Local Colours – Färbeverfahren mit Pflanzenfarbstoffe aus Abfällen (Local Colours - Entwicklung eines industriellen Färbeverfahrens mit natürlichen Pflanzenfarbstoffen auf Basis von Abfällen)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 640.19.20

Schlüsselwörter (Deutsch)

Natürliche Farbstoffe, Textilfärbung, natürliche Pflanzenfarbstoffe, industrieller Einsatz, Lebensmittelabfälle, nachhaltige Textilen

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Natürliche Farbstoffe für die Textilfärbung zu verwenden ist keine neue Idee, sondern eine Jahrtausende alte handwerkliche Technik und Tradition. Das Färben mit natürlichen Farbstoffen wurde erst durch die Entdeckung von synthetischen Farbstoffen im Jahre 19. Jahrhundert in Bedrängnis gebracht. Vor allem im industriellen Massstab wurden Pflanzenfarbstoffe für das Färben von Textilien komplett durch synthetische Farbstoffe ersetzt, welche ein hohes Umweltschädigungspotential aufweisen. Das an der Zürcher Hochschule der Künste ZHdK entwickelte Local Colours-Vefahren zur Färbung von Textilien auf Basis von natürlichen Pflanzenfarbstoffen zeigte im Labormassstab vielversprechende Ergebnisse und soll nun in einem nächsten Schritt auf den industriellen Massstab hochskaliert werden. So soll mit diesem Projekt der industrielle Einsatz von Pflanzenfarbstoffen aus Lebensmittelabfällen in einer modernen Garnfärberei als Ersatz von synthetischen Farbstoffen um die industrielle Machbarkeit getestet werden. Das Local Colours-Vefahren nutzt zwar die existierenden industriellen Färbeapparaturen und kombiniert Extraktion und Färben, um mit dem Industriestandard vergleichbare Echtheiten zu erzielen, verzichtet aber auf den stets reproduzierbaren Farbort und setzt stattdessen auf eine saisonale natürliche Variation des Farbortes. Die Farbpalette wird durch die pflanzlichen Rohstoffe wie zum Beispiel Zwiebelschalen definiert. Das industrielle Färben von Textilien mit natürlichen Farbstoffen und die Herstellung von 100% nachhaltigen Textilen, mit transparenter Wertschöpfungskette und kohärentem Geschäftsmodell in der Schweiz kann zu einem ökologischen Benchmark für die ganze Textilbranche werden.

Das Projekt wurde aufgrund des Beitragsgesuchs vom 12.06.2020 genehmigt

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

1. Leinengewebe sind mit Extrakten aus Zwiebelschalen, Tanninen und Aluminiumabfalllösungen gefärbt und im Labor ist ein skalierbares, industrietaugliches Verfahren erarbeitet und einsatzbereit. Zudem sind alternative Pflanzenabfälle zur Erweiterung der Farbpalette für den Färbprozess evaluiert.
2. Die Laborversuche zum Färben von Leinengewebe und -garn mit Zwiebelschalenextrakt sind abgeschlossen. Strickversuche mit ungefärbtem und gefärbtem Leinengarn sind abgeschlossen. Erste Mengen Leinengarn (50 kg) wurden industriell gefärbt.  Meilenstein 1.
3. Die Strickversuche sind abgeschlossen und gestrickte Prototypen und Endprodukte (Textilprodukt z.B. Pullover) aus den 50 kg Leinengarn sind bereit für eine Crowdfunding-Kampagne. Die produzierten Kleidungsstücke sind Ökodesign gerecht und weisen eine möglichst lange Lebensdauer sowie ein zeitloses Design auf. Farbbeständigkeit beim Waschen, Farbechtheit im Gebrauch, Lichtechtheit und Massänderungen beim Wasch- und Trocknungsverfahren sind beschrieben.
   Eine Kostenschätzung und eine Risikoanalyse zur Vermarktung der Ergebnisse zeigt auf wie die Ergebnisse vermarktet werden können. Zudem sind erste Fortschritte bei der Suche nach einem oder mehreren neuen Wirtschaftspartnern/Investoren für die Vermarktung der Ergebnisse aus diesem Projekt erzielt, welche bereit zur Übernahme der Rückzahlungspflicht gemäss Art. 8 dieses Vertrages sind. Der unterzeichnungsbereite Entwurf des Vertragswerkes zwischen den Wirtschaftspartnern/Investoren und dem BAFU ist durch das BAFU genehmigt.
4. Ein Schlussbericht mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 3 und dem weiteren Vorgehen ist redigiert und dem BAFU abgegeben. Die Nachhaltigkeit des Prozesses wird anhand von Kenngrössen wie Wasser- und Energieverbrauch, Qualität der verwendeten Al-haltigen Abfalllösung, Beschrieb der Abfallprodukte und ihrer Entsorgung abgeschätzt.
5. Textbausteine, Illustrationen und mindestens 3 Fotografien (genauere Angaben s. Beilage 2) für die Verwendung in öffentlichen Publikationen sind bereitgestellt und dem BAFU abgegeben.
6. Eine Präsentation der Ergebnisse mit entsprechender Power-Point Darstellung ist dem BAFU abgegeben und kann auf Nachfrage beim BAFU vorgetragen werden.

