Erstes Unternehmen in der EU produziert Rohstoff mit großem Einsatzpotential: Deutsche Basalt Faser GmbH
Ob im Beton oder als Strukturbauteile des Automobils: Basaltfasern, gezogen aus vulkanischem Gestein, sind dank ihrer Vorteile eine Alternative zu herkömmlichen Rohstoffen wie Glas- oder Carbonfasern. Das Verfahren zur Herstellung wird heute in Sachsen-Anhalt angewendet und wurde in Georgien entwickelt.
In der damaligen UdSSR schätzte man die Basaltfaser. Zu Sowjetzeiten wurde das Material, dessen erste Herstellung 1963 in der Akademie für Naturwissenschaften in Tiflis, der Hauptstadt Georgiens, stattfand, in der Raumfahrt eingesetzt - man sprach nur ungern darüber. 1998 konnte das Verfahren zum effizienten Herstellen kontinuierlich gezogener Basaltfasern weiterentwickelt werden. „Die Technologie hat mein Großvater entwickelt, mein Vater hat sie 2008 nach Deutschland gebracht.“ Georgi Gogoladze führt das georgisch-deutsche Unternehmen, die Deutsche Basalt Faser GmbH Sangerhausen in Sachsen-Anhalt, seit 2017. Das Unternehmen ist das einzige in der EU, das die Fasern produziert und damit eine Nische zwischen der Glas- und der Karbonfaser ausfüllt.
Vorteile des Naturprodukts
Wobei die Nische nicht mehr lange eine sein dürfte, bietet der Rohstoff doch „unglaublich viele Anwendungsmöglichkeiten“, wie Georgi Gogoladze sagt. Im Vergleich zu Glasfasern, nur als ein Beispiel, weisen solche aus Basalt eine höhere Zugfestigkeit auf. Sie sind korrosionsbeständig, haben eine hohe chemische Beständigkeit, sind nicht lungengängig und damit für die Gesundheit unbedenklich. Sie können bei Temperaturen zwischen minus 260 und plus 750 Grad Celsius eingesetzt werden, was sie sogar für den Einsatz in Luft- und Raumfahrt interessant macht. Ihre Herstellung benötigt weniger Arbeitsgänge und generiert deutlich weniger Kohlendioxid. Damit hat das Naturprodukt den niedrigsten CO2-Fußabdruck im Vergleich zu herkömmlichen mineralischen Fasern. Und es ist vollständig recyclebar. „Die Fasern sind zwar noch teurer“, sagt Georgi Gogoladze, „aber mit steigender Produktionsmenge wird sich das ändern.“
Vielfältiger Einsatz
Der Rohstoff, Basaltgestein vulkanischen Ursprungs, findet sich in 60 Prozent der Erde. In Sangerhausen wird das Material in Schmelzöfen bei 1400 Grad Celsius zurück in den Lavazustand versetzt und dann durch Edelmetalldüsen zu feinen Filamenten gezogen. 13 Mikrometer sind diese stark. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 20 Mikrometer dick! Zum Einsatz kommt das Material, weiterverarbeitet, vor allem im Leichtbau, dem Baugewerbe oder der Autoindustrie. Als Integrale Faser beispielsweise. Die Methode zu deren Herstellung hat das Unternehmen vor zwei Jahren gemeinsam mit der TU Dresden entwickelt. Die alkalisch beständigen Fasern werden Beton beigemischt oder ausschließlich verwendet, eine umweltfreundliche und ressourcenschonende Bauweise. Der Baustoff wird damit dauerhafter, da die Fasern auch unter extremen Bedingungen nicht geschädigt werden, was den Einsatz bei Industriefußböden oder beim Tunnelbau interessant macht. Zudem kann der Beton als Bauschutt wiederverwertet werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien nämlich, wie Stahl oder Karbon, kann die Basaltfaser als Naturprodukt im Beton verbleiben.
