DE1504653A1

DE1504653A1 - Flaechiger Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE1504653A1
Application number: DE19611504653
Authority: DE
Inventors: Brintzinger Dr-Ing Herbert
Original assignee: SCHEUFELEN PAPIERFAB
Current assignee: SCHEUFELEN PAPIERFAB
Priority date: 1961-12-23
Filing date: 1961-12-23
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1029289A

Description

DR.-ΙΝΘ. DIPL. WQ. MISC. DIH^.-ΡΚΛ S. DB. ■ DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTfGAHT 1" 5 O A 6 5 3

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Papierfabrik Scheufeien,. 0ber1enningen/Württ.

Flächiger Verbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung

Furnierähnliche Aminoplast- oder andere Kunstharze enthaltende Hartpapiertafeln Bind bekannt. Wegen ihrer meist bedeutenden Oberflächenhärte und -glHtte und v/egen der Köglichkeit, ihre Farbgebung und Par baust er.ung in besondere einfacher ¥eiae zu variieren, werden solche Tafeln heute gerne als meist ebenes,VerschalungEmaterial, als Beschlag oder als Purnier

verwendet» Ein Kachteil solcher Tafeln ist in ihrer Vergleichs-

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weise geringen Biegefestigkeit und Spröäigkeit zu sehen',·--, weswegen solche ü?afeln, um sie gegenüber den Pährnissea "beim !Transport und bei der Weiterverarbeitung Widerstandsfähig zu macheni sehr häufig auf einer nur beschränkt biegbaren Unterlage, wie Holz, als Kaechierung aufgebracht, in den Handel kommen. Eine beliebige flächige Formgebung wäre zwar während ihrer Herstellung denkbar, ist jedoch ^— nicht wirtschaftlich und man beschränkt sich in der Praxis im allgemeinen auf ebene Formen, weil solcho JPafeln wegen des oben erwähnten geringen Durehbiegevermö'gens und ihrer Sprödigkeit nicht stark mechanisch beanspruchbar sind und eines gleich geformten, Halt verleihenden Untergrundes bedürfen. Der eben aufgeführte Nachteil, daß im wesentlichen nur ebene Formen auf wirtschaftlicher Basis herstellbar eind| gilt in besonderem Maße für hartpapierkaschierte Holztafeln. Ein ÜTaehteil solcher Holztafeln, Span- oder Paserplatten ist es auch, daß sie bei ihrer Verwendung

gegebenenfalls zwar noch gesägt und in ihrer Größe zugerichtet werden können, aber nicht mehr in anderer Weise ve*formt werden können. '. " ' ;- .· ·

1© ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen fllchigen Terbundwerkatof t zu schaffen» der neben den YorsUgen der bekannten Hartpapierwerkstoffe und deren

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Folgeprodukte noch. &en Vorteil aufweist, daß er während seiner Herstellung: oder gegebenenfalls.danach verformt werden kann und für tragende Konstruktionen verwendbar ist, d.h. neben einer ausreichenden Oberflächenhärte noch eine genügende Biegsamkeit aufweist und schon bei kleinen Querschnitten eine.erhebliche Druck- und Zugfestigkeit zeigt.' Für einen solchen von einer tragenden Unterlage unabhängigen Werkstoff.gibt es eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten, die äen bekannten Werkstoffen auf Hartpäpierbasis verschlossen bleibend

Der flächige Verbundwerkstoff, mit dem dieses Ziel reicht wird," weist erfindungsgemäß einen Ketallfolienstüt'zträger und mindestens eine auf diesen aufgepreßte Schicht auf, die ihrerseits aus einem mit Kunststoff durchsetzten Papierfaservlies besteht. Hier und im folgenden soil mrfcer MetallfolienstÜtzträger eine geschlossene *. oder durchlöcherte Ketallfolie_aldn3iötaiibloch" oder ,aucITjeia. /standen werden. Gerade erfindungsgenäße Verbundwerkstoffe mit einem Metallsiebgewebe als Ketallfolienstützträger zeichnen sich" durch besonders günstige Eigenschaften aus.

