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Präparat zum Bedrucken oder Färben von Textilien Die Erfindung bezieht
sich auf farbige Zusammensetzungen für die Kolorierung von Stoffen. Insbesondere
hat sie gefärbte Emulsionen zum Färben und Bedrucken von Geweben und Textilien zum
Gegenstand. Farbige Zusammensetzungen, entweder in Form eines farbigen Lackes mit
einem Farbstoffbindemittel, gewöhnlich einem in einem organischen Lösungsmittel
löslichen wärmehärtbaren Harz, oder in Form einer Emulsion eines wäßrigen Mediums
in einem solchen Lack haben in der Druckerei und Färberei von Textilien, Geweben
u. dgl. verbreitet Eingang gefunden. Der auf solche Weise gefärbte oder bedruckte
Textilstoff besitzt jedoch den Nachteil, die Farbe mehr oder weniger stark abzugeben,
beispielsweise an ein anderes Gewebe, mit dem darüber gerieben wird. Gewebe, die
in dunklen (tiefen) Tönen bedruckt oder gefärbt sind, zeigen diese Neigung, einen
Teil ihrer Farbe wieder abzugeben, am stärksten, und die uneingeschränkte Ausnutzung
von Farbstoffen findet hierdurch auf diesem Gebiet ihre Grenzen.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß als Druck- oder
Färbepräparat eine vorzugsweise gelförmige Dispersion eines festen oder im wesentlichen
festen Polyäthylens in einer flüchtigen organischen Flüssigkeit benutzt wird. Die
Mischung kann aus einer gefärbten gelförmigen Dispersion eines unlöslichen Polyäthylenpolymers
von hohem Molekulargewicht in einer Lösung eines eine dünne Überzugsschicht (Film)
bildenden Bindemittels in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel bestehen. Als
filmbindendes Bindemittel kann ein wärmehärtbares
Harz Verwendung
finden, z. B. ein Melamin-Formaldehyd-Harz, ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder
ein durch ein trocknendes Öl abgewandeltes Alkyd harz. Die Farbzusammensetzung
nach der Erfindung kann auch die Form einer Emulsion mit einer inneren wäßrigen
Phase und einer äußeren, mit Wasser nicht mischbaren Phase einer gefärbten gelförmigen
Dispersion von Polyäthylen in einer flüchtigen organischen Flüssigkeit besitzen.
Die äußere, mit Wasser nicht mischbare Phase kann aus einer gelförmigen Farbstoffdispersion
von Polyäthylen in einem Lack bestehen, der durch die Lösung eines filmbildenden
Bindemittels in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel hergestellt ist.
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Es hat sich gezeigt, daß sowohl die Farbbeständigkeit als auch die
Farbqualität eines mit einem Farbstoff bedruckten oder gefärbten Stoffes in unerwartetem
und erheblichem Maß durch Benutzung einer Farbzusammensetzung nach der Erfindung
als Druckpaste oder Stoffarbe gesteigert werden kann, ohne daß der Griff oder die
Steifheit des fertigen Zeuges zu irgendwelchen Beanstandungen Anlaß geben.
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In ihrer einfachsten Form besteht eine Farbzusammensetzung nach der
Erfindung im wesentlichen aus einer gefärbten Dispersion eines für gewöhnlich festen
Polymers von Äthylen in einer flüchtigen organischen Flüssigkeit. In ihrer bevorzugten
Anwendungsform besteht die Zusammensetzung aus einer gefärbten Dispersion eines
für gewöhnlich festen Polyäthylens in einer Lösung eines Farbstoffbindemittels,
vorzugsweise eines wärmehärtbaren Harzes, in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel.
Als Emulsion enthält die neue Zusammensetzung Wasser oder ein im wesentlichen wäßriges
Medium, das als innere Phase in einer derartigen Polyäthylendispersion emulgiert
ist. Um die größtmögliche Steigerung des Farbwertes zu erzielen, sollen die Teilchen
des dispergierten Polyäthylens von kolloidaler Größe sein, d. h. die Dispersion
soll den Tyndall-Effekt zeigen.
