Kuidut · Synteettiset kuidut
Hiilikuitu (3D-neulonta)
Se ei ole vaatelanka vaan insinöörimateriaali: erittäin jäykkä, erittäin kevyt eikä lainkaan joustava. Sitä neulotaan vain teknisissä yhteyksissä kolmiulotteisiksi rakenteiksi ja vahvikkeiksi, ei puettaviksi vaatteiksi.
Käännetty italiasta. Äidinkielinen lukija ei ole vielä tarkistanut tätä käännöstä.
Historia
Se syntyi 1900-luvun ilmailu- ja urheilututkimuksessa, kun etsittiin materiaalia, jolla olisi teräksen lujuus mutta vain murto-osa sen painosta. Sieltä se siirtyi lentokoneiden, polkupyörien ja kilpa-autojen komposiitteihin ja viime aikoina teknisiin tekstiileihin: kankaisiin, punoksiin ja neuloksiin, joista tulee komposiittiosien runko. Tuotanto on yhä keskittynyt muutamaan suureen teolliseen ketjuun, lähinnä Japaniin ja Yhdysvaltoihin.
Kuidusta langaksi
Lähtöaineena on lähes aina polyakryylinitriilistä tehty esiaste (akryylin sukulaiskuitu), joka ensin hapetetaan matalassa lämpötilassa ja sitten hiilletään uuneissa yli tuhannessa asteessa hapettomissa oloissa. Jäljelle jää lähes pelkästä hiilestä koostuva jatkuva filamentti, joka kootaan tuhansien filamenttien kimpuiksi (ns. tow). Teknisessä neulonnassa näitä kimppuja käytetään sellaisenaan tai tukilangan kanssa, niitä ei koskaan kehrätä kuin villaa.
Miksi sitä arvostetaan
Sen arvo on jäykkyyden ja painon suhteessa, johon mikään perinteinen tekstiilikuitu ei yllä. Hiilikuituneulosta ei käytetä lämmön tai tunnun vuoksi vaan muodon ja rakenteen antamiseen: se säilyttää annetun geometrian, kestää suuria kuormia ja hartsilla kyllästettynä siitä tulee komposiittiosan vahvike. Se on oikea kuitu, kun ratkaisee mekaaninen suorituskyky eikä mukavuus.
Värjäys
Sitä ei värjätä. Väri on hiilen oma: syvä grafiitinmusta, usein metallisella heijastuksella. Mahdolliset väritehosteet tulevat mukaan punotuista värillisistä tukilangoista tai valmiin osan hartsista ja pintakäsittelyistä, eivät itse kuidusta.
Hoito
Sitä ei pestä kuin vaatetta: se on tekninen puolivalmiste. Käsittele varoen, sillä filamentit ovat jäykkiä ja taivutettaessa hauraita, ja mikrosirut voivat ärsyttää ihoa ja hengitysteitä. Säilytä puhtaana, kuivana ja pölyltä suojattuna, usein hartsilla kyllästämistä odottamassa.
Elinkaaren loppu
Se ei ole biohajoava, ja kierrätys on vaikeaa: pääasiallinen keino on pyrolyysi, jossa kuidut otetaan talteen polttamalla käytöstä poistettujen komposiittien hartsi, jolloin suorituskykyä menetetään. Kierrätetyn hiilikuidun ketjuja on, mutta ne ovat yhä pieniä. Kestävin tie on pidentää kuidun käyttöikää rakenteellisessa osassa.
Näin sen tunnistaa
| Tuntu | Jäykkä, kuiva ja kylmä, liukas eikä lainkaan joustava. Kosketukselle se muistuttaa enemmän ohuiden metallilankojen kimppua kuin tekstiililankaa, ja siitä irtoaa helposti mikrosiruja. |
|---|---|
| Ulkonäkö | Syvä grafiitinmusta, silkkisen metallinen heijastus, ei kiharuutta eikä nukkaa. Filamentit pysyvät suorina ja rinnakkain, ja kokonaisuus näyttää teknisen järjestelmälliseltä. |
| Käyttäytyminen | Ei kimmoisuutta eikä muistia: ei jousta takaisin, ei veny eikä rypisty, mutta pitää annetun muodon. Kestää erittäin hyvin vetoa langan suunnassa, mutta on hauras tiukassa ja toistuvassa taivutuksessa. |
| Polttokoe | Ei pala eikä sula: se on jo hiiltynyt. Liekissä se pysyy vakaana eikä ruoki palamista; vain hyvin korkeissa lämpötiloissa ilmassa se hapettuu hitaasti ja hehkuu punaisena jättämättä tekokuitujen sulanutta kuulaa. |
| Kotikokeet | Joustokoe: vedä ja päästä irti, hiilikuitu ei palaudu eikä veny vaan pysyy jäykkänä · Polttokoe: liekissä se ei sula kuulaksi eikä pala, vaan pysyy mustana ja ehjänä · Tuntokoe: kylmä, jäykkä ja liukas, mikrosiruja, ei koskaan lämmin tai pehmeä |
| Voi sekoittaa | Metallilangat tai lurex, nekin kylmiä ja jäykkiä, mutta hiilikuitu ei sula liekissä · Tekniset aramidit kuten kevlar, käytöltään samanlaisia mutta väriltään keltaisia eivätkä mustia |
| Vain laboratoriossa | Hiilikuidun tyypin varma tunnistaminen sekä filamenttien halkaisijan ja mekaanisen suorituskyvyn mittaaminen vaativat mikroskopiaa ja erityisiä laboratoriokokeita. |
Fyysiset ominaisuudet
| Ominaisuus | Arvo | Lähde |
|---|---|---|
| palautuvuus | Ei lainkaan | tutkimus |
| venyminen | Ei lainkaan (rakenteellinen) | tutkimus |
| nukkaisuus | Ei lainkaan | tutkimus |
| huopumisriski | Ei lainkaan | tutkimus |
| hienous (µm) | 5–7 | tutkimus |
| kosteuden imeytyminen (%) | 0,0 | tutkimus |
| tyypillinen kutistuma (%) | 0–0 | tutkimus |
| kuidun pituus (mm) | — | tutkimus |
mitattu = mittaus viitteineen · iso = standardi · tutkimus = tarkistettu lähde · arvio = vain uskottavuusarvio
Sopii
kolmiulotteiset rakenteet ja vahvikkeet · komposiittien tekniset tekstiilit · hartsilla kyllästettävät esimuotit · mekaanisesti vaativat sovellukset
Sopii huonommin
vaatteet ja puettava neule · joustavat tai palautuvat vaatteet · pehmeä laskeutuvuus · aloittelijan projektit