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DE60121270T2 - Mehrschichtiges Produkt, dessen Verwendung zur Herstellung leichter, schallisolierender, selbsttragender Artikel und daraus hergestellte Artikel - Google Patents

Mehrschichtiges Produkt, dessen Verwendung zur Herstellung leichter, schallisolierender, selbsttragender Artikel und daraus hergestellte Artikel Download PDF

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DE60121270T2
DE60121270T2 DE60121270T DE60121270T DE60121270T2 DE 60121270 T2 DE60121270 T2 DE 60121270T2 DE 60121270 T DE60121270 T DE 60121270T DE 60121270 T DE60121270 T DE 60121270T DE 60121270 T2 DE60121270 T2 DE 60121270T2
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DE
Germany
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layer
layers
semi
multilayer product
Prior art date
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DE60121270T
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Giuseppe Di Sante
Patrizio D'ambrosio
Mario Biggio
Guerino Di Sante
Claudio Sfredda
Cesare Di Domenico
Gabriella Giovannelli
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Industrialesud SpA
Original Assignee
Industrialesud SpA
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Produkt, das "Multipur" genannt wird, seine Verwendung zur Herstellung leichter, geräuschdämmender, selbsttragender Artikel und die mit dem mehrschichtigen Produkt erhaltenen Artikel.
  • Eine typische Anwendung für das erfindungsgemäße mehrschichtige Produkt stellen alle Verkleidungs- und Einbauelemente für Fahrzeuginnenräume dar, wie zum Beispiel eine selbsttragende Verkleidung für das Fahrgastzellendach oder einfach die Fahrgastzelle, die Türverkleidungen, die Hutablage, Kofferraum- oder Heckklappentürverkleidungen, Türpfostenabdeckungen, Sonnenblenden und allgemein alle Verkleidungs- und Einbauelemente für Fahrzeuginnenräume, für die gewisse Voraussetzungen erfüllt sein müssen, wie etwa geringes Gewicht, selbsttragende Eigenschaften (d.h. die Fähigkeit das eigene Gewicht zu tragen, ohne Tragstrukturen zu benötigen), Geräuschdämmung und/oder Flexibilität.
  • Leichte Materialien zur Herstellung von Artikeln, insbesondere von Verkleidungs- und Einbauelementen für Fahrzeuginnenräume, mittels eines Heiß-Formverfahrens sind in der Literatur bekannt. Ein bekanntes, leichtes und formbares Material für den obigen Gebrauch besteht zum Beispiel aus einem "Sandwich-"Produkt, das eine Schicht aus Polyurethan umfasst, die zwischen zwei Schichten aus Glasfaser und/oder Naturfaser eingefügt ist, welche mit Polyurethanharz imprägniert sind, wobei die zwei Schichten aus Glasfaser und Harz, die auch als "Matte" bezeichnet werden, mit der aus Polyurethan bestehenden Mittelschicht durchgehend verbunden sind. Außerhalb der Schicht aus Glasfaser und/oder Naturfaser und Harz können auch andere Schichten aus leichten Materialen vorhanden sein, etwa Leim oder ein anderes Gewebe, wobei die solchermaßen erhaltene sandwichförmige Lage anschließend heißgeformt wird, um das gewünschte Element zu erhalten.
  • Insbesondere wird die mit auf Wärme reagierendem Polyurethanharz getränkte Glasfaser und/oder Naturfaser durchgehend mit beiden Oberflächen der Polyurethanschicht verbunden, was die Bildung eines so genannten Sandwichs bewirkt.
  • Das so erhaltene Sandwich, das wahlweise auch mit anderen Schichten aus leichtem Gewebe und/oder anderen Materialien verbunden werden kann, wird zu den Heiß-Formwerkzeugen befördert, wo der gewünschte Artikel hergestellt wird.
  • Das derart erhaltene Produkt zeigt, obgleich es gute Eigenschaften hinsichtlich geringen Gewichts, Selbsttragfähigkeit und Geräuschdämmung aufweist, eine Gleichförmigkeit der Eigenschaften. Das bedeutet, dass die der Heiß-Formbehandlung unterzogene Struktur an jeder Stelle analoge Eigenschaften im Hinblick auf geringes Gewicht, Geräuschdämmung und Selbsttragfähigkeit besitzt.
