Färben

Eine traditionelle Färberei in Fès

Beim Färben wird textiles Material durch Aufbringen von Farbmitteln in Färbe- oder Druckprozessen koloriert („gefärbt“).

Um beim Färbeprozess möglichst wenig den Farbton und besonders die Brillanz durch die Naturfarbe des Textils zu beeinflussen, werden Textilien aus natürlichen Fasern gebleicht. Wird die Farbe vom Textil wieder entfernt, vorzugsweise bei Fehlfärbungen, spricht man vom Abziehen des Textils.

Das Färberwesen hat eine jahrtausendealte Tradition und ein eigenes Berufsbild mit zahlreichen Spezialisierungen herausgebildet. Heute wird es – sofern nicht handwerklich ausgeführt – der chemischen Industrie zugerechnet.

Der Begriff „färben“ wird auch benutzt um andere Materialien in ihrer Farbe zu verändern.

Historisches

Ein Färber in einem Hausbuch des 15. Jahrhunderts

Zunftwappen der Färber

Die wenigen Kenntnisse über die Färbemethoden des Altertums stützen sich hauptsächlich auf Gräberfunde und Aufzeichnungen griechischer und römischer Schriftsteller und deren technologischen Beschreibungen. Genaueres kann man über die Farbstoffe aussagen. Jahrtausende war man dabei auf natürliche Farbstoffe aus Mineralien (Ocker, Zinnober), aus Pflanzen wie Indigo, Rotholz, (siehe auch Färberpflanzen) oder von Tieren (Schildlaus, Purpurschnecke) angewiesen. Bereits aus dem alten Ägypten gibt es Funde von mit Krapp gefärbten Textilien. Nach der Entdeckung Amerikas bekamen die Färbereien Europas noch einmal einen neuen Auftrieb, was vor allem an den importierten Farbhölzern lag.

Im Mittelalter waren die Färber Lohnwerker der anderen tuchverarbeitenden Zünfte. Erst spät entstanden eigene Färberzünfte. Es gab seit dem Mittelalter die Unterscheidung von verschiedenen Färbern:

• Schwarzfärber, das Färben eines tiefen Schwarz wurde als besondere Kunst angesehen.
• Leinwandfärber, Schlechtfärber, die Innung der Färber, die allgemein grobe Stoffe färbten.
• Tuchfärber, die auf das Färben von Wolle spezialisiert waren.
• Blaufärber, Waidfärber, die ursprünglich ausschließlich den einheimischen Waid, später auch den viel teureren importierten Indigo verwendeten.
• Schönfärber, eine später aufgekommene Bezeichnung für die Verwendung ausländischer Farbstoffe in der Anwendung insbesondere auf feine Stoffe (hierher rührt die Metapher „Schönfärberei)“.
• Türkisch-Rotfärber, die auf das Färben eines schönen Rottons mit aufwendiger Methode spezialisiert waren.
• Seidenfärber
• Rauchfärber und Zobelfärber, die Leder und Felle (Rauchwaren) färbten
• Garnfärber

Die Spezialisierungen wurden lokal und zeitlich unterschiedlich bezeichnet oder zu verschiedenen Berufsgruppen oder Innungen zusammengefasst.

Das Färben galt im Mittelalter als schmutziges Geschäft. So galten Färber häufig als unrein, weil sie mit übel riechenden Substanzen (wie Urin) umgingen. Mit den Kreuzfahrten begann in Europa jedoch ein erhöhtes Interesse an aufwändig gefärbten Materialien. Im 13. Jahrhundert expandierte der europäische Markt für gefärbte Stoffe und ausgebildete Färber waren sehr gefragt. So bildeten sich eigene Zünfte und Gilden, die den Färberberuf förderten und deren Interessen schützten. Eine der bekanntesten Färberzünfte des späten Mittelalters war die „Arte di Calimala“ in Florenz, die so hohe Anforderungen an die Produkte ihrer Zunft stellte, dass sie alle Tücher, die nicht entsprechend den Qualitätsstandards gefärbt waren, verbrannte und die verantwortlichen Färber mit Geldstrafen belegte.

