DE6751416U - Glasstapelfaserkoerper. - Google Patents

Description

Patentamt P.A. 50 3 O 29*2ί 8.68

)ipl.-lng.C.-H.Huss

armisch — Partenkirchen RathaiiMtraB· 14

Sch 306 - Hs c

Garmisch-Partenkirchen, 23· August 1968 Hs-Ht

"Werner Hugo Wilhelm SCHULIiER, München-Grünwald, ¹Dr. Kurt Huber-Strasse 14

Glasstapelfaserkörper

BIe 2ie£ierusg richtet sich auf

pelfaserkörper In iOrm eines Ylieses oder einer Matte, der in zwei zueinander senkrechten oder annähernd senkrecht verlaiuxenden Sichtungen durch, im JTostand sröixelnander auf der Ooerfläeiie des Körpers angeordnete strangföriaige YerstärkuiLgen. eine erhöhte Zugefestigkeit erhält■. 33ie Heuerung bezweckt die Verbesserung eines solclien Giasfaserkörpers, insbesondere unter dem G-esiciitspunitt möglichst geringen Gewichts und einer nicht zu "feeüren. Herstellung. Ein. weiteres Ziel der

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Neuerung ist, die die Längs- und Querfestigkeit erhöhenden, auf die Oberfläche aufgebrachten strangförmigen Verstärkungen mit einfachen Mitteln so mit dem Glasfaserkörper zu verbinden, dass weder während der Herstellung -, bei der oft erhebliche Zugkräfte auf ihn einwirken, noch bei seiner Verwendung als Zwischenprodukt, noch bei der Verwendung eines mit einem Vlies oder ei? ar Matte nach der Neuerung ausgerüsteten Gegenstandes sich die Verstärkungen vom verstärkten Glasfaserkörper lösen können.

Vliese oder Matten aus Glasstapelfasern, wie sie ^Gegenstand der Ueuerung sind, werden vorzugsweise als iräger- und/oder Verstärkungsmaterial in einer oder mehreren Lagen zur Einbettung in in der Wärme fliess-"bare Hassen. z»B. Bitumen oder Kunststoffen, eingesetzt. Sowohl zur Herstellung von wetter- und wasserfesten Bahnen und Bandagen, z.B. Dachbahnen, RohrumhüllungeHj gunnelauskleidungen aus Bitumen, werden \Gasstapelfaservliese eingesetzt', als auch für die Herstellung von grösseren Kunststoffhohlkörpern, ZcB, Bootsrümpfen, Sraftfafarzeugkarosserien, G-rossbehältern für flüssige und gasförmige Stoffe. Die .Anwendung von Glasstapelfaservliesen und -matten ist jedoch wegen ihrer aus dem Material sieh ergebenden Vorteile, wie Beständigkeit geges chemische Einwirkung en, Festigkeit vaiä. VJarsebeständigkeit so isazmigfaltig und noch

ständig zunehmend, dass die vorstehende Aufzählung nur einige typische Beispiele ohne Anspruch auf Vollständigkeit wiedergeben kann.

ΤΟϊϊ

"sen und -matten greifen in vielfältiger Weise Kräfte •im Sinne einer u» TJ die Reissfestigkeit übersteigenden Dehnung an. So wird z.B. häufig das durch eine wirre und verfilzte Ablage der Fasern auf einer isich bewegenden Pläche (Transportband) entstehende Vlies durch ein Tauchbad gezogen, das ein die Pasern zusammenhaltendes, flüssiges Bindemittel enthält. ,Daran anschliessend muss es zur Aushärtung des Bindemittels und für die Verdunstung des Lösungsmittels desselben durch einen Trockenöfen geführt werden. Auf diesem Wege wird es mehrmals um Umlenkwalze^ geführt,

