Der Bedarf an Farbstoffen entstand, weil Menschen von ihrer Umwelt profitieren und Gegenständen und sich selbst ein besonderes Aussehen verleihen wollen. Daher wurden viele Farben und Farbstoffe zunächst aus der Natur gewonnen. Dies ist sogar in sehr alten Zeiten wie der Steinzeit zu sehen. Gemälde und Objekte an den Wänden von Höhlen in Frankreich und Spanien, die Hunderte von Jahren vor Christus zurückreichen, belegen die Existenz von Farbstoffen und Farbstoffen in der Antike. Die ersten verwendeten Farbstoffe waren eine Mischung aus Metalloxiden, Lehmerde und etwas Pflanzensaft.. Es wird angenommen, dass diese mit Wasser gelöst und auf die zu lackierende Oberfläche aufgetragen werden. Die alten Ägypter mischten Gummi, um der Farbe Festigkeit und Glanz zu verleihen. Diese wurden in Mumien gefunden. Um die Farben vor Lufteinwirkung zu schützen, werden sie mit Wachs überzogen. Während Farbstoffe anorganisch sind, sind die in Textilien verwendeten Farbstoffe organisch. Beispiele für anorganische Farbstoffe sind Fe2O3, Cr2O3, Pb3O4, HgS, Graphit usw. Farbstoffe hingegen sind meist synthetisch sowie solche natürlichen Ursprungs. Die oben genannten Beispiele und die historischen Überreste zeigen, dass die Farbe seit der Antike verwendet wurde. Die meisten der heute verwendeten Farbstoffe werden durch chemische Synthese gewonnen.
Farben sind Substanzen, die dazu dienen, die Oberfläche von Gegenständen vor äußeren Einflüssen zu schützen oder den Gegenstand farbig zu gestalten, um ihm ein schönes Aussehen zu verleihen. Die Oberfläche des bemalten Objekts wird mit einer dicken Schicht bedeckt. Dieser Prozess ist kein Malen, sondern ein eigentliches Abdecken. Farben verändern die Oberfläche, auf die sie aufgetragen werden, außer dem Aussehen nicht. Sie werden durch Schaben von der Oberfläche getrennt.
Farbstoffe hingegen sind farbgebende Substanzen, die entweder allein oder mit geeigneten Reagenzien materialaffin sind. Farbstoffe sind chemische Verbindungen und verleihen dem Gegenstand, mit dem sie behandelt werden, Farbe.. Alle Farbstoffe sind organische Verbindungen. Objekt und Farbstoff verbinden sich kontinuierlich und dauerhaft und verändern die Oberfläche des Objekts in ihrer Struktur. Im Allgemeinen verbindet sich der Farbstoff mit der Oberfläche des Objekts durch eine chemische und physikalisch-chemische Beziehung. Wenn eine physikalische Wirkung der Farbe auf die Oberfläche aufgebracht wird, kann die Oberfläche ihren ursprünglichen Zustand nicht annehmen.
Wie oben erläutert, sind Farbstoff und Farbstoff nicht dieselben Konzepte, aber die einzige Ähnlichkeit zwischen ihnen besteht darin, dass sie beide Farbstoffe sind. Während die Farbe die Oberfläche mit einer Schicht bedeckt, unterscheidet die Bindung des Farbstoffs an die Oberfläche diese beiden Konzepte von diesem Aspekt.
Auf die aufgebrachten Substanzen, um die Gegenstände (Stoff, Faser etc.) selbst farbig zu machen. FARBSTOFFE dene.
Allerdings ist nicht jeder farbgebende oder gefärbte Stoff ein Farbstoff. Färben mit Farbstoffen ist nicht wie Färben mit Farbstoffen. Sie werden nach verschiedenen Färbeverfahren meist als Lösungen oder Suspensionen aufgebracht. Alle Farbstoffe sind organische Verbindungen. Zu lackierende Gegenstände verändern die Oberfläche des Gegenstandes in ihrer Struktur, indem sie sich mit dem Farbstoff dauerhaft und dauerhaft verbinden. Im Allgemeinen wird der Farbstoff durch eine chemische oder physikalisch-chemische Beziehung mit der Oberfläche des Objekts verbunden. Durch physikalische Prozesse wie Schaben, Wischen, Waschen kann die lackierte Oberfläche ihren ursprünglichen farblosen Zustand nicht annehmen.
Farbstoffe, die Naturfasern färben
Farbstoffe, die Produkte auf Cellulosebasis färben
- Direktfarbstoffe
- Reaktive Farbstoffe
- Schwefelfarbstoffe
- Farbstoffe in Würfeln
- Pigmentfarbstoffe
- Lösliche Würfelfarbstoffe
- Oxidationsfarbstoffe:
Diese Farbstoffgruppe gehört zu den ältesten synthetischen Farbstoffen. Sie sind Zwischenprodukte, die das natürliche Textilprodukt bei der Oxidation gut einfärben können. Es gibt zwei Gruppen:
1-Anilinschwarz
2-Diphenylschwarz
Grundlage des Färbens mit Oxidationsfarbstoffen ist die Behandlung des zu färbenden Materials mit einem geeigneten aromatischen Amin und die anschließende Bildung des Farbstoffs durch Oxidation des Amins auf dem Material.
Anilinschwarz ist ein schwarzer Farbstoff, der durch Oxidation von Anilin auf Baumwolle gewonnen wird. Das Anilinschwarz ist ein Beispiel für diese Gruppe als eines der wildesten und besten Schwarzen.
- Wasch- und Lichtechtheit ist gut.
- In einigen Fällen ist die Chlorechtheit gut.
- Farbintensität kann nicht imitiert werden.
- Es ist für den Dauerbetrieb geeignet.
Obwohl Diphenylschwarz teurer als Anilinschwarz ist, hat es den Vorteil, dass der Farbton mit der Zeit nicht grün wird und das Risiko einer Beschädigung der Fasern geringer ist.
Farbstoffe, die Produkte auf Proteinbasis färben
- Saure Farbstoffe
- Reaktive Farbstoffe
- Chromfarbstoffe
- Metallkomplexfarbstoffe
Farbstoffe, die synthetische Fasern färben
Farbstoffe, die Polyamidprodukte färben
- Saure Farbstoffe
- Dispersionsfarbstoffe
- Chromfarbstoffe
- Metallkomplexfarbstoffe
Farbstoffe, die Polyesterprodukte färben
- Dispersionsfarbstoffe
- Farbstoffe, die Polyacrylnitrilprodukte färben
- Kationische Farbstoffe
- Dispersionsfarbstoffe
Einteilung von Farbstoffen nach ihrer Löslichkeit
Wasserlösliche Farbstoffe
Das Farbstoffmolekül trägt mindestens eine salzbildende Gruppe. Wenn die bei der Synthese des Farbstoffs verwendeten Ausgangsmaterialien keine wasserlösliche Gruppe enthalten, kann die Löslichkeit dadurch erreicht werden, dass diese Gruppe nachträglich an das Farbstoffmolekül angefügt wird. Diese Farbstoffe können je nach Charakter der Gruppe salzbildend sein;
- 1-Anionische wasserlösliche Farbstoffe: In Wasser Sie enthalten als lösliche Gruppen meist Natriumsalze von Sulfonsäuren (-SO3¯) und teilweise Carbonsäuren (-COO¯). Säure- und Direktfarbstoffe sind Beispiele dieses Typs.
- 2) Kationische wasserlösliche Farbstoffe: Eine basische Gruppe (z. B. –NH2) als lösungsvermittelnde Gruppe im Molekül liegt als Salz mit Säuren vor. Als Säuren werden organische Säuren [HCl oder (COOH)2] verwendet.
- 3) Farbstoffe mit Zwitterionencharakter: Moleküle enthalten sowohl saure als auch basische Gruppen in ihren Strukturen, und es findet eine interne Salzbildung statt. Beim Färben zeigen sie je nach Umgebung basisches oder neutrales anionisches Farbstoffverhalten.
Wasserunlösliche Farbstoffe
Die in bestimmten Bereichen der Industrie, insbesondere in Textilien, eingesetzten wasserunlöslichen Farbstoffe lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen.
- Substratlösliche Farbstoffe: Farbstoffe, die durch Dispersionsverfahren auf synthetische Fasern aufgetragen werden, gehören zu dieser Klasse und ihre Löslichkeit in Wasser ist sehr gering.