Die im 19. Jahrhundert entwickelten synthetischen Farbstoffe haben zunehmend die Naturfarbstoffe verdrängt. Heute haben die Reaktivfarbstoffe, gefolgt von den Dispersions- und Direktfarbstoffen die größte Bedeutung erlangt. Die Farbstofflösung wird als „Farb-“ oder „Färbeflotte“ oder als „Färbebad“ bezeichnet. „Textildruck“ kann als örtlich begrenztes Färben angesehen werden.

Färbeverfahren

Färben kann in der textilen Verarbeitungskette fast überall geschehen.

• Einzelne Fasern oder ganze Wollvliese können vor dem Spinnen gefärbt werden.
• Fertig gesponnenes Garn kann gefärbt werden.
• Ein fertiges Gewebe oder Gestrick kann gefärbt werden.

Je früher im Herstellungsprozess gefärbt wird, desto besser können Unregelmäßigkeiten im Endprodukt ausgeglichen werden. Zur Erzeugung von Mustern beim Weben werden gefärbte Garne benötigt. Flächige Textilien werden gefärbt um eine einheitliche Oberfläche (Egalität) aufzuweisen und um individuelle Farbtöne in kleinen Mengen erzeugen zu können.

Die Färberei ist nach drei verschiedenen Technologien möglich.

• Beim Ausziehverfahren (diskontinuierliche Färbeverfahren) werden die Farbstoffe in Wasser gelöst oder dispergiert. Entsprechend der unterschiedlichen Affinität unterschiedlicher Farbstoffklassen zu dem zu färbenden Substrat werden Chemikalien und Textilhilfsmittel der Flotte in einer oder mehreren Teilen bzw. dosiert innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls zugesetzt. Während eines definierten Zeit/Temperaturverlaufs sowie kontrollierter Bewegung des Materials und/oder der Flotte zieht der Farbstoff gleichmäßig auf das Material, und wird zumeist im selben Färbebad - selten in einem zweiten Behandlungsbad - auf der Faser fixiert. Der Anteil des nicht fixierten Farbstoffs wird in nachfolgenden Behandlungsbädern entfernt.
• Beim Kontinueverfahren wird die Farbstofflösung durch Foulardieren (auch Klotzen genannt) auf das Substrat aufgebracht. Im Foulard wird die Farbflotte auf das Textilgut geklotzt. Dabei erfolgt eine gleichmäßige Benetzung des Materials mit Farbflotte und ein über die Warenbreite gleichmäßiges Abquetschen zwischen meist zwei oder drei Hartgummiwalzen auf definierte Flottenaufnahme. Danach werden die Farbstoffe auf die Faser fixiert, was entweder durch Verweilung (Klotz-Kalt-Verweilverfahren über mehrere Stunden) oder durch Behandlung mit Dampf (Sattdampf bei über 100 °C (PadSteam-Verfahren) oder überhitzter Dampf etwa bei 180 °C) oder Trockenhitze bis zu 220 °C in wenigen Sekunden bis Minuten geschehen kann. Danach schließt sich ein Auswaschprozess an, um den nichtfixierten Farbstoff von der Faser zu lösen und gute Echtheiten zu erhalten.
• Beim Semikontinueverfahren erfolgt die Imprägnierung der Ware im Foulard kontinuierlich, die Fixierung des Farbstoffs zu einem späteren Zeitpunkt ebenfalls kontinuierlich oder diskontinuierlich.

Bezüglich der chemischen und physikalischen Vorgänge bei der Färbung lassen sich vier Färbeverfahren in der modernen Textilfärberei unterscheiden.

• Direktfärbeverfahren
• Entwicklungsfärbung
• Reaktivfärbung
• Dispersionsfärbung

Letztlich wird auch den Ablauf des Prozesses unterschieden: zum einen kann das Material durch die Färbeflotte bewegt werden, andererseits wird fixiertes Material durch die Flotte umspült.

Farbstoffklassen

Gefärbte Wolle

Die geeignete Farbstoffklasse wird in erster Linie nach dem zu färbenden Substrat und dem geforderten/notwendigen Echtheitsniveau (Widerstandsfähigkeit der Färbung gegen Einflüsse während der Weiterverarbeitung und dem Gebrauch des textilen Fertigmaterials) ausgewählt.

