JPH0734367A - Highly heat resistant fiber-made cushioning material and its production - Google Patents

Highly heat resistant fiber-made cushioning material and its production

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JPH0734367A
JPH0734367A JP6124673A JP12467394A JPH0734367A JP H0734367 A JPH0734367 A JP H0734367A JP 6124673 A JP6124673 A JP 6124673A JP 12467394 A JP12467394 A JP 12467394A JP H0734367 A JPH0734367 A JP H0734367A
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JP
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fibers
fiber
cushioning material
resistant fiber
ceramic
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JP6124673A
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Tatsuo Horie
辰雄 堀江
Toshio Yoshimoto
敏雄 吉本
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NEW LINE KK
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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NEW LINE KK
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the cushioning material excellent in heat resistance, load resistance and durability and capable of being used on the annealing of aluminum rolled products by subjecting the blended blanket of ceramic fibers with aramide fibers to a needle-punching treatment and subsequently to a thermal pressing treatment. CONSTITUTION:This method for producing the highly heat-resistant cushioning material comprises blending aramide fibers with preliminarily shot fiber-removed bulky ceramic fibers in a weight ratio of 80:20 with a blending machine, forming the blended fibers into a blanket-like product on a belt conveyor, laminating the desired number of the blankets, subjecting the lamination product to a needle-punching treatment, and subsequently pressing the punched lamination product at a temperature above the glass transition point of the aramide fibers to form into a felt.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高耐熱性繊維製緩衝材
及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a highly heat resistant fiber cushioning material and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】耐熱性繊維製品としては、カーボンファ
イバーとアラミド繊維とを混紡したものや、バインダー
の付着した硝子繊維とアクリル系繊維とを混紡して焼成
し、バインダーとアクリル系繊維とを熱分解させること
により、硝子繊維と炭化物質とが強固に結合し、機械的
強度の優れたもの(特開昭59−14623号)、セラ
ミックファイバーとアクリル繊維、セルローズ系繊維等
とバインダーを混紡して焼成し、バインダーとアクリル
繊維等を熱分解させることによって、耐熱性、機械的強
度、柔軟性の優れた製品とする方法(特公平1−605
65号)、ガラス繊維と炭化可能なモダクリル繊維の混
紡原糸を炭化、加圧し、繊維表面に炭素皮膜を形成させ
て、耐熱性、生産性に優れたもの(特開昭60−110
942号)等が知られている。このような耐熱性繊維製
品は、アルミニウムの焼鈍に使用するものや、溶接作業
時に発生する溶融金属等による災害、火傷等を防止する
用途に用いられる。
2. Description of the Related Art Heat-resistant fiber products include a mixture of carbon fiber and aramid fiber, a mixture of binder-attached glass fiber and acrylic fiber, and firing to heat the binder and acrylic fiber. By decomposing, glass fiber and carbonized material are firmly bound to each other, and those having excellent mechanical strength (Japanese Patent Laid-Open No. 59-14623), ceramic fiber and acrylic fiber, cellulose fiber and the like are mixed-spun. A method of producing a product having excellent heat resistance, mechanical strength, and flexibility by firing and thermally decomposing the binder and acrylic fiber (Japanese Patent Publication No. 1-605).
No. 65), a blended raw yarn of glass fiber and modifiable acrylic carbon fiber is carbonized and pressed to form a carbon film on the fiber surface, which is excellent in heat resistance and productivity (JP-A-60-110).
No. 942) is known. Such heat-resistant fiber products are used for annealing aluminum, and for preventing accidents, burns, etc. due to molten metal generated during welding work.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ンファイバーとアラミド繊維とを混紡したものは、カー
ボンファイバーが400℃以上の高温にさらされた場合
には次第に酸化することから、常温と高温とを交互に反
復させて使用する場合においては、カーボンファイバー
が粉化してしまい、5〜6回程度の使用にしか耐えない
ものであった。また、特開昭59−14623号、特公
平1−60565号及び特公平1−60565号の方法
も繊維を熱分解することによって炭化することから、前
記同様に炭化した繊維が粉化するという問題点があっ
た。
However, the mixed spinning of carbon fiber and aramid fiber gradually oxidizes when the carbon fiber is exposed to a high temperature of 400 ° C. or higher, so that the room temperature and the high temperature alternate. When it was used repeatedly, the carbon fiber was pulverized and could only be used about 5 to 6 times. Also, in the methods of JP-A-59-14623, JP-B-1-60565 and JP-B-1-60565, fibers are carbonized by pyrolyzing the fibers, so that the carbonized fibers are pulverized in the same manner as described above. There was a point.

