DE2235641A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von stoffen mit guten akustischen isolationseigenschaften - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von stoffen mit guten akustischen isolationseigenschaften

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DE2235641A1
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Description

"Verfahren und Vorrichtung zum* Hers teilen von Stoffen mit guten akustischen . Isolationseigenschaften —
Die. Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen von Stoffen mit guten' akustischen Isolationseigenschaften, insbesondere gegen Knall, unter Verwendung von mineralischen oder organischen Pasern mit hoher Zugfestigkeit, insbesondere von Glasfasern, die in ein thermoplastisches Harz, insbesondere in ein Polyvinylharz, wie etwa plastifiziertes Polyvinylchlorid, ge- . . taucht werden, wobei die Pasern'mit dem ein Expansionsmittel enthaltenden Harz imprägniert und derart erwärmt- werden, daß das Expansionsmittel dissoziiert. Der hergestellte ■ Stoff sol^bis auf die Dickenriehtung, 'in der er welch ist, eine gute Di mens ions s tabl Ii tat besitzen.;
_ Tj
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Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Filz aus nicht miteinander verbundenen, in übereinander liegenden Ebenen unregelmäßig angeordneten Fasern verwendet wird, von denen der größte Teil eine Länge von 5o cm besitzt; daß der Filz mit dem das Expansionsmittel enthaltenden Harz gleichmäßig imprägniert wird; daß der Filz derart erwärmt wird, daß er bei dem unter Atmosphärendruck: erfolgenden Aufblähen des plastischen Harzes frei expandiert, wobei sich die Fasern der einzelnen, übereinanderliegenden Lagen während der Erwärmung voneinander trennen und im wesentlichen homogen verteilen, sowie eine gesteuerte Expansion in Dickenrichtung gestatten, in den Querrichtungen jedoch begrenzen; und daß das Material abgekühlt wird, nachdem es seine endgültige Dichte erlangt hat, wobei es aus dem plastischen in den elastischen Zustand gelangt und einen Stoff ergibt, der, bis auf die Dickenrichtung, in der er weich ist, eine gute Dimensionsstabilität besitzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung führt man eine erste Erwärmung durch, in deren Verlauf das Harz z.T. geliert wird, woraufhin sich eine zweite Erwärmung anschließt, um die Dissoziation des Expansionsmittels zu bewirken und die Gelbildung des Harzes zu beenden.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoffe besitzen sämtlichst sehr gute akustische Isolationseigenschaften und eine beträchtliche Dimensionsstabilität, obwohl sie in Diekenrichtimg weich sind. Man kann ihr Aussehen und ihre mechanischen Eigenschaften verändern, indem man folgende Parameter variiert:
2 -
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/Gewichtsanteil der Fasern, - : / v Gewichtsanteil: des Kunststoffmaterials, /v;;; 'Gehalt; an Treibmittel, V:'; ;" /-, ; :; :: - ' -
■■■■"· Gehalt; an Piastlfizierungsmittei/^ ",'·■■/ ■_·■'■■ : "\
Bei einer Durchführungsniögliehkeltder'^irfindung. variiert man die endgültige Dichte des Stoff es/dadurch, daß man die Menge und die Art des Expanslotismittiels-; verändert. "'■".'., - 'V - . ; ^ , : :; '■■'
Auch■-kann man erfindungsgemäß die Eiastizität : und die Weichheit des Stoff es dadurch beeinflussen,' daß man die Menge an Weichmacher, die im Harz enthalten ist, verändert. ' ; ; ; .:'
Das Imprägnieren der Fasern mit dem Harz kann in' beliebiger^ geeigneter Meise erfolgen, und-zwar Insbesondere durch Eintauchen, Besprühen, Übergießen oder durch eine Kombination^dieser Moglichkeiten. /
lm)_ _ Jimprägnieren; durch Eintauchen /" ; /;'.- ; ; ^
Dieser Vorgang wird so durchgeführt, wie^ es schematiseh in Fig. 1 der beiiiegenden Zeichnung gezeigt: ist.;'
Ein Faservlies,1, beispielsweise aus Glasfasern, die nicht miteinander verbunden sind, wird von einer Rolle 2 abgezogen und läuft durch einen Trog .5 hindurch, In welchem sich das Harz,, beispielsv^eise Polyvinylehlorid, zusammen mit den Expansions mi tteln befindet»-. · Nach dem ; Austritt aus dem Trog 'wird das Faservlies voif Harauberöclraß befreit-und kaiandriertj indem es:
Rollen 4 Mndurch.,"-. : ·.'■ . — -:: . \.
