Kanadische Bürstenhersteller arbeiten mit Universitäten zusammen, um die Forschung zu biologisch abbaubaren Borstenmaterialien voranzutreiben

Um dem weltweiten Streben nach Nachhaltigkeit gerecht zu werden und die Abhängigkeit von nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen zu verringern, haben Kanadas führende Bürstenhersteller kürzlich Partnerschaften mit Spitzenuniversitäten geschlossen, um Pionierarbeit bei der Forschung zu biologisch abbaubaren Borstenmaterialien zu leisten. Diese Zusammenarbeit, an der Firmen wie Toronto Brush Works und Vancouver Bristle Tech sowie akademische Institutionen wie die University of Toronto und die University of British Columbia beteiligt sind, zielt darauf ab, umweltfreundliche Alternativen zu entwickeln, die der Leistung herkömmlicher synthetischer Borsten entsprechen und gleichzeitig die Umweltbelastung minimieren.

Die Initiative findet vor dem Hintergrund der wachsenden Verbrauchernachfrage nach nachhaltigen Schönheits- und Haushaltsprodukten statt. In einem Bericht des Canadian Sustainable Consumption Institute aus dem Jahr 2023 wurde ein Anstieg der Suchanfragen nach „plastikfreien Bürsten“ in Nordamerika um 42 % gegenüber dem Vorjahr festgestellt. Herkömmliche Bürstenborsten, die oft aus Nylon oder Polyester bestehen, können Jahrhunderte brauchen, um sich zu zersetzen, was zu Mülldeponien und Mikroplastikverschmutzung führt. Biologisch abbaubare Alternativen stehen jedoch vor Hürden: Das Gleichgewicht zwischen Haltbarkeit, Flexibilität und Kosten sowie Kompostierbarkeit hat den Fortschritt der Industrie lange Zeit behindert.

Im Mittelpunkt der Forschung steht die Identifizierung brauchbarer Rohstoffe. Die Teams erforschen pflanzliche Fasern (wie Hanf, Bambus und Zuckerrohrbagasse), Myzel (Pilznetzwerke) und landwirtschaftliche Nebenprodukte (wie Weizenstroh und Maisschalen). „Wir konzentrieren uns auf Materialien, die aus der Region stammen, um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren“, erklärt Dr. Elena Marquez, leitende Forscherin am Materials Science Lab der University of Toronto. „Zum Beispiel sind Hanffasern, die in Kanadas Prärieprovinzen reichlich vorhanden sind, wegen ihrer natürlichen Festigkeit vielversprechend – wir testen jetzt, wie wir sie behandeln können, um die Elastizität synthetischer Borsten nachzuahmen.“

Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die biologische Abbaubarkeit ohne Einbußen bei der Funktionalität sicherzustellen. „Verbraucher werden nicht auf umweltfreundliche Bürsten umsteigen, wenn diese nach mehrmaligem Gebrauch ausfallen oder ihre Form verlieren“, sagt Michael Chen, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei Vancouver Bristle Tech. Um dieses Problem anzugehen, verwenden Forscher fortschrittliche Testprotokolle: ASTM D5511 für die Kompostierbarkeit (Messung des 90-prozentigen Abbaus innerhalb von 180 Tagen) und ISO 12945-2 für die Borstenleistung (Bewertung der Steifigkeit, Elastizität und Wasserretention). Frühe Prototypen mit einer Mischung aus Myzel- und Flachsfasern erfüllten 85 % der Haltbarkeitsstandards für synthetische Borsten, wobei fortlaufend Optimierungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit vorgenommen wurden.

Das Universität-Industrie-Modell erweist sich als entscheidend für schnelle Innovationen. „Universitäten bringen spezielle Geräte – wie unsere Rasterelektronenmikroskope zur Analyse der Faserstruktur – und akademische Genauigkeit mit, während Hersteller reale Einblicke in die Skalierbarkeit der Produktion liefern“, bemerkt Dr. James Wilson vom Sustainable Manufacturing Program der University of British Columbia. Pilotproduktionslinien werden bereits getestet. Bis Ende 2024 soll die erste kommerzielle biologisch abbaubare Borstenlinie auf den Markt kommen, die auf die Märkte Schönheitspflege, Haushaltsreinigung und Industriebürsten abzielt.

Über die Vorteile für die Umwelt hinaus soll die Forschung Kanadas Position im globalen Sektor nachhaltiger Materialien stärken. „Europas strenge EPR-Gesetze (Extended Producer Responsibility) und Kaliforniens Plastikverbote steigern die Nachfrage nach konformen Produkten“, sagt Sarah Liu, Nachhaltigkeitsleiterin bei Toronto Brush Works. „Indem wir in der Technologie biologisch abbaubarer Borsten führend sind, erfüllen wir nicht nur die Vorschriften – wir verschaffen uns einen Wettbewerbsvorteil auf dem globalen Markt für umweltfreundliche Bürsten im Wert von 2,3 Milliarden US-Dollar.“

Auch im zweiten Jahr der Zusammenarbeit liegt der Schwerpunkt weiterhin auf der Ausweitung. „In der nächsten Phase geht es darum, die Herstellungsprozesse zu optimieren, um die Kosten unter 15 % der Kosten für synthetische Borsten zu halten“, fügt Chen hinzu. Angesichts des wachsenden Verbraucher- und Regulierungsdrucks signalisiert diese Partnerschaft einen Wandel: Nachhaltige Innovation in der Bürstenherstellung ist nicht mehr optional – sie ist die Zukunft.