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Faserstoffkörper Bei dem Faserstoffkörper der Erfindung ist der Faserstoff
mit begrenzt thermoplastischen Bindemitteln benetzt und zu einem vorzugsweise plattenförmigen
Bauelement geformt, welches unter Wärmeeinwirkung verformbar und durch entsprechende
Behandlung aushärtbar ist.
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Gegenüber den bekannten Faserstoffplatten, welche entsprechend den
verwendeten Bindemitteln, wie Zement, Kunstharz o. dgl., eine bestimmte gleichbleibende
Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, befindet sich der Faserstoffkörper nach der
Erfindung in einem Zwischenzustand. Er kann unter Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls
von Druck verformt werden. Hierbei können andere Körper mit ihm verbunden werden;
z. B. können Folien, Furniere o. dgl. auf der Oberfläche aufgebracht werden. Dieser
Prozeß ist -wiederholbar, und erst durch eine geeignete Nachbehandlung, die in dem
l`berschrciten einer bestimmten Temperaturgrenze, im mehrmaligen Erwärmen auf einen
Temperaturwert, in der Einwirkung von Gasen oder Dämpfen und ähnlichem bestehen
kann, wird der Körper ausgehärtet und .damit in seinen endgültigen Zustand mit einer
bestimmten Festigkeit und Steifigkeit übergeführt.
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Die Erfindung ermöglicht infolge der Eigenschaft der Verformbarkeit
eine weitergehende Anwendung von Faserstoti, als dies bei den bekannten Faserstoffplatten
der Fall ist, die als festes, einmal gegebenes Bauelement höchstens in ihrem Umfang
beschnitten werden können. Die Verformbarkeit des Faserstoffkörpers nach der Erfindung
ermöglicht eine rlnpasstmg an die jeweiligen Verhältnisse. Thermoplastisch verformbare
Faserstoffkörper nach der Erfindung können von der Erzeugungsstätte als Bauelement
an Verarbeiter geliefert werden. die sie auf Lager nehmen, um sie sodann unter Einwirkung
von .Wärme oder Druck oder beidem in
die gewünschte Form zu bringen
oder ihnen die gewünschte Dichte zu geben oder mit der gewünschten Oberfläche zu
versehen und schließlich in den bleibenden Endzustand überzuführen.
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Als begrenzt thermoplastische Bindemittel für den Faserstoff kann
nach der Erfindung ein Gemisch von Acetylcellulose mit Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten
bzw. mit Mischpolymerisaten oder ein Gemisch von Phenol- und Kresol-Formaldehyd
- Kondensationsprodukten verwendet werden. Derartige Bindemittel 'haben die Eigenschaft,
daß sie bei überschreiten einer vorbestimmten Temperatur aushärten, so daß nach
überschreiten dieser Grenze die Thermoplastizität verlorengeht, während bei Erwärmung
unterhalb dieser Temperaturgrenzen eine plastische Verformung möglich ist. Es kann
auch ein Gemisch von Acetylcellulose mit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten
verwendet werden. Ein solches Bindemittel härtet nicht nur in Abhängigkeit von der
Temperatur, sondern auch von dem Auftreten von Säuren aus, so daß zur Aushärtung
der Faserstoff -körper Säuredämpfen ausgesetzt werden kann oder solchen Dämpfen,
welche, wie z. B. Wasserdampf, bei Zugabe von hydrolytischen Salzen zu dein Bindemittel
in diesem Säure frei machen. Auch lassen sich Bindemittel anwenden, welche nach
Ablauf einer bestimmten Zeitspanne als Alterungserscheinung aushärten, jedoch sind
diese auf vielen Anwendungsgebieten nicht geeignet. Ferner lassen sich mit Vorteil
Gennische mehrerer Bindemittel verwenden, von denen eines bei entsprechender Behandlung
aushärtet, während ein weiteres plastisch bleibt und im ausgehärteten Zustand des
Faserstoffkörpers noch als Weichmacher wirkt, so daß die Sprödigkeit herabgesetzt
ist.
