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2023 | Buch

Fasern

Geschichte, Erzeugung, Eigenschaften, Markt

verfasst von: Dieter Veit

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch behandelt die Gewinnung bzw. Herstellung aller relevanten Natur- und Chemiefasern, ihre innere Struktur, Eigenschaften, Anwendungen, Märkte und historische Entwicklung. Mehr als 1.600 Fotos, Karten und Prinzipzeichnungen ergänzen den Text. Tabellen und Grafiken stellen die Fasern einander gegenüber, um ihre Auswahl für ein bestimmtes Produkt zu erleichtern.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Grundlagen

Frontmatter
1. Definitionen

Das Wort „Faser“ ist abgeleitet von ahd. „faso“, was „im Wind wehender Faden“ bedeutet und über mittelhochdeutsch „loser Faden“ zu seiner heutigen Bedeutung kam. Neben den textilen Fasern gibt es auch Fasern in Pflanzen sowie in tierischen und menschlichen Körpern, z. B. Muskelfasern. Entsprechende Redensarten, wie z. B. „mit jeder Faser seines Körpers“ beziehen sich darauf und gibt es auch in anderen Sprachen („with every fibre of his being“, „avec chaque fibre de son corps“).

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2. Historie

In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit den wichtigsten geschichtlichen Entwicklungen bei der Fasergewinnung bzw. -erzeugung. Zu vielen Fasern stehen detaillierte Erläuterungen in den jeweiligen Kapiteln. Die Geschichte der Chemiefasererzeugung wird hier ausführlicher erklärt, weil viele Entwicklungen aufeinander aufbauen und innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums von rund 70 Jahren erfolgten. Daher ist die Darstellung dazu weitgehend chronologisch.

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3. Markt

Die Angaben zur Weltfaserproduktion in Statistiken sind problematisch. Für manche Fasern existieren relative exakte Statistiken, wenn sie über Landesgrenzen hinweg gehandelt und somit ihre Mengen erfasst werden. Dazu zählen Baumwolle und Wolle. Für andere Fasern, zu denen die meisten Chemiefasern gehören, gibt es nur Angaben zur Produktionskapazität, allerdings fehlen meistens die Werte der Auslastung der entsprechenden Anlagen. Daher sind nur Schätzungen zur tatsächlich erzeugten Fasermenge möglich. Die Mengen an feinen Tierhaaren werden oft nur unzuverlässig erfasst und die Erzeugung von Metallfasern wird in den meisten Faser-Statistiken komplett vernachlässigt, weil sie in der Regel nicht zu den Fasern gezählt werden. Polypropylen wird ebenfalls oft nicht aufgeführt, weil viele Fasern aus Bändchen geschnitten und damit als Folien angesehen werden. Glas- und Carbonfasern werden zwar separat erfasst, aber dennoch meist nicht zu den Chemiefasern hinzugezählt, u. a., weil die Industrien ihre Daten getrennt erfassen. Daher sind die in diesem Kapitel genannten Zahlen alle mit der Einschränkung einer gewissen Unschärfe zu sehen. Die weltweit beste und umfassendste Zusammenstellung statistischer Angaben zur Faserproduktion wird jährlich von der The Fiber Year GmbH veröffentlicht (The Fiber Year, 2021).

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4. Innerer Aufbau von Fasern

In diesem Kapitel wird der innere Aufbau von synthetischen und zellulosischen Fasern behandelt. Er unterscheidet sich grundsätzlich vom Aufbau von anorganischen Fasern (z. B. Glas) und von Metallfasern. Deren Aufbau wird in den entsprechenden Kapiteln gesondert betrachtet.

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Naturfasern

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5. Baumwolle

Baumwolle gehört nach DIN 60001 (Teil 1) zur Gruppe der Pflanzen- bzw. Samenfasern. Sie wird auf meist sehr großen Feldern auf allen Kontinenten in Monokulturen angebaut (Abb. 5.1).