- In organischen Lösungsmitteln lösliche Farbstoffe: Farbstoffe dieser Gruppe haben eine hohe Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln. Diese Farbstoffe werden als Lösungsmittelfarbstoffe bezeichnet, die in Sprüh- oder Lackform auf die Oberfläche aufgetragen werden können und zum Färben von Tinte, Wachs und Erdölprodukten verwendet werden.
- Farbstoffe mit temporärer Löslichkeit: Sie können verwendet werden, nachdem sie mit verschiedenen Reduktionsmitteln auf der Faser löslich gemacht wurden. Es wird dann zusammen mit Ballaststoffen oxidiert, wodurch es in Wasser unlöslich wird. Als Beispiele für diese Farbstoffe können Schwefelfarbstoffe genannt werden.
- Polykondensationsfarbstoff: Es ist eine neu entwickelte Methode und sie sind als Farbstoffe bekannt, die große Moleküle bilden, indem sie miteinander oder mit anderen Molekülen kondensieren, nachdem sie auf die Faser aufgetragen wurden.
- In Fasern hergestellte Farbstoffe
- Pigmente
Klassifizierung von Farbstoffen nach färberischen Eigenschaften
Im Allgemeinen betrachten Färbepraktiker nicht die chemische Struktur des Farbstoffs, sondern nach welchem Verfahren er die Faser färben kann.
Gemäß diesen Verfahren werden Farbstoffe wie folgt klassifiziert.
a) Basische (kationische) Farbstoffe
Sie liegen als Hydrochloride organischer Basen vor und tragen im farbigen Teil die kationische Gruppe. Sie enthalten N- oder S-Atome als positive Ladungsträger. Aufgrund ihrer Struktur werden sie von Fasern gebunden, die anionische Gruppen enthalten, da sie als Protonenfelder wirken. Es wird hauptsächlich zum Färben von Polyacrylnitril, teilweise Woll- und Baumwollfasern verwendet. Die Faser-Farbstoff-Beziehung ist ionisch; Das Farbstoffkation bildet mit den anionischen Gruppen der Faser Salze.
Kationische Farbstoffe sind die wichtigsten Farbstoffe beim Färben von Polyacrylnitril. Polyacrylnitrilfasern haben im Bad aufgrund des Comonomers, das während der Herstellung zu ihrer Struktur hinzugefügt wird, eine anionische Struktur. An die anionischen Enden der Polyacrylnitrilfaser kann kationischer Farbstoff gebunden werden. Die Licht- und Nassechtheiten von kationischen Farbstoffen auf Acrylfaser sind ausgezeichnet. Gute Nassechtheiten resultieren aus den dauerhaften Bindungen zwischen dem Farbstoff und der Faser. Die perfekte Lichtechtheit ist auf die ionische Bindung zwischen dem Farbstoff und der Faser zurückzuführen, und der hydrophobe Charakter der Acrylfaser enthält keine Feuchtigkeit und keinen Sauerstoff, die ein Ausbleichen verursachen. Beim Färben mit kationischen Farbstoffen ist die Farbintensität bereits bei niedrigen Konzentrationen gut. Dementsprechend ist die erhaltene Farbe hell und die Kosten niedrig. Polyacrylnitrilfasern nehmen den Farbstoff bis 75 ºC nicht auf, nach dieser Temperatur kommt es zu einem plötzlichen Schrumpf. Da kationische Farbstoffe kein Migrationsvermögen haben, tritt aufgrund abrupter Anziehung eine ungleichmäßige Färbung auf. Dazu ist es erforderlich, das Ansaugen des Farbstoffs an die Faser unter Kontrolle zu halten, um die durch das plötzliche Abziehen des Farbstoffs nach einer bestimmten Temperatur verursachte Färbeungleichmäßigkeit zu beseitigen. Acrylfasern werden mit kationischen Farbstoffen durch Retarder-Methode oder Temperatureinstellung zwischen 80-90 ºC für eine ordnungsgemäße Färbung gefärbt.
b) Säurefarbstoffe
Saure Farbstoffe, deren allgemeine Formeln sich als Bm- SO3¯ Na+ (Bm: Farbiger Teil des Farbstoffs) schreiben lassen, enthalten eine oder mehrere –SO3H-Sulfonsäuregruppen oder –COOH-Carbonsäuregruppen im Molekül. Diese Farbstoffe werden hauptsächlich zum Färben von Wolle, Seide, Polyamid, kationisch modifizierter Acrylnitrilfaser sowie von Papier, Leder und Lebensmittelmaterialien verwendet. Der Grund, warum diese Farbstoffe Säurefarbstoffe genannt werden, liegt darin, dass die Anwendung in sauren Bädern erfolgt und es sich fast ausschließlich um Salze organischer Säuren handelt.
Säurefarbstoffe sind anionische Farbstoffe mit besonderem Glanz, die sich durch ihre Affinität zu Eiweißfasern auszeichnen.
Säurefarbstoffe sind die am häufigsten verwendeten Farbstoffe zum Färben von Woll-, Polyamid- und Naturseidenfasern.
Vorteile Aspekte
- Es ist billig
- Einfache und glatte Farbe
- Lichtechtheit ist gut
- Es wird eine lebendige und leuchtende Farbe erhalten
Nachteile
- Die Waschechtheit ist bei einigen Typen nicht gut.
- Die Trockenreinigungsechtheit ist mittelmäßig
- Die Schweißechtheit ist gering
Säurefarbstoffe sind meist Azofarbstoffe. Säurefarbstoffe enthalten eine oder mehrere funktionelle Sulfon- oder Carbonsäuresalzgruppen. Diese sorgen für Löslichkeit in Wasser.
Saure Farbstoffe können nach ihren Färbemethoden und Flottenbedingungen in drei Klassen eingeteilt werden. Diese:
- Saure Farbstoffe, die in einem stark sauren Medium (gleichmäßig) färben
- Saure Farbstoffe, die in mäßig saurem Medium färben (mittlere Egalisierung).
- Saure Farbstoffe, die schwach sauer/neutral färben (schwieriges Abschrecken)
Saure Farbstoffe, die in stark saurer Umgebung färben (gute Nivellierung).
In stark saurem Milieu ist die Zahl der Ammonium (- NH3 +)-Gruppen in Wollfasern am höchsten und auch Farbstoffanionen werden an Ammoniumgruppen gebunden. Dabei wird je nach Anzahl der Ammoniumgruppen eine sehr schnelle Farbstoffaufnahme erreicht. Da die Hauptkraft, die eine Bindung bereitstellt, elektrostatische Anziehungskräfte sind, ist die Affinität solcher Farbstoffe gegenüber Fasern nicht hoch. Daher ist ihr Nachglättvermögen besonders bei Siedetemperatur sehr gut. Es ist nicht zu beanstanden, dass der Farbstoff schnell und ungleichmäßig von den Wollfasern entfernt wird. Da die Migrationsfähigkeiten gut sind, beginnt die Migration von den Stellen, wo der Farbstoff bei Siedetemperatur hoch ist, zu den Stellen, wo er weniger ist. Das gleichmäßige Färben ist aufgrund seiner hohen Migrationsfähigkeit (kleine Molekülstrukturen und schwache ionische Bindungen mit der Faser) einfach.. Aus diesem Grund werden sie auch als „Egalisierfarbstoffe“ bezeichnet. Es hat eine hohe Lichtechtheit. Ihre Naßechtheit ist jedoch schlecht. Diese Situation ist bei allen Farbstoffen mit Nachglättfähigkeit gleich. Denn im Allgemeinen sind ihre molekularen Strukturen klein. Schwefelsäure wird zur Einstellung von pH 2–3,5 verwendet. Außerdem wird Natriumsulfatsalz verwendet, um die Aufnahme des Farbstoffs in die Faser zu verlangsamen. Es wird für Produkte bevorzugt, die schwer richtig zu färben sind (gefilzte Produkte) und nicht viel gewaschen werden müssen.
