Grundwissen und gängige Farbstoffe der Textilfärberei

Das Textilfärben ist ein wesentlicher Prozess für die Textilverarbeitung. Die Beherrschung der Grundkenntnisse des Textilfärbens und das Verständnis der Eigenschaften sowie der gängigen Farbstoffe und Färbeverfahren können uns helfen, Farbstoffe sinnvoll auszuwählen und einzusetzen, den Färbeprozess für die Färbeverarbeitung richtig zu entwickeln und qualitativ hochwertig gefärbte Textilien zu erhalten.

Grundlagen des Textilfärbens

1 Was ist Textilfärben?

Textilfärben ist das Einfärben von Textilprodukten in farbige Gegenstände, indem physikalische oder chemische Verfahren verwendet werden, damit sich Farbstoffe mit Fasern verbinden können. Färbeanforderungen: Gleichmäßige Färbung mit guter Farbechtheit.

2 Färbeprinzip: Farbeigenschaften von Farbstoffen

Farbstoffe haben Chromophor und Autochrom in ihrer molekularen Struktur, die sichtbares Licht selektiv absorbieren. Wenn das Chromophor und das Autochrom unterschiedlich sind, absorbieren die Farbstoffe Licht unterschiedlich, und daher haben unterschiedliche Farbstoffe unterschiedliche Farben.

Neben Farbtonunterschieden unterscheiden sich die Farben der Farbstoffe auch in Helligkeit und Sättigung. Der Farbton gibt die Art der Farbe an und hängt vom Absorptionszustand des sichtbaren Lichts durch die Farbstoffmoleküle ab. Die Helligkeit gibt den vom menschlichen Auge wahrgenommenen Helligkeitsgrad wieder und hängt vom Reflexionsvermögen der Farbstoffmoleküle für einfallendes Licht ab. Sättigung ist gleichbedeutend mit Reinheit und gibt die Größe des Verhältnisses zwischen farbigen und nicht farbigen Farben bei gleicher Helligkeit an.

Obwohl es viele Arten von Farbstoffen gibt, sind die grundlegendsten Tricolore Cyan, Magenta und Gelb, dh jede Farbe kann durch Mischen der Tricolore in einem bestimmten Verhältnis mit geeigneten Anteilen erhalten werden. In der Produktion wird häufig das Verfahren der visuellen Farbunterscheidung verwendet, um die Farbabstimmung wiederholt zu testen. In den letzten Jahren wurde die Technologie von Computerfarbabstimmungssystemen zunehmend verbreitet verwendet.

3 Die drei Phasen des Färbens

Absorbierend

Der Farbstoff wird in Lösung aufgrund intermolekularer Kräfte und elektrostatischer Gravitationskräfte zwischen Ionen von den Fasern adsorbiert.

Diffusion und Durchdringung

Der adsorbierte Farbstoff diffundiert und dringt unter bestimmten Bedingungen von der Faseroberfläche in das Faserinnere ein, bis die Farbstoffkonzentration in der Farbstofflösung, auf der Faseroberfläche und im Inneren der Faser ein Gleichgewicht erreicht.

Festsetzung

Der in den amorphen Bereich der Faser eintretende Farbstoff wird durch chemische Kräfte (ionische oder kovalente Bindungen), intermolekulare Gravitationskräfte (van der Waals-Kräfte) und Wasserstoffbrückenbindungen mit den Fasermakromolekülen verbunden, um eine bestimmte Farbechtheit zu erhalten.

Beim eigentlichen Färbeprozess können die obigen drei Stufen nicht klar unterschieden werden. Für unterschiedliche Farbstoffe, unterschiedliche Fasern und unterschiedliche Färbeverfahren ist auch das Färbeverfahren unterschiedlich.

4 Begriffe rund um Farbstoff

Affinität
Wenn ein bestimmter Farbstoff automatisch Fasern in Lösung färben kann, sagen wir, dass der Farbstoff eine Affinität oder Direktheit für diese Faser hat. Je schneller die Färbegeschwindigkeit und je höher der Prozentsatz des Farbstoffs ist, desto höher ist die Affinität oder Direktheit, die die Größe der Färbefähigkeit anzeigt.

Färberate
Wenn die Färbung ein Gleichgewicht erreicht, wird das Verhältnis der Farbstoffmenge, die auf der Faser gefärbt wurde, zur ursprünglich in der Farbstofflösung vorhandenen Farbstoffmenge, oft ausgedrückt als Prozentsatz, als Farbstoffauftragsrate bezeichnet.

