Textiel zwart verven kan veel duurzamer met pigmenten uit afval

Synthetische textielverven zijn vaak afkomstig van petrochemische verbindingen die niet hernieuwbaar zijn. Als deze kleurstof niet juist wordt verwijderd, kan het bijdragen tot watervervuiling. Hoewel de ontwikkeling van duurzame textielverven de laatste tijd grote vooruitgang heeft geboekt, worden er nog steeds veel gevaarlijke chemische stoffen gebruikt die op de lijsten staan van de internationale organisatie ZDHC. Dit komt omdat er nog geen vergelijkbaar doeltreffend, minder schadelijk alternatief is gevonden. Maar nu kan er een zwarte kleurstof worden gemaakt uit afval.

Zero Discharge of Hazardous Chemicals (ZDHC) is een internationale alliantie van bedrijven en organisaties die samenwerken om gevaarlijke chemische stoffen uit de textielindustrie te bannen.

Waarom zwart?

Zwart is een van de meest gebruikte kleuren voor het verven van kleding. Tegelijkertijd is zwart ook een van de schadelijkste textielkleurstoffen voor mens en milieu. Dat komt omdat zwart eigenlijk geen kleur is. Het moet worden samengesteld uit verschillende complementaire pigmenten, zoals blauw, oranje of geel. Bovendien zijn er veel verschillende fabricageprocessen voor zwart. En dit verhoogt de kans dat er twijfelachtige ingrediënten insluipen. Textiel dat in Europa wordt geverfd, valt sinds 2007 onder de EU-verordening inzake chemische stoffen REACH, die de registratie van de gebruikte stoffen verplicht stelt. Maar wat er gebeurt voordat textiel in de EU wordt ingevoerd, is nog steeds niet erg transparant.

Ook interessant: Echt duurzaam katoen dat waterafstotend, fluorescerend en supermagnetisch is

Afvalstoffen

Om een duurzame oplossing te vinden die verenigbaar is met mens en milieu, lanceert Fashion for Good het proefproject Black Pigment. Het onderzoeksconsortium omvat drie vernieuwers en internationaal actieve partners uit de mode-industrie: de Franse Kering Group, de Amerikaanse PVH Corp. en de Deense Bestseller Group. Samen willen zij zwarte pigmenten ontwikkelen uit afvalmaterialen die geschikt zijn voor het verven van twee soorten vezels:

• kunstmatige cellulosevezels (man-made cellulosic fibers (MMC));

• garens uit gerecycled polyester (rPET); 

Zwarte pigmenten zijn een speciale vorm van koolstof die uit minuscule deeltjes bestaan en een hoge dekkingskracht hebben. Als zij worden gewonnen uit afvalmaterialen zoals industriële steenkool, algen en hout, kunnen zij synthetische textielverven vervangen. Bovendien maakt het een duurzamere textielproductie met minder koolstofverontreiniging mogelijk.

Dekkingskracht

De hoge dekkingskracht van zwarte pigmenten is in zoverre relevant, dat dit vaak niet het geval is met synthetische textielverven. Vooral synthetische vezels hebben een geringe neiging om zich met kleurstoffen te verbinden. Experts spreken van kleur-affiniteit.

In conventionele processen worden halogeenverbindingen of zware metalen gebruikt om een hoge kleuraffiniteit te bereiken. In het geval van zwart, is dit bijvoorbeeld lood. Maar zware metalen zijn giftig en vervuilen het grondwater in de productielanden. Zij brengen ook de gezondheid in gevaar van textielarbeiders die er in hoge concentraties aan worden blootgesteld.

Die drie innovatoren – Graviky Labs, Living Ink en Nature Coatings – bieden verschillende oplossingen: 

• Graviky Labs produceert kleuren uit koolstofemissies die uit de atmosfeer worden afgescheiden.

• Living Ink produceert zwarte pigmenten uit algen – op biologische basis en met een negatieve koolstofvoetafdruk.

• Nature Coatings zet houtafval uit gecertificeerde bronnen om in hoogwaardige zwarte pigmenten – in een circulair productieproces dat nauwelijks uitstoot van CO2 of andere broeikasgassen veroorzaakt.

Verven zonder afvalwater 

Het proefproject is toegespitst op een procedé, waarbij de kleur reeds vóór het spinnen in het polymeermengsel wordt gebracht. Bij dat proces komt geen afvalwater vrij. Als gevolg daarvan wordt het spinnen beschouwd als een grondstof- en milieuvriendelijk productieproces voor synthetisch textiel. Door de hoge kleurdekking is ook de kleurkwaliteit beter dan bij synthetische textielverven. De technologieën van de drie innovatoren zijn tot dusver echter alleen gebruikt voor het bedrukken van textiel.

De drie innovatoren worden gesteund door de Fashion for Good-industriepartners Birla Cellulose en Paradise Textiles bij de aanpassing van de formuleringen voor deze manier van verven. Paradise Textiles is het onderzoeks- en innovatiecentrum voor materialen van de Alpine Group. Het heeft veel ervaring met de toepassing van geavanceerde holistische fabricageprocessen voor duurzame en hoogwaardige stoffen. Birla Cellulose draagt bij met technische know-how in de produktie van gesponnen MMC-vezels.

Zonder gevaarlijke substanties

De samenstelling van de nieuwe kleurstoffen is op waterbasis en bevat geen toevoegingen die op de lijst staan van aan beperkingen onderworpen stoffen (RSL). Deze lijst heeft betrekking op het eindproduct en bepaalt welke stoffen slechts in beperkte mate of in het geheel niet daarin detecteerbaar mogen zijn. Het RSL moet worden nageleefd om de toxicologische blootstelling van de mens en het milieu aan chemische stoffen te verminderen.

De pigmenten voldoen aan een van de belangrijkste criteria voor textielkleurstoffen: zij zijn kleurvast. Een aspect waar andere duurzame textielverven vaak falen. Dit betekent dat de zwarte pigmenten niet verbleken in de zon en niet bruin of bronskleurig worden, noch bij hoge, noch bij lage concentraties. Extra bonus: de pigmenten zijn geschikt voor een breed scala van toepassingen, zoals zeefdruk, rotatiedruk, coatings, verf, gieten van hars en het verven van hout.

Prestaties

De eerste met zwarte pigmenten geverfde MMC-vezels en rPet-garens zullen reeds uit de eerste fase van het proefproject tevoorschijn komen. Dit betekent dat de prestaties, kleurechtheid, draagbaarheid en het effect van alle oplossingen reeds medio 2022 kunnen worden geëvalueerd. In een volgende fase zullen de garens en vezels van de meest veelbelovende formuleringen tot weefsels worden verwerkt en in grotere productiegangen worden getest.

Om de resultaten van het onderzoek en de ontwikkeling te evalueren, worden de met zwarte pigmenten geverfde vezels en garens vergeleken met de standaard synthetische kleurstoffen die momenteel in de industrie worden gebruikt. De kleurechtheid, lichtechtheid en treksterkte worden geanalyseerd. Na de eerste successen bij het verven met zwarte pigmenten vòòr het spinnen, zal het project worden uitgebreid tot textielproductie. Het doel op lange termijn is deze technologieën op commerciële schaal in de waardeketen te integreren.

Ook interessant: Vienna Textile Lab verft stoffen met bacteriën