JPH042809A - 高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents

高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントおよびその製造方法

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JPH042809A
JPH042809A JP10109490A JP10109490A JPH042809A JP H042809 A JPH042809 A JP H042809A JP 10109490 A JP10109490 A JP 10109490A JP 10109490 A JP10109490 A JP 10109490A JP H042809 A JPH042809 A JP H042809A
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monofilament
polyvinylidene fluoride
strength
stretching
birefringence
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Yutaka Nishikawa
西河 裕
Takuji Sato
卓治 佐藤
Isoo Saito
磯雄 斎藤
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメント
に関するものであり、詳しくは主として釣糸に適した高
強度のポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントおよびそ
の製造方法に関するものである。
[従来の技術] ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、強靭性、耐
衝撃性、透明性および耐光性などに優れ、しかも高比重
で水中に沈みやすく、屈折率が水に近く水中における光
の表面反射か極めて少ないという特性を有し特に釣糸や
漁網用として優れた性質を有する。
ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、常に前記の
各特性の改良が要求されるが、特により細く、より強く
ということが要求されている。
従来、ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントとして、
例えば特開昭63−112717号公報に記載されてい
る。該公報に記載されたポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントは表面の複屈折および繊維軸に垂直な断面の平
均複屈折を特定の範囲となしたものである。
[発明が解決しようとする課題] 前記、特開昭63−112717号公報に記載されたポ
リ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、その特性が優
れていることから市場において高い評価を得ている。し
かし、特に釣糸においては、ナイロンモノフィラメント
に比べ強度が低いため、高強度のモノフィラメントが要
求されている。ここで特に注意しなくてはならないのは
、単に強度のみを向上するのではなく他のテグスとして
有用な特性をも一定水準以上保持する必要がある。
本発明の目的は、従来の技術において得られたポリ弗化
ビニリデン系モノフィラメントよりも、更に引張強度、
結節強度等の力学特性に優れた高強度ポリ弗化ビニリデ
ン系モノフィラメントおよびその製造方法を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段および作用コ本発明の構成
は、 (1)高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントに
おいて、繊度が30D以上であって、下記物性を有する
ことを特徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメント。
(イ)複屈折Anが、an≧35X10−3(ロ)モノ
フィラメントの表層部の複屈折(/ns)と中心部の複
屈折(Δn、)との差(δΔn 5−c)が、 一6X10−3〜−20X10−” (ハ)モノフィラメントの繊度(D)と引張り強度(T
 T)との関係が、 TT≧8.6−0.45・In (D)(ニ)モノフィ
ラメントの繊度(D)と結節強度(KT)との関係が、 KT≧0.8+4−Exp (−D/ (2)高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの
製造方法において、溶融紡糸されて得られたモノフィラ
メントを延伸域に導入し、該延伸域における低温プラズ
マ雰囲気中でデニール当たり0.5〜7.Og/dの張
力を付与して延伸することを特徴とする高強度ポリ弗化
ビニリデン系モノフィラメントの製造方法。
(3)前記第(2)項において、溶融紡糸されて得られ
た未延伸モノフィラメントを延伸域に導入し、該延伸域
における低温プラズマ雰囲気中で延伸することを特徴と
する高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの製
造方法。
(4)前記第(2)項および第(3)項において、溶融
紡糸され、冷却された未延伸ポリ弗化ビニリデン系モノ
フィラメントを一旦延伸して中間配向モノフィラメント
