JPH05200929A - 補強材 - Google Patents

補強材

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JPH05200929A
JPH05200929A JP3335869A JP33586991A JPH05200929A JP H05200929 A JPH05200929 A JP H05200929A JP 3335869 A JP3335869 A JP 3335869A JP 33586991 A JP33586991 A JP 33586991A JP H05200929 A JPH05200929 A JP H05200929A
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reinforcing material
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nonwoven fabric
thermoplastic resin
fibers
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Keitaro Inoue
啓太郎 井上
Chiharu Ito
千春 伊藤
Koichi Shino
浩一 示野
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) [目的]製造も容易で、ハンドリング性、熱可塑性樹脂
の含浸性も良好であり、成形性の良好なスタンプ成形用
シートが得られるような補強材。 [構成]補強用繊維よりなる主層と熱可塑性樹脂と同等
な溶点を有する有機繊維よりなる不織布を重ね、繊維を
からませる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタンプ成形用シート
の製造に好適な、補強材に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス繊維シート等の補強材に熱可塑性
樹脂を含浸させたシートは、スタンプ成形法によりFR
TPを製造するための成形材料(スタンプ成形用シー
ト)として広く用いられている。又、補強材としては、
ガラス繊維よりなるマットが用いられることが多い。ガ
ラス繊維よりなる補強材としては、長尺のガラス繊維束
をループ状に堆積させたCSM、又はガラス繊維束切断
物(CS)を堆積させたCM、或はCSを分散液中に投
入撹拌して開繊し、抄紙することによって得られるガラ
ス紙が用いられる。補強材と熱可塑性樹脂シートとを重
ねて挾圧、加熱し、或は補強材に熱可塑性樹脂の粉末を
撒布し、加圧、加熱する等の方法で、補強材に軟化、或
は溶融した熱可塑性樹脂を含浸させることにより、スタ
ンプ成形用シートが製造される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、次のよう
な問題点を有する。CSMは製造が容易で、低コストで
製造できるが、CSMを補強材として用いたスタンプ成
形用シートは成形性が悪く、複雑な曲面或は細い凹凸を
有するFRTP成形品を製造することは困難である。
又、単に長尺のガラス繊維束を堆積させただけでは、繊
維束同志は互いに結合されていないので、ハンドリング
性が悪く、ハンドリング性を向上させるためには、結合
剤(マットバインダ)を附与して、繊維束同志を結合す
る必要がある。マットバインダの附与は、粉末状の樹脂
をCSMの上部に撒布することによって行われるが、樹
脂粉末が、CSM中を通り抜けてしまい、歩留りも悪
く、作業環境を悪化させる。さらに、CSMに熱可塑性
樹脂を含浸させる時、マットバインダにより樹脂の含浸
が阻害されることがある。さらに又、マットバインダ
は、CSMに含浸せしむべき熱可塑性樹脂の種類に応じ
て、その種類を変える必要があり、汎用性が失われる。
【0004】CMを用いることにより成形性を向上させ
ることができるが、CMはCSMに比し更にハンドリン
グ性が悪く、多量のマットバインダを使用する必要があ
り、マットバインダに起因する上述の欠点は一層大とな
