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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Her-
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stellung einer Holzwerkstoffplatte aus einer Preßgutmatte, die aus
Span- und/oder Fasermaterial und einem aushärtbaren Bindemittel, z. B. einem Kunstharzbinder,
aufgebaut ist, wobei die Preßgutmatte zwischen die Pressenplatten einer Plattenpresse
eingebracht und die Pressenplatten danach unter Vorverdichtung der Preßgutmatte
in einem ersten Vorverdichtungs-P reßzeitabschnitt bis in eine Vorverdichtungsposition
zusammengefahren werden, wobei danach Wasserdampf während einer Dämpfungszeitspanne
durch die Dampföffnungen beider Pressenplatten in die Preßgutmatte eingeführt wird
und wobei ferner die Dämpfungszeitsp anne durch einen Sp ül-P reßzeitabschnitt unterbrochen
wird, bei dem der Wasserdampf aus den Dampföffnungen der einen Pressenplatte austritt,
die vorverdichtete Preßgutmatte in Dickenrichtung durchströmt sowie über die Dampföffnungen
der anderen, von der Wasserdampfquelle ab geschalteten Pressenplatte abgeführt wird,
wobei im Anschluß daran die Pressenplatten in eine die Plattendicke definierende
Endposition gefahren werden sowie die Wasserdampfzuführung zu der endverdichteten
Preßgutmatte über die Dampföffnungen beider Pressenplatten für den Rest der Dämpfungszeitspanne
fortgesetzt wird und danach während eines letzten Preßzeitabschnittes die Preßgutmatte
über zumindest eine der beiden Pressenplatten und deren Dampföffnungen der Einwirkung
eines Unterdrucks ausgesetzt sowie dadurch getrocknet wird, wozu die Einrichtung
für die Zuführung des Wasserdampfes (statt an einen Wasserdampferzeuger) an eine
Unterdruckquelle angeschlossen wird.
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Das bekannte gattungsgemäße Verfahren (DE 34 30 467) hat sich bewährt.
Es führt zu Holzwerkstoffplatten von über dem Plattengrundriß sehr homogener Dichte,
die auch über die Dicke der Holzwerkstoffplatten sehr homogen ist. Andererseits
verlangt die Praxis für
verschiedene Zweckbestimmungen Holzwerkstoffplatten mit Deckschichten
erhöhter Dichte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren
so weiter auszubilden, daß die Herstellung von Holzwerkstoffplatten Deckschichten
erhöhter Dichte möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Preßgutmatte
bei der Vorverdichtung in der Zeitspanne mit den betriebsheißen Pressenplatten in
einer ersten Vorverdichtungsverfahrensstufe ohne Wasserdampfzuführung bis auf eine
Dichte verdichtet wird, die zumindest 50 %, vorzugsweise 70 bis 85 %, der Fertigplattendichte
ausmacht, daß in einer zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe über beide Pressenplatten
Wasserdampf mit einem Druck zwischen 1 bis 3 bar zugeführt und die Verdichtung um
10 bis 40 % des in der ersten Vorverdichtungsverfahrensstufe eingestellten Verdichtungswertes
(dieser als 10 % angenommen) weitergeführt wird, daß in einer dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe
die Dampfzufuhr unterbrochen und die in der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe
eingestellte Dichte gehalten wird und daß im Anschluß daran die gattungsgemäße Dämpfungszeitspanne
mit gegenüber dem Dampfdruck der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe erhöhtem
Dampfdruck sowie danach die an die Dämpfungszeitsp anne angeschlossenen gattungsgem
äß en Maß -nahmen durchgeführt werden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung
wird die Weiterführung der Verdichtung in der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe
mit einer Schließ geschwindigkeit der Pressenplatten von 0,1 bis 2 mm durchgeführt.
Es empfiehlt sich in der dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe die Dichte für 5
bis 35 Sekunden zu halten, wenn mit den für Spanplatten und Faserplatten üblichen
Bindemitteln gearbeitet wird.
