Wunderfaser Wolle

 

Merinowolle in Vliesform

Warum wir Wert darauf legen, dass  Wolle in die Matratze eingearbeitet wird

Die Antwort ist einfach, weil wir nur positive Erfahrungen mit Wolle gesammelt haben, das betrifft ihre Selbst-Reinigungsfähigkeiten, ihre Fähigkeiten zur Temperatur- und Feuchtigkeitsregulierung, ihre Unempfindlichkeit gegen Schimmelbildung und einiges mehr.

Da wir diese wunderbaren Eigenschaften der Wolle in unseren Veröffentlichungen immer wieder behauptet haben, möchten wir wenigstens an dieser Stelle Begründungen dafür liefern. Leider ist uns das nicht in einfachen Worten möglich. Wir glauben aber, dass diese Abhandlung trotz vieler biologischer und chemischer Termini auch für Laien interessant sein kann.

Der erste Abschnitt des Textes beschäftigt sich mit dem Aufbau der Faser und über das Temperatur- und Feuchtigkeitsverhalten. Der zweite Abschnitt erklärt die eigentümliche Selbstreinigung der Wolle und ihr außerordentliches Bindungsvermögen.

Unser Hauptratgeber war dabei die Schrift „Wool, Nature´s wonder fibre“ von John. D. Leeder, veröffentlicht von „Australasian Textile Publisher“, 1964, Victoria, Australia

Schafwolle ist wie alle tierischen Fasern eine Protein- oder Eiweißfaser, die sehr kompliziert aufgebaut ist. Es handelt sich dabei hauptsächlich um den Gerüsteiweißstoff, auch Skleroprotein oder Keratin genannt. Eiweiß ist nicht wie Cellulose ein immer gleichbleibendes, sich aneinanderreihendes Einzelmolekül, sondern wird aus etwa 20 verschiedenartigen Einzelmolekülen unterschiedlicher Größe und Reihenfolge gebildet, die man Aminosäuren nennt.

Es ist charakteristisch für die Aminosäuren, dass sie sowohl Säuren als auch Basen zugleich sind (amphotischer Charakter) und dadurch die vielfältigsten Verbindungen eingehen können (siehe z.B. unter Reinigungskräfte)

Die verschiedenen Aminosäuren reihen sich aneinander und bilden ein Kettenmolekül, welches als Peptidkette bezeichnet wird. Die Peptide ordnen sich zu einer Hauptkette mit diversen Seitenketten und sind durch ihre Form, Größe und Anzahl der Seitenketten bestimmend für die Art des Eiweißes und die Eigenschaften der Faser.

Die Anordnung der Polypeptidketten im Raum: Zwei bis drei dieser Peptldketten sind vermutlich seilartig miteinander verdreht und bilden die kleinste ausmachbare Grundfaser, die sogenannte Protofibrille. Die nächst höhere Struktur ist die Mikrofibrille, sie läßt sich deutlich mit dem Elektronenmikroskop erkennen und setzt sich aus 11 Protofibrillen zusammen. Neun davon bilden einen Kreis, zwei befinden sich im Inneren dieses Ringes. Die Mikrofibrillen ordnen sich, abgegrenzt durch amorphe Zwischenräume, zu einem größeren Fibrillenbündel, der Makrofibrille. Die Makrofibrillen schließlich bilden spindelförmige Cortexzellen, aus denen sich der Faserstamm (Cortex) zusammensetzt.

Schafwolle besteht wie alle Haare aus drei Aufbauelementen, der Cuticula (Schuppendecke) als Außenhülle, dem Cortex als eigentlichem Faserstamm und bei den gröberen Wollen aus dem Markkanal. Die Schuppenzelle der Cuticula besteht aus mehreren Schichten und dient dem Schutz der Faser. Die Cuticula hat die Eigenschaft, nur Wasserdampf nicht aber flüssiges Wasser ins Faserinnere durchzulassen. Sie ist darüber hinaus hydrophob und läßt das Wasser abperlen. Bei einem größeren Feuchtegehalt der Luft jedoch und nach Aufnahme einer bestimmten Feuchtigkeitsmenge ändert sich das. Die Oberfläche der Wolle ist dann durchgängig benetzbar. Man vermutet, dass beim Verdunsten der Flüssigkeit einzelne Moleküle als Wasserdampf eine so große Energie besitzen, dass sie den Potentialwall der Peptidkristalle durchbrechen und in den amorphen Zonen der Faser gebunden werden. Mit zunehmender Feuchte werden auch freie Flüssigkeitsmoleküle angelagert.

Wolle kann aus der umgebenden Atmosphäre bis zu etwa 35% Feuchtigkeit aufnehmen. Interessant ist dabei, dass die Schurwolle bei verhältnismäßig geringer Luftfeuchtigkeit relativ viel Wasser aufnehmen kann, bei höherer Luftfeuchtigkeit in der Proportion aber viel weniger. Eine Folge dieser ausgeprägten Hygroskopizität ist, dass Wolle sich unter normalem Raumklima nicht elektrisch aufladen kann.

Wolle bleibt auch in völlig nassem Zustand noch füllig und wärmehaltend. Die Absorption von Feuchtigkeit ist stets mit einer Wärmeabgabe verbunden. Wolle erzeugt in diesem Fall selbst Wärme, fast dreimal soviel wie z.B. Baumwolle. Auch die Elastizität bleibt bei der Feuchtigkeitsaufnahme weitgehend erhalten. Die Faser springt nach dem Zusammendrücken wieder auf und klumpt nicht zusammen. In feuchter Wärme, vor allem bei der Anwesenheit geringer Mengen Alkalien, läßt sich Wolle durch Reiben, Stauchen oder Drücken leicht verfilzen. Das Filzvermögen der Wollfaser beruht vor allem auf dem Vorhandensein der Schuppen und wird durch die Kräuselung begünstigt

Mikrostruktur der Wollfaser

Schafwolle ist wie alle tierischen Fasern eine Protein- oder Eiweißfaser, die sehr kompliziert aufgebaut ist. Es handelt sich dabei hauptsächlich um den Gerüsteiweißstoff, auch Skleroprotein oder Keratin genannt. Eiweiß ist nicht wie Cellulose ein immer gleichbleibendes, sich aneinanderreihendes Einzelmolekül, sondern wird aus etwa 20 verschiedenartigen Einzelmolekülen unterschiedlicher Größe und Reihenfolge gebildet, die man Aminosäuren nennt.

Es ist charakteristisch für die Aminosäuren, dass sie sowohl Säuren als auch Basen zugleich sind (amphotischer Charakter) und dadurch die vielfältigsten Verbindungen eingehen können (siehe z.B. unter Reinigungskräfte)

Die verschiedenen Aminosäuren reihen sich aneinander und bilden ein Kettenmolekül, welches als Peptidkette bezeichnet wird. Die Peptide ordnen sich zu einer Hauptkette mit diversen Seitenketten und sind durch ihre Form, Größe und Anzahl der Seitenketten bestimmend für die Art des Eiweißes und die Eigenschaften der Faser.

Die Anordnung der Polypeptidketten im Raum: Zwei bis drei dieser Peptldketten sind vermutlich seilartig miteinander verdreht und bilden die kleinste ausmachbare Grundfaser, die sogenannte Protofibrille. Die nächst höhere Struktur ist die Mikrofibrille, sie läßt sich deutlich mit dem Elektronenmikroskop erkennen und setzt sich aus 11 Protofibrillen zusammen. Neun davon bilden einen Kreis, zwei befinden sich im Inneren dieses Ringes. Die Mikrofibrillen ordnen sich, abgegrenzt durch amorphe Zwischenräume, zu einem größeren Fibrillenbündel, der Makrofibrille. Die Makrofibrillen schließlich bilden spindelförmige Cortexzellen, aus denen sich der Faserstamm (Cortex) zusammensetzt.

Schafwolle besteht wie alle Haare aus drei Aufbauelementen, der Cuticula (Schuppendecke) als Außenhülle, dem Cortex als eigentlichem Faserstamm und bei den gröberen Wollen aus dem Markkanal. Die Schuppenzelle der Cuticula besteht aus mehreren Schichten und dient dem Schutz der Faser. Die Cuticula hat die Eigenschaft, nur Wasserdampf nicht aber flüssiges Wasser ins Faserinnere durchzulassen. Sie ist darüber hinaus hydrophob und läßt das Wasser abperlen. Bei einem größeren Feuchtegehalt der Luft jedoch und nach Aufnahme einer bestimmten Feuchtigkeitsmenge ändert sich das. Die Oberfläche der Wolle ist dann durchgängig benetzbar. Man vermutet, dass beim Verdunsten der Flüssigkeit einzelne Moleküle als Wasserdampf eine so große Energie besitzen, dass sie den Potentialwall der Peptidkristalle durchbrechen und in den amorphen Zonen der Faser gebunden werden. Mit zunehmender Feuchte werden auch freie Flüssigkeitsmoleküle angelagert.

Wolle kann aus der umgebenden Atmosphäre bis zu etwa 35% Feuchtigkeit aufnehmen. Interessant ist dabei, dass die Schurwolle bei verhältnismäßig geringer Luftfeuchtigkeit relativ viel Wasser aufnehmen kann, bei höherer Luftfeuchtigkeit in der Proportion aber viel weniger. Eine Folge dieser ausgeprägten Hygroskopizität ist, dass Wolle sich unter normalem Raumklima nicht elektrisch aufladen kann.

Wolle bleibt auch in völlig nassem Zustand noch füllig und wärmehaltend. Die Absorption von Feuchtigkeit ist stets mit einer Wärmeabgabe verbunden. Wolle erzeugt in diesem Fall selbst Wärme, fast dreimal soviel wie z.B. Baumwolle. Auch die Elastizität bleibt bei der Feuchtigkeitsaufnahme weitgehend erhalten. Die Faser springt nach dem Zusammendrücken wieder auf und klumpt nicht zusammen. In feuchter Wärme, vor allem bei der Anwesenheit geringer Mengen Alkalien, läßt sich Wolle durch Reiben, Stauchen oder Drücken leicht verfilzen. Das Filzvermögen der Wollfaser beruht vor allem auf dem Vorhandensein der Schuppen und wird durch die Kräuselung begünstigt.

Reinigungskräfte der Schafwolle

Der Cortex der Schafwolle ist bilateral, er besteht aus dem chemisch resistenteren Paracortex und dem weniger resistenten Orthocortex. Para- und Orthocortex sind lianenähnlich ineinander verschlungen und verhalten sich unterschiedlich gegenüber Feuchtigkeit. Die Parastruktur nimmt zwei Prozent Feuchtigkeit weniger auf als die Orthostruktur. Wenn nun Feuchtigkeit in die Wollfaser zieht, quillt die eine Zellart stärker auf als die andere, und da beide Faserarten fest miteinander verwunden sind, kommt ständig Bewegung in die Haarfaser. Dadurch kommt ein mechanischer Selbstreinigungsprozeß zustande.

Noch entscheidender ist das chemische Selbstreinigungsvermögen, denn Schafwolle absorbiert giftige Chemikalien: Es ist die komplexe chemische und physikalische Struktur der Wollfaser, die ihr die Fähigkeit verleiht, eine große Zahl von Chemikalien zu absorbieren oder mit denselben chemisch zu reagieren. Nehmen wir z.B. Salzsäure. Wolle enthält in seinen Proteinen ca. 900 mikromol/g anionische funktionelle Gruppen, welche mit Protonen von Mineralsäuren wie Salzsäure oder Schwefelsäure chemisch reagieren.
Es handelt sich um eine Neutralisationsreaktion. Man kann leicht ausrechnen, dass 1 kg Wolle nicht weniger als 100 g konzentrierte wäßrige Salzsäure durch Reaktion im Faserinnern unschädlich machen kann.

Schwache und mittelstarke Säuren werden nach einem anderen Mechanismus von den Wollproteinen gebunden und zwar durch Ausbildung von Wasserstoffbrücken. Ähnlich werden auch die Wassermoleküle bei der Sorption (Aufnahme) von Wasserdampf durch Wolle gebunden. Schwefeldioxid, ein Bestandteil des sauren Regens, wird ebenfalls von den Wollproteinen gebunden und reagiert chemisch mit den Dlsulfidgruppen des in Wolle reichlich vorkommenden Cystins. Dies ist der Grund, warum Wollteppiche das Raumklima verbessern. Sie machen das auch in den Innenräumen vorhandene Schwefeldioxyd durch Absorption und chemische Reaktion unschädlich.

Wolle reagiert nicht nur mit Phenolen (Kohlenstoffverbinungen auf der Grundstruktur des Benzols, ein starkes physiologisches Gift), sondern auch mit toxischen Komponenten (im Zigarettenrauch) und diversen krebserzeugenden Verbindungen. Es ist auch lange bekannt, dass Wolle mit Formaldehyd, Acrolein und Crotonaldehyd reagiert (auch im Zigarettenrauch enthalten).
(M. Lipson, I.M. Morgan und R.M. Hoskinson im Applied Polymer Symposium No. 18. Seite 681 von 1971, zitiert bei Leeder a.a.’O)

Ferner reagiert Wolle gegenüber giftigen Metallverbindungen wie Quecksilber und Blei. Die Reaktionsfähigkeit gilt sogar gegenüber radioaktiven Kobalt- und Uransalzen. U.a. kann Wolle bis zu 30 % ihres Gewichtes an Quecksilber aus verseuchten Gewässern aufnehmen

(M. S. Masri und M. Friedman, Journal of Applied Polymer Science Vol 18, Seite 2367 von 1974, zitiert bei Leeder a.a.O.)