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läuft. Anschließend wird es durch einen kontinuierlichen Heizkasten oder Ofen hindurchgefördert, der aus zwei aufeinanderfolgenden Stufen 5a und 5b besteht.
In der ersten Stufe 5a des Ofens wird das Faservlies auf eine Temperatur von etwa l40°C gebracht, wobei das Polymer zu gelieren beginnt. Die Durchlaufzeit des Faservlieses durch diese erste Stufe beträgt etwa 2 Minuten.
In der zweiten Stufe 5t> des Qfens wird die Temperatur auf etwa 180 bis 2000C erhöht. Dabei dissoziiert das Expansionsmittel, und das erzeugte Glas bildet Poren im Inneren der Masse, während die Phase der Gelbildung beendet wird.
Nach dem Austritt aus dem Ofen wird der Stoff, der seine endgültigen Dimensionen erlangt hat, abgekühlt, und zwar entweder durch natürlichen Wärmeaustausch mit der Umgebung, oder durch eine Vorrichtung β zur Erzeugung einer erzwungenen Konvektion. Der Stoff wird sodann auf einer Rolle 7 aufgewickelt oder in Platten zerschnitten.
Im Hinblick auf bestimmte Anwendungsarten des Stoffes besteht die Möglichkeit, die Wärmebehandlung direkt nach der ersten Phase, nämlich der Gelbildungsphase abzubrechen. Das Expansionsmittel ist dann noch nicht dissoziiert, und die Gelbildung des Harzes ist nicht zu Ende geführt. Die Expansion und die Beendigung der Gelbildung können dann in einem erneuten Arbeitsgang durchgeführt werden, beispielsweise nachdem man eine
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,■.■-"■. 2235S4T
Ob'erflrächenbesGhiGhtung vorgenommen hat... ·
£);.__ Imprägnieren: durch Besprühen /;.--"-.,- ■ ·- ;
Diese Äusfühtfung^möglichkeit ist sehemätiseh in Fig. dargestellt. Das Faservlies 1 passiert mindestens eine Pistole 8/ welche .das Harz mit den Treibmitteln.in pul-., verisierter Form auf das -"Faservlies.-' aufsprüht.- Eine Ünterdruckvorrichtung 9 sorgt dafür/ daß die Harzlösung über die Fäsermasse verteilt und die Masse . pro Flächeneinheit eingestellt wird* Kalandrierrollen ίο vervollständigen gegebenenfalls die Verteilung- des. . Harzes in der Fasermasse* Xm übrigen wird das Verfahren in der gleichen Weise durchgeführt, wie es imv Zusammenhang mit Fig. 1. beschrieben wurde.. ■ ,-· '
Bei der Abwahdlungsform nach Fig. 5 wird die Pulverisation des Harzes und der Expansionsmittel unter Ver-■""■ Wendung von Pistolen IA dürchgeführti die direkt auf die Fasern. 1.3 gerleiltet sind>. wenn diese aus einer Vorrichtung zur Herstellung von Fasern austreten. Die auf diese Weise imprägnierten· Fasern gelangen auf ein.land 12, welches über eine Saugvorrichtung 1'5\läuft., -und bilden das Faservlies oder die Matte 1 aus, das der gleichen Behandlung unterworfen.wird, wie sie oben beschrieben wurde. ; " _ · \ .