  • Dies führt zu einer unzulänglichen Anpassbarkeit innerhalb des Fahrzeugs, wo starrere Bereiche mit minimaler Dicke und weniger starre Bereiche mit beliebiger Dicke benötigt werden. Darüber hinaus gibt es Bereiche, in denen eine Geräuschdämmung besonders dringend erforderlich ist, und Bereiche, in denen diese Eigenschaft weniger erwünscht ist.
  • US-A-5,089,328 offenbart leichte Platten mit einem Kern, die eine kernbildende Schaumstoffschicht, eine zweite mittlere Schaumstoffschicht und eine dritte Schaumstoffabdeckrückenschicht kombiniert mit einer Abdeckfolie umfassen, wobei jede Schaumstoffschicht aus einem flexiblen offenzelligen Polyurethanschaumstoff besteht, der mit einem durch Wärme aktivierbaren Härtungsmittel imprägniert ist, das die Zellwände des Schaumstoffs überzieht.
  • Des Weiteren wünschen die Automobilhersteller, angesichts der verbesserten Liefertechniken, dass die die gelieferten, bereits vorab zusammengebauten Produkte zusätzliche Bauelemente aufweisen, wie etwa Griffe, Sonnenblenden, Lichtblenden, etc., wobei traditionelle Produkte, die mittels in der Literatur bekannter Verfahren hergestellt wurden, unter diesen Umständen infolge ihrer begrenzten mechanischen Festigkeit erhebliche Probleme durch Bewegungsbruch haben.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Produkt zu finden, das es ermöglicht, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere einen Artikel zu erhalten, in dem sowohl äußerst steife Bereiche als auch Bereiche vorhanden sind, die noch flexibel sind.
  • Die Anmelderin hat überraschenderweise herausgefunden, dass es durch Verwendung einer bestimmten Art von mehrschichtigem Produkt möglich ist, Elemente mit Bereichen herzustellen, die unterschiedliche physikochemische Eigenschaften besitzen.
  • Bei einer Fahrgastzelle beispielsweise ermöglicht das erfindungsgemäße mehrschichtige Produkt die Herstellung eines Artikels, bei dem die Seitenteile flexibel sind und das Entfalten von Seiten-Airbags ermöglichen, die sich zwischen dem Dach und der Verkleidung der Fahrgastzelle befinden, während der Mittelteil extrem steif ist und die Anordnung von Lichtblenden, Schaltern, Sonnenblenden, etc. ermöglicht.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft daher ein mehrschichtiges Produkt, das ein erstes Element umfasst, das aus einer Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers (A) besteht, die auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus Polyurethanharz (B) verbunden und zwischen zwei Schichten aus Glasfaser und/oder Naturfaser (C) eingefügt ist, die mit der Mittelschicht (B) (A) (B) durchgehend verbunden sind, wobei das erste Element dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit mindestens einem zweiten Element verbunden ist, das eine Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers (A) aufweist, die auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus Polyurethanharz (B) verbunden ist, wobei das zweite Element wiederum mit einer weiteren Schicht aus Glasfaser und/oder Naturfaser (C) verbunden ist.
  • Das erfindungsgemäße mehrschichtige Produkt hat eine (B) (A) (B) (C) (B) (A) (B) Struktur, wobei A, B und C die oben definierten Bedeutungen haben und wobei andere Elemente, bestehend aus den Schichten (A), (B) und (C), zu den Außenseiten dieser Struktur in der oben spezifizierten abwechselnden Reihenfolge und/oder einer anderen Reihenfolge hinzugefügt werden können.
  • Insbesondere kann bei dem derart erhaltenen mehrschichtigen Produkt, das schwammartige, halbstarre Polymer, aus Polyurethan, Polystyren und Polyester ausgewählt werden.
  • Das schwammartige, halbstarre Polymer ist vorzugsweise Polyurethan.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein Polyurethan, das durch die Reaktion zwischen einem Polyol und Isocyanat erhalten wird und eine Dichte von zwischen 20 und 40 kg/m3 hat.
  • Das Polymer, das die Schicht (A) bildet, kann in allen (A) Schichten dasselbe Polymer sein, oder jede (A) Schicht kann mit einem Polymer hergestellt werden, das unterschiedliche Dichten und unterschiedliche Dicken hat.
