JP6633094B2 - ロープ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はロープ及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、軽量、高強度で耐摩耗性に優れるロープとその製造方法に関する。
本発明のロープの使用分野は特に制限されず、あらゆる技術分野で利用できるが、代表的な使用例としては海洋構造物や船舶の係留用を例示できる。

係留用ロープの使用例として、係船ブイを例示できる。図８に示すように、係船ブイＢには複数本のチェーン101の上端が連結されており、下端にはアンカーＡＣが連結されている。アンカーＡＣは海底に設置され、係船ブイＢは海面上に浮いている。潮の上下を考慮して、チェーン101の長さには余裕があるので、海底の砂等と接触することもある。

チェーン101自体は鋼製で強度があるが、錆びにより劣化しやすく、また海底の砂利が隣接するチェーン同士の間に入り込み何度もこすられると腐食層の摩耗が早くすすみ破断するので、２年位で交換しなければならなくなる。そして、交換作業は、水中で行うがチェーン101の重量が重く、ダイバーでは作業できず、作業船を必要とするので作業費用が高価となる。

上記の問題は、チェーン101の代りにロープを使えば解決する。たとえば、水中での変換作業も軽い負荷で行える。しかしながら、ロープを海中で使用すると、海中の砂その他の細かな夾雑物がロープの編目から内部に進入してしまい、夾雑物とロープ繊維との摩擦によってロープが早期に破断するという問題がある。

ロープの摩擦等を防止する従来技術としては、特許文献１〜３がある。
特許文献１は、有機系繊維を撚糸した繊維構造物を芯材部とし、その表面に熱可塑性樹脂を被覆して構成したロープ状物を開示している。

しかし、特許文献１は、被覆の形態が不明であると共に、用いる樹脂が熱可塑性であることを特徴としている。熱可塑性樹脂は被覆形成の都合は良いかもしれないが、海中につけられて長期間使用された場合の耐性は不明である。

特許文献２は、３層構造のストランドを特徴としており、内層が原糸を集合したヤーンであり、その外側の中層が熱可塑性樹脂の被覆層であり、その外側の外層が原糸を撚り合わせたヤーンとなっている。つまり、ストランドは内層ヤーンと中層被覆層と外層ヤーンとからなる層構造なので、太いストランドとなり、それを編んだロープも太いものとならざるをえない。
また、ストランドの外表面に表われる外層ヤーンは樹脂被覆で守られていないので、海中で使用した際には、海中夾雑物の混入による摩耗を防ぐことができず、早期に破断するという問題が依然として残っている。

特許文献３の従来技術は、ロープの外周にカバーを取付けたもので、カバーは布状部材を用いた矩形状のカバー本体と、帯状のノンスリップマットと、フラップと面ファスナーからなり、ロープの適所に被せて使用するものである。
しかるに、上記カバーでは海底の砂利がロープの中に進入することを防ぐことができず、海中での使用には制約が大きかった。
また、カバーではロープの全長に付けるとロープの操作性を損うため、部分的に装着することになるので、ロープの全長に耐摩耗性を付与することはできなかった。

特開平９−２０９２８０号公報 特開２０００−１７８８８８号公報 特開２００７−３２０５５９号公報

本発明は上記事情に鑑み、海中で使用しても摩耗しにくく長寿命を保てるロープを提供することを目的とする。また、本発明はそのようなロープを実現化する製造方法を提供することを目的とする。