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6. Bastfasern

Zu den Bastfasern gehören u. a. Flachs, Hanf, Jute, Ramie und Kenaf. Die Fasern werden alle aus den Stängeln der entsprechenden Pflanzen gewonnen. Ihre biologische Funktion ist die Stabilisierung des Stängels gegen Abknicken. Daher liegt die Nassfestigkeit von Bastfasern auch immer über 100 %, weil bei nasser Witterung die Gefahr des Umknickens größer ist. Sie bestehen vor allem aus Zellulosefibrillen, Hemizellulose sowie Lignin- und Pektinanteilen in unterschiedlichen Prozentsätzen (Abb. 6.1).

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7. Hartfasern

Hartfasern werden aus den Blättern verschiedener tropischer und subtropischer Pflanzen gewonnen. Diese sind meist fleischig und benötigen als Stütze dicke und steife Faserbündel. Die wichtigsten Hartfasern sind Agave- (Sisal, Henequen) und Musafasern (Manila, Abaca). Daneben haben noch Lilien-, Gras-, Palm-, Ananas- und Torffasern regionale Bedeutung (Abb. 7.1).

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8. Fruchtfasern

Fruchtfasern wachsen entweder außerhalb der Frucht und schützen sie vor mechanischer Beschädigung (Kokos) oder sie wachsen innerhalb des Fruchtkörpers und helfen den Samen bei der Verbreitung (Kapok, Pappel) (Abb. 8.1).

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9. WolleWolle

Wolle gehört zusammen mit den feinen und groben Tierhaaren (Kap. 11 ) sowie der Seide zu den tierischen Fasern. Unter Wolle werden nur die Haare des Hausschafs (Ovis aries) verstanden. Das Kurzzeichen ist WO (Abb. 9.1).

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10. Feine Tierhaare

Tierhaare werden in feine und grobe Tierhaare unterteilt. Für Bekleidung haben nur die feinen Tierhaare Bedeutung. Dazu zählen die Haare von Alpaka, Lama, Vikunja, Guanako, Kamel, Angorakaninchen, Mohair- und Kaschmirziegen und vom Yak. Die feinen Unterhaare werden dabei als „Wolle“ und die gröberen Oberhaare als „Haare“ bezeichnet, jeweils in Verbindung mit dem jeweiligen Tiernamen. Zu den groben Tierhaaren zählen Rinder-, Ross- und die meisten Ziegenhaare sowie die Grannenhaare (grobe Haare) des Kamels (Abb. 10.1).

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11. Seide

Der größte Teil der für die Textilherstellung eingesetzten Seide stammt von den Kokons des Maulbeer-Seidenspinners (Bombyx mori). Auch die Seide des Tussahspinners („Wildseide“) ist von Bedeutung.

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12. Asbest

Asbest ist eine mineralische Faser auf Silikat-Basis. Sie wird seit etwa 2500 Jahren zur Herstellung von Textilien verwendet. Eine besondere Eigenschaft dieser Faser ist ihre sehr gute Temperaturbeständigkeit. Darüber hinaus ist sie preiswert und wird daher weltweit in großen Mengen abgebaut und verarbeitet. 2020 betrug die Weltproduktion etwa 1,2 Mio. t.

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13. Sonstige Naturfasern

Neben den bisher beschriebenen Fasern gibt es eine Vielzahl weiterer Pflanzen und Tiere, die als Faserlieferanten genutzt werden können. Sie sind alle nur von regionaler Bedeutung, weil die Fasergewinnung meist aufwändig ist und die Fasereigenschaften in der Regel nur mittelmäßig. Daher wurden und werden sie meist nur verwendet, wenn nichts Anderes zur Verfügung steht. In manchen Veröffentlichungen werden solche Fasern als ökologische und nachhaltige Alternative zu den heute dominierenden Faserstoffen beschrieben. Dies ist in der Regel unsinnig, weil weder die nötigen Mengen an Fasermaterial in ausreichender Qualität zur Verfügung stehen noch ihre textilen Eigenschaften konkurrenzfähig sind. Einige typische Beispiele werden im Folgenden näher beschrieben.

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Chemiefasern – Verfahren und Maschinen

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14. Synthetische Chemiefasern – Verfahren der Polymerbildung

In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit den Prozessen und Aggregaten zur Herstellung von Polymeren für synthetische Fasern sowie der eigentlichen Polymerbildung. Die meisten synthetischen Polymere werden aus Erdöl oder Erdgas erzeugt. Polylactidfasern werden aus Milchsäure gewonnen, zellulosische Fasern aus Holz und aus Abfällen anderer Prozesse (z. B. Stroh).

