Das Projekt "Teilvorhaben 5: Gewinnung von Farbstoffen durch waessrige Extraktion -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umweltforschung Schlieben durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Substanzen, wie Chromverbindungen, sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Aufgabe dieses Teilprojektes war die Untersuchung der wäßrigen Extraktion von Färberpflanzen und die Stabilisierung der Extrakte als wasserlösliches Pulver. Dabei sollte auch die Verwendbarkeit der erheblichen Mengen von Pflanzenresten und die Behandlung von Prozeßabwässern untersucht werden. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von pflanzlichem Ausgangsmaterial, die Untersuchung anderer Extraktionsmethoden, die Entwicklung von Technologien zur Protein- und Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Nachdem sich die Versuche anfänglich auf die gelbfärbenden Arten, Reseda, Goldrute und Färberhundskamille konzentrierten, wurden ab 1999 Untersuchungen zur Extraktion von Krapp mit dem klassischen Lösungsmittel Wasser durchgeführt. Insbesondere wurden Versuche zur Optimierung der Extraktionsparameter (Temperatur, pH-Wert, Zeit, Zerkleinerungsgrad des Pflanzenmaterials, Vorextraktion zur Abfilterung der unerwünschten Stoffe u.s.w.) durchgeführt. Besonders die Vorextraktion bei Raumtemperatur ergab deutliche Verbesserungen der Färbungen mit Reseda, da durch dieses Verfahren erhebliche Mengen an unerwünschten Begleitstoffen ausgeschaltet werden konnten. Versuche zur Überführung der Laborergebnisse in den Technikumsmaßstab wurden in Kooperation mit der Fachhochschule Wildau durchgeführt. Dabei wurden in mehrstufigen Verfahren sehr gute Ausbeuten erzielt. Die Konservierung der Extrakte mittels Sprühtrocknung erwies sich als relativ unproblematisch. Bei der Lagerung ist jedoch das hygroskopische Verhalten der Farbpulver zu beachten. Eine Aufbewahrung in sorgfältig verschlossenen Gefäßen ist unerlässlich. Als problematisch erwies sich, dass Analysewerte (z.B. Farbstoffgehalt im Extrakt) häufig nicht mit den Färbeergebnissen korrelierten.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Entwicklung von Verfahren zur Gewinnung und Stabilisierung von Farbstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Getreideverarbeitung GmbH durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und die mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Verbindungen wie Chromverbindungen sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Die Aufgaben dieses Teilprojektes lagen schwerpunktmäßig in der analytischen Bewertung der von den Partnern gelieferten Extrakte. Daneben sollten Versuche zur CO2-Extraktion von Farbstoffen durchgeführt werden. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von pflanzlichem Ausgangsmaterial, die Entwicklung von Technologien zur Protein- und Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Die abschließenden Ergebnisse lagen bei Redaktionsschluß noch nicht vor. Die Hauptaufgabe des Teilvorhabens war die analytische Bewertung der Extraktmuster, die von den Partnern gewonnen wurden. Hierzu waren zunächst methodische Vorarbeiten zu leisten. Bezüglich der Diskussion der Analysenergebnisse wird auf die Berichte der Verbundpartner verwiesen. Die Versuche zur CO2-Extraktion wurden im kleineren Maßstab durchgeführt. Es deutet sich an, dass die Methode keine für die Textilindustrie verwertbaren Farbstoffprodukte liefern kann.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Faerben von Proteinfaserstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. durchgeführt. Gegenstand des Verbundvorhabens waren veredelungstechnologische und umweltrelevante Untersuchungen zur Applikation von Farbstoffkonzentraten aus den einheimischen Färberpflanzen Färberwau, Kanadische Goldrute, Färberkamille, Krapp und Färberknöterich auf Cellulosefasern (Baumwolle, Leinen, Viskosefasern) und Proteinfasern (Wolle). Aus den verschiedenen Pflanzenteilen sollten Farbstoffextrakte gewonnen und mit Hilfe von Membrantrennverfahren und enzymatischen Prozessen gereinigt werden. Auf den Einsatz toxischer Substanzen, wie Chromverbindungen, sollte dabei weitestgehend verzichtet werden. Mit den gewonnenen Extrakten sollten Färbeversuche durchgeführt werden. Dabei sollten die Gebrauchseigenschaften (z.B. Naßechtheit und Lichtbeständigkeit), die Umweltverträglichkeit (Humantoxizität, Prozeßwasserbelastung) und die wesentlichen Verfahrensparameter (Reproduzierbarkeit, Lagerungsstabilität etc.) analysiert und bewertet werden. Die Ergebnisse der Extraktherstellung und Färbung im Labormaßstab sollten mit Hilfe der einschlägigen DIN-Normen ausgewertet und allen interessierten Textilunternehmen zur Verfügung gestellt werden. Aufgabe dieses Teilvorhabens war die Entwicklung von Lösungsvarianten zur Färbung von Textilien aus Proteinfaserstoffen. Aufgaben der anderen Partner waren die Produktion und Bereitstellung von Färberpflanzenmaterial, die Entwicklung von Verfahren zur Gewinnung und Stabilisierung von Farbstoffextrakten, die Entwicklung von Technologien zur Cellulosefaserfärbung sowie die industrielle Erprobung und Optimierung der Verfahren.Die Forschungsziele wurden im wesentlichen erreicht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die von den Partnern bereitgestellten Farbstoffextrakte mit gutem Echtheitsniveau auf proteinische Fasermaterialien applizieren lassen. Lediglich gelbfärbende Extrakte aus Färberhundskamille und Goldrute konnten hinsichtlich der erreichten Lichtechtheit nicht befriedigen. In Versuchen zum Einsatz verschiedener Beizen sowie zur Mischung bzw. Überfärbung mit verschiedenen Extrakten konnte die Farbpalette erweitert werden. Die Übertragbarkeit der im Labor gewonnenen Ergebnisse in die industrielle Praxis konnte gezeigt werden. Die Farbstoffe ließen sich mit gutem Erfolg in modernen Färbeapparaten einsetzen. Als wesentliche Voraussetzung für die Überführung in vermarktungsfähige Produkte wird die Information von Herstellern und Verbrauchern über die ökologischen Vorteile der mit Pflanzenfarben gefärbten Textilien gesehen. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen ergeben sich aus den Ergebnissen gute Chancen für die Erschließung neuer Marktsegmente, die eine Abgrenzung von Billiganbietern ermöglichen.