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Färbereileitung möglich zu automatisieren sowie via EDV zu überwachen. Bei dem Then-CKM-System (Color Kitchen Manager) erfolgt die Chemikaliendosierung automatisch aus den Liefergebinden anhand von hinterlegten Rezepturen über eine einzelne Leitungsverbindung zwischen Farbküche und Färberei. Pulverförmige Produkte und Farbstoffe können in der automatischen Lösestation ADS (Automatic Dissolving Station) zugegeben werden, die ebenfalls an dasselbe Leitungsnetz angeschlossen ist. Damit werden Farbstoffe und Chemikalien automatisch exakt abgemessen, gefahrlos und schnell transportiert, also eine Versorgung „just in time“ mit dem richtigen Produkt und der richtigen Menge. [16] Wenn ein Qualitätssicherungssystem in der Färberei für Garn funktionieren soll, benötigt man neben einem dynamisch reagierenden Kontrollaufwand für alle Färbeprozessparameter ein leistungsfähiges Labor mit Rohwarenanalyse, Farbmetrik und Laborausfärbemöglichkeiten. Gerade das Abwiegen von Textilgut und Farb- sowie Hilfsstoffen sollte dabei vollautomatisch erfolgen. Das automatische Färbereilabor „Aladys“ der Ciba ist diesbezüglich richtungweisend. Aber auch die Umsetzung der Rezepte in die Produktion erfordert Qualität der Arbeit. Nuancieren durch Farbstoffnachsatz Bei allem hohen Stand der Technik beruht Färbereileitung auch auf der Erfahrung des Abmusterns. Der Färber schätzt bei einer zu färbenden Partie anhand eines gezogenen Musters (Ankochers) die Abweichung zur Vorlage ein. Voraussetzung dafür ist, dass die reguläre Färbezeit abgelaufen ist; es muss sichergestellt sein, dass im Färbebad befindlicher Farbstoff nicht nachzieht und so die Farbe verändern würde. Bei der Beurteilung einer eventuellen Farbabweichung berücksichtigt man vorteilhaft die zur Erzielung des Ankocher-Farbtons angewandte Farbstoffmenge. Ist eine für den Auftraggeber nicht annehmbare Abweichung festgestellt worden, wird ein Zusatz erforderlich (was üblicherweise durchaus bei ein bis zwei Zusätzen liegen kann). Nach geltender Farbenlehre können aus den Grundfarben Gelb, Rot und Blau alle Bunttöne gemischt werden (in der Koloristik Trichromie genannt). Man nennt Färbungen gleichen Farborts auf Basis verschiedener Farbstoffkombinationen metamer, wobei der Einfluss der Lichtart zu beachten ist. Im Farbendreieck (Abb. 11) erreicht man durch Farbstoffkombinationen z. B. den Farbton Braun, indem man Rot, Blau und Gelb bzw. Rot und Grün mischt. Realistischer ist es, Braun aus Rot und Schwarz oder Rot und Grau zu erstellen. Auch Bordeaux und Orange oder Rot und Oliv ergeben Braun. Bei der praktischen Abmusterarbeit ist zu bedenken, dass Abb. 11: Farbmischdreieck man leichter eine Nuance von Gelb nach Rot, von Gelb nach Blau oder von Rot nach Violett verschieben kann als umgekehrt. Wenn es sich nicht vermeiden lässt, ein gelbstichiges Braun mit dem im Farbendreieck entfernter liegenden Bordeaux im Verhältnis 90 : 10 nach Rot zu „drücken“, so muss das Bordeaux eine erheblich bessere Lichtechtheit haben als die Hauptkomponente. Zur Erzielung des Farbtons bzw. der Farbtiefe der Vorlage wird u. U. der nötige Zusatz, in Prozent, auf die bereits verwendete Farbstoffmenge berechnet; die Auswirkungen eines Zusatzes von ca. 0,5 % sind mit dem Auge noch wahrnehmbar. Darunter liegende Differenzen können ohne Farbmetrik nicht mehr wahrgenommen werden (Koloristische Fehlergrenze). Wenn eine Färbung zu dunkel ausgefallen ist, muss ein Teil des Farbstoffs mit speziellen Hilfsmitteln entfernt (abgezogen) oder aufgehellt werden (Blindfärben mit Färbebad ohne Farbstoff). Dabei muss beachtet werden, dass diese Behandlung eine Schädigung der Fasern verursachen kann. Neben der Farbtiefe muss auch der Nuancenunterschied (z. B. die Klarheit oder Frische des Farbtons) mitberücksichtigt werden. Es ist zu entscheiden, ob man einen Nuancierfarbstoff zusetzt, der eine lebhaftere (brillante) oder trübere (stumpfe) Farbe bewirkt, oder ob die Farbe allein durch das Weiterfärben mit dem zuerst benutzten Farbstoff erzielt werden kann. Bei Mischtönen (Grau, Braun, Beige, Oliv usw.), die z. B. aus Blau, Rot und Gelb hergestellt werden, ist es zweckmäßig, ähnlich vorzugehen. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Die Differenz zwischen Partie und Vorlage beträgt etwa 10 %. Die Nuance muss aber durch den Zusatz etwas nach der roten Seite verschoben werden; das erste Muster hat die gleichen Teile Blau, Rot und Gelb; so werden als Zusatz etwa 7 % der eingesetzten Menge des blauen Farbstoffs, 10 % des roten Farbstoffs und 7 % des 29 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 29 16.04.2008 17:15:13 Färbereileitung gelben Farbstoffs des Ankocherrezepts zugegeben. Beim zweiten Muster wird dann beurteilt, wie der Zusatz gezogen hat. Man muss sich hüten, mit den Zusätzen z. B. erst zu rot, dann zu gelb usw. zu liegen. Durch dieses Hin- und Herpendeln wird die Partie leicht unegal, weil die Färbedauer von Muster zu Muster nicht ausreicht, um eine volle Egalität zu erreichen. Zu große Zusätze bewirken eine zu dunkle Färbung; ist ein Zusatz zu klein, zieht er gar nicht auf. Es besteht die Gefahr, dass die Partie verkocht (Farbstoff wird durch Reduktion zerstört). Stimmt die Nuance, fehlt jedoch an der Tiefe der Farbe ein wenig, lässt sich bei substantiven Färbungen durch Salzzugabe, bei sauren Färbungen durch Säurezusatz das Ziel erreichen. Ein Rezept sollte aus möglichst wenigen Farbstoffen zusammengesetzt sein. Man kann fast alle Nuancen durch Kombination von Gelb, Rot, Blau und Orange erreichen. In vielen Fällen ist es aber einfacher, mit den Farbstoffen