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15. Aggregate zur Polymerbildung

Polymere werden in Reaktoren synthetisiert. Danach werden Sie entweder direkt über Rohrleitungen den Spinnmaschinen zu geleitet oder – im Falle von schmelzspinnbaren Polymeren – zu Chips verarbeitet, gelagert und später mit Hilfe von Extrudern wieder aufgeschmolzen.

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16. Verfahren zur Herstellung von Chemiefasern

Die wichtigsten Verfahrensschritte nach der Polymererzeugung und vor der Ausspinnung zeigt die Abb. 16.1. Nachdem das Polymer erzeugt wurde, wird es über Rohrleitungen zu den Spinndüsen transportiert. Bei kontinuierlichen Verfahren wird das flüssige Polymer direkt über Rohrleitungen den Spinndüsen zugeführt und ausgesponnen. Alternativ kann das Polymer zu Granulat oder Pulver verarbeitet, getrocknet und gelagert werden. Im nächsten Schritt wird es dann je nach Material entweder aufgeschmolzen oder aufgelöst und dann ausgesponnen.

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17. Aggregate zur Erzeugung von synthetischen Fäden

Im Folgenden werden die Aggregate behandelt, die zur Erzeugung von synthetischen Fasern erforderlich sind, z. B. aus Polyester und Polyamid.

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18. Aggregate zur Erzeugung lösungsgesponnener Chemiefasern

Zellulose und ihre Derivate sind nicht schmelzbar. Daher werden zellulosische Chemiefasern immer nach dem Lösungsspinnverfahren hergestellt. Im Folgenden werden die Aggregate behandelt, die zur Erzeugung von zellulosischen Fasern, z. B. Viskose, Acetat und Lyocell erforderlich sind.

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19. Verfahren zur Herstellung textiler Filamentgarne

Chemiefasern können in sehr unterschiedlichen Formen hergestellt werden. Die Abb. 19.1 zeigt die wesentlichen Typen nach Thomas Gries.

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20. Verfahren zur Herstellung technischer Garne

Technische Garne besitzen im Vergleich zu textilen Filamentgarnen eine deutlich höhere Festigkeit, eine geringere Dehnung und damit einen vergleichsweise hohen E-Modul sowie meist einen geringen Schrumpf.

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21. Verfahren zur Herstellung von Monofilamenten

Monofilamente bestehen aus einer einzigen, technisch endlosen Faser und werden im Schmelzspinnverfahren hergestellt. Werden sie auf eine bestimmte Länge geschnitten, so werden sie als „Borste“ bezeichnet.

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22. Verfahren zur Herstellung von Teppichgarnen

Teppichfilamentgarne werden üblicherweise im Schmelzspinnverfahren mit Extruder aus Polyamid und Polypropylen erzeugt. Diese Fasern sind relativ grob und werden direkt nach dem Erspinnen texturiert. Sie besitzen eine besonders gute Knittererholung. Teppichfilamentgarne werden auch als BCF-Garne (Bulk Continuous Filament) bezeichnet.

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23. Verfahren zur Herstellung von FoliengarnFoliengarnen

Aus gut orientierbaren und kristallisierbaren Polymeren, wie den Polyolefinen (z. B. Polypropylen), lassen sich sehr einfach endlose Bändchen herstellen, indem man eine aus einer Breitschlitzdüse extrudierte Folie in der Längsrichtung spaltet.

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24. Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern

Zur Herstellung von Stapelfasern werden zunächst Filamente erzeugt und diese dann geschnitten oder, seltener, gerissen. Stapelfasern können in reiner Form oder in Mischungen mit anderen Stapelfasern (z. B. Baumwolle, Wolle, synthetische Fasern) verarbeitet werden. Entsprechend müssen ihre Eigenschaften (mechanisch, Länge, Feinheit) angepasst werden (vgl. Kap. 0).

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25. Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen

Spinnvliese (Spunbond, Meltblown) sind textile Flächengebilde, die unmittelbar aus Filamenten erzeugt werden, ohne den Umweg über die Garnherstellung wie bei Geweben und Maschenwaren. Die Herstellung erfolgt meist einstufig im Schmelzspinnverfahren.

