bélyegkép|350px|Színezett kelmék

A textilanyagok színezése vegyi folyamat, amelynek célja az eredetileg nyers színű textilanyag egyfajta díszítése. A textilipar szaknyelvében a színezés olyan kémiai folyamatot jelent, amelyben a színezőanyag (színezék) beépül a szálak belsejébe, és teljes keresztmetszetükben átszínezi azokat. Festésnek nevezik ezzel szemben azt az eljárást, amikor csak az anyag felületére visznek fel és rögzítenek ott színes anyagot (festéket), ezek az ún. pigmentek.

Történet

bélyegkép|left|120px|Tüskés bíborcsiga bélyegkép|right|120px|Festő indigó virágzatai bélyegkép|right|120px|Festő rezeda virágzata bélyegkép|left|120px|Festő buzér bélyegkép|right|120px|Berzsenyfa bélyegkép|left|120px|Kékfa

Az ősi időkben az emberek a festékanyagokat növényekből, rovarokból, tengeri élőlényekből nyerték. A leggyakoribb szín akkoriban a sárga volt, amit többféle növényből is ki tudtak vonni. A kéket az Indiában és Délkelet-Ázsiában honos festő indigó (Indigofera tinctoria) szolgáltatta. A bíbort a Földközi-tengerben élő tüskés bíborcsigából (Bolinus brandaris) nyerték. Indiában és Pakisztánban az i. e. 3000 körüli időszakból fennmaradt színes, pamutból készült textilmaradványokat találtak. Mózes második könyve, az Exodus említi a karmazsintetűvel (Kermes ilicis) színezett skarlátvörös kelmét. Pirosra színezett kelmét találtak az i. e. 1300-as években élt Tutanhamon sírjában, amiről megállapították, hogy festő buzérból (Rubia tinctorum) állították elő. Indiában az i. e. 3. században írt szanszkrit nyelvű feljegyzéseket találtak a sáfrányos szeklicéről (Carthamus tinctoris), az indigóról, a festőbuzérról. Egy Théba melletti papirusztekercsen (ma Papyrus Graecus Holmiensis néven szerepel a Stockholmi Királyi Könyvtárban) korabeli színezőeljárások receptjeit találták meg, pl. a már akkor is drága bíborszín kifejlesztésére. Nagy Sándor i. e. 540-ben bíborszínű öltözéket talált, amikor elfoglalta Szúzát, Perzsia fővárosát. Az i. sz. 4. században a festő buzérból, festő csüllengből (Isatis tinctoria), festő rezedából (Reseda luteola), berzsenyfából (Caesalpinia crista), indigóból, bíborcsigából nyert színezőanyagokat használtak. A 15. században nagyon divatos volt a bíbortetűből nyert színezékkel színezett ruhadarab. A 17. században a fekete színt a kékfából (Haematoxylum campechianum), a sárgát a sárgafából (Chloroflora tinctoria) nyerték.

Európában a reneszánsz korában virágzott fel a kelmeszínezés a Kelettel való kereskedelem és a hódítások hatására. Az importált színezékek központja a 15. században Velence volt. 1429-ből fennmaradt egy velencei kelmefestő részletes receptkönyve. A mai Németország területén termesztett festőcsüllenggel a 12–14. században szigorú előírások mellett kereskedtek. A 16. században a spanyolok a Dél-Amerikában készült, bíbortetűből nyert színezékkel kereskedtek Európában, kiszorítva ezzel a karmazsintetűből készült, jóval drágább terméket.

bélyegkép|right|120px|William Henry Perkin bélyegkép|left|120px|Friedlieb Ferdinand Runge

Az 1800-as években már kereskedelmi forgalomban volt a porosz kék, amit vas(II)-szulfátból és hamuzsírból állítottak elő – ez volt az első vegyi úton előállított színezék. Friedlieb Ferdinand Runge 1834-ben kőszénkátrányból oxidáció révén először állított elő fekete anilint.

A mesterségesen előállított színezékek feltalálása a 19. század első felében csak a véletlenen múlott, mert akkor még nem ismerték a szerves kémia elméletét, hogy célzottan állíthassanak elő ilyen vegyi anyagokat.

Az igazi nagy felfedezés azonban id. William Henry Perkin nevéhez fűződik, aki 1856-ban, amikor a kinin mesterséges előállításával kísérletezett, véletlenül előállította a mályvaszínű anilint, ami hamarosan igen népszerűvé vált és széles körben elterjedt. (Ő maga nevezte el ezt a színt mályvaszínnek – mauvein –, és később gyárat is alapított a gyártására.) Ezzel indult el valójában a színezékek szintetikus úton történő előállításának máig tartó folyamata. Az azóta eltelt több mint másfél évszázad alatt sok ezer különböző fajta színezéket állítottak elő mesterséges úton. A textilipar is mintegy 1500 szintetikus szerves színezéket használ.

