AT513306A1 - Formkörper, enthaltend ein Elastomer sowie cellulosische Partikel - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Formkörper aus einem Verbundmaterial, enthaltend ein ungeschäumtes Elastomer als Matrixmaterial sowie cellulosische Partikel, mit einem L/D-Verhältnis von 1:1 bis 1:4 und einer durchschnittlichen Größe zwischen 0,1 um und 30um. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung solcher Formkörper als Element zur Aufnahme und/oder Dämpfung von Kräften, beispielsweise als Fahrzeugreifen.

Description

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Formköroer, enthaltend ein Elastomer sowie cellulosische Partikel

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Formkörper aus einem Verbundmaterial, enthaltend ein ungeschäumtes Elastomer als Matrixmaterial sowie cellulosische Partikel,mit einem L/D-Verhältnis von 1:1 bis 1:4 und einer durchschnittlichen Größe zwischen 0,1 pm und 30pm. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung solcher Formkörper als Element zur Aufnahme und/oder Dämpfung von Kräften, beispielsweise als Fahrzeugreifen.

Stand der Technik

Nachwachsende Rohstoffe spielen bisher als Füllstoff in Elastomeren im Vergleich zu den konventionellen Füllstoffen Ruß und Kieselsäure eine untergeordnete Rolle. Cellulose wird aber in Zukunft aufgrund ihrer nahezu unbegrenzten Verfügbarkeit, ihrer mechanischen Eigenschaften, der vielseitigen Modifizierbarkeit und einer wachsenden gesellschaftlichen Notwendigkeit der Nutzung zunehmend an Bedeutung gewinnen.

Erste Ergebnisse zur industriellen Nutzung und einige wissenschaftliche Ansätze werden kurz vorgestellt: Regenerat-Cellulosefasem werden bereits kommerziell in Thermoplasten genutzt und zeigen alle deutlich verstärkende Effekte. Besonders die ausgezeichnete Verbundfestigkeit und hohe Kerbschlagzähigkeit von Rayon-Reifencord wird hervorgehoben [J. Ganster, H.P. Fink, Novel cellulose fibre reinforced thermoplastic material, Cellulose 13 (2006) 271-280]. Neben faserförmigen Cellulose-Formkörpern sind inzwischen auch im Wesentlichen sphärische Cellulose-Formkörper bekannt, beispielsweise aus der WO 2009/036480 A1. Die WO 2010/083548 A1 beschreibt die Verwendung derartiger, im Wesentlichen sphärischer Cellulosepartikel zur Verbesserung des Feuchtemanagements in Schäumen, unter anderem Matrazenschäumen aus Polyurethan. Die Verwendung solcher Partikel in ungeschäumten, also massiven Elastomeren wird jedoch nicht beschrieben und schon gar nicht deren Einfluß auf mechanische oder tribologische Eigenschaften wie das Nassrutschverhalten oder den Rollwiderstand von Fahrzeugreifen, 1

