Reaktivfärbung


Reaktivfärbung

Die Reaktivfärbung beruht auf der 1954 gemachten Entdeckung, dass bestimmte Farbstoffe mit einem Dichlortriazin-Rest sich unter alkalischen Färbebedingungen durch kovalente Bindungen an die Faser binden und damit sehr waschechte Einfärbungen liefern können.[1][2]

Aufgrund der geringen Molekülgröße mit entsprechend schmaler Absorptionsbande lassen sich mit dieser sowohl für Baumwolle, Wolle, Polyamid- als auch Viskosefasern geeigneten Färbung brillante und sehr waschfeste Farben mit hoher Sättigung erzielten.

Beispiele für Reaktivfarbstoffe sind Basilene®[3], Novacrone®[4], Lanasole®[5], Procione®[6], Remazole®[7].

Reaktivfarbstoffe

Reaktivfarbstoffe bestehen aus einem farbgebenden Chromophor, einer oder mehreren löslichmachenden Gruppen sowie einem oder mehreren reaktiven Ankern, die durch Brückenglieder vom Chromophor getrennt sind. Diese Brückenglieder trennen Chromophor und Anker, damit der Einfluß des Ankers auf die Farbe des Farbstoffes möglichst gering ist. Als Chromophore dienen dabei vor allem saure Monoazo- und Anthrachinonfarbstoffe, aber auch Phthalocyanin-, Formazan- oder Triphendioxazin-Reste, als löslichmachende Gruppen dagegen meist Sulfonatgruppen.

Reaktivfarbstoffe besitzen als reaktive Anker häufig chlorhaltige ungesättigte heterozyklische Reste, die unter Abspaltung von Chlorwasserstoff (HCl) mit den nucleophilen Hydroxylgruppen des Färbeguts reagieren und eine stabile kovalente Etherbindung bilden können. Ebenfalls als Ankergruppe verwendet werden 2-Sulfonylethyl-hydrogensulfate, die im alkalischen Milieu Sulfat-Ionen abspalten, wodurch hochreaktive Vinylsulfone entstehen, die im Sinne einer Michael-Addition nukleophile Gruppen addieren, wobei wie im ersten Beispiel auch diesmal stabile Etherbindungen entstehen.

Oben: Reaktion von Cellulose mit einem Reaktivfarbstoff mit einer Dichlortriazin-Ankergruppe
Unten: Reaktion von Cellulose mit einem Reaktivfarbstoff mit einer Sulfonylethyl-hydrogensulfat-Ankergruppe
R = Chromophor Cell = Cellulose

Die Brückenglieder schließlich verhindern eine Reaktion zwischen Chromophor und reaktivem Anker, wobei jedes Farbstoffmolekül auch mehrere solcher Ankergruppen besitzen kann. In den letzten Jahren sind dabei namentlich Reaktivfarbstoffe mit zwei Reaktivankern, so genannte bifunktionelle Farbstoffe, immer wichtiger geworden, da ihre Fixierausbeute bei 90 % liegt, was eine Verringerung sowohl des Farbstoffverbrauchs als auch der Umweltbelastung ermöglicht.

Reaktivfarbstoffe erzielen auf Cellulose appliziert hohe Naßechtheiten, was sie so beliebt macht. Gegenüber Direktfarbstoffen und Küpenfarbstoffen sind jedoch ihre Lichtechtheitseigenschaften limitiert.

Durchführung

Zur Erzielung einer ausreichenden Reaktionsgeschwindigkeit wird die Flotte auf Temperaturen zwischen 20 und 102 °C erwärmt, wobei es allerdings mit zunehmender Temperatur auch zu unerwünschten Nebenreaktionen wie der Hydrolyse des Farbstoffs kommt. Die hydrolysierten, folglich nicht fixierten Farbstoffanteile müssen daher zur Erzielung der gewünschten Nassechtheit anschließend wieder ausgewaschen werden.

Siehe auch

Quellen

  1. Hans Beyer; Lehrbuch der organischen Chemie; Leipzig 1968; S.512
  2. H.Zollinger; Chemismus der Reaktivfarbstoffe; Angew.Chemie 73,125 (1961)
  3. Basilen® ist ein geschützter Handelsname der DyStar-Textilfarben GmbH, früher BASF
  4. Novacron® ist ein geschützter Handelsname der Huntsman AG, früher Ciba Spezialitätenchemie
  5. Lanasol® ist ein geschützter Handelsname der Huntsman AG, früher Ciba Spezialitätenchemie
  6. Procion® ist ein geschützter Handelsname der DyStar-Textilfarben GmbH, früher ICI
  7. Remazol® ist ein geschützter Handelsname der DyStar-Textilfarben GmbH, früher Hoechst AG

Literatur

  • Norbert Welsch und Claus Chr. Liebmann; Farben, Natur Technik, Kunst, 2. Auflage 2006, Spektrum Akademischer Verlag, ISBN 3-82741-563-2