来欠点として指摘されていた繰り返し使用による硬化現象も見られず、初期の柔軟性を長期にわたり維持できる。このため、太ものロープとした場合でも作業性や取り扱い性に優れる。

Claims (3)

1. 平均分子量が１０^６以上で、１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を有する超高分子量ポリエチレンマルチフィラメント糸が芯部に配置されるとともに、短繊維束が鞘部に配置され、芯部と鞘部の質量比率が５０／５０〜８５／１５であることを特徴とするロープ用長短複合紡績糸。
2. 鞘部は疎水性合成繊維からなる短繊維束を材料とすることを特徴とする請求項１記載のロープ用長短複合紡績糸。
3. 請求項１または２記載のロープ用長短複合紡績糸からなることを特徴とするロープ。