NaturalFIBER and Biopolymers BW – Wissensdatenbank

Hier finden Sie alles Wissenswerte rund um die Naturfaser.

Willkommen in der NaturalFIBER-Wissensdatenbank, Ihrer umfassenden Ressource für alles Wissenswerte rund um Naturfasern. Diese Plattform richtet sich speziell an Textilproduzenten und Landwirte, die sich für das Potenzial, die vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten und Anwendungen von Naturfasern interessieren. z.B. können Sie einen Überblick gewinnen, welche Pflanze schon heute für die Textilindustrie eingesetzt wird und welche Faserkennwerte diese hat. Genauso werden hier Pflanzenarten aufgezeigt, die Potenzial haben für die faserbasierte Industrie genutzt zu werden, aber bisher nur Testversuche vorliegen. Die Daten wurden im Hinblick auf die Textilindustrie gesammelt. Kerngebiet ist hier der mögliche Aufschluss, die Weiterverarbeitungstechnologie, die Faserlängen und die mögliche Anwendung.

Ausgewählte Pflanzen

Faser-Brennnessel (Urtica dioica subsp. galeopsifolia)

Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
15-25°C
Niederschlagsmengen
Hier sind wir auf Ihr Wissen angewiesen! Haben Sie hierzu Informationen? Wir freuen uns wenn Sie dazu mit uns Kontakt aufnehmen.
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
leichte Böden
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Fasern
Aussaat
Zeit
Ende März bis Ende Mai
Technik
Rhizome, Stecklinge
Pflege
Organische Düngeung, N-Düngung, Unkrautkontrolle
Ernte
Zeit
August
Technik
Schneiden oberhalb der Wurzel
Trocknung
Feldtrocknung
Lagerung
trocken
Ertrag pro Hektar
30-40 dta/ha
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Wasserröste, Feldröste
Weiterverarbeitungstechnologien
Samengewinnung
Fasergewinnung
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Stapelfasern: Cottonisierung Textilien für Bekleidung
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
40-50 mm [1], 43-58 mm [2], 30-50 mm [3]
Faserdurchmesser
20-80 µm [1], 40-50 µm [3]
Festigkeit trocken
20-30 cN/tex [4]
Dehnung
1,2% [1], 2,3%-2,6% [2]
Dichte
1,2 g/cm3 [5]
Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Schlichten
Haftvermittler
Chemisch
Mechanisch
Anwendungen
Fasern zur Verwendung als Garn in Bekleidung, Schiffstaue, Segel, Bett- und Tischtextilien.
Quellenangabe
[1]Bast and Other Plant Fibres, R.R. Franck, 2005
[2]Bacci et al., 2009
[3]Garber 1959
[4]www.fnr.de
[5]The Effects of Physical Properties of Fibers in Nettle Fiber/Polyester Composites on the Thermal Conductivity Coefficient, Murat Kuro et al.2018

Flachs (Linum usitatissimum)

Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
8-15°C
Niederschlagsmengen
655-1435 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
tiefgründiger Boden
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Fasern, Früchte, Samen, Öl
Aussaat
Zeit
März-Mai
Technik
Reihensaat, Breitsaat
Pflege
N-Düngung, K-Düngung, P-Düngung
Ernte
Zeit
August-Oktober
Technik
Raufen
Trocknung
Feldtrocknung und Lufttrocken
Lagerung
Trocken
Ertrag pro Hektar
40-70 dt/ha [2]
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Wasserröste, Feldröste
Weiterverarbeitungstechnologien
Samengewinnung
Fasergewinnung
Ölextraktionen
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Stapelfasern: Cottonisierung Textilien für Bekleidung
lange Fasern für Faserverbunde
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
700-900 mm [1], 200-1000 mm [2]
Faserdurchmesser
12-30 µm [1]
Festigkeit trocken
30-65 cN/tex [3]
Dehnung
1,5%-4% [3]
Dichte
1,46-1,50 g/cm3 [1]
Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Schlichten
Haftvermittler
Chemisch
Mechanisch
Anwendungen
Baumaterialien, Fasern für technische Anwendungen, Textilfasern für Bekleidungsindustrie
Quellenangabe

[1] Bast and Other Plant Fibres, R.R. Franck, 2005

[2] Nachwachsende Rohstoffe – Anbau und Bedeutung für den Lebensraum Acker, Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Öffentlichkeitsarbeit

[3] Fasern: Geschichte, Erzeugung, Eigenschaften, Markt, Dieter Veit, 2023

Flachs (Linum usitatissimum) Unterarten

Hanf (Cannabis sativa)

Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
21-29°C
Niederschlagsmengen
530-550 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
Tiefgründige, kalk- und stickstoffreiche Böden mit guter Wasserversorgung
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Samen, Öl, Fasern
Aussaat
Zeit
April-Mai
Technik
Reihensaat, mechanische Sämachine
Pflege
N-Düngung, K-Düngung, P-Düngung
Ernte
Zeit
September-Oktober
Technik
Stufenmähwerke, modifizierte Häcksler, Spezialmaschinen
Trocknung
Feldtrocknung
Lagerung
Trocken
Ertrag pro Hektar
60 dt/ha [5]
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Feldröste
Weiterverarbeitungstechnologien
Samengewinnung
Fasergewinnung
Ölextraktionen
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Stapelfasern: Cottonisierung Textilien für Bekleidung
lange Fasern für Faserverbunde
Baststreifen: tragfähige, hochbelastbar, strukturelle Anwendungen
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
1000-3000 mm [2]
Faserdurchmesser
16-50 µm [1]
Festigkeit trocken
0,31-0,39 GPa [1]
Dehnung
1,7% -2,7% [1]
Dichte
1,4 g/cm3 [1]
Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Schlichten
Chemisch
Mechanisch
Anwendungen
Baumaterialien, technische Fasern, Textilfasern für die Bekleidungsindustrie, technische Vliese, Papiere, Pappen und Verpackungsmaterialien
Quellenangabe

[1] Bast and Other Plant Fibres, R.R. Franck, 2005

[2] Faserstoff-Tabellen nach P.-A Koch

[3] Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, 2002

[4] BAFA neu GmbH

[5] Nachwachsende Rohstoffe- Anbau und Bedeutung für den Lebensraum Acker in Sachsen

Hanf (Cannabis sativa) Unterarten

Hopfen (Humulus lupulus)

Mit dieser Pflanze wurden bisher nur kleinere Testversuche für den textilen Bereich durchgeführt. Dadurch fehlen noch wichtige Daten.

Hier sind wir auf Ihr Wissen angewiesen! Haben Sie hierzu Informationen?

Wir freuen uns wenn Sie dazu mit uns Kontakt aufnehmen und wir gemeinsam die Datenbank vervollständigen können.

Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
Optimale Jahresdurchschnittstemperatur von 7-14°C
Niederschlagsmengen
1000 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
Tiefgründig, humusreich, gut durchlässig und leicht alkalisch
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Dolden, Früchte, Fasern
Aussaat
Zeit
Frühjahr ab März
Technik
Stecklinge, Rhizome
Pflege
Frühjahr: stickstoffreicher Dünger, Wachstum: kalium- und phosphorbetonte Düngung
Ernte
Zeit
Ende August bis Mitte September
Technik
Maschinell
Trocknung
Hopfentrocknungsanlage, Bandtrockner
Lagerung
Trocken
Ertrag pro Hektar
140-150 dt/ha [1]
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Mechanische Verarbeitung
Weiterverarbeitungstechnologien
Fasergewinnung
Ölextraktionen
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
3-5 cm [1]
Faserdurchmesser
10-20 µm [1]
Festigkeit trocken
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Dehnung
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Dichte
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Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Chemisch
Mechanisch
Anwendungen
Gärreste können als Verstärkungsfasern für Verbundwerkstoffe genutzt werden.
Quellenangabe

[1]www.vdi-nachrichten.com, Möbel aus Hopfenresten als nachhaltiges Produkt der Brauwirtschaft, 2022

[2] Interview mit Agrarwissenschaftlern aus dem Kreis Pfaffenhofen

Lavendel (Lavandula angustifolia)

Mit dieser Pflanze wurden bisher nur kleinere Testversuche für den textilen Bereich durchgeführt. Dadurch fehlen noch wichtige Daten.

