FIBER WORLD: Nachhaltige alternative Pflanzenfasern für Textilien

Die zunehmende Verfügbarkeit alternativer Pflanzenfasern bietet nachhaltige Optionen für Textilprodukte.

Von Dr. Andre West, Technischer Redakteur

Nachhaltigkeit kann als die Art und Weise definiert werden, wie natürliche Systeme funktionieren, vielfältig bleiben und alles produzieren, was sie benötigen, um im Gleichgewicht mit der Natur zu bleiben. In der Textilwissenschaft sind natürliche Pflanzenfasern nachhaltige Rohstoffe. Für eine nachhaltige Existenz der Menschheit bedeutet die Aufrechterhaltung der Produktivität in Landwirtschaft und Ökologie trotz Hindernissen. Die Ökosysteme der Welt stehen unter Stress durch die übermäßige Produktion und Entsorgung von Kunststoffen. Vielleicht ist es jetzt an der Zeit, ein tieferes Verständnis über die Verfügbarkeit natürlicher Pflanzenfasern für Textilien zu erlangen.

Alle natürlichen Pflanzenfasern sind biologisch abbaubar und nachhaltig. Die meisten Kunstfasern werden im Laufe der Zeit abgebaut, die Zeitspanne ist jedoch deutlich länger und der Abbauprozess kann negative Auswirkungen auf den Boden und das Wasser und damit auch auf die gesamte Umwelt haben. Mit dem Einsetzen der globalen Erwärmung und des Klimawandels, einem wachsenden Umweltbewusstsein und der Lockerung gesetzlicher Vorschriften wächst das Interesse an Naturfasern wieder. Mehrere Pflanzen, Früchte und Samen werden jetzt entweder wiederentdeckt oder neu verarbeitet, um neue Stoffe zu entwickeln, die den Planeten heilen können.

Faserpflanzen gibt es weltweit schon seit Jahrhunderten. Pflanzenfasern werden seit langem in Textilien, Tauwerk, Papier und neuerdings auch in technischen Anwendungen in Verbundwerkstoffen eingesetzt. Die Verwendung von Textilfasern lässt sich bis ins Jahr 9000 v. Chr. zurückverfolgen. Fasern aus Pflanzen können während ihres Wachstums als erneuerbar und biologisch abbaubar angesehen werden und können ohne Schaden und manchmal sogar mit positiven Auswirkungen, wie im Fall von Hanf, in den Boden zurückgeführt werden.

Zellulose ist die Substanz, aus der die meisten Zellwände einer Pflanze bestehen. Da alle Pflanzen Zellulose herstellen, handelt es sich wahrscheinlich um die am häufigsten vorkommende organische Verbindung auf der Erde. Zellulose ist ein Fasermaterial pflanzlichen Ursprungs und die Grundlage für rein natürliche und künstlich hergestellte Zellulose-Textilfasern. Alle pflanzlichen Fasern müssen einen Prozess durchlaufen, bei dem sie von den Pflanzenteilen getrennt werden, die nicht für das Endprodukt verwendet werden. Dies geschieht in der Regel durch Ernte, Spreutrennung und Reinigung. Einige dieser Prozesse können als natürlich und organisch angesehen werden, während andere einen intensiven Einsatz von Chemikalien erfordern, die ihre Wirksamkeit zunichte machen können, wie beispielsweise Bambus.

Es gibt vier Hauptarten von Pflanzenfasern:

Viele Naturfasern müssen einer Verarbeitung unterzogen werden, um die Faserstränge aus anderen Pflanzengeweben zu extrahieren. In manchen Fällen muss der natürliche Gummi, der sie zusammenhält, entfernt werden. Diese Entfernung kann auf dem Feld durch einen Prozess namens Röste – auch Entschleimung genannt – erreicht werden, bei dem Faserbündel aus dem geernteten Stamm extrahiert werden. Es können weitere Prozesse ablaufen, die entweder biologischer oder mechanischer Natur sind, wobei in vielen Fällen eine Mischung beider Prozesse erforderlich ist.

Es besteht ein erneutes Interesse an nachhaltigeren Methoden des biologischen Abbaus. Biologischer Abbau ist die Zersetzung eines Materials aufgrund der biologischen Aktivität von Mikroorganismen wie Bakterien, Pilzen und anderen biologischen Wirkstoffen. Biologisch abbaubare Fasern können von Mikroorganismen abgebaut werden. Da die meisten Naturfasern biologisch abbaubar sind, ist eine sorgfältige Verarbeitungsbalance erforderlich, um die Fasern auf ihrem optimalen Leistungsniveau zu halten.