【0004】しかも、これらに使用されるアクリル系繊
維の場合には、熱分解する際に有毒なシアンガスを発生
するし、セルローズ系繊維、モダクリル繊維等は、40
0℃程度の高温にさらされた際には、一酸化炭素ガス、
炭酸ガス等を発生するという問題もあった。
Moreover, in the case of the acrylic fibers used for these, toxic cyan gas is generated when thermally decomposing, and cellulose fibers, modacrylic fibers, etc.
When exposed to a high temperature of about 0 ° C, carbon monoxide gas,
There was also a problem that carbon dioxide gas was generated.

【0005】本発明の目的は、常温と400℃程度の温
度に交互にさらされ、反復使用される高耐熱性繊維製緩
衝材において、10回以上の反復使用が可能であり、耐
熱性、耐荷重、耐久性に優れ、しかも、使用時に有毒ガ
スを発生させない緩衝材を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a highly heat-resistant fiber cushioning material which is repeatedly exposed to room temperature and a temperature of about 400 ° C. and can be repeatedly used for 10 times or more. It is an object of the present invention to provide a cushioning material that has excellent load and durability and that does not generate toxic gas during use.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を
完成させた。すなわち、本発明はセラミックファイバー
とアラミド繊維とを混綿してなる高耐熱性繊維製緩衝材
及びその製造方法である。
The present inventors have completed the present invention as a result of earnest studies for solving the above-mentioned problems. That is, the present invention is a highly heat-resistant fiber cushioning material obtained by mixing ceramic fibers and aramid fibers, and a method for producing the same.

【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、セラミックファイバーとしては広く市販されて
いる、シリカアルミナ系のものが好適に使用できる。ア
ラミド繊維としては、パラ系、メタ系のもののどちらも
使用可能である。アラミド繊維を使用する理由として
は、高い耐熱性と難燃性を備えており、しかも、セラミ
ックファイバーと混紡した後にガラス転移点以上、好ま
しくは400℃程度の温度及び圧力をかけてフェルト状
とした場合に、このアラミド繊維が炭化してセラミック
ファイバーと結合するのではなく、バインダー的シンタ
ー状態となりセラミックファイバーと結合することによ
るものである。このアラミド繊維の太さ及び長さは0.
8〜13デニール、25〜100mmのものが好まし
い。
The present invention will be described in detail below. In the present invention, as the ceramic fiber, a silica-alumina type, which is widely commercially available, can be preferably used. As the aramid fiber, both para-based and meta-based fibers can be used. The reason for using the aramid fiber is that it has high heat resistance and flame retardancy, and after being mixed with ceramic fiber, it is made into a felt shape by applying a temperature and pressure of not less than the glass transition point, preferably about 400 ° C. In this case, this aramid fiber is not carbonized and bonded to the ceramic fiber, but becomes a binder-like sinter state and bonded to the ceramic fiber. The thickness and length of this aramid fiber are 0.
It is preferably 8 to 13 denier and 25 to 100 mm.