第１発明のロープは、超高分子量ポリエチレン繊維の原糸を用いて撚糸したヤーンと、ヤーンで撚糸したストランドを含み、前記ストランドで製綱したロープであって、前記ヤーンは油分の除去と親和化処理がされており、前記ヤーンの外表面、または前記ストランドの外表面、または前記ロープの外表面に、ロープを保護する樹脂被覆層が形成されており、該樹脂被覆層を構成する樹脂の一部が前記ヤーンの内部に進入して前記原糸を束ねるバインダーとなっていることを特徴とする。
第２発明のロープは、第１発明において、前記ヤーンが、ファーストヤーンを撚糸したセカンドヤーンであることを特徴とする。
第３発明のロープは、第１発明において、前記樹脂被覆層が、前記原糸に対し親和性のある親和性樹脂層からなる被覆内層と、該被覆内層の外表面に形成された疎水性樹脂層とからなる被覆外層を備えていることを特徴とする。
第４発明のロープは、第１発明において、前記樹脂被覆層が、疎水性樹脂からなる疎水性樹脂層のみであることを特徴とする。
第５発明のロープは、第１発明において、前記樹脂被覆層が、親和性樹脂と疎水性樹脂の性質を共に備える親和疎水両性樹脂層からなることを特徴とする。
第６発明のロープの製造方法は、超高分子量ポリエチレン繊維の原糸を用いて撚糸したヤーンと、該ヤーンで撚糸したストランドを含み、前記ストランドで製綱したロープの製造方法であって、前記ロープに含まれる油分を除去し、かつその表面を親水化処理する前処理工程を行い、ついで、前記ヤーンの外表面、または前記ストランドの外表面、または前記ロープの外表面に、ロープを保護する樹脂被覆層を形成するコーティング工程と、前記ヤーンの内部に前記樹脂被覆層を構成する樹脂を進入させて前記原糸を束ねるバインダーを形成する絞り工程とを含む樹脂被覆工程が行われることを特徴とする。
第７発明のロープの製造方法は、第６発明において、前記前処理工程が、ヤーンの状態で実施されることを特徴とする。
第８発明のロープの製造方法は、第７発明において、前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に前記原糸に対し親和性のある親和性樹脂層を形成する第１コーティング工程と、前記第１コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける第１絞り工程と、前記第１絞り工程を終えたヤーンの前記親和性樹脂層の外表面に疎水性樹脂層を形成する第２コーティング工程と、前記第２コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける第２絞り工程と、ことを特徴とする。
第９発明のロープの製造方法は、第７発明において、前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に疎水性樹脂層を形成するコーティング工程と、前記コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程と、ことを特徴とする。
第１０発明のロープの製造方法は、第７発明において、前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に親和疎水両性樹脂層を形成するコーティング工程と、前記コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程と、ことを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）ヤーンは油分が除去され親和化処理されているので、樹脂被覆層の樹脂が強固に密着する。
ｂ）ロープを保護する樹脂被覆層により、海中のゴミ、砂などがロープの内部に進入することがなく、このため、ヤーン同士やストランド同士のこすれによる摩耗が生じない。また、海中や海上の固定物にロープが接触しても樹脂被覆層によってロープ本体の直接接触が避けられる。
ｃ）樹脂被覆層からヤーンの内部に進入した樹脂がヤーンを構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き繊維同士の結束力を高める。また、仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上しロープ寿命が長くなる。
第２発明により、セカンドヤーンに樹脂被覆すると、ファーストヤーンに樹脂被覆する場合に比べ、数分の一の加工工数で同一性能の保護効果が得られる。
第３発明によれば、被覆内層の樹脂が外層の疎水性樹脂を強固にヤーンや、ストランドやロープ本体に密着させるので、樹脂被覆の耐性が高くなる。かつ、疎水性樹脂層が海水のロープ内への進入を防ぐので、海水中の砂などの進入を防ぎやすく、この点からもロープ寿命が向上する。
第４発明によれば、疎水性樹脂層が被覆されている以上、海水のロープ内への進入を防ぐので、海水中の砂などの進入を防ぎ、この点からもロープ寿命が向上する。
第５発明によれば、親和疎水両性樹脂層に含まれる親和性樹脂がその外層の疎水性樹脂をヤーンや、ストランドやロープ本体に密着させるので、ロープ寿命を発揮する期間が長くなる。かつ、疎水性樹脂が海水のロープ内への進入を防ぐので、海水中の砂などの進入を防ぎ、この点からもロープ寿命が向上する。
第６発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）前処理工程によって、油分を除去するので樹脂被覆を可能とする条件が整い、それに続いてヤーンやストランドの外表面が樹脂に対して親和化されるので、樹脂被覆層の樹脂が強固に密着する。
ｂ）絞り工程での加圧により樹脂被覆層を構成する樹脂がヤーンの内部に進入するので、この進入した樹脂がヤーンを構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き繊維同士の結束力を高める。
ｃ）コーティング工程で形成される樹脂被覆層により、海中のゴミ、砂などがロープの内部に進入することがなく、このため、ヤーン同士やストランド同士のこすれによる摩耗が生じない。また、海中や海上の固定物にロープが接触しても樹脂被覆層によってロープ本体の直接接触が避けられる。
ｄ）仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上しロープ寿命が長くなる。
第７発明により、セカンドヤーンに樹脂被覆すると、ファーストヤーンに樹脂被覆する場合に比べ、数分の一の加工工数で同一性能のロープが得られる。
第８発明によれば、第１コーティング工程の後で第１絞り工程を行うと、被覆したばかりの樹脂がヤーンの内部に進入するので、この樹脂がヤーンを構成する原糸を束ねるバインダーとして働き、かつこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する。また、この樹脂がヤーンを構成する原糸を束ねるバインダーとして働き、かつこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する。また、第２コーティング工程の後で第２絞り工程を行うと、被覆したばかりの樹脂がさらにヤーンの内部にも進入するので、海水やこれに混在している砂等の摩耗材料のロープ内部への進入を防止するガードとして働く。このため、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。
第９発明によれば、コーティング工程の後で絞り工程を行うと、被覆したばかりの樹脂がヤーンの内部にも進入するので、この樹脂がヤーンを構成する原糸を束ねるバインダーとして働き、かつこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する。また、海水やこれに混在している砂等の摩耗材料のロープ内部への進入を防止するガードとして働く。このため、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。
第１０発明によれば、コーティング工程の後で絞り工程を行うと、被覆したばかりの樹脂がヤーンの内部に進入するので、この樹脂がヤーンを構成する原糸を束ねるバインダーとして働き、かつこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する。また、海水やこれに混在している砂等の摩耗材料のロープ内部への進入を防止するガードとして働く。このため、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。

