AT511909B1

AT511909B1 - USE OF CELLULOSE FIBERS WITH IMPROVED DOSAGE CAPACITY FOR REINFORCING COMPOSITE MATERIALS AND MOLDED BODIES MADE THEREFROM

Info

Publication number: AT511909B1
Application number: ATA1185/2011A
Authority: AT
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-06-15
Also published as: WO2013023229A1; AT511909A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Cellulosefasern mit verbesserter Dosierfähigkeit zur Verstärkung von Verbundmaterialien, insbesondere solchen mit polymeren Matrixwerkstoffen, welche als Duroplaste bzw. Elastomere bekannt sind, sowie daraus hergestellte Formkörper.The present invention relates to the use of cellulosic fibers with improved meterability for reinforcing composite materials, in particular those with polymeric matrix materials, which are known as thermosets or elastomers, as well as moldings produced therefrom.

Description

österreichisches Patentamt AT511 909 B1 2013-06-15Austrian Patent Office AT511 909 B1 2013-06-15

Beschreibungdescription

VERWENDUNG VON CELLULOSEFASERN MIT VERBESSERTER DOSIERFÄHIGKEIT ZUR VERSTÄRKUNG VON VERBUNDMATERIALIEN SOWIE DADURCH HERGESTELLTE FORMKÖRPERUSE OF CELLULOSE FIBERS WITH IMPROVED DOSAGE CAPACITY FOR REINFORCING COMPOSITE MATERIALS AND MOLDED BODIES MADE THEREFROM

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Cellulosefasern mit verbesserter Dosierfähigkeit zur Verstärkung von Verbundmaterialien, insbesondere solchen mit polymeren Matrixwerkstoffen, welche als Duroplaste bzw. Elastomere bekannt sind sowie daraus hergestellte Formkörper.The present invention relates to the use of cellulose fibers with improved metering ability for reinforcing composite materials, in particular those with polymeric matrix materials, which are known as thermosetting plastics or elastomers and shaped articles produced therefrom.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Der Einsatz von Kohlefasern, Aramidfasern und Glasfasern in Verbundstoffen ist seit langem Stand der Technik.The use of carbon fibers, aramid fibers and glass fibers in composites has long been state of the art.

[0003] Durch die immer größer werdende Nachfrage nach nachhaltigen Rohstoffen liegt es nahe, Verbundstoffe auf Basis von Naturfasern wie beispielsweise Baumwolle, Hanf oder Flachs herzustellen.Due to the ever increasing demand for sustainable raw materials, it makes sense to produce composites based on natural fibers such as cotton, hemp or flax.

[0004] Die Probleme dieser Naturfasern, wie Geruchsbildung, Ausgasung und Fogging, Vergilbung bei der Verarbeitung, welche teilweise auch noch nach der Verarbeitung im fertigen Bauteil erkennbar sind, sind derzeit noch nicht gelöst. Darüber hinaus beeinflussen klimatische Bedingungen während der Wachstumsphase die Gleichmäßigkeit der Fasern, insbesondere hinsichtlich Durchmesser und Schwachstellen. Diese führen im Bauteil zu unterschiedlichen, nicht beeinflussbaren Eigenschaftsverteilungen, welche im Bauteildesign vorsorglich durch eine zwangsweise Erhöhung des Materialeinsatzes kompensiert werden müssen.The problems of these natural fibers, such as odor, outgassing and fogging, yellowing during processing, which are sometimes even after processing in the finished component recognizable, are not yet solved. In addition, climatic conditions during the growth phase affect the uniformity of the fibers, especially in terms of diameter and weak points. These lead in the component to different, not influenceable property distributions, which must be compensated in the component design as a precaution by a forced increase in the use of materials.