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Überraschenderweise erhält man nach der Lehre der Erfindung Deckschichten
beachtlich erhöhter Dichte, wenn man die Preßgutmatten zunächst wie angegeben in
mehreren Stufen vorverdichtet, den Wasserdampf in der zugeordneten Vorverdichtungsverfahrensstufe
mit geringem Druck einführt und die Wartezeit der dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe
verwirklicht sowie danach wie angegeben weiterverfährt. Es lassen sich z. B. Holzwerkstoffplatten
in Form von Faserplatten mit einem Mittelwert der Dichte von 700 bis 800 kg/m3 und
einer Deckschichtdichte von 950 bis 1050 kg/m3 herstellen. Im Rahmen der Erfindung
liegt es, während der Dämpfungszeitspanne der gattungsgemäßen Maßnahmen, bei denen
der Dampf über beide Pressenplatten zugeführt wird, die Dampfzuführung abwechselnd
über die eine und danach über die andere Pressenplatte durchzuführen. Auch kann
während des Spül-Preßzeitabschnittes der gattungsgemäßen Maßnahmen die Dampfzuführung
abwechselnd über die eine und danach über die andere Pressenplatte durchgeführt
werden, während bei dieser Maßnahme der Dampf über die Dampföffnungen der jeweils
anderen, von der Dampfquelle abgeschalteten -Pressenplatte abgeführt wird, so daß
eine Durchströmung der Preßgutmatte in Dickenrichtung erfolgt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführun
gsb eisp iel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch
eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 in gegenüber
der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab eine Pressenplatte aus dem Gegenstand
der Fig. 1,
Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die einzelnen Vorverdichtungsverfahrensstufen
des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, Fig. 4 eine graphische Darstellung,
die die daran anschließenden Vorverdichtungsverfahrensstufen erläutert.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage besteht in ihrem grundsätzlichen
Aufbau aus einer Plattenpresse mit zwei Bedampfungs-Pressenplatten 1 und 2, einem
Wasserdampferzeuger 3, einer Einrichtung 4 für die Zuführung des Wasserdampfes zu
den Pressenplatten 1 und 2, welche Einrichtung mit Ventilen 5 ausgerüstet ist, einer
Pressenplatten-Steuereinrichtung 6 für eine position genaue Steuerung der Schließbewegung
der Pressenplatten 1 und 2 mit Vorverdichtungsposition sowie Endverdichtungsposition
und einer Bedampfungs-Regeleinrichtung 7 für die Zuführung des Wasserdampfes.
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Die Pressenplatten 1, 2 besitzen preßgutmattenseitig eine Vielzahl
von über die Preßfläche verteilten Dampföffnungen 8, 9. Diese Dampföffnungen 8,
9 können von einem feinmaschigen Sieb aus Metall oder Kunststoff abgedeckt sein,
was nicht dargestellt wurde. - Angedeutet
wurde in Fig. 1 ausschnittsweise
eine zu verdichtende Preßgutmatte 10. Die Beheizung der Pressenplatten 1, 2 erfolgt
über besondere Beheizungskanäle 11, die in Fig. 2 angedeutet worden sind. Auf diese
Weise wird die Betriebstemperatur der Pressenplatten eingestellt, die einen Mittelwert
aufweist, zu dem auch der Dampf der bei der Bedampfung zugeführt wird beiträgt.
Das Heizmedium, welches durch die Beheizungskanäle 11 fließt, kann aus den Dampföffnungen
8, 9 nicht austreten. Der Dampf, der aus den Dampföffnungen 8, 9 austritt, wird
in den zentralen Dampfkanal 12 eingeführt, von dem Verteilerkanäle 13 quer abgehen,
in die ihrerseits die Dampföffnungen 8, 9 einmünden.
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Die graphische Darstellung der Fig. 3 zeigt, wie die Vorverdichtung
der Preßgutmatten 10 erfolgt. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen, auf der
Ordinate der Verdichtungsweg 5 der Pressenplatten 1, 2 bzw. der beweglichen Pressenplatte
1. Als Ordinate wurde außerdem der Druck der Wasserdampfzuführung aufgetragen, und
zwar für die untere Pressenplatte 2 gestrichelt, für die obere Pressenplatte 1 strichpunktiert.
