JPS58156012A - ウルトラファインプラスチックチュ−ブの製法 - Google Patents

ウルトラファインプラスチックチュ−ブの製法

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JPS58156012A
JPS58156012A JP3380382A JP3380382A JPS58156012A JP S58156012 A JPS58156012 A JP S58156012A JP 3380382 A JP3380382 A JP 3380382A JP 3380382 A JP3380382 A JP 3380382A JP S58156012 A JPS58156012 A JP S58156012A
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  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微細な連絡した孔を有するウルトラファイン
(超微細な)プラスチック・チューブとその製法及びそ
れを製造するに適した繊維に関するものである。
普通の太さの中空繊維は、既に公知である。シルクライ
タ風合を出すだめの繊維やふとん線用の繊維として既に
考えられた経緯もみられる。
しかし乍ら、非常に細い、非常に均質なウルトラファイ
ン・プラスチックチューブは知られていない。デニール
単位でみて、1デニール、好ましくは07デニールにも
満たない程細い繊維であり。
しかもその中に微細な、均一な連続孔を有している繊維
は、いまだ知られていない。
かかる超極細のプラスチックチューブは、その製法があ
まりにも難しく、実現不可能のためであったためと思わ
れる。
本発明者は、かかる超微細なチューブは、各種の分離操
作9例えば、工業用の粒子の分離、特定ゴミの分離、フ
ィルター、医学面での分離例えば血液中の特定粒子の分
離、捷だ別の角度から保温保冷などを考えるとはかり知
れない程の応用が考えられ、ひいては9人類に多大の貢
献することになり、産業上利用また医学」二幾多の生命
を救うことに結びつくものである。かかる基本的素材を
提供することを本発明の目的とするものである。
他の目的とする所は後の説明で明らかになるであろう。
本発明の骨子とする所は1次の通りである。
(1)繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラスチ
ックチューブであって、その長手方向にわたって、実質
的に同乙の断面形態を保持しており。
かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
以下であることを特徴とするウルトラファインプラスチ
ックチューブ。
(2)繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラスチ
ックチューブであって、その長手方向にわたって、実質
的に同一の断面形態を保持しており。
かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
以下であるウルトラファインプラスチックチューブの多
数が、該チューブの中空孔が両端において開口した状態
で、2つの切断面間を貫通していることを特徴とするプ
ラスチックチューブ構造物。
(3)  繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラ
スチックチューブであって、その長手方向にわたって、
実質的に同一の断面形態を保持しており。
かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
以下であるウルトラファインプラスチックチューブから
主としてなる結束物であることを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載のプラスチックチューブの構造物。
(4)  少なくとも6つの構成部分からなる繊維であ
って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
し、残りの少なくとも1つは島成分中に存在し、芯さや
状に長手方向に連なっている構造の繊維を紡糸し、しか
る後、切断面を設け、海成分及び芯成分を除去すること
を特徴とするウルトラファインプラスチックチューブの
製造方法。
+51  少なくとも3つの構成部分からなる繊維であ