Saure Farbstoffe Färben in mittelstark saurer Umgebung
Diese färben mit Ameisen- oder Essigsäure bei pH 4-5,5. Es gibt Echtheitseigenschaften in Werten, die zwischen den beiden anderen Gruppen von Säurefarbstoffen liegen. Am Ende der Färbung wird die Verstreckung durch Zugabe von Ameisensäure vervollständigt. Das Leben ist durch H-Brücken und Van-der-Waals-Kräfte sowie elektrostatische Anziehungskräfte verbunden. Da die späteren Glättfähigkeiten gering sind, muss der Farbstoff von Anfang an richtig eingenommen werden. Zu diesem Zweck wird es bei pH 4 – 5,5 untersucht, wo die Anzahl der Ammoniumgruppen geringer ist. Bekanntermaßen zeigt Wolle bei einem pH-Wert von 5 – 7 (isoionischer Bereich) eine neutrale Eigenschaft. Das heißt, positiv geladene Ammoniumgruppen und negativ geladene Carboxylgruppen sind gleich. Daher erhöht oder verzögert die Zugabe von Natriumsulfat zur Flüssigkeit die Aufnahme nicht. Allerdings wird Natriumsulfat zugesetzt, um eine ungleichmäßige Färbung aufgrund von Affinitätsunterschieden im Material zu verhindern. 1–3 % Essigsäure (60 %). Nachdem das Produkt eine Weile behandelt wurde, wird Farbstoff in eine Flotte mit pH (4–5,5) bei 5–10 40 C gegeben, die 50–0 % kalziniertes Natriumsulfat (Glauber-Salz) enthält. Sie wird in 30–45 Minuten auf 80–850°C erreicht und das Färben wird für 45–90 Minuten fortgesetzt. Die mit dieser Säurefarbstoffgruppe erzielten Naßechtheiten sind besser als beim egalisierten Typ. Nuanciert kann bei gleicher Temperatur erfolgen.
Saure Farbstoffe, die in schwach saurer/neutraler Umgebung färben
Sie sind Säurefarbstoffe mit hoher Nassveredelungsechtheit (insbesondere im Ruhen) von Wolle. Es wird normalerweise in schwach sauren oder neutralen Färbebädern auf Proteinfasern aufgebracht. Wegen guter Hörechtheit Diese werden Ruhefarbstoffe genannt. Die Nassechtheit ist ausgezeichnet, die Lichtechtheit ist gut. Die Gefahr von Färbeungleichmäßigkeiten ist jedoch groß. Die Migrationsfähigkeit des Farbstoffs ist gering, daher ist das Färben ziemlich schwierig. Es wird nicht zum Färben von Stoffen empfohlen, da es schwierig ist, es richtig zu färben. Es wird zum Färben von Vlies, Scanbändern und Garnen verwendet. Derartige Farbstoffe, die ihrer Struktur nach der Klasse der Disazo zuzuordnen sind, werden aufgrund ihrer hohen Affinität durch verschiedene Bindungen (elektrostatische Anziehungskräfte, H-Brücken, Van-der-Waals-Kräfte) an Wollfasern gebunden. Daher muss die Aufnahme dieses Farbstofftyps durch die Fasern sehr langsam erfolgen. Eine glatte Färbung kann mit einem glatten Abziehen erreicht werden. In einer schwach sauren oder neutralen Umgebung (pH 5,5–6,5) sind Wollfasern neutral oder anionenbeladen. Das Farbstoffanion und das Faseranion stoßen sich gegenseitig ab. Daher ist es nicht möglich, Farbstoffe durch elektrostatische Anziehung zu binden. Dem Medium wird Salz zugesetzt, um sicherzustellen, dass der Farbstoff von der Faser aufgenommen wird. Salz verringert die Abstoßung und beschleunigt die Aufnahme, indem es den Aggregationsgrad des Farbstoffs erhöht. Je nach Farbtonzunahme wird auch die Salzmenge erhöht.
c) Direktfarbstoffe
Dies sind normalerweise Natriumsalze von Sulfonsäuren, manchmal Carbonsäuren. Hinsichtlich ihrer Strukturen gibt es keine eindeutige Grenze zwischen Direkt- und Säurefarbstoffen. Sie unterscheiden sich in der Färbemethode. Direktziehende Farbstoffe werden ohne Vorbehandlung direkt aus der Farbstofflösung auf den Zellstoff oder die Wolle aufgezogen. Sie werden in den inneren Mizellen der Faser gespeichert, ohne chemische Bindungen einzugehen. Direktziehende Farbstoffe mit basischen Gruppen im farbigen Teil liegen in wässriger Lösung sowohl als anionische als auch als kationische Ionen vor.
Direktfarbstoffe sind Farbstoffe, die direkt gefärbt werden können, ohne dass eine Vorbehandlung beim Färben von Cellulosefasern erforderlich ist.. Sie werden auch direktziehende Farbstoffe genannt. Er unterscheidet sich von basischen und sauren Farbstoffen durch seine hohe Substantivität gegenüber Zellulosefasern. Kongorot war der erste Direktfarbstoff. Sie werden direkt aus der Flotte gezogen. Mit diesen gut egalisierbaren Farbstoffen werden Farbstoffe erhalten, die in das Material eindringen. Sie sind wasserlöslich. Aufgrund der Ionisation sind diese Farbstoffe anionische Farbstoffe. Die Naßechtheit dieser Farbstoffe ist nicht gut. Die Nassechtheiten können jedoch mit Hilfe geeigneter Materialien verbessert werden. Einige der Direktfarbstoffe haben eine ausgezeichnete Lichtechtheit und dies sind Kupferkomplexe. Die Koch- und Chlorechtheit dieser Farbstoffe ist jedoch gering.
Vorteilhafte Aspekte:
- Es ist billig
- wasserlöslich
- Malvorgänge sind sehr einfach
- Benötigt keine starken pH-Werte beim Färben
- Ergibt gute Färbeergebnisse in dunklen Farben
Nachteile von Direktfarbstoffen:
- Direktfarbstoffe haben geringe Naßechtheiten.
- Die Alterungsbeständigkeit ist gering.
- Ein erheblicher Teil dieser Farbstoffe hat eine krebserzeugende Wirkung.
Die meisten Direktfarbstoffe sind Azofarbstoffe, die Disazo-, Polyazogruppen enthalten. Auch Thiazol, Phthalocyanin und Anthrachinon enthalten direktziehende Farbstoffe. In dieser Hinsicht ähneln die chemischen Strukturen von Direktfarbstoffen denen von Säurefarbstoffen. In der Struktur von Direktfarbstoffen gibt es eine anionische Gruppe, die das Farbstoffmolekül in Wasser lösen kann.
Da sich jeder der Farbstoffe anders verhält, sind Direktfarbstoffe in drei Gruppen analysiert.
Klasse A (Selbstnivellierende Farbstoffe):
Farbstoffe dieser Gruppe haben gute Migrationseigenschaften. Eine glatte Färbung wird ohne besondere Vorkehrungen erzielt. Die Alterungsbeständigkeit ist gering.
Klasse B (mit Salz kontrollierbare Farbstoffe):
Das Migrationsvermögen dieser Farbstoffe ist gering. Daher zeigen sie keine geeigneten Färbeeigenschaften. Die Zugabe von Salz ist erforderlich, um die Streck- und Nivellierungsschritte einzustellen. Wenn sie zu Beginn nicht regelmäßig von der Faser aufgenommen werden, ist es sehr schwierig, sie danach zu glätten.
Klasse C (Farbstoffe, die durch Temperatur kontrolliert werden können):
Es handelt sich um Farbstoffe, die sehr salzempfindlich und nicht selbstnivellierbar sind und geringe Migrationsmöglichkeiten aufweisen. Ihre Anziehungskraft kann durch die Zugabe von Salz nicht ausreichend kontrolliert werden. Außerdem wird durch die Temperaturführung eine gleichmäßige Färbung gewährleistet.
d) Reaktivfarbstoffe
Struktur der Reaktivfarbstoffe Ç-Kr-KR
Hier;
- C – Die Gruppe, die den Beschluss bereitstellt
- Kr – Chromophor (farbgebende) Gruppe
- K – Brückengruppe
- R – Reaktive Gruppe
Meint.
Da Reaktivfarbstoffe kovalent an die Faser gebunden sind, sind ihre Migrationsfähigkeiten nicht gut. Aus diesem Grund ist es wichtig, es beim Färben richtig zu nehmen. Bindung von Reaktivfarbstoffen an Wolle; Es wird durch kovalente Bindungen über -SH (Thioalkohol)-Gruppen in einem stark sauren Medium und -NH3 + (Ammonium)-Gruppen in einem schwach sauren Medium bereitgestellt.
