Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 16. März 2022

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Name: Luisa Kölbel, 2022-03

Das Färben unserer Klamotten und den sonstigen Stoffen ist ein Prozess, der tagtäglich in den Fabriken abläuft. Dabei wird von den Konsumenten erwartet, dass die Färbung jeglichen Umwelt-, aber auch Alltagsbedingungen stand hält und die Kleidung somit farbecht bleibt.

Um Stoffe zu färben, gibt es unterschiedliche Färbeverfahren, die man in drei Gruppen aufteilen kann. Dabei ist zu beachten, dass der Färbevorgang von den Fasern des Stoffes sowie den Eigenschaften des ausgewählten Farbstoffes abhängig ist. 

1. Direktfärbung

Bei der Direktfärbung wird der unbehandelte Stoffe in eine Lösung des Farbstoffes getaucht, wodurch der Farbstoff direkt auf die Fasern gebracht wird. Der wasserlösliche Farbstoff wird von den Fasern aus dem Färbebad entzogen und diffundiert in die Fasern, um sich dort dann zu verankern. Eine Vorbehandlung des Stoffes ist für dieses Verfahren nicht notwendig. 

Den weiteren Vorgang kann man in die substanziellen Direktfärbung und die ionischen Direktfärbung unterteilen. Dabei unterscheiden sich die beiden Vorgänge in der Verankerung. 

Substanzielle Direktfärbung

Dabei haftet sich der Farbstoff durch die Van-der-Waals-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen an den Fasern. Diese Verankerungen sind allerdings nicht besonders stark, sodass die gefärbten Stoffe nicht waschecht sind. Farbstoffe, die zu den substanziellen Farbstoffen zählen sind Azofarbstoffe und Anthrachinonfarbstoffe. Diese Methode des Färbens wird vor allem bei Baumwoll- und Cellulosefasern angewendet. 

Ionische Direktfärbung

Die Farbmoleküle haben eine positiven oder eine negativen Ladung. Dadurch können die Farbstoffe Ionenverbindungen mit entgegengesetzten Atomgruppen der Fasern eingehen. Ionenverbindungen sind im Vergleich zu zwischenmolekularen Kräften stärker, weswegen die Textilien waschechter sind. Wolle und Seide sind Proteinfasern, die auf diese Weise gut gefärbt werden können. Zusätzlich wird dies auch als anionischer Farbstoff bezeichnet, da die Farbstoffmoleküle durch die Abgabe von Protonen Anionen bilden können. 

2. Entwicklungsfärbung

Bei der Entwicklungsfärbung kann man zwischen Küpenfärbung, Beizenfärbung und Reaktivfärbung unterscheiden. Bei diesen Vorgängen entstehen der Farbstoff direkt in der Fasern. 

Küpenfärbung

Die Farbstoffe, die verwendet werden, sind wasserunlöslich und können daher nicht direkt auf den Fasern angebracht werden. Daher weisen sie eine hohe Waschechtheit auf. Durch ein Reduktionsmittel wie Natriumdithionit wird der Farbstoff in eine wasserlösliche Form überführt. Die reduzierte Form ist nun allerdings nicht mehr farbig und wird daher Leukoform genannt. Die wasserlösliche Form des Farbgutes trocknet, wodurch die Leukoform des Farbstoffes oxidiert und seine ursprüngliche Farbe zurückerhält. Durch bestimmte Oxidationsmittel kann dieser Vorgang auch beschleunigt werden. Mit der Zeit bleichen die Stoffe jedoch aus, da die Van-der-Waals-Wechselwirkungen sowie die Wasserstoffbrückenbindungen der natürlichen Belastung nicht stand halten kann.

Beizenfärbung

Dieses Verfahren wird durch die Schwermetallbelastung heutzutage kaum noch verwendet, da die Fasern vorher mit metallhaltigen Salzen behandelt wird, damit später stabile Komplexverbindungen mit den Farbstoffmolekülen entstehen kann. Dabei wird vor allem Aluminium- und Eisensalz verwendet. Dieser Vorgang wird besonders bei Wolle genutzt, da der Farbstoff besonders gut an den Fasern haften kann. Wodurch eine hohe Waschechtheit entsteht. 

Reaktivfärbung

Hier besitzt der Farbstoff eine reaktive Gruppe, die mit den Hydroxy-Gruppen der Cellulosefasern eine Atombindung eingeht, wodurch der Farbstoff fest mit den Fasern verankert ist und eine hohe Waschechtheit entstehen kann.

3. Dispersionsfärbung

Dieser Vorgang wird bei unpolaren Fasern wie den Polyesterfasern genutzt. Genauso wie der substanziellen Direktfärbung wird meistens der Azofarbstoff genutzt, welche durch weitere Hilfsstoffe zu einer Suspension verarbeiteten werden. Die Fasern werden durch Temperaturen aufgeweitet, sodass das Farbmittel in die Fasern reindiffundiert und eine waschechte Färbung entsteht.