Der Abschnitt über das Färben ist aus dem Beitrag von AK Niyogi zur 3. Auflage der Encyclopaedia of Occupational Health and Safety adaptiert.

Färberei

Das Färben beinhaltet eine chemische Kombination oder eine starke physikalische Affinität zwischen dem Farbstoff und der Faser des Stoffes. Abhängig von der Art des Gewebes und dem gewünschten Endprodukt wird eine große Vielfalt an Farbstoffen und Verfahren verwendet.

Klassen von Farbstoffen

Saure oder basische Farbstoffe werden in einem schwach sauren Bad für Wolle, Seide oder Baumwolle verwendet. Einige Säurefarbstoffe werden verwendet, nachdem die Fasern mit Metalloxid, Gerbsäure oder Dichromaten gebeizt wurden. Direkte Farbstoffe, die nicht echt sind, werden zum Färben von Wolle, Kunstseide und Baumwolle verwendet; Sie werden beim Kochen gefärbt. Zum Färben von Baumwollstoffen mit Schwefelfarbstoffewird das Färbebad durch Anteigen der Farbe mit Soda und Natriumsulfid und heißem Wasser hergestellt. Auch diese Färbung wird kochend durchgeführt. Zum Färben von Baumwolle mit Azofarbstoffewird Naphthol in wässriger Natronlauge gelöst. Die Baumwolle wird mit der Lösung des gebildeten Natriumnaphthoxids imprägniert und dann mit einer Lösung einer Diazoverbindung behandelt, um den Farbstoff in dem Material zu entwickeln. Küpenfarbstoffe werden mit Natriumhydroxid und Natriumhydrosulfit zu Leukoverbindungen verarbeitet; diese Färbung erfolgt bei 30 bis 60 ºC. Dispersionsfarbstoffe werden zum Färben aller synthetischen Fasern verwendet, die hydrophob sind. Für die Wirkung der Dispersionsfarbstoffe müssen Quell- oder Trägerstoffe phenolischer Natur verwendet werden. Mineralische Farbstoffe sind anorganische Pigmente, die Salze von Eisen und Chrom sind. Nach der Imprägnierung werden sie durch Zugabe von heißer Lauge ausgefällt. Reaktivfarbstoffe für Baumwolle werden in einem heißen oder kalten Bad aus Soda und Kochsalz verwendet.

Stoffe zum Färben vorbereiten

Die Vorbereitungsprozesse zum Färben von Baumwollgeweben bestehen aus der folgenden Abfolge von Schritten: Das Gewebe wird durch eine Schermaschine geführt, um die lose anhaftenden Fasern zu schneiden, und dann wird es zum Abschluss des Trimmvorgangs schnell über eine Reihe von Gasflammen geführt und die Funken werden gelöscht, indem das Material durch einen Wasserkasten geleitet wird. Das Entschlichten wird durchgeführt, indem das Tuch durch eine Diastaselösung geführt wird, die die Schlichte vollständig entfernt. Um andere Verunreinigungen zu entfernen, wird es in einem Kier mit verdünntem Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Truthahnrotöl 8 bis 12 Stunden lang bei hoher Temperatur und hohem Druck gereinigt.

Für farbiges Gewebe wird ein offener Kier verwendet und Natriumhydroxid wird vermieden. Die natürliche Färbung des Gewebes wird in den Bleichgruben durch Hypochloritlösung entfernt, wonach das Gewebe gelüftet, gewaschen, mit einer Natriumbisulfitlösung entchlort, erneut gewaschen und mit verdünnter Salz- oder Schwefelsäure gescheuert wird. Nach einer abschließenden gründlichen Wäsche ist das Tuch bereit für den Färbe- oder Druckprozess.

Färbeprozess

Das Färben wird in einer Setz- oder Foulardmaschine durchgeführt, in der das Gewebe durch eine stationäre Farbstofflösung bewegt wird, die durch Auflösen des Farbstoffpulvers in einer geeigneten Chemikalie und anschließendes Verdünnen mit Wasser hergestellt wird. Nach dem Färben wird das Tuch einem Veredelungsprozess unterzogen.

Nylon färben

Die Vorbereitung von Polyamid-(Nylon-)Fasern zum Färben umfasst das Waschen, eine Form der Fixierungsbehandlung und in einigen Fällen das Bleichen. Die zum Waschen von Polyamidgeweben gewählte Behandlung hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung der verwendeten Schlichte ab. Wasserlösliche Leimungsmittel auf Basis von Polyvinylalkohol oder Polyacrylsäure können durch Scheuern in einer Lauge entfernt werden, die Seife und Ammoniak oder Lissapol N oder ähnliche Reinigungsmittel und kalzinierte Soda enthält. Nach dem Waschen wird das Material gründlich gespült und ist dann bereit zum Färben oder Bedrucken, normalerweise in einer Jigger- oder Windenfärbemaschine.

