Textilmaterialien auf Zellulosebasis können die Bekleidungsindustrie nachhaltiger machen. Derzeit werden Textilien auf Zellulosebasis hauptsächlich aus Holz hergestellt, aber eine Studie unter der Leitung von Forschern der Chalmers University of Technology in Schweden weist auf die Möglichkeit hin, landwirtschaftliche Abfälle aus Weizen und Hafer zu verwenden. Das Verfahren ist einfacher und erfordert weniger Chemikalien als die Herstellung von Zellulose aus Holz und kann den Wert von Abfallprodukten aus der Landwirtschaft steigern.
Die Herstellung von Kleidung aus wasserintensiver Baumwolle hat erhebliche Auswirkungen auf das Klima. Aus diesem Grund ist Zellulose aus anderen Rohstoffen in den letzten Jahren als ressourcenschonendere Methode der Textilproduktion in den Fokus gerückt. Bislang konzentrierten sich die Bemühungen auf Zellulose auf Holzbasis. In einer kürzlich veröffentlichten Studie untersuchten Forscher jedoch einen anderen Weg zur Herstellung von Zellulosefasern, indem sie Abfallprodukte aus der Landwirtschaft verwendeten, die in Schweden reichlich vorhanden sind.
In der Vergangenheit und bis heute werden Hanf, Flachs und Jute werden bereits traditionell für Textilien genutzt. Die Fasern stammen aus den Stängeln und können direkt verarbeitet werden. Auch
Bananen- und Ananasfasern fanden und finden eine Verwertung im Textilbereich. Die Fasern aus den Stängeln oder Blättern dieser Pflanzen sind eine nachhaltige Alternative zu synthetischen Fasern.
Der schwedische Ansatz umweltfreundliche Textilherstellung aus landwirtschaftlichen Reststoffen zu gewinnen ist neu. Obwohl die Verarbeitung landwirtschaftlicher Abfälle zu Textilien noch in der Entwicklung ist, zeigen Forschungsprojekte, wie das der Chalmers Universität, dass dies eine vielversprechende nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Textilfasern darstellt.
Die schwedischen Forscher testeten Haferhülsen, Weizenstroh, Kartoffelpulpe und Zuckerrübenpulpe. Haferhülsen und Weizenstroh erwiesen sich als am besten geeignet für die Herstellung einer Zellulose, die als „Dissolving Pulp“ bezeichnet wird und zur Herstellung von Kleidung verwendet wird.
„Mit dieser Methode, die wir in dieser Studie weiterentwickelt haben, zeigen wir, dass man aus bestimmten landwirtschaftlichen Abfallprodukten Textilzellulose herstellen kann“, sagt Diana Bernin, Assistenzprofessorin am Institut für Chemie und Chemieingenieurwesen der Chalmers-Universität und leitende Forscherin der Studie. „Dies ist ein wichtiger Schritt, um Textilien aus Abfallprodukten herstellen zu können, anstatt Baumwolle zu verwenden, die nicht klimafreundlich ist, oder Holz, ein Material, das wir für so viele Dinge verwenden möchten, das wir aber auch zum Wohle des Klimas erhalten müssen.“
Das Team verwendete als Teil des Prozesses die Sodazellstoffherstellung. Dabei wird das Rohmaterial in Lauge gekocht, was die Herstellung nachhaltiger macht.
Nachhaltigere Herstellung mit Lauge
„Lauge enthält keine Giftstoffe oder Substanzen, die die Natur beeinträchtigen“, erklärt sie. „Die Sodazellstoffherstellung funktioniert nicht für Holzfasern, daher benötigt die Herstellung von Textilzellstoff aus Weizenstroh und Haferhülsen weniger Chemikalien als die Herstellung von Zellulose aus Holz. Es ist auch ein einfacheres Verfahren, unter anderem weil es keine Verarbeitungsschritte wie Zerkleinern und Entrinden erfordert. Darüber hinaus erhöht es den wirtschaftlichen Wert von Hafer und Weizen, wenn die Rückstände aus ihrer Produktion als Rohstoffe für die Zelluloseextraktion verwendet werden können.“
Bernin sagt, dass wahrscheinlich auch mehrere andere landwirtschaftliche Abfallprodukte für die Textilherstellung mit der von ihrem Team entwickelten Methode verwendet werden können. Derzeit ist sie an einem internationalen Projekt beteiligt, das mit der in dieser Studie verwendeten Methode herausgefunden hat, dass Presskuchen aus Gras von Feldern sehr gut zur Herstellung von Auflösezellstoff geeignet ist.
In weiteren, noch unveröffentlichten Studien haben die Forscher einen weiteren Schritt in Richtung der praktischen Anwendung der Zellstoffe unternommen und Textilfasern auf der Basis von Zellstoff aus Weizen und Presskuchen aus Gras hergestellt.
Hoffnung auf Nutzung bestehender Industrien
Langfristig sieht Bernin gute Möglichkeiten, die Zellstoff- und Papierindustrie, die bereits über die erforderlichen Technologien und Verfahren verfügt, für die Herstellung von Zellstoff aus landwirtschaftlichen Abfällen zu nutzen.
„Wenn wir unsere bestehende Industrie nutzen und ihre Prozesse anpassen können, anstatt neue Produktionsanlagen zu bauen, sind wir schon ein großes Stück weiter“, sagt sie.
Die Hauptautorin der Studie ist Joanna Wojtasz, ehemalige Postdoktorandin an der Chalmers-Universität und jetzt Forscherin bei dem Innovationsunternehmen Tree To Textile, das einer der Partner des Projekts ist.
„Die Studie zeigt, dass landwirtschaftliche Abfälle ein großes Potenzial bergen“, sagt Wojtasz. „Wir sollten die Möglichkeit, diese Art von Zelluloseströmen für unsere zukünftige Kleidung zu nutzen, wirklich nicht außer Acht lassen.“