Фарбування тканин () — це нанесення барвників або пігментів на текстильні матеріали, такі як , пряжа та тканини, з метою надання їм кольору з бажаною . Фарбування тканин зазвичай здійснюється у спеціальному розчині, що містить барвники та певні хімічні речовини. Молекули барвника закріплюються на волокні шляхом абсорбції, дифузії або хімічного зв'язування; ключовими чинниками контролю цього процесу є температура та час. Зв'язок між молекулою барвника і волокном може бути міцним або слабким — залежно від типу барвника.

Історично основним джерелом барвників була природа: їх добували з рослин або тварин. Однак із середини ХІХ століття люди почали виготовляти штучні барвники, що дало змогу отримувати ширший спектр кольорів і забезпечувати вищу стійкість забарвлення до прання та повсякденного використання. Різні класи барвників використовуються для різних типів волокон і на різних етапах процесу текстильного виробництва: від необроблених волокон і пряжі до готової тканини та завершеного одягу.

Акрилові волокна фарбують основними барвниками, тоді як нейлон і білкові волокна, зокрема вовну та шовк, — , а поліестерну пряжу — . Бавовну фарбують широким спектром барвників, зокрема , а також сучасними синтетичними реактивними та прямими барвниками.

Етимологія Українське слово фарбування ([ˈfɑr.bu.wɐnʲːɐ], іменник середнього роду) — віддійслівний іменник, утворений від дієслова фарбувати за допомогою суфікса -ння (процесуальна назва дії). Слово фарбувати походить від іменника фарба, який є запозиченням з німецької мови (нім. Farbe «колір, фарба, барва»). Німецьке Farbe сягає середньоверхньонімецького varwe, а ще далі — давньоверхньонімецького farawa «те саме». Це запозичення поширилося в багатьох слов’янських мовах: польською farba, словацькою farba, верхньолужицькою farba, сербохорватською фȃрба, російською діалектною фа́рба тощо. Перші фіксації слова фарба в українській мові датуються щонайменше XVII століттям (1627 р. у словниках та текстах). Отже, фарбування — це дія за значенням «фарбувати / фарбуватися», тобто процес надання кольору за допомогою фарби.

Англійське слово 'dye' (, ) походить із середньоанглійського , а також зі староанглійських і . Перше відоме вживання слова 'dye' датується періодом до XII століття.

Історія

Найдавніші пофарбовані лляні волокна було знайдено в доісторичній печері на території сучасної Грузії; вони датуються приблизно 34 000 роком до н. е. Supporting Material Подальші свідчення фарбування текстилю належать до неолітичного періоду і пов'язані з великим неолітичним поселенням Чатал-Гьоюк у південній Анатолії, де було виявлено сліди червоних барвників, імовірно з вохри, пігменту оксиду заліза, отриманого з глиниBarber (1991), pp. 223—225. . У Китаї фарбування за допомогою рослин, кори дерев і комах простежується більш ніж на 5 000 років у минуле. Ранні свідчення фарбування походять також із провінції Сінд у Стародавній Індії (на території сучасного Пакистану), де на археологічній пам'ятці Мохенджо-Даро (III тис. до н. е.) було знайдено шматок бавовни, пофарбований рослинним барвникомBhardwaj, H.C. & Jain, K.K., «Indian Dyes and Industry During 18th-19th Century», Indian Journal of History of Science 17 (11): 70-81, New Delhi: Indian National Science Academy.. У цьому випадку використовували ; разом з іншими барвниками, такими як індиго, вона поширювалася в інші регіони завдяки торгівлі. Натуральні барвники тваринного походження, зокрема кошеніль і , а також рослинні барвники — вайда, індиго й марена— були важливими складниками економік Азії та Європи до відкриття штучних синтетичних барвників у середині XIX століття. Першим синтетичним барвником стала мовеїнова фарба Вільяма Перкіна, отримана з кам'яновугільної смоли у 1856 році. Алізарин — червоний барвник, що міститься в марені, — став першим природним пігментом, відтвореним синтетично у 1869 роціHans-Samuel Bien, Josef Stawitz, Klaus Wunderlich «Anthraquinone Dyes and Intermediates» in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Weinheim: 2005. 355.; це призвело до краху ринку натурально вирощуваної марени. Розроблення нових, насичено забарвлених синтетичних барвників відбувалося дуже швидко, і вже до 1870-х років промислове фарбування з використанням природних барвників майже зникло. Важливою характеристикою барвників стала  — здатність чинити опір вицвітанню під дією сонячного світла — досягнута завдяки промисловим методам, зокрема тим, які були розроблені .

