TW202240043A - 雙重繩結構體 - Google Patents

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Abstract

提供一種以內層與外層所構成的雙重繩結構體。於前述雙重繩結構體(10)中，內層(3)係以紗強度20cN/dtex以上且紗彈性模數400cN/dtex以上的高強度・高彈性模數纖維所構成，相對於以特定長度切斷該繩結構體(10)的切斷部(V)之繩長，構成前述切斷部(V)的內層之紗長的平均值之比，以紗長/繩長表示為1.005以上1.200以下。

Description

雙重繩結構體
本申請案主張在日本於2020年12月25日申請的特願2020-217505之優先權，藉由參照其全體而作為本申請案的一部分引用。
本發明關於一種以內層與外層所構成的雙重繩結構體。
繩子係將股線(strand)多數條合撚或編織而成為粗繩或細繩狀者，用於船舶的繫栓、漁網用結繩等之水上用途、牽引繩、荷重繩等之陸上用途。股線係以複數條的紗所構成，紗係將複數條的單紗作為原紗形成。
於繩子中，除了單層結構的繩狀結構體之外，還存在雙重結構的繩結構體。雙重結構的繩結構體係藉由在內層及外層分別配置合撚或編織的股線而形成，例如專利文獻1(日本新型專利第3199266號公報)中揭示一種纖維繩，其係芯材與被覆芯材外側的外層繩之雙重結構的纖維繩，其特徵在於芯材係由高強度・高彈性模數纖維所構成，在外層繩由高強度・高彈性模數纖維與通用纖維混合存在的紗所編織之繩，外層繩中高強度・高彈性模數纖維係比通用纖維更多地混合存在。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本新型專利第3199266號公報
[發明欲解決之課題]
然而，於專利文獻1之繩中，雖然記載作為芯材，將由高強度・高彈性模數纖維所成之股線以複數條撚合而構成，但關於構成股線的紗，完全沒有記載，不存在藉由紗之調整而提高強度之技術思想。
因此，本發明之目的在於提供強度及耐彎曲性優異的雙重繩結構體。 [用以解決課題之手段]
本發明之發明者們為了達成上述目的而專利致力地檢討，結果確認使用高強度・高彈性模數纖維作為雙重繩結構體的內層時，源自高強度・高彈性模數纖維的強度特性而可提高繩結構體的強度，但另一方面，發現即使在內層使用高強度・高彈性模數纖維時，也常常雙重繩結構體的強度並沒有提升。然後，進一步進行研究，結果發現以構成用於內層的高強度・高彈性模數纖維之紗的長度相對於繩的長度成為特定比例之方式調整時，不僅可有效利用高強度・高彈性模數纖維本來具有的強度，而且亦可提高繩結構體的耐彎曲性，而完成本發明。
亦即，本發明可由以下的態樣構成。 [態樣1] 一種雙重繩結構體，其係以內層與外層所構成的雙重繩結構體， 前述內層係以紗強度20cN/dtex以上(較佳為22cN/dtex以上)且紗彈性模數400cN/dtex以上(較佳為450cN/dtex以上)的高強度・高彈性模數纖維所構成， 相對於以特定長度切斷前述雙重繩結構體的切斷部之繩長，構成前述切斷部的內層之紗的紗長之平均值之比，以紗長/繩長表示為1.005以上1.200以下(較佳為1.006～1.180，更佳為1.007～1.150，特佳1.007～1.130)。 [態樣2] 如態樣1之雙重繩結構體，其中外層係以非高強度・高彈性模數纖維所實質地構成。 [態樣3] 如態樣1或2之雙重繩結構體，其中構成內層的股線之對於繩長度方向的交叉角為40°以下(較佳為35°以下，更佳為33°以下，尤佳為30°以下，特佳為27°以下)。 [態樣4] 如態樣3記載之雙重繩結構體，其中內層的紗之撚數為150～0.1T/m(較佳為100～2T/m，更佳為80～3T/m，尤佳為60～6T/m)。 [態樣5] 如態樣1～4中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中高強度・高彈性模數纖維的紗伸度為3～6%(較佳為3.5～5.5%)。 [態樣6] 如態樣1～5中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中高強度・高彈性模數纖維係由選自包含液晶聚酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚芳醯胺纖維及聚(對伸苯基苯并雙
Figure 110148627-001
