Fasern der Zukunft: Spielraum für Bio

Synthetische Fasern dominieren seit den letzten drei Jahrzehnten den globalen Fasermarkt und es wird erwartet, dass sie erheblich wachsen werden, wenn die Situation anhält. Diese Fasern werden hauptsächlich aus nicht erneuerbaren, fossilen Ressourcen gewonnen. Diese Faserkategorie machte im Jahr 2021 etwa 64 % der weltweiten Faserproduktion aus. Polyester allein hatte einen Marktanteil von rund 54 % der gesamten weltweiten Faserproduktion, während die anderen synthetischen Stoffe – Polypropylen, Acryl und Elasthan – einen Marktanteil von 5,2 % hatten. .

Biosynthetische Fasern

Kunstfasern, die ganz oder teilweise aus biobasierten Ressourcen gewonnen werden, stellen eine Alternative zu ihren fossilen Kunstfasern dar. Aufgrund ihres Potenzials, den Übergang weg von nicht erneuerbaren Ressourcen voranzutreiben und zur Eindämmung des Klimawandels beizutragen, gewinnen sie in der Textilindustrie an großem Interesse. Biosynthetische Fasern können sowohl aus 100 % biobasierten als auch teilweise biobasierten Ressourcen hergestellt werden. Heute im Handel erhältliche biosynthetische Fasern bestehen aus Stärke, Zucker und Lipiden aus Mais, Zuckerrohr, Zuckerrüben und Pflanzenölen.

Arten von Rohstoffen für biosynthetische Fasern

Derzeit werden Verfahren zur Herstellung biosynthetischer Fasern aus einer breiteren Palette von Rohstoffen entwickelt, darunter Biomasse und Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft und sogar Lebensmittelabfälle. Es gibt andere Arten biosynthetischer Fasern, die aus biotechnologischen Rohstoffen wie Algen, Pilzen, Enzymen und Bakterien gewonnen werden.

Derzeit werden Verfahren zur Herstellung biosynthetischer Fasern aus einer breiteren Palette von Rohstoffen entwickelt, darunter Biomasse und Abfälle aus der Land- und Forstwirtschaft und sogar Lebensmittelabfälle. Es gibt andere Arten biosynthetischer Fasern, die aus biotechnologischen Rohstoffen wie Algen, Pilzen, Enzymen und Bakterien gewonnen werden.

Einige biosynthetische Fasern

Biopolyester: Polymilchsäure (PLA), der Hauptrohstoff, wird zu 100 % aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Heutzutage wird die größte Menge an PLA aus Maisstärke hergestellt. PLA wird aus Milchsäure durch Fermentation natürlicher Zucker hergestellt. Neben Mais könnten in Zukunft auch andere Nutzpflanzen wie Reis, Zuckerrüben, Zuckerrohr, Weizen oder Süßkartoffeln genutzt werden.

Um die Abhängigkeit von Nahrungsmittelpflanzen zu vermeiden, werden andere Optionen durch die Verwendung von Rohstoffen auf Zellulosebasis wie Bagasse, Stroh, Holz und Biomasse untersucht. SORONA von Dupont ist eine Faser dieser Kategorie.

Biobasiertes PET (Polyethylenterephthalat): Das heute im Handel erhältliche teilweise biobasierte PET wird unter Verwendung von biobasiertem Ethylenglykol hergestellt. Das Endpolymer wird über einen Schmelzspinnprozess extrudiert. Toray ist es gelungen, Proben von vollständig erneuerbarem, biobasiertem PET im Labormaßstab herzustellen. Far Eastern New Century hat bereits ein Produkt in dieser Kategorie.

Biobasierte Polyamide (Nylon): Rizinusöl aus den Samen der Rizinuspflanze ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung biobasierter Polyamide (Nylons). Die derzeit laufenden Forschungsarbeiten sollen den Anwendungsbereich biobasierter Polyamide erweitern, was in den kommenden Jahren zu einer wichtigen Chance für Textilien werden dürfte. Arkemas RISLAN und Fulgars EVO sind einige der verfügbaren Fasern.