る。
【0005】本発明は前述した従来技術の問題点を解消
し、成形性も良好であり、製造も簡単な、スタンプ成形
用シートを得るための補強材を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、補強材として、補強用繊維より
なる主層と、補強用繊維に含浸せしむべき熱可塑性樹脂
と同等な融点を有する有機繊維不織布とよりなり、主層
の繊維が不織布にからめられているシート状物を使用す
る。
【0007】次に、本発明を更に具体的に説明する。主
層を形成する繊維としてはガラス繊維が好ましい。ガラ
ス繊維としては、平均直径6〜25μm、望ましくは、
平均直径9〜20μmのものが好ましい。ガラス繊維
は、モノフィラメントの状態で、マット状に堆積させる
こともできるが、ブッシングから引出したガラス繊維
に、集束剤を附与、集束してガラス繊維束(ストラン
ド)とし、このストランドの堆積物を用いるのが適当で
ある。又、ストランドとしては、上記ガラス繊維を、5
0〜1,600本、望ましくは80〜400本集束して
なる、Tex即ち、1,000m当りのgr数が、10
〜500、望ましくは15〜300のものを、3〜1,
000mm、望ましくは6〜300mmに切断したCS
を好適に使用することができる。
【0008】ストランドとしては、加熱装置で乾燥した
ものを使用してもよく、又、未乾燥のものを使用するこ
ともできる。さらに又、ストランドを開繊したものを使
用することもでき、一層良好な結果をうることができ
る。なお、集束剤としては、被膜形成剤として、エポキ
シエマルジョン等を1〜10wt%、望ましくは3〜7
wt%、ノニオン系界面活性剤のような潤滑剤を0.0
5〜1.5wt%、望ましくは0.1〜1.0wt%、
アミノシランのようなカップリング剤を、0.05〜
1.5wt%、望ましくは0.1〜1wt%含むものが
適当である。集束剤の附与量は、固形分として、ガラス
繊維に対し0.1〜1.5wt%、望ましくは0.2〜
1wt%とするのが適当である。
【0009】ストランドの切断物(CS)又はモノフィ
ラメントを、以下述べる不織布上に落下、堆積せしめる
ことにより主層を形成させることができる。堆積量は1
00〜3,000gr/m2 、望ましくは200〜2,
000gr/m2 とするのが好ましい。
【0010】不織布としては、補強用繊維に含浸せしむ
べき熱可塑性樹脂と同質の、且つこの樹脂と融点が同等
なものを使用する。融点が同等とは、融点が樹脂の融点
の0.9〜1.1倍、望ましくは0.93〜1.07倍
の範囲にあるものを云う。(単位は℃)不織布を構成す
る有機繊維としては、PP、ポリエステル、NY、レー
ヨン、アクリル等を好適に使用することができる。又、
不織布のm2 当りの重量(gr)は10〜100、望ま
しくは20〜50とするのが適当である。
【0011】不織布と主層を構成する繊維とをからませ
ることにより、両者を一体的に結合し、本発明補強材と
する。ニードリングによりからませることもできるが、
主層と不織布とが重ね合わされた状態で、その上、下一
方の面、望ましくは上下両面に近接して設けられたノズ
ルから圧縮空気を噴出させ、圧縮空気の噴出によって生
ずる高速の空気流、又は水流を主層と不織布に貫通させ
ることにより、一層好適な結果をうることができた。な
お、圧縮空気の圧力は2〜10Kg/cm2 G、望まし
くは4〜7Kg/cm2 G、ノズルの内径は1〜5mm
φ、望ましくは2〜4mmφとするのが適当である。主
層を構成するストランド、又はその開繊物は、高速の空
気流による開繊作用を受け、生成したモノフィラメント
状の繊維が不織布を貫通し、からみ合い、ストランド又
はその開繊物と不織布とを一体的に結合する。
【0012】上記のようにして得られた本発明補強材
に、常法に従って熱可塑性樹脂を附与、含浸させ、スタ
ンプ成形用シートとする。
【0013】
【作用】本発明補強材の主層を構成する繊維は、からみ
合って不織布と結合されているので、ハンドリング性も
良好である。又、不織布は熱可塑性樹脂と同等な融点を
有するため、スタンプ成形に際し、熱可塑性樹脂と一緒