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. Der das Papierfaservlies durchsetzende Kunststoff besteht Vorzugs/eise aus Polyesterharz und/oder Diallylphthalatharz und/oder Melaminformaldehydharz. Je nach den verlangten FestigkeitS- oder Biegbarkeitseigenschaften des oder der verwendeten Harze kann ein Weichmacherzusatz vorteilhaft sein·

Als zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe brauchbare Papiere kommen solche auf Zellulose-, Linters- oder Kunstfaserbasis in Betracht und wichtiger noch als die chemische Natur des. Papieres ist es, daß dieses saugfähig und tiefziehfähig ist. Auch die stoffliche Natur des Ketallfolienstützträgers ist meist unerheblich und richtet eich nach den geforderten Eigenschaften des . erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes. So können Metallfolien und Gewebe aus Stahl, Edelstahl, Leichtmetall, Bronze oder Messing verwendet werden.

Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe sind natürlich abhängig von den Adhäsiona·· kräften, die zwischen dem Metall des Stützträgers und. dem Kunststoff des Papiervlieses auftreten. -Im ällgene-icen reichen diese Adhäsionskräfte bei den oben genannten ftmst-

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stoffen für einen guten Verbund aus. Venn der Kunststoff ganz oder in der Hauptsache aus Melaminharz besteht, empfiehlt sich die Verwendung einer als Haftbrücke dienenden Zwischenschicht aus einem den Verbund nach beiden Seiten hin fördernden, in der Wärme erreichbaren Kunstharz v/ie PVG , PVA, Polyacrylat, Polymethacrylat oder einem Epoxyharz. Die Verwendung einer solchen Zwischen- schicht kann aber auch; wenn ein besonders guter Verbund erzielt werden^:soll, in den übrigen Pällen ratsam sein. /

* i

Manchmal erweist sich auch zur Verbesserung des Verbundes . /. ein mit einem Üblichen Haftgrund versehener Metallfolienträger als vorteilhaft. Ein solcher. Haftgrund kann bei- ._ / spielsweise.durch Phosphatierung, Ohromatierung oder ge- . ■ ■ / gebenenfalls durch Eloxierung oder auch durch Benetzen mit / einem der üblichen Haftgrundmittel, z.B. auf Polyvinylbutyralbasis erzielt werden. ;

Die Herstellung der erfindungsgemäßen flächigen Verbundwerkstoffe erfolgt in der Weise, daß die mindestens eine Schicht kunststoffdurchsetzten Papierfaservlieses unter Anwendung von Wärae gegebenenfalls unter Zwischensohal«

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tung einer Haftbrücke aus einem in der Hitze erv/sichbaren Kunststoff auf den vorzugsweise mit einem üblichen Haftgrund versehenen Hetallfolienstützträger aufgepreßt wird. Ob eine solche Haftbrücke mit -verwendet wird, hängt in erster linie von der Zusammensetzung des das Papierfaservlies durchsetzenden Kunsstoffes ab. Besteht z.B. dieser Kunststoff ganz oder überwiegend aus einem Heiarainharz, so ist es zur Erhöhung der Adhäsion immer günstig, durch Zwischenschalten einer Haftbrücke aus einem der oben genannten thermoplastischen Harze oder einem Epoxyharz für ausreichenden Verbund zu sorgen. Auch ist die Präge, ob:eine Haftbrücke vorzusehen ist, von der Art und Vorbehandlung des Metallfolienstützträgers abhängig. Die Verwendung eines mit einem Haftgrund versehenen Metallfolienstützträgers macht eine Haftbrücke oft überflüssig. Auch die Struktur des Metallfolienstützträgers ist in diesem Zusammenhang wichtig, da begreiflicherweise ein durchlochter Träger oder gar ein Siebgewebeträger von vornherein schon einen besseren Verbund ergibt als eine glatte Metallfolie. Dea weiteren spielt es hierbei eine Rolle, ob der Metallfolienstützträger ein-

oder beidseitig mit einem mit Kunststoff durchsetzten Pa- * · *

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pierfaservlies versehen ist. Insbesondere wenn der Metallfolienstützträger aus einem Siebgewebe besteht, erübrigt sich in den meisten Fällen die Mitverwendung einer Haftbrücke, wenn das kunststoffdurchsetzte Papierfaservlies den Stützträger beidseitig umgibt.

