Textile Prüfungen III 2004 Gesamttextil e.v.

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1 TEXTILTECHNIK Farbstoffe, Pigmente, Textilhilfsmittel Textile Prüfungen III 2004 Gesamttextil e.v.

2 2 1 FARBSTOFFE Farbe - Farbigkeit - Farbmittel Bestimmung der Farbstoffklassen aus der Substanz Aufteilung der Farbstoffe in färberische Klassen nach ihrem Verhalten gegen Wasser, verdünnte Natronlauge oder Salzsäure und Natriumdithionit (Hydrosulfit) in alkalischer Lösung Zuordnung von Farbstoffen zu Farbstoffklassen nach ihrem Färbeverhalten gegenüber ausgewähltem Textilmaterial Bestimmung der Farbstoffklasse innerhalb der durch Löseverhalten auf geteilten Gruppen_ Bestimmung der Farbstoffklassen auf gefärbten Textilien Farbstoffklassen-Nachweise auf Cellulosefasern Farbstoffklassen-Nachweise auf tierischen (Eiweiß-)Fasern Farbstoffklassen-Nachweis auf Synthesefasern Chromatografische Farbstoff-Analyse Arbeitstechniken zur Chromatografie Wanderungsgeschwindigkeit und Laufhöhe Beispiele für chromatografische Farbstoff-Trennungen und Farbstoff-Nachweise Farbechtheitsbestimmungen Allgemeine notwendige Geräte- und Reagenzien Herstellung von Proben und Prüflingen Prüfungsdurchführung Bewertung der Farbechtheitsprüfungen Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der Bügelechtheit von Färbungen und Drucken (in Anlehnung an DIN 54022) Bestimmung der Hypochlorit-Waschechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der Trockenreinigungsechtheit von Färbungen und Drucken Tabelle der DIN- bzw. ISO-Farbechtheitsprüfungen 57 2 Textilhilfsmittel Einteilung der Textilhilfsmittel nach Anwendungsgebieten Tenside in der Textilveredlung Einleitung Grundlagen Anwendungen Literatur Bleichmittel Wasserstoffperoxid Carrier Antistatika Das Entstehen elektrostatischer Aufladungen Die Auswirkungen elektrostatischer Aufladungen 133

3 Einfluß des Feuchtigkeitsgehaltes der Textilfasern auf die elektrische Leitfähigkeit Antistatika zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen der Textilien Überprüfung der Wirksamkeit von Antistatika durch Messung des elektrischen Widerstandes Überprüfung der Wirksamkeit von Antistatika durch Aufladungsmessungen Hochveredlung Prüfung von Hochveredlungsmitteln in der Substanz Prüfung von Hochveredlungsmitteln auf dem Substrat Prüfung der Wirksamkeit von Hochveredlungsmitteln Bestimmung der Substanzklassen in der Hochveredlung Analyse von Mottenschutzmitteln Prinzip der Nachweismethode Qualitativer Nachweis von Mitin FF hochkonzentriert bei weißer oder hell gefärbter Wolle Literaturhinweise 173

4 FARBMITTEL FARBSTOFFE PIGMENTE Farbstoffklassen nach Farbstoffklassen nach anorganische Pigmente organische Pigmente chemischer Konstitution färberischer Anwendung zum Beispiel zum Beispiel - Nitro- und Nitroso-Fst. - Direkt-Fst. (substantive Fst.) - natürliche Pigmente (Erdpigmente) - natürliche Pigmente pflanzl., tierisch - Mono-, Dis-, Polyazo-Fst. - Säure-Fst. (anionische Fst.) - synthetische Pigmente (Mineral-P.) - synthetische Pigmente unterschiedlicher chem. Konstitution - Diphenylmethan-Fst. - kationische Fst. (basische Fst.) - metallische Pigmente (Bronzen) - Triarylmethan-Fst. - Metallkomplex-Fst. (1:1 und 1:2) - Kohlenstoff-Pigmente (Ruß) - Anthrachinon-Fst. - Oxi-, Amino-, sulfonsaure Anthrachinon-Fst. - Küpen-Fst. - indigoide Küpen-Fst. - Leukoküpen-Fst.-Ester - Leukoküpen-Fst.-Ester - Entwicklungs-Fst. - Acridin-Fst. - Dispersions-Fst. Hinweis: Chinolin-Fst. Phthalocyanin-Fst. - Reaktiv-Fst. Fst. = Abkürzung für Farbstoffe - Schwefel-Fst. - Schwefel-Fst. und andere

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6 1 FARBSTOFFE 1.1 Farbe - Farbigkeit - Farbmittel Begriffe und Definitionen Einteilung der Farbmittel Begriffe wie Farbe, Farbstoff, Farbmittel, Pigment werden vom Nichtfachmann häufig im gleichen Sinne verwendet und so in ihrer Bedeutung nicht scharf voneinander unterschieden. Von den Fachnormenausschüssen Farbe, Pigmente und Füllstoffe im DIN (Deutsches Institut für Normung e. V.) sind diese Begriffe definiert und eindeutig gegeneinander abgegrenzt worden. FARBE wird in DIN 5033 als ein durch das AUGE vermittelter Sinneseindruck verstanden. Nach DIN 5033 heißt es: "Farbe ist diejenige Gesichtsempfindung, durch die sich zwei aneinandergrenzende, strukturlose Teile des Gesichtsfeldes bei einäugiger Beobachtung mit unbewegtem Auge allein unterscheiden können." FARBMITTEL ist nach DIN als Oberbegriff für alle farbgebenden Substanzen zu verwenden. Diese Farbmittel unterteilt man in Pigmente und Farbstoffe, wobei Pigmente nach DIN weiter unterteilt werden. Definition Pigmente sind in Lösemitteln und/oder Bindemitteln unlösliche anorganische oder organische, bunte oder unbunte Farbmittel (DIN ). Farbstoffe sind in Lösemitteln und/oder Bindemitteln lösliche organische Farbmittel (DIN ). Im folgenden werden alle für den textilen Einsatz verwendeten Farbmittel - im Sinne einer einfachen Wortverwendung - als Farbstoffe bezeichnet. Solange ein materieller, nicht selbstleuchtender Körper vom Licht angestrahlt wird, erscheint er farbig. Im Dunkeln gibt es keine Farben. Ein Farbeindruck entsteht erst, wenn weißes Licht aus dem elektromagnetischen Wellenspektrum von nm Wellenlänge mit einer Mindestintensität auf den Körper auftrifft: Aus dem Spektrum des weißen Lichts wird ein Teil von dem Körper absorbiert (verschluckt), der Rest reflektiert (zurückgeworfen) und vom menschlichen AUGE empfangen und über den Sehnerv vom Gehirn als Farbe empfunden. Der Körper erscheint weiß, wenn kein Licht, schwarz, wenn das gesamte Licht, und farbig, wenn ein Teil des auffallenden Lichts absorbiert wird. Das zurückgeworfene (reflektierte) Licht kann entweder objektiv durch ein Meßgerät oder subjektiv durch das menschliche Auge bestimmt werden. Schematisch kann das Farbsehen wie folgt dargestellt werden:

7 7 Abb. 1 Das Sehen von Farbe Eine Lichtquelle (z. B. Sonne) sendet weißes Licht aus. Der farbige Körper absorbiert einen Teil bestimmter Wellenlänge und reflektiert das Restlicht zum AUGE, wo es gebündelt auf die Netzhaut gelenkt wird. Hier trifft die Lichtenergie (elektromagnetische Strahlung) auf drei unterschiedliche Empfängersysteme (Zäpfchen) für BLAU, GRÜN und ROT, die diese Lichtenergie in chemische Energie umwandeln und über Nerven an das Gehirn weiterleiten. Die Wahrnehmung wird im Gehirn durch den Denkprozeß mit dem Begriff der betreffenden Farbe verbunden und wirkt als Farbvorstellung ins Bewußtsein. FARBE ist also ein Sinneseindruck, hervorgerufen durch die Wechselwirkung zwischen Licht und Farbstoff. Nachstehend zeigen wir das kontinuierliche Spektrum des weißen Lichtes (Sonnenlicht) mit der Wellenlängeneinteilung. Abb. 1a: Kontinuierliches Spektrum (Regenbogenfarben) Chemischer Aufbau eines Textilfarbstoffes Wir wissen bereits, daß Farbstoffe aus dem Spektrum des sichtbaren Lichtes, das gemischt den Farbeindruck weiß ergibt, einen Teil absorbieren und den Rest als sichtbare Komplementärfarbe reflektieren.

8 8 Die Fähigkeit zur Absorption liegt im Molekülaufbau dieser organischen Verbindungen, der sich durch den Wechsel von Einfach- und Doppelbindungen zwischen den Molekülteilen auszeichnet. Man nennt diesen Aufbau, den wir bei Aromaten antreffen, konjugiertes System von Doppelbindungen. Die Doppelbindungen enthalten bewegliche p - Elektronen, die in der Lage sind, mit dem einfallenden Licht selektiv in Resonanz zu treten. Die Elektronen werden unter Aufnahme von Lichtenergie in einen erhöhten Schwingungszustand versetzt, der die selektive Absorption und damit die Farbigkeit ausmacht. Diese beweglichen p - Elektronen werden von ganz bestimmten Gruppierungen im Molekül geliefert; sie werden chromophore Gruppen (farbgebende Gruppen) genannt. Gruppierungen, die keine Absorption, jedoch eine Farbvertiefung hervorrufen, werden auxochrome Gruppen genannt. Von bathochrom spricht man, wenn Gruppierungen eine Farbverschiebung nach blau und von hypsochrom, wenn eine Farbverschiebung nach rot bewirkt wird. Zum Aufbau eines Farbstoffes benötigen wir aromatische Systeme sowie chromophore und auxochrome Gruppen, die im folgenden dargestellt werden:

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11 11 Einteilung der Farbmittel Neben der durch DIN vorgegebenen Einteilung in Farbstoffe und Pigmente unterteilt man die in der Textilveredlung (Färberei und Druckerei) eingesetzten Farbstoffe nach zwei verschiedenen Gesichtspunkten: 1. Farbstoffklassen nach chemischer Konstitution 2. Farbstoffklassen nach färbereitechnischer Anwendung (Applikation) - siehe Seite 8, linke Blatthälfte Für die färberische Anwendung sowie Farbstoffuntersuchungen im Färberei-Labor spielt diese Einteilung in Farbstoffklassen die wesentliche Rolle. Daneben gibt es eine Zuordnung der Farbstoffklassen zu den entsprechenden Faserarten, so daß man auch von Baumwoll- oder Cellulose-, Woll-, Polyamid-, Polyester-, Polyacrylnitril- Farbstoffen u. a. spricht. - Siehe auch die Schrift: "Textilveredlung - Färben" 1.2 Bestimmung der Farbstoffklassen aus der Substanz Der Umgang mit Farbstoffen im Färberei- oder Druckereilaboratorium verlangt vom Praktiker (Colorist, Laborant, Textilveredler) oft die Zuordnung von Farbstoffen oder Farbstoffmischungen zu den entsprechenden Farbstoffklassen nach deren färberischem Einsatz. Diese Zuordnung ist nur durch eine Reihe von Einzelprüfungen zu erreichen, die in zwei Gruppen zusammengefaßt werden können: 1. Löseverhalten gegenüber Wasser und anderen Lösemitteln 2. Färbeverhalten gegenüber ausgewähltem Textilmaterial unter vorgegebenen Färbebedingungen Aufteilung der Farbstoffe in färberische Klassen nach ihrem Verhalten gegen Wasser, verdünnte Natronlauge oder Salzsäure und Natriumdithionit (Hydrosulfit) in alkalischer Lösung Wasserlösliche Farbstoffe (Im folgenden Text wird Farbstoff abgekürzt mit Fst.) Von dem zu prüfenden Fst. werden ca mg mit wenig Wasser benetzt, darauf gut angerührt und nach Auffüllen auf 100 cm 3 kurz aufgekocht. Geht der Farbstoff sofort und ohne Farbtonumschlag in Lösung, ist also gut wasserlöslich, kann er folgenden - zur Gruppe A zählenden - Farbstoffklassen zugeordnet werden: Gruppe A: 1. Kationische Fst. 2. Säure-Fst. 3. Metallkomplex-Fst. 4. Leukoküpen-Fst.-Ester 5. Direkt-Fst.

12 12 6. Dispersions-Fst. (dispergiert) 7. Reaktiv-Fst. Geht Farbstoff erst allmählich, gegebenenfalls unter Farbtonumschlag, in Lösung, ist er den folgenden - zur Gruppe B zählenden - Farbstoffklassen zuzuordnen: Gruppe B: Schwefel-Fst. und Wollküpen-Fst., die mit Reduktionsmittel und Alkali eingestellt sind. Eine genaue Klassen-Zuordnung erfolgt nach Durchführung der entsprechenden Färbung - siehe und Wasserunlösliche, in verdünnter Natronlauge lösliche Farbstoffe Geht der in Wasser aufgekochte Farbstoff erst nach Zusatz von etwas Natronlauge, w = 5 %, teilweise oder evtl. nach weiterem Erwärmen in Lösung, wird er folgenden - der Gruppe C zuzurechnenden - Farbstoffklassen zugeordnet. Gruppe C: 1. Alkalilösliche Beizenfarbstoffe (Chromierungs-Fst.) 2. Farblacke von wasserlöslichen, sauren (anionischen) Fst. (vorzugsweise mit Erdalkalien, Mangan) 3. Ethanollösliche Fst. aus sauren, wasserlöslichen Fst. und organischen Basen Die exakte Klassenzuordnung wird mit Hilfe von Metallsalzen oder Färbungen durchgeführt - siehe Wasser- und alkaliunlösliche, in Salzsäure oder Essigsäure teilweise lösliche Farbstoffe Löst sich der zu prüfende Farbstoff in verdünnter Salzsäure, w = %, oder in Essigsäure, w = 50 %, ganz oder teilweise, so handelt es sich um Gruppe D: Farblacke aus kationischen (basischen) Farbstoffen und Tannin oder Katanol FD (Gerbstoffen) Weiterer Nachweis dieser Farbstoffklasse siehe Mit Natronlauge und Dithionit (blinde Küpe) lösliche Farbstoffe Der zu prüfende Farbstoff wird mit wenig Wasser benetzt, gut angerührt, mit Wasser, etwas Natronlauge und Na-Dithionit versetzt und im Wasserbad auf ca. 70 O C erhitzt. Wird der Farbstoff gelöst und beim Auflösen zerstört, d. h. der Farbstoff bildet sich bei Rückoxidation aus dieser Lösung nicht zurück, so handelt es sich um folgende - der Gruppe E zuzurechnende - Farbstoffe:

13 13 Gruppe E: 1. Organische Pigmente 2. Fett- und öllösliche Farbstoffe 3. Ethanol- und esterlösliche Farbstoffe Dieser Gruppe von Farbstoffen kommt in der Textilveredlung keine Bedeutung mehr zu; deshalb wird auf die Darstellung weiterer Untersuchungen verzichtet. Bildet der Farbstoff bei der Behandlung mit Natronlauge und Na-Dithionit eine oft anders gefärbte Küpe, aus der Baumwolle gefärbt und aus der der Farbstoff durch Oxidation wieder zurückerhalten werden kann, so wird er den - der Gruppe F zuzurechnenden - Farbstoffklassen zugeordnet. Ein weiteres Merkmal besteht für die Zuordnung darin, daß der Farbstoff nach einem kochenden Seifprozeß auf der Faser fixiert bleibt. Gruppe F: 1. Schwefel- und Schwefelküpen-Farbstoffe 2. Küpen-Farbstoffe Eine weitere Unterscheidung dieser beiden Farbstoffklassen wird vorgenommen durch Verküpen und Färbeversuche - siehe Farbstoffe, die nach den bisher besprochenen Verfahren ( ) nicht gelöst werden konnten, sind anorganische oder organische Pigmente.

14 Löslichkeitsverhalten der Farbstoffe wasserlösliche Farbstoffe Tabelle 1 wasserunlösliche Farbstoffe Fst. löst sich sofort Fst. löst sich allmählich unter Farbton-Umschlag Fst. löst sich unter Zusatz von Natronlauge Fst. löst sich in Salzsäure, w = 20 %, oder Essigsäure, w = 50 Fst. geht mit Natronlauge und Na-Dithionit in Lösung Fst. unlöslich und unverküppbar Gruppe A Gruppe B Gruppe C Gruppe D Gruppe E Gruppe F 1. Kationische (basische) Fst. 2. Säure-Fst. 1. Schwefel-Fst. (z. B. Cassulfon- 1. Beizen-Fst. (alkalilösl.) Farblacke aus basischen Fst. und Gerbst. Fst. wird zerstört - bildet sich bei Rückoxidation nicht zurück 1. Organische Pigmente Fst. Bildet häufig anders gefärbte Küpe - wird bei Oxidation zurückgebildet 1. Schwefel-und Schwefel küpen- Fst. Anorganische oder organische Pigmente 3. Metallkomplex-Fst. 2. Wollküpen-Fst., die mit Reduktionsmittel und Alkali eingestellt sind 2. Farblacke von anionischen Fst. 3. Ethanollösl. Fst. (Tannin, Katanol FD) u. a. 2. Fett- und öllösliche Fst. 3. Ethanol- und esterlösliche Fst. 2. Küpen-Fst. 4. Leukoküpen-Fst. Ester keine textile Bedeutung 5.Direkt-(Substantiv-) 6. Dispersions-Fst. 7. Reaktiv-Fst.

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16 1.2.2 Zuordnung von Farbstoffen zu Farbstoffklassen nach ihrem Färbeverhalten gegenüber ausgewähltem Textilmaterial Die nach ihrem Verhalten gegen Wasser, verdünnte Natronlauge u. a. erhaltenen Gruppen von Farbstoffen können durch einige einfache Färbeversuche weiter in einzelne Farbstoffklassen untergliedert bzw. eindeutig einer färberischen Klasse zugeordnet werden. Dazu werden die nach Tabelle 1 erhaltenen wäßrigen oder alkalischen Farbstofflösungen etwa auf das 10fache verdünnt und von dieser verdünnten Lösung je 5 cm3, das entspricht 1-1,5 mg Farbstoff, für die Färbeversuche eingesetzt. Gefärbt werden die Textilmaterialien 1. Wolle 2. Baumwolle 3. tannierte Baumwolle 4. Celluloseacetat in drei Färbeversuchen mit unterschiedlichen Bedingungen, wobei an Textilmaterial ca mg benötigt werden. Die Bedingungen für die drei Färbeversuche sind der folgenden Obersicht zu entnehmen: Die Färbeversuche können im Reagenzglas durchgeführt werden. Tabelle 2 Flotte Material Durchführung Färbung 1; 5 3 cm Fst.-Lösung cm Essigsäure, w = 15 % Färbung 2: 5 3 cm Fst.-Lösung + 1 cm 3 NA 2 SO 4 Lösg., w 5 % Wolle + tannierte Baumwolle Baumwolle einige Minuten kochen einige Minuten kochen; kurz mit Warmwasser spülen Färbung 3: 5 3 cm Fst.Lösung + 1 cm 3 Seifenlösg., w = 2,5% Celluloseacetat Färben bei 70 C (einige Minuten) Je nach erhaltenem Färbeergebnis - evtl. Vergleich durch eine Färbung mit Farbstoff der verwendeten Farbstoffklasse - kann der untersuchte Farbstoff einer bestimmten Klasse zugeordnet werden Bestimmung der Farbstoffklasse innerhalb der durch Löseverhalten auf geteilten Gruppen Im folgenden werden die in einer Gruppe (A - F) zusammengefaßten Farbstofklassen durch ihr spezifisches Färbeverhalten oder weitere Einzelreaktionen bestimmt.

17 Aufteilung der Farbstoffklassen der Gruppe A Kationische (basische) Farbstoffe Färbeergebnis nach 1.2.2: Färbung 1: Wolle schwach, tannierte Baumwolle am stärksten gefärbt 2: Baumwolle schwach gefärbt 3: Celluloseacetat meist schwach gefärbt Bei Zugabe von verdünnter Natronlauge ändert die Lösung des Farbstoffes meist ihren Farbton oder wird entfärbt. Der kationische (basische) Farbstoff kann aus dieser Lösung mit Ether extrahiert und aus der Etherlösung wieder mit verdünnter Essigsäure ausgeschüttelt werden. Mit einer Lösung von Tannin, w = 5 %, und Natriumacetat, w = 5 %, lassen sich kationische (basische) Fst. fällen. Säure-Fst., saure Metallkomplex-Fst. und Leukoküpen-Fst.-Ester Färbeergebnis nach 1.2.2: Färbung 1: Wolle am stärksten gefärbt, tannierte Baumwolle nicht oder schwach gefärbt Färbung 2: Baumwolle kaum gefärbt Färbung 3: Celluloseacetat meistens kaum gefärbt Zur Unterscheidung dieser drei Klassen sind weitere Prüfungen durchzuführen: Saure Metallkomplex-Farbstoffe: Durch Prüfen einer veraschten Probe auf Metalle wie Cobalt, Chrom, Kupfer oder Nickel läßt sich diese Farbstoffklasse erkennen: Cobalt: Asche oder Fst. wird in eine Phosphorsalzperle am Magnesiastäbchen eingeschmolzen - Blaufärbung Chrom: Asche oder Fst. färbt die Phosphorsalzperle grün Kupfer: Ascherückstand in etwas Salzsäure, w = 36 l, lösen, Lösung mit Ammoniak versetzen - Blaufärbung Nickel: Ammoniak-Lösung aus Kupferprüfung mit etwas Diacetyldioxim-Lösung (Nickelreagenz) versetzen: Es bildet sich ein himbeerroter Niederschlag Leukoküpenfarbstoff-Ester weist man nach durch Oxidation mit Natriumnitrit in schwefelsaurer Lösung. Es entsteht der unlösliche Küpenfarbstoff, der sich in alkalischer Lösung mit Na-Dithionit (Hydrosulfit) wieder verküpen läßt. Sind diese beiden Farbstoffklassen auszuschließen (Prüfungen wie beschrieben negativ), so färbt man Wolle aus saurer Lösung und chromiert nach. Schlägt dabei der Farbton gegenüber der sauren Färbung um und wird bei einer vergleichenden Waschprobe die Waschechtheit verbessert, so liegt ein Chromentwicklungs-(Beizen-) Fst. vor, andernfalls ein Säure-Fst.

18 18 - Die Waschprobe ist erforderlich, da bei manchen Säure-Fst. der Farbton durch Oxidation verändert, nicht jedoch die Waschechtheit verbessert wird. Direkt-Farbstoffe (substantive Fst.) mit Untergruppen Entwicklungs- und Nachbehandlungs-Fst., Reaktiv-Fst. Färbeergebnis nach 1.2.2: Färbung 1: Wolle kann angefärbt sein, tannierte Baumwolle schwach angefärbt bis angeschmutzt Färbung 2: Baumwolle wird am stärksten angefärbt Färbung 3: Celluloseacetat ist höchstens angeschmutzt Um Unterscheiden zu können, ob es sich um einen gewöhnlichen Direkt-Fst. oder um einen Entwicklungs- oder Nachkupferungsfarbstoff handelt, müssen weitere Färbungen und Nachbehandlungen durchgeführt werden: An eine Direkt-Färbung schließt man die entsprechenden Versuche (Siehe Färberezepte für diese Farbstoffklassen) an und vergleicht die unbehandelte mit den zwei nachbehandelten Färbungen in den Naßechtheiten (bei Kupfernachbehandlung evtl. auch die Lichtechtheiten prüfen). Werden durch die Nachbehandlung die Echtheiten verbessert, liegt - meist - kein gewöhnlicher Direkt-Fst. vor. Auch ein Farbtonumschlag während der Nachbehandlung gibt Hinweise auf die Farbstoff- Untergruppe. Entwicklungs-Farbstoffe (Naphthol-Diazoniumsalz-Gemische): Eine Farbstoffprobe wird in Methanol gelöst, mit einigen Tropfen Natronlauge versetzt -- >Naphtholatbildung), mit etwas Wasser verdünnt und mit Essigsäure ganz schwach angesäuert. Es entsteht der unlösliche Azofarbstoff. Wird neben Baumwolle auch Wolle gefärbt (nach Färbung 1), so kann auch ein Halbwollfarbstoff - eine Farbstoffmischung - vorliegen. In diesem Falle ist der Farbstoff auf Einheitlichkeit zu prüfen. Reaktiv-Farbstoffe ziehen ebenfalls substantiv auf, werden aber nicht ohne Alkali fixiert. Sie können leicht durch folgenden Fixiertest identifiziert werden: Eine Farbstofflösung, w = ca. 2 %, wird a) direkt mit E-Wasser verdünnt b) mit etwas Soda-Lösung oder Natronlauge alkalisch eingestellt, nebeneinander auf eine abgekochte Baumwollgewebeprobe aufgetupft, bei ca. 60 C 5 min getrocknet und anschließend mit einem auf 150 C erwärmten Bügeleisen (Stellung "Seide" oder "..") etwa 5 min lang fixiert. Anschließend wird die Stoffprobe gut gespült, gesäuert und mit 1 g/l Hostapon T 10 min kochend geseift. Der Farbstoff-Tupfen ohne Alkali wird hierbei weitgehendst entfernt. Der Farbstoff-Tupfen mit Alkali ist echt fixiert worden. Eine zusätzliche Prüfung besteht im Abkochen mit einer Mischung Wasser/Dimethylformamid 1:1 15 min am Rückfluß. Nur echt fixierte Reaktiv-Fst. werden nicht abgezogen. Dispersions-Farbstoffe Färbeergebnis nach 1.2.2:

19 19 Färbung 1: Wolle und tannierte Baumwolle ungefärbt bis schwach angeschmutzt Färbung 2: Baumwolle ungefärbt bis schwach angeschmutzt Färbung 3: Celluloseacetat gefärbt Dispersions-Fst. können mit Diethylether (Ether) ausgeschüttelt werden und sind oft in Aceton löslich. Wird außer Celluloseacetat auch Wolle angefärbt, s können Farbstoffmischungen für das Färben von Wolle/Polyester vorliegen, bestehend aus Dispersions-Fst. und 1:2 Metallkomplex-Fst. bzw. Säure-Fst. Es gibt auch Mischsortimente zum Färben von Polyester/Baumwolle aus Dispersions-Fst./Reaktiv- Fst. und Dispersions-Fst./Küpen-Fst Unterscheidung der Farbstoffklassen der Gruppe B Farbstoffe dieser Gruppe enthalten bereits Reduktionsmittel und Alkali: Schwefel-Farbstoffe und Woll-Küpen-Farbstoffe (werden heute nur noch selten eingesetzt) Sie liegen z. T. als Leuko-Verbindungen vor und können in dieser Form nicht untersucht werden. a) Durch Einblasen von Luft in die wäßrige Farbstoff-Küpenlösung wird der Fst. in die oxidierte Form übergeführt und fällt aus. Der abgetrennte Farbstoff kann dann wie in Gruppe F weiter untersucht werden. b) Der lösliche Farbstoff wird durch Färben auf Wolle und/oder Baumwolle vom Reduktionsmittel getrennt und danach auf der Faser untersucht. Dazu färbt man in der mit heißem Wasser hergestellten Küpenlösung bei 60 C je ein Strängchen Wolle und Baumwolle in derselben Flotte. An den drei Kombinationsmöglichkeiten A, B und C lassen sich die drei Farbstoffklassen unterscheiden: + = gefärbt; - = ungefärbt A: Wolle +; Baumwolle + Küpen-Fst. (evtl. + Schwefel-Fst.) B: Wolle +; Baumwolle - Woll-Küpen-Fst. C: Wolle -; Baumwolle + Schwefel-Fst. Zur weiteren Untersuchung wird eine Probe der gut ausgespülten Baumwollfärbung mit Zinn(II)- chlorid-lösung und Salzsäure versetzt, langsam erhitzt, und die entstehenden Dämpfe werden mit Bleiacetatpapier auf Schwefelwasserstoff geprüft. Positives Ergebnis Bleiacetatpapier geschwärzt deutet auf Schwefel-Fst. c) Schwefel- und Schwefel-Küpen-Farbstoffe lassen sich auch von Woll-Küpen-Farbstoffen durch Erhitzen mit Natriumsulfid-Lösung, w = 10 %, auf 95 C unterscheiden: Woll-Küpen-Farbstoffe werden dabei nicht in die Küpe überführt Unterscheidung der Farbstoffklassen der Gruppe C Alkalilösliche Beizenfarbstoffe bleiben in wäßriger Dispersion (ohne Alkali) mit Metallsalzlösungen bei ca. 70 C schwer lösliche Farblacke unter gleichzeitiger Vertiefung des Farbtons.

20 20 Geprüft wird mit Chrom (III)-, Aluminium- oder Kupfersulfat-Lösung. Zur Bestätigung dieser Farbstoffklasse kann auf vorchromierter Wolle im essigsauren Bad gefärbt und die Waschechtheit dieser Färbung geprüft werden. Liegen Farblacke saurer Farbstoffe vor, findet man nach dem Veraschen im Porzellantiegel die Metalle Ba, Sr, Ca oder Mn, die durch Flammenfärbung nachgewiesen werden können (außer Mn). Ist der Farbstoff mit verdünnter Natronlauge - und evtl. etwas Na-Ethylendiamintetraacetat-Lösung - in Lösung gebracht, kann er wie Säurefarbstoffe der Gruppe A - siehe weiter untersucht werden. Ethanollösliche Farbstoffe sind meist anionisch (saure Fst.) und enthalten als Kation eine organische Base (z. B. Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin u. a.) Farblacke aus kationischen (basischen) Farbstoffen - Gruppe D und Tannin oder Katanol FD werden mit Natronlauge, w = 10 %, gekocht, nach dem Abkühlen mit Ether ausgeschüttelt, und die abgetrennte Etherlösung, die die freie Farbbase enthält, wird mit verdünnter Essigsäure versetzt. Die kationischen Farbstoffe gehen als intensiv gefärbte Salze in die wäßrige Essigsäurephase Unterscheidung von Farbstoffen der Gruppe F Schwefel- und Schwefelküpen-Fst. Diese Farbstoffe liefern eine eindeutig farbige Küpenlösung (z. B. fast farblos, meist aber gelblich, bräunlich oder oliv) und lassen sich schon mit Natriumsulfid in die Leukoform überführen. Schwefel-Farbstoffe werden unter Zusatz von Kochsalz (besonders bei tiefen Farbtönen), Schwefelküpen-Farbstoffe unter Zusatz von Na-Dithionit (Hydrosulfit) oder nur mit letzterem gefärbt. Diese beiden Farbstoffgruppen, die beide Schwefel enthalten, können mit Bleiacetatpapier auf Schwefelwasserstoff geprüft werden. Dazu behandelt man eine gefärbte, gut gespülte Baumwollprobe oder den Farbstoff selbst mit ver-dünnter Salzsäure, um noch vorhandenes Natriumsulfid zu entfernen, gibt etwas salzsaure Zinn(II)-chlorid-Lösung zu und erwärmt auf 70 O C. Entstehender Schwefelwasserstoff schwärzt angefeuchtetes Bleiacetatpapier. Küpenfarbstoffe auf Anthrachinonbasis liefern beim Verküpen mit Alkali und Na-Dithionit (Hydrosulfit) meist intensiv farbige Küpen, die sich im Farbton vom unlöslichen Farbstoff oft stark unterscheiden. Der Farbtonwechsel erfolgt beim Verküpen sofort. Die indigoiden Küpenfarbstoffe sind in der Küpe - ähnlich den Schwefel-Fst. - nur schwach farbig und verküpen nur mit Na-Dithionit und Natronlauge. Zur eindeutigen Unterscheidung dieser Farbstoffklassen sollte noch der unter b) beschriebene Färbeversuch durchgeführt werden (Schwefelfarbstoffe haben eine schlechte Chlorechtheit). Außerdem muß der unlösliche Küpenfarbstoff durch Rückoxidation mit etwas Wasserstoffperoxid aus der Küpe wieder zurückgebildet werden und den ursprünglichen Farbton liefern.

21 21 Vergleiche: Farbstoffdispersion - Küpe - reoxidierten Farbstoff 1.3 Bestimmung der Farbstoffklassen auf gefärbten Textilien Die Bestimmung der Farbstoffklasse einer Färbung oder eines Druckes ist besonders für Nachstellungen, bei der Bearbeitung von Reklamationen, für die Beurteilung von Echtheiten sowie für die Auswahl von Ausrüstungsverfahren von Bedeutung. Die Bestimmung der Farbstoffklasse einer Färbung wird durch eine vorher durchgeführte Faseranalyse erleichtert, da sich hierdurch ein Teil der Farbstoffklassen ausschließen läßt. FASERANALYSE - siehe "Textile Prüfungen II, FASERN" Die Identifizierung von Einzelfarbstoffen auf der Faser ist noch immer außerordentlich schwierig, so daß die Nachweise in diesen Ausführungen sich auf die Erkennung von wichtigen Farbstoffklassen beschränken. Gegenüber dem Farbstoffklassen-Nachweis aus der Substanz werden die Bestimmungen auf der Faser noch dadurch erschwert, daß die Menge des applizierten Farbstoffes sehr gering ist. Für die Einzelbestimmungen müssen daher immer größere Textilproben verwendet werden. Liegen Fasermischungen vor, kann man davon ausgehen, daß auch verschiedene Farbstoffklassen zur Färbung verwandt wurden. Hier führen einfache, faserbezogene Prüfungen nicht zum Ziel - es empfiehlt sich eine chromatografische Farbstoffanalyse (siehe 1.2.3). Bestehen Kette und Schuß eines Gewebes aus verschiedenen Materialien (bunt gewebte Artikel), werden die Fadensysteme und Farben zunächst mechanisch getrennt. Bei Drucken schneidet man Musterstellen gleicher Farbe heraus und behandelt jede Farbnuance getrennt. Grundsätzlich sollte man das zu untersuchende gefärbte oder bedruckte Textilmaterial mit E- Wasser auskochen, um oberflächlich anhaftende Farbstoffe und Präparationen zu entfernen. Löst sich dabei ein großer Teil des Farbstoffes ab, so kann diese Lösung eingedampft und direkt zur Untersuchung benutzt werden Farbstoffklassen-Nachweise auf Cellulosefasern Ein systematisches Vorgehen nach Untersuchungsschema erleichtert das Zuordnen zu den für Cellulosefasern üblichen Farbstoffklassen - siehe Tafel. Die Ziffern im Untersuchungsschema geben Hinweise auf besondere Arbeitsbedingungen und typische Nachweisreaktionen. Erläuterungen der besonderen Hinweise: (1) Pigmente können mikroskopisch erkannt werden. a) Bei Pigment-Drucken und Pigment-Färbungen werden Pigmente mit Kunstharzbindern auf der Faser fixiert. Sie sitzen unregelmäßig verteilt außen auf der Faser, bei dunklen Farbtönen oft an einzelnen Stellen zusammengeballt. b) Spinnfärbungen und Mattierungen erkennt man gewöhnlich an Einlagerungen, die relativ gleichmäßig in der Faser verteilt sind.

