Fasern · Synthesefasern
Kohlenstofffaser (3D-Gestrick)
Kein Bekleidungsgarn, sondern ein Ingenieurwerkstoff: äußerst steif, federleicht und ohne jede Elastizität. Gestrickt wird sie nur im technischen Umfeld, um dreidimensionale Strukturen und Verstärkungen zu bauen, keine tragbaren Kleidungsstücke.
Aus dem Italienischen übersetzt. Noch nicht von einer Strickerin oder einem Stricker mit deutscher Muttersprache gegengelesen.
Geschichte
Sie entsteht in der Luftfahrt- und Sportforschung des 20. Jahrhunderts, als man einen Werkstoff mit der Festigkeit von Stahl bei einem Bruchteil seines Gewichts suchte. Von dort fand sie ihren Weg in die Verbundwerkstoffe von Flugzeugen, Fahrrädern und Rennwagen und in jüngerer Zeit in die technischen Textilien: Gewebe, Geflechte und Gestricke, die zum Gerüst von Verbundbauteilen werden. Die Herstellung bleibt auf wenige große Industrieketten konzentriert, vor allem in Japan und den Vereinigten Staaten.
Wie das Garn entsteht
Ausgangsstoff ist fast immer ein Präkursor aus Polyacrylnitril (einer mit Polyacryl verwandten Faser), der zuerst bei niedriger Temperatur oxidiert und dann in Öfen bei über tausend Grad unter Sauerstoffausschluss carbonisiert wird. Übrig bleibt ein Endlosfilament, das fast nur aus Kohlenstoff besteht und zu Bündeln (den sogenannten Tows) aus Tausenden Filamenten zusammengefasst wird. In der technischen Strickerei werden diese Bündel unverändert oder zusammen mit einem Stützfaden verarbeitet, nie wie eine Wolle versponnen.
Warum sie geschätzt wird
Ihr Wert liegt in einem Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht, an das keine klassische Textilfaser heranreicht. Ein Kohlenstoffgestrick dient nicht der Wärme oder dem Griff, sondern gibt Form und Struktur: Es behält die vorgegebene Geometrie, trägt hohe Lasten und wird, mit Harz getränkt, zur Verstärkung eines Verbundbauteils. Die Faser der Wahl, wenn die mechanische Leistung zählt, nicht der Komfort.
Färben
Sie wird nicht gefärbt. Die Farbe ist die des Kohlenstoffs: ein tiefes Graphitschwarz, oft mit metallischem Schimmer. Farbeffekte entstehen allenfalls durch eingearbeitete farbige Stützfäden oder durch das Harz und die Oberflächen des fertigen Bauteils, nicht durch die Faser selbst.
Pflege
Sie wird nicht wie ein Kleidungsstück gewaschen: Sie ist ein technisches Halbzeug. Vorsichtig handhaben, denn die Filamente sind steif und knickempfindlich, und Mikrosplitter können Haut und Atemwege reizen. Sauber, trocken und staubgeschützt lagern, oft bis zum Tränken mit Harz.
Lebensende
Sie ist nicht biologisch abbaubar, und Recycling ist schwierig: Hauptweg ist die Pyrolyse, die die Fasern zurückgewinnt, indem sie das Harz ausgedienter Verbundbauteile verbrennt, mit Leistungsverlust. Es gibt Lieferketten für recycelten Kohlenstoff, noch eine Nische. Am nachhaltigsten bleibt es, die Nutzungsdauer im tragenden Bauteil zu verlängern.
Woran man sie erkennt
| Griff | Steif, trocken und kühl, glatt und ohne jede Federung. In der Hand ähnelt sie eher einem Bündel dünner Metalldrähte als einem Textilgarn und hinterlässt leicht Mikrosplitter. |
|---|---|
| Aussehen | Tiefes Graphitschwarz mit seidig-metallischem Schimmer, ohne Kräuselung und ohne Flaum. Die Filamente bleiben gerade und parallel, das Ganze wirkt technisch und geordnet. |
| Verhalten | Kein elastisches Rückstellvermögen und kein Gedächtnis: Sie federt nicht, gibt nicht nach und knittert nicht, sondern behält die vorgegebene Form. In Faserrichtung sehr zugfest, bei engem, wiederholtem Knicken dagegen spröde. |
| Brennprobe | Sie brennt nicht und schmilzt nicht: Sie ist bereits carbonisiert. In der Flamme bleibt sie stabil und nährt die Verbrennung nicht; erst bei sehr hohen Temperaturen an der Luft oxidiert sie langsam und glüht rot, ohne das geschmolzene Kügelchen der Synthetikfasern zu hinterlassen. |
| Proben zu Hause | Elastizitätsprobe: dehnen und loslassen, Kohlenstoff längt sich nicht und federt nicht, er bleibt steif · Brennprobe: In der Flamme schmilzt sie nicht zu einem Kügelchen und brennt nicht, sie bleibt schwarz und unversehrt · Tastprobe: kühl, steif und glatt, mit Mikrosplittern, nie warm oder weich |
| Verwechselbar mit | Metallfäden oder Lurex, ebenfalls kühl und steif, aber Kohlenstoff schmilzt in der Flamme nicht · Technische Aramide wie Kevlar, ähnlich im Einsatz, aber gelb und nicht schwarz |
| Nur im Labor | Den Kohlenstofftyp sicher zu bestimmen, den Filamentdurchmesser und die mechanischen Kennwerte zu messen, erfordert Mikroskopie und eigens dafür ausgelegte Laborprüfungen. |
Physikalische Daten
| Eigenschaft | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| elastische Erholung | Keine | Forschung |
| Ausleiern | Keine (strukturell) | Forschung |
| Flaum | Keine | Forschung |
| Filzneigung | Keine | Forschung |
| Feinheit (µm) | 5–7 | Forschung |
| Feuchtigkeitsaufnahme (%) | 0,0 | Forschung |
| typisches Einlaufen (%) | 0–0 | Forschung |
| Stapellänge (mm) | — | Forschung |
gemessen = eine Messung mit Beleg · iso = eine Norm · Forschung = eine geprüfte Quelle · Schätzung = nur Plausibilität
Geeignet für
dreidimensionale Strukturen und Verstärkungen · technische Textilien für Verbundwerkstoffe · Preforms zum Tränken mit Harz · Anwendungen mit hoher mechanischer Leistung
Weniger geeignet für
Bekleidung und tragbare Strickware · elastische oder rückstellende Stücke · weicher Fall · Projekte für Anfänger