【0008】次に製造方法に従ってより詳細に説明す
る。まず、バルク状のセラミックファイバーを乾式脱粒
装置等にかけ、中に含まれるショット分を除去すること
が好ましい。そして、このショット分を除去されたバル
ク状のセラミックファイバーとアラミド繊維を混綿機に
よって約1〜5分間混綿する。この際のセラミックファ
イバーとアラミド繊維の混合割合は、重量比で90〜5
0:10〜50であり、より好ましくは、85〜70:
15〜30である。混合割合をこのようにしたのは、セ
ラミックファイバーが90以上の場合には、アラミド繊
維によるバインダー的な効果がなくなることからフェル
ト状とした場合にセラミックファイバーの繊維が圧力に
よって折損し、耐圧縮性、柔軟性がなくなるためであ
る。一方、セラミックファイバーが50以下の場合に
は、フェルト状とした場合に、耐熱性、引っ張り強度が
所望の性状とならないためである。本発明では、混綿に
際し特にバインダーを付与する必要はないことから、加
熱時にバインダーに起因する有毒ガス等の発生を防止す
ることもできる。
Next, the manufacturing method will be described in more detail. First, it is preferable to remove the shot portion contained in the bulk ceramic fiber by subjecting it to a dry granulation device or the like. Then, the bulk ceramic fibers from which the shots have been removed and the aramid fibers are mixed by a mixing machine for about 1 to 5 minutes. In this case, the mixing ratio of the ceramic fiber and the aramid fiber is 90 to 5 by weight.
0:10 to 50, and more preferably 85 to 70:
It is 15-30. The mixing ratio is such that when the ceramic fibers are 90 or more, the effect of the aramid fiber as a binder disappears, so when the felt is used, the fibers of the ceramic fiber are broken by the pressure and the compression resistance , Because there is no flexibility. On the other hand, when the number of ceramic fibers is 50 or less, the heat resistance and the tensile strength are not the desired properties when formed into a felt shape. In the present invention, since it is not necessary to add a binder to the mixed cotton, it is possible to prevent generation of toxic gas or the like due to the binder during heating.

【0009】セラミックファイバーとアラミド繊維とを
混綿した後、これらの混綿物を例えばベルトコンベアの
ような搬送帯の上に均一に給綿し、荒打などして厚さを
ほぼ一定にすることが好ましい。そして、このように厚
さをほぼ一定にされた混綿物が分離することを防止し、
繊維間の結合をより強固にするために、10〜25本/
cm2 程度のニードルパンチング処理をすることが好ま
しい。このようにすることによって、セラミックファイ
バー及びアラミド繊維の方向をフェルトの表面に対して
直角方向の成分をもたせることができることから、セラ
ミックファイバーとアラミド繊維の結合がより強固とな
る。このままの状態で熱処理をしてもよいが、フェルト
の密度と曲げ剛性の向上とを確保するためには、上記の
フェルトを2枚以上積層しニードルパンチング処理する
ことが好ましい。この場合にも積層したものに20〜8
0本/cm2 程度のニードルパンチング処理をすること
が好ましい。このようにして得た高耐熱性フェルトの仕
上がり厚さは、6〜12mmであることが好ましい。仕
上がり厚さが6mm以上としたのは、使用に当たって次
第に圧縮されて薄くなることから、10回以上繰り返し
使用するために必要な厚さであり、12mm以上の場合
には、高耐熱性フェルト自体の高さが高くなり、焼鈍材
料を積み重ねた場合に不安定になったり、全体の高さが
高くなることから生産効率上の問題がでるためである。
この高耐熱性フェルトは、緩衝材の他には耐熱パッキ
ン、コンベアー用耐熱ライナー等の用途に使用できる。
After blending the ceramic fiber and the aramid fiber, the blended material may be uniformly fed on a conveyor belt such as a belt conveyor and roughly struck to make the thickness almost constant. preferable. And prevent the mixed cotton material whose thickness is almost constant in this way from separating,
10-25 fibers / in order to strengthen the bond between fibers
It is preferable to perform a needle punching process of about cm 2 . By doing so, the direction of the ceramic fiber and the aramid fiber can be made to have a component in the direction perpendicular to the surface of the felt, so that the bond between the ceramic fiber and the aramid fiber becomes stronger. Although the heat treatment may be performed in this state, it is preferable to stack two or more of the above felts and perform needle punching treatment in order to ensure the improvement of the felt density and bending rigidity. Also in this case, 20-8
It is preferable to perform a needle punching treatment of about 0 needles / cm 2 . The finished thickness of the high heat resistant felt thus obtained is preferably 6 to 12 mm. The finished thickness of 6 mm or more is a thickness necessary for repeated use 10 times or more because it is gradually compressed and thinned during use, and when it is 12 mm or more, the high heat resistant felt itself This is because the height becomes high, and it becomes unstable when stacking the annealed materials, and the overall height becomes high, which causes a problem in production efficiency.
This high heat-resistant felt can be used for heat-resistant packing, heat-resistant liner for conveyors, etc. in addition to the cushioning material.