22 22 (2) Das trockene Untersuchungsmaterial wird im Reagenzglas 1 min mit kaltem Pyridin geschüttelt. Die zu untersuchende Probe muß in jedem Fall vorher gewaschen oder wenigstens gespült werden. (3) Ein Teil des Untersuchungsmaterials wird im Reagenzglas mit einer Reduktionslösung, bestehend aus 55 cm3 Wasser, 10 g Zinn(II)chlorid und 10 cm 3 Salzsäure, w = 36 %, versetzt und im Wasserbad erwärmt. Ober das Reagenzglas hält man einen Teststreifen angefeuchtetes Bleiacetat-Papier: Schwarzfärbung zeigt Schwefelwasserstoff an!

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24 24 (4) Bei den Nachweismethoden (3), (5) und (6) sind Blindproben zur besseren Beurteilung angezeigt. (5) Die Blindküpe wird mit 15 g/l Natriumhydroxid und 20 g/l Natriumdithionit (Hydrosulfit) angesetzt. Man erwärmt die Farbprobe im Reagenzglas mit einigen cm 3 Blindküpe im Wasserbad auf ca. 60 C. Bei Küpenfarbstoffen ändert sich meistens der Farbton der Probe. Naphthol-Färbungen tönen die Blindküpe bei ca. 80 C mehr oder weniger stark gelb; der Farbton des Untersuchungsmaterials kann sich dabei ändern. (6) Zur Reoxidation wird das mit Blindküpe behandelte Muster mit Wasser gespült und mit stark verdünntem Wasserstoffperoxid (H ) behandelt. Erhält man den ursprünglichen Farbton zurück, handelt es sich um einen Küpenfarbstoff, andernfalls um eine Naphthol-Färbung. Oft kehrt der ursprüngliche Farbton bereits beim Spülen zurück. Bei Blautönen erkennt man den Farbtonumschlag oft schlecht. Hier beobachtet man den Umschlag bei Zugabe einer äquivalenten Menge Essigsäure. Gibt man dann erneut Blindküpe zu, s kehrt der Blauton zurück. Färbungen auf synthetischen Fasern werden zur Reoxidation mit einer Lösung von 5 cm 3 Wasserstoffperoxid, w = 30 %, 1 cm 3 Eisessig und 0,5 g Hostapon T in 1 1 Wasser bei 80 C behandelt. Verläuft der Farbtonumschlag über Zwischentöne, s deutet das auf andere Farbstoffklassen hin. (7) Cr-Nachweis: Die Probe wird verascht und die Asche mit SodaSalpeter-Gemisch (1:2) (Na- Carbonat-K-Nitrat) geschmolzen. Gelbe Schmelze (oder gelbe Färbung einer Lösung der Schmelze) zeigt Chrom an. (8) Fe-Nachweis: Der Asche-Rückstand der Probe wird in wenig reiner Salzsäure, w = 36 %, mit E- Wasser verdünnt und mit einigen Tropfen Kaliumhe x cyanoferrat(ii)-lösung versetzt. Blaufärbung oder blauer Niederschlag zeigen Eisen an (4). (9) Die Faserprobe wird mit Eisessig abgezogen, die Lösung eingedampft und in wenig E-Wasser aufgenommen. Werden kationisch anfärbbare PAC-Fasern (Polyacrylnitrilfasern) beim Kochen mit dieser Lösung angefärbt, liegt ein kationischer Farbstoff vor. (10) Bestätigung des kationischen Farbstoffes (9): Ein Teil der wäßrigen Lösung aus (9) wird mit wenig Natronlauge alkalisch gemacht und die unter Farbtonänderung entstandene Farbbase mit Ether ausgeschüttelt. Die abgetrennte Etherschicht wird darauf mit verdünnter Essigsäure unterschichtet. Färbt sich die Essigsäure im ursprünglichen Farbton an, liegt ein kationischer Farbstoff vor. (11) Beizen auf Tanninbasis können bei hellen Färbungen durch Tüpfeln mit einer Lösung von Eisen(III)-chlorid an der Bildung eines dunklen Flecks erkannt werden. Bei dunklen Färbungen kocht man die Probe mit Natronlauge, w = 5 %, und kühlt die Lösung schnell ab. Bei Tannin tritt sofort eine Färbung auf, bei Katanol-Beizen nicht. (12) Die nach (11) erhaltene alkalische Abkoch-Lösung enthält bei Anwesenheit von Katanol- Beizen Na-Katanolat. Mit etwas verdünnter Salpetersäure und Silbernitrat-Lösung fällt braunes Silber-Katanolat aus, das sich beim Kochen schwarz färbtà Ag 2 S. (13) Ammoniak- und evtl. Eisessig-Abzüge der gefärbten Probe werden zur Trockene eingedampft und in etwas Wasser gelöst. Je die Hälfte dieser Lösung wird zur essigsauren (A) und zur neutralen Auffärbung mit Glaubersalz (B) verwendet.

25 25 In beiden Lösungen wird 1 min kochend gleichzeitig je 1 Wollund 1 Baumwoll-Faden gefärbt. A: Wolle tiefer gefärbt als Baumwolle--> Säure-Farbstoff B: Baumwolle tiefer gefärbt als Wolle--> Direkt-Farbstoff (14) Al-Nachweis: Man verascht die Farbprobe, gibt zur Asche wenige Tropfen sehr verdünnte Cobaltnitrat-Lösung (100 mg/1) und glüht. Blaufärbung der Asche zeigt Aluminium an. (15) Cu-Nachweis: Der Ascherückstand der Probe wird in einigen Tropfen Salpetersäure, w = 65 %, mit Wasser verdünnt und mit einem Oberschuß Ammoniak versetzt. Blaufärbung der Lösung (Ziffer(16) ist nicht besetzt) zeigt Kupfer an. (17) Prüfung auf kationische Produkte: Die Farbprobe wird 5 min mit Phosphorsäure, w = 10 %, gekocht, die Probe aus der Lösung entfernt, und der Lösung werden einige Tropfen Siriusscharlach BN - Lösung (1:500) zugesetzt. Nach erneutem Aufkochen fällt bei kationischer Nachbehandlung der Farbstoff nach einiger Zeit aus. (18) Probe 1 min mit Wasser kochen. Nachträglich diazotierte und entwickelte Färbungen bluten nur wenig aus; nicht nachbehandelte Färbungen tönen die Abkochung stark. (19) Die Farbprobe wird 5 min bei C mit einer Blindküpe behandelt (5), (4). Liegt ein Reaktivfarbstoff vor, schlägt der Farbton um oder verschwindet ganz. Man spült die Probe und diazotiert 20 min lang mit kalter Lösung von Na-Nitrit, w = 0,1 %, die 3 cm 3 /l Salzsäure, w = 36 %, enthält. Anschließend wird die Probe gespült und in eine Lösung von Entwickler ONL gelegt. Entsteht eine neue Färbung, die in der Nuance von der ursprünglichen abweichen kann, lag eine Reaktiv-Färbung vor. Dieser Nachweis gelingt jedoch nur, wenn das nach der Reduktivspaltung an die Faser gebundene Amin diazotierbar ist. (20) Ni-Nachweis: Der Ascherückstand der Probe wird mit einigen Tropfen Salzsäure, w = 36 %, gelöst, mit etwas Wasser verdünnt und mit einigen Tropfen Diacetyldioxim-Lösung versetzt. Entsteht nach Zugabe von Ammoniak ein roter Niederschlag, so zeigt dies Nickel an. (21) Einige gelbe Naphthol-Färbungen tönen den heißen Eisessig kaum merklich an. Aufgrund des Farbtones ist jedoch eine Verwechslung mit Phthalocyanin-Farbstoff nicht möglich. (22) Unterscheidung von Indanthrenblau- und Indigofärbungen: Probe mit Salpetersäure 1,4 g/cm 3, betupfen und zwischen Filterpapier abdrücken. Beide Färbungen schlagen nach gelb, grün, farblos um. Tüpfelt man den Fleck auf dem Filterpapier mit Zinn(II)-chlorid-Lösung (Zubereitung siehe (3)), so kehrt bei Indanthrenblau-Marken der Blauton zurück, bei Indigo-Färbungen nicht. (23) Die Farbprobe wird 5 min mit 2N Natronlauge + Ethanol (1:2) gekocht. Dann setzt man etwas Na-Dithionit zu und kocht erneut auf. Bei Naphtol AS-Farbstoffen fluoresziert die Lösung im UV- Licht gelblich-grün. Bei Synthesefasern verwendet man nicht die Farbprobe selbst, sondern den Etherauszug der Caprolactam-Schmelze (29). Der Ether wird abgedampft, der Farbstoff mit Natronlauge und Ethanol aufgelöst und wie oben weiterbehandelt. (24) Färbungen, die mit Naphtol AS-FGGR hergestellt wurden (Grünmarken), sind leicht mit Küpenfarbstoffen zu verwechseln, da der Farbton in der Blindküpe umschlägt und bei Reoxidation in der gleichen Nuance zurückkommt.

26 26 Solche Färbungen fluoreszieren jedoch (23); die Fluoreszenz ist aber schwächer als bei anderen Naphthol-Färbungen Farbstoffklassen-Nachweise auf tierischen (Eiweiß-)Fasern Auch hier erleichtert ein systematisches Vorgehen nach dem Untersuchungsschema die Zuordnung der Farbstoffklassen. Die Ziffern im Untersuchungsschema (Fortsetzung der Numerierung aus 1.3.1) geben wieder Hinweise auf die Arbeitsbedingungen (siehe Tabelle 4). Erläuterungen (25) In einem Porzellantiegel wird wenig Paraffinwachs erwärmt, bis schwache Dämpfe auftreten. Dann hält man einige Fäden der gefärbten Probe ca. 1 min. in das geschmolzene Paraffin und nimmt sie dann wieder heraus. Von der Faser abgelöster Farbstoff ist auf dem weißen Grund des Tiegels an der Anfärbung des Paraffins gut zu erkennen. (26) Co-Nachweis: Die Probe wird verascht und mit der Asche eine Phosphorsalzperle am Magnesiastäbchen geschmolzen. Ist die Perle blau gefärbt, zeigt dies Cobalt an. (27) Von der Farbprobe wird der Farbstoff mit Ammoniak abgezogen, die Lösung bis zur Trockne eingedampft und der Rückstand in Wasser gelöst. Nach Zugabe von verdünnter Salzsäure wird mit Ether ausgeschüttelt. Bleibt die Hauptmenge des Farbstoffes in der wäßrigen Phase, liegt ein Metallkomplex-Farbstoff mit Sulfogruppen oder ein Chromierfarbstoff vor. Ist der größte Anteil des Farbstoffes in der Ether-Phase, dann handelt es sich um einen 1:2- Metallkomplex-Farbstoff ohne Sulfogruppen.

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28 28 (28) Einige Fäden der Farbprobe werden 5 min,mit kaltem Pyridin geschüttelt. Ist danach das Pyridin ängefärbt, liegt ein Säure- oder Direktfarbstoff vor, bleibt es farblos, war es ein Reaktivfarbstoff Farbstoffklassen-Nachweis auf Synthesefasern Das Untersuchungs-Schema erleichtert die Zuordnung der hier zu findenden Farbstoffklassen - siehe Tabelle 5. Die Ziffern im Untersuchungs-Schema (Fortsetzung aus und 1.2.2) geben wieder Hinweise auf Arbeitsbedingungen. (29) Die Faserprobe wird in einem Porzellantiegel mit etwa 3 g Caprolactam unter Umrühren mit einem Glasstab solange erhitzt, bis die Faser geschmolzen ist. Die Schmelze läßt man unter ständigem Rühren erkalten und gibt kurz vor dem Erstarren etwas Ether zu. Dabei bildet sich eine krümelige Masse. Diese wird nach nochmaliger Zugabe von etwas Ether und Umrühren filtriert. Der Filterrückstand wird zur Prüfung auf Küpenfarbstoff benötigt. (30) Von PAC-Fasern läßt sich der Farbstoff durch CaprolactamSchmelze schlecht ablösen; man zieht mit Eisessig ab, indem man die Farbprobe 5 min.lang kocht, dann herausnimmt und die abgekühlte Lösung mit Ether ausschüttelt. Es bilden sich nach kurzem Stehen zwei Schichten. (31) Zur Unterscheidung von Naphthol- und auf der Faser entwickelten Dispersionsfarbstoffen erwärmt man eine Faserprobe mit Pyridin/Wasser (1:1), wobei sich die Lösung trübt. Man erhitzt weiter, bis die Lösung wieder klar wird. Entwickelte Dispersionsfarbstoffe färben die Lösung an, Naphtholfarbstoffe dagegen nicht. (32) Um Dispersionsfarbstoffe von Reaktivfarbstoffen des Procinyltyps auf PA unterscheiden zu können, löst man eine Faserprobe durch Kochen in Eisessig und versetzt nach dem Abkühlen erst mit Ether, dann mit Wasser im Verhältnis 1:1:1. Dann wird gut geschüttelt und evtl. etwas Ether nachgesetzt. Bei Dispersionsfarbstoffen entsteht ein weißer Niederschlag, die Ether-Phase ist gefärbt. Für aufeinander folgende Prüfungen einer Färbung sollten stets neue Proben verwendet werden (Ausnahmen sind angegeben). Eine Untersuchung des Ascherückstandes einer veraschten Färbung auf Metalle (Chrom, Kupfer, Cobalt, Nickel, Eisen) gibt oft wichtige Hinweise auf bestimmte Farbstoffklassen. Eine Behandlung gefärbter Fasern mit ausgewählten Lösemitteln gibt ebenfalls Auskunft über die färberische Klasse der fixierten Farbstoffe. Diese systematische Methode ist vor allem für Cellulose- und Eiweißfasern geeignet. Im folgenden Teil sollen einige systematische Analysenmethoden zur Erkennung der Farbstoffklassen auf ausgewählten Faserarten besprochen werden.

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30 30 Bei Reaktiv-Farbstoffen kann die Ether-Schicht auch gefärbt sein, der Niederschlag ist aber farbig, da der Farbstoff mit der ausgefällten Fasersubstanz chemisch verbunden ist. Weitergehende Nachweismethoden und spezielle Analysen von Einzelfarbstoffen wie zum Beispiel Naphthol AS- oder Reaktiv-Farbstoffe sollten der speziellen Literatur oder besonderen Laborvorschriften entnommen werden. - Literatur-Hinweise am Ende dieses Abschnittes (I) Chromatografische Farbstoff-Analyse Untersuchungen von Farbstoffmischungen aus der Substanz oder auf der Faser. Zur Farbstoff-Untersuchung haben Löse-, Extraktions- und Anfärbeverfahren mit Test-Gewebe breite Anwendung gefunden. Diese Methoden versagen jedoch bei der Identifizierung von Einzelfarbstoffen oder Farbstoffmischungen, da sich Farbstoffe einer Klasse oft durch ähnliche chemische Konstitution kaum voneinander unterscheiden. In solchen Fällen sind chromatografische Analysen-Verfahren vorteilhaft, da sie einfach zu handhaben sind, übersichtlichkeit im Ergebnis garantieren und als Mikroverfahren mit geringsten Farbstoffmengen durchzuführen sind. Chromatografische Verfahren eignen sich aber nicht nur zur Identifizierung von Einzelfarbstoffen und Trennung von Farbstoffmischungen, sondern auch zur Prüfung eines Farbstoffes auf Reinheit und Einheitlichkeit (in der Produktion!). Bei den chromatografischen Verfahren unterscheidet man - Säulen-Chromatografie (SC) - Papier-Chromatografie (PC) - Dünnschicht-Chromatografie (DC) - Hochdruck-Flüssig- (HPLC) Chromatografie - Gas-Chromatografie (GC) Zur chromatografischen Farbstoffanalyse werden jedoch hauptsächlich die Papier-Chromatografie die Dünnschicht-Chromatografie (PC) und (DC) herangezogen. In besonderen Fällen kann sich an die chromatografische Trennung noch eine spektroskopische Untersuchung (UV / VIS oder IR) anschließen. Hierauf soll jedoch nicht eingegangen werden. Chromatografische Verfahren sind Trennverfahren. Die Trennung wird ermöglicht durch Verteilung oder Adsorption eines Farbstoffes oder Farbstoffgemisches zwischen zwei miteinander nichtmischbaren Phasen, von denen eine jeweils ruht (stationäre Phase - Papier oder Kieselgel-Schicht) und die andere sich bewegt (mobile Phase - Lösemittel, Fließmittel) Arbeitstechniken zur Chromatografie Farbstoff-Lösungen

31 31 Von den zu untersuchenden Farbstoffen werden aus der Substanz oder vom Substrat Lösungen mit w = 0,1-1 % hergestellt. 1 bis 2 Mikroliter (1-2 µl) dieser Lösungen werden auf der Startlinie (Startpunkt) des Papiers oder der Dünnschichtplatte so mit einer Mikropipette (oder einem abgeschnittenen Schmelzpunktröhrchen) aufgebracht, daß Flecken mit einem Durchmesser von 2-6 mm entstehen. Das entspricht einer Farbstoffmenge von 1 bis 20 Mikrogramm (1-20 µg). 1 µ1 = 10-6 l = 10-3 ml 1 µg = 10-6 g = 10-3 mg oder 1 Mikroliter = 1 millionstel Liter 1 Mikrogramm = 1 millionstel Gramm Für die nachfolgenden Beispiele chromatografischer Untersuchungen werden Farbstoffe und Produktbezeichnungen von verschiedenen Herstellern mit zum Teil geschützten Markennamen verwendet. Hierbei kommt es nicht so sehr auf den Einzelfarbstoff als vielmehr auf die Handhabung der Methode und die Auswertung des erhaltenen Chromatogramms an. Abb. 2 Zur Chromatografie vorbereitetes Papier bzw. Dünnschichtplatte mit aufgebrachten Farbstoff-Lösungen (Beim Einzeichnen der Startlinie auf DC-Platten darf die Trägerschicht nicht beschädigt werden). Chromatografie-Papiere und Dünnschichtplatten Für die Papier-Chromatografie stehen Papierbogen aus Cellulose, Acrylcellulose und anderen im Format 25 cm x 20 cm (zum Beispiel von E. Merck, Darmstadt oder Schleicher & Schüll, Einbeck), für die Dünnschicht-Chromatografie vorbereitete Platten dünner Schichten aus Cellulose, Acetylcellulose, Kieselgel, Aluminiumoxid und andere auf Glas, Alufolie oder Kunststoff im Format 20 cm x 20 cm, 20 cm x 10 cm, 20 cm x 5 cm (ebenfalls von Merck oder Schleicher & Schüll) zur Verfügung.

32 32 Die notwendigen Markierungen (siehe Abb. 2) auf dem Papier oder der Platte werden mit Bleistift vorgenommen. Dabei sollte die Startlinie ca. 2,5 cm vom unteren Rand entfernt gezeichnet, und die Startpunkte sollten auf ihr im Abstand von 1,5 bis 2 cm, je nach Anzahl der Farbstoff- Lösungen, aufgebracht werden. Die Frontlinie wird bei Papier im Abstand von mindestens 15 cm, bei Platten im Abstand von mindestens 10 cm, parallel zur Startlinie gezeichnet. Nach dem Auftragen der einzelnen Farbstoff-Lösungen auf die Startpunkte und Verdunsten des Lösemittels (Trocknen) werden die Papiere oder Platten direkt in die entsprechenden Laufmittel eingehängt oder eingestellt. Die Chromatografie erfolgt in aufsteigender Technik, d. h. das Laufmittel wandert von unten nach oben. In der Regel findet dieser Vorgang in geschlossener, laufmittelgesättigter Chromatografier- Trennkammer statt - siehe Abb. 4 bis 7. Laufmittel (oder Fließmittel) Als Laufmittel setzt man reine Lösemittel oder Lösemittelgemische aus 2, 3 und mehr Komponenten ein. Die Wahl des Laufmittels richtet sich nach der Farbstoffklasse oder der Art des Einzelfarbstoffs. Lösemittelmischungen sollten möglichst regelmäßig erneuert werden, wenn sie aus Komponenten bestehen, die miteinander reagieren können. (Angabe des Herstellungsdatums auf der Flasche zweckmäßig.) Farbstoffklasse Laufmittel Volumenteile Säure- Ethylacetat / Pyridin / Wasser ( ) Farbstoffe Butanol-(1) / Essigsäure / Wasser ( ) Ethylacetat / Essigsäure / Wasser ( ) Butanol-(1) / Ameisensäure / Wasser ( ) Direkt- Isoamylalkohol / Pyridin / Ammoniak ( ) Farbstoffe Butanol-(1) /Pyridin / Wasser ( ) Benzylalkohol/Dimethylformamid/Wasser ( ) Reaktiv- Butanol-(1)/ Essigsäure / Wasser oder ( ) Farbstoffe Dinatriumphosphat / Ammoniak / Wasser (2g ) Kationische Ethanol / Ammoniak / Wasser ( ) Farbstoffe Tetrahydrofuran / Ammoniak / Wasser ( ) auf Acetylpapier Dispersions- Ethylacetat / Tetrahydrofuran / Wasser ( ) Farbstoffe Farbstoffe auf Acetylpapier Chloroform / Essigsäure / Wasser ( ) auf Siliconimprägn.-Papier Küpen- Tetraethylenpentamin / Wasser / ( ) Hydrosulfit Die richtige Wahl des Laufmittels ist für den Erfolg der chromatografischen Trennung von größter Bedeutung. Eventuell ist ein Vorversuch durchzuführen.

33 33 Das ausgewählte Laufmittel wird in die Trennkammer etwa 5-10 mm hoch eingefüllt, Papier oder Platte eingestellt und die Trennkammer abgedeckt. Bei Raumtemperatur wird der chromatografische Prozeß dann beendet, wenn das Laufmittel die Frontlinie erreicht hat. Auswertung und Dokumentation Zur Auswertung umrandet man die Farbstoff-Flecken auf den getrockneten Papieren bzw. Platten mit dem Bleistift. Nach Festlegung der Fleckenmitten (-Schwerpunkte) werden die zugehörigen Rf bzw. hrf-werte bestimmt. Dazu werden die Strecken von Startlinie zu Fleckenmitte ausgemessen und durch den festgelegten Abstand Startlinie - Lösemittelfront dividiert. Die so erhaltenen Rf-Werte bzw. hrf-werte können zusammen mit den verwendeten Papier- bzw. Plattensorten sowie dem Laufmittel direkt auf dem Papier bzw. der Platte aufgezeichnet werden (siehe Abb. 3). Abb. 3 Zur Auswertung vorbereitete Dünnschichtplatte der chromatografierten Farbstofflösungen Die ausgewerteten Chromatogramme können entweder direkt in Klarsichthüllen, bei geringer Lagerstabilität auch auf Folie übertragen, als Farbbild oder Diapositiv aufgenommen und katalogisiert werden Wanderungsgeschwindigkeit und Laufhöhe Die Wanderungsgeschwindigkeit und somit der Trenneffekt sind von mehreren Faktoren abhängig wie Art der stationären Phase, Laufmittel, Temperatur und anderen. Eine Maßzahl für diese Geschwindigkeit ist der R f - Wert, der wie folgt berechnet wird:

34 R f =Laufstrecke Farbstoff Laufstrecke Fließmittel bzw. hr f = 100. R f (um Dezimalstellen zu vermeiden) (R f ist die Abkürzung für Retentionsfaktor) 34 Dieser Wert wird oft als Stoffkonstante angesehen, ist jedoch nur unter Konstanthaltung aller Bedingungen bei reinen Substanzen annähernd konstant und reproduzierbar. Diese Bedingung ist jedoch in der Praxis kaum zu erfüllen. Die Rf-Werte haben für die Praxis dennoch die Bedeutung grober Richtwerte, die die Arbeit in der Farbstoffanalytik wesentlich erleichtern. Da Farbstoffe nach der Chromatografie durch ihre Eigenfarbe auf Papier oder Platte zu erkennen sind, entfällt eine nachträgliche Behandlung mit farbgebenden Reagentien. Die Laufhöhe des untersuchten Farbstoffes wird durch den Rf-Wert ausgedrückt, der wie oben berechnet wird und die Lage des einzelnen Farbstoffes in Beziehung zur Laufstrecke des Fließmittels setzt. R f -Werte liegen zwischen 0 und 1 bzw. hr f -Werte zwischen 0 und 100. Für die in Abb. 3 chromatografierten Farbstoffe ergeben sich folgende Rf-Werte: Farbstoff Laufstrecke Farbstoff cm Laufstrecke Fließmittel cm R f - Wert A (rot) 8,5 10 0,85 B (gelb) 2,7 10 0,27 C (blau) 6,3 10 0,63 D (gelb) 2,0 10 0,20 Bestimmung der R f -Werte von Farbstoffen (Plattenart, Fließmittel); Plattenart und Fließmittel stets korrekt angeben! Interpretation: Das Chromatogramm dieser Farbstoffe zeigt, daß der Farbstoff B zwei gleichfarbige Verunreinigungen unterhalb der Hauptkomponente enthält. Durch Vergleich mit den Einzelfarbstoffen A, B und C stellt man fest, daß die Farbstoff-Mischung aus den Farbstoffen A, B und C zusammengesetzt ist. Der Farbstoff D ist in der Mischung nicht enthalten! Beispiele für chromatografische Farbstoff-Trennungen und Farbstoff-Nachweise Für die ausgewählten Beispiele werden folgende Geräte, Materialien, Lösemittel und Chemikalien benötigt: Geräte und Material Chromatografie-Trennkammer (ggf. für mehrere Platten) mit Deckel, rechteckig für Plattenformat 200 mm x 100 mm (oder 200 mm x 200 mm) Abb. 4, 5, 6 a;

35 35 Chromatografie-Trennkammer, zylindrisch mit Deckel, Höhe 55 cm, Ø 25 cm (auch mit kleinerer Kammer möglich) - Abb. 6 b ; Beschichtete Trägerplatten 200 mm x 100 mm, Kieselgel; Chromatografie-Papier - Schleicher & Schüll, Type 2043 M gl; Micropipetten oder abgeschnittene Schmelzpunktröhrchen; Trockengestell für Trägerplatten; Trockenschrank.

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38 38 Lösemittel und Chemikalien Wasser, destilliert Ethylacetat z. A. Butanol-(1) z. A. Toluol z. A. Ameisensäure, w = 98 %, z.a. Essigsäure, rein Pyridin z. A. Farbstoffe: Für Papierchromatografie zum Beispiel: Remazol - Brillantgelb GL der Firma Hoechst Für Dünnschichtchromatograiie - Brillantrot GG - Brillantblau R - Blau 3 R zum Beispiel: Samaron - Gelb 6 GSL der Firma Hoechst - Gelbbraun HRSL -Rot 2 BSl, -Blau GSL Trennung eines Gemisches von Reaktiv-Farbstoffen durch Papierchromatografie Durch Vorversuche wurden für die vorliegende Farbstoffmischung, ein tiefes Blau, - als Lösung aus der zu untersuchenden Substanz oder von einem gefärbten Substrat abgezogen - als Fließmittel drei geeignete Mischungen A, B und C ermittelt und für die Trennung in drei verschiedenen Chromatogrammen eingesetzt: a) Fließmittel A: 55 Teile Ethylacetat 25 Teile Pyridin 25 Teile Wasser Die Farbstoffmischung sowie die aus dem Vorversuch vermuteten Einzelfarbstoffe werden als Lösung punktförmig auf der Startlinie des vorbereiteten Papierstreifens, ca. 11 cm x 30 cm, aufgetragen - siehe Abb. 7 -, die Trennkammer mit dem Fließmittel A beschickt und die Papierstreifen so eingestellt oder eingehängt, daß sich die Startlinie mit den Farbstoff-Punkten ca. 10 mm über der Fließmitteloberfläche befindet. Die Laufzeit für die Trennung betrug bei Fließmittel A im 1. Versuch ca. 3 h, Fließmittelfront 11,0 cm ab Startlinie im 2. Versuch ca. 5 h, Fließmittelfront 20,0 cm ab Startlinie

39 39 Ergebnis: siehe Abb. 8 und Abb. 9 Die Farbstoffmischung M enthält nach Vergleich mit den Originalfarbstoffen 4 Komponenten, und zwar die Farbstoffe I entsprechend Gelb II Rot III " IV " Brillantblau Blau b) Fließmittel B: 40 Teile Butanol-(1) Laufzeit 30 Teile Ethanol 30 Teile Wasser Durchführung wie unter a) 1. Versuch: ca. 3 h, Laufstrecke: 11,0 cm 2. Versuch: ca. 4 h, :14,0 cm Ergebnis (siehe Abb. 10 und Abb. 11 ) c) Fließmittel C: 50 Teile Butanol- (1) Durchführung wie unter a) 25 Teile Ethanol 10 Teile Wasser 15 Teile Ameisensäure, w = 98 % Laufzeit 1. Versuch: ca. 4 h, Laufstrecke:*)19 cm Ergebnis (siehe Abb. 12 und Abb. 13 ) 2. Versuch: ca. 5 h, : 24 cm *) Laufstrecke = Abstand zwischen Startlinie und Fließmittelfront

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43 43 Schlußbetrachtung Von den 3 ausgewählten Fließmitteln hat sich das Fließmittel B zur Auftrennung der Farbstoff- Mischung am besten geeignet, da hier die Einzelfarbstoffe am deutlichsten auseinandergezogen wurden Trennung eines Gemisches von Dispersionsfarbstoffen durch Dünnschichtchromatografie Bei dieser Trennung wurde durch Vorversuche für die FarbstoffMischung ein Graublau - als Lösung aus der Substanz oder von einem gefärbten Substrat abgezogen -, als Fließmittel eine Mischung aus 60 Teilen Toluol 30 Teilen Ethylacetat 5 Teilen Butanol(1) 1 Teil Essigsäure ermittelt. Die Farbstoff-Mischung und die aus dem Vorversuch vermuteten Einzelfarbstoffe werden als Lösung punktförmig auf der vorher markierten Startlinie der Dünnschichtplatte - Trägermaterial: Kieselgel - aufgetragen, siehe Abb. 14. Die vorbereitete Platte stellt man so in die mit dem Fließmittel beschickte Trennkammer, daß sich die Startlinie etwa 10 mm über der Fließmitteloberfläche befindet. Die Trennkammer wird mit dem Deckel verschlossen. Nach ca. 2 h wird die Platte herausgenommen, im Trockenschrank getrocknet, und die einzelnen Farbflecken werden mit Bleistift umrandet und ihre Laufhöhe ab Startlinie gemessen oder am Rand markiert. Ergebnis: Durch zwei verschiedene Laufzeiten - 1. Versuch ca. 2 h, Laufstrecke: 7,5 cm 2. Versuch ca. 2,5 h, Laufstrecke: 12,5 cm - wurde im zweiten Versuch eine gute Auftrennung der FarbstoffMischung erreicht, siehe Abb. 15 und 16. Die Farbstoff-Mischung setzt sich zusammen aus den vier Farbstoffen I Samaron - Gelb 6 GSL Hoechst II " - Gelbbraun HRSL " III " - Rot 2 BSL " IV " - Blau GSL "

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45 Praktisches Anwendungsbeispiel: Bearbeitung einer Reklamation Das vorliegende Farbmuster - ein dunkles Grün - weicht in der Nuance von der Vorlage ab. Der Kunde hat nach eigenen Angaben mit einer nach Musterkarte vorgegebenen Farbstoff- Mischung aus gefärbt. Remazol - Schwarz B, I " - Gelb R, II " - Brillantrot 6 B III Zunächst wurde von dem Gewebemuster der Farbstoff mit wenig Lösemittel (Zusammensetzung nicht anzugeben) abgezogen. Die Vergleichsfarbstoffe wurden im gleichen Lösemittel aufgelöst, und es wurde ein Papierchromatogramm vorbereitet. Ergebnis -siehe Abb. 17. Das fertige Chromatogramm zeigt, daß der Kunde die in der Musterkarte angegebenen Farbstoffe Fund II, nicht jedoch Farbstoff III, eingesetzt hatte. Anstelle des Farbstoffes I, Remazol-Brillantrot 6 B, wurde ein Remazol-Brillantorange 3 R, Farbstoff IV, eingesetzt, was zur Nuance-Abweichung führte. Die Reklamation konnte mit entsprechender Interpretation zurückgewiesen werden.

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47 1.5 Farbechtheitsbestimmungen Unter dem Begriff "Farbechtheit" ist die Widerstandsfähigkeit der Farbe von Färbungen und Drucken auf Textilien gegen verschiedene Beanspruchungen zu verstehen, denen diese bei der Herstellung und im Gebrauch ausgesetzt sind. 47 Nach erfolgter Beanspruchung werden die Änderung der Farbe und das Anbluten der ungefärbten Begleitgewebe bewertet und in Form von Echtheitszahlen angegeben. Eventuelle andere feststellbare Veränderungen (zum Beispiel Änderungen des Glanzes) werden gesondert aufgeführt. Weiter muß angegeben werden, aus welchem Material (einheitliche Fasern oder Fasermischungen) die Probe besteht. In einzelnen Fällen kann es notwendig sein nachzuprüfen, ob bei der Echtheitsbestimmung möglicherweise eine Veränderung der betreffenden Faser auftritt. Diese Möglichkeit besteht vor allem bei synthetischen Fasern Allgemeine notwendige Geräte- und Reagenzien Grundsätzlich ist zum Ansetzen von Prüflösungen destilliertes Wasser oder E-Wasser zu verwenden. Die Konzentrationsangaben der Prüflösungen erfolgen in ml/1 oder g/l. Die Anforderungen an die Beschaffenheit der Chemikalien werden in jedem Test gesondert aufgeführt. Das Begleitgewebe ist ein ungefärbtes Gewebe aus einer oder mehreren Faserarten, das entsprechend der Vorschrift in den einzelnen Prüfungen zum Einsatz kommt, um das Anbluten bewerten zu können. Bei Einzelfaser-Begleitgewebe handelt es sich um standardisierte Einheitsgewebe in Leinwandbindung mit einem mittleren Flächengewicht von etwa 125 g m-2. Sie müssen frei von geschädigten Fasern, Appreturen, Chemikalienrückständen, Farbstoffen und optischen Aufhellern sein. Die Mehrfaser-Begleitgewebe bestehen aus Garnen von 6 unterschiedlichen Fasergattungen. Von jeder Faserart sind Streifen von mindestens 15 mm Breite gewebt. Nach DIN gibt es zwei standardisierte unterschiedliche Mehrfaser-Begleitgewebe, Typ DW und Typ TV. Für die Auswahl der Begleitgewebe stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung: 1. Zwei Einzelfaser-Begleitgewebe, von denen das eine aus der gleichen Faserart wie die Probe besteht. Das zweite Gewebe muß nach der Tabelle in der jeweiligen Vorschrift ausgewählt werden. 2. Bei den Mehrfaser-Begleitgeweben wird immer nur ein Typ allein eingesetzt. Die Begleitgewebe haben in der Regel die gleichen Maße wie die Probe (10 cm x 4 cm). Grundsätzlich muß die Probe durch die Begleitgewebe vollständig bedeckt sein.