Grau, Grün, Bordeaux, Braun, Marineblau und Schwarz als Grundfarbe im Rezept zu arbeiten und nur durch Beigabe kleiner Mengen anderer Farbstoffe die gewünschte Nuance zu erreichen. Diese Arbeitsweise ist z. B. üblich beim Färben der Baumwolle und beim Färben von 100 % Wolle mit 1: 2-Metallkomplexfarbstoffen. Ein Zusatz von Gelb wirkt sich wie folgt aus: Grüntöne werden voller und gehen mehr zur gelbgrünen Seite (Blattgrün), Blautöne werden dunkler und stumpfer und neigen zur blaugrünen Seite, Rottöne werden gelber und leuchtender; sie wirken voller, der Ton verändert sich zum Orange hin, Brauntöne wirken durch Zusatz eines rotstichigen Gelbs in der Übersicht voller und gelber; wird ein grünstichiges Gelb zugesetzt, geht der Farbtonumschlag nach der gelbbraunen Seite, und die Färbung erscheint leerer. Ein Zusatz von Rot wirkt sich wie folgt aus: Gelbtöne werden orange, der Ton wird voller, Blautöne werden dunkler und verschieben sich zur violetten Seite, Grüntöne werden stumpfer und voller und gehen zur oliven Seite, Brauntöne gehen nach der rotbraunen Seite und erscheinen tiefer. Ein Zusatz von Blau (von neutraler Abendfarbe) wirkt sich wie folgt aus: Brauntöne werden stumpfer und dunkler, aber nicht grünlicher, Rottöne werden dunkler und stumpfer; muss der Ton klarer, blauroter werden, ist dies nur durch Zusatz von Bordeaux zu erreichen; Beigetöne werden schmutzig grau, Grautöne werden schmutzig blau, Grüntöne werden blaugrün. Ein Zusatz von Orange wirkt sich wie folgt aus: Brauntöne werden kräftiger und lebhafter und wirken dann heller, Grüntöne werden stumpfer, oliver und dunkler, Blautöne werden stumpfer und dunkler, Marineblau und Orange ergibt Schwarz, Beigetöne gehen in einen Bronzeton über, sie verlieren ihren „hohlen“ Charakter. Zur Erreichung einer besonderen Abendfarbe verwendet man Grün- und/oder Violett-Marken. So kann man z. B. einen Farbton, der gegenüber der Vorlage zu klar „rot“ ist, aber nur noch ganz wenig in der Tiefe verträgt, durch Zusatz von Grün dem Vorlagemuster angleichen (wobei eine Abweichung zur Abendfarbe auftreten wird, falls die Vorlage nicht auch mit diesem Grün gefärbt wurde). Durch einen entsprechenden Zusatz von Gelb und Blau wäre die Erzielung des Farbtons nicht mehr möglich gewesen, weil die Grünwirkung dieser Kombination nicht intensiv genug ist. Durch die Zugabe von Blau wäre der Ton sicher auch zu stumpf und dunkel geworden. Die Wirkung von Violett liegt genau umgekehrt. Der Unterschied zu den „farbigen“, d. h. bunten Farben wie Rot, Hellblau, Türkis, Gelb usw. liegt darin, dass Schwarz und Weiß sowie alle Zwischenstufen Grau keine oder nur eine geringe Buntheit besitzen. Sie sind somit als unbunt oder farbneutral einzustufen. Ein ideales Schwarz oder ideales Weiß wird es in der Praxis kaum geben, sondern es treten auch hier noch gewisse Farbnuancen, Farbstiche auf. Die Beurteilung der Farbe, ob sie als „schön“ (schwarz oder weiß) empfunden wird, hängt wie bei jeder anderen Farbe letztlich von den bereits bekannten Einflüssen ab, wobei auf die geeignete Lichtquelle als Beleuchtung besonders geachtet werden muss. Zieht man zur Abmusterung die zwei bekannten Beleuchtungsquellen mit der Glühlampe sowie mit Tageslicht (natürlich und künstlich) heran, so kann man auch Schwarz- und Grautöne mit demselben Erfolg abmustern wie die anderen bunten Farben. Apparate in der Farbküche Chemikalien- und Farbstofflösungen können den Veredlungsaggregaten aus hoch gelegenen Lösestationen (Abb. 12) mit natürlichem Gefälle meist durch Glasleitungen zugeführt werden. Für die präzise Arbeit der Flottenauftragsaggregate ist eine Appreturflottendosierung unerlässlich. Abb. 12: Aufbaumöglichkeit einer zentralen Farbstofflösestation A – Farbküche, B – Tageslager für Farbstoffe, C – Hauptlager für Farbstoffe, D – Steuerraum, E – Chemikalien-Tanklager, F – Tankwagen-Anschlussstation 30 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 30 16.04.2008 17:15:14 Farbgebung in der Färberei Bei vollautomatischen Anlagen, die an eine Programmsteuerung oder an einen Rechner angeschlossen sind, können dem Ansatzbehälter je nach Veredlungsverfahren mehrere Nebenbehälter zugeordnet werden. Der Ansatzbehälter wie auch die Nebenbehälter sollten aus Edelstahl gefertigt werden, innen mindestens mechanisch poliert oder besser noch elektropoliert sein. Die Behälterinhalte sind dem Apparatevolumen angepasst, wobei als Faustregel für den Hauptbehälter gilt: Farbstoffmenge × 10 (Farbstoffmenge als Festwert = 10 % des Textilgut-Einsatzgewichts). Um eine gute Spül- und Reinigungswirkung zu erzielen, ist der Behälterrand als Spritzring ausgeführt, über den auch der normale Wasserzulauf erfolgt. Die Behälterform kann konisch oder zylindrisch mit gewölbtem oder konischem Boden ausgeführt werden. Die konische Form eines Behälters ist für den Rühreffekt strömungstechnisch ungünstiger als die zylindrische Form. Ferner benötigt der konische Behälter einen größeren Aufstellungsraum und gegenüber dem zylindrischen Behälter auch eine größere Bauhöhe, was mitunter zu Problemen beim Aufstellen führt. Zylindrische Behälter hingegen benötigen keine strömungslenkenden Einbauten wie die konischen Behälter. Zylindrische Behälter in einer mit konischem Boden kombinierten Ausführung gestatten, den Rührprozess bereits bei kleinen Teilmengen zu beginnen oder zu beenden. Im Normalfall reicht für das Rührwerk eine Drehzahl. Mit dem Dampfstechrohr der direkten Heizung, das entsprechend perforiert ist, wird ein zusätzlicher Mischeffekt gefördert. Literatur: [1] G. Ebner, D. Schelz: Textilfärberei und Farbstoffe. SpringerVerlag, Heidelberg 1989 [2] I. Jerzembeck: TV 36 (2001), H. 11/12, S. 21 [3] U. M. Adamiak, S. Struckmeier, J.-H. Dittrich, R.-D. Reumann: Verbesserte Reproduzierbarkeit und Produktionsökologie beim Färben durch Berücksichtigung der Feuchte des Farbstoffes und des Färbegutes, TV 33 (1998), H. 3/4, S. 38–43 [4] F. Reidl, T. Jakob: Auswahl hochechter Farbstoffe unter Zuhilfenahme von Expertensystemen, MTB 87 (2006), S. 726–728 [5] P. Schomakers: Optimierung der Prozesszeiten in der diskontinuierlichen Stückfärberei, TV 39 (2004), H. 5/6, S. 15–17 [6] P. Schomakers: Vollautomatische Textilveredlung in der diskontinuierlichen Stück- und Garnfärberei, MTB 81 (2000), S. 742–744 [7] N. N.: Vollautomatische Garnfärberei – Färben wie von Geisterhand, MTB 88 (2007), S. 128–129 [8] E. Hinnen: Überhitzter Dampf in der Kontinue-Färberei, MTB 86 (2005), S. 60–61 [9] W. Christ, H. Dörfer, D. Bechter, G. Kurz, K. Beck: Anwendung und Bedeutung der Dampftechnologie bei der aerodynamischen Stückfärberei, MTB 84 (2003), S. 417–424 [10] W. Schrott, T. Bechtold: Elektrochemie – Revolution in der Küpenfärberei, TV 38 (2003), H. 9/10, S. 19–22 [11] G. Faes: Neuronale Netze in der Farbmetrik, MTB 79 (1998), S. 462–465 [12] B. Schick: Farbrezeptierung heute – Fortschritte in der Farbrezeptberechnung mit neuer Rezeptiertechnologie, TV 35 (2000), H. 1/2, S. 12–16 [13] K.-H. Orriens: Möglichkeiten der optimierten Rezeptberechnung, MTB 78 (1997), S. 725–727 [14] N. N.: Vollautomatisches Rezeptiersystem Aladys, MTB 75 (1994), S. 294 [15] J. Brockmann: Flexibilität von Diskontinue-Stückfärbeanlagen, MTB 83 (2002), S. 734–735 [16] A. Böhringer: Qualitätssicherung und Kostensenkung durch Prozessbeherrschung, ITB 44 (1998), H. 4, S. 98f. Farbgebung in der Färberei Die Prozesse des Färbens und Druckens verwenden Farbstoffe zur Farbgebung. Man unterscheidet beim Färben die Ausziehverfahren (die Substanzen haben Affinität zum jeweiligen Faserstoff) und die Auftragsverfahren (ohne Affinität), und beim Drucken den klassischen Aufdruck und den Ink-Jet-Druck. Bei einem einheitlich uni gefärbten Flächengebilde ist es schwierig festzustellen, in welchem Verarbeitungszustand die Färbung erfolgte. Ist es mehrfarbig, aber nur aus einer einzigen Faserart bestehend, so kann es nicht im Stück gefärbt sein. Besteht es aber aus verschiedenen Faserstoffen, kann es durchaus im Stück gefärbt sein (Effektfärbung); für die meisten Faserarten gibt es Farbstoffe, die nur diese anfärben, andere aber weiß lassen (reservieren). Während früher die einheitlichen Färbungen in der Färberei und die farbige Musterung fast ausnahmslos in der Druckerei des Betriebs vorgenommen wurden, ist diese Abgrenzung durch die Einführung neuer Techniken, speziell in der Teppichindustrie, durch die Aufgieß- und Spritzverfahren verwischt worden. Bei diesen neuen Techniken wird die Musterung ohne die typischen Requisiten der Druckerei (Walzen oder Schablonen) erzeugt. Ebenso ist es denkbar, das Färben, nicht nur bei Chemiefasern, mit dem Spinnen oder mit anderen mechanischen Prozessen, wie dem Texturieren von Synthesefasergarnen, zusammenzulegen. Das Färben in der Webereivorbereitung, zusammen mit dem Schlichten, wird z. B. beim Denimartikel in verschiedenen Betrieben seit langem durchgeführt (Kettschlichtefärben). Eine ganz andere Veredlungsindustrie ist die Fully-fashioned-Ausrüstung und -Färberei von Fertigteilen, da in dieser Aufmachungsform flexibel und marktnah auf Modeschwankungen reagiert werden kann. Beispiele aus der Strumpfindustrie zeigen, dass Polyamidstrumpfhosen ohne wesentliche Vorbehandlung gefärbt werden können, ehe sie anschließend während des Trocknens schwach fixiert, d. h. in Form gebracht werden. Musterungsarten Garne und Gewebe können, statt ganz, auch nur stellenweise gefärbt werden. Der restliche Teil bleibt ungefärbt. In diesem Sinn kann auch der Druck als Teilfärbung angesehen werden. 31 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 31 16.04.2008 17:15:15 Farbgebung in der Färberei Stranggarne kann man stellenweise mit Plastikfolie abbinden und so im Vollbad färben. Die abgebundenen Stellen bleiben reserviert. Diese Prozedur kann mehrfach in verschiedenen Färbebädern wiederholt werden. Beim „Martin“-Prozess wird das Garn stellenweise mit einem Reservierungsmittel bedruckt, verwebt und im Stück gefärbt. Ombrés oder Schattenfärbungen sind stark der Mode unterworfen, erscheinen aber immer wieder in unregelmäßigen Zeitabständen auf dem Markt. Die Färbung verläuft im gleichen Strang oder Stück von weiß über hell bis dunkel durch alle Schattierungen. Bei Doppel- und Mehrfach-Ombrés sind zwei und mehr verschiedene Farben in Abschattierungen vorhanden. Solche Färbungen werden sowohl auf Garnen wie auf Geweben durch teilweises Eintauchen in die Färbeflotte hergestellt; Gewebe färbt man am Sternreifen oder auf dem Jigger, der auf einer Wippe montiert ist, damit er schräg nach den Seiten kippbar ist. Es ist auch möglich, Ombrés kontinuierlich im Zwickel eines Horizontal-Foulards zu färben: Parallel zu den Walzen bringt man beidseitig des Schlitzes je ein Spritzrohr an, das mit Löchern verschiedenen Durchmessers gebohrt ist. Ein Rohr nimmt im Durchmesser vom Zuflussende bis zum anderen Ende ab, beim zweiten Rohr in umgekehrter Weise. Durch das eine Rohr lässt man die Farbstofflösung zufließen, durch das zweite nur Wasser. Space-Dyeing ist eine bewusst unegale Färbung. Solche Teilfärbungen haben im Zusammenhang mit den Tufting-Teppichen eine erhöhte Bedeutung erhalten. Sie ermöglichen Musterungen ohne Beanspruchung von Rouleaux- oder Filmdruckmaschinen. Es werden dazu keine oder nur einfache Druckvorrichtungen