alle Fasern, die von natürlichen Quellen wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien stammen Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Naturfasern sind alle Fasern, die von natürlichen Quellen wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien stammen und sich ohne weitere chemische Umwandlungsreaktionen direkt einsetzen lassen. Sie sind damit abzugrenzen von Chemiefasern, die synthetisch hergestellt werden. Keine Naturfasern sind Regeneratfasern, die auf Cellulose als Material aus nachwachsenden Rohstoffen basieren (z.B. Viskose aus Holz oder Bambus). Auch die relativ kurzen Holzfasern werden oft gesondert betrachtet. Naturfasern können organischen (pflanzlich oder tierisch) oder anorganischen Ursprungs (mineralisch) sein.
Pflanzenfasern können unterschiedlichen Ursprungs sein und entsprechend vielfältige Eigenschaften aufweisen. So kommen Pflanzenfasern als Leitbündel im Stängel oder Stamm bzw. Pseudostamm, der Rinde (etwa als Bastfaser) und als Samen-Fortsätze vor.
Offene Baumwollkapsel mit BaumwollfasernHanffasernTrocknende Abacafasern
Die folgende Liste[1] gibt die unterschiedlichen Pflanzenfasern wieder (die Abkürzungen in Klammern geben die gültigen Kurzbezeichnungen nach DIN 60001-1 an). Die Liste zeigt die Vielfalt an pflanzlichen Naturfasern, auch wenn nur ein Teil von diesen in größerem Umfang genutzt wird.
Samenfasern
Baumwolle (CO) Gossypium spp. aus den Samenhaaren der Frucht der Baumwollpflanze
Kapok (KP) Ceiba pentandra (Syn.: Bombax) aus dem Inneren der Kapselfrucht des echten Kapokbaumes
KapokähnlicheFlorettseidenbaumCeiba speciosa, Bombax costatum, Bombax buonopozense u. a., und von Pseudobombax tomentosum, Eriotheca pubescens, Ochroma pyramidale, sowie von anderen Gewächsen wie Funtumia africana, Cochlospermum fraseri oder von der Baumwoll-Seidenpflanze Gomphocarpus fruticosus
Reiswurzel stammt von verschiedenen Pflanzen, italienische ReiswurzelBartgrasBothriochloa ischaemum, GoldbartChrysopogon gryllus, mexikanische Reiswurzel (Zacatón-Gras) Muhlenbergia macroura und Muhlenbergia robusta
Zu den Hartfasern gehören Blattfasern (wichtigste: Agaven-, Bananen-Lilien-, Gras-, Palm- und Ananasfasern) und Fruchtfasern (wichtigste: Kokosfaser).[19]Blattfasern
Abacá (Manilahanf), Hartfaser, aus den Blättern einer Faserbanane Musa textilis (Syn.:Musa mindanensis)
Curauá sowohl Ananas als auch Curauá und Caroá gehören zur Familie der Bromeliengewächse. Ihre Verwendung zur Fasergewinnung ist weniger bekannt und erfolgt heute meist als Nebenprodukt des Anbaus zur Gewinnung der Frucht.[21]
Sisal (SI) aus den Blättern von der Agave sisalana, Agave lechuguilla und Agave cantala sowie Hybrid 11648.[23] Neben der Sisalagave gibt es noch eine Reihe weiterer Faser liefernder Arten aus der Familie der Agaven, die u.a. zur Gattung der AgavengewächseFurcraea gehören, zum Beispiel MauritiushanfFurcraea foetida. Die Verwendung der Bezeichnungen Hanf und Flachs für Faserpflanzen, die eigentlich gar nicht mit diesen verwandt sind, ist häufig (Beispiele siehe oben) und führt leicht zu Verwechslungen.
Fibre, Istle (Ixtle), Tampicofibre[24] wird zu Bürsten, Besen und Wischer verarbeitet. Bromelia pinguin (Syn.: B.fastuosa), Ananas sagenaria (Syn.: Ananas silvestris) und aus AgavenAgave xylonacantha, A.Striata (Syn.: A.falcata), A.lurida weiter werden unterschieden:
AgavenAgave geminiflora, A.aurea, A.ovatifolia (Syn. A.wislizeni), A.angustifolia (Syn.: A.rubescens), A.schidigera (Syn.: A.vestita),[25] andere Agvenarten liefern auch Fasern aber die Ausbeute ist gering.