Wo die dargestellten Kurven wegen übereinstimmender Werte aufeinanderliegen, wurden
sie ein wenig auseinandergezogen. Man erkennt, daß die Preßgutmatte 10 bei der Vorverdichtung
mit den betriebsheißen Pressenplatten 1, 2 in einer ersten Vorverdichtungsverfahrensstufe
a ohne W asserdampfzuführung bis auf eine vorgegebene Dichte verdichtet wird. Diese
beträgt zumindest 50 %, z. B. 60 bis 90 % der Fertigplattendichte. Ein guter Bereich
liegt zwischen 70 bis 85 %. In einer zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe b wird
über beide Pressenplatten 1, 2 Wasserdampf mit einem Druck zwischen 1 bis 3 bar
eingeführt und die Verdichtung wird um 10 bis 40 % des in der ersten Vorverdichtungsverfahrensstufe
eingestellten Verdichtungswertes (dieser als 100 % angenommen) weitergeführt. Die
Werte werden vorzugsweise so gewählt, daß man in der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe
b fast die Enddichte erreicht.
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Eine dritte Vorverdichtungsverfahrensstufe c schließt sich an. In
dieser ist die Dampfzuführung unterbrochen. Die in der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe
b eingestellte Dichte wird gehalten. Die Weiterführung der Verdichtung in der zweiten
Vorverdichtungsverfahrensstufe b erfolgt mit einer Schließgeschwindigkeit der Pressenplatten
1, 2 von 0,1 bis 2 mm. In der dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe c wird die
Dichte für 5 bis 35 Sekunden gehalten.
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Im Anschluß daran erfolgen die Maßnahmen, die in der Fig. 4 dargestellt
worden sind. Auch in dieser graphischen Darstellung ist als Abszisse die Zeit, in
Sekunden aufgetragen. Die linke Ordinate in Fig. 4 zeigt den Dampfdruck in bar,
die rechte den Abstand der oberen Pressenplatte 1 gegenüber der unteren. Die ausgezogene
Kurve K1 in der Fig. 4 zeigt den Abstand der oberen Bedampfungs-Pressenplatte von
der unteren Pressenplatte 2 in Millimetern. Die Vorverdichtungsposition ist mit
V bezeichnet. Die gestrichelte Kurve zeigt wieder den Dampfdruck in der unteren
Pressenplatte 2 in bar. Die strichpunktiert gezeichnete Kurve zeigt den Dampfdruck
in der oberen Pressenplatte 1. Wo die dargestellten Kurven wegen übereinstimmender
Werte aufeinanderliegen, wurden sie ein wenig auseinandergezogen. Die Nullinie (für
den Dampfdruck null) wurde als dünner Strich eingetragen. Die Preßgutmatte 10, die
diesen Verfahrensschritten unterworfen wird, ist bereits so vorverdichtet, wie es
zur Fig.
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3 erläutert wurde. Es wird nunmehr Wasserdampf während einer Dämpfungszeitspanne
t1t4 durch die Dampföffnungen 8, 9 beider Bedampfungs-Pressenplatten 1, 2 in die
Preßgutmatte eingeführt. Es werden ferner in einem Endverdichtungsp reßzeitabschnitt
t3t die Pressenplatten 1, 2 unter weiterer Verdichtung der Preßgutmatte 10 in eine
die Holzwerkstoffplattendicke definierende Endverdichtungsposition
E
zusammengefahren und es wird die Preßgutmatte 10 in dieser Endverdichtungsposition
E der Pressenplatte 1 in einem Preßzeitabschnitt t5t6 ohne weitere Dampfzufuhr ausgehärtet.