Färben von Wolle

Die Rohwolle wird zunächst durch das Emulgierverfahren entfettet, bei dem Seife und eine Sodalösung verwendet werden. Der Vorgang wird in einer Waschmaschine durchgeführt, die aus einem langen, mit Rechen versehenen Trog, einem doppelten Boden und am Ausgang aus Wringern besteht. Nach gründlichem Waschen wird die Wolle mit Wasserstoffperoxid oder mit Schwefeldioxid gebleicht. Bei letzterem wird die feuchte Ware über Nacht dem Schwefeldioxidgas ausgesetzt. Das saure Gas wird neutralisiert, indem der Stoff durch ein Natriumcarbonatbad geführt wird, und dann wird er gründlich gewaschen. Nach dem Färben wird die Ware gespült, entwässert und getrocknet.

Gefahren beim Färben und ihre Vermeidung

Feuer und Explosion

Die Brandgefahren in einer Färberei sind die in den Verfahren verwendeten brennbaren Lösungsmittel und bestimmte brennbare Farbstoffe. Für beides sollten sichere Lagereinrichtungen vorgesehen werden: ordnungsgemäß gestaltete Lagerräume aus feuerfesten Materialien mit einer erhöhten und abgeschrägten Schwelle an der Türöffnung, so dass austretende Flüssigkeit im Raum zurückgehalten und daran gehindert wird, an einen Ort zu fließen, an dem sie sich entzünden könnte. Lager dieser Art sollten sich vorzugsweise außerhalb des Hauptfabrikgebäudes befinden. Wenn große Mengen brennbarer Flüssigkeiten in Tanks außerhalb des Gebäudes aufbewahrt werden, sollte der Tankbereich aufgeschüttet werden, um austretende Flüssigkeit aufzufangen.

Ähnliche Vorkehrungen sollten getroffen werden, wenn der für die Sengmaschinen verwendete gasförmige Brennstoff aus einer Leichtölfraktion gewonnen wird. Die Vergasungsanlage und die Lagerräume für das leichtflüchtige Benzin sollten vorzugsweise außerhalb des Gebäudes liegen.

Chemische Gefahren

Viele Fabriken verwenden Hypochloritlösung zum Bleichen; in anderen ist das Bleichmittel gasförmiges Chlor oder Bleichpulver, das Chlor freisetzt, wenn es in den Tank gefüllt wird. In beiden Fällen können die Arbeiter gefährlichen Konzentrationen von Chlor ausgesetzt sein, einem Haut- und Augenreizstoff und einem gefährlichen Reizstoff für das Lungengewebe, der ein verzögertes Lungenödem verursacht. Um das Entweichen von Chlor in die Atmosphäre der Arbeiter zu begrenzen, sollten Bleichbottiche als geschlossene Gefäße konzipiert sein, die mit Entlüftungen versehen sind, die das Entweichen von Chlor begrenzen, so dass die entsprechenden empfohlenen Höchstbelastungswerte nicht überschritten werden. Der atmosphärische Chlorgehalt sollte regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass der Expositionsgrenzwert nicht überschritten wird.

Die Ventile und andere Steuerungen des Tanks, aus dem das flüssige Chlor der Färberei zugeführt wird, sollten von einem kompetenten Bediener kontrolliert werden, da die Möglichkeiten eines unkontrollierten Lecks durchaus katastrophal sein könnten. Wenn ein Behälter betreten werden muss, der Chlor oder andere gefährliche Gase oder Dämpfe enthalten hat, müssen alle Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, die für Arbeiten in geschlossenen Räumen empfohlen werden.

Die Verwendung von ätzenden Laugen und Säuren sowie die Behandlung von Stoffen mit kochender Lauge setzen die Arbeiter der Gefahr von Verbrennungen und Verbrühungen aus. Sowohl Salzsäure als auch Schwefelsäure werden in großem Umfang in Färbeprozessen verwendet. Natronlauge wird zum Bleichen, Mercerisieren und Färben verwendet. Späne aus dem Feststoff fliegen und stellen eine Gefahr für die Arbeiter dar. Auch Schwefeldioxid, das beim Bleichen verwendet wird, und Schwefelkohlenstoff, der als Lösungsmittel im Viskoseverfahren verwendet wird, können den Arbeitsraum belasten. Aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol, Lösungsmittelnaphthas und aromatische Amine wie Anilinfarbstoffe sind gefährliche Chemikalien, denen Arbeiter wahrscheinlich ausgesetzt sind. Dichlorbenzol wird mit Hilfe eines Emulgators mit Wasser emulgiert und zum Färben von Polyesterfasern verwendet. LEV ist wichtig.

