Textilchemikalien – beginnend mit der am häufigsten verwendeten

Beginnen wir unsere Übersicht über Chemikalien, die in der Textilverarbeitung verwendet werden, mit der Chemikalie, die am häufigsten und in weitaus größeren Mengen verwendet wird als alle anderen: Salz. Ganz genau. Gewöhnliches Speisesalz, die Art, die Sie wahrscheinlich täglich verwenden. Aber in den Mengen, die in dieser Industrie verwendet werden, wird es zu einem Monster – dazu kommen wir gleich.

Beim Färbeprozess wird Salz verwendet. Die Art und Weise, wie sich der Farbstoff an die Fasern bindet, ist sehr wichtig – und die dauerhaftesten, farbechten Farbstoffe sind diejenigen, die am stärksten an den Fasermolekülen haften (sogenannte Reaktivfarbstoffe). Und so kommt Salz ins Spiel:

Beim Färben von Stoffen aus Zellulose (z. B. Baumwolle, Leinen, Hanf oder Viskose) werden diese in Wasser getaucht, das im Wasser gelöste Farbstoffe enthält. Die Oberfläche des Stoffes wird mit negativen Ionenladungen bedeckt. Die am häufigsten zum Färben von Zellulosestoffen verwendeten Reaktivfarbstoffe entwickeln ebenfalls eine negative Ladung, sodass die Fasern den Farbstoff tatsächlich abstoßen – wie zwei Magnete, die sich gegenseitig abstoßen. Wenn wir versuchen, einen Zellulosestoff ohne Salz zu färben, perlen die Farbstoffmoleküle einfach von der Oberfläche der Fasern ab und der Stoff zeigt keine große Farbveränderung. Diesen Reaktivfarbstoffen muss also Salz zugesetzt werden, um die Farbstoffe durch Neutralisierung der negativen Ladung aus der Lösung in den Stoff zu „drücken“.

Das Salz wirkt wie ein Klebstoff, der die Farbstoffmoleküle an Ort und Stelle hält, und durch Zugabe von Alkali wird ein bestimmter Prozentsatz des Farbstoffs (die sogenannte „Fixierungsrate“) dauerhaft an der Faser haften und Teil des Fasermoleküls werden, anstatt als unabhängige chemische Einheit zu verbleiben. Bei herkömmlichen Reaktivfarbstoffen beträgt die Fixierungsrate oft weniger als 80 %, was zu Farbstoffverschwendung führt und die 20 % (die nicht fixiert sind) aus dem Stoff entfernen muss. (1) Dies ist jedoch unglaublich schwierig, wenn die „nicht umgesetzten“ Farbstoffe noch durch das Salz am Stoff „kleben“. Es sind also enorme Mengen Wasser erforderlich, um die Salzkonzentrationen einfach so weit zu verdünnen, dass sie nicht mehr als Klebstoff wirken.

Das bedeutet, dass die Textilabwässer sowohl Farbstoffe als auch Salz (viel Salz!) enthalten. Die Salzkonzentration im Färbebad kann bis zu 100 Gramm pro Liter betragen. In den schlimmsten Fällen wird zum Auftragen von Reaktivfarbstoffen die gleiche Menge Salz wie Stoff verwendet (wenn Sie also 10 Pfund Stoff färben, benötigen Sie 10 Pfund Salz). Denken Sie an die Milliarden Meter Stoff, die jedes Jahr produziert werden: Allein in Europa werden jedes Jahr 1 Million Tonnen Salz in Gewässer eingeleitet. (2) In Gebieten, in denen Salz in das Ökosystem eingeleitet wird, dauert es sehr, sehr lange, bis sich die betroffenen Gebiete erholen, insbesondere in Gebieten mit geringen Niederschlägen – wie Tirupur in Indien.

Tirupur ist eines der weltweiten Zentren der Bekleidungsproduktion und Sitz von 765 Färbereien und Bleichereien. Diese Färbereien leiteten jahrelang unbehandelte Abwässer in den Fluss Noyyal, wodurch das Wasser weder zur Bewässerung noch zum Trinken geeignet wurde. 2005 schloss die Regierung 571 Färbereien, weil die Abwässer in den Noyyal eingeleitet wurden. Die Fabrikbesitzer sagten, sie könnten sich Maßnahmen gegen die Umweltverschmutzung schlicht nicht leisten. Die Industrie ist für Indien zu wichtig, um die Fabriken lange geschlossen zu halten, also verbot die Regierung die Salzeinleitung und verlangte von den Fabriken einen Vorschuss, bevor sie sie wieder öffnen durfte. Aber … am 4. Februar 2011 ordnete das Oberste Gericht von Madras die Schließung von 700 Färbereien an, weil die Abwässer die lokale Umwelt schädigten. Seufz. (Mehr über Tirupur lesen Sie hier.)

Leider wird das Salz in Textilabwässern durch Kläranlagen nicht unschädlich gemacht und kann, auch wenn es behandelt wurde, direkt in unsere Flüsse gelangen. Das in die Gewässer ausgestoßene Salz (unbehandelt) hat zusammen mit dem Salz aus der Straßenenteisung zu einem Anstieg des Salzgehalts in unseren Gewässern in den Vereinigten Staaten geführt – der Salzgehalt im Lake George hat sich seit 1980 fast verdreifacht (3), was in vielen anderen Teilen der USA der Fall ist. Die höchsten Werte treten während der jährlichen Eisschmelze und Schneeschmelze auf, wenn hohe Salzkonzentrationen in den in den Lake George mündenden Bächen mit dem Fischsterben in Verbindung gebracht werden und als „Frühlingsschock“ bezeichnet werden. Eine Studie in Toronto ergab, dass die Hälfte der getesteten Brunnen den Grenzwert von 20 mg Salz pro Liter Wasser überschritt, 20 % über 100 mg/Liter und 6 % über 250 mg/Liter. (4) Es wird zu einem Gesundheitsrisiko für Menschen, die dieses Wasser trinken, da es Bluthochdruck und Hypertonie bei Menschen verschlimmern kann. Dieser Anstieg unseres Trinkwassers kann auch Probleme mit dem Wasserhaushalt des menschlichen Körpers verursachen. Salz im Wasser ist auch für die Freisetzung von Quecksilber in das Wassersystem verantwortlich.