って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
し、残りの少なくとも1つは島成分中に存在し7.芯さ
や状に長手方向に連なっている構造の繊維を紡糸し、し
かる後、切断面を設け、少なくとも芯成分を除去するこ
とを特徴とするプラスチックチューブの結束物の製造方
法。
f6i  海成分が高分子弾性体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第(4)項に記載のウルトラファイン
プラスチックチューブの結束物の製造方法。
(7)  少なくとも3つの構成部分からなる繊維であ
って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
し、残りの少なくとも1つば島成分中に存在し、芯さや
状に長手方向に連なっており、更に海成分と芯成分が同
一成分であることを特徴とする極細芯さや型の島を有す
る海島型複合繊維。
(8)  少なくとも6つの構成部分からなる繊維であ
って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
し、残りの少なくとも1つは島成分中に存在し、芯さや
状に長手方向に連なっており、更に少なくとも芯成分は
100°0以下で非固体状で3かつ、さや成分がi o
 o ’cより高温の融点又は軟化点をもつことを特徴
とする極細芯さや型の島を有する海島型複合繊維。
これらの全く新しい素材及びその製法について更に詳し
く説明する。
ウルトラファイン(超極細)ファイバーそれ自身従来か
らその製法はかなり難しく、最近それがかなり打破れて
来たとは言うものの特殊な製糸法に依ることは事実であ
る。まして、それを中空にするということは、一段と難
しく、全くそのような考えすら出されなかった。
本発明は、ウルトラファインプラスチックチューブの有
効性に着目し、そのものを現実に得ること及びその製法
を明らかにするものである。
本発明は空気やガスをたきこませつつポリマを吐出する
という従来の中空紡糸法は、太デニール繊維には有効で
あっても、ウル]・ラファイン・デニールに対して、そ
・の試みすら見当らず、かつ試みても殆ど無力であり、
まして均一性、安定性。
再現性の観点を加えてみると、困難そのものであった。
本発明者は、3成分複合紡糸技術に着目し。
本発明の目的を容易に達成し、その画期的製法をも明ら
かにすることに成功した。
本発明は、もちろん、従来の太さの中空繊維及びそれよ
り細い太さの中空繊維に有効であるばかりでなく、それ
らよりはるかに細い中空繊維あるいはチューブに有効で
あることに特に注目されねばならない。
本発明は、少なくとも3つの成分からなるろ成分複合紡
糸技術を巧みに利用しつつ、従来の発想を全くかえて、
従来全く得られなかった基本素材を得ることに成功した
ものである。6成分紡糸技術は、既に本発明者らが、別
の特許出願により明らかにした。
それによって得られる繊維断面は1例えば第1図の如き
もので、海成分(図中C)中に島成分(B)が多数存在
し、さらにその島(B)の中に芯成分(A)が存在する
というもの(島芯さや型の高分子相互配列体繊維の一つ
とも言える)である。
ここで、C成分とA成分が除去されれば、B成分から成
るウルトラファインプラスチックチューブかえられるこ
とを見出したものである。
太さに相当するものは繊維ではデニールというものが用
いられ1本発明では1デニール以下が好ましく用いられ
、更に好ましくは、07デニール以下である。孔の直径
や。変形したものに対しては、最大さしわたし径が用い
られ、その最大は10ミクロン以下、更に好ましくは6
ミクロン以下。
001ミクロン以上が軽重しい。
孔は、10ミクロンよりも更に1〜2桁小さい孔も可能
である。島の数は1〜10,000.好ましくは5〜1
,000.更に好ましくは10〜250である。
第1図の断面例は、長手方向に連続であるからそれから
得られるウルトラファインプラスチックチューブは、第
2図に例示(断面)されるように長手方向に実質的連続
かつ均一なウルトラファインプラスチックチューブであ
る。
この方法であると極めてそろったものかえられ所定の分
離操作(化学工学的には広い意味で分級ということがあ
る)、が行なえる特徴がある。例えば、孔径を5ミクロ
ンに統一したければ、紡糸成分の密度と紡糸口金に送り
込むポリマーポンプ。
引覗速度、延伸倍率と後収縮を加味して、コントロール
