Die chemische Stoffgruppe Fluorkarbone Einzug der Ökologie

Fluorkarbone verleihen Stoffen schmutz-, öl- und wasserabweisende Eigenschaften. Allerdings entstehen bei der Herstellung als krebsverdächtig eingestufte Inhaltsstoffe. Bis zum Jahr 2015 soll die Ausrüstungschemikalie nun weltweit auf ökologische Beine gestellt werden. Für die Wäschereibranche hat das weitgehende Auswirkungen, derer sich ein Großteil der Branche noch nicht bewusst ist.

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    Eine wasser-, öl- und schmutzabweisende Ausrüstung ist aus der Objektwäsche ebenso wenig wegzudenken wie aus der Berufs- und Schutzbekleidung. Foto: Zollner
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    OP-Textilien brauchen sehr gute öl- und flüssigkeitsabweisende Eigenschaften, die nach heutigem Stand von keinem C6-Fluorkarbon erreicht wird. Foto: intex
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    Bei Bardusch wird die Warn-Wetterschutzbekleidung mit kurzkettigeren C6-Fluorkarbonen imprägniert. Foto: Bardusch GmbH & Co. KG

Einzug der Ökologie

Die Globalisierung ist schon längst in der Wäschereibranche angekommen. Das zeigt ein Stück jüngere Chemiegeschichte, die in den USA begann und binnen Kurzem mehrere Kontinente - darunter auch Europa - mitriss. Es geht um die Fluorkarbone, die aus der Textilindustrie nicht mehr wegzudenken sind. Aufgrund ihrer sehr niedrigen Oberflächenenergie verleihen sie Stoffen sehr gute schmutz-, öl- und wasserabweisende Eigenschaften. Allerdings entstehen bei ihrer Herstellung zwei als krebsverdächtig eingestufte Inhaltsstoffe. 3M, Inhaber der Scotchgardmarke, machte sich im Jahr 2000 daher auf den Weg, die Chemie seiner Fluorcarbone umweltfreundlicher zu machen, und hängte das Thema auch politisch hoch auf. Nun sollen die bewährten Ausrüstungschemikalien bis zum Jahr 2015 weltweit auf ökologisch verträglichere Beine gestellt werden. Für die Wäschereibranche hat das weitgehende Auswirkungen, derer sich der Großteil der Branche allerdings noch gar nicht bewusst ist.

Fluorkarbone verleihen Geweben Schmutz-, Öl- und Wasserabweisung

Fluorkarbone (FC) sind aus der Berufs- und Schutzbekleidung ebenso wenig wegzudenken wie aus den Objekttextilien. Sie verleihen den Geweben eine gute Schmutz-, Öl- und Wasserabweisung, sind also unmittelbar mit Wetter- und Chemikalienschutzbekleidung, mit OP-Textilien und fleckschutzausgerüsteter Tischwäsche oder Berufsbekleidung verknüpft. Ihre hervorragende Wirksamkeit gegen hydrophile und hydrophobe Substanzen verdanken sie ihrem chemischen Aufbau. Üblicherweise basieren Produkte für die Fluorkarbonausrüstung auf Polyurethanen oder Polyacrylaten, die seitliche Perfluoralkylgruppen unterschiedlicher Kettenlänge enthalten. Perfluoralkylgruppen entstehen, indem die Wasserstoffatome des Kohlenstoffgerüsts vollständig durch Fluoratome ersetzt sind. Die fluorierten Seitenketten sind wesentlich für die Wirksamkeit der Imprägnierungen verantwortlich. Mit zunehmender Kettenlänge nimmt ihre abweisende Wirkung gegenüber Öl und Fett zu. In der Textilindustrie besonders bewährt haben sich Polymere, deren Seitenketten aus acht fluorierten Kohlenstoffatomen gebildet werden. Daher leitet sich auch der oft gebrauchte Arbeitstitel C8-Chemie ab. Diese Kohlenstofffluorbindung ist sehr stabil, hat sehr gute Waschpermanenzen, eine gute Hitzebeständigkeit und besitzt damit ideale Eigenschaften für die industrielle Wäscherei.