Színezékvegyületek A színezékek olyan vegyületek, amelyek oldott vagy diszpergált (eloszlatott) állapotban behatolnak a kezelendő anyagba, ott megkötődnek és az anyagot teljes egészében megszínezik.

A szerves anyagok színe és azok molekulaszerkezete között szoros összefüggés van. Bizonyos szerkezeti elemek, atomcsoportok jelenléte a molekulában jellemző fényelnyelést eredményez. A Napból érkező elektromágneses sugárzásnak a 390– hullámhosszúságba tartozó része az emberi szem számára látható, és a hullámhossz függvényében eltérő színekben jelenik meg. Az, hogy egy vegyületet milyen színűnek látunk, attól függ, hogy a vegyület melyik hullámhossztartományba eső sugarakat nyeli el (abszorbeálja). A nem abszorbeált rész, az ún. komplementer színek válnak láthatóvá. (Például ha a vegyület a 430– hullámhosszú sugarakat elnyeli, amelyek a kék színt adják, akkor a vegyület sárga színűnek látszik.)

bélyegkép|250px|A látható fény és a színek elhelyezkedése az elektromágneses hullámok között bélyegkép|250px|left|Komplementer színek + A vegyület által elnyelt szín és a vegyület színe közötti összefüggés Elnyelt hullámhossz (nm) Elnyelt szín A vegyület színe 390–430 ibolya sárgászöld 430–480 kék sárga 480–490 zöldeskék narancs 490–500 kékeszöld piros 500–560 zöld bíbor 560–580 sárgászöld lila 580–595 sárga kék 595–605 narancs zöldeskék 605–750 piros kékeszöld

A jelenségnek az a magyarázata, hogy az elnyelt fényt (hullámhossztartományt) és annak intenzitását a molekulában lévő bizonyos kötések elektronpárjainak energiaátmenetei szabják meg. A szerves molekulákban előforduló telítetlen kettős kötések alkalmasak arra, hogy a látható színképtartományba eső fényhullámokat abszorbeáljanak.

Otto Witt német vegyész 1876-ban összefüggést talált a molekulák bizonyos atomcsoportjai és színe között. Felfedezte, hogy a színezékek mindig tartalmaznak kromofor (színt hozó) és auxokrom (színt növelő) atomcsoportot. A kromofor atomcsoportok a látható színképtartományban abszorbeálnak fényhullámokat. Az auxokrom atomcsoportok önmaguk nem teszik színessé a molekulát, de eltolják annak fényelnyelő képességét a látható fény tartományába.

A textilszínezékek olyan vegyületek, amelyek a színskála valamely színének elnyelésére képesek, így azokat a szemlélő színesnek látja, a textilszálak valamelyik típusára felvihetők és ott tartósan megköthetők (bírják a további megmunkálások és a használat igénybevételeit, vagyis a velük készített színezések színtartók), ipari körülmények között gazdaságosan és biztonságosan alkalmazhatók, sem az alapanyagra, sem a felhasználóra nézve nem veszélyesek (nem mérgező, maró vagy roncsoló hatásúak).

A legfontosabb színezékcsoportok

A szálasanyagok színezhetőségét elsősorban a szálasanyag makromolekuláiban jelenlévő aktív csoportok típusai, hozzáférhetősége, alakja, mérete, a rendezett és rendezetlen térrészek aránya, határfelületek minősége befolyásolják. Például a gyapjú, selyem, poliamid szálaknál jellemzően a karboxil- és amincsoportok (–COOH, –NH2 vesznek részt a színezési reakciókban, pamut-, viszkóz-, cellulózszálaknál a hidroxilcsoportok (–OH). A megfelelő színezék kiválasztása is az adott szálasanyag aktív csoportjainak jelenlététől függ.

A nagyon sokféle textilszínezék kémiai tulajdonságaik és alkalmazásuk módja szerint több csoportba sorolható: A színezékek kémiai szerkezet szerinti csoportosítását a nemzetközileg elfogadott Colour Index tartalmazza.

