1900 fanden bei den Olympischen Spielen in Paris die ersten Olympischen Segelwettbewerbe statt. ...
Lange
blieb man auch beim Segeln bei traditionellen Materialien, heute vertraut
man nicht nur beim Schiffskörper selbstverständlich auf (faserverstärkte)
Kunststoffe. Auch Segel und Taue werden aus Kunststoff, zum Beispiel aus
Polyester, Polyamid oder Aramid gefertigt."
( Auszug
Kunststoff.de
)
In dieser Zusammenstellung werden nur die Kunststoffe vorgestellt, die im “normalen” Katamaran - Bau und bei der Reparatur wichtig sind.
Aramid und Carbonfasern
Bootsanstriche
Einkomponenten Farben
Zweikomponenten Farben
Grundierungen
Loesemittel
Dichtungsmassen
Schaeume
Sandwich
Polyethylen
Tauwerk
Die Härtung erfolgt bei Raumtemperatur unter Zufügen eines Härters, ca. 2 %, und eines Beschleunigers ca. 1 %
( MEKP - Härter mit Cobaltbeschleuniger und BP - Härter mit Aminbeschleuniger).
Dadurch wird eine Kettenreaktion ausgelöst und Lösungsmittel ( Styrol ) freigesetzt. Wird die Reaktion einmal in Gange gesetzt , ist sie nicht mehr zu stoppen. Deshalb sind auch gewisse Abweichungen von der genauen Härtermenge möglich. Durch unterschiedliche Dosierung von Härter und Beschleuniger wird die Topfzeit ( Zeit in der die flüssige Mischung in den Gelierzustand übergeht ) der gewünschten Verarbeitungszeit angepaßt.
Bei niedrigen Temperaturen kann durch Wärmezufuhr das Aushärten beschleunigt werden.
Ausgasen nach der Fertigstellung bedeutet Aushärtung noch nicht abgeschlossen.
Richtig aushärten kann das Laminat erst, wenn es getempert wird, d.h. gleichmäßiges Erwärmen auf 40° - 60° für 6 - 16 Stunden, Reststyrol verdunstet.
Vorbeschleunigte Harze, die die Arbeit vereinfachen, sind im Handel erhältlich. Diese Vorbeschleunigung ist ein Grund, weshalb die Harze nur begrenzt haltbar sind.
Achtung ! Härter nicht in die Augen bringen, kann zum Erblinden führen. Schutzbrille beim Mischen tragen.
Lösungsmittel sind krebserregend. Atemschutzmaske tragen oder / und in gut belüfteter Umgebung arbeiten.
- preiswert
- Bruchanfällig bei Punktbelastungen, mittlere-Zugfestigkeit und Steifigkeit
- Anfällig gegen Eindringen von Feuchtigkeit Osmose (durch Kapillarenbildung beim Ausgasen)
- zerstört Styropur
- vorbeschleunigte Harze ca. 1 Jahr lagerfähig, auch bei über 21°
- schrumpft beim Aushärten
Das Mischungsverhältnis einhalten, sonst bleiben ungesättigte Mischungskomponenten zurück, die die mechanischen Eigenschaften erheblich schwächen. Kleinstmengen sollten daher mit Einwegspritzen nach Volumen dosiert werden. Durch Zugabe verschiedener Härtertypen kann die Verarbeitungszeit verändert werden.
Es entstehen beim Aushärten keinerlei Kapillaren, durch die Wasserdampf dringen kann
( lösungsmittelfrei ).
Achtung ! Bei Hautkontakt kann es zu Reizungen kommen. Wiederholter Hautkontakt kann zu einer Sensibilisierung führen, so daß schon geringe Mengen dauerhaft allergische Reaktionen hervorrufen. Schutzhandschuhe tragen.
- hoher Preis
- Wasser - Osmose - resistent
- sehr gute Brucheigenschaften - Steifigkeit - Zugfestigkeit
- hohe Klebekraft
- sehr lange lagerfähig
- kann auch Unterwasser aushärten
Es muß gleichmäßig und ohne Luftblasen aufgetragen werden und sollte eine Dicke von ca. 0,5 - 0,7 mm haben.
