JP5197981B2 - 着色ロープ - Google Patents

Description

本発明は、着色ロープに関する。さらに詳しくは、本発明は、曳船作業などの際に好適な視認性に優れた着色ロープに関する。

例えば曳船作業において用いられるロープとしては、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの一般的な合成繊維からなるロープが使用されてきたが、近年、引張強度が高く、かつ海水より比重が小さい超高分子量ポリエチレン繊維を少なくとも一部に用いたロープも普及してきている。この超高分子量ポリエチレン繊維を一部に有するロープに関する技術として、例えば、以下のような特許文献１に開示された技術がある。

従来、超高強度ポリエチレン繊維よりなるヤーンが撚り合わされてなるストランドが適宜本数配設加撚された芯部ロープを有する曳船用ロープが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の曳船用ロープは、超高強度ポリエチレン繊維よりなる上記芯部ロープと、ポリエステル繊維とアラミド繊維よりなるヤーンを撚り合わせてなるストランドが適宜本数配設加撚されてなる外周ロープとからなるロープが三つ撚りされてなるロープである。引張強度の高い超高強度ポリエチレン繊維を用いることにより、ロープの径を小さくでき、ウインチドラムへの巻き量を多くできるので、タグボートと曳船される本船との間隔を長くできる、と称している。

一方、このようなロープが曳船作業に用いられる場合、ロープとロープガイドとの間などで繰り返しの摩擦が生じるため、ロープは徐々に磨耗していくと共にグリスなどの付着により汚れていく。そして、汚れたロープによる夕暮れ時の作業は、ロープの視認が困難で、取扱性、作業性に劣るという問題がある。そのため、ロープを所望の色に着色することが望まれている。よって、特に着色されていないような例えば特許文献１に記載された曳船用ロープでは、ロープの視認性が悪くなるという問題は解決できない。また、単に上記曳船用ロープの表面に顔料を接着させるだけでは、ロープが繰り返しの擦れで磨耗することにより色落ちしてしまう。

そこで、従来、着色された高強力ポリエチレン繊維に関する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の高強力ポリエチレン繊維は、黄色成分としてキノリン構造を含む疎水性染料などのうちの少なくとも一種以上の疎水性染料で染色されていることを特徴とする着色された高強力ポリエチレン繊維である。このような疎水性染料で染色することにより、高強力ポリエチレン繊維の高強力を低下させることなく、激しい使用にも耐える種々の染色堅牢性を有する着色された高強力ポリエチレン繊維を実現できる、と称している。

特開平１１−６１６６１号公報 特開平０７−２６８７８４号公報

しかしながら、特許文献２に記載された着色された高強力ポリエチレン繊維は、少なくとも一種以上の疎水性染料を用いて「染色」により着色されたものである。この場合、上記疎水性染料が高強力ポリエチレン繊維の内部に拡散することにより染色されるため、高強力ポリエチレン繊維の強度低下を避けることは容易でない。前記したように特許文献２の中で「高強力ポリエチレン繊維の高強力を低下させることなく、・・・」との記載があるが、その一方、強力の低下率が、９％、４．２％、５．５％であったという複数の実施例が記載されている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返しの磨耗を受けても長期間にわたって色落ちしにくいと共に、着色により着色前の強度が低下することのない着色されたロープを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明に係る着色ロープは、例えば曳船作業などの際に用いられる視認性に優れた着色ロープに関する。そして、本発明に係る着色ロープは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の着色ロープは、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。

上記目的を達成するための本発明に係る着色ロープにおける第１の特徴は、合成繊維からなる複数のヤーンを撚り合わせて形成される複数のストランドを備え、前記ストランドの少なくとも最外層を形成する前記ヤーンは、前記ストランドを形成する前の状態で前記合成繊維の表面および前記合成繊維間に顔料およびバインダーを分散させて着色処理された着色ヤーンであり、当該着色ヤーンは、超高分子量ポリエチレン繊維からなることである。

