JP2980287B2 - 切断抵抗ヤーン、布帛および手袋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 これは1988年１月４日出願の出願番号第140,530号の
一部継続出願であり，出願第140,530号は1986年６月12
日出願の出願第873,669号の一部継続出願である。

発明の背景 本発明は、切断抵抗ヤーンと，保護被服（garment）
へのそれらの使用に関する。このような保護被服には多
くの用途がある。鋭利な刃物に暴露される精肉加工従業
者はこのような被服を必要とする。材料の取扱い中に鋭
利な縁から20保護されなければならない金属とガラスの
取扱い者はこのような保護被服を用いることができる。
外科用メス，その他の鋭利な機具に暴露される医療従事
者はこのような被服の使用によって保護される。

精肉切断産業で安全のために用いられる手袋用の切断
抵抗布帛を製造することは公知である。例えば，米国特
許第愛4,470,251号，米国特許第4,384,449号，および米
国特許4,004,295号を参照のこと，これらの特許は全て
参考文献としてここに関係する。ここに参考文献として
関係する米国特許第4,321,654号におけるように異なる
引張強さと伸びのコアおよびジャケットとしての２種類
のフィラメント材料を含む複合ラインを製造することも
公知である。複合ストランド，ケーブル，ヤーン，ロー
プ，織物，フィラメント等を製造することも，ここに挙
げない他の先行米国特許において公知である。

先行技術において，米国特許第3,883,898号は例えば
「ケブラー（Kevlar）」のようなアラミド（aramid）繊
維が精肉加工者によって着用される切断抵抗手袋に用い
られることを示唆している。米国特許第3,953,893号は
切断抵抗エプロンにアラミド繊維を用いることを教えて
いる。

米国特許第4,004,295号は，金属ワイヤーのヤーンと
例えばアラミド繊維のような非金属繊維とから成る手袋
の，特に精肉加工プラントにおける刃物切断からの保護
としての使用を示唆している。米国特許第4,384,449号
と第4,470,251号もアラミド繊維と組合せた金属ワイヤ
ーの使用を述べている。

米国特許4,651,514号は少なくとも１種類のアラミド
繊維ストランドとナイロン繊維ストランドとによって包
まれたモノフィラメントナイロンコアから成るヤーンの
使用を示唆している。例えば米国特許第4,004,295号に
示唆されている利点を凌駕する，このヤーンの述べられ
ている利点は，このヤーンが非導電性であることであ
る。

超高分子量とは300,000〜7,000,000を意味する。通常
分子量は300,000未満である。

ここに述べる繊維とは，スレッド，フィラメント等，
単独または集団のマルチフィラメント，例えばステープ
ルのような連続的に続く長さまたは短い長さのものを意
味する。

ここに述べるヤーンとは,10,000未満のデニールを有
し，ブレーディング（braiding），ウェービング（weav
ing），融合係合，タフティング（tufting），ニッティ
ング等により布帛に更に加工するために適した，同様な
または異なる繊維で包まれた連続的に続く長さの繊維を
意味する。

ここで述べるストランドとは,2000未満のデニールを
有し，好ましくはねじれない連続繊維または紡糸ステー
プル繊維の，あるいは参考態様のみに関しては直径0.01
インチ未満の金属の連続長さのマルチフィラメント端部
またはモノフィラメント端部を意味する。

先行技術を用いて製造した切断抵抗被服は，多くの用
途に対して，好ましくない欠点または限界を有する。高
強度ポリエチレンその他の繊維のみを用いて製造した被
服は切断保護レベルを改良する。しかし、例えば新たに
鋭利にした刃物のような，非常に鋭利な縁は中等度の切
断力のみによって非常に切断抵抗の繊維をも切断するこ
とができる。上記高強度繊維の１種類を含むヤーンに金
属ワイヤを加えると，ヤーンの切断抵抗を改良すること
ができる。非常に鋭利な縁もアラミドと金属繊維とから
製造されたヤーンを完全に切断することは困難である。
しかし，このようなヤーンは金属の剛性のために非常に
フレキシブルでない。被服があまりに剛性であるなら
ば、着用者はそれを用いることによって疲労するかまた
は極端な場合には被服を脱ぎ捨てて，目的の保護を失う
こともある。この被服の反復使用と屈曲とは比較的剛性
の金属ワイヤーを破断させることになる。この場合に
は，破断ワイヤー端部がヤーンから突出すると考えられ
る。被服から突出したこれら鋭利なワイヤーが着用者ま
たは取扱われる対象を引っかくことになる。

切断抵抗ヤーンへの金属ワイヤーの使用はヤーンを導
電性にする。このことは，このようなヤーンで製造した
被服を高電圧電気装置に接触して使用されないことを意
味する。切断抵抗ヤーンに金属ワイヤーの代わりにナイ
ロンモノフィラメントを用いると，導電性の問題が除去
される。しかし，ナイロンモノフィラメントの使用は切
断抵抗の低いヤーンを生ずる。ナイロンは非常に鋭利な
縁によって，金属ワイヤーよりも容易に切断されやす
い。それ故，全体としてのヤーンは切断されやすい。

本発明は先行技術を用いて製造した切断抵抗ヤーンの
限定の多くを解除する。本発明は金属ワイヤーを含むヤ
ーンを用いて得られる切断抵抗に等しいかまたはそれよ
り良好な切断抵抗を有するが，金属含有ヤーンに付随す
る剛性または導電性を有さない。

本発明の参考態様はロープ，ウェッビング，ストラッ
プ，空気入れ製品等のための切断抵抗ジャケットに関
し，特に詳しくは切断抵抗の小さい要素を囲む切断抵抗
ジャケットから成り，ジャケットがヤーンの布帛（fabr
ic）であり，ヤーンが少なくとも1GPaの引張強さを有
し，繊維で包まれた高強度の長いストランドから本質的
に成る切断抵抗製品に関する。

