DE2554212A1

DE2554212A1 - Verstaerkte formteile aus lignocellulose und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2554212A1
Application number: DE19752554212
Authority: DE
Inventors: Robert Dudley Flanders
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-02
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1976-08-12
Also published as: SE7513518L; US4127636A; CA1048391A; AU8719075A; JPS5182383A; US4058580A

Description

BLUMEiACH . WESER · BERGEN - KRÄMER ZVVIRNER . HIRSCH

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2554212

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraöe 43 Telefon (089) 833603/883604 Teiex 05-212 313 Postadresse Wiesbaden: Palentccmsult 62 Wiesbaden Sonr.enbergar Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-136237

iiobert JJualev i-landera

Verstärkte I-'orriteile aus Lignocellulcce und Verfahren ζ'ύ ihrer Hers tellur*,';

Die -vorliegende Erfiiiduii.g be tr i fit verstärkte Formteile .auß lignocellulose und das Verfahren zu ihrer Herstellung. Unter Icrm·- teilen v/erden im Rah-ien der "Jrfinaiuig inc"besonäere Brcti?L% Balken, blatten, Tafeln und ölinliche Bauteils verstan-f-en, "ie sie in Schreinereien, der Ilöcelinduötrie und im Bauwesen hergestellt und/oder verwendet v/srden. Sie Erfindung betrifft Verbesserung": bei der Herstellung von solchen Forniteilen b.v.s feinteiligar· LIg-nocellulose-IIaterial u?id klebenden Bindemitteln; inöbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, solche Formteile bereitste teilen, welche eine wesentlich größere Biegefestigkeit, Steifheit

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München: Kramer - Or.Wejer · Hiisch — Wiesbaden: Blumbech ■ Dr. Bergen · Zwirner

VMÜ Lectiinaigkeit ^ogon Absplittern aufweisen, ferner 3ef3.;tigurg^iittel wia etwa, liügel υηά 3chrai;b;:n benaor festhalten, als bislang bekannte Materialien.

Biylaiig sind Formteile au,·: KoIz und anderen lignooellulose-Teil·- cken 3ii3ai?ii/ien mit den entsprechenden Bindemitteln nur -£':_? begrenste Anwendungsgebiete hergestellt v.Orden, v^o im v/esentliche?! keine Anforderungen an die Biegefestigkeit auftraten, da die Zugfestigkeit und Steifheit von Pornteilen aus Holsteilchen wesentlich geringer ist, als die analogen 3igen3cha.ften τοπ gev;achaenena Hols, etwa in der Porn τοπ Balken, Bauholz oder sonstigen nutzholz; v/orauö eine sehr schlechte Beständigkeit gegenüber solchen .Siege.beanüpruchungen oder Biegebelaatungen resultiert;, vie sie normalerweise in Brettern, Balken, Platten oder Tafeln auftreten. Da den bekannten -Fornteilen aus feinteiligen Ilaterialien und Bindemitteln in der Regel ein fester Zusaniraenhalt der einzelnen Teilchen fehlt, ist darüberhinaus die Gefahr einer Splitterbildung ue: Schrauben oder Nägel herum, welche in den PorEiteilen befestigt v/erden,gro3, so daß solche Nägel oder Schrauben nur einer begrenzten Zugbeanspruchung ausgesetzt werden dürfen. - -

Die vorliegende Erfindung ist auf verstärkte Formteile aus Lignocellulose und das Verfahren zu ihrer Herstellung gerichtet ur.Ji überwindet die Schwierigkeiten und l-Iachtsile der bekannten Iro-

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ciukte insbesondere hinsichtlich der "-angelnden Biegefestigkeit und den Vermögen, eingelassene Hagel und Schrauben dauerhaft festzuhalten, und erlaubt die Bereitstellung verbesserter Forr.-teile auf einen einfachen, preiswerten Wege, in ο en die Forrutelle auf zv/ei unterschiedliche Weisen höchst wirksam verstärkt werden.

Zu der einen Forn der Verstärkung gehört eine Vielzahl von "kurzen" verstärkenden Tilden; im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen diese lcurzen Fäden eine Länge von etwa 6 bis 40 nw aufweisen; diese kurzen Fäden werden in willkürlicher Verteilung und Ausrichtung einheitlich mit den Lignocellulose-Teilchen und dem Bindemittel vermischt. Bei der Herstellung der Formteile werden diese lcurzen Fäden in das Gemisch aus Teilchen und Bindemittel eingebettet, bevor auf das Gemisch Druck ausgeübt wird; dadurch verden die Fäden in Verlauf der Aushärtung entlang ihrer gesamten Länge durch das Bindenittel mit den Lignoeellulose-Teilchen verbunden. Die lurzen Fäden bestehen vorzugsweise aus relativ preiswerten, länglichen Glas- oder Stahlfasern nix einer solchen Zugfestigkeit und Elastizität, welche die gleichen Eigenschaften des Gemisches aus Lignocellulose-Teilchen und Bindemittel weit übersteigen. Alternativ dazu kann als noch preiswerteres, karzes Verstärkungsmaterial zerkleinertes Metall, etv/a aus Blechdosen oder anderen Metallabfellen verwendet werden.

Dank der Verbindung der kurzen I;äden rait den zerkleinerten Teilchen erhalten die Produkte ein erhöhtes Maß an Biegefestigkeit

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und Steifheit in allen Richtungen, wobei das Ausmaß an Biegefestigkeit und Steifheit mit zunehmender Länge der Fäden zunimmt. Durch diese Art der Verfestigung wird auch die innere Festigkeit der Formteile stark erhöht, was dazu beiträgt, ein Zerbrechen der Formteile unter einer Druckbelastungzu verhindern. Darüberhinaus wird die bekannte Eigenschaft, nämlich daß kleine dünne Stücke aus den Formteilen absplittern, wenn Befestigungsmittel wie etwa Hagel oder Schrauben in das Formteil' eingetrieben werden, stark vermindert, womit ein merklicher Anstieg der Fähigkeit der Formteile verbunden ist, eingelassene Befestigungmittel auch unter Zugbeanspruchungen dauerhaft festzuhalten.

Zu den v/eiteren Weg der Verstärkung geliert eine Vielzahl von viel längeren, geraden, also ohne Schwingungen, Wellen oder Krümmungen von nennenswerter Amplitude und Anzahl, verstärkenden Fäden, welche ebenfalls eine höhere Festigkeit und Elastizität als das Gemisch aus Teilchen und Bindemittel aufweisen, und in dem Gemisch eingebettet und mit diesem verbunden sind, wobei diese langen Fäden in spezieller Weise ausgerichtet sind, nämlich parallel in einer oder in einer Vielzahl von vorgegebenen Riehtungen angeordnet sind, in denen eine Zugbeanspruchung erwartet werden kann und die Fäden im wesentlichen fortlaufend ύοπ einer seitlichen Oberfläche_ zur gegenüberliegenden Oberfläche der Formteile reichen. Da auch diese langen verstärkenden Fäden entlang ihrer gesamten, länge an die Lignocellulose-Teilchen gebunden sind, werden Zugbeanspruchungen des Gemisches aus Teilchen und Bindemittel auf die Fäden übertragen, welche vorzugsweise eine Ztigfestigkeit in der Größenordnung von wenigstens 70 leg/mm*" und

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eine Elastizität (Elastizitätsmodul) von wenigstens 1000 kg/ran oder mehr aufweisen, wodurch diese langen Fäden den Biege- und Zugbeanspruchungen, wie sie üblicherweise in Formteilen aus Bauoder Nutzholz auftreten, standhalten können. Damit die auf der hohen Zugfestigkeit und Elastizität der Fäden beruhenden Vorteile auch ausgenützt werden kennen, muß die Zugbeanspruchung, welche ansonsten zu einer Deformation und möglicherweise zum Auseinanderbrechen der Mischung aus Teilchen und Bindemittel führen würde, durch eine Art Scherbeanspruchung des Bindemittels in ihrer ganzen Länge auf die verstärkenden Fäden übertragen v/erden. Je langer die Fäden sind, um so kleiner ist die Scherbeanspruchung im Bindemittel bei einer gege-benen Belastung und um so größer ist der räumliche Bereich, auf den sich, die Scherbeanspruchung verteilt. Im Ergebnis heißt das, je länger die Fäden sind, um so größer ist die Fähigkeit des Bindemittels, die Biegebelastungen auf die Fäden zu übertiagen, ohne daß es zu einem Ablösen oder Abbröckeln des Bindemittels kommt. "Von gleicher Bedeutimg ist die durchgehende Länge der langen Fäden, um örtliche Deformationen und eine örtliche Anhäufung bzw. Konzentration von Zug- bzw. Druck- oder sonstigen Beanspruchungen zu vermeiden, welche ansonsten unter starken Belastungen zwischen benachbart ausgerichteten Fadenteilen auftreten könnten, wenn die Fäden nicht als endlose Fäden durch die Formteile hindurchreichen wurden, denn ansonsten würde an diesen Stellen der starken ■örtlichen Belastungen ein Auseinanderbrechen des Genisches aus Teilchen und Bindemittel auftreten.