Методи Фарбування тканин може застосовуватися на різних етапах ; наприклад, волокна можуть фарбуватися до їх прядіння в пряжу, а пряжа — до ткання полотна. Тканини, а іноді й уже готові вироби, також можуть піддаватися фарбуванню. Етап, на якому здійснюється фарбування продукту, залежить, зокрема, від його кінцевого призначення, собівартості для виробника, бажаного зовнішнього вигляду та наявних ресурсів. Для опису цих методів фарбування використовуються спеціальні терміни, зокрема: Фарбування в розчині: за цього методу пігменти додають безпосередньо до полімерного розчину перед екструзією волокон. Процес забезпечує пофарбованим волокнам відмінну . Фарбування в розчині застосовується лише до синтетичних волокон.Цей метод також відомий як фарбування в масі та «масове забарвлення» або «масове фарбування». Він має обмежену палітру кольорів. Фарбування волокон: За фарбування волокон процес відбувається на стадії волокна, до його прядіння в пряжу. Також називається фарбуванням сировини. Прикладами є та . Фарбування пряжі: у цьому випадку пряжу фарбують до етапу виготовлення тканини. Фарбування пряжі здійснюється в мотках або шляхом фарбування у паковках. Фарбування у паковках — це метод, за якого пряжу намотують на перфоровані конуси, розміщені у фарбувальному апараті; фарбувальний розчин по черзі подається зсередини назовні та навпаки. Прикладами є тканини зі смугами, візерунками (клітинка) та жакардовим дизайном. Фарбування полотна: за цього методу фарбування здійснюється після виготовлення тканини з нефарбованої пряжі. Більшість однотонних пофарбованих тканин отримують саме методом фарбування полотна; такі матеріали також називають пофарбованими в полотні. Фарбування готових виробів: у цьому випадку фарбують уже зшиті вироби, виготовлені з нефарбованих, але підготовлених до фарбування тканин.

Терміни для позначення різних способів фарбування матеріалів У виробничій та маркетинговій галузях використовуються різні терміни залежно від методу фарбування основи. Наприклад, «фарбування у волокні» () означає фарбування волокон ще до прядіння ниток, «фарбування у пряжі» () означає фарбування ниток перед виготовленням тканини, «фарбування в полотні» ( або ) означає фарбування матеріалу вже після того, як нитки були перетворені на тканину. Стійкість кольору матеріалів, пофарбованих на етапі волокна або пряжі, є вищою порівняно з тканинами, пофарбованими в готовому вигляді.

Мета Основною метою процесу фарбування є досягнення рівномірного нанесення кольору на (волокно, пряжу або тканину) відповідно до заздалегідь визначеного стандарту чи еталона кольору, з одночасним дотриманням установлених вимог до . Вузликове фарбування () та друк — це методи, за яких барвник наноситься локально.

Застосування

Витяжний метод За витяжного методу барвник переноситься на основу за допомогою руху фарбувального розчину. Барвник адсорбується на поверхні волокна і в ідеалі дифундує всередину всього волокна. Споживання води при витяжному фарбуванні є вищим, ніж при безперервному методі. Існує три відповідні способи фарбування витяжним методом.

