[Guide] Die 9 wichtigsten Fakten zu Chemiefasern

Das Wichtigste in Kürze: 9 Fakten über Chemiefasern

• 68 % der weltweiten Faserproduktion sind Chemiefasern
• Polyester hat mit 80 % den größten Faseranteil in der Textilproduktion
• Chemiefasern kann man in synthetische und zellulosische Chemiefasern unterscheiden
• Die wichtigsten synthetischen Chemiefasern sind Polyacryl, Polyamid, Polyester sowie Mikrofaser
• Synthetische Chemiefasern setzen Mikroplastik frei und stellen dadurch eine hohe Umweltbelastung dar
• Zellulosische Chemiefasern setzen kein Mikroplastik frei
• Den Faseranteil kannst du in jedem Kleidungsstück im Etikett nachlesen
• Vor allem synthetische Chemiefasern (Polyester) sind nur schwer recycelbar
• Führende NGOs fordern den Stopp von Polyester für die Textilindustrie

Grundsätzlich gibt es neben Naturfasern wie Baumwolle, Leinen, Seide, Wolle, oder Hanf, auch chemisch bzw. künstlich hergestellte Fasern. Dabei unterscheidet man zwischen synthetischen Fasern wie Polyester oder Polyacryl und Regeneratfasern wie Lyocell und natürlichen Chemiefasern wie Viskose. 

Was ist der Unterschied zwischen Naturfasern und Chemiefasern?

Wie der Name schon verrät, haben Naturfasern einen natürlichen Ursprung und werden aus Pflanzen oder dem Fell von Tieren hergestellt. Eine sehr bekannte Naturfaser, die du bestimmt kennst, ist Wolle: Sie wird aus der Wolle von Schafen gewonnen. Weitere Naturfasern tierischen Ursprungs sind z.B. Angora, Kaschmir, Alpaka, Mohair und Seide. Pflanzliche Fasern werden aus natürlicher Zellulose gewonnen. Die bekannteste unter den pflanzlichen Naturfasern ist wahrscheinlich die Baumwolle. Weitere Naturfasern, die aus Pflanzen gewonnen werden, sind z.B. Leinen, Hanf, Jute, Ramie, Sisal, Abaca oder Kokos. [1]

Chemiefasern werden in der Regel aus Erdöl bzw. -gas hergestellt. Chemiefaser ist aber nicht gleich Chemiefaser: Es gibt zellulosische Chemiefasern und synthetische Polymere (=Kunststoffe), darunter fallen Polyester, Polyacryl, Elasthan und Polyamid. Zellulosefasern werden aus natürlichen Rohstoffen gewonnen, meistens aus Holz. Beispielsweise gehören Fasern wie Viskose, Lyocell und Modal in diese Kategorie. [2]

Grundlagen zu Natur- und Chemiefasern

Bevor wir über Chemiefasern sprechen, noch kurz etwas Allgemeines zu Textilfasern. Dabei geht es sowohl um Naturfasern wie auch Chemiefasern.

Alle Faserarten bestehen aus sogenannten Polymeren. Unter einem Polymer versteht man eine lange Kette aus viele Monomeren. Monomere sind einzelne Moleküle.

Die Grafik veranschaulicht nochmal den Unterschied von Monomeren und Polymeren. Durch eine Polymerisation können Monomere zu einem Polymer reagieren.

Wichtig ist aber vor allem, Polymere kommen in der Natur vor. Sie haben dort sogar sehr wichtige Aufgaben. Natürliche Polymere sind: [3]

• Zellulose (Baustoff bspw. Zellwand Pflanzen)
• Proteine (Reservestoff, bspw. Eiweiß)
• Nukleinsäuren (Informationsspeicher bspw. DNA)

Polymere kommen in der Natur also als Baustoffe, Speicherstoffe oder als Reservestoffe vor.

Polymere aus der Natur verwenden Menschen bereits seit Jahrhunderten. Sie sammeln sie in Form von Baumwollfasern oder Tierhaaren, um Kleidung herzustellen.