Viele Farbstoffe sind Hautreizstoffe, die Dermatitis verursachen; außerdem sind Arbeiter versucht, schädliche Mischungen aus Scheuer-, Alkali- und Bleichmitteln zu verwenden, um Farbflecken von ihren Händen zu entfernen.

Organische Lösungsmittel, die in den Prozessen und zur Reinigung von Maschinen verwendet werden, können selbst Dermatitis verursachen oder die Haut anfällig für die reizende Wirkung der anderen verwendeten Schadstoffe machen. Darüber hinaus können sie die Ursache für periphere Neuropathie sein – zum Beispiel Methyl-Butyl-Keton (MBK). Bestimmte Farbstoffe wie Rhodamin B, Magenta, β-Naphthylamin und bestimmte Basen wie Dianisidin haben sich als krebserregend erwiesen. Auf die Verwendung von β-Naphthylamin in Farbstoffen wurde im Allgemeinen verzichtet, was an anderer Stelle ausführlicher diskutiert wird Enzyklopädie.

Zusätzlich zu den Fasermaterialien und ihren Verunreinigungen können Allergien durch die Schlichte und sogar durch die zum Entfernen der Schlichte verwendeten Enzyme verursacht werden.

Geeignete PSA, einschließlich Augenschutzausrüstung, sollte bereitgestellt werden, um den Kontakt mit diesen Gefahren zu verhindern. Wenn Schutzcremes unter bestimmten Umständen verwendet werden müssen, sollte darauf geachtet werden, dass sie für den Zweck wirksam sind und durch Waschen entfernt werden können. Im besten Fall ist der Schutz, den sie bieten, jedoch selten so zuverlässig wie der, den richtig konstruierte Handschuhe bieten. Schutzkleidung sollte in regelmäßigen Abständen gereinigt und bei Spritzern oder Verunreinigungen durch Farbstoffe so bald wie möglich durch saubere Kleidung ersetzt werden. Sanitäre Einrichtungen zum Waschen, Baden und Umziehen sollten bereitgestellt werden, und die Arbeiter sollten ermutigt werden, diese zu benutzen; Persönliche Hygiene ist für Färber besonders wichtig. Selbst wenn alle Schutzmaßnahmen ergriffen wurden, sind leider einige Arbeitnehmer so empfindlich gegenüber den Wirkungen dieser Substanzen, dass die Versetzung auf eine andere Arbeit die einzige Alternative ist.

Unfälle

Es ist zu schweren Unfällen mit Verbrühungen gekommen, wenn heiße Flüssigkeit versehentlich in einen Kier gelangt ist, in dem ein Arbeiter das zu behandelnde Tuch arrangiert hat. Dies kann passieren, wenn ein Ventil versehentlich geöffnet wird oder wenn heiße Flüssigkeit von einem anderen Kier auf dem Herd in einen gemeinsamen Auslasskanal abgelassen wird und durch einen offenen Auslass in den besetzten Kier eintritt. Wenn sich ein Arbeiter aus irgendeinem Grund in einem Kier aufhält, sollten der Einlass und der Auslass geschlossen sein, um diesen Kier von den anderen Kier auf dem Gelände zu isolieren. Wenn die Verriegelungsvorrichtung mit einem Schlüssel betätigt wird, sollte sie von dem Arbeiter aufbewahrt werden, der durch einen versehentlichen Zutritt heißer Flüssigkeit verletzt werden könnte, bis er oder sie den Behälter verlässt.

Druck

Der Druck erfolgt auf einer Rollendruckmaschine. Der Farbstoff oder das Pigment wird mit Stärke verdickt oder zu einer Emulsion verarbeitet, die im Fall von Pigmentfarben mit einem organischen Lösungsmittel hergestellt wird. Diese Paste oder Emulsion wird von den Rasterwalzen aufgenommen, die das Material bedrucken, und die Farbe wird anschließend in der Alterungs- oder Pökelmaschine fixiert. Anschließend erhält der bedruckte Stoff die entsprechende Veredelung.

Nassdruck

Der Nassdruck wird mit Färbesystemen durchgeführt, die denen der Färberei ähnlich sind, wie Küpendruck und Faserreaktivdruck. Diese Druckverfahren werden nur für 100 % Baumwollgewebe und für Viskose verwendet. Die mit dieser Art des Druckens verbundenen Gesundheitsgefahren sind die gleichen wie die oben diskutierten.