発明の要約 本発明は高切断抵抗複合ヤーンである。ヤーンは少な
くとも２種類の繊維物質から成る。ヤーンに含まれる全
ての物質は非金属製である。これらの物質の少なくとも
１つは高度にフレキシブルで，固有に切断抵抗性である
ことを必要とする。物質の少なくとも１つは高い硬度レ
ベルを有することを必要とする。このようなヤーンの例
は硬い繊維物質であるガラス繊維と，フレキシブルで固
有に切断抵抗性の繊維物質である高強度伸長鎖ポリエチ
レン繊維との組合せに基づくものである。

本発明のヤーンから製造した，例えば手袋のような，
被服は高度に切断抵抗性である。これらはまた非常にフ
レキシブルであり，非導電性である。

本発明は，ヤーンの１成分として非金属硬質繊維物質
を用いる点で，先行技術とは異なる。先行技術で示唆さ
れる唯一の硬質繊維材料は金属ワイヤーである。例えば
ナイロンのような，先行技術によって示唆されている他
の物質は硬質物質とは考えられない。

例えばガラス繊維のような脆い硬質物質が本発明の複
合ヤーンにこのような有意なレベルの切断抵抗性を与え
うることは幾らか意外である。このような脆い物質はヤ
ーンが切断縁と衝突した際に容易に破断して，殆んど保
護を与えないことが通常考えられる。しかし，ヤーンの
コアに非常に小直径のガラスを用い、任意にフレキシブ
ル繊維の外部ラッピングまたはエラストマー被覆によっ
て保護するならば，複合ヤーンが切断中に非常に耐破断
性になることが判明している。

さらに詳しくは，本発明は少なくとも２種類の非金属
繊維から成る切断抵抗性ヤーンであり，少なくとも１種
類はフレキシブルで，固有に切断抵抗性であり，他の少
なくとも１種類は高レベルの硬質である。硬質レベルは
モーの硬度スケール（Mohs hardness scale）で約３よ
り大きいことが好ましい。切断抵抗性繊維は米国特許出
願第223,596号（1988年７月25日出願）に述べられてい
る切断重量135g,マンドレル速度50rpm,マンドレル直径1
9mm,ブレードドロップ高さ9mmを有し、片刃の工業用レ
ーザー切断刃（razor blade for cutting）を用いた切
断装置で少なくとも10サイクルで切断される切断抵抗性
である，前記繊維は１インチにつき２ターン未満の撚り
を有し、10ゲージニッティング装置で11オンス／平方ヤ
ードの布帛に編まれた,2400デニール繊維から成るニッ
ト布帛（knitted fabric）として試験された。好ましい
切断抵抗性繊維は高強度ポリエチレン，高強度ポリプロ
ピレン，高強度ポリビニルアルコール，アラミド，高強
度液晶ポリエステルおよびこれらの混合物から成る群か
ら選択される。高レベルの硬度を有する好ましい繊維は
ガラス，セラミック，カーボンおよびこれらの混合物か
ら成る群から選択される。高レベルの硬度を有する繊維
は多くとも約12ミクロンの直径を有し、直径は約２〜約
10ミクロンの範囲内であることが最も好ましい。高レベ
ルの硬度を有する，他の好ましい繊維はより軟質のコア
物質と例えばガラス，セラミックまたはカーボンのよう
な硬質物質の外部被覆とを有しうる，あるゆる直径また
は太さの多重成分繊維でありうる。同様に、この硬質繊
維はマトリックスが例えばカーボン，ガラスまたはセラ
ミックのような硬質物質を含浸させた軟質物質である，
あらゆる太さの複合繊維でありうる。上記硬質繊維のい
ずれかの混合物も有用であると考えられる。高レベルの
硬度を有する繊維にエラストマー被覆で被覆することが
できる。本発明は上記複合繊維のヤーンから製造した布
帛および例えばこのような布帛から製造した手袋のよう
な被服でもある。

本発明の参考態様は低切断抵抗要素を囲む切断抵抗ジ
ャケットから成る切断抵抗製品である。ジャケットはヤ
ーンの布帛から成る。ヤーンは少なくとも1GPaの引張強
さを有する高強度の長いストランドから本質的に成る。
１ストランドより多いストランドが用いられる。このス
トランドを繊維で包む。繊維は長いヤーンと同じまたは
異なるものである。

ストランドの周囲を包む繊維も少なくとも1GPaの引張
強さを有することが好ましい。

低切断抵抗要素はロープ，ウェッビング（webbin
g），ストラップ，ホースおよび空気入りの構造体から
成る群から選択することができる。

ロープ，ウェッビング，ストラップまたは空気入り構
造体のコアストランド繊維はナイロン，ポリエステル，
ポリプロピレン，ポリエチレン，アラミド，超高分子量
の高強度ポリエチレンの繊維またはこの用途に対して公
知の他の繊維でありうる。

空気入り構造体はジャケットまたは外層として本発明
の布帛を有する低切断抵抗層である。ジャケットの繊維
に用いられるストランドはアラミド，超高分子量ポリオ
レフィン，カーボン，金属，ガラス繊維およびこれらの
組合せから成る群から選択することができる。長いスト
ランド（複数の場合も）を包むために用いる繊維はアラ
ミド繊維，超高分子量ポリオレフィン繊維，カーボン繊
維，金属繊維，ポリアミド繊維，ポリエステル繊維，通
常分子量のポリオレフィン繊維，ガラス繊維，ポリアク
リル繊維およびこれらの組合せから成る群から選択する
ことができる。繊維ラッピングは1GPaを越える強度を有
する高強度繊維である場合には，好ましい繊維ラッピン
グはアラミド繊維，超高分子量ポリオレフィン繊維，カ
ーボン繊維，金属繊維，ガラス繊維，およびこれらの組
合せから成る群から選択することができる。