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Unter den Begriff des polymerisierten Äthylens fallen alle Äthylenpolymere,
die unter normalen atmosphärischen Bedingungen fest oder im wesentlichen fest sind.
Eine entscheidende Steigerung der Farbfestigkeit wird nur mit solchen für gewöhnlich
festen Äthylenpolymeren ohne Rücksicht auf das Molekulargewicht des im Einzelfall
benutzten Polymere erreicht. Polymere Verbindungen mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von der unteren Grenze von iooo, bei der solche Verbindungen im
wesentlichen noch fest sind, bis aufwärts zu 50 000
und darüber lassen sich
mit befriedigenden Ergebnissen benutzen. Beispiele für solche Verbindungen sind
solche, deren Molekulargewicht bei ungefähr 3ooo oder zwischen 18 ooo und 2i ooo
liegt.
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Die Dispergierung der für gewöhnlich festen polymeren Verbindung des
Äthylens, die bei gewöhnlicher Raumtemperatur in sämtlichen organischen Lösungsmitteln
unlöslich ist, kann auf verschiedene Weise herbeigeführt werden, beispielsweise
durch Vermah-Lung in einer Kugelmühle oder anderweitige Feinzerkleinerung in Gegenwart
einer organischen Flüssigkeit, die ein Dispergierungsmittel enthalten kann. Es ist
wohl darauf zu achten, den Mahlvorgang oder die Feinzerkleinerung so lange fortzusetzen,
bis das Polymer in feinster Verteilung vorliegt, damit die fertige Farbzusammensetzung
die erforderliche Klumpenfreiheit, Geschmeidigkeit und Homogenität aufweist.
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Vorzugsweise wird, um die Dispersion herzustellen, das feste Äthylenpolymer
zunächst in einem Lösungsmittel gelöst, das auf eine für die Lösung ausreichende
Temperatur, z. B. 7o bis iio°, erhitzt wurde. Die entstandene Lösung wird dann auf
Raumtemperatur abgekühlt, wobei man jedoch ausreichend umrühren muß, um eine Kristallisation
des gelösten Polymers zu verhindern. Je nach der Natur der benutzten polymeren Verbindung
und auch nach den besonderen Arbeitsbedingungen scheidet sich die polymere Verbindung
entweder in Form eines Gels oder eines feinverteilten Niederschlages ab.
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Beide Formen, sowohl die des Gels als auch die des Niederschlages,
sind für die Zwecke der Erfindung geeignet. Für den Fall der Benutzung eines Niederschlages
muß sorgfältig darauf geachtet werden, z. B. durch ausreichendes Umrühren der Lösung
während der Abkühlung, daß ein Niederschlag von gleichförmiger Beschaffenheit entsteht.
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Zweckmäßiger ist es jedoch, die Polyäthylendispersion in Form ihrer
gelartigen Ausscheidung zu benutzen, da auf solche Weise ein besserer Farbwert erzielt
wird; es wurde schon erwähnt, daß die Dispersion eine Verbesserung des Farbwertes
ergibt, wenn die Teilchen von kolloidaler Größe sind. Da im allgemeinen eine erhebliche
Rührarbeit geleistet werden muß, um die Gelform zu erzielen, ist es empfehlenswert,
besonders bei polymeren Verbindungen von größerem Molekulargewicht, die Löslichkeitseigenschaften
des Polyäthylens so zu ändern, daß man bei Raumtemperatur unmittelbar eine Gelstruktur
erhält. Es wurde gefunden, daß dieses Ziel dadurch leicht erreicht werden kann,
daß man dem Lösungsmittel noch einen anderen polymeren Stoff von hohem Molekulargewicht
zusetzt, wie beispielsweise Polyisobutylen, Polystyrol, gemeinsame Polymerisate
von Butadien mit Styrol oder Acryloriitril od. a. Diese polymeren Verbindungen bewirken
eine Stabilisierung des Gels des Polyäthylens bei Raumtemperatur, gleichzeitig dienen
sie auch als Weichmacher für das Polyäthylen und verbessern die Fließfähigkeit,
Viskosität und andere derartige Eigenschaften der Dispersion.