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Weiterhin wurde festgestellt, daß ein v/eiterer wichtiger Faktor zur Beeinflussung der erzielbaren Festigkeit der Formteile darin besteht, daß die längen Fäden möglichst geradlinig ausgerichtet v/erden, denn je gerader die Fäden ausgerichtet sind, um so größer ist ihre Fähigkeit, Zugbeanspruchungen aufzunehmen. Sind die langen laden nicht weitgehend geradlinig ausgerichtet, dann bestellt die erste Auswirkung einer Zugbeanspruchung darin, daß die Fäden sich geradlinig ausrichten, wodurch die größeren Kräfte direkt auf das Teilchengemisch übertragen v/erden. Im Ergebnis machen somit diese "langen" verstärkenden Fäden wegen ihrer beträchtlichen Länge, geraxlen Ausrichtung und besonderen Orientierung in der Richtung der zu srwartenden Belastung die erfindungsgemäßen Formteile besonders geeignet für die Verwendung als Bretter, Balken, Platten, Tafeln, Säulen, mit einer 'Blende versehenen vandtafeln und v/eiteren ähnlichen Bauteilen, welche hohen Biegebelastungen standhalten müssen.

Die Verwendung der kurzen verstärkenden Fäden alleine ohne den zusätzlichen Eutzen der langen verstärkenden Fäden liefert Formteile mit verbesserter Zugfestigkeit und Steifheit und starker innerer Festigkeit bzw. innerem Zusammenhalt, so daß solche Formteile als verbesserter Ersatz für Platten, Tafeln und Schichten aus Sperrholz oder Furnierholz, als Ersatz für bestimmte Formteile aus Beton, gemusterte oder geprägte Teile für dekorative Zwecke, Hartfaserplatten, Möbelteile und andere Anwendungen ge-

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eignet sind, wo jeweils ein außerordentlich hohes Ausmaß an Beständigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen nicht erforderlich ist. Auf der anderen Seite v/erden "bei der Verwendung von allein den besonders orientierten, langen Fäden als einziges Verstärkungsmittel Formteile tait außerordentlich hoher Beständigkeit gegen Biegebeanspruchungen erhalten, Vielehe als Bauteile für zahlreiche konstruktive Zwecke wie oben angegeben, brauchbar sind, wo jedoch an die Fähigkeit, Befestigungsmittel wie Nägel oder Schrauben, auch unter starken Zugbeanspruchungen, dauerhaft festzuhalten und eine hohe Beständigkeit gegenüber Splitterbiidung oder Absplittern nicht gefordert wird. Dort wo keine kurzen Fäden verwendet werden, können trotzden zusätzlich zu den in v/es ent liehen parallel ausgerichteten langen Fäden recht-winklig dazu einige lange Fäden vorgesehen sein; dies ist insbesondere dort nützlich,wo auch mit auftretenden Druckkräften zu rechnen ist, welche ansonsten die parallel ausgerichteten langen Fäden auseinanderbrechen kennten. Aus obigen Darlegungen wird jedoch klar, daß eine Vereinigung dieser beiden Köglichkeiteii zur Verstärkung von Formteilen aus zerkleinerten, feinteiligen Holzteilchen und Bindemittel an ein und demselben Formteil allen auftretenden Beanspruchungen und Anforderungen genügt.

Darüberhinau3 ist festgestellt worden, daß die Anv/enduhg von Verfahren zur Formgebung in einer Form für die Herstellung von Formteilen von vorgegebener unregelmäßiger Form oder Oberfläche mit nicht-einheitlich verteilten langen verstärkenden Fäden, wel-

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-^as formteil iilnaUTCfrreichen, besonders Vorteile bringen kann, wenn die Verteilung &&T P&ö.en an. die jeweilige Porin des Pormteils angepaßt ist; auf diesen V$?8£ Ί;?ηηεη i'ornteile erhalten v/erden, die bei minimalem Gev;icht und ninitualen Gehalt an Lignccellulose-Töilchen und Bindemittel eine außerordentlich -große Beständigkeit gegenüber den in der Praxis auftretenden Druck-, Zug- oder sonstigen Beanspruchungen aufweisen. Insbesondere ist festgestellt worden, daß die Ausbildung solcher Formteile mit länglichen Vorsprüngen oder Auswölbungen, welche sich in der Richtung der zu erwartenden Beanspruchung über gewisse Teile der Oberfläche hinaus erstrecken, und eine Konzentrierung der langen, verstärkenden Fäden innerhalb und parallel zu diesen Vorsprüngen" zu Normteilen führt, v/elche sehr hohe Biegefestigkeit und Steifheit aufweisen, ohne da£ hierfür auch nur angenähert das gleiche Gewicht oder gleiche Eaterial gebrtucht würde, das für übliche !Formteile aus feinteiligem Katar.al bei wesentlich geringerer Festigkeit erforderlich ist. Zine besonders vorteilhafte Ausgestaltung von unregelmäßig geformten Normteilen dieser Art ist eine waffeiförmige Konfiguration oder Ausgestaltung, v/elche besonders für mit einer Blende versehenen Wandtafeln geeignet ist, wie sie insbesondere bei der Täfelung von Decken,

bei Wänden und beim Belegen von Fußböden"^3instiegklappen, Lukendekkeln und weiteren speziell gestalteten und ausgeformten Produkten brauchbar ist, für die bislang Sperrholz oder Formteile aus feinteiligen Katerial verwendet worden sind. Bei solchen waffeIfömig ausgestalteten Formteilen werden die langen Fäden innerhalb der

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Rippen zwischen den einzelnen "affeln konzentriert und in Iiängsriclrtung durch diese Rippen hin durchgeführt;. Sine weitere unregelmäßig geformte Ausgestaltung von Fornteilen, "bei welcher sich die Verwendung der langen verstärkenden Faden besonders vorteilhaft auswirkt, sind lange, balkenfcrmige Teile in der Porti eines Doppel-!, wobei die langen Fäden hauptsächlich im oberen und unteren Flansch des D.oppel-Ts konzentriert werden. Solch ein Formteil, oder weitere lange balkenförmige Teile mit rechteckige:;; Querschnitt, bei denen die langen, verstärkenden Elemente nahe den Oberflächen der Kanten angeordnet sind, sind außerordentlich geeignet als Ersatz für die üblichen Holzbalken. Dariiberhinaus kennen in einer Pom längliche Formteile von kreisförmigem oder rohrförmigen Querschnitt hergestellt werden, bei denen die langen Fäden in Längsrichtung rund um die Rohrwand angeordnet sind, wodurch ebenfalls eine gute Beständigkeit gegenüber Biegebos/nsprucliungen bei nininalem Gewicht und Materialbedarf erreicht wird; solche rohrfcrnigen Formkörper sind für-eins Vielzahl von Anwendungsfallen geeignet, wo die Achse oder Ausrichtung des Biegemoments variieren kann, "beispielsweise bei den "bekannten Telefonmasten, welche den aus beliebigen Richtungen zu erwartenden V/indkräften standhalten nüssen.

Je nach Wunsch können die langen verstärkenden Fäden vor der Aushärtung des Bindemittels vorgespannt v/erden oder nicht, was im wesentlichen von den vorgesehenen Anwendungen abhängt. Obwohl das. Bindemittel im allgemeinen die Lignocellulose-Teilchen mit den Fäden über deren gesamte Lunge verbindet und eine ausreichend feste Haftung für die meisten Anwendungsfälle bewirkt, kann ein

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vorheriges Überziehen der Fäden mit Bindemittel, oder einer Bindern.ttelkomponente, etwa, nit einen Härter, zweckmäßig sein, bevor die Fäden in der Mischung eingebettet v/erden; im Erge nis erhöht dieser Vorüberzug auf den Fäden-die Festigkeit dar Bindung, während gleichseitig die relativen Mengen \mä Kosten für das Bindemittel in den Gemisch aus Teilchen und Bindemittel verringert v/erden, weiche für ein geeignet zusammenhaltendes Produkt erforderlich sind.

lieben der Beschreibung und dan Patentansprüchen dienen auch drei Blatt Abbildungen rait den Fig. 1 bis S zur Erläuterung der Erfindung; im einzelnen zeigen

?ig. 1 in schematischer Darstellung ein Έ1 ießdiagra.nn eines typischen Verfahrens zur Herstellung totl erxindungogenäßen verstärkten Forinteilen;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Balken von regelmäßigen Querschnitt, welcher sowohl lange wie kurze verstärkende Fäden enthält;

Fig. 3 einen Balken von 'loppel-üü-fcrmigem Querschnitt, v/elcher sowohl kurze wie lange Fäden enthält, wobei die langen Fäden in oberen und unteren Flansch des Balkens konzentriert sind; .