に流動するため、成形性が良好である。
【0014】
【実施例】平均直径13μmのガラス繊維に、ポリオレ
フィンエマルジョンを3wt%、ノニオン系界面活性剤
を0.5wt%、アミノシランを0.5wt%含む集束
剤を、固型分として0.4wt%附与して、200本集
束してストランドとした。ストランドを130℃で16
hr加熱乾燥した後、開繊装置へ送り、3Kg/cm2
Gの圧縮空気を供給してストランドを開繊し、開繊スト
ランドを得た。このストランドを切断装置へ送り、13
mmの長さに切断し、切断物を950gr/m2 の割合
で、次の仕様を有する不織布上に落下、堆積させ主層と
した。 不織布の仕様 PP繊維よりなる、30gr/m2 の不織布 主層と不織布との績層物の上下両面に近接して設けたノ
ズルに、4kg/cm2 Gの圧縮空気を供給して噴出さ
せ、この空気流により、不織布と主層を構成する繊維と
をからませて、補強材を得た。この補強材はハンドリン
グ性、熱可塑性樹脂の含浸性が良好であった。
【0015】
【実験例】実施例で得られた補強材の両面に0.8mm
のPP製フィルムを重ね、10kg/cm2 Gの圧力を
加えつつ、200℃に加熱し、PPを補強材に含浸さ
せ、PPが均一に含浸されたスタンプ成形用シートを得
た。このシートは成形性が極めて良好であった。
【0016】
【発明の効果】本発明補強材は、製造も容易で、ハンド
リング性、熱可塑性樹脂の含浸性も良好であり、この補
強材を使用し、スタンプ成形性の良好なスタンプ成形用
シートをうることができる。性樹脂13を所定量塗布し
た合成樹脂フィルム14で、本ガラス繊維マット11の
少なくとも一方の面を覆うことにより、マットに樹脂を
含浸させることができる。図中、15は発泡性樹脂の貯
槽、16はドクターブレード、17はガイドロール、1
8は抑えロール、19はコンベアである。上述のように
して得られた発泡性樹脂を含浸させたガラス繊維マット
を、加熱炉20に送って加熱し、発泡させ、繊維補強発
泡樹脂体21をうる。22は加熱炉中に加熱空気を供給
するための送風ダクト、23は排気ダクト、24はカッ
ターである。
【0021】次に、請求項2記載の発明を図4、図5、
図6、図7、図8、図9、図10に基いて説明する。請
求項2記載の発明においては、請求項1記載の発明のス
トランド2に代え、ストランド2を予め管状通路25中
を通過せしめ、上記管状通路にスリット状に開孔する空
気供給管26から圧縮空気を該通路に噴射して、開繊し
たストランド27を使用する。なお、28は、管状通路
25及び空気供給管26を備えた開繊装置である。管状
通路に供給するストランドの供給速度は200〜2,0
00m/sec、望ましくは500〜1,000m/s
ec、圧縮空気の圧力は5〜10kg/cm2 Gとする
のが適当である。矢印の方向に流れる空気によって開繊
されたストランド27は、開繊装置28から邪魔板29
に向けて噴射され、コンベア4上に落下し、ループ状を
なして堆積される。
【0022】請求項2記載の方法によるときは、一旦開
繊されたストランドが、高速の空気流によって更に開繊
されて絡み合う。このため、絡み合いは請求項1記載の
方法によるよりも一層充分に行われ、深絞り性、嵩高性
の一層良好なマットが得られる。発泡性樹脂の含浸工
程、その他の構成は、請求項1記載の発明と同様なの
で、図面に同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0023】
【作用】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束してな
るガラス繊維束を、複数本、移動するコンベア上に落下
させてループ状をなして堆積させ、高速の空気流を上記
堆積物中を通過させ、この空気流によりガラス繊維束を
開繊させて互いに絡ませてマットとなし、このマットに
樹脂を含浸させ、該樹脂を発泡させることにより、GC
の小さい、均質な繊維補強樹脂体をうる。
【0024】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束し
てなるガラス繊維束を、管状通路に導き、上記管状通路