.!SUSS EBriTEicälS vxjrz

Wegen der manchmal mvermeidlichen teilweisen, durch das Bindemittel hervorgerufenen Verklebung mit diesem oft unter Anwendung einer gewissen Kraft auf ein sich daran anschliessendes übergeführt werden. Bei der Weiterverarbeitung des so entstandenen Zwischenproduktes in. Porm. eines Vlieses werden die einwirkenden Zug- land Biege-, gelegentlich, abei* auch. Schub-Kräfte B.öc2i Stärker·, weil z„B. bei äer Herstellung einer Dach— und Diehtungsbaäm das Vlies erneut durch

ein l'äuchbad gezogen wird, das ä>er iniöllt aus 'einem noch verhältnismässig niederviskqsen Mittel, 'z.B. einem "bei der Herstellung des eigentlichen Vlieses angewendeten Bindemittel, sondern aus eip.er sehr dickflüssigen Masse, wie Bitumen oder dergleichen "besteht. Bei dem Aufspulen der Vliesbahnen oder der Vlies"bahiien enthaltendien, fertigen Dach- und Di chtungs"bahnen, Rohrisolierungsbandagen usw. treten dann selbstverständlich auch Biegekräfte auf, die desto grosser sind, je kleiner der Wickelradius ist. Das fertige Produkt schliesslich, z.B. die Dachbahn, muss oft ebenfalls erheblichen Zugkräften standhalten, s»· B. beim Verlegen, bei sich aus der Konstruktion des Bauwerkes oder Wärmedehnungen ergebenden Bewegungen, bei einer durch Windböen auf der Dachoberzläcne eintretenden Sogwirkung usw. Gelegentlich kommt es aucih. vor, dass beim Verlegen Premdkörper, z.B. Steinchen₃ HolzStückchen usw. unter die Bahn geraten₃ und dann sollen sich diese beim Begehen der mit Baehbahnen belegten Eläche nicht durchdrücken. Sin weiterer Grund für die Verwendung verstärkter Vliese liegt dann vor* wenn man bei dem Einsatz von bituminierten Isolier— bahnen, z.B. Dachbahnen, eine Melirlagen-Yerlegung durch Verwendung einer einzigen* ia QuerscMiitt difckeren und entsprechend festeren Baiin umgekeäi l

a. JL

-«le das heutzutage angestrebt wird.

Schliesslieh ist auch in Betracht zu ziehen, dass derartige Stapelfaserkörper zur Verstärkung von Produkten eingesetzt werden, die eine möglichst geringe Dehnung haben sollen, z.B. für Kunststoff-Pussbodenbeläge, die sich weder längen noch Fugen erzeugen sollen«

Alle diese in Betracht zu ziehenden Kräfte und sonstigen Beanspruchungen verlangen einerseits in vielen Pällen den Einsatz eines verstärkten Glasstapelfaserkörpers, erhöhen aber andererseits auch die Gefahr, dass sich die straiigförmigen Verstärkungen vom IPaserkörper während seiner Herstellung oder seiner weiteren Verwendung lösen, wodurch natürlich die Verstärkung bedeutungslos wird. Dies ist vor allem dann zu befürchten, wenn die strangförmigen Verstärkungen als glatte und demgemäss mittels Klebung nur schwer mit einem Stapelfaservlies zu verbindenden Monofilamentbündel vorliegen.

Es ist bekannt, die Zugfestigkeit eines Glasstapelfaserkörpers durch auf eine oder beide Oberflächen im Abstand voneinander aufgebrachte und mit dem Vlies durch das die üinzelfasern zusammenhaltende Bindemittel verbundene Glasstapelfaserlunten su er-

Iß j Iß 1

— JL

höhen (deutsche Patentschriften 977 409 und 977 713).
Liese Methode hat sich an sich bewährt, insbesondere
wenn die GlasStapelfaserlunten oder Faserbänder in
nicht zu weitem Abstand und möglichst sogar als Gitter, d.ho in Längs- und Querrichtung, aufgebracht werden. Als Nachteil aber wird angesehen, dass die Verstärkung slunt en, vor allem bei Einhaltung der vorstehend aufgeführten Bedingungen, das G-ewicht des
Vlieses beträchtlich erhöhen, und dass die Hers bellung eines derart verstärkten Paserkörpers dann verhältnismässig kompliziert und damit teuer wird, wenn die Verstärkungen in Längs- und Querrichtung aufgebracht werden. Entweder nämlich muss man dann mit einer über der bereits erzeugten und gegebenenfalls mit Längsverstärkungen in Form von Lunten versehenen Bahn mit changierenden Greiferwagen intermittierend jeweils eine Mehrzahl von Lunten quer zui Bahnerzeugungsrichtung ziehen, abschneiden und auf die Bann absenken, oder man muss ein vorher hergestelltes Luntengewebe oder -gelege auf
die Bahn bringen. Ba Glasstapelfaserlunten an sich sehr weich und unsteif sind, muss man diese Gelege oder Gewebe oder vorner die zu deren Herstellung verarbeiteten Lunten mit einer wiederum das Gewicht der verstärkten Bahn erhöiienden Appretur ausrüsten.