r Imprägnlereh,·.durch ffrbtrgSeßen. " - ' ·
Dieses in Fig. 4 dargestellte Äusführiihgsbeispiel entspricht dem nach Fig. 2 mit dem Unterschied, daß anstelle von Sprühpistolen ein Grießbehälter 16 mit'einem Vorhang oder einer Schürze 17 vorgesehen·ist. Von der Schürze aus fließt das plastifizierte Harz mit dein Expansions mittel auf das Faservlies 1. -"'■"/. '
Im folgenden werden zwei Beispiele für eine Zusammensetzung gegeben, welche sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet:
Beispiel 1
Emulsionspolymerisiertes Polyvinylchlorid
Äthyl-2-hexyl-phtalat Azodicarbonamid
Kaliumstearat und Zinkstearat (teils mit dreibasischem .Bleisulfat)
Farbstoffe (gegebenenfalls)
loo Gewichtsanteile
loo Gewichtsanteile 1,7 Gewichtsanteile
1,5 bis 2
Gewichtsanteile
nach Belieben.
Beispiel 2
Emulsionspolymerisiertes Polyvinylchlorid
Äthyl-2-hexyl-phtalat Azodicarbonamid
loo Gewichtsanteile 6o Gewichtsanteile
1,7 Gdwichtsanteile
Kaliumstearat und Zinkstearat
(teils mit dreibasischem Bleistearat)1,5 bis 2
Gewich tsanteüe
Farbstoffe (gegebenenfalls)
nach Belieben.
Die Viskosität der Grundmischungen kann, wenn nötig, unter Verwendung eines Lösungsmittels wie etwa Kerosen KSO eingestellt werden:
Dichte bei 150C: 0,780
Lichtpunkt 800C, Anilinpunkt 81,5 Destillation:
Beginn 195°C, Ende 2550C.
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Derartige Stoffe besitzen sowohl einen;hohen Widerstand gegen ein Dehnen bis zum.Zerreißen, und zwar '. in.Längsrichtung und in Querrichtung., als auch eine : hohe Elastizität in Dickenrichtung.. So besitzt eirv , ,Stoff;, der'unter Verwendung von 2oo g Glasfasern pro ; rn. und 874 g expandiertem Poly vinyl chlor id gemäß-,Beispiel 1 hergestellt: ist, einen Reißwiäerstahd von .8 kg/ cm für eine relative Dehnung . ^j L von 2> 5^v V An- , d erers ei ts bleibt der S tpff außerSt elas tisch bei Kompressionsbeanspruchungen.· , . v - !' : Γ; ■. ,■
5· zeigt für den .genannten Stoff: (Kurve S) die Pickenverminderung in Prozent als Funktion von der; Belastung. Um dieses Ergebnis hervorzuheben,^ sind als Kurve Y die Dickenverminderungen einer Platte aus geschäumtem Polyvinylchlorid ohne Verstärkungsfasern bei identischer Dichte 'auf ge tragen. Es-ergibt sich>; daß ^r die Elastizität des nach der Erfindung hergestelliten: Stoffes sehr nahe neben der Bezugskurve Y li^egt«- ; V^
Die nach dem erfindungsgemäßen "Verfahren hergestellten Stoffe können vielfältigen: VerwendungszweGken: dienen, und zwar insbesondere als Beschichtungen von . Böden, Wänden und Decken'in Form von Platten, Bändern od.dgl., um eine Schallisolierung der Gebäude sicherzustellen. Gleichermaßen hervorzuheben ist ihre Verwendung als Unterschichten in Verbindung mit Verkleidungen von Boden, Wänden oder -P&ekien.^-Die^TjeTklel-dupgen aus textiler Hatür bestehen, beispielsweise aus mit delte-r Mokette, die karoförmig gemustert ist. lie Ver- -' v/endung derartiger unterscMclrteii trägt zur Ve3Jbesserung des Komforts-■ beim Gehen bei und erhöht in erüebil-icliem' Maße die Isolation gegen knallartige Geräusche und Tritts-cliall. ;I'ie VerbinOung sv/ischen ölen nnterschicKteii
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und den Verkleidungen kann durch gegenseitiges Verkleben hergestellt werden.