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Besonders gute Ergebnisse wurden mit Polyisobutylenen erzielt. Verbindungen
dieser Art, die für die Erfindung geeignet sind, haben Molekulargewichte von wenigstens
etwa iooo aufwärts, d: h. sie umfassen den Bereich von ziemlich viskosen schweren
Flüssigkeiten über plastische bis zu festen Stoffen. Die polymeren Verbindungen
von höherem Molekul.argewcht sind im allgemeinen vorzuziehen, da die Viskosität
der entstehenden Dispersion dem Molekulargewicht des benutzten Polyisobutylens direkt
proportional ist. Typische Beispiele geeigneter polymerer Verbindungen des Isobutylens
sind Polymere mit einem Molekulargewicht von etwa 6ooo bzw. etwa 40 00o, obwohl
sich auch Polymere mit bedeutend höherem Molekulargewicht verwenden lassen.
luf
die Echtheit der Färbung jedoch wird durch das ,ugesetzte Polyisobutylen offenbar
kein steigernder linfluß ausgeübt; diese Eigenschaft bleibt im wesentichen unverändert,
gleichgültig ob ein solches Polyner zugesetzt wird oder nicht.
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Obwohl die neue Zusammensetzung nur aus einer einfachen Dispersion
von Polyäthylen bestehen kann, nenn die Waschechtheit des behandelten Gewebes ;eine
Rolle spielt, wird im allgemeinen doch zwecknäßig noch ein in einem organischen
Lösungsmittel ösliches Bindemittel zugesetzt, um das fertige Textil-@rzeugnis auch
waschecht und reibfest zu machen. :in derartiges Bindemittel kann- aus irgendeinem
;eeigneten, wasserbeständigen Stoff bestehen, der einen plastischen oder festen
Überzug zu bilden 7ermag, beispielsweise einem Zellulosederivat, wie @thylzellulose,
oder einem Harz, das in der orgalischen Flüssigkeit, in der das Polyäthylen dispergiert
st, löslich und, falls die neue Zusammensetzung in ?mulsionsform gebraucht werden
soll, in Wasser urlöslich ist. Vorteilhaft ist die Benutzung eines film->ildenden,
wärmehärtbaren Harzes als Bindemittel. lerschiedene Arten solcher wasserunlöslichen,
in einem organischen Lösungsmittel löslichen, wärmeiärtbaren Harze können herangezogen
werden, z. B. larnstoff-Aldehyd-Harze einschließlich Harnstoff-?ormaldehyd-Härze,
Melamin-Aldehyd-Harze einchließlich Melamin-Formaldehyd-Harze, Phenol-Ildehyd-Harze
einschließlich Phenol-Formaldehydiarze u. a., wie die bereits obengenannten mit
trockienden Ölen abgewandelten Alkydharze. Um brauch->ar zu sein, muß das wärmehärtbare
Harz oder sontige Bindemittel nach Auftragung der Farbzusamnensetzung auf den Stoff
und Erhitzung des Stoffes, im ihn zu trocknen und gegebenenfalls das Harz )der das
sonstige Bindemittel unlöslich zu machen, ,enügend waschfest sein; es muß weiterhin
im wesentichen unlöslich in den üblichen Reinigungsmitteln ein und darf endlich
dem fertigen Stoff keine nacheilige Steifheit verleihen.
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Die organische Flüssigkeit, in der das Äthylen-)olymer dispergiert
ist, muß leicht flüchtig sein, so laß sie beim Durchgang des feuchten Stoffes durch
lie übliche Trocknungsapparatur verdampft. Wird ler Dispersion ein wärmehärtbares
Harz und bzw. )der ein Stabilisator für das Gel, wie Polyisobutylen, ugesetzt, so
soll die benutzte organische Flüssigkeit leichzeitig ein Lösungsmittel hierfür sein,
und wo lie Dispersion in emulgiertem Zustand benutzt werden soll, darf die organische
Flüssigkeit mit Wasser licht mischbar sein. Geeignete Lösungsmittel solcher ,rt
sind z. B. Mineralöle (Kp z5o bis aoo°), Terpentin-1, aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel,
z. B. ine Fraktion mit einem Siedebereich von 154 bis ,o4° u. a. Lösungsmittel mit
einem Siedepunkt über twa z75° sind zu bevorzugen.