Färbegeschwindigkeit
Die Geschwindigkeit, mit der die Fasern den Farbstoff absorbieren und die Farbe färben, zu schnell färben, leicht zu ungleichmäßigem Färben führen, zu langsam färben, verlängert die Färbezeit.

Farbstoffmigration
Farbstoffmigration bezieht sich auf die Fähigkeit eines Farbstoffs, der von der Faser absorbiert wurde, von der Faser zu desorbieren, wieder in die Farbstofflösung einzutreten und dann andere Teile der Faser zu färben. Farbstoff mit guter Farbstoffmigration kann kontinuierlich von Stellen mit hoher Farbstoffkonzentration desorbieren und an Stellen mit niedriger Konzentration färben, bis der Konzentrationsunterschied im gesamten Stoff verschwindet, wodurch eine gleichmäßige Färbung erreicht wird.

Farbechtheit
Nach dem Färben sind Textilien während des Gebrauchs oder der Verarbeitung ständig verschiedenen äußeren Einflüssen ausgesetzt, die ein unterschiedlich starkes Ausbleichen zur Folge haben. Die Fähigkeit von Textilien, dem Ausbleichen zu widerstehen, wird durch Farbechtheit oder Färbeechtheit ausgedrückt. Wenn Sie mehr über Farbechtheit erfahren möchten, lesen Sie bitte diesen Artikel: Farbechtheit: Der ultimative Leitfaden

5 Färbegeräte

Entsprechend den verschiedenen Färbeobjekten kann die Färbeausrüstung in Faserfärbeausrüstung, Garnfärbeausrüstung und Stofffärbeausrüstung unterteilt werden.
Entsprechend den unterschiedlichen Färbetemperaturen und -drücken können Färbeanlagen in Atmosphärendruck-Färbeanlagen und Hochtemperatur- und Hochdruck-Färbeanlagen unterteilt werden.
Entsprechend den verschiedenen Färbeverfahren kann die Färbeausrüstung in Tauchfärbeausrüstung und Klotzfärbeausrüstung unterteilt werden.
Laborfärbemaschine zur schnellen Verbesserung der Produktions- und Betriebseffizienz, was praktisch ist.

Färbeeigenschaften und Färbeverfahren gängiger Farbstoffe

Entsprechend den verschiedenen Arten von Textilien gibt es verschiedene Färbeverfahren wie Stofffärbung, Garnfärbung, Faserfärbung und Stückfärbung usw. Die häufigste Anwendung ist die Stofffärbung.

Das Färben wird hauptsächlich in zwei Verfahren unterteilt: Tauchfärben und Klotzfärben. Beim Tauchfärben wird das Textil in der Färbelösung imprägniert, so dass die Färbelösung in ständigem Kontakt mit dem Textil ist, um den Färbeprozess abzuschließen. Dieses Färbeverfahren wird für Fasern, Garne und kleine Chargen von Stoffen und Kleidungsstücken verwendet. Das Klotzfärben eignet sich für die kontinuierliche Färbeverarbeitung von großvolumigen Stoffen. Beim Färben wird der Stoff zunächst kurz mit der Färbelösung getränkt, dann wird die Färbelösung durch Andrücken der Walzen gleichmäßig in das Stoffinnere eingerollt und anschließend die Farbe durch Dampf oder Hochglanz auf der Faser fixiert. Backtemperatur.

Die Farbe der gefärbten Produkte sollte mit dem Standardmuster oder dem Muster von Kunden übereinstimmen und sollte einheitlich sein und eine gute Farbechtheit aufweisen. Die Qualität der Textilfärbung hängt von vielen Faktoren ab, darunter Fasertyp, Farbstoffeigenschaften, Färbeverfahren, Färbeprozessbedingungen und Färbeausrüstung. Nur auf der Grundlage der Beherrschung der Beschaffenheit von Fasern und Farbstoffen, der Auswahl geeigneter Ausrüstung und Verfahren und der strengen Kontrolle der Bedingungen können wir Färbeprodukte mit den Anforderungen an die Farbverbindung, gleichmäßiger Farbe und ausreichender Farbechtheit erhalten.