Sie sind Farbstoffe, die reaktive Gruppen enthalten, die echte kovalente Bindungen mit funktionellen Gruppen in der Faserstruktur bilden können. Diese Farbstoffe, die zum Färben und Bedrucken von Zellulosefasern verwendet und in den letzten Jahren entwickelt wurden, werden auch zum Färben von Wolle, Seide und Polyamid verwendet. Aufgrund der kovalenten Bindung sind sie fest mit der Faser verbunden. Die reaktive Gruppe ist an den farbigen Teil des Moleküls gebunden. Das gemeinsame Merkmal aller Reaktivfarbstoffe ist, dass sie alle eine reaktive Gruppe enthalten, die dem Molekül Löslichkeit verleiht, sowie eine farbige Gruppe, die ein Chromophor trägt.
Reaktivfarbstoffe bilden einen wichtigen Bestandteil der Azofarbstoffe. Azofarbstoffe werden in sehr weiten Bereichen der Industrie eingesetzt. Reaktivfarbstoffe enthalten normalerweise eine oder zwei funktionelle Gruppen, und diese Gruppen sind in der Lage, sich kovalent an ein bestimmtes Substrat zu binden.
Sie sind Farbstoffe mit reaktiven Gruppen, die mit den funktionellen Gruppen im zu färbenden Fasergebilde echte kovalente Bindungen eingehen können. Sie sind aufgrund der echten kovalenten Bindung stark an die Faser gebunden. Die reaktive Gruppe ist an den farbigen Teil des Moleküls gebunden.
Gemeinsames Merkmal aller Reaktivfarbstoffe;
- Alle tragen eine reaktive Gruppe und eine Gruppe, die dem Molekül Löslichkeit verleiht, zusätzlich zu der chromophoren Gruppe, die die farbige Struktur ergibt.
Reaktivfarbstoffe sind die am meisten konsumierten Farbstoffe in unserem Land. Entsprechend der Reaktivität der reaktiven Gruppen werden sie in zwei Klassen eingeteilt: Farbstoffe mit hoher Reaktivität und Farbstoffe mit geringer Reaktivität. Farbstoffe mit hoher Reaktivität sind solche mit reaktiven Gruppen wie Vinylsulfon, Dichlortriazin, Difluorpyrimidin. Mit Farbstoffen mit hoher Reaktivität wird eine schnellere Färbung erreicht als mit Farbstoffen mit geringer Reaktivität, und gleichzeitig ist der Chemikalien- und Energieverbrauch geringer. Beim Färbeprozess mit Farbstoffen mit geringer Reaktivität ist der Farbstoffverlust aufgrund der geringeren Hydrolysegefahr geringer.
Im Gegensatz zu allen anderen Farbstoffen sind Reaktivfarbstoffe Farbstoffe, die mit Fasermakromolekülen reagieren können und mit echten kovalenten Bindungen an Fasern binden. Sie sind hoch wasserlösliche anionische Farbstoffe wie Direktfarbstoffe. Es ist der am häufigsten verwendete Farbstoff mit ausreichender Echtheit beim Färben von Baumwollprodukten.
Vorteile von Reaktivfarbstoffen:
- Breite Farbpalette mit leuchtenden Farben
- dunkle Farben
- Hervorragende Nassechtheiten
- Vereinfachte Färbemethode, anwendbar auf normale Färbegeräte
Nachteile von Reaktivfarbstoffen:
- Die Chlorechtheit ist gering.
- In basischen Medien besteht die Gefahr der Hydrolyse der reaktiven Gruppe.
- Wasser-, Energieverbrauch und Zeitaufwand für Waschprozesse nach dem Färben sind hoch.
In einem Reaktivfarbstoff gibt es vier Gruppen.
- 1-Solubilisierende Gruppe (S): Diese Gruppe ermöglicht es dem Farbstoff, sich in Wasser zu lösen.
- 2-Chromophorgruppe (Farbstoff) (C): Es ist die Gruppe, die dem Farbstoffmolekül Farbe verleiht.
- 3-Brückengruppe (Teil, der die reaktive Gruppe trägt) (B): Dies sind Gruppen wie –NH, -CO, -SO2, die die farbige Gruppe und die reaktive Gruppe im Molekül verbinden.
- 4-Reaktive Gruppe (R): Dies ist die Gruppe, die kovalente Bindungen mit der funktionellen Gruppe in der Faser eingeht. Es interagiert mit der Faser und schafft eine kovalente Bindung zwischen der Faser und dem Farbstoff.
Reaktivfarbstoffe werden nach ihren Reaktionsgeschwindigkeiten eingeteilt. Es wird nach der Reaktivität der Reagenziengruppe in drei Gruppen untersucht:
- 1-Farbstoffe, die in der Kälte färben (mit hoher Reaktivität)
- 2-Farbstoffe, die im Warmen färben (mit mäßiger Reaktivität)
- 3-Farbstoffe, die heiß färben (mit geringer Reaktivität)
1-Kaltfarbstoffe (High Reactivity-IK) Farbstoffe
Da diese Farbstoffe eine hohe Reaktivität aufweisen, können sie kalt (20–40 °C) gefärbt werden.
Vorteile des Färbens mit diesen Farbstoffen:
- Es ist möglich, schneller zu malen.
- Es werden weniger Chemikalien und Energie verbraucht.
- Es wird eine hohe Farbstoffausbeute bereitgestellt.
- Wiederholbarkeit ist gut.
- Aufgrund ihrer geringen Substantivität sind sie nach dem Färben leicht zu waschen.
Diese Art von Reaktivfarbstoffen; Beispiele sind Cibacron F, Procion MX, Remazol, Drimaren R/K, Lavafix E/EA/EN-H, HE, HX.
2-Farbstoffe, die in der Wärme färben (mittlere reaktive IW) Farbstoffe
Diese Gruppe ist nicht mehr üblich. Es wird im Allgemeinen in der kalten Gruppe bewertet.
3-Farbstoffe, die heiß färben (niedrige Reaktivität-IN)
Die Reaktivität dieser Farbstoffklasse ist ziemlich schwach. Daher ist es notwendig, die Färbetemperatur (60–80 °C) und die Alkalimenge zu erhöhen. Das sorgt für Aktivität. Durch die hohe Färbetemperatur werden sehr glatte Färbeergebnisse erzielt. Das Penetrationsvermögen dieser Farbstoffklasse ist ausgezeichnet. Der größte Vorteil dieser Farbstoffe ist das geringe Hydrolyserisiko und bessere Ergebnisse. Reaktivfarbstoffe mit geringer Reaktivität; Beispiele sind Procion H-EKL, Cibacron E, Drimaren X/XN, Basilen E/P.
e) Dispersionsfarbstoffe
Es handelt sich um Farbstoffe, die in Wasser schwer löslich sind und daher als Dispersionen in Wasser aufgetragen werden können. Der Farbstoff wird während des Färbeprozesses durch Diffusion aus dem Dispersionsmedium auf die hydrophobe Faser gezogen. Das Färben erfolgt, wenn sich der Farbstoff in der Faser auflöst. Dispersionsfarbstoffe werden hauptsächlich zum Färben von Polyesterfasern verwendet. Sie färben auch Polyamid- und Acrylfasern.
Die am häufigsten verwendeten Farbstoffe beim Färben von Polyesterfasern sind Dispersionsfarbstoffe. Dispersionsfarbstoffe haben auf Polyesterfasern geeignete Echtheitswerte und eine ausreichende Farbpalette. Es ist im Handel in flüssiger oder Pulverform erhältlich. Das Auflösen von Dispersionsfarbstoffen in Wasser ist nicht im üblichen Sinne wie das Auflösen anderer wasserlöslicher Farbstoffe. Beim Färben von Polyester wird Dispersionsfarbstoff im Bad suspendiert. Das heißt, die Farbstoffmoleküle bleiben im Bad suspendiert, ohne sich aufzulösen. Es ist nicht vollständig wasserunlöslich wie Pigmentfarbstoffe. Als mit der Herstellung von Dispersionsfarbstoffen begonnen wurde, gab es vorher solche mit kleinen Molekülen und ihre Echtheit war gering. Mit der Entwicklung der Technologie wurden Dispersionsfarbstoffe mit größeren Molekülen mit hohen Echtheiten hergestellt.
