Skip to main content

Abstract

Textile fiber materials are the basic element for textile semi-finished products and the products manufactured from them. Thus, they are crucial for the product properties. Based on molecular and supramolecular structures, and ensuring optimum synthesis and fiber formation processes, high-quality fiber materials with tailor-made characteristics with the ability to function as reinforcement fibers or thermoplastic matrix fibers are created. The following chapter explains the general, complex relationships between initial materials, production, structure and properties. Detailed attention will be paid to the common commercially available reinforcement fiber materials, such as glass, carbon, and aramid fiber materials. Examples of other types of reinforcement fiber materials and thermoplastic fiber materials acting as matrix fibers will be given. A short introduction will be provided for the property optimization by means of surface modifications and material combinations.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 89.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 119.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 169.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

References

  1. BERGER, W.; FISCHER, P.; MALLY, A.: Struktur der textilen Faserstoffe. In: BOBETH, W. (Hrsg.): Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften. 1st Edition. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1993

    Google Scholar 

  2. FALKAI, v. B.: Fasern, Herstellungsverfahren. In: FALKAI, v. B. (Hrsg.): Synthesefasern: Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung. Weinheim : Verlag Chemie, 1981

    Google Scholar 

  3. WULFHORST, B.: Textile Fertigungsverfahren: Eine Einführung. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 1989

    Google Scholar 

  4. KUMAR, S.; AGRAWAL, A.K.: How to produce PET POY at higher speeds? In: Chemical Fibers International (2002), No. 6, pp. 418

    Google Scholar 

  5. BOBETH, W.: Fasergeometrie. In: BOBETH, W. (Hrsg.): Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften. 1st Edition. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1993

    Google Scholar 

  6. BONART, R.; ORTH, H.: Struktur. In: FALKAI, v. B. (Hrsg.): Synthesefasern: Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung. 1st Edition. Weinheim : Verlag Chemie, 1981

    Google Scholar 

  7. HAUDEK, H.W.; VITI, E.: Textilfasern. Wien-Perchtoldsdorf : Verlag Johann L. Bondi Sohn, 1980

    Google Scholar 

  8. GALL, H.: Texturierung synthetischer Filamentgarne. In: FALKAI, v. B. (Hrsg.): Synthesefasern: Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung. 1st Edition. Weinheim : Verlag Chemie, 1981

    Google Scholar 

  9. MIKUT, I.: Gestaltungsmerkmale textiler Faserstoffe-Kennzeichnung, Einflussgrößen, Wirkung. Dresden, Technische Universität Dresden, Dissertation, 1940

    Google Scholar 

  10. BOBETH, W.; JACOBASCH, H.-J.: Topographie und Oberflächeneigenschaften. In: BOBETH, W. (Hrsg.): Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften. 1st Edition. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 1993

    Google Scholar 

  11. BAUR, E.; BRINKMANN, S.; OSSWALD, T. A.; SCHMACHTENBERG, E.: Saechtling Kunststoff Taschenbuch. 30th Edition. München : Carl Hanser Verlag, 2007

    Google Scholar 

  12. GEIL, P. H.; BEAR, E.; WADA, Y.: The Solid State of Polymers. New York : Marcel Dekker, 1974

    Google Scholar 

  13. EHRENSTEIN, G. W.: Faserverbund-Kunststoffe: Werkstoffe, Verarbeitung, Eigenschaften. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 2006

    Google Scholar 

  14. LANGE, P. J.; AKKER, P. G.; MÄDER, E.; GAO, S.-L.; PRASITHPHOL, W.; YOUNG, R. J.: Controlled interfacial adhesion of Twaron aramid fibres in composites by the finish formulation. In: Composites Science and Technology 67 (2007), pp. 2027–2035

    Google Scholar 

  15. FLEMMING, M.; ZIEGMANN, G.; ROTH, S.: Faserverbundbauweisen: Fasern und Matrices. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1995

    Google Scholar 

  16. MICHAELI, W.; WEGENER, M.: Einführung in die Technologie der Faserverbundwerkstoffe. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 1989

    Google Scholar 

  17. WULFHORST, B.; KALDENHOF, R.; HÖRSTING, K.: Faserstofftabelle nach P.-A. Koch: Glasfasern. In: Technische Textilien 36 (1993), pp. T68–T86

