Bauweise Skin-on-Frame – Bespannungsmaterialien

Letzte Nachführung am 4 August 2020 um 0:52 Uhr

Bespannungsmaterialien

Zum Bespannen von Skin-on-Frame Booten stehen unterschiedliche Materialien zur Verfügung. Keines davon ist perfekt. Das beruht vor allem auf der Tatsache, dass heute wegen der sehr geringen Nachfrage keine einzige Firma mehr Gewebe speziell für diesen Zweck herstellt. Alle von Bootsbauern aktuell verwendeten Materialien sind eigentlich für einen anderen Verwendungszweck vorgesehen.  Eine Ausnahme davon sind allenfalls mit Hypalon beschichtete Gewebe, wie sie von einigen Faltbootherstellern noch verwendet werden (wenn sie denn solche Gewebe überhaupt noch beschaffen können – DuPont hat die Herstellung von Hypalon wegen seiner hohen Giftigkeit eingestellt).
Experimentierfreudige Bootsbauer haben deshalb die unterschiedlichsten Bespannungsmaterialien ausprobiert und dabei herausgefunden, dass diese sich mehr oder weniger für diesen Zweck eignen. Hier ein (zwangsläufig unvollständiger) Versuch einer Zusammenstellung der am häufigsten verwendeten Gewebe und ihrer Eigenschaften.
 
Aber bevor es mit dem Bespannen los geht, muss die wichtigste Frage von allen geklärt werden – was genau soll bespannt werden?
 
Bootstyp

Unterschiedliche Boote erfordern unterschiedliche Arbeitsabläufe und unterschiedliche Bespannungsmaterialien.
Ob man ein zum Beispiel ein Kajak mit einem starren Skelett oder einen offenen Faltkanadier überziehen will, ist für die Wahl des dafür Geeigneten wichtig. Zudem ist es gut zu wissen, ob die gesamte Haut aus einem einzigen Stück Bespannungsmaterial gefertigt werden kann oder nicht.

Die Antworten auf diese Fragen helfen zu entscheiden, ob das Bespannungsmaterial elastisch oder unelastisch sein muss, wie es ausgemessen, angezeichnet und geschnitten wird, ob es womit geklebt (Kaltkleber, Kontaktkleber, Heisskleber, Transferband …) oder genäht wird (Maschine, von Hand) und welches Arbeitsvorgehen erforderlich und Erfolg versprechend ist.

Einsatzzweck

Der Einsatzzweck und die Sorgfalt, mit der Sie mit Ihrem Skin-on-Frame Boot umgehen werden, bestimmen die erforderliche Robustheit und Abriebfestigkeit der Bespannung. Diese beiden Faktoren haben einen entscheidenden Einfluss auf das geeignete Bespannungsmaterial und damit auf das das Gesamtgewicht Ihres Boots. Für Boote brauchbar sind Bespannungsmaterialien mit einem Quadratmetergewicht ab ca. 100 Gramm bis hin zu 1.5 Kg oder mehr, je nach Material. Sie haben die Wahl.

Aquaseal / Aquasure
In diesem Artikel wird ab und zu Aquaseal von McNett erwähnt. Aquaseal ist der Produktname in den USA. Genau dasselbe Produkt wird in Europa unter dem Name Aquasure vertrieben.
 
Eine Warnung
Bespannungsmaterialien können, obwohl unter derselben Bezeichnung oder demselbem Markennamen z.B. Dacron) verkauft, sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Aus offensichtlichen Gründen kann ich nur Empfehlungen für Material und Lieferanten geben, die ich kenne und das ich auch selbst verwendet habe. Wenn Sie Ihr Material anderswo kaufen, dann ist es eine gute Idee, erst einmal eine  kleine Probe zu kaufen und zu testen, bevor man sich in grosse Kosten für untaugliches Material stürzt.
 

Lastwagenplane

Das Material – ein mit PVC beschichtetes Gewebe – ist recht robust, leicht zu bekommen, aber nicht ganz einfach zu kleben.
Mit um die 600 Gramm oder mehr pro Quadratmeter ist es ausserdem sehr schwer.
Es funktioniert, aber ich empfehle es nicht.

Durchsichtiges Vinyl

Ab und zu sieht man Boote, die mit durchsichtigem Vinyl bespannt sind. Das sieht zwar gut aus, ist aber überhaupt nicht dauerhaft. Erst einmal ein klein wenig beschädigt, reisst es sehr leicht weiter auf.
Ich empfehle es nicht.