So weit, so gut - wären FC-Produkte nicht ins Gerede gekommen! Der Grund dafür liegt in der Herstellung der wichtigen Seitenketten, also der Perfluoralkylmonomere. Je nach Produktionsverfahren entstehen dabei die als krebsverdächtig und fruchtschädigend eingestufte Substanz Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Spuren von der als gesundheitlich problematisch erkannten Perfluoroctansäure (PFOA). PFOS ist in Europa inzwischen durch die Richtlinie 2006/122/EG stark reglementiert, PFOA steht im Rahmen einer Risikobewertung unter Beobachtung. Allerdings hat die Umweltbehörde der Vereinigten Staaten (U.S. Environmental Protection Agency) im Jahr 2006 alle Fluormonomerhersteller zur freiwilligen Teilnahme an einem Programm zur Reduzierung von PFOA aufgerufen. Das Programm sieht eine vollständige Eliminierung von PFOA bis zum Jahr 2015 vor. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird den Herstellern von Ausrüstungs- und Nachimprägnierungsmitteln ein wichtiger Grundstoff für ihre Fluorkarbonprodukte fehlen.

Mit Hochdruck Suche nach alternativen Basissubstanzen

Die betroffenen Hersteller und Formulierer arbeiten nun mit Hochdruck an alternativen Basissubstanzen. Der Weg weist in Richtung C6-Chemie, also zu kürzeren Seitenketten. Statt acht Atomen haben die für die Öl- und Wasserabweisung zuständigen Seitenketten nur noch sechs fluorierte Kohlenstoffatome. Allerdings scheint der Weg bis zu tragfähigen, für die industrielle Wäsche geeigneten Fluorkarbonimprägnierungen noch weit. Denn gegen ein bestehendes C8-Produkt wird man keinen C6-Nachfolger mit genau identischen Eigenschaften anbieten können. Das sind die Erfahrungen von DyStar aus Hattersheim. Demnach haben die C6-Produkte im Vergleich zu ihrem Anfangsstadium zwar deutlich an Effektivität gewonnen. Allerdings ist nach Erkenntnissen des Unternehmens die Ölabweisung meistens eine halbe bis eine ganze Note schlechter als bei bekannten C8-Produkten. Wegen der geänderten Struktur der neuen Fluorkarbone kann es schwierig werden, die durch Normen oder Regelungen geforderten Prüfkriterien einzuhalten. Für die Wäschereibranche ist das ein weniger verlockender Zustand, für Krankenhauswäschereien mit Spezialisierung auf OP-Wäsche ist er nicht tragbar. Zudem sei die neue FC-Chemie noch bis zu 30 Prozent teurer, wodurch sich die Ausrüstungskosten erhöhen.

Chemikalienschutzbekleidung wird in der industriellen Wäscherei regelmäßig nachimprägniert. Veränderungen in der Ausrüstungschemie dürfen die hohen Anforderungen an Dichtigkeit nicht beeinflussen.Foto: diemietwaesche.de - © diemietwaesche.de

Hinzu kommt, dass nach jetzigem Stand der Technik die „alte“ Fluorkarbonausrüstung die einzige Möglichkeit ist, einem Textil gleichzeitig wasser- und ölabweisende Eigenschaften zu verleihen.Weitere Vorteile einer Fluorkarbonausrüstung sind die gute Waschpermanenz sowie die geringe Griffbeeinflussung. Wird also eine Kombination dieser Eigenschaften verlangt, ist eine vernünftige Alternative zur bestehenden C8-Chemie noch nicht in Sicht.

Können allerdings geringe Abstriche an die Effektivität einer wasser- und ölabweisenden Ausrüstung gemacht werden, sind nach Aussagen von Bluesign aus Sankt Gallen inzwischen Lösungen am Markt. Allerdings weichen die Eigenschaften der C6-Additive je nach Hersteller stark voneinander ab.