この構成によると、顔料の粒子は、ヤーンの内部に至るまでの単繊維間に分散し、バインダーにより超高分子量ポリエチレン繊維の単繊維の表面全体にわたって物理的に結合すると共に、この合成繊維の間を埋めるように単繊維同士の間隙に固着保持される。このため、顔料およびバインダーで着色されたロープが繰り返しの磨耗を受けて、ロープ表面の着色された単繊維が切断されて剥がれ落ちたとしても、その内側の着色された単繊維がロープ表面に現れてくることによりロープの色落ちは防止される。すなわち、本着色ロープは、繰り返しの磨耗を受けても長期間にわたって色落ちしにくいため視認性に優れる。また、上記のように、顔料およびバインダーによる着色処理は、物理的作用によるものであるため、着色ヤーンを構成する超高分子量ポリエチレン繊維内部に影響を与えるものではない。つまり、上記着色処理により着色前の合成繊維の強度が低下することはない。すなわち、本着色ロープは、着色により着色前の強度が低下することはない。

また、超高分子量ポリエチレン繊維の単繊維の表面は、全体にわたって顔料およびバインダーにより被覆されるので、顔料およびバインダーにより被覆された合成繊維からなるヤーンの層を少なくとも最外層に有する本着色ロープは、耐摩耗性にも優れたものとなり、早期に強度が落ちることもない。さらに、引張強度も高く耐磨耗性にも優れた超高分子量ポリエチレン繊維を少なくとも最外層に用いることで、ロープの径を小さくすることがでる。すなわち、取扱性、作業性、安全性に優れた着色ロープを提供することができる。

また、本発明に係る着色ロープにおける第２の特徴は、前記着色ヤーンの繊度が、６００００ｄＴ以下であることである。

この構成によると、顔料およびバインダーを十分に合成繊維からなるヤーンの内部まで分散させることができ、バインダーの十分な付着量を確保できる。

また、本発明に係る着色ロープにおける第３の特徴は、前記着色ヤーンにおける前記バインダーの付着量は、着色処理される前の前記ヤーンの重量の７％以上であることである。

この構成によると、顔料およびバインダーは、合成繊維からなるヤーンの内部まで十分分散する。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明に係る着色ロープは、曳船作業、車両牽引作業、荷締め作業などの用途で広く利用できるものである。

図１は、本発明に係る着色ロープの一実施形態を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る着色ロープ１は、８本のストランド２を撚り合わせて形成される８つ打ちロープであり、着色ロープ１の呼称径は７０ｍｍである。そして、ストランド２をスパイラル状に１周撚り合わせることでロープ長手方向にストランド２が進む距離である着色ロープ１のロープピッチは、着色ロープ１の呼称径の約４．２６倍である。また、ストランド２は、合成繊維からなる複数のヤーン（３、４、５、詳しくは後述する）を撚り合わせて形成されるものである。そして、上記ヤーンをスパイラル状に１周撚り合わせることでストランド２の長手方向にヤーンが進む距離であるストランドピッチは、着色ロープ１の呼称径の約３．５倍である。尚、本実施形態に係る着色ロープ１は、８つ打ちロープであるが、３本のストランドを撚り合わせて形成される３つ打ちロープ、１２本のストランドを撚り合わせて形成される１２打ちロープ、または２４本のストランドを撚り合わせて形成される２４打ちロープとしてもよい。

次に、ストランド２を形成するヤーンについて説明する。図２は、図１に示す着色ロープ１のＡ−Ａ断面の概略図である。また、図３は、図２に示すストランド２断面の概略図である。