48 48 Zur Kontrolle der einzelnen Tests benötigt man eine Standardfarbvorlage. Es handelt sich hier um ein gefärbtes Gewebe von ähnlichem Aussehen wie die Kontrollfärbung, und es weist die Farbe auf, zu der sich die Kontrollfärbung während des Tests verändern soll Herstellung von Proben und Prüflingen Unter dem Begriff Probe ist der Teil des Textilmaterials zu verstehen, der der Prüfung unterzogen wird. Die Probe und die ausgewählten Begleitgewebe zusammen ergeben den Prüfling. Zur Kontrolle über die richtige Durchführung der einzelnen Tests wird eine Kontrollfärbung eingesetzt, deren Farbveränderung während der Prüfung bekannt ist. Einzelheiten über die Herstellung dieser Kontrollfärbungen werden bei den Prüfverfahren angeführt. Aus textilen Flächengebilden werden Proben von normalerweise 10 cm x 4 cm ausgeschnitten. Garne werden zu Flächen geordnet und dann der Prüfung unterzogen. Lose Fasern sollten zu einem Vlies geformt werden. Die Proben werden zwischen die Begleitgewebe gelegt und an einer Schmalseite vernäht. Das Vernähen aller vier Seiten ist bei bestimmten Prüfungen notwendig Prüfungsdurchführung Alle Angaben für Maße, Temperatur und Zeit werden - soweit es notwendig ist - mit den zulässigen Toleranzen aufgeführt. Sind keine Toleranzen angegeben, reicht die Genauigkeit der üblichen Geräte und der normalen Laborarbeitsweise aus. Bei der Angabe von Flottenverhältnissen ist immer das Verhältnis vom Gewicht der Probe (oder des Prüflings) in g zum Volumen der Prüfflüssigkeit in ml zu verstehen. Die Temperaturen werden in C angegeben mit einer zulässigen Toleranz von ± 2 C. Unter dem Begriff Vollständiges Netzen ist die gleichmäßige Durchtränkung des Prüflings zu verstehen. Dies kann bei schwer benetzbaren Textilien problematisch sein, so daß darauf besonders zu achten ist. Bei Netzen auf 100 % Feuchtigkeitsaufnahme werden Probe oder Prüfling nach dem Durchtränken zwischen Gummiwalzen, Glasplatten oder Gummirollen abgequetscht. Ausdrücken mit der Hand ist nicht zulässig. Einige Prüfungen erfordern das Auftropfen von Flüssigkeit. Hierbei darf die Oberfläche des Gewebes beim Einarbeiten des Tropfens mit einem Glasstab nicht aufgerauht werden, weil sonst eine Beeinträchtigung des Farbeindruckes verursacht werden kann Bewertung der Farbechtheitsprüfungen Prinzipiell wird die Bewertung der Farbechtheit getrennt. Es wird die Änderung der Farbe der Probe beurteilt und das Anbluten der Begleitgewebe bewertet. Die aufgetretenen Veränderungen werden erfaßt, nachdem die Materialien getrocknet sind und sich dem Feuchtegehalt der Raumluft angepaßt haben.

49 Bewertung der Änderung der Farbe Die aufgetretene Änderung der Farbe durch die Prüfung kann sich auswirken in einer Veränderung der Farbtiefe, des Farbtons und der Brillanz. Unbeachtet der Art der Veränderung wird die Stärke des sichtbaren Kontrastes zwischen der behandelten und der unbehandelten Probe visuell verglichen. Als Vergleich dienen fünf Paare neutraler Graufärbungen auf dem Graumaßstab "Änderung der Farbe" nach DIN (siehe Abb. 19). Jedes dieser fünf Paare entspricht einer Echtheitsstufe beziehungsweise Note. Die beste Bewertung ist die Note 5 = kein Kontrast. Demzufolge ist die Note 1 = starker Kontrast die schlechteste Bewertung. Liegt der wahrnehmbare Kontrast zwischen zwei Stufen, so ist eine Zwischenbewertung, zum Beispiel 3-4, möglich. Bei Bedarf kann zusätzlich die Art der Farbveränderung angegeben werden - siehe Abb. 19. Licht- und Wetterechtheiten werden mit Hilfe des achtstufigen blauen Lichtechtheitsmaßstabes bewertet, der gleichzeitig mit der Probe belichtet bzw. bewettert wird - siehe untenstehende Abb. 18. Der Graumaßstab kommt hier zusätzlich zum Einsatz, um Kontraststufen festzulegen Bewertung des Anblutens Abb. 18 Der Effekt des Anblutens beruht auf der Tatsache, daß die ungefärbten Begleitgewebe Farbstoff aufnehmen können. Es ist hierbei gleichgültig, ob der Farbstoff direkt übertragen wird durch unmittelbare Berührung der Textilien oder ob es sich um ein Aufziehen des Farbstoffes aus der Testlösung auf das Begleitgewebe handelt. Sind Begleitgewebe und Probe in festem Kontakt während der Prüfung, wird auch die Kontaktseite des Begleitgewebes bewertet. Falls es nicht: anderweitig festgelegt ist, wird eine Verfärbung der Prüflösung nicht berücksichtigt. Die Bewertung des Anblutens erfolgt mit dem Graumaßstab "Bewertung des Anblutens" nach DIN Sie wird in ähnlicher Weise durchgeführt wie bereits bei der Bewertung der Änderung der Farbe beschrieben. Für jede Faserart des Begleitgewebes wird eine gesonderte Note angegeben.

50 Durchführung der Bewertung von Echtheitsproben Für die Bewertung der Farbechtheiten werden grundsätzlich unbehandelte und behandelte Proben beziehungsweise unbehandeltes und behandeltes Begleitgewebe in einer Ebene nebeneinander gelegt. Gegebenenfalls müssen die Proben mehrlagig gelegt werden, um Einflüsse des Untergrundes auszuschließen. Der jeweilige Graumaßstab wird daneben angeordnet. Zur Genauigkeitsverbesserung sollten die Proben etwa gleiche Form und Größe haben. Bei Bedarf muß man mit den den Graumaßstäben zugehörenden Masken arbeiten. Die Beleuchtung der Proben sollte wie folgt beschaffen sein: entweder Tageslicht im Winkel von 45 aus nördlicher Richtung oder eine vergleichbare künstliche Beleuchtung von mind. 600 Lux Stärke (Tageslichtlampen oder Abmusterungseinrichtungen). Die Proben werden senkrecht zur Oberfläche betrachtet. Im Prüfungsbericht sind anzugeben a) Bezeichnung des Prüfverfahrens b) eingesetzte Begleitgewebe c) Abweichung von vorgeschriebenen Prüfverfahren d) Bewertung der Ergebnisse e) Datum Die Detaillierten Prüf- und Auswertungsbedingungen können der DIN , DIN und DIN entnommen werden.

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52 52 Im allgemeinen unterscheidet man Gebrauchs- und Fabrikationsechtheiten. Typische Beispiele für Fabrikationsechtheiten: Walkechtheiten DIN Mercerisierechtheit DIN Beispiele für Gebrauchsechtheiten: Waschechtheiten DIN Schweißechtheit DIN Reibechtheiten DIN In dieser Schrift sind auf den nachfolgenden Seiten besprochen: Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken DIN Bestimmung der Bügelechtheit von Färbungen und Drucken DIN Bestimmung der Hypochlorit-Waschechtheit von DIN Färbungen und Drucken Bestimmung der Trockenreinigungsechtheit von DIN Färbungen und Drucken Die deutschen Farbechtheitsnormen sind unter der DIN-Gruppennummer registriert. Diese DIN-Normen stimmen im wesentlichen sachlich mit den entsprechenden internationalen Normen ISO "Textiles - Test for Colour fastness" überein. Das bedeutet, daß Farbechtheitsprüfungen in fast allen textilverarbeitenden Ländern nach dem gleichen Verfahren geprüft werden Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken Wäsche 40 C (in Anlehnung an DIN 54014) Dieser Test dient der Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Farbe von Textilien gegen die Einwirkung von Seife-Lösungen bei 40 O C. Eine Probe des Materials wird unter definierten Bedingungen mit Begleitgeweben gewaschen. Die Änderung der Farbe und das Anbluten der entsprechenden Begleitgewebe werden mit den jeweiligen Graumaßstäben bewertet. Geräte und Reagenzien 1. Prüfgerät mit beheizbarem Wasserbad und Thermostatregelung, zum Beispiel Linitest(R). 2. Kernseife oder Marseiller Seife 3. Seifenlösung mit einer Konzentration von 5 g/1 Seife in destilliertem Wasser

53 53 4. Zwei ungefärbte Begleitgewebe (10 cm x 4 cm). Das erste Begleitgewebe besteht aus der gleichen Faserart wie die Probe. Das zweite Gewebe ist nach folgender Tabelle auszuwählen: Probe und erstes Begleitgewebe Baumwolle Wolle Seide Leinen Viskose Acetat/Triacetat Polyamid Polyester Polyacrylnitril zweites Begleitgewebe Wolle Baumwolle Baumwolle Baumwolle Wolle Viskose Wolle oder Viskose Wolle oder Baumwolle Wolle oder Baumwolle 5. Graumaßstäbe zur Bewertung der Änderung der Farbe und des Anblutens Herstellen des Prüflings Aus dem Gewebe wird eine Probe von 10 cm x 4 cm entnommen, zwischen die beiden Begleitgewebe gelegt und an allen vier Seiten vernäht. Durchführung Der abgewogene Prüfling wird in einen Behälter des Gerätes gelegt und dann sovielseifenlösung von 40 C zugefügt, bis sich ein Flottenverhältnis von 1:50 ergibt. Anschließend wird der Prüfling 30 min im Prüfgerät bei (40 ± 2) O C behandelt. Nach Ende der Prüfzeit wird der Prüfling zweimal in kaltem destilliertem Wasser und dann 10 min unter fließendem, kaltem Leitungswasser gespült und danach das überschüssige Wasser abgepreßt. Die Nähte werden bis auf eine Schmalseite aufgetrennt, und der Prüfling wird in warmer Luft, nicht über 60 O C, zum Trocknen so aufgehängt, daß sich die Teile nur an der Naht berühren. Die Änderung der Farbe und das Anbluten werden mit Hilfe der entsprechenden Graumaßstäbe bewertet. Im Prüfbericht sind unter Hinweis auf die Norm anzugeben: 1. Echtheitszahl für die Änderung der Farbe 2. Echtheitszahl für das Anbluten unter Angabe der verwendeten Begleitgewebe 3. Abweichungen von dieser Norm 4. Prüfdatum

54 Bestimmung der Bügelechtheit von Färbungen und Drucken (in Anlehnung an DIN 54022) Dieser Test dient der Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Farbe von Textilien gegen das Bügeln und das Behandeln auf Trockenzylindern. Eine Probe des Materials wird bei verschiedenen Feuchtigkeitsgraden mit einer Heizeinrichtung bei festgelegten Werten für Temperatur, Druck und Dauer behandelt. Die Änderung der Farbe und das Anbluten der Begleitgewebe wird mit den jeweiligen Graumaßstäben bewertet. Geräte und Reagenzien 1. Heizeinrichtung aus einem Paar glatter, paralleler, beheizbarer Platten, die mit einem Temperaturkotrollsystem ausgerüstet sein müssen. Auflagedruck: (4 ± 1) kpa Die Wärmeeinwirkung darf nur von der oberen Platte erfolgen. 2. Asbestplatte (3-6 mm stark) mit glatter, ebener Oberfläche 3. Wollflanell von ca. 260 g m-2 oder Wollfilz von ca. 3 mm Dicke 4. Ungefärbtes, gebleichtes und nicht mercerisiertes Baumwollgewebe g m-2 5. Baumwoll-Begleitgewebe 6. Graumaßstäbe zur Bewertung der Änderung der Farbe und des Anblutens Herstellen des Prüflings Aus dem Gewebe wird für jedes Verfahren eine Probe von 10 cm x 4 cm entnommen. Durchführung Folgende Prüftemperaturen sind vorgesehen: (110 ± 2) O C (150 ± 2) O C (200 ± 2) O C Die gewählte Temperatur muß auf die Faserart abgestimmt sein. Die Proben müssen vor der Prüfung an das Normalklima DIN /65 angeglichen sein. Die untere Platte der Heizeinrichtung wird in der Reihenfolge mit Asbestplatte, Wollflanell und Baumwollgewebe bedeckt. Bügelechtheit trocken (Verfahren T) Die trockene Probe wird auf die Unterlage gelegt und die auf die vorgesehene Temperatur aufgeheizte Oberplatte der Heizeinrichtung 15 Sekunden lang auf die Probe gelegt. Bügelechtheit feucht (Verfahren F) Die trockene Probe wird auf die Unterlage gelegt und ein Baumwoll-Begleitgewebeabschnitt, der mit destilliertem Wasser getränkt und auf 100 % Feuchtigkeitsaufnahme abgepreßt wurde, darüber

55 55 gedeckt. Die auf die vorgesehene Temperatur erhitzte Oberplatte wird 15 Sekunden lang aufgelegt. Bügelechtheit naß (Verfahren N) Die Probe und ein Abschnitt des Baumwoll-Begleitgewebes werden mit Wasser getränkt und auf 100 % Feuchtigkeitsaufnahme abgepreßt. Die nasse Probe wird auf die Unterlage gelegt und mit dem nassen Begleitgewebe bedeckt. Die auf die vorgesehene Temperatur erhitzte Oberplatte wird 15 Sekunden lang aufgelegt. Die Änderung der Farbe wird mit dem Graumaßstab sofort und nach 4 Stunden im Normalklima bewertet. Das Anbluten des Begleitgewebes wird mit dem entsprechenden Graumaßstab durchgeführt. Bewertet wird nur die stärker angeblutete Seite. Im Prüfbericht sind unter Hinweis auf die Norm anzugeben: 1. Prüftemperatur 2. angewandtes Verfahren 3. verwendetes Prüfgerät 4. Echtheitszahl für die Änderung der Farbe Bewertung sofort und nach 4 Stunden 5. Echtheitszahl für das Anbluten des Begleitgewebes 6. Abweichungen von dieser Norm 7. Prüfdatum Bestimmung der Hypochlorit-Waschechtheit von Färbungen und Drucken (in Anlehnung an DIN 54016) Dieser Test dient der Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Farbe von Textilien gegen die Einwirkung von aktivem Chlor enthaltenden Waschlaugen bei höherer Temperatur und bei gleichzeitiger mechanischer Bearbeitung. Eine Probe des Materials wird unter definierten Bedingungen mit Begleitgewebe gewaschen. Die Änderung der Farbe und das Anbluten der Begleitgewebe werden mit den jeweiligen Graumaßstäben bewertet. Geräte und Reagenzien 1. Prüfgerät mit beheizbarem Wasserbad und Thermostatregelung z. B. Linitest 2. Kugeln aus nichtrostendem Stahl 0 0,6 cm 3. Seife mit höchstens 5 % Wassergehalt 4. Waschlauge aus 2 g/1 wasserfreier Soda und 5 g/1 Seife in destilliertem Wasser 5. Natriumhypochloritlösung mit 10 g/1 aktivem Chlor in destilliertem Wasser; vor Gebrauch jeweils den Gehalt kontrollieren 6. Essigsäurelösung mit 0,15 g/1 Eisessig in destilliertem Wasser

56 56 7. Zwei ungefärbte Begleitgewebe (10 cm x 4 cm); das erste Begleitgewebe besteht aus der gleichen Faserart wie die Probe, das zweite Gewebe ist nach folgender Tabelle auszuwählen: Probe Acetat Baumwolle Leinen Pol yacrylnitri1 Polyamid Polyester Viskose Begleitgewebe Viskose oder Baumwolle Viskose Viskose Viskose oder Baumwolle Baumwolle 8. Graumaßstäbe zur Bewertung der Änderung der Farbe und des Anblutens Herstellen des Prüflings Aus dem Gewebe wird eine Probe von 10 cm x 4 cm entnommen, zwischen die beiden Begleitgewebe gelegt und an allen vier Seiten vernäht. Durchführung Der Prüfling wird zusammen mit 10 Stahlkugeln in einen Behälter des Gerätes gelegt und dann soviel Waschlösung von (83 + 2) oc hinzugefügt, bis sich ein Flottenverhältnis von 1:50 ergibt, und soviel Natriumhypochloritlösung, daß in der Waschlauge eine Konzentration von 0,1 g/1 aktivem Chlor vorhanden ist. Anschließend wird der Prüfling 45 min im Prüfgerät bei (83 ± 2) C behandelt. Nach Ende der Prüfzeit wird der Prüfling zweimal in destilliertem Wasser von 40 C und dann 10 min unter fließendem Leitungswasser gespült. Danach wird 1 min in 100 ml Essigsäurelösung (Temperatur 27 OC) behandelt, nochmals gespült und das überschüssige Wasser abgepreßt. Die Nähte werden bis auf eine Schmalseite aufgetrennt und der Prüfling in warmer Luft, nicht über 60 C, zum Trocknen so aufgehängt, daß sich die Teile nur an der Naht berühren. Die Änderung der Farbe und das Anbluten werden mit Hilfe der entsprechenden Graumaßstäbe bewertet. Im Prüfbericht sind unter Hinweis auf die Norm anzugeben: 1. Echtheitszahl für die Änderung der Farbe 2. Echtheitszahl für das Anbluten unter Angabe der verwendeten Begleitgewebe 3. Abweichungen von dieser Norm 4. Prüfdatum

57 Bestimmung der Trockenreinigungsechtheit von Färbungen und Drucken (in Anlehnung an DIN ) Dieser Test dient der Bestimmung der Widerstandsfähigkeit der Farbe von Textilien gegen das Einwirken von Behandlungsflotten der Trockenreinigung. Eine Probe des Materials wird unter definierten Bedingungen mit Tetrachlorethen (Perchlorethylen) behandelt. Die Änderung der Farbe und das Anbluten der entsprechenden Begleitgewebe werden mit den jeweiligen Graumaßstäben bewertet. Geräte und Reagenzien 1. Prüfgerät mit beheizbarem Wasserbad und Thermostatregelung, z. B. Linitest (R) 2. Lösemittelbeständige Dichtungen für die Prüfbehälter 3. Glatte Scheiben aus nichtrostendem Stahl Durchmesser (30 ± 2) mm, Dicke (3 + 0,5 mm, Masse (20 ± 2) g 4. Ungefärbter Baumwollköper (270 ± 70) g m-2 5. Tetrachlorethen 6. Reagenzgläser Ø 25 mm 7. Graumaßstäbe zur Bewertung der Änderung der Farbe und des Anblutens Herstellen des Prüflings Aus dem Gewebe wird eine Probe von 10 cm x 4 cm entnommen. Durchführung Aus zwei Baumwollköperabschnitten wird ein Beutel mit den Innenmaßen 10 cm x 10 cm hergestellt. Nach Einlegen von 12 Stahlscheiben und der Probe wird der Beutel zugenäht und anschließend in einen Behälter des Prüfgerätes eingebracht. Es erfolgt die Zugabe von 200 ml Tetrachlorethen von (30 ± 2) C, und dann wird die Probe 30 min bei (30 ± 2) C behandelt. Danach wird der Beutel geöffnet, die Probe herausgenommen, zwischen Filterpapier abgepreßt und in warmer Luft von (60 ± 5) C getrocknet. Mit Hilfe des Graumaßstabes "Änderung der Farbe" wird die Probe beurteilt. Das Lösemittel wird filtriert, in ein Reagenzglas abgefüllt und im Vergleich zu nicht gebrauchtem Lösemittel mit Hilfe des Graumaßstabes für das Anbluten bewertet. Die Anfärbung des Lösemittels wird im durchfallenden Licht beurteilt. Im Prüfbericht sind unter Hinweis auf die Norm anzugeben: 1. Echtheitszahl für die Änderung der Farbe 2. Echtheitszahl für das Anbluten des Lösemittels 3. Abweichungen von dieser Norm 4. Prüfdatum Tabelle der DIN- bzw. ISO-Farbechtheitsprüfungen

58 58 ISO 105- DIN A Grundlagen für die Festlegung und Durchführung der Prüfungen und für die Bewertung der Prüfergebnisse. A Herstellung und Handhabung des Graumaßstabes zur Bewertung der Änderung der Farbe. A Herstellung und Handhabung des Graumaßstabes.zur Bewertung des Anblutens. B Bestimmung der Lichtechtheit von Färbungen und Drucken mit Tageslicht. B Bestimmung der Lichtechtheit von Färbungen und Drucken mit Xenonbogenlicht Bestimmung der Wasserechtheit von Färbungen und Drucken (leichte Beanspruchung) E Bestimmung der Wasserechtheit von Färbungen und Drucken (schwere Beanspruchung) E Bestimmung der Meerwasserechtheit von Färbungen und Drucken. E Bestimmung der Wassertropfenechtheit von Färbungen und Drucken. C Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken; Wäsche 60 C C Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken; Wäsche 95 C, 30 Minuten. C Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken; Wäsche 95 C, 4 Stunden. C Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken; Wäsche 50 C CO Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken; Wäsche 40 C Bestimmung der Peroxid Waschechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der hypochlorit Waschechtheit von Färbungen und Drucken. C Bestimmung der Waschechtheit von Färbungen und Drucken bei der Haushaltswäsche und dem gewerblichen Waschen. E Bestimmung der Farbechtheit von Färbungen und Drucken gegenüber gechlortem Wasser. E Bestimmung der Schweißechtheit von Färbungen und Drucken. ISO 105- DIN

59 59 X Bestimmung der Reibechtheiten von Färbungen und Drucken. X Bestimmung der Bügelechtheit von Färbungen und Drucken. XO Bestimmung der Lösemittelechtheit von Färbungen und Drucken. DO Bestimmung der Trockenreinigungsechtheit von Färbungen und Drucken. GO Bestimmung der Stickoxidechtheit von Färbungen und Drucken. EO Bestimmung der Säureechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der Avivierechtheit von Färbungen und Drucken. EO Bestimmung der Alkalieechtheit von Färbungen und Drucken. XO Bestimmung der Sodakochechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der Beuchechtheit von Färbungen und Drucken. NO Bestimmung der Peroxid Bleichechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der Hypochlorit-Bleichechtheit von Färbungen und Drucken (leichte Beanspruchung) NOl Bestimmung der Hypochlorit-Bleichechtheit von Färbungen und Drucken (schwere Beanspruchung) NO Bestimmung der Chlorit-Bleichechtheit von Färbungen und Drucken (leichte Beanspruchung) NO Bestimmung der Chlorit-Bleichechtheit von Färbungen und Drucken (schwere Beanspruchung) NO Bestimmung der Schwefelechtheit von Färbungen und Drucken. XO Bestimmung der Mercerisierechtheit von Färbungen und Drucken Bestimmung der alkalischen Walkechtheit von Färbungen und Drucken (leichte Beanspruchung) E Bestimmung der alkalischen Walkechtheit von Färbungen und Drucken (schwere Beanspruchung) ISO 105- DIN

60 60 E Bestimmung der sauren Walkechtheit von Färbungen und Drucken (leichte Beanspruchung) E Bestimmung der sauren Walkechtheit von Färbungen und Drucken (schwere Beanspruchung) X Bestimmung der Karbonisierechtheit von Färbungen und Drucken mit Aluminiumchlorid. X Bestimmung der Karbonisierechtheit von Färbungen und Drucken mit Schwefelsäure. X Bestimmung der Farbechtheit beim sauren Chlorieren der Wolle. E Bestimmung der Heißwasserechtheit von Färbungen und Drucken. E Bestimmung der Pottingechtheit von Färbungen und Drucken. X Bestimmung der Überfärbeechtheit von Färbungen und Drucken in Wollfärbebädern. Z Bestimmung der Farbechtheit gegenüber Chrom-VI Ver- bindungen im Färbebad. Z Bestimmung der Farbechtheit gegenüber Eisen III- und Kupfer II-Ionen im Färbebad. E10 540,r4 Bestimmung der Dekaturechtheit von Färbungen und Drucken. X Bestimmung der Entbastungsechtheit von Färbungen Bestimmung der Farbechtheit von Färbungen und Drucken gegen das Sublimieren beim Lagern. Ell Bestimmung der Dämpfechtheit unter atmosphärischem Druck von Färbungen und Drucken. P Bestimmung der Dämpfechtheit mit Überdruck von Färbungen und Drucken. Pol Bestimmung der Trockenhitzeplissier- und Trockenhitze- fixierechtheit von Färbungen und Drucken. X Bestimmung der Formaldehydechtheit von Färbungen und Drucken. S Bestimmung der Kaltvulkanisierechtheit von Färbungen und Drucken. SO Bestimmung der Heißluftvulkanisierechtheit von Färbungen und Drucken. S Bestimmung der Heißdampfvulkanisierechtheit von B Färbungen und Drucken. Methode zur Erkennung und Bestimmung der Photochromie von Färbungen und Drucken.

61 61 B B X Bestimmung der Wetterechtheit von Färbungen und Drucken in freier Atmosphäre. Bestimmung der Wetterechtheit von Färbungen und Drucken in Apparaten (künstliche Bewetterung, Xenonbogenlicht). Bestimmung der Echtheit von Färbungen und Drucken gegenüber PVC- Literaturhinweise - DIN - Taschenbuch 16 Farbechtheitsnormen - DIN-Taschenbuch 17 - Textilprüfung 1 Normen für physikalische und mechanisch-technologische Prüfverfahren, DIN - Taschenbuch Textilprüfung 2 Prüfnormen für Baumwolle, Brennverhalten, chemische Prüfverfahren, textile Fußbodenbeläge, Vliesstoffe und Waschverfahren, 1984 Vorstehende drei Taschenbücher nur über: Bestellanschrift: Auslieferung Burggrafenstraße 4-10 Postfach Berlin 30 - P. M. Latzke / R Hesse Beuth-Verlag GmbH Textilien: Prüfen - Untersuchen - Auswerten Verlag Schiele & Schön, Berlin - Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie 4. neubearbeitete und erweiterte Auflage, Bd. 11 Erdöl und Erdgas bis Formazanfarbstoffe Verlag Chemie, Weinheim - E. Stahl, Dünnschichtchromatografie, 2. Auflage Springer Verlag, Andreas Agster, "Färberei- und textilchemische Untersuchungen", 10. Auflage, Springer Verlag E. Merck AG, Darmstadt, "Chemisch-Technische Untersuchungsmethoden", Textilindustrie 2. Auflage, Verlag Chemie GmbH, Weinheim (Bergstr.), Peroxid-Chemie GmbH, "Taschenbuch für die Bleichereipraxis" 2., erweiterte Auflage Degussa-Informationsschriften, "Wasserstoffperoxid", "Peroxidbleiche von Textilfasern", "Natriumchlorit"

62 62 - Jander, Jahr, Knoll, "Maßanalyse" 13., unveränderte Auflage, Walter de Gruyter, Jander/Blasius, "Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum" 11., überarbeitete Auflage, S. Hirzel Verlag Stuttgart, Souci, Thies, "Praktikum der qualitativen Analyse" 8., korrigierte Auflage, J. F. Bergmann Verlag München, Hermann Lux, "Praktikum der quantitativen anorganischen Analyse" 7., verbesserte Auflage, J. F. Bergmann Verlag München, 1979

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64 2 Textilhilfsmittel 2.1 Einteilung der Textilhilfsmittel nach Anwendungsgebieten Die Produkte der chemischen Industrie, soweit diese in der industrie eingesetzt werden, lassen sich wie folgt aufgliedern: - Chemiefasern - Textilfarbstoffe - Textilhilfsmittel - Chemikalien für die Textilindustrie Unter Textilhilfsmitteln sind im weitesten Sinne nur solche Erzeugnisse zu verstehen, die bei der Herstellung, Weiterverarbeitung und Endausrüstung von Textilien als Hilfs- oder Veredlungsmittel zur Erzielung spezieller Effekte angewandt werden. Sie unterscheiden sich von den Chemikalien dadurch, daß sie nicht durch einfache chemische oder physikalische Kenngrößen zu sepzifizieren sind; zu ihrer Charakterisierung dienen vielmehr anwendungstechnische Methoden. - Von den Farbstoffen unterscheiden sie sich dadurch, daß sie nicht direkt zur Farbgebung beitragen. Bei den Textilhilfsmitteln handelt es sich meist um Gemische von chemischen Produkten, so daß sich eine Einteilung nicht nach chemischen, sondern nur nach anwendungstechnischen Gesichtspunkten als vorteilhaft erweist; siehe Stammbaum: Seite 4/5. Die bekannteste Rohstoffgruppe für Textilhilfsmittel sind - wie die späteren Angaben zeigen werden 1) - Tenside. Unter Tensiden versteht man (nach DIN) grenzflächenaktive Verbindungen, die, in einer Flüssigkeit gelöst oder dispergiert, an einer Grenzfläche (z. B. zwischen einer festen und flüssigen Phase) bevorzugt absorbiert werden. Dadurch wird eine Anzahl von praktisch bedeutungsvollen physikalisch-chemischen Eigenschaften hervorgerufen. Tenside sind langgestreckte, unverzweigte oder wenig verzweigte Moleküle mit einer hydrophoben Kohlenwasserstoffkette und einer hydophilen Gruppe. 1)Nr. 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17 (01,02, 05,06, 07, 08, 11, 14, 16, 17),18, 19, 20, 22, 23, 24.04, 34, 40 (01, 02, 03, 05), 41 Je nach Art der hydrophilen Gruppe kennen wir vier Klassen: - anionische Tenside - kationische Tenside - nichtionogene Tenside - amphotere Tenside Anionische Tenside (Aniontenside, Anionics) besitzen hydrophile, negativ geladene Gruppen, zum Beispiel:

65 65 Kationische Tenside (Kationtenside, Kationics) sind mit hydrophilen, positiv geladenen Gruppen ausgestattet, zum Beispiel: Nachbehandlungsmittel zur Verbesserung der Echtheiten von Färbungen und Drucken (Triethyllaurylammoniumchlorid) Nichtionische Tenside (Nonionics) enthalten mehrere hydratisierende, nicht geladene Gruppen, die also in der Lage sind, eine Anlagerung von Wassermolekülen zu gestatten und so eine Wasserlöslichkeit hervorzurufen, zum Beispiel: CH 3 (CH 2 ) m CH 2 O(C 2 H 4 O) n C 2 H 4 OH Färbereinetzmittel (Polyetheralkohol; m = 2-10, n = 3-30) Amphotere Tenside (Amphotenside, Ampholyte) weisen sowohl eine anionische als auch eine kationische Gruppe auf. In ihrer Struktur sind sie mit den Aminosäuren der Wolle zu vergleichen, zum Beispiel: Antielektrostatika (Trimethylaminocarbonsäure = Betain) Einfache Methode zur Ermittlung der Ionogenität von Textilhilfsmitteln: Um Schwierigkeiten im Betrieb zu vermeiden, ist es für den Laboranten sehr oft wertvoll, die Ionogenität der verwendeten Textilhilfsmittel schnell zu erkennen, d. h. zu wissen, ob es sich um anionische, kationische, nichtionogene oder amphotere Produkte handelt. Bei gleichzeitiger Anwendung von anionischen und kationischen Hilfsmitteln kann es nämlich zu Ausfällungen (Trübungen) kommen. Nichtionische Produkte können ohne Störung sowohl mit anionischen als auch mit kationischen Produkten kombiniert werden. Die selteneren Ampholyte richten ihre Reaktion je nach den Bedingungen des Mediums, d. h. sie wirken in saurer Lösung kationisch, alkalischer anionisch, zum Beispiel:

66 66 Sie können dann entsprechend geprüft werden. Zur Ermittlung der Ionogenität benötigt man zwei Reagenzlösungen: Reagenzlösung 1: Man stellt eine 1%ige Lösung eines als kationisch bekannten Textilhilfsmittels, wie z. B. Solidogen FFL (Cassella), her. Reagenzlösung 2: Als solche verwendet man eine 1%ige Lösung eines als anionisch bekannten Textilhilfsmittels, wie z. B. Miltopan D 503 (Henkel). Ausführung der Reaktionen: Von dem zu prüfenden Produkt löst man 1 g in 100 ml destilliertem Wasser. 10 ml dieser Lösung werden tropfenweise unter Schütteln mit der Reagenzlösung 1 versetzt. Entsteht dabei eine Fällung, so ist das untersuchte Präparat anionisch. Entsteht mit der Reagenzlösung 1 kein Niederschlag, so kann das Produkt entweder kationisch oder nichtionisch sein. Zur Unterscheidung versetzt man weitere 10 ml dieser Lösung des zu untersuchenden Produktes tropfenweise unter Umschütteln mit Reagenzlösung 2. Entsteht eine Fällung, so ist das Produkt kationisch. Entsteht auch mit Reagenzlösung 2 kein Niederschlag, so ist das untersuchte Präparat nichtionisch. Ampholyte werden vor Zugabe von Reagenzlösung 1 leicht alkalisch eingestellt, vor Zugabe von Reagenzlösung 2 leicht angesäuert. In beiden Fällen stellt sich ein Niederschlag ein. Ein vorsichtiger, tropfenweiser Zusatz der Reagenzlösung ist erforderlich, weil sich die entstehenden Niederschläge in einem Oberschuß der Reagenzlösung relativ leicht wieder auflösen. In der folgenden Zusammenstellung sind die einzelnen Gruppen von Textilhilfsmitteln so geordnet, wie sie ungefähr im Produktionsablauf in der Textilindustrie zum Einsatz kommen. 1. Zusatzmittel zu Spinnlösungen und -schmelzen Produkte, die der Spinnmasse zur Verbesserung der Verspinnbarkeit zugesetzt werden und gegebenenfalls die Eigenschaf, ten des Spinnerzeugnisses modifizieren. Bei den Zusätzen zu Spinnlösungen handelt es sich in der Regel um Tenside oder Zubereitungen hieraus, zum Beispiel sulfierte Öle, Alkylsulfate, Fettsäurekondensationsprodukte, Oxalkylierungsprodukte von Alkylaminen sowie Oniumverbindungen. Bei den Zusätzen zu Spinnschmelzen handelt es sich meist um Pigmente (Farbstoffpigmente und Mattierungsmittel/s. Nr. 2), optische Aufheller (s. Nr. 21) sowie um Antioxidantien und Lichtschutzmittel (s. Nr. 39). 2. Mattierungsmittel Mattierungsmittel sind Produkte, die zur Minderung des Glanzes von Textilien dienen. Sie stellen im allgemeinen Zubereitungen von Pigmenten, zum Beispiel Titan(IV)-oxid oder pigmentbildenden Produkten dar, die durch geeignete Zusatzmittel dispergiert oder fixiert werden. Derartige Zusatzmittel sind beispielsweise Tenside bzw. Farbstoffbindemittel (s. Nr ).