Abhängig vom Artikel, wie Zusammensetzung (Mischung der Faserarten oder reine Stoffform), Garntyp, Maschen- oder Webware, Bindung des Farbstoffs auf der Faser, Anforderung an den Griff der Fertigware, erfolgt die Entscheidung, ob eine Färbemaschine, ein Apparat oder eine Färbeanlage nötig ist. Die von der Faser bedingte Farbstoffklasse beeinflusst die Bedingungen für das geeignete Färbeverfahren.

Für cellulosische Fasern werden Farbstoffe eingesetzt, die entweder über physikalische Kräfte (ionische- oder Dispersionskräfte) an die Faser gebunden werden oder mit der Faser eine chemische Bindung eingehen Reaktivfarbstoffe.

• Das Färben mit Küpenfarbstoffen, ein Verfahren, indem die Oberfläche von den Fasern mit wasserunlöslichen Farbmolekülen durch Adsorption gebunden werden. Vorteil ist die hohe Farbechtheit. Der bekannteste Küpenfarbstoff ist Indigo.
• Das Färben mit Entwicklungsfarbstoffen, ein Verfahren wobei der Farbstoff erst auf den Fasern hergestellt wird (zum Beispiel durch Azokupplung). Die erste wasserlösliche Komponente wird mit der Faser durch Adsorption aufgenommen, die zweite Komponente bildet dann einen wasserunlöslichen Azofarbstoff. Dabei haftet die Farbe dann an der Faser durch Bildung von Van-der-Waals-Kräften und Wasserstoffbrückenbildung. Außerdem wirken noch Kräfte zwischen polarisierten Molekülgruppen.
• Das Färben mit Direktfarbstoffen (Substantive Farbstoffe), ein Verfahren bei dem die Farbstoffe direkt aus der Färbeflotte auf die Fasern aufziehen. Es wird meist bei Mitteln zum Selberfärben zu Hause angewandt.

Für Wolle und Polyamid (wie Nylon) mit deren basischen Aminogruppen sind Säurefarbstoffe geeigneter. Für Polyacrylnitrilfasern (wie Dralon) und ähnliche mit ihren Säuregruppen sind basische Farbstoffe geeignet. Für das stabile Molekül der Polyesterfasern werden bevorzugt Dispersionsfarbstoffe benutzt, wobei die Molekülstruktur durch hohe Temperaturen beim Färben „aufgeweitet“ wird und bei Nutzungstemperatur im Molekülverband eingebunden bleibt. Die schlechte Reibechtheit von Indigo und Küpenfarbstoffen auf Baumwollfasern durch die nur oberflächliche physikalische Bindung wurde zum Kennzeichen von echt gefärbten „Blue Jeans“ und muss bei modernen Farbstoffen durch Nachbehandlung erreicht werden.

Siehe auch: Farbstoffe

Färbemaschinen/Färbeapparate/Färbeanlagen

Beim Färben nach dem (diskontinuierlichen) Ausziehverfahren (die Faser zieht die Farbe aus der Flotte) unterscheidet man nach dem bewegten Teilen.

Färbeapparat

bewegte Flotte, die Flotte wird durch das ruhende Färbematerial gepumpt

Färbemaschine

bewegte Ware, die Ware wird durch eine ruhende Flotte bewegt, wobei praktisch alle heute gebräuchlichen Maschinen zusätzlich zur Warenbewegung allerdings auch eine gezielte Flottenumwälzung besitzen.

Färbeanlage

für das (kontinuierliche) Kontinueverfahren ist die historische Gliederung auf Grund der geänderten Technologie ohne Bedeutung.

Die Färbemaschinen für das Ausziehverfahren werden ihrerseits unterteilt in solche für Temperaturen unter 100 °C und solche für Hochtemperatur.

• Naturfasern können meist bei moderaten Temperaturen gefärbt werden, das Färben findet in (wirtschaftlich) günstigen (offenen) Maschinen unter atmosphärischem Druck statt.
• Synthetische Fasern (insbesondere Polyester) nehmen Farbstoffe meist erst bei Temperaturen über 100 °C auf. Da das Wasser bei Umgebungsdruck verdampfen würde, muss das Färben unter Druck stattfinden. Üblich sind Temperaturen bis 135 °C bei einem statischen Druck bis 4,0 bar. Dies erfordert druckdichte und damit teurere Maschinen.
• Besonders problematisch ist das Färben von Fasermischungen aus synthetischen und natürlichen Fasern. Es wird meist mit zwei unterschiedlichen Farbstoffklassen gefärbt, wobei die unterschiedlichen Fasern jedoch farbgleich zu färben sind. (Ton-in-Ton-Färbung).