Das Recycling des beim Färben verwendeten Salzes ist möglich und wird von vielen Färbern in Tirupur und anderswo genutzt, die Anlagen ohne Abfluss betreiben. Das Abwasser wird gereinigt und das Salz anschließend in einem energieintensiven Verfahren zurückgewonnen, bei dem das Wasser verdampft wird und das feste, wiederverwendbare Salz übrig bleibt. Das klingt nach einer guten Idee – es reduziert die Umweltverschmutzung – aber der CO2-Fußabdruck geht in die Höhe, sodass die Salzrückgewinnung nicht unbedingt die beste Option ist. In manchen Gegenden der Welt, in denen Wasser im Überfluss vorhanden ist und das Salz in den Flüssen ausreichend verdünnt werden kann, ist es sogar besser, das Salz einfach abzuleiten, als es zurückzugewinnen.

Es gibt einige neue „salzarme“ Farbstoffe, die nur die halbe Menge „Klebstoff“ benötigen: Ciba Specialty Chemicals, ein Schweizer Hersteller von Textilfarben (jetzt Teil von BASF), produziert einen Farbstoff, der weniger Salz benötigt. In der Firmenbroschüre heißt es: „Textilunternehmen, die die neuen Farbstoffe verwenden, können ihre Salzkosten um bis zu zwei Prozent des Umsatzes senken. Dies ist ein beträchtlicher Rückgang in einer Branche mit hauchdünnen Gewinnspannen.“ Allerdings werden diese Farbstoffe aufgrund ihres hohen Preises nicht oft verwendet – und die Hersteller folgen unserem Beispiel und fordern immer günstigere Preise. Es gibt auch neue Jet-Färbemaschinen mit niedrigem Flottenverhältnis (LLR) – das bedeutet jedoch nicht, dass sie salzfrei sind. Es fallen also weiterhin salzhaltige Abwässer an, die behandelt werden müssen. Und diese neuen Maschinen mit extrem niedrigem Flottenverhältnis sind sehr teuer.

Die beste Lösung besteht darin, Salz ganz zu vermeiden. Obwohl das Salz selbst nicht teuer ist, bringt der Einsatz von weniger Salz der Fabrik erhebliche Vorteile, da der Stoff weniger mit heißem Wasser gespült werden muss (und somit Energie- und Wassereinsparungen möglich sind) sowie Kosteneinsparungen von bis zu 10 % der gesamten Prozesskosten.(5) Wie wäre es also, überhaupt kein Salz zu verwenden?

Es gibt zwei Möglichkeiten, Stoffe ohne Salz zu färben: „kontinuierliches Färben“ und „kaltes Pad-Färben“. Kontinuierliches Färben bedeutet, dass der Farbstoff mit Alkali aufgetragen wird, um die Farbfixierung zu aktivieren; der Stoff wird dann einige Minuten lang gedämpft, um den Farbstoff vollständig zu fixieren. Beim kalten Pad-Färben wird der Farbstoff mit Alkali aufgetragen und der Stoff einfach 24 Stunden lang bei Raumtemperatur liegen gelassen, um den Farbstoff zu fixieren.

Beide Verfahren verwenden kein Salz. Die nicht fixierten Farbstoffe lassen sich daher leichter entfernen, da kein Salz als „Klebstoff“ fungiert. Daher wird weniger Wasser verbraucht. Ein weiterer Vorteil ist der geringere Salzgehalt im Abwasser. Warum wenden Unternehmen diese Methode also nicht an? Kontinuierliches Färben erfordert Investitionen in große, teure Maschinen, die nur dann ökologisch sinnvoll sind, wenn sie mit großen Aufträgen befüllt werden können – denn sie verbrauchen auch während der Ausfallzeiten viel Energie.

Kaltvliesmaschinen sind in der Anschaffung und im Betrieb relativ günstig, sie sind hochproduktiv und können für eine breite Palette von Stoffen verwendet werden. Dennoch werden in Asien nur 3 % der gestrickten Baumwollstoffe mit Kaltvliesmaschinen gefärbt.
Warum um Himmels Willen verwenden diese Fabriken kein Kalttamponfärben? Ich würde mich freuen, wenn Fabrikbesitzer uns mehr über die Wirtschaftlichkeit von Färbevorgängen erzählen könnten.

(1) http://lifestylemonitor.cottoninc.com/Supply-Chain-Insights/Sustainable-Dyeing-Solutions-02-10/
(2) Färben zur Abwechslung: Aktuelle Konventionen und neue Zukunftsaussichten in der Textilfarbindustrie (2006, Juli) http://www.betterthinking.co.uk
(3) http://www.fundforlakegeorge.org/assets/pdf_files/Fact%20Sheet%2011%20Salt.pdf
(4) http://www.digitaltermpapers.com/a2206.htm
(5) „Ein praktischer Leitfaden für verantwortungsvolle Beschaffung“, The National Resources Defense Council (NRDC), Februar 2010.