唑)纖維之群組的至少一種中選出。 [態樣7] 如態樣1～6中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中雙重繩結構體的拉伸強力相對於構成內層的股線之紗強力×內層中的總股線數之比率為40%以上(較佳為50%以上，更佳為55%以上，尤佳為60%以上)。 [態樣8] 如態樣1～7中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中將雙重繩結構體供彎曲R為7.5mm、彎曲角度240°中重複30萬次彎曲的彎曲試驗時，彎曲試驗前後的強力保持率為45%以上(較佳為50%以上，更佳為55%以上)。 [態樣9] 如態樣1～8中任一態樣記載之雙重繩結構體，其在80℃下的強力保持率為45%以上(較佳為60%以上，更佳為80%以上)。 [態樣10] 如態樣1～9中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中內層及外層為編織體。 [態樣11] 如態樣1～10中任一態樣記載之雙重繩結構體，其中雙重繩結構體中的內層之比率為40重量%以上。
再者，申請專利範圍及/或說明書及/或圖示所揭示的至少2個構成要素之任何組亦包含於本發明中。特別地，申請專利範圍所記載的請求項之2個以上的任何組亦包含於本發明中。 [發明之效果]
根據本發明，由於是一種雙重繩結構體，其係在內層使用高強度・高彈性模數纖維紗，同時將前述高強度・高彈性模數纖維紗的長度相對於繩的長度調整至特定範圍而形成內層，藉由外層被覆該內層，因此可兼顧繩結構體的強度提升及耐彎曲性。
[用以實施發明的形態]
以下，根據例示來詳細說明本發明。圖1係本發明之一實施形態的雙重繩結構體之概略分解側面圖，圖2係部分地放大形成圖1之雙重繩結構體的內層之股線3之概略斜視圖。如圖1所示，雙重繩結構體10具備內層1與覆蓋該內層的外層2，圖1中為了表示內層1之狀態，在一部分省略外層2之圖示。
內層1及外層2皆具有編織複數的股線而成的結構，各股線係以複數的紗所構成，各紗係以複數的單紗所構成。例如，形成圖1之雙重繩結構體10的內層1之股線3係如圖2所示，以複數的紗4所構成，各紗4為複數條的原紗之合撚體。
圖1中，於內層1中，顯示構成特定長度V的切斷部分1A。切斷部分1A表示以特定長度V切斷雙重繩結構體10時的內層部分。若將切斷部分1A分解，則得到構成切斷部分1A之複數的股線，圖1中以點(dot)表示其中的1個股線3A。前述股線3A係以複數的紗(未圖示)所構成。
圖3係用於說明形成切斷部分1A的股線3A之複數的紗中之一個紗4A的長度W與切斷部分1A的長度V之關係之概略斜視圖。將以特定長度V切斷雙重繩結構體10的切斷部分1A中存在的股線3A分解到紗4A為止，測定紗4A的長度時，紗4A具有長度W。
於本發明之雙重繩結構體中，從藉由構成內層1的高強度・高彈性模數纖維，提高雙重繩結構體的強力及耐彎曲性兩者之觀點來看，於切斷部分1A中，形成股線3A的紗4A的長度W係以紗長/繩長(W/V)表示，存在於1.005以上1.200以下之範圍。
雙重繩結構體10係在形成內層1時，藉由使構成股線的紗的長度接近繩本身的長度，而可效率良好地利用由高強度・高彈性模數纖維所形成的紗之強力。另一方面，若構成股線的紗的長度過度接近繩本身的長度，則不僅難以使股線成為合撚體或編織體，而且雙重繩結構體之形體不安定，難以提高耐彎曲性。
又，對於通過雙重繩結構體的中心之長度方向Z(以下僅稱繩長度方向Z)，股線的交叉角較佳為以盡量小的交叉角相交，例如如圖1所示，構成內層的股線3A係對於繩長度方向Z，以交叉角θ(0°＜θ＜90°)交叉。交叉角θ係可以去除外層1而使內層2露出之狀態，拍攝纖維的側面，利用所得之影像進行測定。例如，圖1中，隨機地選擇與雙重繩結構體10的繩長度方向Z相交的股線3A，將前述繩長度方向Z與股線3A的繩長度方向Z側之邊所形成的角度θ當作交叉角。
圖4係本發明之另一實施形態的雙重繩結構體之概略分解側面圖。雙重繩結構體20具備內層6與覆蓋該內層的外層2。外層2為編織體，與內層6一體化而形成雙重繩結構體。尚且，關於與圖1共通的部分，使用相同的符號而省略說明。
內層6具有撚合複數的股線7而成之合撚結構，各股線係以複數的紗所構成，各紗係以複數的單紗所構成。例如，形成圖4之雙重繩結構體20的內層6的股線7係與圖2所示的股線3同樣，以複數的紗4所構成，各紗4為複數條的原紗之合撚體。
圖4中，於內層6中，顯示構成特定長度V的切斷部分6A。切斷部分6A表示以特定長度V切斷雙重繩結構體20時的內層部分。若將切斷部分6A分解，則得到構成切斷部分6A之複數的股線，圖4中以點表示其中的一個股線7A。前述股線7A係以複數的紗(未圖示)所構成，形成股線7A的紗之長度W相對於切斷部分6A之長度V，以紗長/繩長(W/V)表示，存在於1.005以上1.200以下之範圍。
又，如圖4所示，構成內層的股線7A係對於繩長度方向Z，以交叉角θ(0°＜θ＜90°)交叉。例如，圖4中，隨機地選擇與通過雙重繩結構體20的中心之繩長度方向Z相交的股線7A，將前述繩長度方向Z與股線7A的繩長度方向Z側之邊所形成的角度θ當作交叉角。
如圖1及4所示，外層2係以股線的編織體所形成。股線係如圖2所示，進一步由複數的紗所構成。
