Beim Vergleich hitzebeständiger Textilien steht für Ingenieure meist die Faser im Vordergrund. Glasfaser, Siliziumdioxid, Basalt, Keramik und andere Hochtemperaturfasern weisen jeweils eigene thermische Grenzen und physikalische Eigenschaften auf, daher ist das Basismaterial ein naheliegender Ausgangspunkt.
Die Basisfaser ist jedoch nur ein Teilaspekt der Eigenschaften eines fertigen Textils. Beschichtungen bieten Ingenieuren eine weitere Möglichkeit, das Material an die jeweiligen Einsatzbedingungen anzupassen – von Abrieb und Handhabung bis hin zu Verunreinigungen und unterschiedlicher Wärmeeinwirkung. Zwei Textilien aus ähnlichen Fasern können sich sehr unterschiedlich verhalten, sobald sie um einen Schlauch gelegt, über Prozessleitungen gewickelt, zu einer Dichtung verarbeitet oder als Barriere in der Nähe heißer Anlagen eingesetzt werden.
Das liegt daran, dass das fertige Material weit mehr leisten muss, als nur Temperaturen standzuhalten. Es muss möglicherweise wiederholter Handhabung widerstehen, Abrieb durch benachbarte Bauteile widerstehen, seine Form während der Installation beibehalten, Verunreinigungen abweisen oder Strahlungswärme und Spritzer von geschmolzenem Material abwehren.
Beschichtungen können die Leistungs- und Funktionseigenschaften eines Hochtemperaturgewebes verändern, ohne die Basisfaser und die darunterliegende Textilkonstruktion zu verändern. 1
Beschichtungen werden seit langem eingesetzt, um Eigenschaften wie Flammwidrigkeit, thermische Stabilität, Haltbarkeit und Wasserabweisung gezielt einzustellen, und die aktuelle Forschung untersucht weiterhin, wie unterschiedliche Beschichtungsformulierungen und Applikationsmethoden diese Eigenschaften beeinflussen.¹
Je nach Beschichtung und Anwendung kann dies eine bessere Abriebfestigkeit, höhere Steifigkeit, größere Flexibilität, verbesserte Beständigkeit gegen Öle oder andere Verunreinigungen, weniger Ausfransen, andere Dichtungseigenschaften oder eine weitere Schutzschicht zwischen dem Textil und seiner Umgebung bedeuten.
Die Davlyn Group verwendet für ihre technischen Textilien eine Reihe von Beschichtungen, darunter Silikonelastomer, Vermiculit, PTFE, Graphit, Acrylat-Imprägniermittel, Reflektionsfolie, Gummi und weitere kundenspezifische Behandlungen. Jede Beschichtung erfüllt einen anderen Zweck. Daher beginnt die Auswahl mit dem Verständnis der tatsächlichen Belastungen, denen das fertige Textil im Einsatz ausgesetzt sein wird.
Eine Temperaturangabe sagt nichts darüber aus, wie sich ein Textil verhalten wird.
Die maximale Betriebstemperatur ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl von Wärmeschutzmaterialien, beschreibt aber nicht alle Belastungen, denen das Material im Betrieb durch Wärme ausgesetzt ist. Gerade in diesem breiteren Betriebsumfeld kann eine Beschichtung einen entscheidenden Unterschied machen.
Stellen Sie sich eine Schutzhülle vor, die durch eine Industrieanlage geführt wird. Die Hülle könnte bei jeder Vibration der Anlage an einer Halterung reiben. Ein Monteur muss möglicherweise mehrere Meter davon über eine Schlauchleitung ziehen. Hydraulikflüssigkeit oder Öl könnten gelegentlich mit der Oberfläche in Berührung kommen. Und das Material müsste im Rahmen von Wartungsarbeiten entfernt und ersetzt werden.
Solche Bedingungen können Eigenschaften erfordern, die das Basismaterial allein nicht bietet. Eine Beschichtung kann die Abriebfestigkeit erhöhen, die Steifigkeit oder Flexibilität des Materials verändern oder einen Oberflächenschutz vor Ölen und anderen Verunreinigungen bieten.
