Im Allgemeinen werden Stoffe nach einer Reihe von Vorbehandlungen gefärbt. Der Zweck des Färbens besteht darin, dem naturfarbenen Stoff die gewünschten Farben zu verleihen.
Dieser Prozess beinhaltet zahlreiche Faktoren, aber das grundlegendste Prinzip ist die Verwendung bestimmter Farbstoffe und Hilfsmittel in Wasser als Medium unter bestimmten Bedingungen (z. B. einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten pH-Wert).
Polyesterfaser
Polyesterfasern werden mit Dispersionsfarbstoffen gefärbt. Da Polyesterfasern selbst keine relativen Gruppen aufweisen, sind die Färbebedingungen relativ anspruchsvoller. Insbesondere sind hohe Temperaturen erforderlich, um die Molekülketten der Polyesterfasern zu aktivieren und so den Innenraum der Fasern zu vergrößern. Dadurch können feine Farbstoffpartikel in die Faser eindringen, sich kovalent verbinden und so den Farbstoff fixieren.
Dieser Prozess erfordert ausreichend Energie, um die Molekülketten der Polyesterfasern zu aktivieren; Die Temperatur muss 130 Grad erreichen. Gleichzeitig müssen dem Färbebad Eisessig, Weichmacher, Egalisiermittel und Dispergiermittel zugesetzt werden, um den gesamten Prozess zu koordinieren.
- Die Funktion von Eisessig besteht darin, den PH-Wert (Säuregrad/Alkalität) des Färbebades auf ein leicht saures Niveau einzustellen, wodurch die Löslichkeit und Penetration von Dispersionsfarbstoffen erhöht und das Färben erleichtert wird.
- Die Funktion des Weichspülers im Färbebad besteht darin, den Stoff während des Färbevorgangs weicher zu machen und Stofffehler wie Falten und „Hühnerkrallen“-Effekte zu verhindern.
- Die Funktion des Egalisiermittels besteht darin, das Verteilungsgleichgewicht zwischen Farbstoff und Stoff während des Färbevorgangs anzupassen, um einen egalisierenden Färbeeffekt zu erzielen.
- Die Funktion des Dispergiermittels besteht darin, die gleichmäßige Verteilung von Dispersionsfarbstoffen im Färbebad zu unterstützen und so die Dispersion von Dispersionsfarbstoffen und die Bildung von Farbflecken zu verhindern.
Beim Färben von Polyesterfasern muss die Sublimationsechtheit von Dispersionsfarbstoffen berücksichtigt werden. Unter Sublimation versteht man den Prozess, bei dem ein Stoff unter Hitze direkt von einem Feststoff in einen Gaszustand übergeht. Da Polyesterfasern und Farbstoffen reaktive Gruppen zur Fixierung fehlen, führen hohe Temperaturen beim Aushärten zu einer Farbstoffsublimation, was zu einem Verblassen der Farbe führt. Daher muss beim Färben von Polyester mit Dispersionsfarbstoffen die Sublimationsechtheit berücksichtigt werden. Die Auswahl des Farbstoffs hängt im Allgemeinen von den endgültigen Anforderungen ab.
Da das Färben unter Hochtemperaturbedingungen erfolgt und erhebliche Energie erfordert, um die Bewegung der Polyesterfaserketten zu induzieren, ist die Waschechtheit von gefärbtem Polyester außergewöhnlich hoch und kein Problem. Bei tiefen Farben wie Ultra-schwarz verhindert jedoch die große Farbstoffmenge ein vollständiges Eindringen und Fixieren im Faserinneren. Dies führt dazu, dass überschüssiger Farbstoff auf der Faseroberfläche adsorbiert wird. Wenn dieser restliche Farbstoff nicht gründlich entfernt wird, beeinträchtigt er die Waschechtheit. Daher muss nach dem Färben ein Seifenwaschen und Spülen durchgeführt werden.
Unter Seifenwaschen versteht man den Prozess, bei dem Waschmittel und Soda bei einer bestimmten Temperatur verwendet werden, um an der Faseroberfläche adsorbierte Farbstoffe zu entfernen, gefolgt von einem gründlichen Spülen, um die Waschechtheit des Stoffes sicherzustellen.
Nylonfaser
Beim Färben von Nylonfasern werden hauptsächlich Säurefarbstoffe und bestimmte Dispersionsfarbstoffe eingesetzt. Dispersionsfarbstoffe werden hauptsächlich für hellere Farbtöne verwendet, während Säurefarbstoffe die breiteste Anwendung finden. Säurefarbstoffe werden in folgende Kategorien eingeteilt: - Gleichmäßige-färbende Säurefarbstoffe (starke Säurefarbstoffe); - Halb-einheitliche-färbende Säurefarbstoffe (schwach saure Farbstoffe); und neutrale Farbstoffe.