Jetzt aber zu den Chemiefasern:

In der Polymerforschung hat man es geschafft, Polymere künstlich herzustellen. Dazu wird Erdöl, – gas verwendet. Hier spricht man von synthetischen Chemiefasern.

Zudem gibt es noch zellulosische Chemiefasern. Dabei kann auf Erdöl verzichtet werden. Man löst durch chemische Verfahren die Zellulose aus Pflanzen. Das ist dann der Fall, wenn die Zellulose nicht in Form von Fasern wie bei der Baumwolle vorhanden ist (bspw. Holz).

Was ist jetzt der Unterschied zwischen Naturfasern und Chemiefasern?

Wie der Name schon verrät, haben Naturfasern einen natürlichen Ursprung. Sie werden aus Pflanzen oder dem Fell von Tieren hergestellt. Die Fasern können nach der Ernte bzw. dem Scheren der Tiere grundsätzlich direkt zu einem Garn gesponnen werden.

Chemiefasern haben keinen bzw. nur bedingt einen natürlichen Ursprung. Chemiefaser ist aber nicht gleich Chemiefaser. Es gibt zellulosische Chemiefasern und synthetische Chemiefasern. Gemeinsam haben sie, dass wir die Fasern nicht “fertig” in der Natur finden. Es bedarf eines chemischen Prozesses, damit wir die Fasern gewinnen können.

Zellulosische Chemiefasern werden aus natürlichen Rohstoffen gewonnen, meistens aus Holz. Synthetische Chemiefasern hingegen werden aus Erdöl gewonnen.

Alle Fakten zu synthetischen Chemiefasern

Der Herstellungsprozess

Synthetische Chemiefasern werden Erdöl gewonnen. Unter Hitze wird das Erdöl in unterschiedliche Kohlenwasserstoff-Verbindungen aufgebrochen[4]. Der Prozess wird auch Cracken genannt. Anschließend nutzt man unterschiedlicher Arten der Polymergewinnung. Dadurch werden aus den neuen Verbindungen verschiedene Kunststoffe hergestellt. [5] [6] [7] [8]

Der Polyester Polyethylenterephthalat (PET), als wesentliches Polymer für die Textilindustrie, wird bspw. durch eine Polykondensationsreaktion gewonnen.[9] [10] Für die Herstellung von Polyesterfasern wird das Schmelzspinnen angewendet. Dabei wird das Polymer durch Hitze flüssig und durch die Spinndüse gedrückt. Es entsteht ein Endlosfaden, der anschließend erkaltet.[11]

Die wichtigsten synthetischen Chemiefasern für die Textilproduktion sind:[12]

• Polyamid
• Polyacryl
• Polyester
• Elastan
• Mikrofaser

Hier auch nochmal ein spannendes Video zur Gewinnung von Ethylen aus Erdöl.

Die Bedeutung von synthetischen Chemiefasern in der Textilindustrie

Chemiefasern sind in der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. 2020 lag der Anteil an synthetischen Chemiefasern bei 68 %. [13] Tatsächlich ist der Bedarf an Textilien nur mithilfe von Polyester abbildbar. Naturfasern wie Baumwolle reichen nicht aus, um den aktuellen Bedarf zu decken.

Laut Greenpeace ist die Kunstfaser billig und einfach zu produzieren. [14] Die Kosten für Polyester sind nur halb so hoch wie für Baumwolle.[15] Es bedarf keiner großen Anbauflächen sowie Wachstumsphasen wie bei Baumwolle. Auch der Verkaufspreis von Kleidung aus Polyester ist sehr günstig. Polyester gilt als ein wesentlicher Faktor für die Entstehung von Fast Fashion. Fast Fashion zeichnet dabei unter anderem aus durch:[16]

• Günstige Kleidung
• Laufend wechselnde Trends
• Überkonsum an Kleidung

Das Ergebnis: Jeder Deutsche kauft pro Jahr im Durchschnitt 60 Kleidungsstücke. Gleichzeitig wird jedes Kleidungsstück im Schnitt nur 4x getragen, bevor es aussortiert wird.

Polyester trägt also erheblich zur Wegwerfmode bei. Dabei kann Polyester grundsätzlich recycelt werden. Problematisch sind sogenannte Mischfasern. Bei den verwendeten Recyclingmethoden ist die Reinheit des Ausgangsmaterials sehr wichtig.

