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Beim Färben wird textiles Material durch Aufbringen von Farbmitteln in Färbe- oder Druckprozessen koloriert (gefärbt).
Historisches
Die wenigen Kenntnisse über die Färbemethoden des Altertums stützen sich hauptsächlich auf Götter- und Heldensagen, sowie Gräberfunde und Aufzeichnungen griechischer und römischer Schriftsteller und deren technologischen Beschreibungen. Genaueres kann man über die Farbstoffe aussagen. Jahrtausende war man dabei auf natürliche Farbstoffe aus Mineralien (Ocker, Zinnober), aus Pflanzen wie Indigo, Rotholz, (siehe auch Färberpflanzen) oder von Tieren (Schildlaus, Purpurschnecke) angewiesen. Esslingen weihnachtsmarkt faerberei gr.jpg Die Kenntnis der damit verbundenen Verfahren kam wahrscheinlich von China über Indien und Vorderasien zu den Griechen und Römern. Während der Völkerwanderung ging dieses Wissen großteils verloren und kam erst durch arabische Einflüsse und die Kreuzfahrer wieder ins Abendland zurück.
Etwa um 1200 herum entwickelte sich in Italien und anderen Mittelmeeranrainern eine sich von hier nach ganz Europa ausbreitende Färbekunst. Nach der Entdeckung Amerikas bekamen die Färbereien Europas noch einmal einen neuen Auftrieb, was vor allem an den importierten Farbhölzern lag. Die im 19.Jahrhundert entwickelten synthetischen Farbstoffe haben heute die Naturfarbstoffe fast vollständig verdrängt, wobei die Reaktivfarbstoffe, gefolgt von den Dispersions- und Direktfarbstoffen die größte Bedeutung haben. Die Farbstofflösung wird als Färbeflotte oder Färbebad bezeichnet. Den umgekehrten Prozess nennt man Bleichen, wobei die natürlichen Färbungen der Fasern beseitigt werden. Drucken kann als örtlich begrenztes Färben bezeichnet werden.
Das Färben kann in der textilen Verarbeitungskette fast überall geschehen:
- einzelne Fasern können vor dem Spinnen gefärbt werden
- fertig gesponnenes Garn kann gefärbt werden
- ein Gewebe oder Gestrick kann gefärbt werden
Färbeverfahren
Das Färben wird in drei Verfahren unterteilt:
- Beim Ausziehverfahren (diskontinuierliche Färbeverfahren) werden die Farbstoffe in Wasser gelöst oder dispergiert. Entsprechend der unterschiedlichen Affinität unterschiedlicher Farbstoffklassen zu dem zu färbenden Substrat werden Chemikalien und Textilhilfsmittel der Flotte in einer oder mehreren Teilen bzw. dosiert innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zugesetzt. Während eines definierten Zeit/Temperaturverlaufs sowie kontrollierter Bewegung des Materials und/oder der Flotte zieht der Farbstoff gleichmäßig auf das Material, und wird zumeist im selben Färbebad - selten in einem zweiten Behandlungsbad - auf der Faser fixiert. Der Anteil des nicht fixierten Farbstoffs wird in nachfolgenden Behandlungsbädern entfernt.
Für die unterschiedlichen Aufmachungen stehen verschieden Maschinen zur Verfügung: Im Jigger wird das Färbegut in gespannten und faltenfreien Zustand durch die Farbflotte geführt. Dies garantiert eine gleichmäßige Farbverteilung über die ganze Breite. In der Haspelkufe wird das Gewebe ohne Spannung breit oder im Strang durch die Flotte geführt, dadurch wird die Ware nicht verzogen. In der Düsenfärbmaschine werden das Textilgut und die Flotte bewegt.
- Beim Kontinueverfahren wird die Farbstofflösung durch Foulardieren (auch Klotzen genannt) auf das Substrat aufgebracht. Im Foulard wird die Farbflotte auf das Textilgut geklotzt. Dabei erfolgt eine gleichmäßige Benetzung des Materials mit Farbflotte und ein über die Warenbreite gleichmäßiges Abquetschen zwischen meist zwei oder drei Hartgummiwalzen auf definierte Flottenaufnahme.
- Beim Semikontinueverfahren erfolgt die Imprägnierung der Ware im Foulard kontinuierlich, die Fixierung des Farbstoffs zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls kontinuierlich oder diskontinuierlich.
Die Auswahl der geeigneten Farbstoffklasse erfolgt in erster Linie nach dem zu färbenden Substrat und dem geforderten/notwendigen Echtheitsniveau (Widerstandsfähigkeit der Färbung gegen Einflüsse während der Weiterverarbeitung und dem Gebrauch des textilen Fertigmaterials).
Abhängig vom Artikel (Zusammensetzung, Garntyp, Maschen/Webware, Bindung, Gewicht, Anforderung an den Griff der Fertigware,...) erfolgt die Entscheidung über die einzusetzende Färbemaschine bzw. Apparate oder Färbeanlagen. Danach wird je nach Farbstoffklasse das geeignete Färbeverfahren festgelegt.