に開孔する空気供給管から圧縮空気を該通路に噴射して
ガラス繊維束を開繊し、開繊したガラス繊維束を複数
本、移動するコンベア上に落下させてループ状をなして
堆積させ、高速の空気流を上記堆積物中を通過させ、こ
の空気流によりガラス繊維束を開繊させて互いに絡ませ
てマットとなし、このマットに樹脂を含浸させ、該樹脂
を発泡させることによりることにより、上記作用を一層
増大させる。
【0025】
【実施例1】ブッシングから引出した平均直径11μの
ガラス繊維に酢酸ビニルを5wt%、潤滑剤を0.05
wt%、アミノシランを0.5wt%含む集束剤を、固
形分として、0.4wt%附与し、2,400本集束し
て、回転するマンドレルに嵌挿したチューブ上に巻き取
ってケーキとした。ケーキを125℃において、10h
r加熱乾燥し、このケーキを20個、架台に支持し、ス
トランドを一対の回転ロールで挟んで夫々のケーキから
118m/minの速さで引出し、5m/minの速さ
で移動するコンベア上に落下させ、ループ上に堆積させ
た。堆積量は150gr/m2 、厚みは3mmであっ
た。図1、図2に示すように、約3mm間隔で配列され
た上、下ノズルに8kg/cm2 Gの圧縮空気に供給
し、ノズルから噴出した空気流を、堆積物中を通過させ
た。発泡性ウレタン樹脂を、合成樹脂フィルムに塗布し
た。上述のマットの両面を、このフィルムで覆い、マッ
トに樹脂を含浸させ、115℃に加熱して、均質な、厚
み37.5mm、のガラス繊維補強発泡樹脂をうること
ができた。
【0026】
【比較例1】実施例1と同様にストランドを堆積させ、
マットバインダを、ガラス繊維に対し、6wt%の割合
で附与し、200℃に2分間加熱し、厚さ1.5mmの
マットを得た。このマットを使用し、実際例と同様に成
形を行ったが均質な発泡樹脂体をうることはできなかっ
た。又、マットバインダの歩留りは70%であった。
【0027】
【実施例2】実施例1のストランドを、750m/mi
nの速さで引出して、管状通路に供給し、この管状通路
に開孔する空気供給孔に7kg/cm2 Gの圧縮空気を
供給し、ストランドを開繊した。このストランドを邪魔
板に当ててコンベア上に落下させ、150gr/m2
割合で堆積させて、厚み1mmのマットを得た。このよ
うにして得られたマットを使用し、実施例1より一層均
質な、ガラス繊維補強発泡樹脂体をうることができた。
【0028】
【発明の効果】均質な、GCの小さい繊維補強発泡樹脂
体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造法を示す側面図である。
【図2】図1の一部を矢印で示すように破断した平面図
である。
【図3】本発明の製造法を示す断面図である。
【図4】本発明の製造法を示す側面図である。
【図5】図4の一部を矢印で示すように破断した平面図
である。
【図6】開繊装置の平面図である。
【図7】開繊装置の側面図である。
【図8】図6のAA断面図である。
【図9】図6のBB断面図である。
【符号の説明】
1 ケーキ 2 ストランド 3 ロール 4 コンベア 5 ガイドロール 6 押えロール 7 堆積物 8 ノズル 9 ノズル 10 コンベア 11 ガラス繊維マット 12 巻取りロール 13 発泡性樹脂 14 合成樹脂フィルム 15 貯槽 16 ドクターブレート 17 ガイドロール 18 抑えロール 19 コンベア 20 加熱炉 21 繊維補強発泡樹脂体 22 送風ダクト 23 排気ダクト 24 カッター 25 管状通路 26 空気供給管 27 開繊ストランド 28 開繊装置 29 邪魔板
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタンプ成形用シート
の製造に好適な、補強材に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス繊維シート等の補強材に熱可塑性
樹脂を含浸させたシートは、スタンプ成形法によりFR
TPを製造するための成形材料(スタンプ成形用シー
ト)として広く用いられている。又、補強材としては、
ガラス繊維よりなるマットが用いられることが多い。ガ