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In Elastomeren ergab der partielle Ersatz von Kieselsäure durch Mikrokristalline Cellulose (MKC) Vorteile in der Verarbeitbarkeit (Senkung von Mooney-Viskosität, Mischerinnentemperatur und Scherviskosität) und bessere Reißfestigkeiten bis 300% Dehnung bei bis zu 18 % MKC-Einsatz [W. Bai, K. 5 Li, Partial replacement of silica with microcrystalline cellulose in rubber composites, Composites: Part A 40 (2009) 1597-1605]. In den Arbeiten von Brandt et al. [K. Brandt, R.H. Schuster, Polare Kautschuklatices und “in-situ" gebildete biologisch abbaubare Nanofasern. Kautschuk Gummi Kunststoffe 6 (2008) 322-327] werden neue Elastomernanokomposite durch dynamische 10 Co-Koagulation, d. h. durch „in-situ“-Bildung von Cellulosenanofasern in einer Kautschukmatrix erzeugt. Über den Einsatz stabartiger Nanopartikel (Whiskers) in Lösung mit Naturkautschuk -Latex wird in [J. Bras et al., Mechanical, barrier, and biodegradability properties of bagasse cellulose whiskers reinforced natural rubber nanocomposites, Industrial Crops and 15 Products 32 (2010) 627-633] berichtet. Vorteile des partiellen Ersatzes von Kieselsäure durch nanokristalline Cellulose (NCC; unfunktionalisiert und aminosilanisiert) in Naturkautschuk-Nanokompositen bestehen u. a. in einer Erhöhung der Vulkanisationsgeschwindigkeit, in deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften (Reißfestigkeit bei 300% Dehnung) und 20 reduziertem Payne-Effekt [S.H.Xu, J. Gu, Y.F. Luo, D.M. Jia, Effects of partial replacement of silica with surface modified nanocrystalline cellulose on properties of natural rubber nanocomposites, eXPRESS Polymer Letters 6 (2012) 14-25]. Einen aktuellen Gesamtüberblick des internationalen Forschungsstandes und Entwicklungstendenzen bezüglich 25 Nanocellulosefasem- und Komposite geben Eichhorn [S.J. Eichhorn et al., Review: current international research into cellulose nanofibres and nanocomposites, J. Mater. Sei. 45 (2010) 1-33] und Klemm [D. Klemm, F. Kramer, S. Moritz, T. Lindström, M. Ankerfors, D. Gray, A. Doms, Nanocellulosen: Eine neue Familie naturbasierter Materialien, Angew. Chem. 30 123(2011)2-33].

Eine weitere Möglichkeit, Cellulose als Füllstoff in Elastomeren einzusetzen, besteht im partiellen Ersatz der konventionellen Füllstoffe, vor allem Kieselsäure und Russ. Diese Kombination mehrere Füllstoffe dürfte in der 2

Lenzing AG, PL0537 «« »> » # ···· ······♦ ♦ ♦ « · · · ·* · ♦ ♦ * # « · · # · · ««·« ·«·· « ··«·· · * t ·«···· ♦ · · industriellen Praxis von besonderem Interesse sein, da so positive Eigenschaften kombiniert werden können, sich Synergieeffekte ergeben bzw. gezielt Produkteigenschaften einstellbar sind. In der Fachliteratur wird über erste Ansätze zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften durch solche Mischungen berichtet. So konnte für den partiellen Zusatz von mikrokristalliner Cellulose zu einem Blend aus Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Polybutadien (BR) eine Senkung von Temperatur und Energiebedarf beim Mischprozess sowie eine geringere Mooney-Viskosität im Vergleich zum alleinigen Kieselsäureeinsatz gemessen werden [W. Bai, K. Li, Partial replacement of silica with microcrystalline cellulose in rubber composites, Composites: Part A 40 (2009) 1597-1605].

Aufgabe:

Ausgehend vom hier beschriebenen Stand der Technik bestand jedoch weiterhin das Bedürfnis, das Nassrutschverhalten von Reifen zu verbessern und gleichzeitig deren Rollwiderstand zu senken, was eine Erhöhung der Energieeffizienz bedeuten würde. Ebenso sollte die Verarbeitbarkeit der Ausgangsmischungen verbessert und dabei insbesondere der Energieaufwand bei den notwendigen Mischvorgängen verringert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe bestand darin, einen Formkörper aus einem Verbundmaterial zur Verfügung zu stellen, der ein ungeschäumtes Elastomer als Matrixmaterial sowie cellulosische Partikel enthält, wobei die cellulosischen Partikel ein L/D-Verhältnis von 1:1 bis 1:4 und eine durchschnittlichen Größe - gemessen mittels Laserbeugung - zwischen 0,1 pm und 30pm, vorzugsweise zwischen 1pm und 15pm, aufweisen.