となし、該中間配向モノフィラメントを延伸域に導入し
、該延伸域における低温プラズマ雰囲気中で、デニール
当り0.5〜7.0gの張力を付与し延伸することを特
徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメント
の製造方法。
(5)前記第(2)項、第(3)項および第(4)項に
記載の延伸域における低温プラズマ雰囲気中で延伸され
たポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントを、次いで、
さらに高張力を付与し熱延伸することを特徴とする高強
度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの製造方法。
(6)前記第(2)項、第(3)項、第(4)項および
第(5)項に記載の延伸域における低温プラズマ雰囲気
におけるプラズマは非重合性であり、圧力が0.01〜
50Torr。
印加電圧が0.5〜10KVであることを特徴とする高
強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの製造方法
からなる。
本発明に係るポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは
、ポリ弗化ビニリデンホモポリマに限らず、分子鎖の繰
り返し構造単位の80モル%以上が弗化ビニリデンから
なり、共重合成分を20モル%未満の範囲で含有しても
よい。共重合成分としては、例えばテトラフロロエチレ
ン、トリフロロモノクロロエチレン、ヘキサフロロプロ
ピレン等が挙げらる。
共重合成分を20モル%以上含有した場合は、結晶性が
低下し好ましくない。
本発明に係るポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは
、ジメチルホルムアミドの0.4g/cc溶液で測定し
た固有粘度指数(η1nh)が0.8以上、特に1.0
以上のものが好ましい。
0.8未満では目的とする高強度の達成が困難となる。
本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメ
ントには、例えば顔料、染料、耐光剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤、結晶化抑制剤及び可塑剤などの添加剤を、
本発明の効果を阻害しない範囲で含有することができる
本発明に係るポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは
、繊度が30D以上である。繊度が30D未満であると
強力が低くなり、特に釣糸用途としては不適切である。
本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメ
ンフィラメントは繊度が30D以上であり、複屈折Δn
が35X10−3以上と高配向であり、表層部の複屈折
(ans)との中心部の複屈折(ane)の差(δA 
n 6−0か一6XIO−3〜−20X10−”であり
、モノフィラメントの繊度(D)と引張り強度(T T
)との関係が、 TT≧8.6−0.45− In (D)を満足する高
強度であり、モノフィラメントの繊度(D)と結節強度
(KT)との関係が、KT≧0.8+4・Exp(−D
/ であり、これらの各特性をすべて満足するものである。
ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントが、前記の各特
性をすべて満足することによって、特に釣糸および漁網
において好ましく用いられる。
また、前記の複屈折差δA n 3−(が前記の範囲を
満足することによって、ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントの結節強度を極めて高い値とすることが可能と
なり、特にモノフィラメントを繊度(D)と結節強度(
KT)との関係において前記の範囲を満足することが可
能となる。
前記本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントは、以下の方法によって製造される。
固有粘度指数(η1nh)が0.8以上のポリ弗化ビニ
リデン系樹脂チップを溶融紡糸して、紡出モノフィラメ
ントとなし、冷却域に導入して、液体冷却媒体を用いて
冷却固化された未延伸ポリ弗化ビニリデン系モノフィラ
メントとなし、該未延伸ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントを引取ローラに巻回して引取る。
引取られた未延伸ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメン
トは、延伸域に導入され、該延伸域における低温プラズ
マ雰囲気中でデニール当たり0.5〜7.0gの張力を
付与して延伸し、高配向ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントとなる。
前記延伸域における低温プラズマ雰囲気中で延伸(以下
プラズマ延伸という)されるポリ弗化ビニリデン系モノ
フィラメントは未延伸モノフィラメントでもよく、ある
いは、−旦延伸されて得られた中間配向モノフィラメン
トであってもよい。
前記の延伸域におけるプラズマ延伸は1段延伸であって
も、また、多段延伸であってもよい。
前記の延伸域においてプラズマ延伸されて得られた高配
向ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、さらに高