本発明の一実施形態に係るロープの構造説明図である。 本発明のロープの樹脂被覆層の説明図である。 本発明におけるロープの製造方法に関する第１実施形態の工程図である。 前処理工程の説明図である。 本発明におけるロープの製造方法に関する第２実施形態の工程図である。 本発明におけるロープの製造方法に関する第３実施形態の工程図である。 本発明に係るロープの一使用例の説明図である。 従来用いられていた係留用チェーンの説明図である。

本発明の実施形態を、「ロープ」と「製造方法」に分けて説明する。
（（ロープ））
本発明の実施形態に係るロープを、図１および図２に基づき説明する。
まず、図１に基づきロープの基本的構成を説明する。
一般に、原糸を撚糸したものをヤーンとし、複数本のヤーンを撚糸したものをストランドとし、複数本のストランドで製綱してロープとなるが、原糸やヤーン、ストランドの本数は任意である。

図１は本発明を適用したロープの代表的な例であり、つぎのように構成されている。
原糸５は、直径１２μｍで１５８０本の繊維６を引き揃えたものである。原糸５を３本用いて撚糸すると、ファーストヤーン４となる。ファーストヤーン４を４本用いて撚糸するとセカンドヤーン３となる。セカンドヤーン３を２４本用いて撚糸するとストランド２となる。ストランド２を８本用いて製綱したものがロープ１である。

本発明では、原糸６には、超高分子量ポリエチレン繊維を用いている。
超高分子量ポリエチレン繊維は、通常２〜３０万の分子量を１００〜７００万まで高めたポリエチレンであり、つぎの特徴を備えている。
１）非常に高い耐衝撃性を持つ。
２）耐摩耗性に優れ、自己潤滑性を持つ。
３）比重が０．９２から０．９７であり、水よりも軽い。
４）吸水性が無く寸法安定性に優れる。
これらの性質はロープとして製綱された状態でも、そのまま継承される。

本発明のロープは、上記した基本的構成のうえに、さらにロープを保護する樹脂被覆層１０を形成したものである。この樹脂被覆層１０は、海中で使用しても砂等の夾雑物のロープ内への進入を防止し、かつ海中および海上の固定物に強く接触しても摩耗しにくくして、ロープ１を保護し、長寿命化するために形成されている。

前記樹脂被覆層１０は、ヤーンの外表面、とくにセカンドヤーン３の外表面に形成されるのが代表的であるが、ストランドの外表面とかロープの外表面とかに形成したものも本発明に含まれる。樹脂被覆層１０は、上記外表面のどこに形成されていても、海中の砂等の進入を防ぎ、外部接触に対する摩耗性も改善できるからである。
樹脂被覆層１０が、ファーストヤーン４でなくセカンドヤーン３の外表面に形成されているときは、ファーストヤーンに樹脂被覆する場合に比べ、セカンドヤーンに樹脂被覆すると、数分の一の加工工数で同一性能の保護効果が得られる。

図２に基づき樹脂被覆層１０のパターン３種を適用した第１〜第３実施形態のロープを説明する。
（第１実施形態）
図２（Ａ）に示すように、セカンドヤーン３の外周の樹脂被覆層１０は、被覆内層である親和性樹脂層１１と、この被覆内層の外表面に形成された被覆外層である疎水性樹脂層１２とから構成されている。

被覆内層には、後述する製法で親水性に表面改質されたヤーンの外表面に親和性のある樹脂が用いられる。ここでいう親和性のある樹脂とは、酸素官能基を有する水分散性のある組成物であり、たとえば、炭化水素オリゴマー、エチレン系コポリマー、オレフィン系ブロックコポリマー、ポリプロピレン系エマルジョン、ウレタン系エマルジョン、アクリルエマルジョン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンエマルジョン、変性ラテックスエマルジョン変性アクリルエマルジョンなどが例示できる。また、これらの中から少なくとも2以上選ばれる樹脂からなる混合物であってもよい。このような親水性に表面改質されたヤーンに親和性のある樹脂を用いて被覆内層を形成する場合、セカンドヤーン３に対して優れた密着性を発揮するので、被覆樹脂層１０のロープ１への保護性能が高くなる。

被覆外層は、前記被覆内層の親和性樹脂層１１に対し親和性を有し、かつ疎水性を有する樹脂で形成される。そのような疎水性樹脂としては、フッ化アルキルオリゴマー、オルガノシリシコン系ポリマー、コールタール、アスファルテン及び、これらの混合物などを例示できるが、これらに限られるものではない。上記のように形成された疎水性樹脂層１２は、海水をはじき、海水と共に進入してくる細かい砂などの夾雑物のロープ１内への進入を防止する。

樹脂被覆層１０が形成されたセカンドヤーン３は、常法にしたがって、図１に示すように、ストランド２として編まれ、さらにロープ１として製綱される。これが第１実施形態のロープである。

上記のロープ１では、被覆内層の親和性樹脂層１１が被覆外層の疎水性樹脂層１２をセカンドヤーン３の外表面に強く密着させるので、摩耗によるロープ組織の崩れを防止でき、ロープ寿命が長くなる。また、疎水性樹脂層１２が海水のロープ１内への進入を防ぐので、海水中の砂などの夾雑物の進入を防ぎ、この点からも耐摩耗性が向上するのでロープの寿命も長くなる。

後述の製法で詳述するが、コーティング工程の後の絞り工程では被覆したばかりの親和性樹脂がセカンドヤーン３の内部に進入する。この内部に進入した樹脂はセカンドヤーン３を構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き、繊維同士の結束力を高め、また仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上し寿命が長くなる。

（第２実施形態）
第２実施形態のロープでは、図２（Ｂ）に示すように、セカンドヤーン３の外周面の樹脂被覆層１０は、疎水性樹脂からなる疎水性樹脂層１２のみである。疎水性樹脂としては、前記第１実施形態のものがとくに制限なく用いられる。
疎水性樹脂層１２が形成されたセカンドヤーン３は、常法にしたがって、図１に示すように、ストランド２として編まれ、さらにロープ１として製綱される。これが第２実施形態のロープである。

上記のロープ１では、セカンドヤーン３の外周面に形成された疎水性樹脂層１２が被覆されているので、海水のロープ内への進入を防ぐので、海水中の砂などの夾雑物の進入を防ぎ、この点から耐摩耗性が向上するのでロープの寿命も長くなる。

後述の製法で詳述するが、コーティング工程の後の絞り工程では被覆したばかりの疎水性樹脂がセカンドヤーン３の内部に進入する。この内部進入した樹脂がセカンドヤーン３を構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き、繊維同士の結束力を高め、また仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上し寿命が長くなる。

（第３実施形態）
第３実施形態のロープでは、図２（Ｃ）に示すように、セカンドヤーン３の外周面の樹脂被覆層は、親和疎水両性樹脂層１３からなる。親和疎水両性樹脂層１３は、表面改質後の原糸との密着性と疎水性の両方の性質をもつ樹脂からなる層である。この親和疎水両性樹脂層１３は、一種の樹脂であってもよく、二種以上の樹脂を混合したものでもよい。親和疎水両性樹脂層１３には前記第１実施形態で例示したもの、若しくは前記第１実施形態で例示した内層樹脂及び外層樹脂の中から選ばれる2以上の樹脂を混合したものがとくに制限なく用いられる。

またこれらの樹脂の中に、樹脂自体の耐摩耗性を向上させる目的でフィラーを添加することも可能である。フィラーとしては、耐屈曲性も考慮して繊維質や高分子バルク体が望ましく、例えば、再生繊維、植物繊維、カーボンブラック、SBSフィラー、ABSフィラー、PTFEフィラーなどが挙げられる。
親和疎水両性樹脂層１３が形成されたセカンドヤーン３は、常法にしたがって、図１に示すように、ストランド２として編まれ、さらにロープ１として製綱される。これが第３実施形態のロープである。

上記のロープ１では、親和疎水両性樹脂層１３に含まれる親和性樹脂がその外層の疎水性樹脂を強固にヤーン３に密着させるので、耐摩耗性を発揮する期間が長くなる。かつ、疎水性樹脂が海水のロープ内への進入を防ぐので、海水中の砂などの夾雑物の進入を防ぎ、この点からもロープ寿命が向上する。

後述の製法で詳述するが、コーティング工程の後の絞り工程では、被覆したばかりの親和疎水両性樹脂がセカンドヤーン３の内部に進入する。この内部に進入した樹脂がセカンドヤーン３を構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き、繊維同士の結束力を高め、また仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上し寿命が長くなる。

（（製造方法））
つぎに、本発明に係るロープの製造方法を説明する。
本発明に係る製造方法は、超高分子量ポリエチレン繊維の原糸５を用いて撚糸したヤーン３、４と、このヤーン３、４で撚糸したストランド２を含み、このストランド２で製綱するロープ１の製造方法である。

この製造方法は、図３に示すように、前記ロープ１に含まれる油分を除去し、被覆しようとする樹脂に対し表面を親和化する前処理工程Ｉを行い、ついで、前記ヤーン３、４の外表面、または前記ストランド２の外表面、または前記ロープ１の外表面に、ロープを保護する樹脂被覆層１０を形成する樹脂被覆工程IIが行われることを特徴とする。以下、第１〜第３実施形態のロープ１（図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ））に対応した３つの製造方法を説明する。

（第１製造方法）
図３は第１実施形態のロープ（図２（Ａ））の製造方法を示している。
まず、常法により、超高分子量ポリエチレン繊維の原糸５からなるファーストヤーン４を撚糸してセカンドヤーン３を作る。この段階で以下に詳述する前処理工程Ｉと樹脂被覆工程IIを実施する。
このようにセカンドヤーン３に樹脂被覆すると、ファーストヤーン４に樹脂被覆する場合に比べ、数分の一の加工工数で同一性能のロープが得られる。