Bevorzugt besteht dieses ungeschäumte Elastomer aus Kautschuk. Der Kautschuk ist besonders bevorzugt aus der Stoffklasse, enthaltend Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk und Silikonkautschuk oder ein Gemisch dieser Substanzen ausgewählt. Der Kautschuk kann polar, unpolar, modifziert und/oder funktionalisiert sein. 3

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In einer bevorzugten Ausführungsfbrm der Erfindung haben die cellulosischen Partikel eine Ceilulose-Il-Struktur. Die Herstellung solcher Partikel ist in der WO 2009/036480 A1 beschrieben. Der Produktionsprozess ermöglicht ie Herstellung pulverförmiger, im Wesentlichen sphärischer Cellulosepartikel (siehe Abb. 1) mit einheitlichem Durchmesser, womit neue Anwendungssegmente erschlossen werden können. Abb. 1 zeigt REM-Aufnahmen von im Wesentlichen sphärischen Cellulosepartikeln (Tencel® CP10, kommerziell erhältlich von der Lenzing AG, Lenzing, Österreich). Dieses Cellulosepulver mit der Bezeichnung CP10 wird erfindungsgemäß als vollständiger bzw. partieller Ersatz von Ruß bzw. Kieselsäure in gefüllten Elastomeren eingesetzt. Die durchschnittliche Partikelgröße des CP10 beträgt 10 pm. Damit ist dieser Füllstoff nicht dem Bereich der Nanocellulosen zuzuordnen.

Der erfindungsgemäße Formkörper kann zusätzlich ein Kupplungsagenz enthalten. Dieses Kupplungsagenz kann insbesondere ein Silan, eine siliziumorganische Verbindung, eine Epoxydverbindung oder eine Mischung dieser Verbindungen sein.

Weiterhin kann der erfindungsgemäße Formkörper zusätzlich einen oder mehrere weitere Bestandteile enthalten, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Ruß, Silikate, Stabilisatoren und Schwefel.

Der oben beschriebene Formkörper kann erfindungsgemäß allgemein als Element zur Aufnahme und/oder Dämpfung von Kräften verwendet werden. Dabei ist eine bevorzugte Verwendung die Verwendung als Fahrzeugreifen.

Beispiele:

Die Herstellung der praxisrelevanten Modell-Elastomermischung erfolgte in einem 2-stufigen Mischprozess, die Rezeptur ist in Tab, 1 aufgeführt. Tab. 1 zeigt die Komponenten und deren Gehalt in phr (parts per hundred rubber = Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Elastomer) bzw. phf (parts per hundred filier = Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Füllstoff) sowie die Mischstufe, in 4

Lenzing AG, PL0537 ·· ·· ·· · · *··* ··**··* · ♦ • · « ····**♦ ♦ • · # * · · ·»·* ···· · ···*·» · · » ·····« · · · der jeweils die Zugabe erfolgte. Zusätzlich wurde die sphärische Cellulose mit einem Silan modifiziert.

Komponente Zugabe in Mischstufe Gehalt [phr] VSL 5025-0 HM (S-SBR) 1 100 Cellulose (Tencel® CP10) 1 variierend Stearinsäure 1 2 Zinkoxid 1 3 Silan Si69 (TESPT) Bis[3(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfid 1 0 / 7phf CBS (N-Cyclohexylbenzothiazylsulfenamid) 2 1,5 DPG (1,3-Diphenylguanidin) 2 2 Mahlschwefel 80/90 2 1,5

Tab. 1

Im ersten Bearbeitungsschritt wurde die Füllgradabhängigkeit der Elastomereigenschaften untersucht. Abb. 2 zeigt Härte (Shore A) (links) und Rückprallelastizität (rechts) der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper in Abhängigkeit vom Cellulosefüllgrad ohne und mit Zusatz des Silans Si69 sowie einen Vergleich mit Formkörpern mit den konventionellen Füllstoffen HS45 (Ruß) und VN3 (Kieselsäure).

Die in Abb. 2 dargestellten Ergebnisse zeigen eine Zunahme der Shore-Härte mit steigendem Füllgrad. Wird bei gleichem Füllgrad zusätzlich eine Modifizierung mit Silan durchgeführt, so wird dadurch die Shore-Härte weiter erhöht. Die Veränderungen bezüglich der Rückprallelastizität sind moderat, lediglich bei hohen Füllgraden (60 und 80 phr) wird die Rückprallefastizität im Vergleich zur ungefüllten Probe erhöht. Für eine bessere Übersicht wurden auch die Härte und Rückprallelastizität der konventionellen Füllstoffe Ruß (HS45) und der silanisierten Kieselsäure (VN3) mit einem Füllgrad von jeweils 40 phr dargestellt.