verwendet. Der Farbstoffauftrag erfolgt kontaktlos. Die Begriffe „Färben“ und „Drucken“ sind bei der Bezeichnung „SpaceDyeing“ kaum mehr auseinanderzuhalten. Fasereigenschaften modifizieren Vor allem Baumwolle war das Ziel von chemischen Verfahren zur Änderung ihrer färberischen Eigenschaften. Durch Überführung von Baumwolle in Natroncellulose und anschließende Veresterung mit p-Toluolsulfochlorid oder durch Veresterung mit einem Essigsäureanhydrid/Eisessiggemisch verliert die Baumwolle das Vermögen, direktziehende Baumwollfarbstoffe aufzunehmen. Andererseits färben sich die behandelten Fasern mit Säurebzw. Acetatdispersionsfarbstoffen an (Passivgarn). Durch Phosphorylierung verliert Baumwolle die Affinität zu den meisten Baumwollfarbstoffen, ebenso durch Behandlung mit Cyanurchlorid. Damit wollte man reaktive Fasern herstellen. Diesen Arbeiten war nie ein praktischer Erfolg beschieden. Aminogruppenhaltige Faserstoffe (wie Wolle und Polyamid) können durch Blockierung derselben in ihren färberischen Eigenschaften verändert werden. So verliert Wolle durch Behandlung mit Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfosäuren und Formaldehyd die Affinität zu substantiven Farbstoffen. Das „Multicolor“-Verfahren von Ciba benutzt die Eigenschaft ausgesuchter Chromfarbstoffe, nicht mit Chrom vorgebeizte Wolle nur schwach anzufärben. Verarbeitet man unbehandelte und behandelte Wolle zusammen, so kann man einbadig Zweifarbeneffekte erzielen und unter bestimmten Voraussetzungen sogar Dreifarbeneffekte. Die Verfahren zur Affinitätsänderung von Wolle durch kurzzeitige Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure oder die Acetylierung mit Essigsäureanhydrid und Schwefelsäure haben nie praktische Anwendung gefunden. Polyamidfasern verlieren nach Behandlung mit Produkten, die eine reaktive und eine Sulfogruppe enthalten, die Affinität zu anionischen Farbstoffen, färben sich aber mit kationischen Farbstoffen an („Sandospace“-Verfahren von Sandoz). Verfahrenstechnik Verfahrenstechnisch gibt es bei allen Verfahren, in deren Verlauf Farbstoff an Fasern gebunden wird, Analogien (Tab. 1). Beim Ausziehverfahren von polaren Fasern kommt der Salzzugabe zum Leidwesen der Abwasserspezialisten die Aufgabe zu, die Affinität des Farbstoffs zur Faser zu steuern. So erhöht Salz (u. U. sogar als Feststoff zum Färbebad zudosiert) die relativ schlechte Substantivität von Baumwollfarbstoffen, die alle im Stadium der Ausziehphase nach dem Mechanismus eines substantiven Farbstoffs färben; dabei beeinflusst Salz die Aggregation der Farbstoffmoleküle in der Flotte und in der Faser und verschiebt so das Verteilungsgleichgewicht zugunsten der Faser. Beim Färben von Wolle wirkt Salz dagegen als Egalisiermittel, weil es in der Ausziehphase erfolgreich mit dem ionischen Farbstoff um die Ankerplätze in der Faser wetteifert, ehe es später in der Fixierphase wegen anderer Wechselwirkungen des Farbstoffs mit dem Wollprotein einem Ionenaustausch zum Opfer fällt. Bei Auftragsverfahren steuert man die Substantivität von eingesetzten Farbstoffen u. a. über die Temperatur. Wenn man nach Vorauswahl der Farbstoffe für das Auftragsverfahren dennoch mit relativ substantiven Farbstoffen foulardieren muss, besteht die Gefahr der Endenungleichheit einer Partie. Weil Färben aber ein exothermer Vorgang ist, verringert eine Temperaturerhöhung im Chassis die Affinität des Farbstoffs zur Faser. Bei Kaltverweilverfahren ist dieser verfahrenstechnische Trick wenig sinnvoll, weil nach dem Foulardieren aufgekault wird, um bei Raumtemperatur über Nacht zu verweilen. Wegen der langen Reaktionszeit kommt bei diesen Verfahren eher ein kinetischer Aspekt zum Tragen. Man 32 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 32 16.04.2008 17:15:16 Farbgebung in der Färberei Typ Gruppe Faserstoff Eigenschaften der Färbung wasserunlöslich Schwefelfarbstoffe Baumwolle billig, gute Licht- und Nassechtheiten, nicht Cord, Samt, Jeans, Berufskleidung, Zelte chlorecht, stumpf, keine Rottöne, schönes Schwarz, Na2S-Geruch!, u. U. Farbtonumschlag Einsatz Küpenfarbstoffe Cellulose sehr echt, Verküpung nicht einfach zu kontrollieren. Luftgang oder Oxidationsmittel. Farbtonumschlag beim Verküpen bzw. Oxidieren Dispersionsfarbstoffe Polyester, Acetat, Polyamide Carrier nötig, Einfluss der Thermofixierung HAKA, DOB (garnfarbig), Transbei PES, u. U. spinnfarbig von Endlosfasern ferdruck, Autogurte, Nähseide, technische Gewebe, DifferentialDyeing-Teppiche Pigmentfarbstoffe alle keine Affinität, Binder nötig. Griff schlecht, schlechte Reibechtheit; oft im Druck wasserlöslich Leukoküpenvor dem Färben, esterfarbstoffe wasserunlöslich nach dem Färben Cellulose (Wolle, Polyamide) vor der Färbung wasserlöslich, nach der stückfarbige Hemden, RegenFärbung wasserunlöslich, sehr echt, egali- mäntel, Deko, Bettwäsche, sieren gut und färben deshalb besser durch Lingerie in Pastelltönen als Küpenfarbstoffe; teuer, daher nur für helle Töne, Farbtonumschlag beim Verseifen und Oxidieren Diazotierungsfarbstoffe Baumwolle Schlechte Lichtechtheit; für satte Töne; gut weiß ätzbar bei Druckfond; beständig bei Hochveredlung; komplizierte Anwendungstechnik, da Farbstoff auf der Faser erst erzeugt wird; Farbstoff ist nach der Färbung wasserunlöslich; gute Nassechtheit; Farbstoffumschlag beim Diazotieren Druckätzfonds Entwicklungsfarbstoffe Baumwolle, Celluloseregenerat Farbstoff wird auf der Faser erzeugt und ist nach der Färbung wasserunlöslich; gut nachseifen und spülen; Farbtonumschlag beim Kuppeln Garne, Deko, Kleider, Schürzen teilweise chem. Nachkuperungs- Cellulose Reaktionen mit farbstoffe