Man erkennt in der Fig. 4, daß die Dämpfungszeitspanne t1t4 durch einen Spül-Preßzeitabschnitt
t 2t3 unterbrochen wird, bei dem der Wasserdampf aus den Dampföffnungen 9 der einen
Pressenplatte 2 austritt, die vorverdichtete Preßgutmatte 10 in Dickenrichtung durchströmt
sowie über die Dampföffnungen 8 der anderen, von dem Wasserdampferzeuger 3 abgeschalteten
Pressenplatte 1 abgeführt wird. Im Anschluß daran werden die Pressenplatten 1, 2
in die Endverdichtungsposition E gefahren und wird die Wasserdampfzuführung zu der
endverdichteten Preßgutmatte 10 über die Dampföffnungen 8, 9 beider Pressenplatten
1, 2 für den Rest der Dämpfungszeitspanne t1t4 fortgesetzt. Danach wird während
des Preßzeitabschnittes t 5t6 die Preßgutmatte 10 über beide Pressenplatten 1, 2
und deren Dampföffnungen 8, 9 der Einwirkung eines Unterdrucks ausgesetzt sowie
dadurch getrocknet, wozu die Einrichtung 4 für die Zuführung des Wasserdampfes (statt
an einen Wasserdampferzeuger) an eine Unterdruckquelle 14 angeschlossen wird. Die
Dämpfungszeitspanne t 1t4 wird auf diese Weise durch den Spül-Preßzeitabschnitt
t 2t3 in zwei Abschnitte t1t2 und t3t4 unterbrochen. Der erste Abschnitt t1t2 der
Dämpfungszeitspanne t 1t4 definiert eine Zeit, in der die vorverdichtete Preßgutmatte
10 mit dem Wasserdampf behandelt wird. Der zweite Abschnitt t3t4 der Dämpfungszeitspanne
t1t4 definiert eine Zeit, in der die endverdichtete Preßgutmatte 10 mit dem Wasserdampf
behandelt wird, wobei die Dampfzufuhr auch während des Endverdichtungspreßzeitabschnittes
t 3tx erfolgt, der insoweit dem zweiten Abschnitt der Dämpfungszeitspanne t3t4 zuzurechnen
ist.
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In der Fig. 4 erkennt man an der fallenden Tendenz des Kurvenabschnittes
18 auch, daß die Pressenplatten 1, 2 während des ersten
Abschnittes
tlt2 der Dämpfungszeitspanne tlt4 und während des Spül-Preßzeitabschnittes t2t3,
an der Preßgutmatte 10 Kontakt haltend, langsam weiter zusammengefahren werden.
Man kann jedoch in diesem Bereich t 1t3 die in der Vorverdichtungsverfahrensstufe
t0t1 eingestellte Vorverdichtung auch konstant halten, so daß der Kurvenabschnitt
18 waagerecht verläuft. Ehe die Preßgutmatte 10 der Einwirkungs des Unterdruckes
ausgesetzt wird, erfolgt eine Entspannung, und zwar dadurch, daß die Preßgutmatte
10 über beide Pressenplatten 1, 2 und deren Dampföffnungen 8, 9 während eines Entspannungs-Preßzeitabschnittes
t 4t5 an die Atmosphäre angeschlossen wird. Die endverdichtete Preßgutmatte 10 wird
während des Restes der Dämpfungszeitspanne t 3t4 mit einem Wasserdampf behandelt,
dessen Druck höher ist als der Druck des Wasserdampfes, mit dem die vorverdichtete
Preßgutmatte 10 behandelt wird.
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Im Ausführungsbeispiel wird mit kondensierbarem, z. B. leicht überhitztem,
Wasserdampf gearbeitet. Die Verfahrensführung erfolgt so, daß der kondensierbare
Wasserdampf während des ersten Abschnittes t 1t2 der Dämpfungszeitspanne t 1t4 und
während des Spül-Preßzeitabschnittes t 2t3 in der Preßgutmatte 10 kondensiert, wobei
durch die Kondensation die Temperatur in der Preßgutmatte 10 sehr homogen auf etwa
100 bis 135 "C eingestellt wird. Danach wird zweckmäßigerweise mit nicht kondensierbarem
Dampf gearbeitet.
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Damit die beschriebenen Maßnahmen ohne Schwierigkeiten insbes.