Eine für manche Verwendungszwecke besonders zweckmäßige Abwandlung des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß das mit Kunststoff durchtränkte Papierfaservlies nicht in ausgehärtetem Zustand auf den Metallfolienstützträger aufgepreßt wird, sondern in noch ungehärtetem, vorzugsweise noch feuchtem Zustand unter gleichzeitiger Härtung aufgepreßt wird. Auch das Aufpressen teilgehärteter Papierfaservliese bringt in manchen Fällen gewisse Vorteile.

Bei dieser abgewandelten Art der Aufbringung ist jedoch darauf zu achten, daß das Aufpressen im AnfangBstadium praktisch drucklos erfolgt, damit der flüssige Kunststoff nicht abgepreßt wird, und daß der Druck im Maße wie eich der Kunststoff verfestigt, erhöht.wird.

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Je nach Produktionsmenge einerseits und Größe und Form der Produkte andererseits können zu ihrer Herstellung die verschiedensten üblichen Preßv/erkzeuge verwendet werden» So eignen sich Walzenpressen zur kontinuierlichen Herstellung ebener Bänder des erfindungsgemäßen Verbund-· · Werkstoffes-besonders gut. Hier kann man durch eine .entsprechend gestaltete Oberfläche der Walzen, gegebenenfalls der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff leicht verschiedenes z.B. mit Relief versehene oder matte Oberflächen-. ^; Strukturen.erhalten. Zur Herstellung geformter, flächiger Seile dagegen in Art von Autokarosserien können übliche Gesenke angewendet werden. Es ist jedoch durchaus nicht nötig» daß geformte !eile dieser Art schon fei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes ihre endgültige Form erhalten müssen. Wird als das Papierfaser-.:vlies durchsetzender Kunststoff in der Hauptsache nur Hethaorylathara und/oder Polyesterharz und/oder Diallylphta· lathars verwendet, so kana die Herstellung von JOrmteilen in der Weise erfolgen, daß zunächst z.B. mittels Preßwalzen ©tene Tafeln oder Bänder des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes hergestellt werden* die unabhängig vom Herstellungs-IzeS des Werkstoffes selbst, später durch Wärme- und .

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Druckbehandlung, z.B. im Gesenk, in die endgültige Form gebracht werden können.

Gerade durch die Möglichkeit der komplizierteren Forage-' bung und gegebenenfalls der späteren Ifachformung eignen sich die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe in sehr vielseitiger Weise. Als ebene Tafeln können sie ähnlich ver- · wendet werden wie die bekannten hartpapierkaschierten Hölzer, veredelten Span- oder Faserplatten als Yerschalungsmaterial, als Tisch-, Fuß oder Wandbelag. Als Formteile kann man die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe überall dort verwenden, wo üeher Bleche verwendet worden sind, also GeMuse und Kaross&erien jeglicher Art, Rohre und Dachrinnen usw. Ganz abgesehen von den Vorteilen, die die erfindungsgemäSen Verbundwerkstoffe gegenüber Werkstoffen auf Basis fiartpapierkaschierter HÖlaer usw. bringen, ergeben sich im Vergleich zu olserflächenbehanctelten Metalltafeln, deren Einsatzgebiet sieh teilweise mit dem des erflndungsgemäßen Yerbundv/erkatoffeg deckt, nicht nur hinsichtlic-h dea Korrt,;·- aloneverhaltene Vorteile, sondeiaaueh hinsichtlich üev HeratelXiuig und ¥eiterverarbeitui33. So erhält der erfin· Verbusfiwerkstoff eine korroelonsiöste Ober-

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fläche im Zuge seina3 Herstellungsverfahrens und es kann hierbei gleichzeitig sogar die endgültige Auaformuiig erfolgen, bei Metalltafeln dagegen kann die Oberflächenbehandlung z.B. kathodische oder anodieche Behandlung oder auch Lackierung .erst nach der endgültigen Formgebung erfolgen, vena auf eine unbeschädigte und anspruchsvolle Oberfläche Wert gelegt wird. . ...