本発明のポリオレフィン繊維は超高分子量ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンであり，好ましくはポリエチレ
ンであり，商業的例はスペクトラ（Spectra ）900とス
ペクトラ1000である。

繊維ラッピングは低強度繊維と高強度繊維とのブレン
ドでもありうる。このような低強度繊維はポリアミド，
ポリエステル，ガラス繊維，ポリアクリル繊維およびこ
れらの組合せから成る群から選択することができる。

本発明の製品は低切断抵抗要素を囲むジャケットを１
つより多く含むこともできる。

参考態様の他の例では，本発明の製品は布帛のヤーン
を布帛の隣接ヤーンに結合させて，ジャケットの浸透抵
抗を高めるためにジャケットの布帛の隙間に存在する物
質を含む。

隙間に用いる物質はエラストマー，好ましくは熱可塑
性ゴム，さらに好ましくはポリウレタン，ポリエチレン
およびポリ塩化ビニルから成る群から選択した物質であ
りうる。

好ましい実施態様の説明 切断抵抗性ヤーン 本発明のヤーンは少なくとも２種類の繊維物質から成
り，少なくとも１種類はフレキシブルで切断抵抗性であ
り，他の少なくとも１種類は高レベルの硬度を有さなけ
ればならない。この特定の組合せの物質を用いることの
有利さ（desirability）は種々な繊維物質に対する鋭利
な縁の切断作用を細心に観察することによって明らかに
なった。

ある一定の繊維物質が固有に高レベルの切断抵抗性を
有することが公知である。例えば，「ケブラー」のよう
なアラミド繊維は大ていの他の合成繊維に比べて切断さ
れ難い。１例として，切断縁の鋭利さが両方の場合に同
であるとすると，アラミド繊維を完全に切断するには等
量のポリエステル繊維を完全に切断するよりも大きな力
が必要である。

例えば「スペクトラ」のような伸長鎖ポリエチレン
（ECPE）繊維も固有に切断抵抗性であることが観察され
ている。ECPE繊維は，高度に切断抵抗性であることの他
に，非常に耐摩耗性かつフレキシブルであり，優れた切
断抵抗性ヤーンを形成する。

本発明は，ヤーンの繊維物質の少なくとも１種類が，
限定するわけではなく，アラミド繊維またはECPE繊維の
ような，フレキシブルで固有に切断抵抗性物質であるこ
とを必要とする。

例えばアラミド繊維およびECPE繊維のような物質が切
断抵抗性であるが，これらの繊維も切断中に極度に鋭利
な縁を用い，切断力の適用中にこの縁を物質を通して引
張るならば，相対的に中等度の力で完全に切断されるこ
とができる。本発明の開発過程において，フレキシブル
で固有に切断抵抗性物質に硬質繊維を加えるとヤーンの
切断抵抗性が明白に上昇することが発見された。この硬
質物質は切断プロセス中の切断縁を鈍化し、この結果切
断縁が切断することをより困難にすることが発見され
た。

硬質物質が鋭利な縁を鈍化して，ヤーンの切断を困難
にするという推定は，次の簡単な試験によって実証され
た。ECPEニット布帛（knitted ECPE fabric）のサンプ
ルを今まで用いられていない外科用メスの刃で切断し
た。外科用メスを布帛に通して引いて布帛を完全に切断
する時に，充分な力を手によって加えた。次に，同様に
未使用の外科用メスの刃を25デニールガラス繊維に接触
させた。メスの切断縁を中等度の手の圧力下でガラス繊
維上で引張った，この圧力はガラス繊維を破断するほど
大きくはないが，全切断縁をガラス繊維に接触させるよ
うな圧力であった。次に，このメスを用いて，前記ECPE
布帛を切断した。布帛を完全に切断するのに要する力が
この場合に大きく増大することが判明した。メスの縁を
ガラス繊維上に引くと，縁の鋭利性が減ぜられることは
明らかであった。メスの縁を反復してガラス繊維と接触
させると，縁が如何なるレベルの手の圧力においてもEC
PE布帛がもはや切断されなくなるような程度まで鈍化し
うることが判明した。これに反して、今までに未使用の
メスを用いて反復してECPE布帛を切断する場合には，切
断に要する力が切断回数と共に増加しなかった。ECPEが
メス縁を注目に値するほど鈍化しないことは明らかであ
った。

本発明の目的のために，非金属性硬質繊維物質を用い
ることができる。ガラス繊維とセラミック繊維がこのよ
うな物質の一般的な例であった。本発明の目的のため
に，「硬質物質」は切断縁の鋭利性を有意に減ずること
のできるような硬度レベルを有する物質である。

硬質物質がとる形状はかなり変化しうる。硬質繊維物
質は均一な組成を有し，例えば連続フィラメントガラス
繊維のように，連続した長さを有する，硬質繊維物質は
例えばチョップト（chopped）ガラス繊維のように非連
続長さでもありうる。これはまた不均一な組成でもあり
うる。例えば，繊維物質はセラミック物質の層を塗布し
た有機繊維から構成することができる。他の例はセラミ
ック粒子またはフィブリルを充満させた有機繊維の例で
ある。上記例は説明のために挙げたにすぎず、多くの変
更を当業者は容易に思いつくことができる。