IUe Kurven in Fig. 6 geben die Isolierung gegen " knallartige Geräusche wieder, und war die Kurve A für eine genadelte Verkleidung aus Superp'olyamid mit Pilz und die Kurve B für die gleiche Verkleidung, und zwar aufgeklebt auf eine erfindungsgemäß hergestellte Unterschicht. Diese Unterschicht besitzt eine Masse pro Flächeneinheit von 1 kg/m , wovon 2oo g/
m aus Glasfasern, und zwar aus Stapelfasern, bestehen. Auf der Abszisse sind die Frequenzen in Hz und auf der Ordinate die Verringerungen der Schallpegel aufgetragen, letztere bezogen auf. eine Platte aus unverkleidetem, tragendem Beton.
Die Stoffe nach der Erfindung können insbesondere mit Gebilden aus mineralischen Fasern und aus thermoplastischen Materialien verbunden werden, wie sie Gegenstand der der Anmelderin gehörenden FR-PS 1 529 9o7 vom 8. August 1967 sind.
Es sei eine Verbindung der erfindungsgemäßen Stoffe als Unterschicht mit insbesondere für Böden vorgesehenen Verkleidungen betrachtet, und zwar mit starren Verkleidungen, wie Steinplatten, Glasmasse, Parkett u.dgl. Man erzielt auf diese Weise Böden mit elastischen Eigenschaften. Das Verkleben der starren Verkleidung erfolgt unter Verwendung von Mastix oder weichem bzw. starrem Klebstoff.
Die Kurve nach Fig. 7 gibt die Isolierung gegen knallartige Geräusche für eine keramische Verkleidung wieder,
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die auf eine"■ "erf lndungsgemäß: herges tell te Unterschicht aufgeklebt ist-, wabe! die; Unterschicht eine Masse pro Flächeneinheit von 1,5 kg/m, besitztv von der 2oo g/rn aus Glas fasern,, und zwkr aus Stapelfasern besteht* Es handelt sieh um die Kurve C. : ; ' .: -· :
Weiterhin sei eine .Verbindi;ng der erfindungsgemäß. hergestellten Stoffe in Form:Von Unterschichten mit.Verkleidungen betrachtet,: Vielehe aus Tinylschiehten bestehen. Die Vinylauflage kann .auf * einer Unterschicht' durch Verkleben oder direktes Aufziehen: befestigt sein. Das: er- .-" haltene Material besitzt ebenfalls hervorragende:Eigenschaf ten im Hinblick auf;eine Isolation gegen knallartige Geräusche, wie es aus den Kurven D und E nach Pig» 8 hervorgehtv Die Kurve D gilt für eine Vinylverkleidung mit einer Unterschicht aus Pilz, Während sich' die Kurve E auf dieselbe Verkleidung bezieht, wobei diese jedoch auf eine erfindungsgemäß hergestellte Unterschicht aufgekleb.t ist. · Diese Unterschicht "-besitzt eine Masse pro Plächeneinheit von 1 kg/m· , von der 2oo g/m aus Glas-: fasern, und zwar aus Stapelfasern,' bestehen. , „
Die erfindungsgemäß'hergestellten Stoffe können, auch. Verwendung finden als Dehnfugen für Bauwerke,.als Isolierungen für Kanalisationen,, als- Verpackungsmaterialien^, als s chwingungs dämpf ende Verkleidungen-: usw. "■;."-. . . ;
Auch kann man sie zur Geräüschabschirmung von Fahr- . zeugen verwenden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Stoffe gewünschtenfalls zu vergießen, um bestimmte ': Formen.auszubilden. Auch kann man·sie mit Verkleidungen verbinden,, die eine "dekorative Oberfläche besitzen, wie es bei Verkleidungen für Böden, Wände und Decken der ]'- _ Fall ist. ' ' "-.:. :: ' -■ ·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Iy Verfahren zum Herstellen von Stoffen mit guten akustischen Isolationseigenschaften, insbesondere gegen Knall, unter Verwendung von mineralischen oder organischen Pasern mit hoher Zugfestigkeit, insbesondere von Glasfasern, die in ein thermoplastisches Harz, dnsbesondere in ein Polyvinylharz, wie etwa plastifiziertes Polyvinylchlorid, getaucht werden, wobei die Pasern mit dem ein Expansionsmittel enthaltenden Harz·imprägniert und derart erwärmt