Es gibt drei Haupttypen von Dispersionsfarbstoffen auf dem Markt;
- Dispersionsfarbstoffe mit kleinen Molekülen: Das Färben erfolgt mit diesen Farbstoffen im Extrusionsverfahren.
- Mittelmolekulare Dispersionsfarbstoffe: Das Färben erfolgt durch Schrumpfen, manchmal im Thermosolverfahren.
- Großmolekulare Dispersionsfarbstoffe: Im Allgemeinen wird das Thermosol-Verfahren verwendet. Manchmal wird es auch in der Puller-Methode verwendet.
Die Adhäsionsrate (Adsorptionsrate) von Dispersionsfarbstoffen auf der Faser ist unterhalb von 80 ºC - unterhalb des Verglasungspunktes - sehr gering. Die Adsorptionsrate beginnt ab 85 ºC zu steigen und steigt kontinuierlich über 100 ºC an. Die Wahl des Dispersionsfarbstoffs ist einer der Faktoren, die die Qualität der Färbung direkt beeinflussen. Dazu müssen die in der Kombinationsfärbung verwendeten Farbstoffe miteinander verträglich sein. Es werden Farbstoffe ausgewählt, die die gleichen Faktoren aufweisen, die die Färbequalität direkt beeinflussen, wie Anziehungskurven und Echtheitswerte in den Herstellerkatalogen der zu verwendenden Farbstoffe bei der Rezepterstellung.
f) Pigmentfarbstoffe
Organische werden bevorzugt. Pigmente haben keine Faseraffinität. Sie machen keine chemischen Bindungen und Absorption. Sie werden mit synthetischen Harzen, sogenannten Bindemitteln, an der Faseroberfläche befestigt.
Es wird in organischen und anorganischen Pigmenten zum Färben von Textilmaterialien verwendet. Da diese in Wasser unlöslich sind, besteht zwischen ihnen und der Faser keine Affinität. Sie können weder chemisch binden noch kolloidal adsorbieren. Sie können daher keine Färbung im klassischen Sinne erzeugen. Pigmente werden mit Hilfe von Kunstharzen, sogenannten Bindemitteln (hochmolekulare Naturstoffe wie Albumin, Casein), an den Stoff gebunden.. Da sie in Wasser unlöslich sind, werden sie entweder in Öl-in-Wasser- oder in Wasser-in-Öl-Emulsionen fein dispergiert appliziert. In beiden Fällen liegt das Pigment in der Ölphase vor. Nachdem das Gewebe mit der Emulsion imprägniert ist, zerfällt es und das Pigment bleibt auf der Faser dispergiert. Danach wird das Gewebe ausgedrückt und getrocknet. Es wird bei 140-170 oC thermofixiert. Die Polykondensation des Harzes bei dieser Temperatur führt zu einer dünnen Filmschicht, die das Pigment am Stoff haftet. Ein Waschen ist nach dem Färben in der Regel nicht erforderlich, da diese Schicht auch als Appretur dient. In manchen Fällen jedoch, zum Beispiel wenn sich das Harz mit der Zeit zersetzt und einen Geruch hat, ist es angebracht, es wegzuwaschen. Als Pigmentfarbstoffe werden wasserunlösliche Azofarbstoffe, Ohrringfarbstoffe, Anilinschwarz, Phthalocyanine verwendet. Die meisten Azopigmente sind die gleichen, die auf der Faser gebildet werden. Obwohl die Auswahl der Komponenten (insbesondere der Naphtholkomponenten) bei den auf Fasern gebildeten begrenzt ist, gibt es jedoch keine solche Begrenzung. Neben Textilfasern werden Pigmentfarbstoffe auch zum Färben von Lacken, Lacken, Druckfarben und Kunststoffen verwendet. Die in Azopigmenten zu wählenden Klemmkomponenten sind von denen in Naftol AS-Farbstoffen verschieden, und billigere sind bevorzugt. Beispielsweise ersetzt β-Naphthol Naftol AS. Bei der Herstellung von Gelbpigmenten wird Mxilidid, 2,4-Dihydroxychinolin, verwendet, das in Naftol AS-Farbstoffen nicht verwendet wird.
Da Pigmentfarbstoffe keine Faseraffinität aufweisen, ist es einfach, sie zu egalisieren und gleiche Farbtöne auf Fasermischungen zu erhalten. Das Interessante am Färben mit Pigmentfarbstoffen ist, dass es möglich ist, Pigmente mit maximaler Lichtechtheit auszuwählen. Bei Verwendung eines geeigneten Bindemittels erreicht die Waschechtheit einen hohen Standard. Die Licht- und Waschechtheit ist in hellen Farben gut. Der Färbeprozess kann mit Knitterschutz- und Härtungsausrüstungen kombiniert werden. Denn sowohl in der Färberei als auch in der Ausrüstung lautet die Arbeitsfolge Foulard-Trocknung-Thermofixierung. Da die Anwendung einfach ist und eine hohe Produktion mit einer kleinen Arbeitskraft möglich ist, nimmt das Interesse an dieser Klasse von Farbstoffen zu. Die Teilchengröße ist auch bei Pigmentfarbstoffen sehr wichtig, da der Farbstoff in dem flüssigen Bindemittelsystem fein dispergiert werden muss. Eine feine Dispergierung ist jedoch nicht durch Mahlen des Syntheseprodukts möglich, sondern durch sorgfältige Steuerung der Chelatbildungs-, Filtrations- und Trocknungsprozesse während der Herstellung.
Nachteile der Pigmentfärbung;
- Fehlende hohe Reibechtheit
- Unfähigkeit, dunkle Farben zu erhalten
- Verwitterung der Binderfolienschicht
- Das Bindemittel wirkt sich negativ auf den Griff (Griff) des Gewebes aus, d. h. es verhärtet das Gewebe.
In den letzten Jahren wurden Studien intensiviert und viele Fortschritte erzielt, um diese Mängel zu beseitigen.
Bei der Auswahl eines Steckverbinders sind folgende Punkte zu beachten:
- Damit eine Färbung eine hohe Nassechtheit aufweist, muss sie in der Lage sein, das Pigment dauerhaft an die Faser zu binden.
- Der Stoff sollte weich und flexibel genug sein, um einen minimalen negativen Einfluss auf die Berührung zu haben.
- Seine Viskosität sollte in Form einer Flüssigkeit vorliegen, die auf den entsprechenden Wert der Polsterung eingestellt werden kann.
- Seine Monomere müssen in der Lage sein, sich durch Polymerisieren oder Polykondensieren auf der Faser in eine unlösliche Form umzuwandeln.
Es ist nicht einfach, ein Bindersystem zu finden, das alle oben aufgeführten Bedingungen erfüllt. Die verwendeten bzw. angebotenen Steckverbinder sind::
- natürliche Polymere: Kasein, Leim und Gelatine werden mit Formaldehyd unlöslich gemacht und anschließend durch Zugabe von Glyzerin oder Glykol plastifiziert. Ihre Waschechtheit ist im allgemeinen gering. Sie werden in modernen Systemen nicht als Hauptbindemittel verwendet.
- Modifizierte natürliche Polymere: Celluloseester wie Celluloseacetat und Cellulosenitrat werden zwar auch als Bindemittel verwendet, haben aber Nachteile wie Materialverhärtung, schnelles Entzünden, schlechte Faserdurchdringung und hohe Kosten.
Daher wurden alkalilösliche Hydroxyether und Celluloseether vorgeschlagen. Bei der Säurebehandlung des Gewebes nach dem Foulardieren mit einer alkalischen Ätherlösung mit Pigmentzusatz fällt der Zelluloseäther aus und überzieht das Gewebe mit dem Pigment, dann wird es gespült, geseift und getrocknet. Als Bindemittel wurde Cellulosexanthogenat (viskose Lösung) angeboten. Wird das Gewebe nach dem Foulardieren mit einer pigmentierten Zellulosexanthogenat-Lösung säurebehandelt, so wird die Zellulose auf dem Gewebe abgeschieden. Dies hat auch Nachteile, wie z. B. das Verändern des Anschlags und ein schlechtes Durchdringen.