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26. BikomponentenfaserBikomponentenfasern

Werden unterschiedliche Polymere in einer einzigen Faser miteinander kombiniert, so spricht man von Bikomponentenfasern. Durch die Kombination der oft sehr unterschiedlichen Eigenschaften der Polymere können so völlig neuartige Fasern erzeugt werden. Auch die Herstellung von Feinstfasern ist möglich, wenn sich die beiden Polymere nach dem Erspinnen leicht trennen lassen. Meist werden synthetische Polymere verwendet, aber auch Metalle, Carbon und Zellulose können so verarbeitet werden.

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27. Feinstfasern

Die Abb. 27.1 zeigt die Einteilung von Fasern in Abhängigkeit vom Faderdurchmesser bzw. der Querschnittsfläche. Die Feinheit von mit konventionellen Verfahren erzeugten Fasern endet bei ca. 10 μm, was in etwa 1 dtex entspricht.

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28. AerogeleAerogele

Aerogele sind hochporöse, steife Materialien, die bis zu 99,98 % aus Poren bestehen. Sie besitzen daher eine extrem geringe Dichte von 0,0016 g/cm3 (Aerografen) bis etwa 0,5 g/cm3 (Zum Vergleich: Luft, 0,00125 g/cm3). Damit verbunden ist eine extrem große Oberfläche von 100–2000 m2/g, je nach Fasermaterial. Meist werden Aerogele aus Silikat erzeugt, es gibt aber auch Aerogele aus Metalloxiden, Zellulose und anderen Werkstoffen.

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29. TexturierungTexturierung

Durch die Texturierung werden glatt ersponnene Filamentgarne gekräuselt und somit in ihren mechanischen Eigenschaften und ihrer Haptik den Naturfasern ähnlicher. Sie lassen sich dann mit ihnen mischen und rein und in Mischung auf den ursprünglich für Naturfasern entwickelten Textilmaschinen verarbeiten. Je nach Einsatzgebiet und Garntiter gibt es unterschiedliche Verfahren der Texturierung.

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Synthetische Chemiefasern – Erzeugung und Eigenschaften

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30. Polyester

Fasern aus Polyester sind der mit Abstand mengenmäßig wichtigste textile Rohstoff. Nach DIN 60001-T3 sind Polyesterfasern gehören dazu alle synthetischen Fasern, die aus linearen Makromolekülen aufgebaut sind und aus mindesten 85 % Massenanteil des Esters eines Diols sowie Terephthalsäure bestehen.

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31. Polyamid

Polyamid ist nach Polyester das mengenmäßig zweitwichtigste synthetische Fasermaterial. Für die technische Nutzung wurde eine Vielzahl von verschiedenen Polyamiden entwickelt.

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32. Aramid

Die Aramide zählen zu den Polyamiden, werden aber nicht schmelz-, sondern lösungsgesponnen und besitzen ein völlig anderes Eigenschaftsprofil als aliphatische Polyamide wie z. B. PA 6.6 und PA 6. Der Name ist die Abkürzung für Aromatische Amide. Das Kurzzeichen ist AR (Abb. 32.1).

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33. PolyolefinePolyolefine

Polyolefine bestehen aus aliphatischen Kohlenstoffketten mit sich mehr oder weniger regelmäßig wiederholenden Seitengruppen. Die bekanntesten Vertreter sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyacrylnitril (PAN). Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyvinylalkohol (PVA) zählen ebenfalls zu den Olefinen, besitzen aber völlig andere Eigenschaften. Auch die Spinnverfahren für Polyolefinfasern sind vielfältig. Manche lassen sich schmelzspinnen, andere nur lösungsspinnen und einige werden mit Spezialverfahren erzeugt. In diesem Kapitel werden vor allem PE und PP behandelt. Die meisten Spezialfasern auf Polyolefinbasis werden in anderen Kapiteln erläutert, zu denen sie z. B. wegen ihrer besonderen Eigenschaften besser passen.