Canvas (Baumwolle)

Gewebe aus Baumwolle (Canvas) ist wegen seiner Dehnbarkeit ein für das Bespannen von Booten gut geeignetes Material. Da es als Naturprodukt zum schnellen Verrotten neigt, erfordert seine Verwendung besondere Schutzmassnahmen.
Baumwolle kann mit Ölfarbe oder Leinölfirnis wasserdicht gemacht werden. Für Leute, die soweit möglich mit natürlichen Rohstoffen bauen wollen und dazu bereit sind, die damit verbundenen Eigenschaften in Bezug auf wiederkehrende Pflege und begrenzte Lebensdauer zu akzeptieren, kann das eine gute Wahl sein.

Nylon

Nylon ist das am häufigsten verwendete Bespannungsmaterial. Es eignet sich gut für das Bespannen von Booten. Es dehnt sich stark, bevor es reisst, es ist schwer zu durchbohren, und es ist sehr dauerhaft.

Nylon hat auch einige Nachteile. Der ärgerlichste davon ist, dass Nylon hygroskopisch ist. Das heisst, dass es Wasser aufnimmt. Feuchtes Nylon dehnt sich aus und es verliert damit an Spannung. Das bedeutet, dass die Haut, die Sie so sorgfältig gespannt und vernäht haben, lose wird und Falten wirft sobald Sie Ihr Boot zum ersten Mal ins Wasser setzen. Das ist selbst dann der Fall, wenn es mit dem Besten, was man dafür verwenden kann, nämlich Urethan der Marke Coelan oder mit dem Zwei-Komponenten Urethan von skinboats.org (Corey Freedman, USA), beschichtet worden ist. Zudem haften nur einige wenige der für die Wasserdichtigkeit erforderlichen Beschichtungen auf Nylon wirklich gut. Das schränkt die Auswahl der für diesen Zweck verwendbaren Beschichtungen stark ein. Am Besten hält Urethan (siehe oben).

Das am besten geeignete sehr reissfest Ballistic Nylon bekommt man bei Skinboats.org von Corey Freedman in den USA.

Nylon – TPU beschichtet

TPU steht für Thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis. Thermoplastische Elastomere sind Elastomere, die sich bei Raumtemperatur wie klassische Vertreter der Elastomere verhalten, jedoch beim Erhitzen verformbar werden. Ihre Eigenschaften liegen zwischen denen von Elastomeren und Thermoplasten. Ein grosser Vorteil dieser elastischen Kunststoffe ist die Möglichkeit, diese verschweissen zu können, um damit wasser- und luftdichte Verbindungen zu erzeugen.

Mit TPU beschichtete Nylongewebe sind auf einer oder auf beiden Seiten mit einer sehr dünnen Schicht TPU beschichtet. Sie werden hauptsächlich für die Fertigung von aufblasbaren Rettungswesten und Rettungsinseln verwendet. Aus solchen Geweben geschnittene Teile (z.B. Längsbahnen für eine Bootshaut) lassen sich durch das Schmelzen und Wiedererstarren von zwei gegeneinander gelegten TPU Beschichtungen  dauerhaft und sehr fest miteinander verbinden. Die so erstellten Schweissverbindungen sind bei sorgfältiger Ausführung extrem reissfest und zudem wasser- und luftdicht.

Für die Wärmezufuhr gibt es verschiedene  Verfahren. Für den Selbstbauer kommt vorwiegend das Erhitzen der Schweissstelle mit einem wärmeeinstellbaren Folienbügeleisen in Betracht (Hot Wedge Verfahren). Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei diesem einfachen und kostengünstigen Verfahren nicht nur der Kleber TPU erhitzt wird, sondern auch sein Trägergewebe. Das erfordert eine grosse Differenz zwischen dem Schmelzpunkt des Trägermaterials Nylon und dem Kleber TPU. Daraus ergibt sich, dass sich nicht jedes TPU beschichtete Gewebe gleich gut für die einfache Verschweissung mit dem Bügeleisen eignet.

Die für das Bespannen von Booten verwendeten Textilien sollten zudem möglichst abriebfest sein, langdauernd dicht (Wasser und Luft), widerstandsfähig gegen Salzwasser und Witterungseinflüsse, elastisch (aber nicht so elastisch, dass sie z.B bei Skin-on-Frame Booten ihre Spannung verlieren und Falten werfen) und flexibel, UV-Stabil (bei Sonneneinwirkung nicht verspröden) und sie sollten zudem eine hohe Reiss- und Weiterreissfestigkeit aufweisen.

Die Beschaffung von solchem Material kann schwierig, aufwendig und sehr zeitraubend sein. Für eigene Versuche gilt dasselbe. Es lohnt sich auch hier nicht – wie schon öfter erwähnt – nur auf den Preis zu schauen.
Material, das sicher funktioniert, finden Sie auf der Website diypackraft.com von Matt in Kanada. Auf seiner Website finden Sie auch jede Menge nützlicher Hinweise, Anleitungen und Videos zum Arbeiten mit diesem interessanten Material.