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Als Faserstoff im Sinne der Erfindung werden sowohl pflanzliche, tierische,
mineralische oder synthetische Fasern, Späne o. dgl. als auch mikroskopisch feine
Fasern in mehlartigem Zustand verstanden. Mehlartige Fasern werden vorzugsweise
als Oberflächenfolie verwendet. Von bekannten Kunstharzpreßmassen mit faserhaltigen
Füllstoffen unterscheidet sich die Erfindung wesentlich. Bei Körpern aus Kunstharzpreßstoff
fließt die Preßmasse einschließlich der Füllstoffe bei der Verformung unter entsprechend
hohem Druck. Beider Erfindung hingegen bleibt der Faserstoff in seiner Eigenheit
erhalten, die plastische Eigenschaft des Faserstoffes wird bei der Formgebung mit
verhältnismäßig geringem Druck ausgenutzt, und das begrenzt thermoplastische Bindemittel
dient nur zur Stabilisierung der jeweilig gegebenen Form.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen Fig. i und 2 eine Faserstoffplatte in verschiedenen Stufen der Fertigung,
Fig. 3 eine weitere Faserstoffplatte mit Furnier. Fig. ¢ und 5 eine Faserstoffplatte
mit Hohlräumen in verschiedenen Stufen der Fertigung, Fig. 6 und 7 eine Faserstoffplatte
mit Versteifungsrippen, Hohlräumen und zusätzlichen Fremdteilen in den verschiedenen
Stufen ihrer Fertigung. Bei der Anordnung nach Fig. i ist eine bestimmte Menge Faserstoff,
wie z. B. Holzwolle oder ähnliches, benetzt mit begrenzt thermoplastisclieil Bindemitteln,
in Form einer Platte i i leicht gepreßt. Die Fasern liegen hierbei in gewissem Allstand,
so daß zwischen den einzelnen Fasern Luft eingeschlossen ist. Ein solcher Körper
hat in hohem Maße die Eigenschaft, Wärme zu dämmen und Schall zu schlucken. Auf
diese Platte i i sind zwei stabförmige Streifen 12 und 13 aufgelegt, die aus einer
Platte, ähnlich der Platte i i, herausgeschnitten sein können. Die zunächst nur
lose aufliegenden Streifen werden sodann unter richtiger Einwirkung von Wärme gegen
die Platte i i gepreßt. Durch Wärme und Druck «-erden der Faserstoff der Platte
i i und der Streifen 12, 13 wieder plastisch. Der Faserstoff der Streifen 12, 13
wird in den Faserstoff der Platte i i hilicingepreßt; der Faserstoff wird an dieser
Stelle verdichtet, so daß die einzelnen Fasern eng aneinanderliegen. Man erhält
so die in Fig. 2 dargestellte Platte 14, die zwei Randstreifen 15 und 16 erhöhter
Dichte aufweist. Eine solche Randverstärkung gibt der Platte 14 eine wesentlich
größere Festigkeit, als sie die Platte i i besitzt. Eine Versteifung durch Erhöhung
der Dichte des Faserstoffes kann an a11 den Stellen vorgenommen werden, die höhere
Festigkeit erfordern oder an denen später eine Bearbeitung vorgenommen wird. Da
nach der Erfindung die größere Dichte auf solche besonders beanspruchte Stellen
des Körpers beschränkt werden kann, ist es möglich, an den übrigen Stellen ein sehr
loses Gefüge zu verwenden. Die Erfindung ermöglicht dadurch eine erhebliche Materialersparnis
gegenüber bekannten Faserstoffkörpern gleicher Festigkeit und einheitlicher Dichte
und erschließt den Faserstoffkörpern breitere Verwendungsmöglichkeiten, wobei Forderungen
nach Schall- und Wärmedämmung individuell Rechnung getragen werden kann.
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Fig. 3 zeigt eine Platte 17, deren vier Ränder 18 nach Art eines Rahmens
durch Erhöhung der Dichte verstärkt sind. Eine solche versteifte Faserstoffplatte
kann als Bauelement von der Fertigungsstätte geliefert werden. Je nach der Anwendung
als Tischplatte, Stuhlsitz o. dgl. kann der Verarbeiter unter nochmaliger Erwärmung,
gegebenenfalls unter Einwirkung von Druck, die äußere Form verändern. Erst wenn
alle Bearbeitungen vorgenommen sind, wird der Faserstoffkörper der dem Bindemittel
entsprechenden Nachbehandlung unterzogen, so dal.') das Bindemittel aushärtet und
der Körper in der endgültigen Form verbleibt. Nunmehr kann auch die Berührung mit
einem heißen Gegenstand, z. B. das Aufsetzen eines heißen Topfes auf eine so gebildete
Tischplatte, keine Formveränderung mehr hervorrufen.
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Die Oberfläche eines Faserstoffkörpers i i, 14, 17 ist rauh, da die
einzelnen Fasern in Abstand voneinander liegen. Für die meisten Anwendungen werden
daher besondere Oberflächenschichten 19, 20 angebracht werden. Diese «erden mit
dem Faserstoffkörper verbunden, solange er noch in dem thermoplastischen Zustand
ist. Als Oberflächenunter
Wärmeeinwirkung verformbar und durch
entsprechende Behandlung aushärtbar ist.
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2. Faserstoffkörper nach Anspruch t, gekennzeichnet durch in verschiedenen
Querschnitten unterschiedliche Dichten.