まず、図２に着色ロープ１のＡ−Ａ断面を示すように、本実施形態に係る着色ロープ１は、８本のストランド２からなるものである。そして、図３に示すように、ストランド２は、合成繊維からなるヤーン（３、４、５）を撚り合わせた複数のヤーン（３、４、５）から形成されている。そして、ストランド２は、最外層の環状の層Ｘと、芯Ｚと、層Ｘと芯Ｚとの中間の環状の層Ｙとからなるものである。このように、本実施形態に係るストランド２は、３つの層から構成されている。尚、必ずしも３つの層に限られる必要はなく、例えば環状の１つの層（最外層）と芯とから構成されてもよい。

また、最外層の環状の層Ｘは２９本のヤーン３からなり、中間の環状の層Ｙは２１本のヤーン４からなり、芯Ｚは、２２本のヤーン５からなる。

ここで、ストランド２の最外層（層Ｘ）を形成するヤーン３は、超高分子量ポリエチレン繊維からなるものであって、ヤーン３を撚り合わせてストランド２を形成する前の状態で、着色処理された着色ヤーン３である。本実施形態においては、層Ｙを形成するヤーン４および芯Ｚを形成するヤーン５は着色処理されていないが、ヤーン３と同様に着色処理を施してもかまわない。尚、ヤーン４は、超高分子量ポリエチレン繊維からなるものであり、ヤーン５は、ポリプロピレン繊維からなるものである。最外層（層Ｘ）を形成するヤーン３および中間の環状の層Ｙを形成するヤーン４に、引張強度も高く耐磨耗性にも優れた超高分子量ポリエチレン繊維を用いることで、着色ロープ１の径を小さくすることがでる。使用する超高分子量ポリエチレン繊維は、一般に、超高強度ポリエチレン繊維、あるいは高強力ポリエチレン繊維と呼ばれる繊維であってもよい。

次に、図４は、図３に示す着色ヤーン３断面の概略図である。図４に示すように、着色ヤーン３は、７本の原糸６を下撚りしたもの３本をさらに上撚りして形成されたものである。下撚りは、２２回／３０ｃｍ行い、上撚りは、１５回／３０ｃｍ行っている。また、図３に示すヤーン４は、着色ヤーン３と同様、７本の原糸を下撚りしたもの３本をさらに上撚りして形成されたもので、下撚り２２回／３０ｃｍ、上撚り１５回／３０ｃｍ行っている。また、図３に示すヤーン５は、２本の原糸を下撚りしたもの５本をさらに上撚りして形成されたもので、下撚り２４回／３０ｃｍ、上撚り１２回／３０ｃｍ行っている。

また、着色ヤーン３を形成する着色原糸６、およびヤーン４を形成する原糸は、いずれも東洋紡績株式会社で製造されているダイニーマ（商品名）という超高分子量ポリエチレン繊維であり、繊度は１７６０ｄＴである。また、繊維数は、１５６０Ｆ（フィラメント）である。尚、着色ヤーン３およびヤーン４の繊度は、１７６０×７×３＝３６９６０ｄＴとなる。また、ヤーン５を形成する原糸の繊度は、３３００ｄＴのものを用いた。

次に、図５は、図４に示す着色原糸６断面の概略図である。図５に示すように、ヤーン３を形成する原糸（着色原糸）６は、ストランド２を形成する前の状態で、つまり、ヤーン３の状態で、合成繊維（超高分子量ポリエチレン繊維）７の表面および合成繊維（超高分子量ポリエチレン繊維）７の間（間隙）に顔料およびバインダー８を分散させて着色処理されたものである。

顔料およびバインダー８を、ヤーン３の状態で合成繊維７の表面および合成繊維７の間に分散させることで、顔料の粒子は、ヤーン３の内部に至るまでの単繊維間に分散し、バインダーにより合成繊維７（単繊維）の表面全体にわたって物理的に結合すると共に、この合成繊維７の間を埋めるように単繊維同士の間隙に固着保持される。このため、顔料およびバインダー８で着色された着色ロープ１が繰り返しの磨耗を受けて、ロープ表面の着色された合成繊維７が切断されて剥がれ落ちたとしても、その内側の着色された合成繊維７がロープ表面に現れてくることによりロープの色落ちは防止される。すなわち、着色ロープ１は、繰り返しの磨耗を受けても長期間にわたって色落ちしにくいため視認性に優れる。