当業者によってのなされ得る推定は，本発明の一部と
して用いられる硬質繊維物質が非常に脆く，それ故被服
への用途が限定されている。実際に，使用硬質物質の脆
さは重要な問題ではない。本発明に通常用いられるガラ
ス繊維またはセラミック繊維は極度に直径が小さい。大
きい直径が必要である場合には，上記の被覆または含浸
繊維を用いることができる。この結果，これらの硬質物
質はまだ非常に脆いが，非常に小さい半径物の周囲に破
断することなく曲げることができる。硬質繊維物質を複
合ヤーンのコアに入れることが好ましい。このようにし
て，硬質物質をヤーンの屈曲中に最小応力に暴露させ
る。さらに，硬質物質をヤーンのコアに入れることによ
って，フレキシブルで固有に切断抵抗性物質がより脆い
コア物質の保護を助成する。

多くの場合に，硬質繊維物質を連続エラストマー物質
層で被覆することが好ましい。この被覆は幾つかの重要
な機能を有する。硬質物質がマルチフィラメント繊維で
ある場合には，被覆は繊維束を共に保持し，繊維を複合
ヤーン中に入れる前にこの繊維の取扱い中に生ずる応力
から繊維を保護する。被覆は物理的バリヤーを与えて，
硬質物質を化学的に保護する。さらに、硬質物質が使用
中に破断する場合に，被覆は硬質物質をトラップし，ヤ
ーン構造を去らない。

本発明の繊維とヤーンの切断抵抗性を測定するために
有用な切断試験装置は，全体としてここに参考文献とし
て関係する1988年７月25日に出願された同時係属米国出
願第223,596号に述べられている。本発明の目的のため
に，「切断試験装置」は上記装置を意味する。

実施例 切断抵抗性布帛の試験 サンプルＡはECPE繊維，スペクトラ1000から製造した
ニット手袋（knitted glove）であった。この手袋は７
ゲージのシマセイキ手袋編み機（Shima Seiki glove kn
itting machine）で編んだものであった。手袋製造に用
いたヤーンは1200デニールの２素糸から成り，各繊維素
糸につき１インチにつき１ターンの撚りを有し，総ヤー
ンデニール2400を生じたものであった。手袋布帛は約0.
045インチ厚さであり,1平方ヤードにつき約13.8オンス
の重量を有する。

サンプルＢはガラス繊維（Ｅ−ガラス）を用いて製造
した織布であった。この布帛は595デニールの撚りのな
いガラス繊維を用いた，サテン織り57×54であり，厚さ
0.009インチであり,8.9オンス／平方ヤードの重量を有
した。

サンプルＣはECPE繊維（スペクトラ1000）とガラス繊
維（Ｅ−ガラス）との組合せであった。手袋に用いたヤ
ーンは,595デニールガラス繊維と650デニールECPE繊維
（スペクトラ1000）とを撚らずにヤーンコアに配置し，
このコアを一方向では650デニールECPE繊維によって包
み，他の方向では他の650デニールECPE繊維によって包
むことによって構成した。複合ヤーンのデニールは2900
であった。手袋は７ゲージのシマセイキ編み機によって
編んだ。手袋の布帛は約0.055インチ厚さであり，約18
オンス／平方ヤードの重量を有した。

上記サンプルの切断抵抗性の測定に用いた試験は同時
係属米国出願第223,596号に述べられている。この試験
はサンプルが切断縁によって貫通されるまで鋭利な縁と
サンプルを反復させることを含む。サンプルの貫通に要
する切断サイクル（接触）回数が多ければ多いほど，サ
ンプルの報告切断抵抗性は大きくなる。試験中に，次の
条件を用いた：切断135g,マンドレル速度52rpm,回転鋼
マンドレル直径19mm,切断刃ドロップ高さ9mm,片刃の工
業用レーザー切断刃〔レッドレヴィルブランド（Red Re
vil brand）〕，ピボット先端から刃中央までの切断ア
ーム距離６インチ,2種類の手袋布帛（サンプルＡとＣ）
を手袋から手袋の指を切断し，この指を試験機のマンド
レルに被せることによって試験した。指の切断縁上にバ
ンドクランプを配置することによって，指をマンドレル
上に維持した。織布サンプル（サンプルＢ）を布帛から
２×２インチ片を切断し，サンプルを試験機のマンドレ
ルの周囲に巻き，マンドレル上に接着テープでそれを維
持することによって試験した。織布は、切断刃が取付け
た布帛縁の重複した個所のサンプルと接触しないよう
に，取付けた。報告切断回数は多数回試験の平均値であ
る。各試験に対して，新しい未知用のレーザー刃を用
い，切断縁の鋭利性が各試験に対して同じであるように
した。

ECPE繊維（サンプルＣ）にガラス繊維を加えると，繊
維の切断抵抗性がこのように大きく増加しうることは意
外である。ガラス繊維自体が殆んど切断抵抗性を有さな
いことは明らかである。ガラス繊維は単独で用いた場合
に切断プロセスの衝撃中に破壊されやすい。ECPE繊維と
ガラス繊維とを組合せて，切断抵抗性ヤーンを製造する
場合に，相乗作用が観察される。

この比較試験のためには，ガラス織布をその入手可能
性のために用いた。ニットガラス布帛を同様に試験する
ことが望ましかったと思われる。しかし，ガラス繊維は
それらの脆性のために編むことが困難であり，このよう
な布帛は入手が容易ではなかった。ニットガラス布帛が
ガラス織布と比べて有意に異なるレベルの切断抵抗性を
有することは期待されない。