以下，說明本發明之雙重繩結構體的較佳態樣。 (內層) 於構成本發明之雙重繩結構體的內層中，相對於以長度1m(準確地為1.000m)所切斷的切斷部分之繩長，構成前述切斷部的內層的紗之紗長的平均值之比，前述紗長/繩長(W/V)存在於1.005以上1.200以下之範圍，較佳為1.006～1.180，更佳為1.007～1.150，特佳為1.007～1.130。尚且，紗長及繩長的長度係藉由後述實施例中記載之方法所測定的值。於前述範圍中，可提高雙重繩結構體的拉伸強力，同時即使在彎曲後也可維持高的強力保持率。
本發明之雙重繩結構體的內層，只要前述紗長/繩長(W/V)滿足特定範圍，則可為合撚體，也可為編織體。於合撚體時，多為3股或4股，編織體可為8股、12股、16股、32股等。於此等之中，較佳為編織體，特佳為8股、12股、16股的編織體，尤佳為12股、16股的編織體。又，編織體可為圓股或方股之任一者，但從耐磨耗性優異之觀點來看，較佳為圓股。
於合撚或編織時，節距(眼/吋)例如可以成為2.5～20之方式調整，較佳可為3～18，更佳可為3.3～15。節距(pitch)表示繩中的長度方向之1吋間的紗數，例如可使用KEYENCE(股)製數位顯微鏡VHX-2000測定，進行確認。
又，於合撚或編織時，筘(mm/眼)例如可以成18～100之方式調整，較佳可為20～90，更佳可為23～85。此處，筘(reed)表示股線繞繩一周所需要的長度。
另外，於合撚或編織時，筘/直徑(/眼)例如可以成8～70之方式調整，較佳可為9～60，更佳可為10～50。此處，筘/直徑表示相對於內層的直徑而言筘之比例。
對於繩長度方向，股線的交叉角較佳為以盡量小的交叉角相交，θ可為40°以下。構成層體的股線對於繩長度方向的交叉角θ較佳為35°以下，更佳為33°以下，尤佳為30°以下，特佳為27°以下。交叉角之下限例如可為2°以上，較佳可為3°以上，更佳可為6°以上。
關於構成股線之複數的紗，各紗的撚數可為150～0.1T/m，較佳可為100～2T/m，更佳可為80～3T/m，尤佳可為70～5T/m，特佳可為60～6T/m。若撚數小，則可提高繩的強度，但若為無撚，則形成股線時的操作性減低。再者，0.1T/m係與1T/10m同義。又，關於構成內層之複數的股線，在滿足本發明所規定的特定紗長/繩長之範圍內，視需要可施加撚轉。再者，在滿足本發明所規定的特定紗長/繩長之範圍內，視需要可進一步撚合複數的股線。
紗之纖度可按照雙重繩結構體所要求的纖度等而適宜設定，但例如可為30dtex以上，較佳可為200dtex以上，更佳可為400dtex以上。又，紗纖度可為6000dtex以下，較佳可為5000dtex以下，更佳可為4000dtex以下，尤佳可為2500dtex以下。
內層之直徑可按照所用的用途而適宜設定，例如可為0.5～100mm，較佳可為1.5～80mm，更佳可為2～60mm。內層之直徑係可以樹脂包埋雙重繩結構體後，對在正交於繩的長度方向之方向中切斷的纖維剖面，藉由電子游標卡尺測定。
雙重繩結構體中的內層之比率，從利用高強度・高彈性模數纖維的強度之觀點來看，例如可為40重量%以上90重量%以下，較佳可為50重量%以上80重量%以下，更佳可為60重量%以上75重量%以下。
構成內層的高強度・高彈性模數纖維，只要是能達成紗強度20cN/dtex以上且紗彈性模數為400cN/dtex以上之高強度・高彈性模數纖維，則沒有特別的限定，作為具體例，例如可舉出液晶聚酯纖維(Vectran(商標)、Siveras(商標)、Zexion(商標)等)、超高分子量聚乙烯纖維(Izanas(商標)、Dyneema(商標)等)、聚芳醯胺纖維(Kevelar(商標)、Twaron(商標)、Technora(商標)等)、聚(對伸苯基苯并雙
Figure 110148627-001
唑)纖維(Zylon(商標)等)等。於此等之中，從耐磨耗性優異之觀點來看，較佳為液晶聚酯纖維或超高分子量聚乙烯纖維，從耐熱性之觀點來看，較佳為液晶聚酯纖維或聚芳醯胺纖維，從耐熱性及耐磨耗性優異之觀點來看，較佳為液晶聚酯纖維。
液晶聚酯纖維例如可藉由將液晶聚酯熔融紡絲，進一步將紡絲原紗固相聚合而製造。液晶聚酯複絲為液晶聚酯單絲2條以上集合的纖維。 液晶聚酯為在熔融相中顯示光學的異向性(液晶性)之聚酯，例如可將試料載置於熱台，在氮氣環境下加熱，藉由偏光顯微鏡觀察試料的穿透光而認定。又，液晶聚酯例如係由源自芳香族二醇、芳香族二羧酸或芳香族羥基羧酸等的重複構成單元所構成，只要不損害本發明的效果，則前述構成單元係在其化學構成沒有特別的限定。再者，於不妨礙本發明的效果之範圍內，液晶聚酯可包含源自芳香族二胺、芳香族羥基胺或芳香族胺基羧酸的構成單元。
例如，作為較佳的構成單元，可舉出表1所示之例。 [表1]
Figure 02_image001
(惟，式中的X係選自以下的結構)
Figure 02_image003