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34. PolyacrylnitrilPolyacrylnitril

Polyacrylnitril ist eine Vinylverbindung und besteht vor allem aus einer aliphatischen Kette mit Nitril-Seitengruppen an jedem zweiten C-Atom. Dazu werden andere Monomere in die Kette eingebaut, so dass ein Copolymer entsteht. Nach DIN ISO 2076 werden „Fasern aus linearen Makromolekülen mit mindestens 85 % Massenanteil“ als Polyacrylnitril bezeichnet. Modacrylfasern hingegen sind „Fasern aus linearen Makromolekülen mit mindestens 50 % und weniger als 85 % Massenanteil Acylnitril in der Kette“. In den USA wiederum ist für Modacrylfasern ein Massenanteil von mindestens 35 % und weniger als 85 % Massenanteil Acrylnitril in der Kette festgeschrieben. Das Kurzzeichen für Polyacrylnitrilfasern ist PAN, das für Modacrylfasern MAC (Abb. 34.1).

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35. PolymilchsäurePolymilchsäure (PLA)

Polymilchsäure (engl. poly lactic acid: PLA) gehört zur Gruppe der aliphatischen Polyester und ist trotz des Namens keine Säure. Für die Faserherstellung wird PLA aus nachwachsenden Rohstoffen (Zucker, Stärke) produziert, daher wird PLA zu den Biopolymeren gerechnet. In dieser Gruppe der Biopolymere zählt PLA zu den Materialien, deren Ausgangsstoffe durch Mikroorganismen (Fermentation) erzeugt werden können und deren Makromoleküle biologisch abbaubar sind. Je nach molekularer Struktur des Polymers zersetzt sich PLA langsam bis schnell in Wasser und zerfällt in Kohlendioxid und Biomasse (Abb. 35.1).

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36. ElastanElastan

Elastanfasern bestehen nach DIN 60001 zu mind. 85 % Massenanteil aus segmentiertem Polyurethan. Sie werden in den USA auch als Spandex bezeichnet. Das Kurzzeichen ist EL (Abb. 36.1).

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37. Hochleistungsfasern

Hochleistungspolymere zeichnen sich gegenüber den Standard-Polymeren durch ein außergewöhnliches Eigenschaftsprofil auch unter extremen äußeren Bedingungen aus. So besitzen sie eine große thermische und/oder chemische Widerstandsfähigkeit sowie gute mechanische Eigenschaften. Einige Polymere dieser Gruppe sind mit den üblichen Verfahren thermoplastisch oder in Lösung verspinnbar, für einige wenige, z. B. PTFE, wurden Spezialverfahren entwickelt. Wegen dieser besonderen Eigenschaften und den damit verbundenen aufwändigen Herstellverfahren bei z. T. sehr hohen Temperaturen liegen die Faserpreise bei 25–100 €/kg und mehr.

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38. Carbonfasern

Carbonfasern bestehen zu mindestens 92 % aus Kohlenstoffatomen, der Rest sind Stickstoff- und Wasserstoffatome. Ihr Kurzzeichen ist CF. In ihrer inneren Struktur ähneln sie Grafit (Abb. 38.1).

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39. Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen

Kohlenstoff-Nanoröhrchen (engl.: Carbon-Nanotubes bzw. CNT) sind mikroskopisch kleine röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoffatomen. Ihre Wände bestehen nur aus Kohlenstoff, wobei die Kohlenstoffatome eine wabenartige Struktur mit Sechsecken und jeweils drei Bindungspartnern einnehmen (vorgegeben durch die sp2-Hybridisierung). Sie ähneln daher im Aufbau Grafit und können somit als eine andere geometrische Form dieses Materials betrachtet werden. Andererseits unterscheiden sich ihre mechanischen Eigenschaften sehr von Grafit, daher werden sie oft als eigenständige Modifikation von Kohlenstoff angesehen.

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40. Optische FasernFaseroptische

Optische Fasern sind lichtwellenleitende Fasern, die vor allem zur Datenübertragung eingesetzt werden. Neben den schon lange etablierten Glasfasern, werden auch polymeroptische Fasern eingesetzt, insbesondere für kurze Distanzen (Abb. 40.1).