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Fig. A einen Balken von regelmäßigen, rechteckigem •Querschnitt mit langen Fäden, jedoch ohne kurze laden;

Pig. 5 eine Draufsicht auf eine Wandtafel init waffeiförmiger Ausgestaltung auf einer Seite der Tafel, v;obei "besonders die spezielle Anordnung derüangen, verstärkenden Fäden' in Bezug auf das Waffelinuster angedeutet ist;

Pig. 6 einen Schnitt durch die \;affelförmige Wandtafel nach Fig. 5 entlang der linie 6-6 na.cn Fig. 5;

Fig. 7 eine Wandtafel von außerordentlicher 'festigkeit, vjobsi die vaf!eiförmigen Oberflächen von zv;ei verstärkten v/s-ffelfcrraigen Wandtafeln miteinander verklebt worden sind;

Fig. S einen Schnitt durch eine andere Ausführungsforn einer v/affelfc-rmigen W-andtafel mit einer schindelförmigen Oberfläche auf -einer Selbe der Tafel gegenüber der v/affeiförmigen Ausgestaltung, v/elche besonders als Dachoder Deckenplatte brauchbar ist; und

Fig. 9 ein Formteil mit kreisföz-migeni Querschnitt, daa aus zv;ei halbkreisförmigen Teilen besteht, welche miteinander verbunden-worden sind.

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Wie aus ilg. 1 schematisch hervorgeht, "besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der verstärkten Formteile darin, zerkleinerte, feinteilige Iiignocellulose-Teilchen mit einem geeigneten Bindemittel· zu verbinden, wobei gegebenenfalls gewisse übliche Zusätze, welche Plainmfestigkeit, Beständigkeit gegenüber feuchtigkeit oder Insekten gewährleisten, hinzugesetzt werden können; aus diesen Bestandteilen wird eine einheitliche Mischung hergestellt, und diese in Porin einer Schicht, einer" Lage oder Matte auf der Oberfläche eines Trägers, beispielsweise eines Tisches, einer Walze oder auf dem Boden einer Torrn abgesetzt. Zur Herstellung derjenigen Formteile,-welche kurze verstärkende Fäden enthalten, wird entweder die vorgesehene Menge an solchen kurzen Fäden mit den Teilchen, dem Bindemittel und den sonstigen Zusätzen vermischt und auf der Trägeroberfläche abgesetzt, oder die kurzen Fäden werden aus einer anderen Quelle gleichzeitig mit den restlichen Materialien auf der Trägeroberfläche abgesetzt, so daß in jedem Falle eine einheitliche Verteilung der kurzen Fäden innerhalb der Lage aus dem Gemisch gewährleistet ist. Die vorgesehene willkürliche Verteilung der kurzen Fäden innerhalb des Gemisches kann durch mechanisches Einarbeiten der Fäden in das Gemisch aus Teilchen, Bindemittel und Zusätzen erfolgen, bevor das fertige Gemisch auf der Trägeroberfläche abgesetzt wird, oder falls die kurzen Fäden aus einer getrennten Quelle gleichzeitig mit dem Absetzen der anderen Materialien zugeführt werden, kann diese willkürliche Verteilung durch eine Bewegung oder Verwirbelung der kurzen Fäden, beispielsweise

mit Luftstrahlen oder mechanischen Rühivorrichtungen, erfolgen. Als zusätzliche Verfahrensstufe ist es möglich, die Fäden vor dem Einarbeiten in das Gemisch mit einen Überzug axis Bindemittel, einer Bindomittelkomponente wie etwa dein Härter, zu überziehen, was vorzugsweise in flüssiger Pom erfolgt, beispielc"-;ei..e durch Aufsprühen des Vberzugs, durch Vermischen oder Eintauchen der Fäden in das flüssige Bindemittel oder dergleichen; nachdem die Fäden mit den Überzug versehen worden sind, v/erden sie anschließend in das Gemisch aus Teilchen, Bindemittel und Zusätzen.eingearbeitet.

Die verwendeten Lignocellulose-Teilchen bestehen vorzugsweise axis Holzteilchen, vie etwa Sägemehl, Rinde, Hobelspänen, Bohrsvjänen und sonstigen Holzabfällen, wobei es jedoch auch möglich ist, daß verschiedene Kombinationen von irgendwelchen faserförmigen Lignocellulose-Produkten verwendet v/erden. Das verwendete Bindemittel wird hauptsächlich aus irgendwelchen organischen Harzen oder Kunststoffen bestehen, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Pormteilen aus kleinen Teilchen, etwa zur Herstellung von Preßspanplatten oder dergleichen, verwendet werden; üblicherweise handelt es sich dabei um thermoplastische, v/ärmehärtende Kunststoffe oder auch Zwei-Komponenten-Bindemittel, wobei die einzige Anforderung im wesentlichen darin besteht, daß das Bindemittel die Lignocellulose-Teilchen dauerhaft mit den verwendeten verstärkenden iäden verbinden kann. Hierzu können auch

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andere Bindemittel, beispielsweise tierische oder pflanzliche Leime und andere IQebenittel geeignet sein, solange sie die Verbindung der Lignocellulose-Ioilehen mit den verstärkenden Fäden gewährleisten.

Die vorgesehenen, verstärkenden Jaden kennen aus irgendwelchen beliebigen, "verschiedenen I-Iaterialien bestehen, welche in eine lange, dünne Form gebracht werden können und eine wesentlich höhere Zugfestigkeit und Elastizität aufweisen, aJLs das G-smisch aus endgültig gebundenen. Teilchen und Bindemittel; die Zugfestigkeit der Fäden ist wesentlich" grcSer als die Zugfestigkeit der Teilchen und beträgt vorzugsweise mehr als 70 kg/mm . Dünne G-lasfasern oder Stahldrähte worden besonders bevorzugt, da sie gut an den Bindemitteln haften, preiswert su beschaffen sind und leicht auf die erforderliche Länge zurechtgeschnitten'werden können. Zu anderer, eiöglichen I-Iatarialien für die Fäden gehören zerkleinerte Metallabfälle, Cellulosefaser, wie-etwa-Igpn, oder synthetische organische Fasern, wie etwa Nylon, Polyester und ähnliche Fasern. Die Fäden können aus einzelnen,selbständigen Fasern bestehen, sogenannten Drähten, oder sie können aus einer Einheit aus miteinander verbundenen Fasern bestehen, welche etwa miteinander verwebt, verklebt oder gegenseitig umwickelt worden sind._ Im Rahmen dieser Beschreibung umfaßt das 7/ort "Faden" sowohl die einzelnen Fasern wie Einheiten aus miteinander verbundenen Fasern. ■

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TJn zu gewährleisten, daß sich das Bindemittel nicht unter entsprechender Scherbeanspruchung von den lüden ablest, sollten die Fäden ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von wenigstens 50 aufweisen. Für solche Fäden, die keinen runden Querschnitt besitzen, bezieht sich der "Durchmesser" im Verhältnis "Lange : Durchmesser" angenähert auf die Quadratwurzel über den Querschnitt des Fadens. Der Anteil an verstärkenden Fäden soll etv/a 5 bis 25 Vol.-'/j der noch nicht zusammengepreßten Mischung aus Lignocellulose-Teilchen, Bindemittal, Zusätzen und kurzen Fäden ausmachen, v/ob ei dieses Gemisch anfänglich in nicht-zusammengepreßtem Zustand auf der Trägeroberfläche abgesetzt wird. Besonders gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn der Anteil an kurzen verstärkenden Jaden ungefähr 15 Vol.-/j dieses Genisch.es ausmacht. Sin" solcher Anteil an kurzen Fäden gewährleistet, daß der Anteil an kurzen Fäden im zusammengepreßten 3"orr> teil etv/a 0 bis 55 Vol.-^ des Formteile ausmacht, was jev/eils vom Ausmaß der Zusainmenpressung im Verlauf der Herstellung des Formteils abhängt. Werden als verstärkende Fäden Glasfasern verwendet, so werden deren Oberflächen vorzugsweise konditioniert oder "vorbehandelt"; was nach üblichen Methoden erfolgen kann und gewährleistet, daß das Bindemittel noch fester an den Glasfasern haftet.

Eine besondere Eigenschaft der vorgesehenen I-Iischung aus Lignocellulose-Teilchen, Bindemittel und Zusätzen, innerhalb der die kurzen verstärkten Fasern verteilt sind, jedoch ohne vorherigen Bindemittelüberzug auf den Fäden, besteht darin, daß das Verhältnis von Bindemittelgehalt zu Teilchengehalt wesentlich größer ist

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als bei der üblichen Herstellung von derartigen. !Formteilen aus Teilchen. las bedeutet, wo für übliche Formteile dieses Verhältnis normalerweise 1 Gew.-Teil oder weniger Bindemittel auf 10 Gew.-Teile lignoeellulose-Teilchen beträgt, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gute Ergebnisse dann erhalten, wenn dieses Verhältnis etwa bei 2 bis 6 Gew.-Teilen Bindemittel auf 10 Gew.-Teile Teilchen liegt. Sin'solches Verhältnis gewährleistet die höchstwichtige festigkeit der Bindung zwischen den verstärkenden Fäden und den Teilchen, was den erhaltenen !Formteilen eine merklich höhere Zugfestigkeit verleiht und dadurch für diese Produkte zahlreiche neue Anwendungsncglichkeiten eröffnet.

