Fasern unter der Lupe

Überblick

Eine Vielzahl an Ausgangsmaterialien und Verarbeitungsmethoden führt dazu, dass uns heute im Alltag unterschiedliche Materialien aus Fasern mit an den Bedarf angepassten Eigenschaften begegnen.

Nach der Herkunft der Fasern unterscheidet man Naturfasern, halbsynthetische Fasern (durch chemische Verfahren behandelte Naturfasern) und vollsynthetische Fasern.

Fasern kann man auch mit Hilfe von Brennproben unterscheiden.

Fasern für Papier

Wespen bauen ein Nest aus einer papierähnlichen Substanz, indem sie Holzfasern einspeicheln und zerkauen.

Auch der Mensch stellt Papier aus dem Rohstoff Holz her. Die Zellwände pflanzlicher Zellen enthalten Zellulose, die ihnen Festigkeit verleiht. Zellulose ist aus fadenförmigen Makromolekülen mit Traubenzucker als Baustein aufgebaut. Die Substanz Lignin in den Zellwänden sorgt für die Verholzung der Zellen.

Es gibt über 3 000 Papiersorten. Zur Herstellung werden Zellulose und Lignin (z. B. für weniger hochwertige Papiere) oder nur Zellulose (z. B. für hochwertige Papiere, Papiertaschentücher, Toilettenpapier, Filterpapiere) verwendet. Schreibpapier aus Zellulosefasern besteht neben dem Faserstoff auch aus Leim (dadurch wird das Papier beschreibbar), Füllstoffen und ev. auch aus Farbstoffen.

Die Herstellung von Papier aus Altpapier (z. B. für Recyclingpapier, Zeitungspapier, Pappe und Kartons) hilft dabei, Ressourcen zu schonen. Bei der Aufbereitung von Altpapier werden weniger Energie und weniger Wasser als bei der Herstellung von Papier aus Holz benötigt.

Neben der Papierproduktion wird Zellulose beispielsweise für die Herstellung von Zellophan (ein Verpackungsmaterial) und als Lebensmittelzusatzstoff (z. B. als Füllstoff) verwendet. Darüber hinaus spielt Zellulose bei der Herstellung von Textilien aus pflanzlichen Fasern eine wichtige Rolle.

Naturfasern für Textilien

Naturfasern können pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Ursprungs sein. Für Textilien werden pflanzliche Fasern wie Baumwolle und Flachs (für Leinen) verwendet. Sie bestehen aus Zellulose. Tierische Fasern bestehen v. a. aus Keratin (einem Eiweiß). Tierische Rohstoffe sind Wolle (von Schafen) und andere Tierhaare wie von Kaschmirziegen und Angorakaninchen. Seide stammt von Kokons der Seidenspinner (Maulbeerspinner).

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Von der Baumwolle zum T-Shirt

Baumwolle ist die am meisten verwendete Naturfaser. In Bekleidungsgeschäften gibt es ein großes Angebot. Viele Stücke werden sehr günstig verkauft – nur wenige denken dabei daran, dass die Herstellung viele Rohstoffe, Energie und Transportwege benötigt.
Lerne hier die wichtigsten Stationen in der Produktion eines T-Shirts genauer kennen!

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Chemiefasern

Zur Herstellung von halbsynthetischen Fasern wie Viskose und Lyocell werden Naturfasern (z. B. Zellulose) durch chemische Verfahren behandelt. Auf diese Weise können die Fasern vielfältig eingesetzt werden. Die Zellulose zur Herstellung der Fasern wird oftmals aus Holz gewonnen, wodurch die Materialien eine Alternative zu Baumwolle darstellen.

Es gibt eine Vielzahl an vollsynthetischen Fasern. Sie werden aus Lösungen oder Schmelzen von Kunststoffen gesponnen. Dadurch entstehen beispielsweise Polyester, die oftmals aus recycelten PET-Flaschen hergestellt werden. Mittlerweile enthält ungefähr die Hälfte aller Textilien weltweit Polyester. Für die meisten Kunstfasern werden Erdöl und Erdgas als Rohstoffe verwendet.

Mit diesem einfachen Experiment kann man eine Polyester-Faser herstellen.

Durch die unterschiedlichen Ausgangsmaterialien und Herstellungsverfahren kann eine große Vielfalt an Stoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften produziert werden. Die Herstellung von Chemiefasern ist kostengünstig und hat damit einen großen Anteil daran, dass heute Kleidung sehr günstig zu erwerben ist. Dadurch wird mehr Kleidung gekauft und die einzelnen Kleidungsstücke werden oftmals nur selten getragen, bevor sie weggeben werden. Darüber hinaus gelangt über den Abrieb der Kleidung (z. B. in der Waschmaschine) Mikroplastik in die Umwelt.

Gestaltet gemeinsam eine Übersicht mit Tipps zum verantwortungsvollen Umgang mit Kleidung!

Wodurch wird unsere Kleidung bunt?

Bereits seit der Antike werden Stoffe gefärbt und bedruckt. Heute werden viele natürliche und synthetische Farbmittel verwendet, wodurch eine große Vielfalt ermöglicht wird.

Die verwendeten Farbmittel werden nach ihrer Löslichkeit eingeteilt. Pigmente sind unlöslich. Sie werden daher in einem Trägermaterial fein verteilt. Mit diesem können sie aufgetragen werden. Farbstoffe lösen sich in einem Lösungsmittel (meist Wasser). Beim Färben werden die gelösten Farbstoffe auf die zu färbende Substanz übertragen (z. B. werden sie von den Fasern absorbiert).

Natürliche Farbstoffe werden nach ihrer Herkunft unterschieden. Zinnober ist ein Beispiel für einen Farbstoff aus Mineralien. Indigo wird aus Pflanzen (wie der Indigopflanze und dem Färberwaid) gewonnen. Purpur stammt von Tieren (Purpurschnecken) gewonnen.

Indigo und Purpur sind organische Verbindungen mit ähnlichen Strukturformeln. Worin unterscheiden sie sich?