ラス繊維よりなる補強材としては、長尺のガラス繊維束
をループ状に堆積させたCSM、又はガラス繊維束切断
物(CS)を堆積させたCM、或はCSを分散液中に投
入撹拌して開繊し、抄紙することによって得られるガラ
ス紙が用いられる。補強材と熱可塑性樹脂シートとを重
ねて挾圧、加熱し、或は補強材に熱可塑性樹脂の粉末を
撒布し、加圧、加熱する等の方法で、補強材に軟化、或
は溶融した熱可塑性樹脂を含浸させることにより、スタ
ンプ成形用シートが製造される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、次のよう
な問題点を有する。CSMは製造が容易で、低コストで
製造できるが、CSMを補強材として用いたスタンプ成
形用シートは成形性が悪く、複雑な曲面或は細い凹凸を
有するFRTP成形品を製造することは困難である。
又、単に長尺のガラス繊維束を堆積させただけでは、繊
維束同志は互いに結合されていないので、ハンドリング
性が悪く、ハンドリング性を向上させるためには、結合
剤(マットバインダ)を附与して、繊維束同志を結合す
る必要がある。マットバインダの附与は、粉末状の樹脂
をCSMの上部に撒布することによって行われるが、樹
脂粉末が、CSM中を通り抜けてしまい、歩留りも悪
く、作業環境を悪化させる。さらに、CSMに熱可塑性
樹脂を含浸させる時、マットバインダにより樹脂の含浸
が阻害されることがある。さらに又、マットバインダ
は、CSMに含浸せしむべき熱可塑性樹脂の種類に応じ
て、その種類を変える必要があり、汎用性が失われる。
【0004】CMを用いることにより成形性を向上させ
るこどができるが、CMはCSMに比し更にハンドリン
グ性が悪く、多量のマットバインダを使用する必要があ
り、マットバインダに起因する上述の欠点は一層大とな
る。
【0005】本発明は前述した従来技術の問題点を解消
し、成形性も良好であり、製造も簡単な、スタンプ成形
用シートを得るための補強材を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、補強材として、補強用繊維より
なる主層と、補強用繊維に含浸せしむべき熱可塑性樹脂
と同等な融点を有する有機繊維不織布とよりなり、主層
の繊維が不織布にからめられているシート状物を使用す
る。
【0007】次に、本発明を更に具体的に説明する。主
層を形成する繊維としてはガラス繊維が好ましい。ガラ
ス繊維としては、平均直径6〜25μm、望ましくは、
平均直径9〜20μmのものが好ましい。ガラス繊維
は、モノフィラメントの状態で、マット状に堆積させる
こともできるが、ブッシングから引出したガラス繊維
に、集束剤を附与、集束してガラス繊維束(ストラン
ド)とし、このストランドの堆積物を用いるのが適当で
ある。又、ストランドとしては、上記ガラス繊維を、5
0〜1,600本、望ましくは80〜400本集束して
なる、Tex即ち、1,000m当りのgr数が、10
〜500、望ましくは15〜300のものを、3〜1,
000mm、望ましくは6〜300mmに切断したCS
を好適に使用することができる。
【0008】ストランドとしては、加熱装置で乾燥した
ものを使用してもよく、又、未乾燥のものを使用するこ
ともできる。さらに又、ストランドを開繊したものを使
用することもでき、一層良好な結果をうることができ
る。なお、集束剤としては、被膜形成剤として、エポキ
シエマルジョン等を1〜10wt%、望ましくは3〜7
wt%、ノニオン系界面活性剤のような潤滑剤を0.0
5〜1.5wt%、望ましくは0.1〜1.0wt%、
アミノシランのようなカップリング剤を、0.05〜
1.5wt%、望ましくは0.1〜1wt%含むものが
適当である。集束剤の附与量は、固形分として、ガラス
繊維に対し0.1〜1.5wt%、望ましくは0.2〜
1wt%とするのが適当である。
【0009】ストランドの切断物(CS)又はモノフィ
ラメントを、以下述べる不織布上に落下、堆積せしめる
ことにより主層を形成させることができる。堆積量は1
00〜3,000gr/m、望ましくは200〜2,
000gr/mとするのが好ましい。
