Design Report Heft 5/2001, High-Tech-Fasern aus der Natur

Der Verbund von Kunststoffen und verstärkenden Fasern zählt zu den Klassikern moderner Kunst-Materialien. Nach ihrer Erfindung vor rund einem halben Jahrhundert wurden sie sogleich von Avantgardedesignern begierig aufgenommen - erinnert sei an die Schalenstühle von Ray und Charles Eames aus Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). Inzwischen ist dieser Werkstoff etwas aus der Mode gekommen, da bedenklich in der Umweltbilanz und vergleichsweise umständlich in der Verarbeitung. Auch die Idee der Kombination von Kunst- und Naturstoffen ist nicht neu und spielte bekanntlich eine große Rolle in der Automobilproduktion der DDR: Die berühmte Plaste-Karosserie des Trabi war ein Verbund aus textilem Abfall und einem Duroplast.

Die Kombination von Kunst- und Naturstoffen erlebt zur Zeit eine beispiellose Renaissance. An Stelle von Stoffresten werden allerdings richtige Naturmaterialien verwendet, wie etwa Hanf-, Stroh- oder Flachsfasern. Dabei handelt es sich keineswegs nur um ein politisch korrektes aber minderwertiges Surrogat, sondern um überaus zeitgemäße Materialien, die manchem herkömmlichen Kunststoff sogar überlegen sind, denn die natürliche Struktur von Pflanzenfasern verschafft dem Ökoverbund eine hohe Belastbarkeit. Vor allem die Elastizität dieser Werkstoffe ist wesentlich höher als beim eher spröden glasfaserverstärkten Kunststoff. Die neuartigen Naturverstärkungen haben beim Einsatz in den Innenverkleidungen von Autos und Schienenfahrzeugen bereits die Serienreife erlangt, er findet sich gar in der noblen S-Klasse von Mercedes. Schätzungsweise 10.000 Tonnen des Materials wird die Autoindustrie in diesem Jahr verbrauchen. Doch die Pflanzenfasern müssen sich nicht länger mit solchen untergeordneten und unsichtbaren Anwendungen begnügen: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt zur Zeit Anwendungen, die nahezu symbolhaft die Belastbarkeit des Werkstoffs demonstrieren: Schutzhelme. Auch beim Braunschweiger Motorradhelm-Hersteller Schuberth laufen Entwicklungen in diese Richtung. Die pflanzlichen Fasern werden hier in einen Pflanzenöl-Polymer eingebunden, ein Helm besteht so zu 85 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen.

Gestalterisch interessant ist, dass hierbei wie zu Eames Zeiten die typische faserige Oberflächenstruktur des Verbundstoffes zur Geltung kommt. Diese eigentümliche Optik könnte sich zu einem neuen Trend entwickeln: Im März stellte der Computer-Monitor-Produzent ADI Kulkoni auf der Cebit den ersten Bildschirm mit Gehäuse aus einem Flachsfaserverbundwerkstoff vor. Die Oberfläche ist dabei von plastikgleicher Glätte, unlackiert bleiben aber die Pflanzenfasern deutlich sichtbar. Waren die Cebit-Prototypen noch aus gepressten Faser-Matten hergestellt, wird die im Herbst anlaufende Serienproduktion im Spritzgussverfahren produziert werden (zur Verarbeitung von Bio-Polymeren in diesem Verfahren s. design report 02/01). Das Natur-Gehäuse soll nicht wesentlich teurer sein als die Kunststoff-Konkurrenz.

Während für diese hochwertigen Einsätze die Pflanzenfasern oft noch aufbereitet werden müssen, gibt es auch Aufgaben, bei denen sogar Abfallprodukte verwendet werden können, die ohnehin kilotonnenweise anfallen etwa Pflanzenfasern aus den Ölpalmen-Plantagen Süd-Ost-Asiens. Bisher wurden die lästigen Überbleibsel der Lebensmittelherstellung der thermischen Verwertung zugeführt, sprich: verbrannt. Am Fraunhofer-Institut für Holzforschung arbeitet man daher, in enger Koordination mit malaysischen Experten an der Verwendung der Pflanzenfaser für MDF-Platten. Laut Fraunhofer-Wissenschaftler Volker Thole stehen die Platten ihren aus Holzspänen erzeugten Konkurrenten in nichts nach. Die großindustrielle Produktion ist bereits angelaufen. Das Verfahren muss nicht auf Asien beschränkt bleiben, denn auch andere Pflanzenfasern sind geeignet (Flachs-Reste hat man auch hierzulande vor einigen Jahrzehnten noch Spanplatten zugeschlagen). In Nordamerika könnte man Stroh verwenden, in Afrika fallen Fasern von Zuckerrohr, in Südamerika die des Bambus an.

Apropos Bambus: Einen eindrucksvollen Beweis für die Belastbarkeit der Naturröhren vollführte der kolumbianische Architekt Simon Velez auf der Hannoveraner Expo an seinem Pavillon für

die Umweltschutzorganisation Zeri. Seine mit Zement ausgegossenen Bambusrohre erreichten die Belastbarkeit von Stahl- und Betonkonstruktionen.