- 3) Kunstharze und Polymere: Die Zahl der als Bindemittel verwendeten Kunstharze ist sehr hoch. Davon reichen Phenolharze nicht aus, da sie sich unter Lichteinfluss zersetzen. Harnstoff- und Melaminformaldehydharze (insbesondere wenn sie mit einem Alkyd- oder Ethylenpolymer wie Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol und synthetischem Kautschuk modifiziert oder gemischt sind) ergeben bessere Ergebnisse. Patentiert sind auch wasserlösliche, aber durch Alkalibehandlung unlöslich gemachte Polyacrylsäureester mit Amino- oder Iminogruppen. Veröffentlichte Informationen über die chemischen Strukturen all dieser Produkte sind sehr spärlich.
Das Bindemittel, das Pigment, der Feindispergator des Pigments, der geeignete Katalysator und der Stabilisator werden in einer Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsion vereinigt. Zur Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen wird die wässrige Phase langsam zu der mit einem Schnellmischer vermischten Ölphase gegeben. Da das Wasser die Emulsion eindickt, wird die Viskosität der Emulsion durch die zugegebene Wassermenge gesteuert. Für die Ölphase wurden verschiedene Variationen vorgeschlagen. Alle lösemittellöslichen Harztypen sind geeignet. Beispielsweise Alkydharze in Xylol, lösungsmittellösliche Ethylcellulose, Butadien-Styrol-, Butadien-Acrylnitril-Copolymere etc.
Klassifizierung von Pigmentfarbstoffen
a) Klassifizierung nach Echtheit:
- Diejenigen mit schwachem und mittlerem Widerstand.
- Basische Farbstofflacke.
- Diejenigen mit hoher Beständigkeit gegenüber Phthalocyanin-Pigmenten.
- Phthalocyanin-Pigmente
b) Klassifizierung nach Farbindexnummern:
Diese Klassifikation ist eine speziell im Handel verwendete Klassifikation und erfolgt nach den vom Colour Index (CI) System vorgegebenen Codenummern.
c) Chemische Einstufung:
Konventionelle Klassifizierungen von Farbstoffen auf der Basis von Chromophorgruppen können innerhalb von Pigmenten vorgenommen werden. Pigmente können unter Berücksichtigung verschiedener Chromophorgruppen, verschiedener Farben und Echtheiten wie folgt klassifiziert werden.
- Acetoacetarylazo-Pigmente
- Beta-Naphthol-Azo-Pigmente
- 2-Hydroxy-3-naphthoarylid-Azopigmente
- 2-Hydroxy-3-naphthoesäure-Azopigmente
- Naphtholsulfansäure-Azopigmente
- Triphenylmethan-Azopigmente
- Phthalocyanin-Azo-Pigmente
- Anthrachinon und indigoide Azopigmente
- Chinacridon-Pigmente
- Dioxyazin-Pigmente
- Azomethin-Pigmente
- Fluorubin-Pigmente
- Naftindolizindion-Pigmente
g) Beizende Farbstoffe
Das Wort Beizmittel bedeutet eine Substanz oder Zusammensetzung, die den Farbstoff an der Faser fixiert. Viele natürliche und synthetische Farbstoffe fallen in diese Klasse. Sie enthalten saure oder basische funktionelle Gruppen und bilden mit pflanzlichen und tierischen Fasern labile Verbindungen. Daher wird zuerst eine Substanz (Beizmittel) mit der gleichen chemischen Affinität sowohl für die Faser als auch für den Farbstoff auf die Faser aufgebracht; Die Faser und der Farbstoff werden dann umgesetzt, um eine wasserunlösliche Verbindung zu ergeben. So was Es wird sichergestellt, dass der Farbstoff auf der Faser haftet. Als Beize werden Al-, Sn-, Fe-, Cr-Salze verwendet, die wasserunlösliche Hydroxide bilden.
h) Metallkomplexfarbstoffe:
Metallkomplexfarbstoffe sind wasserlösliche Farbstoffe, die es ermöglichen, Polyamidfasern problemlos mit höheren Echtheiten als Säurefarbstoffe zu färben.
Die Farben von Säurefarbstoffen sind jedoch heller und lebendiger als diese Farbstoffe. Metallkomplexfarbstoffe sind eine Art Säurefarbstoffe. Sie sind großmolekulare Farbstoffe, die neben dem Hauptfarbstoff ein oder mehrere Atome von Chrom-, Nickel- oder Kobaltmetallen in ihrer Struktur enthalten.
Metallkomplexfarbstoffe werden wegen ihrer hohen Echtheit zum Färben dunkler Farben bevorzugt. Trotz seiner hohen Affinität zur Polyamidfaser muss der Farbstoff aufgrund seines geringen Migrationsvermögens für eine gleichmäßige Färbung von Anfang an sorgfältig eingesetzt werden. gezogen werden muss. Dazu müssen Faktoren wie pH-Wert, Temperatur, Hilfschemikalien und Zeit beachtet werden.
Vorteile
- Es ist billig
- Lichtechtheit ist gut
- Die Altersechtheit ist gut
Nachteile
- Es ist nicht lebendig und hell
- Migrationsfähigkeiten sind nicht gut
Bei der Herstellung von Metallkomplexfarbstoffen, die zum Färben von Polyamidfasern sehr bevorzugt werden, bildet sich ein Komplex zwischen dem Hauptfarbstoff und Metallionen. Diese Farbstoffe werden gemäß dem Komplex aus Metallionen und Farbstoffmolekülen wie folgt in zwei Klassen eingeteilt.
- 1:1 Metallkomplexfarbstoffe
- 1:2 Metallkomplexfarbstoffe
1:1 Metallkomplexfarbstoffe
Farbstoffe, die mit einem Metallion und einem Farbstoffmolekül einen Komplex bilden, nennt man 1:1-Metallkomplexfarbstoffe. Die Naßechtheiten dieser Farbstoffklasse sind geringer als 1:2 Metallkomplexfarbstoffe. Es ist notwendig, die Echtheit bei Dunkelfärbungen zu erhöhen. Da die Gefahr von Streifenfärbung besteht, sollten Hilfsstoffe verwendet werden. Da seine Migrationsfähigkeit nicht gut ist, muss ein Egalisiermittel verwendet werden. Da 1:1-Metallkomplexfarbstoffe eine hohe Affinität zur Polyamidfaser haben und mit starken Bindungen wie Van-der-Walls, Anziehungskräften und Wasserstoffbrücken binden, lässt sich die Färbung im Nachhinein nur schwer glätten. Aus diesem Grund muss der Farbstoff von Anfang an richtig eingenommen werden. Eine ordnungsgemäße Entfernung sollte in einer stark sauren Umgebung erfolgen, wo die Affinität des Farbstoffs zu Polyamidfasern am geringsten ist. Da Aminogruppen in stark saurer Umgebung in positiv geladene Ammoniumgruppen umgewandelt werden, erfolgt die Bindung nur durch elektrostatische Anziehungskräfte. Da sich die koordinativen Bindungen in einer stark sauren Umgebung nicht ausbilden, ist es möglich, sie später zu glätten. 1:1-Metallkomplexfarbstoffe wirken im stark sauren Milieu als egalisierende Säurefarbstoffe. Der pH-Wert des Mediums wird mit Ameisensäure im Bereich von 3–4 eingestellt. Schwefelsäure wird nicht verwendet, da die stark saure Umgebung das Polyamid zersetzt.