  • Die Glasfaser kann auch durch eine andere Naturfaser, wie etwa Jute, Sisal, Kokosfaser oder andere äquivalente Materialien, ersetzt werden.
  • Die Struktur des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts (C) (B) (A) (B) (C) (B) (A) (B) (C) umfasst das Verbinden von Schichten leichter Gewebe und/oder Abdeckvliese (D) mit den zwei Außenseiten der verbundenen Elemente, wodurch sich ein Produkt mit der folgenden Struktur ergibt: (D) (C) (B) (A) (B) (C) (B) (A) (B) (C) (D).
  • Das so erhaltene mehrschichtige Produkt kann außerdem das Aufbringen von Verkleidungsstoff, Schichten aus Antivibrationsmaterial, etc. auf beide Seiten des Sandwichs, das heißt der bereits verbundenen Elemente, oder nur auf eine dieser Seiten, umfassen.
  • Die Dicke der Schicht (A) kann zwischen 4 und 18 mm und vorzugsweise zwischen 5 und 7 mm variieren.
  • Besonders bevorzugt ist die Dicke der Schicht (A) gleich 6 mm.
  • Die Schichten schwammartigen, halbstarren Polymers (A), die in dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkt vorhanden sind, können dieselbe Dicke oder unterschiedliche Dicken haben.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts zur Herstellung leichter, selbsttragender, geräuschdämmender Artikel.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem leichte, selbsttragende, geräuschdämmende Artikel, die durch Heiß-Formen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts erhalten werden.
  • Insbesondere handelt es sich bei diesen Artikeln um Verkleidungs- und Einbauelemente für Fahrzeuginnenräume.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bearbeiten des mehrschichtigen Produkts, wobei das Verfahren durch die Anwendung verschiedener Druckkonzentrationen in unterschiedlichen Bereichen des mehrschichtigen Produkts gekennzeichnet ist, wodurch Bereiche mit unterschiedlicher Druckfestigkeit, Flexibilität und geräuschdämmenden Eigenschaften erhalten werden.
  • Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts liegt darin, dass es die Herstellung von Artikeln, insbesondere aller Verkleidungs- und Einbauelemente für Fahrzeuginnenräume, mit unterschiedlichen Flexibilitäts- und Biegefestigkeitseigenschaften in Abhängigkeit der verschiedenen Bereiche des Endprodukts ermöglicht.
  • Die Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts gehen aus der nachfolgenden detaillierten und veranschaulichenden Beschreibung genauer hervor, die sich auf die folgenden Figuren bezieht.
  • Beschreibung der beigefügten Figuren:
  • 1 stellt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Produkts gemäß dem Stand der Technik dar.
  • 2 stellt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts dar.
  • 3, 4 und 5 stellen jeweils eine Schnittansicht weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts dar.
  • Genauer bezeichnet 1 in 1 die Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers (A), die zwischen je zwei Schichten aus Harz 2 und 2' (B) und Glasfaser 3 und 3' (C) eingefügt ist. 4 und 4' bezeichnen die Schichten aus leichtem Gewebe oder Vlies (D), während 5 die Leimschicht (E) und 6 das Verkleidungsmaterial (F) bezeichnet.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts, in dem die Schichten, die die mehrschichtige Struktur bilden, wie folgt sind: 7 ist das externe Verkleidungsmaterial (F), 8 stellt den Leim (E) dar, 9 und 9' sind die zwei Schichten aus leichtem Gewebe oder Vlies (D), 10, 10' und 10'' stellen die Schichten aus Glasfaser oder Jute (C) dar, 11, 11' 11'' und 11''' zeigen die Harzschichten (B) und 12 und 12' stellen die Schichten aus Polyurethan (A) dar.
  • Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der folgende Arbeitsablauf angewandt: das Polyurethan, das die Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers des mehrschichtigen Produkts bildet, wird in einem ersten Schritt hergestellt. Die Polyurethanlagen werden dann zu einer Anlage befördert, wo die Polyurethanlage mit einer ersten Schicht aus duroplastischem Polyurethanharz verbunden wird, wobei anschließend die auf Glas- und/oder Naturfaser basierende Verstärkungsfaser aufgebracht wird. Diese Verbindung mit einer Glasfaser- und/oder Naturfaser-/Harz-/Polyurethanlage-Schicht wird auf beiden Seiten, der Ober- und Unterseite, der Polyurethanlage durchgeführt. Eine Harzschicht wird dann auf eine zweite Polyurethanlage aufgebracht, die anschließend auf der Ober- oder Unterseite des vorstehend beschriebenen des Stapels aufgebracht wird. Eine neue Glasfaser- und/oder Naturfaserschicht wird anschließend auf die freie Seite des Stapels aufgebracht.
  • Das Aufbringen eines zweiten Elements kann mehrmals wiederholt werden, abhängig von der Anzahl der im Endprodukt erforderlichen Schichten, indem eine oder mehrere Lagen oder Elemente eingefügt werden, die gemäß den 4 und 5 strukturiert sind.
  • Insbesondere stellt 4 eine Lage oder ein Element mit doppelter Verstärkung dar, d.h. eine Lage, die das Vorhandensein der Verstärkungsfaserschicht (C) auf beiden Seiten des Elements (B) (A) (B) umfasst. 5 andererseits stellt eine Lage oder ein Element mit einer einzelnen Verstärkung dar, wobei die Schicht aus Verstärkungsfaser (C) nur auf einer Seite des Elements (B) (A) (B) vorhanden ist.
  • Wie nachfolgend beschrieben, wird dann das Schutzvlies und/oder Verkleidungsmaterial aufgebracht, mit dem das schwammartige Material bereits verbunden ist oder auch nicht.
  • Es ist ebenfalls möglich, einen Artikel zu erhalten, bei dem das mehrschichtige Produkt eine unterschiedliche Anzahl an Schichten in den verschiedenen Teilen der Lage aufweist, da das Aufbringen eines zweiten Elements nur auf einem Teil der Lage erfolgen kann.
  • Es ist ebenfalls möglich, einen einzelnen Arbeitsschritt zu verwenden, wobei in diesem Fall das Vlies (9 D) und der Leim (8 E) aus 2 weggelassen werden, wodurch eine Struktur erhalten wird, wie sie in 3 dargestellt ist.
  • In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, wie in 4 und/oder 5, verschiedene Schichten einzufügen.
  • Die solchermaßen erhaltene mehrschichtige Lage wird zwischen 90 und 180°C in Heiß-Formwerkzeuge eingebracht, wodurch das Polyurethanharz aktiviert und das mehrschichtige Produkt erhalten wird, das dann in einem kontinuierlichen oder halbautomatischen System auf beiden Seiten mit Gewebe und/oder Vlies verbunden wird. Schließlich werden eine Leimschicht und das externe Verkleidungsmaterial auf die Oberseite aufgebracht. Die so erhaltene Lage des mehrschichtigen Produkts wird zum jeweiligen Formwerkzeug befördert, wo das gewünschte Endprodukt durch eine Heiß-Formbehandlung erhalten wird.
  • Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts besteht darin, dass es die Herstellung von Artikeln, insbesondere aller Verkleidungs- und Einbauelemente für Fahrzeuginnenräume, ermöglicht, die entsprechend den Bereichen des Endprodukts selbst unterschiedliche Flexibilitäts- und Biegefestigkeitseigenschaften besitzen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Produkts besteht darin, dass es äußerst leicht ist, obwohl es außerdem eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit hat.
  • Andere Vorteile des erfindungsgemäßen Produkts betreffen die Vielseitigkeit des mehrschichtigen Produkts und somit die Möglichkeit, Endprodukte mit unterschiedlichen Dicken, geometrischen Formen, etc. bei ausgezeichneten ästhetischen Ergebnissen, einer guten geräuschdämmenden Wirkung und geringen Kosten herzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Produkt ermöglicht es außerdem, Artikel zu erhalten, die durch selbsttragende Eigenschaften in den gewünschten Bereichen gekennzeichnet sind, die dergestalt sind, dass sie die Anbringung von Lichtblenden, Druckknöpfen, etc. ermöglichen, ohne irgendein Tragelement zu benötigen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Produkts besteht darin, dass es auch durch Modulieren der Geräuschdämmung der verschiedenen Teile der Struktur erhalten werden kann.