Faser, wasserunlöslich nach dem Färben ionische Bindung wasserlöslich physikalische Adsorption, wasserlöslich Fahnen, Markisen, Verdecke, Gartenmöbel, Zelte, Militärbekleidung, Bekleidung, Hauswäsche, Regenbekleidung, Dekorationsstoffe; garnfarbig Druck (nicht für Flächendecker) sehr lichtecht, gute Waschechtheit; Farbton- Deko, DOB, HAKA, Regenmanumschlag bei Nachbehandlung mit Kupfer; tel, Samt, Wirkware, Trainingsbeständig gegen Hochveredlung anzüge, Handschuhe, Bucheinbindung Reaktivfarbstoffe Cellulose Wolle Polyamide Seide hydrolysenempfindlich, daher exakte Verfah- Hemden, Blusen, Kleider, Deko, rensführung wichtig; gute Reib- und Nass- Badeartikel, Strickgarne, Wirkwaren echtheiten; Nachseifen und Spülen; teuer; brillante Töne, kein Farbtonumschlag Chromfarbstoffe Wolle Chromierung als Nachbehandlung, Abwas- Garn, tiefe Töne bei stückfarbiserprobleme; preiswert, sehr gute Nassecht- ger HAKA-Ware heit; gedeckte Töne; Wolle versprödet; Farbtonumschlag beim Chromieren; Nuancieren mit anderen Sortimenten 1: 2-Metallkom- Wolle plexfarbstoffe sehr nassecht, schonende Färbeweise, da pH 5–6, schlecht egalisierend; Egalisierungsmittel nötig; keine Sulfogruppe: oder eine Sulfogruppe oder zwei Sulfogruppen Garn, Flocke 1:1-Metallkomplexfarbstoffe Wolle bei pH 2 keine faserschonende FärbeweiHAKA-Stückfärbungen, DOBse, aber gutes Egalisieren und Durchfärben, Mantelware, hartgeschlagene schlechte Nassechtheiten Ware Säurefarbstoffe Wolle Polyamide Egalisierfarbstoffe pH 3, sehr brillant, mäßig DOB, Hüte, Teppichgarne, Deko, waschecht, mittlere Lichtechtheit; waschWirkware, Wollstrümpfe, DOB echt mäßig sauer pH 3–4; walkecht pH 5–6 garnfarbig, Flocke, DOB, HAKA basische Farbstoffe Polyacrylnitril brillante Töne, mit Retarder zu färben, (Wolle) schlecht egalisierend; sehr nass- und lichtecht Phthalocyaninfarbstoffe Baumwolle brillant, sehr licht- und nassecht; Grün- und Zeugdruck Blautöne, sehr sorgfältige Verfahrensführung erforderlich Direktfarbstoffe Cellulose preiswert, gutes Egalisier- und Durchfärbe- Futterstoff, Damenunterwäsche, vermögen, schlechte Nassechtheit bei mitt- Wirkware, Deko, Teppiche leren bis dunklen Tönen Wirkware DOB, Strickgarn, Flocke Tab. 1: Einsatzgebiete von Farbstoffen in der Färberei 33 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 33 16.04.2008 17:15:16 Farbgebung in der Färberei kann sich z. B. beim Einsatz von Reaktivfarbstoffen gezielt deren Reaktivität zunutze machen; auch eine hohe Aktivierungsenergiebarriere kann bei so langen Reaktionszeiten möglicherweise überwunden werden, was gute Fixierausbeuten garantiert. Farbstoff-Fixierung Die Fixierphase ist bei allen Verfahren (sei es Färben oder Drucken), bei denen Farbstoff an die Faser gebunden wird, mit der Notwendigkeit eines Fixiermediums verbunden. Bei Ausziehverfahren stellt zwar das Wasser dieses Medium dar, ist aber auch gleichzeitig Störfaktor, wenn es mit dem Farbstoff um polare Ankerplätze wetteifert oder gar vor der chemischen Reaktion eines Reaktivfarbstoffs mit der Faser die Reaktivgruppe hydrolysiert. Bei Verfahren, während deren Verlauf Dampf als Diffusionsmedium der Farbstoffe von der Faseroberfläche zu den Ankerplätzen dient und dort die polare Reaktion begünstigt (Kontinuefärben oder Drucken von polaren Fasern), garantiert Sattdampf die nötige Polarität des Mediums. Sollen unpolare Farbstoffe in einer unpolaren Faser (Dispersionsfarbstoffe in Polyesterfasern beim Drucken) fixiert werden, wendet man vorteilhaft Heißluft oder überhitzter Dampf als relativ unpolare Medien an. Will man polare Reaktionen durch einen überhitzten Dampf durch Fixierung zum Ende bringen, so muss man vorher beim Farbstoffauftrag hygroskopische, polare Chemikalien, wie z. B. Harnstoff, mit auftragen. Soll beim Drucken der Farbstoff aus der Druckverdickung auf die Faser übergehen (beim Dämpfen) und dort reagieren, so darf die Verdickung unter Dämpfbedingungen keine Affinität zum Farbstoff oder gar reaktionsfähige Gruppen aufweisen; daher muss man bei der Verwendung von Reaktivfarbstoffen Polymere als Verdickung wählen, die keine reaktionsfähigen OH-Gruppen aufweisen. Eine Besonderheit der Farbstofffixierung stellt das Thermosolverfahren zum kontinuierlichen Färben von Polyestergeweben dar. Es besteht aus den Verfahrensschritten des Klotzens der Farbstoffe, des Trocknens, des Thermosolierens sowie des Nachwaschens. Bei den enthaltenen Nassbehandlungen überwiegen die Verfahrenselemente Tauchen, Quetschen und Spritzen, bei den Thermobehandlungen das Aufheizen und Abkühlen. Bei Thermosoliertemperatur treten nun einige typische, sonst beim Farbgeben nicht relevante Grundvorgänge auf, die durch folgende Grundfunktionen beschrieben werden können: Bei 200–220 °C sind viele Kristallite der Polyesterfaser genauso wie beim Thermofixieren aufgeschmolzen und damit für den Farbstoff zugänglich. Der Dis- persionsfarbstoff wird je nach Molekulargewicht sogar sublimieren, d. h. vom festen Zustand an der Faseroberfläche in den gasförmigen Zustand übergehen und als Gas schnell und weit in die Faser diffundieren, ehe er bei niedrigeren Temperaturen wieder fest wird. Beim Abkühlen wird der Farbstoff z. T. mit dem Faserpolymer cokristallisieren und so echt gebunden. Schließlich sei auf ein Druckverfahren verwiesen, das aus bestimmten Gründen stark an Attraktivität gewonnen hat. Seitdem es gute Weichmacher für Pigmentdrucke gibt, ist dieser modisch interessante und auf allen Fasern anwendbare Druck aktuell geworden, zumal er keine Nachwäsche erfordert. Allerdings ist die Verwendung von Benzin in der körperarmen Verdickung des Pigmentdrucks nur noch erlaubt, wenn umfangreiche