Die Auswahl der Farbstoffe richtet sich nach der Farbtiefe:
1. Helle Farben: Dispersionsfarbstoffe und gleichmäßig-färbende Säurefarbstoffe;
2. Mittel-dunkle Farben: Halb-gleichmäßig-färbende Säurefarbstoffe;
3. Dunkle Farbtöne: Neutrale Farbstoffe;
Für Anwendungen, die eine außergewöhnlich hohe Waschechtheit erfordern, werden Metallkomplexfarbstoffe eingesetzt (selten verwendet). Das Prinzip des Färbens von Nylon mit Säurefarbstoffen beruht auf kovalenten Bindungen und Van-der-Waals-Kräften zwischen Farbstoff und Faser in einem Säurebad. Nach der Fixierung verankert sich der Farbstoff in der Faser und verleiht ihm Farbe. Zu den Färbebedingungen gehören bestimmte Temperatur-, pH- und Egalisierungsmittel.
Im Folgenden werden die Prozesse für verschiedene Farbstoffe beschrieben:
1. Gleichwertige -Säurefarbstoffe: Diese werden auch als stark saure Farbstoffe bezeichnet und erfordern das Färben unter stark sauren Bedingungen, wobei Eisessig hinzugefügt wird, um das Färben zu fördern. Sie zeichnen sich durch einen hervorragenden Verlauf, aber eine schlechte Waschechtheit aus. Daher ist eine Fixierungsbehandlung unerlässlich, um eine ausreichende Echtheit zu erreichen.
2. Halb-nivellierende Säurefarbstoffe: Diese werden auch als schwach saure Farbstoffe bezeichnet und erfordern das Färben unter schwach sauren Bedingungen. Da diese Farbstoffe nach der Faserbindung eine akzeptable Echtheit aufweisen, muss die Verwendung von Essigsäure sorgfältig kontrolliert werden. Der Zusatz von Egalisiermitteln ist außerdem wichtig, um eine ungleichmäßige Farbaufnahme und Farbstreifen aufgrund einer zu hohen Farbeindringgeschwindigkeit zu verhindern.
3. Neutrale Farbstoffe: Diese erfordern das Färben unter nahezu-neutralen Bedingungen. Da diese Farbstoffe fest an den Fasern haften und schwer zu entfernen sind, ist der Einsatz von Essigsäure minimal oder gar nicht erforderlich. Besonders wichtig ist der Zusatz von Egalisiermitteln, da diese den Färbeprozess verlangsamen.
Mit Ausnahme von Dispersionsfarbstoffen, die im Allgemeinen keine Fixierungsbehandlung erfordern, erfordert das Säurefärben von Nylonfasern typischerweise die Verwendung eines Fixiermittels, um die Waschechtheit zu verbessern. Insgesamt müssen beim Färben von Nylonfasern die Kombination von Säurefarbstoffen und deren Waschechtheit berücksichtigt werden. Die Prozesskontrolle wird durch den Einsatz unterschiedlicher Methoden je nach verwendetem Farbstoff erreicht.
Bei säuregefärbten Nylonfasern ist die Auswirkung der Wasserqualität ein kritisches Problem, insbesondere das Vorhandensein von Schwermetallionen wie Fe und Mn. Diese Ionen verursachen Farbverschiebungen-insbesondere einen Verdunkelungseffekt.
Daher muss das zum Säurefärben von Nylon verwendete Wasser einem Ionenaustausch unterzogen werden. Bei diesem Prozess wird das Wasser durch einen Ionenaustauscher geleitet, in dem Na-Ionen Schwermetallionen wie Fe und Mn ersetzen.
Da die Färbbarkeit von Nylonfasern erheblich durch Hitze beeinflusst wird, kann eine ungleichmäßige Erwärmung während der Vorbehandlung die Gleichmäßigkeit der Färbung beeinträchtigen. Dieser Faktor ist beim Färben dieser Fasern besonders kritisch. Da alle oben beschriebenen Färbeprozesse innerhalb von Färbebottichen ablaufen, ist es notwendig, eine allgemeine Erläuterung der Struktur und des Betriebs des Bottichs zu geben, wobei in erster Linie Hochtemperatur- und Hochdruck-Überlauffärbemaschinen als Beispiel dienen.