することにより、所望の直径に統一することができると
いう所が注目される。
累月の例としては、島成分Bとしては、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン
6.66.610,11,12.PAOMを重合−成分
としたナイロン、ポリプロピレン。
ポリエチレン、ポリウレタンなどがあげられ、更に以上
ポリマの他成分共重合ポリマも勿論含まれることは申す
までもない。−々ここであげればきりがなく、かつその
時々のポリマの特徴が生かされるように選ばれる。
他方、海成分C及び芯成分Aは9例えばポリスチレン、
2エチルへキシルアクリレートを共重合したポリスチレ
ンの如き、ポリスチレン共重合体。
5ンテイウムスルホイソフタレートの如き共重合ポリエ
チレンテレフタレートの如き、共重合ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリウレタン、シリコーン、ポリアルキレ
ンオキシドなどがあげられる。
かくして得られたウルトラファインプラスチックチュー
ブは5分離に用いられるときけ、その微粒子が変形しな
ければ、所定の大きさ以外はすべて通すが、それより太
きいものは、全て通さないことになる。また全て所定よ
り大きくても、変形して通過するものの混合の場合は、
そのもののみが通過することになる。血液の効率的分離
も該当する。また保温、保冷に用いられるときは、一般
に極細繊維は群として非常に保温性に富むが9本発明に
よるとその極細繊維群の中まで空気層を含むので一層断
熱性に富むことになる。捷たこの毛細管を利用[7て9
通気性に富み乍ら、水を通さないものが作れたり、保水
性の高いものも作りうる。
かかる要求は、産業分野、生活資材分野、医療分野、衣
料分野、農業分野にみられる。
上記の6成分複合繊紐は全体として普通のデニールの繊
維として紡糸され、普通、引取、延伸。
必要により熱固定され、カットされる。
かかる成分繊維からウルトラファインプラスチックチュ
ーブを得る手段には。
(イ)海成分を除去し、更に芯成分Aを除去し。
選択的にB成分を残す方法(同、海成分は。
すべて島成分をおおっているタイプの繊維に。
本発明では限定されないことを、ここで特に仁とわって
おく)。または。
(ロ)芯成分を除去し、海成分を除去する方法。
または。
(ハ)芯成分Aと海成分Cを同時に除去する方法(この
ときは、A成分とC成分は、同時に除去できる溶剤であ
ることが軽重しい) のいずれかの方法を行なうことによって得られる。
これらの除去には、物理的、化学的手段があるが普通は
、溶解除去及び分解除去がある。
溶解や分解除去が全てではなく、他の新しい方法があり
、それらについては、後に述べる。
更に本発明のウルトラファインプラスチックチューブを
得るのに特に好適な繊維の発明について述べる。
その一つは前述の複合繊維において海成分Cと芯成分A
とを同一(A=O)(!l:する吉いう発明である。そ
の優れたる理由はAとCは、共通の溶剤や分解剤で、同
時に一つの処理剤で分離できるからである。プラスチッ
クポリマーの紡出も、2成分吐出機で十分であり、6成
分のような複雑なものはいらないですむといった特長が
ある。
更に他の有用な発明は、前述の複合繊維において、芯成
分A、更に必要なら海成分も100°C以下で非固体で
あるものとする。更に好ましくは常温で液体のものとす
る方法である。これによると少なくとも芯成分は、10
0“0の加熱(普通スチームバス)または常温で流し出
すことができるという画期的特長があり、更に溶剤の助
けをかりて。
更に加圧などにより洗浄を加えることができる。
いずれにせよ、切断端は必要であることは申すまでもな
い。このときプラスチック島成分が溶けてしまう程、島
成分は低い融点や軟化点のものであってはならない。芯
が液状であると吸引や、一方からの加圧、更には、有効
にしてやり易い遠心力によって除去できるという好まし
い性質が備わつていることに注目されねばならない。
紡糸もしやすく、熱に対し安定で、常温液状または半固
体状にある代表的なものは、シリコーンである。
シリコーンは、各種の重合度(粘度)のものも色々入手
できるので、この目的の達成に好ましいポリマーの例で
ある。ポリアルキレンクIJコールのごとく、熱により
分解しがたい点でも優れている。更に他の手段も見出し
たことを説明しておく。
その一つは、芯をポリウレタンのごとき弾性体としてお
くことである。かかるものは、切断面から引き出しのき