Es ist ferner bekannt _} in einen G-lasStapelfaserkörper während seiner Herstellung parallel und im Abstand nebeneinander zum Zwecke der Verstärkung Glasseidenstränge einzuarbeiten (deutsche Patentschrift 873 068). Diese Methode leidet trotz des Vorteils geringeren Gewichts bei hoher Eigenzugfestigkeit der Glasseidenstränge an den Bachteilen,

dass die Einarbeitung der Fäden an sich umständlich

ist, und dass die einzelnen glatten Glasseidenfäden,

J aus denen die Verstärkungsstränge bestehen, keine

sehr feste Verbindung mit dem Vlieskörper eingehen.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Lage und Anordnung der in den Faserkörper eingearbeiteten Glasseidenstränge nicht klar zu erkennen ist, so dass man bei der Herstellung von Ausschnitten oder unregelmassigen Zuschnitten aus derartigen Bahnen auf Schwie-

|! rigkeiten stösst* In die Praxis ist bisher nur ein

mit lediglich in einer Richtung eingearbeiteten Glasseidensträngen verstärkter Faserkörper eingeführt, weil die Üinarbeitrng von Längs- und Querverstärkungen in ein Vlies oder eine Matte die Herstellungsschwierigkeiten offenbar so stark erhöht, dass trotz eines unzweifelhaft vorhandenen Bedürfnisses wegen der nicht tragbaren Preiskalkulation die Herstellung nicht verwirklicht werden konnte.

Auch andere Vorschläge, ?.₃Β. die Einarbeitung von Glasseidenseelen in Iiuiatenver Stärkungen oder das Umspinnen derselben sit Glasseide wurden versucht, aber es leuchtet ohne weiteres ein, dass diese Versuche die vorbesehriebenen Nachteile, insbesondere das erhöhte Gewicht und die kostspieligere Herstellung nicht beseitigen konnten.

Hier setzt die Neuerung ein₃die die Vorteile der Glasseidenverstärkung (geringes Gewicht, hohe Zugfestigkeit) mit den Vorteilen der Luntenvecstärkung (hervorragende Verbindung mit den Oberflächen des Vlieskörpers) bei einfachster Herstellung und der Möglichkeit der Verstärkung in zwei zueinander senkrechten oder annähernd senkrechten Richtungen verbindet. Diese Aufgabe wird allgemein neuerungsgemäss gelöst durch ein auf die Oberfläche eines Glasstapelfaservlieses aufgebrachtes Verstärkungsgitter aus Glasseidensträngen oder weitmaschigem Glasseidengewebe oder -gelege, das, neben der an sich bereits eine Verbindung erzeugenden Verklebung durch das die Einzelfasern des Vlieses zusammenhaltende Bindemittel, durch auf die Oberfläche des aus Verstärkungsgitter und Faserkörper bestehenden Verbandes aufgebrachte Glasstapelfaserlunten gehalten wird, die nur in Abständen, die ein Vielfaches der Abstände zwischen den Glassei-

tr -f M -i ^

densträngen des Gewebes oder Geleges betragen, eingesetzt zu werden brauchen, die aber infolge ihrer flauschigen, durch abstehende Fasern sich auszeichnenden Struktur einen innigen Verbund mit dem Vlieskorper eingehen und dadurch auch, das zwischen Vliesoberfläche und den Lunten liegende Gewebe oder Gelege halten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Lunten nur in einer Sichtung verwendet«