Zudem muss beim mechanischen Recycling von einem Qualitätsverlust ausgegangen werden.[17] Tatsächlich wird aktuell weniger als 1% der Kleidung wieder zu Kleidung recycelt.

Eigenschaften von synthetischen Chemiefasern

Synthetische Chemiefasern besitzen grundsätzlich folgende Eigenschaften:[18] [19]

• Schnell trocknend, daher gut geeignet für Sportkleidung
• Hohe Reißfestigkeit
• Geringes Gewicht
• Fühlen sich weich an
  
• Elastisch

Umweltauswirkung von synthetischen Chemiefasern

Es ist sehr schwer, Studien über die Umweltauswirkungen von Kunstfasern zu finden.

Das Massachusetts Institute of Technology hat 2015 eine Studie zu CO₂ Emissionen unterschiedlicher Fasern veröffentlicht.[20]

Gemessen werden die Emissionen als CO2-Äquvivalente (CO2-eq). Dabei werden alle relevanten Treibhausgase, die im Lebenszyklus durch bspw. ein Baumwoll-Shirt entstehen, geschätzt und als CO2-eq ausgedrückt.

Der Wert wird aber durch unterschiedliche Faktoren beeinflusst. So hat bereits die Herstellung des Stoffs (Weben, Stricken, etc.) von einem Shirt eine Auswirkung auf den CO2-eq Wert. Ebenso muss bei einem Vergleich der Produktionsstandort berücksichtigt werden.

Die Studie kommt zu folgendem Ergebnis:

• Die Treibhausgas-Emissionen eines Polyestershirts sind mind. 20 % höher als bei Baumwolle
• Größte Belastung geht von der Herstellung der Polymerpellets aus
• Potentielle Boden-, Luft und Gewässerverunreinigung durch Erdöl-, Erdgasförderung und bei der Herstellung von PET

Textilien aus synthetischen Fasern setzen zudem beim Waschen Mikroplastik frei. Unter Mikroplastik versteht man Plastikpartikel, die kleiner als 1 mm groß sind.[21]  35 % – 38 % des Mikroplastik in unseren Meeren ist darauf zurückzuführen. 5 kg Kleidung setzen bis zu sechs Millionen Mikropartikel frei. Mikroplastik konnte mittlerweile in Nahrungsmitteln nachgewiesen werden. Es gilt als Absorber für andere Schadstoffe, die für den Menschen gefährlich sind. [22]  [23]

Mittlerweile gibt es spezielle Waschbeutel für synthetische Kleidung.

Sie halten beim Waschen das Mikroplastik zurück, damit es nicht im Abwasser landet. Solche Beutel werden z.B. von der Marke Guppyfriend* hergestellt.

Vor- und Nachteile von synthetischen Chemiefasern

Synthetische Chemiefasern haben es ermöglicht, dass Kleidung so günstig ist, wie nie zuvor.

Das geht aber oftmals zulasten der Umwelt und der Arbeiter:innen in der textilen Wertschöpfungskette.

Im Folgenden findest du daher nochmal zusammengefasst die wichtigsten Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Günstig in der Herstellung
• Kleidungsbedarf ohne synthetische Fasern nicht möglich
• Eigenschaften wie schnelltrocknend, hohe Elastizität und sehr leicht

Nachteile:

• Negative CO₂ Bilanz im Vergleich mit Baumwolle
• Relevanter Verursacher von Mikroplastik
• Trend zur Wegwerfmode

Fakten-Check von zellulosischen Chemiefasern

Herstellung von regenerativen Zellulosefasern

Für die Herstellung von regenerativen Zellulosefasern wird auf Rohöl verzichtet. Dennoch bedarf es dem Einsatz von Chemikalien. Daher zählen sie ebenfalls zu den Chemiefasern.

Grundlage bildet Zellulose, die mithilfe von Chemie aus Holz gewonnen wird. Die Zellulose kann dann wiederum durch Düsen zu Fasern gepresst werden.