^T.Venn die Päden jedoch mit einem Überzug aus Bindemittel oder einer Bindemittelkomponente versehen worden sind, bevor die !Fäden in dem Gemisch avis lignocellulose-Toilchen und Bindemittel verteilt oder darin eingebettet v/erden, dann wird es angestrebt, eine ausreichende !'!enge Bindemittel rund um die Riden zu konzentrieren, nämlich dort, v/o das Bindemittel gebraucht wird,·' ohne eine gleichhohe Bindemittelkonzentration- innerhalb der restlichen Mischung vorzusehen; dadurch v/erden die Kosten für unnötiges Bindemittel gesenkt und das Verhältnis des'Bindemittelgehalts zum Teilchengehalt auf angenähert den gleichen Bereich gesenkt, wie er für übliche !Formteile aus Teilchen gebräuchlich ist. Das vorherige Aufbringen eines solchen Überzugs dient auch'dazu, die Bruch-

; festigkeit der Bindung zwischen den Fäden und den Seuchen noch weiter zu erhöhen.

Nachdem das Gemisch auf der Trägeroberfläche des Tisches, der Walze oder der Form abgesetzt- worden ist, wird ein ausreichender Druck angewandt, gewöhnlich im Bereich von 28 bis 230 kg/cm , was vom Anwendungszweck und der Dichte des angestrebten Produkts abhängt, um das Volumen des Gemisches um ungefähr 40 bis 85/S zu vermindern. Anschließend, bevorzugt noch im.Verlauf der Druckeinwirkung, wird das Bindemittel zur Aushärtung gebracht, wodurch die lignocellulose-Teilchen aneinander und an die kurzen verstärkenden I'äden gebunden werden. Bei wärrnehärtenden Bindemitteln reicht hierzu eine Tonperatur von etwa 177 bis 220⁰C aus, wobei die Dauer der Erwärmung von der Dicke des zusammengepreßten Gemisches, und den entsprechenden Eigenschaften des Bindemittels abhängt. Bei thermoplastischen Bindemitteln wird solange auf solche Temperaturen erwärmt, damit das Bindemittel erweicht und anschließend beim Abkühlen aushärtet. Bei gewissen kalt-härtenden Bindemitteln oder katalytisch aushärtenden Bindemitteln ist die Anwendung von Wärme nicht erforderlich. V/o es erforderlich ist, kann die Erwärmung mit beliebigen möglichen und geeigneten Kitteln erfolgen.

Uachdem das Bindemittel ausgehärtet und das Produkt abgekühlt worden ist, wird das Produkt aus der P-orm oder vom Tisch, der

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Platte oder aus den "walzen entfernt und wenn notwendig, zu '- ; Stücken der vorgesehenen Form und GröiSe zurechtgesägt. Dort wo Formen verwendet werden, v/erden diese anschließend wieder zur Füllstation zurückgebracht.

Für die Herstellung von Formteilen mit außerordentlich hoher Zugfestigkeit, etwa für die Verwendung als konstruktive, selbsttragende Bauteile, Balken, mit Blenden versehene Vandtafeln und dergleichen, v/erden in die Schicht aus dem oben beschriebenen Gemisch lange verstärkende Fäden eingearbeitet, während sich das Gemisch in Form einer Schicht oder Lage auf der Trägeroberfläche befindet. Hierbei kann das Gemisch die einheitlich verteilten, willkürlich orientierton, kurzen verstärkenden Fäden enthalten oder nicht, v;as jeweils von den wesentlichen Eigenschaften des vorgesehenen ländprodukts abhängt. Die hauptsächlichen unterschiede -zwischen den langen und den kurzen verstärkenden Fasern werden nachstehend aufgeführt:

1. Die langen verstärkenden Fäden besitzen eine wesentlich größere Länge als die kurzen Fäden; werden diese in einem Produkt verwendet, das zusätzlich kurze Fäden enthält, so ist das Verhältnis länge : Durchmesser der langen

-Fäden vorzugsweise wenigstens 10 mal so gro£, wie das entsprechende Verhältnis der kurzen Fäden;

2. die längen Fäden werden in einer speziellen Orientierung parallel nebeneinander in einer vorgegebenen Richtung oder.

in mehreren vorgegebenen. Richtungen in Abhängigire it von der vorgesehenen Richtung (oder den vorgesehenen Richtungen) der zu erwartenden Zugspannung angeordnet, was im Gegensatz zu der willkürlichen Orientierung der kurzen Fäden steht;

3. die langen Fäden werden im wesentlichen geradlinig durch das Geniisch aus Teilchen und Bindeiaittel hindurchgeführt und swar durch das geεante fertige Formteil; demgegenüber ist für die lcurzen Fäden keine geradlinige Ausrichtung erforderlich und beim Zusammenpressen des Gemisches v/erden wenigstens einige der willkürlich orientierten kurzen Faden gekräuselt oder geknickt oder gefaltet;

4. obwohl die langen Paden innerhalb dec Gemisches und des fertigen Porste ils einheitlich verteilt sein kennen., werden diese langen Fäden vorzugsweise in solchen Bereichen konzentriert, wo sie am besten zu der erforderlichen Biegefestigkeit _%beitragen; für Fo:miteile mit. regelmäßigen Querschnitt werden diese langen Fäden daher vorzugsweise nahe den Oberflächen angeordnet und nicht im Kernbereich des Formteils; für die beste Beziehung zwischen Festigkeit und Gewicht e.ines solchen- Formteile wird es ferner angestrebt, die rormteile in länglichen Teilen mit unregelmäßigem Querschnitt zu formen und die Anordnung der langen

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Fäden in vorgegebener Meise in Abhängigkeit von dem unregelmäßigen Querschnitt vorzunehmen.

Das Einbetten der langen verstärkenden Fäden in das Gemisch aus Lignocellulose-Teilchen und Bindemittel kann auf zahlreichen verschiedenen liegen durchgeführt werden, so lange diese eine geeignete Orientierung, Festlegung und gerade Ausrichtung der langen Fäden gewährleisten. Eine praktische Methode besteht darin, das Gemisch auf der Trägeroberfläche der Form oder es Tisches oder der Walze jeweils in einzelnen Schichten aufeinander abzusetzen. Zwischen dem nachfolgenden Absetzen einzelner Schichten werden die langen verstärkenden Fäden in gerader Ausrichtung und angestrebter Orientierung auf der zuletzt aufgebrachten Schicht ausgelegt, Hierbei sollte die Länge der 'langen Fäden ausreichen, damit diese deutlich über die seitlichen Kanten des Gemisches in der jeweiligen vorgesehenen Richtung hina.usr£.gen; diese seitlichen Kanten entsprechen den Kanten · . für Länge und Breite im fertigen Formteil , das nach dem Zusammenpressen-der Lage oder Schicht erhalten wird. 'Um die Fähigkeit des Formteils, Zugspannungen auf die langen Fäden au übertragen, noch weiter zu verstärken, können die Fäden mit gewissen zusätzlichen seitlichen Auswerbungen oder Auslegungen ausgestattet werden, was beispielsweise durch Stauchung von Stahl fäden in gewissen', über ihre Iilmge verteilten, Abschnitten erfolgen kann.

Ein außerordentlich praktisches Verfahren zur Einführung der langen Fäden in das Gemisch besteht darin, die Fäden von parallel nebeneinander angeordneten Spulen abzuziehen und mechanische Schneidgeräte zu verwenden, welche die Fäden auf die vorgesehene Größe zurechtschneiden. Vienn es angestrebt wird, kann die parallele Ausrichtung der langen Fäden in der Form eines Gewebes erfolgen, welches automatisch die parallele räumliche Ausrichtung der langen Fäden gewährleistet. Wenn die Öffnungen in dem Gewebe ausreichend klein sind, dann kann die nachfolgende Schicht aus dem Gemisch, wenn es angestrebt wird, vom Gewebe gehalten bzw. getragen v/erden und diese beiden können gleichzeitig auf der vorher aufgebrachten Schicht aus den Gemisch aufgebracht werden. Sin Gewebe mit rechteckigen öffnungen ist besonders nützlich für die Herstellung solcher Formteile, v/o wegen der zu erwartenden Zugbeanspruchungen aus verschiedenen Richtungen eine Ausrichtung der langen verstärkenden Fäden in mehreren Richtungen, rechtwinklig zueinander, angestrebt wird; ein solches Gewebe mit rechteckigen Öffnungen kann ferner dort verwendet werden, wo keine kurzen verstärkenden Fäden vorgesehen werden und eine querverlaufejide Verbindung zwischen den parallel angeordneten langen Fäden angestrebt wird, um eine Aufspaltung der Fäden infolge Druckeinwirkungen zu verhindern.-

Nachdem die Schicht oder Lage aus dem Gemisch mit den eingebetteten langen verstärkenden Fäden bis zur vorgesehenen Dicke aufgebaut worden ist, wird diese Schicht ,oder Lage in einer Richtung, die stets senkrecht zu den langen Fäden verläuft, zusammengepreßt,

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wobei weiterhin die gerade Ausrichtung der langen Fäden soweit wie möglich aufrechterhalten bleibt. Auch nach den Zusamrienpressen sind daher die langen Fäden in den Formteil weitgehend geradlinig ausgerichtet, v.^ras in 3rgebnis keine nennenswerte Rettung der laden in Längsrichtung "bei der Anwendung von Zugspannung erlaubt, nachdem das Bindemittel ausgehärtet ist, wird das fertige Produkt aus der Form oder der Presse oder den Walzen entfernt und wie oben angegeben, verwendet oder zurechtgeschnitten.