Aszerint, hogy melyik típusú színezékanyagot viszik fel a textilanyagra, a következő csoportosítás szokásos:

Direkt (szubsztantív) színezékek: Vízben oldódó vegyületek, amelyek só (NaCl) jelenlétében közvetlenül felhúznak a cellulóz alapú szálasanyagokra (kapcsolódnak a cellulózhoz). Nagyon sokféle szín előállítására alkalmasak, de hátrányuk egyrészt a környezet szempontjából hátrányos nagy sófelhasználás, valamint az, hogy nedves színtartósági tulajdonságaik nem elég jók (ez megfelelő utánkezeléssel javítható). Savas színezékek: Állati eredetű (fehérje alapú) szálasanyagokból (gyapjú, selyem stb.), valamint poliamidszálakból készült textíliák színezésére alkalmasak: savas közegben vegyi kapcsolat keletkezik a színezékmolekulák és a szál reakcióképes csoportjai között. Csávaszínezékek: Cellulóz alapú szálasanyagok kiváló színtartóságú színezésére alkalmasak. A színezék eredetileg nem oldódik vízben, redukálószerekkel teszik vízoldhatóvá („csávázzák” – innen ered az elnevezés). A színezést követően a szálszerkezetben elhelyezkedő színezékmolekulákat levegőztetéssel vagy oxidálószerek segítségével oxidálják, így a színezés vízoldhatatlanná alakul vissza és rendkívül jó nedves színtartósági eredményeket mutat. Redukálószerként leggyakrabban nátrium-hidroxidot vagy nátrium-ditionitot (Na2S2O4) használnak. – A legrégibb csávaszínezék a természetes eredetű indigó, amit a kékfestéshez (is) használtak. Ma már szintetikus úton állítják elő, ezek az indantrén színezékek. Olyan pamutáruk színezésére használják előszeretettel, amelyeknél igen fontos a kiváló nedves színtartóság (gyakran mosott ruhadarabok, szabadban használt textilanyagok, pl. napernyők, kertibútor-huzatok stb.) Szálon fejlesztett (naftol) színezékek: Ugyancsak cellulóz alapú szálasanyagokból készült textíliák színezésére szolgálnak. Két különböző (A és B) szerkezetű, önmagában véve színtelen vegyület reakciójaként jönnek létre, magában a szálban. Az A alkotórésszel (ez egy naftolszármazék), amely vonzódik a szálhoz, megszínezik a textíliát, majd egy következő fürdőben hozzákapcsolják a B alkotórészt is. Ekkor nyeri el a textilanyag végleges színét. Az eredmény kiváló színtartóságú termék. Az esetleg gyengébb dörzsállóságot szappanos utánkezeléssel javítják, mert ezzel a szál felületén megmaradt meg nem kötött színezékrészecskék eltávolíthatók. Reaktív színezékek: A reaktív színezékek erős elektrokémiai kapcsolattal, kovalens kötéssel kötődnek a szálhoz. Főleg cellulóz alapú szálasanyagok színezésére használják, de vannak fehérje alapú szálakra és poliamidra is alkalmazható típusaik is. A hatékony kapcsolódásnak köszönhetően igen jó színtartóságú, élénk színeket eredményeznek. Fémkomplex színezékek: Elnevezésük onnan ered, hogy egy vagy két színezékmolekulához egy fématom (általában króm, ritkábban alumínium vagy réz) tartozik. Ennek megfelelően beszélünk 1:1 ill. 1:2 fémkomplex színezékekről. Savas közegben használatosak, a fehérje alapú és a poliamidszálak színezésére, a fématommal létrejött kötés következtében igen jó színtartósággal alkalmazhatók. Diszperziós színezékek: A színezékmolekulák a színezőfürdőben nem oldódnak, szemcséik diszpergált állapotban vannak jelen, de behatolva a szálak közé ott kötődnek. Poliamid-, poliészter- és acetátszálakból készült textíliák színezésére használják. Bázikus (kationos) színezékek: Ragyogó színei miatt népszerű színezék típus, amelynek azonban rendkívül rossz a színtartósága, különösen a fényállósága, ezért felhasználhatósága cellulóz vagy fehérje alapú szálakon csak nagyon korlátozott. (Korábban főleg színpadi díszletek színezésére használták.) Felfedezték azonban, hogy a poli(akril-nitril)-szálak színezésére kiválóan és jó színtartósággal megfelel, így ezt a szálasanyagot ezzel a színezékkel színezik. Pigmentek: Szerves vagy szervetlen eredetű, vízben vagy szerves oldószerben egyaránt oldhatatlan színes anyagok, amelyeket a szálasanyagokra kötőanyaggal rögzítenek. A pigmenteket elsősorban nyomott minták készítésére használják.

+ Az egyes szálasanyagfajták színezésére alkalmas színezékcsoportok Színezékcsoport Pamut Acetát Triacetát Gyapjú Poliamid Poliészter Poli(akril-nitril)Direkt+ + Savas ++ Csáva+ (+) Szálon fejlesztett+ Reaktív+ ++ 1:1 fémkomplex ++ 1:2 fémkomplex ++ Diszperziós ++ +Bázikus ++ = ajánlott színezékcsoport, (+) = esetleg alkalmazható színezékcsoport