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08.11.2006

Das Färben von Textilien – eine Wissenschaft für sich

Moderne Textilfärbetechniken sind effektiv, schnell und genau auf die Ansprüche an einen Stoff abgestimmt

Textilien sind allgegenwärtig – von der Bettdecke über die Kleidung bis zum Handtuch. Doch wie wird die Jeans blau? Wie kommt der Nadelstreifen in den Anzug? Was unterscheidet einen roten Vorhangstoff von einem roten Futterstoff? Die Antwort liefert die moderne Textilfärberei – und diese ist mit ihren vielen Farbstoffklassen und Färbetechniken eine Wissenschaft für sich.

Textilien, Foto: www.photocase.com

Um eine optimale Färbung zu erhalten, muss der Färber Faser, Farbstoff und Färberverfahren exakt aufeinander abstimmen. Foto: PhotoCase.com

Textilien, Foto: www.photocase.com

Die Indigofärbung ist bei Jeansstoff nur oberflächlich. Wird die oberste Schicht der Fasern zerstört, entstehen die typischen hellen Stellen. Foto: PhotoCase.com

Textilien, Foto: www.photocase.com

Der klassische Nadelstreifen entsteht, weil sich Effektfaden und Gewebe beim Färben unterschiedlich verhalten.  Foto: PhotoCase.com

 

Wie bei den meisten Färbe- und Drucktechniken steht auch zu Beginn eines Färbeprozesses eine Frage – und zwar die, wofür der zu färbende Stoff genutzt werden soll. Das entscheidet nämlich, gegen welche äußeren Einflüsse die Färbung widerstandsfähig sein soll. "Ein Vorhangstoff muss sehr lichtecht sein, während es nicht nötig ist, ihn gegen das Einwirken von Schweiß zu wappnen. Bei einem Futterstoff ist es dagegen umgekehrt: Er kommt kaum mit Licht in Berührung, darf aber bei Kontakt mit Schweiß nicht abfärben", erklärt Werner Pogorzelski, Textilingenieur beim Farbstoffproduzenten DyStar, das Prinzip.

Von diesen Ansprüchen und der Art der Textilfaser hängt es ab, welche Farbstoffe der Färber auswählt und mit welcher Methode er die Färbung ausführt. Grundsätzlich kann er dabei zwischen drei verschiedenen Verfahren wählen: dem Kontinue-Verfahren, dem Semikontinue- oder Klotz-Kalt-Verweil-Verfahren und dem Ausziehverfahren.

Technisch am wenigsten aufwändig ist das Klotz-Kalt-Verweil-Verfahren oder KKV. Es wird typischerweise für das Färben von Stoffen aus Zellulosefasern wie Baumwolle, Viskose oder Leinen mit Reaktivfarbstoffen eingesetzt. Der Ablauf lässt sich dabei grundsätzlich in zwei Phasen gliedern: das Klotzen und das Verweilen. Beim Klotzen wird der Stoff glatt und in voller Breite durch einen Chassis genannten Behälter mit der so genannten Flotte geführt – einer konzentrierten Lösung oder Suspension mit dem Farbstoff. Direkt danach muss er zwei eng aneinanderliegende Rollen passieren, die den Überschuss an Farbstofflösung abquetschen.

Im zweiten Schritt wickelt man den nassen Stoff in eine Folie und lässt ihn mehrere Stunden, meist sogar über Nacht, bei Raumtemperatur rotieren. In dieser Zeit knüpft der Farbstoff chemische Bindungen zu den Zellulosefasern des Stoffs. Diese Färbetechnik ist unter anderem wegen des geringen Energieaufwandes sehr wirtschaftlich und eignet sich zum Beispiel für modische Stoffe, die anschließend normal – also ohne Zusatz von Chlor oder ähnlichem – gewaschen werden. "Für einen grünen OP-Kittel, der häufig desinfiziert werden muss, würde man dagegen eine andere Farbstoffklasse wählen", so Pogorzelski.

Technisch aufwändiger, aber dafür auch wesentlich schneller, ist das Kontinueverfahren. Hier werden die Stoffe – meist Baumwolle, Polyester oder eine Mischung daraus – ebenfalls geklotzt, also durch ein Farbbad gezogen und anschließend zwischen Walzen abgequetscht. Wie die Farbe danach fixiert wird, hängt von der Art des Farbstoffs und der verwendeten Faser ab. Für strapazierfähige Färbungen bei Baumwollstoffen etwa werden häufig Küpenfarbstoffe eingesetzt. Diese wasserunlöslichen Farbstoffe haften nach dem Klotzen nur lose auf der Faseroberfläche und müssen erst durch Tränken in der so genannten "blinden Küpe" und eine Wasserdampfbehandlung in eine wasserlösliche Form überführt werden. Dabei dringen die Farbstoffe ins Innere der Faser ein, wo sie nach einem Spülprozess durch ein weiteres Bad, diesmal in einem Oxidationsmittel, wieder unlöslich gemacht und somit fixiert werden.