Abb. 3 verdeutlicht mit ausgewählten Füllgraden das dynamisch-mechanische Verhalten der Elastomere in Abhängigkeit von der Temperatur und der 5 ·· · • *

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Amplitude der Verformung. Abb. 3 zeigt dabei die Temperaturabhängigkeit des tan δ (links) und Dehnungsabhängigkeit des Speichermoduls (E’) (rechts) ohne und mit Zusatz des Silans Si69 bei ausgewählten Füllgraden. Bei dem sphärischen Cellulosetyp CP10 nimmt der Speichermödul mit zunehmender 5 Dehnungsamplitude ab. Dieses Verhalten ist auch als Payne-Effekt bekannt und wird auf die Zerstörung des Füllstoffnetzwerkes bei starken Deformationen zurückgeführt [A.R. Payne, The dynamic properties of carbon black-loaded natural rubber vulcanizates Part I. J. Appl. Polym. Sei. 19 (1962) 57-63]. Bei hohen Füllgraden ist das Füllstoff-Netzwerk stärker 10 ausgeprägt (größere AE’-Werte), wird jedoch bereits bei geringen Dehnungen zerstört.

Die viskoelastische Dämpfung (tan δ) ist eine zusammengesetzte Größe, sie ist definiert als das Verhältnis von dissipierter (E”) zu gespeicherter Energie 15 (E').

Bei der temperaturabhängigen Bestimmung von tan δ zeigt sich, dass mit zunehmendem Füllstoffgehalt sowohl der Speicher- als auch der Verlustmodul zunehmen (nicht dargestellt). Eine Erhöhung des Füllstoffgehalts bewirkt auch 20 eine Erhöhung des tan δ bei Temperaturen über 30 °C (s. Abb. 3 links). Dieser Effekt ist auch von anderen Füllstoffen bekannt. Interessanterweise führt eine kovalente Anbindung der Cellulose an die Polymermatrix durch das bifunktionelle Silan Si69 dazu, dass dieser Effekt bei der sphärischen Cellulose kompensiert wird. 25

In Abb. 4 ist sowohl das Spannungs-Dehnungsverhalten bei verschiedenen Füllgraden (mit und ohne Zusatz des Silans Si69) als auch der Vergleich der Temperaturabhängigkeit des tan δ mit den konventionellen Füllstoffen Ruß (HS 45) und Kieselsäure (VN3) sowie Mikrokristalliner Cellulose (MKC) bei 30 konstantem Füllgrad (40 phr) dargestellt. Abb. 4 zeigt Spannungs-Dehnungskurven (links) in Abhängigkeit vom Füllgrad ohne und mit Silanzusatz (Si69) und Temperaturabhängigkeit von tan δ bei Verwendung sphärischer Cellulose (CP10) im Vergleich zu konventionellen Füllstoffen bei 40 phr. VN3 und Cellulosen sind mit dem Silan Si69 modifiziert (rechts). 6

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Die Beurteilung der Temperaturabhängigkeit von tan ö ist von industriellem Interesse speziell für Reifenerzeuger, da Aussagen über das frequenz- und temperaturabhängige Verhalten der Reifen ableitbar sind. Eine permanente 5 Zielstellung ist es, den Rollwiderstand, also die innere Reibung bei niedrig-frequenter dynamisch mechanischer Belastung zu senken.

Ein zunehmender Gehalt an sphärischer Cellulose fuhrt zu steigender Reißfestigkeit bei gleichzeitig moderat zunehmenden Spannungswerten bei 10 100% und 200% Dehnung etc. (auch als Modul 100 und Modul 200 bekannt).