【0010】耐圧縮性が要求される高耐熱性繊維製緩衝
材とする場合には、このようなフェルト状とした後、セ
ラミックファイバーとアラミド繊維とを熱的に結合させ
るために高温で加圧する。加熱温度としては、300〜
400℃が好ましく、より好ましくは350〜400℃
である。加熱温度を300℃以上とした理由は、300
℃以下ではバインダー効果が小さくなるためであり、4
00℃以下としたのは、アラミド繊維の熱分解温度が4
30℃であり、この温度で使用した場合には、アラミド
繊維が熱分解し少ないとはいえ一酸化炭素や炭酸ガス等
の分解生成物が発生することと長期耐熱性が低下するた
めである。圧縮は、ホットプレス等を使用しフェルトを
高密度化するためであり、密度は100〜500kg/
3 が好ましく、より好ましくは200〜400kg/
3 である。高温で加圧する時間としては、5〜60分
が好ましく、より好ましくは10〜30分である。温度
と時間に関しては、例えば、300℃で20分、400
℃では40分程度であるこのように高温で加圧すること
によって、アラミド繊維が一時的に半溶融状態のごとき
シンター状態となり、セラミックファイバーとアラミド
繊維が柔軟に一体化されることから、耐熱性、耐荷重、
耐久性に優れ、常温と400℃程度の温度に交互にさら
されても、反復使用することができ、しかも、使用時に
有毒ガスを発生させない緩衝材を得ることができる。
In the case of using a highly heat-resistant fiber cushioning material which is required to have compression resistance, it is formed into such a felt shape and then pressed at a high temperature in order to thermally bond the ceramic fiber and the aramid fiber. . The heating temperature is 300-
400 ° C. is preferable, more preferably 350 to 400 ° C.
Is. The reason for setting the heating temperature to 300 ° C or higher is 300
This is because the binder effect becomes small at ℃ or below,
The temperature below 00 ° C is because the thermal decomposition temperature of the aramid fiber is 4
This is because the temperature is 30 ° C., and when used at this temperature, the aramid fiber is thermally decomposed little, but decomposition products such as carbon monoxide and carbon dioxide gas are generated and long-term heat resistance is deteriorated. The compression is to densify the felt using a hot press or the like, and the density is 100 to 500 kg /
m 3 is preferable, and more preferably 200 to 400 kg /
m is 3. The pressing time at high temperature is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 10 to 30 minutes. Regarding temperature and time, for example, 300 ° C. for 20 minutes, 400
By pressurizing at such a high temperature, which is about 40 minutes at ℃, the aramid fiber temporarily becomes a sinter state such as a semi-molten state, and since the ceramic fiber and the aramid fiber are flexibly integrated, heat resistance, Load capacity,
It is possible to obtain a cushioning material which has excellent durability and can be repeatedly used even when alternately exposed to room temperature and a temperature of about 400 ° C. and which does not generate toxic gas during use.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