Projektziele (Deutsch)

Ziel ist die Entwicklung eines industriellen Färbeverfahrens für Textilien auf Basis von natürlichen Pflanzenfarbstoffen, mit dem 50 kg Schweizer Leinengarn mit Zwiebelschalen gefärbt werden können. Aus dem gefärbten Leinengarn werden in der Schweiz textile Endprodukte gestrickt. Erste Schritte zur Kommerzialisierung der Ergebnisse aus diesem Projekt werden eingeleitet.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Mit dem Local Colours-Projekt wurde wie geplant ein industrietaugliches Färbeverfahren für Schweizer Leinengarn von SwissFlax auf Basis von Zwiebelschalen als farbgebende Komponente erarbeitet. Ausgehend von Laborversuchen mit Leinengewebe wurde das Färbeverfahren für Leinengarn und den Pilotfärbeapparat optimiert und schliesslich das Verfahren auch im 50 kg Massstab in einem industriellen Färbeapparat bei der Johann Müller AG durchgeführt. Für die Extraktion wurde ein weiterer Industriebetrieb identifiziert werden, bei dem der Zwiebelschalenextrakt für das industrielle Färben hergestellt werden konnte. In der ersten vom BAFU geförderten Projektphase wurde in Kooperation mit Urs Landis Strickwaren und Chris Müller (Fashion Design & Crowdfunding) eine erste Crowdfunding- Kampagne vorbereitet. Dazu wurden zunächst Strickversuche mit ungefärbtem und schliesslich zwiebelschalengefärbtem Leinengarn unternommen. Es wurden mit verschiedenen Strickmustern unterschiedliche Prototypen gestrickt, um mit einer Auswahl der Strickprodukte die Belohnungen für eine Crowdfunding-Kampagne zu definieren. Um Local Colours mit weiteren Abfällen und Farben zu erweitern wurden im Labor erste Versuche mit z.B. Kaffeesatz, einer hochmolekularen Melasse-Fraktion sowie verschiedenen Färbepflanzen unternommen. Darüber hinaus wurden bereits erste Abklärungen bezüglich weiterer potenziell nutzbarer Abfälle wie z.B. aus der Marmeladen-/Konfitüre- oder aus der Fruchtsaftherstellung unternommen.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Unmittelbar nach Abschluss des geförderten Projektes, wurde am 02.06.2021 eine Crowdfunding-Kampagne bei der Schweizer Plattform we-make-it lanciert. Der Kampagnenstart wurde mit einer ZHAW-Medienmittelung, E-Mail-Sendungen und einer Social Media-Kampagne auf Instagram und LinkedIn begleitet. Das Finanzierungsziel der Kampagne, die für eine Laufzeit von 35 Tagen angelegt war, wurde bereits am 16. Tag übertroffen und gleichzeitig waren alle Textilprodukte ausverkauft. Die letzten Kampagnentage wurden daher genutzt, um auch die Prototypen nahezu vollständig zu verkaufen. Es gelang so, die gesamte Menge an Leinengarn, das mit dem Local Colours-Verfahren gefärbt wurde, zu verstricken und zu verkaufen. Mit der erfolgreichen industriellen Umsetzung des Local Colours-Verfahrens und der sehr erfolgreichen Crowdfunding-Kampagne konnte einerseits die Machbarkeit des Local Colours-Verfahrens unter Beweis gestellt werden und andererseits das öffentliche Interesse an nachhaltig gefärbten und lokalen Textilien gezeigt werden.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Durch den Erfolg des Projektes eröffnen sich mehrere Optionen:

a) Lancierung einer zweiten, grösseren Local Colours-Kampagne mit Zwiebelschalen im nächsten Jahr (2022/23)
b) Antrag für ein Innosuisse-Innovationsprojekt mit einem Schweizer Unternehmen, weiteren Industriepartnern und Hochschulpartnern zur Nutzung von Lebensmittelabfällen noch in diesem Jahr (2021)
c) Antrag eines SNF Spirit-Projektes zur Nutzung lokaler Pflanzenabfälle mit einem Textilunternehmen in Madagaskar und v.a. mit einer lokalen Universität im November 2021
d) Kooperation mit einem namhaften deutschen Modeunternehmen zur Unterstützung dessen Nachhaltigkeitsstrategie

Ziel ist es nach wie vor mit Local Colours industrielle Färbeverfahren mit natürlichen
Pflanzenfarbstoffen auf Basis von Abfällen zu entwickeln.