Angesichts des jüngsten Interesses an erneuerbaren Ressourcen werden alternative Pflanzenfasern aus nichttraditionellen Pflanzen untersucht. Es müssen wirtschaftlichere Methoden zur Trennung der Fasern von Pflanzenblättern oder -stängeln entwickelt werden, da die über Generationen weitergegebenen traditionellen Techniken arbeitsintensiv, sehr zeitaufwändig und möglicherweise wetterabhängig sind. Während Verbraucher nach Möglichkeiten suchen, ein nachhaltigeres Leben zu führen, suchen Hersteller und Unternehmer nach Möglichkeiten, Naturfasern in das 21. Jahrhundert und in den Mode-Mainstream zu bringen.

Hanf hat in letzter Zeit großes Interesse geweckt, da sich die Gesetze zum Hanfanbau in den Vereinigten Staaten geändert haben. Hanf ist eine schnell wachsende Pflanze, die sehr wenig Wasser und, wenn überhaupt, relativ wenig Herbizide, Pestizide oder synthetische Düngemittel benötigt. Der Hanfanbau verbessert die Bodengesundheit, indem er lebenswichtige Nährstoffe wieder auffüllt und Erosion verhindert.

Hanfstoffe besitzen eine antibakterielle Wirkung gegen eine Vielzahl pathogener Bakterien. Es verfügt im Vergleich zu allen anderen Fasern über das beste Wärmekapazitätsverhältnis und hält den Träger im Sommer kühler und im Winter warm. Es lässt sich gut färben und verfärbt sich nicht so leicht. Es ist außerdem robuster und widerstandsfähiger und langlebiger als Kleidungsstücke aus Baumwolle. Die US-Marines haben kürzlich eine Ausschreibung herausgegeben, um zu untersuchen, wie Hanf zur Leistungssteigerung von Stoffen für Kampfuniformen verwendet werden könnte.

Hanf trägt jedoch das Stigma der Cannabis-sativa-Pflanze als Freizeitdroge in sich, was die Produktion und Verwendung von Industriehanf, insbesondere in der westlichen Welt, behindert hat. Allerdings wurde der Hemp Farming Act von 2018 erlassen, ein Gesetz zur Entfernung von Hanf – definiert als Cannabis mit weniger als 0,3 Prozent Tetrahydrocannabinol oder THC – aus den in Anhang I kontrollierten Substanzen und zur Umwandlung in ein gewöhnliches landwirtschaftliches Produkt. Dieses Gesetz ermöglichte es den in den USA ansässigen Hanfbauern, mit der weltweiten Hanfindustrie mitzuhalten.

Allerdings waren Landwirte in letzter Zeit von Cannabidiol (CBD), das ebenfalls aus Hanf hergestellt wird, begeistert, da der Marktpreis für CBD aufgrund der Überproduktion drastisch gesunken ist. Landwirte sind jetzt vorsichtig, den gleichen Weg mit Faserhanf einzuschlagen.

Auf China entfallen mehr als 50 Prozent der weltweiten Hanfproduktion und es hält mehr als die Hälfte der über 600 internationalen Patente zur Hanffaser- und Textilproduktion. Indien und Rumänien stellen im Nassspinnverfahren feineres Hanfgarn her. Der Großteil der Hanfverarbeitung wird durch Cottonisierung abgeschlossen – der Prozess der Entfernung des Lignins, das die Hanffasern bindet und die Fasern auf eine durchschnittliche Baumwolllänge von etwa 1 1/8 Zoll schneidet, um sie auf bereits vorhandener, leicht modifizierter Baumwolle zu spinnen und zu veredeln Ausrüstung für die Wollverarbeitung. Diese Technik ist zwar ein Schritt in die richtige Richtung, um die Produktion wieder in Gang zu bringen, sie vereint jedoch nicht die Haupteigenschaft von Hanf, nämlich eine lange, starke Faser, die sich zu feinem, strapazierfähigem Stoff verspinnen lässt

Patagonia unterstützte kürzlich das Video „Bring Hemp Home | Colorado“, in dem die Hanfproduktion vorgeschlagen wird. Das Video zeigt, dass es einer erheblichen Steigerung der Textilmaschinen und Innovationen bedarf, um diese fantastische Faser in die Kleiderschränke der US-Verbraucher zu bringen.