Es stehen verschiedene Farbstoffklassen zur Verfügung:
- Das Färben mit Küpenfarbstoffen, ein Verfahren, indem die Oberfläche von den Fasern mit wasserunlöslichen Farbmolekülen durch Adsorption gebunden werden. Vorteil ist die hohe Farbechtheit. Der bekannteste Küpenfarbstoff ist Indigo.
- Das Färben mit Entwicklungsfarbstoffen, ein Verfahren wobei der Farbstoff erst auf den Fasern hergestellt wird (zum Beispiel durch Azokupplung). Die 1. Wasserlösliche Komponente wird mit der Faser durch Adsorption aufgenommen, die 2. Komponente bildet dann einen wasserunlöslichen Azofarbstoff. Dabei haftet die Farbe dann an der Faser durch Bildung von Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrückenbildung. Außerdem wirken noch Kräfte zwischen polarisierten Molekülgruppen.
- Das Färben mit Direktfarbstoffen (Substantive Farbstoffe), ein Verfahren bei dem die Farbstoffe direkt aus der Färbeflotte auf die Fasern aufziehen. Es wird meist bei Mitteln zum Selberfärben zuhause angewandt.
Färbemaschinen/Färbeapparate/Färbeanlagen:
Beim Färben nach dem Ausziehverfahren unterscheidet man zwischen Färbeapparten (die Flotte wird durch das ruhende Färbematerial gepumpt) und Färbemaschinen (die Ware wird durch eine ruhende Flotte bewegt, wobei bei praktisch allen heute gebräuchlichen Maschinen zusätzlich zur Warenbewegung auch eine gezielte Flottenumwälzung erfolgt).
Wird nach Kontinueverfahren gefärbt, spricht man von Färbeanlagen.
Die Färbemaschinen für das Ausziehverfahren werden unterteilt in solche für Temperaturen unter 100°C und solche für Hochtemperatur. Naturfasern können meist bei moderaten Temperaturen gefärbt werden, das Färben findet in günstigen Maschinen unter athmosphärischem Druck statt. Synthetische Fasern (insbesondere Polyester) nehmen Farbstoffe meist bei Temperaturen über 100°C auf. Da das Wasser bei Umgebungsdruck verdampfen würde, muss das Färben unter Druck stattfinden. Üblich sind Temperaturen bis 135°C bei einem statischen Druck bis 4,0 bar. Dies erfordert druckdichte und damit teurere Maschinen.
Besonders problematisch ist das Färben von Fasermischungen aus synthetischen und natürlichen Fasern. Es wird meist mit zwei unterschiedlichen Farbstoffklassen gefärbt, wobei die unterschiedlichen Fasern möglichst farbgleich gefärbt sein sollen. (="Ton-in-Ton-Färbung").
Umweltaspekte
Das Färben von Textilien wird seit der industriellen Revolution industriell praktiziert. Den wässrigen Farbstofflösungen oder Farbstoffdispersionen werden dabei andere Chemikalien (Salze, Säuren, Alkalien) und Textilhilfsmittel zugesetzt, die, sollten sie unbehandelt in die Umwelt gelangen, diese mitunter stark belastet würden. Damals wurden die Restflotten und Abwässer direkt in Flüsse geleitet, die dann auch farbig waren. Heute ist dies in vielen Teilen Europas und der USA dank massiver Investitionen in Abwasserbehandlungsanlagen und Einsatz moderner Farbstoffe sowie die Streichung respektive das Verbot mancher problematischer Produkte als gelöst anzusehen. In vielen anderen Teilen der Erde, v.a. manchen asiatischen und osteuropäischen Ländern ist noch nicht dasselbe Niveau im Umweltschutz verwirklicht.
Literatur
- Dorit Berger: Färben mit Naturfarben. Färbepflanzen, Rezepte, Anwendungsmöglichkeiten, Stuttgart, 1998
- Rita Buchanan: A weaver's garden: growing plants for natural dyes and fibers, Loveland (Colorado), 1987 (Neuerscheinung 1999)
- Herbigs großes Buch der Handarbeiten, München, 1983
- Farbe, Färber, Farbensymbolik, in: Lexikon des Mittelalters, Bd. IV, München, Zürich, 1989, S. 286-289
- Lydie Nencki: Die Kunst des Färbens mit natürlichen Stoffen. Geschichte-Methoden-Rezepte, Aus dem Französischen von G. Bächi-Gutrath, Bern, Stuttgart, 1984 - Originaltitel: La science des teintures animales et végétales, 1981
- H. Schweppe: Handbuch der Naturfarbstoffe. Vorkommen, Verwendung, Nachweis, ecomed-Verlag, Landsberg/Lech, 1993
Weblinks
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