Herkömmliche Fasern wie Modal und Viskose benötigen zahlreiche toxische Chemikalien.[24] Bei Tencel-Lyocell wird nur ein Lösungsmittel verwendet, das im Rahmen eins Closed Loop Verfahren zu 99,6% recycelbar ist. [25]

Eingangs hatten wir bereits aufgezeigt, dass Baumwollfasern auch aus Zellulose bestehen. Der Unterschied ist nur, dass die Fasern der Baumwolle direkt geerntet werden können. Bei einem Baum muss die Cellulose erst chemisch extrahiert werden.

Die Bedeutung von Zellulosefasern in der Textilindustrie

Der Anteil von Zellulosefasern am weltweiten Faserbedarf im Jahr 2020 betrug 6 %. Dieser teilt sich wie folgt auf: [26]

• 5 % Viskose
• 0,17 % Modal
• 0,26 % Lyocell
• 0,47 % weitere Fasern

Vor allem der schwankende Preis von Rohöl soll in den nächsten Jahren den Anteil von Zellulosefasern erhöhen.[27] Viskose, Modal und Tencel werden als nachhaltige Alternative und Zukunftsfaser gehandelt.[28] [29]Voraussetzung ist aber, dass Closed Loop Verfahren zur Anwendung kommen. Dadurch wird verhindert, dass Chemikalien sowie belastetes Wasser in die Umwelt gelangen.

Eigenschaften von Zellulosefasern

Zellulosische Chemiefasern besitzen grundsätzlich folgende Eigenschaften:[30]

• Viskose: weich und glänzend (Ersatzprodukt für Seide)
• Modal: Hohe Saugfähigkeit, hohe Elastizität und Festigkeit
• Lyocell: Hohe Saugfähigkeit, weich und knitterfrei

Umweltauswirkung von Zellulosefasern

An dieser Stelle sehen wir uns die Herkunft des benötigten Holzes und die Aufbereitung der Fasern an.[31]

Zellulosefasern werden aus Holz gewonnen. Bei Holz handelt es sich um einen nachwachsenden Rohstoff. Es muss sichergestellt werden, dass das Holz aus einer nachhaltigen Forstwirtschaft stammt. Hier hilft das FSC Siegel. Es steht zwar immer wieder in der Kritik, ist für eine nachhaltige Holzwirtschaft dennoch führend.

Um die Zellulose zu lösen, bedarf es verschiedener Chemikalien. Gelangen diese über die Luft oder das Abwasser in die Umwelt, folgt eine starke Umweltbelastung. Daher gibt es strenge Auflagen, die eine Kontaminierung verhindern sollen.

Eine Recherche von Changing Markets zeigt, dass Hersteller nicht verantwortungsbewusst handeln. 2017 haben demnach zahlreiche Viskosehersteller belastetes Abwasser ungefiltert in die Umwelt geleitet. Ein Closed Loop Verfahren ist daher Voraussetzung für die Herstellung der Fasern. Dabei wird sichergestellt, dass keine Chemikalien bei der Herstellung austreten.[32]

Zudem kann auf Zellulosefasern wie Tencel gesetzt werden. Hier wird, wie bereits erwähnt, auf toxische Chemikalien verzichtet. Durch den geschlossenen Produktionskreislauf werden 99,6 % der verwendeten Chemikalien aufbereitet.

Zellulosefasern sind darüber hinaus biologisch abbaubar und es wird kein Mikroplastik freigesetzt.[33]

Vor- und Nachteile von Zellulosefasern

Zellulosefasern können gegenüber synthetischen Chemiefasern einige Vorteile aufweisen. Dabei ist wichtig, wie die Fasern hergestellt werden. Die wichtigsten Vor- und Nachteile von zellulosischen Chemiefasern haben wir daher nochmal zusammengefasst. 

Vorteile:

• Kein Mikroplastik
• Nachhaltiger Rohstoff und biologisch abbaubar
• Tolle Eigenschaften des Endmaterials (atmungsaktiv, schnelltrocknend, weich) 

Nachteile:

• Voraussetzung ist ein Closed Loop Verfahren und weitestgehend Verzicht auf toxische Chemikalien

Wie nachhaltig sind Chemiefasern?