Gelcoat kann unter dem Einfluß von UV Strahlen auskreiden: Glanzverlust und Verfall der Oberfläche zu Pulver.
Politur und Wachse können diesen Verfall verlangsamen. In den meisten Fällen ist dann eine Lackierung zum Schutz des Gelcoats ratsam.
Alternativ kann man eine wärmebeständige Folie auf die Oberfläche des gerade aufgetragenen Gelcoats drücken. Nach dem völligen Aushärten nimmt man die Folie wieder ab.
Paraffin - Lösung als Zugabe zu Polyesterharzen und Gelcoat schwemmt innerhalb der Nassphase an die Oberfläche der Auftragsschicht und bewirkt Klebfreiheit nach Aushärtung.
Topcoat
ist ein Feinschichtharz mit den Eigenschaften des Gelcoats, aber geeignet für den äußeren Gebrauch ( klebfrei ). Läßt sich gut schleifen.
Gut geeignet zum Abdichten kleiner Löcher und Risse.
Eigenschaften des Polyester- bzw. Epoxidharzes beachten
- hohe Viskosität
- leicht zu verarbeiten
- hohe Dehnungs- und Zugfestigkeit durch Glasfasern
Es haftet außergewöhnlich gut auf den meisten Untergründen, es wird durch seine chemische Beschaffenheit sehr hart.
Im heutigen Bootsbau wird viel mit Epoxid verklebt, da es in vielen Punkten den herkömmlichen Leimen überlegen ist, allerdings schwieriger zu verarbeiten.
Zulässiger Füllstoffanteil bei Handmischverfahren bis 30 %, bei Maschinellem Verfahren bis 60 %.
Microballoons sind hohle Kugeln mit besonders geringem spezifischen Gewicht. Sie erzeugen eine leichtgewichtige Spachtelmasse zum Profilieren, für den Einsatz oberhalb der Wasserlinie mit guten Schleifeigenschaften.
Aerocell ist Glasstaub, wasserbeständig, geeignet eine sehr harte Masse herzustellen.
Klebepulver gemischt mit Epoxidharz erzeugt einen hochfesten Kleber.
Die Viskosität kann mit der Menge des Klebepulvers beeinflußt werden. Das Volumen wird durch die Zugabe nicht erhöht.
Glasfaserschnitzel zum Einrühren erhöhen die Festigkeit des Gemisches. Es bleibt fließfähig.
Pigment - Farbpasten können zur Farbgebung den Harzen beigemengt werden.
Thixotropiermittel zum gelartigen Eindicken von Harzen. Die Zugabe zum Harz verhindert ein Ablaufen an geneigten Flächen.
Der Faseranteil im Handauflegeverfahren liegt bei ca. 30 - 40 %.
Durch die gezielte Kombination von Matten, Gewebe, Harze und Verarbeitungsmethode können Erzeugnisse mit extrem guten Eigenschaften hergestellt werden.
E- Glas als preiswerteste ist die am meisten verarbeitete Faser.
R- und S- Glas findet man beim Bau von Rennyachten oder an extrem belasteten Stellen im normalen Serienbau.
Verarbeitungstipps :
- Symmetrischer Aufbau ( Gewebe - Matte ) um Spannungen im Laminat zu vermeiden
- Bei kleineren Flächen können mehrere Lagen gleichzeitig verarbeitet werden.
- Lufteinschlüsse mit Pinsel und Roller herausstreichen
- Ränder bei Matten für einen besseren Übergang reißen
Achtung ! Beim Arbeiten mit Glasfasern Staubmaske tragen. Glaspartikel können sich in der Lunge festsetzen.
Diese Bindemittel lösen sich erst mit den Lösungsmitteln im Polyesterharz.
Epoxidharz nicht oder nur mit speziellen Zusätzen verwenden.