    Google Scholar 

  18. MANSMANN, M.; KLINGHOLZ, R.; WIEDEMANN, K.; KURT, A. F.; GÖLDEN, D.; OVERHOFF, D.: Anorganische Fasern. In: FALKAI, v. B. (Hrsg.): Synthesefasern: Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung. 1st Edition. Weinheim : Verlag Chemie, 1981

    Google Scholar 

  19. NEITZEL, M.; MITSCHANG, P.: Handbuch der Verbundwerkstoffe. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 2004

    Google Scholar 

  20. KIENER, R.: Glas-Stapelfaserprodukte: Verfahrenstechniken und Anwendungsgebiete. In: Chemiefasern/Textilindustrie 37/98 (1987), pp. T11–T14

    Google Scholar 

  21. KIENER, R.: Glas-Stapelfasergewebe - Herstellung der Garne und Verarbeitung auf Greiferwebmaschinen. In: LOY, W. (Hrsg.): Taschenbuch für die Textil-Industrie. 1st Edition. Berlin : Fachverlag Schiele Schön GmbH, 1990

    Google Scholar 

  22. CHERIF, Ch.; RÖDEL, H.; HOFFMANNN, G.; DIESTEL, O.; HERZBERG, C.; PAUL, Ch.; SCHULZ, Ch.; GROSSMANN, K.; MÜHL, A.; MÄDER, E.; BRÜNIG, H.: Textile Verarbeitungstechnologien für hybridgarnbasierte komplexe Preformstrukturen / Textile manufacturing technologies for hybrid based complex preform structures. In: Kunststofftechnik / Journal of Plastics Technology 5 (2009), No. 2, pp. 103–129

    Google Scholar 

  23. MÄDER, E.: Grenzflächen, Grenzschichten und mechanische Eigenschaften faserverstärkter Polymerwerkstoffe. Dresden, Technische Universität Dresden, Habilitation, 2001

    Google Scholar 

  24. SCHEFFLER, C.; GAO, S.-L.; PLONKA, R.; MÄDER, E.; HEMPEL, S.; BUTLER, M.: Interphase modification of alkali-resistant glass fibres and carbon fibres for textile reinforced concrete II:Water adsorption and composite interphases. In: Composites Science and Technology 69 (2009), pp. 905–912

    Google Scholar 

  25. KLEINHOLZ, R.: Neue Erkenntnisse bei Textilglasfasern zum Verstärken von Kunststoffen. In: Proceedings. 22. Internationale Chemiefasertagung Dornbirn. Dornbirn, Österreich, 1983

    Google Scholar 

  26. SCHMIDT, K. A.: Textilglas für die Kunststoffverstärkung. 2nd Edition. Speyer : Zechner Hüthig Verlag GmbH, 1972

    Google Scholar 

  27. BOBETH, W.; FAULSTICH, H.; MALLY, A.: Mechanische Eigenschaften. In: BOBETH, W. (Hrsg.): Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1993

    Google Scholar 

  28. BECKER, G.: Struktur und mechanisch-technologische Eigenschaften von Filamentgarnen für Faserverbundwerkstoffe. Aachen, RWTH Aachen, Dissertation, 1991

    Google Scholar 

  29. KREVELEN, D. W.: Verbundwerkstoffe. In: Proceedings. 22. Internationale Chemiefasertagung Dornbirn. Dornbirn, Österreich, 1983

    Google Scholar 

  30. BUTLER, M.; HEMPEL, S.; MECHTCHERINE, V.: Zeitliche Entwicklung des Verbundes von AR-Glas- und Kohlenstofffaser-Multifilamentgarnen in zementgebundenen Matrices. In: CURBACH, F. (Hrsg.): Textilbeton - Theorie und Praxis: Tagungsband zum 4. Kolloquium zu Textilbewehrten Tragwerken (CTRS4) und zur 1. Anwendertagung, Dresden, 3.-5.6.2009. Dresden : Technische Universität Dresden, 2009, pp. 213–226

    Google Scholar 

  31. ABDKADER, A.: Mechanische Eigenschaften unter Berücksichtigung des Verbundverhaltens zwischen den Filamenten und Dauerhaftigkeit. Dresden, Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Dissertation, 2004

    Google Scholar 

  32. SEIDEL, A.; YOUNES, A.; ENGLER, Th.; CHERIF, Ch.: On the mechanical behavior of carbon and glass fiber filament yarns under long-term load. In: Proceedings. ACI 2010 Spring Convention. Chicago (Illinois), USA, 2010

