Die Verbesserung der Färbeechtheit bedruckter und gefärbter Textilien angesichts der steigenden Anforderungen des Textilmarktes ist zu einem wichtigen Forschungsthema in der Druck- und Färbeindustrie geworden. Im Fokus stehen dabei insbesondere die Lichtechtheit von Reaktivfarbstoffen auf hellen Textilien, die Nassreibechtheit dunkler und dichter Textilien, der durch die thermische Migration von Dispersionsfarbstoffen nach dem Färben bedingte Rückgang der Nassbehandlungsechtheit sowie die Beständigkeit gegen hohe Chlor- und Schweißlicht.

Die Farbechtheit wird von vielen Faktoren beeinflusst und lässt sich auf vielfältige Weise verbessern. Dank jahrelanger Produktionspraxis haben Fachleute aus dem Druck- und Färbereibereich die Auswahl geeigneter Färbemittel und chemischer Zusätze, die Optimierung von Färbe- und Veredelungsprozessen sowie die Stärkung der Prozesskontrolle erforscht. Einige Methoden und Maßnahmen konnten die Farbechtheit bis zu einem gewissen Grad steigern und verbessern, sodass die Marktanforderungen weitgehend erfüllt werden.

Lichtechtheit von Reaktivfarbstoffen auf hellen Textilien

Wie wir alle wissen, werden Reaktivfarbstoffe, die auf Baumwollfasern aufgebracht sind, unter Sonneneinstrahlung von ultravioletten Strahlen angegriffen, und die Chromophore oder Auxochrome in der Farbstoffstruktur werden in unterschiedlichem Maße beschädigt, was zu einer Farbveränderung oder Aufhellung führt, was ein Problem der Lichtechtheit darstellt.

Die nationalen Normen meines Landes legen bereits die Lichtechtheit von Reaktivfarbstoffen fest. Beispielsweise schreibt die Norm GB/T411-93 für Baumwollgewebe zum Bedrucken und Färben eine Lichtechtheit von 4-5 für Reaktivfarbstoffe und 4 für bedruckte Stoffe vor. Die Normen GB/T5326 für gekämmte Polyester-Baumwoll-Mischgewebe zum Bedrucken und Färben sowie FZ/T14007-1998 für Baumwoll-Polyester-Mischgewebe zum Bedrucken und Färben legen beide eine Lichtechtheit von Stufe 4 für mit Dispersions- oder Reaktivfarbstoffen gefärbte und bedruckte Stoffe fest. Es ist schwierig, mit Reaktivfarbstoffen helle bedruckte Stoffe so zu färben, dass sie diese Norm erfüllen.

Zusammenhang zwischen Farbstoffmatrixstruktur und Lichtechtheit

Die Lichtechtheit von Reaktivfarbstoffen hängt hauptsächlich von ihrer Matrixstruktur ab. 70–75 % der Matrixstruktur von Reaktivfarbstoffen ist vom Azo-Typ, der Rest vom Anthrachinon-, Phthalocyanin- und A-Typ. Azo-Farbstoffe weisen eine geringe Lichtechtheit auf, während Anthrachinon-, Phthalocyanin- und A-Farbstoffe eine bessere Lichtechtheit zeigen. Gelbe Reaktivfarbstoffe basieren auf dem Azo-Typ. Pyrazolon und Naphthalintrisulfonsäure sind die Grundfarbstoffe mit der besten Lichtechtheit. Blaue Reaktivfarbstoffe basieren auf Anthrachinon-, Phthalocyanin- und A-Grundstrukturen. Sie weisen eine ausgezeichnete Lichtechtheit auf, und die Molekularstruktur roter Reaktivfarbstoffe ist vom Azo-Typ.

Die Lichtechtheit ist generell gering, insbesondere bei hellen Farben.

Der Zusammenhang zwischen Färbedichte und Lichtechtheit
Die Lichtechtheit gefärbter Proben variiert mit der Farbstoffkonzentration. Bei Proben, die mit demselben Farbstoff auf derselben Faser gefärbt wurden, nimmt die Lichtechtheit mit steigender Farbstoffkonzentration zu, hauptsächlich aufgrund von Veränderungen in der Größenverteilung der Aggregatpartikel auf der Faser.

Je größer die Aggregatpartikel, desto kleiner die Fläche pro Gewichtseinheit des Farbstoffs, die der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist, und desto höher die Lichtechtheit.
Eine höhere Farbstoffkonzentration führt zu einem größeren Anteil an Farbstoffaggregaten auf der Faser und damit zu einer höheren Lichtechtheit. Bei hellen Textilien ist die Farbstoffkonzentration niedrig, wodurch auch der Anteil an Farbstoffaggregaten auf der Faser gering ist. Die meisten Farbstoffe liegen als Einzelmoleküle vor, d. h. der Zersetzungsgrad des Farbstoffs auf der Faser ist sehr hoch. Jedes Molekül ist der gleichen Wahrscheinlichkeit ausgesetzt, Licht und Luft ausgesetzt zu sein. Durch den Einfluss von Feuchtigkeit nimmt die Lichtechtheit entsprechend ab.

Die Lichtechtheit wird nach ISO/105B02-1994 in acht Stufen eingeteilt, die nationale Norm meines Landes ist ebenfalls in acht Stufen eingeteilt, die Lichtechtheit nach AATCC16-1998 oder AATCC20AFU wird in fünf Stufen eingeteilt.

Maßnahmen zur Verbesserung der Lichtechtheit

1. Die Wahl des Farbstoffs beeinflusst helle Stoffe.
Der wichtigste Faktor für die Lichtechtheit ist der Farbstoff selbst, daher ist die Wahl des Farbstoffs von größter Bedeutung.
Bei der Auswahl von Farbstoffen für die Farbanpassung ist darauf zu achten, dass die Lichtechtheitswerte aller ausgewählten Farbstoffkomponenten gleichwertig sind. Sobald eine der Komponenten, insbesondere diejenige mit der geringsten Menge, die Lichtechtheitsanforderungen des hell gefärbten Materials nicht erfüllt, entspricht das fertige gefärbte Material nicht den Lichtechtheitsnormen.

2. Sonstige Maßnahmen
Der Effekt von schwimmenden Farbstoffen.
Das Färben und Seifen ist nicht gründlich genug, und die auf dem Stoff verbleibenden nicht fixierten und hydrolysierten Farbstoffe beeinträchtigen ebenfalls die Lichtechtheit des gefärbten Materials, und ihre Lichtechtheit ist deutlich geringer als die der fixierten Reaktivfarbstoffe.
Je gründlicher die Seifenbehandlung erfolgt, desto besser ist die Lichtechtheit.

Der Einfluss von Fixiermittel und Weichmacher.
Bei der Textilveredelung werden kationische Fixiermittel vom niedermolekularen Typ oder Polyamin-kondensierte Harze sowie kationische Weichmacher eingesetzt, welche die Lichtechtheit gefärbter Produkte verringern.
Deshalb muss bei der Auswahl von Fixiermitteln und Weichmachern auf deren Einfluss auf die Lichtechtheit gefärbter Produkte geachtet werden.

Der Einfluss von UV-Absorbern.
Zur Verbesserung der Lichtechtheit werden häufig UV-Absorber in hell gefärbten Stoffen eingesetzt. Allerdings müssen sie in großen Mengen verwendet werden, um eine Wirkung zu erzielen, was nicht nur die Kosten erhöht, sondern auch zu Vergilbung und starken Schäden am Stoff führt. Daher ist es ratsam, auf diese Methode zu verzichten.