[0005] Ein weiterer Aspekt, der in Betracht gezogen werden muss, ist das sogenannte L/D Verhältnis, welches das Verhältnis von Durchmesser zu Faserlänge beschreibt. Je höher dieses Verhältnis ist, desto besser ist die mechanische Verstärkungswirkung im Bauteil. Gegenteilig wirkt sich jedoch die Tatsache aus, dass mit länger werdenden Fasern die Dosierbarkeit und Dispergierbarkeit abnimmt. Das ist darauf zurückzuführen, dass mit zunehmender Länge der Fasern diese leichter ineinander verhaken und somit zu einer Knäuelbildung neigen. Andererseits muss auch der Einfluss des Durchmessers in Betracht gezogen werden. Neben seinem direkten Einfluss auf das L/D-Verhältnis ist es erwiesen, dass mit einer Reduzierung des Durchmessers die Anzahl der Fasern pro Verstärkungseinheit zunimmt und somit auch die für die Faser/Matrix-Haftung zur Verfügung stehende Oberfläche.Another aspect to be considered is the so-called L / D ratio, which describes the ratio of diameter to fiber length. The higher this ratio, the better the mechanical reinforcement effect in the component. On the contrary, however, the fact that with longer fibers the meterability and dispersibility decreases. This is due to the fact that with increasing length of the fibers these interlock more easily and thus tend to a ball formation. On the other hand, the influence of the diameter must also be considered. In addition to its direct influence on the L / D ratio, it has been proven that with a reduction in diameter, the number of fibers per unit of reinforcement increases and so does the surface area available for fiber / matrix adhesion.

AUFGABETASK

[0006] Die Aufgabe bestand nun darin, hochqualitative Verbundwerkstoffe zu entwickeln, welche nicht die oben beschriebenen Nachteile der Naturfasern aufweisen. Darüber hinaus sollen die Fasern gut dosierbar und in der Duroplast- bzw. Elastomermatrix leicht und gleichmäßig dispergierbar sein. Weiterhin sollten die so herstellbaren, hochqualitativen Verbundstoffteile kostengünstig hergestellt werden können.The task now was to develop high quality composite materials, which do not have the disadvantages of natural fibers described above. In addition, the fibers should be readily metered and easily and uniformly dispersible in the thermoset or elastomer matrix. Furthermore, the so produced, high-quality composite parts should be able to be produced inexpensively.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

[0007] Die Lösung der oben beschriebenen Aufgabe besteht in der Verwendung von Fasern mit einem anzahlgewichteten mittleren Durchmesser von 5 gm bis 20 gm und einer anzahlgewichteten mittleren Länge von 200 bis 800 pm zur Herstellung solcher Verbundwerkstoffe.The solution of the above-described object is the use of fibers having a number-weighted mean diameter of 5 gm to 20 gm and a number-weighted average length of 200 to 800 pm for producing such composites.

[0008] Zur Ermittlung des Einflusses des L/D-Verhältnisses wurden cellulosische Kunstfasern mit unterschiedlichen Durchmessern, jedoch gleicher gewichteter Länge hergestellt und vermessen. Mit abnehmendem L/D-Verhältnis reduziert sich auch die gemessene Festigkeit. Wie bereits vorab beschrieben ist das L/D-Verhältnis für die Verbesserungswirkung der mechanischen Eigenschaften eine ausschlaggebende Größe, wobei sich überraschenderweise für 1 /6 österreichisches Patentamt AT511 909 B1 2013-06-15 cellulosische Kunstfasern ein Verhältnis von größer 30, vorzugsweise größer als 40, als sehr vorteilhaft herauskristallisiert hat. Fasern mit einem Durchmesser außerhalb des oben spezifizierten, erfindungsgemäßen Bereichs waren aufgrund der notwendigen Länge zur Erreichung des L/D-Verhältnisses schwer zu dosieren bzw. zu dispergieren.To determine the influence of the L / D ratio cellulosic synthetic fibers were produced and measured with different diameters, but the same weighted length. As the L / D ratio decreases, so does the measured strength. As already described above, the L / D ratio is a decisive factor for the mechanical property improvement effect, surprisingly for a ratio of greater than 30, preferably greater than 40, for cellulosic synthetic fibers , as has emerged very beneficial. Fibers having a diameter outside the above-specified range of the invention were difficult to meter or disperse because of the length necessary to achieve the L / D ratio.