_% . .Beispiele . .;

Beispiel 1' ' ·"· · ■ · ' · . ·■ ·· · <

¹ ' f*t

aus Stahldrahtgeflecht wird beiaeitig mit je swel Pollen beceekt, die durch üCränken eines weißen, eaugfählgen und tiefaiehfähigen, aua Zellulosefasern &©rgeBt@ll.ten Papier es einer Kunst stoff lösung wxa 430 feilen Kathacrylatharz (nieder viskos) 33 !©ilen weichgestelltem Styrolpolyesterharz (Palatal " . · .PB 200)

51 Stellen. Diallylphthalat

. " 1©. Sollen tert. Butylperbensoat (50 ?&g) . -

2_n5 "Soäiexi Cyclohexanonp-sroxyd (50 i?ig) - 150. Ssilos Aoeton . . ■

WAJ, SiißöljliQfkiifloa Sroslmaa iiargestellt wurdsn uncl Sana

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zwischen hoch-glänzenden, mit Silikonharz als Trennmittel überzogenen planen Metallplatten bei einer Temperatur von ca. 120 C lind einem von etv/a -1 kg/cm auf etwa 40 kg/cm ansteigenden Druck ungefähr 5 Minuten lang gepreßt.

Beispiel 2 _; .

Eine Bahn aus Drahtgeflecht wird mit einem Haftgrundmittel, z.B. Polyvinylbutyral, versehen, auf einer oder "beiden Seiten mit einer Polyvinylchloridfolie bedeckt, über welche je eine Polie gedeckt wird, die durch tränken eines farbigen, saügfähigen und tiefziehfäigen, aus Zellulosefasern hergestellten Papiers mit der unter 1. beschriebenen Harslösung hergestellt wurde, worauf da3 ganze Paket zwischen hochglänzenden mit Silikonharz als !Trennmittel, überzogenen Hetallplatten bei einer Temperatur von ca. 120° 0 und .einem von etwa 1 kg/cm auf etwa 50 kg/cm sieh* steigernden Druck ungefähr 5 Minuten lang gepreßt wird.

Beispiel 3 -.

Eine Bahn aus Drahtgeflecht wird auf einer- oder beiden Seiten zunächst rait ^e einer Polie bedeckt, die durch

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!Pranken eines farbigen, saugfähigen aua Zellulosefasern hergestellten Papiers mit einer wässrigen lösung eines Melaminformaldshyd-Harzes gewonnen wurde. Diese3ganze Paket wird zwisehen hochglänzenden Metallplatteil bei einer iöemperatur von ca. 145° C und einem Druck von ca· 125 kg/cm etwa 15 Minuten gepreßt und noch unter Druck auf etwa 30° C abgekühlt. ,

Beispiel, 4 .

Eine Bahn aus Drahtgeflecht wird mit einem Haftgrundmittel versehen, auf einer oder beiden Seiten mit einer Polyvinylehloridfolie bedeckt, über welche je eine Folie gedeckt wird, die durch !Pranken eines farbigen, saugfähigen und tiefziehfähigen, aus Kunstfasern, z.B. Polyacrylnitrilfasern unter Mitverwendung fibrillierbarer Kunstfasern, hergestellten Papiers mit der unter 1. beschriebenen Harzlösung hergestellt wuxd?, worauf das ganse Paket zwischen hoch- · glänzenden_s mit Silikonharz als üürennaittel Überzogenen ""-·*■ Metallplatte!* bei einer temperatur von¹ ca. 120° C und einem von etwa -1 kg/cm bis auf etwa 40 kg/cn während 5 Miaiiten sich steigernden Druck gepreßt wird.'

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Beispiel 5 \ . .. .

Eine Balm aus Drahtgeflecht wird ein- oder beidseitig mit je einer Folie bedeckt, die durch Tränken einea
saugfähigen, aua Zellulosefasern hergestellten Papiers mit Epoxy-Harz hergestellt wurde, worauf diese Polien mit je einer weiteren Folie bedeckt werden, die durch Tränken eines bedruckten, saugfähigen, aus Kunstfasern, z.B. Polyesterfasern unter Mitverwendung fibrillierbarer Eunst- oder Zellulosefasern, hergestellten Papiers mit einem Harz folgender Zusammensetzung hergestellt wurdes

300 Teile Methacrylsäureäthylester-Harz

100 Teile s.tyrolhaltiges Styrolpolyeaterharz,
weichgestellt,

100 Seile Diallylphthalat 10 feile Biallylmaleinat 10 feile tert. Butylperbenzoat (50

2,5 Seile Cyclohgxanonperoxyd (50

worauf Sas'ganze Safest awisolisa M

eile Sro^ES

etwa -i-'O kg/"M'"'' - ,.-ixöM 5 J-Unutsn

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Beispiel 6 / ·

Eine Bahn aus Drahtgeflecht wird mit einem Haftgrundmittel versehen, dann ein- oder beidseitig mit einer Polyvinylacetatfolie bedeckt, über welche je eine Polie gedeckt wird, die durch Tränken eines farbigen, saugfähigen und tiefziehfahigen aus Zellulosefasern hergestellten Papiers mit der unter 5· benchriebenen Harzlösung gewonnen wurde,

"-■ ■■■>· - ·
worauf das ganze Paket zwischen mattglänzenden, mit SiIi-

als !trennmittel überzogenen Metallplatten bei Temperatur von ca* 110-0 und einem von etwa 0 kg/cm 5 Minuten sich stufenweise steigernden Druck ge-

Beispiel Ί

©sUsui? Jelie feeöeckt, die durch franken eineseaugfähigen, . S©13_s?Ä'i@Siiia,3@rn hergestellten Papiers mit Epoxy-Harz ösmesi wmä®« .vorauf dies© Folien mit mindestens je -

·:·.·; 6V'".'Vöcr?oa telie bedeclct werden ι die durch Tränken '?< S \-::ίβ⁽Μΰ saugfähigea» exm Sellulose- und Kunst- Ί '" ^o'-Jten Papiere iai« eine«* Hara s&ch Beispiel /,*' . , '· ^{Ί c}ii worauf 5aa 5?ai?.se f^t^t sviochen hoch-

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glänzenden, mit· Silikonharz als Trennmittel überzogenen lietallplatten bei einer Temperatur von ca. 115° C und einem von etwa 0 kg/em bis auf etwa 40 kg/cm stufenweise sich steigernden Druck etwa 5 Minuten lang gepreßt vrird.

Beispiel 8

Ein. Blech -wird ein- oder "beidseitig mit einer Folie bedeckt, die durch Tränken eines eaugfähigen aus 2IeIIuIoSefasern hergestellten Papiers mit Bpoxy-Hars gewonnen wurde, worauf diese Folien mit mindestes je einer v/eiteren Folie bedeckt werden, die durch Tränken eines farbigen, saugfähigen aus Kunstfasern hergestellten Papiers mit einem Harz nach Beispiel 1 gewonnen wurden, worauf das ganze Paket sswischen hochglänzenden mit Silikonharz als Trenn-, mittel überzogenen Metallplatten bei einer 'feaperatur >on ca. 115° C und einen von etwa 0 kg/cm bis auf etwa 40 kg/.' cm stufenv/eise sich steigernden Druck etwa 5 !!'.nuten lang gepreßt wird. . -

Beispiel 9 .

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saugfähigen, aus Zellulosefascrn hergesteilen Papiers mit

mit .

£poxy-Harz hergestellt vmrde, worauf diese Folien je/mindestens einer weiteren Folie bedeckt werden, die durch !Pranken eines farbigen, saugfähigen, aus Zellulosefasern und Regenerationszellulosefasern hergestellten Papiers mit einer Harzlösung nach Beispiel 1 gewonnen wurden, worauf das ganze Paket noch auftragsfeucht zwischen' glänzenden, mit Silikonharz als. !Trenmittel überzogenen Metallplatten bei einor Temperatur von etwa 120 C gepreßt wird, wobei der Druck anfänglich praktisch gleich 0 gehalten und dann allmählich oder stufenweise gesteigert wird bis etwa 40 kg/ cm en eicht werden· Die Gesamtpreßdauer ist etwa 5 Minuten.