【0010】不織布としては、補強用繊維に含浸せしむ
べき熱可塑性樹脂と同質の、且つこの樹脂と融点が同等
なものを使用する。融点が同等とは、融点が樹脂の融点
の0.9〜1.1倍、望ましくは0.93〜1.07倍
の範囲にあるものを云う。(単位は℃)不織布を構成す
る有機繊維としては、PP、ポリエステル、NY、レー
ヨン、アクリル等を好適に使用することができる。又、
不織布のm当りの重量(gr)は10〜100、望ま
しくは20〜50とするのが適当である。
【0011】不織布と主層を構成する繊維とをからませ
ることにより、両者を一体的に結合し、本発明補強材と
する。ニードリングによりからませることもできるが、
主層と不織布とが重ね合わされた状態で、その上、下一
方の面、望ましくは上下両面に近接して設けられたノズ
ルから圧縮空気を噴出させ、圧縮空気の噴出によって生
ずる高速の空気流、又は水流を主層と不織布に貫通させ
ることにより、一層好適な結果をうることができた。な
お、圧縮空気の圧力は2〜10Kg/cmG、望まし
くは4〜7Kg/cmG、ノズルの内径は1〜5mm
φ、望ましくは2〜4mmφとするのが適当である。主
層を構成するストランド、又はその開繊物は、高速の空
気流による開繊作用を受け、生成したモノフィラメント
状の繊維が不織布を貫通し、からみ合い、ストランド又
はその開繊物と不織布とを一体的に結合する。
【0012】上記のようにして得られた本発明補強材
に、常法に従って熱可塑性樹脂を附与、含浸させ、スタ
ンプ成形用シートとする。
【0013】
【作用】本発明補強材の主層を構成する繊維は、からみ
合って不織布と結合されているので、ハンドリング性も
良好である。又、不織布は熱可塑性樹脂と同等な融点を
有するため、スタンプ成形に際し、熱可塑性樹脂と一緒
に流動するため、成形性が良好である。
【0014】
【実施例】平均直径13μmのガラス繊維に、ポリオレ
フィンエマルジョンを3wt%、ノニオン系界面活性剤
を0.5wt%、アミノシランを0.5wt%含む集束
剤を、固型分として0.4wt%附与して、200本集
束してストランドとした。ストランドを130℃で16
hr加熱乾燥した後、開繊装置へ送り、3Kg/cm
Gの圧縮空気を供給してストランドを開繊し、開繊スト
ランドを得た。このストランドを切断装置へ送り、13
mmの長さに切断し、切断物を950gr/mの割合
で、次の仕様を有する不織布上に落下、堆積させ主層と
した。 不織布の仕様 PP繊維よりなる、30gr/mの不織布 主層と不織布との績層物の上下両面に近接して設けたノ
ズルに、4kg/cmGの圧縮空気を供給して噴出さ
せ、この空気流により、不織布と主層を構成する繊維と
をからませて、補強材を得た。この補強材はハンドリン
グ性、熱可塑性樹脂の含浸性が良好であった。
【0015】
【実験例】実施例で得られた補強材の両面に0.8mm
のPP製フィルムを重ね、10kg/cmGの圧力を
加えつつ、200℃に加熱し、PPを補強材に含浸さ
せ、PPが均一に含浸されたスタンプ成形用シートを得
た。このシートは成形性が極めて良好であった。
【0016】
【発明の効果】本発明補強材は、製造も容易で、ハンド
リング性、熱可塑性樹脂の含浸性も良好であり、この補
強材を使用し、スタンプ成形性の良好なスタンプ成形用
シートをうることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00 4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂と補強材よりなるスタンプ
    成形用シートの製造に用いられる補強材において、補強
    用繊維よりなる主層と、上記熱可塑性樹脂と同等な融点
    を有する有機繊維不織布とよりなり、主層の繊維が不織
    布にからめられていることを特徴とする補強材。
JP3335869A 1991-11-27 1991-11-27 補強材 Expired - Lifetime JPH0775879B2 (ja)

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