Entwicklung einer Druckpaste 
mit pflanzlichen Farbpigmenten
 

Ich möchte Ihnen eine schwermetallfreie Druckfarbe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe vorstellen. Die Farbpigmente werden aus Färbepflanzen gewonnen und ohne Zusatz sonstiger Pigmente (z.B. Metalloxidmischphasenpigmente oder Erdfarben) in ein natürliches Bindemittel auf Basis einer Chitosan-Öl-Emulsion. 

Für die Entwicklung der Druckfarbe war meine Firma die Sehestedter Naturfarben verantwortlich. Für die Entwicklung der pflanzlichen Pigmentdispersionen wurde ein Unterauftrag an den Schweizer Farbstoffchemiker Karl Grieder vergeben. Wir beide verfügen über besondere Erfahrungen im Bereich Auftragsforschung und Entwicklung von Naturfarben sowie der Herstellung von Farbpigmenten aus Färbepflanzen. Das KATALYSE Institut übernahm die wissenschaftliche Begleitung, die toxikologische Bewertung und Absicherung der Rohstoffe. Die Entwicklung wurde gefördert durch die Deutsche Bundesumweltstiftung.

Neben den ökologischen Gründen, die für die Herstellung einer pflanzlichen Druckfarbe sprechen, waren auch rein marktwirtschaftliche Gesichtspunkte für die Umsetzung des Vorhabens ausschlaggebend. Es ist ein Marktpotential und Bedarf vorhanden, die bisher von keinem Druckfarben-Anbieter abgedeckt wird. Die wenigen im Markt angebotenen sog. "natürlichen" Druckfarben halten einer kritischen ökologischen Betrachtung nicht Stand und verfügen u.a. aus diem Grund nur über eine begrenzte Marktakzeptanz.

Deutliche Anzeichen eines aufnahmebereiten Marktes für natürliche Druckfarben existieren. Vor und während des Projektes wurden zahlreiche Gespräche mit potentiellen Kunden geführt (z.B. Alb Natur, Living Crafts und S. Reincke), die ihren Willen zum Einsatz dieser neuen Druckfarben bekundet haben. Für sie sind die Schwermetallfreiheit und die guten qualitativen Eigenschaften der neuen pflanzlichen Druckfarben von größter Bedeutung, da sie mit den im Markt angebotenen "natürlichen" Druckfarben schlechte Erfahrungen gemacht haben. Ihre Produkte wurden von einem kritischen Verbrauchermagazin auf Grund hoher Schwermetallgehalte in den "natürlichen Druckfarben" und der Grenzwertüberschreitung eluierbarer Schwermetalle, als nicht empfehlenswert eingestuft.

Zum Marktpotential von pflanzlichen Farbstoffen hatte das KATALYSE Institut 1993 eine Markterhebung im Auftrag der EU-Kommission durchgeführt. Für den "Textilbereich" wurde damals ein Potential von 5 bis 10 Prozent Anteil am Markt für gefärbte Textilien ermittelt. Legt man diese Zahlen zugrunde, so würde dies für den bundesdeutschen Bereich "Textildruck" einen perspektivischen Bedarf von 150 bis 300 t pflanzlicher Farbstoffe und 550 bis 1.100 t natürlicher Bindemittel bedeuten.

Diese Zahlen bedürfen selbstverständlich einer kritischen Würdigung und Relativierung, denn sie beruhen auf unverbindlichen Willensbekundungen, die zu einem Zeitpunkt abgegeben wurden, zu dem sich die öffentliche Diskussion um "Gift in Textilien" auf ihrem Höhepunkt befand. Die Erfahrung lehrt, daß gerade bei Erhebungen zum Marktpotential "ökologischer Gebrauchsgüter" eine starke Diskrepanz zwischen dem statistisch erfaßten Willen bzw. Wunsch und dem tatsächlichen Handeln, nämlich dem Kauf eines entsprechenden Produktes besteht.

Um die Erwartungen an den späteren Absatz der pflanzlichen Druckfarben nicht auf zu hohem Niveau anzusetzen, sollten die oben ermittelten Bedarfszahlen deutlich nach unten korrigiert werden. Nach der erfolgreichen Markteinführung erscheint der KATALYSE ein tatsächlicher Bedarf von 10 - 20 t pflanzlichen Pigmentdispersionen und 100 - 200 t Bindemittel pro Jahr als realistisch. Diese Zahlen beziehen sich ausschließlich auf den bundesdeutschen Markt. Berücksichtigt man die Kapazitäten anderer Länder, so dürfte eine Verdoppelung dieser Werte als nicht zu gewagt erscheinen, zumal sich die Rahmenbedingungen für den Absatz von Textildruckfarben allgemein verbessert haben.

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 entwickelnden pflanzlichen Textildruckfarben und ihre Komponenten konnten realisiert werden. Es entstanden vier vollkommen neuartige, technisch und qualitativ hochwertige Siebdruckfarben: Indigo-Blau, Indigo-Rotviolett, Krapp-Rot, und Reseda-Gelb.

Die Druckfarben können durch Änderung der Pigmentanteile und durch Mischen verschiedener Pigmentdispersionen in ihrer Farbintensität und Farbpalette variabel gestaltet bzw. erweitert werden. Das Bindemittel besteht aus Rizinusstandöl, Leinölstandöl, Holzöl, Holzölstandöl, EumulginB1, 5,5%-ige Chitosanlösung, Essigsäure oder Milchsäure. Die Verwendung von Chitosan in der Druckpaste (als Verdickungsmittel) ist bis auf weiteres einmalig. Für den natürlichen Rohstoff Chitosan wurde ein weiterer zukunftsträchtiger Einsatzbereich erschlossen. Eine wichtige Innovation ist durch den Einsatz von Chitosan ermöglicht worden: 100%-ige Lösemittelfreiheit der Siebdruckfarben. Außerdem kann durch die fungistatische Wirkung des Chitosans auf jegliche Konservierung der Druckpaste verzichtet 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 einzigen, 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 oder natürliche Lösungsmittel wie z.B. Benzin, Toluol oder Citrusterpene 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 gute Licht- und Waschechtheiten auf. Nach einer ersten Abschätzung werden die Endverkaufspreise von Textilien zwischen 5 und 10 Prozent höher als bei der Verwendung synthetischer Druckfarben liegen.

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.