(惟，m=0～2，Y=由氫、鹵素原子、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基所選出的取代基) 此處，Y係1～芳香族環中能取代的最大數之範圍的個數存在，各自獨立選自包含氫原子、鹵素原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如，甲基、乙基、異丙基、第三丁基等之碳數1～4的烷基等)、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如，苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如，苯氧基等)及芳烷氧基(例如，苄氧基等)等之群組。
作為更佳的構成單元，可舉出下述表2、表3及表4所示之例(1)～(18)所記載的構成單元。尚且，式中的構成單元為可表示複數的結構之構成單元時，可組合二種以上的那樣之構成單元，作為構成聚合物的構成單元使用。
[表2]
Figure 02_image005
[表3]
Figure 02_image007
[表4]
Figure 02_image009
表2、3及4之構成單元中，n為1或2之整數，各自的構成單元n=1、n=2可單獨或組合存在；Y 1及Y 2各自獨立可為氫原子、鹵素原子(例如，氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如，甲基、乙基、異丙基、第三丁基等之碳數1～4的烷基等)、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如，苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如，苯氧基等)、芳烷氧基(例如，苄氧基等)等。於此等之中，較佳的Y可舉出氫原子、氯原子、溴原子或甲基。
又，Z可舉出下述式所示的取代基。
Figure 02_image011
較佳的液晶性聚酯較佳為具有二種以上的萘骨架作為構成單元。液晶性聚酯特佳為包含源自羥基苯甲酸的構成單元(A)及源自羥基萘甲酸的構成單元(B)之兩者。例如，作為構成單元(A)，可舉出下述式(A)，作為構成單元(B)，可舉出下述式(B)，從容易提高熔融成形性之觀點來看，構成單元(A)與構成單元(B)之比率較佳為9/1～1/1，更佳為7/1～1/1，尤佳為5/1～1/1之範圍。
Figure 02_image013
Figure 02_image015
又，(A)的構成單元與(B)的構成單元之合計，例如相對於全部構成單元，可為65莫耳%以上，更佳可為70莫耳%以上，尤佳可為80莫耳%以上。聚合物中，尤其較佳是(B)的構成單元為4～45莫耳%的液晶聚酯。
本發明所適用的液晶聚酯之熔點較佳為250～360℃，更佳為260～320℃。此處，所謂熔點，就是依據JIS K7121試驗法，以示差掃描熱量計(DSC；METTLER公司製「TA3000」)測定，所觀察的主吸收峰溫度。具體而言，於前述DSC裝置中，取10～20mg的樣品，封入鋁製盤後，使作為載體氣體的氮以100cc/分鐘流通，測定以20℃/分鐘升溫時的吸熱峰。取決於聚合物之種類，於DSC測定中在第一次運轉(1st run)出現明確的波峰時，以50℃/分鐘的升溫速度升溫到比預料的流動溫度更高50℃的溫度為止，在該溫度下保持3分鐘，完全熔融後，以-80℃/分鐘的降溫速度冷卻到50℃為止，然後可以20℃/分鐘的升溫速度測定吸熱峰。
再者，於前述液晶聚酯中，在不損害本發明的效果之範圍內，可添加聚對苯二甲酸乙二酯、改質聚對苯二甲酸乙二酯、聚烯烴、聚碳酸酯、聚醯胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮及氟樹脂等之熱塑性聚合物。又，可添加氧化鈦、高嶺土、二氧化矽、氧化鋇等之無機物、碳黑、染料、顏料等之著色劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光安定劑等之各種添加劑。
高強度・高彈性模數纖維所具有的紗強度為20cN/dtex以上，較佳可舉出22cN/dtex以上。上限係沒有特別的限定，例如可為40cN/dtex。 又，高強度・高彈性模數纖維所具有的紗彈性模數為400cN/dtex以上，較佳可舉出450cN/dtex以上。上限係沒有特別的限定，但例如可為600cN/dtex。 再者，高強度・高彈性模數纖維所具有的紗伸度例如可為3～6%，較佳可為3.5～5.5%。 紗強度、紗彈性模數及紗伸度係藉由後述實施例中記載之方法所測定的值。
(外層) 於本發明之雙重繩結構體中，外層係以被覆內層的股線之包撚體或編織體所構成。包撚體可藉由對於內層使股線螺旋狀地捲繞而形成，編織體可以內層作為芯，藉由8股、12股、16股、24股、32股、40股、48股、64股等進行編織而形成。於此等之中，較佳為16股、24股、32股、40股、48股的編織體，更佳為24股、32股或40股的編織體。