参考例 ジャケット布帛用ヤーン 本発明の参考態様の保護ジャケット布帛の製造に用い
るヤーンを，直径0.11mmのステンレス鋼ワイヤーの１本
の長いストランドと，引張強さ3GPa,モジュール171GPa,
伸び2.7％,650デニールおよび１ストランドもしくは１
素糸につき120フィラメントを有する超高分子量ポリエ
チレン繊維の１本の平行ストランドとを包むことによっ
て製造する。このヤーンはスペクトラ1000としてアライ
ドコーポレーション（Allied Corporation）から商業的
に入手可能である。ラッピング繊維は引張強さ1.00GPa,
モジュラス13.2GPa,伸び14％を有する,500デニール,700
フィラメント／素糸のポリエステルである。ヤーンＡに
対しては，上記ポリエステル繊維の二層状ラップを用い
て，ワイヤーと高強度ポリエチレンの平行ヤーンを包
む。

ヤーンＢに対しては，上記超高分子量ポリエチレン繊
維をストランドの周囲を包む最内部層として用いる，外
部層はポリエステル繊維である。

または，ケブラーのようなアラミドを超高分子量ポリ
エチレンの代りにストランドとしてまたはラッピング繊
維として用いることができる。

比較用ヤーンＣ−3600デニール，引張強さ1GPa,モジ
ュラス13.2GPaおよび伸び14％を有するポリエステル，
ラッピングなし。

このラップトヤーン（wrapped yarn）（Ａもしくは
Ｂ）または比較用ヤーンＣを次にブレード化し（braide
d），編み，織りまたは他のやり方で本発明のジャケッ
トとして用いる布帛に製造することができる。

このジャケットを次に用いて，ロープ，ウェッビン
グ，ストラップ，空気入り構造体等を取り巻くことがで
きる。ジャケットはブライダー装置（braider apparatu
s）において１キャリヤー（carrier）につき１本以上の
ヤーン素糸から製造される。ブレード（braided）スト
ランドまたは平行ストランドのコアの完全被覆または部
分被覆を施すことができる。本発明のジャケットに用い
る布帛のヤーンを例えば高強度繊維のストランドを簡単
に包むようなやり方でまたはコア紡糸によってまたはタ
ザラン化（Tazalanizing）または他のやり方によって包
んで，ストランドまたは複数のストランドの周囲にヤー
ンのラップを施すことができる。

参考例１ ロープに対する試験 切断保護性布帛によるジャケットを付けた,3種類の標
準ロープを切断抵抗性に関して試験した。３種類の通常
のストランド化1/4インチ（0.6cm）ロープを製造し、こ
のロープコアをジャケットとして囲むために特定のブレ
ードヤーン布帛（braided yarn fabric）を用いた。ジ
ャケットは別に形成したロープコアに被覆するか，また
は製造工程の一つにおいてコアの周囲に形成することが
できる。

比較サンプル１は比較ヤーンＣからブレード化した布
帛によるジャケットを付けた，ケブラーストランド化ロ
ープであった。比較サンプル２は比較ヤーンＣからブレ
ード化した布帛によるジャケットを付けた，超高分子量
高強度ポリエチレン（スペクトラ 900）繊維ストラン
ド化ロープであった。本発明のサンプル３の例はヤーン
Ａからブレード化したジャケットで囲んだ，上記超高分
子量ポリエチレン（スペクトラ ）繊維ストランドロー
プであった。

３種類のジャケット付きロープをギロチンテスト（gu
llotine test）によって試験した。ギロチンテストで
は，ロープを取付具に保持して，その運動を制限した。
クランプがロープをその軸に沿った運動から防止し、ロ
ープを２個のパイプの内側に通し，ロープを切断中の偏
向から阻止した。刃が切断を行う場合に,2個のパイプを
ごく僅かに分離した。ロープを完全に切断するために要
した最大力を測定した。

第２試験，切断損傷試験では，ロープを木製表面に置
き，他の抑制を加えなかった。次に刃をロープの中に25
0ポンド（113.6kg）の力で押し入れた。損傷したロープ
を保留強度に関して試験した。両試験において，各被験
サンプルに対して新しいスタンリー刃（Stanley blad
e）No.1992を用いた。試験結果を下記に示す。

切断損傷試験（「濫用（abused）」）ロープの観察
は，サンプル１ロープがなめらかに途中まで切断された
ことを示した。サンプル２ロープジャケットも部分的に
切断されたが，フィラメントはなめらかには切断されな
かった。サンプル３ロープは刃が押圧した場所に凹みの
みを示した。ジャケットさえも切断された微候は示され
なかった。このために，サンプル３ロープのみを500ポ
ンド力において切断損傷試験において試験した。これは
92％強度を保留し、ジャケット切断は立証しなかった。

参考例２ 耐摩耗性 比較サンプル２とサンプル３（本発明）を上記試験に
よってジャケットの耐摩耗性に関して試験した。サンプ
ル３はヤーンＡのブレード布帛のジャケットを付けた,1
/4インチ（0.6cm）ストランド化ロープであった。

試験では各サンプルロープを10インチ（25.3cm）直径
の研削砥石（abrasive wheel）上で90度の角度に曲げ
た。ロープに180ポンド（81.8kg）を負荷し，研削砥石
を3rpmで回転させながら３インチ（7.6cm）ストローク
を通して往復運動させた。ジャケットが完全に摩耗した
時に試験を終了した。各サンプルのストローク（サイク
ル）数は比較サンプル２が８であり，サンプル３が80で
あった。

参考例３ ブレード化ロープ ４種類の1/4インチ（0.6cm）ブレード化ロープを様々
なジャケットを用いて試験した。比較サンプル４ロープ
は上記高強度超高分子量ポリエチレンヤーンからブレー
ド化し，ジャケットは1000デニール,192フィラメント／
素糸，引張強さ1.05GPa,モジュラス15.9GPaおよび伸び1
5％のポリエステルヤーンからブレード化した。