Durch die Zugabe von Silan als Kopplungsagenz wird die Polymer-Füllstoff Wechselwirkung signifikant erhöht wodurch es zu einer deutlichen Steigerung der Spannungswerte, der Reißfestigkeiten, sowie zu einer Reduzierung der Reißdehnungen kommt. 15

Abb. 4 (rechter Teil) zeigt, dass der Einsatz sphärischer Cellulose (CP10) bei einem Füllgrad von 40phr im Vergleich zu den anderen untersuchten Füllstoffen zu einer Erhöhung der viskoelastischen Dämpfung (tan 5) im Temperaturbereich kleiner 20°C und zu einer Senkung bei Temperaturen 20 oberhalb von 30°C führt. Damit lässt sich zum Beispiel sowohl das Nassrutsch verhalten von Reifen verbessern, als auch deren Rollwiderstand senken, was eine Erhöhung der Energieeffizienz bedeutet Im Vergleich zur gewählten Bezugsbasis Kieselsäure (Ultrasil VN3) wird der tan δ bei 0 °C um +29 % erhöht, bei 60 °C um -15 % gesenkt. 25

Einsatz als partieller Ersatz der konventionellen Füllstoffe:

Ausgehend von 40 phr Ruß (HS45) bzw. Kieselsäure (VN3) wurden in den erfindungsgemäßen Versuchen jeweils 10 bzw. 20phr des Füllstoffes durch 30 den sphärischen Cellulosetyp CP 10 ersetzt. Die Cellulose und die Kieselsäure wurden jeweils mittels 7 phf Si69 an die Polymermatrix angebunden.

Erste interessante Effekte konnten bereits während des Mischprozesses festgestellt werden siehe (Abb. 5). Abb. 5 zeigt den Einfluss des partiellen 7 5 Lenzing AG, PL0537 ft« ft* ft ···· l . · ·· ♦ · ft · • ft ft ft ft · * «ft ft« ·· ·

Ersatzes von Kieselsäure durch 10 bzw. 20 phr sphärische Cellulose (CP10) auf Drehmoment und Temperatur in der ersten Mischstufe. Der partielle Ersatz von Kieselsäure und Ruß (nicht dargestellt) durch CP10 bewirkt eine Senkung des zum Mischen notwendigen Drehmomentes während des gesamten Mischprozesses (1+2. Mischstufe). Bereits der Ersatz von 10 phr Kieselsäure führt zu einer Senkung des Drehmoments von über 20 Nm. Beim Ruß kann unter gleichen Bedingungen sogar mit einer Abnahme von 40 Nm gerechnet werden. Infolge dessen wird auch die Mischerinnentemperatur erniedrigt. 10 15

Analog konnte gezeigt werden, dass ein Ersatz von 10 bzw. 20 phr der konventionellen Füllstoffe Ruß bzw. Kieselsäure durch sphärische Cellulose die Mooney-Viskosität (Scherscheibenviskosität) deutlich senkt (siehe Tabelle 2). Tab. 2 zeigt Mooney-Viskositäten (100°C) beim partiellen Ersatz von Kieselsäure und Ruß durch 10 bzw. 20 phr sphärischer Cellulose.

Mit der Viskositätserniedrigung und dem damit einhergehenden niedrigeren Drehmoment ist eine signifikante Energieeinsparung beim Mischprozess verbunden, womit das Compoundieren wesentlich energieeffizienter wird.

Probenname ML 1+4 (100'C) 40phrVN3+Si69 114 30 VN3_10 CP10+Si69 89 20 VN3__20 CP10+Si69 77 40phr HS45+Si69 94 30 HS45_10CP10+Si69 77 20 HS45_20 CP10+Si69 69

Tab. 2

Neben der herabgesetzten Viskosität zeigt sich beim Ersatz der konventionellen Füllstoffe HS45 und VN3 durch sphärische Cellulose, dass auch die Härte leicht abnimmt (siehe Abb. 6). Abb. 6 zeigt Härte (Shore A) 25 (links) und Rückprallelastizität (rechts) beim partiellem Ersatz von Kieselsäure und Ruß durch 10 bzw. 20 phr sphärischer Cellulose (CP10). VN3 und 8 4M«

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Cellulose sind mit dem Silan Si69 modifiziert. Die Rückprallelastizitäten bleiben hiervon nahezu unbeeinflusst.

