Von der Zellulose zur Faser
Aus Zellulose lassen sich viele nachhaltige Materialien in unserem Alltag herstellen, die eine wichtige Alternative zu der Unmenge an Plastikprodukten bilden.
So wird werden etwa Teller und Becher aus Pappe, Holzbestecke, Palmblattschalen oder Strohhalme aus Weizenstroh direkt aus zellulosereichen Naturmaterialien hergestellt, oder bestehen letztlich aus der Zellulose aus Holz. Die durchsichtige, knisternde Zellophanfolie wird die durch chemische Umwandlung eines Zellulosefaserbreis gewonnen, genau so wie die Stoffe Modal, Lyocell und Viskose.
Wie genau aus Holz ein geschmeidiger, weicher und später biologisch abbaubarer Stoff produziert wird, beschreiben wir hier.
Der Rohstoff für Viskose: Die Rotbuche
Die Rotbuche gehört zur Gattung der Buchengewächse und ist in ganz Mitteleuropa anzutreffen. Sie zeichnet sich durch eine glatte Rinde aus, die nur durch bereits abgeworfene Äste gebrochen wird. Als Schattenbaumart schließt sie die Baumkrone und lässt in ihre Wälder keine Sonne auf den Waldboden.
Das Blatt der Buche hat einen glatten Rand, der mit feinen Härchen besetzt ist und unterscheidet sich damit stark von den doppeltgesägten Hainbuchenblättern. Während die Hainbuche 25 Meter in die Höhe wächst, erreicht die Rotbuche 40 Meter und wird in einem Alter von 120 Jahren gefällt.
Um so älter sie ist, um so besser ist ihr Holz für Möbel geeignet. Aus kleinen Ästen macht man Brennholz und Baumstämme. Stämme, die an den Produzenten der Viskose Fasern, die "Lenzing AG" geliefert werden, sind etwa 60 Jahre alt und zu krumm oder brüchig, um im Sägewerk zu Brettern und Mobiliar verarbeitet zu werden.
1. Holz wird aufbereitet
Erst wird das Holz fein zerhäckselt.
2. Produktion der Pulpe
Die sogenannte “Pulpe”, ein Brei aus Cellulose, Lignin und Hemizellulose wird produziert. Dafür werden die kleinen Holzschnitzel in einem Reaktor mit Wasser und Chemikalien hoch erhitzt und über mehrere Stunden gekocht bis nur noch eine Rohmasse aus Zellulose übrig bleibt.
3. Lösung des Zellstoffs
Anders als etwa bei der Herstellung von Papier, muss anschließend noch das Lignin und die Hemizellulose aus der Pulpe gelöst werden. Am Ende Dürfen nur noch die reinen Zellstoffe erhalten bleiben, die für Textilien verwendet und “solving Pulps” genannt werden.
Das zurückgebliebene Lignin das nach diesem Prozess übrig bleibt, sieht aus wie Pech oder ein dickes, schwarzes Öl und wird deswegen auch “Schwarzlauge” genannt.
Es ist ein überaus nützliches Nebenprodukt, da es in der Verbrennung zur Erzeugung von Energie genutzt wird und sämtliche Chemikalien daraus gelöst und wieder verwendet werden können.
4. Erzeugung der Spinnlösung
Als nächstes wird eine Spinnlösung, die Viskose erzeugt. Dazu werden die gelösten, reinen Zellstoffe in einem Wasserbad mit Natronlauge eingeweicht. Die Zellulose quillt darin auf und wird in Alkalizellulose umgewandelt und zu Bögen gepresst, die anschließend wieder in feine Partikel zerhäckselt werden.
5. Vorreife der Spinnlösung
Die gehäckselte Alkalizellulose wird in einem Tank bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit unter Einfluss von Sauerstoff der sogenannten Vorreife unterzogen.
Danach wird die vorgereifte Zellulose mit Schwefelkohlenstoff behandelt bis sich das orangegelbe Xanthat bildet, das in Wasser mit Natriumhydroxid die fertige Viskose Lösung bildet.
6. Nachreife
In der Nachreife wird die Viskose-Lösung noch über einen längeren Zeitraum in einem Reifebehälter kontinuierlich bewegt und durchmischt, damit sie glatt und gleichmäßig wird.
7. Filtration und Entgasung
Die so so gewonnene Spinnlösung mit einer Konsistenz ähnlich der von warmem Honig, wird 2-3 mal filtriert und entgast, bis alle Luftbläschen entfernt wurden und sie so fein ist, das sie problemlos durch die Spinndüsenlöcher gepumpt werden kann. Dann wird die fertige Spinnlösung über ein Rohr in den den Spinnkessel geleitet.
Die Produktion der Fasern im Vergleich
Der später gewobene Stoff, oder Textil genannt, ist ein flächiges Erzeugnis verwoben aus Garn. Die lose Faser kann je nach Ursprungsmaterial lang oder kurz ausfallen. Ist eine Faser endlos spricht man von Filament.
In Zusammenarbeit mit der Universität Utrecht wurde eine Ökobilanz für die Fasern des Produzenten "Lenzing" im Vergleich zur Baumwolle erstellt. Dabei präsentierten sich die Viskose- und Modalfasern als weniger umweltschädlich.
Denn während für die Produktion einer Tonne Baumwollfasern mehr als ein Hektar Land benötigt wird, genügen für dieselbe Menge an Modal und Tencel 0,2 bis 0,6 Hektar. Zudem verbraucht der Baumwollanbau zwanzig Mal mehr Wasser als für die Erzeugung von "Tencel" nötig ist.