67 67 3. Faserschutzmittel Hierunter versteht man diejenigen Bleich- und Färbereihilfsmittel bzw. Abziehmittel, die bei den entsprechenden Prozessen besonders tierische Fasern schützen. Es handelt sich um Produkte auf der Basis von zum Beispiel Eiweißspaltprodukten, Fettsäure- Eiweißkondensationsprodukten, Alkylsulfaten und Alkansulfonaten und ligninsulfonsauren Salzen (s. Nr. 12 und 17). 4. Spinnbadzusatzmittel Produkte, die unter anderem dazu dienen, das Spinnbad zu klären und das Zuwachsen der Spinndüsen und Spinnbadleitungen zu verhindern. Es handelt sich im allgemeinen um Tenside oder Zubereitungen hieraus, z. B. um sulfierte öle, Alkansulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte, Oxalkylierungsprodukte von Alkylaminen sowie Oniumverbindungen. 5. Präparationsmittel Produkte, die die Weiterverarbeitung von Textilmaterialien in den nachfolgenden Prozessen, beispielsweise durch Verminderung der Reibung, ermöglichen oder erleichtern. Zu solchen Prozessen zählt zum Beispiel das Strecken, Spinnen, Zwirnen, Weben und Wirken. Häufig wird für Präparationsmittel auch der Ausdruck Avivagemittel gebracht; letzterer wird jedoch der unter Nr. 23 definierten Produktengruppe vorbehalten. Bei den Präparationsmitteln handelt es sich in der Regel um Zubereitungen von Tensiden mit Ölen und Fetten oder auch um Tenside allein. Als Tenside werden beispielsweise eingesetzt: sulfierte Öle und Fette, Alkylsulfate, Fettsäureester und -amide, Fettsäureaminkondensationsprodukte sowie Oxalkylierungsprodukte von Fettsäuren und Fettalkoholen, Fettsäureamiden oder Fettsäureamin-Kondensationsprodukten. Mittel für die antielektrostatische Ausrüstung (Antielektrostatika) Produkte, die auf einen textilen Rohstoff oder ein textiles Fertigerzeugnis aufgebracht werden, um bei der Verarbeitung oder beim Gebrauch elektrostatische Aufladungen zu verhindern oder ausreichend zu vermindern. Diese Produkte werden oft, aber ungenau, Antistatika genannt. Es handelt sich in der Regel um hydrophile oder tensidische Stoffe wie zum Beispiel Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Alkylphosphate, Alkylamine und ihre Derivate, Oxalkylierungsprodukte von Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettaminen, Fettsäureamiden und Alkylphenolen sowie Oniumsalze. Ferner kommen Polykondensate und Polymerisate in Frage. 7. Karbonisierhilfsmittel Produkte, die das Eindringen der Karbonisiermittel (Säuren oder säureabspaltende Verbindungen) in die vegetabilischen Verunreinigungen der Wolle erleichtern und beschleunigen, wodurch deren Zerstörung bei der anschließenden thermischen Behandlung begünstigt wird. Es handelt sich um ausreichend säurebeständige Netzmittel (s. Nr ). 8. Schmälzmittel Schmälzmittel - auch Schmälzöle, Reißöle oder Spicköle genannt -, die bei der Vorbereitung des Reiß- oder Spinnprozesses auf das Fasergut gebracht werden, verleihen bei der Aufteilung der Fasern dem Fasergut einerseits Glätte und Geschmeidigkeit und ergeben beim Verstrecken und

68 68 Verspinnen andererseits infolge ihrer haftenden Eigenschaften einen besseren Zusammenhalt der Fasern. Darüber hinaus können Schmälzmittel - je nach ihrem Verwendungszweck - auch netzende oder das Walken fördernde Eigenschaften besitzen und Sekundäreffekte, zum Beispiel beim Rösten von Hart- bzw. Bastfasern, begünstigen. Produkte dieser Art, die beim Aufschließen (Rösten) und Verspinnen von Hart- bzw. Bastfasern zum Einsatz kommen, werden im deutschen Sprachgebrauch als Batschmittel bezeichnet. Bei den Schmälzmitteln handelt es sich überwiegend um Zubereitungen auf der Basis von zum Teil auch abgewandelten Ölen und Fetten und Emulgiermitteln (s. Nr ). Weiter werden spezielle Tenside, die zum Beispiel Phosphorsäureester enthalten, eingesetzt. 9. Spulöle Produkte, die dazu bestimmt sind, Garne spulfähig auch durch Erhöhung der Geschmeidigkeit und Gleitfähigkeit für die weiteren textilen Arbeitsgänge wie zum Beispiel Wirkprozesse geeignet zu machen. Es handelt sich gegebenenfalls um emulgierbare öle, die unter Verwendung von Tensiden, zum Beispiel öllöslichen Oxalkylierungsprodukten - insbesondere Polyglykolestern oder -ethern -, zubereitet sein können. 10. Garnbefeuchtungs- und -stabilisierungsmittel Produkte, die dazu bestimmt sind, den gewünschten Feuchtegehalt in Garnen einzustellen und/oder im Verlaufe der weiteren textilen Arbeitsgänge aufrecht zu erhalten sowie gegebenenfalls eine Festigkeitszunahme oder Formstabilität der Garne herbeizuführen. Es handelt sich häufig um Netzmittellösungen (s. Nr ), denen hygroskopische Mittel und/oder Konservierungsmittel zugesetzt sind. 11. Abkochhilfsmittel und Hilfsmittel zum Saugfähigmachen Produkte, die dazu bestimmt sind, die Vorbehandlung von Textilmaterialien aus natürlichen oder regenerierten Cellulosefasern, für sich allein oder gemischt mit Synthetiks - ohne oder unter Druck - mit Hilfe alkalischer Bäder, salzhaltiger oder saurer Lösungen wirksamer und schneller zu gestalten. Sie werden zum Beispiel beim Abkochen von Rohbaumwolle, bei der Vorreinigung von Leinen und beim Saugfähigkmachen von Baumwollwaren im Kontinueverfahren angewandt. Es handelt sich in der Regel um spezielle Netzmittel (s. Nr ), die in Mischung mit Lösungsmitteln vorliegen könen. 12. Bleichhilfsmittel Produkte, die es ermöglichen, den Bleichprozeß schneller durchzuführen und den Bleicheffekt gleichmäßiger zu gestalten. Es handelt sich im allgemeinen um Erzeugnisse auf der Bassis von Tensiden, d. h. um gegen Bleichflotten beständige Netzmittel (s. Nr ). 13. Mercerisier- und Laugierhilfsmittel Produkte, die dazu dienen, die Netzfähigkeit der Mercerisierlauge zu verbessern und dadurch ihr gleichmäßiges Eindringen in die Faser zu beschleunigen. Es handelt sich um in hochkonzentrierten Laugen beständige Netzmittel (s. Nr ), die meist eine in der Lauge tensidische Komponente - wie niedrigmolekulare Alkylsulfate, hochsulfierte Öle, Kresole, Xylenole - und eine entschäumend und netzend wirkende, hydrotrop gelöste Substanz - zum Beispiel Butylglykol oder oxethylierte Amine - enthalten.

69 Schlichte und Schlichtezusatzmittel Schlichtemittel haben die Aufgabe, den zum Verweben bestimmten Garnen Glätte, Geschlossenheit, Geschmeidigkeit und Festigkeit zu verleihen, um sie für die Weiterverarbeitung auf der Webmaschine geeigneter, voneinander leichter trennbar und gegen mechanische Einflüsse widerstandsfähiger zu machen. Als Schlichtemittel und zu deren Herstellung werden meist Natur- und abgebaute Stärken, tierische Leime, wasserlösliche Cellulose- und Stärkederivate, Pflanzenschleime, wasserlösliche Kunststoffe und Kunststoffdispersionen (Polyvinylalkohol- oder PolyacrylatBasis) verwendet. Zur Anwendung kommen ferner natürliche und synthetische Wachse in emulgierter oder geschmolzener Form. Schlichtezusatzmittel sind Produkte, die Schlichteflotten zugesetzt werden. Sie verbessern die Weichheit und Glätte der Kettfäden, vermindern deren elektrostatische Aufladung bei dem nachfolgenden Webprozeß und dispergieren abgetrennte Präparationsmittel. Es handelt sich hierbei zum Beispiel um wasserlöslich gemachte oder emulgierte Fette und Wachse, evtl. unter Zusatz von Netzmitteln (s. Nr ). Hierher gehören ferner die Stärkeaufschlußmittel, bei denen es sich überwiegend um sauerstoffabgebende Substanzen oder Zubereitungen hieraus handelt. 15. Entschlichtungsmittel Das Entschlichten bezweckt, die auf das Textilgut gebrachten Schlichte- und Schlichtezusatzmittel abzubauen bzw. in ihrem Zusammenhalt zu lockern, damit diese bei der nachfolgenden Wäsche aus dem fertigen Gewebe leicht entfernt werden können. Zum Entschlichten verwendet man im allgemeinen Enzympräparate wie zum Beispiel Zubereitungen aus stärke- und einweißspaltenden Fermenten tierischer oder pflanzlicher Herkunft (PankreasAmylase, Malzdiastase, Bakterien- Amylase). - Darüber hinaus können zum Entschlichten auch oxidierende Chemikalien wie Natriumbromit oder Carosche Säure eingesetzt werden. 16. Zusatzmittel für die Entschlichtung und Entfernung von Druckverdickungen Produkte, die den Entschlichtungsprozeß und das Entfernen von Druckverdickungsmitteln - sofern stärkehaltige Produkte vorliegen - beschleunigen. Beim Arbeiten mit Enzympräparaten können auch geeignete Tenside - d. h. Netz- oder Waschmittel (s. Nr und 40.04) - mitverwendet werden. 17. Textilhilfsmittel für die Färberei und Druckerei Farbstofflöse- und -dispergiermittel Produkte, die das Auflösen und/oder Dispergieren der Farbstoffe im Wasser untersützen und damit die Voraussetzung für einen einwandfreien Verlauf des Färbe- bzw. Druckprozesses schaffen. Es handelt sich um meist wasserlösliche Lösemittel - wie Alkohole, Polyole, Thioether und Pyridin - oder Lösemittelgemische, ferner um Tenside wie sulfierte Fettsäureester und -amide, Fettsäurekondensationsprpdukte, Alkylarylsulfonate, Oxalkylierungsprodukte sowie Derivate aliphatischer Amine oder Mischungen aus diesen, zum weiteren um Lösungsvermittler wie Harnstoffe und Formamide. Farbstofflöse- und -dispergiermittel liegen sehr oft auch als Gemische der vorerwähnten Stoffe vor.

70 Färbereinetzmittel, Färbe- und Drucköle Färbereinetzmittel und Färbeöle sind Produkte, die das Benetzen der zu färbenden Textilien erleichtern und die Stabilität der Färbeflotte gewährleisten. Färbeöle haben neben der Netzwirkung in der Regel zusätzlich noch einen Avivageeffekt. - Drucköle haben den Zweck, Druckpasten zügig und geschmeidig zu machen. Bei den Färbereinetzmitteln und Färbeölen handelt es sich um Tenside oder Zubereitungen hieraus wie Alkylsulfate, Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte, sulfierte Öle, Sulfobernsteinsäureester sowie Oxalkylierungsprodukte und deren Derivate. - Bei den Druckölen handelt es sich überwiegend um mineralölhaltige Zubereitungen Druckverdickungsmittel Druckverdickungsmittel dienen dazu, den Farbstofflösungen und -dispersionen eine für den Druck erforderliche Viskosität zu geben. Es kommen im wesentlichen Produkte auf der Basis stark quellender Substanzen - wie Alginate, Pflanzengummen, Pflanzenschleime, Stärken, aufgeschlossene Stärken und Celluloseester - in Frage (s. auch Nr ). Bei speziellen Verfahren werden auch Emulsionsverdickungen auf der Basis von Kohlenwasserstoffen verwendet Reduktionsmittel Mit Hilfe von Reduktionsmitteln werden Küpen- und Schwefelfarbstoffe in eine wasserlösliche Form übergeführt, in welcher sie Affinität zur Faser besitzen. Sie werden auch zum Abziehen (s. Nr ) und zum Entfernen nicht fixierten Farbstoffes (s. Nr ) verwendet. Beim Färben verwendet man überwiegend Hydrosulfite (Dithionite) und Sulfide, beim Drucken außerdem stabilisierte Hydrosulfit-Präparate (Sulfoyxylate) und Glucose Hilfsmittel für das Klotzen und Kontinuefärben Produkte, die der Klotzflotte zugesetzt werden und hauptsächlich einem oder mehreren der folgenden Zwecke dienen: - Stabilisierung der Klotzflotte - Verringerung des Wanderns der Farbstoffe oder Pigmente - Beschleunigung der Fixierung - Verbesserung der Durchfärbung - Erhöhung der Flottenaufnahme - Verbesserung der Farbstoffverteilung Es handelt sich um Zubereitungen auf der Basis von hochmolekularen Naturstoffen (s. Nr ) oder von wasserlöslichen Kunststoffen wie Salzen aus Polyacryl-, Polymethacrylsäuren, -estern oder -amiden und aus Färbereinetzmitteln (s. Nr ), Durchfärbemitteln (s. Nr ), Färbebeschleunigern (s. Nr ) oder Schutzkolloiden (s. Nr ). Diese Mischungen können ferner Farbstofflösemittel (s. Nr ) und/oder schaumdämpfende Substanzen (s. Nr ) enthalten Egalisiermittel

71 71 Produkte, die dazu bestimmt sind, die gleichmäßige Anfärbung des Textilgutes zu fördern. Es handelt sich um Tenside oder Zubereitungen hieraus wie sulfierte öle, Fettsäureester und Fettsäureamide, Fettsäurekondensationsprodukte, Eiweißkondensationsprodukte, Alkylarylamin- Polyglykolether, Fettsäurepolyglykolester, Polyglykolether von Naturstoffen, Aminderivate sowie Oniumverbindungen, ferner um Betaine und Sulfobetaine sowie Polyaminkondensate und wasserlösliche Polymerisate Durchfärbemittel Produkte, die dazu dienen, das Eindringen der Farbstoffe auch unter schwierigsten Bedingungen - z. B. in dichtgeschlagene Gewebe oder in hartgedrehte Garne - zu ermöglichen und diese gleichmäßig durchzufärben. Es handelt sich in erster Linie um die unter dem Begriff Egalisiermittel (s. Nr ) genannten Produkte. Sie können auch Färbereinetzmittel (s. Nr ) enthalten Färbe- und Fixierbeschleuniger Färbebeschleuniger sind Produkte, die das Färben - vorwiegend bei synthetischen Materialien - entweder bei reduzierter Färbetemperatur und/oder Färbezeit ermöglichen. - Fixierbeschleuniger sind Mittel, die - den Druckpasten zugesetzt - beim Druckvorgang eine beschleunigte Fixierung der Farbstoffe auf dem Textilgut ermöglichen. Hierzu gehören auch die als Carrier bezeichneten Produkte. Färbebeschleuniger sind in Wasser meist schwerlösliche, vorwiegend aromatische Kohlenwasserstoffe, Ester oder Ether von aromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Carbonsäuren oder Oxiverbindungen; sie enthalten in der Regel Emulgiermittel (s. Nr ). Ferner kommen Zubereitungen aus den vorgenannten Stoffen und/oder oxalkylierten Produkten in Frage. - Als Fixierbeschleuniger werden außer den vorgenannten Aromaten wasserlösliche aromatische Glykole angewendet; diese werden den Druckpasten ohne zusätzliche Emulgiermittel zugesetzt Schutzkolloide Produkte, die dispergierte Teilchen mit schützenden Hüllen gleicher elektrischer Aufladung umgeben. Dadurch wird - insbesondere bei Zugabe von Elektrolyten - eine Ausflockung infolge von Temperaturund Konzentrationsänderungen verhindert. Es handelt sich einerseits um natürliche Kolloide wie Gelatine, Leim, Stärke, Albumine und Ligninsulfosäuren, andererseits um synthetische Produkte wie Naphthalinsulfonsäure- Formaldehyd-Kondensate, sulfierte öle, Alkylsulfate, Fettsäure- und Eiweißkondensationsprodukte sowie Oxalkylierungsprodukte Farbstoffbindemittel Farbstoffbindemittel sollen anorganische oder organische Pigmente auf dem Textilgut fixieren. Es handelt sich hierbei um filmbildende Substanzen wie Kunststofflösungen oder -dispersionen Mittel gegen das Farbstoffverkochen bzw. -verdämpfen Produkte, die die reduzierende Wirkung von Fremdsubstanzen auf Farbstoffe und damit ihre Zerstörung vermindern. Es handelt sich zum Beispiel um Zubereitungen aus puffernd und/oder oxidierend wirkenden Substanzen - wie Harnstoff, Ammonsalze, Polyphosphate und Chromate - mit oder ohne Tenside

72 72 wie Eiweißspaltprodukte, Fettsäure-Eiweiß-Kondensate und Ammoniumsalze von Alkansulfosäuren oder um aromatische Nitroverbindungen Reservierungsmittel Beim Färben von Fasermischungen werden in speziellen Fällen Reservierungsmittel eingesetzt, um das Anfärben einer oder mehrerer Faser-Komponenten selektiv zu beeinflussen. - Beim Bedrucken von Textilien dienen sie dazu, örtlich ein Entwickeln oder Aufziehen des Farbstoffes an den zu reservierenden Stellen des Gewebes zu verhindern. Als Reservierungsmittel werden anorganische Salze, geschwefelte Phenole und unter anderem polyanionische Verbindungen als solche oder in Form von Zubereitungen verwendet; speziell für die Druckerei kommen Weinsäure, Aluminiumsulfat, Zinn(II)-Salze und eventuell auch Alkaliverbindungen in Frage Beizmittel Beizmittel werden in der Textilfärberei und im Zeugdruck zum Fixieren der Farbstoffe verwendet. Beizmittel sind in der Regel wasserlösliche Zubereitungen, die als wesentliche Bestandteile meist Sulfate oder Acetate des Aluminiums, Ammoniums, Chroms oder Eisens, Kaliumantimonoxidtartrat (Brechweinstein), Kaliumdichromat oder andere Metallsalze enthalten. Auch Tannine oder uneinheitlich zusammengesetzte geschwefelte Phenole werden eingesetzt Aufhellungs- und Abziehmittel Aufhellungsmittel haben den Zweck, zu dunkel ausgefallene Färbungen aufzuhellen. Sie wirken dadurch, daß sie den Farbstoff teilweise abziehen, ohne ihn chemisch zu verändern. Hierfür eignen sich zahlreiche Egalisiermittel (s. Nr ). - Unter die Bezeichnung Aufhellungsmittel fallen nicht die Weißtöner (s. Nr. 21). Abziehmittel dienen dazu, gefärbte Textilien durch chemische Zerstörung des Farbstoffmoleküls zu entfärben. Für diesen Zweck werden auch Reduktionsmittel in Kombination mit Dispergiermitteln (s. Nr bzw ) verwendet Ätz- und Ätzhilfsmittel Ätzmittel werden auf eine vorgefärbte Ware aufgedruckt. Hierdurch erzielt man eine örtlich begrenzte Zerstörung des Farbstoffes zwecks Musterbildung. Hierfür werden zum Beispiel stabilisierte Reduktionsmittel (Sulfoxylate) oder oxidierend wirkende Substanzen angewandt. Ätzhilfsmittel sind Produkte, die - Druckpasten zugesetzt - bei schwer ätzbaren Färbungen einen ausreichenden Ätzeffekt ermöglichen. Es handelt sich im wesentlichen um Produkte auf der Basis von Anthrachinonderivaten, Oniumverbindungen und oxalkylierten Aminen Nachbehandlungsmittel zur Verbesserung der Echtheiten von Färbungen und Drucken Produkte, die dazu bestimmt sind, gewisse Echtheiten von Färbungen und Drucken zu verbessern. Zur Verbesserung der Reibechtheiten arbeitet man mit waschaktiven Stoffen (s. Nr ) oder Polymerisaten (s. Nr ), die den nicht fixierten Farbstoff beseitigen. Zur Erhöhung der Naßechtheiten können Produkte dienen, die in der Faser schwer lösliche, stabile Verbindungen mit den Farbstoffen bilden. Hierbei handelt es sich unter anderem um kationische Stoffe aus Aminen und Aminderivaten - zum Beispiel Oniumsalze und Oxalkylierungsprodukte; ferner um Produkte auf Basis polyanionischer Verbindungen wie zum Beispiel Polysulfonate. Zur Verbesserung der Lichtechtheit verwendet man in vielen Fällen spezielle Schwermetallsalze Mittel zur Entfernung von Druckverdickungen

73 73 Zum Entfernen von Druckverdickungen - soweit sie nicht wasserlöslich sind - verwendet man im allgemeinen Enzympräparate wie Zubereitungen aus stärkeabbauenden Fermenten tierischer und pflanzlicher Herkunft, die die Druckverdickungsmittel bis zu einer wasserlöslichen Form abbauen. Zur Beschleunigung können beim Arbeiten mit Enzympräparaten auch geeignete Tenside mitverwandt werden Druckereikleber Produkte, die beim Film- oder Rouleauxdruck zum Befestigen der zu bedruckenden Ware auf Tischen bzw. Druckdecken dienen. Temporärkleber werden nach jedem Druckvorgang erneuert; Permanentkleber können mehrmals verwendet werden. Es handelt sich um polymere Produkte natürlicher oder synthetischer Herkunft. Es werden zum Beispiel Zubereitungen auf der Basis von Kautschuk sowie Vinylacetat-, Vinylalkohol-, Vinylpyrrolidon- und Vinylcaprolactam-Polymeren eingesetzt. 18. Ausrüstungsmittel Der Begriff Ausrüstungsmittel bürgert sich immer mehr ein. Ein eindeutiges Abgrenzen der unter die Bezeichnung Ausrüstungsmittel fallenden Erzeugnisse ist nicht möglich; trotzdem soll festgehalten werden, daß es sich bei diesen Produkten um Erzeugnisse handelt, die überwiegend nach dem Veredlungsprozeß auf dem Textilgut verbleiben und dort einen bestimmten Effekt erzielen. In jedem Falle gehören zu den Ausrüstungsmitteln folgende Erzeugnisse: Nr. 2, 6, 19, 21, 22, 24, 25, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 35, 36, 37, Hochveredlungsmittel Hochveredlungsmittel sind einerseits die permanent fixierbaren Produkte der Nr. 2, 6, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 32, 33 (einschließlich der dazu erforderlichen Mittel der Nr. 27) und andererseits Mittel, mit denen permanente Veredlungseffekte erzielt werden; zu letzteren gehören Produkte der Nr Appreturhilfsmittel Historischer Sammelbegriff für Produkte, die in Kombination mit Ausrüstungsmitteln angewandt werden, um spezielle Ausrüstungseffekte zu erzielen. Derartige Produkte sind unter den Gruppen Weichmachungsmittel (s. Nr ), Antielektrostatika (s. Nr. 6) sowie Knitter- und Krumpffreimittel (s. Nr. 25) beschrieben. 21. Weißtöner (Optische Aufheller) Weißtöner sind überwiegend Zubereitungen von organischen Verbindungen, deren Fluoreszensstrahlung den Weißgrad der Textilien erhöht; sie ziehen auf die Faser auf oder werden in der Faser solvatiert. Hierbei handelt es sich häufig um Cumarin-, Stilben- oder Pyrazolin- Derivate. 22. Glanzausrüstungsmittel Glanzausrüstungsmittel dienen dazu, um auf Textilien in Verbindung mit und ohne mechanische Behandlung einen Glanzeffekt zu erzeugen. Diese Produkte liegen in der Regel als Emulsionen von Paraffinen, Wachsen, Polyolefinen und Polyglykolen vor; auch die bei den Avivagemitteln und Weichmachungsmitteln (s. Nr. 23 und 24.04) genannten Erzeugnisse werden zur Glanzausrüstung verwendet. - Die waschbeständige Fixierung eines mechanisch erzeugten Glanzeffektes erfolgt durch die Anwendung von Knitter- und Krumpffreimitteln (s. Nr. 25). 23. Avivagemittel

74 74 Produkte, die hauptsächlich die Reinheit der Färbung wie Brillanz und Lebhaftigkeit verbessern oder wiederherstellen; sie geben textilen Erzeugnissen auch erhöhten Glanz und meist einen weichen Griff. Es handelt sich in der Regel um Tenside oder Zubereitungen hieraus mit ölen und Fetten. Als Tenside werden beispielsweise eingesetzt: Sulfierte Öle und Fette, Alkylsulfate, Fettsäureester und -amide, Fettsäureamin-Kondensationsprodukte sowie Oxalkylierungsprodukte von Fettalkoholen, Fettsäureamiden oder Fettsäureamin-Kondensationsprodukten. 24. Griffvariatoren Griffvariatoren sind Produkte, die dazu dienen, den Griff von Textilien in weiten Grenzen zu variieren. Der alteingeführte Begriff Appreturmittel, der hauptsächlich Beschwerungs-, Füll- und Versteifungsmittel auf Naturstoffbasis umfaßt, wird infolge des technischen Fortschrittes durch die umfassendere Bezeichnung "Griffvariatoren" ersetzt. Diese werden nachstehend im einzelnen wie folgt definiert: Beschwerungsmittel Beschwerungsmittel sind Produkte, die der Erhöhung des Flächengewichts von Textilien dienen. Derartige Mittel sind überwiegend Zubereitungen; sie bestehen aus Pigmenten - wie Kaolin und Talkum - und löslichen Verbindungen - wie Harnstoff und Magnesiumchlorid Füllmittel Füllmittel sind Erzeugnisse, mit denen Textilien ein voller Griff verliehen wird. - Von den Füllmitteln sind die Füllstoffe wie Kaolin und Korkmehl zu unterscheiden, die häufig bei Textilbeschichtungen (s. Nr. 36) zugegeben werden. Bei den Füllmitteln handelt es sich meist um Zubereitungen, die als feste Stoffe, wäßrige Lösungen und Dispersionen - deren Grundlage natürliche oder synthetische hochmolekulare Verbindungen sind - vorliegen Versteifungsmittel Versteifungsmittel sind Erzeugnisse, die der Erhöhung der Steifigkeit (Biegemodul) von Textilien dienen. Es handelt sich hierbei häufig um Zubereitungen natürlicher oder synthetischer hochmolekularer Verbindungen, die als Pulver, Lösungen oder wäßrige Dispersionen vorliegen Weichmachungsmittel Weichmachungsmittel - häufig auch noch Weichmacher genannt - sind Produkte, die Textilien einen weichen Griff verleihen; außerdem ermöglichen sie Griffvariationen in Richtung Glanz, Fülle oder Knirschen. Hierher gehören nicht die Weichmacher für Kunststoffe. Es handelt sich in der Regel um Zubereitungen von Fetten, Ölen, deren Derivaten und Kunststoffdispersionen, die meist Tenside enthalten. 25. Knitter- und Krumpffreimittel Knitter- und Krumpffreimittel dienen zur Erhöhung der Knittererholung von Textilien und zu deren Formstabilisierung, insbesondere gegen das Krumpfen und Faltenbilden beim Waschen. Die Wirkung beruht im allgemeinen auf einer Vernetzung des Fasermaterials, die gleichzeitig eine Quellfestigkeit (Quellfestmittel) bewirkt und außerdem die Möglichkeit bietet, permanente mechanische Ausrüstungseffekte wie Glanz-, Chintz-, Schreiner- Präge- und Plissee- Ausrüstungen sowie permanente Bügelfalten zu erzielen.

75 75 Es handelt sich bei diesen Produkten meist um chemisch einheitliche Verbindungen, die mindestens zwei reaktive Gruppen aufweisen wie N-Methylol-Verbindungen und deren Ether, Schwefelverbindungen sowie Aldehyde und Acetale. Diese Verbindungen können auch in Mischungen vorliegen. - Ferner kann es sich um Reduktionsmittel (z. B. Sulfite) handeln, die insbesondere bei Wolle eine S- Brückenspaltung ermöglichen. Die Knitter- und Krumpffreimittel werden häufig auch als Vernetzer (Reactant-Typen oder Eigenvernetzer) bezeichnet. Begriffe wie "Mittel für die Kunstharzausrüstung von Textilien" oder "Kunstharze, Harze, Vorkondensate" und "Aminoplaste für die Textilausrüstung" wurden - obwohl irreführend - in der Vergangenheit zeitweilig benutzt, um auf die chemische Konstitution nach erfolgter Ausrüstung hinzuweisen. 26. Additive zur Knitterfreiausrüstung Produkte, die bei der Ausrüstung auftretende unerwünschte Veränderungen des Textilgutes korrigieren, ohne den Griff zu beeinträchtigen; hierzu gehören zum Beispiel die Minderung der Reiß-, Einreiß- und Scheuerfestigkeit sowie der Vernähbarkeit. Bei diesen Produkten handelt es sich meist um Zubereitungen, die als ausgewählte Kunststoffdispersionen vorliegen. 27. Katalysatoren für die reaktive Ausrüstung Katalysatoren für die reaktive Ausrüstung sind Produkte, welche die Geschwindigkeit von Vernetzungsreaktionen in und an der Faser beschleunigen. Es handelt sich um Produkte auf der Basis von Metall- oder Ammonsalzen, die als Säurespender wirken sowie um Zubereitungen von freien Säuren und Alkalien. 28. Schiebefest-, Maschenfest- und Antisnagmittel Diese Mittel bezwecken die Verminderung des Schiebens von Geweben, die Verhinderung der Bildung von Laufmaschen in Gewirken und der sogenannten Snags in Strümpfen und Fertigwaren aus Garnen von Endlosfasern. Diese Erzeugnisse stellen in der Regel Zubereitungen auf der Basis von Kunststoffen, Naturharzen oder Kieselsäure dar. 29. Phobiermittel Mittel für die wasserabweisende Ausrüstung (Hydrophobierungsmittel) Hydrophobierungsmittel sind Produkte, die zur wasserabweisenden und wasserdichten Ausrüstung von Textilien dienen. - Für eine Reihe dieser Erzeugnisse ist noch die Bezeichnung Imprägnierungsmittel gebräuchlich. Diese Erzeugnisse liegen häufig als metallsalzfreie oder aluminium-, chrom- und zirkonhaltige Emulsionen von Paraffin, Wachs sowie ähnlichen Stoffen vor, die auch reaktive Gruppen - wie N- Methylol-, quartäre Ammonium- oder Ethylenimin-Gruppen - enthalten können. Hierzu gehören auch Produkte auf der Basis von Silikonen und Fluorderivaten. Wird der Wasserdichteffekt durch Aufbringen von wasserunlöslichen Kunststoffen oder Kunststoffgemischen, welche die Poren schließen, erzielt, so handelt es sich um eine Textilbeschichtung (s. Nr. 36) Mittel für die ölabweisende Ausrüstung (Oleophobierungsmittel)

76 76 Oleophobierungsmittel sind Produkte, die zur ölabweisenden Ausrüstung von Textilien verwandt werden. Es handelt sich in der Regel um lösungsmittelhaltige Zubereitungen auf der Basis von organischen Fluorverbindungen wie perfluorierten Carbonsäuren Mittel für die schmutzabweisende Ausrüstung Diese Produkte verleihen Textilien schmutzabweisende Eigenschaften oder erleichtern die Auswaschbarkeit von Verunreinigungen derart ausgerüsteter Textilien. Sie liegen meist als Zubereitungen auf der Basis von Kieselsäure, Aluminium- oder speziellen organischen Verbindungen vor. 30. Flammhemmende Mittel Flammhemmende Mittelbezwecken die Herabsetzung der Entflammbarkeit und Brennbarkeit sowie des Nachglimmens von Textilien. Es handelt sich meist um Ammoniumsalze, Borverbindungen, Stickstoff-, Brom- oder Phosphorverbindungen sowie um Zubereitungen auf der Basis von chlorierten, rorganischen Substanzen (z. B. Chlorparaffin, Chlorkautschuk, Polyvinylchlorid und nachchloriertes Polyvinylchlorid) mit Antimon(III)-Oxid und/oder anderen Metalloxiden. 31. Antimikrobiotika Antimikrobiotika sind Erzeugnisse, die durch ihre fungistatische, fungizide, bakteriostatische und/oder bakterizide Wirkung Textilien vor Befall und Zerstörung durch Mikroorganismen schützen. Einige spezielle Antimikrobiotika werden auch als Verrottungsschutz- und Fäulnisschutzmittel bezeichnet. Bei Cellulosetextilien ist ein Verrottungsschutz auch durch Substitution und Vernetzung möglich, wobei die verwendeten Verbindungen häufig keine Antimikrobiotika sind; man spricht dann von einer Verrottungsschutzausrüstung. Es handelt sich bei den Antimikrobiotika beispielsweise um Produkte auf der Basis von Phenolderivaten, organischen und anorganischen Schwermetallsalzen, speziellen formaldehydabspaltenden Produkten, Chinonen und quartären Ammoniumverbindungen. 32. Fraßschutzmittel für Textilien Fraßschutzmittel schützen Textilien vor Fraß oder Verbiß tierischer Schädlinge wie zum Beispiel Motten, Termiten, Silberfischchen, Teppichkäfer und Nagetiere. Es handelt sich hierbei um - Mittel, die aus wäßrigen Medien aufgetragen werden, auf der Basis von zum Beispiel Fluoriden, organischen Phosphoniumverbindungen, Sulfonamid-, Triphenylmethanoder Harnstoffderivaten sowie um - Durchgasungsmittel, die direkt aufgetragen werden, auf der Basis von speziellen organischen Verbindungen. 33. Hydrophilierungsmittel Hydrophilierungsmittel sind Produkte, die das Wasseraufnahmevermögen oder die Wassertransportgeschwindigkeit erhöhen.