Ein Stoff, der die thermischen Bedingungen gut bewältigt, kann dennoch ungeeignet sein, wenn er bei der Montage stark ausfranst, durch wiederholten Kontakt durchscheuert, Verunreinigungen aufnimmt oder sich in der fertigen Konstruktion nur schwer verarbeiten lässt.
Die Davlyn Group berücksichtigt viele dieser Faktoren bei der Entwicklung kundenspezifischer Textilprodukte, darunter Wärmebeständigkeit, Gewicht und Dichte, Flexibilität, Verarbeitbarkeit in der Werkstatt und im Außeneinsatz, Abriebfestigkeit, Haltbarkeit und Umweltanforderungen.
Die Beschichtung wird Bestandteil der gesamten Materialspezifikation. Sie kann die Oberflächen- oder Handhabungseigenschaften eines Textils verändern, das bereits die richtige Grundfaser, Webart, Dicke oder Geometrie für die jeweilige Anwendung aufweist.
Abrieb kann genauso wichtig sein wie Hitze.
Hochtemperaturtextilien kommen üblicherweise dort zum Einsatz, wo sie häufig berührt werden. Ärmel können an Schläuchen oder nahegelegenen Bauteilen reiben. Klebebänder werden straff um Komponenten gespannt. Dichtungen werden zwischen Oberflächen zusammengedrückt. Decken und Vorhänge werden gefaltet, transportiert, gelagert und wiederverwendet.
All das schafft Möglichkeiten für Abnutzung, aber eine Beschichtung kann dazu beitragen, die Textiloberfläche vor einigen dieser alltäglichen Belastungen zu schützen.
Die mit Vermiculit beschichteten Glasfaserschläuche der Davlyn Group sind ein gutes Beispiel dafür. Die Vermiculit-Behandlung erhöht die Steifigkeit und Abriebfestigkeit und verringert die Gefahr des Ausfransens an den Enden. Bei langen Schlauchstrecken erleichtert diese zusätzliche Steifigkeit auch das Überziehen des Materials über einen Schlauch oder ein Kabel während der Installation. Die Davlyn Group bietet außerdem Vermiculit-Beschichtungen für Silikaschläuche an, um deren Abriebfestigkeit speziell zu erhöhen.
Es gibt unzählige Anwendungsbereiche, in denen Installationen oder Gerätebewegungen ein ansonsten geeignetes Textil beschädigen können. Eine sehr hohe Wärmeleistung ist nur bedingt nützlich, wenn das Material mechanisch beschädigt wird, bevor die Temperatur zum Hauptproblem wird.
Beschichtungen können das Verhalten eines Materials während der Installation verändern.
Der Einbau wird in Materialdatenblättern nicht immer ausreichend berücksichtigt, kann aber einen großen Einfluss auf das Endergebnis haben.
Manche hitzebeständige Materialien müssen sich eng um unregelmäßige Formen biegen lassen. Andere benötigen genügend Festigkeit, um über lange Schlauchabschnitte geschoben oder gezogen werden zu können. Dichtungsmaterialien müssen unter Umständen beim Schneiden und Montieren handlich bleiben. Und ein Schutzgewebe, das in beengten Anlagen verbaut wird, muss möglicherweise Biegungen, Faltungen und den Kontakt mit umliegenden Bauteilen aushalten.
Beschichtungen können diese Funktionseigenschaften verändern.
Ein Imprägniermittel kann das Ausfransen verringern und die Abriebfestigkeit erhöhen. Eine flexible, elastische Beschichtung kann der Oberfläche eine andere Haptik verleihen und die darunterliegenden Fasern schützen. Vermiculit kann dort für zusätzliche Stabilität sorgen, wo ein lockeres Textilgewebe schwer zu verarbeiten wäre.
Es gibt keine allgemeingültige, optimale Steifigkeit oder Flexibilität. Eine Beschichtung, die die Installation eines Produkts erleichtert, kann die Handhabung eines anderen Produkts um enge Radien erschweren. Daher müssen Ingenieure neben den theoretischen Eigenschaften des Textils auch die Geometrie des fertigen Bauteils berücksichtigen.
Dies ist einer der Gründe, warum die Auswahl der Beschichtung am besten als Teil der gesamten Materialspezifikation und nicht als nachträglicher Zusatz am Ende erfolgt.