Bei temperaturabhängigen Messungen der dynamisch-mechanischen 5 Eigenschaften zeigt sich, dass der Ersatz beider konventioneller Füllstoffe durch sphärische Cellulose sowohl den Speicher- als auch den Verlustmodul herabsetzt (Abb. 7). Abb. 7 zeigt die Temperaturabhängigkeit des Speicher-(E’) und Verlustmoduls (E”) beim partiellem Ersatz von Ruß (oben) und Kieselsäure (unten) durch 10 bzw. 20 phr sphärischer Cellulose (CP10). VN3 10 und Cellulose sind mit dem Silan Si69 modifiziert.

Dabei sinkt bei Temperaturen über 30 °C der Verlustmodul stärker als der Speichermodul, so dass der Verlustfaktor geringere Werte aufweist. Dieser Effekt ist bei einem Austausch von 20 phr deutlich stärker ausgeprägt (siehe 15 Abb. 7 und Tab. 3). Tab. 3 zeigt einen Vergleich von Speicher- (E’) und Verlustmodul (E") und Verlustfaktor tan δ bei 0 °C und 60 °C beim partiellen Ersatz von Kieselsäure und Ruß durch 10 bzw. 20 phr sphärischer Cellulose (CP10). VN3 und Cellulose sind mit dem Silan Si69 modifiziert. Füllstoff E‘ [MPa] E“ [MPa] tan δ 0°C 60°C 0°C 60°C 0°C 60eC 40phr HS45 98 5,6 126 0,60 1,28 (100%) 0,109 (100%) 30 HS4510CP10+Si69 83 4,8 116 0,46 1,40 (109%) 0,097 (89%) 20 HS45 20CP10+Si69 61 4,2 92 0,37 1,51 (118%) 0,088 (81%) 40CP10+Si69 49 3,7 78 0,27 1,61 (126%) 0,073 (67%) 40phr VN3+Si69 99 6,0 124 0,52 1,25 (100%) 0,086 (100%) 30 VN3„10CP10+Si69 76 5,1 104 0,44 1,37 (110%) 0,086 (100%) 20VN3 20CP10+Si69 53 4,3 78 0,37 1,48 (118%) 0,087 (101%)

Tab. 3

Betrachtet man die tan δ-Werte (Tab. 3) bei 0 °C und 60 °C unter dem Blickwinkel der Reifenindustrie, so lassen sich folgende Aussagen ableiten: 9 20 ·· * »··»

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Auch beim partiellen Ersatz von Ruß (HS45) durch sphärische Cellulose lässt sich eine Erhöhung der Dämpfung im Bereich von -10 °C bis -20 °C, welche allgemein für das Nassrutschverhalten verantwortlich gemacht wird und gleichzeitig eine Reduktion des tan δ im Temperaturbereich von 50 °C bis 5 80 °C, charakteristisch für den Rollwiderstand, beobachten. Dieser Effekt ist füllgradabhängig. Bereits eine Einsatzmenge von 20phr sphärischer Cellulose, d.h. der Ersatz von 50% Ruß führt zu einer deutlichen Veränderung des Verlustfaktors {tan δ (0 °C) + 18 %; tan δ (60 °C) -19 %), Beim partiellen Ersatz von Kieselsäure wird durch sphärische Cellulose der 10 tan δ bei 0 °C in gleicher Weise verändert, bei 60 °C kann keine signifikante Veränderung gemessen werden (tan δ (0 °C) + 18 %; tan δ (60 °C) +1 %).

Bei den quasistatischen-mechanischen Eigenschaften zeigt sich, dass durch den partiellen Celluloseersatz beider konventioneller Füllstoffe die 15 Reißfestigkeit reduziert und die Reißdehnung erhöht wird (s. Abb. 8). Abb. 8 zeigt Spannungs-Dehnungskurven beim partiellem Ersatz von Kieselsäure (links) und Ruß (rechts) durch 10 bzw. 20phr sphärischer bzw. fasrige Cellulose im Vergleich zum reinen Füllstoff. VN3 und Cellulose sind mit dem Silan Si69 modifiziert. Die Spannungswerte bei Dehnungen größer 50% 20 werden durch den Austausch ebenfalls reduziert.