Demnach betrifft die Neuerung einen aus wirr, ünregelmässig und verfilzt abgelegten Einzelfaserii aus Glas bestehenden und mit fadenförmigen, in längs- und Querrichtung parallel und in Abständen voneinander gitterartig angeordneten Verstärkungen ausgerüsteten Glasstapelf aserkox^per, der sieh dadurch auszeichnet, dass auf einer oder beiden Oberflächen und unter Hitwirkung des seine Sinzelfasern zusammenhalt enden Bindemittels ein weitmaschiges Gewebe, Gelege oder Gitter aus Glasseidensträngen aufgebracht ist^ auf das in den Abstand der Glasseidenstränge im Gitter um ein mehrfaches übersteigenden Abständen Glasstapelxaser— !unten aufgebracht und mit dem PaserkÖrper verbunden sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematise!! zur Anschauung gebracht, in der

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines neuerungsgemäss verstärkten Faserkörpers mit teilweise abgehobenen Lagen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Fäserkörper nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine abgewandelte Ausführ unr3form und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des zur Herstellung eines neuerungsgemäss verstärktem Faserkörpers anzuwendenden Verfahrens

darstellen!,.

Es liegt in der Natur des Gegensfendes der !feuerung, dass die Zeichnungen diese nur schematisch, wiedergeben und nur als ein Hilfsmittel siu ihrer Beschreibung gedacht werden können. Es ist z.B. nicht -möglich.j mit den. Mitteln der zeichnerischen Darstellung die Struktur der verwendeten Stoffe, ihre natürlichen Abmessungen und das Verhältnis ihrer Grössenbrdnungen richtig wiederzugeben. So ist beispielsweise ein den Grundkörper des Heue rungsgegenstand.es in seiner bevorzugten Anwendungsform abgebendes Vlies normalerweise verhältnismässig dünn, beispielsweise 0j3 mm stark, die für die Gitterverstärkung herangezogenen G-lasseäfenstränge, in der Zeichnung durch dünne BoppelJLinien veranschaulicht, bestehen aus etwa 100

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bis 200 Einzelfäden, und die erfindungsgemäss verwendeten Glasstapelfaserlunten, gar nicht oder schwach gedreht, sind wesentlich flauschiger als dies in der Zeichnung darzustellen ist. Ebenso sind die auf der Oberfläche der Glasstapelfaserkörper natürlich in Erscheinung tretenden Stapelfasern nicht dargestellt.

In Pig. 1 ist 1 ein bekanntes Glasstapelfaser-'vlies, das in an sich bekannter Weise aus auf einer bewegten Unterlage in Form eines Transportbandes iwirr und unregelmässig abgelegten, gegebenenfalls -pf&Tschieden langen und bzw. oder verschieden starken xmd bzw. oder aus verschiedenen Materialien bestehenden Einzelfasern aufgebaut ist. Auf eine Oberfläche

^räes Vlieses ϊ ist ein allgemein mit 2 bezeichnetes, ΐ
^ÄUS längsyerlaufenden Glasseidensträngen 3 und quer verlaufenden Glasseidensträngen 4 zusammengesetztes 'Verstärkungsgxtter in Eorm eines Gewebes oder Geleges aufgebracht, das ail: der Oberfläche des Vlieses 1 ;durch das 3±ndeiai'ctel vex-bunden isi;, das in erster Linie dem Zusammenhalt der Einseifasern des Vlieses dient und auf die Oberfläche desselben vor dem Aufbringen des Verstärkungsgitiers 2 aufgesprüht, aufgetropft oder in einem fEauchbad eingebracht und in einem Trockenofen, zum Aushärten gebracht worden ist.

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Hi 4

Da jedoch Glasseidenstränge bekanntermassen sehr glatt sind und deshalb eine feste Klebeverbindung mit der YIiesoberfläche u.U. nicht tiberall eingehen, sind neuerungsgemäss auf das VerStärkungsgitter 2 zusätzliche Glasstapelfaserlunten - nachfolgend "Befestigungslunten¹¹ genannt - aufgebracht, die infolge ihrer faserigen, flauschigen Struktur unter Ausnutzung des die Einzelfasern im Vlieskörper 1 zusammenhaltenden Bindemittels eine sehr innige Verbindung mit der- Oberfläche des Vlieskörpers eingehen, wobei sie mit einzelnen abstehenden Pasern sich im

se verbessern sie die Yerbindung zwischen Verstärkungsgitter 2 und Ylieskörper 1 und vermeiden ein Ablösen des Sitrters oder einzelner Eartien desselben und eine Yersciiiebung einzelner Stränge is Gitter*