Für die unterschiedlichen Aufmachungen stehen verschieden Maschinen zur Verfügung.

• Im Jigger wird das Färbegut in gespannten und faltenfreien Zustand durch die Farbflotte geführt. Dies garantiert eine gleichmäßige Farbverteilung über die ganze Breite.
• In der Haspelkufe wird das Gewebe ohne Spannung breit oder im Strang durch die Flotte geführt, dadurch wird die Ware nicht verzogen.
• In der Düsenfärbmaschine werden das Textilgut und die Flotte bewegt.

Umweltaspekte

Das Färben von Textilien erfolgt seit dem 19. Jahrhundert in industrieller Produktion. Den wässrigen Farbstofflösungen oder Farbstoffdispersionen werden weitere Chemikalien (Salze, Säuren, Alkalien) und Textilhilfsmittel zugesetzt. Sollten sie unbehandelt in die Umwelt gelangen, wird diese mitunter stark belastet. Vormals wurden die Restflotten und Abwässer direkt in Flüsse geleitet, die dann auch gefärbt waren. Heute ist dies in vielen Teilen Europas und der USA durch umfangreiche Investitionen in Abwasserbehandlungsanlagen und in den Einsatz moderner Farbstoffe sowie das Verbot problematischer Produkte als gelöst anzusehen. In vielen anderen Teilen der Erde, wie in manchen asiatischen und osteuropäischen Ländern ist dieses Niveau im Umweltschutz noch nicht erreicht.

Siehe auch

• Kolorieren – Bezeichnung für das Anbringen von Farbe in der bildenden Kunst und im Kunsthandwerk
• Bogolan, afrikanische Färbetechnik

Literatur

• Dorit Berger: Färben mit Naturfarben. Färbepflanzen, Rezepte, Anwendungsmöglichkeiten. Stuttgart 1998.
• Rita Buchanan: A weaver's garden: growing plants for natural dyes and fibers. Loveland (Colorado) 1987, Neuausgabe 1999.
• Herbigs großes Buch der Handarbeiten. Herbig, München 1983.
• Farbe, Färber, Farbensymbolik. In: Lexikon des Mittelalters. Bd. IV. München und Zürich 1989, S. 286–289.
• Lydie Nencki: Die Kunst des Färbens mit natürlichen Stoffen. Geschichte – Methoden – Rezepte. Bern und Stuttgart 1984 (Originaltitel: La science des teintures animales et végétales, 1981).
• Carl Wilhelm Poerner: Anleitung zur Färbekunst, vorzüglich Tuch und andre aus Wolle gewebte Zeuge zu färben. Weidmann und Reich, Leipzig 1785 (Digitalisat).
• E. Max. Dingler: VITALIS Grundriß der Färberei und des Zeugdrucks, Cotta'sche Buchhandlung, Stuttgart und Tübingen, 1839, 2. Auflage, Bayerische Staatsbibliothek München, Faksimile online einsehbar bei Google Books
• Eberhard Prinz: Färberpflanzen, Anleitung zum Färben, Verwendung in Kultur und Medizin. Schweizerbart, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-510-65258-7.
• H. Schweppe: Handbuch der Naturfarbstoffe. Vorkommen, Verwendung, Nachweis. ecomed, Landsberg/Lech 1993.
• Ernst Ploss: Ein Buch von alten Farben. München 1967.
• H. Grunfelder: Die Färberei in Deutschland vor 1300. Freiburg i.B. 1922.
• Guido Ebner, Dieter Schelz: Textilfärberei und Farbstoffe. Springer, Berlin 1989.
• Simon Garfield: Lila - Wie eine Farbe die Welt veränderte. Siedler, Berlin 2001.
• Wilfred Kratzert, Rasmus Peichert: Farbstoffe. Quelle & Meyer, Heidelberg 1981.

Weblinks

• Farbstoffe und Färben - Ein Kurzlehrgang - von Rüdiger Blume und Dagmar Wiechoczek
• Eberhard Prinz: Färberpflanzen aus Frühzeit und Mittelalter
• Liste spätmittelalterlicher Färbemittel und Färbebeispiele bei Foracheim

 Commons: Färben – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien