JP3105225B2 - Manufacturing method of stretched rope - Google Patents
Manufacturing method of stretched ropeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はゲル紡糸法により製造された高分子フィラメ
ントからなるロープの製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a rope comprising a polymer filament produced by a gel spinning method.
本発明においては、「ロープ」なる用語はフィラメン
トおよび繊維からなるロープ、コード、ケーブル、スト
リングおよび同様の構造物を意味する。In the context of the present invention, the term "rope" means ropes, cords, cables, strings and similar structures composed of filaments and fibers.
従来技術および課題 英国特許第2,042,414号および同第2,051,667号から公
知のゲル紡糸法は、実質的に、ポリマー溶液を調製し、
該溶液を該ポリマーの溶解温度以上でフィラメントに成
形し、該フィラメントを該溶解温度以下に冷却してゲル
化を生じさせ、溶媒を完全にまたは部分的に除去するこ
とからなる。ついで、該フィラメントは残りの溶媒を除
去する間に実質的に延伸できる。PRIOR ART AND PROBLEMS The gel spinning method known from British Patent Nos. 2,042,414 and 2,051,667 essentially prepares a polymer solution,
Forming the solution into filaments above the melting temperature of the polymer, cooling the filaments below the melting temperature to cause gelation, and completely or partially removing the solvent. The filament can then be substantially stretched while removing the remaining solvent.
かかるフィラメントは、紡糸により得られた同様のポ
リマーから異なった方法で製造されたフィラメントに比
べて高い剛性および高い引張強さを有する。Such filaments have higher stiffness and higher tensile strength than filaments made in a different manner from similar polymers obtained by spinning.
また、ゲル紡糸法により製造されたフィラメントを含
有するロープも高い剛性および引張強さを示す。このよ
うな特性が非常に重要である用途にかかるロープを用い
る理由は、まさにそれである。したがって、さらにロー
プの剛性および強度を増大させることが望まれる。In addition, ropes containing filaments produced by the gel spinning method also exhibit high rigidity and tensile strength. That is the reason for using ropes for applications where such properties are very important. Therefore, it is desired to further increase the rigidity and strength of the rope.
課題を解決するための手段 本発明の目的は、公知のロープより高い剛性および高
い引張強さを有する、ゲル紡糸法により製造された高分
子フィラメントを含むロープの製造方法を提供すること
である。これは、ゲル紡糸法により製造された高分子フ
ィラメントを含有するロープを少なくとも５％延伸する
ことにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a rope including a polymer filament produced by a gel spinning method, which has higher rigidity and higher tensile strength than known ropes. This is achieved by stretching the rope containing the polymer filaments produced by the gel spinning method by at least 5%.
かかるロープは、延伸倍率（degree of stretching）
に依存し、かつ、元のロープの剛性および引張強さより
非常に高い剛性および引張強さを示す。Such a rope may be stretched (degree of stretching)
And exhibit a much higher stiffness and tensile strength than the original rope stiffness and tensile strength.
驚くべきことに、ロープを作製するフィラメントが紡
糸中にすでに最大限に延伸されているため、延伸によっ
てロープの剛性および引張強さが増大する。Surprisingly, drawing increases the stiffness and tensile strength of the rope, since the filaments that make up the rope have already been drawn to maximum during spinning.
紡糸工程中の延伸倍率が増大するにつれて、フィラメ
ントの引張り強さおよび剛性が増大する。As the draw ratio during the spinning process increases, the tensile strength and stiffness of the filament increase.
延伸倍率が増大するにつれて、製造工程中のフィラメ
ントの破断がますます頻繁に生じるため、延伸倍率は非
制限に増大できない。どの程度の延伸倍率であれば、工
程を中断しなければならない頻度が許容できるような頻
度でフィラメントの破断が生じるかということを実験的
に決定することは容易である。この延伸倍率はフィラメ
ントの最大延伸倍率と呼ばれる。As the draw ratio increases, filament breakage during the manufacturing process occurs more frequently, so the draw ratio cannot be increased without limitation. It is easy to experimentally determine what draw ratio the filament should break at such a frequency that the process must be interrupted. This draw ratio is called the maximum draw ratio of the filament.
かかるフィラメントを非常に特殊な条件、例えば、非
常に低速度でさらに幾らか延伸することはできるが、さ
らに延伸することにより、フィラメントの剛性および強
度はほとんど増大しない。Such filaments can be stretched somewhat more under very specific conditions, for example at very low speeds, but further stretching does not substantially increase the stiffness and strength of the filaments.
かくして得られた最大限に延伸されたフィラメントか
ら、集束（bundling）、より掛け（twisting）および／
またはより合わせ（twining）等の公知の方法で糸が製
造できる。From the maximally drawn filaments thus obtained, bundling, twisting and / or
Alternatively, the yarn can be manufactured by a known method such as twining.
該糸から、より掛け、より合わせ、編組（plaiting）
および／またはレイアップ（laying up）等の公知の方
法でロープが製造できる。From the yarn, twine, tie, braid (plaiting)
And / or the rope can be manufactured by known methods such as laying up.
ゲル紡糸法により製造されたフィラメントに加えて、
ロープも他のフィラメントまたは繊維を含む。In addition to the filament produced by the gel spinning method,
The rope also contains other filaments or fibers.
ロープを少なくとも５％延伸することにより、その剛
性および引張強さが増大する。好ましくは、該延伸はフ
ィラメントの融点以下の高温で行う。高温では僅かな力
で延伸を行うことができ、または同じ力を用い、高速で
延伸を行える。Stretching the rope by at least 5% increases its stiffness and tensile strength. Preferably, the drawing is performed at an elevated temperature below the melting point of the filament. Stretching can be performed at a high temperature with a small force, or can be performed at a high speed using the same force.
また、ロープの延伸は数工程で行うことができる。 The stretching of the rope can be performed in several steps.
ゲル紡糸法により、良い結果を伴ってフィラメントに
加工できるポリマーとしては、例えば、ポリアルケン
類、ポリビニルアルコールおよびポリアクリロニトリル
が挙げられる。Polymers that can be processed into filaments with good results by gel spinning include, for example, polyalkenes, polyvinyl alcohol and polyacrylonitrile.
好ましくは、ポリアルケン類は400,000以上の重量平
均分子量を有する。Preferably, the polyalkenes have a weight average molecular weight of 400,000 or more.
ポリアルケンとしてポリエチレン（PE）を選択すると
良い結果が得られる。このPEは、プロペン、ブテン、ペ
ンテン、ヘキセン、オクテンおよび４−メチルペンテン
のような、PEと共重合できる１つ以上のアルケン類を少
量、好ましくは多くて５モル％含有し、100炭素原子当
たり１〜10個、好ましくは２〜６個のメチルまたはエチ
ル基を有する。Good results can be obtained by selecting polyethylene (PE) as the polyalkene. This PE contains small amounts, preferably at most 5 mol%, of one or more alkenes which can be copolymerized with PE, such as propene, butene, pentene, hexene, octene and 4-methylpentene, and It has 1 to 10, preferably 2 to 6, methyl or ethyl groups.
他のポリアルケン類としては、例えば、プロペンホモ
ポリマーおよびコポリマー等が考えられる。また、用い
るポリアルケン類は、少量の１つ以上の他のポリマー、
特にアルケン−１ポリマーを含有する。Other polyalkenes include, for example, propene homopolymers and copolymers. Also, the polyalkenes used may include small amounts of one or more other polymers,
In particular, it contains an alkene-1 polymer.