また、上記のように、顔料およびバインダー８による着色処理は、物理的作用によるものであるため、着色ヤーン３を構成する超高分子量ポリエチレン繊維内部に影響を与えるものではない。つまり、上記着色処理により着色前の合成繊維７の強度が低下することはない。すなわち、着色ロープ１は、着色により着色前の強度が低下することはない。

また、合成繊維７の表面は、全体にわたって顔料およびバインダー８により被覆されるので、顔料およびバインダー８により被覆された被服層を有する合成繊維７からなる着色ヤーン３の層を最外層に有する着色ロープ１は、耐摩耗性にも優れたものとなり、早期に強度が落ちることもない。

尚、前記したように、本実施形態では、着色ヤーン３の繊度を３６９６０ｄＴとしているが、着色ヤーンの繊度としては、６００００ｄＴ以下であることが好ましい。超高分子量ポリエチレン繊維からなる６００００ｄＴ以下のヤーンは、直径が約６ｍｍ以下であり、ヤーンの状態での着色処理で、顔料およびバインダー８を十分に合成繊維からなるヤーンの内部まで分散させることができる。

また、着色ヤーンにおけるバインダーの付着量は、着色処理される前のヤーンの重量の７％以上であることが好ましい。これにより、顔料およびバインダー８は、合成繊維からなるヤーンの内部まで十分分散する。

次に、着色ロープ１を構成するストランド２の製造方法について説明する。図６は、図２に示すストランド２を製造するための製造装置１００の概略図である。

図６に示すように、ストランド２を製造するための製造装置１００は、ボビン（１７、１８、１９）が回転自在に取り付けられたクリール１１と、着色処理液が満たされた着色バス１２と、乾燥炉１３と、ヤーンを撚り合わせるための第１ボイス２０が取り付けられた第１収束盤１４と、ヤーンを撚り合わせるための第２ボイス２１が取り付けられた第２収束盤１５と、ヤーンを撚り合わせるための第３ボイス２２が取り付けられた第３収束盤１６とから構成されている。

ストランド２の最外層（層Ｘ）を形成するヤーン３は、ボビン１９に巻きつけられ、ストランド２の中間の環状の層Ｙを形成するヤーン４は、ボビン１７に巻きつけられ、ストランド２の芯Ｚを形成するヤーン５は、ボビン１８に巻きつけられる。

そして、着色バス１２に満たされた着色処理液は、顔料およびバインダーからなる処理液である。水１００重量部に対して、顔料は、住化カラー株式会社製の黄色の顔料（タイプＰＭ−３Ｔ０８７（イエロー）、平均粒子径０．０４μｍ、固形分濃度３５％）を１．５重量部用い、バインダーは、ＢＩＰ社製のウレタンＬ９０１０（固形分濃度２３％）を、５０重量部混合したものを用いた。

まず、ストランド２の芯Ｚを形成するヤーン５は、ボビン１８から第１収束盤１４の第１ボイス２０に供給され、第１ボイス２０の回転により撚り合わされる。撚り合わされた複数のヤーン５は、ストランド２の芯Ｚを形成し第２収束盤１５、第３収束盤１６の順に後段の工程へ送られていく。

ストランド２の中間の環状の層Ｙを形成するヤーン４は、ボビン１７から第２収束盤１５の第２ボイス２１に供給され、第２ボイス２１の回転により撚り合わされる。撚り合わされた複数のヤーン４は、芯Ｚを覆うようにストランド２の中間の環状の層Ｙを形成し、第３収束盤１６へ送られていく。

