Canadese borstelfabrikanten werken samen met universiteiten om het onderzoek naar biologisch afbreekbare borstelmaterialen te bevorderen

In een poging om tegemoet te komen aan de mondiale drang naar duurzaamheid en de afhankelijkheid van niet-biologisch afbreekbare kunststoffen te verminderen, hebben de toonaangevende borstelfabrikanten van Canada onlangs partnerschappen gesloten met topuniversiteiten om baanbrekend onderzoek te doen naar biologisch afbreekbare borstelmaterialen. Deze samenwerking, die bedrijven als Toronto Brush Works en Vancouver Bristle Tech omvat naast academische instellingen zoals de Universiteit van Toronto en de Universiteit van British Columbia, heeft tot doel milieuvriendelijke alternatieven te ontwikkelen die de prestaties van traditionele synthetische borstelharen evenaren en tegelijkertijd de impact op het milieu minimaliseren.

Het initiatief komt voort uit de groeiende vraag van consumenten naar duurzame schoonheids- en huishoudelijke producten, waarbij in een rapport uit 2023 van het Canadian Sustainable Consumption Institute een stijging van 42% op jaarbasis wordt opgemerkt in het aantal zoekopdrachten naar ‘plasticvrije penselen’ in Noord-Amerika. Traditionele borstelharen, vaak gemaakt van nylon of polyester, kunnen er eeuwen over doen om te ontbinden, wat bijdraagt ​​aan stortafval en microplasticvervuiling. Biologisch afbreekbare alternatieven stuiten echter op hindernissen: het balanceren van duurzaamheid, flexibiliteit en kosten met composteerbaarheid heeft de vooruitgang van de industrie lange tijd belemmerd.

Centraal in het onderzoek staat het identificeren van levensvatbare grondstoffen. Teams onderzoeken plantaardige vezels (zoals hennep, bamboe en suikerrietbagasse), mycelium (schimmelnetwerken) en agrarische bijproducten (zoals tarwestro en maïsschillen). “We concentreren ons op materialen die lokaal worden gewonnen om de CO2-voetafdruk te verkleinen”, legt dr. Elena Marquez uit, hoofdonderzoeker aan het Materials Science Lab van de Universiteit van Toronto. “Hennepvezels, die overvloedig aanwezig zijn in de Canadese prairieprovincies, zijn bijvoorbeeld veelbelovend vanwege hun natuurlijke sterkte. We testen nu hoe we ze moeten behandelen om de elasticiteit van synthetische borstelharen na te bootsen.”

Een belangrijke uitdaging is het garanderen van biologische afbreekbaarheid zonder dat dit ten koste gaat van de functionaliteit. “Consumenten zullen niet overstappen op milieuvriendelijke borstels als ze na een paar keer gebruik vervellen of hun vorm verliezen”, zegt Michael Chen, R&D-directeur bij Vancouver Bristle Tech. Om dit aan te pakken, gebruiken onderzoekers geavanceerde testprotocollen: ASTM D5511 voor composteerbaarheid (meting van 90% afbraak binnen 180 dagen) en ISO 12945-2 voor borstelprestaties (beoordeling van stijfheid, veerkracht en waterretentie). Vroege prototypes die een mengsel van mycelium- en vlasvezels gebruikten, voldeden aan 85% van de duurzaamheidsnormen voor synthetische haren, met voortdurende aanpassingen om de slijtvastheid te verbeteren.

Het universitair-industriemodel blijkt van cruciaal belang voor snelle innovatie. “Universiteiten brengen gespecialiseerde apparatuur – zoals onze scanning-elektronenmicroscopen om de vezelstructuur te analyseren – en academische nauwkeurigheid, terwijl fabrikanten praktijkgerichte inzichten bieden in de schaalbaarheid van de productie”, merkt Dr. James Wilson van het Sustainable Manufacturing Program van de University of British Columbia op. Er worden al proefproductielijnen getest, met plannen om eind 2024 de eerste commerciële biologisch afbreekbare borstellijn te lanceren, gericht op de schoonheids-, huisreinigings- en industriële borstelmarkten.

Naast de milieuvoordelen staat het onderzoek klaar om de positie van Canada in de mondiale sector van duurzame materialen te versterken. “De strenge Europese EPR-wetten (Extended Producer Responsibility) en de plasticverboden in Californië stimuleren de vraag naar producten die aan de eisen voldoen”, zegt Sarah Liu, duurzaamheidsleider bij Toronto Brush Works. “Door toonaangevend te zijn op het gebied van biologisch afbreekbare borsteltechnologie voldoen we niet alleen aan de regelgeving, maar creëren we ook een concurrentievoordeel op de mondiale markt voor milieuvriendelijke borstels met een waarde van 2,3 miljard dollar.”

Nu de samenwerking het tweede jaar ingaat, blijft de focus liggen op opschaling. “De volgende fase omvat het optimaliseren van de productieprocessen om de kosten binnen 15% van synthetische borstelharen te houden”, voegt Chen toe. Nu de druk van consumenten en regelgeving toeneemt, signaleert dit partnerschap een verschuiving: duurzame innovatie in de borstelproductie is niet langer optioneel: het is de toekomst.