JP3701514B2 - トビナワロープ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオキシン等の有害物質を発生せず、低コストで製造可能で、かつ跳びやすい特性を有するトビナワロープに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、トビナワロープにはコスト面、跳びやすさの面からポリ塩化ビニルが主に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらポリ塩化ビニルはダイオキシンを発生しやすい物質として最近注目を集めている。そこでポリ塩化ビニル以外の材料を用い、ポリ塩化ビニル製と同等もしくはそれ以上の跳びやすさを有したトビナワロープの研究がされている。ポリ塩化ビニル以外の材料を用いたトビナワロープとして、例えば特開平5−228225号に2層構造の耐寒用ロープが開示されているが、このロープは素材として塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイが用いられており、ポリ塩化ビニルとは異なるものの、分子中に塩素を含むことから、ダイオキシンを発生させる可能性がある。また耐寒性を付与させるため2層構造となっているがコスト的に不利である。
【0004】
またスチレン系エラストマーを用いた市販品があるが、ヤング率が大きすぎたり、或いは逆に小さすぎたりして満足した跳び適性を有するものは見当たらない。即ちヤング率が大きすぎると3回旋跳び等の技術を競う競技中では、ロープ旋回中のしなりが少なく跳びにくい。また逆にヤング率が小さすぎると、しなりが大きすぎて跳びにくい。
本発明の課題はダイオキシン等の有害物質を発生せず、低コストで製造可能で、かつ跳びやすい特性を有するトビナワ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】
本発明はポリ塩化ビニル以外のゴム又はエラストマーを主成分とし、押出し成形が可能な高分子材料で成形された単層構造のトビナワロープで、線密度が10〜16g/m、ヤング率が4〜33MPa、動摩擦係数が0 . 2〜1 . 0、7kgf負荷時の引張り伸びが30〜400%、7kgf負荷開放時のロープ断面積回復率が55〜90%であることを特徴とするトビナワロープに係る。本発明では線密度、ヤング率を上記のように特定の範囲にすることにより、伸び、断面積回復率が好適になり、その結果高度のトビナワ競技においても使用可能なトビナワロープを得ることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるポリ塩化ビニル以外のゴム又はエラストマーとしては、塩素等のハロゲン原子を含まないゴム又はエラストマーが例示できる。ゴムでは天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エピクロルヒドリンゴム、ポリエーテルウレタンゴム、ポリエステルウレタンゴム、メチルシリコーンゴム、ビニルメチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム等が例示されるが、中でも溶液重合のスチレンブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴムが好ましい。
【0007】
エラストマーではポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフイン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、1,2−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ゴム系熱可塑性エラストマー、トランスポリイソプレン系熱可塑性エラストマー、アイオノマーなどが例示されるが、中でもポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフイン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、アイオノマーの使用が好ましい。
これらゴムまたはエラストマーの1種または2種以上の混合物として用いることができる。またこれらと汎用性の熱可塑性樹脂例えばポリスチレン、ポリカーボネート等と組み合わせることができる。
【0008】
本発明においては上記ポリ塩化ビニル以外のゴム又はエラストマー以外に、副成分として、強化材、軟化材、充填剤、表面改質剤、滑剤から選ばれる少なくとも1種を用いる。強化材としては、例えばポリプロピレン(ノバテックPP FY6など)、ポリエチレン、ABS樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、不飽和ポリエステル、アイオノマー等を例示できる。
【0009】
軟化材としては、例えばエチレン−酢酸ビニル(EVA)共重合体、ポリエチレン、ポリエチレンワックス、エチレンメタクリル酸共重合体等を例示できる。充填剤としては、例えば含水珪酸、炭酸カルシウム、カーボンブラック、チタン酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、シリカ粉末、酸化チタン、雲母、タルク、クレー、珪藻土、カオリン等の粘土質粉末の各種無機質充填剤等を例示できる。
【0010】