werden, daß das Expansionsmittel dissoziiert, dadurch gekennz eichnet, daß ein Pilz aus nicht miteinander verbundenen, in übereinanderliegenden Ebenen unregelmäßig angeordneten Fasern verwendet wird, von denen der größte Teil eine Länge von 5o cm besitzt; daß der Filz mit dem das Expansionsmittel enthaltenden Harz gleichmäßig imprägniert wird; daß der Pilz derart erwärmt wird, daß er bei dem unter Atmosphärendruck: erfolgenden Aufblähen des plastischen Harzes frei expandiert, wobei sich die Fasern der einzelnen, übereinanderliegenden Lagen während der Erwärmung voneinander trenn ι und im wesentlichen homogen verteilen sowie eine gesteuerte Expansion in Dickenrichtung gestatten, in den Querrichtungen jedoch begrenzen; und daß das Material abgekühlt v wird, nachdem es seine endgültige Dichte erlangt, wobei es aus dem plastischen in den elastischen Zustand gelangt und einen Stoff ergibt, der, bis auf die Dickenrichtung, in der er. weich ist, eine gute Dimensionsstabilität besitzt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichne t, daß in einer ersten Erwärmungsstufe
    - Io -
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    das plästifizierte Harz teilweise geliert wird und daß · in einer zweiten Erwärmungsstüfe dasExpansionsmititel: .; dissoziiert und der,Gelbildungsprözeß des Harzes beendet wird. -.-"■ .-■;■·"■■ ' ' /V· \ V ■ ■.'"..-■ '" -V '/-■■-.-
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2Λ dadurch ge V-kenn ζ e 1 c h η e tx daß man 'die-Menge und die Art des Expansionsmitteis in Abhängigkeit von der endgültigen Dichte, die der Stoff erhalten soll, "variiert. ; ; ,
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis $s : dadurch ;g e k e η η ζ e i Va.h ή" e.- t'y : daß man lh das, :v Harz eine bestimmte Menge an.Plastifizierungsmittel einführt, und zwar in Abhängigkeit -von der Elastizität, di.e der Stoff erhalten soll.; V- ν
    5. Vorriohtung zur.Durchführung des Verfahrehs nach -; einem der Ansprüche 1 bis 4', g "e k e η η, ζ ei c h η e t , durch ;eine Einrichtung, wie etwa' einen iauchtrog Ö)j Pistoien , (8; 14),oder einen Gießbehälter (l6) zum Imptägnieren der Fasern mit dem Harz und dem Expansionsmittel, durch IvalandrierrolleB (4.;1V0) · zum Abquetschen des imprägnierten Faservlieses oder -filzes, durch einen an:beiden Enden geöffneten Ofen (5) zum Gelieren und Expandieren des Filzes, und durch eine hinter dem Ofen angeordnete ■ Abkühlvorrichtung (6). . ■ " ,.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5^ dadurch g e k e n- nz e i c. h η e t, daß ,die Pistolen (l4) das Harz samt ' : . · dessen Expansionsmittein direkt auf die Fasern (13) sprühen, v;enn diese aus einer Vorrichtung (11) zum : V -; HeirBtellen. von Fasern austreten; . . ■ -'""-.-'"■', V -
    . - 11V- ': - ""■""■ '■■-"-■"■■■■.: ν \. ν /; ■:■■ 2098BB/1334
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (5) .aus zwei Stufen (5a, 5b) besteht und daß die erste Stufe (5a) den Gelbildungsvorgang in dem aus imprägnierten Fasern bestehenden Pilz einleitet und die zweite'Stufe das Expansionsmittel dissoziiert sowie gleichzeitig den Gelbildungsvorgang zum Abschluß bringt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch Ί, wobei das Harz eine Dispersion aus Polyvinylchlorid in einem Plastifizierungsmittel darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies aus Pasern, wie etwa1 Glasfasern, in der ersten Stufe (5a) des Ofens (5) auf eine Temperatur in der Nähe von l40°C während einer Durchlauf zeit von etwa 2 Minuten erwärmt wird und in der zweiten Stufe (5b) des Ofens (5) fortschreitend auf 18O°C bis 2000C gebracht wird.