Exzellentes TPU beschichtetes Nylon bekommt man auch bei der Firma EREZ in Israel. Diese Firma stellt das Produkt her. Man kann es daher nur  in relativ grossen Mengen (ab 50 Laufmeter aufwärts) kaufen. Bei Interesse kann ich die Anschrift des Verkäufers für Europa vermitteln.

Polyester (Dacron)

Dacron ist ein Markenname für ein Polyestergewebe. Es ist zwar etwas weniger reissfest als Nylon, aber es hat gegenüber Nylon einige Vorteile. Dacron lässt sich nach dem Bespannen mit einem Bügeleisen völlig glattziehen – es schrumpft je nach Art und Hersteller um bis zu 15% und ergibt damit eine völlig faltenfreie Oberfläche, die auch so bleibt. Dacron behält die Spannung auch dann, wenn es feucht wird. Im Unterschied zu Nylon nimmt Polyester kein Wasser auf, und es verliert auch seine Spannung nicht. Das ist der Hauptgrund, weshalb ich für die Bespannung meiner Skin-on-Frame Boote immer Polyestergewebe verwende.

Dacron ist etwas heikler zu vernähen als Nylon. Eine sehr gute Anleitung, wie man das macht, findet sich auf der Website kudzucraft.com von Jeff Horton. Text und Video sind in Englisch.

Bei der Verwendung von Dacron empfehle ich ein Mindestgewicht von ca. 6 Oz pro Quadrat-Yard (ca. 160g/m2). Diese Qualität gibt es meines Wissens derzeit bei extremtxtil in Deutschland und in den USA z.B. bei Kudzu Craft oder bei Gaboats. Schwereres und damit auch robusteres Dacron mit 9 oz pro Quadrat-Yard bekommt man derzeit nur bei den beiden Firmen in den USA.
Wer besonders sorgfältig mit seinem Boot umgeht oder allenfalls zwei Lagen Dacron verwendet, kommt auch mit einer leichteren Qualität zurecht. Leichteres Dacron gibt es in Deutschland zu kaufen, und zwar bei Aircraft Spruce. Für den Bootsbau ist es meiner Ansicht nach zu dünn.

Mögliche weitere Anbieter von „dickem“ Dacron sind Hersteller von Filtertüchern aus Polyestergewebe. Eine mögliche Bezugsquelle dafür ist Kavon Filter Products, 5022 Industrial Road, Farmingdale, New Jersey 07727, USA. Ob diese Firma auch kleine Mengen liefert und wenn ja wohin, ist mir nicht bekannt. Wie gut sich dieses Material eignet, und vor allem ob und wie gut es sich mit Wärme schrumpfen lässt, muss man selbst herausfinden. Ich habe damit noch keine Erfahrung.
Die Suche im Internet nach „polyester filter cloth“ liefert einige weitere mögliche Lieferanten.

Dacron kann mit vielen verschiedenen Beschichtungs-Materialien wasserdicht gemacht werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass der Anstrich nicht nur der Wasserdichtigkeit, sondern auch dem Schutz des Polyestergewebes gegen Vrsprödung durch die UV Strahlung der Sonne dinene sollte. Corey Freedman von Kudzu Craft verwendet Ölbasierte Lacke. Er sagt aber, dass sich auch Wasserbasierte Lacke und und Polyurethan Lacke gut dafür eignen. Ich habe nur Erfahrung mit dem Bootslack von Coelan. Mit einer zehnprozentigen Verdünnung ist ein einmaliger Anstrich meistens ausreichend. Ich vermute aber, dass sich auch mit dem 1K PU Bootlack von Epifanes vergleichbare Ergebnisse erzielen lassen. Wer gerne ein möglichst weisses Boot haben möchte, ist mit Coelan besser bedient. Der Klarlack von Epifanes ist leicht gelblich. Beide dieser Lacke sind sowohl hochglänzend als auch seidenmatt erhältlich. 

Bitte beachten
Bei der Dehnbarkeit und der Schrumpfbarkeit von Dacron gibt es sehr grosse Unterschiede. Die Produkte von Kudzu Craft und von GaBoats „funktionieren“ sicher, da beide Lieferanten vor dem Verkauf eigene Tests durchführen.

Für die Produkte anderer Lieferanten empfehle ich dringend eigene Tests.

ORATEX

Eine weitere sehr gute, wenn auch recht teure Möglichkeit für eine mit Wärme spannbare Bespannung ist das von Lanitz-Aviation in Deutschland entwickelte und vertriebene ORATEX. Dieses mit einer farbigen Folie beschichtete Polyestergewebe wird zum Bespannen von Flugzeugen verwendet. Da es keinen Anstrich benötigt, kann man damit sehr schnell bauen. Die Oberfläche ist perfekt. Das Material ist wasserdicht, extrem reissfest und mit Wärme sehr gut spannbar.