実施例1 セラミックファイバー(新日鐵化学(株)製 商品名
SC1260バルク)とメタ系アラミド繊維(帝人
(株)製 商品名 コーネックス)とを重量比で80:
20の割合で約3分間混綿し、ベルトコンベア上に約1
0cmの厚さになるようにした。この混綿物に20本/
cm2 のニードルパンチング処理を行い、次いで、2枚
重ねて更に15本/cm2 のニードルパンチング処理を
行った。その後、340℃で20分間処理し、厚さ8.
8mmの高耐熱性繊維製緩衝材とした。その結果を表1
に示す。得られた高耐熱性繊維製緩衝材を、縦100c
m×横30cmに切断した。次いで、この高耐熱性繊維
製緩衝材を縦150cm×横250cm×高さ2.5c
mで重量400kgの各アルミニウム圧延製品の間に等
間隔に3枚配置して5段重ねた状態で焼鈍炉に入れ、3
40℃で10時間焼鈍処理をした。焼鈍後この高耐熱性
繊維製緩衝材の状態を観察したところ、表面の繊維が一
様になじんでおり、より一層一体化されている他、異常
は認められなかった。 実施例2 この高耐熱性繊維製緩衝材を10回再使用したが、粉化
することもなく、密度は約1.5倍に増大したが、緩衝
材としての機能を依然として保持していた。その結果を
表1に示す。 実施例3 メタ系アラミド繊維の代わりにパラ系アラミド繊維(デ
ュポン社製 商品名ケブラー)を使用する以外は実施例
1と同様の方法で厚さ8.8mmの高耐熱性繊維製緩衝
材とした。得られた高耐熱性繊維製緩衝材を、縦100
cm×横30cmに切断した。次いで、この高耐熱性繊
維製緩衝材を縦150cm×横250cm×高さ7cm
に圧延された直後で1200kg、約430℃のアルミ
ニウム圧延製品の下に等間隔に3枚配置して2段重ねた
状態で焼鈍炉に入れ、340℃で10時間焼鈍処理し
た。焼鈍後この高耐熱性繊維製緩衝材の状態を観察した
ところ、表面の繊維が一様になじんでおり、より一層一
体化されている他、以上は認められなかった。この高耐
熱性繊維製緩衝材を10回再使用したが、粉化すること
もなく、緩衝材としての機能を依然として保持してい
た。 比較例1 カーボンファイバーとアラミド繊維を50:50の割合
で混綿した市販品を実施例2と同様の方法で使用した。
その結果、5〜6回の再使用で粉化が見られ、これ以上
の使用はできなかった。 比較例2 セラミックファイバーとアクリル繊維とを混紡した市販
品を実施例2と同様の方法で使用した。その結果、1回
の使用で粉化がみられ、これ以上の使用はできなかっ
た。また、シアンガスの発生が認められた。
Example 1 Ceramic fiber (trade name, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)
SC1260 bulk) and meta-aramid fiber (trade name Conex, manufactured by Teijin Limited) in a weight ratio of 80:
Mix for 20 minutes at a rate of about 3 minutes and then about 1 on the belt conveyor.
It was made to have a thickness of 0 cm. 20 /
A cm 2 needle punching treatment was performed, and then two sheets were stacked and a further 15 needle / cm 2 needle punching treatment was performed. Then, it processed at 340 degreeC for 20 minutes, and thickness 8.
An 8 mm high heat resistant fiber cushioning material was used. The results are shown in Table 1.
Shown in. The obtained high heat-resistant fiber cushioning material is vertically 100c
It was cut into m × width 30 cm. Next, this high heat-resistant fiber cushioning material is 150 cm in length × 250 cm in width × 2.5 c in height.
3 rolls each of which has a weight of 400 kg and a weight of 400 kg are placed at equal intervals, and placed in an annealing furnace in a state of stacking 5 stages,
Annealing treatment was performed at 40 ° C. for 10 hours. When the state of this high heat resistant fiber cushioning material was observed after annealing, the fibers on the surface were uniformly blended, and they were even more integrated, and no abnormality was observed. Example 2 This high heat-resistant fiber cushioning material was reused 10 times, but without pulverization, the density increased about 1.5 times, but the function as the cushioning material was still retained. The results are shown in Table 1. Example 3 A high heat-resistant fiber cushioning material having a thickness of 8.8 mm was prepared in the same manner as in Example 1 except that para aramid fibers (trade name: Kevlar manufactured by DuPont) were used in place of the meta aramid fibers. . The obtained high heat-resistant fiber cushioning material is vertically 100
The sample was cut into cm × width 30 cm. Next, this high heat-resistant fiber cushioning material is 150 cm long × 250 cm wide × 7 cm high
Immediately after being rolled into 1, the three rolled aluminum products of 1200 kg and about 430 ° C. were placed at equal intervals and placed in an annealing furnace in a two-tiered state and annealed at 340 ° C. for 10 hours. When the state of this high heat resistant fiber cushioning material was observed after annealing, the fibers on the surface were uniformly blended, and they were even more integrated, and the above was not observed. This high heat resistant fiber cushioning material was reused 10 times, but it did not become powdered and still retained the function as a cushioning material. Comparative Example 1 A commercial product in which carbon fibers and aramid fibers were mixed at a ratio of 50:50 was used in the same manner as in Example 2.
As a result, pulverization was observed after the reuse of 5 to 6 times, and it could not be used any more. Comparative Example 2 A commercial product obtained by mixing ceramic fibers and acrylic fibers was used in the same manner as in Example 2. As a result, pulverization was observed after one use, and no further use was possible. Further, generation of cyan gas was recognized.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、セラミッ
クファイバーとアラミド繊維とを混綿してなる高耐熱性
繊維製緩衝材であることから、常温と400℃程度の温
度に交互にさらされても、反復使用することが可能であ
り、しかも、有毒ガスの発生がないという顕著な効果が
ある。
As described above, the present invention is a buffer material made of highly heat-resistant fiber which is made by mixing ceramic fiber and aramid fiber, so that it is exposed alternately to room temperature and a temperature of about 400 ° C. However, it has a remarkable effect that it can be repeatedly used and that no toxic gas is generated.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D04H 1/42 S 7199−3B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location D04H 1/42 S 7199-3B