[0009] Für den Einsatz in vielen Applikationen ist die gleichmäßige Dispergierung der Faser ein wichtiges Kriterium. Mit zunehmender Länge der Fasern neigen diese zur Verhakung und bilden Knäuel und Agglomerate. Im Fall der erfindungsgemäßen Faser ist diese Neigung aufgrund der durch den geringen Durchmesser möglichen geringen Länge unter Einhaltung des L/D-Verhältnisses erheblich geringer.For use in many applications, the uniform dispersion of the fiber is an important criterion. With increasing length of the fibers, these tend to entangle and form tangles and agglomerates. In the case of the fiber according to the invention, this tendency is considerably lower, while maintaining the L / D ratio, due to the small length which is possible due to the small diameter.

[0010] Die erfindungsgemäße Faser ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass sie eine cellulosische Kunstfaser ist, d. h. aus einem cellulosischen Rohstoff, bevorzugt Zellstoff, aber auch beispielsweise Baumwolllinters oder anderen cellulosischen Materialien, durch physikalische Umformung oder durch eine chemische Derivatisierung als Ausgangsprodukt hergestellt ist. Fasern dieser Art werden unter anderem unter der Bezeichnung Modal, Viskose, Tencel oder Lyocell am Markt positioniert. Der cellulosische Rohstoff und damit das Ausgangsprodukt für diese Fasern hat den Vorteil der hohen chemischen Reinheit, was bewirkt, dass sich die Fasern unter Temperatureinfluss weniger stark verfärben als beispielsweise Naturfasern. Durch gezielte Reduktion der Faserlänge bei Einhaltung des L/D-Verhältnisses sowie des spezifizierten Durchmesserbereichs können erfindungsgemäße Fasern hergestellt werden.The fiber of the invention is further characterized in that it is a cellulosic synthetic fiber, d. H. is made of a cellulosic raw material, preferably pulp, but also, for example, cotton linters or other cellulosic materials, by physical transformation or by a chemical derivatization as the starting material. Fibers of this type are marketed under the name Modal, Viscose, Tencel or Lyocell, among others. The cellulosic raw material and thus the starting material for these fibers has the advantage of high chemical purity, which causes the fibers less discolored under the influence of temperature than, for example, natural fibers. By targeted reduction of the fiber length while maintaining the L / D ratio and the specified diameter range fibers according to the invention can be produced.

[0011] Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen cellulosischen Kunstfasern sogenannte hochfeste cellulosische Kunstfasern. Als „hochfest" sollen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung cellulosische Kunstfasern bezeichnet werden, die bei einem Einzelfasertiter T (in dtex) eine Festigkeit (Bc) im konditionierten Zustand von Bc(cN) > 1,3VT+2T aufweisen.The cellulosic synthetic fibers according to the invention are preferably so-called high-strength cellulosic synthetic fibers. As "high-strength" For the purposes of the present invention, cellulosic synthetic fibers are to be described which have a strength (Bc) in the conditioned state of Bc (cN) > for a single fiber titer T (in dtex). 1.3VT + 2T.

[0012] Besonders positiv hat sich aufgrund ihrer hohen Reißfestigkeit bei akzeptabler Dehnung die Verwendung von Lyocell-Fasern erwiesen. Dieser Fasertyp weist eine Reißfestigkeit im konditionierten Zustand von mindestens 35cN/tex bei einem E-Modul von rund 10GPa auf (bestimmt nach Lenzing Standard TIPQA 03/06 an trockenen Einzelfasern mittels eines Vibro-dyn-Meßgerätes mit 50 mg Vorbelastung). Ebenso können auch andere cellulosische Kunstfasern, wie zum Beispiel Modalfasern, zum Einsatz kommen. Diese zeigen dann jedoch oft aufgrund ihrer mechanisch geringeren Festigkeitswerte weniger Verstärkungswirkung im fertigen Bauteil.Particularly positive has proved due to their high tensile strength at acceptable elongation, the use of lyocell fibers. This fiber type has a tensile strength in the conditioned state of at least 35 cN / tex at an E modulus of around 10GPa (determined according to Lenzing Standard TIPQA 03/06 on dry individual fibers by means of a vibrating dynometer with 50 mg preload). Likewise, other cellulosic synthetic fibers, such as modal fibers, can be used. However, these then often show less reinforcing effect in the finished component due to their mechanically lower strength values.