Kokos (CC) aus der Fruchthülle der Kokospalmenfrüchte Cocos nucifera, (Syn.: C.cupuliformis), (Syn.: C.stupposa) (Crin Végétal)
Andere Fasern
Daneben werden auch verschiedene BinsengräserJuncus, (Gewöhnliche TeichbinseSchoenoplectus lacustris), gespaltener Bambus und andere Pflanzen als Faserstoff verwendet.[33] Auch wird Rattan als Faser bezeichnet, obwohl es aus der Sprossachse der Calamus-Palme gewonnen wird.
Bei Tieren bilden die Haarfollikel Fasern, die in Form einer Behaarung bzw. eines Fells vorhanden sind. Ausnahmen sind Seidenfasern aus dem Kokon verpuppter Seidenraupen sowie andere aus Sekreten gebildete Fasern wie die Spinnenseide oder die Byssusfasern. Auch Sehnen[35] lassen sich zu schnurartigen Gebilden formen (Bogensehnen). Fasern die sich textil nutzen lassen sind:
Wolle von Schafen (WO) Ovis gmelini aries wird meist durch jährliches Scheren gewonnen und auch als Schurwolle (WV) bezeichnet.
AlpakaVicugna pacos, LamaLama, VikunjaVicugna vicugna, die Kreuzungen (Huarizo, Paco-Vikunja)[36] sowie GuanakoLama guanicoe sind die Haare von den gleichnamigen Lamaarten bzw. Schafkamelen. Die Haare sind fein, weich, glänzend und wenig gekräuselt. Aus Vikunja werden exklusive Maßanzüge gefertigt.
Angora (WA) (Haare vom Angorakaninchen) Orchitolagus cuniculus sind sehr fein, glatt und sehr leicht. Da sie Wasserdampf gut aufnehmen, sind Stoffe aus Angora sehr wärmend.
Kamelhaar (WK) Camelidae ist das Flaumhaar der Kamele, die Tiere werfen es jährlich ab. Es ist sehr fein, weich und leicht gekräuselt und beigebraun.
Kaschmir (WS) Phänotyp Capra aegagrus hircus gewinnt man durch Auskämmen und sortieren der Flaum- oder Grannenhaare der Kaschmirziege. Diese Haare sind so fein wie die feinste Merinowolle und Bekleidung aus Kaschmir ist deshalb fein, weich, leicht und glänzend.
Mohair (WM) bezeichnet die Haare der Angora- oder Mohairziege Capra aegagrus hircus. Sie sind lang, leicht gelockt und glänzend. Ihre Farbe ist weiß und sie filzen kaum.
Pygora[37] eine Kreuzung zwischen Angoraziege und Afrikanischer „Pygmy Ziege“. Cashgora[38] eine Kreuzung zwischen Angora- und Kaschmirziege.
Cashwool[39] vom „Romanov Schaf“ ist ähnlich wie Merinowolle
Cervelt[40][36] ist das sehr seltene Unterhaar des Neuseeländischen RothirschsCervus elphus.
Bisonwolle[37][41]Bos bison ist eine sehr feine Wolle ähnlich wie Kaschmir.
Yakwolle[42]Bos mutus ist eine Kaschmir ähnliche Wolle von feiner Qualität.
PossumTrichosurus; das Possumhaar wird mit Merinowolle gemischt und ergibt eine leichte, feine, sehr isolierende Wollqualität. Es wird vor allem in Neuseeland produziert.[43]
Chinchillahaar Chinchilla chinchilla, Chinchilla lanigera wird mit Biberhaar gemischt und zu exklusiven Haarfilzhüten verarbeitet,[44] es wird auch mit Wolle und Kaschmir gemischt.[45]
Nerzhaar Mustrela lutreola, Neovison vison wird mit Wolle oder Kaschmir gemischt, kann auch mit Biberhaaren gemischt zu Haarfilzhüten[46] verarbeitet werden, es wird auch mit Wolle und Kaschmir gemischt.[47]
Biberhaar[48]Castor fiber, Castor canadensis wird zu Haarfilz verarbeitet, gemischt oder rein, wird auch zu Künstlerpinseln verarbeitet.
