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Welche Faktoren beeinflussen die Lichtechtheit von Farbstoffen? Wie kann es verbessert werden?

Aufrufe: 12     Autor: Emily Veröffentlichungszeit: 14.01.2026 Herkunft: Website

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Einführung

Unter Lichtechtheit versteht man die Fähigkeit eines gefärbten Materials, unter Sonnenlicht seine ursprüngliche Farbe beizubehalten. Im Allgemeinen wird Sonnenlicht als Standard zur Bestimmung der Lichtechtheit verwendet. Im Labor werden zur einfacheren Steuerung typischerweise künstliche Lichtquellen verwendet, bei Bedarf wird eine Kalibrierung durchgeführt. Die am häufigsten verwendete künstliche Lichtquelle ist eine Xenonlampe, es kommen aber auch Kohlebogenlampen zum Einsatz. Wenn gefärbte Materialien Licht ausgesetzt werden, absorbiert der Farbstoff Lichtenergie, erhöht sein Energieniveau und regt die Moleküle an. Dadurch wird das Farbentwicklungssystem der Farbstoffmoleküle verändert oder zerstört, was zur Farbstoffzersetzung und Verfärbung oder zum Ausbleichen führt.

1. Die Wirkung von Licht auf Farbstoffe

Wenn ein Farbstoffmolekül die Energie eines Photons absorbiert, gehen seine äußeren Valenzelektronen vom Grundzustand in einen angeregten Zustand über.

Je nach Struktur können Farbstoffmoleküle unter dem Einfluss von Licht unterschiedlicher Wellenlänge unterschiedliche Anregungsprozesse durchlaufen, darunter π → π*, n → π*, CT (Charge Transfer), S → S (Singulett-Zustand), S → T (Triplett-Zustand), Grundzustand → erster angeregter Zustand und Grundzustand → zweiter angeregter Zustand. Der Grund-Singulett-Zustand wird als S0 bezeichnet, und der erste und zweite angeregte Singulett-Zustand werden als S1 bzw. S2 bezeichnet. Die entsprechenden Triplettzustände werden durch T0, T1 und T2 dargestellt.

Beim Anregungsprozess wird das Farbstoffmolekül in elektronisch angeregte Zustände mit unterschiedlichen Schwingungsenergieniveaus angeregt. Diese Schwingungsenergieniveaus nehmen schnell ab, wodurch Energie in Wärme umgewandelt und abgeführt wird. Dieser Prozess der Reduzierung des Energieniveaus wird als Schwingungspassivierung bezeichnet. Während der Schwingungspassivierung kann sich der angeregte Zustand mit dem niedrigeren Schwingungsenergieniveau S2 auch in den angeregten Zustand mit dem höheren Schwingungsenergieniveau S1 umwandeln und weiterhin einer Schwingungspassivierung unterliegen. Dadurch wandelt sich der zuvor höhere angeregte S2-Zustand schnell in das niedrigste Schwingungsenergieniveau, den angeregten S1-Zustand, um. Die Transformation zwischen den elektronischen Zuständen S2 und S1 unter Bedingungen von Isoenergie-Schnittpunkten beinhaltet keine Änderung der elektronischen Spinmultiplizität und wird als interne Transformation bezeichnet. Es findet auch eine Transformation zwischen Singulett- und Triplettzuständen statt, vom angeregten S1- in den T1-Zustand. Diese elektronische Zustandsumwandlung, die mit einer Änderung der elektronischen Spinmultiplizität unter Isoenergie-Schnittbedingungen einhergeht, wird als Intersystem-Kreuzung bezeichnet. Aufgrund der „verbotenen“ Natur der Elektronenspinselektivität ist die Rate der Intersystemkreuzung im Allgemeinen relativ niedrig.


Angeregte Farbstoffmoleküle unterliegen photochemischen Reaktionen mit anderen Molekülen, was zum Ausbleichen des Farbstoffs und zur Photobrüchigkeit der Fasern führt.

2. Faktoren, die die Lichtechtheit von Farbstoffen beeinflussen

(1) Lichtquelle und Wellenlänge der Beleuchtung;

(2) Umweltfaktoren;

(3) Chemische Eigenschaften und Struktur von Fasern;

(4) Bindungsstärke zwischen Farbstoff und Faser;

(5) Chemische Struktur des Farbstoffs;

(6) Farbstoffkonzentration und Aggregationszustand;

(7) Einfluss von künstlichem Schweiß auf das Ausbleichen von Farbstoffen;

(8) Einfluss von Hilfsstoffen.


