Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Färben mit Farbstoffen. Der Film gehört zur Reihe Farbstoffe. Als Vorkenntnisse solltet ihr wissen, was aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sind. Ihr kennt Kationen, Anionen, Säuren, Basen und der Begriff der Mesomerie ist euch bekannt. Mein Ziel ist es, euch einen Überblick über die wichtigsten Färbeverfahren und verwendeten Farbstoffe, Färbemittel zu geben. Das Video habe ich in 8 Abschnitte unterteilt. 1. Anforderungen an einen Farbstoff 2. Saure und basische Farbstoffe 3. Beizenfarbstoffe 4. Substantive Farbstoffe 5. Küpenfarbstoffe 6. Entwicklungsfarbstoffe 7. Reaktivfarbstoffe und 8. Dispersionsfarbstoffe   1. Anforderungen an einen Farbstoff: Wir halten eine chemische Verbindung mit einer schönen, leuchtenden Farbe in den Händen. Das ist eine Voraussetzung für einen Farbstoff. Aber reicht das schon? Wenn ein T-Shirt schon nach einigen Wäschen ausbleicht, so wird das dem Kunden sicher nicht gefallen. Ein Farbstoff muss waschecht sein. Wenn das T-Shirt unter der Sonne ausbleicht, so wird uns das auch nicht gefallen. Ein Farbstoff muss lichtecht sein. Wenn der Farbstoff wenig wasserlöslich ist, so ist er für den Färbeprozess im Allgemeinen nicht geeignet. Man hätte es gerne, wenn er wasserlöslich ist. Farbstoffe sollten nach Möglichkeit wasserlöslich sein. Auch dieses Bild streben wir nicht an. Die Textilie soll durch den Farbstoff gleichmäßig eingefärbt sein. Wir fordern von der Farbstofflösung ein gleichmäßiges Aufziehen. Und als Letztes, und nicht Unwichtigstes, der Farbstoff soll gegenüber Säuren und Basen in einem gewissen Bereich resistent sein.   2.  Saure und basische Farbstoffe: Wolle, Seide und Nylon enthalten alle dipeptid respektive Polyamidgruppe. Sie enthalten aber auch die Carboxylgruppe, bzw. das Corboxylation. Dieser Teil der Textilie ist sauer. Außerdem befindet sich in der Textilie die Aminogruppe respektive die protonierte Aminogruppe. Dort ist die Textilie basisch. Ein basischer Farbstoff baut auf der Aminogruppe auf. Er ist kationisch. Es kommt zu einer Bindung zwischen den beiden, gegensätzlich geladenen Ionen. Ein saurer Farbstoff enthält die Carboxylatgruppe. Es kommt zur Bindung mit den basischen Komponenten der Textilie. Saure Farbstoffe sind somit anionisch. Neben der Carboxylatgruppe kann auch der Sulfonsäurerest wirken. Mit sauren und basischen Farbstoffen kann man Wolle, Seide, Polyamide, Polyester und Polyacrylnitril färben.   3. Beizenfarbstoffe: Im ersten Schritt dieser Färbung findet eine Beizung der Textiloberfläche statt. Das kann zum Beispiel mit Aluminumhydroxid oder Chromhydroxid geschehen. Im 2. Schritt wird gefärbt und es findet eine Farbstoffbindung mit der Textiloberfläche statt. Mit der Beizenfärbung kann man leuchtende Farben erzielen. Nachteile sind, dass die Beizenfärbung teuer und langwierig ist. Außerdem sind Schwermetallionen giftig. Daher haben Beizenfarbstoffe heute an Bedeutung verloren. Lediglich für die Einfärbung von Bühnenkostümen werden sie noch verwendet.   4. Substantive Farbstoffe: Substantive Farbstoffe wirken nach einem einfachen Färbungsverfahren. Die Farbe wird aufgelöst, die Textilie eingelegt, sie wird durchgefärbt, entnommen und getrocknet. Und die Färbung ist beendet. Gut geeignet für die Färbung mit substantiven Farbstoffen ist Baumwolle. Zwischen dem Farbstoff und der Baumwolloberfläche werden Wasserstoffbrückenbindungen gebildet. Baumwolle ist im Wesentlichen Cellulose. Der hier demonstrierte Farbstoff ist Kongo-Rot. Leider ist er nicht waschecht und steht im Verdacht giftig zu sein. Ein anderer substantiver Farbstoff ist der Naturfarbstoff Luteolin. Luteolin wird aus der Pflanze Färberwau gewonnen.   5. Küpenfarbstoffe: Indigo ist ein schöner, blauer Farbstoff. Leider ist er nicht wasserlöslich. Um ihn wasserlöslich zu machen, wird er reduziert. Meist wird dafür Natriumdithionit verwendet. Im Ergebnis erhält man farbloses Leukoindigo. Dieser Stoff ist wasserlöslich und die Textilie kann nun gefärbt werden. Die Trocknung ist eigentlich eine Oxidation des Leukoindigo auf der Textilfaser zum Indigo. Küpe bedeutet übrigens Fass, oder Tonne, worin der Färbevorgang stattfindet.   6. Entwicklungsfarbstoffe: Hier findet die Synthese auf der Faser statt. Bei der Farbstoffsynthese reagiert ein Aromat mit einem Diazoniumsalz. Dabei wird ein Azofarbstoff synthetisiert. Ein Beispiel für so einen Entwicklungsfarbstoff ist Indrarot.   7. Reaktivfarbstoffe: Bei Reaktivfarbstoffen kommt es zur Ausbildung kovalenter Bindungen mit der Textilie. Gut geeignet für diese Färbung ist Baumwolle. Am Reaktivfarbstoff sitzt ein Triazinrest mit einem aktivierten Chloratom. Dieser reagiert mit den Hydroxilgruppen der Cellulose. Es wird Chlorwasserstoff abgespalten. Im Ergebnis kommt es zur Ausbildung kovalenter Bindungen. Hier präsentiere ich ein Beispiel für die Färbung mit einem Reaktivfarbstoff. Man erhält einen an Cellulose gebundenen Farbstoff.   8. Dispersionsfarbstoffe: Es gibt leuchtende Farbstoffe, die unpolar und daher wasserunlöslich sind. Es ist aber möglich, sie sehr fein zu zerkleinern. Durch Dispergieren kann eine wässrige Suspension dieser Farbstoffe hergestellt werden. Nun können diese wasserunlöslichen Farbstoffe zum Färben verwendet werden. Geeignet für die Färbung mit Dispersionsfarbstoffen sind unpolare Faseranteile. Daher sind Polyester und Polyamide für die Färbung gut geeignet. Circa 50 % aller Dispersionsfarbstoffe sind Azofarbstoffe.

Ich hoffe, es ist mir gelungen, euch einen kleinen Einblick über das Färben mit Farbstoffen zu geben. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.