Kaninchenhaar[48]Leporidae, Kanin (gewöhnliche Kaninchenhaare) wird zu Haarfilz verarbeitet, gemischt oder rein.
Nutriahaar[49]Myocastor coypus wird zu Haarfilz verarbeitet, gemischt oder rein.
Shahtoosh von der tibetischen Antilope (Tschiru)[36]Pantholops hodgsonii, ist eine sehr feine Wolle, die zu luxuriösen Schals verarbeitet wird.
Haare vom Eich-, GrauhörnchenSciurus vulgaris, Sciurus carolinensis, MarderMustelidae, sibirischen Wiesel (Feuerwiesel) Mustela sibirica, IltisPutorius und ZobelMartens zibelina, werden zu Künstlerpinseln verarbeitet.[50][51]
Hundehaar Canidae wird unter der Bezeichnung „Chiengora“[52] zu Wolle verarbeitet.
Grobe Tierhaare
Rinderhaar Bos primigenius taurus wird zu Polsterfüllungen verarbeitet.[53]
RosshaarEquus caballus ist sehr grob und wurde früher als Polster- und Füllmaterial in Sitzmöbeln und für Matratzen verwendet, es wird noch heute in Rosshaareinlagen für das Herrenschneiderhandwerk eingewebt (siehe → Verstärkung (Schneiderei)). Ist auch für Pinsel und Bürsten sowie Besen geeignet.
Dachshaare Meles meles werden zu Bürsten und Rasierpinseln verarbeitet.
Schweineborsten oder Chinaborsten Sus scrofa domestica, Wildschweinborsten Sus scrofa werden zu Bürsten und Rasierpinseln verarbeitet. Vor der Entwicklung von Kunstfasern wurden daraus auch Zahnbürsten gemacht.
RentierwolleRangifer tarandus wird als Füllmaterial für Polstermöbel, Matratzen und Rettungsringen verwendet.[55]
Seiden
Maulbeerseide (SE) (Zuchtseide) wird aus dem Kokon der Seidenraupe des MaulbeerspinnersBombyx Mori gewonnen.
Tussahseide (ST) (Wildseide) wird aus den von Bäumen und Sträuchern gesammelten Kokons, der wild lebenden japanischen Antheraea yamamai und chinesischen Antheraea pernyi Eichenseidenspinner gewonnen, sowie von anderen Schmetterlingen der Gattung Antheraea (Antheraea mylitta, A.roylei, A.proyeli, A.paphia).[56][57] Da hier der Schmetterling meist ausgeschlüpft ist, sind die Fasern kürzer und nicht abhaspelbar. Eine Zucht der Tussahspinner ist bisher nicht gelungen.
Mugaseide (Assamseide)[58] ist eine goldfarbene Wildseide aus Indien vom Mugaseidenspinner (Antheraea assama).
Eriaseide (Eri-, Meghalayaseide) (Zuchtseide) vom Falter Samia cynthia ricini (frisst Ricinusblätter), sehr kurze Faser, kann nur als Schappe verwendet werden.
Anapheseide (Nesterseide) (Wildseide) der afrikanischen Falter Anaphe panda (Syn.: A.infracta), Anaphe moloneyi (Syn.: Epanaphe moloneyi),[59] sehr kurze Faser, kann nur als Schappe verwendet werden.
Afrikanische Wildseide der afrikanischen Falter (Gonometa postica, G. rufobrunnea).[36]
Neben pflanzlichen und tierischen Naturfasern gibt es einige mineralische Fasern, die, da sie natürlich vorkommen, ebenfalls zu den Naturfasern zählen.[63]
Die häufigsten Analysen von Naturfasern bestehen aus einer visuellen und haptischen Beurteilung, gefolgt von einer Brennprobe und einer Betrachtung im Lichtmikroskop (oder Elektronenmikroskop). Durch eine Elementaranalyse kann die elementare Zusammensetzung der Naturfasern ermittelt werden. Der jeweilige biologische Ursprung der tierischen und pflanzlichen Naturfasern kann durch eine Bestimmung der aus dem Rohmaterial noch enthaltenen DNA per Polymerase-Kettenreaktion, bzw. der Proteine per ELISA, Western Blot oder MALDI-TOF nachgewiesen werden.