1 Färbeeigenschaften und Farbstofftypen gängiger Farbstoffe

 

Typen	immobilien	anwendbare Fasern	Farbechtheit
			!	Waschen	trocken reiben
Direktfarbstoff	wasserlösliches nicht helle farbe	Baumwolle, Hanf, Viskose, Kupferammoniak, Seide, Polyvinylacetale	schlecht / gut	Arm	gut
Säurefarbstoff	wasserlösliches grelle Farbe	Wolle, Seide, Nylon	schlecht / gut	schlecht / gut	gut
kationischer Farbstoff	wasserlösliches sehr helle farbe	Acryl-	gut	gut	gut
neutraler Farbstoff 1:2 Metall komplexe Farbstoffe	wasserlösliches nicht helle farbe	Wolle, Seide, Elasthan	gut	gut	gut
Säurebeize Farbstoff	wasserlösliches nicht helle farbe	Wolle	gut	gut	schlecht / gut
Schwefelfarbstoff	wasserlösliches nicht helle farbe	Baumwolle, Hanf, Viskose, Kupferammoniak, Polyvinylacetale	gut	gut	schlecht / gut
unlöslicher Azofarbstoff	nicht wasserlöslich grelle Farbe	Baumwolle, Hanf, Viskose, Kupfer Ammoniak	gut	gut	Arm
Küpenfarbstoff	nicht wasserlöslich grelle Farbe	Baumwolle, Hanf, Viskose, Kupfer Ammoniak	gut	gut	schlecht / gut
löslicher Reduktionsfarbstoff	wasserlösliches grelle Farbe	Baumwolle, Wolle, Viskose, Kupferammoniak, Seide, Polyvinylacetale, Hanf, Nylon	gut	gut	schlecht / gut
Dispersionsfarbstoff	nicht wasserlöslich grelle Farbe	Acetat Polyester	schlecht / gut gut	schlecht / gut gut	gut gut
Reaktivfarbstoff	wasserlösliches grelle Farbe	Baumwolle, Wolle, Viskose, Kupferammoniak, Seide, Polyvinylacetale, Hanf, Nylon	schlecht / gut	gut	gut
Pigmente	nicht wasserlöslich grelle Farbe	alle Fasern	gut	gut	Arm

2 Färbemethoden gängiger Farbstoffe

Färben mit Direktfarbstoff

Direktfarbstoff kann zum Färben verschiedener Baumwollprodukte und Viskoseprodukte verwendet werden. Beim Färben wird das Textil zuerst mit Wasser benetzt, in die Färbelösung gegeben, auf 95℃ erhitzt und zur Förderung des Färbens mit Neutralsalz versetzt, 60 Minuten gefärbt. Nach dem Färben waschen und gegebenenfalls mit einem Farbfixiermittel behandeln, um die Färbeechtheit zu verbessern. Beim Seidenfärben werden häufig Direktfarbstoffe mit hoher Färberate und guter Farbechtheit verwendet, um den Mangel an saurer Farbstoffchromatographie zu ergänzen, hauptsächlich Braun, Schwarz, Dunkelgrün und andere göttliche Farben. Das Färben kann in neutralen oder leicht sauren Bädern erfolgen, oft mit Salz zur Förderung der Färbung, und nach dem Färben zur Verbesserung des Griffs kann es für einige Zeit in verdünnten Essigsäurebädern behandelt werden.

Färben mit Küpenfarbstoff

Küpenfarbstoffe sind hochwertige Farbstoffe zum Färben von Cellulosefasern aufgrund ihrer brillanten Farbe, ihres vollständigen Farbspektrums und ihrer guten Farbechtheit. Beim Färben mit Küpenfarbstoffen unterscheidet man zwei Verfahren: die Leuko-Tauchfärbung und die Suspensions-Klotzfärbung.

Beim Leuko-Tauchfärben wird der Farbstoff zuerst mit Versicherungspulver (einem starken Reduktionsmittel) und Natronlauge behandelt, um ihn zu in der Sodalösung gelösten Leuko-Körper zu reduzieren, und dann in das Färbematerial gegeben, die Temperatur kontrolliert und eingestellt die Salzmenge, um die Färberate sicherzustellen. Nach dem Färben muss eine Oxidationsbehandlung durchgeführt werden, um den Leukokörper auf den Fasern zu fixieren, und schließlich wird eine Seifenbehandlung durchgeführt, um das Farblicht der gefärbten Produkte zu verbessern und die Farbechtheit zu erhöhen.

Beim Suspensions-Klotzfärben wird der Farbstoff nicht reduziert, als Dispersion feiner Teilchen in Suspension formuliert, auf das Gewebe getaucht und geklotzt, dann getrocknet und weiter in eine alkalische Reduktionslösung getaucht und geklotzt, die Versicherungspulver enthält, und dann in einen geschlossenen Behälter eingebracht Dämpfer, um die Reduktion, Auflösung, Diffusion und Penetration des Farbstoffs und schließlich die Oxidation und Seifenbildung zu fördern. Der derzeit am häufigsten verwendete Küpenfarbstoff ist Indigo, der hauptsächlich bei der Verarbeitung von Denim-Stoffen und -Kleidungsstücken verwendet wird.