Ohne Vorversuche ist eine Umstellung von C8- auf C6-Produkten nicht machbar. Das betrifft einerseits die Gewebehersteller, andererseits die Wäschereibranche. Dort werden die Nachimprägnierungen von Berufs- und Schutzbekleidung vorgenommen und Outdoorjacken, Skianzüge, Regenbekleidung oder Reitdecken für den Endverbraucher nach der Pflege wieder mit der Schutzfunktion versehen.

Die lang erprobten und funktionierenden Prozesse müssen also auf die neue Chemie eingestellt werden. Doch bis die neuen Verfahren stehen, kann viel Zeit verstreichen. So ist es durchaus möglich, dass die C6-Chemie durch schmutzlösende Tenside blockiert wird. Statt Nässeschutz entsteht dann der gegenteilige Effekt und Regen geht vollständig ungehindert durch die Bekleidung hindurch. Auch pH-Wert oder oxidierende Hilfsmittel können die Imprägnierung möglicherweise in Mitleidenschaft ziehen. Dann ist es also nicht nur mit einem neuen Imprägnierverfahren getan, sondern die Waschprozesse müssen gleich mit angepasst werden.

Waschverfahren angepasst

Der bundesweit agierende Mietserviceanbieter Bardusch aus Ettlingen hat nach eigenen Angaben im Zuge des Umweltmanagements ISO 14001 eine Produktumstellung bereits abgeschlossen und sie auf die bisherigen Waschverfahren angepasst. Wie das Unternehmen mitteilt, wurden durch die neuen Produkte keine Verschlechterungen innerhalb der Prozesskette erzielt. Wasser-, öl- und schmutzabweisende Eigenschaften, eine gute mechanische Scheuerbeständigkeit und die industrielle Waschbeständigkeit blieben erhalten. Zusätzlich kann die verwendete Ausrüstung für Textilien dem Öko-Tex Standard 100 entsprechen.

Auch bei CWS/Boco in Dreieich werden die neuen Imprägnierungen bereits in den Aufbereitungsprozessen eingesetzt. Die Hydrophobierungsmittel mussten nicht nur beweisen, dass sie in die Prozesskette passen. Außerdem war vor ihrer Freigabe die notwendige Funktionalität der Bekleidung sicherzustellen. Darüber hinaus galt es die Abwasseranforderungen der Gemeinden zu gewährleisten, denn gerade von dieser Seite wurden die Nachfragen bezüglich PFOA und PFOS an den Mietserviceanbieter gerichtet.

Aufseiten der Hersteller arbeitet HCH Kettelhack an Entwicklungen auf Basis der C6-Chemie. Denn das Damoklesschwert „2015“ schwebt über jedem, der sich mit Fluorkarbonausrüstungen beschäftigt. Ein besonderes Augenmerk legt das Unternehmen auf die Waschpermanenz, denn die Textilien sollen möglichst über ihre gesamte Lebensdauer ihre Wirksamkeit gegenüber Schmutz, Fett und Nässe behalten. Allerdings scheint eine der Mietservicebranche angemessene Lösung noch nicht greifbar.

Dabei sollen die C6-basierten Ausrüstungen viele Vorteile haben. Sie können beispielsweise bei geringeren Temperaturen getrocknet werden. Statt der üblichen 120 °C reichen 60 bis 70 °C aus. Auf diese Weise lassen sich auch empfindlichere Artikel nachimprägnieren, wie diemietwaesche.de in Karlsruhe weiß. Die Temperaturverringerung schont außerdem die Umwelt und die Textilien, deren Einsatzdauer dadurch verlängert werden kann. Theoretisch sinken dadurch auch die Kosten für eine Nachimprägnierung. Dieser Effekt wird jedoch durch die höheren Preise der Hilfsmittel neutralisiert.

Funktionsfähigkeit der Hydrophiermittel garantieren

Obschon der Ausstieg aus der C8-basierten Fluorkarbonchemie beschlossene Sache ist, müssen die Hersteller der Waschhilfsmittel jederzeit die volle Funktionsfähigkeit ihrer Hydrophobiermittel für die Nachimprägnierung garantieren. Christeyns aus Offenburg hat es dabei besonders gut getroffen. Nach Unternehmensangaben werden bei den entsprechenden Ausrüstungsmitteln ohnehin keine Fluorkarbone auf Basis von C8-Chemie eingesetzt. Alle Produkte basieren auf C6-Chemie und sind aufgrund des Herstellungsverfahrens frei von PFOS und PFOA. Osmafin Aquablock Plus ist die jüngste Entwicklung auf dem Gebiet der Fluorkarbonausrüstungen. Das Produkt basiert auf einer patentierten Technologie bestehend aus C6-Fluorkarbonchemie in Kombination mit wirkungsverstärkenden Polymeren. Das Unternehmen weist darauf hin, dass auf diese Weise der Fluorcarbonanteil im Vergleich zu herkömmlichen C8- oder C6-Produkten um 50 Prozent reduziert wird. Außerdem könnten bessere Effekte erzielt und kosteneffizienter gearbeitet werden, da die Technologie bereits bei einer Trocknungstemperatur von 60°C funktioniert.

Büfa in Oldenburg wird seine Nachhydrophobiermittel mit der Herbstsaison 2010 von der C8- auf die C6-Chemie umstellen. Außerdem wird das Unternehmen eine fluorkarbonreduzierte Variante der hydrophobierungsabweisenden beziehungsweise schmutzabweisenden Ausrüstung anbieten. Von der umweltfreundlicheren C6-Chemie wird also nur ein Minimum eingesetzt. Damit kommt das Unternehmen den Anforderungen der Kunden mit einer hohen Umweltverantwortung entgegen.

Das Unternehmen Seitz aus Kriftel beschäftigt sich nach eigenen Angaben bereits seit Jahren mit den perfluorierten Verbindungen. Die Produktpalette der C8-basierten Hydrophobierungsmittel wird frei von PFOS formuliert und der Gehalt von PFOA liegt unterhalb der Nachweisgrenze von 1 ppm (Parts per Million). Umfangreiche Versuche mit C6-Chemie hat das Unternehmen außerdem in die Lage versetzt, einen Wechsel von C8-Chemie auf C6 und fluorfreie Chemie vorzunehmen. Allerdings wurde dieser Schritt bisher nur im kleinen Rahmen vollzogen. Der Grund dafür sind die Kosten. Viele Wäschereien richten ihre Imprägnierprozesse nicht an ökologischen, sondern an finanziellen Überlegungen aus. Die C6-Chemie ist jedoch teurer als ihr Vorgänger. Wenn dessen Produktion auf ein vergleichbares Kostenniveau kommt, wird Seitz den endgültigen Schritt in Richtung C6-Chemie vollziehen.

Problematik steht erst am Anfang

Bei all der Diskussion um Nachhaltigkeit, Ökologie und Generationenverantwortung ist die Bilanz ernüchternd. Ein Großteil der Gewebehersteller arbeitet, wie Clariant in Muttenz weiß, nach wie vor mit der altbewährten C8-Chemie. Auch der Industrieverband Textil Service (intex e.V.) in Frankfurt/Main sieht beim Thema C6-Chemie nur zögerliche Ansätze bei seinen Mitgliedern. Die Problematik stünde erst am Anfang. Identische Erfahrung machen die Wäschereibetriebe: Der Endkunde beschäftigt sich mit der Diskussion um C8- oder C6-Chemie überhaupt nicht. Gleiches weiß der Deutsche Textilreinigungs-Verband e. V. (DTV) in Bonn zu berichten: Der Reinigungskunde hat bisher keine Fragen nach PFOS und PFOA gestellt. Vielleicht liegt es daran, dass dem Endverbraucher nach wie vor ziemlich unbekannt ist, dass die Fachbetriebe eine Nachimprägnierung vornehmen können.

Doch möglicherweise ist die Idylle bald vorbei und Reinigungen müssen sich rasch auf die neue Ausrüstungschemie einstellen.

Weiterführende Informationen rund um imprägnierte Textilien

Mehr zum Thema Imprägnierung von Textilien, professionelle Verfahren in Reinigung und Wäscherei sowie fluorcarbonfreien Alternativen etc. lesen Sie im Überblicksartikel von R+WTextilservice: Mehr als wasserabweisend: Imprägnierung von Textilien".