Projekt 07327/01

Entwicklung einer Textildruckpaste auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Projektdurchführung

KATALYSEInstitut für angewandte Umweltforschung e. V.
Volksgartenstr. 34
50677 Köln

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des beantragten Projektes ist es, innerhalb eines Bearbeitungszeitraumes von einem Jahr eine schwermetallfreie Druckpaste ausschließlich auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln und ein umfangreiches Spektrum farblicher Nuancen am Markt anzubieten. Die Farbpigmente werden aus pflanzlichen Farbstoffen und das Bindemittel- und Verdickungssystem aus geeigneten natürlichen Harzen und Ölen hergestellt. Die mit unserem Kooperationspartner geplante Entwicklung einer qualitativ hochwertigen Druckfarbe aus nachwachsenden Rohstoffen soll einen signifikanten technischen und ökologischen Vorsprung gegenüber den derzeit angebotenen natürlichen mineralischen Druckfarben darstellen. Zugleich wird damit Anbau und Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe nachhaltig gefördert und vorangetrieben.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt gliedert sich in drei Bearbeitungsschritte: Entwicklung einer pflanzlichen Bindemittelpaste und eines pflanzlichen Verdickungssystems, Entwicklung von lichtechten schwermetallfreien Pflanzenfarbenpigmenten sowie die praktische Erprobung und fortlaufende Weiterentwicklung. Ein wesentliches Merkmal des gesamten Projektes ist, daß nur in sehr geringem Umfang theoretisches wissenschaftliches Arbeiten notwendig ist, als vielmehr praktisches Experimentieren mit verschiedenen Rohstoffen und Rezepturen im Mikromaßstab und der sich daran immer wieder anschließenden Erprobung in der Industrie üblichen Andruckverfahren (Sieb, Rakel). Die Versuchsreihen werden u.a. mit verschiedenen Baumharzen, Wachsen, Standölen (Leinöl, Distelöl), Chitosan etc. durchgeführt. Bei der Entwicklung der Bindemittelpaste ist der Einsatz von Chitosan als ein relevanter Rohstoff geplant. Durch die Zumischung von Chitosan lassen sich aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften die Trocknungszeiten während des Druckverlaufs vermutlich deutlich verkürzen und die Gefahr des Verschleppens und Verquetschens von Farbe wird gleichzeitig minimiert. Neben der Bindemittelpaste mit seinem Verdickungssystem ist das Farbpigment ein wesentlicher Einflußfaktor auf die Qualität des Bedruckens textiler Flächen. Von besonderer Bedeutung sind das färberische Verhalten, die Echtheitseigenschaften und der chemische Bau des Farbstoffmoleküls. Als Entwicklungsziel sind hier Werte definiert, die einen qualitativ guten schwermetallfreien Textildruck ermöglichen sollen und in der Größenordnung lichtechter und schwermetallfreier synthetischer Farbpigmente liegen. Für die verschiedenen Farbpigmente sollen möglichst hohe Lichtechtheiten erreicht werden. Unter textildrucktechnischen Anwendungsmöglichkeiten des Siebdruckes wird die technische Erprobung unter den Hauptqualitätskriterien Farbgebung der Textildruckpaste, Echtheiten der Textildruckfarbe und Trageeigenschaften der Textildruckpaste durchgeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Ziel des geförderten Projektes war die Entwicklung von drei pflanzlichen Textildruckfarben. Diese Zielstellung wurde erreicht. Die zu Beginn des Projektes von den Projektbearbeitern aufgestellten hohen technischen und qualitativen Anforderungsprofile an die zu entwicklenden pflanzlichen Textildruckfarben und ihre Komponenten konnten realisiert werden. Es entstanden vier vollkommen neuartige, technisch und qualitativ hochwertige Siebdruckfarben. Die Druckfarben können durch Änderung der Pigmentanteile und durch Mischen verschiedener Pigmentdispersionen in ihrer Farbintensität und Farbpalette variabel gestaltet bzw. erweitert werden.Der innovative Charakter der neuen Druckfarben besteht insbesondere in der Herstellung schwermetall-, AOF- und AOX-freier Druckfarben auf der Basis nachwachsender Rohstoffe und Färbepflanzen. Die Druckfarben sind bis heute konkurrenzlos und die einzigsten, die reine pflanzliche Pigmentdispersionen enthalten. Durch den Einsatz von Chitosan als Verdickungsmittel in der Druckpaste wird es möglich eine absolute Freiheit von chemischen Lösemittel im Siebdruckverfahren zu ermöglichen. Anhaftungen und Reinungsvorgänge können unproblematisch mit Wasser ohne Zusatz von Spezialreinigungsmitteln vorgenommen werden.Bei der Herstellung der pflanzlichen Druckfarben entstehen keine als Sondermüll zu entsorgende Abfälle; Fehlmischungen und Reinigungsrückstände können problemlos kompostiert oder als Gewerbemüll entsorgt werden. Verarbeitungstests haben gezeigt, daß die entwickelten Druckfarben problemlos verarbeitet werden können, wobei in den Abläufen und im Handling keine Unterschied zu synthetischen Druckfarben bestehen. Die technische Qualität der neuen Textildruckfarben entspricht den allgemein bekannten Qualitäten syntethischer Druckpasten. Hinsichtlich des Arbeitsschutz ist eine deutliche Entlastung der Arbeitsplatzbelastung zu verzeichnen, da die pflanzlichen Druckfarben ohne chemische Lösungsmittel auskommen. Beim Drucken des Textils mit den neuen Druckfarben entstehen keine problematischen oder giftigen Abwässer. Farbreste aus den pflanzlichen Druckfarben können aus dem Abwasser filtriert und nach ihrer Trocknung kompostiert werden. Nach dem heutigen Stand des Wissens sind durch die pflanzlichen Druckfarben keinerlei gesundheitliche Beeinträchtigungen des Endverbrauchers zu befürchten. Die Gebrauchseigenschaften der neuen Textildruckpasten weisen hohe Licht- und Waschechtheiten (3,7 bis 7) auf. Nach einer ersten Abschätzung werden die Endverkaufspreise von Textilien zwischen 5 und 10 Prozent höher als bei der Verwendung synthetischer Druckfarben liegen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Vorbereitungen für die Markteinführung der pflanzlichen Druckfarben haben inzwischen begonnen. Fragen der Kennzeichnung, der Produktbezeichnung, der Verpackung und des Marketing müssen geklärt und gelöst werden sowie Farbkarten mit den verschiedenen Farbintensitäten und -nuancen erstellt werden. Für Herbst 1997 ist eine Vorstellung der neuen Druckfarbenprodukte im Rahmen einer Pressekonferenz und einer geeigneten Messe vorgesehen.


Fazit

Die im Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, daß die Realisierung und Herstellung von reinen pflanzlichen Druckfarben auf Basis nachwachsender Rohstoffe unter Berücksichtigung der hohen Anforderungen von Textildruckereien und VerbraucherInnen möglich ist. Die technischen Qualitäten der Druckfarben als auch die Gebrauchseigenschaften (wie z.B. Wasch- und Lichtechtheiten) der bedruckten Textilien entsprechen in allen Parametern weitestgehend den Werten, die synthetische Druckfarben erreichen