Farben aus der Natur: Wie Pflanzenfarben die Textilindustrie verändern können

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Das Färben und Veredeln von Textilien verursacht nach einer Schätzung der Weltbank 17 bis 20 Prozent der industriellen Wasserverschmutzung.^[1] Pflanzenfarben gelten deshalb oft als Ausweg. Sie können tatsächlich einen Teil des Problems lösen, aber nur einen kleinen. Dieser Artikel prüft, was Naturfarbstoffe leisten, wo sie an Grenzen stoßen und welche neuen Verfahren Wasser und Chemie sparen sollen. Bei jeder Zahl steht, wer sie liefert.

Was beim Färben verloren geht

Färben braucht Farbstoff, Hilfsmittel und viel Wasser: Für das Färben allein nennt Kant 30 bis 50 Liter pro Kilogramm Stoff, je nach Farbstoff.^[1] Nicht aller Farbstoff bleibt dabei auf der Faser. Wie viel im Abwasser landet, hängt von der Farbstoffklasse ab: Bei Reaktivfarbstoffen für Zellulosefasern wie Baumwolle sind es nach einer Übersichtsarbeit 20 bis 50 Prozent, bei Farbstoffen für Acryl nur 2 bis 3 Prozent.^[2]

Was das für Gewässer bedeutet, zeigt ein Beispiel aus Indonesien: Am Fluss Citarum stehen über 200 Textilfabriken, die Farbstoffe und andere Chemikalien einleiten und dem Fluss die Farbe verändern.^[3] Allein aus der Textilfärbung wurden laut Kant 72 giftige Chemikalien im Wasser identifiziert, 30 davon lassen sich nicht entfernen.^[1]

Die Gesamtmenge ist nur grob geschätzt. Eine Übersichtsarbeit geht davon aus, dass 10 bis 15 Prozent des synthetischen Farbstoffs nicht fixiert werden.^[4] Eine andere nennt 10 bis 60 Prozent und bis zu 280.000 Tonnen im Jahr.^[2] Die oft zitierte Zahl von 200.000 Tonnen ließ sich bei der Prüfung auf keine Messung zurückführen.

Auch eine zweite Zahl wird häufig verkürzt wiedergegeben. Die Ellen MacArthur Foundation beziffert den Wasserverbrauch der Textilproduktion auf rund 93 Milliarden Kubikmeter pro Jahr. Darin steckt aber der Baumwollanbau, und es sind etwa 4 Prozent der weltweiten Süßwasserentnahme.^[3] Wie viel davon aufs Färben entfällt, nennt die Studie nicht. Wie angespannt der Wasserhaushalt vieler Regionen ist, erklärt der Lexikon-Eintrag zu Wasserknappheit, und warum ständig neue Kleidung entsteht, der zu Fast Fashion.

Indigo: ein altes Färbemittel, das die Chemie übernommen hat

Das älteste bekannte Beispiel für Indigo stammt aus Peru. Bei Huaca Prieta fanden Forschende rund 6.000 Jahre alte Baumwollstoffe mit Indigotin, dem blauen Hauptfarbstoff. In der Alten Welt ist die früheste belegte Verwendung etwa 1.500 Jahre jünger und stammt aus Ägypten.^[5] Die Forschenden ordnen die Funde einer der ältesten und anspruchsvollsten Web- und Färbetraditionen der Welt zu, die indigene Menschen Südamerikas über Jahrtausende entwickelt haben.^[5]

Heute ist Indigo ein Chemieprodukt. Rund 80.000 Tonnen werden jedes Jahr aus Erdölprodukten hergestellt, überwiegend für Textilien, vor allem für Jeansstoff: Genannt werden über vier Milliarden Denim-Kleidungsstücke pro Jahr. Die pflanzlichen Verfahren wurden im 19. Jahrhundert durch synthetische ersetzt.^[6] Die klassische Jeansfarbe stammt damit heute vor allem aus der Chemiefabrik.

Was bei synthetischen Farbstoffen geregelt ist

Die größte Gruppe synthetischer Farbstoffe sind die Azofarbstoffe: Nach einer Übersichtsarbeit stellen sie 60 bis 70 Prozent.^[2] Manche von ihnen setzen aromatische Amine frei, darunter krebserregende Arylamine. Bio-Standards wie GOTS verbieten solche Farbstoffe deshalb.^[7]

Die EU regelt das in der REACH-Verordnung, Anhang XVII, Eintrag 43. Verboten sind Azofarbstoffe, die eines von 22 gelisteten aromatischen Aminen in nachweisbarer Menge abspalten können, nämlich über 30 Milligramm pro Kilogramm. Das gilt für Textil- und Lederwaren mit direktem, längerem Haut- oder Mundkontakt, etwa Kleidung, Bettwäsche, Handtücher, Schuhe und Spielwaren.^[8] Wichtig ist die genaue Formulierung: Gelistet sind 22 Amine, nicht 22 verbotene Farbstoffe. Azofarbstoffe, die diese Amine nicht abspalten, bleiben erlaubt. Die Beschränkung gilt für Produkte, die in der EU verkauft werden. Sie regelt nicht, was in den Herstellungsländern ins Abwasser gelangt.