77 77 Es handelt sich zum Beispiel um Zubereitungen von ionischen oder nichtionischen Kunststofflösungen und Oxalkylierungsprodukten. 34. Walkhilfsmittel Walkhilfsmittel haben die Aufgabe, beim Walkprozeß die Filzbildung zu unterstützen oder gleichmäßiger zu gestalten. Es handelt sich im allgemeinen um Tenside oder Zubereitungen wie Walkseifen, Alkylsulfate und Fettsäurekondensationsprodukte, gegebenenfalls mit anorganischen oder organischen quellbaren Körpern. 35. Filzfrei-Ausrüstungsmittel Filzfrei-Ausrüstungsmittel dienen zur Verminderung des Filzvermögens tierischer Fasern. Es handelt sich hierbei häufig um Chlorierungs- oder Oxidationsmittel sowie um spezielle Kunstharzbildner, die in Form von Zubereitungen vorliegen. 36. Beschichtungsmittel und Zusatzmittel für die Textilbeschichtung Mittel für die Textilbeschichtung sind Produkte, die geeignet sind, auf Textilien eine festhaftende Schicht zu erzeugen. Produkte dieser Art liegen meist als Zubereitungen auf der Basis von natürlichen oder synthetischen hochmolekularen Produkten wie zum Beispiel Natur- oder Synthesekautschuk, Polyvinylchlorid und anderen Kunststoffen vor. Zusatzmittel für die Textilbeschichtung haben die Aufgabe, die Eigenschaften der Schicht - wie zum Beispiel Flexibilität, Licht- und Wärmestabilität (s. Nr. 39) - den speziellen Anforderungen anzupassen. Auch Füllstoffe (s. Nr ) können als Zusatzmittel eingesetzt werden. Als Zusatzmittel für die Textilbeschichtung finden sowohl Stoffe anorganischer Herkunft wie auch organische Verbindungen - wie zum Beispiel Phthalsäureester - Verwendung. 37. Mittel und Zusatzmittel für die Faser- und Fadenbindung Mittel für die Faser- und Fadenbindung sind Produkte, die die wechselseitige Haftung von Fasern oder Fäden soweit erhöhen, daß ein stabiler Verbundstoff entsteht. Für diese Produkte ist auch die Bezeichnung Binder gebräuchlich; hiermit sind nicht die Farbpigmentbinder (s. Nr ) zu verwechseln. Bei den Mitteln für die Faser- und Fadenbindung handelt es sich meist um nicht zubereitete oder zubereitete Kunststofflösungen und -dispersionen von zum Teil reaktiver Art sowie um feste Kunststoffprodukte. Zusatzmittel für die Faser- und Fadenbindung haben die Aufgabe, die Binderverteilung zu regulieren und die Eigenschaften des Verbundstoffes - wie zum Beispiel Sprungelastizität, Flexibilität, Saugfähigkeit und Reinigungsbeständigkeit - zu modifizieren. Die Zusatzmittel für die Faser- und Fadenbindung umfassen hinsichtlich ihrer chemischen Konstitution einen weiten Bereich; beispielsweise finden Zubereitungen auf der Basis von N-Methylolverbindungen, Fettsäurederivaten und Polyethern Verwendung. 38. Kaschierungsmittel und Zusatzmittel für die Textilkaschierung Mittel für die Textilkaschierung dienen zum Verbinden textiler Flächengebilde untereinander oder mit Kunststoff-Folien. Die Produkte liegen häufig als feste oder flüssige Zubereitungen hochmolekularer Verbindungen, zum Beispiel auf der Basis von Polyethylen, Natur- oder Synthese-Latex und reaktiven Kunststoffen,

78 78 vor. Zusatzmittel für die Textilkaschierung regeln spezielle Eigenschaften wie zum Beispiel das Fließverhalten, die Binderverteilung und das Haftvermögen. Die Zusatzmittel liegen meist als Zubereitungen auf der Basis von zum Beispiel Kunststofflösungen oder -dispersionen und sonstigen natürlichen und synthetischen Stoffen vor. 39. Stabilisatoren für die Textilindustrie Hierunter fallen Alterungsstabilisatoren, Antioxidantien, Gasfading-Inhibitoren sowie Lichtschutz-, Strahlenschutz- und Wärmeschutzmittel. Es handelt sich hierbei um Erzeugnisse auf der Basis von zum Beispiel organischen Stickstoffbasen, oxidierbaren Substanzen mit Hydroxyl- oder Amino-Gruppen, Bis-(phydroxyphenol)-propan, Dibenzyl- (ß-hydroxiethyl)-amin, Dihydroxy- oder Amino-Propylpiperazin, Triarylphosphinen, substituierten Benztriazolen oder Diarylsulfonen, sulfonierten Benzophenon- Verbindungen, CyanurchloridDerivaten, Hydroxy- oder Amino-Naphtindolizin-Chinonen, Triphenylimidazolen, Verbindungen des zweiwertigen Mangans sowie blei- oder zinnorganischen Verbindungen. 40. Universell in der Textilindustrie einsetzbare Hilfsmittel Emulgiermittel für die Textilindustrie Produkte, die die Bildung einer Emulsion ermöglichen oder erleichtern. In der Textilindustrie werden sie in der Regel bei der Verarbeitung von Schmälzmitteln, Avivageund/oder Präparationsmitteln und Spulölen angewendet, um einen speziellen Effekt zu erzielen. Es handelt sich um Tenside oder Zubereitungen aus diesen wie Seifen, Alkylsulfate, Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte, Amine, Aminderivate, Oniumverbindungen, Oxalkylierungsprodukte sowie Fettsäureester von Polyhydroxyverbindungen Netzmittel für die Textilindustrie Netzmittel werden in Prozessen verwendet, bei denen Textilgut mit wäßrigen Flotten in Berührung kommt. Die Produkte ermöglichen und beschleunigen das Benetzen und Durchdringen der Textilien. Spezialnetzer siehe Karbonisierhilfsmittel (Nr. 7), Mercerisierund Laugierhilfsmittel (Nr. 13) und Färbereinetzmittel (Nr ). Es handelt sich bei den Netzmitteln um Tenside oder Zubereitungen aus diesen wie sulfierte Öle, Fettsäureester oder -amide, ferner Alkylsulfate, Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte, Alkyl- Sulfobernsteinsäureester und Oxalkylierungsprodukte Schaumdämpfungsmittel für die Textilindustrie Produkte, die die Bildung eines Schaumes verhindern oder seine Stabilität beträchtlich mindern. In der Textilindustrie werden sie vorzugsweise zum Beispiel in Schlichte- und Appreturflotten sowie in Färbebädern und Druckpasten angewendet. Es handelt sich unter anderem um bestimmte Tenside oder Zubereitungen hieraus, zum Beispiel auf der Basis von Ölen, Phosphorsäureestern sowie höhermolekularen Alkoholen und deren Oxalkylierungsprodukten; ferner auch um Silikone Waschmittel für die Textilindustrie Produkte, die in der Textilindustrie zur Entfernung von Fett- und Schmutzstoffen von Textilien während der Herstellung und Veredlung dienen. Sie sind dem jeweiligen Arbeitsgang angepaßt

79 79 und werden zum Beispiel bei der Rohwollwäsche, bei der Garn- und Stückwäsche sowie beim Nachseifen von Färbungen und Drucken verwendet. Es handelt sich um Tenside oder Zubereitungen aus diesen, die in der Regel als Seifen, Alkylsulfate, Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte oder Oxalkylierungsprodukte vorliegen Detachiermittel Produkte, die zur Entfernung örtlich begrenzter Verschmutzungen von Textilwaren bestimmt sind. Man unterscheidet - je nach Einsatz in Lösungsmitteln oder im wäßrigen Medium - Trocken- und Naßdetachiermittel. Es handelt sich im wesentlichen um Kombinationen aus Lösungsmitteln und Tensiden mit emulgierenden und waschenden Eigenschaften wie Aminseifen, Alkylsulfaten, Alkansulfonaten, Alkyarylsulfonaten, Fettsäurekondensationsprodukten oder Oxalkylierungsprodukten Wasserkorrekturmittel (Sequestriermittel) Wasserkorrekturmittel dienen dazu, die schädliche Wirkung der Härtebildner des Wassers und anderer Metallsalze durch Komplexbildung auszuschalten. Wasserkorrekturmittel finden in der Textilausrüstung zum Beispiel als Abkochhilfsmittel, Bleichhilfsmittel, Färberei- und Druckereihilfsmittel sowie Waschhilfsmittel Verwendung. Es handelt sich bei den Wasserkorrekturmitteln um Polyphosphate sowie um polycarbonsaure Salze oder Zubereitungen hieraus. 41. Reinigungsverstärker Produkte, die die Reinigungswirkung organischer Lösungsmittel erweitern, indem sie durch Einbeziehung von Wasser in das organische Medium die Reinigungswirkung des gesamten Systems Lösungsmittel/ Reinigungsverstärker/Wasser auch auf hydrophile Anschmutzungen ausdehnen und den Ablauf der chemischen Reinigung in ihren Teilprozessen erleichtern. Es handelt sich in der Regel um Tenside oder Zubereitungen hieraus, gegebenenfalls in Verbindung mit Lösevermittlern. Als Tenside kommen zum Beispiel sulfierte Öle, Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate, Petrolsulfonate, Alkyl-Sulfobernsteinsäureester, Oxalkylierungsprodukte und Fettsäureaminkondensate in Frage. 42. Sonstige namentlich nicht erwähnte Textilhilfsmittel Bei den Textilhilfsmitteln, die in dieser Zusammenfassung namentlich nicht erwähnt sind, handelt es sich um chemisch zu definierende Erzeugnisse oder Zubereitungen.

80 Tenside in der Textilveredlung von Denter, Ulrike Dugal, Sudhir Heidemann, Gerhard Heinrichs, Claudia Kehren, Marie-Luise Schollmeyer, Eckhard Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e.v., Krefeld - Textilforschungsanstalt und Institut für textile Meßtechnik Einleitung Der von GÖTTE [1] erstmals auf dem III. Internationalen Kongreß für grenzflächenaktive Stoffe 1960 in Köln vorgestellte und mittlerweile (im deutschen Sprachraum) anerkannte Begriff "Tenside" umfaßt alle grenzflächen-aktiven Substanzen, die u.a. als Netz-, Egalisier- und Dispergiermittel sowie als Weichmacher, Emulgatoren, Elektrostatika und Echtheitsverbesserer in der Textilveredlung eingesetzt werden. Weitere Begriffsdefinitionen wurden in DIN vorgenommen. Zum vertieften Studium der Chemie und Physik der Tenside sei auf entsprechende Monographien und Handbücher hingewiesen: L i ndner, K. Tenside-Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe, 2. Aufl.. Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft mbh, Stuttgart (1964). Chwala, A. und Anger, V.: Handbuch der Textilhilfsmittel, 2. Aufl.. Verlag Chemie, Weinheim, New York (1977). Bikermann, J.J.: Physical Surfaces. Academic Press New York, London (1970). Stache, H.: Tensid-Taschenbuch, 2. Aufl. Carl Hanser-Verlag, München, Wien (1981). Schick, M.J.. Nonionic Surf actants. M. Dekker Inc., New York (1967). Gawalek, G. Tenside. Akademie-Verlag Berlin (1975) Grundlagen Chemie der Tenside

81 Allgemeines und Einteilung der Tenside Tenside sind Verbindungen mit hydrophoben und hydrophilen Molekülteilen. 81 Infolge dieses amphiphilen Aufbaus sind Tenside in wäßriger Lösung grenzflächenaktiv, d.h., sie besitzen die Fähigkeit, sich in den Grenzflächen der wäßrigen Phase anzureichern und dadurch die Eigenschaften des Systems zu beeinflussen. Je nach Aufbau des hydrophilen Molekülteils, der die Wasserlöslichkeit des Tensids bedingt, ist zwischen nichtionischen und ionischen Verbindungen zu unterscheiden. Die hydrophilen Gruppen ionischer Verbindungen dissoziieren in Ionen (Tensidion-Gegenion). Dabei ist das den hydrophoben Rest enthaltende Tensidion Träger der Tensideigenschaften. Abhängig von der Ladung des Tensidions ist zwischen anionischen, kationischen und amphoteren Produkten zu unterscheiden. Letztere enthalten kovalent miteinader verbunden positive und negative Ladungen in einem Molekül und reagieren nach außen elektrisch neutral, können jedoch je nach dem phwert des sie umgebenden Mediums positiv oder negativ geladene Ionen erzeugen Chemischer Aufbau und Eigenschaften Anionenaktive Tenside Chemische Konstitution Innerhalb der Gruppe der anionenaktiven Tenside ist eine Unterscheidung der einzelnen Produkte anhand ihrer Anionen möglich. Die wichtigsten Verbindungen sind Carboxylate, Sulfate und Sulfonate. Salze von Carbonsäuren Gemische aus Alkalisalzen natürlich vorkommender geradkettiger Carbonsäuren (Fettsäuren) mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen sind die schon im Altertum als waschaktive Substanzen bekannten Seifen. Aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Mineralsäuren (Ausfallen von schwerlöslichen Fettsäuren) und hartem Wasser (Bildung von schwerlöslichen Ca-Salzen = Kalkseifen) haben diese Verbindungen heute an Bedeutung verloren. Den Seifen sehr ähnliche Eigenschaften, d.h. gutes Wasch- und Schmutztragevermögen, jedoch bessere Hartwasserbeständigkeit besitzen Aminocarbonsäure-Kondensationsprodukte, in denen die lange Fettkette durch einen oder mehrere Aminosäurereste von der endständigen Carboxygruppe getrennt ist. Salze saurer Schwefelsäureester In grenzflächenaktiven organischen Sulfatverbindungen sind hydrophobe, meist langkettige Molekülreste über Esterbrücken mit Sulfatgruppen verknüpft (R-0-S03-X+). Diese Bindungen sind nicht sehr stabil, d.h. in alkalischem oder saurem Medium und bei höherer Temperatur lassen sich die Sulfogruppen leicht abspalten [3]. Abhängig vom Aufbau des hydrophoben Restes ist im wesentlichen zwischen Fetts'äuresulfaten, primären Alkylsulf aten mit endständigen Sulf atgruppen, sekundären Alkylsulfaten mit innenständigen Sulf atgruppen, Sulfaten von Polyoxiverbindungen (z.b. Sulfate substituierter Polyglykolether oder modifizierter mehrwertiger Alkohole) und Sulfaten acylierter Alkanolamine zu unterscheiden. Insbesondere historisches Interesse haben hierbei die Umsetzungsprodukte aus

82 82 Schwefelsäure und fetten Ölen: Türkischrotöle, die Fettsäuren mit innenständigen Sulf atgruppen enthalten. Salze saurer Schwefelsäureester werden, abhängig von der Stellung der hydrophilen Gruppen im Molekül, die die Eigenschaften der Verbindungen wesentlich beeinflußt, in erster Linie als Waschoder Netzmittel, aber auch als Dispergier- oder Aviviermittel in der Textilveredlung eingesetzt. Salze von Sulfonsäuren Im Gegensatz zu den Sulfatverbindungen, bei denen der Schwefel über ein Sauerstoffatom an den Kohlenstoff gebunden ist, besteht in den Sulfonaten eine direkte, stabilere Bindung zwischen Schwefel und Kohlenstoff (R-S03-X+). Sulfonate lassen sich in Verbindungen mit aliphatischen und aromatischen Grundkörpern einteilen. Bei aliphatischen Sulfonaten ist abhängig vom Aufbau des hydrophoben Molekülrestes im wesentlichen zwischen Sulfonaten von Fettsäuren, primären und sekundären Alkylsulfonaten, sowie Sulfonaten mit Ester-, Ether- oder Amid-Bindungen (z.b. Acylestersulfonate, Alkylethersulfonate, Acylamidsulfonate) zu unterscheiden. Die überwiegende Mehrzahl der textilchemisch wichtigen Arylsulfonate ist durch aliphatische Reste substituiert (z.b. Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate). Sulfonate werden fast ausschließlich als Wasch- und Netzmittel eingesetzt. Lineare Alkylbenzolsulfonate besitzen mit einem Marktanteil von ca. 40 % des gesamten Tensidverbrauchs in Westeuropa die größte Bedeutung [5]. Andere anionaktive Verbindungen Andere anionische Verbindungen, z.b. Alkylphosphate und -phosponate sowie Alkylthiosulfate und -persulfate werden überwiegend für Spezialprodukte eingesetzt. Phosphorsäureester kürzerkettiger Fettalkohole (Alkylphosphate) werden aufgrund ihrer schaumdämpfenden Eigenschaften z.b. als Zusatz zu Egalisiermitteln und Mercerisiermitteln verwendet [2]. Ebenfalls zu Spezialzwecken dienen siliziumhaltige Tenside (z.b. Emulgatoren [2]) und Fluortenside. In letzteren sind ein Teil oder alle Wasserstoffatome in tensioaktiven Alkanderivaten durch Fluor substituiert. Aufgrund der hohen Kohlenstoff-Fluor-Affinität sind die Fluor-Kohlenstoff- Bindungen chemisch, thermisch, elektrisch und biologisch sehr stabil. Für die Textilausrüstung interessante Verbindungen leiten sich von perfluorierten Säuren, Aminen, Alkoholen und Olefinen ab. Durch Vernetzung der Moleküle mit einem Polymeren entstehen "Fluorcarbonharze", die auf Textilmaterialien öl- und wasserabweisende Effekte erzeugen [2]. Zusammenhang zwischen chemischer Konstitution und Eigenschaften Voraussetzung für die optimale Waschaktivität eines anionischen Tensids ist das Vorhandensein einer langen ununterbrochenen hydrophoben Kette mit 12 bis 14 C-Atomen - wobei der Benzolkern in Alkylarylsulfonaten wie eine Verlängerung des Alkylrestes um drei bis vier CH2-Gruppen wirkt - in Kombination mit einer enständigen hydrophilen Gruppe [6]. Ist die hydrophobe Kette kurz, oder ist die lange Fettkette durch eine interne hydrophile Gruppe - bei Abwesenheit einer endständigen hydrophilen Gruppe - unterbrochen, dann ist die Waschaktivität der entsprechenden Verbindung gering, ihr Netzvermögen dagegen stark ausgeprägt. Weiter verringert eine Verzweigung der Alkylgruppe das Waschvermögen, verstärkt jedoch die Oberflächenaktivität und das Netzvermögen. Eine gute Dispergierwirkung besitzen Verbindungen mit einer langen Kohlenwasserstoffkette, die eine interne und eine externe oder zwei interne und eine externe hydrophile Gruppe enthalten [4].

83 83 GÖTTE [7] diskutiert die genannten Zusammenhänge zwischen Tensidkonstitution und - eigenschaften anhand von Beispielen Nichtionogene Tenside Nichtionogene Tenside enthalten neben einer längeren hydrophoben Hauptvalenzkette eine Anhäufung hydrophiler, nichtionischer Gruppierungen (z.b. Hydroxyl-, Ether- oder Amidgruppen). Diese bedingen durch die Ausbildung von Hydrathüllen mit zahlreichen Wassermolekülen die sehr gute Wasserlöslichkeit der nichtionogenen Tenside. Substituierte Polyglykolether (Ethylenoxidaddukte) Grundsubstanz der Ethylenoxiaddukte stellen die Polyglykole dar, die durch etherartige Verknüpfung einzelner Glykolmoleküle untereinander entstehen. Die Substituion einer endständigen Hydroxylgruppe des Polyglykols durch einen höhermolekularen aliphatischen oder cyclischen Rest, führt zu anwendungstechnisch interessanten tensioaktiven Verbindungen. SCHÖNFELDT [8] teilt die Ethylenoxidaddukte nach der chemischen Natur der Bindung zwischen dem hydrophoben und hydrophilen Teil in verschiedene Klassen ein. Er unterscheidet zwischen Ester-Addukten, Alkylether-Addukten, cyclischen Ether-Addukten, Amid- bzw. Imidazolin- Addukten, Amin-Addukten und Mercaptan-Addukten. In großen Mengen produziert werden die als gute Netzmittel bzw. Emulgatoren in erster Linie in Waschmitteln verwendbaren Alkylpolyglykolether (R-0-[C2H40]nH), Alkylphenylpolyglykolether Eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten bieten nichtionische Blockpolymere [9], die meistens Polyoxypropylen als hydrophoben Teil und Polyoxyethylen als hydrophilen Teil enthalten (Pluronic- Typen, allgemeine Struktur Die als Tetronic-Typen bekannten Blockcopolymerisate auf der Basis von Ethylendiamin, Polyoxypropylen und Polyoxyethylen unterscheiden sich aufgrund der in den Makromolekülen enthaltenen Stickstoffatome von den PluronicTypen durch die Ausübung eines geringen kationischen Effekts und durch die größere thermische Stabilität. Blockcopolymerisate werden z.b. als Weichmacher, Antistatika und Färbereihilfmittel eingesetzt [9]. Grenzflächenaktive Polyhydroxyverbindungen Grenzflächenaktive Polyhydroxyverbindungen, die heute nur noch in geringen Mengen produziert werden, leiten sich von Polyalkoholen oder Zuckern und ihren Derivaten ab. Substituierte Polyalkohole dienen in erster Linie als Emulgatoren [3]. Tenside auf Mono- und Polysaccharidbasis (Zuckerseifen) lassen sich in folgende Verbindungsklassen einordnen: Glykoside und Ether (z.b. natürlich vorkommende Saponine), Ester, Urethane, Harnstoffe und Amide. Zuckerester - die bedeutendste Gruppe unter den Zuckerseifen - zeigen gute Wascheigensschaften und z.t. weichmachende Wirkungen [3]. Zusammenhang zwischen chemischer Konstitution und Eigenschaften

84 84 Im Gegensatz zu den ionischen Tensiden, deren Eigenschaften hauptsächlich durch Variation des hydrophoben Restes (Kettenlänge, Verzweigung) beeinflußt werden können, besteht bei nichtionogenen Tensiden die Möglichkeit, sowohl die hydrophoben, als auch die hydrophilen Reste zu verändern und somit die Eigenschaften gezielt zu variieren. Die Beziehung zwischen hydrophobem (lipophilem) und hydrophilem Molekülteil wird durch den HLB-Wert (hydrophilic lipophilic balance) ausgedrückt. Im HLB-System wird einem nichtionischen Tensid eine dimensionslose Zahl zwischen 0 und 20 zugeordnet, die angibt, ob eine bevorzugte Wasser- oder Öllöslichkeit vorliegt. So sind z.b. Verbindungen mit einem HLB-Wert von 3-6 Wasser/Öl-Emulgatoren, von 7-9 Netzmittel, von 8-15 Öl/Wasser-Emulgatoren, von Waschmittel und von Lösungsvermittler [10]. Im Idealfall gilt für nichtionische Emulgatoren: mit M = Molgewicht des Tensids und MH = Molgewicht des hydrophilen Molekülteils [11]. Der hydrophile Charakter eines Polyethylenoxidadduktes kann auch mit Hilfe der Wasserzahl definiert werden. Die Wasserzahl ist die Menge Wasser in ml, welche, einer Lösung von 1 g Substanz in 30 ml Dioxan-Benzol (96:4) zugesetzt, eine bleibende Trübung hervorruft. [6] Je größer die hierzu benötigte Wassermenge, um so mehr ist das Verhältnis hydrophil/hydrophob in Richtung Hydrophilität verschoben. Es ergibt sich ein Zusammenhang zwischen Ethoxylierungsgrad, Länge des hydrophoben Anteils und Wasserlöslichkeit. Enthält der hydrophobe Molekülbereich n C-Atome, so sind zur Erzielung einer - an der Grenze stehenden Wasserlöslichkeit (z.b. Weichmacher) n/3 - mittelmäßigen Wasserlöslichkeit (z.b. Wasch- und Netzmittel) n/2 - sehr guten Wasserlöslichkeit (z.b. Egalisiermittel) n-3/2 n Ethylenoxidgruppen erforderlich [6]. Zu den charakteristischen Eigenschaften vieler nichtionischer Tenside - insbesondere der Ethylenoxidaddukte - gehört ihr Trübungspunkt, in dessen Nähe sie optimale Wirksamkeit zeigen [12,13]. Ursache der für jedes Tensid oberhalb einer ganz bestimmten Temperatur eintretenden Unlöslichkeit und der dadurch auftretenden Trennung in zwei Phasen (Entmischung) ist die Dehydratation, d.h. Zerstörung der Hydrathülle, am Tensidmolekül. Der Trübungspunkt steigt bei gleichen hydrophoben Gruppen mit der Zahl hydrophiler Gruppierungen an und ist darüberhinaus abhängig von Salz-, Alkali-oder Säurezusatz. Wegen der fehlenden polaren Gruppen sind nichtionische Tenside gut mit ionischen Produkten verträglich und werden häufig in Kombination mit anionaktiven Produkten eingesetzt Kationenaktive Tenside Chemische Konstitution Im kationischen Tensid ist der hydrophobe Molekülteil an eine basische Gruppe gebunden und geht daher als Kation in Lösung. Grundelement der basischen Gruppe ist in den meisten Fällen Stickstoff, seltener Schwefel oder Phosphor.

85 85 Als Grundlage für kationische grenzflächenaktive Substanzen dienen u.a. langkettige, aliphatische (substituierte) primäre oder sekundäre Amine, aliphatische oder aromatische Diamine, Alkanolamine, sowie tertiäre Amine oder Imidazolinderivate. Primäre, sekundäre und tertiäre Aminsalze Kationenaktive Tenside auf der Basis von Aminen höheren Molekulargewichtes lassen sich vereinfacht durch die Strukturformel (R R 1 R 2 ) N + -H X - darstellen, mit R 1 und R 2 = H bei primären Aminen bzw. R 1 oder R 2 = H bei sekundären Aminen. Einfache Aminsalze, d.h. R = Alkyl, spielen in der Textilveredlung nur eine untergeordnete Rolle, z.b. als Antistatika oder Avivagemittel [14]. Größere Bedeutung besitzen substituierte Polyamine und ihre Salze, die sich vielfachähnlich verhalten wie die entsprechenden Polyglykolether [3]. In einer Reihe kationischer Tenside, die sich von mehrwertigen Aminen, Aminoalkoholen oder Aminoalkanolaminen ableiten, ist der hydrophobe Molekülteil nicht unmittelbar, sondern über meist kurzkettige Brücken mit dem Stickstoff verknüpft. Produkte dieser Art zeichnen sich z.t. durch gute weichmachende Eigenschaften aus [14]. Zunehmende Bedeutung als kationische Tenside gewinnen Imidazoliniumderivate, die einen Fünfring folgender Struktur enthalten: mit R = Alkyl [15]. Sie werden in erster Linie als Wäscheweichspülmittel eingesetzt. Imidazoliniumderivate sind im alkalischen Bereich hydrolyseempfindlich, d.h. bei erhöhter Temperatur ist eine Zerstörung von auf textilem Material adsorbiertem Imidazolin durch alkalische Waschflotten zu erwarten. Durch Komplexierung mit anionaktiven Substanzen kann die Hydrolysestabilität erhöht werden. Quaternäre Verbindungen Die technisch wichtigsten kationaktiven Produkte sind organische Ammoniumund Alkylpyridiniumverbindungen, die am Stickstoff einen oder mehrere hydrophobe Reste tragen (lang- oder kurzkettige Alkylreste mit gerader oder verzweigter Kette, Aryl- oder Alkylarylreste). Es existiert eine Vielzahl quaternärer Ammoniumverbindungen, die je nach ihrer Zusammensetzung für bestimmte Zwecke verwendet werden [14]. Die durch Quaternisierung primärer bzw. sekundärer Fettamine erhältlichen Trimethylbzw. Dimethyl-Fettalkylammoniumsalze dienen als Textilhilfsmittel in erster Linie zur Farbstoff-Fixierung, Weichmachung und antistatischen Behandlung. Die größten Variationsmöglichkeiten bieten sich bei der Quaternisierung langkettiger tertiärer Aminverbindungen. Zu dieser Gruppe gehören z.b. die als Baktericide bekannten Fettalkyldimethylbenzylammoniumsalze und Alkylpyridiniumsalze. Als Textilhilfsmittel interessant sind insbesondere quaternäre Ammoniumverbindungen, bei denen der hydrophobe Rest vom quaternären Ammoniumrest getrennt ist. Sie werden als Retarder, Antistatika, substantive Weichmacher oder Nachbehandlungsmittel für substantive Färbungen und Drucke eingesetzt. Quaternäre Pyridiniumverbindungen, bei denen der hydrophobe Rest vom Stickstoff getrennt ist, sind thermisch nur wenig stabil. Werden sie

86 86 aus wäßriger Lösung auf Textilien aufgebracht, tritt beim nachfolgenden Erhitzen Zersetzung unter Pyridinabspaltung auf. Der zurückbleibende hydrophobe Rest gibt einen waschbeständigen, wasserabweisenden Effekt. Ähnlich aufgebaut wie die entsprechenden Ammoniumverbindungen sind Kationentenside, die sich vom vierwertigen Schwefel (Sulfoniumverbindungen) und vom fünfwertigen Phosphor (Phosphoniumverbindungen) ableiten. Verbindungen dieser Art werden vielfach unter dem Begriff Oniumverbindungen zusammengefaßt. Sulphonium- und Phosphoniumverbindungen haben für die Textilveredlung keine Bedeutung. Aminoxide Aminoxide sind langkettige, tertiäre Aminverbindungen, bei denen durch Oxidation mit Wasserstoffperoxid Sauerstoff an den Stickstoff angelagert wird. In saurem Milieu verhalten sich Aminoxide wie Kationtenside, während sie in neutralem Medium nichtionogen sind. Aufgrund ihrer Instabilität in wäßrigen Lösungen wirken sie insbesondere bei höheren Temperaturen als schwache Oxidationsmittel. Aminoxide dienen in erster Linie als Wasch- und Reinigungsmittel, insbesondere in Kombination mit Alkylbenzolsulfonaten [5]. Zusammenhang zwischen chemischer Konstitution und Eigenschaften Alle kationenaktiven Produkte setzen sich mit Aniontensiden (z.b. fettsauren Alkalien, Fettalkoholsulf aten, Fettsäurekondensationsprodukten) stöchiometrisch zu elektroneutralen Salzen um, die infolge ihres hohen Molgewichtes meist in Wasser unlöslich sind [3]. Ausnahmen sind stärker ethoxylierte aliphatische Amine oder Polyamine, die in Kombination mit anionaktiven Tensiden angewendet werden können. Darüber hinaus verbinden sich kationische Tenside auch mit anionischen Farbstoffen und werden z.b. als Nachbehandlungsmittel für Substantiv- und Schwefelfärbungen (Verbesserung der Naßechtheiten durch Vergrößerung der Farbstoffmoleküle auf den Fasern) und Egalisiermittel (Verzögerung des Färbevorganges durch Bildung von Farbstoff-Tensid-Komplexen im Färbebad bzw. durch Absättigung funktioneller Gruppen in der Faser) eingesetzt [16]. Eine interessante Einsatzmöglichkeit von spaltbaren Oniumverbindungen ist ihre Anwendung beim Färben oder Bedrucken von Textilien [17]. Die dabei zunächst applizierten Farbstoff- Oniumverbindungen spalten in der Hitze, z.b. beim Dämpfen, die Oniumgruppe ab, wodurch waschechte Färbungen bzw. Drucke erzielt werden. Aufgrund der positiven Ladungen in den Molekülen besitzen Kationtenside Substantivität zu negativ aufgeladenen Textilfasern (z.b. native und regenerierte Cellulosefasern, Wolle, Polyamid) und werden von diesen adsorbiert [18]. Dadurch lassen sich je nach Art des Tensids und der adsorbierenden Oberfläche hydrophobierende, weichmachende, desinfizierende oder antistatische Effekte erzielen. Voraussetzung für die weichmachenden Eigenschaften eines Kationtensids ist das Vorhandensein langkettiger, gestreckter Alkylreste im Molekül, während als Desinfektionsmittel Substanzen mit kürzeren Alkylketten eingesetzt werden. Der größte Teil der kationenaktiven Tenside besitzt keine Waschaktivität, da die meist negtive Ladung der Fasern durch die Adsorption von positiv geladenen Tensidmolekülen verringert wird, d.h. das Abstoßungspotential zwischen Faser und negativ geladenen Schmutzteilchen sinkt [17] Amphotenside

87 87 Amphotenside bestehen aus langkettigen hydrophoben Resten und hydrophilen Gruppierungen, in denen ein Kation und ein Anion miteinander verbunden sind, die im neutralen Zustand untereinander sogenannte innere Salze bilden. Ein charakteristisches Merkmal der Ampholyte ist ihre Fähigkeit, mit Säuren und mit Basen Salze zu bilden. Eiweißampholyte Wasserlösliche Eiweißkörper und Eiweißabbauprodukte (z.b. Casein) sind bereits lange als oberflächenaktive Ampholyte bekannt. Das amphotere Verhalten dieser Verbindungen ist bedingt durch das gleichzeitige Auftreten von Amino- und Carboxygruppen im Molekül. In saurer Lösung erfolgt z.t. eine hydrolytische Spaltung an den Säureamid-Bindungen, wodurch der anionische Charakter etwas in den Vordergrund tritt. Substituierte Betaine und Sulfobetaine Ein großer Anteil der organischen Ampholyte leitet sich von Derivaten des Betains ab, mit der allgemeinen Strukturformel (R 1 R 2 R 3 ) N + -CH 2 -COO -. Verbindungen, die an der mittelständigen Methylgruppe lange hydrophobe Reste tragen, sowie durch Carboxymethylgruppen substituierte Alkylamine besitzen ein ausgeprägtes Netz- und Waschvermögen [3]. Sulfobetaine, die neben positiv geladenem Stickstoff negativ geladende Sulfogruppen enthalten, (Strukturformel z.b.[r 1 R 2 R 3 ]N-CH 2 -SO - 3) finden je nach Molekülgröße als Netz- und Waschmittel oder als hydrotrope Färbereiund Druckereihilfsmittel Verwendung [3]. Substituierte Aminocarbon-Aminoschwefel- und Aminophosphorsäuren Weitere Verbindungen mit ampholytischem Charakter leiten sich von Aminocarbon-, Aminoschwefel- und Aminophosphorsäuren ab. Von Interesse - in erster Linie als Desinfektionsmittel - sind dabei lediglich Aminocarbonsäurederivate mit längerkettigen Fettresten und einer Anhäufung von Stickstoffatomen im Molekül, z.b. folgender Struktur: Ampholyte mit cyclischen Bausteinen Eine bedeutende Gruppe amphoterer Tenside wird heute von höhermolekularen Imidazolinderivaten, d.h. cyclischen Produkten, gestellt, die gemäß neuerer Untersuchungen [18] z.b. wie folgt formuliert werden können: Dabei repräsentiert der Fettrest Rl in 2-Stellung des Imidazolins im wesentlichen den hydrophoben und die übrigen Ringsubstituenten den hydrophilen Teil des amphoteren Tensids. Elektroneutralverbindungen Den zwitterionischen Tensiden eng verwandt sind die sog. Elektroneutralverbindungen, die sich stets bilden, wenn kationische und anionische Verbindungen von ausreichender Molekülgröße in