Polyester wird hingegen ausschließlich mit Dispersionsfarbstoffen gefärbt. Sie sind ebenfalls wasserunlöslich und befinden sich wie die Küpenfarbstoffe nach dem Klotzen auf der Faseroberfläche. Im Gegensatz zur Baumwolle genügt bei der synthetischen Faser jedoch ein einziger Schritt zum Fixieren: Der Stoff wird ganz kurz – manchmal nur wenige Sekunden – bei extrem trockener Luft auf knapp 200 Grad Celsius erhitzt. In dieser Hitze lockert sich das kompakte Gefüge der Polyesterfaser auf und der Farbstoff dringt ein, er löst sich sozusagen im Kunststoff, wie es Pogorzelski formuliert. "Dieses Erhitzen darf nur sehr kurz sein, sonst schmilzt die Faser", berichtet der Experte.

In Kontinueverfahren werden aber nicht nur gewebte Stoffstücke, sondern auch Garne gefärbt. Bekanntestes Beispiel: die Indigofärberei von Baumwollfäden für Jeans. "Der Faden wird vereinfacht gesagt immer wieder in die Flotte eingetaucht und dann an der Luft oxidiert. Dabei wird er immer dunkler", erklärt Pogorzelski. Die Färbung ist nur oberflächlich – das Innere des Fadens bleibt hell. Damit der typische Jeansstoff entsteht, wird dieser Kettfaden dann mit einem weißen Schussfaden verwebt. "Jede Jeans ist zuerst dunkelblau", weiß der Experte. Alle anderen Nuancen entstehen erst durch das Waschen mit Steinen, Sand oder speziellen Bleichmitteln. Dabei bilden sich immer dort helle Stellen, wo die gefärbte äußere Schicht des blauen Garns zerstört und das weiße Innere sichtbar wird.

So vielseitig KKV und Kontinueverfahren auch sind, haben sie doch Grenzen. So ist beispielsweise der Kontakt zwischen Flotte und Faser sehr kurz, sodass es schwierig ist, Garn oder Stoff vollständig durchzufärben. Auch müssen die Textilien unempfindlich gegen Spannung sein, denn der Transport und das Klotzen üben einen beträchtlichen Zug auf das Material aus. Für Maschenware oder auch Wollartikel eignen sich diese beiden Methoden daher eher nicht. Stattdessen werden diese Materialien meist im Ausziehverfahren gefärbt – "wie alles andere, was nicht plattgedrückt werden darf", so Pogorzelski.

Bei diesem Verfahren wird das Material nicht durch die Flotte gezogen, sondern schwimmt darin – und das manchmal mehrere Stunden lang. "Dadurch ist die Durchfärbung intensiver", erklärt der Textilingenieur. Welcher Farbstoff verwendet wird und wie er fixiert wird, hängt dabei wiederum von der Faser ab. Baumwolle oder Viskose werden mit Direkt- oder Reaktivfarbstoffen gefärbt, Wolle eher mit Säurefarbstoffen. Beim Färben mit diesen Farbstoffen wird eine Säure in das Färbebad gegeben und das Bad auf Kochtemperatur erhitzt. "Auch wenn es merkwürdig klingt: Die Wollfaser kann diese Prozedur unbeschadet überstehen", so Pogorzelski.

Diese drastische klingende Methode hat einen großen Vorteil: Sie färbt praktisch ausschließlich die Wolle und lässt andere Materialien wie etwa Baumwolle völlig unangetastet. So entstehen beispielsweise auch Nadelstreifen: "Man gibt einen Wollstoff mit eingewebtem Effektfaden aus Zellulosematerial in ein Färbebad mit einem schwarzen Wollfarbstoff, und wenn man ihn hinterher spült, bleibt die Wolle schwarz und der Baumwollfaden wird wieder hell", erläutert der Experte.

Wie die Färbeverfahren schlussendlich technisch umgesetzt werden, hängt immer vom Artikel, von den eingesetzten Fasern oder Fasermischungen und den gewünschten Effekten ab. Um etwa die Ansprüche von Designern zu erfüllen, müssen sich die Textilingenieure manchmal auch ungewöhnliche Lösungen und untypische Farbstoff- und Verfahrenskombinationen einfallen lassen. "Eigentlich gibt es dabei fast nichts, was es nicht gibt", resümiert Pogorzelski.