Vezels · Synthetisch
Koolstofvezel (3D-breiwerk)
Geen garen voor kleding, maar een ingenieursmateriaal: uiterst stijf, uiterst licht en zonder elasticiteit. Het wordt alleen in technische toepassingen gebreid, om driedimensionale structuren en versterkingen te bouwen, geen kledingstukken om te dragen.
Vertaald uit het Italiaans. Nog niet nagelezen door iemand met Nederlands als moedertaal.
Geschiedenis
Koolstofvezel ontstond in het lucht- en ruimtevaart- en sportonderzoek van de twintigste eeuw, toen men zocht naar een materiaal met de sterkte van staal maar een fractie van het gewicht. Van daaruit kwam het in de composieten van vliegtuigen, fietsen en raceauto's terecht, en recenter in technisch textiel: weefsels, vlechtwerk en breisels die het geraamte vormen van onderdelen in composiet. De productie blijft geconcentreerd in een paar grote industriële ketens, vooral in Japan en de Verenigde Staten.
Hoe het garen ontstaat
Men vertrekt bijna altijd van een precursor in polyacrylonitril (een vezel die verwant is aan acryl), die eerst bij lage temperatuur wordt geoxideerd en daarna in ovens van meer dan duizend graden zonder zuurstof wordt gecarboniseerd. Wat overblijft is een doorlopend filament dat vrijwel alleen uit koolstof bestaat, samengebracht in bundels (de zogenaamde tows) van duizenden filamenten. In technisch breiwerk worden deze bundels als zodanig verwerkt of gecombineerd met een steundraad, nooit gesponnen zoals wol.
Waarom ze gewaardeerd wordt
Zijn waarde zit in een verhouding tussen stijfheid en gewicht waar geen klassieke textielvezel bij in de buurt komt. Een breisel van koolstof dient niet voor warmte of greep, maar om vorm en structuur te geven: het houdt de opgelegde geometrie vast, verdraagt hoge belastingen en wordt, eenmaal met hars geïmpregneerd, de versterking van een onderdeel in composiet. Het is de vezel om te kiezen als mechanische prestatie telt, niet comfort.
Verven
Het wordt niet geverfd. De kleur is die van koolstof: diep grafietzwart, vaak met een metalige weerschijn. Eventuele kleureffecten komen van gekleurde steundraden die mee worden verwerkt, of van de hars en de afwerking op het eindproduct, niet van de vezel zelf.
Onderhoud
Het wordt niet gewassen als een kledingstuk: het is een technisch halffabricaat. Behandel het voorzichtig, want de filamenten zijn stijf en breken bij het buigen, en de microsplinters kunnen huid en luchtwegen irriteren. Bewaar het schoon, droog en stofvrij, vaak in afwachting van het impregneren met hars.
Einde levensduur
Het is niet biologisch afbreekbaar en recycling is moeilijk: de belangrijkste route is pyrolyse, die de vezels terugwint door de hars van afgedankte composieten te verbranden, met prestatieverlies. Er bestaan ketens voor gerecyclede koolstof, maar die zijn nog een niche. De duurzaamste weg blijft de levensduur in het structurele onderdeel te verlengen.
Hoe je haar herkent
| Greep | Stijf, droog en koud, glibberig en zonder enige vering. Het voelt eerder aan als een bundel dunne metaaldraden dan als een textielgaren, en laat makkelijk microsplinters achter. |
|---|---|
| Uiterlijk | Diep grafietzwart met een zijdeachtige metaalglans, zonder krul en zonder halo. De filamenten blijven recht en evenwijdig, en het geheel ziet er technisch en ordelijk uit. |
| Gedrag | Heeft geen elastisch herstel en geen geheugen: het veert niet terug, zakt niet uit en kreukt niet, maar houdt de opgelegde vorm. Zeer sterk onder trek in de lengte van de draad, maar breekbaar bij herhaald scherp buigen. |
| Brandproef | Brandt niet en smelt niet: het is al gecarboniseerd. In de vlam blijft het stabiel en voedt het de verbranding niet; alleen bij zeer hoge temperaturen in de lucht oxideert het langzaam en gloeit het rood op, zonder het gesmolten bolletje van synthetische vezels achter te laten. |
| Proeven thuis | Rekproef: trek en laat los, koolstof komt niet terug en rekt niet, het blijft stijf · Brandproef: in de vlam smelt het niet tot een bolletje en brandt het niet, het blijft zwart en heel · Voelproef: koud, stijf en glibberig, met microsplinters, nooit warm of donzig |
| Wordt verward met | Metaaldraden of lurex, ook koud en stijf, maar koolstof smelt niet in de vlam · Technische aramiden zoals kevlar, vergelijkbaar in gebruik maar geel van kleur en niet zwart |
| Alleen in een laboratorium | Om het type koolstof met zekerheid vast te stellen en de diameter van de filamenten en de mechanische prestaties te meten, zijn microscopie en gerichte laboratoriumproeven nodig. |
Fysische gegevens
| Eigenschap | Waarde | Bron |
|---|---|---|
| elastisch herstel | Geen | onderzoek |
| uitzakken | Geen (structureel) | onderzoek |
| halo | Geen | onderzoek |
| viltrisico | Geen | onderzoek |
| fijnheid (µm) | 5–7 | onderzoek |
| vochtopname (%) | 0,0 | onderzoek |
| gebruikelijke krimp (%) | 0–0 | onderzoek |
| vezellengte (mm) | — | onderzoek |
gemeten = een meting met referentie · iso = een norm · onderzoek = een gecontroleerde bron · schatting = alleen aannemelijkheid
Geschikt voor
driedimensionale structuren en versterkingen · technisch textiel voor composieten · voorvormen om met hars te impregneren · toepassingen met hoge mechanische eisen
Minder geschikt voor
kleding en breiwerk om te dragen · elastische kledingstukken of kledingstukken die terug in vorm moeten · zachte val · projecten voor beginners