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Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
1,3-18,2°C
Niederschlagsmengen
800-1200 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
sandiger,alkalischer, kalkhaltiger, nährstoffarmer Boden
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Blüten werden zur Extraktion von ätherischen Ölen genutzt. Einsatz in Kosmetika und Arzneimittel.
Aussaat
Zeit
Vorkultur: Februar bis Mai, Direktsaat: Mai bis Juni. Lavendel ist eine mehrjährige Kultur mit Standzeiten von bis zu 15-25 Jahren. Vollertrag wird erst ab dem 4-5 Jahr erreicht.
Technik
Setzlinge werden pflanzt. Der beste Zeitpunkt ist das Frühjahr.
Pflege
Lavendel ist eine pflegeleichte Pflanze, die aufgrund ihrer natürlichen Widerstandsfähigkeit kaum Pestizide benötigt und nur minimal mit nährstoffarmen, organischen Düngern versorgt werden sollte.
Ernte
Zeit
Erntezeit der Blüten ist der Spätsommer.
Technik
Einsatz von Maschinen zum Ernten der Blüten und Stängel. Stängel haben eine Länge von 9-12 cm, die Blütenrispen von 6-8 cm.
Trocknung
Warmlufttrocknung
Lagerung
Destillation der Blüten und Stängel im erntefrischen Zustand. Stängel werden bislang als Stroh getrocknet.
Ertrag pro Hektar
Biomasseertrag pro Pflanze liegt bei etwa 0,2-0,5 kg/ha. Die Ausbeute an ätherischen Ölen liegt bei etwa 1,3-2,4% [1].
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Der Einsatz von abgestimmten Bakterien und Enzymen mit erhöhter Temperatur im wässrigen Medium ergibt die feinsten Fasern.
Weiterverarbeitungstechnologien
Fasergewinnung
Ölextraktionen
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Stapelfasern: Cottonisierung Textilien für Bekleidung
lange Fasern für Faserverbunde
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
20-30 cm, je nach Ernteschnittlänge [1]
Faserdurchmesser
Nach dem Faseraufschluss sind bislang Faserfeinheiten von gröberen Fasern mit 250 bis 330 dtex sowie feinere Fasern mit 12-20 dtex erzielt worden [1]
Festigkeit trocken
22-40 cN/tex [1]
Dehnung
1-3,4% [1]
Dichte
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Anwendungen
Weiterentwicklung des Faseraufschlusses mit abgestimmten Enzymen nötig.
Weitere Bemerkungen

Die Faserbündel im Stängel sitzen in den 4 Ecken und haben einen trapezartigen Querschnitt mit Breiten von ca. 300 µm und Höhen von ca. 150 µm. Fasern sind mit Lignin und Pektin gebunden.

Quellenangabe

[1] Sarsour, J.; Stegmaier, T., Weiler, C.; Zikeli, S.; Kunert, R.; Tippmann, M.: Alblavendel: Potentiale zum Anbau von Lavendel auf der Schwäbischen Alb und zur Gewinnung von Fasern, Vortrag auf den Laubholztagen, Göppingen, 20.+21. Juni 2024

Miscanthus (Miscanthus giganteus)

Mit dieser Pflanze wurden bisher nur kleinere Testversuche für den textilen Bereich durchgeführt. Dadurch fehlen noch wichtige Daten.

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Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
25-30°C
Niederschlagsmengen
600-800 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
sandige Lehmböden mittlerer Ackerwertzahl, Lößböden, rekultivierte Kippenfläche
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Fasern
Aussaat
Zeit
Anfang bis Mitte Mai
Technik
ballierte Jungpflanze, Rhizome
Pflege
Im Pflanzjahr benötigt Miscanthus keinen Stickstoffdünger, um Frostschäden zu vermeiden. Bei nährstoffarmen Böden sind moderate Gaben von Phosphor, Kalium und Magnesium sinnvoll.
Ernte
Zeit
Ende Februar-Anfang März
Technik
selbstfahrender Feldhäcksler, Ballenernte mit Schwadmäher und Pick-up-Presse
Trocknung
Feldtrocknung
Lagerung
Ballen, Häckselgut
Ertrag pro Hektar
sandige Lehmböden : 150 bis 250 dt TM/ha, Diluviale Böden: ca. 100 bis 150 dt TM/ha, Kippenrekultivierungsböden: 80 bis 100 dt TM/ha
Weiterverarbeitungstechnologien
Fasergewinnung
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
1,4 mm [1]
Faserdurchmesser
15 µm [1]
Festigkeit trocken
128.06 MPa [2]
Dehnung
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Dichte
1,2-1,5 g/cm3 [3]
Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Chemisch
Mechanisch
Anwendungen
Faserplatten, Spanplatten, Bauplatten, Dämmstoffplatten, Bauzuschlagstoff für Lehmsteine und-putze, Verbundwerkstoffe, Torfersatzstoffen, biologisch abbaubare Blumentöpfe, Mulchsubstrate, Rohrstofferzeugung
Quellenangabe

[1] Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, Spektrum der Wissenschaft 6 / 1994, Seite 102

[2] The Effects of Chemical Treatments on The Mechanical Properties of Miscanthus X Giganteus Fibre, Ihueze Christopher C. et al., 2022

[3] Broschüre" Miscanthus- Anbau auf Landwirtschaftlichen Flächen", www.landwirtschaft.sachsen.de

Paludikulturpflanzen

Mit dieser Pflanze wurden bisher keine Testversuche für den textilen Bereich durchgeführt. Dadurch fehlen wichtige Daten.