前処理工程Ｉ
前処理工程Ｉには、ａ）ＵＶ処理法と、ｂ）大気圧プラズマ法の二つを適用できる。
ＵＶ処理法では、過酸化水素を紫外線にさらすことで活性ラジカルを発生させ、大気圧プラズマ法では空気中で高周波電源を用いて１万ボルト程度の高電圧を印加することでオゾン等を発生させるが、このような環境にセカンドヤーン３を晒すと前処理工程を行うことができる。

（油分除去）
セカンドヤーン３を上記環境下におくと、セカンドヤーン３の油分が酸化分解するので、ヤーン３、４に含まれている油分を除去できる。

（表面親和化）
油分除去の後、そのままセカンドヤーン３の前処理工程を進めると、セカンドヤーン３の露出表面の親和化処理が行われる。ここで「露出表面ｆ」とは、図４に示すセカンドヤーン３の表面を構成するファーストヤーン４の外向きの表面であって、前処理雰囲気にさらされる部分をいう。図４では太線の部分が該当する。

ファーストヤーン４はもちろん超高分子量ポリエチレン繊維からなるので、その化学式はＣにＨが結合した構造となっている。オゾンにさらされると超高分子量ポリエチレン繊維の露出表面で酸化反応が起こり、ＯやＯＨが導入される。このＯやＯＨは酸素官能基であり、酸素官能基が導入されることで親水性を有する樹脂が化学的に密着しやすくなる。この処理を表面親和処理という。

上記前処理工程Ｉを実施することによって、油分が除去され樹脂被覆を可能とする条件が整い、それに続いてセカンドヤーンの露出表面が被覆しようとする樹脂に対し親和化されることになる。たとえば、前処理を行う前のセカンドヤーン３における接触角は約９０°であるが、前処理後の接触角は４０°以下となるように親水化する。このように表面親和化が進むと、樹脂被覆層１１の樹脂が強固に密着するという効果が得られる。

樹脂被覆工程II
前記樹脂被覆工程IIは、前処理工程Ｉを終えたセカンドヤーン３の露出表面に親和性樹脂層を形成する第１コーティング工程II１と、前記第１コーティング工程を終えたセカンドヤーン３を外周から加圧し絞りをかける第１絞り工程II２と、第１絞り工程II２を終えたセカンドヤーン３の親和性樹脂層の外表面に疎水性樹脂層を形成する第２コーティング工程II３と、第２コーティング工程II３を終えたセカンドヤーン３を外周から加圧し絞りをかける第２絞り工程II４とからなる。

第１コーティング工程II１は、前記した親和性樹脂を水分散したタンクの中にどぶ漬けする方法のほか、親和性樹脂を吹き付けたり滴下して塗布する方法など任意の方法で実施される。どぶ漬けの方法としては、セカンドヤーン３を順次にタンク中に入れつつ引き出す連続工法をとってもよく、一定量のセカンドヤーン３をタンクに漬けてから引き上げるバッチ方式をとってもよい。これによりセカンドヤーン３の外周に親和性樹脂層１１が被覆内層として形成される。なお、連続法の方が長尺のロープ加工には適しており、生産性も高くなる。

第１絞り工程II２は、第１コーティングII１の後で実施される。ここで行う絞り加工は、セカンドヤーン３をダイスに通す等の方法によりセカンドヤーン３の外部から中心に向けて加圧することであり、この加圧により、余分な樹脂をそぎ落しつつ、充分な量の親和性樹脂をセカンドヤーン３の内部にしみ込ませる。

上記の第１絞り工程II２を行うと、被覆したばかりの親和性樹脂がセカンドヤーン３の内部に進入するので、この内部進入した樹脂がセカンドヤーン３を構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き繊維同士の結束力を高める。また、仮に外部被覆層に破れ等が生じても、ロープ内部に細石等の夾雑物が入らなくする。さらに、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐久性が向上しロープ寿命が長くなる。

ついで、第２コーティング工程II３が実行される。
第２コーティング工程II３は、前記した疎水性樹脂水分散したタンクの中にどぶ漬けする等の方法で実施される。どぶ漬けの方法として、セカンドヤーン３を順次にタンク中に入れつつ引き出す連続工法をとってもよく、一定量のセカンドヤーン３をタンクに漬けてから引き上げるバッチ方式をとってもよい。これにより被覆内層（親和性樹脂層１１）の外表面に疎水性樹脂層１２が被覆外層として形成される。

第２絞り工程II４は、第２コーティングII３の後で実行される。ここで行う絞り加工は、セカンドヤーン３をダイスに通す等の方法によりセカンドヤーン３の外部から中心に向けて加圧することであり、この加圧により、余分な樹脂をそぎ落しつつ、さらに疎水性樹脂をセカンドヤーン３の内部にしみ込ませる。