表面改質剤としては、例えばナフテン系プロセスオイル、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、流動パラフィン、モンタンワックス、エステル系ワックス、高級アルコール、グリセリン脂肪族エステル、低分子量ポリプロピレン、メチルフェニルポリシロキサン、フッ素化合物、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、硬化油、ステアロアミド、オキシステアロアミド、オレイルアミド、エルシルアミド、ラウリルアミド、パルミチルアミド、ベヘンアミド、メチロールアミド、エチレンビスステアロアミド、エチレンビスオレイルアミド、エチレンビスラウリルアミド、グラファイト、二硫化モリブテン、シリコン系化合物等を例示できる。
滑剤としては、例えばナフテン系プロセスオイル、ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ロジン、流動パラフィン、ひまし油、なたね油、やし油、木ろう等を例示できる。
【0011】
本発明においては、上記以外に必要に応じて硬さ、伸びをコントロールするために公知の添加物を加えることが可能であり、例えばゴムの場合、架橋剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防止剤、可塑剤、しゃく解剤、粘着付与剤、粘着防止剤、発泡剤、分散剤、打粉、離型剤、溶剤、紫外線吸収剤、スコーチ防止剤、難燃剤、カップリング剤、防カビ剤、帯電防止剤、補強剤などを必要に応じて加えることができる。
ゴム、エラストマー等の高分子材料に対して、本発明では補強材料または硬化調整部材として長繊維補強剤、例えばガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維等の無機質繊維:ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維等の有機質繊維を併用することができる。この他、染料や顔料のような着色剤、界面活性剤、酸化防止剤等の添加物がある。
【0012】
本発明のトビナワロープは公知の任意の方法で作成できる。例えば1軸押出成形機のホッパーに上記主成分、副成分、任意の添加剤を加え、これをブレンドして、シリンダー、ダイス、ヘッドを通して所定の大きさの口金を取り付けた押し出し機において直径3〜5mm程度になるように押出成形することにより製造することができる。ロープの断面形状は円形が望ましいが、押し出し機の口金の選択によって楕円、四角形、ひし形、星形等自由に採択できる。更にロープ表面は任意の意匠を刻設することができる。
【0013】
本発明のトビナワロープは単層構造で、線密度が10〜16g/m、ヤング率が4〜33MPaである。このような特性を付与するためには、上記主成分及び副成分の割合を調整する。強化材はゴム又はエラストマー100部(重量部、以下同様)に対して、3〜30部、好ましくは10〜20部使用する。軟化材はゴム又はエラストマー100部に対して、3〜30部、好ましくは10〜20部使用する。充填剤はゴム又はエラストマー100部に対して、5〜60部、好ましくは20〜50部使用する。表面改質剤はゴム又はエラストマー100部に対して、1〜20部、好ましくは3〜10部使用する。滑剤はゴム又はエラストマー100部に対して、1〜20部、好ましくは3〜10部使用する。
【0014】
本発明のトビナワロープはその動摩擦係数が0.2〜1.0、好ましくは0.3〜0.7の範囲のものが良く、動摩擦係数がこの範囲にあれば、回旋中のロープと床面(屋内)との摩擦抵抗、あるいはロープと衣服との摩擦抵抗を減らすことができ良好に競技が可能である。
【0015】
また本発明のトビナワロープは7kgf負荷時の引張り伸びが30〜400%、特に40〜200%が望ましい。伸びが大きいと伸ばした後の反動で危険であり、伸びが小さいとヤング率が大きくなり、しなりが減り跳びにくくなる。また7kgf負荷開放時のロープ断面積回復率が55%以上、特に70〜90%が望ましい。55%未満であれば、ロープ変形量が大きくなり見た目にもロープが変化したことが明らかに認識できる。即ち7kgf負荷開放時の断面積回復率55%未満ではロープが伸び、ロープの長さが変わってしまう。
【0016】
本発明の上記各特性の測定方法は以下の通りである。
(1)線密度
成形等による用意したロープの長さをL(m)、その重量をW(g)、線密度をρ(g/m)とした場合、ρ=W/L (g/m)で求められる。
(2)ヤング率
A.測定機器
インストロン・ジャパン(株)製 インストロン万能材料試験機4204型
B.測定方法
成形等による用意したロープを標点間距離100mm・引張速度100mm/minで引張り、2kgfの荷重を負荷させた時のヤング率。
ヤング率をE(MPa)、初期ロープの長さ100mm、初期ロープの断面積をA(mm2)、負荷荷重を2kgf、2kgf負荷時のロープ長さをL2とした場合、
E=(2×100×9.8)/[A×(L2−100)]=1960/[A×(L2−100)]で求められる。
【0017】
(3)動摩擦係数
A.測定機器
新東科学(株)製 表面性測定機HEIDON−14DR型
B.測定方法
ロープを固定し、摩擦相手材をロープ長手方向にスライドさせた際の動摩擦係数を測定
(a)摩擦相手材
新東科学製の30mm平面圧子(表面タフラム処理したアルミ合金からなる)
(b)荷重 200gf
(c)スライド速度及び距離
750mm/minの速度で50mmスライド