    Google Scholar 

  33. MEYER, O.: Glasfasern für das Verstärken von Kunststoffen. In: Kunststoff-Rundschau 2 (1955), No. 4

    Google Scholar 

  34. SCHEFFLER, C.: Zur Beurteilung von AR-Glasfasern in alkalischer Umgebung. Dresden, Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Dissertation, 2009

    Google Scholar 

  35. BUTLER, M.: Zur Dauerhaftigkeit von Verbundwerkstoffen aus zementgebundenen Matrices und alkaliresistenten Glasfaser-Multifilamentgarnen. Dresden, Technische Universität Dresden, Dissertation, 2009

    Google Scholar 

  36. BOBETH, W.; MALLY, A.: Thermisches Verhalten. In: BOBETH, W. (Hrsg.): Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und Eigenschaften. 1st Edition. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1993

    Google Scholar 

  37. Basalt, Fasern und Gewebe. http://www.basfiber.com/en/basfiber.shtml (10.02.2011)

  38. NOELLE, G.: Technik der Glasherstellung. 3rd Edition. Stuttgart : Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1997

    Google Scholar 

  39. KÖCKRITZ, U.: In-situ Polymerbeschichtung zur Strukturstabilisierung offener nähgewirkter Gelege. Dresden, Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Dissertation, 2007

    Google Scholar 

  40. YOUNES, A.; SEIDEL, A.; ENGLER, Th.; CHERIF, Ch.: Effects of high temperature and long term stress on the material behaviour of high performance fibres for composites. In: World Journal of Engineering 7 (2010), No. 4, pp. 309–315

    Google Scholar 

  41. WITTEN, E.; SCHUSTER, A.: Composites-Marktbericht: Marktentwicklungen, Herausforderungen und Chancen. http://www.avk-tv.de/news.php?id=134 (12.05.2011). Version: 2010

  42. FITZER, E.; HEINE, M.; JACOBSEN, G.: Kohlenstoffasern. In: HESSLER, H. (Hrsg.): Verstärkte Kunststoffe in der Luft- und Raumfahrt. Stuttgart : Verlag W. Kohlhammer, 1986

    Google Scholar 

  43. WULFHORST, B.; BECKER, G.: Faserstofftabelle nach P.-A. Koch: Carbonfasern. In: Chemiefasern/Textilindustrie 39/91, pp. 1277–1284

    Google Scholar 

  44. GLAWION, E.: Behutsame Herstellung von Carbonfasern. In: Technische Textilien 53 (2010), No. 5, pp. 182

    Google Scholar 

  45. KIRK, R. E.; OTHMER, D. F.; GRAYSON, M.: Encyclopedia of chemical technology - 5 : Carbon and graphite fibers to chlorocarbons and chlorohydrocarbons-C1. 4th Edition. John Wiley Sons, 1993

    Google Scholar 

  46. EHRENSTEIN, G. W.: Faserverbundkunststoffe: Werkstoffe-Verarbeitung-Eigenschaften. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 1992

    Google Scholar 

  47. FITZER, E.; WEISS, R.: Oberflächenbehandlung von Kohlenstoffasern; Verarbeiten und Anwenden kohlenstoffaserverstärkter Kunststoffe. Düsseldorf : VDI-Verlag GmbH, 1989

    Google Scholar 

  48. EDIE, D.; FITZER, E.; RHEE, B.: Present and Future Reinforcing Fibres - From Solid to Hollow. Wiesbaden : Verbundwerk, 1991

    Google Scholar 

  49. PAPAKONSTATINOU, C.; BALAGURU, P.; LYON, R.: Comparative study of high temperature composites. In: Composites Part B 32 (2001), pp. 637–649

    Google Scholar 

  50. LONG, G. T.: Influence of Boron Treatment on Oxidation of Carbon Fibre in Air. In: Journal of Applied Polymer Science 59 (1996), pp. 915–921

    Google Scholar 

  51. SAUDER, C.; LAMON, J.; PAILLER, R.: Thermomechanical properties of carbon fibres at high temperatures (up to 2000 °C). In: Composites Science and Technology 62 (2002), pp. 499–504