Vorteile:

Sphärische Cellulose ist ein verstärkender, isotroper Füllstoff auf der Basis 25 nachwachsender Rohstoffe, der problemlos auf üblicherweise in der

Gummiindustrie verwendeten Mischaggregaten verarbeitbar ist.

Wie Silica lässt sich auch Cellulose aufgrund der Hydroxylgruppen beispielsweise mittels Silanisierung an die Polymermatrix koppeln, wodurch 30 sowohl die Verstärkungswirkung der Cellulose erhöht als auch die

Energiedissipation bei hohen Temperaturen gesenkt wird.

Die Untersuchungen zum partiellen Ersatz von Ruß (HS45) und Kieselsäure (VN3) zeigten die prinzipielle Übertragbarkeit von gewünschten Eigenschaften 10 ΛΛ 4 4444

Lenzing AG, PL0537 der sphärischen Tencel®-CP10-Cellulosetype auf Mehrkomponenten-Füllstoffsysteme. Wesentliche Vorteile liegen in einer verbesserten Verarbeitbarkeit. Dabei ist besonders auf die, im Vergleich zu den konventionellen Füllstoffen Ruß (HS45) und Silica (VN3) herabgesetzte 5 Mooney-Viskosität hinzuweisen, wodurch die Energieaufnahme im

Mischprozess reduziert wird und so eine energieeffizientere Verarbeitung gewährleistet wird.

Sowohl beim Einsatz der sphärischen Cellulose (CP10) als alleiniger Füllstoff 10 als auch beim partiellen Ersatz der konventionellen Füllstoffe konnten außerdem Verbesserungen des Nassrutschverhaltens bei gleichzeitiger Senkung des Rollwiderstandes gemessen werden. 11

Claims (10)

1. • a ·# « • a ·# « Lenzing AG, PL0537 *····-«**« · • * · «·· ***♦ « ···«·* · » « *···»· · c · Patentansprüche: 1. Formkörper aus einem Verbundmaterial, enthaltend ein ungeschäumtes Elastomer als Matrixmaterial sowie cellulosische Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Partikel ein 5 L/D-Verhältnis von 1:1 bis 1:4 und eine durchschnittlichen Größe - gemessen mittels Laserbeugung - zwischen 0,1 pm und 30μητι, vorzugsweise zwischen 1pm und 15pm, aufweisen.
2. 2. Formkörper nach Anspruch 1, wobei das ungeschäumte Elastomer aus Kautschuk besteht.
3. 3. Formkörper nach Anspruch 2, wobei der Kautschuk aus der Stoffklasse, enthaltend Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk und Silikonkautschuk oder einem Gemisch dieser Substanzen ausgewählt ist.
4. 4. Formkörper nach Anspruch 2, wobei der Kautschuk polar, unpolar, 15 modifziert und/oder funktionalisiert ist.
5. 5. Formkörper hach Anspruch 1, wobei die cellulosischen Partikel Cellulose-Il-Struktur haben.
6. 6. Formkörper nach Anspruch 1, der zusätzlich ein Kupplungsagenz enthält.
7. 7. Formkörper nach Anspruch 6, wobei das Kupplungsagenz ein Silan, eine siliziumorganische Verbindung, eine Epoxydverbindung oder eine Mischung dieser Verbindungen ist.
8. 8. Formkörper nach Anspruch 1, der zusätzlich weitere Bestandteile enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Ruß, 25 Silikate, Stabilisatoren und Schwefel.
9. 9. Verwendung des Formkörpers nach Anspruch 1 als Element zur Aufnahme und/oder Dämpfung von Kräften.
10. 10. Verwendung nach Anspruch 9, wobei der Formkörper ein Fahrzeugreifen ist. 12