サンプル５ロープは1875デニール，引張強さ2.53GPa,
モジュラス60.4GPa,伸び3.5％のケブラーヤーンからブ
レード化した。ジャケットはサンプル３と同じであっ
た。

サンプル６ロープも上記高強度，超高分子量ポリエチ
レンヤーンから，低張力下でブレード化し，「ソフト
（soft）」ロープを得た。使用ジャケットは例３と同じ
であった。

サンプル７ロープは，ロープのブレード化中により大
きい張力を与えて「ハード（hard）」ロープを形成した
以外はサンプル６と同じであった。

ロープに例１と同様に一定負荷を与えた。ロープを刃
物下でピンと張った場合に，ロープ間の切断抵抗性の差
は殆んどなかった。切断損傷試験では，結果は下記のよ
うであった。

最も良い形式 本発明の参考態様の最も良い形式を下記に述べる。

大ていの切断抵抗性構造体，ロープ，ウェッビングま
たはストラップは最高引張強さを有する超高分子量ポリ
エチレン繊維（スペクトラ1000）のストランドに平行に
配置された0.11mmステンレスの内部ストランドを有する
ヤーンから製造された，好ましくはブレード化されたジ
ャケットによって被覆された，ブレード化されたまたは
ストランドとしてのコアとして上記超高分子量ポリエチ
レン繊維を用いていると考えられ，ストランドは低引張
強さポリエチレン繊維（スペクトラ900）の内部ラップ
と上記ヤーンＢで述べたポリエステル繊維の外部ラップ
とによって包まれている。

11ラインの実験室研究を独立した実験室によって実施
して，深海係留ラインとして用いた場合の各ラインが有
するフィッシュバイト抵抗度（degree of fishbite res
istance）を確認した。ラインの組成と構造に基づく一
般的考察の他に，突刺し抵抗性と切断抵抗性とを客観的
に測定するために３種類の実験室実験を用いた。試験は
応力除去下と使用荷重下のラインに対して実施した。

ラインの構造 試験ラインの全ては平行合成繊維から成るコアを有し
た。６ラインはポリエステルラインのコアを有した。３
ラインはケブラー繊維のコアを有し,1ラインはスペクト
ラ 900のラインを有した。

ポリエステルコアを有するラインのコアはポリエステ
ル布のテープで包み，ポリエステル布はブレード化ポリ
エステルカバーで被覆した。他のソース（source）から
のロープのコアは同一であるように見えるラッピングを
有した。第１表は試験ラインに関する情報の要約を含
む。サンプル９は隙間にポリウレタンを用いた本発明の
参考態様を説明する。他の全てのサンプルは比較例であ
ると考えられる。

試験方法 鋭利な先端による貫通抵抗性を２通りの方法：（１）
デュロメーター（Durometer）のショアＤスケールを用
いる（ASTM法＃2240）を用いる，または（２）「深海ラ
インフィッシュバイトマニュアル（Deep−Sea lines Fi
shbite Manual）」〔プリンドルアンドヴァルデン（Pri
ndle ＆ Walden）1975〕に述べられているような硬化鋼
の模擬サメの歯を用いた突刺しによって測定した。貫通
試験からの各データ点はライン表面を標準距離まで突刺
すために要する力の５回測定値の平均値である。

バルドヴィンユニバーサル試験装置を用いて応力除去
ラインサンプルに対して，切断に要する力（force to c
ut）試験を「深海ラインフィッシュバイトマニュアル」
に述べられ，説明されているように実施した。

時間と物質の入手性との束縛の中で，突刺し試験と切
断試験とを1125ポンド張力を負荷したラインに対してく
り返した。試験ラインと共に重り（weight）をリフトす
ることによって，負荷を与えた。大ていのロープ試験体
の両端は，試験ラインの端部を中空ブレードロープの内
側に挿入し，張力を与えた時に摩擦によってロープが端
部を固定する「チャイニーズフィンガー（Chinese fing
er）」法によって固定した。デュロメーターと突刺し試
験は通常のやり方で実施したが，切断に要する力試験
は，試験ラインを通して刃を引張るために用いられるス
ターラップ（stirrup）に取付けられた切断刃によって
実施した。この方法は，切断具としてサメの下あごを用
いる「深海ラインフィッシュバイトマニュアル」にも説
明されている。

切断力データは全て表示ラインに対する１回切断の結
果である。試験は約70゜Fと可変相対湿度の周囲条件に
おいてラインサンプルに対して実施した。

実験室試験結果 保護されないまたは保護された（armored）両方の３
種類の以前に試験した13/23″直径ポリエステルロープ
を参考のための標準として加えた。２種類のアーマー
（armor）の中，アセタールコポリマー（Celcon M25−0
4）は高度のバイト抵抗性を与える。海で試験した場合
に，これは強いバイト作用（bitting attack）下で充分
にラインを保護することが実証された。残念ながら，セ
ルコンM25−04組成物は取扱い中にき裂を生じたので，
実用的なアーマーではないが，必要な靱性度を有する物
質の例としてこの場合に有用である。第２参考ラインを
ナイロン6/6〔ジテル（Zytel）ST801〕によって保護し
た。これは，良好な取扱い性を有するがアセタールコポ
リマーよりもバイト抵抗性が低いという点で，多くのプ
ラスチック被覆ラインの典型的なものである。これは受
容される物質の範囲の下限（bottom）を表す限界のフィ
ッシュバイトアーマーと見なされる。ジャケットがナイ
ロン6/6よりも低い突刺し抵抗性および切断抵抗性であ
るならば，このジャケットはあらゆる状況下でフィッシ
ュバイト損傷に対して信頼できるバリヤーではないと考
えられる。