    Google Scholar 

  52. SUMIDA, A.; FUJISAKI, T.; WATANABE, K.; KATO, T.: Heat resistance of Continuous Fibre Reinforced Plastic Rods. In: BURGONE, C. (Hrsg.): 5th Symposium on Fibrereinforced-Plastic Reinforcement of Concrete Structures (FRPRCS-5). London : Elsevier, 2001, pp. 791–802

    Google Scholar 

  53. YOUNES, A.; SEIDEL, A.; ENGLER, T.; CHERIF, Ch.: Materialverhalten von AR-Glas- und Carbonfilamentgarnen unter Dauerlast- sowie unter Hochtemperatureinwirkung. In: CURBACH, M. (Hrsg.); JESSE, F. (Hrsg.): Textilbeton - Theorie und Praxis: Tagungsband zum 4. Kolloquium zu Textilbewehrten Tragwerken (CTRS4) und zur 1. Anwendertagung, Dresden, 3.-5.6.2009. Dresden : Technische Universität Dresden, 2009, pp. 1–16

    Google Scholar 

  54. SCHNEIDER, M.: Carbon fibre products for mechanical engineering applications - Kohlenstofffaser-Produkte für den Maschinenbau. In: Proceedings. 2. Aachen-Dresden International Textile Conference. Dresden, Germany, 2008

    Google Scholar 

  55. WARNECKE, M.; WILMS, Chr.; SEIDE, G.; GRIES, Th.: Der Carbonfasermarkt - ein aktueller Überblick. In: Technische Textilien 53 (2010), No. 6, pp. 216

    Google Scholar 

  56. WULFHORST, B.; BÜSGEN, A.: Faserstofftabelle nach P.-A. Koch: Aramidfasern. In: Chemiefasern/Textilindustrie 39/91 (1989), pp. 1263–1270

    Google Scholar 

  57. FOURNÉ, F.: Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften; Handbuch für Anlagenplanung, Maschinenkonstruktion und Betrieb. München, Wien : Carl Hanser Verlag, 1995

    Google Scholar 

  58. ISTEL, E.; PELOUSEK, H.; OERTEL, H.; MOORWESSEL, D.; FALKAI, B. et al.: Organische Fasern. In: FALKAI, B. (Hrsg.): Synthesefasern: Grundlagen, Technologie, Verarbeitung und Anwendung. 1st Edition. Weinheim : Verlag Chemie, 1981

    Google Scholar 

  59. MORGAN, R. J.; ALLRED, E. A.: Aramid Fiber Composites. In: LEE, S. M. (Hrsg.): Handbook of Composites Reinforcements. Weinheim : VCH-Verlagsgesellschaft mbH, 1993

    Google Scholar 

  60. ANONYMOUS: Prospekt Aramid Products: Twaron® Spinnfasern und deren Anwendungen. Wuppertal, 1997

    Google Scholar 

  61. LOY, W.: Chemiefasern für technische Textilprodukte. Frankfurt am Main : Deutscher Fachverlag, 2001

    Google Scholar 

  62. CLAUSS, B.: Fasern und Preformtechniken zur Herstellung keramischer Verbundwerkstoffe. In: Proceedings. DGM-Fortbildungsseminar”Keramische Verbundwerkstoffe”. Würzburg, Germany, 2004

    Google Scholar 

  63. XIE, E.; LI, Z.: Application Prospect of Basalt Fiber. In: Fibercomposites (2003), No. 3, pp. 17–20

    Google Scholar 

  64. LIU, J.: Untersuchung von Verbundwerkstoffen mit Basalt- und PBO-Faser-Verstärkung. Dresden, Technische Universität Dresden, Dissertation, 2007

    Google Scholar 

  65. MILITKÝ, J.; KOVACIC, V.; RUNEROVÁ, J.: Influence of thermal treatment on tensile failure of basalt fibers. In: Engineering Fracture Mechanics (2002), pp. 1025–1033

    Google Scholar 

  66. MILITKÝ, J.; KOVACIC, V.: Ultimate mechanical properties of basalt filaments. In: Textile Research Journal 66 (1996), pp. 225–229

    Google Scholar 

  67. SARAVANAN, D.: Spinning the rocks - basalt fibres. In: IE (I) Journal-TX 86 (2006), pp. 39–45

    Google Scholar 

  68. Suter Kunststoffe AG: Fasern und Gewebe - Basalt. http://www.swiss-composite.ch (01.06.2011)

  69. MAC, T.; HOUIS, S.; GRIES, T.: Faserstofftabelle nach P.-A. Koch: Metallfasern. In: Technische Textilien 47 (2004), No. 1, pp. 17–32

