Cannabis ist eine einjährige verholzende Pflanze, die zur Familie der Cannabinaceae gehört und in der Nähe der Brennnesseln steht. Diese Pflanze, deren Heimat Asien ist, hat sich auf verschiedenen Wegen über die ganze Welt verbreitet. Heute existieren zwei Unterarten. Diese; Cannabis Sativa und Cannabis Indica.
Die Gattung Cannabis sativa, die zur Fasergewinnung verwendet wird und industrielle Bedeutung hat. Neben der Textilindustrie wird Hanf auch in anderen Bereichen eingesetzt. Seine Samen werden in der Öl- und Tierfutterproduktion verwendet, und seine Fasern werden auch in der Papierherstellung verwendet. Cannabis ist eine der ersten Kulturpflanzen der Menschheitsgeschichte. Als Ergebnis archäologischer Untersuchungen wurden Reste von Stoffen aus Hanf aus dem Jahr 8000 v. Chr. Gefunden. v. Chr. Es ist bekannt, dass Cannabis im 1500. Jahrhundert in Anatolien produziert wurde.
Hanffasern haben im Laufe der Geschichte einen sehr wichtigen Platz in der Textilproduktion eingenommen und die Wirtschaft der Länder geprägt. Tatsächlich war Hanffaser bis Ende des 19. Jahrhunderts der Rohstoff von 80 % aller Textilprodukte der Welt. Mit der Verwendung von Baumwollfasern mit der sich entwickelnden Technologie im frühen 20. Jahrhundert konnten feinere Garne hergestellt und leichtere Kleidung hergestellt werden. Mit den in den 1930er Jahren erlassenen Gesetzen gegen Cannabis wurde der Hanfanbau stark unterbrochen, zudem begannen Hanftextilien mit den parallel zur Kriegsindustrie entwickelten Kunstfasern ihre einstige Bedeutung zu verlieren. Heute ist zu beobachten, dass die Nachfrage nach aus Hanffasern hergestellten Textilprodukten rapide zunimmt.
Das große Umweltbewusstsein ist der Hauptgrund für dieses Interesse. Im Vergleich zu Baumwolle, der weltweit am häufigsten verwendeten Naturfaser, und aus Erdöl gewonnenen synthetischen Fasern erregen Hanffasern Aufmerksamkeit durch ihre überlegenen ökologischen (Umwelt-)Eigenschaften und ihr Potenzial für die Herstellung von Bio-Textilien. Ein weiterer Grund, warum Hanftextilien in letzter Zeit in den Vordergrund gerückt sind, sind ihre hervorragenden Gebrauchseigenschaften. Diese Eigenschaften resultieren aus der physikalischen und chemischen Struktur der Faser.
PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE STRUKTUR DER HANFFASER
Die in der Textilindustrie verwendeten Hanffasern werden von den männlichen Geschlechtstieren der Cannabis-Sativa-Hanfart gewonnen. Die Pflanze hat einen langen Stiel mit Knöcheln. Es gibt verschiedene Kategorien von Fasern im Sackabschnitt (das sekundäre Zellbündel fehlt im Flachssack, was ein charakteristisches Merkmal ist). Fasern, die für die Textilverwendung geeignet sind, sind Primärfasern. Primär- und Sekundärfasern sind unten gezeigt.
Primärfasern bestehen aus apikalem Sprossgewebe. Die Anzahl der Primärfasern zwischen den Knoten ändert sich nicht mit den Wachstumsstadien der Pflanze, aber die Fasern werden verlängert. Faserlänge und Ausbeute hängen von der Entfernung zwischen den Knoten ab. Die besagten Fasern befinden sich in Bündeln im Schalenteil und es gibt 30–50 Faserzellen in den Faserbündeln. Jede Faserzelle ist 20-35 Mikrometer groß, und die Faserdicke ändert sich und nimmt zu den unteren Teilen hin zu. Die Fasern sind glänzend und haben eine gelbbraune Farbe.
Der Querschnitt der Hanffaser ist polygonal, wie unten zu sehen ist. Das Jod-Schwefelsäure-Gemisch kann zur Unterscheidung von Hanffasern verwendet werden. Bei Behandlung mit dieser Mischung wird das Lumen gelb gefärbt, die Zellulosewand wird blau gefärbt, die anderen Teile werden gelbgrün gefärbt.
Gewinnung von Fasern aus Hanfstängeln Die Reife ist ein wichtiger Parameter für Fasern, die in industriellen Anwendungen verwendet werden sollen. Die Reife einer einzelnen Faser erfolgt von außen nach innen mit der Ausbildung der Sekundärwand. Im reifen Sack sind die Zellwände dünn und das Lumen nimmt ein kleines Volumen ein. Die Entwicklung der Sekundärwand beginnt während der Wachstumsphase der Pflanze und setzt sich nach der Blüte fort. Die Fasereigenschaften variieren je nach Erntezeitraum der Pflanze, daher sollte der richtige Erntezeitraum entsprechend der gewünschten Faserqualität ausgewählt werden. Unten ist ein Cannabisfeld in der Erntezeit.