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auch computergesteuert, durchgeführt werden können weist die Einrichtung
4 für die Zuführung des Wasserdampfes, wie in Fig. 1 dargestellt wurde, eine Abzweigleitung
15 auf, die über Auslaßventile 16 an beide Pressenplatten 1, 2 anschließbar ist,
wobei die Abzweigleitung
15 über eine Verzweigungsventilanordnung
17 während des Spül-P reßzeitabschnittes t 2t3 für eine Bedampfungs-P ressenplatte
1 sowie während des Entspannungs-Preßzeitabschnittes t 4t5 für beide Pressenplatten
1, 2 an die umgebende Atmosphäre und während des letzten Preßzeitabschnittes t 5t6
für beide Bedampfungs-P ressenplatten 1, 2 an eine Unterdruckquelle 14 anschließbar
ist. Die Pressenplatten-Steuereinrichtung 6 sowie die Bedampfungs-Regeleinrichtung
7 sind gekoppelt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Bedampfungs-Regeleinrichtung
7 auch die Dampfzuführung während des Spül-Preßzeitabschnittes t 2t3 sowie die Entspannung
während des Entspannungs-Preßzeitabschnittes t4t5 und die Unterdruckbehandlung während
des Preßzeitabschnittes t 5t6 steuert. Die Pressenplatten-Steuervorrichtung 6 führt
bei Beendigung der Vorverdichtungsverfahrensstufe a sowie bei Erreichen der Vorverdichtungsposition
V und bei Erreichen der Endverdichtungsposition E der Bedampfungs-Pressenplatten
1, 2 Steuersignale der Bedampfungs-Regeleinrichtung 7 zu, welche Bedampfungs-Regeleinrichtung
7 die angegebenen Dampfzuführungsmaßnahmen während der Vorverdichtungsverfahrensstufe
b des ersten Abschnittes t1t2 der Dämpfungszeitspanne t1t4 und beim Rest t3t4 des
Dämpfungszeitabschnittes t1t4 bewirken. Im übrigen ist die Anordnung so getroffen,
daß die Pressenplatten-Steuereinrichtung 6 und die Bedampfungs-Regeleinrichtung
7 zwischen der Vorverdichtungsposition V und der Endverdichtungsposition E sowie
gegebenenfalls danach per Programm steuerbar sind.
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Die graphische Darstellung der Fig. 3 und 4 bezieht sich im Detail
auf die Herstellung besonderer Holzwerkstoffplatten aus dazu besonders aufgebauten
Preßgutmatten 10 mit verdichteten Oberflächen. Für diese Preßgutmatten 10 und damit
für die Herstellung der angegebenen Holzwerkstoffplatten wird, wie die Fig. 4 erkennen
läßt, zweckmäßigerweise
die Dämpfungszeitspanne t 1t4 auf maximal
zwei Drittel der Preßzeit t eingerichtet, der erste Abschnitt t 1t2 der Dämpfungszeitspanne
t1t4 beträgt bis zum Beginn des Spül-Preßzeitabschnittes t2t3 weniger als 10 Sekunden,
vorzugsweise etwa 5 Sekunden, der Rest der Dämpfungszeitspanne t 1t4 ist kürzer
als die Differenz der Dämpfungszeitspanne t 1t4 minus erstem Abschnitt t1t2 der
Dämpfungszeitspanne t 1t4 ausmacht. Das beruht auf der Unterbrechung der Dämpfungszeitspanne
t 1t4 durch den Spül-Preßzeitabschnitt t 2t3 der eine Dauer von unter 5 Sekunden,
vorzugsweise von etwa 10 Sekunden aufweist. Der Endverdichtungszeitabschnitt t 3tx
wird dem Rest der Dämpfungszeitspanne t3t4 zu gerechnet.
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Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels ergeben sich aus der folgenden
Tabelle. Die Daten der Tabelle betreffen die Herstellung einer Spanplatte mit einem
üblichen Sp anm aterial und Harnstoff-Formaldehydleim, und zwar 8 bis 9 Gew.%, Feuchte
der Rohmatte etwa 8 Gew.%.