っかけさえつけば、引張り出しにより9弾性体の直径が
細くなり、引張り出すことができる。かかるものは、あ
捷り長くないときに有効に用いることができる。
他方は、紡糸がかなり難しいが、昇華性の物質を芯に用
いて昇華させることで1ある。
かかる繊維が実質的に分離用に用いられるとき優れた態
様は束状に1とめられ、かつ両方に切断端を持つことが
極めて有効であることを知った。
このものは、チューブにする前のトウを束ね、固定切断
後、各々をチューブにするか、或いはチューブを束ね、
固定、切断などして作られる。
トウは、引張ったり9そろえ(並へ)たり9巻いたりす
ることができるので。優れている。
また。この様なチューブをバインダーや充填材などによ
り結束させた状態で用いるととができることはいうまで
もない。そして9この様な結束物を得る方法として、前
述の如き島芯さや型の海島型繊維の芯成分のみを除去す
る方法が最も経済的で好ましい。
更に、違った用途において、かかるチューブを束状にし
つつ、かつ強く曲げた用途とか9曲げるときに強い抵抗
力を示しては困る用途には、海(0)成分をウレタンゴ
ムシリコーンゴム、フッ素ゴム。
各種天然或いは合成ゴムなどの弾性体としておき。
この成分を除去し名い方法が極めて優れている。
ろ成分紡糸のときに既に揃えられているのみならず、さ
らにこのフレキシブルなチューブ束繊維を再度束ねて9
より高度の束とすることが出来るからである。
更に前述の複合繊維の不織布を作り、繊維間の空隙を樹
脂で充填(接着)した後、スライスして2つ以上の切断
面を形成すれば、該チューブの中空孔が両面間を多数貫
通した分離用構造物が得られる。また繊布や編布を積層
接着し、積層面に直角にスライスしたシートとすれば、
幾何学的組織をもつ分離用構造物となる。かかる方法に
より。
該チューブは面に直角に配列し、補強繊維は平面方向に
配列した構造物もできる。もちろん、それらを積層して
、タテ、ヨコ共高強度のシート状構造物とすることもで
きる。かかる構造物の製造において、芯成分の除去はシ
ート形成前後、スライス前後のいずれの段階においても
採用しえる。海成分も必要に応じて除去される。
図を用いて更に理解しやすくしよう。第1図は本発明を
最も好適に達成するのに合致した海島型繊維の断面の一
例である。第1図でCは海成分。
Bは島成分、その中に芯成分としてAが人っている。(
B+A>10の比率は1/99〜99/1までと=17
= りうるが、より安定的には1/99〜97/4であり。
収率面から50150〜97/4  が軽重しい。90
/10以上になると、最密充填の関係から9高酸分は角
型を示し、3〜8角、普通路4,5.6角型を示す。
3成分紡糸によると芯の径は非常によくコントロールで
きる。
A/Bの比率は1./99〜99/1までとりうるが、
より安定的には、  1799〜9515であり、目的
とする孔径に応じて、 A/Bの比を決めればよい。
島成分Bは、海成分Cによって、完全にとり囲まれてい
るとは限らない(剥離タイプの複合状態も含むというこ
と)。少なくとも数本の束として紡出されるのが好まし
いのである。
第1図から、OA両酸成分除去されると、第2図の如き
、ウルトラファインプラスチックチューブかえられる。
(注:ミクロファインなる用語は、電気植毛や紙用に非
常に細かく切断されたパウダーの如きものを一般に指し
、長さ面での細かさを指す)第2図は、非常に細く、か
つある長さを有する18− 中空のウルトラファインプラスチックチューブの切断端
を示している。
かかるものは、第6図の如く束ねられて分離用途などに
用いられる。このとき、孔径(最大の部分のさしわたし
)は1束と束との間にできる空間の最大のさしわたし径
と同じか、より大きいことが好ましい。なぜなら分離用
途には、径のコントロールされた孔で分離し、他は通過
しない方が良いからである。
さもないときは、これらの束間間隙がうずまるようにバ
イダーなり、充填利が用いられることが好ましい。
第4図は1元のチューブ束の1まの状態を示しく例えば
、A成分のみが除去されたものを示す)している。
特にC成分が弾性高分子であると9曲げの面で非常に優
れていることは、既に述べた。かかる特に第1図の状態
から、第4図状態へ一挙に加工することが好ましい。
A成分を最初からガスとして作ることも、十分考えられ
たが、かかるウルトラファインプラスチックチューブの
製造には、極めて難しいことがわかった。それのみなら
ず、均一性、安定性、径のコントロール性9安定生産性