Je nach gewünschter Faserreife kann die Ernte nach folgenden Methoden erfolgen:
1. Nach der Blüte der männlichen Pflanzen werden die männlichen Pflanzen geerntet.
2. Nach der Bestäubung werden männliche und weibliche Pflanzen geerntet, damit auch die Faser weiblicher Pflanzen genutzt werden kann.
3. Nach der Samenbildung werden männliche und weibliche Pflanzen geerntet. Bei dieser Methode ist die Faserproduktion zweitrangig und der Hauptzweck ist die Gewinnung von Samen.
Der Prozess der Trennung der Fasern von den Stängeln nach der Ernte ist ähnlich wie bei Flachsfasern, für diesen Prozess werden Methoden wie mechanische Methode, Tauhaltung, Pooling-Methode, chemische Methode und Enzymbehandlungsmethode verwendet. Ziel ist es hier, durch Entfernung der holzigen Anteile Fasern zu gewinnen.
Chemische Struktur der Hanffaser Hanf, eine natürliche Zellulosefaser, enthält Verunreinigungen wie Hemizellulose, Lignin und Pektin sowie Zellulose. Die chemischen Bestandteile von Hanffasern zusammen mit einigen anderen natürlichen Zellulosefasern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Es ist wichtig, die in den Fasern enthaltenen Nicht-Cellulose-Materialien zu untersuchen, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Fasern besser zu verstehen und die in der Produktion anzuwendenden Prozesse effizient auszuwählen. Hanffasern entstehen durch die Kombination vieler Elementarfasern.
Elementarfasern werden dank Pektingummi zusammengeführt. Pektinsubstanzen sind strukturelle Polysaccharide und haben eine hohe Wasserhaltekapazität. In Hanffasern kommt Pektin in der Primärwand und der Mittellamelle vor. In der Mittellamelle ist Pektin mit Lignin umhüllt. Lignin ist nach Zellulose das zweithäufigste Biopolymer der Welt. Anders als Zellulose hat es aromatische und aliphatische Gruppen. Sein Hauptbestandteil kann als 4-Alkylcatechol betrachtet werden. Die Struktur des Ligninmoleküls ist unten gezeigt.
Lignin ist ein schwer abbaubares Molekül und resistent gegen Enzyme. Das Überleben von Pflanzen, die über dem Erdboden wachsen, wird durch Lignin gewährleistet. Lignin erhöht die Reaktivität der Fasern, verleiht den Fasern aber auch einen harten Griff.
Eine weitere Nicht-Zellulose-Komponente in Hanffasern ist Hemizellulose. Hemicellulosen sind heterogene Polymere aus Pentose, Hexose und Zuckersäuren. Anders als Zellulose haben sie keine homogene chemische Struktur. Diese Verbindungen verleihen der Faser wichtige Eigenschaften wie Atmungsaktivität und Wärmeisolierung.
Wirkung von Chemikalien auf Hanffasern
Aufgrund der Zellulosenatur der Fasern werden sie durch konzentrierte anorganische Säuren geschädigt. Schwache Säuren führen bei Temperaturanstieg zu Festigkeitsverlust. Wenn eine Behandlung mit Säuren erforderlich ist, ist es sinnvoll, organische Säuren zu wählen. Hanffasern sind sehr beständig gegen Alkalien. Besonders baumwollisierte Hanffasern sind sehr widerstandsfähig gegenüber basischen Prozessen. Die Fasern schmelzen in heißen dichten Basen, und bei Verwendung von kalten dichten Basen quellen die Fasern und es entsteht ein mercerisierter Effekt. Organische Lösungsmittel, einschließlich Trockenreinigungslösungen, schädigen Hanffasern nicht. Es ist sehr widerstandsfähig gegen Mikroorganismen.
Physikalische Struktur der Hanffaser Die physikalischen Eigenschaften der Fasern bestimmen maßgeblich die herzustellende Gewebestruktur und die Gebrauchseigenschaften des Gewebes. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigen physikalischen Eigenschaften von Hanffasern.
Wie in der folgenden Tabelle zu sehen ist, sind Hanffasern anderen Zellulosefasern in Bezug auf einige physikalische Eigenschaften überlegen. Hanffasern sind Naturfasern, die eine sehr gute Festigkeit, Haltbarkeit und Saugfähigkeit bieten. Aufgrund der langen Fasern gibt es bei aus Hanffasern hergestellten Stoffen kein Pilling- oder Pilling-Problem.
Bei 20 oC absorbiert es 65 % unter 12 % RH und 95 % unter 30 % RH. Diese Werte sind höher als bei Baumwolle und Leinen. Neben diesen Eigenschaften sind weitere wichtige Anwendungsvorteile von Hanf, dass es sehr gute elektrostatische Eigenschaften aufweist, UV-Schutz bietet und keine allergischen Reaktionen hervorruft.
ÖKOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN DER HANFFASER
Die ökologische Landwirtschaft ist ein Produktionssystem mit einem hohen Maß an Kontrollierbarkeit, das darauf abzielt, die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu schützen und eine nachhaltige Produktion ohne Zerstörung der natürlichen Ressourcen und des Ökosystems anzustreben. Die Verwendung von Bio-Produkten wird allmählich zu einer Lebenseinstellung. Bio-Produkte, die früher aus gesundheitlichen Gründen bevorzugt wurden, werden nun auch gefordert, um die Umwelt zu schonen und ungestört an nachfolgende Generationen weitergegeben zu werden. Nach Angaben der zuständigen Institutionen werden 10-12 % der Treibhausgasemissionen weltweit direkt durch die Landwirtschaft verursacht, indirekte Emissionen sind in dieser Quote nicht enthalten. Der Einsatz von synthetischen Düngemitteln, Pestiziden und gentechnisch veränderten Organismen ist im ökologischen Landbau verboten. Dadurch soll die Belastung von Luft, Wasser und Boden minimiert und Ressourcen geschont werden.
Trotz des hohen Wasser-, Pestizid- und Düngemittelbedarfs von Baumwolle, der am häufigsten verwendeten Naturfaser in der Textilindustrie, und Flachs, der weit verbreitet ist, und der Beziehung von synthetischen Fasern zu fossilen Brennstoffquellen, ist es wichtig, dass Hanf verwendet werden kann ohne Düngemittel und Pestizide angebaut, um Boden und Umwelt zu schonen. Zudem ist die Faserausbeute von Hanf deutlich höher. Diese Situation zeigt die Eignung von Hanf für die Herstellung von Bio-Produkten. Cannabis ist eine Kulturpflanze, die für die Fruchtfolge geeignet ist. Besonders die Weizenpflanzung im September und die Cannabisernte im September schaffen einen sehr geeigneten Boden für die Rotation. Die Cannabispflanze vernichtet jedoch Unkraut und kann für die nächste Ernte in einem reichhaltigen Bodentyp wachsen.
HANF-SYS
HEMP-SYS ist ein von der Europäischen Union im Rahmen des Programms „Quality of Life and Management of Living Resources“ gefördertes Projekt. Das Projekt startete am 1. November 2002 und wurde innerhalb eines 3-Jahresplans umgesetzt. Das Hauptziel des Programms ist die Entwicklung einer innovativen, wettbewerbsfähigen und nachhaltigen hanfbasierten Textilindustrie und die Herstellung von Produkten mit hoher Wertschöpfung. Im Rahmen des Projekts sollen in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen und industriellen Partnern folgende Schritte durchgeführt werden:
a) Etablierung einer ökologisch nachhaltigen Produktionskette, die für hochwertige Hanffasern entwickelt wurde, und Ausweitung dieses Phänomens auf alle Verarbeitungsschritte von der Faserherstellung bis zum Endprodukt
b) Aufbau eines effektiven und weit verbreiteten Marktes für Hanftextilien und einer wirtschaftlichen Infrastruktur
c) Die Verbreitung von Informationen zu diesem Thema durch fortgeschrittene Kommunikationsmittel, sogar dieses Projekt selbst zeigt die Bedeutung, die entwickelte Länder Hanftextilien beimessen.
ANWENDUNGSBEREICHE VON HANFFASER
Hanffasern werden aufgrund ihrer überlegenen Eigenschaften wie hohe Festigkeitseigenschaften, hohe Feuchtigkeitsaufnahme und Atmungsaktivität, kein Pilling, organische Produkte, antibakterielle Eigenschaften, UV-Schutz und gute elektrostatische Eigenschaften bei der Verwendung von Produkten mit hohem Mehrwert verwendet. Es gibt eine Vielzahl von Produkten aus Hanffasern.
Shirt,
Hose,
Jacke,
T-Shirt,
Oberbekleidungsprodukte wie Röcke,
Unterwäscheprodukte,
Handtuch,
verliert,
Mopp,
Taschen und viele Textilprodukte wie diese lassen sich aus Hanffasern herstellen.
In diesen Produkten können 100 % Hanffasern verwendet werden, sowie Gewebe aus Hanf und anderen Fasermischungen. Damit Hanffasern mit Kurzstapelfasern gemischt werden können, müssen sie einem Cotonisierungsprozess unterzogen werden. Bei der Cotonisierung werden Hanffasern durch chemische oder biologische Prozesse wie Flachsfasern in Kurzstapelfasern umgewandelt.
Hanffasern werden auch bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen sowie Bekleidungs- und Heimtextilienprodukten verwendet. Gerade in den letzten Jahren hat es die Hanffaser geschafft, die Aufmerksamkeit der Automobilhersteller auf sich zu ziehen. Im Jahr 2002 wurden 2200 Tonnen Hanffasern in der Automobilindustrie in Deutschland und Österreich verwendet. Die Karosserieteile, der Spoiler, die Türverkleidungen und die Sitze des Autos bestehen aus Verbundmaterial, das aus Hanffasern gewonnen wird. Hanffasern werden auch als Isolationsmaterial für die Bauindustrie verwendet. Aber auch der aus der Hanfpflanze gewonnene Holzstoff außerhalb der Faser wird im Baubereich verwendet.
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