Oratex ist in verschiedenen Grössen und Farben erhältlich. Es wird mit einem speziellen, ebenfalls von Lanitz Aviation entwickelten  Kleber (Heisskleber) geklebt, und zwar sowohl mit sich selbst als auch mit anderen Materialien wie z.B. Holz oder Metall. Ein Beispiel eines mit ORATEX bespannten Kajaks ist hier zu finden.

Dyneema (Cuben Fiber)

Wer superleicht bauen möchte, sollte Dyneema in Betracht ziehen. Dyneema ist extrem reissfest und extrem leicht, aber auch sehr teuer. Und die faltenfreie Bespannung eines Boots mit diesem Material ist – da es sich überhaupt nicht dehnen lässt – auf jeden Fall schwierig.

Dyneema ist eine Warenmarke des niederländischen Chemiekonzerns Royal DSM N.V. für eine synthetische Chemiefaser auf der Basis von Polethylen mit ultrahoher molarer Masse (Ultra-High-Molecular-Weight Polyethylene = UHMW-PE). Die extrem hohen Festigkeitswerte von Dyneema ergeben sich aus einer starken Parallelorientierung der PE-Linearmoleküle, die größer als 95 % ist, und einem Kristallinitätsgrad von bis zu 85 %.

Dyneema ist wasserdicht, extrem reissfest, mit ab ca. 18 Gramm pro Quadratmeter unglaublich leicht, und es lässt sich auch nicht dehnen.

Verwendet wird Dyneema unter anderem zur Herstellung von Startwinden-Seilen für Segelflugzeuge, Angelschnüren, Fischernetzen, Bogensehnen, Seilrobotern, Hubschrauber-Aussenlast-Transportseilen, Bergetausystemen, Takelage von Segelbooten und Bandschlingen.

Das Material ist 40% zugfester als Aramidfaser, 60% zugfester als Kohlenstofffaser (Carbon) und Glasfaser, fünf Mal zugfester als Polyester und bis zu fünfzehn Mal zugfester als Stahl. Die hohe Reissfestigkeit ist vor allem in der Richtung der Faserlage gegeben. Rechtwinklig dazu ist sie erheblich tiefer. Das hat zur Folge, dass ein kleiner Defekt oder Einschnitt im Gewebe parallel zu den Fasern nahezu ungehindert weiter reisst. Mit einem rechtwinklig zur Faserrichtung aufgeklebten Reparatur-Tape lässt sich das verhindern. Das muss nicht unbedingt ein Problem sein, es ist aber gut, es zu wissen.

Dyneema bekommt beim Falten des Materials dauerhafte Knicke, die bei farbigem Dyneema manchmal auch als dünne weisse Striche zu sehen sind. Diese beeinträchtigen die technischen Eigenschaften des Gewebes nicht.

Dyneema ist sehr dünn. Dadurch ist es anfällig für Abrieb und es sollte sorgfältig behandelt werden. Kritische Bereiche, z.B. direkt unter dem Kiel oder den Steven lassen sich mit einer Lage Aquaseal einfach und zuverlässig gegen Abrieb schützen. Das ist zwar teuer,  aber mit Abstand das Beste, was ich bisher dafür gefunden habe.

Das Material kann sehr leicht verarbeitet werden. Es dehnt sich nicht, es franst nicht aus und es lässt sich sehr gut kleben und nähen. Für die Verklebung empfehle ich die Verwendung des Transfertapes 9472LE von 3M. Dieses Tape hält bei Dyneema Composite auf beiden Seiten gut.
Das Transfertape von Dyneema selbst ist zu dünn. Es reisst leicht, und die für die Verklebung zu entfernende Abdeckschicht aus Papier lässt sich nur sehr mühsam und fummelig vom eigentlichen Klebeband lösen.

Dyneema kann auch genäht werden. Alle Nähte müssen mit mit Aquasure Plus oder einem aufgeklebten Abdeckband wasserdicht gemacht werden.

Mehr zur Verwendung von Dyneema als Bespannungsmaterial für Boote findet man z.B. auf der Website Cubenmaker.com von Tim Evans (in Englisch).

Dynema gibt es in verschiedenen Varianten, z.B. als Dyneema/Motorcycle Jeansstoff, als Dyneema/Cordura Mischgewebe und als Dyneema/Composite Fabric. Dyneema Composite ist wegen der zusätzlich aufgebrachten Polyester-Schutzschicht erheblich abriebfester als einfaches Dyneema. Dyneema bekommt man z.B. bei Extremtextil in Deutschland. Hier findet man auch Angaben (in Deutsch) zu den verschiedenen Varianten, zur Verarbeitung, zum Schneiden, zum Kleben und zum Gewebeaufbau.

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