、細く紡糸することの点でガスのま捷とすることは、極
めて劣っており9頭の中で後から考え得ても、現実に誰
も成功していない。特に、島数が6以上で、 A十B/
A+B+Cが050好ましくは050以上で、しかも本
発明1末極めて細く、孔径が10μ以下のものは、想像
さえつかなかったものである。
これらのウルトラファインチューブは、極めて保温性に
富むのみならず、軽く、つめ綿1紙、不織布として断熱
用途などに使用され、孔径を細くしうるので、更に下げ
てゆくことによって、血液分離、煙や煙状物質の分離、
細菌やヴイルスの分離、特定物の吸着、収着、各種の濾
過、エマルジョンやコロイドの分離にも応用せられるも
のである。
なおC成分或いは、A成分の分離、除去に際しB成分が
一部除去されることがあっても、何ら本発明の有効性を
そこなうことはない。またC成分またはA成分が完全に
除去(理論的に100係ということは極めて難しい)さ
れなくても、実質的に9本発明の目的を満足するもので
あれば十分である。
前者の例で説明すれば、ポリエチレンテレフタレートが
B成分で、5ンデイウム(またはリチウムまたはカリウ
ム)スルホイソフタレートの共重合体がA及びC成分の
とき、アルカリで除去洗浄する場合、A及びCは極めて
すみやかに溶解しやすいとは言うものの、B成分も少な
からず同時に除去されるのである。ポリブチレンテレフ
タレートにB成分をすれば、その時、一層B成分は溶け
にくくなるが、それでも少しは、B成分も除去されると
言わねばならぬことになるからである。好ましくは。前
記のポリマ群の中から溶解或いは分解性の差の大なるも
のを選ぶのは容易である。
次に実施例を示すが1本発明は、これらの実施例によっ
て限定されたり、有効性を制約されるものではなく、む
しろ次の応用展開を一層もたらす21− ものである。
実施例1 島成分が芯さや型の構造を有する海島型の3次分複合紡
糸口金(特開昭54−116417に開示)を用いて2
次の3次分複合繊維を得た。
溶融紡糸温度=290°0 引取速度: 1000m/min 延伸倍率:60 芯成分(A):ポリスチレン 島成分(芯を除<)、(B):ポリエチレンテレフタレ
ート 島     数  = 16島 海成分(C):ポリスチレン 芯成分比率 =25 島成分(芯を除く)比率=25 海成分比率 =50 得られた繊維デニール:約55 この繊維に、捲縮をことさらにかけることなく約23m
mに断面′がつぶれないように鋭利な刃でカットし、こ
れをトリクロールエチレンで何度も伺99− 度も洗い、さらに新鮮な液で洗浄し、遠心分離機にかけ
、これをくり返しソックスレー抽出器にかけて約1週間
洗浄し、乾燥した。
かくして得られたウルトラファインプラスチックチュー
ブの一部をサンプリングし、ミクロトームで常法に従っ
てカットし、ラスター・エレクトロン・マイクロスコー
プ(走査型電子顕微鏡)で調べだ。このものは約36ミ
クロンの直径と内孔径27ミクロンのウルトラファイン
プラスチックチューブであった。
実施例2 島成分が芯さや型の構造を有する海島型の6成分複合紡
糸ロ金(特願昭54−116417に開示)を用いて1
次の6成分複合繊維を得た。
紡糸温度  :280°C 引取速度  : 1000m/min 延伸倍率  =28 芯成分(A):常温で粘性流動性のあるシリコーンオイ
ル 島成分 (芯を除<)(B):  ポリエチレンテレフ
タレート島    数  : 16島 海 成 分 =2−エチルへキシルアクリレートを22
wt係共重台上たポ リスチレン 芯成分比率 :20 島成分比率(芯成分を除<) :40 海成分比率 :40 得られた繊維テニール:約4 このフィラメントをかせにとり、トウ状にし。
海成分をトリクロールエチレンで洗浄除去した。
トウを束のまま端をエポキシ樹脂で固定し、2日放置し
て固化させ、繊維の両端に開孔部ができるように鋭利な
刃で切断し、これの1組約9anを遠心分離した。
これにより溶剤なしで芯部分のシリコーン液状物は、は
ぼ除去され(第4図のモテル図の如く)結束状のウルト
ラファインプラスチックチューブ束を得た。
更にこの繊維を何度も何度も片側から圧力をかけてトリ
クロールエチレンで孔内外を洗浄し、ウルトラファイン
プラスチックチューブを得た。このものの直径は約41
ミクロンで、内径は約27ミクロンであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は2本発明を達成するのに最も好適な繊維断面の
モテル図の一例である。 第2図は9本発明に係るウルトラファインプラスチック