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Jeder beliebige Farbstoff kann in Verbindung mit ler Erfindung Anwendung
finden. Natürlich wird ler Farbstoff zweckmäßig für jeden besonderen @nwendungsfall
mit Rücksicht auf die Art und den wahrscheinlichen Verwendungszweck des fertigen
Erzeugnisses ausgewählt. Er soll ausreichend lichtcht sein, er soll erforderlichenfalls
bei der Behandlung mit Reinigungsmitteln, wie Solventnaphtha oder Tetrachlorkohlenstoff,
nicht wesentlich auslaufen, er soll in dem erforderlichen Umfang von Seife nicht
angegriffen werden usw. Typische Beispiele für brauchbare Farbstoffe sind Phthalocyanine,
verschiedene Metalloxyde, Ruß; wasserunlösliche Küpen-und Azofarbstoffe u. dgl.
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Bei der Herstellung der neuen Zusammensetzung wird zunächst eine Polyäthylendispersion
dadurch hergestellt, daß man ein für gewöhnlich festes Äthylenpolymer in einem geeigneten
organischen Lösungsmittel auflöst, das auf eine Temperatur von 7o bis rro° erhitzt
wurde. Falls ein Gelstabilisator benutzt werden soll, beispielsweise in Form eines
Isobutylenpolymers, wird er dem Lösungsmittel vorher zugesetzt. Die erhaltene Lösung
wird unter ausreichendem Umrühren gekühlt, um eine Kristallisation des gelösten
Polyäthylens zu verhindern und eine kolloidale Verteilung des Polyäthylens zu erzielen,
wenn eine größtmögliche Erhöhung des Farbwertes angestrebt wird. Gesondert für sich
wird ein farbiger Lack durch geeignete Zerkleinerung, Aufschwemmung, Auflösung oder
sonstige Einbringung oder Verteilung eines Farbstoffes in einem organischen Lösungsmittel
hergestellt, das zweckmäßig von gleicher Natur ist wie das für die Polyäthylendispersion
benutzte und in dem ein Farbstoffbindemittel, gewöhnlich ein in einem organischen
Lösungsmittel lösliches wärmehärtbares Harz, im allgemeinen bereits gelöst ist.
Diesem Lack kann ein Dispergierungsmittel zugesetzt werden. Die Polyäthylendispersion
und der gefärbte Lack werden dann durch einfaches mechanisches Umrühren miteinander
gemischt; das erhaltene Farbkonzentrat,, das außergewöhnlich stabil ist, kann entweder
als solches benutzt oder mit einem weiteren Lösungs- oder anderem Verdünnungsmittel
auf die gewünschte Färbe- oder Druckkonsistenz und Tönung verdünnt werden.
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Soll die neue Zusammensetzung in Form einer Emulsion Anwendung finden,
so wird gleichzeitig durch Emulgierung von Wasser, das einen Emulsionsstabilisator,
z. B. gewöhnliches Salz, enthalten kann, in einem geeigneten organischen Lösungsmittel,
das ein Emulsionsbindemittel, z. B. ein Alkydharz, das darin gelöst ist, enthalten
kann, ein Trägerkonzentrat hergestellt. Diese konzentrierte Emulsion von Wasser
in Lack wird dann mit weiterem organischem Lösungsmittel verdünnt, und es wird weiteres
Wasser in ihr emulgiert, um auf diese Weise eine Zubereitung von der gewünschten
Druck- oder Färbekonsistenz zu bekommen. Mit dieser Zubereitung wird nun das Farbkonzentrat
in einem Verhältnis verdünnt, wie es für die gewünschte Farbtönung notwendig ist.