88 88 wäßriger Lösung zusammentreffen. Dabei erfolgt ein Ladungsausgeich zwischen den großmolekularen Kationen und Anionen Tensidabbau Die biochemische Abbaubarkeit eines Tensids hängt von seiner Struktur ab. Probleme bereiteten in der Vergangenheit in erster Linie die großen Mengen der in den Abwässern anfallenden anionischen Tenside vom Typ der Alkylbenzolsulfonate. Insbesondere verzweigte Verbindungen (z.b. Tetrapropylenbenzolsulfonat) sind biologisch nur schwer angreifbar. Die überwiegend gebräuchlichen geradkettigen Alkylbenzolsulfonate sind nach heutigen Erkenntnissen biologisch weich und zu mehr als 80 % abbaubar [20]. Dabei erfordert lediglich der erste Angriff auf die aliphatische Kette bzw. den aromatischen Ring spezielle Enzymsysteme. Wenn das Molekül durch Einführung von Sauerstoff aufgebrochen ist, unterliegt es dem biologischen Abbau. Am schnellsten werden diejenigen Alkylbenzolsulfonate abgebaut, deren endständige Methylgruppe möglichst weit vom Sulfonylrest entfernt an der aliphatischen Kette sitzt [21]. Das Abbauverhalten nichtionogener Tenside ist viel komplexer als das anionaktiver Verbindungen, da neben dem oxidativen Abbau des hydrophoben Molekülanteils ein Abbau der Polyglykolethergruppen erfolgt [22]. Hinsichtlich des hydrophoben Bereichs läßt sich feststellen, daß Verzweigungen und aromatische Kohlenwasserstoffgruppierungen innerhalb der Kette den Abbau erschweren. Der hydrophile Anteil ist bei höher ethoxylierten Verbindungen mit längeren Polyglykoletherketten schwer angreifbar. Darüber hinaus spielt das Löslichkeitsverhalten des entsprechenden Tensids eine Rolle, d.h. Produkte mit schlechter Wasserlöslichkeit sind i.a. schlechter abbaubar. Einzelheiten über den Abbaumechanismus anionischer und nichtionischer Tenside findet man bei WICKBOLD [23] und SCHÖBERL et al. [24]. Uber den Mechanismus der Eliminierung kationischer Tenside aus dem Abwasser bestehen bisher keine genaueren Kenntnisse, denn anhand der herkömmlichen biologischen Abbautests ist eine Unterscheidung zwischen Elimination durch Sorptionsprozesse oder Salzbildung und wirklichem biochemischem Abbau schwierig [25,26] Physikalische Chemie der Tenside Das Verhalten der Tenside gegen Wasser als Lösungsmittel läßt sich nach ULBRICHT und HOFFMANN [27] abschätzen: Die hydrophile Gruppe versucht, eine Löslichkeit des Tensids in Wasser zu vermitteln. Dies gelingt ihr, wenn der hydrophobe Rest nicht zu groß ist. Die hydrophile Gruppe verhindert also eine Abscheidung der Kohlenwasserstoffphase. Das System versucht aber, die energiereiche Kohlenwasserstoff-Wasser-Grenzfläche bei gleichzeitigem maximalem Kontakt zwischen Wasser und der hydrophilen Gruppe auf ein Minimum zu verkleinern: - reversible Aggregation der Tensidmoleküle zu Mizellen und - Anreicherung der Tensidmoleküle an der Wasseroberfläche. Bei Uberschreitung einer bestimmten Tensidkonzentration lagern sich die Moleküle so zusammen, daß sich im Innern der Mizelle die hydrophoben Gruppen befinden. Die hydrophilen Gruppen befinden sich an der Mizelloberfläche

89 89 und vermitteln somit die Löslichkeit der Mizelle. Hierbei ist die kritische Mizellbildungskonzentration um so größer, je weniger hydrophob der unpolare Anteil des Moleküls ist. Das Innere einer Mizelle befindet sich im flüssigen Aggregationszustand [28]. Der Zustand unterhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration wird durch Messung kolligativer Eigenschaften [29,30] und durch elektrische Leitfähigkeiten [31] charakterisiert. Oberflächenspannungsmessungen legen nahe, daß oberhalb der c.m.c. die Monornerenkonzentration praktisch konstant ist [32]. Die Mizellbildung kann als Bildung einer neuen Phase angesehen werden [33], ohne daß die Aggregationszahl (Anzahl der Monomeren in einer Mizelle) über alle Grenzen wächst. Nichtionogene Tenside weisen eine Besonderheit auf: Bei Temperaturerhöhung wird die Lösung beim überschreiten einer bestimmten Temperatur trüb, d.h. es erfolgt eine Auftrennung der Lösung in zwei flüssige Phasen [34,35]. Bei der Anreicherung der Tensidmoleküle an der Wasseroberfläche bleiben die hydrophilen Gruppen dem Wasser zugekehrt. Durch die Adsorption der Tensidmoleküle an der Grenzfläche wird die Eigenschaft der Grenzfläche entscheidend beeinflußt. Strukturaussagen zu Oberflächenfilmen werden mit der Filmwaage nach LANGMUIR [36-38] erhalten. Aussagen zur Oberflächenkonzentration von Tensiden können aus Oberflächenspannungsmessungen gewonnen werden [3942]. Als direkte Methoden eignen sich die Mikrotom-Methode [43], die Radiotracer-Methode [44-46] und die Ellipsometrie [47-50]. Eine direkte Messung der Oberflächenspannung fester Körper ist unmöglich. Zur Ermittlung adsorbierter Tensidmengen bestimmt man das Tensid quantitativ vor und nach Zugabe des festen Adsorbers [51,52] oder man nutzt die Radiotracer-Methode [53,54] Die Adsorption kann durch eine Reihe empirischer Adsorptionsisothermen beschrieben werden [55,56]. Wegen der Konstitution der Tenside kann die Adsorption nach zwei Mechanismen erfolgen [57-60]: - hydrophobe Wechselwirkung, d.h. die hydrophile Gruppe bleibt dem Wasser zugekehrt und - Anlagerung der hydrophilen Gruppe auf Grund elektrostatischer Wechselwirkungen, d.h. die hydrophoben Reste sind dem Wasser zugekehrt. Bei Erhöhung der Tensidkonzentration kommt es oberhalb einer bestimmten Konzentration zur Ausbildung von Mesophasen [61]. Man versteht darunter Phasen, in denen die einzelnen Aggregate noch als solche erkennbar sind: Aus kugelförmigen Mizellen entstehen z.b. kubische Phasen und aus Oblaten lamellare Phasen [62]. Zur Interpretation von Phasendiagrammen wird auf [63,64] verwiesen. Der Einfluß von Tensiden und ihrer Aggregate auf das Fließverhalten der Lösungen wird in [65,66] diskutiert. Die mizellare Verteilungskurve, d.h. die Konzentration der Aggregate als Funktion der Aggregationszahl, zeigt folgendes Bild [27]: Die Konzentration der Oligomeren nimmt, ausgehend von den Monomeren, mit steigender Aggregationszahl rasch bis zu einem Minimalwert ab, dann wieder bis zu einem Maximalwert zu, um letztlich gegen 0 zu gehen. Eine Störung dieses mizellaren Gleichgewichts durch sprunghafte Änderung eines der äußeren Parameter führt zu einer Neueinstellung des Gleichgewichts für die neuen Bedingungen. Dabei erfolgt die Einstellung der mizellaren Gleichgewichte in zwei zeitlich voneinander getrennten Schritten. Der schnellere ist der Verschiebung der mizellaren Verteilungskurve, d.h. der Änderung der Mizellgröße bei Konstanz der Mizellkonzentration, und der langsamere der Änderung der Mizellkonzentration selbst zuzuordnen [27]. ANIANSSON und WALL [67] leiten für beide Relaxationsprozesse

90 90 theoretische Ansätze ab. Experimentelle Arbeiten weisen die Richtigkeit dieser Vorstellungen nach [68] Analyse von Tensiden Vor dem Einsatz von Tensiden in den Veredlungsprozessen ist es wichtig, diese zu charakterisieren, damit das geeignete zur Anwendung kommt. Ferner ist es von Bedeutung, die Konzentration der Tenside sowohl während, als auch nach dem Prozess zu erfassen, um Rückschlüsse auf ihren Einfluß, die benötigte Einsatzmenge etc. zu ziehen. Nicht zuletzt interessiert auch die Art und Menge der Tenside auf der farbfertigen und gefärbten Ware, da vielfach das färberische Verhalten bzw. Gebrauchseigenschaften des Textilgutes dadurch beeinflußt werden. Die Analytik, die diese Charakterisierung und Quantifizierung der Tenside ermöglicht, soll deshalb unter folgenden Gesichtspunkten unterteilt werden: - Analyse in Substanz - Analyse in der Flotte - Analyse auf der Faser Analyse in Substanz Bei den in der Textilindustrie eingesetzten Tensiden, die als Textilhilfsmittel von verschiedenen Herstellern angeboten werden, ist normalerweise eine Charakterisierung nicht notwendig. Aus den Merkblättern der einzelnen Hilfsmittel geht meistens deren chemische Basis, Ionogenität, Konzentration etc. hervor. In einzelnen Fällen kann es jedoch notwendig sein, das Hilfsmittel zu analysieren, um Vergleiche mit anderen, ähnlich wirksamen Handelsprodukten anstellen zu können. Je nach Problem wird ein Tensid unter folgenden Merkmalen zu charakterisieren sein: - Ionogenität - Allgemeine chemische Konstitution - Menge an wirksamer Substanz. In den meisten Fällen reicht diese Charakterisierung aus. In besonderen Fällen wird jedoch auch eine weitergehende Analyse notwendig sein. Diese umfaßt dann z.b. die Bestimmung - des hydrophoben Rests - des Ethoxylierungsgrads - der Heteroelemente - der Nebenprodukte etc. Ionogenität: Zur Feststellung der Ionogenität wird meist eine der folgenden Methoden angewandt: a) Fällung mit entgegengesetzt geladenem Tensid Eine stark verdünnte Lösung des zu untersuchenden Tensids (ca. 0,01 %ig) wird mit einer ca. 0,1 %igen Lösung eines anionaktiven bzw. kationaktiven Tensids versetzt und aufgrund der entstehenden Fällung der Trübung als ein kationaktives bzw. anionaktives Tensid identifiziert. Die

91 91 Identifizierung nach dieser Methode ist jedoch nicht immer eindeutig, da die Fällungsreaktion in einigen Fällen von der Konzentration oder von dem ph-wert abhängt. Die Ursachen für dieses Verhalten werden in [69] ausführlich diskutiert. b) Bildung von Farbstoffkomplexen: Für den Nachweis werden zwischen dem zu untersuchenden Tensid und einem anionaktiven bzw. kationaktiven Farbstoff Komplexe gebildet und über die Löslichkeit dieses Komplexes in einem organischen Lösemittel und die entstandene Farbe die Ionogenität bestimmt. Als wichtigste Vertreter solcher komplexbildender Farbstoffsysteme sind zu nennenz - Hering-Indikatormischung Dimidiumbromid-Disulfinblau bei ph 1 und ph 11 und Chloroform als organische Phase. - Farbstoffmischung Methylenblau-Brenzcatechinviolett und Petrolether als organische Phase. Eine ausführliche Beschreibung dieser Methoden ist in folgenden Monographien zusammengestellt [69-72]. c) Elektrophorese: Aufgrund unterschiedlichen Wanderungsverhaltens im elektrischen Feld lassen sich die Tenside mit Hilfe der Elektrophorese in die Stoffklassen anionisch, kationisch, amphoter und nichtionisch trennen [73]. Allgemeine chemische Konstitution: Eine der wichtigsten und schnellsten Methoden zur Bestimmung der allg. chemischen Konstitution von Tensiden stellt die Infrarotspektroskopie dar. Vergleichspektren hat HUMMEL [69] zusammengestellt. Mit der Computertechnik ist man in der Lage, auch komplexe Spektren von Tensidgemischen in die Spektren der Komponenten aufzulösen und diese zu identifizieren [72]. Für eine weitere Charakterisierung des durch Infrarotspektroskopie identifizierten Tensids eignen sich elektrophoretische und dünnschichtchromatographische Methoden [73-76]. Menge an wirksamer Substanz: Die einfachste Methode zur Bestimmung der Menge an wirksamer Substanz stellt bei vielen Tensiden, die als wäßrige Lösungsmittel vorliegen, die Verdampfung des Lösemittels und anschließende Rückwaage des übrig gebliebenen Tensids dar. Die Bestimmung des Wassergehaltes kann auch z.b. durch eine KarlFischer-Titration oder gaschromatographisch erfolgen. Mit Hilfe der Gaschromatographie können neben Wasser auch evtl. anwesende organische Lösungsmittel quantitativ bestimmt werden. Es wird auch die Xyloldestillationsmethode zur Bestimmung des Wassergehaltes herangezogen [69]. Ein weiterer Weg zur quantitativen Analyse von Tensiden beruht auf deren chemischen Reaktionen oder physikalisch-chemischen Eigenschaften, die vielfach auch zum qualitativen Nachweis dieser Tenside dienen. Einige dieser Methoden sind: - Fällung mit entgegengesetzt geladenen grenzflächenaktiven Ionen und Bestimmung des Endpunktes mit einem Farhindikator, durch das Maximum der Trübung oder eine andere physikalisch-chemische Größe. Hierzu gehören z.b. die Trübungstitration und die Zweiphasentitration. - Herstellung von Farbsalzen bzw. farbigen Komplexen mit Farbstoffen der komplexen anorganischen Ionen und anschließende photometrische Bestimmung.

92 92 - Trennung der Tensidkomponenten durch Ionenaustausch oder selektive Lösemittel und anschließende Gravimetrie. - Definierter Abbau und quantitative Bestimmung charakteristischer Abbauprodukte. - Direkte photometrische Bestimmung im UV oder IR. Welche der o.g. Methoden zur Anwendung kommt, hängt von dem chemischen Aufbau des jeweiligen Tensids sowie von der zu bestimmenden Menge ab. Eine ausführliche Beschreibung der tensidspezifischen Methoden und eine Zusammenstellung der Methoden geben HUMMEL [69], WICKBOLD [77], SCHÖNFELDT [8] und ROSEN et al [70]. Für die Textilindustrie interessierende Methoden sind von AGSTER [71] zusammengestellt. Nach einer Erkennung der allgemeinen chemischen Konstitution und der chemischen Gruppenzugehörigkeit kann in Einzelfällen eine detaillierte Analyse der Bausteine notwendig sein. Für diese Bausteinanalyse können sowohl die allgemein chemischen Methoden, als auch verschiedene physikalisch-chemische Methoden angewandt werden. Nach einer Hydrolyse oder einem definierten chemischen Abbau und einer evtl. Derivatisierung werden folgende Methoden eingesetzt: - Infrarotspektroskopie - Dünnschichtchromatographie - Hochdruckflüssigkeitschromatographie - Gaschromatographie - Polarographie - Photometrie etc. Es ist hier nicht möglich, die zahlreichen Analysentechniken und deren Vorund Nachteile aufzuführen. Für ein eingehendes Studium sei deshalb auf folgende Monographien und Periodika verwiesen [8,69-72,74,77,8,78-80]. Trennung von Tensidgemischen In den Handelsprodukten liegen meistens Tensidgemische vor. Vor einer qualitativen oder quantitativen Analyse nach einer der bisher aufgeführten Methoden müssen diese Gemische in Fraktionen zerlegt werden. Die Trennung erfolgt z.b. durch Lösemittelextraktion, Adsorptionschromatographie, Ionenaustausch oder andere geeignete Methoden [69-72] Analyse in der Flotte Um den Einfluß von Tensiden in wäßrigen Flotten studieren zu können, ist es wichtig, besonders die Tensidkonzentration der Flotten zu verschiedenen Zeiten eines Prozesses zu erfassen. Ferner ist es auch von Bedeutung, die qualitative Zusammensetzung der eingesetzten Tenside zu kontrollieren, um Rückschlüsse auf deren Verhalten hinsichtlich Adsorption, Diffusion etc. ziehen zu können. Dies ist besonders bei den Ethylenoxidaddukten der Fall, da diese Tenside als Homologengemische vorliegen. Da die Flotten, je nach den Veredlungsprozessen eines oder mehrere Tenside enthalten können, muß der Analysengang den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Erschwerend kommt hinzu, daß die Flotten andere Komponenten wie Farbstoffe, vom Textilgut abgelöste Verunreinigungen etc. enthalten können. Die Analyse der Tenside in den Flotten läßt sich im Grunde genommen mit den gleichen Methoden durchführen wie unter Punkt 3.1 aufgeführt. Ob für

93 93 die Analyse das Tensid aus der Flotte z.b. auf extraktivem oder adsorptivem Wege isoliert werden muß, hängt davon ab, inwieweit die übrigen Komponenten die Analysenmethode beeinflussen. Die Auswahl der Bestimmungsmethode ist ihrerseits von der zu bestimmenden Konzentration abhängig. Es gibt relativ wenig Arbeiten, die sich direkt mit der Analyse von Tensiden in Veredlungsflotten befassen [81-84]. Von Ausnahmen abgesehen werden hierin die üblichen physikalischen bzw. physikalisch-chemischen Methoden beschrieben. Die Ausnahme bildet die radiometrische Analysentechnik, wobei speziell z.b. 14C-markierte Tenside zum Einsatz kommen [81]. Eine Vielzahl der Publikationen befaßt sich mit der Spurenanalytik von Tensidresten im Wasser und Abwasser. Als Beispiele seien Arbeiten von KUPFER [85], KUNKEL [86] und LINHART [87] genannt Analyse auf der Faser Die Analyse der Tenside auf der Faser, sei es auf der Rohware, auf der farbfertigen Ware oder auf der Fertigware, hat in der Textilindustrie eine besondere Bedeutung. Diese Bedeutung ist darauf zurückzuführen, daß die vor oder nach einem Veredlungsprozeß auf dem Textilgut anwesenden Tenside in den nachgelagerten Prozessen oder im Gebauch zu Problemen führen können [88]. Die quantitativen Bestimmungsmethoden basieren auf Gravimetrie, Photometrie, Refraktometrie bzw. verschiedenen chromatographischen Verfahren, wobei die gravimetrische Methode, obgleich unspezifisch, am häufigsten durchgeführt wird. Hierfür wird das Textilgut mit einem geeigneten Lösungsmittel extrahiert und nach Abdampfen des Lösungsmittels der Rückstand gewogen. Eine selektive Bestimmung von Tensidgemischen erfordert entweder eine Fraktionierung des Extraktes oder eine sukzessive Extraktion mit Lösungsmitteln steigender Polarität. Bei der Extraktion werden oft andere, nicht tensidische Faserbegleitstoffe mitextrahiert. So werden z.b. bei Polyesterfasern, je nach Lösungsmittel, unterschiedliche Mengen an Oligomeren im Extrakt vorliegen, die dann gesondert nach anderen Methoden bestimmt werden müssen [89]. Nach Fraktionierung der Extrakte werden die einzelnen Fraktionen meist infrarotspektroskopisch oder dünnschichtchromatographisch untersucht. Für eine quantitative Analyse werden Photometrie, Refraktometrie, Polarographie, Hochdruckflüssigkeitschromatographie, Gaschromatographie und Radiometrie etc. herangezogen [81,88-92]. Eine direkte Bestimmung ohne vorherige Extraktion kann nach Erzeugung bestimmter Farbstoff-Tensid-Komplexe auf dem Textilgut auf photometrischem Wege vorgenommen werden [91]. Für einen qualitativen Nachweis von Tensiden auf ungefärbter Ware eignen sich je nach der Ionogenität des Tensids bestimmte Farbstoffe oder Substanzen, die mit dem Tensid farbige oder fluoreszierende Verbindungen erzeugen [93,94]. Bei gefärbter oder z.t. auch ausgerüsteter Ware sind entsprechende Extrakte zu untersuchen Anwendungen Netzen [95-97] Beim Netzen eines Textilgutes wird eine neue Grenzfläche zwischen Fasern und Flotte gebildet. Man unterscheidet die Immersionsbenetzung (der Festkörper wird vollständig eingetaucht), die Adhäsionsbenetzung (der Festkörper schwimmt auf der Flotte) und die Spreitungsbenetzung (die Flotte spreitet auf dem Festkörper).

94 94 Das Textilgut enthält Kapillaren mit wechselndem Querschnitt, die beim Eintauchen in eine Flotte vielfach auch nur, z.t. gefüllt werden, so daß insbesondere die Spreitungsbenetzung berücksichtigt werden muß, bei der zur Grenzfläche zwischen Fasern und Flotte auch noch zusätzliche Grenzfläche zwischen Luft und Flotte geschaffen wird. Ein Maß für die Netzfähigkeit in einem gegebenem System ist die Benetzungsspannung j, die sich aus der Differenz der Oberflächenspannung des Festkörpers YS und der GrenzflächenSpannung YSL zwischen Festkörper und Flüssigkeit ergibt: (1) J = Y S - Y SL Eine Tensidadsorption an der Grenzfläche zwischen Festkörper und Flüssigkeit erniedrigt die Grenzflächenspannung Y SL, so daß die Benetzungsspannung erhöht und somit der Körper leicher benetzt wird. Eine Erniedrigung der Oberflächenspannung der Flüssigkeit führt andererseits aber auch zu einer Erniedrigung der Benetzungsspannung. Die aufzubringende Benetzungsarbeit hängt vom Benetzungstyp ab. Bei der Immersionsbenetzung entspricht die flächenspezifische Benetzungsarbeit W i der Benetzungsspannung j, da der Körper vollständig benetzt wird und die Flottenoberfläche konstant bleibt: (2) - W i = j Bei der Adhäsionsbenetzung entspricht die flächenspezifische Benetzungsarbeit Wa der Summe aus Benetzungsspannung und Oberflächenspannung der Flotte Y L, da freie Flüssigkeitsoberfläche verschwindet: (3) Bei der Spreitungsbenetzung entspricht die flächenspezifische Benetzungsarbeit WS der Differenz aus Benetzungsspannung j und Oberflächenspannung Y L der Flotte, da freie Flüssigkeitsoberfläche gebildet wird: (4) Eine Tensidzugabe zur Flotte erhöht die Benetzungsspannung und erniedrigt die Oberflächenspannung der Flotte, so daß im Fall der Spreitungsbenetzung beide Größen gleichsinnig wirken und die spez. Benetzungsarbeit erniedrigt wird. Eine vollkommene Benetzung ist nur bei spontaner Spreitung der Flüssigkeit über die Festkörperoberfläche möglich, d.h. die Summe aus Grenzflächenspannung Y SL zwischen Faser und Flotte und Oberflächenspannung Y L der Flotte muß kleiner sein als die Oberflächenspannung Y S der Fasern. Das ist vor allem bei Klotzprozessen wichtig, damit auch die freistehenden Fasern benetzt werden, um einen Grauschleier zu verhindern [96]. Man kann ein Textilgut als ein System miteinander verbundener Kapillaren unterschiedlichen Druckmessers auffassen. Die Geschwindigkeit des Eindringens einer durch die Viskosität n und die Oberflächenspannung Y L gekennzeichneten Flotte in eine horizontale Kapillare mit dem Radius

95 95 r läßt sich für den Fall, daß die Benetzungsspannung größer als die Oberflächenspannung der Flotte ist, nach WASHBURN wie folgt angeben [97,98]: (5) Demnach ist der zur Zeit t zurückgelegte Weg der Flotte im Textilgut durch Gleichung (6) bestimmt: (6) Bei unvollständiger Benetzung ist an die Stelle der Oberflächenspannung der Flotte die Benetzungsspannung zu setzen. Beim Tauchen muß das Netzmittel in erster Linie die Grenzflächenspannung zwischen Fasern und Flotte herabsetzen, da sich bei niedriger Oberflächenspannung der Flotte leicht Luftblasen bilden. Bei unvollständiger Netzung wird Luft im Textilgut eingeschlossen. Daher nutzt man auch die Geschwindigkeit des Entweichens der Luft als Testmethode für Netzmittel. Gemessen wird dabei das scheinbare spez. Gewicht der Probe unter Flotte oder die Zeit zwischen Tauchen und Absinken einer Probe unter Flotte [99]. Die Probe sinkt in der Flotte, wenn ihr scheinbares spez. Gewicht durch Entweichen von Luftblasen größer wird als das spez. Gewicht der Flotte. Weitere Methoden zur physikalischchemischen Kennzeichnung von Netzmitteln werden beispielsweise in [96, ] beschrieben. Das Wachstum der eingeschlossenen Blasen ist geschwindigkeitsbestimmend für die vollständige Netzung des Materials. Nach LAPLACE herrscht in der Blase ein Überdruck: (7) Bei gegebenem hydrostatischen Druck bestimmt somit die Oberflächenspannung der Flotte die Blasengröße. Bei kleiner Oberflächenspannung ist auch die Blasengröße klein und damit die Steiggeschwindigkeit der Blasen in der Flotte gering. Die Steiggeschwindigkeit der Blasen in der Flotte wird zudem noch durch den umgekehrten "Marangoni-Effekt" reduziert, der bei einer Strömung längs einer Oberfläche ein Gefälle der Oberflächenspannung erzeugt [95]. Wenngleich die Gleichgewichtseinstellung in der Grenzfläche oberhalb der kritischen Mizellbildungskonzentration des Tensids in der Flotte verhältnismäßig schnell erfolgt, so sind im realen Fall doch die dynamischen Grenzflächenspannungserscheinungen zu berücksichtigen, insbesondere bei geringen Tensidkonzentrationen und der Anwesenheit stark oberflächenaktiver Verunreinigungen [104]. Die Größe des dynamischen Effektes, d.h. die Abweichung der

96 96 dynamischen Grenzflächenspannung vom Gleichgewicht, hängt von der Geschwindigkeit der Verformung der Grenzfläche ab [105]. Diese Effekte sind mittelbar über die Druckdifferenz beim netzenden Durchströmen eines Textilgutes mit Flotte meßbar. Wie Versuche mit vorgenetzten Proben zeigen, hängen die Durchnetzungswiderstände erwartungsgemäß vor allem von Faseroberflächen-Eigenschaften ab und weniger von der Konstruktion der Flächengebilde, die aber den Durchströmungswiderstand bestimmt [106]. In einem dynamisch sich verändernden System ist die Verdrängungsgeschwindigkeit der Luft aus einer Kapillare proportional zur Benetzungsgeschwindigkeit, wobei auch der Strömungswiderstand der Kapillare berücksichtigt werden muß der umgekehrt proportional zur Viskosität der Flotte ist, so daß eine vorgeheizte Ware und eine heiße Flotte sich günstig auf die Durchnetzung auswirken. Das Vorheizen der Ware verringert zudem die in ihr eingeschlossene Luftmenge [107]. Eine Vergrößerung der benetzten Oberfläche bewirkt bei ungenügender Nachlieferung der an der Oberfläche adsorbierten Tensidmoleküle eine Erniedrigung der Benetzungsspannung. Die Nachlieferung der Tensidmoleküle gehorcht den Diffusionsgesetzen, so daß auch aus diesem Grunde eine hohe Flottentemperatur das Netzen begünstigt. Eine Netzmittellösung netzt um so langsamer aber auch um so gründlicher, je verdünnter sie ist [96]. Besonders gute Netzeigenschaften haben Tenside, die einen möglichst sperrigen Aufbau der Molekel mit innenständigen hydrophilen Gruppen und endständigen verzweigten hydrophoben Gruppen haben [108]. Es sind dies vor allem Aniontenside wie Diisobutyl-Naphthalinsulfonsäuren [109], Sulfobern-steinsäuredioctylester [110] und räumlich ähnlich aufgebaute Verbindungen [13,96,111]. Nichtionogene Tenside zeigen i.a. geringere Netzwirkung, sie werden jedoch aus Gründen der Verträglichkeit mit anderen Hilfsmitteln und mit Farbstoffen häufig eingesetzt. Das Optimum der Netzwirkung hängt dabei von dem Ethoxylierungsgrad ab und liegt z.b. bei den Dodecylpolyglykolethern bei 6 Mol Ethylenoxid pro Mol Alkohol [108] und bei Nonylphenolpolyglykolethern bei 10 EO-Einheiten [13]. Alkylpolyglykolether werden mit Propylenoxid umgesetzt und dabei schaumarme Produkte mit gesteigerter Netzgeschwindigkeit erhalten [112]. Sehr häufig werden modifizierte nichtionogene Tenside eingesetzt, bei denen das freie Ende der EO-Kette mit Schwefelsäure, Phosphorsäure oder einer Oxycarbonsäure umgesetzt ist und somit Aniontenside erzeugt wurden [10]. In praxi werden häufig Mischungen verschiedener Tenside eingesetzt, um ein möglichst abgerundetes Eigenschaftsspektrum zu erhalten [96]. Hierbei sind je nach Einsatzgebiet z.b. zu berücksichtigen: Säure- und Alkalistabilität, Löslichkeit bei Gegenwart mehrwertiger Kationen, Netzwirkung in Abhängigkeit vom Salzgehalt der Flotten, Verträglichkeit mit Farbstoffen und Enzymen, Schaumfreiheit, Einfluß auf Farbechtheiten, thermisches Verhalten, Geruch, Toxizität, biologische Abbaubarkeit, Dispergier-, Egalisier- und Farbstofflösevermögen sowie das Wiederbenetzungsvermögen nach Trocken- und Thermofixierprozessen und die Auswaschbarkeit. Die Wiederbenetzbarkeit spielt eine besondere Rolle bei Polyesterwaren im Zusammenhang mit einer beständigen Hydrophilierung mit Tensiden [113,114], bei Klotzf ärbungen [115] und im Zusammenhang mit der Bedruckbarkeit [116]. Das Wiederbenetzungsvermögen nach Einsatz eines nichtionischen Tensids hängt u.a. von der Trocknungstemperatur und der Länge der EO- Kette ab [13]. Nach SCHWARTZ und PERRY [117] sollen Wiederbenetzer nach dem Trocknen eine gelartige oder amorphe Schicht auf der Faseroberfläche ausbilden, da bei Tensidkristalliten aus thermodynamischen Gründen der hydrophobe Teil nach außen gerichtet ist Emulgieren und Dispergieren

97 97 Die Anwendung von Tensiden in der Textilveredlung und -erzeugung ist außerordentlich vielseitig. Nach HEUSCH [118] erstreckt sie sich hauptsächlich auf folgende Gebiete: 1. Vorbehandlungsmittel von Fasern, 2.. Spinnpräparationen und Textilschmälzen, 3. Färbereihilfsmittel, 4. Avivagen, 5. Hydrophobiermittel, 6. Hilfsmittel für den Druck, 7. Antistatika, 8. Beflockungs- und Beschichtungsmittel. Nach HEUSCH [118] werden im Bereich der Textilerzeugung und -veredlung als Emulgator Phosphate von Alkoholen, Fettsäureester des Glycerins und Sorbits sowie deren Polyglykolether, Phosphorsäureester und ihre Oxethylierungsprodukte und weiterhin Fettsäurealkanolamide und ihre Polyglykolether sowie sulf atierte Polyglykolether und -ester eingesetzt. Weiter finden Anwendung Umsetzungsprodukte des Ethylenoxids mit Alkoholen, Fetten, Fettsäuren und Alkylphenolen und Gemischen aus Alkylbenzolsulfonaten und oxethylierten Glyceriden und Sorbiden. Meistens kommen aber komplizierte Emulgatorgemische zum Einsatz [119,120]. Färbeprozesse bedienen sich in vielfältiger Art und Weise Netz- und Dispergiermitteln. Bei der Carrierfärbung von Polyesterfasern werden Emulgatormischungen des Monoethanolamin- oder Calziumsalzes der Alkylbenzolsulfonsäure mit Polyglykolethern von Alkoholen, kondensierten Phenolen oder Fettsäurealkanolamiden eingesetzt [121], darüber hinaus Mischungen von Nonylphenolpolyglykolethern mit deren Sulf atierungs- oder Phosphatierungssprodukten [122]. Flüssige Farbstofformulierungen enthalten neben Lösungsmitteln, wie Ethylenglykol, Propylenglykol oder Essigsäure oft Netzmittel und Emulgatoren: Nichtionogene Emulgatoren, vor allem Polyglykolether neben aliphatischen Sulfonaten und Sulfaten [118]. Für Nähgarne werden Paraffinemulsionen mit kationischen Emulgatoren verwendet [123]. Für Hydrophobierungen werden Paraffin-, Wachs-, Polyethylen- oder Siliconemulsionen verwendet [124,125]. Weiter finden neben Polyglykolethern Zusätze von anorganischen Oxidhydraten und Aluminiumsalzen sowie von Schwermetallsalzen der Fettsäure wie Zirkonstearat Verwendung [119]. Beim Textildruck werden Lösungsvermittler, Verdickungs-, Dispergier- und Emulgiermittel zur Herstellung der Druckpaste eingesetzt [126]. Es sind hier sowohl O/W - als auch W/0 - Emulsionen üblich. Zum Einsatz kommen hierbei Emulsionen aus Naturprodukten aber auch synthetische Latices [118]. Bei der Emulgatorenauswahl ist auf die Eigenschaften des zu bedruckenden Materials Rücksicht zu nehmen. Praxisüblich sind Polyglykolether von verzweigten Alkoholen oder kondensierten Phenolen. Als Klotzhilfsmittel kommen natürliche Verdickungsmittel, z.b. Alginate und Johannisbrotkernmehl, und als Emulgatoren anionenaktive Sulfonate oder Sulfate sowie nichtionogene Polyglykolether zum Einsatz [118]. Ein Tensidzusatz zu Antistatika [127] vermindert durch deren Fettreste die Reibung und wirkt einer Aufladung entgegen. Darüber hinaus wird durch die Solvatation der polaren Gruppen die Leitfähigkeit an der Faseroberfläche erhöht [118]. Zum Einsatz kommen [118]: Alkali- oder

98 98 Aminsalze von sulf atierten Fetten, Ölen, Alkylsulf aten und Alkansulfonaten, Ethoxylierungsprodukte von Fettalkoholen, Alkylphenolen, Fettsäuren, Fettsäureamiden und Alkanolamiden, Fettamine und Ester der Phosphorsäure mit Fettalkoholen oder ethoxylierte Fettalkohole [118]. Ebenso sind kationische Produkte im Einsatz. Als Beflockungs- oder Beschichtungsmittel oder als Verbundstoffe werden in der Regel 0/W- Emulsionen eingesetzt [128]. Die Grundlagen zur Emulgierwirkung von Tensiden sind von HEUSCH [129] abgehandelt Egalisieren Das zentrale Problem des Färbers ist die Egalisierung. Unter "Egalisierung" versteht man eine gleichmäßige Verteilung des Farbstoffes in und auf dem Textilgut; d.h. eine egale Färbung weist an allen Stellen eines Textilgutes die gleiche Farbtiefe im gleichen Farbton bei gleicher Brillianz auf [52]. Die Egalität steht in einem sehr engen Zusammenhang mit der Färbezeit und deshalb mit der Wirtschaftlichkeit des Färbeprozesses. Sie ist an sich jedoch keine Meßgröße. Was man messen kann, ist die Unegalität, die sich in Konzentrationsunterschieden oder Farbabständen ausdrücken läßt. Die Egalität ist demnach der Zustand, in dem die Unegalität gleich Null ist [130]. Die Egalisiermittel sind dazu bestimmt, eine gleichmäßige Anf ärbung des Textilgutes zu fördern. Bei dem Versuch, die Vielzahl der auf dem Markt befindlichen Egalisiermittel systematisch zu ordnen, kann man je nach der Fragestellung verschiedene Prinzipien herausstellen. Nach LANGMANN [131] ist die Aufschlüsselung nach speziellen physikalisch-chemischen Eigenschaften vorteilhaft, aus denen sich das Verhalten der Produkte in. wäßriger Lösung voraussagen läßt. Danach wird die folgende Einteilung vorgeschlagen: - Grenzflächenaktive Substanzen und - Produkte mit Lösungsmitteleigenschaften. ROKOHL [132] ordnet dagegen die Egalisiermittel in erster Linie je nach Färbeprozeß nach folgenden Gesichtspunkten ein: - farbstoffaffine, - faseraffine und - indifferente Egalisiermittel. Es ist jedoch auch möglich, die Egalisiermittel nach deren Einfluß auf den Aufziehvorgang zu unterscheiden: - die Färbegeschwindigkeit wird beeinflußt, - das Färbegleichgewicht wird beeinflußt, wobei in der Praxis beide Vorgänge gleichzeitig auftreten können. Da für die Unterscheidung eine genaue Kenntnis der speziellen Färbemechanismen notwendig ist, eignen sich diese Gesichtspunkte für die Einteilung der Egalisiermittel weniger gut [131]. Trotz dieser Vielfalt von Einteilungsmöglichkeiten hängt der Einfluß von Egalisiermitteln auf die Farbgebung von der jeweiligen Faserart, Farbstoffklasse und den Parametern des Färbeprozesses (wie z.b. ph-wert, Temperaturführung etc.) ab. Deshalb wäre es an sich zweckmäßig, den Einfluß dieser Hilfsmittel in Zusammenhang mit den einzelnen Faserarten und in Verbindung mit der jeweiligen Farbstoffklasse zu diskutieren. Das würde jedoch den Rahmen dieser Recherche

99 99 sprengen. Aus diesem Grund soll in diesem Kapitel die Beeinflussung des Färbevorgangs nur global diskutiert werden. Dabei sollen die Zusammenhänge zwischen Hilfsmittel, Faser und Farbstoff nur bei spielhaft erläutert werden. Dazu wird zunächst der Färbevorgang und danach der Einfluß der Egalisiermittel betrachtet. Färbevorgang: In welchem Stadium des Färbevorgangs und auf welche Weise das Egalisiermittel eingreifen kann, hängt von den Einzelheiten des Färbevorgangs ab. Deshalb ist die Kenntnis des Färbemechanismus von besonderer Bedeutung. Nach LOCK [1331 läßt sich der Färbeprozess als das Ergebnis des Ablaufs mehrerer gekoppelter Vorgänge auffassen, von denen jeder thermodynamisch als Gleichgewichtseinstellung formuliert werden kann. Dies bezieht sich in der Hauptsache auf die erste Stufe des Färbeprozesses, d.h. den Übergang des Farbstoffes aus der Flotte an die Faseroberfläche. Gleichzeitig treten weitere Prozesse auf, wie die Hydratation des Farbstoffs, Ionisation des Farbstoffs und die Assoziation des Farbstoffs mit sich selbst. Besonders die Assoziation der Farbstoffmolekble kann auf die Färbegeschwindigkeit und auf das Färbegleichgewicht zurückwirken. Hier besteht nun die Möglichkeit des Eingriffs von außen durch den Zusatz von Egalisiermitteln. Dabei kann das Egalisiermittel einerseits mit dem Farbstoff in Reaktion treten (farbstoffaffin) oder auf die Faser aufziehen (faseraffin) und damit mit dem Farbstoff in Konkurrenz treten. Die Abläufe dieser Reaktionen hängen nicht nur von der Temperatur und der Farbstoffbzw. Egalisiermittelkonzentration, sondern auch von deren speziellen Eigenschaften ab. Die zweite Stufe des Färbevorgangs, nämlich der Übergang des Farbstoffs von der Faseroberfläche in das Faserinnere, ist durch Egalisiermittel nur indirekt zu beeinflussen. Die Diffusion des Farbstoffs in das Faserinnere wird i.a. als geschwindigkeitsbestimmender Schritt des Färbevorgangs angesehen [ Da aber die Diffusionsgeschwindigkeit auch vom Gradienten des chemischen Potentials und damit von der adsorbierten Farbstoffmenge abhängt, ist letztendlich die erste Stufe des Färbeprozesses auch in diesen Fällen im Hinblick auf die Egalität von besonderer Bedeutung. Beeinflussung durch Tenside: Ein egaler Farbausfall wird einerseits von der Aufziehgeschwindigkeit des Farbstoffes und andererseits von der Migration des Farbstoffes von dunkler zu heller gefärbten Stellen des Textilgutes bestimmt. Somit kann ein egaler Farbausfall durch eine Steuerung des Färbeprozesses in der Weise erzielt werden, daß der Farbstoff entweder nicht zu rasch und damit von Anfang an egal aufzieht, oder aber durch einen Ausgleich durch Migrieren des unegal aufgezogenen Farbstoffs. In den meisten Fällen wird jedoch ein Kompromiß zwischen diesen beiden Möglichkeiten gewählt. Die Steuerung des Färbeprozesses kann z.b. durch bestimmte Temperaturführung, durch Änderung des phwertes der Flotte etc. in erster Linie aber durch Egalisiermittel vorgenommen werden. Somit müssen die Egalisiermittel einerseits das Aufziehen der Farbstoffe verzögern und/oder andererseits das Ausgleichen des einmal aufgezogenen Farbstoffes fördern. Es gibt jedoch auch Egalisiermittel, die die Aufziehgeschwindigkeit erhöhen, was bei den Färbebeschleunigern (Carrier) der Fall ist. Auf diesen speziellen Egalisiermitteltyp soll in dieser Recherche nicht näher eingegangen werden, da es sich dabei um ausgesprochene Nichttenside handelt.

100 100 Das Aufziehen des Farbstoffs kann durch Zusatz sowohl faseraffiner als auch f arbstoffaffiner Egalisiermittel beeinflußt werden. Welcher Typ von Egalisiermittel zum Einsatz kommt, hängt von der jeweiligen Faserart, Farbstoffklasse und dem Färbeverfahren ab. Die faseraffinen Egalisiermittel, blockieren die aktiven Gruppen des Fasermaterials, so daß sie mit den Farbstoffen in Konkurrenz treten. Aufgrund ihrer höheren Diffusionsgeschwindigkeit und geringeren Faseraffinität werden sie in Abhängigkeit von der Färbezeit und Temperatur durch den Farbstoff verdrängt, bis der gesamte Farbstoff von der Faser aufgenommen ist [131,132]. LANGMANN [131] unterscheidet die an sich sehr differenzierten Arten von Faser-Farbstoff- Bindungen in zwei Gruppen: a) Aufnahme des Farbstoffs in chemischer Reaktion mit Sättigungscharakter und b) unstöchiometrische Farbstoffaufnahme durch Lösung oder Adsorption. Zur ersten Gruppe, wobei eine Salzbildung eintritt, zählt die Färbung der Wolle mit Säurefarbstoffen, sowie die Färbung von Polyacrylnitrilf asern mit basischen Farbstoffen. Die Wirkung eines f aseraffinen Egalisiermittels ist hierbei darauf beschränkt, mit dem Farbstoff um die verfügbaren aktiven Gruppen zu konkurrieren. Dabei wird zwischen einer nur vorübergehenden Besetzung dieser Gruppen und damit der Beeinflusung der Färbegeschwindigkeit oder einer permanenten Blockierung der Faser durch das Egalisiermittel und damit auch der Beeinflussung des Gleichgewichts der Farbstoffaufnahme unterschieden. Die zweite Gruppe beinhaltet die Aufnahme von Dispersionsfarbstoffen durch Acetat- bzw. Polyesterfasern und ferner auch die Aufnahme von Substantivfarbstoffen durch Cellulosef asern. Da die faseraffinen Egalisiermittel nicht in gleicher Weise substantiv sind wie Farbstoffe, beruht ihre Aufnahme durch die Faser im ersten Schritt auf ihrer Grenzflächenaktivität, welche die Adsorption an der Faseroberfläche bewirkt und im zweiten Schritt auf ihrer Reaktion mit den aktiven Gruppen der Faser. Aus diesem Grund gibt es für diese zweite Gruppe kaum faseraffine Egalisiermittel. Die Färbung von Polyamidfasern mit Säurefarbstoffen läßt sich als Überlagerung der Gruppen a) und b) auffassen. Hier kann sowohl die salzartige Bindung des Farbstoffes an den aktiven Gruppen, als auch die Lösung des Farbstoffs in der Faser erfolgen. Als faseraffine Egalisiermittel beim Färben von Wolle bzw. Polyamidfasern mit Säurefarbstoffen werden anionaktive Tenside eingesetzt. Diese Tenside verhalten sich wie Säurefarbstoffe und ziehen auf die Faser auf. Im Falle von Polyamidfasern hat EGLI [135] aufgezeigt, daß solche Egalisiermittel nur mit einer sorgfältigen Auswahl besonders geeigneter Farbstoffe zu guten Ergebnissen führen. So muß bei hochaffinen Farbstoffen das Material mit dem Egalisiermittel vorbehandelt werden. Bei der anschließenden Färbung wird das Egalisiermittel durch den Farbstoff aus der Faser verdrängt und so eine Egalisierung erzielt. Bei den Farbstoffen, die eine 'ähnliche Affinität wie das Egalisiermittel aufweisen, wird dagegen die Färbung direkt unter Zusatz von beiden Partnern begonnen. Je geringer die Farbstoff affinität, um so mehr wird die Färbegeschwindigkeit und in manchen Fällen das Färbegleichgewicht beeinflußt. Auch bei einer nachträglichen Egalisierung von unegalen Färbungen mit faseraffinen Egalisiermitteln hängt die Wirkung von der Affinität der Farbstoffe ab. So zeigen diese Egalisiermittel bei Färbungen mit hochaffinen Farbstoffen keinen Egalisiereffekt. Bei solchen mit Farbstoffen ähnlicher Affinität wie das Egalisiermittel, erfolgt durch Austausch von Farbstoff- gegen

101 101 Hilfsmittelanion eine Migration und damit eine Egalisierung. Dagegen erfolgt bei Farbstoffen mit geringerer Affinität zwar ein Ausgleich, jedoch wird hierzu ein starker Abzieheffekt erzielt. Beim Färben von Polyacrylnitrilfasern mit basischen Farbstoffen werden faseraffine Egalisiermittel eingesetzt, die man als "Retarder" bezeichnet. Bei diesen Mitteln handelt es sich um kationaktive Verbindungen, welche die anionischen Gruppen der Polyacrylnitrilf asern besetzen und so das Aufziehen des kationischen Farbstoffes verzögern. Es gibt je nach dem chemischen Aufbau permanent wirksame bzw. temporär wirksame Retarder, die während des gesamten Färbeprozesses bzw. nur in der Aufziehphase eine Verzögerung bewirken [136,137]. Die Beeinflussung der Färbegeschwindigkeit kann auch durch farbstoffaffine Egalisiermittel bewirkt werden. Nach ROKOHL [132] wirken diese Egalisiermittel in der Art, daß sie in ihrer Stabilität von der Temperatur mehr oder weniger abhängige Anlagerungsverbindungen mit dem Farbstoff bilden, welche bei tieferen Temperaturen an der Faseroberfläche adsorbiert werden. Bei Temperaturerhöhung diffundiert der Farbstoff aus diesen Anlagerungsverbindungen in das Faserinnere und das freigewordene Egalisiermittel wird wieder an die Farbflotte abgegeben. Nach LUCK [133] ist lediglich der im Gleichgewicht vorhandene kleine Teil der nicht im Assoziat befindlichen Farbstoffmoleküle für den Färbeprozeß verfügbar und zieht auf die Faser auf. Durch die hiermit verbundene Verschiebung des Gleichgewichtes dissoziert ein Teil der Additionsverbindung, so daß wiederum ein kleiner Teil des Farbstoffes aufziehen kann. Hierdurch wird nicht nur der Gesamtvorgang zeitlich gedehnt, sondern der Farbstoff verhält sich so, als ob er aus stark verdünnten Flotten bei konstanter Konzentration gefärbt würde. LUCK [133] bezeichnet diese Beeinflussung durch Egalisiermittel als Konzentrationsstabilisierungseffekt. Als weitere Beispiele für diesen Konzentrationsstabilisierungseffekt seien genannt: - Färben von Cellulosefasern mit Küpenf arbstoffen unter Zusatz von nichtionogenen Egalisiermitteln auf Basis von Ethylenoxidaddukten. - Färben von Polyamid mit Säurefarbstoffen unter Zusatz von kationaktiven Egalisiermitteln auf Basis von ethoxyliertem Amin. Neben diesem Konzentrationsstabilisierungseffekt, der ein gleichmäßiges Aufziehen des Farbstoffes fördert, bewirkt das farbstoff affine Egalisiermittel eine Erhöhung der Farbstoffwanderung und kann so in der Migrationsphase zur Egalisierung beitragen. Dieser Einfluß der Egalisiermittel wird wie folgt erklärt: Hat der aufgezogene und schlecht migrierende Farbstoff die Möglichkeit, anstatt in das Wasser in eine Tensidmizelle überzuwechseln, so ist die Wahrscheinlichkeit dazu erheblich größer, weil die Affinität des Farbstoffs zu den Mizellen größer ist als zu Wasser. Andererseits werden ständig Farbstoffmoleküle zwischen den Mizellen und dem Wasser ausgetauscht. Die durch das Tensid erzielte Erhöhung der Platzwechselfrequenz des Farbstoffs bewirkt eine egalere Färbung [133]. Ein weiterer Einfluß der f arbstoff affinen Egalisiermittel besteht darin, daß die Anlagerungsverbindungen zwischen Farbstoff und Tensid in Konkurrenz zur Aggregation des Farbstoffs stehen, was die Ablagerung von aggregierten Farbstoffteilchen an der Faseroberfläche mindert. Die Wechselwirkung zwischen Tensiden und Farbstoffen bzw. Tensiden und Fasern, die eine entscheidende Rolle im Egalisierprozeß spielen, hängen außer von dem chemischen Aufbau der Tenside auch von den übrigen Färbebadzusätzen wie Netzmittel, Dispergiermittel, Elektrolyte etc. ab [132]. Zusammenfassend läßt sich der Einfluß von Tensiden auf das Egalisieren so

102 102 beschreiben, daß diese den Färbevorgang im Hinblick auf eine gleichmäßige Verteilung des Farbstoffs in der Faser wie folgt steuern: - Herabsetzung der Aufziehgeschwindigkeit, - Erhöhung der Migration und - Verhinderung der Aggregation des Farbstoffs. Welche der o.g. Punkte maßgeblich den Egalisiervorgang steuern, hängt von dem jeweiligen Egalisiermittel, der Faserart, der Farbstoffart, dem Färbemechanismus sowie der Prozeßführung ab: Hierüber ist eine große Anzahl von Publikationen erschienen. Es wird auf entsprechende Zusammenfassungen hingewiesen [132,138] Weichmachung Nach LÖSCH [139] zählen zu dem Begriff Weichmachen verschiedene Vorgänge in der Veredlung, die den Fasern (Präparation), dem Garn, dem Gewebe oder Gewirke einen bestimmten Griff verleihen sollen. In dem folgenden Schema von HÖLKEN [140] ist der Einsatz von Weichmachern in der Veredlung wiedergegeben, Weichmacher Avivage Präparation Weichmacher in (vorwiegend Garne (vorwiegend Stapel- Appretur und Hoch und Gewebe) fasern) veredlung (vor wiegend Gewebe) Weichgriffavivage Knirschgriffavivage Antistaticavivage Nachavivage wobei unter Avivieren im allgemeinen eine Endbehandlung (= Endavivage) verstanden wird. So faßt auch PFEIFFER [141] unter Weichmachungsmitteln Avivagemittel und Griffvariatoren zusammen. Als Präparationsmittel werden häufig chemisch identische Substanzen eingesetzt wie für die Avivierung [140]. Bei den in der Textilveredlung verwendeten Weichmachungsmitteln handelt es sich in der Regel um grenzflächenaktive Substanzen wie anionaktive, nichtionogene und kationaktive Produkte, sowie auch um Weichmacheremulsionen [141]. In diesem Zusammenhang seien insbesondere die kationaktiven Verbindungen betrachtet, die auf Grund ihrer vielfältigen hervorzuhebenden Eigenschaften, wie z.b. - hohe weichmachende Wirkung (zumeist mit nichtionogenen oder anionischen Verbindungen nicht zu erreichen), - deutliche Substantivität und damit auch Arbeiten aus langen Flotten möglich, - die Naßechtheiten substantiver Färbungen auf Cellulose werden verbessert [142],

103 103 besondere Bedeutung haben. Neben diesen wesentlichen Vorteilen kationaktiver Weichmacher weisen diese auch eine Anzahl von Nachteilen auf. So können diese Produkte die Lichtechtheit substantiver Färbungen verschlechtern und den Farbton ändern, wobei der Grad der Farbton- und Lichtechtheitsbeeinflussung von der Konstitution der verwendeten Farbstoffe und Weichmacher abhängt [141,142]. Durch den Einsatz anionischer bzw. nichtionogener Produkte werden die Lichtechtheiten substantiver Färbungen praktisch nicht beeinträchtigt [141]. Eine Abnahme der Lichtechtheiten infolge des aufgetragenen Avivagemittels wird nach HÖLKEN [140] manchmal auch bei Färbungen mit Indanthren-Farbstoffen in Pastelltönen festgestellt. Aus der Praxis der Spinner ist bekannt, daß sich flockegef ärbte Polyacrylnitrilf asern in hellen Farbtönen besser verspinnen lassen als in dunklen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer hellen Färbung eine höhere Konzentration an kationischem Retarder vorliegt als bei dunklen Färbungen, woraus eine höhere weichmachende Wirkung resultiert. Ein spezielles Einsatzgebiet der Weichmachungsmittel stellt die Falteninhibierung dar. Hierbei handelt es sich um Hilfsmittel zur Verbesserung des Gleitvermögens, d.h. die Reibung zwischen den Fasern und Garnen soll reduziert werden. Falten aller Art zählen zu den fünf kostenträchtigsten Fehlern in der Textilveredlung [143]. In diesem Zusammenhang wird auf die Recherche zum 1. Forum für Verfahrenstechnik der Textilveredlung [144] hingewiesen. In Tabelle 1 sind nach HEIMANN und TOBIAS [145] die wesentlichen Falten und faltenähnlichen Deformationen bei der Veredlung von Stückware und deren Entstehungsort wiedergegeben. Tabelle 1: Ubersicht über Falten und faltenähnliche Deformationen in der Veredlung von Flächengebilden. Entstehungsort Lagern, Ablegen Sengen Rauhen Fixieren Bezeichnung Liegefalten, Legefalten Doublierfalten, Bugfalten Sengf alten, Sengstreifen Rauhfalten, Rauhschwielen Fixierfalten, Hitzefalten Bruchfalten Naßveredlung Waschfalten, Quetschfalten Kochfalten, Lauffalten Walkf alten, Schwielen, Stauchfalten, Färbefalten Fixierfalten, Krähenfüße Hitzefalten Falteninhibitoren werden überwiegend im Bereich der Naßveredlung von Synthesewaren (Polyester, Polyamid, Polyacrylnitril) zur Vermeidung von lauf-falten eingesetzt, da aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften der Synthesewaren sich bei höherer Temperatur leicht unerwünschte Falten bilden können, die nur schwer oder gar nicht mehr entfernt werden können. Die Neigung zur Bildung von Lauffalten während der Veredlungsprozesse ist nach HEIMANN und TOBIAS [145] abhängig von - dem Faserrohstoff - der Garnkonstruktion - der Konstruktion des textilen Flächengebildes und - dem Warengewicht.

104 104 Für die Jet-Färbung von Flächengebilden aus texturierten Polyesterfasern ergänzen HEINRICHS et al [146] als denkbare Ursachen für die Faltenbildung - eine zu hohe Beladung des Jets, - eine zu geringe Verlegegeschwindigkeit der Ware und - zu kurze Heiz- und Kühlzeiten. Grundsätzliche Zusammenhänge bei der Verformung von Polyester sind bei HEINRICHS et al [146] wiedergegeben. Nach HEIMANN und TOBIAS [145] treten aufgrund der Faltenbildung beim Färben Unegalitäten auf, deren Ursache auf - einem unterschiedlichen Zutritt der Färbeflotte in der Lauffalte gegenüber der gesamten Ware beruht. - einer veränderten Farbstoffaufnahme, aufgrund einer Veränderung der physikalischen Struktur (durch Deformation und thermische Belastung) der Faser beruht. Die Faltenbildung und die daraus resultierenden Farbunegalitäten werden neben verschiedenen anderen Maßnahmen [145,146] durch den Einsatz spezieller Hilfsmittel verhindert. Diese Färbereihilfsmittel zur Vermeidung von Faltenmarkierungen (Lauffalten) wirken vielfach in zweierlei Hinsicht. Zum einen wird die Gleitfähigkeit des Textilmaterials erhöht, so daß sich die Ware besser verlegt, und zum anderen als f ärberische Maßnahme, die ein gleichmäßiges Aufziehen des Farbstoffes auch an den kritischen Stellen der Ware durch Verringerung der Färbegeschwindigkeit gewährleistet (siehe hierzu das Kapitel "Egalität") Echtheitsbeeinflussung Der Einsatz von Präparationen in der Ausrüstung von Fäden und Garnen sowie von Flächengebilden dient der Erleichterung der Verarbeitbarkeit und der Verbesserung der Gebrauchseigenschaften. So muß z.b. der Reibungswiderstand der Garne vergleichmäßigt und die Neigung, sich elektrostatisch aufzuladen, reduziert werden. Durch geeignete Hilfsmittel werden Egalisierschwierigkeiten beim Färben behoben und ein eventuell zu harter Griff der Ware durch Weichmacher beeinfußt. Je nach erforderlichem Effekt werden nichtionogene Tenside, kationaktive und anionaktive Tenside eingesetzt, wobei sich ihr Einfluß auf die jeweilige Färbung unterschiedlich auswirken kann. Zum Teil werden die Echtheiten der Färbung verbessert, z.t. werden sie aber auch verschlechtert. Verbessernd wirken Kationtenside, wenn sie sich im Falle von substantiven Färbungen und Schwefelfärbungen mit den Farbstoffanionen zu schwer- bzw. unlöslichen Salzen verbinden [142, ]. Durch Austausch des Alkalikations gegen ein höhermolekulares organisches Kation wird die löslichkeitserhöhende Wirkung dieser anionischen Gruppe zurückgedrängt, der Farbstoff somit besser auf der Faser fixiert und dadurch die Naßechtheit verbessert. Für die Waschechtheit trifft diese zunächst zu beobachtende Verbesserung jedoch nur für wenige Waschbehandlungen zu, da bei weiteren Wäschen das stabilisierend wirkende Kation zunehmend wieder gegen Natriumionen der Waschflotte ausgetauscht wird. Als nachteilig werden Verschiebungen der Farbnuancen sowie eine verminderte Licht- und Reibechtheit angesehen, deren Ursache jedoch noch nicht eindeutig aufgeklärt ist [150,151]. Im

105 105 Falle der Färbung von Wolle und Polyamid mit sauren Farbstoffen wurde eine farbstoffspezifische Verringerung der Reibechtheit mit der Dauer der Lagerung im feuchten Zustand vor der Trocknung festgestellt [142]. Die Anforderungen an kationaktive Nachbehandlungsmittel, die Naßechtheiten zu verbessern, ohne dabei Farbstoff und Fasern negativ zu beeinflussen, ist bei Direktfarbstoffen erwünscht, bei Reaktivf arbstoffen, die i.a. ohnehin schlechtere Lichtechtheiten als Direktfarbstoffe besitzen, dagegen erforderlich. Erfüllt werden diese Anforderungen von Polyammoniumverbindungen, die durch entsprechende Modifikation auch weichmachende Wirkung besitzen. Dabei erfolgt der die Echtheit verbessernde Effekt bei Polyammoniumverbindungen durch Bindungen mit den anionischen Gruppen des Farbstoffs, die wesentlich stärker sind als die entsprechenden Bindungen bei Formaldehydkondensationsprodukten. Bei Konkurrenzreaktionen mit anionenaktiven Substanzen, z.b. in der Wäschepflege, liegt das Gleichgewicht auf der Seite der Farbstoff-Polyammoniumverbindung. Für Naßechtheiten werden mindestens Echtheitszahlen von 4-5 erreicht, bei Reaktivfärbungen, in denen Farbstoffhydrolysate über das Nachbehandlungsmittel an die Cellulose gebunden werden, tritt überhaupt kein Anbluten mehr auf [152]. Optische Aufheller in z.b. mit anionischen Stilbenderivaten gefärbter Baumwolle, werden in ihrer Aufhellerwirkung durch Kationtenside beeinträchtigt, was offensichtlich durch Bildung eines nicht fluoreszierenden Salzes bis zur vollständigen Löschung der Aufhellung führen kann [153]. Durch Waschen mit anionischen Detergentien läßt sich dieses Salz jedoch wieder ähnlich dem Effekt bei der o.g. reduzierten Waschechtheit der Färbung unter Rückbildung der Fluoreszens des optischen Aufhellers zerstören. Dabei ist das Ausmaß der Löschung abhängig vom Typ und der Konzentration der Kationtenside sowie von der Intensität des auf der Faser vorhandenen Aufhellers. Ein Problem bedeutet die Gegenwart von Tensiden für die Echtheit dispersionsgefärbter Polyesterfasern sowie deren Mischungen mit Baumwolle und Wolle [150,153,155]. Durch die farbstofflösende Wirkung mancher Tenside wird zeit- und temperaturabhängig Farbstoff aus der Faser in das Tensid auf der Oberfläche der Fasern überführt. Uber diesen häufig einseitig mit Thermomigration bezeichneten Effekt wurde schon 1966 berichtet [154], eine Patentlösung kann bis heute nicht angeboten werden [156,157]. Im Fall nichtionogener Tenside auf dispersionsgefärbten Polyesterfasern geprüft, kommt es zu einem Verteilungsgleichgewicht des Farbstoffes zwischen Fasermaterial und Tensid. Der Verteilungskoeffizient ist insbesondere vom Tensid und den Farbstoffen abhängig. Eine thermische Behandlung beschleunigt die Gleichgewichtseinstellung und erhöht somit die Farbstoffkonzentration in der Tensidschicht auf der Faseroberfläche. Bei hohen Behandlungstemperaturen ist die Verdampfung des Farbstoffs aus der Tensidschicht zu berücksichtigen [150,157,158]. Die schlechtesten Reibechtheiten werden überwiegend durch ethoxylierte Fettalkohole und - säuren sowie von Phosphorsäurereestern bewirkt. Häufig werden neben der Reib- und Sublimierechtheit auch die Schweiß- und Lichtechtheit negativ beeinflußt. Auch mit Säurefarbstoffen oder Dispersionsf arbstoffen gefärbte Polyamidf asern können durch Hilfsmittel - im Färbebad oder durch Nachbehandlung aufgebracht - besonders in der Licht- und der Naßreibechtheit negativ beeinflußt werden [151,157]. Dabei sollen Kationtenside, besonders auf Basis von Fettsäureamiden, die Lichtechtheit am meisten beeinträchtigen.

106 106 Bei ethoxylierten Hilfsmitteln soll infolge der höheren Wasserlöslichkeit mit zunehmendem Ethoxylierungsgrad die Naßechtheit der Färbung abnehmen, in Gegenwart ethoxylierter Amine besonders die Lichtechtheit, da mancher Farbstoff sich im Hilfsmittel anreichert [151]. Zur Prüfung der Echtheitsminderung der Färbungen in Gegenwart von Tensiden soll die Reibechtheit die beste Aussagekraft besitzen [155], die Wirkung verschiedener Tenside läßt sich mit dem DIF-Schnelltest quantitativ ermitteln [158]. Bei diesem Test wird die desorbierte, in nichtionogenem Tensid gelöste Farbstoffmenge mit wasserfreiem DMF von der Faser entfernt, die in der Faser vorhandene Farbstoffmenge dagegen mit wasserhaltigem, phosphorsaurem DMF extrahiert. Zu reproduzierbaren Meßwerten, weil unabhängig von der Löslichkeit der Farbstoffe in DMF, soll eine andere Methode zur Charakterisierung der Thermomigration führen [150]. In diesem Fall wird in einem "Scheuergerät" unter definierten Bedingungen der migrierte Farbstoff auf ein Baumwollgewebe abgerieben, von diesem Gewebe mit Dichlormethan extrahiert und der Extrakt photometriert Gebrauchswertprüfungen von Tensiden Die in Kapitel II/3. beschriebene Analytik der Tenside charakterisiert die chemische Zusammensetzung und Reinheit der einzelnen Produkte. Den Praktiker interessieren jedoch vielmehr die anwendungstechnischen Prüfungen der in der Veredlung eingesetzten Tenside. Nach STACHE [103] kann man die Gebrauchswertprüfungen in zwei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe umf aßt die aus der Definition der Tenside hergeleiteten Prüfungen wie Netzvermögen, Trübungspunkt, Messung der Grenzflächenund Oberflächenspannung, Schaumvermögen usw. In der zweiten Gruppe lassen sich solche Prüfungen einordnen, die nicht nur für grenzflächenaktive Substanzen anzuwenden sind, wie z.b. Bestimmung der Emulsionsstabilität, Hartwasserbeständigkeit, Schüttdichte usw. Eine Vielzahl der Gebrauchswertprüfungen von Tensiden ist vom Deutschen Institut für Normung (DIN) genormt worden. Die nachfolgend aufgeführten DIN-Normen sowie dazugehörende ISO- Normen (International Organization for Standardization) sind bisher bearbeitet und veröffentlicht worden: DIN Titel ISO Tenside; Begriffe ISO/R Prüfung von Tensiden; ISO/91N651 Bestimmung des Tauchnetzvermögen von Tensidlösungen Prüfung von Tensiden und Textilhilfsmitteln; Teil 1 Bestimmung des Schäumvermögens; Lochscheibenschlagverfahren Prüfung von Tensiden; ISO Teil 2 Bestimmung des Schäumvermögens; modifiziertes Ross-Miles-Verfahren Prüfung von Textilhilfsmitteln; Bestimmung der Auswaschbarkeit von Schmälzmitteln; Richtlinien

107 Prüfung von Tensiden; ISO Teil 1 Bestimmung der Beständigkeit von Tensiden und daraus hergestellten Erzeugnissen gegenüber hartem Wasser; Beständigkeit gegenüber Wasser mit reiner Calciumhärte Prüfung von Tensiden und Textilhilfsmitteln; Teil 1 Bestimmung des Dispergiervermögens (Flockungsschutzvermögens) von Tensiden gegenüber Farbstoffen in saurem Medium Bestimmung des Dispergiervermögens Teil 2 (Flockungsschutzvermögens) von Tensiden gegenüber Farbstoffen in alkalischem Medium Bestimmung des Dispergiervermögens Teil 3 (Flockungsschutzvermögens) von Tensiden gegenüber Farbstoffen in neutralem Medium Prüfung von Tensiden; ISO/DIS 2456 Anforderung, Herstellung, Lagerung und Prüfung von Wasser als Lösungsmittel für die Prüfung von Tensiden Prüfung von Tensiden; ISO Herstellung von hartem Wasser; Herstellung von Wasser mit eingestellter Calciumhärte Prüfung von Tensiden; ISO/R Probennahme von Pulvern; Herstellung einer verkleinerten Durchschnittsprobe Prüfung von Tensiden; ISO Bestimmung der Schüttdichte von Pulvern s.a. ISO/DP 6834 und Granulaten DIN Titel ISO Prüfung von Tensiden; ISO Bestimmung der Einfülldichte von Pasten, Salben und Gallerten Prüfung von Tensiden; ISO/R Bestimmung der Oberflächenspannung s.a. ISO/DP Prüfung von Tensiden; ISO Bestimmung der Rieselfähigkeit von Pulvern und

108 108 Granulaten; Verfahren nach Pfrengle Prüfung von Tensiden; ISO Bestimmung des Trübungspunktes nichtionogener durch Anlagerung von Ethylenoxid hergestellter Tenside Prüfung von Tensiden; ISO/DP 6839 Bestimmung von Krafft-Punkt und Löslichkeit von ionogenen Tensiden Prüfung von Tensiden; ISO/DP 6388 Messung der Fließeigenschaften mittels Rotationsviskosimetern; Allgemeine Richtlinien Prüfung von Hilfsmitteln für die Chemischreinigung ISO/DP 6837 Bestimmung des Wasserverteilungsvermögens von Reinigungsverstärkern Prüfung von Tensiden; ISO/DP 6836 Prüfung von Zusätzen zu Mercerisierlaugen durch die Bestimmung der Schrumpfgeschwindigkeit von Baumwollgarnen Prüfung von Tensiden und Textilhilfsmitteln; Teil 1 Prüfung der Wirkung von Egalisiermitteln bei Küpenfärbungen auf Cellulosefasern; Prüfung der Ausgleichswirkung (Ausgleichstest) im Färbebad Prüfung der Wirkung von Egalisiermitteln bei Teil 2 Küpenfärbungen auf Cellulosefasern; Prüfung bei Ausgleichswirkung (Ausgleichstest) in blinder Küpe Prüfung der Wirkung von Egalisiermitteln bei Teil 3 Küpenfärbungen auf Cellulosef asern; Abziehtest in blinder Küpe Prüfung von Tensiden; ISO Bestimmung der Trübungstitrationszahl (TTZ) ISO mit reiner Ziffernkombination und nachgestelltem Ausgabejahr (z.b. ISO ) = ISO- Norm; ISO/R = Recommendation; ISO/DIS = Draft International Standard; ISO/DP = Draft Proposal Literatur [1] Götte, E.: Tenside. Tenside 1 (1964), 2. [2] Chwala, A. und Anger, V.: Handbuch der Textilhilfsmittel, 2. Aufl.. Verlag Chemie GmbH, Weinheim, New York (1977).