Die Bestimmung der Werkstoffeigenschaftenvon Naturfasern erfolgt wie bei den Fasern im Allgemeinen. Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, wie die Elastizität, die Zug-, Druck-, Biege-, Knick- und Scherfestigkeit, werden mit quantitativen Messungen in entsprechenden Spannvorrichtungen bestimmt. Auch die Anisotropie der Eigenschaften von Fasern aufgrund ausgerichteter Molekülketten und die Synergie mehrerer verdrehter Fasern kann so ermittelt werden.
Traditionelle Naturfaserprodukte sind Textilien (Bekleidung und Haushaltswäsche) und Taue, Seile, Netze und Tücher für die Schifffahrt. Neuartige Anwendungsgebiete für Naturfasern sind technische Vliese und Gewebe für Naturdämmstoffe, Spezialpapiere oder Naturfaserverstärkte Kunststoffe.
Der Einsatz von Naturfasern in Faserverbundwerkstoffen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Naturfaserverstärkte Kunststoffe finden insbesondere in der Automobil- und Möbelindustrie Einsatz. Darüber hinaus gibt es innovative Spezialanwendungen wie Haushaltsgeräte, Kosmetikartikel, Schreibgeräte, Koffer, Urnen oder Schleifscheiben.
Deutschland
Bekleidung stellt den Hauptsektor der Naturfaserverwendung darNaturdämmstoffblock aus HanffasernTürinnenverkleidung aus hanffaserverstärktem Kunststoff (Matrix Polyethylen PE)
Der Markt für Naturfasern ist in Deutschland vor allem durch Importe von Zwischen- und Fertigprodukten geprägt, während die heimische Produktion nur einen verschwindend geringen Anteil ausmacht. Eine textile Produktionskette existiert in Deutschland nur noch sehr bedingt.
Mit Ausnahme des Hanfs, des Flachs und der Fasernessel werden in Deutschland keine Faserpflanzen angebaut. Dabei macht der Hanfanbau mit 800 bis 2.000ha jährlich und einen Produktion von 1.200 bis 3.000t pro Jahr den größten Anteil aus. Flachs wird auf etwa 50ha angebaut, die Produktionsmenge liegt bei etwa 50t und der Anbau der Fasernessel findet auf 265–300ha statt und resultiert in 100 bis 200t Nesselfasern. Hinzu kommt Schaf- und andere Tierwolle. Bei der Gewinnung der Naturfasern werden zudem Schäben gewonnen, die als Rohstoff sowohl in stoffliche wie in energetische Verwendungen einfließen.[64]
Der größte Teil der in Deutschland verfügbaren Naturfasern wird über den Außenhandel zur Verfügung gestellt, die Gesamtmenge der in Deutschland produzierten Pflanzenfasern beträgt maximal 3.000t. Die größte Menge der importierten Fasern stellt Baumwolle mit einer Gesamtmenge von etwa 200.000t pro Jahr dar, hinzu kommen Juteimporte in Höhe von 13.000t und Importe anderer exotischer Pflanzenfasern wie Abacá, Kenaf, Ramie, Kokos und Sisal in Höhe von insgesamt etwa 12.000t. Etwa 7.000t Flachs- und etwa 1.000t Hanffasern werden ebenfalls importiert (netto).[65] Die Gesamtmenge sowie eine Menge von etwa 20.000 bis 40.000t Garnabfällen und Reißbaumwolle, die bei Produktionsprozessen abfällt, wird vollständig für die stoffliche Nutzung verwendet, eine energetische Nutzung findet maximal bei der Entsorgung der Endprodukte statt.
Der größte Teil der Naturfasern wird in der Textilindustrie verarbeitet. Dabei erfolgt der Produktionsweg über Garne und Gewebe zu den fertigen Textilien, wobei es auf allen Ebenen große Warenströme im Außenhandel gibt. Wie auf der Faserebene stellt Baumwolle auch im Bereich der Produkte den größten Anteil der importierten Waren, so werden jährlich etwa 35.000t Baumwollgarn und insgesamt nur etwa 2.000t andere Garne importiert.[65] Als Gewebe werden etwa 8.000t Jute importiert, die zu einem sehr großen Anteil in der Produktion von Linoleum als Trägermaterial verwendet werden (Gesamtproduktion etwa 40 Mio.m2 pro Jahr[66]).