Vor allem synthetische Chemiefasern können nicht als nachhaltige Fasern bezeichnet werden.

Die Umweltbelastung mit Blick auf die gesamte Lebensdauer von Polyester und Co deutlicher höher als bei Naturfasern. Das zeigt sich unter anderem in:

• 20% höhere CO2 Belastung im Vergleich zu Baumwolle
• Starke Luft-, Boden und Wasserbelastung bei der Gewinnung von Rohöl und dessen Aufbereitung
• Abrieb von Mikroplastik
• Hohe Müllbelastung durch kurze Lebensdauer der Kleidung und geringen Recyclefähigkeit

Eine mögliche nachhaltige Alternative stellen zellulosische Chemiefasern dar. Voraussetzung ist die Herstellung in einem Closed Loop Verfahren.[34]

Fazit

Synthetische Chemiefasern können keinesfalls als nachhaltige Faser bezeichnet werden.

Sie sind verantwortlich für unsere heutige Wegwerfmode und tragen zu einer starken Belastung unserer Umwelt bei.

Sieht man sich die Aussagen unterschiedlicher Studien an, ist die Kernaussage mit Blick auf synthetische Chemiefasern eindeutig:

• “Unless we move away from the fossil fashion production model, we risk pushing past planetary boundaries in our quest for cheap fashion” – Changing Markets
• The industry is mostly turning a blind eye to the inherent problems of polyester, in particular its reliance on fossil fuels and its contribution to the problem of micorplactic fibres in the aquatic environment” – Greenpeace
• “Textilien aus synthetischen Fasern […] sind zu Wegwerfartikeln geworden und tragen so erheblich zum Klimawandel bei.“ – BUND und Heinrich-Böll-Stiftung

Zellulosische Chemiefasern können unter Umständen eine nachhaltige Alternative darstellen. Wichtig ist dabei aber Folgendes:

• Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft
• Closed Loop Verfahren bei der Gewinnung der Zellulose

Tipp: Es lohnt sich beim Klamottenkauf auf Tencel zurückzugreifen. Diese Faser bietet einen guten Tragekomfort, ist vegan und belastet die Umwelt viel weniger, als es synthetische Fasern tun. 

Chemiefaser Infografik

In unserer Infografik haben wir dir nochmal die wichtigsten Fakten über Chemiefasern zusammengefasst.

FAQ

Was sind Chemiefasern?

Bei Chemiefasern handelt es sich um künstlich hergestellte Fasern. Grundsätzlich gibt es synthetische und zellulosische Chemiefasern.

Was gibt es für Chemiefasern?

Chemiefasern werden in synthetische und zellulosische Chemiefasern unterschieden. Synthetische Chemiefasern werden aus Erdöl und Zellulosefasern aus Holz gewonnen.

Welche Eigenschaften haben Chemiefasern?

Synthetische Chemiefasern sind vor allem in der Herstellung günstig. Sie trocken schnell und sind daher für Sportbekleidung gut geeignet. Zudem sind sie elastisch und fühlen sich weich an. Zellulosefasern wie Tencel sind sehr atmungsaktiv.

Welche Vorteile haben Chemiefasern?

Chemiefasern sind sehr günstig in der Herstellung. Der Bedarf an Textilien wäre heutzutage ohne Chemiefasern nicht abbildbar. Allerdings haben vor allem synthetische Chemiefasern eine schlechte CO₂-Bilanz.

Wie nachhaltig sind Chemiefasern?

Synthetische Chemiefasern können nicht als nachhaltig bezeichnet werden. Sie werden aus fossilen Brennstoffen hergestellt. Zudem tragen sie stark zur Linearwirtschaft im Textilbereich bei.

Zellulosefasern werden unter Voraussetzung eines Closed Loop Verfahren in der Herstellung als nachhaltige Chemiefasern gehandelt.

Ist Polyester eine Chemiefaser?

Bei Polyester handelt es sich um synthetisches Polymer. Polyester ist die am häufigsten verwendete und hergestellte synthetische Chemiefaser im Modebereich. Die Synthetikfaser besteht aus Erdöl bzw. -gas.