Schutz vor Ölen, Flüssigkeiten und anderen Verunreinigungen
Industrielle Textilmaschinen arbeiten nicht in Reinräumen wie Laboren. Schläuche können undicht werden, Schmierstoffe verspritzen, Staub sammelt sich an. Prozessmaterialien gelangen in benachbarte Bauteile.
Bei Wartungsarbeiten werden auch Reinigungsmittel, Öle und andere Substanzen eingebracht, die nicht unbedingt Teil des primären thermischen Prozesses waren. Eine geeignete Beschichtung kann einen nützlichen Oberflächenschutz bieten.
Die Silco Sleeve® Firesleeve der Davlyn Group kombiniert beispielsweise ein Glasfasersubstrat mit einer vollständig ausgehärteten Silikonelastomerbeschichtung. Neben Hitze- und Flammschutz ist die fertige Hülle beständig gegen Hydraulikflüssigkeiten, Schmieröle und Kraftstoffe. Sie wird häufig um Rohre, Schläuche, Drähte und Kabel in Industrie- und Luftfahrtanwendungen eingesetzt.
Silco Tape® nutzt ein ähnliches Prinzip in anderer Form. Seine Silikonelastomer-Beschichtung schützt das darunterliegende Glasfaserband vor Spritzern von geschmolzenem Metall, Ölen und anderen Verunreinigungen und trägt zudem zu seiner Wärmeleistung bei.
Das bedeutet nicht, dass Silikon automatisch die richtige Beschichtung ist, wenn Flüssigkeiten vorhanden sind. Die genauen Chemikalien, die Konzentration, die Häufigkeit des Kontakts, die Temperatur und das Reinigungsverfahren müssen weiterhin berücksichtigt werden. Entscheidend ist, dass die Umgebung genauso wichtig ist wie die Wärmequelle.
Strahlungswärme und geschmolzene Flüssigkeitsspritzer stellen unterschiedliche Anforderungen.
Ein Textil, das sich in der Nähe einer heißen Oberfläche befindet, ist nicht immer denselben Problemen ausgesetzt wie ein Textil, das Funken oder geschmolzenem Metall ausgesetzt ist.
Strahlungswärme überträgt Energie berührungslos, weshalb Schläuche, Kabel, Personal und Ausrüstung auch dann Schutz benötigen, wenn sie das heiße Bauteil nicht berühren. In anderen Anwendungsbereichen kann die Gefahr des intermittierenden Kontakts mit Funken, Schweißspritzern oder Spritzern aus geschmolzenem Material größer sein.
Bestimmte Beschichtungen können technischen Textilien Eigenschaften verleihen, die besser für bestimmte Belastungsarten geeignet sind.
Die silikonbeschichteten Glasfaser-Feuerschutzdecken der Davlyn Group sind beispielsweise für den Schutz vor Hitze, Funken, Flammen und Spritzern geschmolzenen Metalls in Anwendungen wie Schweißvorhängen, Personenschutz und Geräteabschirmung konzipiert. Reflektierende Folie ist eine weitere verfügbare Beschichtungsoption in unserem Hochtemperatur-Textilsortiment und kann für bestimmte Konstruktionen spezifiziert werden, bei denen reflektierende Oberflächen von Vorteil sind.
Beim Vergleich von Optionen für industrielle Wärmedämmung und -schutz ist zu beachten, dass „hohe Hitze“ sehr unterschiedliche Betriebsbedingungen beschreiben kann und die Beschichtung der Art und Weise entsprechen muss, wie die Wärmeenergie tatsächlich auf das Material trifft.
Was Ingenieure vor der Spezifizierung eines beschichteten Textils beachten sollten
Eine gute Beschichtungsspezifikation beginnt mit den Bedingungen, denen das fertige Material ausgesetzt sein wird. Die Basisfaser bestimmt viele der Kerneigenschaften des Textils, während die Beschichtung dessen Verhalten gegenüber Abrieb, Installation, Verunreinigungen und anderen Anforderungen innerhalb der Anwendung beeinflussen kann.
Bei der Bewertung beschichteter Textilien sollten Ingenieure Folgendes berücksichtigen:
- Thermische Bedingungen: Normale Betriebstemperatur, maximale Belastung, Belastungsdauer und ob das Material Wärmeleitung, Strahlungswärme, Flammen, Funken oder Spritzern von geschmolzenem Material ausgesetzt sein wird.
