Heim

Faser

Dieser Artikel befasst sich mit dem Begriff Faser in der Biologie und der Textiltechnik. Es gibt den Begriff der Faser außerdem in der Mathematik, siehe Urbild (Mathematik).

Eine Faser ist ein im Verhältnis zur Länge dünnes und flexibles Gebilde. Fasern können keine Druck-, sondern nur Zugkräfte aufnehmen, da sie bei Druckbelastung knicken. In Natur und Technik kommen Fasern meist in einem größeren Verbund vor, sie bilden eine bestimmte Struktur.

Fasern kommen in Natur und Technik häufig vor, da zwei Phänomene zu beobachten sind:

Fasern grenzen sich von Stäben wegen ihrer mangelnden Knicksteifigkeit ab, von Drähten unterscheidet sie der geringere Durchmesser.

Inhaltsverzeichnis

Einteilung

Fasern können nach ihrer Herkunft, Länge, Beschaffenheit oder auch ihrer Verwendung eingeteilt werden. Fasern begrenzter Länge sind Stapelfasern, im Prinzip unendlich lange Fasern Filamente bzw. Endlos-Fasern. Gerade im deutschsprachigen Raum herrscht eine gewisse Verwirrung um Ausdrücke. DIN 60000 und 60001 führen den Begriff Chemiefaser an Stelle des englischen Ausdrucks man-made fibre ein. Diese Übersetzung ist problematisch, da der Mensch auch rein physikalische Effekte zur Herstellung von Fasern ausnutzen kann (Beispiel Glasfasern). Der Ausdruck Chemiefaser sollte auch daher nicht verwendet werden, da alle Fasern eine chemische Zusammensetzung haben. So besteht Baumwolle etwa aus Zellulose – genau wie die vom Menschen hergestellte Viskose.

An dieser Stelle sollen die Fasern daher in Naturfasern und Kunstfasern (engl.: man-made fibres) eingeteilt werden. Als Kunstfasern sind demnach sowohl Fasern aus nativen (pflanzlichen oder animalischen) wie auch synthetischen Polymeren zu verstehen.

Diese Einteilung ist an ISO 6938 und 2076 angelehnt.

Eigenschaften von Fasern können durch die unterschiedliche qualitative (Brennprobe) und quantitative Methoden bestimmt oder gemessen werden. Bei der Brennprobe wird die Flamme (Rußentwicklung), der Geruch, der pH-Wert des Rauchs und die Konsistenz des Rückstands beobachtet. Mit quantitativen Messungen wird zum Beispiel Zugfestigkeit oder der Elastizitätsmodul bestimmt.

Naturfasern

Pflanzenfasern

Pflanzenfasern kommen bei Pflanzen als Leitbündel im Stängel oder Stamm, der Rinde (etwa als Bast) und als Samen-Fortsätze vor.

Mit der Eigenschaft fasrig – und auch holzig und krautig – werden unspezifisch die stark von Fasern durchsetzten sowie die verholzten Teile einer krautigen Pflanze bezeichnet, in Unterscheidung zum Jungtrieb und der Blattmasse, insbesondere sind dies bei Lebensmitteln die nicht zum Verzehr geeigneten Anteile.

Pflanzenfaser ist ein Sammelbegriff für Fasern pflanzlicher Herkunft, die als Material verwendet werden. Es folgt eine Liste mit der gültigen DIN-Kurzbezeichnung:

Daneben werden auch verschiedene Binsengräser, gespaltener Bambus und andere Pflanzen als Faserstoff verwendet.

Bastreste von Linde und Eiche stellen die häufigsten Funde von jungsteinzeitlichen Faserresten dar. Die langen Fasern dieser Baumarten dienten als Werkstoff zur Herstellung von Körben, Matten und Schnüren. Die derzeit bekanntesten Beispiele dürften Umhang und Schuhwerk des Mannes von Hauslabjoch, vulgo „Ötzi“, sein.

Fasern tierischen Ursprungs

Bei Tieren bilden die Haarfollikel Fasern. Ausnahmen sind Seidenfasern von der Verpackung verpuppter Seidenraupen und Muskelfasern, quasi-zelluläre kontraktile Bestandteile des Muskels. Fasern die sich textil nutzen lassen sind:

Mineralfasern geologischen Ursprungs

Mineralfasern (Fasern ohne organisch gebundenen Kohlenstoff) kommen natürlich praktisch nur in dieser Form vor:

Chemiefasern (früher: Kunstfasern), man-made fibres

Es existiert eine sehr große Anzahl Handelsnamen und ehemaliger Handelsnamen, die durchwegs bekannter sind als ihre chemische Zusammensetzung. Die meisten Chemiefasern sind Polymere:

Fasern aus natürlichen Polymeren

Fasern aus synthetischen Polymeren

Anorganische Chemiefasern

Die größten Kunstfaserproduzenten

Das bedeutendste Herstellerland von Kunstfasern ist mit großem Abstand China, gefolgt von Taiwan und den USA. In Europa sind Deutschland und Italien die wichtigsten Produzenten.