Die Brennnessel ist eine Pflanze, die die meisten Kinder auf jeden Fall meiden, denn wenn sie an der Blattunterseite streicht, verursacht sie einen unangenehmen Ausschlag. Der aus Brennnesseln hergestellte Stoff ist jedoch absolut sicher zu tragen und hat ähnliche Vorteile wie Hanf, ohne dass mit Hanf die damit verbundenen rechtlichen Probleme verbunden sind. Trotz ihrer schützenden, gepanzerten Außenseite sind die Fasern im Inneren einer Brennnesselpflanze überraschend ideal für die Textilproduktion. Die Fasern sind biegsam und haben eine gute Länge, um zu Garn gesponnen zu werden. Der fertig gewebte Stoff ähnelt Leinen, ist aber viel fester. Seine Festigkeit erhöht sich sogar bei Nässe und eignet sich daher ideal für strukturiertere Kleidungsstücke. Es lässt sich gut mit anderen Fasern kombinieren, was bei Bedarf für mehr Weichheit und eine längere Lebensdauer sorgen kann. Das in Kenia ansässige Unternehmen Green Nettle Textiles war ein Gewinner des von der H&M Foundation gesponserten Global Change Award 2019. Brennnesseln sind einfach zu züchten und bewahren die Artenvielfalt, pflegen Berghänge und bieten Lebensraum für Insekten und Tiere. Die Produktpalette von Green Nettle unterstützt Pläne, mehr als 200.000 Kleinbauern in ganz Kenia Arbeit zu bieten.

Lotusblütenfasern aus der Wurzel der Lotuspflanze werden seit Jahrhunderten zur Herstellung seltener Stoffe für handgesponnene Schals verwendet. Der Prozess, bei dem die Stängel der Lotusblume abgeschnitten und gedreht werden, um die Fasern freizulegen, ist jedoch zeitaufwändig. Durch den Prozess entsteht ein luxuriöser Stoff, der sich wie eine Kombination aus Seide und Rohleinen anfühlt. Lotus-Stoff hat einzigartige Eigenschaften – er ist von Natur aus weich, leicht, atmungsaktiv und antibakteriell. Das in Kambodscha ansässige Unternehmen Samatoa Lotus Textiles berichtet, dass man der Lotuspflanze heilende Kräfte zuschreibt und dass das Tragen eines Stoffes, der aus Lotusfasern hergestellt wird, heilende Wirkung haben und den Träger von Kopfschmerzen, Herzbeschwerden, Asthma und Lungenproblemen heilen kann.

Ananasblätter sind ein Nebenprodukt der Ananasfruchternte, und dieser Abfall schafft für einige Bauerngemeinden eine zusätzliche Einnahmequelle. Die chemische Zusammensetzung der Ananasfaser ähnelt der von Flachs- und Jutefasern. Ananasfasern haben eine weiße Farbe, sind weich, glatt und fühlen sich an wie Seide. Die mechanischen Eigenschaften sind höher als bei Baumwolle. Die Fasern in ihrem natürlichen Zustand können für dreieckige Kernleinen in Geotextilien und zentrales Verstärkungsmaterial für Gummiförderbänder verwendet werden. Es kann auch zu veganem Leder verarbeitet werden, wenn es mit einem wasserbasierten Polyurethan gemischt wird. Das in London ansässige Unternehmen Ananas Anam Ltd. stellt Piñatex® her, ein Material, das zu 80 Prozent aus Ananasblattfasern und 20 Prozent Polymilchsäure (PLA) besteht und unter kontrollierten Industriebedingungen biologisch abbaubar ist.

Ein Beispiel für eine interessante Textilinnovation ist Stoff, der aus weggeworfenem Kaffeesatz hergestellt wird. Zwei Unternehmen bieten solche Produkte an.

Die in Deutschland ansässige Sneaker-Marke Nat-2™ stellte kürzlich einen Sneaker vor, der nach Kaffee riecht, der aus wiederverwendetem Kaffeesatz hergestellt wurde. Nach Angaben des Unternehmens bestehen die Sneaker je nach Stil zu bis zu 50 Prozent aus recyceltem Kaffeesatz, was für eine glatte und feine Textur sorgt. Die verwendete Kaffeesorte variiert je nach nachhaltiger Verfügbarkeit.

Das S.Café®-Garn der in Taiwan ansässigen Singtex Industrial Co. Ltd. wird aus Kaffeesatz hergestellt. Das patentierte Garnherstellungsverfahren maximiert die funktionelle Leistungsfähigkeit des Kaffeesatzes. Die Technologie von Singtex kombiniert den verarbeiteten Kaffeesatz und das Polymer zu Masterbatches, bevor sie zu Garn versponnen werden. Das Unternehmen berichtet, dass das Garn hervorragende natürliche Geruchshemmungseigenschaften, UV-Schutz und schnelle Trocknungszeiten bietet, die bis zu 200 Prozent schneller sind als die Trocknungszeiten von Baumwolle.

