Stofferzeugung: Von der Faser zum Garn

Die Fasern in ihren unterschiedlichsten Farben und Formen müssen aufbereitet werden, um anschließend zu Garnen versponnen werden zu können. Bereits in dieser Form bringen die Rohstoffe bestimmte Eigenschaften mit sich, die auch das Endprodukt prägen. Im Arbeitsschritt der Garnherstellung sind die Verfahren von Natur- und Chemiefasern noch unterschiedlich.

Tierische und pflanzliche Fasern müssen zunächst von natürlichen Fetten und Verunreinigungen gereinigt werden. Das Reinigen der Rohfasern bedarf großer Mengen an Wasser, Chemikalien und Energie. Alle Naturfasern haben gemeinsam, dass sie in ihrer natürlichen Länge auf ein paar Zentimeter begrenzt sind. Somit müssen die gewaschenen Fasern durch Verdrehen zu Fäden versponnen werden, kurz Zwirnen und Spinnen.

Für eine ökologische Produktgestaltung können als Zusatzmittel für Spinn­lösungen, Spinnzusatzmittel und Zubereitungen für das Primärspinnen solche Stoffe gewählt werden, die weitestgehend biologisch abbaubar oder zumindest in der Abwasserbehandlung entfernbar sind. Leider wird hier bisher noch kaum darauf geachtet. Eine große gesundheitliche Belastung für die Arbeiter vor Ort stellt bei diesem Prozessschritt die Staubemission dar.

Um Chemiefasern herzustellen, müssen die „rohen“ makromolekularen Materialien so aufbereitet werden, dass sie zu Fasern geformt werden können. Dazu werden sie durch Lösen in einer Flüssigkeit oder durch Erhitzen in Polymer gewandelt. Hierfür werden hauptsächlich drei Herstellungsverfahren angewendet: die Polymerisation, die Polykondensation oder die Polyaddition. Die nach diesen Verfahren gewonnenen Ausgangsstoffe werden durch die Aufbereitung, die Reaktion selbst und die Abtrennung zu einer zähflüssige Masse, der Spinnmasse verarbeitet. In vielen Fällen sind Kälte, Wärme, Vakuum oder Druck erforderlich.

Um aus Spinnmassen Filamente, sogenannte Endlosfasern, zu gewinnen, werden unterschiedliche Spinnverfahren angewendet: das Trockenspinnverfahren, das Nassspinnverfahren und das Schmelzspinnverfahren. Letzteres ist das umweltfreundlichste; für die beiden anderen werden Lösungsmittel benötigt. Bei allen Verfahren wird das spinnbare Material durch die äußerst feinen Öffnungen einer Spinndüse gepresst und beim Austritt als Bündel zu Filamentgarnen zusammengefasst.

Nachdem die Chemiefasern gesponnen wurden, ist die parallele Ausrichtung ihrer Moleküle noch nicht optimal. Chemiefasern müssen deshalb verstreckt werden. So erhalten die Garne ihre endgültige Festigkeit. Im Anschluss kommt die Texturierung. Hier erhalten die Garne ihre Eigenschaften, beispielsweise glatte Filamentgarne, Volumen und Bausch. Der Texturierungsgrad richtet sich nach dem Einsatzzweck.

Die Polymerindustrie belastet die Umwelt im Wesentlichen durch die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen, enthalten im Abwasser, das stark mit organischen Verbindungen belastet sein kann. Auch der relativ hohe Lösungsmittelverbrauch, der hohe Anteil nicht rückführbarer Abfälle sowie der Energiebedarf sind umweltbelastend.

Nach dem Spinnen wird das Garn, ob Natur- oder Kunstfaser, auf Spulen aufgewickelt. Für den Haushalt sind das zum Beispiel Garnrollen mit wenigen Metern Zwirn oder Nähseide. Für die Industrie dagegen werden große Spulen mit vielen Kilometern von Garn für die Weiterverarbeitung gewickelt.

Im Prozess der Garnherstellung ist der Umgang mit Ölen, Faserpräparationen, Lösemitteln und Abfällen zu beachten. Die anfallende Menge Faserabfall kann möglicherweise verringert oder in das System zurückgeführt werden. Bei den restlichen Mitteln sollte vor allem auf eine umweltbewusste Auswahl des Mittels, auf ein in sich geschlossenes System oder die richtige Entsorgung geachtet werden.