Rissbildung geringer
Zum Einsatz im Straßenbau kann wiederum Geogrid genutzt werden - ein biaxiales Geflecht, in variablen Maschenweiten gewoben. Die Zugfestigkeit der Basaltfaser minimiert die Rissbildung im Straßenbelag. Zum Vergleich: Die Zugfestigkeit von Basaltfasern ist dreimal so hoch wie bei Stahl und dabei viermal leichter. Und: Geogrid dehnt sich um 1,5 Prozent aus, herkömmliche Bewehrungsmaterialien aus Kunststoff um zehn Prozent!
Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale), Sachsen-Anhalt, forscht das Unternehmen gerade am Einsatz der Faser in der Kunststoffbewehrung. „Die Thermoplaste ist besonders interessant für die Autoindustrie“, sagt Georgi Gogoladze, „eingesetzt als Strukturteile in der Karosserie. Damit wird eine höhere Schlagfestigkeit erreicht als bei Carbon.“ Noch, sagt Georgi Gogoladze, werde an dem bilateralen Projekt geforscht, mit Produktionsbeginn rechnet er im kommenden Jahr. Ebenfalls mit Blick auf die Autoindustrie wird derzeit zudem an der Beigabe von Basaltfasern in Bremsbeläge gearbeitet.
Die hohe Temperaturbeständigkeit der Basaltfaser macht sie auch als Isolationsmaterial interessant. In Sangerhausen wird ein Garn produziert, das mittels Nadelvliestechnologie in zu einem Basaltvlies verarbeitet wird. Seine Fasern sind nicht brennbar, nicht lungengängig und aufgrund ihrer Dichte genauso wärmeleitfähig wie herkömmliche Produkte. Und dabei dünner: Nur acht Millimeter dick ist der Vliesstoff. Noch ein Vergleich: Steinwolle ist 60 Millimeter dick! Damit drängt sich der Einsatz als Dämmstoff gerade auf, verbleibt doch bei der Innenisolierung mehr Wohnraum. Das Vlies ist aber auch für die Außen- und Dachdämmung prädestiniert; es ist unbedenklich hinsichtlich der Feuchtigkeitsaufnahme und vermodert nicht, und bei einem möglichen Brand entstehen keine Toxine.
Vorteil der Forschungslandschaft
An weiteren Produkten wird getüftelt. „Es gibt einen Pool von Forschungseinrichtungen, mit denen wir gemeinsam an Projekten arbeiten“, sagt Georgi Gogoladze. Die Technischen Universitäten aus Dresden und Kaiserslautern sind dabei, aber auch Institute aus Sachsen-Anhalt wie das Fraunhofer-Institut IMWS. Die Forschungslandschaft des mitteldeutschen Bundeslandes war einer der Standortfaktoren, der für die Niederlassung des Unternehmens in Sachsen-Anhalt sprach. Eine zentrale Lage samt günstiger Verkehrsanbindung und gute Förderbedingungen des Wirtschaftsministeriums kamen hinzu. Vier Millionen Euro hat die Deutsche Basalt Faser GmbH mittlerweile investiert, 15 Mitarbeiter arbeiten für das Unternehmen in Sangerhausen. Während das Schwesterunternehmen in Georgien vorrangig den Markt in Asien bedient, exportiert die Firma von Georgi Gogoladze in die Benelux-Staaten, nach Skandinavien und nach Osteuropa. 750 Tonnen pro Jahr werden ausgeliefert, die Aussichten auf eine Steigerung sind gut. Ihr Bekanntheitsgrad, sagt Georgi Gogoladze, sei gestiegen, immer häufiger würden sie angesprochen von Interessenten. „Der Rohstoff bietet einfach ein großes Potential an Einsatzmöglichkeiten.“
Autorin: Anja Falgowski
Lesen Sie HIER was Sachsen-Anhalt im Bereich Smart Materials zu bieten hat. HIER haben Materialien Grips.