張力を付与して熱延伸を施すことによって、より高強度
のポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントとなすことが
可能となる。
該高配向ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、そ
のままあるいは、必要により再度高張力で延伸または/
および弛緩熱処理されて巻取られる。
前記紡出モノフィラメントを冷却固化する場合に用いら
れる冷却媒体として用いる液体は、10℃以下、好まし
くは5℃以下の温度に調整された水あるいは水素置換、
または非置換脂肪炭化水素、トリクレン、塩化メチレン
などが用いられる。
前記の冷却条件は、紡出されたモノフィラメントの粘度
、太さ、ドラフト率など品質設定条件によって選択され
設定される。
前記紡出モノフィラメントを冷却域に導入する前に高温
雰囲気域を通す場合、該高温雰囲気は160℃〜350
℃の高温で、その長さは500mm以下であり、この高
温雰囲気域の条件は、紡出モノフィラメントの粘度、太
さ、ドラフト率、冷却域における冷却条件によって選択
され設定される。
中間配向モノフィラメントをプラズマ延伸する場合は、
複屈折が30X10−”以下とすることが好ましく、1
0XIO’″3〜26X10−”とすることがさらに好
ましい。該中間配向モノフィラメントを得るためには、
冷却固化された未延伸モノフィラメントを延伸するが、
該延伸は延伸倍率を2.0〜5.0倍、好ましくは2゜
5〜4.5倍とし、延伸浴は温水浴、乾熱炉あるいはエ
チレングリコール浴、菜種油などの熱媒浴を用いる。延
伸浴の温度は、温水浴の場合50〜90℃、乾熱炉の場
合100〜400℃、熱媒浴の場合60〜150℃が好
ましく用いられ、モノフィラメントの浴中滞留時間は、
モノフィラメントのポリマ組成、粘度、太さ、延伸速度
、延伸倍率などによって選択され設定される。
前記未延伸モノフィラメントあるいは中間配向モノフィ
ラメントは、延伸域に送られプラズマ延伸が施される。
前記プラズマ延伸に用いるプラズマは、特定のガスを封
入した減圧容器内で、高電圧を印加することにより発生
するもので、かかる放電は、火花放電、コロナ放電、グ
ロー放電など種々の形態のものがあるが、放電が均一で
活性化作用に優れたグロー放電が特に好ましい。放電周
波数は、低周波、高周波、マイクロ波を用いることがで
き、また直流も用いることができる。
本発明に係る方法で用いるガスとしては、例えばAr、
Ns、H0.CO2、C0108、H20、CF、、N
H8、H2、空気など、およびこれらの混合された非重
合性のガスが好ましく、特に強いエツチング作用を有し
ないAr、Ns、CO2、H* O、空気などが好まし
いが、特に空気が実用的には好適である。
本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメ
ントを製造する方法におけるプラズマ延伸に用いるプラ
ズマは、O,Of〜50Torr、好ましくは0.5〜
20Torrの圧力下で実施することが放電安定性の面
から好ましい。また印加電圧は0.5〜10に■、好ま
しくは1〜8KVである。
前記、プラズマ延伸における延伸倍率は、未延伸あるい
は中間配向ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの物
性によって、1.5倍〜9゜0倍、好ましくは1.5倍
〜8.O倍の範囲内で選択される。
前記のようにプラズマ延伸を用いることによって、従来
の熱延伸法に比べ、結晶化を抑制しながら延伸すること
が可能となり、したがって高倍率の延伸を可能とし、得
られるポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの高配向
化が達成できる。
前記プラズマ延伸における延伸条件は、延伸に供するポ
リ弗化ビニリデン系モノフィラメントの配向度、結晶化
度等の物性や形態によって、またプラズマ印加電圧、雰
囲気ガス、雰囲気の減圧度及び延伸速度等によって変化
させるが、プラズマ延伸によって得られるポリ弗化ビニ
リデン系モノフィラメントの複屈折が35 X 10−
3以上の高配向度になるよう各条件を組合せる。
本発明に係るポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントを
製造するのに用いられる装置は、特に限定されるもので
はいが、シール方式を取入れた連続式のものを使用する
ことができ、プラズマを用いた延伸域の前後に必要に応
じて乾熱浴、熱媒浴等の加熱浴などを接続してもよい。
前記のプラズマ延伸によって得られる本発明に係る高強
力ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、従来の熱
延伸法で延伸した場合に比べ、延伸時の分子量低下が低
く、結晶化が抑制されて高配向となる。
以上の現象は、プラズマ延伸を施すことによって、均一
な延伸が行なわれていることを示すものである。
かくして、本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モ
ノフィラメントが得られ、該高強度ポリ弗化ビニリデン
系モノフィラメントは、特に釣糸、漁網等の水産資材用
途、樹木保護などの農林資材、ゴム、樹脂などの補強材
、重量物運搬資材など多方向の用途に好ましく用いられ
る。
次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明に係
るポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの物性の測定
法は以下の通りである。
(A)固有粘度指数ηinh : 試料をジメチルホルムアミドに0 、 4 g/ccの
濃度で溶解し、オストワルド粘度計を用いて30℃で測
定した。
(B)複屈折Δn: 日本光学工業(株)製POH型偏光顕微鏡を用い、白色
光を光源として通常のベレックコンペンセータ法により
求めた。
(C)引張強度、引張伸度、結節強度、結節伸度および
初期弾性率: JIS−L1017の定義によった。試料を総状にとり
、20℃、65%RHの温湿度調節室で24時間放置後
、(株)オリエンチック社製“テンシロン”UTM−4
−100型引張試験機を用い、試技25cm、引張速度
30cm/分で測定した。
[実施例] 実施例1 固有粘度指数が1.2のポリ弗化ビニリデン重合体チッ
プを紡糸機中で260℃で溶融し、孔径1.Ommの口
金を通して紡糸し、さらに20℃のポリエチレングリコ
ール浴中で冷却して未延伸モノフィラメントを得た。こ
こで得られた未延伸モノフィラメントの複屈折率は1,
5XIO−”であった。
次に、この未延伸モノフィラメントを160℃のポリエ
チレングリコール延伸浴中で3倍に延伸し、引続いて8
0℃の温水浴中でポリエチレングリコールを除去して複
屈折率が12×10−3の中間配向モノフィラメントを
得た。
前記の中間配向モノフィラメントは、次工程の延伸域で
プラズマ延伸を施した後に630 D。
となるように紡糸吐出量を調整した。
前記の中間配向モノフィラメントをフィードロールを通
して給糸し、該フィードロールと延伸ロールとの間に設
定した両端にシール機構を有する低温プラズマ雰囲気中
を通過させながらプラズマ延伸を施した。
低温プラズマ雰囲気の有効処理長は50 c m。
使用ガスは空気、周波数は110KHzとし、雰囲気ガ
ス圧力は8To r r、印加電圧は5゜OKVとした
前記プラズマ延伸における延伸倍率は2.5倍で、総合
延伸倍率を7.5倍とした。なお、プラズマ延伸時の張
力は3.7g/dである。
得られたポリ弗化ビニリデンモノフィラメントは、引張
強度6.2g/d、引張伸度22%、結節強度4.8g
/d、結節伸度19%、複屈折41,3xlO−”、モ
ノフィラメントの表層部と中心部との複屈折の差が−7
,8X10−”であった。
比較例1 実施例1と同じ方法で得られた未延伸モノフィラメント
を165℃のポリエチレングリコール延伸浴中で6.5
倍に延伸し、引続いて80℃の温水浴中でポリエチレン
グリコールを除去してポリ弗化ビニリデンモノフィラメ
ントを得た。得られたポリ弗化ビニリデンモノフィラメ
ントは引張強度が6.5g/dと高かったが、結節強度
が2.7g/dと著しく低い。
比較例2 実施例1と同じ方法で得られた中間配向モノフィラメン
トを165℃のポリエチレングリコール延伸浴中で延伸
したが、2倍までしか延伸できなかった。総合延伸倍率
6倍のポリ弗化ビニリデンモノフィラメントの引張強度
は4.6g/d、結節強度は3.4g、/dであった。
実施例2 実施例1と同じポリ弗化ビニリデン重合体チップを紡糸
機中で280℃で溶融し、孔径2゜Ommの口金を通し
て紡糸し、さらに20℃のポリエチレングリコール浴中
で冷却して未延伸モノフィラメントを得た。
前記未延伸モノフィラメントを165℃のポリエチレン
グリコール延伸浴中で3.5倍に延伸した後、80℃の
温水浴中でポリエチレングリコールを除去して複屈折率
が20X10−”の中間配向モノフィラメントを得た。
前記の中間配向モノフィラメントは、次工程の延伸域で
プラズマ延伸を施した後に2100D1となるように紡
糸吐出量を調整した。
前記の中間配向モノフィラメントをフィードロールを通
して給糸し、該フィードロールと延伸ロールとの間に設
定した両端にシール機構を有する低温プラズマ雰囲気中
を通過させながらプラズマ延伸を施した。
低温プラズマ雰囲気の有効処理長は75cm、使用ガス
は空気、周波数は110KHzとし、雰囲気ガス圧力は
10Torr、印加電圧は5゜5KVとした。
前記プラズマ延伸における延伸倍率は2.0倍で、総合
延伸倍率を7.0倍とした。なお、プラズマ延伸時の張
力は2.9g/dである。
得られたポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、引
張強度5.3g/d、引張伸度25%、結節強度4.2
g/d、結節伸度23%、複屈折38.2X10−”、
モノフィラメントの表層部と中心部との複屈折の差が一
12X10−3であった。
実施例3 紡糸吐出量以外は実施例1と同様に紡糸、延伸し、複屈
折率が18X10−”の中間配向モノフィラメントを得
た。
前記の中間配向モノフィラメントは、次工程の延伸域で
プラズマ延伸した後に320Dとなるように紡糸吐出量
を調整した。
前記の中間配向モノフィラメントをフィードロールを通
して給糸し、延伸ロールとの間に設定した両端にシール
機構を有する低温プラズマ雰囲気中を通過させながらプ
ラズマ延伸を施した。
低温プラズマ雰囲気の有効処理長は50 c m。
使用ガスは空気、周波数は110KHzとし、雰囲気ガ
ス圧力は6To r r、印加電圧は4゜5KVとした
前記低温プラズマ雰囲気中での延伸倍率は2゜7倍で、
総合延伸倍率を8.1倍とした。なお、プラズマ延伸時
の張力は4.3g/dであった。
得られたポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、引
張強度6.6g/d、引張伸度26%、結節強度5.I
g/d、結節伸度23%、複屈折39.4X10−”、
モノフィラメントの表層部と中心部との複屈折の差が一
8X10−3であった。
実施例4 実施例1と同様に紡糸して得られた未延伸モノフィラメ
ントを直接実施例1と同条件の低温プラズマ雰囲気中で
6.5倍にプラズマ延伸した。なお、プラズマ延伸時の
張力は4.Ig/dであった。
得られたポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントは、繊
度730D、引張強度5.9g/d。
引張伸度28%、結節強度4.7g/d、結節伸度22
%、複屈折37.2X10−”、モノフィラメントの表
層部と中心部との複屈折の差が一9X10−”であった
[発明の効果コ 本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメ
ントは、高強度・高伸度で釣糸、漁網、のり網などの水
産用資材、ゴムベルトの補強・スリング、ローブなどの
運搬用資材、フェンス・落石防止などの土木資材などの
用途に有効に使用できる。
本発明に係る高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメ
ントを製造するに際して用いられるプラズマ延伸の作用
効果は、延伸時の結晶化を抑制し、高配向化が達成でき
ること、即ちスムーズな延伸を可能とし、特に高倍率、
低張力延伸を可能とすることができ、本発明に係る高品
質の特性を有する高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
ラメントを容易に得ることを特徴とする

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントに
    おいて、繊度が30D以上であって、下記物性を有する
    ことを特徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィ
    ラメント。 (イ)複屈折Δnが、Δn≧35×10^−^3(ロ)
    モノフィラメントの表層部の複屈折(Δn_s)と中心
    部の複屈折(Δn_c)との差(δΔn_s_−_c)
    が、 −6×10^−^3〜−20×10^−^3(ハ)モノ
    フィラメントの繊度(D)と引張り強度(TT)との関
    係が、 TT≧8.6−0.45・In(D) (ニ)モノフィラメントの繊度(D)と結節強度(KT
    )との関係が、 KT≧0.8+4・Exp(−D/ 10000)
  2. (2)高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの
    製造方法において、溶融紡糸されて得られたモノフィラ
    メントを延伸域に導入し、該延伸域における低温プラズ
    マ雰囲気中でデニール当たり0.5〜7.0g/dの張
    力を付与して延伸することを特徴とする高強度ポリ弗化
    ビニリデン系モノフィラメントの製造方法。
  3. (3)特許請求の範囲第(2)項において、溶融紡糸さ
    れて得られた未延伸モノフィラメントを延伸域に導入し
    、該延伸域における低温プラズマ雰囲気中で延伸するこ
    とを特徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラ
    メントの製造方法。
  4. (4)特許請求の範囲第(2)項および第(3)項にお
    いて、溶融紡糸され、冷却された未延伸ポリ弗化ビニリ
    デン系モノフィラメントを一旦延伸して中間配向モノフ
    ィラメントとなし、該中間配向モノフィラメントを延伸
    域に導入し、該延伸域における低温プラズマ雰囲気中で
    、デニール当り0.5〜7.0gの張力を付与し延伸す
    ることを特徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフ
    ィラメントの製造方法。
  5. (5)特許請求の範囲第(2)項、第(3)項および第
    (4)項に記載の延伸域における低温プラズマ雰囲気中
    で延伸されたポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントを
    、次いで、さらに高張力を付与し熱延伸することを特徴
    とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モノフィラメントの
    製造方法。
  6. (6)特許請求の範囲第(2)項、第(3)項、第(4
    )項および第(5)項に記載の延伸域における低温プラ
    ズマ雰囲気におけるプラズマは非重合性であり、圧力が
    0.01〜50Torr、印加電圧が0.5〜10KV
    であることを特徴とする高強度ポリ弗化ビニリデン系モ
    ノフィラメントの製造方法。
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JP (1) JPH042809A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6547437B2 (en) 2000-02-29 2003-04-15 Nippon Thompson Co., Ltd. Curvilinear motion guide units

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