Die Matten werden in verschiedenen Stärken angeboten, die sog.”Standardmatte” mit einem Gewicht von 450 g/m2 .
- preiswert
- annähernd gleiche Festigkeit in alle Richtungen
- wasserempfindlich
- gute Verbindung mehrerer Lagen untereinander
- relativ hoher Harzanteil bei Laminaten
Durch unterschiedlichen Faserverlauf und Bindungsart werden die Belastungseigenschaften beeinflußt.
Bei unidirektionalen Fasergelegen, die nur in eine Richtung hohe Festigkeit aufweisen, sind die Zwischenräume zwischen den Fasern
( hervorgerufen durch ihre parallele Anordnung ) sehr klein, und lassen sich deshalb viel “trockener” laminieren.
- geringer Harzanteil bei hohen Festigkeitswerten
- Belastungsrichtung genau definiert
- Gewebe wegen Harzansammlungen nicht direkt aufeinanderlegen ( Zwischenmatte )
Aramid besser bekannt unter dem Herstellernamen Kevlar ( gelbliche Chemiefaser ) wird für Tauwerk, Segeltuch, im Bootsbau genutzt, verliert aber ungeschützt vor UV - Strahlen seine Eigenschaften.
- niedriges Gewicht
- geringste Dehnung
- hohe Zähigkeit, Schlagfestigkeit, Abriebfestigkeit
- sehr teuer
- mögliche hohe Feuchtigkeitsaufnahme ( evtl. vor dem Verarbeiten tempern)
- mit Spezial - Schneidewerkzeugen schneiden
- beste Verarbeitung mit Epoxidharzen, Vinylesterharzen und Isophthalsäure - Polyester - Harzen
- sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit ( fast 5 mal so hoch wie Stahl )
- hohe Zugfestigkeit
- geringe Bruchdehnung
- beste Verarbeitung mit Epoxidharzen
Kohle - Kevlar Gewebe ( in der Regel ein Kevlar Gewebe mit eingewebten Kohlefaserstreifen ) ist eine Kombination der Eigenschaften, wobei sich die Schlagfestigkeit der Kevlarfasern mit der Steifigkeit der Kohlefasern verbindet.
Oberhalb der Wasserlinie sind die Farben starker Sonneneinstrahlung und Spritzwasser ausgesetzt. Unter Wasser sollen sie in erster Linie vor Bewuchs
( Fouling ) schützen.
Im Folgenden werden nur Ein - und Zweikomponenten Farben für GFK Boote beschrieben.
- Eine gründliche Untergrundvorbereitung ist wichtig für ein gutes Endergebnis. Bis zu 80 % der Zeit kann für Untergrundvorbereitung und Grundierung verwendet werden.
- Staub verursacht schlechte Haftung des ersten Anstriches und eine rauhe Oberfläche.
Die Verarbeitungstemperatur muß über 10 ° C liegen.
- Wiederholungsanstrich nach ca. 4 - 6 Jahren
- sehr guter UV Schutz + Glanzgrad
- sehr gute Haltbarkeit, extrem belastbar
- erfordert mehr Sorgfalt bei der Verarbeitung
Niemals eine 2 - Komponentenfarbe auf eine 1 - Komponentenfarbe aufbringen!
Wird der Untergrund angelöst oder weich, handelt es sich sehr wahrscheinlich nicht um ein 2 - Komponenten Produkt.
Verarbeitungstipps :
- nach dem Anmischen die Farbe ca. 10 Min. ruhen lassen, damit entstandene Blasen entweichen können.
- ideale Verarbeitungstemperatur liegt bei ca. 15 °, bei geringer Luftfeuchtigkeit. Bei warmer Witterung kann es von Nutzen sein, etwas Verdünner hinzugeben.
- Topfzeit bei 25 - 30 ° ca. 2 Std., bei 10 ° ca. 4 Std.