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミックファイバーとアラミド繊維とを
混綿してなる高耐熱性繊維製緩衝材。
1. A buffer material made of highly heat-resistant fiber, which is made by mixing ceramic fibers and aramid fibers.
【請求項2】セラミックファイバーとアラミド繊維とを
混綿してなるブランケットを、ニードルパンチング処理
してなる請求項1記載の高耐熱性繊維製緩衝材。
2. A high heat resistant fiber cushioning material according to claim 1, wherein a blanket made of a mixture of ceramic fiber and aramid fiber is needle punched.
【請求項3】セラミックファイバーとアラミド繊維とを
混綿してなるブランケットを積層し、ニードルパンチン
グ処理してなる請求項1記載の高耐熱性繊維製緩衝材。
3. A cushioning material made of highly heat-resistant fiber according to claim 1, wherein blankets made by blending ceramic fibers and aramid fibers are laminated and needle punched.
【請求項4】高耐熱性繊維製緩衝材がアルミニウム圧延
製品を焼鈍する際の緩衝材である請求項1記載の高耐熱
性繊維製緩衝材。
4. The high heat-resistant fiber cushioning material according to claim 1, wherein the high heat-resistant fiber cushioning material is a buffer material for annealing an aluminum rolled product.
【請求項5】セラミックファイバーとアラミド繊維とを
混綿し、アラミド繊維のガラス転移温度以上の温度で加
圧してフェルト状とすることを特徴とする高耐熱性繊維
製緩衝材の製造方法。
5. A method for producing a highly heat-resistant fiber cushioning material, which comprises blending ceramic fibers and aramid fibers and pressurizing them at a temperature not lower than the glass transition temperature of the aramid fibers to form a felt shape.
JP6124673A 1993-05-18 1994-05-16 Highly heat resistant fiber-made cushioning material and its production Withdrawn JPH0734367A (en)

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JP13938893 1993-05-18
JP5-139388 1993-05-18
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100846760B1 (en) * 2001-06-19 2008-07-16 이치가와 가부시키가이샤 Heat resistant cushioning material for press molding
JP4551521B2 (en) * 1999-02-04 2010-09-29 ゼロックス コーポレイション Carbon fiber commutator brush

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JP4551521B2 (en) * 1999-02-04 2010-09-29 ゼロックス コーポレイション Carbon fiber commutator brush
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