Quellen

• [1] https://www.sign-lang.uni-hamburg.de/hlex/konzepte/l5/l521.html
• [2] Vgl. Braunmüller, Jäckle, Lorenzen: Fashion Changers: Wie wir mit fairer Mode die Welt verändern können, Knesebeck Verlag, S. 26ff
• [3] http://www.gruberscript.net/03Natuerliche%20Polymere.pdf
• [4] https://www.wdv-online.com/typo3/informationen/folien-abc/vom-erdoel-zum-kunststoff/
• [5] https://www.deutschlandfunknova.de/beitrag/plastik-herstellung-aus-erdoel
• [6] https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Cracken
• [7] https://mediencommunity.de/content/231-vom-erd%C3%B6l-zum-kunststoff
• [8] https://www.chemie-schule.de/Organische_Chemie/Polykondensation_und_Polyaddition.php#:~:text=Im%20Gegensatz%20zu%20den%20anderen,Verkettung%20zweier%20Monomere%20abgespalten%20wird
• [9] https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/pet-polyethylenterephthalat-werkstoff-fuer-fasern-oder
• [10] https://www.chemie-schule.de/KnowHow/Polyester
• [11] https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie/artikel/chemiefasern
• [12] https://www.textilglossar.com/artikel/fasern.html
• [13] https://textileexchange.org/wp-content/uploads/2021/08/Textile-Exchange_Preferred-Fiber-and-Materials-Market-Report_2021.pdf
• [14] https://greenwire.greenpeace.de/system/files/2019-04/s01951_greenpeace_report_konsumkollaps_fast_fashion.pdf
• [15] http://changingmarkets.org/wp-content/uploads/2021/01/FOSSIL-FASHION_Web-compressed.pdf
• [16] https://greenwire.greenpeace.de/system/files/2019-04/s01951_greenpeace_report_konsumkollaps_fast_fashion.pdf
• [17] https://texpertisenetwork.messefrankfurt.com/frankfurt/de/list/apparel-fabrics-fashion/texcycle-11-recycling-textilien.html
• [18] https://www.bund.net/fileadmin/user_upload_bund/publikationen/chemie/chemie_plastikatlas_2019.pdf
• [19] https://projekt-eindruck-le.de/wp-content/uploads/2019/03/Textile-Fasern_Rohstoffe_.pdf
• [20] https://matteroftrust.org/wp-content/uploads/2015/10/SustainableApparelMaterials.pdf
• [21] https://noc.ac.uk/science/microplastics
• [22] https://portals.iucn.org/library/sites/library/files/documents/2017-002-En.pdf
• [23] https://www.bund.net/fileadmin/user_upload_bund/publikationen/meere/meere_mikroplastik_aus_textilien_faltblatt.pdf
• [24] https://fashionchangers.de/was-du-ueber-die-textilfaser-lyocell-wissen-solltest/
• [25] https://www.lenzing.com/de/nachhaltigkeit/produktion/technologien
• [26] https://textileexchange.org/wp-content/uploads/2021/08/Textile-Exchange_Preferred-Fiber-and-Materials-Market-Report_2021.pdf
• [27] https://www.industryarc.com/Report/16221/rayon-fibers-market.html
• [28] https://changingmarkets.org/wp-content/uploads/2017/06/CHANGING_MARKETS_DIRTY_FASHION_REPORT_SPREAD_WEB.pdf
• [29] https://changingmarkets.org/wp-content/uploads/2018/02/Roadmap_towards_responsible_viscose_and_modal_fibre_manufacturing_2018.pdf
• [30] https://projekt-eindruck-le.de/wp-content/uploads/2019/03/Textile-Fasern_Rohstoffe_.pdf
• [31] https://waterfootprint.org/media/downloads/Viscose_fibres_Sustainability.pdf
• [32] https://changingmarkets.org/wp-content/uploads/2017/06/CHANGING_MARKETS_DIRTY_FASHION_REPORT_SPREAD_WEB.pdf
• [33] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_00_1410
• [34] https://changingmarkets.org/wp-content/uploads/2018/02/Roadmap_towards_responsible_viscose_and_modal_fibre_manufacturing_2018.pdf