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121 121 Zur Prüfung der Gleichmäßigkeit der Saugfähigkeit von Polyestergeweben für die kontinuierliche Färbeweise. Melliand Textilber. 63 (1982), 458. Heinrichs, C., Dugal, S., Heidemann, G. und Schollmeyer, E.: Zur Aussagefähigkeit der Tropfenmethode als Maß für die Benetzungseigenschaften textiler Flächengebilde. Melliand Textilber. 63 (1982), MO. 2.3 Bleichmittel Nachstehend wird nur die Prüfung der Oxidationsmittel beschrieben Wasserstoffperoxid Qualitative Bestimmung Mit Titan(IV)-oxidsulfat (Titanylsulfat): Nachweis als Titanperoxidsulfat 1 Tropfen Probelösung wird mit verdünnter Schwefelsäure versetzt. Nach Zugabe von 2-3 Tropfen Titan(IV)-oxidsulfatlösung, c(~tioso 4 ) = 0,05 mol-l -1, zeigt gelbe bis gelborange Färbung (Bildung von Titanperoxidsulfat) Wasserstoffperoxid an. Mit Kaliumpermanganat: Nachweis als Reduktionsmittel Tropft man zu einer stark schwefelsauren Probelösung Kaliumpermanganat hinzu, so wird in Gegenwart von Wasserstoffperoxid das Kaliumpermanganat entfärbt. (Gegenüber sehr starken Oxidationsmitteln wirkt Wasserstoffperoxid reduzierend.) Mit Kaliumdichromat: Nachweis als Chromperoxid

122 122 Man überschichtet im Reagenzglas eine schwefelsaure verdünnte Kaliumdichromatlösung mit Ether. Nach Abkühlen (Eiswasser) läßt man die Probelösung vorsichtig an der Glaswand einlaufen. Liegt Wasserstoffperoxid vor, so entsteht an der Phasengrenze (Ether - wäßrige Lösung) ein blauer Ring (Chromperoxid). Beim Schütteln wird der Ether durch das Chromperoxid blau angefärbt Quantitative Bestimmung Permanganometrisch Die Titration erfolgt oxidimetrisch mit Kaliumpermanganatlösung KMn04 in schwefelsaurer Lösung. Reaktionsgleichung In saurer Lösung geht alles in Reaktion tretende Permanganat in (nahezu) farbloses Mn 2+ -Ion über. Daher ist ein überschuß von Kaliumpermanganat durch bleibende Violettfärbung zu erkennen. Das Verfahren ist sowohl für verdünnte als auch konzentrierte Lösungen geeignet. Es setzt jedoch voraus, daß Substanzen, die selbst Kaliumpermanganat verbrauchen, nicht vorhanden sind (z. B. organische Konservierungsmittel). Untersuchung der Handelsware Durchführung: Von der Handelsware, w = 30 %, werden ca. 5 g (von weniger konzentrierten Lösungen entsprechend mehr, von stärkeren entsprechend weniger - siehe Anmerkung) im verschlossenen Wägeglas genau abgewogen und im Meßkolben auf 1 1 verdünnt. Zur Titration werden 20 ml in einem Titrierkolben mit 100 ml destilliertem Wasser und 20 ml Schwefelsäure, w = 10 %, versetzt. Man titriert in der Kälte mit Kaliumpermanganatlösung, c((1/5)kmno 4 ) = 0,1 mol 1-1, bis zur bleibenden Rosafärbung. Jede Bleichmittelbestimmung sollte, um Meßfehler zu vermeiden, grundsätzlich mindestens einmal wiederholt werden. Geht die Entfärbung bei Zugabe der Kaliumpermanganatlösung am Anfang zu langsam vor sich oder stellt sich eine Braunfärbung der Reaktionslösung (Braunsteinbildung) ein, muß weitere Schwefelsäure zugesetzt werden. Berechnung: (Erklärung aktiver Sauerstoff siehe nächste Seite.) Anmerkung: Handelsübliche Konzentrationen von Wasserstoffperoxid: w = 30 %, 35 %, 50 Untersuchung der Bleichflotte:

123 123 Bleichflottenkontrollen werden durchgeführt, um eine optimale Ausnutzung der Bäder zu erreichen und um Fehler im Ablauf rechtzeitig zu erkennen. Man entnimmt zu bestimmten Zeiten Proben und bestimmt deren Gehalt an Bleichmittel. Diesen trägt man in ein Diagramm in Abhängigkeit von der Zeit (=Abszisse) ein und erhält somit eine Kurve, die Hinweise über den Prozeßablauf (Verbrauch an Bleichmittel) gibt. Konzentration Bleichmittel Die Abb. 21 stellt zwei Zersetzungskurven dar. Die Kurve (2) weist aufgrund des raschen Bleichmittelabfalls darauf hin, daß am Prozeßablauf etwas nicht in Ordnung ist (z. B. ungenügende Stabilisierung). Im Vergleich hierzu ist bei Kurve (1) eine optimale Zersetzung zu erkennen.

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129 129 Herstellung der Arsenitlösung, c((1/2)na 3 AsO 3 ) = 0,1 mol-l -1 4,948 g reines As 2 O 3 werden in möglichst wenig heißer Natronlauge NaOH gelöst und in 1 1- Meßkolben überführt. Man versetzt mit ein paar Tropfen Phenolphthalein und neutralisiert dann durch tropfenweise Zugabe von verdünnter Schwefelsäure. Anschließend wird eine Lösung von 50 g reinem Natriumhydrogencarbonat in kaltem Wasser zugesetzt und bis zur Eichmarke aufgefüllt. Die Einstellung erfolgt mit Iodlösung, = 0,1 mol-l -1. Untersuchung der Bleichflotte Für die Bestimmung werden je nach zu erwartendem Aktivchlorgehalt 10 bis 50 ml Bleichflotte entnommen. Es werden die bereits beschriebenen Methoden (iodometrisch, arsenometrisch) angewandt. 2.4 Carrier Carrier werden beim Färben von Polyesterfasern oder Polyesterfasermischungen verwendet. Sie wirken als "Färbe-Beschleuniger" für Dispersionsfarbstoffe. So können zum Beispiel Polyesterfasern bei 100 O C gefärbt werden. Dies ist z. B. für Mischungen von Polyester mit Wolle von großer Bedeutung, da Wolle bei einer Naßbehandlung über 106 O C geschädigt wird. Die handelsüblichen Carrier-Verbindungen bestehen aus folgenden Substanzen: - flüssige Halogenbenzole - aromatische Hydroxyverbindungen - aromatische Alkohole, Ketone, Carbonsäuren und deren Ester - aromatische Kohlenwasserstoffe Hinzu kommen Lösemittel wie Toluol und Xylol sowie gewisse Mengen von Dispergatoren bzw. Emulgatoren, die für eine flüssige, leicht emulgierbare Form und damit für eine optimale Verteilung im Färbebad sorgen. Über die Wirkung der Carrier gehen die Meinungen der Forscher auseinander. Es gibt jedoch zwei grundlegende Theorien: Die erste beruht darauf, daß der Carrier auf die Faser selbst wirkt und dort eine Quellung verursacht. Dabei verändert sich die Struktur der Molekülketten. Aus kompakten, strukturierten, nicht aufnahmefähigen Faserbereichen entstehen amorphe Bereiche, die durch ihre wirre Molekülkettenlage Platz schaffen für die Aufnahme von Wasser und Farbstoffen. Die zweite besagt, daß der Carrier im Färbebad eine bessere Löslichkeit des Dispersionsfarbstoffes erzielt und dadurch ein schnelleres und tieferes Eindringen in die Fasern ermöglicht. Die Färbemethode besteht darin, daß zunächst die Ware in einer Carrier enthaltenden, essigsauren Flotte bei ca O C vorbehandelt wird. Nach der Farbstoffzugabe wird auf Kochtemperatur erhitzt und bei dieser Temperatur 1-2 Stunden gefärbt, danach abgekühlt, gespült und nachgereinigt. Bei Carriern, die sich schlecht ausspülen lassen, empfiehlt sich eine kurzzeitige Trockenhitzebehandlung bei O C. Der Effekt eines Carriers, das heißt die Farbausbeute, hängt wesentlich von Temperatur, Zeit, Farbstoffmenge und Carriermenge ab. Außerdem spielen die chemische Zusammensetzung des Carriers und die anderen Hilfsmittel, die dem Färbebad zugesetzt werden, eine große Rolle.

130 130 Bei Carriern sind auch Nachteile zu bedenken. Es kann eine Verschlechterung der Lichtechtheit von Färbungen eintreten, wenn der Carrier nach dem Färben nicht restlos entfernt wird. Zusätzlich stellen Carrier eine Belastung für den Arbeiter und die Umwelt dar. Färbungen mit Carriern werden deshalb im geschlossenen Färbeapparat unter Entlüftung durchgeführt, um Geruchsbelästigungen zu vermeiden. Qualitativer Nachweis von Carrierresten auf gefärbtem Material Eine Probe des gefärbten Materials wird auf dem Bügeltisch mit einem sauberen weißen Baumwoll-Läppchen bedeckt und mit dem Bügeleisen bei O C kurz erhitzt. Carrierreste erkennt man an ihrem typischen Geruch. Eine Zuordnung zu einer bestimmten Carriergruppe ist durch Geruchsvergleich möglich. Das setzt praktische Erfahrung voraus. Das Erhitzen der gefärbten Probe kann auch im Trockenschrank erfolgen, sofern der Carrier nicht zu leicht flüchtig ist. Quantitative Untersuchungen müssen im organisch-analytischen Labor durchgeführt werden. Literaturhinweis: Handbuch der Textilhilfsmittel, Chwala/Anger Polyester Fasern, Chemie und Technologie H. Ludewig Verlag Chemie - Weinheim, New York

131 131

132 Antistatika (Dipl.-Ing. Karl Mahall, Laboratorien der Henkel KGaA, Düsseldorf) Das Entstehen elektrostatischer Aufladungen Elektrostatische Aufladungen treten immer dann auf, wenn zwei feste Körper nach enger Berührung oder Reibung getrennt werden, wobei nur einer der beiden Berührungspartner ein Nichtleiter zu sein braucht. Daher ist die Aufladung speziell der synthetischen Fasern bei allen Prozessen, bei denen das Material gerieben wird, besonders groß. Entgegengesetzt aufgeladene Fasern ziehen sich dabei an, während gleichnamig aufgeladene Fasern sich abstoßen. Wie die Fasern sich aufladen, ergibt sich aus der triboelektrischen Spannungsreihe. Triboelektrische Spannungsreihe Glas Wolle Polyamid 6 Polyamid 66 Viskose Baumwolle Leder Acetat Haut Seide Polyvinylchlorid Polyester (Diolen R, Trevira ) Polyester (Kodel ) Modacryl Polypropylen Polytetraflorethylen (Teflon, Hostaflon (!)positives Ende negatives Ende Bei Berührung und Trennung zum Beispiel von Wolle und Polyester wird sich die Wolle positiv und Polyester negativ aufladen. Bei Berührung und Trennung von Polyester und Polypropylen wird sich die Polyesterfaser dann positiv und die Polypropylenfaser negativ aufladen. Die Spannungsreihe kann sich aber durch die Präparation des Fasermaterials ändern und ist außerdem abhängig vom Feuchtigkeitsgehalt der Fasern. Man kann daher niemals von vornherein sagen, wie die einzelnen Fasern sich aufladen werden. Es gibt also keinen Bezugspunkt (Nullpunkt) innerhalb dieser Reihe.

133 Die Auswirkungen elektrostatischer Aufladungen 2.1 Bei der Verarbeitung - Beispiele aus der textilen Fertigung Karde und Krempel: Es läßt sich kein homogenes Vlies bilden, da sich die Fasern durch die gleichnamige Aufladung abstoßen. Das Vlies wird dadurch rauher und klebt. Anhaften von Fasern an Walzen und am Lattenband. Strecken: Es kommt zur Wickelbildung; das Band klebt in den Kannen. In der Zwirnerei und Spulerei kommt es zu Fadenbrüchen. Fremdfasern und Staub werden angezogen. Das Garn wird haarig. Beim Schären kann es zur Ballonbildung kommen, da sich die Fäden durch gleichnamige Ladung abstoßen. In der Schlichterei kommt es im Auslauffeld bei schnell laufenden Trommelschlichtmaschinen zu starken Aufladunge.n; dadurch spreizen sich die Einzelfasern ab. In der Weberei ist die Gefahr eines Faseranflugs sehr groß. Es entsteht ein ungleichmäßiges Warenbild, da die aufgeladenen Schußfäden infolge Abstoßung oder Anziehung nicht gleichmäßig gestreckt zwischen die Kettfäden zu liegen kommen. In der Ausrüstung läßt sich die Ware nicht ordnungsgemäß ablegen, da sich die Gewebebahnen durch die gleichmäßige Aufladung abstoßen und sich dadurch aufblähen. Nach dem Trocknen und Fixieren lädt sich die Ware sehr stark auf und klebt an den Walzen. Bei Berührung der aufgerollten oder abgelegten Ware ist das Bedienungspersonal empfindlichen elektrostatischen Schlägen ausgesetzt. Beim Kalandern können sich die Gewebebahnen durch das Kleben um die Walzen wickeln und reißen. Beim Verbraucher - Beispiele: Beim Ausziehen der aufgeladenen Kleidungsstücke spreizen sich die Haare ab und richten sich auf. Das Material knistert, und im Dunkeln kann es zum Funkensprühen kommen. Eine unangenehme Erscheinung ist auch das Hochrutschen und Verrutschen der Kleidung, wenn sich die einzelnen Teile entgegengesetzt aufladen (Abb. 24). Beim Begehen von textilen Bodenbelägen kommt es zu Personenaufladungen. Berührt die aufgeladene Person ein geerdetes Metallteil, z. B. Türklinke, dann wird die Ladung schlagartig abgeführt. Das äußert sich in einem empfindlichen elektrischen Schlag, der zwar völlig ungefährlich ist, da die Stromstärken sehr niedrig sind, aber durch den Schreck kann das sekundär dann doch zu gesundheitlichen Schäden führen. Auch im Pkw kann es durch die Kleidung und Polsterbezugstoffe aus Synthetiks zu Personenaufladungen kommen. Elektrisch aufgeladene Textilien ziehen Asche, Schmutz, Staub und Fremdfasern an (Abb. 25). Sicherheitsaspekte Durch die elektrostatischen Aufladungen können explosive Gasgemische und Staub durch elektrische Funkenentladung zur Explosion gebracht werden. Im Fertigungsbereich sind immer die Sicherheitsvorschriften einzuhalten!

134 Einfluß des Feuchtigkeitsgehaltes der Textilfasern auf die elektrische Leitfähigkeit Bei den Naturfasern (Wolle, Baumwolle) treten verarbeitungstechnische Schwierigkeiten durch elektrostatische Aufladungen nur bei ungünstigen klimatischen Bedingungen, das heißt in extrem trockener Luft, auf. Im Gegensatz dazu laden sich die Chemiefasern auch bei relativ hoher Luftfreuchte in klimatisierten Spinn- und Websälen elektrostatisch auf. Das hängt damit zusammen, daß alle Fasern je nach Feuchtigkeitsgehalt der Luft eine bestimmte Menge Wasser aufnehmen wie folgende Tabelle nach Prett *) zeigt: *)Prett, K: Wodurch entsteht das unterschiedliche Wärmegefühl beim Tragen von Kleidungsstücken aus natürlichen und synthetischen Fasern? Melliand Textilberichte 44 (1963) Wassergehalt (%) von Chemiefasern im Vergleich zu Naturfasern relative Luftfeuchte Aus der Tabelle erkennt man, daß alle Chemiefasern viel weniger Wasser aus der Luft aufnehmen als die Naturfasern und Celluloseregeneratfasern. Hinzu kommt, daß die Chemiefasern ausgesprochene Nichtleiter sind. Sie laden sich daher auch bei höherer relativer Luftfeuchte elektrostatisch auf. Es genügt daher nicht, daß man bei der Verarbeitung der Chemiefasern in den Arbeitsräumen die relative Luftfeuchte über % hinaus erhöht. Das würde lediglich zu Korrosionen an den Maschinen führen. Der Einsatz von Antistatika bzw. antistatischen Präparationen ist daher bei der Verarbeitung von Chemiefasern unerläßlich. Aus der Tabelle geht weiterhin hervor, daß die Wolle von allen Fasern die größte Wassermenge aus der Luft aufnimmt, aber bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit schlechter abschneidet als die Baumwolle (siehe 5: Überprüfung der Wirksamkeit von Antistatika durch elektrische Widerstandsmessungen), die unter den gleichen klimatischen Bedingungen bedeutend weniger Wasser aufnimmt als die Wolle. Das hängt damit zusammen, daß das Wasser in der Wolle ganz anders gebunden ist als in der Baumwolle Antistatika zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen der Textilien Die Wirkung der Antistatika beruht auf der Hydrophile und der Herabsetzung der Reibung. Die Antistatika können anionaktiv

135 135 (z. B. Alkylsulfonate, Phosphorsäureester), nichtionogen (z. B. Alkaminpolyglykolether, Fettsäureamid-Ethylenoxid-Kondensationsprodukte) oder kationaktiv sein (z. B. Fettsäureamidderivate, Fettpolyaminkondensationsprodukte). Von den permanenten Antistatika sind vor allem die alkalisch vernetzbaren Polyglykolpolyamine hervorzuheben. Die verschiedenen Antistatika kann man nach ihrem Verwendungszweck wie folgt aufteilen: Antistatika für die Verarbeitung der Chemiefasern Spulöle und Präparationen Es handelt sich um Kombinationen aus Mineralölen oder Fettsäureestern, nichtionogenen Emulgatoren und Antistatika. Sie dienen nur zur einwandfreien Verarbeitung der Chemiefasern. Sie werden später wieder ausgewasen. Schlichtfette Sie setzen sich aus Fettderivaten und Antistatika zusammen, die die Viskosität der Schlichteflotten nicht beeinträchtigen dürfen. Antistatika als Zusätze zu Schmälzen Die Produkte werden dann eingesetzt, wenn der antistatische Effekt der eingesetzten Schmälzen unter extremen klimatischen Bedingungen allein nicht ausreicht. Diese Antistatika - in der Regel nichtionogene Produkte mit Langzeiteffekt - werden in die fertigen Schmälzeemulsionen eingerüht (Anwendungsmengen von 0,1-0,3 % vom Warengewicht). Schmälzen werden z. B. bei der Wollverarbeitung eingesetzt. Antistatik-Sprays Die Antistatik-Sprays beseitigen momentane Schwierigkeiten durch elektrostatische Aufladungen während der Verarbeitung, die z. B. durch Ausfall von Klimaanlagen in den Fabrikationsräumen auftreten können. Es genügt ein leichtes Ansprühen der Kammzüge, Walzen. Streckwerke, Gewebe, Ketten, Spulen usw. Produkte für die Endausrüstung und den Verbraucher Antistatische Weichmacher Die kationaktiven, anionaktiven oder nichtionogenen Weichmacher verleihen den Fasern je nach Verwendungszweck einen weichen, glatten oder fließenden Griff. Der antistatische Effekt reicht aber nur für den anfänglichen Gebrauch, das heißt nach der Wäsche stellen sich die elektrostatischen Aufladungen wieder ein. Antistatika für Appreturflotten Es können alle Antistatika und Weichmacher eingesetzt werden, wenn die Verträglichkeit mit den Appreturprodukten gewährleistet ist. Antistatische Weichspüler Es handelt sich um kationaktive Weichmacher für den Verbraucher, der mit diesen Produkten nach der Wäsche sowohl den weichen Griff als auch die Antistatik der Wäschestücke regenerieren kann.

136 136 Flüssige Antistatika für den Teppichrückenverfestigungsvorstrich Es handelt sich um nichtionogene Antistatika mit Langzeiteffekt (Alkaminpolylgykolether), die im Rückenverfestigungsvorstrich eingesetzt werden. Diese Antistatika sollen die leitfähigen Fasern (z. B. Stahlfasern) in der Nutzschicht leitfähig miteinander verbinden, so daß die entstehenden Ladungen schnell verteilt werden. Permanent-Antistatika für hohe Ansprüche Bei diesen Antistatika bleibt der antistatische Effekt über eine große Zahl von Wäschen hinaus erhalten. Die alkalisch vernetzbaren Polyglykolpolyamine werden zusammen mit Natriumkarbonat, Natriumacetat, Soda oder Natronlauge eingesetzt. Die Endvernetzung zu einem wasserunlöslichen Film erfolgt auf der Faser bei Trockentemperaturen über 100 0C Überprüfung der Wirksamkeit von Antistatika durch Messung des elektrischen Widerstandes Das elektrostatische Verhalten der Textilien wird in hohem Maße durch die elektrischen Widerstandsgrößen bestimmt; denn mit sinkendem elektrischen Widerstand steigt die Ableitfähigkeit der elektrostatischen Aufladungen. Die Messungen müssen unter definierten klimatischen Bedingungen erfolgen. Bei Antistatika, die für den einwandfreien Lauf des Materials in der Spinnerei und Weberei eingesetzt werden, ist es durchaus sinnvoll, die Messungen im Normklima 20/65, das heißt bei 20 oc und 65 % relative Luftfeuchte vorzunehmen, da die Verarbeitungsräume in der Regel klimatisiert sind. Schwieriger ist die Wahl des Klimas bei der Prüfung von Bekleidungstextilien, die körpernah getragen werden, da das Klima zwischen Haut und der Oberbekleidung individuell sehr unterschiedlich ist. Das klassische Textilprüfklima 20/65 hat sich auch für die Messung der Bekleidungstextilien in der Praxis bisher gut bewährt, während bei textilen Bodenbelägen nur Messungen bei niedriger relativer Luftfeuchte, das heißt im Normklima 23/25 sinnvoll sind. Die elektrostatischen Widerstandsmessungen mit der Ringelektrode nach DIN 54345, Teil 1 gelten für alle Textilien. Bei der Bezeichnung der elektrischen Widerstandsgrößen unterscheidet man je nach Elektrodenanordnung (Abb. 26) den Oberflächenwiderstand ROT (Einheit Ohm) und den Durchgangswiderstand RDT (Einheit Ohm). Da die elektrostatische Aufladung der Textilien ein Oberflächenphänomen ist, genügt bei Bekleidungstextilien die Bestimmung des elektrischen Oberflächenwiderstandes, während bei Bodenbelägen auch die Messung des Durchgangswiderstandes erforderlich ist. Das Widerstandsmeßgerät sollte einen Meßumfang von etwa 106 bis 1015 Ohm haben. Die folgende Tabelle zeigt die elektrische Leitfähigkeit der verschiedenen Fasern in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchte und der Behandlung mit Antistatika. Die Messungen des Oberflächenwiderstandes wurden vergleichsweise an folgenden gewaschenen und mit Antistatika behandelten Textilien vorgenommen: 1. Gewebe aus reiner Wolle, gewaschen 2. Gewebe aus Baumwolle, gebleicht 3. Wirkware aus texturiertem Polyester, gewaschen

137 Wirkware aus Polyamid 6, gewaschen 5. Gewebe aus Polyacrylnitril, gewaschen Bei den Vergleichsmessungen wurden folgende Produkte auf ihre Wirksamkeit überprüft: I Phosphorsäureester II Al kylsulfonat III EO-Fettsäuremonoethanolamid IV Fettsäureaminamid Die Ausrüstung der textilen Flächengebilde erfolgte auf dem Foulard mit Auflagen von 0,5 %, 1 % und 2 % Antistatika-Produkt. In den nachfolgenden Tabellen entspricht jeweils die linke Spalte dem Normalklima von 20/65, während die beiden anderen Spalten ein frei gewähltes Klima aufzeigen.

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141 141 Aus den Meßergebnissen geht hervor, daß die Wirkung der Antistatika von der relativen Luftfeuchte abhängt. Hier offenbart sich, daß die Antistatika keine Elektronenleitfähigkeit besitzen. Die Leitfähigkeit beruht im wesentlichen auf der Hydrophilie. Es zeigt sich weiterhin, daß mit jedem Antistatikum nur ein bestimmter Wert erreicht wird, der durch höheren Produkteinsatz nicht verbessert werden kann. Es zeigt sich zum Teil sogar die Tendenz, daß bei höheren Einsatzmengen eher eine leichte Verschlechterung eintritt. Obwohl die Wolle von allen Fasern das meiste Wasser aufnimmt, ist die elektrische Leitfähigkeit nur bei höherer relativer Luftfeuchte ausreichend. Bei einer mittleren und niedrigen relativen Luftfeuchte steigen die elektrischen Widerstandswerte an, das heißt die elektrische Leitfähigkeit der Wolle ist in trockener Luft schlecht. Das entspricht auch den Erfahrungen der Praxis. Die Baumwolle hat im Normklima 20/65, das heißt bei höherer relativer Luftfeuchte, eine gute elektrische Leitfähigkeit. Bei niedriger relativer Luftfeuchte fällt auch die Leitfähigkeit der Baumwolle deutlich ab. Durch Antistatika kann man in diesem Fall keine Verbesserung erzielen. Das beste "Antistatikum" für Baumwolle ist immer noch Wasser. Die Polyesterfaser spricht auf Antistatika am besten an. Im Normklima 20/65 werden schon mit kleinen Mengen an Antistatika Werte erzielt, die sogar besser sind als die der Baumwolle. Polyamid ist die Faser, die sich am schwersten antistatisch ausrüsten läßt. Bei gleichen Einsatzmengen an Antistatika sind die Werte deutlich schlechter als auf Polyester und Polyacrylnitril. Die Polyacrylnitrilfasern sprechen auf Antistatika gut an. Die Leitfähigkeit wird durch die Antistatika zum Teil besser als bei Baumwolle.

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145 Überprüfung der Wirksamkeit von Antistatika durch Aufladungsmessungen Püfung textiler Bodenbeläge im Begehversuch nach DIN Teil 2 Sind die elektrischen Widerstandswerte von textilen Bodenbelägen im Normklima 23/25 niedrig, dann ist im allgemeinen nicht mit störenden Aufladungs- bzw. Entladungserscheinungen zu rechnen. Während also niedrige elektrische Widerstandswerte (1010 Ohm) noch eine Aussage zulassen, lassen höhere elektrische Widerstandswerte keine eindeutige Aussage zu. Bei der Verarbeitung elektrisch leitfähiger Fasern (Stahlfasern) im Flor eines textilen Bodenbelages kann es wegen des relativ kleinen Meßspaltes der Ringelektrode zu Kurzschlüssen kommen. Eine Beurteilung des elektrostatischen Verhaltens von textilen Bödenbelägen aufgrund elektrischer Widerstandswerte können zu Fehlbeurteilungen führen. Daher sind Aufladungsmessungen durch Begehen des Bodenbelages unbedingt erforderlich. Bei diesem Begehtest wird nach der im Normblatt beschriebenen Versuchsanordnung der zu prüfende textile Bodenbelag bei definierten Bedingungen im Normklima 23/25 begangen. Dadurch wird die Versuchsperson auf eine Spannung aufgeladen, die kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet wird (Abb. 27 ). Außerdem wird die Halbwertzeit bestimmt, zu deren Ermittlung die Prüfperson nach dem Begehen mit beiden Füßen auf der Probe ruhig stehen bleibt, bis die im Augenblick des Stillstehens angezeigte Spannung auf die Hälfte abgesunken ist. Die Halbwertzeit und die Widerstandswerte sind zur Beantwortung der Frage heranzuziehen, in welchem Maße der textile Bodenbelag gegebenenfalls auch Fremdladungen von Personen oder Gegenständen abzuleiten vermag. Der Begehtest ist sehr praxisnah, aber eine Personenabhängigkeit kann nicht ganz ausgeschlossen werden. Deshalb wurde ein weiteres Blatt dieser Norm, Teil 3: "Prüfung textiler Bodenbeläge durch Simulation einer Begehung", herausgegeben. Die Wirkung eines Antistatikums im Teppichrückenverfestigungsvorstrich soll folgende Tabelle veranschaulichen: PA 6-Tufting-Bodenbelag (Schnittvelours mit Stahlfasern) mit Latex-Vorstrich

146 146 R OT (Ohm) R DT (Ohm) Aufladung (kv) Halbwertzeit (s) ohne leitfähigen 1,1 x ,0 x ,3 4,7 Vorstrich mit leitfähigem 1,0 x ,9 x ,3 <l Vorstrich Teppich ohne >10 12 > ,8 >15 Stahlfasern und ohne leitfähigen Vorstrich Die wenigen Stahlfasern (bis 0,3 % in der Nutzschicht) reichen nicht immer aus, um unter die Spürbarkeitsgrenze von 2 kv zu kommen. Durch den leitfähigen Vorstrich, der die Stahlfasern leitfähig miteinander verbindet, kommt man aber deutlich unter die Spürbarkeitsgrenze.

147 147 Feldstärkemessungen Um die Aufladungen des Fasermaterials auf der Karde, Krempel, auf den Strecken, am laufenden Faden oder Gewebe zu messen, eignet sich am besten die berührungslose Aufladungsmessung mit dem Feldstärkemeßgerät nach Schwenkhagen. In der Praxis hat sich für diesen Zweck das Influenz-Elektrofeldmeßgerät von Eltex gut bewährt. In der Spinnerei geben Aufladungen bis zu 5000 Volt/m keine Probleme. Ober 5000 Volt/m muß man mit Störungen rechnen. In der Ausrüstung wurden am Kalander schon Aufladungen bis Volt/m gemessen. Beim Scheren von Stücken aus Polyester/Wolle wurden nach 20 Minuten auf der ruhig stehenden, aufgerollten Ware noch folgende Werte ermittelt: ohne Antistatikum mit Antistatikum V/m +/- 0 V/m Aufladungsmessungen für Bekleidungstextilien Bei Bekleidungstextilien geben die elektrischen Widerstandsmessungen einen guten Oberblick über das elektrostatische Verhalten. Ergänzt werden kann diese Prüfung durch Aufladungsmessungen. Bestimmung der elektrostatischen Aufladbarkeit von textilen Flächengebilden nach DIN , Teil 4 Das zu prüfende textile Flächengebilde wird in Streifenform durch eine Reibvorrichtung hindurchgezogen, deren Reibflächen mit einem Reibpartner (präparationsfreie Gewebe aus Polyamid 6.6 und Polyester mit Leinwandbindung) überzogen sind. Nach dem Reibvorgang fällt die Probe in einen Faraday-Becher (Abb. 28 ), dessen Spannung gemessen wird. Aus dieser Spannung und der bekannten Kapazität des Faraday-Bechers wird die abgetrennte Ladung berechnet. Aufladungsmessungen auf dem Statikvoltmeter nach Frotscher (Probleme der antistatischen Permanentausrüstung, Melliand Textilberichte 41 (1960), ( )) Eine bestimmte Anzahl Fäden oder 2-3 cm breite Stoffstreifen werden zwischen mit Masse verbundenen Auflagen eingespannt. Das Material befindet sich dabei in einem bestimmten Abstand von der Meßelektrode. Dann wird mit einem Stab aus Stahl 5 mal hin- und hergerieben. Nach dem Reiben wird sofort die auf der Elektrode induzierte Spannung abgelesen und die Stoppuhr in Gang gesetzt (Abb. 29 ). Es wird die Zeit gemessen, in der die Spannung auf die Hälfte ihres Wertes absinkt. Das ist die sogenannte Feldzerfallhalbwertzeit. Außerdem wird die Restladung nach einer Minute abgelesen. LO L1 = Ladung in Volt, gemessen sofort nach Reiben an Stahl ohne Elektrodenberührung = Ladung in Volt, gemessen 1 Minute nach beendetem Reiben FHZ = Feldzerfallhalbwertzeit = die Zeit, in der LO auf die Hälfte des Wertes absinkt. Je kleiner die Feldzerfallhalbwertzeit, desto besser ist das elektrostatische Verhalten.

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149 149 Die Meßmethode nach Frotscher hat sich besonders bei Aufladungsmessungen im Normklima 20/65 bewährt. Die folgende Tabelle zeigt Meßergebnisse der Reibungsaufladung auf dem Statikvoltmeter an einer PA-Kettstuhlwirkware im Vergleich zu den Widerstandswerten nach mehreren Feinwäschen und Chemischreinigungen. L O (Volt) L 1 (Volt) FHZ R OT (Ohm) Polyamid (PA) ,7 x präparationsfrei permanent antistatisch ausgerüstet ,7 x x gewaschen ,3 6,7 x x gewaschen ,4 1,2 x x gereinigt ,7 x x gereinigt ,2 x 10 7