    9. Mischung aus Harzen und Zusätzen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:
    Emulsionspolymerisiertes . :
    Polyvinylchlorid < loo Gewichtsanteile
    Ä'thyl-2-hexyl-phtalat loo Gewichtsanteile
    Azodicarbonamid 1*7 Gewichtsanteile
    Kaliumstearat und Zinkstearat
    (teils mit dreibasischem 1,5 bis 2
    Bleisulfat) » Gewichtsanteile
    Farbstoffe (gegebenenfalls) nach Belieben.
    - 12 -
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    lo» Misehuhg aus Harzen und Zusätzen zur Bureh- \ führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche lMs;i, ge k en η ζ e i e h η e' t -durch folgende Bestandteilf;:
    Emulsionspoiymerisiertes ' ■ .. . Polyvinylchlorid ' . loo Gewichtsanteile Äthyl-S-hexyl-phtalat ' .' ' 60 Gewichtsanteile.; Azodiearbonamid "."■',. 1,7 Gewichtsanteile
    Kaliumstearat und Zihfcstearat
    (teils.mit dreibasiscnem Bleistearat) 1,5 bis:· 2 - c
    ; Gewieh^santeile
    Farbstoffe,(gegebenenfalls) nach Belieben.
    "'■-■" 11. Stoff für. industrielle Verwehdung, dadurch g e k e η. η ζ e ich Ti et,· daß er aus einem B1IIzaus mineralischen öder.organischen Fasern wit.hoher Zugfestigkeit besteht., ,insbesondere aus Glasfasern^ und in einem thermoplastischen Harzschaum expandiert ist. Insbesondere in einem Polyvinylharz,'wie etwa plastifiziertem Polyvinylchlorid, und daß er sehr gute akustische .Tsolatlonseigenschaften, insbesondere :ge.gen knallartige Geräusche, sowie, bis auf die DickenriGhtung, in der er weich ist, eine gute DimensIonsstabiritat besitzt. ·-.'■.- .
    12.. Stoff nach Anspruch 11, ; dadurch g <e k.e η η - ze 1 ch η et, daß er als Verkleidung für'Böden, Wände oiler Becken verwendbar ist. . ■
    r$.~ Stoff i&h Anspruch .1.1 oüer 12, dadurch ge - ; k e η η ζ e i eh ή et, daß dsr.ih dem Harzschauni expandiorte faservlies diarcli Kleben mit einem Barj.ü oder _ Ylies verbunden ist, das aus einem mittels mi η oral .ine he j" " ": .-'"·■. ' - - · " -- oder or.gani.S:C^.er
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    Fasenterstärkten Elastomer besteht, insbesondere mit einem nach PR-PS I589 907 hergestellten Band.
    14. Stoff nach einem der Ansprüche 11 bis 1^, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Verkleidtmgen aus Textilien, wie etwa aus genadelter Mokette, mit beflockten Verkleidungen, mit starren Verkleidungen, v/ie etwa Steinplatten, Glasmasse,.Parkett etc., oder mit Verkleidungen aus Vinylüberztigen verbunden ist.
    15. Stoff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er karoförmig ausgebildet ist, insbesondere als Teppichbodenfliese.
    16. Stoff nach einem der Ansprüche 11 bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß er vergossen ist und insbesondere zur Lärmabschirmung, vorzugsweise von Fahrzeugen, dient.
    17. Stoff nach Anspruch 11, dadurch g e k e η ι zeichnet, daß er für Verpackungszwecke Verwendung
    findet. .
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    Lee rs ei te
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