ここで用いる「ポリビニルアルコール」なる用語はビ
ニルアルコール、並びに酢酸ビニル、エテンおよび他の
アルケン類等の１つ以上の他のモノマーを少量、好まし
くは多くて５モル％含有するコポリマーを意味する。
「ポリアクリロニトリル」なる用語はアクリロニトリ
ル、並びにメタクリレート、アクリレート、酢酸ビニル
等の１つ以上の他のモノマーを少量、好ましくは多くて
５モル％含有するコポリマーを意味する。The term "polyvinyl alcohol" as used herein refers to vinyl alcohol and copolymers containing small amounts, preferably at most 5 mole%, of one or more other monomers such as vinyl acetate, ethene and other alkenes.
The term "polyacrylonitrile" refers to a copolymer containing acrylonitrile and one or more other monomers such as methacrylates, acrylates, vinyl acetate, etc. in small amounts, preferably at most 5 mol%.
また、驚くべきことに、最大限に延伸されないフィラ
メントから製造された、好ましくは50％以上の延伸倍率
を有するフィラメントから製造されたロープは延伸する
と非常に高い剛性および強度が得られ、最大限に延伸さ
れたフィラメントから製造した後で延伸したロープと同
じ剛性および強度を得ることができることが判明した。Also, surprisingly, ropes made from filaments that are not stretched to a maximum extent, preferably having a draw ratio of 50% or more, provide very high stiffness and strength when stretched, It has been found that the same stiffness and strength can be obtained as a drawn rope after being manufactured from a drawn filament.
実施例 以下、ポリエチレン、ポリプロペンおよびケブラー
（Kevlar、商標名）から製造した多くのロープの実施例
により本発明をさらに具体的に説明する。EXAMPLES The invention is further illustrated by the following examples of a number of ropes made from polyethylene, polypropene and Kevlar (trade name).
ロープ１は、ゲル紡糸法により製造されたダイニーマ
（Dyneema、商標名）SK60タイプの1600デニールのポリ
エチレン糸を用いて製造したもので、７×19×２×1600
なる構造を有する。DIN83305に基づいて測定したロープ
の強度は73.8kNである。DIN53834に基づいて測定した糸
の引張強さは3.20GPaである。The rope 1 is made of 1600 denier polyethylene yarn of Dyneema (trade name) SK60 type manufactured by a gel spinning method, and is 7 × 19 × 2 × 1600.
Having a structure of The strength of the rope measured according to DIN83305 is 73.8 kN. The tensile strength of the yarn measured according to DIN53834 is 3.20 GPa.
ロープ２は、ゲル紡糸法により製造されたダイニーマ
（商標名）SK60タイプの2000デニールのポリエチレン糸
を用いて製造したもので、フィラメントは最大限には延
伸されていない（80％）。ロープ２は７×19×２×2000
なる構造を有する。The rope 2 was made using a 2000 denier polyethylene yarn of the type Dyneema (trademark) SK60 manufactured by the gel spinning method, and the filament was not drawn to the maximum (80%). Rope 2 is 7 × 19 × 2 × 2000
Having a structure of
ロープ３は、ケブラー（商標名）29、1600デニールの
糸を用いて製造したもので、７×19×２×1600なる構造
を有する。ロープの強度は51.7kNである。The rope 3 is manufactured using a yarn of Kevlar (trade name) 29, 1600 denier, and has a structure of 7 × 19 × 2 × 1600. The strength of the rope is 51.7 kN.
ロープ４は、ポリプロペンフィラメントから製造した
ランダムに選択されたロープであり、その強度は9.78kN
である。Rope 4 is a randomly selected rope made from polypropene filaments and has a strength of 9.78 kN
It is.
実施例Ｉ ロープ１をツビック（Zwick、商標名）引張試験機に
クランプする。チャック間距離は60cmである。Example I Rope 1 is clamped on a Zwick® tensile tester. The distance between the chucks is 60 cm.
該ロープを室温で10日間、該測定強度の50％の荷重ま
で負荷する。その期間の最後で、ロープは５％の伸びを
示し、強度は99kNである。The rope is loaded at room temperature for 10 days to a load of 50% of the measured strength. At the end of the period, the rope shows 5% elongation and the strength is 99 kN.