Der Effekt des Aufschwimmens des Farbstoffs, der unvollständigen Seifenung nach dem Färben und das Vorhandensein von nicht fixierten und hydrolysierten Farbstoffen, die auf der Stoffoberfläche verbleiben, wirken sich auch auf die Lichtechtheit gefärbter Stoffe aus. Ihre Lichtechtheit ist deutlich geringer als die von fixierten Reaktivfarbstoffen. Je gründlicher eingeseift wird, desto besser ist die Lichtechtheit.


Der Einsatz von kationischen Fixiermitteln mit niedrigem Molekulargewicht oder Polyaminkondensationsharzen und kationischen Weichmachern bei der Textilveredelung führt zu einer deutlichen Verringerung der Lichtechtheit gefärbter Textilien. Daher muss bei der Auswahl der gefärbten Stoffe der Einfluss von Fixiermitteln und Weichmachern auf die Lichtechtheit berücksichtigt werden.

3. Methoden zur Verbesserung der Lichtechtheit von Farbstoffen

1. Verbessern Sie die Farbstoffstruktur, um die Auswirkungen auf das Farbentwicklungssystem des Farbstoffs zu minimieren und gleichzeitig Lichtenergie zu verbrauchen, um so die ursprüngliche Farbe beizubehalten. Dies wird allgemein als Farbstoffe mit hoher Lichtechtheit bezeichnet. Diese Farbstoffe sind im Allgemeinen teurer als gewöhnliche Farbstoffe. Bei Stoffen mit hohen Anforderungen an die Lichtechtheit sollte die Farbstoffauswahl der erste Schritt sein.


2. Wenn der Stoff bereits gefärbt wurde, die Lichtechtheit aber nicht den Anforderungen entspricht, kann sie mit Hilfsmitteln verbessert werden. Durch die Zugabe geeigneter Hilfsmittel während oder nach dem Färben können diese bei Lichteinwirkung vor dem Farbstoff eine Photoreaktion eingehen, Lichtenergie verbrauchen und so die Farbstoffmoleküle schützen. Diese werden im Allgemeinen in UV-Absorber und UV-Stabilisatoren unterteilt, die zusammen als Lichtechtheitsverbesserer bezeichnet werden.

4. Empfehlen Sie geeignete Farbstoffe mit hoher Sonneneinstrahlung und UV-beständige Ausrüstungsmittel.

(1)High-Sunlight-Farbstoffe 

Skycron High-Sunlight-Dispersionsfarbstoffe


Die High Light Fastness-Serie umfasst Dispersionsfarbstoffe, die speziell für Anwendungen entwickelt wurden, die eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Lichteinwirkung erfordern.

  • Produkte der HLF-Serie weisen eine ausgezeichnete Lichtechtheit auf, die nicht nur die Anforderungen verschiedener Stoffe an Lichtechtheit erfüllt, sondern auch die Färbekosten deutlich senkt.

  • Die Lichtechtheit erreicht die 4. Stufe des amerikanischen Standards von 60.120.200 Stunden.

  • Anwendung: Heimtextilien wie Vorhänge, Gepäckstoffe, Strandstoffe, Regenschirmstoffe, Zeltstoffe und andere Outdoor-Produkte. Autoinnenräume.

    Skycron Hochleistungs-Dispersionsfarbstoffe

UV-beständiges Finishmittel Sylic FU5681 (CY-659)

UV-beständiges Finishmittel Sylic FU5681 (CY-659)


    Hauptmaterial

                                        Spezielle Polymerverbindung

Technische Indikatoren Aussehen



gelbe Emulsion


PH (1 % wässrige Lösung)


5,5-7,7
Ionizität

Anionisch

Leistung und Eigenschaften:
  • 1. Verleihen Sie Polyester und seinen Mischgeweben eine hervorragende UV-Absorptionsleistung und weisen Sie gute Absorptions-, Umwandlungs-, Reflexions- und Streueffekte auf das Ultraviolett im 280-400-nm-Band auf.

  • 2. Es kann das Ausbleichen reduzieren und die Echtheit einiger Farbstoffe gegenüber Sonnenlicht verbessern.

  • 3. Hervorragende Waschbeständigkeit, minimale Auswirkung auf den Farbton und die Farbechtheit des Stoffes


Anwendung:

Es eignet sich zur Anti-Ultraviolett-Ausrüstung von Polyestergeweben und zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Sonnenlicht. Insbesondere textile Stoffe, die starkem Licht ausgesetzt sind, wie z. B. Autositzkissen, Dekostoffe, Sportbekleidung und Badebekleidung.


Empfohlener Prozess:

Füllverfahren
FU5600 20–40 g/l
Flüssige Zubereitung → Füllen (Flüssigkeitsanteil beträgt ca. 70–80 %) → Backen (160–170 °C).
Der spezifische Prozess sollte vom Benutzer anhand der Probe entsprechend angepasst werden.


Wenn Sie kostenlose Muster erhalten möchten, wenden Sie sich bitte an: info@tiankunchemical.com


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