[0013] Die erfindungsgemäßen Fasern können aus reiner Cellulose bestehen, wenn sie durch Mahlung von Standard-Fasern hergestellt wurden. Daneben sind aber auch modifizierte Fasern möglich, wenn sie durch Mahlung von entsprechend modifizierten Ausgangsfasern hergestellt wurden. Diese modifizierten Fasern können beispielsweise chemisch derivatisiert sein oder eingesponnene, d. h. inkorporierte Additive enthalten. Ebenso kann von Ausgangsfasern mit nicht-runden Querschnitten ausgegangen werden. Geeignete Fasertypen sind beispielsweise solche mit trilobalen Querschnitten, wie sie unter anderem in der WO 2006/060835 beschrieben sind oder Bändchenfasern mit rechteckigem Querschnitt. Alle diese Varianten sind nur durch den vorhergegangenen Verformungsprozess aus der Spinnlösung möglich. Insbesondere das Inkorporieren von Additiven ist in dieser Form mit Naturfasern oder Zellstoff nicht realisierbar; dort ist nur eine oberflächliche Aufbringung möglich. Daher ist durch die vorliegende Erfindung die Bereitstellung von Fasern möglich, die sich beispielsweise noch besser in die Kunststoffmatrix einbinden bzw. andere Funktionalitäten mitbringen. Eine rein oberflächliche Aufbringung von Additiven ist selbstverständlich auch bei erfindungsgemäßen Fasern möglich.The fibers of the invention may consist of pure cellulose, if they were prepared by grinding of standard fibers. In addition, however, modified fibers are possible if they were prepared by grinding of correspondingly modified starting fibers. For example, these modified fibers may be chemically derivatized or spun, i. H. incorporated incorporated additives. Likewise, starting fibers with non-round cross sections can be assumed. Suitable fiber types are, for example, those with trilobal cross sections, as described, inter alia, in WO 2006/060835 or ribbon fibers with a rectangular cross section. All of these variants are possible only through the previous deformation process from the spinning solution. In particular, the incorporation of additives is not feasible in this form with natural fibers or pulp; there is only a superficial application possible. Therefore, it is possible by the present invention to provide fibers which, for example, integrate even better into the plastic matrix or bring along other functionalities. A purely superficial application of additives is of course also possible with fibers according to the invention.

[0014] Die vorliegende Erfindung schließt allerdings keineswegs aus, dass der erfindungsgemäß hergestellte Verbundwerkstoff neben den cellulosischen Kunstfasern auch weitere Fasermaterialien, insbesondere Zellstoff und/oder Naturfasern enthält. Dies kann für verschiedene Anwendungszwecke sogar ausdrücklich erwünscht sein. Es ist gerade ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung cellulosischer Kunstfasern, dass diese sich mit solchen weiteren Fasermaterialien problemlos mischen und gemeinsam verarbeiten lassen. 2/6 österreichisches Patentamt AT511 909 B1 2013-06-15 [0015] Überraschenderweise konnte neben der Verstärkungswirkung hinsichtlich mechanischer Werte wie E-Modul, Festigkeit und Dehnung bei spröden, duroplastischen Werkstoffen auch eine signifikante Verbesserung des elastischen Verhaltens, beispielsweise deren Schlagzähigkeit, festgestellt werden. Dies führt im Gegensatz zu glasfaserverstärkten Verbundmaterialien zu einem weniger spröden Bruchverhalten und damit zu einem reduzierten Gefährdungspotential. Auch in elastomeren polymeren Matrixwerkstoffen konnte bei Einsatz der erfindungsmäßigen Fasern eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beobachtet werden. Unter anderem wurde bei gleichzeitiger Reduktion der Dehnung die Festigkeit des Verbundmaterials erhöht.The present invention, however, by no means excludes that the composite material according to the invention also contains other fiber materials, in particular pulp and / or natural fibers in addition to the cellulosic synthetic fibers. This may even be expressly desired for various applications. It is just an advantage of the use according to the invention of cellulosic synthetic fibers that they can mix with such other fiber materials without problems and can be processed together. Surprisingly, in addition to the reinforcing effect with regard to mechanical values such as Young's modulus, strength and elongation in brittle, thermoset materials, a significant improvement in the elastic behavior, for example their impact strength, was also found become. In contrast to glass fiber reinforced composite materials, this leads to a less brittle fracture behavior and thus to a reduced hazard potential. An improvement in the mechanical properties could also be observed in elastomeric polymeric matrix materials when using the fibers according to the invention. Among other things, while reducing elongation, the strength of the composite was increased.

