JP3185822B2 - 複合素材ロープ - Google Patents
複合素材ロープInfo
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- JP3185822B2 JP3185822B2 JP34928692A JP34928692A JP3185822B2 JP 3185822 B2 JP3185822 B2 JP 3185822B2 JP 34928692 A JP34928692 A JP 34928692A JP 34928692 A JP34928692 A JP 34928692A JP 3185822 B2 JP3185822 B2 JP 3185822B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rope
- fiber
- wire
- strength
- metal
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/005—Composite ropes, i.e. ropes built-up from fibrous or filamentary material and metal wires
Landscapes
- Ropes Or Cables (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道の架線や橋梁等の大
型建造物で利用可能な産業用ロープに関するものであ
る。
型建造物で利用可能な産業用ロープに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、橋梁のケーブルや電設用のロープ
に金属性ワイヤーロープが用いられてきた。しかしなが
ら、ワイヤーロープは自重が重い為に取扱いが困難であ
り、風力等によりケーブルが揺すられた際には振動エネ
ルギーが大きくそれに見合った支柱のスパン・構造の設
計が必要であった。係る欠点を解消するために軽量でし
なやかな合成繊維の利用も考えられるが、支線の取付部
分での側面からの圧縮に対する堅さや寸法安定性が十分
でないといった問題がありかかる用途への使用が制限さ
れていた。
に金属性ワイヤーロープが用いられてきた。しかしなが
ら、ワイヤーロープは自重が重い為に取扱いが困難であ
り、風力等によりケーブルが揺すられた際には振動エネ
ルギーが大きくそれに見合った支柱のスパン・構造の設
計が必要であった。係る欠点を解消するために軽量でし
なやかな合成繊維の利用も考えられるが、支線の取付部
分での側面からの圧縮に対する堅さや寸法安定性が十分
でないといった問題がありかかる用途への使用が制限さ
れていた。
【０００３】そこで軽量で高強度の有機繊維を通常のワ
イヤーロープより内層に多く用いて、側面からの圧縮に
も強い金属繊維で外装をカバーした複合ロープも試みた
が、これまで入手可能であったアラミド繊維や高強力ポ
リアリレート繊維などの素材では、高強力金属繊維と比
較すると弾性率が十分でないために、得られた複合ロー
プの強力は十分高く出来るものの、同程度の太さの金属
ケーブルと比べると弾性率が低くなってしまい寸法安定
性が劣るといった欠点を有していた。すなわち、金属繊
維との複合ロープを構成しても常に金属繊維への応力集
中が生じていることになってしまう。特に、寸法安定性
を高めるには、有機繊維の寄与が小さいために、ロープ
の直径を太くする必要があった。そのような理由でこの
ような複合ロープが用いられることはなかった。
イヤーロープより内層に多く用いて、側面からの圧縮に
も強い金属繊維で外装をカバーした複合ロープも試みた
が、これまで入手可能であったアラミド繊維や高強力ポ
リアリレート繊維などの素材では、高強力金属繊維と比
較すると弾性率が十分でないために、得られた複合ロー
プの強力は十分高く出来るものの、同程度の太さの金属
ケーブルと比べると弾性率が低くなってしまい寸法安定
性が劣るといった欠点を有していた。すなわち、金属繊
維との複合ロープを構成しても常に金属繊維への応力集
中が生じていることになってしまう。特に、寸法安定性
を高めるには、有機繊維の寄与が小さいために、ロープ
の直径を太くする必要があった。そのような理由でこの
ような複合ロープが用いられることはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、軽量で取扱
いに優れ、かつ極めて高強度・高弾性率な金属・有機複
合ロープを提供せんとするものである。
いに優れ、かつ極めて高強度・高弾性率な金属・有機複
合ロープを提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は引張強度
が少なくとも４．０ＧＰａ以上、引張初期弾性率が少な
くとも１４０ＧＰａ以上のポリベンズビスオキサゾール