Andere biobasierte Fasern

Synthetische Spinnenseide: Spinnenseide besteht aus Proteinen, die als wasserbasierte Lösung in den Seidendrüsen einer Spinne gespeichert werden, bevor sie zu einer Faser gesponnen werden. Aufgrund ihrer Stärke, Widerstandsfähigkeit und Flexibilität ist Spinnenseide vielversprechend für kommerzielle und Verbraucheranwendungen. Kommerzielle Technologien werden von Unternehmen wie Spiber aus Japan, AMSilk aus Deutschland und Kraig Biocraft aus den USA entwickelt.

Algenbasierte Fasern: Algen (Algen) haben sich als neuartige Quelle für die Herstellung von Fasern und Farbstoffen für die Textilindustrie erwiesen. Algen sind eine große und vielfältige Gruppe eukaryotischer photosynthetischer Organismen, die vorwiegend im aquatischen Ökosystem vorkommen. Das Unternehmen Algaeing stellt aus Algen ungiftige, biologisch abbaubare Naturfasern für Textilien her.

Meereszellfasern (Algenfasern): Seetang ist ein vielseitiges und nachhaltiges Material, das zunehmend in Textilien verwendet wird. Sea Cell-Fasertextilien werden aus Algen hergestellt. Algen sind eine Algenart, die im Meer wächst und in vielen Küstenregionen reichlich vorhanden ist. Sea Cell Fibre wird aus einer Kombination aus Algen und Zellstoff hergestellt. Die in diesem Material verwendeten Algen werden getrocknet und zu einem Pulver gemahlen, das dann mit Holzzellstoff kombiniert wird, um eine weiche und atmungsaktive Faser zu spinnen. Die Sea Cell-Faser wird exklusiv von der Smartfiber AG, Deutschland, hergestellt.

Fasern aus Mikroben/Bakterien: Aus Pflanzenabfällen gewonnener Zucker erzeugt zusammen mit Mikroben in einem Bioreaktor eine Faserstruktur, die in Zukunft synthetische Fasern ersetzen könnte. Das in einer Pilotanlage hergestellte Material ist von Natur aus transparent und sieht aus wie Nylon. Die Fasern sind sehr stark und verbinden sich auf natürliche Weise miteinander. Die Fasern sind stärker als Kevlar und die Zugfestigkeit ist höher als die von Stahl.

Vorteile biosynthetischer und biobasierter Alternativfasern

Heute besteht eine erhebliche Chance, die Nachhaltigkeitsleistung in der Bekleidungsindustrie durch die Verwendung erneuerbarer und biobasierter Materialien anstelle der Verwendung fossiler Brennstoffe zu verbessern. Die Vorteile der Umstellung auf biobasierte Materialien könnten für die Industrie und die Gesellschaft erheblich sein. Die biosynthetischen Fasern haben das Potenzial, über ihren Lebenszyklus weniger Treibhausgase zu produzieren als Produkte, die aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden. Ein wesentlicher Vorteil erneuerbarer Rohstoffe ist ihr kurzer Reproduktionszyklus, der zwischen mehreren Tagen bei Algen und mehreren Jahren bei Bäumen liegt, verglichen mit dem viel längeren Reproduktionszyklus fossiler Rohstoffe.

Biosynthetische Fasern entwickeln sich schnell zu einer Alternative und gewinnen bei Bekleidungs-, Schuh- und Haushaltsmarken sowie Einzelhändlern an Bedeutung, da sie erneuerbare Ressourcen nutzen und im Vergleich zu ihren auf fossilen Brennstoffen basierenden Gegenstücken das Potenzial haben, den Klimawandel abzumildern. Im Einklang mit einer umfassenderen Vision sind biosynthetische Textilien Teil des Übergangs zu einer biobasierten Wirtschaft.