実験室テストの結果を要約する，入手可能な場合に
は，繊維とプラスチックジャケットとの総称（generic
name）と商品名も第II表に記載する。プラスチックジャ
ケットの厚さは試験ラインから採取した小片で測定し，
各総称名の後のカッコ内に記入する。若干のデータは欠
落しており，サンプル＃１の場合には入手サンプルが破
壊され，＃６はより重いジャケットによるくり返しであ
る。ライン＃10の充分な結果を見出す問題はこのレポー
トに間に合っては解決されなかったので，これらは張力
下でテストしなかった。

ラインの評価 ライン構造と試験方法の多様性によって，全てのカテ
ゴリーにおいて明白な成功ラインは存在しない。データ
の解釈を助けるために，各使用実験に対して表を作成し
た。

第III表はデュロメーターによって得られたデータを
説明し，この試験によって提起ラインのいずれも張力な
しで試験した場合に保護参考ラインすなわちアセタール
コポリマー（AC）またはナイロン（Ｎ）のいずれにも等
しくないことが明らかである。試験ライン中の最も良い
ラインは47milのイオノマーによって保護された＃1,76m
ilのイオノマーによって保護された＃６および114milの
ポリエステルによって保護された＃10である。残りは今
後の考察を必要とするように思われるレベルに満たない
ものであった。しかし、ブレードによって保護されたサ
ンプルについてはある程度言及すべきであろう。これら
はポリオレフィンとアルミニウムブレードによって保護
された＃7,ケブラーブレードによって保護された＃8,ポ
リウレタンと金属ブレードによって保護された＃９であ
る。これらの３種類は全てデュロメーター試験において
低いランクであり，この理由はデュロメーターの円錐形
先端がブレードのストランドの間でスリップしたためと
思われる。この試験における最後のランクである＃８は
切断抵抗性では第１位のランクであった。従って，デュ
ロメーター試験は均質プラスチックアーマーの靱性の有
用な尺度であるが，不連続被覆を有する物体に用いた場
合には全体のストーリー（story）を表さないように思
われる。

ラインを応力除去（slack）下と再び応力下で試験し
たあらゆる場合に，デュロメーター読取り値は実験の誤
差の範囲内で同じであるかまたはラインを張力下におい
た場合に増加した。

突刺し試験 単一歯突刺し試験は先端をラインに圧入するという点
でデュロメーター試験に同じであるが、この場合には歯
の縁によって切断の可能性が付加的に存在する。第IV表
はこの試験下でのラインの相対的抵抗性を示す。

ラインを応力除去下で試験した場合に，アセタールコ
ポリマー（AC）が再び最大抵抗性を有し，突刺しに63ポ
ンドを要した。第２位は114milポリエステルで保護され
た＃10であった。これはアセタールコポリマー参考ライ
ンの抵抗性の70％を有し，ナイロン6/6（Ｎ）参考標準
よりすぐれていた。次の順位はポリウレタンとブレード
で保護された＃９アイテムであった。次に続く数スポッ
トはアイテム＃1,5,6および７であり，これらは限界的
に受容されるナイロン6/6被覆ラインの突刺し抵抗性の
わずか71％を有した。

張力は評価の著しい変化を生じた。＃１スポットはア
イテム＃９（ウレタン／ブレードアーマー）になり，こ
れは35ポンド抵抗性から58ポンドに上昇した。張力下
で，これは応力除去条件下のアセタールコポリマーに実
質的に等しかった。張力によって，アセタールコポリマ
ー参考ラインと同じであり,31ポンドのナイロン6/6保護
ラインよりも良好である約38ポンドのレベルの第２位を
密接に競合する３ラインが存在した。３種類のブレード
被覆ラインは全て，張力負荷を加えた場合に突刺し抵抗
性の増加を示した。

切断力 切断力試験では，他の試験とは異なり，アーマーと繊
維が切断された場合にのみ，切断縁を進行させることが
できる。第Ｖ表に示す試験結果は全く異なるものであ
る。

試験ライン中の４ラインは応力除去条件と応力条件下
の両方において,2参考ラインよりも高度に切断抵抗性で
あった。

アイテム＃８と９を２つの顕著な例外として，全ての
ラインは張力下で試験した場合に，切断抵抗性を失っ
た。応力除去下で試験した場合に，ナイロン6/6参考に
匹敵した５ラインは今後の考察からこれらを除外するほ
ど低レベルにまで低下した。

海での試験のためのラインの選択 海での試験のためのラインの選択はライン材料と構造
との変数によって複雑である。下記に示すような３種類
の構造が全体的に存在する： 1.プラスチックのみの層によって保護されたロープ 2.ブレードのみによって被覆されたロープ 3.ブレードとプラスチックとの組合せによるジャケット
付きロープ ラインについての入手可能な情報と共に第III表，第I
V表および第Ｖ表に示した試験データを考察すると，各
カテゴリーに今後の研究に値するロープが少なくとも１
種類存在することを示す。

ラインをそれらの総合的な穿刺抵抗性と切断抵抗性の
順序にラインを列挙すると，最も良い５ラインは次のよ
うになる： サンプル10…114milポリエステル〔ハイトレル（Hytr
el）〕によって保護された5/8″直径ケブラーロープ。
このラインは分厚く，非常に剛性である。このラインは
大型の機械（heavy machinery）によってのみ取扱うこ
とができた。このラインを停止させる方法はこのレポー
トに間に合うように完成することができなかったが，応
力除去ラインに関する結果はこのラインが今後の試験の
ために検討に値することを示している。