(d)動摩擦係数をμ、荷重200gf、検出器にかかるスライド中の平均負荷(gf)をFとした場合、μ=F/200で動摩擦係数は求められる。
【0018】
(4)7kgf負荷時の引張伸び
A.測定機器
インストロン・ジャパン(株)製 インストロン万能材料試験機4204型
B/測定方法
成形等による用意したロープを標点間距離100mm・引張速度300mm/minで引張り、7kgfの荷重を負荷させた時の伸び。
初期ロープの長さが100(mm)、7kgf負荷時のロープ長さをL7(mm)、伸びをe(%)とした場合、e=L7−100で求められる。
【0019】
(5)7kgf負荷時の断面積回復率
A.測定機器
インストロン・ジャパン(株)製 インストロン万能材料試験機4204型
B.測定方法
成形等による用意したロープを標点間距離100mm・引張速度300mm/minで7kgf負荷時点まで引張り、その後300mm/minで0kgf負荷時点まで戻した際のロープの断面積回復率。
負荷前のロープ断面積をA0(mm2)、負荷開放後のロープ断面積をA7(mm2) 、断面積回復率をAr(%)とした場合、Ar=(A7/A0)×100で求められる。
【0020】
【実施例】
以下に本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。なお、実施例中、「%」、及び「部」は重量基準である。
【0021】
比較例1
塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイを用いた特開平5−228225号に記載の2層構造の耐寒用ロープを使用した。その特性を表3に示す。
比較例2
ウレタン系エラストマーを用いたロープを使用した。その特性を表3に示す。
比較例3
スチレン系エラストマーを用いたロープを使用した。その特性を表3に示す。
比較例4
スチレン系エラストマーを用いた別のロープを使用した。その特性を表3に示す。
【0022】
比較例5〜11
表1〜2に記載の配合で各成分を良くブレンドし、栗巣鉄工所(株)製プラスチック1軸押出成型機(φ50mm)を用いてシリンダー 150℃、ダイス 150℃、ヘッド 150℃の温度条件下で成形してトビナワロープを作成した。
【0023】
実施例1〜7
表1〜2に記載の各成分を用いた以外は比較例5と同様にしてトビナワロープを作成した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
主成分及び副成分の内容は以下の通りである。
主成分
A:スチレン系エラストマー、クラレ(株)製 セプトンCJ102、JIS A硬度 40、MFR=7.1g/10分
B:ウレタン系エラストマー、クラレ(株)製 クラミロンU8165、JISA硬度 65
C:ウレタン系エラストマー、クラレ(株)製 クラミロンU8170、JISA硬度 70
D:ウレタン系エラストマー、クラレ(株)製 クラミロンU8180、JISA硬度 80
E:ウレタン系エラストマー、旭硝子(株)製 ユーファインP580、JISA硬度 80
F:オレフィン系エラストマー、三菱化学(株)製 サーモラン3602、JIS A硬度 70、MFR=0.5g/10分、
G:アイオノマー、三井デュポンポリケミカル(株)製 ハイミランAM7316、MFR=1.3g/10分
H:アイオノマー、三井デュポンポリケミカル(株)製 ハイミラン1706、MFR=0.9g/10分
I:エチレンメタクリル酸メチル共重合体、住友化学工業(株)製 アクリフトWK307、MFR=7g/10分
【0027】
副成分
a:強化材 ポリプロピレン樹脂、日本ポリケム(株)製 ノバテックPP FY6
b:軟化材 エチレンメタクリル酸共重合体、三井デュポンポリケミカル(株)製 ニュクレルAN4311、MFR=30g/10分
c:充填剤 炭酸カルシウム
d:滑剤 オレフィン系プロセスオイル
e:表面改質剤 シリコンオイル
【0028】
比較例及び実施例のロープを以下の方法で評価し、その結果を表3〜4に示す。
評価
テスト方法
各試料を3名の上級者(INF国際なわとび競技連盟公認資格で、3段以上の有資格者)に前方3回旋跳びを5回以上跳んでもらい、跳びやすさを評価した。跳びやすさは点数をそれぞれつけ平均値で評価した。
(a)点数
跳びやすい:3点 跳びやすいとは感じない:2点 跳びにくい:1点
(b)平均値換算
平均値を計算し評価結果を以下の記号に置き換えた。
1.0以上1.5未満:×
1.5以上2.5未満:△
2.5以上3.0以下:○
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【発明の効果】
本発明のトビナワロープはダイオキシン等の有害物質を発生しない素材を用いて、低コストで製造可能で、かつ跳びやすい特性を有する。
Claims (2)
- ポリ塩化ビニル以外のゴム又はエラストマーを主成分とし、押出し成形が可能な高分子材料で成形された単層構造のトビナワロープで、線密度が10〜16g/m、ヤング率が4〜33MPa、動摩擦係数が0 . 2〜1 . 0、7kgf負荷時の引張り伸びが30〜400%、7kgf負荷開放時のロープ断面積回復率が55〜90%であることを特徴とするトビナワロープ。
- 副成分として、強化材、軟化材、充填剤、表面改質剤、滑剤から選ばれる少なくとも1種を用いる請求項1のトビナワロープ。
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