Kaktusfeige, auch Nopal-Kaktus genannt, wurde vom mexikanischen Unternehmen Adriano di Marti SA de CV Desserto® zu einer vegan-freundlichen Lederalternative verarbeitet. Desserto® ist äußerst nachhaltig, leistungsstark und hat laut Angaben des Unternehmens auch einen weichen Griff. Das Produkt ist teilweise biologisch abbaubar und eignet sich für Anwendungen in den Bereichen Mode, Lederwaren, Luxusverpackungen und Möbel.

Das Produkt Deserttex® wurde entwickelt, um den Standards der Automobilindustrie zu entsprechen. Nach Angaben des Unternehmens weist das Material „einen Grad an Rundheit und Federung auf, den man normalerweise nur bei Leder findet, wo das Kollagen auf diese Weise wirkt.“

Die Kaktusplantage ist mehrjährig, wobei jede Pflanze bei selektiver Ernte etwa acht Jahre lang hält. Dieser Vliesstoff kann in einer großen Vielfalt an Farben, Stärken und Texturen hergestellt werden.

Bananenfaserextrakt wird aus der Rinde des Bananenbaums gewonnen und ist wiederum ein Nebenprodukt des Obstanbaus. Die äußersten Fasern der Triebe eignen sich als gröbste für Tischdecken; Die weichsten inneren Fasern eignen sich für Kleidung.

Bananatex® ist ein weiches und leichtes, aber langlebiges, wasserdichtes Gewebe, das von der in der Schweiz ansässigen Qwstion International GmbH in Zusammenarbeit mit einem Garnspezialisten und Webpartner mit Sitz in Taiwan aus Bananenpflanzen hergestellt wird. Die Bananenpflanzen, die keiner chemischen Behandlung unterliegen, werden auf den Philippinen in einem nachhaltigen Wald angebaut, der dazu beigetragen hat, Gebiete wieder aufzuforsten, die zuvor durch Palmenplantagen erodiert wurden.

Bananatex-Stoff ist in einer Reihe von Taschen und Rucksäcken erhältlich, die von Qwstion entworfen wurden; wird als Obermaterial in einem Sneaker verwendet, der in Zusammenarbeit zwischen Good News und H&M entworfen wurde; und wird für den Bezug des Kolter Eco-Tagesbetts verwendet, das von Magazin und dem dänischen Unternehmen Softline angeboten wird.

Orangenfasern werden aus Nebenprodukten von Zitrusfrüchten hergestellt, die sonst weggeworfen würden. Allein in Italien werden jährlich mehr als 700.000 Tonnen Abfallstoffe aus Orangenschalen produziert. Orange Fiber®, ein zu 100 Prozent aus Zitrusfrüchten bestehendes Textil, hergestellt von Orange Fibre Srl mit Sitz in Italien, ist leicht, weich und seidig. Es kann mit anderen Materialien wie Seide, Baumwolle und Elasthan gemischt werden und ist in verschiedenen Stoffstilen erhältlich, darunter Jersey, Popeline und Twill. Da der Stoff aus Zitrusnebenprodukten hergestellt wird, enthalten die natürlichen Öle im Stoff nach Angaben des Unternehmens die Vitamine A, C und E. Bei Kontakt können diese Vitamine freigesetzt und über die Haut aufgenommen werden.

Forscher, Hersteller, Unternehmer und Verbraucher spielen alle eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung der negativen Auswirkungen der Modeverschmutzung, indem sie die Vorstellung von Textilien und Kleidung als Wegwerfartikel ändern. In diesem Artikel werden nur einige der derzeit verfügbaren alternativen nachhaltigen Materialien erwähnt. Mit der Ausweitung der Forschungsmethoden und der Skalierung werden diese Fasern, Garne, Stoffe und andere alternative Materialien zunehmend verfügbar sein. Die Last sollte nicht nur bei den Verbrauchern liegen. Unternehmen müssen Verantwortung für ihr Handeln übernehmen und Regierungen müssen Anreize bieten, damit Unternehmen nach alternativen Methoden suchen können, um aus ihren Abfällen wertvolle Produkte herzustellen. Die Bewältigung dieser globalen und komplexen Probleme erfordert mehr als nur eine Änderung der Einkaufsgewohnheiten des Einzelnen. Um eine zirkuläre Faserindustrie zu schaffen, ist ein Systemwechsel erforderlich. Textilien, die aus Blättern, Früchten oder Nüssen hergestellt werden, mögen jetzt seltsam klingen, aber Berge von weggeworfenen Kleidungsabfällen werden mit dem Beginn einer ökologischen und sozialen Umstellung der Kleidung hoffentlich zu einer Erinnerung aus der Vergangenheit.

Anmerkung des Herausgebers: Dr. Andre West ist Direktor der Zeis Textiles Extension for Economic Development am Wilson College of Textiles der NC State University, Raleigh, NC

März/April 2021