繊維を内部に配し、その外側を金属ワイヤーの層を設け
たロープである。
が少なくとも４．０ＧＰａ以上、引張初期弾性率が少な
くとも１４０ＧＰａ以上のポリベンズビスオキサゾール
繊維を内部に配し、その外側を金属ワイヤーの層を設け
たロープである。
【０００６】本発明で用いる金属繊維としては、硬鋼
線、ステンレス繊維等が用いられる。またより高強度な
材料との組み合わせによりさらに高性能な複合ロープが
えられる。本発明は、使用する金属繊維の種類・形態に
よって制限されるものではない。
線、ステンレス繊維等が用いられる。またより高強度な
材料との組み合わせによりさらに高性能な複合ロープが
えられる。本発明は、使用する金属繊維の種類・形態に
よって制限されるものではない。
【０００７】複合ロープの形態の例としてはポリベンザ
ゾール繊維の４つ打ちもしくは８つ打ちの芯の回りに、
６つ打ちもしくは８つ打ちの金属ワイヤーロープをシー
ル型にコンビネーションさせる方法、外側のワイヤーの
芯にもポリベンゾビスオキサゾール繊維のロープを用い
る方法する方法等があげられるが、軽量化できる用途に
合わせた形態とすることが好ましい。
ゾール繊維の４つ打ちもしくは８つ打ちの芯の回りに、
６つ打ちもしくは８つ打ちの金属ワイヤーロープをシー
ル型にコンビネーションさせる方法、外側のワイヤーの
芯にもポリベンゾビスオキサゾール繊維のロープを用い
る方法する方法等があげられるが、軽量化できる用途に
合わせた形態とすることが好ましい。
【０００８】本発明のポリベンザゾール繊維はポリベン
ズオキサゾールもしくはポリベンズチアゾール、または
それらのランダムもしくはブロック共重合体からなる繊
維をいう。引張強度は４．０ＧＰａ以上、好ましくは
４．１ＧＰａ以上で、引張初期弾性率は１４０ＧＰａ以
上、好ましくは１５０ＧＰａ以上である。
ズオキサゾールもしくはポリベンズチアゾール、または
それらのランダムもしくはブロック共重合体からなる繊
維をいう。引張強度は４．０ＧＰａ以上、好ましくは
４．１ＧＰａ以上で、引張初期弾性率は１４０ＧＰａ以
上、好ましくは１５０ＧＰａ以上である。
【０００９】また、中心となるポリベンザゾール繊維と
外層の金属繊維との間に中間層に第３成分を設けても良
い、たとえば、通常のグリースや金属の酸性雨からの腐
蝕を防ぐための油や表面保護剤をがん浸させるための紡
績糸等の利用も可能である。或は、芯となるポリベンザ
ゾール繊維束の回りに樹脂を含浸被覆させたり、樹脂テ
ープをスパイラルに巻き付ける等して外層の金属繊維ワ
イヤーロープとのあたりを改善する目的で使用すること
も可能である。
外層の金属繊維との間に中間層に第３成分を設けても良
い、たとえば、通常のグリースや金属の酸性雨からの腐
蝕を防ぐための油や表面保護剤をがん浸させるための紡
績糸等の利用も可能である。或は、芯となるポリベンザ
ゾール繊維束の回りに樹脂を含浸被覆させたり、樹脂テ
ープをスパイラルに巻き付ける等して外層の金属繊維ワ
イヤーロープとのあたりを改善する目的で使用すること
も可能である。
【００１０】本発明の複合ロープは金属ワイヤーロープ
に比べて大幅な計量化が出来る。即ち、ポリベンゾビス
オキサゾール繊維の密度は１．６ｇ／cm3 未満であるの
に対して金属繊維の場合、アモルファスで７．７ｇ／cm
3 、ピアノ線で７．８ｇ／cm 3 、ピアノ線で７．８ｇ／
cm3 、ステンレス細線で７．９８ｇ／cm3 であり、線径
の効果を差し引いてもポリベンズビスオキサゾール繊維
の使用容積に対しては重量が３分の１以下になる。特
に、ボリベンゾビスオキサゾール繊維の芯ロープと外層
に打ち込むロープの重量比を適切に調節することで、用
途に合わせた所望の線密度・外径のロープを設計するこ
とが出来る。使用するワイヤーの素線径および材質、メ
ッキ量は上記の重量設計、用途に合わせて自由に構成す
ることができるが、軽量化の観点からワイヤーロープの
占有面積で４０％以上をポリベンザゾール繊維とするこ
とが好ましい更に好ましくは５０％以上をポリベンザゾ
ール繊維とすることが好ましい。
に比べて大幅な計量化が出来る。即ち、ポリベンゾビス
オキサゾール繊維の密度は１．６ｇ／cm3 未満であるの
に対して金属繊維の場合、アモルファスで７．７ｇ／cm
3 、ピアノ線で７．８ｇ／cm 3 、ピアノ線で７．８ｇ／
cm3 、ステンレス細線で７．９８ｇ／cm3 であり、線径
の効果を差し引いてもポリベンズビスオキサゾール繊維
の使用容積に対しては重量が３分の１以下になる。特
に、ボリベンゾビスオキサゾール繊維の芯ロープと外層
に打ち込むロープの重量比を適切に調節することで、用
途に合わせた所望の線密度・外径のロープを設計するこ
とが出来る。使用するワイヤーの素線径および材質、メ
ッキ量は上記の重量設計、用途に合わせて自由に構成す
ることができるが、軽量化の観点からワイヤーロープの
占有面積で４０％以上をポリベンザゾール繊維とするこ