構成外層的股線可以前述高強度・高彈性模數纖維所形成，也可以非高強度・非高彈性模數纖維(以下僅稱非高強度・高彈性模數纖維)所形成。於非高強度・高彈性模數纖維中，例如紗強度可小於20cN/dtex，通常可為1cN/dtex～15cN/dtex左右。紗彈性模數可小於400cN/dtex，通常可為10cN/dtex～200cN/dtex左右。紗伸度例如可為3～20%，較佳可為7～20%。 作為非高強度・高彈性模數纖維，可舉出通用的合成纖維，例如通用聚酯纖維(例如聚對苯二甲酸乙二酯纖維)、聚烯烴纖維(例如聚乙烯纖維、聚丙烯纖維)、聚醯胺纖維(例如尼龍6纖維、尼龍6,6纖維)、聚乙烯醇纖維(例如維尼綸(商標)等)等。
於雙重繩結構體中，由於可以內層擔保繩結構體的強度，故外層可以非高強度・高彈性模數纖維所實質地構成。此處，所謂實質，就是意指外層中的非高強度・高彈性模數纖維之比例為80重量%以上，較佳可為90重量%以上(90～100重量%)。
形成外層的股線之紗的纖度，係可按照雙重繩結構體所要求的纖度等而適宜設定，例如可為50～1000dtex，較佳可為100～500dtex，更佳可為200～400dtex。
(雙重繩結構體) 於本發明之雙重繩結構體中，以內層與外層所構成的雙重繩結構體，由於具有特定的內層結構，可提高強度及耐彎曲性之兩者。
例如，於雙重繩結構體中，由於可藉由內層實現高的強度，故拉伸強力例如可超過2.0kN，較佳可為2.2kN以上，更佳可為2.4kN以上，尤佳可為3.0kN以上。上限係沒有特別的限定，但例如可為6.0kN。雙重繩結構體的拉伸強力係藉由後述實施例中記載之方法所測定的值。
雙重繩結構體的強力利用率愈高愈佳，但例如可為40%以上，較佳可為50%以上，更佳可為55%以上，尤佳可為60%以上。上限係沒有特別的限定，但例如可為100%。雙重繩結構體的強力利用率係藉由以百分率表示雙重繩結構體的拉伸強力相對於構成內層的紗的紗強力×內層中之總股線數之比而算出。
又，雙重繩結構體係彎曲前後的強力保持率，例如將雙重繩結構體供彎曲R為7.5mm、彎曲角度240°中重複30萬次的彎曲試驗時，彎曲試驗前後的強力保持率愈高愈佳，但例如可為45%以上，較佳可為50%以上，更佳可為55%以上。上限係沒有特別的限定，但例如可為100%。彎曲後的強力保持率係藉由後述實施例中記載之方法所測定的值。
另外，雙重繩結構體係耐磨耗性優異，於以500mm間隔所配設的內徑45mm的上側及下側滑輪之間，將廻圈狀的雙重繩結構體在其間扭轉3次而跨設，於下側滑輪施加3kg的負荷之狀態下，進行使滑輪以角度180度、周期60次/分鐘(MV=34.2Hz)往復運動的撚合磨耗試驗時，雙重繩結構體到切斷為止的撚合磨耗次數例如可為10萬次以上，較佳可為20萬次以上，也可超過55萬次，更佳可為60萬次以上，尤佳可為80萬次以上，特佳可為100萬次以上。尚且，於試驗中可將上限設為277小時(100萬次磨耗)，判斷耐磨耗性。上限係沒有特別的限定，但可為500萬次左右。
又，雙重繩結構體較佳為耐熱性優異者，成為耐熱性之指標的在80℃保持30日後的強力保持率，例如可為45%以上，較佳可為60%以上，更佳可為80%以上。上限係沒有特別的限定，但例如可為100%。雙重繩結構體之耐熱性係藉由後述實施例中記載之方法所測定的值。 [實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，惟本發明完全不受本實施例所限定。尚且，於以下的實施例及比較例中，藉由下述方法測定各種物性。
[繩長・內層的紗長] 從雙重繩結構體(以下亦僅稱繩結構體)中隨機地選擇，切斷1.000m，當作繩長。又，將構成經切斷的部分之股線分解並取出內層，再者，將構成內層的經任意選擇的1條股線分解而得到構成內層的紗，對於所得之內層紗的全部，根據JIS L 1013在以針繃緊的狀態下測定長度，將平均值當作紗長。
[紗纖度(dtex)] 將構成繩結構體的股線分解而得到構成內層及外層的紗，對於所得之紗，根據JIS L 1013測定紗纖度。
[紗強力(N)・紗強度(cN/dtex)・紗伸度(%)・紗彈性模數] 將構成繩結構體的股線分解而得到構成內層的紗，對於所得之紗，根據JIS L 1013測定紗的拉伸強度，當作紗強力(N)，同時測定紗伸度及紗彈性模數。又，將紗強力(cN)除以紗的纖度(dtex)而得之值當作紗強度(cN/dtex)。
[節距(眼/吋)・筘(mm/眼)] 使用KEYENCE(股)製數位顯微鏡VHX-2000，測定繩中的1吋間存在的紗數，當作節距。又，股線繞繩一周所需要的長度之筘係藉由25.4/(節距)×(股線數)算出。
[直徑] 雙重繩結構體及內層的直徑係使用電子游標卡尺測定。
[交叉角] 使用KEYENCE(股)製數位顯微鏡VHX-2000，測定雙重繩結構體的內層中之股線對於繩的長度方向之角度。
[紗撚數] 以量具計測經開鬆的紗，測定經開鬆的紗之撚轉。
[繩的拉伸強力(kN)・強力利用率(%)] 對於雙重繩結構體，作為萬能試驗機的夾具，使用繩評價用漩渦型夾具(中部機械股份有限公司製)，將繩捲繞於漩渦部的溝部分，以表面的摩擦阻力固定繩，根據JIS L 1013測定雙重繩結構體的拉伸強力。 又，雙重繩結構體的強力利用率係算出雙重繩結構體的拉伸強力相對於以構成內層的股線之紗強力×內層中的總股線數所算出的最大強力，以百分率表示。