Die größten Kunstfaserproduzenten weltweit (2001)
Quelle: Handelsblatt Die Welt in Zahlen (2005)
Rang Land Produktion
(in Tsd. t)
Rang Land Produktion
(in Tsd. t)
1 China 7905 8 Thailand 838
2 Taiwan 3105 9 Deutschland 800
3 USA 2744 10 Türkei 672
4 Südkorea 2381 11 Mexiko 555
5 Indien 1681 12 Italien 550
6 Japan 1347 13 Russische Föd. 423
7 Indonesien 1289 14 Brasilien 318

Bei obigen Zahlen ist zu beachten, dass insbesondere die Produktion in China seit 2001 deutlich angestiegen ist. Im Jahre 2006 betrug die dortige Produktion knapp über 19 Millionen Tonnen [1] [2].

Fasermischungen

Es ist heute üblich, für textile Anwendungen Fasern zu mischen. Ziel ist immer, ein Garn mit veränderten Eigenschaften zu bekommen. Hier wird einerseits versucht, bessere Gebrauchseigenschaften, bessere bekleidungsphysiologische oder bessere Pflegeeigenschaften zu erhalten. Auf der anderen Seite versucht man eine Veränderung des Aussehens oder eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Von der Verarbeitung her sind Gemische manchmal schwieriger zu handhaben als pure Fasern. Teilweise lassen sich jedoch gerade Fasergemische besser verarbeiten.

Textile Eignung

Nach dem Textilkennzeichnungsgesetz (TKZ) ist Textilfaser ein “Erzeugnis, das durch seine Flexibilität, seine Feinheit und durch seine große Länge im Verhältnis zum Durchmesser gekennzeichnet ist“.

Die Bedingungen für jede Art Herstellung und Anwendung werden durch Mindestanforderungen an einzelne Eigenschaften (Länge, Feinheit, Elastizität, Feuchtigkeitstransport, Isolierwirkung usw.) näher spezifiziert.

Zum Beispiel: Bauwolle für ein bestimmtes Garn muss mindestens 12 mm Länge und 10 cN/tex Festigkeit haben, für Nassvliesstoffe genügen 4 mm und für Beflockung 2 mm Länge.

Kunstfasern aus Polymeren eignen sich sehr gut für Textilien, für Kleidung wie für technische Anwendungen. Da die Fasern eigens hergestellt werden, kann ihre Form, Dicke und Länge fast frei gewählt werden.

Glasfasern und Kohlenstofffasern werden zu Geweben oder zu Vliesstoffen verarbeitet; meist um sie später zu nichttextilen Faserverbundwerkstoffen weiterzuverarbeiten, selten um sie direkt in dieser Form einzusetzen. Beispielsweise werden Glasfasergewebe als temperaturbeständige Isolierung für Kabel eingesetzt.

Dünne Metalldrähte spielen eine erhebliche Rolle bei der Herstellung von Kabeln, wo sie meist geflochten werden.

Sollen Fasern textil verwendet werden, müssen sie gesponnen werden. Ausnahme: Vliesstoffe, Filze und Filamente.

Textilfaserverbrauch

Im Jahr 2004 wurden insgesamt ca. 73 Millionen Tonnen Textilfasern produziert (11 Kg / Weltbewohner). Davon:

Anteile am Textilfaserverbrauch 2004
 Rang  Gruppe Höchste Anteile  %
     1 Baumwolle   China, USA, Indien  35 [1]
     2 Filamente  PES, PA, PP, GF,  30 [2]
     3 Chemische Stapelfasern  PES, PAN, CV  24 [3]
     4 Sonst. pflanzl. Fasern  JU, LI, CC, SI    7 [4]
     5 Tierische Fasern   WO, WL, WK, WM    4 [5]

Der Gesamtverbrauch ist von 1994 bis 2004 um 60 % gestiegen, davon Chemiefasern um ca. 80 und Bauwolle um 40 %, während der Verbrauch von sonstigen Naturfasern insgesamt stagnierte.

Internationale Kurzzeichen für Textilfasern

Auszug aus der Liste der Abkürzungen für die Bezeichnung von natürlichen und Chemiefasern herausgegeben vom internationalen Standardisierungsbüro in Brüssel (BISFA) in Anlehnung an DIN 7728:

Benennung Zeichen Benennung Zeichen
Baumwolle CO Elastoiden EL
Flachs, Leinen LI Glas GF
Hanf HF Jute JU
Kamelhaar WK Kokos CC
Lama WL Modal CMD
Mohair WM Polyakryl PAN
Polyamid PA Polyester PES
Polyethylen PE Polypropylen PP
Ramie RA Schafwolle WO
Seide (Maulbeerseide) SE Sisal SI
Viskose CV Ziegenhaar HZ

Quellen

  1. Man-Made Fiber Yearbook 2007, IBP International Business Press Publishers GmbH, ISSN 1434-3584
  2. H.-J. Koslowski, Chemiefaser-Lexikon, 12. Auflage 2008, Deutscher Fachverlag GmbH, Frankfurt/M.
 Wiktionary: Faser – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik