Die Faser macht's - Die Macht der Fasern
Doch Vorsicht - Laborwerte allein sagen wenig!
Auf diesen Seiten sprechen wir viel über Fasern. Sie sind die Bestandteile des Segeltuches und entscheiden über Formstabilität und Langlebigkeit.
Im folgenden haben wir deshalb versucht, die gebräuchlichsten Fasern in Tabellenform zu beschreiben und damit vergleichbar zu machen. Doch Vorsicht – Laborwerte wie diese entscheiden nicht allein über Eigenschaften wie UV-Beständigkeit oder Knickbeständigkeit. Für die UV-Beständigkeit ist zum Beispiel auch entscheidend, wie dick ein Faserbündel ist. Je dicker, umso besser sind die innenliegenden Faserbestandteile (“Filamente”) vor den “bösen” Sonnenstrahlen geschützt.
Ein anderes interessantes Beispiel liefert Carbon: Laut dieser Tabelle ist die Carbon-Faser besonders knickempfindlich und deshalb denkbar schlecht für den Einsatz in Segeltuchen geeignet. Richtig eingesetzt ist Carbon jedoch eine besonders robuste und langlebige Faser. In Fusion M-Segeln werden Carbon-Fasern so eingebracht, dass Carbon-Filamente der schädlichen Stauchung ausweichen können. Sie brechen deshalb seltener, das Segel hält extrem lange. Gleiches gilt für Dimension-Polyants GPL- oder Carbon Sport-Tuche für Radial-Schnitte für Fahrtensegel und Regattasegel.
Fasern für Segel - hochfeste Fasern
Fasern für Segel - Standard-Fasern
Legende:
Modulus/Elastizitätsmodul, auch EModul, Zugmodul, Elastizitätskoeffizient, Dehnungsmodul, oder Youngscher Modul, ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik, der bei linear-elastischem Verhalten den proportionalen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers beschreibt. (Wikipedia)- UPE/UHMPE – Ultra High Modulus Polyethylen, auch als Dyneema oder Spectra bekannt.
- cN/dtex – cN, Centinewton oder Zentinewton (0,01 Newton) ist eine übliche Einheit bei der Beschreibung der Festigkeit von Fasern und Garnen (z. B. cN/dtex) und entspricht auf der Erde etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 1 Gramm wirkt.
- g/den – Gramm pro Denier (1 den = 1 Gramm pro 9000 Meter)
dpi - das Maß aller Dinge?
In vielen Angeboten und Spezifikationen von Hightech-Segeln findet man Werte, die mit “dpi” gekennzeichnet sind. Googelt man “dpi” findet man zahlreiche Definitionen, die mit Fotografie und Drucktechnik zu tun haben. Aber kaum etwas zum Thema Segeltuch oder Textilien. Was also bedeutet “dpi” für Segeltuche und Segel?
Das Kürzel dpi steht in der Welt der Tuchhersteller, Segeldesigner und Segelmacher für “Denier pro Inch”. Dabei bezeichnet “Denier” eine alte französische Maßeinheit für Fadengewicht. 1000 den oder Denier bedeutet: Dieses Garn wiegt 1000 Gramm auf einer Länge von 9000 Meter, also neun Kilometer Länge. Die aus heutiger Sicht merkwürdige Einheit ist in der großen Zeit der Seidenweber entstanden: Um 1 Gramm Seidenfaden zu haben, brauchte es einen etwa 9000m langen Faden – Voila! Heute gibt es in der dezimalen Welt analog hierzu das aktuellere dtex-Fadengewicht (Dezitex). 1000 dtex bedeuten, dass dieses Garn 1000g pro 10.000m Fadenlänge wiegt. Den und dtex sind also Angaben zur Masse eines Garns.
Viele Entwicklungen im Bereich der Hightech-Segeltuche wurden in den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts in den USA entwickelt. Dort war das Dezimal-System leider noch nicht angekommen. Wir müssen deshalb bis heute mit dem ungewohnten Denier arbeiten. Und Inch bzw. Zoll.
Der Teil “pro Inch” definiert, auf welcher Breite des Tuches die Fasern gezählt werden. Ein Inch oder Zoll sind 25,4 Millimeter. Auf einem Abschnitt dieser Breite werden alle Faserenden gezählt. Kennt man das Fasergewicht, kann man die Faserdichte “dpi” errechnen: 10 Faserenden mit jeweils 1000 den Fadengewicht auf einer Zählbreite von 25,4mm ergeben also 10.000 dpi.
Was sagt das aber über die Belastbarkeit des Tuches oder dessen Reißfestigkeit? Jede Faser hat eine bestimmte Reißfestigkeit und ein E-Modul. Das E-Modul beschreibt die Dehnungsfestigkeit von Materialien. Wenn bekannt ist, wie viel Material einer bestimmten Sorte vorhanden ist, kann man Dehnungsfestigeit und Reißfestigkeit rechnerisch bestimmen.
Natürlich haben Polyester, Aramid, Carbon oder UPE, um die gängigsten Hauptfamilien der in Segeltuchen verwendeten Fasern zu nennen, sehr unterschiedliche Festigkeiten. Erschwerend kommt hinzu, dass die Art und Weise, wie diese Fasern verarbeitet und im fertigen Segeltuch eingebettet sind einen riesengroßen Einfluss auf die tatsächlichen Eigenschaften des fertigen Segeltuches hat. Und auf dessen Lebensdauer im realen Bordleben!
Der dpi-Wert eines Tuches ist ein guter Anhaltspunkt für einen erfahrenen Segelmacher oder Segeldesigner, um das richtige Tuch in Abhängigkeit von
- Schiffstyp und -größe (Jolle, Kielboot, Monohull, Mehrrumpfboot etc.)
- Segeltyp (Großsegel, Genua oder Jib 1, 2 oder 3 usw.)
- und Einsatz (Inshore, Offshore usw.)
für triradial geschnittene Fahrtensegel oder triradiale Regattasegel zu bestimmen. Auch für Hightech-Membransegel kalkuliert jeder Anbieter den angemessenen dpi-Wert.
Bei Segeln, die aus so genannter Rollenware als Crosscut- oder Triradial-Segel gefertigt werden, kann man über den dpi-Wert des verwendeten Tuches also Vergleiche anstellen. Für alle Arten von so genannten Hightech-Membran-Segeln, zu denen auch Quantums Fusion M zählt, ist der Vergleich von dpi-Werten jedoch nicht möglich. Warum ist das so? Anders als in Segeltuchen, die Segelmacher von den bekannten Tuchherstellern wie Dimension-Polyant, Contender Sailcloth, Challenge Sailcloth oder Bainbridge beziehen, ist die Faserdichte in Membransegeln an jeder Stelle eines fertigen Segels unterschiedlich. Es gibt in diesem “Custom-Laminaten” wegen der Lastorientierung aller Fasern keine parallelen Fasernverläufe. In Schot, Kopf oder Hals eines Segels ist die Faserkonzentration deshalb besonders hoch, während in der Mitte des Achterlieks oder des Vorlieks die Faserdichte vergleichsweise gering ist. Man kann die Faserdichte für Hightech-Segel wie Fusion M also nur lokal definieren.
Jeder Segelhersteller hat für sich eine eigene dpi-Definition bestimmt. Es wird mal an einer bestimmten Stelle am Achterliek oberhalb der Schotecke gemessen, andere bestimmen dpi in der Mitte des Achterlieks, wieder andere messen die Faserdichte an drei Punkten im Segel und mitteln diese drei dpi-Werte. Einen Industriestandard oder ein DIN-Norm gibt es leider nicht. Das bedeutet: Ein Vergleich von dpi-Angaben zwischen verschiedenen Segelmachern ist nicht möglich. Es ist nicht sicher, ob man Äpfel und Birnen vergleicht.
Als Segler oder Kunde muss man dennoch keine Bedenken haben: Alle großen Segelmacher haben die Berechnung der erforderlichen Faserdichte und Festigkeit für ihr Produkt im Griff, so dass sichergestellt ist, dass die Segel fit für den Einsatz sind und so lange halten, wie sie sollen. Bei Quantum Sails haben wir dafür iQ-Technology entwickelt – das ist ein integriertes Design-Paket vom 3d-Segeldesign bis zu FEA- und CFD-Simulation. Grandprix-Crews haben andere Erwartungen als Cruiser-Racer. Die einen kämpfen um jedes Gramm und sind im Zweifel bereit, dafür Lebensdauer zu opfern. Die anderen legen größeren Wert auf Haltbarkeit und Nutzungsdauer. Gute, technisch versierte Segelmacher können das einschätzen, Sie entsprechend beraten und werden Ihr neues Segel entsprechend designen!
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