[0016] Die erfindungsgemäßen Fasern können in allen Verbundwerkstoffen, insbesondere in polymeren Matrizes, eingesetzt werden. Vorzugsweise werden sie bei Verarbeitungstemperaturen eingesetzt, die die Fasern nicht schädigen. Oft wirkt sich aber eine Verarbeitung bei höheren Temperaturen noch nicht nachteilig auf die Eigenschaften des Verbundwerkstoffes aus.The fibers according to the invention can be used in all composite materials, in particular in polymeric matrices. Preferably, they are used at processing temperatures that do not damage the fibers. Often, however, processing at higher temperatures does not adversely affect the properties of the composite.

[0017] Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung solcher cellulosischer Kunstfasern in Verbundstoffen, speziell in solchen mit polymeren Matrixwerkstoffen nichtthermoplastischer Natur. Diese Matrixwerkstoffe nicht-thermoplastischer Natur werden bevorzugt aus den Substanzklassen der Duroplaste oder Elastomere ausgewählt. Die polymere Matrix besteht dabei bevorzugt entweder aus erdölbasierten Substanzen, aus Substanzen auf Basis nachwachsender Rohstoffe oder aus einer Mischung dieser Substanzen.The invention is therefore also the use of such cellulosic synthetic fibers in composites, especially in those with polymeric matrix materials non-thermoplastic nature. These matrix materials of non-thermoplastic nature are preferably selected from the substance classes of thermosets or elastomers. The polymeric matrix preferably consists either of petroleum-based substances, of substances based on renewable raw materials or of a mixture of these substances.

[0018] Beispiele für Duroplaste sind Harnstoffharze, Phenolharze, Melaminharze, Epoxidharze oder Polyesterharze.Examples of thermosets are urea resins, phenolic resins, melamine resins, epoxy resins or polyester resins.

[0019] Beispiele für Elastomere sind Naturkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Chloropren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Silikonkautschuk und Ethyl-en-Propylen-Dien-Kautschuk.Examples of elastomers are natural rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, silicone rubber and ethyl-ene-propylene-diene rubber.

[0020] Beispielsweise werden die cellulosischen Kunstfasern für die Herstellung duroplastischer Verbundwerkstoffe erfindungsgemäß bereits in die noch nicht ausgehärtete Mischung der Ausgangsmaterialien - üblicherweise bestehend aus Harz- und Härterkomponente sowie gegebenenfalls weiteren Additiven - eingemischt und anschließend die Formgebung und die Vernetzung eingeleitet. Die einzelnen Schritte sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Beispielsweise kommen dafür bereits bekannte Verfahren wie Resin Transfer Moulding (RTM), Shield Moulding Compound (SMC), Bulk Moulding Compound (BMC) zum Einsatz.For example, the cellulosic synthetic fibers for the production of thermoset composite materials according to the invention already in the uncured mixture of starting materials - usually consisting of resin and hardener component and optionally other additives - mixed and then initiated the shaping and crosslinking. The individual steps are known in principle to the person skilled in the art. For example, already known methods such as Resin Transfer Molding (RTM), Shield Molding Compound (SMC), Bulk Molding Compound (BMC) are used.

[0021] Ein solcher, erfindungsgemäß hergestellter duroplastischer Werkstoff kann unter anderem zur Herstellung von Platten, Prepregs für die weitere Verarbeitung, Formteile für Transportwesen, Automobilindustrie und Luftfahrtindustrie wie Türverkleidungen oder Armaturenbretter, Gehäuse für die Elektro- und Elektronikindustrie, Verkleidungen oder Bauteile für die Möbel-und Bauindustrie oder auch für die Sportindustrie beispielsweise energieabsorbierende Schichten in Schi, Helmen, Tennisschläger oder Golfschläger oder als Verstärkung für beispielsweise Surfbretter, Skateboards oder Boote. Durch die Verbesserung der Schlagzähigkeiten kann der erfindungsmäßige Werkstoff auch als Schutz bzw. Dekorbeschichtung für Werkstücke eingesetzt werden wie beispielsweise Schutzüberzüge für Boote oder Skateboards.Such a thermoset material produced according to the invention can be used, inter alia, for the production of boards, prepregs for further processing, molded parts for transportation, automotive industry and aviation industry such as door panels or dashboards, housings for the electrical and electronics industry, panels or components for the furniture and construction industry or for the sports industry, for example, energy-absorbing layers in ski, helmets, tennis rackets or golf clubs or as reinforcement for, for example, surfboards, skateboards or boats. By improving the impact resistance of the material according to the invention can also be used as a protection or decorative coating for workpieces such as protective coatings for boats or skateboards.