- Körperlichen Anforderungen: Abrieb, wiederholtes Biegen, Kontakt mit nahegelegenen Geräten, enge Biegungen, lange Installationsstrecken und Ausbau während der Wartung.
- Umweltbelastung: Öle, Hydraulikflüssigkeiten, Kraftstoffe, Feuchtigkeit, Lösungsmittel, Prozesschemikalien, Staub und Reinigungsmittel, die mit dem Material in Kontakt kommen könnten.
- Fertigung und Montage: Zuschneiden, Nähen, Umwickeln, Komprimieren, Befestigen und andere Handhabungsanforderungen, die sich auf die Funktionalität des Textils innerhalb des fertigen Produkts auswirken.
- Änderungen am fertigen Material: Beschichtungen können Gewicht, Dicke, Flexibilität, Handhabung, Oberflächeneigenschaften und Temperaturbeständigkeit beeinflussen. Daher sollte die beschichtete Konstruktion als Ganzes und nicht nur anhand des Grundgewebes bewertet werden.
Die Davlyn Group bietet Silikonelastomere, Vermiculit, PTFE, Graphit, Acrylat-Imprägniermittel, Reflektionsfolien, Gummi und kundenspezifische Beschichtungsoptionen für eine breite Palette technischer Textilprodukte. Unsere Ingenieure und Materialwissenschaftler unterstützen Sie dabei, Basismaterial, Beschichtung und Konstruktion optimal auf die Betriebsbedingungen und Leistungsanforderungen Ihrer Anwendung abzustimmen.
Wenn Sie hitzebeständige Stoffe oder andere Wärmeschutzmaterialien für eine neue Konstruktion evaluieren, wenden Sie sich an die Davlyn Group, um Ihre Anwendung zu besprechen.
Häufig gestellte Fragen
Worin besteht der Unterschied zwischen silikonbeschichtetem und PTFE-beschichtetem Fiberglas?
Beide Materialien basieren auf Glasfaser, die Beschichtungen verleihen dem fertigen Material jedoch unterschiedliche Oberflächeneigenschaften. Silikonbeschichtete Glasfaser wird häufig eingesetzt, wenn Flexibilität, Griffigkeit, Abriebfestigkeit und Schutz vor Feuchtigkeit oder Ölen wichtig sind. PTFE-Beschichtungen werden oft aufgrund ihrer geringeren Oberflächenreibung, ihrer Trenneigenschaften und ihrer Chemikalienbeständigkeit gewählt. Die richtige Wahl hängt vom Temperaturbereich, den Umgebungsbedingungen, der Bewegung und den für die jeweilige Anwendung erforderlichen Oberflächeneigenschaften ab.
Ist silikonbeschichtetes Fiberglas wasserdicht?
Silikonbeschichtetes Fiberglas ist im Allgemeinen wasser- und feuchtigkeitsbeständig, die Wasserdichtigkeit hängt jedoch von der jeweiligen Konstruktion ab. Beschichtungsdichte, Nähte, Verschlüsse, Durchdringungen und Schnittkanten beeinflussen das Feuchtigkeitsverhalten des fertigen Produkts. Bei Anwendungen, bei denen Wasserkontakt eine wichtige Rolle spielt, sollten Ingenieure die Spezifikationen des gesamten Bauteils prüfen, anstatt allein von der Wasserdichtigkeit durch die Beschichtung auszugehen.
Lässt sich beschichtetes Fiberglasgewebe schneiden oder nähen?
Ja, viele beschichtete Glasfaserkonstruktionen lassen sich schneiden, nähen, falten oder auf andere Weise zu fertigen Bauteilen verarbeiten. Die Davlyn Group bietet Schneiden, Nähen, Falten und weitere kundenspezifische Fertigungsmöglichkeiten. Beschichtung und Gewebekonstruktion beeinflussen Kantenausfransung, Flexibilität, Handhabung und die gewählte Fertigungsmethode. Diese Anforderungen sollten daher bei der Konstruktion des fertigen Bauteils berücksichtigt werden.
Quellen