    Google Scholar 

  70. HOFF, H. G.; MÄGEL, M.; OFFERMANN, P.: Textile Verarbeitung von Stahlfasern und Stahlfäden. In: Technische Textilien 46 (2003), No. 3, pp. 219–221

    Google Scholar 

  71. PAUL, C.: Funktionalisierung von duroplastischen Faserverbundwerkstoffen durch Hybridgarne. Dresden, Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, Dissertation, 2010

    Google Scholar 

  72. SATLOW, G.; ZAREMBA, S.; WULFHORST, B.: Faserstofftabelle nach P.-A. Koch: Flachs sowie andere Bast- und Hartfasern. In: Chemiefasern/Textilindustie 44/96 (1994), pp. 765–785

    Google Scholar 

  73. PHILIPP, K.: Naturfaserverbundwerkstoffe im automobilen Innenraum. In: Technische Textilien 47 (2004), No. 1

    Google Scholar 

  74. KARUS, M.; KAUP, M.: Naturfasereinsatz in der europäischen Automobilindustrie. In: Technische Textilien 44 (2001), No. 4

    Google Scholar 

  75. HORNBOGEN, E.: Werkstoffe: Aufbau und Eigenschaften von Keramik-, Metall-, Polymer-und Verbundwerkstoffen. 6th Edition. Berlin, Heidelberg : Springer Verlag, 1994

    Google Scholar 

Additional Literature

  • EHRENSTEIN G. W.: Polymerwerkstoffe – Struktur und mechanisches Verhalten, 1st Edition Carl Hanser Verlag München Wien (1978)

    Google Scholar 

  • FLEMMING M.; MUSCH G.: Werkstoffkennwerte, ETH Zürich, Institut für Konstruktion und Bauwesen

    Google Scholar 

  • HORNBOGEN E.: Werkstoffe – Aufbau und Eigenschaften von Keramik-, Metall-, Polymer- und Verbundwerkstoffen, 6th Edition, Springer Verlag Berlin Heidelberg (1994)

    Google Scholar 

  • IAFL Publications. “Textile Fibers: Developments an Innovations”. New Delhi, India. 2000, pp. 642-677

    Google Scholar 

  • International Fiber Science and Technology Series /15, Handbook of Fiber Chemistry (1998), Lewi, Pearce (ed), 2. ed. Macel Dekker, Inc. New York (ISBN 0-8247-9471-0)

    Google Scholar 

  • McINTYRE J. E.; RICHARDS A. F.; EAST A. J.; COX R.; MATHER R. R.: Synthetic fibres: nylon, polyester, acrylic, polyolefin. MecIntyre (edited) 1 ed. Woodhead Publishing Ltd and CRC Press LLC (ISBN 1 85573 5881) (2005)

    Google Scholar 

  • MOTRON W. E.; HEARLE J. W. S.: Physical Properties of Textile Fibres, 3rd. edition by The Textile Institute (ISBN 1 870812 41 7) (1993)

    Google Scholar 

  • NIEDERSTADT G.: Ökonomischer und Ökologischer Leichtbau mit faserverstärkten Polymeren, Expert-Verlag Renningen-Malmsheim (1997)

    Google Scholar 

  • Progress in Textiles: Science & Technology, Volume 2 Textile Fibres: Development and Innovations. (2000) Kothari (Editor), 1. Ed., IAFL Publications New Delhi (ISBN 81-901033-1-8)

    Google Scholar 

  • ZERONIAN S. H.; XIE Q.; BUSCHLE-DILLER G.; HOLMES S.; IINGLESBY M. K.: Relationships between the Mechanical Properties of Synthetic Fibers. In: Journal of Textile Institute, 85 No. 3, pp. 293-300. (1994)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Christiane Freudenberg .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2016 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Freudenberg, C. (2016). Textile Fiber Materials. In: Cherif, C. (eds) Textile Materials for Lightweight Constructions. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-46341-3_3

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-46341-3_3

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-46340-6

  • Online ISBN: 978-3-662-46341-3

  • eBook Packages: EngineeringEngineering (R0)

Publish with us

Policies and ethics