[耐彎曲性：彎曲後的強力保持率(%)] 於彎曲試驗機(TC111L/Yuasa System製)中，使用無張力彎曲試驗夾具(DX-TFB/Yuasa System機器股份有限公司製)，進行彎曲R為7.5mm、彎曲角度240°中重複30萬次彎曲的彎曲試驗，測定彎曲試驗前後的雙重繩結構體之拉伸強力。作為彎曲後保持率，算出彎曲試驗後之雙重繩結構體的拉伸強力相對於彎曲試驗前之雙重繩結構體的拉伸強力，以百分率表示。
[耐磨耗性：撚合磨耗] 如圖5所示，在撚合磨耗試驗時，將雙重繩結構體的樣品掛於上側滑輪及下側滑輪，以滑輪與雙重繩結構體不滑動之方式固定。再者，上側滑輪及下側滑輪之內徑皆為45mm，於雙重繩結構體被固定之狀態下，將上側滑輪及下側滑輪的中心間之間隔調整至500mm。 雙重繩結構體係首先成為廻圈狀，其次將成為廻圈狀的雙重繩結構體扭轉3次，於形成20mm左右的扭轉部分X之狀態下，固定於上側及下側滑輪，對下側滑輪在下側箭頭所示的方向施加3kg的荷重，使滑輪以角度180度、周期60次/分鐘(MV=34.2Hz)往復運動，在撚合部分使雙重繩結構體磨耗時，計數到內層斷裂為止的滑輪往復次數。再者，往復次數之上限係設為100萬次。
[耐熱性] 預先將雙重繩結構體在恒溫器中於80℃之條件下保管處理30日後，取出到標準狀態(溫度：20±2℃、相對濕度65±2%)的試驗室內，於30分鐘以內測定拉伸強力。作為耐熱性，算出加熱試驗後之雙重繩結構體的拉伸強力相對於加熱試驗前之雙重繩結構體的拉伸強力，以百分率表示。
[實施例1] 作為高強度・高彈性模數纖維，使用液晶聚酯複絲(KURARAY(股)製，「Vectran」，纖度1760dtex)，於EL型12股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為13眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造內層繩。將所得之內層繩當作芯材，使用聚酯複絲(東麗股份有限公司製，纖度280dtex、紗強度7.2cN/dtex、紗彈性模數88cN/dtex、紗伸度15.1%)，於中型32股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為46眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造雙重繩。
[實施例2～4] 除了將雙重繩結構體的內層之節距及筘/直徑變更為如表5所示以外，與實施例1同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[實施例5] 除了作為雙重繩結構體的內層之高強度・高彈性模數纖維，變更為超高分子量聚乙烯複絲(東洋紡(股)製，「Izanas」，纖度1750dtex)以外，與實施例1同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[實施例6] 除了將雙重繩結構體的內層之節距及筘/直徑變更為如表5所示以外，與實施例5同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[實施例7] 除了作為雙重繩結構體的內層之高強度・高彈性模數纖維，變更為p-聚芳醯胺複絲(帝人聚芳醯胺製，「Technora」，纖度1700dtex)以外，與實施例1同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[實施例8] 除了將雙重繩結構體的內層之節距及筘/直徑變更為如表5所示以外，與實施例7同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[實施例9] 作為高強度・高彈性模數纖維，使用液晶聚酯複絲(KURARAY(股)製，「Vectran」，纖度1760dtex)，於大型方形8股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為9眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造內層繩。將所得之內層繩當作芯材，使用聚酯複絲(東麗股份有限公司製、纖度167dtex、紗強度7.2cN/dtex、紗彈性模數88cN/dtex、紗伸度15.1%)，於中型32股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為46眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造雙重繩。