Mit Fig. 2 wird ein längliches Formteil (10) von regulärem, rechteckigem Querschnitt erläutert, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit langen und kurzen verstärkenden Fäden hergestellt worden ist. Ein solches Formtail (10) ist besonders geeignet für die Verwendung alc Brett oder Diele von der Dicke "t", wobei die obere und untere Oberfläche (12 bzw. 14), die seitlichen Flächen (16) und die Stirnfront (18) jeweils eben ausgestaltet sind. Die kurzen verstärkenden Fäden (20) sind inner-

^in
halb des Forateils (iojY^/illkürlicher Anordnung und Orientierung einheitlich verteilt. Die langen verstärkenden Fäden (22) reichen in Längsrichtung durch das Formteil- und sind hierzu parallel zueinander angeordnet und reichen im wesentlichen fortlaufend von einer" Stirnfront zur an-deren Stirnfront (18). Die Ausrichtung der langen Fäden v/ird durch den Gesichtspunkt best-immt, daiB bei der Vervrendung des Formteils (io) als Brett oder Diele vertikale Belastungen auf seine obere Oberfläche (12) zu erwarten sind,

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bo daß di,e größten Biegebeanspruchimgen in Richtung dieser langen Fäden auftreten v/erden. Vorzugsweise sind die langen Fäden (22) in der ITähe der oberen und unteren Oberfläche (12) bzw. (14) des Brettes konzentriert. Dort wo das Brett im wesentlichen Belastungen auf seine obere Oberfläche (12) ausgesetzt wird, ergeben sich die größten Anforderungen an Zugfestigkeit und Steifheit nahe der unteren Oberfläche (14). Falls das Brett (io) umgedreht wird, so daß die Oberfläche (12) zur unteren Oberfläche wird, dann treten die größten Anforderungen an Zugfestigkeit und Steifheit in der Nähe der Oberfläche (12) auf. Palis lange F£dsn im Bereich des Kerns des Brettes angeordnet sind, richten sie dort keinen Schaden an, tragen jedoch nicht in besonderer V/eise zur Zugfestigkeit oder ■ Steifheit des Brsttes bei, da in Kern des Brettes nahezu keine oder lediglich nur geringe Zugbeanspruchungen auftreten.

Mit Fig. 3 wird ein länglichas Formteil (24) in der Form eines Balkens nit doppel-t-foriTiigera. Querschnitt erläutert, zxi dessen Herstellung sov/ohl kurze Fäden (20) wie lange Fäden (22) verwendet worden sind. Hin solches Formteil (24) ist hauptsächlich für die Verwendung als Balken vorgesehen, auf dessen obere Oberfläche (26) oder untere Oberfläche (2C) vertikale Kräfte einwirken werden, je nach Abhängigkeit, auf welchem ^Tiege der Balken . eingebaut und verwendet wird. In diesem Falle reichen die langen verstärkenden Fäden (22) in wesentlichen fortlaufend von Stirn-"

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front zu Stirnfront (50) des Formteils (24) und sind insbesondere in erhöhter Konzentration innerhalb der Auswölbungen (32, 32a) des Pormteils angeordnet und ferner innerhalb solcher Abschnitte, welche in senkrechter Richtung von den Vorsprüngen nach innen in die verbleibenden Abschnitte des Formteils reichen. Damit wird bewirkt, daß eine große Anzahl von langen verstärkenden Fäden in solchen Bereichen des Normteils nahe der oberen Oberfläche (26) und der unteren Oberfläche (28) angeordnet ist, und soweit wie möglich von der neutralen Biegeachse (31) des Balkens entfernt, denn bei einer Belastung des Balkens werden ■für die oberen und unteren Abschnitte die größten Zugbeanspruchungen und Defornationen erwartet, womit gleichzeitig der Anteil an Lignocellulose-Teilchen und Bindemittel in der Nähe der neu-tralen Achse, wo wenig oder keine Beanspruehungungen er v/artet werden, so gering wie möglich gehalten wird, wodurch sowohl das Gewicht-wie die Kosten für ein solches Formteil merklich gesenkt udd das Verhältnis von Festigkeit : Gewicht auf einen maximalen w'ert gebracht wird, '.."eil das Formteil (24) einen unregelmäßigen Querech-iitt aufweist, wird ein solches Formteil vorzugsweise in einer Torrn hergestellt, mit einer tragenden Bodenfläche mit zwei in 'Längsrichtung verlaufenden Vertiefungen ■ an beiden Längekanten, Vielehe i.n Ergebnis die länglichen Aucwclbu-iigen (32) des Pormteils ergeben. Für diese Form ist eine Abdeckplatte vorgesehen, welche oberhalb der VA ε cluing in die Form eingesetzt wird, und anschließend dann t da.3 G-eaicch susanr.engopreSt vrird, wobei diese Abdeckplatte ebsnirJ.ls ζτ-.'si in

Längsrichtung verlaufende Vertiefungen für die VorSprünge (32a) auf der anderen Seite des Pormteils aufweist. Züine geeignete Orientierung und Konzentrierung der langen Fäden (32) wird in Verlauf der Herstellung dieser Poriateilo vorzugsweise dadurch erreicht, daß das Gemisch aus Teilchen und Bindemittel in einzelnen Schichten innerhalb der I7orm abgesetzt wird, wie das oben beschrieben worden ist. Dementsprechend werden nacheinander Schichten axis dem Gemisch und Lagen aus langen Fäden innerhalb der ]?orm abgelegt, bis insgesamt das Gemisch die vorgesehene Hohe erreicht hat. Zum Schluß wird die an die unregelmäßige Oberfläche des vorgesehenen l^?ornteils angepaßte Abdeckplatte in die Porra eingesetzt und unter Druekanwendung das Genisch ausannengopreßt, das Bindemittel ausgehärtet und anschließend das verstärkte Pomteil aus der Porn entfernt.

Kit 5¹Ig. 4 wird ein länglicher Ballren von regelmäßigen rechteckigen Querschnitt erläutert, zu dessen Herstellung in das Ger.isch aus ieilchen und Bindemittel lediglich lange laden (22), jedoch keine kurzen Päden eingebettet '.'orden sind. Analog zu dem Pomteil nach S¹Ig. 3 ist auch der Baiken (33) für solche .Anwendungen vorgesehen, v;o. vertikale Kräfte auf die obere Oberfläche (33a) bzw. die untere Oberfläche (33b) einwirken, je nach Abhängigkeit des Einbaus dieses Balkens. Wiederum sind die langen verstärkenden Jaden im oberen und unteren Bereich des Balkens konzentriert, wo unter einer Belastung des Balkens die größten Zugbeansprucimn-

η $ a ? .ι / η ι a Ί

gen und Deformierungen erwartet v/erden. Da keine kurzen Päden vorgesehen sind, um die innere Festigkeit des Pormteils zu gewährleisten, wie das "bei den Normteil nach Fig. 3 der Fall ist, cind die langen Päden (22) in Querrichtung durch andere lange Fäden (22a) verbunden, v/elche im rechten Vinkel zu den Päden (22) verlaufen, so daß insgesamt ein Gewebe mit rechteckigen öffnungen gebildet wird. Damit wird erreicht, daß bei einer Zusaranenpressung des oberen Abschnitts des Pormteils infolge einer Belastung des Balkens bei einer gleichseitigen Ztigbeanspruchung des unteren Abschnitts die querverlaufenden Päden (22a) dazu beitragen,zu verhindern, da:2 der obere Abschnitt mangels entsprechenden Druckes in Querrichtung verbreitert wird. Alternativ ds.su könnte natürlich auch durch Verwendung der kurzen Pädon dieser Zweck'erreicht werden. Der Balken, (33) v/ird vorzugsweise' in einer Porm hergestellt, wobei einzelne 3chichten, wie bereits beschrieben, in der Porm abgesetzt werden, wobei, anfangs die untere Oberfläche (33b) und zum Schluß die obere Oberfläche (33a) abgesetzt wird, und anschließend auf die obere Oberfläche Druck ausgeübt wird. Die Vororientierung der Päden in der Porm eines Gewebes erleichtert die geeignete Orientiertmg der Päden im Verlauf der Herstellung dieses Pormteils.