サンプル９…スペクトラ繊維上のポリウレタン プラ
ス 金属コアヤーンブレードジャケットで被覆されたス
ペクトラ 900繊維の1/4″直径ロープ。このラインはフ
レキシブルであり，良好な取扱い性を有する。このライ
ンは応力除去下では突刺しに対して無防備であるが，使
用荷重下では抵抗性を得る。このラインは切断抵抗性に
おいてアセタールコポリマー参考ラインよりもすぐれて
いる。海における試験のためにこのラインが不適当だと
勧告するために必要な情報を完全なものにするために
は，海水中での劣化を受けやすさに対する15情報が必要
である。

サンプル７…ポリオレフィンとアルミニウムブレード
アーマー付きの5/16″直径ケブラーロープ。このライン
のアーマーはケブラー繊維上の35milのポリオレフィン
＋アルミニウムブレード層＋41milのポリオレフィンか
ら成る。これは他の幾つかのラインよりも僅かに剛性で
あるにすぎないにも拘わらず，良好な取扱い性であっ
た。デュロメーター試験はナイロン6/6未満であった。
応力除去ロープに対する突刺し試験はナイロン6/6未満
であったが，ラインに負荷した場合には，突刺しに対し
て非常に抵抗性になり，アセタールポリマーにほぼ等し
かった。切断試験では応力除去下で第３位のランクであ
ったが，応力下では両参考ラインよりもすぐれていた。
これは良好なラインであり，海において試験するに値す
る。

サンプル６…76milのイオノマー〔サーリン（Surly
n）〕ジャケット付きの1/2″直径ポリエステル繊維〔シ
ンコア（Syn Core）〕。このラインは良好な取扱い性を
有したが，総合的にこのラインは３種類の試験において
ナイロン6/6参考ラインよりも少し低い評価であった。
このラインはフィッシュバイト保護の機能に関して最小
の抵抗性を有するラインとして海での試験に興味深いと
考えられた。

サンプル８…きめの粗い（coarse）ケブラーブレード
化ジャケット付きの5/8″直径ケブラー。このライン
は，特に応力除去下では貫通抵抗性において最下位に近
かったが，切断抵抗性では第１位であった。負荷した場
合に，このラインは鋼の刃がラインが何らかの有意な損
傷を受ける前に破壊されるほど切断抵抗性になった。こ
の種のラインをフィッシュバイトに関してさらに試験す
ることが明確に指示される。

総合的に，結果はブレードが切断抵抗性において興味
深い性質を有するが，特にラインが応力除去下にある場
合に，鋭利な先頭によって貫通されやすい。他方では，
プラスチックアーマーは張力下で切断抵抗性を失う。両
者の組合せはあらゆる条件下で効果的なバイト抵抗性
（bite resistance）を有するラインを製造するため
に，研究すべきであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０４Ｂ 1/14 Ｄ０４Ｂ 1/14 1/16 1/16 1/28 1/28 Ｄ０７Ｂ 1/02 Ｄ０７Ｂ 1/02 (72)発明者 ダンバー，ジェームズ・ジャイ アメリカ合衆国ヴァージニア州23111, メカニクスヴィル シャノン・デイル・ ロード 6601 (72)発明者 ボーン，マーク・ベンジャミン アメリカ合衆国ヴァージニア州23227, リッチモンド，ウィンドソール・アベニ ュー 1211 (72)発明者 ウェバー，チャールズ・ポール・ジュニ アー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28110，モンロー，マーサ・ドライブ 1104 (72)発明者 ウィンクルホファー，ロバート・チャー ルズ アメリカ合衆国ヴァージニア州23234, リッチモンド，ストーノウェイ・ドライ ブ 4753 (56)参考文献 特開 昭62−299590（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切断抵抗性布帛の製造方法であって、 複数種類の異なる非金属繊維を組合せてヤーンを形成す
   る工程であって、前記非金属繊維の少なくとも１種類は
   フレキシブルでかつ本来的に切断抵抗性繊維であり、前
   記非金属繊維の他の少なくとも１種類はモース硬度スケ
   ールで約３を越える高レベルの硬度を有する繊維であっ
   て、ガラス、セラミック、カーボンおよびこれらの混合
   物から成る群から選択される繊維である工程；および 前記ヤーンから布帛を構築する工程 を含んで成る方法。
2. 【請求項２】本来的に切断抵抗性の繊維が高強度ポリエ
   チレン、高強度ポリプロピレン、高強度ポリビニルアル
   コール、アラミド、高強度液晶ポリエステルおよびこれ
   らの混合物から成る群から選択される繊維である、請求
   の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】切断抵抗性布帛の製造方法であって、 複数種類の異なる非金属繊維を組合せてヤーンを形成す
   る工程であって、前記非金属繊維の少なくとも１種類は
   フレキシブルでかつ本来的に切断抵抗性繊維であり、前
   記非金属繊維の他の少なくとも１種類は、モース硬度ス
   ケールで約３を越える高レベルの硬度を有する、ガラ
   ス、セラミック、カーボンおよびこれらの混合物から成
   る群から選択される物質で被覆された軟質コア物質から
   成る複数成分繊維である工程；および 前記ヤーンから布帛を構築する工程 を含んで成る方法。
4. 【請求項４】切断抵抗性布帛の製造方法であって、 複数種類の異なる非金属繊維を組合せてヤーンを形成す
   る工程であって、前記非金属繊維の少なくとも１種類は
   フレキシブルでかつ本来的に切断抵抗性繊維であり、前
   記非金属繊維の他の少なくとも１種類は、モース硬度ス
   ケールで約３を越える高レベルの硬度を有する、ガラ
   ス、セラミック、カーボンおよびこれらの混合物から成
   る群から選択される繊維を充満させた軟質物質から成る
   複合繊維である工程；および 前記ヤーンから布帛を構築する工程 を含んで成る方法。
5. 【請求項５】高レベルの硬度を有する繊維が、エラスト
   マー性被膜で被覆された、請求の範囲第１項に記載の方
   法。