[0022] Für die Herstellung elastomerer Verbundwerkstoffe werden die cellulosischen Kunstfasern erfindungsgemäß mit den anderen Ausgangsmaterialien in einer dem Fachmann bekannten Weise vermischt. Die Mischung wird anschließend in die gewünschte Form gebracht und vernetzt, wobei diese beiden Schritte gleichzeitig oder nacheinander erfolgen können. Beispielsweise werden die Komponenten sowie die cellulosischen Fasern in einem Innenmischer vermengt und anschließen zu einem sogenannten „Fell" bzw. einer Platte ausgewalzt. Dieses Zwischenprodukt kann anschließend in Prozessen wie beispielsweise dem Spritzgießprozess weiterverarbeitet werden. Der erfindungsgemäße elastomere Verbundwerkstoff kann unter Anderem zur Modifizierung der Eigenschaften von Reifen, Platten, Schläuchen, Riemen, Schuhsohlen, Dichtungen, Verbindungselementen, Bälgen, Bodenbelägen oder Dämpfungselementen eingesetzt werden. In einem Versuch wurden die erfindungsgemäßen Elastomer- 3/6 österreichisches Patentamt AT511 909 B1 2013-06-15For the production of elastomeric composite materials, the cellulosic synthetic fibers are mixed according to the invention with the other starting materials in a manner known to those skilled in the art. The mixture is then brought to the desired shape and crosslinked, these two steps can take place simultaneously or sequentially. For example, the components as well as the cellulosic fibers are mixed in an internal mixer and connected to a so-called "fur". or a plate rolled. This intermediate product can then be further processed in processes such as the injection molding process. The elastomeric composite of the present invention may be used, inter alia, to modify the properties of tires, sheets, tubes, straps, shoe soles, gaskets, fasteners, bellows, floor coverings or damping elements. In an experiment, the elastomeric compounds according to the invention were used

Verbundwerkstoffe einem Zugversuch unterworfen, wobei ein deutlicher Anstieg der Kraft-/Dehnungskurve im Bereich zwischen 30% und 70% Dehnung beobachtet wurde. Die so erhaltene Kurve zeigte nach einem fast linearen Anstieg einen plateauähnlichen horizontalen Verlauf bis zum Bruch, wohingegen bei herkömmlichen elastomeren Werkstoffen dem Fachmann leicht stetig ansteigende Kurvenverläufe bis zum Versagen der Probe bekannt sind.Tensile tests were performed on composites, with a significant increase in the force / elongation curve in the range between 30% and 70% elongation. The curve thus obtained exhibited a plateau-like horizontal course to break after an almost linear increase, whereas with conventional elastomeric materials the curves which are slightly steadily increasing to the skilled person are known until the sample fails.

[0023] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher auch die auf diese Weise erfin-dungsgemäß hergestellten Formkörper gemäß den Patentansprüchen.The present invention therefore also the moldings according to the invention produced in this way according to the claims.