次に、ストランド２の最外層（層Ｘ）を形成するヤーン３は、まず、ボビン１９から着色バス１２の中へ供給される。そして、ヤーン３を乾燥させるための乾燥炉１３に送られる。このように、ヤーン３を着色バス１２に満たされた上記着色処理液に浸漬し、乾燥炉１３で乾燥することにより、着色処理された着色ヤーン３が形成される。これにより、顔料の粒子は、ヤーン全体の繊維間まで分散されバインダーにより固着され、約１０％（着色処理される前のヤーン３の重量に対する割合）という高い付着量でバインダーをヤーン３に付着させることができた。

着色処理された着色ヤーン３は、第３収束盤１６の第３ボイス２２に供給され、第３ボイス２２の回転により撚り合わされる。寄りあわされた複数の着色ヤーン３は、環状の層Ｙを覆うようにストランド２の最外層（層Ｘ）を形成し、層Ｘ、層Ｙ、および芯Ｚからなるストランド２を形成する。その後、８本のストランド２を撚り合わせて着色ロープ１が完成する。

尚、上記着色処理に際しては、ヤーン３にテンションをできるだけ加えないで行うことが好ましい。これにより、顔料およびバインダー８の粒子がヤーン３の内部まで分散しやすくなり、バインダーを十分な付着量でヤーン３に付着させることができる。

また、従来は、ヤーンを撚り合わせて形成したストランド、またはストランドを撚り合わせたロープの状態で着色処理を行っているが、ヤーンには撚り合わされることによりテンションが加わった状態であり、さらに、ストランドやロープの外表面のみからの着色処理となり、顔料およびバインダー８の粒子は、ヤーン内部へ分散しにくい。参考として、ストランドの状態での着色処理ではバインダー付着量は、５．７％、ロープの状態での着色処理ではバインダー付着量は、３．１％であった。

尚、ストランド２の製造方法としては、図６に示すように着色していないヤーン３をボビン１９にセットして、着色、乾燥固化、撚り合わせの工程を連続的に行ってもよいが、事前に着色処理した着色ヤーン３をボビン１９にセットして、その後、ストランド２の最外層（層Ｘ）に着色ヤーン３が配置されたストランド２を製造してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

本発明に係る着色ロープの一実施形態を示す図である。 図１に示す着色ロープのＡ−Ａ断面の概略図である。 図２に示すストランド断面の概略図である。 図３に示す着色ヤーン断面の概略図である。 図４に示す着色原糸断面の概略図である。 図２に示すストランドを製造するための製造装置の概略図である。

符号の説明

１ 着色ロープ
２ ストランド
３ 着色ヤーン（ヤーン）
４、５ ヤーン
６ 着色原糸（原糸）
７ 合成繊維（単繊維）
８ 顔料およびバインダー
Ｘ 層（最外層）
Ｚ 芯

Claims (3)

1. 合成繊維の多数の単繊維からなる複数の原糸を撚り合わせて形成される複数のヤーンをさらに撚り合わせて形成される複数のストランドを備え、
   前記ストランドの少なくとも最外層を形成する前記ヤーンは、前記ストランドを形成する前の状態で前記単繊維の表面および前記単繊維間に顔料およびバインダーを分散させて、当該顔料およびバインダーが前記原糸の中心部まで分散した着色ヤーンであり、当該着色ヤーンは、超高分子量ポリエチレン繊維からなることを特徴とする、着色ロープ。
2. 前記着色ヤーンは、超高分子量ポリエチレン繊維の多数の単繊維からなる複数の原糸を撚り合わせた後、且つ前記ストランドを形成する前の状態で、当該単繊維の表面および当該単繊維間に顔料およびバインダーを分散させたヤーンであることを特徴とする、請求項１に記載の着色ロープ。
3. 前記着色ヤーンの繊度が６００００ｄＴ以下であり、
   前記着色ヤーンにおける前記バインダーの付着量は、着色処理される前の前記ヤーンの重量の７％以上であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の着色ロープ。

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