[實施例10] 作為高強度・高彈性模數纖維，使用液晶聚酯複絲(KURARAY(股)製，「Vectran」，纖度5280dtex)，於EL型12股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為9眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造內層繩。將所得之內層繩當作芯材，使用聚酯複絲(股份有限公司東麗製，纖度244dtex、紗強度7.2cN/dtex、紗彈性模數88cN/dtex、紗伸度15.1%)，於中型54股製繩機(KOKUBUN LTD.股份有限公司製)中以節距成為30眼/吋之方式調整編結機的旋轉數與牽引速度，製造雙重繩。
[比較例1～2] 除了將雙重繩結構體的內層之節距及筘/直徑變更為如表5所示以外，與實施例1同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[比較例3] 除了將雙重繩結構體的內層之紗撚數及節距變更為如表5所示以外，與實施例1同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[比較例4] 除了將雙重繩結構體的內層繩當作芯材，變更為聚酯複絲(東麗股份有限公司製，纖度1670dtex、紗強度7.2cN/dtex、紗彈性模數88cN/dtex、紗伸度15.1%)以外，與實施例2同樣地製造雙重繩結構體。表5中顯示結果。
[表5]
項目 單位 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4
內層 纖維種類 液晶聚酯 液晶聚酯 液晶聚酯 液晶聚酯 超高分子量 聚乙烯 超高分子量 聚乙烯 p-聚芳醯胺 p-聚芳醯胺 液晶聚酯 液晶聚酯 液晶聚酯 液晶聚酯 液晶聚酯 PET
紗纖度 dtex 1760 1760 1760 1760 1750 1750 1700 1700 1760 5280 1760 1760 1846 1748
紗強力 N 430 430 430 430 415 415 387 387 430 1290 430 430 211 126
紗強度 cN/dtex 24.4 24.4 24.4 24.4 23.7 23.7 22.8 22.8 24.4 24.4 24.4 24.4 11.4 7.2
紗彈性模數 cN/dtex 465 465 465 465 496 496 476 476 465 465 465 465 87 88
紗伸度 % 4.4 4.4 4.4 4.4 5.0 5.0 5.4 5.4 4.4 4.4 4.4 4.4 5.4 15.1
結構 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 8股・角 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓 12股・圓
節距 眼/吋 12.6 9.1 5.3 3.4 11.4 4.7 12.2 3.6 8.7 8.7 21.5 0 9 9.6
筘 mm/眼 24.2 33.5 57.5 89.6 26.7 64.9 25.0 84.7 23.2 35.0 14.2 0.0 33.9 31.7
筘/直徑 /眼 11.9 17.0 32.3 48.7 11.3 32.1 12.4 49.8 15.9 10.9 6.6 0.0 16.1 17.1
交叉角 ° 27 20 13 10 31 14 25 9 16 28 43 0 14 19
紗長/繩長 1.081 1.041 1.015 1.007 1.104 1.010 1.074 1.006 1.044 1.122 1.252 1.004 1.087 1.044
紗撚數 T/m 55 35 22 15 58 15 60 22 48 33 107 0 205 33
直徑 mm 2.0 2.0 1.8 1.8 2.4 2.0 2.0 1.7 1.5 3.2 2.2 1.6 2.1 1.9
外層 纖維種類 PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET PET
紗纖度 dtex 280 280 280 280 280 280 280 280 167 244 280 280 280 280
結構 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 54股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓 32股・圓
節距 眼/吋 44.8 46.7 44.2 45.3 44.7 43.7 44.6 44.7 56 25.5 46.4 44.9 54.6 54.2
繩 直徑 mm 2.2 2.2 2.0 2.0 2.6 2.2 2.2 1.9 1.7 3.4 2.4 1.8 2.2 2.0
內芯比率 wt% 67 66 66 66 68 65 66 65 66 85 70 66 65 64