とが好ましい更に好ましくは５０％以上をポリベンザゾ
ール繊維とすることが好ましい。
【００１１】本発明の優れた特徴として、ポリベンズビ
スオキサゾール繊維の耐熱性が６０℃と高く、外層部を
構成するワイヤー部分の、溶接、ろう接等の際の損傷が
極めて少ない。また、内層のポリベンザゾール繊維の撚
り継ぎも十分な接合強度を持たせることが出来る。本発
明のロープは、極めて作業性に優れている。
スオキサゾール繊維の耐熱性が６０℃と高く、外層部を
構成するワイヤー部分の、溶接、ろう接等の際の損傷が
極めて少ない。また、内層のポリベンザゾール繊維の撚
り継ぎも十分な接合強度を持たせることが出来る。本発
明のロープは、極めて作業性に優れている。
【００１２】さらに、本発明の複合ロープは金属ワイヤ
ーロープに比べて衝撃吸収能が高いという優れた特性を
有する。これは、有機繊維は繊維構造そのものが数十オ
ングストロームのミクロフィブリルが束になった構造を
有する比較的粗な構造であるのに対し、高強力金属繊維
は、超微細組織とはいえ金属組織であるために熱や応力
の伝播に無駄が少ない為と考えられる。かかる特徴は構
造物へ、地震や飛来物による衝撃が加わった際の安全性
を一層高める。
ーロープに比べて衝撃吸収能が高いという優れた特性を
有する。これは、有機繊維は繊維構造そのものが数十オ
ングストロームのミクロフィブリルが束になった構造を
有する比較的粗な構造であるのに対し、高強力金属繊維
は、超微細組織とはいえ金属組織であるために熱や応力
の伝播に無駄が少ない為と考えられる。かかる特徴は構
造物へ、地震や飛来物による衝撃が加わった際の安全性
を一層高める。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明のロープの製造方
法を具体的に説明する。原糸の強伸度特性は、ＪＩＳ−
Ｌ−１０１３（１９８４）の方法にしたがった。ロープ
の強伸度特性は、ＪＩＳ−Ｇ−３５２５（１９８８）方
法によった。
法を具体的に説明する。原糸の強伸度特性は、ＪＩＳ−
Ｌ−１０１３（１９８４）の方法にしたがった。ロープ
の強伸度特性は、ＪＩＳ−Ｇ−３５２５（１９８８）方
法によった。
【００１４】実施例１および比較例１ １５００デニール強度４．１ＧＰａ弾性率２０５ＧＰａ
のポリベンズビスオキサゾール繊維で直径８ｍｍの４つ
打ちロープを作り、１９本線の４ｍｍのＢ種メッキ、ワ
イヤーストランド８本と合わせて、１４ｍｍのシール型
ロープを作製した。比較例として１５００デニール強度
２．７ＧＰａ弾性率１３１ＧＰａのポリパラフェニレン
テレフタルアミド繊維（デュポン・東レ・ケブラー社
製：Ｋｅｖｌａｒ４９）で直径８ｍｍの４つ打ちロープ
を作り、実施例１と同様に１４ｍｍのシール型ロープを
作製した。表１に、両者の破断強力、中間伸度、ロープ
線密度を一般のワイヤーロープ（ビニロン芯）と合わせ
て示す。本発明のロープは極めて寸法安定性が高く、強
力も著しく高いことが解る。実施例１のロープは１４ｍ
ｍでありながら、１８ｍｍワイヤーと同等の強力を有す
る。
のポリベンズビスオキサゾール繊維で直径８ｍｍの４つ
打ちロープを作り、１９本線の４ｍｍのＢ種メッキ、ワ
イヤーストランド８本と合わせて、１４ｍｍのシール型
ロープを作製した。比較例として１５００デニール強度
２．７ＧＰａ弾性率１３１ＧＰａのポリパラフェニレン
テレフタルアミド繊維（デュポン・東レ・ケブラー社
製：Ｋｅｖｌａｒ４９）で直径８ｍｍの４つ打ちロープ
を作り、実施例１と同様に１４ｍｍのシール型ロープを
作製した。表１に、両者の破断強力、中間伸度、ロープ
線密度を一般のワイヤーロープ（ビニロン芯）と合わせ
て示す。本発明のロープは極めて寸法安定性が高く、強
力も著しく高いことが解る。実施例１のロープは１４ｍ
ｍでありながら、１８ｍｍワイヤーと同等の強力を有す
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例２ １５００デニール強度４．１ＧＰａ弾性率１５５ＧＰａ
のポリベンズビスオキサゾール繊維で直径２２ｍｍの８
つ打ち編索ロープを作り、その周りに厚み１５０μｍの
ポリエチレンテレフタレートフイルムを巻き付けた芯ロ
ープに、７本のメッキ硬鋼線素線からなる３ｍｍのワイ
ヤーを２６本をＳよりで加えて、図３のような形態の２
８ｍｍロープを作製した。芯ロープの破断強力は、６４
トンで、複合ロープの線密度は１．９７ｋｇ／ｍであっ
た。通常の２８ｍｍワイヤーロープに対して、およそ３
０％の軽量化ができた。また、ポリエステルテープのカ
バーにより、製鋼時の芯ロープの傷みは皆無で、降雨時
の水分の浸透が少なく軽量素材の特徴が維持できる。
のポリベンズビスオキサゾール繊維で直径２２ｍｍの８
つ打ち編索ロープを作り、その周りに厚み１５０μｍの
ポリエチレンテレフタレートフイルムを巻き付けた芯ロ
ープに、７本のメッキ硬鋼線素線からなる３ｍｍのワイ