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Teil V

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41. Zellulosische synthetische Fasern

Die zellulosischen Chemiefasern waren im 19. Jh. die ersten synthetisch hergestellten Fasern, die für textile Zwecke eingesetzt wurden. Dabei wurde die Zellulose durch einen chemischen Prozess zunächst löslich gemacht, in Lösung ausgesponnen und anschließend durch eine chemische Reaktion im Spinnbad zurückgewonnen („regeneriert“). Nach diesem Verfahren werden Viskose und Cupro und durch eine Änderung des Viskoseprozesses Modalfasern erzeugt. Mit Hilfe eines alternativen Verfahrens kann Zellulose direkt ohne Zugabe von Chemikalien gelöst werden, was zu Lyocellfasern führt. Diese Fasern unterscheiden sich von Viskose äußerlich vor allem durch die runde Querschnittsform, auch fibrillieren sie stärker. Viskose, Modal und Cupro werden als regenerierte Fasern bezeichnet, weil ihr chemischer Aufbau mit dem des Ausgangsstoffs Zellulose identisch ist.

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Biopolymere

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42. Biopolymere

Proteinfasern (Azlon-Fasern) werden aus natürlich vorkommenden Proteinen erzeugt. Dazu gehören u. a. Fasern aus Kasein und Milch, Soja und Mais. Sie werden international alle mit PROT abgekürzt. Eine gute Übersichtsdarstellung gibt (Zhang et al., 2020).

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Anorganische Chemiefasern – Erzeugung und Eigenschaften

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43. Glasfasern

Bereits vor mehr als 3500 Jahren wurden in Ägypten Glasfäden zur Verzierung von Gefäßen verwendet. Das Glas wurde mit Hilfe von Zangen aus der flüssigen Schmelze gezogen und so ein Faden erzeugt (Weiss, 1966). Seit dem 18. Jh. gab es die Idee, Glasfasern zu erspinnen, in der Mitte des 19. Jh. wurde sie dann in die Praxis umgesetzt und erstmals wurden in größerem Umfang Glasfasern industriell hergestellt. Ab der Mitte des 20. Jh. wurden glasfaserverstärkte Verbundwerkstoffe produziert und mittlerweile sind Glasfasern ein wichtiger Werkstoff für eine Vielzahl technischer Produkte. Eine detaillierte Darstellung der geschichtlichen Entwicklung ist in Teil 1 – Kap. 2 zu finden.

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44. Basaltfasern

Wenn der Erdmantel aufschmilzt, so entsteht dünnflüssiges, SiO2-armes Magma, das beim Austritt an die Erdoberfläche zu Basaltlava erstarrt. Basalt ist von grauer bis schwarzer Farbe (Abb. 44.1).

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45. Keramikfasern

Keramikfasern bestehen aus Metalloxiden, -carbiden oder -nitriden oder entsprechenden Mischungen. Entsprechend werden Keramikfasern oft in oxidische und nicht-oxidische Fasern eingeteilt. Keramische Fasern bestehen aus ähnlichen Grundstoffen wie Glasfasern. Allerdings werden Glasfasern durch Schmelzspinnen und Keramikfasern durch Pyrolyse erzeugt. Sie besitzen als Hauptunterscheidungsmerkmal von allen anderen Fasern einen extrem hohen Schmelzpunkt von meist über 2000 °C (Abb. 45.1).

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Metallfasern

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46. Metallfasern

Die Geschichte der Metallfasern reicht zurück bis etwa 3000 v. Chr. Damals wurden z. B. dünne Metalldrähte zum Verzieren von Textilien eingesetzt. In Ägypten und der Levante wurden Fäden aus Flachs und Muschelseide mit plattgeschlagenen Goldstreifen oder vergoldeten Darmhäutchen verziert. Drahtfäden wurden durch Hämmern geschmiedet oder aus dünnen Metallblättchen geschnitten. Im 5. Jh. v. Chr. wurde das Zieheisen erfunden. Damit wird ein geschmiedeter, grober Draht durch eine sich verjüngende Öffnung im Ziehwerkzeug – den Hol – gezogen. Beim Ziehen wird der Draht länger und dünner und durch Wiederholen dieses Vorgangs kann der gewünschte Durchmesser erreicht werden. Durch bloßes Ziehen ohne weitere Hilfsmittel wird der Draht jedoch nicht gleichmäßig gedehnt und reißt daher an der schwächsten Stelle. Deshalb werden Hilfsmittel eingesetzt. In Griechenland werden ab dem 5. Jh. v. Chr. gezogene Golddrähte zum Weben und Sticken eingesetzt. Die Römer verwenden Textilien aus Silber wegen seiner aseptischen Wirkung als Wundauflage. Im Mittelalter werden Metallfäden aus Ägypten und China, das so genannte „Cyprische Gold“, in Prunkgewändern verarbeitet. Sie bestehen aus vergoldeten Darmhäutchen, die um einen Seiden- oder Leinenfaden gewickelt werden, oder aus vergoldeten Papierstreifen (Wagner, 1981; Haudek & Viti, 1980). Ab dem 12. Jh. werden in Europa (vor allem in Frankreich, Spanien und Italien) Gold- und Silbergespinste hergestellt. Ein gezogener Golddraht wird flachgewalzt und um einen Seidenfaden gewickelt. Aus Preisgründen wird statt reinem Gold oft vergoldetes Silber oder versilbertes bzw. vergoldetes Kupfer eingesetzt. In Spanien und Frankreich werden auch „unechte“ Metallfäden hergestellt, die aus einem Baumwollkernfaden bestehen, der mit Gold oder Silber umwickelt ist. Sie werden nach einem der Produktionsorte, Lyon, auch „leonische Fäden“ genannt. Zur gleichen Zeit werden Leierziehbänke zur Herstellung von feinem Draht entwickelt, ab dem 14. Jh. werden Schockenzieherbänke und später wasserkraftgetriebene Ziehbänke für gröbere Drähte eingesetzt. Im 15. Jh. werden reine Gold- und Silberfäden zu schweren Brokatgeweben und Posamenten verwebt. 1569 wird in Nürnberg die erste deutsche Produktionsstätte zur Herstellung von „Leonischen Fäden“ von Anthoni Fournier errichtet. In der Folgezeit entstehen zahlreiche metallverarbeitende Handwerksbetriebe und im 19. Jh. werden die ersten Walzdrahtwerke in Deutschland eröffnet. Das Drahtziehen entwickelt sich vom Handwerk zur Industrie. Ende des 19. Jh. wird das Zieheisen durch Ziehsteine aus Diamant ersetzt. Sie werden auch heute noch zum Ziehen von Drähten verwendet. Ab 1960 etabliert sich Stahl als Fasermaterial für die Reifenverstärkung. Ein Pionier dieser Entwicklung ist der Reifenhersteller Michelin (Bruyne & van Houtte, 1973). 1962 wird der Form-Gedächtniseffekt („Shape Memory Effect“) von Nickel-Titan-Legierungen entdeckt (Yahia, 2000), was völlig neue Anwendungsmöglichkeiten für Metallfasern eröffnet.

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Prüfverfahren

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47. Prüfverfahren

Zur Ermittlung der Eigenschaften von Fasern gibt es zahlreiche Prüfverfahren, die meist normiert sind. Im Folgenden werden typische Methoden erläutert. Für weitere Details wird auf die entsprechenden Normen verwiesen.

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Eigenschaften

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48. Eigenschaften

Je nach Material werden unterschiedliche Systeme zur Angabe der Faserfeinheit verwendet. Neben Angaben in μm und dtex (g/10.000 m) sind auch Werte in den (g/9000 m) und anderen Einheiten gebräuchlich. In der Abb. 48.1 sind die Feinheiten ausgewählter Faserstoffe einander gegenübergestellt.

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Hersteller und Handelsnamen

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49. Hersteller und Handelsnamen

In der folgenden Tabelle sind ausgewählte Hersteller von Chemiefasern auf zellulosischer, synthetischer und anorganischer Basis zusammengestellt. Für Informationen zu den Produkten empfiehlt sich der Besuch der jeweiligen Websites, deren Informationsgehalt, besonders bei den europäischen Unternehmen, oft sehr hoch ist (Tab. 49.1).

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Teil XII

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50. Ausblick und Trends

Eine gute Übersicht zu den aktuellen Marktentwicklungen für Naturfasern, insbesondere vor dem Hintergrund der Forderungen nach mehr Nachhaltigkeit und verbessertem Schutz der Umwelt, gibt eine Studie von (Textile Exchange, 2021).

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Backmatter
Metadaten
Titel
Fasern
verfasst von
Dieter Veit
Copyright-Jahr
2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-64469-0
Print ISBN
978-3-662-64468-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-64469-0

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.