Mit den Pig. 5 und 6 wird eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, in einer Porm hergestellten Pormteils (34) mit unregelmäßigem Querschnitt erläutert, das sowohl kurze-' wie lange verstärkende Päden enthält. In diesem Palle ist das

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Formteil hauptsächlich, zur Verwendung als Platte oder Tafel für j.fände, als Tafel zur täfelung von Decken, als fußboden-"belag und dergleichen vorgesehen, wo nomal er v/eise eine zusätzliche Blende auf der oberen Oberfläche (36) oder der unteren Oberfläche (38) des Formteils vorgesehen wirά. Da die Belastung mit einen Vorsatz oder einer solchen Blende zusätzliche Zugspannungen in mehr als einer seitlichen Richtung für das Formteil bringt, sind in-das Formteil (34) lange verstärkende DIemente (32) in parallelen Gruppen eingebettet, welche rechtwinklig zueinander verlaufen, so da£ das Formteil hohe Beständigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen in beiden Seitenrichtungen aufweist. Darüberhinaus sind die langen Fäden (22) wiederum vorzugsweise nahe der Oberfläche (36) bzw. (33) angeordnet, wo die größten Zugspannungen erwartet werden.-Schließlich sind zur Verminderung des Gewichts und der Kosten für die Vandtafel (34) und zur Ha^iiiiierung des Verhältnisses von Festigkeit : Gewicht eine Seite des Forrateils waffeiförmig ausgestaltet mit einer Vielzahl von länglichen Vor Sprüngen oder Ausweitungen (40), Vielehe in zwei parallelen Reihen angeordnet sind, die sich gegenseitig rechtwinklig schneiden, so daß quadratische Vertiefungen (42) zurückbleiben, die einheitlich über die Oberfläche (56) der Tafel (34) verteilt sind. Die langen verstärkenden lUden (22) sind hauptsächlich im Bereich der Vorsprünge (40) und in solchen. Abschnitten der Tafel verteilt, welche von diesen Vors^rvngen au-2 senkrecht nach innen in andere JSoroiclie dor Tafel reichen.

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Die'Konzentrierung der langen Fäden (22) innerhalb der Vorsprünge maximiert den Abstand zwischen den Fäden (22) und der neutralen Biegeachse (44) der Tafel, wodurch wiederum die Beständigkeit der Tafel g9gen Abbiegen besonders groß wird. Die Herstellung der v/a ff eiförmigen Tafel (34) kann im wesentlichen analog zu den vorher beschriebenen Formteilen erfolgen, wobei entweder der Boden oder die Abdeckplatte einer Form oder eines Preßtisches mit dem waffeiförmigen Muster ausgestattet ist. Die langen Fäden (22) v/erden in das restliche Gemisch eingearbeitet und ausgerichtet, während die schichtenförmige Lage aufgebaut wird, so daß sie in die Vertiefungen der v/affeiförmigen Platte kommen, welche schließlich die Yorsprünge (40) der waffeiförmigen Oberfläche ergeben. Zur Herstellung dieser speziellen Formteile kann auch vorteilhaft ein rechtliniges Gewebe aus langen Fäden (22) verwendet werden, dessen Fäden entsprechend zu dem. waff elf ömigon Küster angeordnet sind.

Kit Fig. 7 wird eine Platte (4β) erläutert, die speziell für besonders starke Belastungen vorgesehen ist, und aus zwei Tafeln (54) besteht, die mit einem geeigneten Bindemittel (48) im Bereich der waffeiförmigen Flächen aneinandergeklebt worden sind, lieben der Fähigkeit, besonders starken Kräften standzuhalten, etwa beim Anbringen von Blenden oder Vorsätzen, zeigen diese Formteile infolge der in den Vertiefungen (42) eingeschlossenen Luft ausgezeichnete loolationseigenschaften.

Mit Pig. 8 wird eine etwas modifizierte waffeiförmige ',vaiidtafel (50) erläutert, welche allein oder anhaftend an einer anderen Tafel (34) verwendet werden kann, deren obere Oberfläche (52) schindeiförmig ausgestaltet ist und üblichen/eise als ein einstückiger, Torgefertigter Ersatz für die aus mehreren Bestandteilen bestehenden üblichen Dachelemente verwendet v/erden kann, da dieses formteil bereits die schindel- oder ziegeiförmige Oberfläche, eine Dachabdeckung und sogar eine Dachisolierung aufweist. Zu möglichen Abänderungen der Ausführungsform nach !Fig. 7 gehören Formteile, welche anstelle des schindeIförnigen Musters (52) andere, gegebenenfalls an Putz erinnernde Oberflächenschichten aufweisen, so äa.2 diese als einstückige, vorgefertigte '»/and für Gebäude und dergleichen verwendet v/erden können. Solche vorgefertigten Formteile für. Gebäude v/erden vorzugsweise mit flannafestmachenden llitteln, Feuchtigkeit und Termiten abwehrenden I-Iitteln und ähnlichen Zusätzen im Verlauf der Herstellung solcher Forateile behandelt, wie das bereits erläutert worden ist.

Mit Fig. 9 wird schließlich eine andere Ausführungshorn eines Fornrteils (54) erläutert, das sowohl kurze und lange verstärkende Fäden enthält. In diesem Falle ist das Formteil (54) für die Verwendung als Balken vorgesehen, desGen Richtung der zu erwartenden Belastung und der IDbene, in der die Abbiegung erfolgen kann, variabel sein kennen. Das Formteil (54) v/eist rohrförmigen

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Querschnitt mit kreisförmigen Hantellinien auf, wozu aber auch ' ; andere !Formteile mit eliptischem, dreieckigem, rechteckigem und quadratischem Querschnitt gehören können, wobei die langen verstärkenden Fäden (22) fortlaufend von einer, zur anderen Stirnfront des Normteils reichen. Dank der rohrförmigen Ausgestaltung ergibt sich von selbst eine Konzentrierung der langen verstärkenden Fäden in Bereich der äußeren Oberflächen, v/o die größten Biegebeanspruchungen erwartet werden; eine solche Ausgestaltung erlaubt die Bereitstellung des Formteile mit minimalem Gewicht- und minimalen Kosten für das zu verwendende Material. Las formteil kann aus zwei Rohrhälften (54a und 54b) mit jeweils halbkreisförmigen Kantellinien hergestellt werden und anschließend, an den aufeinanc!erpassenden Oberflächen (56) mittels Klebemittel zusammengeklebt werden. Alternativ dazu kann das rohrförmige .Formteil (54) als einstückiges Element hergestellt v/erden, beispielsweise in einen Extruder,- um einen Kern herum oder in einer mehrteiligen Form mit einem entsprechenden Kern. Auch in diesem Falle erweist sich das Aufbringen einzelner Schichten und die Einarbeitung und Ausrichtung der langen verstärkenden Fäden in dem schichtenförmigen Gemisch als brauchbares Verfahren für die Herstellung des Fornteils.

Das folgende Beispiel dient zur Srläiiterung der Erfindung, ohne diese einzuschränken.

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Beispiel:

Iiignocellulose-Teilchen, nämlich Sägemehl von einer Douglastanne und Baumrinde, die bis zu einem feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 6^c/o getrocknet worden v;aren, wurden zusammen mit der erforderlichen Menge Bindemittel, nämlich einem Klebstoff auf Resorcinol-Phenol-Basis mit einem einbasischen phenolischen Härtemittel in einen mechanischen Rührer gebracht. Zu diesen Bestandteilen wurde weiterhin eine vorgesehene Menge an behandelten kurzen Fiberglas fäden mit einer Länge von ungefähr 12 rnin hinzugefügt, wobei jeder einzelne Faden aus einer Einheit von ungefähr 25 Glasfasern "bestand, die ihrerseits einen Durchmesser von ungefähr 25 p.m. aufwiesen. Das erhaltene Gemisch bestand ■ zu 60 Gew.-/ο aus Sägemehl und Rinde, zu 18 Gew.->o aus Bindemittel und zu 22 G-ew.-/o aus kurzen "äden. Bezogen auf das Volunen bestand dau Gemisch aus angenähert 0>4/3 Sägemehl und Rinde, ~yy> Binden! ttel und 15/3 kurzen Fäden. Diese Bestandteile wurden in einem .mechanischen Riüirer sorgfältig miteinander vermischt, bis das Gemisch einheitliche Konsistenz; aufwies, und anschließend in einzelnen Schichten in einer länglichen Form abgesetzt, wobei die Form für die Herstellung eines '3rette~ vorgesehen war und rsgelmä£.igen rechteckigen inneren Querschnitt aufwies. Die erste 3inz el schicht vrjirde auf dem Boden der 7orn ausgebreitet bin zu einer Hclie von ungefähr 12 bis 25 mm. Anschließend wurden auf diese Schicht lange Fiberglasfäden aufgelegt. Die Fäden bestanden aus dem gleichen Katerial wie die kurzen Fäden, v/i es en jedoch eine '