評價 拉伸強力 kN 3.0 3.5 4.1 4.2 3.2 4.5 3.4 3.9 2.5 6.7 2.0 4.7 2.0 1.6
強力利用率 % 57 67 80 81 65 91 73 84 73 43 38 91 79 106
彎曲後的強力保持率 % 100 98 65 55 87 80 99 77 65 92 95 43 100 100
撚合磨耗 萬次 ≧100 ≧100 ≧100 ≧100 69 62 13 11 59 ≧100 ≧100 55 57 49.5
耐熱性 % 95 95 95 95 40 40 96 96 95 95 - - - -
如表5所示，比較例1由於紗長/繩長過大，故儘管以高強度・高彈性模數纖維形成內層，卻無法有效地利用高強度・高彈性模數纖維之強度，雙重繩結構體的拉伸強力及強力利用率減低。 又，比較例2中，由於紗長/繩長小，故無法充分維持彎曲後的強度保持率。 再者，比較例3中，將高強度・高彈性模數纖維進行強撚紗，由於無法有效地利用強度，故即使所使用的纖維及節距數適當，也雙重繩結構體的繩拉伸強力不充分。 比較例4中，由於紗強度及紗彈性模數過小，雙重繩結構體的拉伸強力不充分。
另一方面，實施例1～10皆顯示高於比較例1的雙重繩結構體之拉伸強力及強力利用率，顯示高於比較例2的彎曲後之強力保持率。 特別地，實施例1～6及9～10之雙重繩結構體係撚合磨耗優異，實施例1～4及7～10之雙重繩結構體係耐熱性優異。 [產業上利用之可能性]
本發明之雙重繩結構體係在船舶的繫栓、漁網用結繩、以水上飄浮的狀態所設置浮體式水上設備之繫栓、將海洋資源之探查等所用的浮游海上結構物繫栓於海底用的繩等之水上用途、牽引繩、荷重繩、風力發電設備、變電設備等之陸上用途，進而運動、休閒用等之領域中，可非常較佳地利用。
如以上，邊參照圖式邊說明本發明之合適實施形態，但只要熟習該項技術者，則觀看本件說明書，在不脫離本發明的宗旨之範圍內，可各種的追加、變更或削除，如此者亦包含於本發明之範圍內。
1,6:內層 1A,6A:切斷部分 2:外層 3,3A,7,7A:股線 4,4A:紗 10,20:雙重繩結構體 V:繩長 W:紗長 X:扭轉部分 Z:繩長度方向
本發明係由參考附圖之以下合適的實施例之說明，可明瞭地理解。然而，實施例及圖式僅是用於圖示及說明者，不應被利用於限定本發明之範圍。本發明之範圍係藉由附上的申請專利範圍所規定。圖式未必以一定的縮尺表示，在顯示本發明之原理上有誇張者。 圖1係本發明之一實施形態的雙重繩結構體之概略分解側面圖。 圖2係部分地放大形成圖1之雙重繩結構體的內層之股線之概略斜視圖。 圖3係用於說明形成雙重繩結構體的切斷部分之股線的複數之紗中的一個紗的長度與切斷部分的長度之關係之概略斜視圖。 圖4係本發明之另一實施形態的雙重繩結構體之概略分解側面圖。 圖5係用於說明撚合磨耗試驗之概略側面圖。
1:內層
1A:切斷部分
2:外層
3,3A:股線
10:雙重繩結構體
V:繩長
Z:繩長度方向

Claims (11)

  1. 一種雙重繩結構體，其係以內層與外層所構成的雙重繩結構體， 該內層係以紗強度20cN/dtex以上且紗彈性模數400cN/dtex以上的高強度・高彈性模數纖維所構成， 相對於以特定長度切斷該雙重繩結構體的切斷部之繩長，構成該切斷部的內層之紗的紗長之平均值之比，以紗長/繩長表示為1.005以上1.200以下。
  2. 如請求項1之雙重繩結構體，其中外層係以非高強度・高彈性模數纖維所實質地構成。
  3. 如請求項1或2之雙重繩結構體，其中構成內層的股線之對於繩長度方向的交叉角為40°以下。
  4. 如請求項3之雙重繩結構體，其中內層的紗之撚數為150～0.1T/m。
  5. 如請求項1至4中任一項之雙重繩結構體，其中高強度・高彈性模數纖維的紗伸度為3～6%。
  6. 如請求項1至5中任一項之雙重繩結構體，其中高強度・高彈性模數纖維係由選自包含液晶聚酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚芳醯胺纖維及聚(對伸苯基苯并雙
    Figure 110148627-001
    唑)纖維之群組的至少一種中選出。
  7. 如請求項1至6中任一項之雙重繩結構體，其中雙重繩結構體的拉伸強力相對於構成內層的股線之紗強力×內層中的總股線數之比率為40%以上。
  8. 如請求項1至7中任一項之雙重繩結構體，其中將雙重繩結構體供彎曲R為7.5mm、彎曲角度240°中重複30萬次彎曲的彎曲試驗時，彎曲試驗前後的強力保持率為45%以上。
  9. 如請求項1至8中任一項之雙重繩結構體，其在80℃下的強力保持率為45%以上。
  10. 如請求項1至9中任一項之雙重繩結構體，其中內層及外層為編織體。
  11. 如請求項1至10中任一項之雙重繩結構體，其中雙重繩結構體中的內層之比率為40重量%以上。
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