Ist die Oberfläche in gutem Zustand ist die Verwendung einer speziellen Grundierung nicht erforderlich. Eine Vorstreichfarbe wäre für eine gute Haftung ausreichend.
...
dienen der Reinigung und zum Verdünnen von Farben, Lacken ( bessere
Streichfähigkeit und Spritzviskosität ) und Klebern.
Man muß dabei unterscheiden zwischen
Nitro Verdünner für alle Lacke und Farben auf
Kunstharz, Chlorkautschuk und Polystyrol Basis. Kunststoffe können
angegriffen werden.
Terpentin als neutrales Reinigungs - und Verdünnungsmittel
für Farben und Lacke auf Öl - und Kunstharzbasis. Holz und Metalle
werden nicht angegriffen. Ölhaltig
Aceton dient zum Vorreinigen und Entfernen von Teilen
aller Art, zum Verdünnen von Nitro - Kombilacken, Klebern und Harzen
(sehr aggressive Flüssigkeit).
Bei Arbeiten mit Harzen und Klebern Aceton zum Reinigen verwenden.
Abbeizmittel
sind
zum Entfernen von alten Lacken bestimmt.
Achtung ! Dämpfe nicht einatmen !
Feuergefährlich !
Es sind Polyurethan - Produkte, die mit Luftfeuchtigkeit zu einem Elastomer aushärten und sich für elastische, dauerhafte, haftstarke Verklebungen und Dichtungen eignen.
Bei den im Handel angebotenen Dichtungsmassen ist darauf zu achten, daß sie Seewasser- und witterungsbeständig, UV - beständig, überlackierbar sind.
Ungeöffnete Gebinde können mindestens 9 Monate gelagert werden. Angebrochene Gebinde müssen innerhalb kurzer Zeit verarbeitet werden.
Verarbeitungstip :
- zu verklebende bzw. abzudichtende Teile müssen sauber, trocken, frei von Fetten, Ölen und Staub sein.
- beim Verkleben in den meisten Fällen vorher einen Primer aufstreichen
PVC Schaum wird bei Rennyachten als Kernmaterial eingesetzt.
Man unterscheidet zwei Arten: vernetzte
( Handelsnamen wie Plasticell, Divinylcell, Termanto )
und unvernetzte( wie Airex ) PVC Schäume.
Die unvernetzten Schäume sind biegsamer, leichter zu bearbeiten, regenerieren sich bis zu einem gewissen Grad nach einer Verformung.
Vernetzte Schäume sind viel härter und druckfester, beständiger gegen Erweichung im tropischen Klima.
( Handelsname Styropur ) wird häufig im Surfbrettbau oder als Auftriebshilfe bei Catamaranen angewendet.
Diese Schaumart ist sehr leicht, preiswert und läßt sich gut bearbeiten.
Dem gegenüber stehen schlechte mechanische Eigenschaften, bei Beschädigung zieht er Wasser und kann nicht mit Polyester verarbeitet werden, da Styrol den Schaum auflöst.
Polyurethanschaum ( PU Schaum ) entwickelt gute mechanische Eigenschaften, ist preiswert, aber zieht bei Beschädigung Wasser.
Untersuchungen haben ergeben, daß diese Schäume mit der Zeit im Bereich der Verbindung zum Harz altern, was zu einer Delamination führen kann.
Anwendung u.a. im Surfbrettbau.
Durch die Vergroesserung der Plattenstaerke mit einem leichten Kernmaterial bewirkt man eine mehrfache Erhoehung der Steifigkeit ohne das Gewicht merklich zu erhoehen.
Catamarane in dieser Bauweise sind sehr leicht aber auch sehr empfindlich gegen Schlageinwirkung.
PE wird hauptsächlich bei der Herstellung von Folien, Spritzgußartikeln, Rohren, Profilen und im Behälterbau verwendet, im Bootsbau bei kleinen Angelbooten, Kanus und Surfbrettern.
Surfbretter aus PE und PE - verwandten Stoffen zeichnen sich durch Robustheit und einen günstigen Preis aus.