Sie zusätzlichen Befestigungslunten 5 liegen zweckmässig zwischen zwei parallel aueinander !fegenden benachbarten Glasseidensträngen, z.S- Glassei— densträngen 3' und 5 " und in einem Abstand A, der ein Mehrfaches des Abstandes a zitfisehes den Giassei— densträngen des Yerstarfcangsgiirters, z.B. das 3reibis Vierfache desselosn beträgii.

Auf diese Weise wird ein ±a zwei zueinander senkreeh"ten oder, wie später im einzelnen noch auszu—

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führen, annähernd senkrechten Bichttingen durch die "bei geringem Gewicht sehr festen Glasseaienstränge verstärkter Glasstapelfaserkörper geschaffen, "bei dem die Gefahr der Ablösung des Verstärkungsgitters während seiner Herstellung oder während der Weiterverarbeitung desselben als Trägea?- oder Verstärkungsmaterial oder bei der Verwendung des fertiggestellten, mit einem Träger- oder Verstärkungsmaterial ausgerüsteten Endproduktes bei einfachster Herstellung sowie Gewicht und Kosten praktisch kaum erhöhender Weise vermieden wirdο

Die Ausführungsform nach 3?igc 3 unterscheidet sich von der nach Hg. 1 zunächst dadurch, dass die querverstärkenden Glasseidenstränge 4a des Verstärkungsgitters 2a mit den längsverstärkenden Glasseidensträngen 3a einen WinkelcD^j-)0 einschliessen. Eine solche Anordnung kann nicht nur zweckmässig sein, wenn mit in der Richtung der querverstärkenden Glasseidenstränge angreifenden Kräften zu rechnen ist, sondern sie kann auch, vorausgesetzt dass der Winkel <£, kein zu spitzer wird, also beispielsweise nicht mehr als 10 bis 15° vom rechten Kinkel abweicht, aus Kostengründen angebracht sein, weil ein vorfabriziertes Verstärkungsgitter aus Glasseidensträngen in Form eines Gewebes oder Geleges mit nicht genau senkrecht zu den "Kettsträngen¹¹ 3a verlaufenden "Schussträngen" 4a mit höherer Produk-

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tionsgeschwindigkeii; und damit "billiger herzustellen 1st.

Die S¹Ig. 3 "veranschaulicht ferner, dass auch die Befestigungslunten in zwei zueinander senkrechten Sichtungen, beispielsweise als Befestigungslunten 5a und 6a, auf das Verstärkungsgitter aufgebracht werden können tmd dass, falls ein Yerstärkungsgitter 2a mit schräg liegenden, in der Querrichtung verstärkenden Glas seidensträngen 4a verwendet worden is ζ -, die Befestigungslunten 6a der Richtung der Stränge 4a nicht folgen müssen> sondern rechtwinklig zu den Befestigungslunten 5a verlaufen können. Dadurch wird nicht nur die den Befestigungslunten zukommende Befestigungswirkung erhöht, sondern auch eino die Querfestigkeit des Gitters 2a mehr in Richtung auf eine rechtwinklig zu denen der Glasseidenstränge Ja liegende Richtung verschoben.

Das Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Vlieses nach der Neuerung kann unter Bezugnahme auf Fig. 4 wie folgt ablaufen. Hierzu werden zunächst auf einer bewegten Bahn in Form eines Transportbandes 7 die von einem Satz Spulen 8 abgespulten Befestigungslunten 5 so abgelegt, dass sie von dem mit seinem oberen Trum in Pfeilrichtung bewegten Transportband in den vorgesehenen Abständen parallel mitgenommen werden* Auf die direkt auf dem !Transportband 7 auf-