チューブの断面のモデル図の1例である。 第3図は1本発明に係るウルトラファインプラスチック
チューブが束状に束ねられ、かつ分離操作などに必要な
切断面をもつモデル図である。 第4図は、他成分によりウルトラファインプラスチック
チューブが束状に1とめられたままの状態を示すモデル
図で(高中空高分子相互配列体繊維といえる)ある。 特許出願人  東 し 株 式 会 社第1図   第
2図 第3図   第十図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラ
    スチックチューブであって、その長手方向にわたって、
    実質的に同一の断面形態を保持しており。 かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
    以下であることを特徴とするウルトラファインプラスチ
    ックチューブ。 (2)繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラスチ
    ックチューブであって、その長手方向にわたって、実質
    的に同一の断面形態を保持しており。 かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
    以下であるウルトラファインプラスチックチューブの多
    数が、該チューブの中空孔が両端において開口した状態
    で、2つの切断面間を貫通していることを特徴とするプ
    ラスチックチューブ構造物。  1 − (3)  繊維デニール単位で、1デニ一ル未満のプラ
    スチックチューブであって、その長手方向にわたって、
    実質的に同一の断面形態を保持しており。 かつ、その横断面での孔の最大部分の径は10ミクロン
    以下であるウルトラファインプラスチックチューブから
    主としてなる結束物であることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載のプラスチックチューブの構造物。 (4)  少なくとも6つの構成部分からなる繊維であ
    って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
    し、残りの少なくとも1つは島成分中に存在し、芯さや
    状に長手方向に連なっている構造の繊維を紡糸し、しか
    る後、切断面を設け、海成分及び芯成分を除去すること
    を特徴とするウルトラファインプラスチックチューブの
    製造方法。 (5)  少なくとも6つの構成部分からなる繊維であ
    って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
    し、残りの少なくとも1つば島成分中に存在し、芯さや
    状に長手方向に連なっている構造の繊維を紡糸し、しか
    る後、切断面を設け、少な、一つ− くとも芯成分を除去することを特徴とするプラスチック
    チューブの結束物の製造方法。 (6)  海成分が高分子弾性体であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(5)項に記載のウルトラファイン
    プラスチックチューブの結束物の製造方法。 (力 少なくとも3つの構成部分からなる繊維であって
    、その少なくとも2つは断面において海島構造を有し、
    残りの少なくとも1つば島成分中に存在し、芯さや状に
    長手方向に連なっており、更に海成分と芯成分が同一成
    分であることを特徴とする極細芯さや型の島を有する海
    島型複合繊維。 (8)  少なくとも6つの構成部分からなる繊維であ
    って、その少なくとも2つは断面において海島構造を有
    し、残りの少なくとも1つは島成分中に東 存在し、芯さや状に長手方向に連なっており、!に少な
    くとも芯成分は100°C以下で非固体状で。 かつ、さや成分が100°Cより高温の融点又は軟化点
    をもつことを特徴とする極細芯さや型の島を有する海島
    型複合繊維。
JP3380382A 1982-03-05 1982-03-05 ウルトラファインプラスチックチュ−ブの製法 Granted JPS58156012A (ja)

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