Der Nachteil liegt im hohen Gewicht und in der ”Weichheit”:
Die Bretter “verbiegen” bei starker Belastung, gehen danach wieder in die Ausgangsform zurück. Beschläge halten schlecht im PE ( z.B. Fußschlaufen, Finnenkästen).
Verarbeitungstips :
- Bestimmte PE - Sorten können durch Schweißen verbunden werden ( oder durch “Kalt- Schweißen” mit Lösungsmitteln).
- PU - Heißkleber haften sehr gut auf beschädigten Stellen, wenn vorher die Fläche erhitzt wird, bis ein feuchter Film hervortritt ( Weichmacher entweichen der Oberfläche ).
Osmose ist ein weitverbreitetes Problem bei Polyesterbooten.
Bei der Osmose, genauer,
bei der Hydrolyse mischen sich wasserloesliche Bestandteile des Polyesterlaminats
( Restbestaende von Harzanteilen, Haertern und Loesungsmitteln ) mit eingedrungener
Feuchtigkeit.
Unter dem Gelcoat sammelt sich dieses saure Gemisch und bildet mit der
Zeit Blasen.
Die Harz - Faserverbindung wird dadurch zerstoert.
Die Zerstoerung setzt sich immer weiter fort, je mehr Feuchtigkeit ins
Gewebe dringt.
Boote in warmen Gewaessern sind besonders gefaehrdet.
Durch die Lagerung der Sportkatamarane an Land ist dieser Bootstyp nicht besonders Osmose gefaehrdet ( Es besteht kein permanenter Wasserdruck auf das wasserdurchlaessige Gelcoat, wodurch Wasser ins Gewebe dringen kann) .
Osmose muss behandelt werden, da sonst die Glasfasern sich voellig aufloesen.
Bei der Osmosebehandlung
werden alle Blasen per Sandstrahlen geoeffnet und gereinigt.
Der
Rumpf muss komplett durchtrocknen.
Danach wird ein neues Laminat aufgebracht.
Bootsreparaturen sind immer mit einem großen Teil Improvisation verbunden. Gute Ideen sind gefragt.
Es
reichen in der Regel einfache Werkzeuge
aus. Maschinen erleichtern und
beschleunigen die Arbeit, sind aber in der
Hand des “Laien” keine Garantie für
Sauberkeit und Praezision.
Winkelschleifer
Stichsaege
Stecheisen
Cuttermesser
Pinsel
Schere
Meßbecher
Schleifmaschine
Schleifbrett
Reparaturtipps für die Arbeit mit Kunststoffen :
1. Arbeitsbereich trocken und warm halten. Nicht an Regentagen oder bei sehr feuchter Witterung draussen arbeiten.
2.
In “sauberer” Umgebung arbeiten.
Für eine gute Belüftung und Beleuchtung sorgen. Reparaturstellen mit Azeton
von Staub + Fettablagerungen reinigen.
3. Neue Materialien zuerst mit einer Arbeitsprobe testen. Bei einem Wechsel zu einem anderen Herstellen koennen sich einige Eigenschaften des gleichen Produktes veraendern.
4. Pinsel und Roller mit Aceton reinigen. Arbeitsgeraete koennen auch in einem geschlossenen Behaelter mit Aceton bis zur Wiederverwendung aufbewahrt werden.
5.
Haende zum Reinigen mit Butter einreiben und nach einiger Zeit mit Spuelmittel
entfernen. Diese Art der Hautreinigung ist schonender im Vergleich zur
Reinigung mit Aceton oder Nitroloesung
(Gefahr der Hautaustrocknung).
Giftige Daempfe, Staub und Harze sind leider die gefaehrlichen Begleiterscheinungen der Arbeit mit Kunststoffen. Der Schutz vor aktuellen Schaeden ist genauso wichtig wie der Langzeitschutz.
Aktiver Arbeitsschutz
Bei
regelmaessigen Arbeiten mit GFK ist eine
geeignete Schutzkleidung unumgänglich.