Aktivkohleabsorber beim Trocknen und Fixieren (Auskondensieren des Binders) das verdampfende Benzin rückgewinnen lassen. Synthetische Verdickungsmittel können hier aber den praktischen Einsatz der körperarmen Verdickung aufrechterhalten. Natürlich ist beim Einsatz dieser Art Verdickung der auch nach dem Trocknen anwesende Emulgator zu berücksichtigen. Wenn anschließend z. B. ein pigmentbedruckter Regenschirmstoff hydrophobiert werden soll, ist auch hier eine Drucknachwäsche zur Entfernung des Emulgators unumgänglich. Die Reibechtheit von Pigmentdrucken auf Polyesterfasergeweben kann durch vorheriges Alkalisieren der zu bedruckenden Gewebe infolge des Lochfraßes beim Alkalisieren und der anschließenden, teilweise in diesen Löchern stattfindenden Ablagerungen der Druckpigmente verbessert werden. Färbeaggregate Textilfärbeaggregate werden unterteilt (Abb. 1) in Färbemaschinen (Ware bewegt, Flotte umgepumpt) und Färbeapparate (Ware ruht, Flotte durchströmt mittels Pumpe). Heutige Färbeaggregate bestehen aus folgenden Grundelementen: – Kessel (Kufe) als Ruhezone – Pumpe zur Flottenzirkulation – Flottenführungselemente (Rohre, Ventile) – Wärmeüberträger (Heizaggregat) – Maschinenelemente zur Materialführung und zum Flottenaustausch, wie z. B. Leitrechen, Umlenkhaspeln, Transporthaspeln, Materialträger, Einschwemmvorrichtungen. Der Farbstofftransport in der Lösung erfolgt durch Konvektion (Wasserbewegung durch Rühren oder Umpumpen der Flotte). Hohe Temperatur und Flottenumwälzung beschleunigen diesen Prozess, sodass die Gesamt-Färbegeschwindigkeit nicht durch zu langsame Diffusion beeinträchtigt wird. 34 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 34 16.04.2008 17:15:16 Farbgebung in der Färberei Farbstoff gleichmäßig auf die Faser bringen Textiles Flächengebilde in Ruhe; es wird gleichmäßig von der Färbeflotte durchflutet Textiles Flächengebilde in periodischer Bewegung; es wird periodisch mit unterschiedlicher Intensität von der Färbeflotte durchflutet – mechanisch Haspel Reibungskräfte – hydraulisch Düse Impuls-DruckReibungskräfte – mechanisch und hydraulisch Warentransport HT-Garnfärbeapparat HT-Baumfärbeapparat Sternfärbeanlage Jigger Teppichkufe HT-Haspelkufe Jet-Färbemaschine Sanftfärbemaschine (Overflow) Abb. 1: Unterscheidung von Färbeapparaten und Färbemaschinen Substrat Farbstoffklasse Hauptparameter Baumwolle Baumwolle Baumwolle Baumwolle Wolle Wolle Wolle Wolle Polyester Polyacrylnitril Substantiv Kalt-Reaktiv Heiß-Reaktiv Küpen Säure Metallkomplex Sulfonierte Metallkomplex Reaktiv Dispersion Kationisch Temperatur/Salz Salz/Alkali Temperatur/Salz Hydrosulfit Säure Temperatur Temperatur/Säure Säure Temperatur Temperatur Tab. 2: Färbeparameter [2] Aufmachungsformen Der Färbeprozess ist abhängig von der Aufmachungsform des Färbeguts: 1. Färben der Spinnmasse (für Synthesefasern). Bei der Herstellung von Synthesefasern werden der Spinnmasse Farbpigmente (unlöslicher, aber feinstverteilter Farbstoff) zugesetzt, sodass nach dem Auspressen durch die Spinndüse der gefärbte Faden vorliegt. 2. Färben der Flocke (lose Fasern). Man kann die Flocke partieweise (diskontinuierlich) oder kontinuierlich färben. Beim diskontinuierlichen Färben wird das Fasermaterial in einen Apparat gepackt, durch den die Färbeflotte hindurchgepresst wird. Die Anfärbung ist nicht immer gleichmäßig. Diese Unegalität wird egalisiert, da die Flocke in der Spinnerei anschließend wieder zerfasert und gemischt wird. Beim kontinuierlichen Färben wird das lose Material auf einem Foulard mit der Farbstofflösung getränkt. Anschließend wird die Färbung in einem Dämpfer fixiert. Dann wird gewaschen und getrocknet. Verschiedenfarbige Flocke kann zu Melangen verarbeitet werden. 3. Färben des Kammzugs. Ein Kammzug besteht aus einem zusammenhängenden Faserband, aus dem auf einer Kämmmaschine die kürzeren Fasern herausgekämmt wurden. Dieser Kamm- zug kann z. B. in Wickelform gefärbt werden. Für farbige Wollkammgarne gibt es mehrere Einsatzgebiete von gefärbtem Kammzug: a) Unigarn: Der wesentliche Vorteil einer Kammzugfärbung ist ihre hohe Echtheit. Kammzugfarbiges Garn kann aber nur wirtschaftlich hergestellt werden, wenn große Partien vorliegen. b) Melangegarn: Hierbei werden bestimmte Mengen des Kammzugs in verschiedenen Farben gefärbt. Die verschiedenfarbigen Kammzüge werden in der Spinnerei miteinander vermischt und zu Garn versponnen. c) Vigoureux-Garn: Eine andere Methode, den Kammzug zu färben, ist der Vigoureuxdruck. Hierbei wird mittels einer Druckwalze in verschiedenen Abständen farbige Druckpaste aufgetragen und fixiert. Beim Verstrecken des Kammzugs während des Spinnprozesses verschieben sich die gefärbten und ungefärbten Stellen derartig, dass der Eindruck eines Melangegarns entsteht. Bei dem Vigoureuxdruck wird die Einzelfaser zebraartig gestreift. Die daraus in der fertigen Ware resultierende Musterung ist so klein, dass das Auge nur eine Mischfarbe wahrnimmt; z. B. aus schwarzen und weißen Streifen ergibt sich Grau. Dagegen vermag das Auge 35 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 35 16.04.2008 17:15:17 Farbgebung in der Färberei in einem ebenfalls grauen Melange-Artikel noch die einzelnen weißen und schwarzen Fasern zu erkennen. Vigoureuxartikel zeigen also ein ruhiges Warenbild und Melangeartikel ein lebhaftes Warenbild. 