Beispiel JO

Sine Bahn aus DraKgeflecht wird mit einem Haftgrundmittel, Z..B. einem Polyvinylacetat, ßtwa Polyvinylbutyral, versehen, dann ein-» ode* beidseitig mit einer tiefziehfähigen und kerbeohlagf estetk/Poly vinyl chlor idf olie bedeokt, über w2.-elche Je mindest eise eine * eitere Folie gedeckt wird, die durch fräakea etoes farbigen, saugfähigen und tiefziehfähigen aus Zellulose- un&-&egeneratzellulose hergestöllten Papiers; '^: alt einer Haral.ösung nacijSeispiel 5 gewonnen wurden, worauf ;

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das ganze Paket noch auftragsfeucht zwischen glänzenden, mit Silikonharz als (ürennmittel Überzogenen Hetallplatten "bei einer Temperatur von etwa· 120° C gepreßt wird, wobei der Druck anfänglich praktisch gleich 0 gehalten und dann allmählich oder stufenweise gesteigert wird, bis etwa 40 kg/cm erreicht sind. Die Geaamtprθßdauer ist etwa 5 Hinuten. :.^?

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Claims

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·-""' Patentansprücheι · ;

1. Flächiger Verbund v/erkst off, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Metallfolien3tütztrager und mindestens eine auf diesen aufgepießte Schicht aufweist, die ihrerseits aus einem mit Kunststoff durchsetzten Papierfaservlies "besteht· .. Ό :-'"·"

i '

m Yerfoutftoerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

f"

ä&B der das Papierfaservlies durchsetzende Kunstaus styrolmodifisierten Polyesterharz und^:cder'

iailylpiitslathars und/cd er Hethacrylatharz und/oder f©2?iiialiehydharz und gegebenenfalls _©inem Weichaufgebaut ist. · · "·* .

nach Anspruch 1 oder 2, -dadurch ge-

_f daß sich sswwisehen der Hetallfolie und stifgepi'isßtea SciiieM eine Haftbrüolce aus eines Ears "befindet ·

.Tc -Xj: >!i^r^ .off saeä ünspr^äh 1 oder 2, dadurch ge ljQrm_:m.€kDzb_@ äall &iiä s^jis^ie*--. 6sr Metallfolie und

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der aufgepreßten SC&&C3 *?l£e Luftbrücke auf " ; Epoxyharzbasis befielt·

5. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, 2, 3 oder 5, dar durch gekennzeichnet, daß der Katallfolienstützträger eine Lochung auf v/eist. · ;-

6. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hetallfolienstützträger ein drahtnetz ist. -

7. Verbundwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daö der Hetallfolienstützträger einen Haftgrund aufweist.

8_. Verfahren zur Herstellung des flächigen Verbundwerkstoffes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet! daß öle mindestens eine Schicht kunststofföia^Loetaten Papierfaservlieses unter Anwendung vox^ärss mit dea'

. Hetallfolienstützträger ausgepreßt wird*

» ■ ■ *

9» Verfahren, r&ch Anspruch 8, dadurch gekgimseiohnet, daS dl© mindestens eine Schicht kunatstoffdurclisotaten

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Papierfaservlieses unter Zwischenschaltung einer Haffbrücke aus einen ia dor Hitze erweichbaren ' Kunststoff auf Ä'en lioucillfolienträger aufgepreßt wird. .

10..Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein kunststoffdurchsetztes Papkr*· faservlies verwendet wird, dessen Kunststoffanteil noch.auftragfeucht ist und daß diesoes unter wachsendem Druck auf den Metallfolienstützträger aufgepreßt wird mit der Haßgabe, daß der Brück in dem Maße wächst, wie eich das Kunstharz verfestigt. .

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