1:2 Metallkomplexfarbstoffe
Farbstoffe, die mit einem Metallion und zwei Farbstoffmolekülen einen Komplex bilden, nennt man 1:2-Metallkomplexfarbstoffe. Die Echtheit dieser Farbstoffe ist im Vergleich zu 1:1-Metallkomplexfarbstoffen und Säurefarbstoffen recht gut. Es weist hohe Licht- und Waschechtheiten auch in Dunkeltonfärbung auf. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es für hervorragende Echtheiten in mittleren und dunklen Farben verwendet. Ihre Farben sind jedoch nicht so hell wie Säurefarbstoffe. Die Affinität von 1:2-Metallkomplexfarbstoffen gegenüber Polyamidfasern ist recht hoch. Da das Farbstoffmolekül sehr groß ist, ist die Färbeungleichmäßigkeit hoch. Dazu muss der Färbe-pH-Wert gut eingestellt werden. Bei hellen Färbungen sollte der pH-Wert erhöht und bei dunklen Färbungen der pH-Wert gesenkt werden. Mit sinkendem pH-Wert nimmt die Entfernungsgeschwindigkeit zu, insbesondere bei helleren Färbungen, da die Farbstoffkonzentration im Bad niedrig ist und es aufgrund der schnellen Absorption schwierig wird, eine kleine Menge Farbstoff richtig zu entfernen. Die Färbung mit 1:2-Metallkomplexfarbstoffen wird bei pH 6,5-7 begonnen. Durch Absenken des pH-Wertes entsprechend der Farbtiefe wird der restliche Farbstoff im Bad absorbiert.
i) Würfelfarbstoffe
Würfelfarbstoffe werden sowohl beim Färben als auch beim Bedrucken von Zellulosefasern verwendet. Würfelfarbstoffe natürlichen Ursprungs sind seit der Antike bekannt. Ein Beispiel hierfür ist Indigo-Farbstoff. Würfelfarbstoffe sind Indigo- und Anthrachinonderivate, die wasserunlöslich sind und zum Färben löslich gemacht werden. Da es sich um die wichtigste Farbstoffklasse handelt, in der anthrachinoide Farbstoffe vorkommen, gehören auch alle indigoiden Farbstoffe zu dieser Farbstoffklasse. Würfelfarbstoffe sind die wichtigste Klasse von Kohlensäurefarbstoffen. Das erste Merkmal von Würfelfarbstoffen ist, dass sie in Wasser unlöslich sind. Daher besteht der erste Schritt beim Färben darin, den Küpenfarbstoff wasserlöslich zu machen (cubing oder tagging). Die Löslichkeit erfolgt in einem basischen Medium (z. B. Lauge) mit Hilfe eines Reduktionsmittels (z. B. Hydrosulfit). Die Faser wird mit dem löslichen Farbstoff gefärbt und dann durch die Oxidation (Oxidation) zu wasserunlöslichen Farbstoffen in der Faser. Würfelfarbstoffe sind leicht zu reduzieren und zu oxidieren. Aber diese Schritte müssen beachtet werden. Die Nassechtheiten dieser Färbungen sind sehr gut, da sich der durch Oxidation in der Faser regenerierte Farbstoff im wässrigen Medium überhaupt nicht löst. Es hat eine hohe Affinität zu Zellulose, da sein Schrumpfgrad und seine Geschwindigkeit gut sind. Obwohl der Farbbereich von Würfelfarbstoffen breit ist, sind die Farben darüber hinaus stumpfer als Reaktivfarbstoffe.
Würfelfarbstoffe sind unlösliche Pigmente. Würfelfarbstoffe werden durch Verwendung eines Reduktionsmittels wasserlöslich gemacht. Anschließend wird das Gewebe durch die Farbstofflösung geführt. Aufgrund seiner Wasserlöslichkeit wird der Farbstoff durch Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Kräfte an die Faser gebunden. Im nächsten Schritt wird der Farbstoff durch Kontakt mit offener Luft oder Eintauchen in Oxidationsbäder wie Bichromat wieder unlöslich gemacht, wodurch die Färbung erfolgt.
Zwischen den molekularen Strukturen der Küpenfarbstoffe und den Färbebedingungen besteht ein enger Zusammenhang. In Lösung liegen Farbstoffmoleküle als Aggregate vor. Würfelfarbstoffe befinden sich wie Direkt- und Schwefelfarbstoffe nicht allein im Bad, sondern in Form von Aggregaten, die durch die Kombination mehrerer Moleküle entstehen.
Mit zunehmender Farbstoffmolekülgröße nimmt auch die Fähigkeit zur Aggregatbildung zu. In Aggregaten sind Moleküle durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Mit zunehmendem Aggregationsgrad (Ansammlung von Farbstoffmolekülen) nimmt auch die Adsorptionsgeschwindigkeit zu. Ein hoher Aggregationsgrad verlangsamt die Diffusionsgeschwindigkeit. Denn damit große Aggregate in die Faser gelangen, müssen sie in Monomere zerlegt werden. Dies dauert beim Färben lange. Da der Diffusionsschritt die Färbegeschwindigkeit bestimmt, ist es notwendig, den Assoziationsgrad zu verringern, um die Färbegeschwindigkeit zu erhöhen. Dazu kann die Färbetemperatur erhöht werden. Gleichzeitig kann die Basenkonzentration erhöht werden. Obwohl nicht so wichtig wie Temperatur und Base, beeinflußt auch die Farbstoffkonzentration in der Flotte den Assoziationsgrad bis zu einem gewissen Grad. Farbstoffwürfel; Es ist in Pulver-, Pasten- und Dispersionsform erhältlich. Pulverfarbpigmente sind größer als andere Dispersionsfarbstoffe. Die Würfelzeit ist auch länger.
Farbstoffwürfel;
- in der Kälte
- im Warmen
- in der Hitze
Es wird in drei Klassen als färbende Würfelfarbstoffe geprüft. Auch die Temperaturen der einzelnen Klassen, das Färbeverfahren und die Verhältnisse der verwendeten Chemikalien sind unterschiedlich.
- Kältefärbende Farbstoffe (IK) (20–25°C)
- Warme Farbstoffe (IW) (45–50°C)
- Heißfärbemittel (IN) (55–60°C)
Färbeverfahren, Textilhilfsmittel, die dem Bad zugesetzt werden sollten (Lauge, Hydrosulfit und Salzmengen) sind in den Würfelfarbstoffkatalogen angegeben. Bei Farbstoffen, die nach IK- und IW-Verfahren färben, muss dem Bad Salz zugesetzt werden. Im Allgemeinen werden kalziniertes Natriumsulfat und Kochsalz verwendet. IW-Farbstoffe gehören hinsichtlich ihrer Molekülgröße, färberischen Eigenschaften und damit Färbebedingungen zu den IK- und IN-Färbeverfahren.
Die Menge an Hydrosulfit, die in IN-Farbstoffen benötigt wird, ist höher als die Menge, die in dem IK-Verfahren benötigt wird. Grund ist die verstärkte oxidative Zersetzung von Hydrosulfit bei hohen Temperaturen. Der Unterschied von gewürfelten Farbstoffen zu anderen Farbstoffen besteht darin, dass die Farbe der reduzierten, also gewürfelten Farbstoffe sehr unterschiedlich von der gewünschten Echtfarbe sein kann. Während beispielsweise die zu erzielende Farbe gelb ist, kann die Ohrringfarbe sehr unterschiedliche Farben wie braun und violett aufweisen. Am Ende der Oxidation tritt die eigentliche Farbe hervor und die Farbänderung kann visuell beobachtet werden.
Für Küpenfarbstoffe wurden diskontinuierliche, halbkontinuierliche und kontinuierliche Färbeverfahren entwickelt.
Batch (Pull)-Methoden
- Methode der Temperaturschritte
- Pigment-Temperatur-Stufen-Methode
- Vorpigmentierungsmethode
Half-Batch-Methoden
- Pad-Jig-Methode
- Pad-Gewebe-Balken-Verfahren
Kontinuierliche Färbeverfahren
- Pad-Steam-Verfahren
- Pad-Steam-Verfahren in einem Bad
- Nassdampfverfahren
- Modifiziertes Nassdampfverfahren
- Williams-Unit-Methode
j) Entwicklungsfarbstoffe
Sie sind Farbstoffe, die durch die Komplexbildung einiger Azofarbstoffe mit bestimmten Gruppen und Metallionen gebildet werden. Die Azogruppe spielt eine Rolle bei der Bildung des Komplexes. Als Metallkationen werden Co-, Cr-, Cu- und Ni-Ionen verwendet. Chromkomplexe werden hauptsächlich in Wolle, Polyamid und Kupferkomplexe in der Baumwoll- und Lederfärbung verwendet.
Einteilung von Farbstoffen nach ihrer chemischen Struktur
Bei der strukturellen Einordnung der Farbstoffe kann die Grundstruktur des Moleküls zugrunde gelegt werden, sowie die chromogenen und färbenden Eigenschaften des Moleküls.
a) Azofarbstoffe
Die Zahl der Azofarbstoffe, die die wichtigste Klasse organischer Farbstoffe darstellen, entspricht der Summe aller anderen Klassen. Sie sind durch die Azogruppe (N=N-) gekennzeichnet, die die Chromophorgruppe in ihrer Struktur ist. Stickstoffatome in dieser Gruppe sind durch sp2-Hybridisierung an Kohlenstoffatome gebunden. Eines der an die Azogruppe gebundenen Kohlenstoffatome kann ein aromatischer (Benzol, Naphthalin und Derivate) oder heterocyclischer Ring sein und das andere eine enolisierbare aliphatische kettenverknüpfte Gruppe. Daher gibt es mindestens eine Arylgruppe im Molekül. Azofarbstoffe können allgemein formuliert werden als: Ar-N=NR. wobei R Aryl, Heteroaryl oder enolisierbares Alkyl ist. Sie werden entsprechend der Azogruppe im Molekül als Mono-, Bis-, Tris-, Tetrakis-Azofarbstoffe definiert. Solche, die drei oder mehr Azogruppen enthalten Auch Polyazofarbstoff genannt.