Warum Pflanzenfarben schwer zu skalieren sind

Naturfarbstoffe haben ökologische Vorteile. Eine Übersichtsarbeit von 2023 nennt aber auch klare Nachteile: geringe Farbaufnahme, schlechte Echtheit und ungleichmäßiges Färben.^[4]

Damit der Farbstoff hält, braucht es meist eine Beize. Das sind oft Metallsalze aus Aluminium, Eisen, Kupfer, Zinn oder Chrom, und vor allem Kupfer verlangt Vorsicht bei Handhabung und Entsorgung.^[4] Auch die Faser entscheidet: Wolle und Seide lassen sich leichter färben, Baumwolle braucht eine Vorbehandlung mit Beize, und Synthetikfasern zeigen keine Affinität zu Naturfarbstoffen.^[4]

Hinzu kommt die Streuung. Sorte, Reifegrad, Boden, Wetter und der pH-Wert des Wassers beeinflussen das Ergebnis, gleichbleibende Farbtöne sind deshalb kaum zu erreichen. Für kleine Labels kann die Einzigartigkeit jeder Charge ein Reiz sein, für große Lieferketten ist sie ein Problem. Wer eine Charge wiederholen muss, verbraucht erneut Wasser, Farbmaterial und Energie.^[4]

Auch das Angebot ist klein. Natürliche Farbstoffe decken laut derselben Übersichtsarbeit nur etwa ein Prozent des weltweiten Bedarfs (10.000 Tonnen), wobei sich die Angabe dort auf eine weitere Quelle stützt. Der Anbau von Färbepflanzen braucht außerdem Fläche und kann mit Pestiziden verbunden sein.^[4]

Und „natürlich“ ist kein Freifahrtschein. GOTS erlaubt natürliche wie synthetische Farbstoffe nur, wenn sie dieselben Anforderungen an verbotene Zusatzstoffe sowie an Gefahren und Toxizität erfüllen wie alle anderen chemischen Zusatzstoffe. Natürliche Farbstoffe aus Arten der Roten Liste der IUCN sind verboten.^[7]

Neue Verfahren: Wer liefert welche Zahl?

Die folgenden Prozentangaben stammen, soweit nicht anders vermerkt, von den Unternehmen selbst.

Farbstoffe aus Pflanzenresten. Die EarthColors von Archroma sind keine klassischen Pflanzenfarben. Sie werden aus nicht essbaren Naturprodukten wie Mandelschalen, Sägepalmen oder Rosmarinblättern synthetisiert, färben Baumwolle und andere Zellulosefasern, und ihre Gesamtleistung entspricht laut Archroma der bisherigen Schwefelfarbstoff-Reihe aus herkömmlichen Rohstoffen.^[9] Armedangels setzte sie 2020 in der Kapsel „Dyed by Nature“ ein. Die Pressemitteilung spricht von „bio-synthetischen“ Farbstoffen aus Pflanzen- und Kräuterabfällen, nennt aber keine Zahlen zur Wasser- und Energieersparnis.^[10]

Farbstoffe aus Mikroben. Colorifix sucht in Datenbanken die Gene, die in Pflanzen, Tieren, Insekten oder Mikroben einen Farbstoff erzeugen, baut sie in ein Bakterium oder eine Hefe ein und züchtet diese gentechnisch veränderten Mikroben im Fermenter. Der Inhalt kommt dann in gewöhnliche Färbemaschinen.^[11] Eine laut Unternehmen drittgeprüfte Ökobilanz für ein Kilogramm Jersey (Färben und Endwäsche, recycelte Baumwolle und recyceltes Polyester) nennt 77 Prozent weniger Wasser, 53 Prozent weniger Strom, 31 Prozent weniger CO₂ und 80 Prozent weniger Chemikalien. Preislich ist das Verfahren noch nicht auf dem Niveau der herkömmlichen Färbung, räumt das Unternehmen ein.^[12] Pangaia und H&M gehören zu den genannten Partnern.^[11]

Living Colour ist dagegen kein Industrieunternehmen, sondern ein Biodesign-Projekt von Laura Luchtman und Ilfa Siebenhaar, das Textilien mit pigmentbildenden Bakterien gestaltet.^[13]

Färben mit CO₂ statt Wasser. DyeCoo löst den Farbstoff in überkritischem CO₂. Laut Unternehmen nehmen die Fasern über 98 Prozent des Farbstoffs auf, 95 Prozent des CO₂ bleiben im Kreislauf, Abwasser entsteht nicht.^[14] Der Haken: Die Technik passt vor allem zu Polyester und anderen Synthetikfasern.^[15] Sie löst also das Wasserproblem bei Kunstfasern, nicht bei Baumwolle, und ein Naturfarbstoff ist sie auch nicht.

Baumwolle vorbehandeln. ColorZen setzt beim Rohmaterial an: Eine patentierte Behandlung der Baumwolle soll beim Färben bis zu 90 Prozent Wasser sparen und bis zu 95 Prozent der giftigen Chemikalien überflüssig machen, Salz entfällt. Die Zahlen beruhen laut Unternehmen auf Marktanalysen Dritter.^[16]

Farbstoff aus Textilabfall. Officina+39 stellt Farbstoffe aus Textilabfällen her. Die Reihe Recycrom Ready to Dye umfasst 15 Farbstoffe mit mindestens 65 Prozent Textilabfall.^[17] Pangaia färbte im August 2022 eine Kapsel mit Farbstoffen aus eigenen Produktionsresten.^[18] Das ist Kreislaufwirtschaft im Kleinen.

Unabhängig geprüft ist von all dem wenig. Bei Colorifix liegt eine drittgeprüfte Ökobilanz vor, die das Unternehmen selbst veröffentlicht. Für die übrigen Angaben fanden sich keine unabhängigen Prüfberichte.