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Die Rohdichte betrug 390 kg/m3. Die Werte P1, P2, P3 und P4 geben
die Abstände der Pressenplatte in Millimeter an, Sp1, Sp2, Sp3 und Sp4 die Dampfdrücke
in bar. Im mittleren Bereich der Tabelle findet man die Zeitspannen in Sekunden.
Links steht die Enddichte der fertigen Platte.
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Beispiel: Faserplatten, Spanplatten Harnstoff-Formaldehydleim 8 bis
9% bezogen atro Holz Feuchte der Rohmatte ca. 8% bezogen atro Rohdichte 390 kg/m3
End- |
P1 P2 P3 P4 t1t2 t2t3 t3tx txt4 t4t5 t5t6 t6t7 SP1 SP2 SP3
SP4 |
dichte |
- 3 |
700 35,9 32,2 29,5 20 3,2 4,8 2,25 8 3 5 5 2,2 2,2 3 4 |
825 42,3 37,9 34,7 20 3,8 5,7 3,5 9,4 3 5,9 5 2,2 2,2 3 4 |
m Rahmen der Erfindung liegt es, während der Dämpfungszeitspannen,
bei denen der Dampf über beide Pressenplatten zugeführt wird, die Dampfzuführung
abwechselnd über die eine 1 und danach über die andere Pressenplatte 2 durchzuführen.
Das kann auch während des Spül-Preßzeitabschnittes t2t3 geschehen, wenn sichergestellt
wird, daß über die jeweils andere Pressenplatte der Dampf abgesaugt wird, so daß
die Preßgutmatte 10 durchströmt wird.
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Ausführungsbeispiel Es galt eine sogenannte MDF-Faserplatte mit einer
mittleren Dichte von 720 bis 780 kg/m3 herzustellen, jedoch bei einer Deckschichtdichte
zwischen 500 und 590 kg/m3. Die Preßgutmatte 10 wurde zum Zwecke der Vorverdichtung
in die Plattenpresse mit deren betriebsheißen Pressenplatten 1, 2 eingefahren. Sie
wurde in der ersten Vorverdichtungsverfahrensstufe a auf eine Dichte von 550 bis
680 kg/m3 verdichtet. Während der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe b erfolgte
unter beidseitiger Dampfzugabe eine Weiterverdichtung auf 650 bis 770 kg/m3, und
zwar mit einem Dampfdruck von 1,5 bis 3 bar und einer Verdichtungsgeschwindigkeit
von 0,1 bis 2 mm/sec.
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In der dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe c wurde diese Dichte
ohne Dampfzufuhr für 5 bis 35 Sekunden gehalten, wobei sich die Deckschichten stabilisierten.
Nunmehr erfolgten die Maßnahmen nach Fig. 4, nämlich in der Zeitspanne t1t2 eine
Dampfzugabe bei der in der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe b eingestellten,
in der dritten Vorverdichtungsverfahrensstufe c gehaltenen Dichte mit einem erhöhten
Dampfdruck von 2,5 bis 4 bar für 3 bis 10 Sekunden.
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Das heißt mit gegenüber der zweiten Vorverdichtungsverfahrensstufe
b erhöhtem Dampfdruck. Während des Spül-Preßzeitabschnittes t 2t3 erfolgte eine
einseitige Dampfzufuhr mit einem Dampfdruck von 2,5
bis 4 bar bei
gleichseitiger Absaugung des Dampfes auf der anderen Seite, so daß die Preßgutmatte
10 durchströmt wurde, und zwar für eine Zeitspanne von 3 bis 10 Sekunden. Weiterverdichtung
auf Enddichte und Enddicke unter Dampfzufuhr und beidseitige Dampfzufuhr bei dieser
Dichte mit einem Dampfdruck von 3 bis 7 bar über 3 bis 10 Sekunden während der Zeitspanne
t4t5 das Entdampfen zur Atmosphäre und eine Vakuumabsaugung in der Zeitspanne t
5t6 schlossen sich an. Man erhielt eine Faserplatte mit den vorgegebenen, eingangs
genannten Dichtewerten.