ヤーを２６本をＳよりで加えて、図３のような形態の２
８ｍｍロープを作製した。芯ロープの破断強力は、６４
トンで、複合ロープの線密度は１．９７ｋｇ／ｍであっ
た。通常の２８ｍｍワイヤーロープに対して、およそ３
０％の軽量化ができた。また、ポリエステルテープのカ
バーにより、製鋼時の芯ロープの傷みは皆無で、降雨時
の水分の浸透が少なく軽量素材の特徴が維持できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によると大幅に軽量化された寸法
安定性に優れた高性能複合素材ロープを提供することが
できる。しかもポリベンザゾール繊維の耐熱性は６００
℃と高く、外層を構成するワイヤー部分の溶接、ろう接
等の際の損傷が極めて少なく、内層のポリベンザゾール
繊維の撚継も十分な接合強度を有するため、極めて作業
性にも優れる。
安定性に優れた高性能複合素材ロープを提供することが
できる。しかもポリベンザゾール繊維の耐熱性は６００
℃と高く、外層を構成するワイヤー部分の溶接、ろう接
等の際の損傷が極めて少なく、内層のポリベンザゾール
繊維の撚継も十分な接合強度を有するため、極めて作業
性にも優れる。
【図１】本発明の一例を示す複合ロープ断面図。
【図２】本発明の一例を示す複合ロープ断面図。
【図３】本発明の実施例３に示す複合ロープ断面図。
１：金属繊維 ２：ポリベンザゾール繊維 ３：ポリエステルフィルム
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D07B 1/00 - 9/00 D01F 6/74 D02G 1/00 - 3/48 D02J 1/00 - 13/00
Claims (1)
- 【請求項１】引張強度が少なくとも４．０ＧＰａ以上、
引張初期弾性率が少なくとも１４０ＧＰａ以上のポリベ
ンズビスオキサゾール繊維を内部に配し、その外側を金
属ワイヤーの層を設けたロープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34928692A JP3185822B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合素材ロープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34928692A JP3185822B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合素材ロープ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06322680A JPH06322680A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3185822B2 true JP3185822B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=18402737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34928692A Expired - Fee Related JP3185822B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合素材ロープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185822B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9902594B2 (en) | 2012-08-29 | 2018-02-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator rope and elevator apparatus that uses same |
| KR101854969B1 (ko) | 2013-07-09 | 2018-05-04 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 엘리베이터용 로프 및 그것을 이용한 엘리베이터 장치 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34928692A patent/JP3185822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06322680A (ja) | 1994-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511 Year of fee payment: 7 |
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