[0024] Sowohl bei Duroplasten wie auch bei Elastomeren als Matrixwerkstoff bringt der Einsatz von Grenzflächenmodifikator durch die Veränderung der Faser-/Matrixeigenschaften des Verbundwerkstoffs oft eine Verbesserung des Eigenschaftsprofils. Beispielsweise empfiehlt sich der Einsatz sogenannter Haftvermittler insbesondere bei hydrophoben Matrixwerkstoffen, um die Faser-/Matrixhaftung zur Cellulose zu verbessern. Je nach Art des Haftvermittlers kann dieser entweder bereits vor dem Einbringen in das Matrixmaterial auf die Fasern aufgebracht werden oder dem Matrixmaterial zugesetzt werden. In vielen Fällen kann aber aufgrund der leicht zugänglichen OH-Gruppen der cellulosischen Kunstfaser auf den Einsatz von Haftvermittlern verzichtet werden. Auch eine gegenteilige Modifikation des Eigenschaftsprofils des Verbundwerkstoffs ist möglich, indem - beispielsweise durch Silicon-Avivagen - die Faser-/Matrixhaftung zur Cellulose vermindert wird. Zusätze, die in dieser Weise wirken, können als Haftminderer bezeichnet werden. 4/6Both in thermosets as well as elastomers as a matrix material brings the use of interface modifier by changing the fiber / matrix properties of the composite often improve the property profile. For example, the use of so-called adhesion promoters is recommended, in particular for hydrophobic matrix materials, in order to improve the fiber / matrix adhesion to cellulose. Depending on the nature of the adhesion promoter, it can either be applied to the fibers prior to introduction into the matrix material or added to the matrix material. In many cases, however, the use of adhesion promoters can be dispensed with because of the readily available OH groups of the cellulosic synthetic fibers. An opposite modification of the property profile of the composite material is possible by - for example, by silicone-Avivagen - the fiber / matrix adhesion to cellulose is reduced. Additives which act in this way can be termed a pressure reducer. 4.6

Claims

Austrian patent office AT511 909B1 2013-06-15 Claims 1. A molded article of fiber-reinforced composite material containing a polymeric, non-thermoplastic matrix material and cellulosic synthetic fibers, characterized in that these cellulosic synthetic fibers have a mean diameter between 5 and 20 pm and a number-weighted mean length between 200 and 800 pm.

A molded article according to claim 1, wherein the polymeric, non-thermoplastic matrix material is a thermoset or elastomer.

The molded article according to claim 1, wherein the polymeric non-thermoplastic matrix material is a thermosetting resin and the molded article is a plate, a prepreg for further processing, a molded article for transportation, automotive and aeronautical industries such as a door trim or a dashboard, a housing for the electrical and Electronics industry, a panel or a component for the furniture and construction industry, a part for the sports industry, for example, energy-absorbing layers in ski, helmets, tennis rackets or golf clubs, a reinforcement for surfboards, skateboards or boats, a protective or decorative coating for workpieces or protective covers for boats or skateboards.

The molded article according to claim 1, wherein the polymeric non-thermoplastic matrix material is an elastomer and the molded article is a tire, a plate, a hose, a belt, a shoe sole, a gasket, a connector, a bellows, a floor covering or a cushioning member.

5. Use of cellulosic synthetic fibers having a mean diameter between 5 and 20 pm and a number-weighted average length between 200 and 800 pm, for the production of fiber-reinforced composite materials with polymeric matrix materials, characterized in that these matrix materials non-thermoplastic materials, preferably thermosets or Elastomers are.

Use according to claim 3, wherein the cellulosic synthetic fibers are high strength cellulosic synthetic fibers.

7. Use according to claim 3, wherein the cellulosic synthetic fibers belong to the fiber genus Lyocell.

8. Use according to claim 3, wherein the composite material in addition to the cellulosic synthetic fibers and other fiber materials, in particular pulp and / or natural fibers.

9. Use according to claim 3, wherein the polymeric matrix may consist of either petroleum-based substances, of substances based on renewable raw materials or of a mixture of these substances.

10. Use according to claim 3, wherein an interface modifier is used to alter the fiber / matrix properties of the composite.

11. Use according to claim 8, wherein as an interface modifier either an adhesion promoter or a pressure reducer is used.

12. Use of cellulosic synthetic fibers according to claim 3 with thermosets as matrix materials for the production of boards, prepregs for further processing, moldings for transportation, automotive and aerospace industry such as door panels or dashboards, housings for the electrical and electronics industry, cladding or components for the furniture and construction industry, parts for the sports industry, for example, for energy absorbing layers in ski, helmets, tennis rackets or golf clubs, reinforcing elements for surfboards, skateboards or boats, protective or decorative coatings for workpieces or protective covers for boats or skateboards. 5.6