Циркуляція розчину: волокниста маса (сирець), стрічка, джгут, пряжа або тканина упаковуються в каністри (контейнери), намотуються на конуси або перфоровані навої та поміщаються всередину фарбувального апарата. У цьому випадку розчин перекачується насосом і циркулює крізь нерухомий матеріал. Циркуляція матеріалу: фарбування на барках та джигерах — це приклади, коли матеріал перебуває в русі, а розчин є нерухомим. У цьому процесі матеріал рухається крізь стаціонарний розчин. Рух і розчину, і матеріалу: струменеве фарбування () та фарбування в апаратах із м'яким потоком () — методи, за яких і матеріал, і розчин постійно перебувають у русі.

Безперервний метод У безперервному методі барвник транспортується до субстрату шляхом його проходження через різні стадії процесу безперервно. Це інноваційний метод, у якому поєднано кілька окремих стадій фарбування, таких як нанесення кольору, фіксація та змивання незакріпленого барвника. До видів безперервного фарбування належать

Плюсування з наступним запарюванням () Плюсування з наступним сушінням () Термозольний метод ()  — це напівбезперервний процес фарбування.

Безводний метод фарбування Безводне фарбування, також відоме як сухе фарбування, — це нещодавно розроблений і більш сталий метод фарбування тканин, за якого барвники наносять на субстрат за допомогою вуглекислого газу або розчинів, що потребують значно меншої кількості води або не потребують її взагалі, порівняно з традиційними методами.

Добір барвників Добір відповідних барвників є надзвичайно важливим, оскільки жоден окремий барвник не підходить для всіх типів . Барвники класифікують за багатьма параметрами, зокрема за хімічною структурою, спорідненістю (афінністю), способом нанесення, а також за бажаною , тобто опором до прання, тертя та світла. Властивості можуть відрізнятися залежно від конкретного барвника. Вибір барвника залежить від мети фарбування тканин і від його спорідненості з матеріалом, що підлягає фарбуванню. Стійкість значною мірою визначається молекулярним розміром барвника та його розчинністю: більший молекулярний розмір зазвичай забезпечує кращу стійкість до прання.

Індигові барвники мають низьку стійкість до прання й тертя на денімі (бавовні), тому їх використовують для створення ефекту зістареного, «випраного» вигляду тканин. Натомість або барвники застосовують для фарбування бавовни з метою досягнення високої стійкості до прання.

Наступним важливим критерієм добору барвників є оцінка їхньої небезпеки для здоров'я людини та довкілля. Існує багато барвників, особливо , які можуть спричиняти алергічні реакції в окремих осіб, а також мати негативний вплив на навколишнє середовище. У зв'язку з цим необхідно дотримуватися національних і міжнародних стандартів та нормативів.

Пряме нанесення

Термін «пряме нанесення барвника» походить від того, що деякі барвники перед застосуванням потрібно або ферментувати (як у випадку деяких природних барвників), або хімічно відновлювати (як у випадку синтетичних кубових і сірчаних барвників). У результаті барвник стає розчинним і може поглинатися волокном, оскільки нерозчинний барвник має дуже низьку субстантивність до волокна. Прямі барвники — це клас барвників, що здебільшого використовуються для фарбування бавовни; вони є водорозчинними й можуть наноситися безпосередньо на волокно з водного розчину. Більшість інших класів синтетичних барвників, за винятком кубових і поверхневих барвників, також застосовуються таким способом.

Цей термін також може стосуватися фарбування без використання протрав, які закріплюють барвник після його нанесення. Протрави часто були необхідні для зміни відтінку та інтенсивності природних барвників і для підвищення . Солі хрому донедавна широко застосовувалися під час фарбування вовни синтетичними протравними барвниками. Їх використовували з економічних міркувань для отримання темних відтінків із високою стійкістю кольору, таких як чорний і . Нині через екологічні міркування їх використання обмежене, і їх замінили активні (реактивні) барвники та барвники з металокомплексами, які не потребують протрав.

Фарбування пряжі