第２コーティング工程II３の後で第２絞り工程II４を行うと、被覆したばかりの疎水性樹脂が先に内部進入していた親和性樹脂に加えてヤーンの内部にも進入するので、ヤーン３、４の表面の撥水性が高くなる。たとえば、接触角は１１０°以上にも達する。このため、疎水性樹脂層１２が海水やこれに混在している砂等の夾雑物のロープ内部への進入を防止するガードとして働き、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。

上記のようにして被覆を終えたセカンドヤーン３は常法にしたがって、ストランド２に編まれ、さらにロープ１に製綱される。これにより、図２（Ａ）に示すパターンの被覆が形成されたロープ１（図１参照）が得られる。

図５は、第２実施形態のロープ（図２（Ｂ））の製造方法を示している。
本実施形態における前処理工程Ｉは、油分除去と、これについで行う疎水性樹脂に親和性を与える処理からなる。この親和性処理も、前記第１実施形態で採用したＵＶ処理法や大気プラズマ法を適用できる。

疎水性樹脂に親和性を与える前処理工程Ｉは、前記第１製造方法で説明したものと概ね同様であるが、薬剤のみ異ならせた処理が好適である。紫外線に反応するフッ素系薬剤処理もしくはフッ素系薬剤をプラズマ処理することにより、超高分子量ポリエチレン繊維の表面のＣが反応を起し、Ｈがフッ素官能基と置換される。

ついで、樹脂被覆工程IIに進むが、この樹脂被覆工程IIは、前処理工程Ｉを終えたセカンドヤーン３の表面に疎水性樹脂層１２を形成するコーティング工程II３と、このコーティング工程II３を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程II４とからなる。
つまり、この製造方法は、図３に示す第１コーティング工程II１と第１絞り工程II２を省略し、第２コーティング工程II３と第２絞り工程II４を用いた製法である。その余の工程は第１実施形態と同様である。
疎水性樹脂層１２を形成する疎水性樹脂は、既述のものが用いられる。

コーティング工程II３で前記樹脂を被覆した後で絞り工程II４を行うと、被覆したばかりの疎水性樹脂がヤーンの内部にも進入するので、ヤーン３、４の表面の撥水性が高くなる。たとえば、接触角は１１０°以上にも達する。このため、疎水性樹脂層１２が海水やこれに混在している砂等の夾雑物のロープ内部への進入を防止するガードとして働き、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。

上記のようにして被覆を終えたセカンドヤーン３は常法にしたがって、ストランド２に編まれ、さらにロープ１に製綱される。これにより、図２（Ｂ）に示すパターンの被覆が形成されたロープ１（図１参照）が得られる。

図６は、第３実施形態のロープ（図２（Ｃ））の製造方法を示している。
本実施形態における前処理工程Ｉは、前記第１実施形態と同様の油分除去と、これについで行う表面親和処理からなる。

疎水性樹脂に親和性を与える前処理工程Ｉは、前記第１製造方法で説明したものと概ね同様である。

ついで、樹脂被覆工程IIに進むが、この樹脂被覆工程IIは、前処理工程Ｉを終えたセカンドヤーン３の表面に親和疎水両性樹脂層１３を形成するコーティング工程II５と、このコーティング工程II５を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程II６とからなる。
その余の製法は第１実施形態と同様であり、この製造方法は図５に示す製法において、疎水性樹脂を用いる代りに、親和性樹脂と疎水性樹脂の両方の性質をもつ両性樹脂を用いたものである。

コーティング工程II５で前記樹脂を被覆した後で絞り工程II６を行うと、被覆したばかりの親和疎水両性樹脂がヤーンの内部に進入するので、これらの樹脂がヤーンを構成する超高分子量ポリエチレン繊維からなる原糸を束ねるバインダーとして働き繊維同士の結束力を高めるので耐屈曲性が高くなる。また、繊維同士あるいはヤーン同士のこすれがあったとしても、それによる摩耗を低減する摩擦低減材として働くので、この点からも耐屈曲性が向上する。さらに、ヤーン３、４の表面の撥水性が高くなる。たとえば、接触角は１１０°以上にも達するので、疎水性樹脂層１２が海水やこれに混在している砂等の摩耗材料のロープ内部への進入を防止するガードとして働き、海中で使用しても長期間の寿命をもちうる。

上記のようにして被覆を終えたセカンドヤーン３は常法にしたがって、ストランド２に編まれ、さらにロープ１に製綱される。これにより、図２（Ｃ）に示すパターンの被覆が形成されたロープ１（図１参照）が得られる。

上記各製法は、いずれもセカンドヤーン３に樹脂被覆するものであったが、その代り、ファーストヤーン４に被覆してもよく、さらに、ストランド２の状態において樹脂被覆してもよく、またロープ１の状態において樹脂被覆しておいてもよい。

