Hiilikuitu | Kevra Oy

Hiilikuitulujitteet

Hiilikuidulla tarkoitetaan tässä yhteydessä kuitua, jonka hiilipitoisuus on 95 – 99 p-%. Sille on ominaista korkea kimmomoduli ja suuri lujuus. Lisäksi hiilikuitu soveltuu ominaisuuksiensa puolesta muovien lujittamiseen.

Hiilikuidut valmistetaan hiillyttämällä sopivaa lähtöainetta kontrolloidussa prosessissa. Menetelmiä valmistukseen on lukuisia. Pääasiassa hiilikuitua valmistetaan PAN-kuidusta (polyakryylinitriilikuitu) sen mekaanisten ja fysikaalisten ominaisuuksien takia. Hiilikuidut valmistetaan jatkuvana kuitukimppuna ns. touvina, jonka filamenttiluku vaihtelee valmistajasta ja kuidun pääasiallisesta käyttötarkoituksesta riippuen tuhannesta muutamiin satoihin tuhansiin. Yleisimpiä ovat 3 000 (3K), 6 000 (6K), 12 000 (12K), 24 000 (24K) ja 48 000 (48K) sisältävät touvit, jotka ovat tavallisesti kierteettömiä.

Hiilikuidut soveltuvat kerta- ja kestomuovien lujittamiseen. Niitä käytetään lujitteena pääasiassa silloin, kun valmistettavana on tuote, jolta vaaditaan sekä lujuutta, jäykkyyttä että keveyttä. Hiilikuituja käytetään sellaisenaan tai jatkojalostettuina lujitetuotteina.

Hiilikuitukankaat – Primetex

Gramma-määrältään saman paksuisissa hiilikuitukudoksissa on eroja. Alhaalla vasemmalla on suurennos tavallisesta 200 g/m2 hiilikuitukudoksesta. Kun sitä laminoi muutaman kerroksen, sillä on mahdollista tehdä aivan tavallista, kosmeettisesti kaunista hiilikuitulaminaattia. Oikealla oleva hiilikuitukudos on Hexcelin Primetex hiilikuitukangasta. Siinä hiilikuitutouvit (eli hiilikuitukimput) on litistetty kudontavaiheessa. Hiilikuiduista muodostuu leveä, matala hiilikuitunippu, jossa yksittäiset hiilikuidut on levitetty toistensa viereen ja niitä on hyvin vähän päällekkäin. Kutomalla tällä tavoin litistettyjä touveja saadaan hyvin peittävä hiilikuitukangas, jossa kuitujen väliset raot jäävät pieneksi.

Hiilikuitukudoksen ”reikäisyyttä” voidaan kuvata OF-luvulla (open factor). Sen suuruus voidaan laskea alla olevan kuvan mukaisesti: OF-luku (%) = S2/(S1+S2)

Esim. Hexcelin perinteisellä 193 g/m2 3 k hiilikuitukankaalla OF = 7,5 % ja 193 g/m2 Primetex hiilikuitukankaalla ainoastaan 0,5 %!!! Hexcelin perinteisellä 285 g/m2 6 k hiilikuitukudoksella OF = 3 % ja saman painoisella Primetex hiilikuitukudoksella 0,5 %.

Mitä etua Primetexillä saavutetaan verrattuna tavanomaiseen hiilikuitukudokseen?
Primetexin tasainen pinta ja kuitujen väliin jäävien reikien pieni koko on helppo huomata paljain silmin, kun asettaa käden tai valkoisen paperin hiilikuitukankaan taakse. Primetex-kudonnalla saavutetaan useita etuja:

1. Valmiiseen hiilikuitulaminaattiin jää vähemmän hartsilla kyllästettyjä lujittamattomia alueita. Hartsi ilman lujitetta ei ole kovin vahvaa.

2. Litistettyjen kuitujen käyttö mahdollistaa paksumpien hiilikuitutouvien käytön kankaassa. Paksummat touvit ovat edullisempia. Esim. 100 g/m2 kangasta on tehty perinteisesti 1 k hiilikuiduilla. Hexcelin Primetex-kudonnalla saadaan erittäin tasalaatuista 100 g/m2 kangasta 3 k kuiduilla.
3. Tietty tiivis hiilikuitulaminaatti voidaan tehdä kevyemmästä hiilikuitukankaasta. Esim. Primetex 160 g/m2 hiilikuitukangas on aivan yhtä peittävää (tai jopa peittävämpää) kuin tavallinen 200 g/m2 kangas.

Primetex hiilikuitukangasta suosivat erityisesti kosmeettista hiilikuitupintaa arvostavat mm. autojen tuning-osien valmistajat. Kannattaa muistaa, että 160 g/m2 Primetex-kankaalla saadaan kosmeettisesti peittävää pintaa, jopa parempaa kuin 200 g/m2 perinteisellä hiilikuitukankaalla! Lisäksi Primetex kankailla saadaan mekaanisilta arvoiltaan parempaa laminaattia, koska Primetex-kankaalla ei ole juurikaan ”hartsitaskuja”.

Hexcel Industrial Selector Guide

Hiilikuitukankaat

	Neliöpaino	Leveys	Sidos	Touvi	Loimi Kude	Laminaatin paksuus
Primetex® 43161	161 g/m²	1250 mm	palttina	3K	50 50	0,16 mm
Primetex® 43162	162 g/m²	1250 mm	twilli 2/2	3K	50 50	0,16 mm
Primetex® 43200	200 g/m²	1270 mm	twilli 2/2	3K	50 50	0,20 mm
Hexforce® 43200	200 g/m²	1270 mm	twilli 2/2	3K	50 50	0,20 mm
Hexforce® 43285	285 g/m²	1250 mm	twilli 2/2	3K	50 50	0,29 mm
Hexforce® 48600	600 g/m²	1300 mm	twilli 2/2	12K	50 50	0,62 mm

Hiilikuitumultiaksiaalit

	Kuitusuunta	Neliöpaino	Leveys	Laminaatin paksuus
Hiilikangas 200	+45° / -45°	200 g/m²	1270 mm	0,20 mm
Hiilikangas 400	+45° / -45°	400 g/m²	1270 mm	0,40 mm
Hiilikangas 600	+45° / -45°	600 g/m²	1270 mm	0,60 mm

Hexcelin kankaiden tekniset esitteet löytyvät täältä >>>

Hiilikuitunauhat

	Leveys	Touvi	Sidos	Laminaatin paksuus
Hiilinauha 186/50 200 g/m2	50 mm	3K	palttina	0,20 mm
Hiilinauha 118/90 250 g/m2	25/75/100 mm	3K	twilli 2/2	0,25 mm
Hiilinauha 320 g/m2	37 mm	12K	UD	0,35 mm
Hiilinauha 340 g/m2	50 ja 100 mm	12K	UD	0,35 mm
Hiilinauha XCT411 g/m2	140 mm	12K	biaksiaali	0,42 mm