liegenden Befestigungslunten 5 wird das "bei 9 aufgespulte Verstärkungsgitter 2 aufgebracht, auf das und die darunterliegenden Lunten 5 die den eigentlichen (rlasstapelfaserkörper, z.B. Vlies, erzeugenden Fasern 10 in unregelmässiger, verfilzter Lage aufgetragen werden, beispielsweise mit Hilfe quer über dem Transportband changierend hin- und herbewegter, in an sich bekannter V/eise mit Einzelfasern gespeister Verteilerköpfe 11. Anschliessend wird der Verband "Lunten-Gitter-Vlies" mit einem die Einzelfasern des Vlieskörpers zusammenhaltenden und G-itter und Lunten mit der dem Transportband 7 zugekehrten Oberfläche verklebenden Bindemittel, beispielsweise durch Aufsprühen oder Auftropfen oder, wie dargestellt, mittels eines Tauchbades 12 getränkt. Das das Tauchbad verlassende verstärkte Vlies 1' gelangt auf ein weiteres Transportband 13, das es in einen Trockenofen 14 einträgt, in dem der Lösungsmittelanteil des Bindemittels zum Verdunsten und sein Festanteil zum Aushärten gebracht wird. Anschliessend kann das verstärkte Vlies in an sich bekannter Weise zu Rollen aufgespult werden. Auf dem das verstärkte Vlies in den Trockenofen eintragenden Transportband 13 kann durch überschüssiges Bindemittel eine gewisse Verklebung mit dem durchlässigen, aus Maschendraht bestehenden Trans-

■ft!s / p

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portband eintreten, -lie jedoch den Yorteil hat, dass sie eine !Faltenbildung im [Brockenofen verhindert, vorausgesetzt, dass trotz der Verklebung ein Ablösen vom Iransportband möglich ist, was durch die neuerungsgemässe Verstärkung erleichtert wird. Mit 15 sind gegebenenfalls eingesetzte,überschüssiges Bindemittel beseitigende Quetschwalzen bezeichnet, und es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass die während der Herstellung zu Unterst liegenden Lunten ein Aufwickeln auf diese vermeiden.

Faserkörper nach der Neuerung haben, bisher in der Praxis nicht erreicht, ein Gewicht unter 65 g/m bei einer Längs- und Querfestigkeit, die der mit Lunten verstärkter Vliese sehr viel höheren Gewichts entspricht» In der Praxis kann der Abstand a zwischen den Glasseidensträngen des Verstärkungsgitters z»Bo 8 bis 15 mm und der Abstand A zwischen den Befestigungslunten 20 bis 50 mm betragen, wobei Befestigungslunten der metrischen Nummer 3 und höher eingesetzt werden.

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Claims (1)

- ■ Ρ.Α.503 029*2*. Schutzansprüche :

1. Glasstapelxaserkörper mit fadenförmigen, in längs- und Querrichtung parallel und in Abständen voneinander gitterartig angeordneten Verstärkungen,

I dadurch gekennzeichnet , dass auf ei-

|ii ner oder beiden Oberflächen und unter Mitwirkung des

Ii seine Einzelfasern zusammenhaltenden Bindemittels

i| ein weitmaschiges Verstärkungsgitter in Form eines

S Gewebes oder Geleges aus Glasseidensträngen aufge-

v bracht ist, auf das in den Abstand der Glasseiden

stränge im Gitter um ein Mehrfaches übersteigenden Abständen Glasstapelfaserlunten aufgebracht und mit dem Faserkörper verbunden sind.

; 2. Faserkörper nach Anspruch 1, dadurch

« gekennzeichnet, dass der Abstand der

i Glasseidensträiige (3, 4) des Verstärkungsgitters

j; (2) 8 bis 1 5 mm und der Abstand der Glasstapelfaser-

Γ !unten (5) 20 bis 50 mm beträgt.

< 3. Faserkörper nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet , dass die

'· querverstärkenden Glasseidenstränge (4a) des Ver

stärkungsgitters (2a) mit den längsverstärkenden Glasseidensträngen (3a) einen WinkeloC</90° einschliessen.

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4* Faserkörper nach den .Ansprüchen 1 , 2 und gegebenenfalls 3, dadurch gekennzeichnet, dass GlasStapelfaserlunten (5a, 6a) in sich kreuzender Anordnung lux den Yerband "Vlies-Verstär lcungsgit-ter" aufgebracht sind.

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