実施例II 伸びが５％となるまで、ロープ１を120℃、速度20mm/
分で延伸する。その後のロープの強度は87.8kNである。Example II Rope 1 at 120 ° C., speed 20 mm / until elongation is 5%
Stretch in minutes. The strength of the subsequent rope is 87.8kN.
実施例III 伸びが５％となるまで、ロープ１を140℃、速度5mm/
分で延伸する。その後のロープの強度は90.9kNである。Example III Rope 1 at 140 ° C., speed 5 mm / until elongation is 5%
Stretch in minutes. The strength of the subsequent rope is 90.9 kN.
実施例IV 伸びが7.5％となるまで、ロープ１を140℃、速度5mm/
分で延伸する。その後のロープの強度は102kNである。Example IV Rope 1 at 140 ° C, speed 5mm / until elongation is 7.5%
Stretch in minutes. The strength of the subsequent rope is 102 kN.
実施例Ｖ 数秒間で5000回、ロープ１を測定強度の50％まで負荷
する。その後のロープの強度は87.2kNである。Example V Rope 1 is loaded 5000 times in a few seconds to 50% of the measured strength. The strength of the subsequent rope is 87.2kN.
実施例VI 伸びが23％となるまで、ロープ２を140℃、速度5mm/
分で延伸する。その後のロープの強度は1kNである。Example VI Rope 2 at 140 ° C., speed 5 mm / until elongation is 23%.
Stretch in minutes. The strength of the subsequent rope is 1 kN.
比較例Ｉ ロープ３を10日間、測定強度の50％まで負荷する。そ
の後のロープの強度は51.3kNである。Comparative Example I Rope 3 is loaded for 10 days to 50% of the measured intensity. The strength of the subsequent rope is 51.3 kN.
比較例II 数秒間で5000回、ロープ３を測定強度の50％まで負荷
する。その後のロープの強度は49.6kNである。Comparative Example II The rope 3 is loaded to 50% of the measured strength 5000 times in a few seconds. The strength of the subsequent rope is 49.6kN.
比較例III 伸びが５％となるまで、ロープ４を150℃、速度1mm/
分で延伸する。その後のロープの強度は9.06kNである。Comparative Example III The rope 4 was heated at 150 ° C. and at a speed of 1 mm / mm until the elongation reached 5%.
Stretch in minutes. The strength of the subsequent rope is 9.06kN.
実施例Ｉ、II、III、IVおよびＶは、ロープ１の延伸
により、元の強度73.8kNから各々99、87.8、90.9、102
および87.2kNに増大することを示す。高温では、高い引
張強さがより速く得られることは明らかである。In Examples I, II, III, IV and V, the stretch of the rope 1 was changed from the original strength of 73.8 kN to 99, 87.8, 90.9, 102, respectively.
And 87.2 kN. It is clear that at higher temperatures, higher tensile strengths are obtained faster.
実施例VIは、最初にその最大強度まで延伸されなかっ
たポリエチレンフィラメントからなる糸によりロープ２
を得、実施例IIIと同じ温度、延伸速度で延伸した後、
そのフィラメントがロープの製造前に最大限に延伸され
た実施例IIIのロープ１の強度と同様の高い引張強さが
得られることを示す。Example VI shows that rope 2 was initially formed from a yarn consisting of polyethylene filament that had not been drawn to its maximum strength.
After stretching at the same temperature and stretching speed as in Example III,
It shows that a high tensile strength similar to the strength of the rope 1 of Example III, in which the filament was drawn to its maximum before the production of the rope, is obtained.
実施例Ｉのロープ１と同様に処理した比較例Ｉのケブ
ラーロープ３は、延伸後、引張強さが51.7kNから51.3kN
に減少した。The Kevlar rope 3 of Comparative Example I treated in the same manner as the rope 1 of Example I has a tensile strength of 51.7 kN to 51.3 kN after stretching.
Decreased to.