4. Färben des Garns. Man unterscheidet folgende Maschinen zum Färben von Garnen: a) Stranggarnfärbemaschinen: Das Garn wird gehaspelt, und die einzelnen Stränge werden auf Rollen gelegt. Auf diesen Rollen wird das Material durch das Färbebad gezogen. b) Spritzfärbemaschinen: Hierbei werden die Stränge auf ein perforiertes Rohr gelegt, aus dem die Farbstoffflotte ausströmt und die Garne anfärbt. In regelmäßigen Abständen werden die Stränge umgelegt, um so ein gleichmäßiges Anfärben zu erreichen. Bei der Spritzfärbemaschine ist die Flottenmenge geringer als bei der Stranggarnfärbemaschine. c) Packzylinder: Es ist auch möglich, die Stränge in einen Packapparat einzulegen und dann, wie bei Flockefärberei, zu färben. d) Kreuzspulfärbeapparat (Abb. 2): Die Spulkörper befinden sich auf perforierten Plastikhülsen. Diese Kreuzspulen werden auf perforierte Rohre (Schwerter) aufgesteckt und dann in einen verschließbaren Behälter gebracht, in welchem die Farbstoffflotte unter Druck durch die Spulen hindurchgepresst wird. Auf diesem Apparat kann man auch mit hohen Temperaturen färben. 5. Färben des Stückes. Es gibt eine ganze Reihe von Maschinen, mit denen man Flächengebilde färben kann. Stückfärbeaggregate arbeiten mit Programmsteuerung über mechanische Systeme oder Mikroprozessoren; dabei läuft der gesamte Färbevorgang programmiert ab. a) Haspelkufe: Diese Maschine eignet sich für Qualitäten, die unempfindlich sind gegen Lauffalten. Die Ware wird bei Kochtemperatur als ein endloser Strang (die beiden Enden eines Stückes sind aneinandergenäht, nachdem das Stück in die Maschine eingezogen ist) durch eine Färbeflotte geführt. Dabei sorgt eine rotierende Haspel für den Transport. b) HT-Baumfärbeapparat: Bei der Haspelkufe wird üblicherweise nur eine Temperatur von 100 °C erreicht. Dagegen färbt man in HTBaumfärbeapparaten bei Temperaturen über 100 °C. Die Ware wird dabei auf einen perforierten Zylinder (Baum) gewickelt und in einen verschließbaren Apparat eingefahren. Die Färbeflotte kann man von innen nach außen oder von außen nach innen durch den Warenwickel hindurchpumpen. c) Jet-Färbemaschine oder Overflow-Maschine: Die Overflow-Maschine (Abb. 3) wurde speziell für das Färben von Ware entwickelt, die gegen Zugbeanspruchung empfindlich ist und auf diesen Apparaten möglichst spannungsfrei gefärbt werden kann. Bei diesen Maschinentypen werden sowohl Ware als auch Flotte bewegt. Die Konstruktion dieser Apparate ist entweder vertikal oder horizontal. Bei Jet-Färbemaschinen erfolgt die Flottenbewegung durch Düsen. Die Ware wird dabei von der Flotte mitgenommen. Bei den meisten Typen erfolgt zusätzlich auch noch ein Warenantrieb über eine Haspel. 6. Fully-fashioned-Färberei: Die Fertigteilfärberei erlaubt schnelle Reaktion auf Modetrends und Farben (Quick Response) und erfolgt in Trommelfärbemaschinen. Abb. 2: Färbeapparat für Garnkreuzspulen 9 7 8 2 6 max 5 3 1 min 4 Abb. 3: Färbemaschine für Gewebe in Strangform (KrantzOverflow) 1 – Verweilkammer, 2 – Flottenaustauschrohr, 3 – Umwälzpumpe, 4 – Flottenabsaugung, 5 – Wärmeübertrager, 6 – Flotteneinspritzung, 7 – Einschwemmvorrichtung, 8 – Ware, 9 – Umlenkhaspel Literatur: [1] H. K. Rouette: Färben und Drucken – ITMA-Nachbetrachtung, MTB 84 (2003), S. 977–982 [2] J. Carbonell: Die Färbemaschine muss auch mitspielen, TV 21 (1986), S. 424 36 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 36 16.04.2008 17:15:18 Farbmetrik und Farbensehen Farbmetrik und Farbensehen Farbe ist eine Sinnesempfindung, die dadurch entsteht, dass der remittierte Teil des auf eine Materie auftreffenden Lichts im Auge des Betrachters eine physiologische Erregung als Farbreiz auslöst, diese Erregung weiter an das Gehirn geleitet und dort in Farbempfindungen umgewandelt wird. Dem Farbempfinden des Menschen sind jedoch Grenzen gesetzt. Der Mensch nimmt lediglich Licht über einen Wellenbereich von 380–780 nm auf. Wellenbereiche, die darüber oder darunter liegen, sind für das menschliche Auge nicht sichtbar (UV-Strahlen unterhalb 380 nm und Infrarotstrahlen oberhalb 780 nm). Wenn eine Lichtart noch weniger Energie enthält als das rote, so ist das menschliche Auge nicht mehr in der Lage, sie zu sehen. Man empfindet sie höchstens noch als Wärme auf der Haut. Ist andererseits eine Strahlung noch energiereicher als Blauviolett, so erkennt man sie ebenfalls nicht mehr. Physikalisch gesehen ist eine Substanz dann gefärbt, wenn ein innerer Energieübergang möglich ist, für den ein Energiebetrag E in Form von Quanten sichtbaren Lichts aufgebracht werden muss. Die Frequenz ν dieses Lichts ist gegeben durch E = h · ν oder E = h · c/λ, wobei h die Planck’sche Konstante ist und c die Lichtgeschwindigkeit. Die E-Werte, die dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts entsprechen, sind von gleicher Größenordnung wie diejenigen, die bei Elektronenübergängen auftreten (Abb. 1). Abb. 1: Farben im sichtbaren Bereich des Spektrums [1] In vielen Situationen, wie z. B. Sortieren, Positionieren oder Qualitäts- und Betriebskontrolle, sind das Erkennen von Farbtönen sowie deren Sättigung, HeIligkeit oder Differenz erforderlich. Oft greift man hier auf Vergleichsmessungen zurück. So können industrielle Farbsensoren eine vor der Messung angelernte Farbe wiedererkennen und Abweichungen zu dieser beurteilen. Während der Messung werden aktuelle Werte ständig mit der Vorlage verglichen, bis eine definierte Identität eintritt. Die Ausgabe der Zustände „identisch“, „nicht identisch“ oder der abweichenden Werte hängt vom Nutzer und seiner Applikation ab. Werden die angelernten Farben durch definierte Farbwerte mit bekannten Farbkoordinaten erweitert, können entsprechende StützsteIlen im Farbraum angelernt werden. Auf diese Art und Weise sind auch Farbmessaufgaben im Bereich der angelernten Farben ggf. mit Interpolation unter Beachtung von konstanten Messbedingungen möglich. [2] Farbdarstellung Obwohl man in der textilindustriellen