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Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Niederschlagsmengen
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
Moorböden
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Aussaat
Zeit
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Technik
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Pflege
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Ernte
Zeit
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Technik
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Trocknung
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Lagerung
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Ertrag pro Hektar
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Für Details siehe jeweilige Paludipflanze
Anwendungen
Verwendung als nachwachsender Rohrstoff, Pellets, Möbeln, Blumenerde, Baustoff, Medizin, Nahrungsmittel, Papier
Paludikulturpflanzen Unterarten

Silphie (Silphium perfoliatum)

Anbaumöglichkeiten
Temperaturprofil
1-25°C
Niederschlagsmengen
800-900 mm pro Jahr
Bodenqualität/Landschaftsgebiet
keine besonderen Ansprüche, leicht erwärmbare, humose Standorte mit guter Wasserführung und einem neutralen bis schwach sauren pH-Wert, vorzugsweise bei Gewässerrandlagen oder erosionsgefährdeten Standorten im Maisersatz.
Nutzung Samen/Öl/Früchte/Fasern/kombiniert
Energiepflanze für die Biogasanlage, Öl, Fasern, Honig
Aussaat
Zeit
April/Mai als Untersaat mit Mais, d.h. im ersten Jahr Maisernte/Silierung, ab dem zweiten Jahr Dauerkultur mit Maisähnlichen Erträgen [1]
Technik
Direktsaat oder Pflanzung vorgezogener Jungpflanzen ab Mitte Mai bis Anfang Juni mit Gemüsepflanzmaschine.
Pflege
wenig Düngung, vorzugsweise mit Gärresten der Biogasanlage, Feldhacke [1]
Ernte
Zeit
Anfang-Mitte September
Technik
herkömmliche Feldhäcksler mit reihenunabhängigem Kemper-Vorsatz.
Trocknung
für Biogas nicht notwendig, übliche Ölgewinnungsmethoden aus der Blüte
Lagerung
Fahrlager der Biogasanlage
Ertrag pro Hektar
im 1. Jahr: 50-70 dta/ha,140-180 dt TM/ha, Biogasausbeute: ca. 840 l/kg oTM [1]
Aufschlussverfahren
Aufschlussverfahren
Scheibenmühle für Feinstfasern, Hammermühle, Steam Explosion bei Feinpapierherstellung und Geruchsneutralisierung
Weiterverarbeitungstechnologien
Fasergewinnung
Ölextraktionen
Fasergewinnung bzw. Faserlänge
Kurzfasern: Nassvliestechnik: z.B. Dämmung
Charakterisierung der Fasern
Technische Faserlänge
0,1-7 mm [2]
Faserdurchmesser
0,9 mm [2]
Festigkeit trocken
Hier sind wir auf Ihr Wissen angewiesen! Haben Sie hierzu Informationen? Wir freuen uns wenn Sie dazu mit uns Kontakt aufnehmen.
Dehnung
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Dichte
Hier sind wir auf Ihr Wissen angewiesen! Haben Sie hierzu Informationen? Wir freuen uns wenn Sie dazu mit uns Kontakt aufnehmen.
Faserfunktionalisierung, Vorbereiten der Faseroberfläche
Mechanisch
Anwendungen
Energiepflanze als Maisersatz, Papier, Naturfaserverstärkte Kunststoffe, Pflanzenkohle, Honiggewinnung, Humusaufbau
Quellenangabe

[1] Interview mit Landwirt aus der Kreis Sigmaringen

[2] Phenotypic analysis of different Silphium perfoliatum L. accessions and evaluation as a renewable resource for material use, Martin Georg Höller

Unser Kerngebiet ist die Erfassung und Darstellung der möglichen Verarbeitungstechnologien, die aktuell zur Verfügung stehen. Hier erfahren Sie, welche innovativen Produkte aus pflanzlichen Fasern hergestellt werden können und in welchen Anwendungsbereichen diese eingesetzt werden. Von Bekleidung und Heimtextilien bis hin zu technischen Textilien und nachhaltigen Verpackungsmaterialien – die NaturalFIBER-Wissensdatenbank liefert Ihnen fundierte Informationen und aktuelle Entwicklungen, die Ihnen helfen, das volle Potenzial von Naturfasern zu erschließen.

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heide.schmidt@afbw.eu
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