上記の製法で得られたロープ１は、超高分子量ポリエチレンが有する１）高い耐衝撃性、２）耐摩耗性に優れる、３）比重が水よりも軽い、４）吸水性が無く寸法安定性に優れる、という性質を継承しているので、つぎの効果を有する。
１）非常に高い耐衝撃性を持ち、急な引っ張り力や重荷重が加わっても切断しにくい。
２）耐摩耗性に優れているので、海中や海上の固定物と接触しても損傷しにくい。
３）比重が０．９２から０．９７であり、水よりも軽いので、水中での交換作業が容易に行える。

そして、上記に加え、樹脂被覆層１０を有することから、ロープを保護することができる。具体的には、海中のゴミ、砂などがロープの内部に進入することがない。このため、ヤーン同士やストランド同士のこすれによる摩耗が生じず、また海中や海上の固定物にロープが接触しても樹脂被覆層によってロープ本体の直接接触が避けられるので、ロープの耐摩耗性が向上するという効果を奏する。
さらに、ヤーンの内部に進入した樹脂が、バインダーや摩擦低減材として働くので、耐屈曲性も向上する。

また、本実施形態のロープ１では、繊維と樹脂との複合構造により樹脂のもつ摩擦係数によりロープ１の摩擦係数を自由に設定することができる。このため、超高分子量ポリエチレン繊維は本来非常に滑りやすい性質をもつが、適度な摩擦係数を与えロープ１として利用しやすくすることができる。

（他の実施形態）
（１）前記各実施形態のロープ１では、セカンドヤーン３の外周面に樹脂被覆層１０を形成したが、ファーストヤーン４の外周面に樹脂被覆層１０を形成してもよい。この場合、前記した製法は前処理工程および被覆工程ともにファーストヤーン４への樹脂被覆に応用できる。

（２）樹脂被覆層１０の形成は、ヤーン３、４の外周面に限られることなく、ストランド２の外周面やロープ１の外周面に行ってもよい。この場合の製法としては、前処理工程のみはヤーン３、４に適用したうえで、被覆工程をストランドの外周面やロープ１の外周面に適用してもよく、前処理工程と被覆工程を共にストランドの状態やロープの状態で行ってもよい。

（実施例１）
実施例１として、図１および図２（Ａ）のロープ１を用意した。このロープ１は、直径１２μｍで１５８０本の超高分子量ポリエチレン繊維６を引き揃えて原糸５とし、この原糸５を３本用いて撚糸してファーストヤーン４とし、このファーストヤーン４を４本用いて撚糸してセカンドヤーン３とし、このセカンドヤーン３を２４本用いて撚糸してストランド２とし、このストランド２を８本用いて製綱したものである。
また、そのロープ１の製法は、図３に示す第１製造方法で製造されたものである。前処理工程Ｉとしては、大気プラズマ法を用いた。親和性樹脂は炭化水素オリゴマー、疎水性樹脂はフッ化アルキルオリゴマを用いた。なお、前処理工程ＩとしてＵＶ処理法を用いても、以下の試験で同じ結果が得られる。

上記実施例１を用い、（１）耐屈曲疲労性試験、（２）耐摩耗性評価試験、（３）接着強度試験、（４）耐久性試験を行った。結果を以下に示す。

（１）耐屈曲疲労性試験
試験材料のロープを３個のローラ（直径７５ｍｍ）にＳ字状となるように掛け回し、一方のロープ端に重錐（１００ｋｇ）を連結し、他方のロープ端をモータ駆動の円盤に連結できるＳ字曲げ試験機を用いた。
試験条件は、下記のとおりである。
（試験条件）
負荷荷重 １００ｋｇｆ、負荷率 ２５％、速度 ４往復／分、ストローク長 ５１０ｍｍ、Ｄ／ｄ 約３５倍、回転方向 左、円板回転速度 ４回転／分、ストロークの長さ ５１０ｍｍ。
ここで、Ｄは、シーブ内径 ７０ｍｍ 、ｄは、セカンドヤーン外形 ２ｍｍ である。
なお、比較例として、油分が残留しており、樹脂被覆層１０がないものを比較例１とし、油分を除去しており樹脂被覆層１０がないものを比較例２とした。
試験方法は、試験材料のセカンドヤーン３が破断するまでの円盤の積算回転数を求めた。結果は、比較例１が３００１回、比較例２が２３０７回であったのに対し、実施例１が７２２６回であり、２〜３倍の耐屈曲疲労性を示した。これにより、本実施例１のロープ１が非常に優れた耐屈曲性を有することが分る。

（２）耐摩耗性評価試験
耐摩耗性試験では、疑似海水に研磨剤を添加した摩耗試験を行い、残存強度を測定した。
耐摩耗試験の条件は、以下のとおりである。
容器は、（株）サンプラテック ＰＥ１ｌ容器。疑似海水は、ジェックス（株） シーウォーター３００ｃｃ。研磨剤は、多孔質軽量発泡資材（廃ガラスを粉砕焼成発泡させた人口軽石）（株）こっこー スーパーソル４０ｇ。研磨剤の粒径は、縦２０ｍｍ×横１５ｍｍ×高さ１０ｍｍの寸法に近い形を選択した。
摩耗試験は、セカンドヤーンを擬似海水と研磨剤の入ったPE容器の中に入れ、それを回転式原料攪拌機の中に投入して、連続５時間行い、残存強度率を、アムスラー型引張試験機にて破断強度を求め算出した。結果は以下のとおりである。
比較例１では残存強度率が２８．５％であったが、実施例１では７３．１％であった。また、実施例１において樹脂の種類を変えて試験すると、いずれも約５５％から７３％の範囲であり、比較例よりも２〜３倍の性能を有することが分った。これにより、本実施例１のロープは非常に優れた耐摩耗性を有することが分る。

つぎに、本発明に係るロープの使用例を説明する。
代表的な使用例としては海上構造物や船舶の係留用を例示できる。たとえば、図７に示す例では、海面上に浮いている係船ブイＢと海底に設置したアンカーＡＣとの間は本発明に係るロープ１で連結されている。ロープ１は比重が１以下なので垂れ下ることなく浮き上るように湾曲する。このような係留用では、ロープの比重が海水よりも軽いので、海底と接触することがなく、さらにロープを保護する樹脂被覆層が形成されているので、海中のゴミ、砂などがロープの内部に進入することがない。このため、ヤーン同士やストランド同士のこすれによる摩耗が生じず、また海中や海上の固定物にロープが接触しても樹脂被覆層によってロープ本体の直接接触が避けられるので、ロープの耐摩耗性が向上する。また、軽量であるので交換する場合も作業は容易である。さらに、海水を内部に含むことがないので、寿命が長くなる。
本発明に係るロープは上記のような海中、海上での係留用だけでなく、あらゆる技術分野において利用することができる。

１： ロープ
２： ストランド
３： セカンドヤーン
４： ファーストヤーン
５： 原糸
６： 繊維
Ｉ： 前処理工程
II： 樹脂被覆工程
II１：第１コーティング工程
II２：第１絞り工程
II３：第２コーティング工程
II４：第２絞り工程

Claims (10)

1. 超高分子量ポリエチレン繊維の原糸を用いて撚糸したヤーンと、該ヤーンで撚糸したストランドを含み、前記ストランドで製綱したロープであって、
   前記ヤーンは油分の除去と親和化処理がされており、
   前記ヤーンの外表面、または前記ストランドの外表面、または前記ロープの外表面に、ロープを保護する樹脂被覆層が形成されており、
   該樹脂被覆層を構成する樹脂の一部が前記ヤーンの内部に進入して前記原糸を束ねるバインダーとなっている
   ことを特徴とするロープ。
2. 前記ヤーンが、ファーストヤーンを撚糸したセカンドヤーンである
   ことを特徴とする請求項１記載のロープ。
3. 前記樹脂被覆層が、前記原糸に対し親和性のある親和性樹脂層からなる被覆内層と、該被覆内層の外表面に形成された疎水性樹脂層とからなる被覆外層を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載のロープ。
4. 前記樹脂被覆層が、疎水性樹脂からなる疎水性樹脂層のみである
   ことを特徴とする請求項１記載のロープ。
5. 前記樹脂被覆層が、親和性樹脂と疎水性樹脂の性質を共に備える親和疎水両性樹脂層からなる
   ことを特徴とする請求項１記載のロープ。
6. 超高分子量ポリエチレン繊維の原糸を用いて撚糸したヤーンと、該ヤーンで撚糸したストランドを含み、前記ストランドで製綱したロープの製造方法であって、
   前記ロープに含まれる油分を除去し、かつその表面を親水化処理する前処理工程を行い、
   ついで、前記ヤーンの外表面、または前記ストランドの外表面、または前記ロープの外表面に、ロープを保護する樹脂被覆層を形成するコーティング工程と、前記ヤーンの内部に前記樹脂被覆層を構成する樹脂を進入させて前記原糸を束ねるバインダーを形成する絞り工程とを含む樹脂被覆工程が行われる
   ことを特徴とするロープの製造方法。
7. 前記前処理工程が、ヤーンの状態で実施される
   ことを特徴とする請求項６記載のロープの製造方法。
8. 前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に前記原糸に対し親和性のある親和性樹脂層を形成する第１コーティング工程と、
   前記第１コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける第１絞り工程と、
   前記第１絞り工程を終えたヤーンの前記親和性樹脂層の外表面に疎水性樹脂層を形成する第２コーティング工程と、
   前記第２コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける第２絞り工程と、
   ことを特徴とする請求項７記載のロープの製造方法。
9. 前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に疎水性樹脂層を形成するコーティング工程と、
   前記コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程と、
   ことを特徴とする請求項７記載のロープの製造方法。
10. 前記樹脂被覆工程が、前記前処理工程を終えたヤーンの表面に親和疎水両性樹脂層を形成するコーティング工程と、
    前記コーティング工程を終えたヤーンを外周から加圧し絞りをかける絞り工程と、
    ことを特徴とする請求項７記載のロープの製造方法。

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