- Monoazofarbstoffe
- Diazo-Farbstoffe
- Trisazo-Farbstoffe
- Tetrakisazo-Farbstoffe
Es hat 4 Arten.
b) Nitro- und Nitrosofarbstoffe
Diese Klasse von Farbstoffen enthält eine Elektronendonatorgruppe zusammen mit einer Nitro- oder Nitrosogruppe in ihrer chemischen Struktur. Phenol oder Naphthole werden nitrosiert, wenn sie mit HNO2 behandelt werden.
c) Polymethinfarbstoffe:
d) Arylmethanfarbstoffe und Aza-Analoga
e) Azo-Annulen-Farbstoffe
f) Carbonylfarbstoffe: Es ist der allgemeine Name von Verbindungen mit konjugierten Doppelbindungen in ihrer Struktur, die mindestens zwei Carbonylgruppen enthalten.
g) Schwefelfarbstoffe: Sie werden als wasserunlösliche makrostrukturierte farbige organische Verbindungen bezeichnet, die durch die Reaktion von Phenolen mit Schwefel, Natriumpolysulfid und Natriumsulfid mit aromatischen Aminen entstehen. Seine allgemeine Formel wird als BM-SS-BM ausgedrückt, wenn es mit Na2S in basischem Medium gekocht wird, werden Disulfidgruppen (...-SS-...) in Mercaptogruppen (...-S'Na4) umgewandelt und mit Wasser löslich werden, um Leukoverbindungen zu bilden.
Sie sind wasserunlösliche Farbstoffe. Schwefelfarbstoff wird mit Natriumsulfid (Na2S) wasserlöslich gemacht. Nach dem Färben wird es mit sauerstoffreichen Oxidationsmitteln wie Kaliumbichromat (K2Cr2O7) oder Wasserstoffperoxid (H2O2) oxidiert, wodurch der Farbstoff in der Faser wasserunlöslich wird.
Schwefelfarbstoffe werden durch Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte an Zellulosefasern gebunden.
Es ist eine Klasse von Farbstoffen, die Schwefelatome in ihrer Struktur enthalten und normalerweise in Natriumsulfidlösung färben. Schwefelfarbstoffe wurden erstmals 1879 hergestellt und für Baumwollleinen verwendet. Es kann als Farbstoff-Schwefel-Schwefel-Farbstoff symbolisiert werden. Es wird hauptsächlich in dunklen und matten Farben wie Khaki, Marineblau, Braun und Schwarz verwendet.
- Alters-, Schweiß- und Lichtechtheit sind gut.
- Die Hitze- und Chemikalienbeständigkeit ist im Allgemeinen mäßig.
- Günstig zu sein ist auch ein wichtiger Vorteil.
- Die Chlorechtheit ist im Allgemeinen schlecht.
- Es verringert die Festigkeit des Stoffes bei längerer Lagerung, die Farbnuancen können sich verändern.
- Sie haben keine leuchtenden Farben.
Schwefelfarbstoffe werden in drei Gruppen untersucht:
- 1- Wasserunlösliche Schwefelfarbstoffe
- 2-Wasserlösliche Schwefelfarbstoffe
- 3-Würfel-Schwefelfarbstoffe
1- Normale Schwefelfarbstoffe in wasserunlöslicher Struktur
Es ist leicht wasserlöslich und hat keine Affinität zu Cellulose. Es wird durch Reduktion löslich gemacht. Die Reduktion erfolgt in einem basischen Medium, meist unter Verwendung von Natriumsulfid (Na2S). Unter den Menschen ist es auch als Zirnik bekannt. Der Farbstoff mit reduziertem Schwefelgehalt hat eine hohe Affinität zu Zellulosefasern, und es muss darauf geachtet werden, dass eine geeignete Färbung erhalten wird. Malerei; Es wird bei hoher Temperatur, in alkalischer Umgebung, in einer Umgebung mit übermäßigem Salzgehalt hergestellt. Schwefelfarbstoffe dieser Gruppe eignen sich besser für die Überlauffärbung. Das Bad muss warm gehalten werden, um den Schwefelfarbstoff löslich zu halten. Mit zunehmender Temperatur nimmt jedoch auch die Farbstoffaufnahme zu. Aus diesem Grund gibt es beim Imprägnierverfahren vor allem bei hellen Farben einen tonalen Unterschied zwischen Anfang und Ende des Gewebes.
2-Schwefelfarbstoffe wasserlöslich gemacht
Sie sind wasserlösliche Schwefelfarbstoffe, die unter normalen Bedingungen nicht oxidiert werden, indem die reduzierten Schwefelfarbstoffe dem Thiosulfatierungsverfahren unterzogen werden. Als solcher hat der Farbstoff keine Affinität, ist aber wasserlöslich. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Schwefelfarbstoffe dieser Gruppe besser für diskontinuierliche und kontinuierliche Färbeverfahren.
3-Schwefel-Würfel-Farbstoffe
Es ist eine Farbstoffklasse zwischen Schwefel- und Würfelfarbstoffen. Es ist billiger als Würfelfarbstoffe. Ihre Chlorechtheit ist trotz guter Licht- und Waschechtheiten schlecht und kann leicht herabgesetzt werden. Beim Färben mit diesen wird eine Stärkeappretur vermieden. Die Farbstoffe dieser Gruppe eignen sich für kontinuierliche und diskontinuierliche Färbeverfahren.
Applikationsmethoden von Farbstoffen
1-Verfahren zum Auftragen von Säurefarbstoffen
Es wird hauptsächlich zum Färben von Wolle, Seide, Polyamidfasern und kationisch modifizierten Polyacrylnitrilfasern verwendet. Der Färbeprozess muss in einem sauren Bad (pH = 2–6) durchgeführt werden. Es ist das Natriumsalz von Sulfonsäuren mit Molekulargewichten zwischen 300–500. Die Umgebungstemperatur wird während dieser Farbstoffe auf 60 °C erhöht angewandt.
2-Verfahren zum Auftragen von Direktfarbstoffen
Es ist keine Beize erforderlich, um Direktfarbstoffe aufzubringen, die natürliche regenerierte Zellulosefasern färben können. Mit anderen Worten, es ist möglich, ohne Vorbehandlung direkt zu lackieren. Der Grund, warum keine Beize erforderlich ist, ist die hohe Substantivität dieser Farbstoffe gegenüber der Faser (die Fähigkeit des Farbstoffs, von der Faser absorbiert zu werden). Aus diesem Grund wird diese Gruppe auch direktziehende Farbstoffe genannt.. Beim Auftragen dieser Farbstoffe wird die Umgebungstemperatur auf bis zu 80 C° erhöht.
3-Verfahren zum Auftragen von Reaktivfarbstoffen
Sie sind Farbstoffe, die unter Bildung einer kovalenten Bindung mit Textilfasern reagieren. Da die reaktive Gruppe in ihrer Struktur mit Faserarten wie Zellulose, Wolle, Seide, Polyamid reagieren kann, wird sie in diesen Faserklassen eingesetzt. Beim Auftragen dieser Farbstoffe wird die Umgebungstemperatur auf bis zu 80 °C erhöht.
4-Verfahren zum Auftragen von Dispersionsfarbstoffen
Dispersionsfarbstoffe, die alle synthetischen Fasern und Acetatseide färben können, sind im herkömmlichen Sinne wasserunlöslich. Das Färben der Faser erfolgt in wässrigen Farbstoffsuspensionen. Es ist während des Färbens in Spuren im Bad gelöst vorhanden. Wenn der Farbstoff von der Faser absorbiert wird, dispergiert die gleiche Farbstoffmenge wieder in Lösung. Beim Auftragen dieser Farbstoffe wird die Umgebungstemperatur auf bis zu 130 °C erhöht.
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