Lösemittelbasierter Pigmentdruck

Lösungsmittelbasierte Drucksysteme verwenden große Mengen an Lösungsmitteln, wie etwa Lösungsbenzin, im Verdickungssystem. Die größten Gefahren sind:

• Entflammbarkeit. Die Verdickungssysteme enthalten bis zu 40 % Lösemittel und sind leicht entzündlich. Sie sollten mit äußerster Vorsicht in gut belüfteten und elektrisch geerdeten Bereichen gelagert werden. Auch beim Umfüllen dieser Produkte ist darauf zu achten, dass keine Funken durch statische Elektrizität entstehen.

• Luftemissionen. Lösungsmittel in diesem Drucksystem werden während des Trocknens und Aushärtens aus dem Ofen verdunstet. Örtliche Umweltvorschriften schreiben die zulässigen Werte der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) vor, die toleriert werden können.

• Schlamm. Da dieses Drucksystem lösemittelbasiert ist, darf die Druckpaste nicht in die Kläranlage gelangen. Es muss als fester Abfall entsorgt werden. Standorte, an denen Schlammhaufen verwendet werden, können Umweltprobleme mit Boden- und Grundwasserverschmutzung haben. Diese Schlammspeicherbereiche sollten mit wasserdichten Auskleidungen ausgestattet werden, um dies zu verhindern.

Pigmentdruck auf Wasserbasis

Keine der Gesundheitsgefahren für lösemittelbasierten Pigmentdruck trifft auf die wasserbasierten Drucksysteme zu. Obwohl einige Lösungsmittel verwendet werden, sind die Mengen so gering, dass sie nicht signifikant sind. Die primäre Gesundheitsgefahr ist das Vorhandensein von Formaldehyd.

Der Pigmentdruck erfordert die Verwendung eines Vernetzungsmittels, um die Bindung der Pigmente an den Stoff zu unterstützen. Diese Vernetzer existieren als eigenständige Produkte (z. B. Melamin) oder als Teil anderer Chemikalien wie Bindemittel, Antidochtmittel und sogar in den Pigmenten selbst. Formaldehyd spielt eine notwendige Rolle für die Funktion der Vernetzer.

Formaldehyd ist ein Sensibilisator und ein Reizstoff, der bei Arbeitern, die ihm entweder durch Einatmen der Umgebungsluft der laufenden Druckmaschine oder durch Kontakt mit dem bedruckten Stoff ausgesetzt sind, manchmal heftige Reaktionen hervorrufen kann. Diese Reaktionen können von einfacher Augenreizung bis hin zu Quaddeln auf der Haut und schweren Atembeschwerden reichen. Formaldehyd hat sich bei Mäusen als krebserregend erwiesen, wurde aber noch nicht schlüssig mit Krebs beim Menschen in Verbindung gebracht. Es wird von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als Karzinogen der Gruppe 2A, „Wahrscheinlich krebserregend für den Menschen“, eingestuft.

Um die lokale Umwelt zu schützen, müssen die Emissionen aus der Anlage überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Formaldehydwerte die von den geltenden Vorschriften festgelegten Werte nicht überschreiten.

Eine weitere potenzielle Gefahr ist Ammoniak. Da die Druckpaste pH-empfindlich (Säure) ist, wird häufig Ammoniak als Verdickungsmittel für die Druckpaste verwendet. Es sollte darauf geachtet werden, Ammoniak in einem gut belüfteten Bereich zu handhaben und gegebenenfalls einen Atemschutz zu tragen.

Da alle beim Drucken verwendeten Farbstoffe und Pigmente in der Regel in flüssiger Form vorliegen, stellt die Staubbelastung beim Drucken keine Gefahr dar, wie dies beim Färben der Fall ist.

Konfektionierung

Konfektionierung ist ein Begriff, der für eine sehr breite Palette von Behandlungen verwendet wird, die normalerweise während des letzten Herstellungsprozesses vor der Fertigung durchgeführt werden. Eine gewisse Endbearbeitung kann auch nach der Herstellung durchgeführt werden.

Mechanische Endbearbeitung

Bei dieser Art der Ausrüstung handelt es sich um Prozesse, die die Textur oder das Aussehen eines Stoffes ohne den Einsatz von Chemikalien verändern. Sie beinhalten:

• Sanforisieren. Dies ist ein Prozess, bei dem ein Stoff zwischen einem Gummiband und einem beheizten Zylinder vorbeigeführt und dann zwischen einem beheizten Zylinder und einem Endlostuch geführt wird, um die Schrumpfung zu kontrollieren und einen weichen Griff zu erzeugen.