比較例IIIのポリプロペン製ロープ４も引張強さが9.7
8から9.06に減少した。The rope 4 made of polypropene of Comparative Example III also has a tensile strength of 9.7.
It decreased from 8 to 9.06.
驚くべきことに、本発明のロープは引張強さが増大す
るが、他のロープは引張強さが減少する。以下の試験か
ら明らかなように、これはフィラメントをさらに延伸す
ることには起因しない。Surprisingly, the ropes of the present invention have increased tensile strength, while other ropes have reduced tensile strength. As is evident from the following tests, this is not due to further drawing of the filament.
試験Ｉ DIN53834に基づき、ダイニーマ（商標名）SK60、1600
デニールの糸の強度を測定する。該糸の強度は3.20GPa
である。伸びが５％となるまで、該糸を120℃、速度20m
m/分で延伸する。その強度は3.28GPaである。延伸によ
って糸の強度増加がほとんど生じないばかりか、その結
果、フィラメントの強度も増大しない。Based on Test I DIN53834, Dyneema SK60, 1600
Measure the strength of the denier yarn. The yarn strength is 3.20 GPa
It is. The yarn is kept at 120 ° C and at a speed of 20m until the elongation reaches 5%.
Stretch at m / min. Its strength is 3.28 GPa. Not only does the drawing hardly increase the strength of the yarn, but also the filament strength does not increase.
試験II 実施例IIに記載の延伸したロープをほどいて再度1600
デニールの糸を得た。糸の強度は元の糸に比べて増大し
ていないが、延伸の結果、ロープの強度は実質的に増大
した。Test II Unscrew the stretched rope described in Example II and re-
I got denier yarn. Although the strength of the yarn was not increased compared to the original yarn, the strength of the rope was substantially increased as a result of drawing.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｄ０７Ｂ 1/02 Ｄ０７Ｂ 1/02 (56)参考文献 特開 昭62−96106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−75136（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−69817（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−85310（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162818（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−66316（ＪＰ，Ａ) 米国特許4649321（ＵＳ，Ａ) 国際公開86／7393（ＷＯ，Ａ１) 国際公開86／4936（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D02J 1/00 - 13/00 D02G 1/00 - 3/48 D07B 1/00 - 9/00 D01F 6/04 - 6/06 D01F 6/14 D01F 6/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI D07B 1/02 D07B 1/02 (56) References JP-A-62-96106 (JP, A) JP-A-63-75136 (JP) JP-A-62-69817 (JP, A) JP-A-1-85310 (JP, A) JP-A-1-162818 (JP, A) JP-A-1-162814 (JP, A) 63-66316 (JP, A) U.S. Pat. No. 4,649,321 (US, A) WO 86/7393 (WO, A1) WO 86/4936 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB) Name) D02J 1/00-13/00 D02G 1/00-3/48 D07B 1/00-9/00 D01F 6/04-6/06 D01F 6/14 D01F 6/18
Claims (9)
徴とする、ゲル紡糸法により製造された高分子フィラメ
ントを含むロープの製造方法。1. A method for producing a rope including a polymer filament produced by a gel spinning method, wherein the rope is stretched by at least 5%.
を行う請求項１記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the drawing is performed at a high temperature lower than the melting temperature of the filament.
リアルケンからフィラメントを製造する請求項１または
２記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the filament is produced from a polyalkene having a weight average molecular weight of 400,000 or more.
請求項３記載の方法。4. The method according to claim 3, wherein polyethylene is used as the polyalkene.
製造する請求項１または２記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the filament is produced from polyvinyl alcohol.
製造する請求項１または２記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the filament is produced from polyacrylonitrile.
ついで延伸する請求項１〜６いずれか１項記載の方法。7. A rope is produced from an undrawn filament.
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the film is stretched.
プを製造し、ついで延伸する請求項１〜６いずれか１項
記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein the rope is produced from partially drawn filaments and then drawn.
プを製造し、ついで延伸する請求項１〜６いずれか１項
記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein the rope is produced from a fully drawn filament and then drawn.
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