Färben mit Schwefelfarbstoff

Schwefelfarbstoff wird üblicherweise zum Färben von Baumwolltextilien mit tiefem, intensivem Schwarz und Blau verwendet. Das Färbeverfahren ähnelt dem des Küpenfarbstoffs, bei dem der Farbstoff zuerst reduziert und dann gelöst und dann zur Farbentwicklung nach dem Färben oxidiert wird. Hier ist das Reduktionsmittel oft Natriumsulfid, das leichter oxidiert wird als der Küpenfarbstoff. Beim Färben von Baumwollrollen wird der Stoff zum Beispiel eine Zeit lang bei einer hohen Temperatur in einer Lösung des Farbstoffs Cryptophor gefärbt, dann gewaschen und oxidiert und schließlich mit Natriumacetat gegen Versprödung behandelt.

Färben mit unlöslichem Azofarbstoff

Unlösliche Azofarbstoffe bestehen aus zwei Teilen: dem Farbphenol und der Farbbase, und der Färbeprozess ist eigentlich die Reaktion zweier wasserlöslicher Komponenten auf der Faser, um unlösliche Farbniederschläge zu erzeugen. Beim Färben wird der Stoff zuerst in eine alkalische Farbphenollösung getaucht und gerollt, allgemein als „Grundierung“ bekannt, dann bei niedriger Temperatur getrocknet, dann zur Farbentwicklung in eine Lösung einer Farbbasis getaucht und gerollt, dann gewaschen und geseift eine gewisse Zeit mit Luft oder Dampf behandelt und schließlich mit Wasser gewaschen. Der Farbstoff kann auch nach dem Dip-Dyeing-Verfahren gefärbt werden, auch durch die Grundierung und Farbentwicklung in zwei Schritten.

Färben mit Reaktivfarbstoff

Reaktivfarbstoffe enthalten reaktive Gruppen in ihren Molekülen, die mit bestimmten Gruppen auf Fasern reagieren können, um eine kovalente Bindung zu erzeugen, was zu einer hohen Farbechtheit gegenüber Waschen und Reiben führt und zum Färben von Zellulosefasern, Wolle, Seide und Nylon verwendet werden kann.

Färben von Zellulosefasern: Beim Tauchfärben und Klotzfärben wird der Stoff normalerweise zuerst mit einer Färbelösung ohne Alkali behandelt, dann wird der Färbelösung Alkali zugesetzt oder Alkali wird auf den Stoff aufgebracht, damit der Farbstoff mit dem reagiert Faser und schließlich vollständig gewaschen, geseift und gekocht, um die schwimmende Farbe zu entfernen.

Färben von Wolle, Seide und Nylon: Das Färben von Wolle erfolgt normalerweise unter sauren Bedingungen, mit Essigsäure zur Einstellung des pH-Werts, mit Yuanming-Pulver als Verzögerungsmittel, Neutralisation und Waschen nach dem Färben. Seide kann nach verschiedenen Verfahren unter schwach sauren und neutralen Färbebedingungen oder alkalischen Bedingungen gefärbt werden oder indem zuerst in einem schwach sauren oder neutralen Bad gefärbt und dann in einem alkalischen Bad fixiert wird. Nylon hat weniger reaktive Gruppen als Wolle und Seide, daher ist es schwierig, dunkle Farben mit Reaktivfarbstoffen zu färben, und sein Färbeprozess ähnelt dem von Seide.

Säurefarbstoffe, Säurebeizfarbstoffe und Säurebeizmittel enthaltende Farbstoffe zum Färben

Diese drei Farbstoffe sind wasserlöslich und auf Wolle, Seide und Nylon spezialisiert, weisen jedoch gewisse Unterschiede in Struktur, Leistung und Anwendungsbereich auf.

Säurefarbstoffe haben eine einfache Struktur und können je nach Größe der Molekülstruktur in zwei Kategorien eingeteilt werden, starke Säurefarbstoffe und schwache Säurefarbstoffe. Starke Säurefarbstoffe können die Wolle in einem stark sauren Medium mit heller Farbe und guter Einheitlichkeit färben, während schwache Säurefarbstoffe Wolle, Seide und Nylon in einem neutralen oder schwach sauren Medium mit hoher Farbechtheit, aber weniger Einheitlichkeit und Lebendigkeit als stark färben können saure Farbstoffe.

