Einführung zu Core Fibres in modernem Tauwerk

Es gibt viele Kernmaterialien, die in der Seilherstellung verwendet werden (z.B. Vectran®, PBO, Polypropylen, Hanf, Nylon usw.), aber die überwiegende Mehrheit der modernen Seile basiert auf einem Polyester- oder zunehmend auf einem Dyneema®-Kern. Hier erhalten Sie eine grundlegende Einführung in die Vorteile und Schwächen dieser beiden primären Kernfasern. ​

Polyester

Polyester ist weit verbreitet, weil es Festigkeit, geringe Dehnung, Abriebfestigkeit, Haltbarkeit und einen moderaten Preis vereint. Polyesterfasern sind sehr fein (ca. 0,02 mm Durchmesser) und haben ein spezifisches Gewicht von 1,38, was bedeutet, dass das Seil nicht schwimmt.

Im Gegensatz zu Nylon oder Polypropylen ist Polyester relativ steif und jede Dehnung in der Faser wird normalerweise durch einen Thermofixierungsprozess während der Herstellung minimiert, was zu einem sehr geringen Kriechen unter Last führt. Im Gegensatz zu Nylon behält es auch im nassen Zustand seine Festigkeit. Polyester hat einen Schmelzpunkt von ca. 240˚ C und verfügt über eine ausgezeichnete UV- und Abriebfestigkeit; außerdem ist es nicht leitend. ​

Dyneema

Dyneema® ist ein Markenname des Herstellers DSM, für ein Ultra-High-Molecular-Weight-PolyEthylene (UHMWPE). Es hat sehr lange Molekülketten, die vor allem nach dem Ausrichten durch Recken extrem fest sind. Die Moleküle sind stromlinienförmig angeordnet, was chemische Wechselwirkungen verhindert und für die wasserabweisenden Eigenschaften, das rutschige Gefühl und die Chemikalienbeständigkeit verantwortlich ist.

Dyneema® hat ein spezifisches Gewicht von ca. 0,95. Daher schwimmt es und seine Festigkeit wird durch Wasser nicht beeinträchtigt. Sein Schmelzpunkt liegt bei ca. 145 - 152˚C, was im Vergleich zu anderen Seilen recht niedrig ist, und übermäßige Hitze hat einen spürbaren Einfluss auf die Langlebigkeit der Seileigenschaften. Eine weitere Schwäche ist traditionell das Dehnen unter konstanter Belastung, aber die Hersteller machen in dieser Hinsicht mit jeder neuen Generation der Faser deutliche Fortschritte. ​

UHMWPE hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten und ist so "gleitfähig" wie Teflon. Es ist außerdem selbstschmierend, was bedeutet, dass es eine geringe Reibung zwischen den Fasern aufweist und daher die Faserermüdung sehr gering ist. Es lässt sich extrem gut um Ecken legen (im Gegensatz zu einigen Aramiden und PBO) und hat eine ausgezeichnete UV-Beständigkeit.

Types of Dyneema

Die Einführung von SK75 im Jahr 1996 führte zu einer breiten Akzeptanz von Dyneema® in der Segelindustrie. Seine Verwendung ist jedoch fast zum Erliegen gekommen und wurde durch SK78 (2003) ersetzt, das die gleiche Festigkeit, aber ein 3-mal geringeres Dehnen, eine längere Lebensdauer und eine bessere Ermüdungsfestigkeit als SK75 aufweist.

Source Gottifredi Maffioli: Comparison of creep properties between Dyneema Rope SK75 and SK78 at 25˚C and an average static load equal to 25% of break strength.

SK90 wurde 2009 eingeführt und bot zwar eine Festigkeitsverbesserung gegenüber SK75/78 von ca. 10-15%, hatte aber die gleichen Dehneigenschaften wie SK75(!) und wird nicht mehr häufig verwendet.

DM20 (2012) wurde speziell für die Langzeitverankerung von Festinstallationen, z. B. Ölplattformen, entwickelt. Das Dehnverhalten der Faser wurde drastisch verbessert, tatsächlich weist DM20 praktisch keine Dehnung auf (0,5% über 25 Jahre).

Leider bestand der Kompromiss darin, dass sowohl die Festigkeit als auch die Steifigkeit geringer waren als bei SK78, was seine Anwendbarkeit für Anwendungen in der Freizeitschifffahrt einschränkte. Theoretisch wäre es aufgrund der Kriechfreiheit ideal für stehende Stagen, aber die niedrige Festigkeit und Steifigkeit bedeuten, dass ein erheblicher Durchmesserverlust gegenüber anderen Materialien (Draht, Stange, PBO oder Carbon) besteht, um die gleiche Steifigkeit zu erreichen. Für Fallen und Schoten ist langfristiges Dehnen eigentlich kein großes Problem. Das Material bringt daher keine wirklichen Vorteile für laufendes Gut. 

Das 2013 auf den Markt gekommene SK99 ist das neueste Angebot von DSM Dyneema®. SK99 ist 20 % stärker und 40 % steifer als SK78, behält aber die gleichen Dehneigenschaften.

Source Gottifredi Maffioli: Comparative chart of the elastic elongation of single braids of equal diameter (10mm) in different materials.

So ist SK78 nach 20 Jahren Entwicklung und Weiterentwicklung zum Standard für Yachttauwerk geworden, während SK99 sich einen wohlverdienten Ruf als das ultimative Hochleistungs-Kernmaterial erarbeitet hat.

Wussten Sie?

Warum sind die verschiedenen Typen von Dyneema® mit "SK" gekennzeichnet?

Antwort: Das SK bezieht sich auf die beiden Haupterfinder der modernen Dyneema® Faser: Paul Smith und Rob Kirschbaum, die beide für DSM Dyneema in Holland arbeiteten (http://www.thedyneemaproject.com/story-of-dyneema/dyneema.html).

DSK ist ebenfalls gebräuchlich und das "D" steht für Dyneema®. DM20 hingegen war eine grundlegend andere Entwicklung von DSM und sie nannten es Dyneema® Max (DM)20.

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