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solche Länge auf, daß sie ununterbrochen durch-die Länge der Form hindurchreichten; die Fäden vmrden in gerader Ausrichtung-Seite an Seite im Abstand parallel nebeneinander angeordnet auf der oberen Oberfläche der ersten Einzelschicht abgelegt, v/ob ei die Anzahl der Fäden von der vorgesehenen Festigkeit des Forrnkörpers abhing. Anschließend wurde eine- zweite Schicht dieser Mischung angenähert in einer Höhe von 12 bis 25 mn auf dieser ersten Lage von langen Fäden abgesetzt, anschließend auf dieser zweiten Schicht wiederum eine Lage langer Fäden aufgelegt und zwar in der gleichen Weise, wie die erste Lage langer Fäden. Darüber wurde anschließend in einer Höhe von 50 bis 75 ram eine dritte Schicht aus der Kischling aufgebracht, worauf erneut eine La-ge langer Fäden aufgebracht, wurde; anschließend wurde erneut in einer Höhe von 12 bis 25 nm: eine Schicht aus der Mischung-und weiterhin eine Lage.der langen Fäden aufgebracht; abschließend wurde erneut eine Schicht aus der Mischung in einer Hohe von 12 bis 25 inia aufgebracht. 3s wurde eine Abdeckplatte in die Form eingesetzt und anschließend in einer Heißpresse ein Druck von 28 kg/cm ausgeübt. Noch während der Druckeinwirlrung wurde die Form mit ihren Inhalt ausreichend erwärmt, um das Bindemittel auszuhärten; anschließend wurde die Form abgekühlt, geöffnet, auseinandergebaut und das Produkt aus der Form entfernt. Das erhaltene Produkt entsprach dem Balken (10) der Fig. 2. '

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Claims

BLUMBACH . WESER . BERGEM · KRÄMER

ZWIRNER · HIRSCH 25 54 2 1

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

Robert Dudley Flanders

Patentansprüche

( 1.) Verstärktes Formteil aus einen zusaiamengepre.Cten, gebundenen, einheitlichen Genisch aus zerkleinerten, feinteiligen Lignoeellulose-Seilc-hen und Bindemittel, dadurch .^ekennseichnet, daß in das Genisch eine Vielzahl von durchgehenden, endlosen, langen verstärkenden Fäden eingebettet ist, die langen verstärkenden Fäden eine solche Zugfestigkeit und Elastizität aufweisen, welche wesentlich größer als die Zugfestigkeit und Elastizität des gebundenen Gemisches ist, die langen verstärkenden Fäden weitgehend gerade ausgerichtet in einer vorgegebenen Richtung parallel und im seitlichen Abstand zueinander angeordnet sind, die langen verstärkenden Fäden eine ausreichende länge aufweisen, un durchgehend in der vorgegebenen Richtung von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite des Fcrmteils zu reichen, und die langen verstärkenden Fäden im wesentlichen

München: Kramer · Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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ifber ihre gesamte Länge über das Bindemittel an die Lignocellulose-2eilchen gebunden sind.
2. !Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiB das Formteil zusätzlich, eine Vielzahl von nicht-durchgehenden verstärkenden Paden in einheitlicher Verteilung enthält, welche wesentlich kurzer sind als die langen Fäden, nämlich eine Länge von etwa 6 bis 40 imn aufweisen und ferner eine solche Zugfestigkeit und Elastizität besitzen, welche wesentlich größer als die Zugfestigkeit und Elastizität der gebundenen Mischung ist, die kurzen verstärkenden Fäden 'in willkürlicher Orientierung einheitlich innerhalb des Gemisches verteilt und über das Bindemittel an die Lignocellulose-Teilchen gebunden sind.
3. Formteil nach Anspruch 2, dadurch ~okennzeich.net, da£ der Anteil an kurzen verstärkenden laden G bis 35 Vol.-^ des zusammengepreßten Gemisches ausmacht.
4. formteil nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen verstärkenden Fälen ein Verhältnis von Länge : Durchmesser von wenigstens 50 aufweisen. ■ ~ ■
5. Formteil nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dciH die langen verstärkenden Fäden ein solches Verhältnis Lä.nge: Durchmesser aufweisen, das wenigstens 10 mal grcf-er ist als das
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entsprechende Verhältnis der kurzen verstärkenden Fäden.

6. Formteil nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die langen verstärkenden Fäden im wesentlichen die gleiche Zugfestigkeit und die gleiche Elastizität v/i ο die kurzen" verstärkenden Fäden aufweisen.
7. Formteil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der langen Fäden unter einer Vorspannung innerhalb des Fornteils stehen, so lange das Formteil nicht belastet ist.
S. Formteil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ^ekennzeichnst, daß die langen verstärkenden Fäden nicht einheitlich innerhalb des Formteils verteilt sind, vielmehr verstärkt in Bereich der äußeren Oberflächen des Forateils konzentriert sind, als im Kernbereich des Fornteils.
9. Formteil nach den Ansprüchen 1 bis C, dadurch gekemize 1 c..met, daß wenigstens eine Oberfläche des Fornteils unregelmäßig gestaltet ist, wobei wenigstens e:'.ne längliche Auswclbung der Oberfläche vorgesehen ist, und wenigstens ein langex" verstärkender Faden innerhalb dieser Auswclbung eingebettet und in Längsrich- ■ tung (bez. auf die Auswclbung) ausgerichtet ist.

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10. Formteil nach Anspruch 9, dadurch rceicennseichne t, daß die langen verstärkenden Fäden in größerer Dichte in solchen· Bereichen des Formteile konzentriert sind, zu denen die Auswölbungen und v/eitere von den Ausweisungen senkrecht nach innen in das Formteil reichende Bereiche gehören, während die Konzentration an· .Fäden in anderen Bereichen als den Auswölbungen geringer ist.
11. Formteil nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur unregelmäßigen Oberfläche des Formteils eine Vielzahl von länglichen Auswölbungen gehört, welche parallel und im seitlichen Abstand zueinander angeordnet sind, und einer oder mehrere lange Fäden innerhalb jeder Ausv/ölbung angeordnet sind und in Längsrichtung (bez. auf die Auswölbung) ausgerichtet sind.
12. Formteil nach.Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur unregelmäßigen Oberfläche des Formteils zv.^rei längliche, im Abstand zueinander angeordnete Auswölbungen gehören, wobei der Abstand zwischen den Auswölbungen größer ist, als deren Breite.
13. Formteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Formteil zwei unregelmäßig geformte Oberflächen gehören, welche gegenüberliegende Seiten des Formteils bilden.

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14. Formteil nach Anspruch 11, dadurch ^kennzeichnet, daß die unregelmäßige Oberfläche waffslfemig ausgestaltet ist, wobei parallel angeordnete, längliche Auswclbungen einander unter einen Winkel kreuzen und wo entsprechend angeordnete Bündel von parallelen langen laden innerhalb der entsprechenden Aufwölbungen angeordnet sind, so da.O sich die Blindel dieser langen Fäden unter dem entsprechenden Winkel kreuzen.
15. Formteil nach Anspruch 14, dadurch gekeniizeiohnet_? da£ das Formteil die Form einer Wandtafel oder Wandplatte aufv;eist, mit einem waffelfcrniger. Muster aufeiner Seite und einer weitgehend flachen Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite.
16. !formteil nach Anspruch 1-1-, dadurch irokar.ngcichnet« dai? das Formteil die Torn einer Wandtafel oder Platte auf-.'eist, nit einem waffelföriiiigen !-luster auf einer Seite und einer ziegelförraig oder schindelfönnig geformten Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite.
17. Formteil nach ..Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daP/ das Formteil aus zwei Hälften mit jeweils vraffeiförmiger Oberfläche besteht, wobei die waffeiförmigen Oberflächen aufeinandergeklebt worden sind.
18. Formteil nach den Ansprüchen 1 bis 0, dadurch --cokennssichnet,

da.3 das ?on"teil atis einen länglichen Körper vcn rohrfcrnigen

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Querschnitt besteht, wobei die langen verstärkenden Fäden rund um die Rohrv:ände in Längs richtung des Körpers angeordnet sxnd.
19. Formteil nach den Ansprüchen 1 bis 0 , da dur c h ;-; e 1: e r.n gele hn et, daß das Formteil aus einem länglichen Körper in der Form einer Rohrhälftc mit halbkreisförmigen I'Iantellinisn besteht, wobei die langen verstärkenden Fäden rund um die-Rohrwand in Längsrichtung des Körpers angeordnet sind.
20. Formteil nach Anspruch 19, dadurch ^ekennse ichnet, daß das Formteil aus zwei Hälften in der Form von Rohrhälften mit ha7Lbkreisfcrnigen 1-Iantellinien besteht und diese beiden Hälften miteinander verbunden sind, so daß ein länglicher Körper von rohrförmigen Querschnitt erhalten wird.
21. Fornteil nach den Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzoichnet, daß die langen laden auf" ihren Oberflächen seitliche Vorspränge oder Auslegungen aufweisen, welche die Festigkeit der Bindung zwischen den langen Fäden und den Lignocellulose-Teilchen verstärken.
22. Verfahren zur Herstellung verstärkter Formteile nach Anspruch 1 aus einen Gemisch aus zerkleinerten, feinteiligen ligziacellulose-Teilchen-und einem klebenden Bindemittel, g e I-ce nn ζ s i chn3t , durch die folgenden. Verfahrensstufen:

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a) Die lägnocellulose-Teilchen und dar;, Bindemittel v/erdeii in !Torn eines einheitlichen Geniaches auf einer seitlichen Oberfläche eines !Trägers in der Pona abgesetzt, daß eine Schicht mit seitlichen Kanten gebildet vrird;

"b) in das Gemisch wird eine Vielzahl von langen verstärkenden rüden eingebettet, deren Zugfestigkeit vjid Elastizität v.^resentlich großer ist als die Zugfestigkeit und !elastizität der Lignocellulose-Teilchen, v,*obei die langen verstärkenden Fäden gleichseitig in "besonderer './eise ausgerichtet v/erden, und z\;ar v;eitgeiiend gerade in einer vorgegebenen seitlichen Hi catling para.llel und in seitlichen Abstand zueinander, '.;obei die laugen verstärkenden rViClen eine ausreichende LängG aufvreisen, damit sie durchgehend in der vorgegebenen Richtung von einer seitlichen Kante zur gegenüberliegenden seitlichen Kante der Schicht reichen;

c) das Gemisch durch Anwendung einer zusaicnendrückenden Kraft senkrecht zur ir'ngsrichtung der langen Fäden in der \7eise zusammengepreßt v;ird, da3 die gerade Ausrichtung der Fäden erhalten bleibt; und

d) ira Verlauf der Druckeinwirlrung das Bindemittel ausgehärtet vrird, vrodurch die einzelnen Lignocellulose-üleilchen nit einander verbunden und. ferner i:- v/es entliehen über die

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gesamte iiänge der längen verstärkenden Päden an diese gebunden wird, so daß. im Ergebnis ein verstärktes !Formteil erhalten wird.
23. Verfahren nach Anspruch. 22, dadurch gekennzeichnet _t daß eine zusätzliche Verfahrensstufe vorgesehen ist, v/o die langen verstärkenden Fäden vor dem Einbringen in das Gemisch r:it einem Überzug aus den Bindemittel versehen v/erden.
24. Verfahren nach den Ansprüchen 21 und 22, daclurch gekennzeichnet, daß die langen Päden vor der Aushärtung des Bindemittels unter Zugspannung gebracht werden und so lange unter dieser Zugspannung gehalten werden, bis das Bindemittel ausgehärtet ist.
25. Verfahren nach den Ansprüchen 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Verfahrensstiife b), nämlich dem Einbetten der !Fäden in das G-emisch, die Päden verstärkt in den Bereichen nahe der äußeren Oberfläche des Gemisches konzentriert..v/erden, als in Kernbereich des Gemisches.
26. Verfahren nach, den Ansprüchen 22 bis 25, dadurch ftekennz eiohne t, daß im Verlauf der Verfahrensstufe a) das Gemisch in eine !Form eingebracht wird, welche eine tragende Oberfläche aufweist, und die !Form ferner eine vorgegebene innere Ausgestaltung besitzt, welche Porm und Größe des herzustellenden Normteils bestimmt, und im Verlauf der Verfahrensstufe c) das Gemisch in dieser Porm

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zusammengepreßt wird.
27. Verfahren nach, den Ansprüchen 22 "bis 26, dadurch <xelzermz ei ohnet, daß das Gemisch in eine Form mit unregelmäßiger innerer Oberfläche eingebracht wird, wobei diese Oberfläche wenigstens eine durchgehende längliche Vertiefung aufweist, so daß sich ein Teil des Gemisches innerhalb diese:: Vertiefung befindet, und anschließend-im Verlauf der Verfahrensstufe b) wenigstens ein langer Faden innerhalb dieser Vertiefung in das Geraisch eingebettet wird, und der Jaden dort in Längsrichtung der Vertiefung au.3gerichtet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 27 > dadurch "ehennzeichnet, daß ir· Verlauf der Verfahrensstufe b), nämlich der Einbettung dies= Fäden in größerer Dichte in solchen Bereichen des Genisches konzentriert werden, welche innerhalb der Vertiefung und von dort senkrecht nach innen in das Formteil reichen, während in anderen Bereichen des Genisches außerhalb dieser Vertiefung eine geringere Konzentration an langen laden vorgesehen vrird.
29. Verfahren nach Anspruch 271 dadurch Kekennzeichnot, da... die unr-3gelnä5ig geformte überfiele ie der Formwand eine Vielzahl von länglichen Vertiefungen aufweist, welche parallel und im seitlichen Abstand zueinander angeordnet sind, und im Verlauf der Verfahrensstufe b), nämlich der Einbettung einer oder mehrere

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-ta-

lange Fäden in er.tsprechende Bereiche des Gemisches, welche

eingebettet werden,

jeweils innerhalb der Vertiefungen liegen/ uua die x-äden in Längsrichtung dieser Vertiefungen ausgerichtet werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, da£ die tuiregelnäßig geformte Oberfläche der Fora im seitlichen Abstand zueinander zwei längliche Vertiefungen auf v/eist, wobei der Abstand zwischen den Vertiefungen größer ist als deren Breite.
31. Verfahren nach Anspruch 29, dac.tirch g;ekonngeichnet, daß die unregelmäßig geformte Oberfläche der UOrKi wafielfömig gestaltet ist, i-iit einer Heihe von parallelen, länglichen Vertiefungen, weiche eine andere Reilie von parallelen länglichen Vertiefungen im Winkel kreuzen , und in diese parallelen länglichen Vertiefungen" Bündel von parallel ausgerichteten langen Fäden eingelegt werden, so daß sich auch die langen Päden unter den entsprechenden Winkel kreuzen.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daS eine innere Oberfläche der .Form waffeiförmig ausgestaltet ist und die gegenüberliegende innere Oberfläche der Form eine schindeIfcrinig oder ziegelföraiig "gestaltete Oberfläche aufweist.
33. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende Oberfläche der. Form eine in Längsrichtung verlaufende,

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; bogenförmige Aushöhlung aufweist und im Verlauf der Verfahrensstufe b) die langen Fäden in Längsrichtung in dieser bogenfcrmigen Aushöhlung ausgerichtet v/erden.
34. Verfahren nach ö.en Ansprüchen 22 Ms 33, dadurch -■^kennzeichnet, daS im Verlauf der Verfahrens stufen a) und ti) das

ι ——————

einheitliche Gemisch und die langen verstärkenden Päden abwechselnd nacheinander auf der tragenden Oberfläche bzw. aufeinander abgesetzt werden, bis die Schicht eine -vorgegebene Dicke erreicht hat, wobei die Faden innerhalb der Schichtdicke eingebettet sind.
35. Verfahren nach den Ansprüchen 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verfahrens stufe c), nämlich dem Zusammenpressen in das Gemisch eine Vielzahl von kurzen, nicht-durchgehenden verstärkenden laden eingearbeitet ';/ird, welche wesentlich kurzer sind als die langen Pi.den, nänlich eine Länge von etwa 6 bis 4-0 na aufweisen mit einer Zugfestigkeit und einer Elastizität, welche v/asentlich größer ist als die Zugfestigkeit der Lignocellulose-Teilchen, v/ob ei diese kurzen laden einheitlich in willkürlicher räumlicher Ausrichtung in dem Gemisch verteilt werden und im Verlauf der Verfahrensstufe b) durch das Aushärten des Bindemittels die kurzen verstärkenden Fäden mit ■

den Lignocellulose-Teilchen verbunden v/erden.

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36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet« daß eine zusätzliche Verfahrensstufe vorgesehen ist, in deren Verlauf die kurzen verstärkenden I^?äden vor dein Einbringen in das Geraisch nit einem Überzug -aus dem Bindemittel versehen v/erden.
37. Verfahren nach den Ansprüchen 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, da5 in Verlauf der Verfahrensstufe a) die kurzen verstärkenden J'äden aus einer getrennten Quelle auf die Oberfläche des Trägers zugeführt werden, während gleichzeitig aas Gemisch aus Lignocellulose-Seilchen und Bindemittel aus einer zweiten getrennten Quelle auf der tragenden Oberfläche abgesetzt v.⁷ir&, so da.'' eine einheitliche Verteilung dieser kurzen Fäden in dem Gemisch erreicht wird und die kurzen verstärkenden Fäden in der ",/eise bewegt werden, so daß die vorgesehene willkürliche räumliche Orientierung dieser Fäden iri dem Gemisch gewährleistet wird·

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