Einen ebenfalls großen Markt stellen die so genannten Non-wovens (Nicht-gewebte Textilien) dar, zu denen ungewebte Vliese und Filze gehören. Etwa 64.000t Naturfasern werden in dieser Form pro Jahr in der Automobilindustrie für Türinnenverkleidungen, Dachhimmel, Sitzpolster und andere Bauteile verwendet. Dabei handelt es sich um 12.200t Flachsfasern, 5.000t exotische Fasern und 1.800t Hanffasern sowie 45.000t Baumwollfasern (vor allem Reißbaumwolle), die im Innenraum von PKWs und vor allem in den Verbundwerkstoffen der Fahrerkabinen von LKWs eingesetzt werden, Hinzu kommen 27.000t Holzfasern, sodass sich eine Gesamtmenge von 90.000t ergibt.[67] Pro Jahr werden etwa 1 bis 1,3Mio.m2 Naturdämmstoffe verwendet, dabei handelt es sich zu etwa 48% um Holzfaser-, 32% Cellulose-, 9% Flachs- und Hanffaser-, 4% Schafwolle und 7% sonstige Dämmstoffe.[68] Eine in Deutschland sehr spezielle und erfolgreiche Nischenanwendung stellen Kresseanzuchtsvliese dar, von denen pro Jahr etwa 125 bis 160t auf Basis von Hanf- und Flachsfasern zu etwa gleichen Anteilen produziert werden.[64]
Einen relativ großen Markt stellen Spezialpapiere dar, wobei in Deutschland pro Jahr etwa 35.000t sogenannte „sonstige Faserstoffe“ neben Holz- und Zellstoff verwendet werden (VDP 2008) Die Menge der Naturfasern wird nach anderen Quellen mit etwa 20.000t angegeben. Zu den Spezialpapieren mit Naturfaseranteil gehören vor allem Papiere für Nahrungsmittelapplikationen (Teebeutel, Kaffeepads), Zigarettenpapiere sowie technische Filter. Einen nur sehr geringen Teil der Naturfasernutzung stellt die Herstellung von naturfaserverstärkten Kunststoffen in Spritzguss und Extrusion dar. Hier werden aktuell pro Jahr weniger als 1.000t verwendet.
Welt
Folgende Tabelle zeigt die Weltproduktion von Naturfasern nach Angaben der FAO.
Weitere Informationen Faser, Produktion (in Mio. t) ...
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Carol Ekarius, Deborah Robson: The Fleece & Fiber Sourcebook: More Than 200 Fibers, from Animal to Spun Yarn. Storey Publishing, 2011, ISBN 978-1-60342-711-1.
Robert R. Franck (Hrsg.): Bast and other plant fibres. Woodhead Publishing, Cambridge, England, 2005, ISBN 1-85573-684-5.
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Gabriela Ruß-Popa: Die Haut-, Leder- und Fellfunde aus dem ältereisenzeitlichen Kernverwässerungswerk im Salzbergwerk von Hallstatt, OÖ – eine archäologische und gerbereitechnische Aufnahme. Diplomarbeit Universität Wien, Wien 2011 ( auf core.ac.uk) hier S. 90.
Ryszard M Kozłowski: Handbook of Natural Fibres: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Woodhead Publishing, 2012, ISBN 978-1-84569-697-9.
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Michael Carus, Dominik Vogt, Thomas Breuer: Studie zur Markt- und Konkurrenzsituation bei Naturfasern und Naturfaser-Werkstoffen (Deutschland und EU). Gülzower Fachgespräche 26, Hrsg. von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2008. (Download, PDF; 3,9MB)
Karlheinz Müller, B2B Industriemarktforschung GmbH; Offizielle Datenaufnahme für die Linoleumindustrie, abgesichert durch Daten des Statistischen Bundesamtes Deutschland.
Michael Carus, Jörg Müssig, Christian Gahle: Naturfaserverstärkte Kunststoffe. Hrsg. von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow 2008. (Download, PDF; 1,4MB)