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3. Faserstoffkörper nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch Hohlräume
an verschiedenen Stellen des Querschnittes.
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4. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffkörpern nach einem der
Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorgeformte Bauelemente unterschiedlicher
Größe aufeinandergelegt und unter Einwirkung von Druck und Wärme in die gewünschte
Form gebracht werden.
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5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Herstellung von Faserstoff körpern
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erhöhung der Dichte einzupressenden
Faserstoffkörper derart aufgelegt werden, daß sie senkrecht zu dem bei ihrer Verformung
verwendeten Druck zusammengepreßt werden.
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6. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffkörpern nach Anspruch 3,
dadurch gekenn-Zeichnet, daß durch Einlegen von Kernstücken in den Faserstoff vor
dem Pressen Hohlräume gebildet werden.
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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernstücke
durch Imprägnierung gegen Haften der Bindemittel isoliert sind.
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B. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffkörpern nach einem der
Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Körper beliebigen Stoffes mit dem
Faserstoffkörper durch die in ihm vorhandenen Bindemittel verbundenwerden. 9. Verfahren
nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da.ß Fremdteile, die einer erhöhten Beanspruchung
ausgesetzt sind, zwischen vorgeformten Faserstoffschichten eingelegt und durch Zusammenpressen
unter Verdichtung des Faserstoffes befestigt werden.
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i o. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem
Zusammenpressen die Fremdteile durch äußere Anschläge während der Verdichtung des
Faserstoffes in der gewünschten Lage gehalten werden.
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t i. Verfahren zur Herstellung von Faserstoftkörpern nach einem der
Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch Bindemittel oder eine Kombination von Bindemitteln,
welche nach Wärmebehandlung aushärten.
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12. Verfahren nach Anspruch t i, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel
nach überschreiten einer Temperaturgrenze aushärtet.
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13. Verfahren nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bindemittel nach mehrmaliger Erwärmung auf einem Temperaturwert aushärtet.
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14. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffkörpern nach einem der
Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch eine Kombination von Bindemitteln, von denen
einzelne nach entsprechender Behandlung aushärten, andere jedoch ihre Plastizität
behalten und als Weichmacher dienen.
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15. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffkörpern nach einem der
Ansprüche i bis 3. gekennzeichnet durch eine derartige Nachbehandlung, daß sowohl
die innere Struktur des Faserstoffkörpers als auch eine Verbindung mit etwaigen
Fremdteilen in einem Zuge abbindet.
schichten können übliche Spaltfurniere
und andere Deckstoffe verwiendet werden. Mit Vorteil läßt si; h aber auch eine Oberflächenschicht
aus fehlst ge-
mahlenen Fasern, wie Holzmehl, Holzmull, Lederabrieb o. dgl.,
verwenden. Diese mehlartigen Stoffe werden zu diesem Zweck auf einen Trägerstoff,
z. B. auf eine Papierbahn, aufgestreut und mit dem Bindemittel besprüht; die so
gewonnene Folie wird auf den Faserstoffkörper aufgebracht und unter Wärmeeinwirkung
und Druck mit diesem verbunden, worauf der Trägerstoff, der in geeigneter Weise
imprägniert sein kann, wieder abgelöst werden kann. Mit solchen Oberflächenschichten
aus fein zerkleinerten Faserstoffen lassen sich eigenartige Farbwirkungen erzielen.
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Es ist auch möglich, in dem Faserstofflkörper für beliebige Zwecke
Hohlräume auszusparen. Hierzu werden vor dem Preßvorgang Kernstücke der gewünschten
Form in den Faserstoff gelegt, die in geeigneter Weise imprägniert sind, damit sich
der Faserstoff nicht mit ihnen verbindet. Aus dem gepreßten Körper werden die Kernstücke
sodann herausgezogen, so daß eine entsprechende Höhlung verbleibt. Als Imprägnierung
eignet sich Seife, Glycerin o. dgl.
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Fig. 4 zeigt zwei derartige Faserstoffplattetl 21 und 22, in denen
der Faserstoff noch lose gefügt ist. Zwischen beiden Platten ist ein zvlindrisches
Kernstück 23 und ein prismatisches Kernstück 24 eingelegt. Die Kernstücke können
aus Holz, Metall oder einem anderen druckbeständigen Material gebildet sein. Sie
sind durch Einreiben mit Seife, Glycerin o. dgl. gegen Angriff der begrenzt thermoplastischen
Bindemittel, finit welchen der Faserstoff benetzt ist. isoliert, so daß sie nach
dem Zusammenpressen aus der Faserstoffplatte herausgezogen werden können. Durch
das Zusammenpressen entsteht die Platte 25, in welche der Faserstoff dichter gefügt
ist als in den Platten 21 und 22. Die Platte 25 weist nach dem Herausziehen der
Kerne 23 und 24 entsprechende Höhlungen 26 und 27 auf. Derartige Aussparungen können
vern-endet werden, um Keile, Stifte oder Röhren aufzunehmen, mit denen nebeneinandergestellte
Faserstoffplatten aneinander befestigt werden, oder für andere Zwecke, wie z. B.
als Leitungskanäle.