Atemschutzmaske
Partikelmaske
Schutzbrille
Augenspuelflasche
Handschutzcreme
Handschuhe
( Einmalhandschuhe geeignet,
vorsichtig mit Aceton )
Arbeitsoverall
Gehoerschutz
*
Beim Arbeiten mit Harzen Schutzhandschuhe tragen (Epoxi, Polyester) oder
Haende eincremen (Polyester).
Besonders Epoxidharze sind sehr Haut unvertraeglich. Bei aufgetretenen
Hautkontakten diese Stellen unbedingt reinigen.
*
Beim Umgang mit Haertern oder Beschleunigern Schutzbrille tragen. Spritzer
ins Auge sofort unter fliessendem Wasser ausspuelen und einen Arzt aufsuchen.
Wasserflasche mit frischem Wasser oder Ascorbinsaeure bereitstellen.
* Bei Arbeiten mit Polyester, Klebern und Farbanstrichen Atemschutzmaske mit Aktivkohlefilter tragen und für gute Belueftung sorgen. Loesungsmitteldaempfe sinken nach unten.
* Fluessige Kunststoffe, Lacke, Farben, Spachtelreste duerfen nicht über den Hausmuell und nicht ueber die Kanalisation entsorgt werden.
* Schleifen und Arbeiten mit Glasfasern nur mit Staubmaske. Glaspartikel koennen sich in den Atemorganen festsetzen, Polyester- und Epoxidstaub sind giftig.
* Bei Kunststoff-, Farb- und Klebearbeiten nicht rauchen, keinen Funkenflug und offenes Feuer. Die Stoffe sind leichtentzuendlich. (Aceton entzuendet sich ab 21° C. )
* Farben, Harze, ... nicht verschlucken. Im Notfall Arzt mit genauer Stoffbeschreibung aufsuchen. Nicht zum Erbrechen bringen.
* Gefahrensymbole und Hinweise der Gebinde beachten. Zu allen Stoffen werden Sicherheitshinweise und technische Merkblaetter von den Herstellern geliefert.
Frueher
wurde Tauwerk aus Naturmaterialien hergestellt:
Baumwolle
Manila
Sisal
Hanf
Kokos
Heutiges Kunstfasertauwerk
ist im Vergleich verrottungsfest und altert wenig.
Es hat hohe Reissfestigkeit, geringes spezifisches Gewicht und nimmt nur
wenig Feuchtigkeit auf.
Es verliert allerdings an Festigkeit durch Waerme, Reibung und UV-Strahlung.
Rohstoffe
sind
Polyamid verbindet hohe Festigkeit mit hoher Dehnung,
quillt aber im Wasser etwas auf und ist nicht komplett bestaendig gegen
einige Saeuren und UV-Strahlung. Es wird unter Witterungseinfluss mit
der Zeit hart.
Polypropylen ist relativ preiswert, sehr leicht und schwimmfaehig,
nicht so gut hinsichtlich Abriebfestigung und Temperaturbestaendigkeit.
Polypropylen hat eine sehr gute chemische Bestaendigkeit und nimmt kein
Wasser auf.
Polyester hat eine gute Festigkeit, wenig Dehnung, ist
relativ schwer, sehr bestaendig gegen Witterungseinfluesse und gegen die
meisten Chemikalien. Die Abriebfestigkeit ist sehr gut.
Aramid ist eine organische Chemiefaser. Zu seiner hohen
Festigkeit bietet Aramid eine ausgezeichnete Waermebestaendigkeit und
geringe Dehnung. Aramid ist Loesungsmittel -resistent. Es ist hitze- und
flammfest.
Polyethylen ist eine Faser mit einem sehr geringen spezifischen Gewicht, jedoch mehrfach so stark wie vergleichsweise Polyamid oder Polyester (bei gleichem Gewicht). Es ist schwimmfaehig und verfuegt ueber eine sehr geringe Bruchdehnung, bestaendig gegen Chemikalien.