Saure Beizenfarbstoffe haben die Grundstruktur von Säurefarbstoffen, enthalten aber auch Gruppen, die mit beizenden Chromionen Komplexe bilden können. Diese Farbstoffe werden hauptsächlich zum Färben von Wolle verwendet und haben eine bessere Farbechtheit beim Waschen und Sonnenlicht als Säurefarbstoffe, sind jedoch dunkler in der Farbe. Das Färben erfolgt oft durch Tauchfärbung, und nach dem Färben wird Kaliumdichromat für eine gewisse Zeit als Beizmittel verwendet.

Saure Beizmittel enthaltende Farbstoffe sind einfach anzuwenden, da sie keine Beizmittelbehandlung zum Färben benötigen. Wenn Chromionen und Farbstoffmoleküle im Verhältnis 1:1 komplexiert sind, ist die Färbewirkung ähnlich wie bei stark sauren Farbstoffen, die hauptsächlich für Wolle verwendet werden, und wenn Chromionen und Farbstoffmoleküle im Verhältnis 1:2 komplexiert sind, ist die Färbeechtheit höher. Die Farbe ist jedoch dunkler und wird häufig zum neutralen Badfärben von Wolle, Seide und Nylon verwendet.

Dispersionsfarbstoff zum Färben

Dispersionsfarbstoffe sind die Hauptfarbstoffe zum Färben von synthetischen Fasern, insbesondere Polyesterfasern, und haben eine gute Färbeleistung auf Polyester mit hoher Farbechtheit.

Dispersionsfarbstoffe enthalten in ihrer Struktur keine ionisierten Gene und sind nichtionische hydrophobe Farbstoffe, die in Wasser unlöslich sind und nur als Partikel in Suspension in der Farbstofflösung dispergiert werden können. Dispersionsfarbstoffe haben eine einfache Struktur und kleine Moleküle, die eine Affinität zu den hydrophoben Polyesterfasern mit fester Struktur aufweisen und in das Innere der Fasern diffundieren können und eine hohe Färberate aufweisen.

Dispersionsfarbstoffe haben eine einfache Struktur mit kleinen Molekülen und haben eine Affinität zu den hydrophoben, fest strukturierten Polyesterfasern, wodurch sie in das Faserinnere diffundieren und eine hohe Färbeerfolgsrate aufweisen. Beim Färben von Polyester mit Dispersionsfarbstoffen sind Hochtemperaturbedingungen über 120℃ erforderlich, da nur bei hohen Temperaturen der Grad der thermischen Bewegung der Polyester-Makromolekülketten ausreicht, um die für die Farbstoffdiffusion erforderlichen Lücken zu erzeugen.

Es gibt drei Arten von Dispersionsfarbstoffen zum Färben von Polyester: Trägerverfahren, HTHP-Verfahren und Heißschmelzverfahren. Das Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren (HTHP) ist das am häufigsten verwendete Verfahren. Das Färben erfolgt in einem geschlossenen Hochdruckbehälter bei einer Temperatur von bis zu 130℃, mit einer hohen Färberate, und Essigsäure und Egalisiermittel können hinzugefügt werden, um das Färben zu unterstützen, um das Farblicht und die Farbe zu kontrollieren Gleichmäßigkeit der Färbung.

Kationischer Farbstoff zum Färben

Kationischer Farbstoff ist der Hauptfarbstoff zum Färben von Acrylfasern, der nicht nur eine leuchtende Farbe und eine hohe Färbegeschwindigkeit aufweist, sondern auch eine gute Farbechtheit aufweist. Da die Makromoleküle der Acrylfaser saure Gruppen enthalten, die nach der Ionisierung in Wasser negativ geladen sind, haben sie eine hohe Adsorptionskraft für kationische Farbstoffe, eine hohe Färbegeschwindigkeit und eine hohe Färberate.

Kationischer Farbstoff hat eine schlechte Farbstoffwanderung auf Acrylfarben. Aufgrund der schnellen Färbegeschwindigkeit kann es leicht zu ungleichmäßiger Färbung kommen, daher muss der Färbeprozess streng kontrolliert und Färbemittel verwendet werden. Üblicherweise verwendete Farbstoffmigrationsmittel schließen Essigsäure, Methenaminpulver und kationische Tenside ein. Das Färben erfolgt im Allgemeinen durch das Tauchfärbeverfahren, Einstellen des pH-Werts der Färbelösung mit Essigsäure usw. auf 4.5 und Hinzufügen des Färbemigrationsmittels, beginnend bei Raumtemperatur, und strenge Kontrolle der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs, Fortsetzen des Färbens für a bestimmte Zeit nach dem Kochen und dann langsames Abkühlen und Waschen. Derzeit gibt es auch modifizierte Polyesterfasern, die mit kationischen Farbstoffen gefärbt werden können.