• Kalandrierung. Dies ist ein Prozess, bei dem Stoff zwischen großen Stahlwalzen unter Drücken von bis zu 100 Tonnen geführt wird. Diese Walzen können entweder mit Dampf oder Gas auf Temperaturen bis zu 232 °C erhitzt werden. Dieser Prozess wird verwendet, um den Griff und das Aussehen des Stoffes zu verändern.

• Schleifen. Bei diesem Verfahren wird Stoff über Rollen geführt, die mit Sand bedeckt sind, um die Oberfläche des Stoffes zu verändern und ihm einen weicheren Griff zu verleihen.

• Prägung. Bei diesem Verfahren wird der Stoff zwischen beheizte Stahlwalzen geführt, in die ein Muster eingraviert wurde, das dauerhaft auf den Stoff übertragen wird.

• Wärmeeinstellung. Dies ist ein Prozess, bei dem synthetisches Gewebe, normalerweise Polyester, entweder durch einen Spannrahmen oder eine Halbkontakt-Thermofixiermaschine bei Temperaturen geführt wird, die hoch genug sind, um das molekulare Schmelzen des Gewebes zu beginnen. Dies geschieht, um den Stoff gegen Schrumpfung zu stabilisieren.

• Bürsten. Dies ist ein Prozess, bei dem Stoff über Bürsten geführt wird, die sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, um das Aussehen der Oberfläche und den Griff des Stoffes zu verändern.

• Klagen. Bei diesem Verfahren wird der Stoff zwischen einer kleinen Stahlrolle und einer größeren Rolle geführt, die mit Schleifpapier bedeckt ist, um das Aussehen und den Griff des Stoffes zu verändern.

Die Hauptgefahren sind das Vorhandensein von Hitze, die sehr hohen angewandten Temperaturen und Quetschstellen in den beweglichen Maschinenteilen. Es sollte darauf geachtet werden, die Maschinen ordnungsgemäß zu schützen, um Unfälle und Verletzungen zu vermeiden.

Chemische Veredelung

Die chemische Veredelung wird auf einer Vielzahl von Ausrüstungstypen durchgeführt (z. B. Pads, Jigs, Jet-Dye-Maschinen, Becks, Sprühbalken, Kiers, Paddelmaschinen, Kiss-Roll-Applikatoren und Schäumer).

Eine Art der chemischen Veredelung beinhaltet keine chemische Reaktion: die Anwendung eines Weichspülers oder Handbuilders, um den Griff und die Textur des Stoffes zu verändern oder seine Vernähbarkeit zu verbessern. Dies stellt keine nennenswerten Gefahren dar, abgesehen von der Möglichkeit einer Reizung durch Haut- und Augenkontakt, die durch die Verwendung geeigneter Handschuhe und Augenschutz verhindert werden kann.

Die andere Art der chemischen Veredelung beinhaltet eine chemische Reaktion: die Harzveredelung von Baumwollgewebe, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften des Gewebes zu erzeugen, wie z. B. geringe Schrumpfung und ein gutes glattes Aussehen. Bei Baumwollgewebe wird beispielsweise ein Dimethyldihydroxyethylen-Harnstoff (DMDHEU)-Harz katalysiert und verbindet sich mit den Baumwollmolekülen des Gewebes, um eine dauerhafte Veränderung im Gewebe zu erzeugen. Die Hauptgefahr, die mit dieser Art der Veredelung verbunden ist, besteht darin, dass die meisten Harze als Teil ihrer Reaktion Formaldehyd freisetzen.

Fazit

Wie in der übrigen Textilindustrie stellen Färberei-, Druck- und Veredelungsbetriebe eine Mischung aus alten, im Allgemeinen kleinen Betrieben dar, in denen Arbeitssicherheit, Gesundheit und Wohlergehen wenig oder gar keine Aufmerksamkeit geschenkt wird, und neueren, größeren Betrieben mit sich ständig verbessernder Technologie die Gefahrenabwehr so ​​weit wie möglich in die Konstruktion der Maschine integriert ist. Zusätzlich zu den oben beschriebenen spezifischen Gefahren sind Probleme wie unzureichende Beleuchtung, Lärm, unvollständig geschützte Maschinen, Heben und Tragen schwerer und/oder sperriger Gegenstände, schlechte Haushaltsführung usw. allgegenwärtig. Daher ist ein gut formuliertes und umgesetztes Sicherheits- und Gesundheitsprogramm, das die Schulung und wirksame Überwachung der Arbeitnehmer umfasst, eine Notwendigkeit.

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