Fertigung nicht auf das geübte Auge des Koloristen verzichten kann, führt die farbmetrische Bestimmung von Farbabweichungen zu einer größeren Objektivierung des Ergebnisses. Mit der Farbmessung werden Farbeindrücke in Zahlen erfasst und ausgedrückt. Die Farbsystematik ist für eine anschauliche und sinnvolle Anordnung der Farben unumgänglich geworden. Deshalb nimmt sie in der Technik eine bedeutende Stellung ein, besonders dann, wenn die Anordnung auf normierten oder vereinbarten Elementen, die als Ausgangspunkt für eine numerische Bestimmung der Farbe dienen, aufgebaut ist. Die Kennzeichnung bzw. die Chiffre einer Farbe muss jedoch allgemeingültig bzw. vom Messsystem unabhängig sein. Erst im 20. Jh. hat man klar erkannt, dass es drei grundsätzliche Möglichkeiten gibt, Farben darzustellen, nämlich [3]: 1. Die rein physikalische Darstellung von Spektren, bei denen die Wellenlänge (oder ihr Reziprokwert, die Wellenzahl oder -frequenz) als Funktion der Intensität oder optischen Dichte aufgezeichnet wird. 2. Die reizmetrischen Systeme, in denen die Farben in einem dreidimensionalen Raum als Funktion von drei Größen den Farbreizen entsprechen. Sie stehen in einer bestimmten Beziehung zur Empfindlichkeit der drei Sorten von Zäpfchenzellen, die in der Netzhaut des menschlichen Auges für die Differenzierung der Farben verantwortlich sind. Dabei werden die Farbreize meistens durch sog. Normfarbwertanteile, z. B. im System der Internationalen Beleuchtungskommission (Commission Internationale de l’Eclairage, CIE) durch die Normfarbwertanteile x, y und z quantifiziert, die seit 1931 in einem verbindlichen Farbendreieck (Abb. 2) festliegen. 3. Durch empfindungsmetrische Systeme, die ebenfalls auf drei Größen basieren, die aber so gewählt sind, dass im aus diesen drei Größen entstehenden Farbraum zwei Punkte, die den gleichen Abstand haben, empfindungsgemäß als gleich verschieden empfunden werden. 37 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 37 16.04.2008 17:15:19 Farbmetrik und Farbensehen Weder das physikalische System der Spektren noch ein reizmetrisches System kann die Aufgabe des Koloristen befriedigend wiedergeben. Dies ist nur mit einem empfindungsmetrischen System möglich. Wehlow hat versucht, die Anzahl der vom Auge wahrnehmbaren und noch unterscheidbaren Farben hochzurechnen: Violett (> 430 nm) 7 Blau (430–485 nm) 47 Grün (485–570 nm) 67 Gelb (570–585 nm) 15 Orange (585–610 nm) 47 Rot (> 610 nm) 7 Rund 190 Bunttöne in 20 Sättigungsstufen und in 300 Helligkeitsstufen ergeben so etwa 1 Mio. Spektralfarben. Diese Zahl verzehnfacht sich ungefähr durch die möglichen Farbmischungen, d. h., es sind 10 Mio. Spektralfarben möglich, welche das menschliche Auge unterscheiden kann. y x Abb. 2: Im Farbendreieck ist x der Rotanteil, y der Grünanteil und z der Blauanteil. Da x + y + z = 1 ist, werden nur x und y angegeben. E – Farbort des energiegleichen Spektrums = Unbuntpunkt Additive Farbmischung Weißes Licht ist nicht ein einheitliches Ganzes, sondern besteht aus einem Gemisch verschiedener Lichtfarben. Infolgedessen muss es auch möglich sein, aus geeignetem monochromatischem Licht wieder weißes Licht herzustellen. Bei dieser Addition von Lichtstrahlen genügen Lichtquellen mit den drei Grundfarben Rot (1), Grün (2) und Blau (3) zur Erzeugung von weißem Licht, wenn ihre Strahlen im gleichen Verhältnis, d. h. mit gleicher Intensität, gemischt werden. Nach der Theorie der additiven Farbmischung lassen sich aus den drei genannten Grundfarben alle Farbtöne darstellen. So ergibt die Addition gleicher Anteile von: 1 + 2 + 3 = Weiß 1+2 = Gelb 1+3 = Purpur 2+3 = Blaugrün 0 = Schwarz Variiert man die Intensität der Grundfarben, d. h. mischt man nicht in gleichen Anteilen, erhält man alle Zwischentöne. Orange entsteht durch Addition von viel Rot und wenig Grün, dunkle Farben wie Braun erhält man durch Überlagerung aller drei Grundfarben in ungleichem Verhältnis. Subtraktive Farbmischung Die Entstehung von verschiedenen Farbtönen bei der subtraktiven Farbmischung geschieht durch aufeinanderfolgende Absorption von Anteilen von weißem Licht durch geeignete Farbfilter. Die erhaltenen Grundfarben sind hierbei Gelb (1), Purpur (2) und Blaugrün (3). Gelb entsteht aus weißem Licht durch Absorption (Subtraktion) von Blau, Purpur aus Weiß minus Grün und Blaugrün aus Weiß minus Rot. Durch die Kombination dieser Grundfarben als Farbfilter lassen sich weitere Farben erzeugen. So ergibt die Mischung gleicher Anteile von: 1+2 = Rot 1+3 = Grün 2+3 = Blau 1 + 2 + 3 = Schwarz Am Beispiel Rot lässt sich erläutern, wie sich die Kombination der einzelnen „Subtraktionen“ vollzieht: Zur Erzeugung von Rot werden Gelb und Purpur gemischt, d. h., es werden vom auftreffenden weißen Licht die Anteile Blau und Grün subtrahiert. Die verbleibende Farbe ist Rot. Orange entsteht wieder, wie alle Zwischentöne, durch unterschiedliche Mischung von Purpur mit wenig Gelb usw. Die subtraktive Farbmischung ist die bei weitem häufigere Art der Mischung von Farbtönen. Man verwendet sie bei allen nicht selbst leuchtenden Körpern. Farbenfehlsichtigkeit Das Farbensehen des Menschen setzt sich aus zahlreichen Faktoren zusammen. In der guten Kooperation der physikalischen, physiologischen und psychologischen Vorgänge liegt die Brauchbarkeit des visuellen Eindrucks für die färberische Praxis. Die optischen Vorgänge sind abhängig von der Beleuchtung, der Umgebung und vom Beobachtungswinkel. Im Bereich der Psychologie können das mangelnde Erinnerungsvermögen für Farben, die Schwierigkeit der Registrierung von Farbeindrücken, 38 Textilveredlung_F_4.Umbruch.indd 38 16.04.2008 17:15:20