  • Die Verkleidungsstoffe der erfindungsgemäß erhaltenen Lagen können entweder mit schwammartigen Materialen oder mit schwammartigen Materialen und Vlies und/oder Schutzfolien verbunden oder mit Harzen überzogen werden, wobei es ebenfalls möglich ist, Verkleidungen zu verwenden, die mit Kunststoff überzogene Produkte umfas sen, die ebenfalls mit verschiedenen Verstärkungen und/oder Tragelementen verbunden sind.

Claims (20)

  1. Mehrschichtiges Produkt mit einem ersten Element, das aus einer Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers (A) besteht, die auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus Polyurethanharz (B) verbunden ist, eingefügt zwischen zwei Schichten aus Glasfaser und/oder Naturfaser (C), durchgehend verbunden mit der Zentralschicht (B) (A) (B), wobei das erste Element dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit mindestens einem zweiten Element verbunden ist, das eine Schicht schwammartigen, halbstarren Polymers (A) aufweist, verbunden auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus Polyurethanharz (B), wobei das zweite Element wiederum mit einer weiteren Schicht aus Glasfaser und/oder Naturfaser (C) verbunden ist.
  2. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine (B) (A) (B) (C) (B) (A) (B) Struktur hat, wobei A, B und C die oben definierten Bedeutungen haben und wobei andere Elemente, bestehend aus den Schichten (A), (B) und (C), den Außenseiten dieser Struktur in der oben spezifizierten Reihenfolge und/oder in einer anderen Reihenfolge hinzugefügt werden können.
  3. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwammartige, halbstarre Polymer aus Polyurethan, Polystyren und Polyester ausgewählt ist.
  4. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwammartige, halbstarre Polymer Polyurethan ist.
  5. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwammartige, halbstarre Polymer ein Polyurethan mit einer Dichte von 20 bis 40 kg/m3 ist.
  6. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwammartige, halbstarre Polymer, das die Schicht (A) bildet, in allen (A) Schichten dasselbe Polymer ist.
  7. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schwammartige, halbstarre Polymer, das die Schicht (A) bildet, ein Polymer ist, das in den verschiedenen (A) Schichten unterschiedliche Dichten hat.
  8. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser durch Jute, Sisal, Kokosfaser oder andere äquivalente natürliche Materialien ersetzt werden kann.
  9. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es das Verbinden von Schichten leichter Gewebe und/oder Abdeckvliese (D) mit den beiden Außenseiten der verbundenen Elemente umfasst, ergebend ein Produkt mit der Struktur (D) (C) (B) (A) (B) (C) (B) (A) (B) (C) (D).
  10. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es das Auftragen von Verkleidungsstoff oder Schichten aus Antivibrationsmaterial auf beide Außenseiten des Sandwiches, das heißt der schon verbundenen Elemente, oder nur auf einer Seite, umfasst.
  11. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht (A) von 4 bis 18 mm variiert.
  12. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht (A) von 5 bis 7 mm variiert.
  13. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht (A) gleich 6 mm ist.
  14. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (A) des schwammartigen, halbstarren Polymers dieselbe Dicke haben.
  15. Mehrschichtiges Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (A) des schwammartigen, halbstarren Polymers unterschiedliche Dicken haben.
  16. Verwendung des mehrschichtigen Produkts nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung leichter, selbsttragender, geräuschdämmender Artikel.
  17. Verwendung des mehrschichtigen Produkts nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Verkleidungs- und Passelementen für Fahrzeuginnenräume.
  18. Leichte, selbsttragende, geräuschdämmende Artikel, erhalten durch das Heiß-Formen des mehrschichtigen Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
  19. Artikel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie Verkleidungs- und Passelemente von Fahrzeuginnenräumen sind.
  20. Verfahren zum Bearbeiten des mehrschichtigen Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Verfahren durch die Einwirkung verschiedener Druckkonzentrationen in unterschiedlichen Bereichen des mehrschichtigen Produkts gekennzeichnet ist, wodurch Bereiche mit unterschiedlicher Druckfestigkeit, Flexibilität und geräuschdämmenden Eigenschaften erhalten werden.
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