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Mit den verformbaren Faserstoffkörpern können Teile aus beliebigem
Material verbunden werden. I?s ist ebenso möglich, Teile aus Vollholz wie solche
aus Metall mit dem Faserstoffkörper durch das in diesem enthaltene Bindemittel zusammenzubacken.
Sind diese Fremdteile besonderen Bcanspruchungcil unterworfen, dann werden sie zweckmäßig
zwischen zwei Faserstoffschichten eingelegt, so daß sie nach dem Zusammenpressen
von Faserstoff umhüllt sind.
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Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Faserstoffplatte sind Angeln
28 zur Befestigung eines Fensterflügels o. dgl. eingepreßt. Zu diesem Zweck werden
die Angeln 28 an der gewünschten Stelle auf die vorgeformte Platte aufgelegt. Sodann
wird ein Versteifungsrahmen 3o, der ebenfalls aus vorgeformtem Faserstoff gebildet
ist, aufgebracht. Hierbei können gleichzeitig Kernstücke 31 und 32 zut-Vorsehung
von Hohlnuten für die spätere Anbringung von Befestigungsteilen o. dgl. eingelegt
werden. Durch Zusammenpressen unter Einwirkung von Wärme wird sodann der Faserstoff
an den Stellen des Befestigungsrahmens verdichtet. Die Metallplatten 33 der Angehl
28 werden dadurch ganz von Faserstoff umgeben. Die Angeln 28 werden durch entsprechende
Anschläge in der Matrize der Preßform hierbei in der gewünschten Lage gehalten.
Die Platte besitzt durch die strebenförmig verlaufenden Teile erhöhter Dichte eine
große Festigkeit, so daß sie die an den Angeln zu befestig geraden Teile (Fenster,
Laden n. dgl.) sicher zu tragen vermag.
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Unter Einwirkung von Wärme und Druck können auch in den Faserstoffkörper
Vertiefungen gewünschter Größe eingeprel:)t werden. Hierdurch ist es in einfacher
Weise möglich, Behälter zur Aufbewahrung einzelner Gegenstände ztl schaffen, bei
denen der Aufbewahrungsplatz jedes Gegenstandes genau der Fortn clieses Cegetistandes
angcpaßt ist.
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Die verformbaren Bauelemente nach der Erfindung können in üblicher
Weise durch Sägen, Fräsen u. dgl. in ihrer ättl5eren Formgebung verändert werden.
Zum Beispiel werden für die Versteifung von Faserstoffplattcn einzelne Faserstoffstreifen
benötigt, die aus vorgeformten Platten herausgeschnitten sind. Alle bei derartigen
Zerkleinerungen auftretenden Abfälle könilen als Füllstoff bei der Formung verformbarer
Bauelemente nach der Erfindung wieder vertvendet werden, da sie ja selbst noch nicht
in den Endzustand übergeführt sind, in dem sie nicht mehr verformbar sind. Die Erfindung
ermöglicht dadttrc h eine restlose Verwertung allen Materials.
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Die Erfindung ermöglicht jede beliebige Formgebung, z. B. können auch
gitterartige Gebilde dadurch gewonnen werden, daß zu Streifen vorgeformte Faserstoffkörper
benetzt lverden und an den Kreuzungsstellen durch Einwirkung von Wärme und Druck
unter Verdi; httulg des Faserstoffes miteinander vereint werden.
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Eine besonders hohe Steifigkeit wird erzielt, wenn die als Versteifungsrippen
dienenden, aus vorgepreßten Fascrstoffplatten geschnittenen Streifen gegenüber der
ursprünglichen 1'rcliri; htung um 9o" gedreht angewendet werden. Nach dem Zusammenpressen
liegt dann an den Stellen erhöhter Dichte Faserstoff, dessen Fasern nicht nur in
einer Riz7htullg zusammengepreßt sind.
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Bis zu der Aushärtung des Faserstofkörpers durch geeignete Nachbehandlung
ist die Vereinigung mit allen beliebigen anderen Materialien. und jede beliebige
Formgebung möglich. Durch die Nachbehandlung bindet sowohl die innere Struktur des
Faserstoffkörpers als auch eine etwaige Verbindung mit Fremdteilen ab.
PATENTANSPRÜCHE:
t.
Faserstoffkörper als Bauelement, bestehend aus mit begrenzt thermoplastischen Bindemitteln
benetztem Faserstoff, so daß das Bauelement