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Natürlich sind Abänderungen der beschriebenen Herstellungsverfahren
möglich. Zum Beispiel kann das Farbkonzentrat durch einen weiteren Zusatz der Polyäthylendispersion
statt mit reinem Lösungsmittel verdünnt werden, wenn gewünscht wird, das Verhältnis
von Polyäthylen zu Farbstoff zu erhöhen. Andererseits kann das Farbkonzentrat auch
gleich in Form einer Emulsion hergestellt werden, indem man weiteres Lösungsmittel
hinzugibt und darin Wasser emulgiert. Ein Trägerkonzentrat kann auch durch
Dispergierung
von Polyäthylen in der Lackphase hergestellt und an Stelle des üblichen klaren Konzentrates
benutzt werden. Wo eine Verbesserung des Farbwertes im Vordergrund steht, ist es
zweckmäßig, die Erfindung in Form des klaren Emulsionsträgers zu benutzen.
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Die Mengenverhältnisse der verschiedenen Bestandteile der neuen Zusammensetzung
lassen sich in weiten Grenzen verändern und hängen weitgehend von den Erfordernissen
ab, die an das fertiggestellte Textilerzeugnis gestellt werden und sich aus der
besonderen Art seines Anwendungszweckes ergeben. Im allgemeinen bildet beim Drucken
mit der neuen Zusammensetzung in Form einer Emulsion die wäßrige Phase einen höheren
Prozentsatz der Gesamtzusammensetzung als beim Färben mit ihr, da bekanntlich die
Emulgierung einer steigenden Wassermenge in einer solchen Emulsion diese zu verdicken
neigt. Die Tiefe des gewünschten Farbtons bestimmt die Menge des zu benutzenden
Farbstoffes. Der benutzte Anteil von Polyäthylen muß ausreichen, das fertige Textilerzeugnis
genügend farbfest zu machen. Die Menge des Farbstoffbindemittels endlich muß ausreichen,
dem fertigen Textilerzeugnis den erforderlichen Grad von Waschechtheit zu verleihen.
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Vorteilhaft liegt das Gewichtsverhältnis des Polyäthylens zum Farbstoff
in den ungefähren Grenzen von o,= : i bis ioo : i.
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Wird der Dispersion auch ein Polymer von Isobutylen zugesetzt, so
erfolgt dies vorteilhaft in einem Gewichtsverhältnis von etwa 0,05: i bis
=o : i zum Polyäthylen.
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Soll die neue Druckfarbe zum Bedrucken von Geweben benutzt werden,
so kann sie in irgendeiner geeigneten Form, beispielsweise mit Hilfe von Tiefdruckwalzen,
aufgebracht werden. Soll sie zum Färben von Stoffen benutzt werden, so kann sie
nach irgendeinem geeigneten Verfahren, z. B. durch Klotzen, Pflatschen oder auch
in Form eines dünnen Überzuges von einer Walzenauftragsmaschine aus auf das Gewebe
aufgebracht werden. Der bedruckte oder gefärbte Textilstoff wird dann durch irgendeine
geeignete Trockenanlage geschickt, die beispielsweise aus einer Anzahl dampfbeheizter
Trockentrommeln besteht. Die Trokkentrommeln haben eine Temperatur von etwa ioo
bis =2o°. MTenn man will, kann man das getrocknete Gewebe noch bei einer Temperatur
von etwa 15o bis I75° durch eine Nachbehandlungskammer laufen lassen, um das wärmehärtbare
Harz zu härten, so daß es als Farbstoffbindemittel dient.
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Natürlich können alle möglichen Arten von Geweben mit der neuen Farbzusammensetzung
behandelt werden, deren Anwendung nicht auf irgendwelche besonderen Gewebe beschränkt
ist. Farbbeständigkeit und Farbwert ohne Auftreten einer Steifheit im fertigen Erzeugnis
besitzen den gleichen Grad von Vollkommenheit, gleichgültig ob das behandelte Gewebe
aus Naturfasern, wie Baumwolle, Flachs, Wolle, Haaren, aus Kunstfasern, wie regenerierter
Zellulose, Zelluloseacetat, Polyamiden, Eiweißpolymerisationsprodukten, Vinylpolymeren
u. dgl., aus anorganischen Fasern, wie Glas, Mineralien oder Metallen, oder endlich
aus Mischungen solcher Fasern besteht. Zusammensetzungen nach der Erfindung sollen
im folgenden durch einige typische Beispiele . erläutert werden. Die angegebenen
Mengenverhältnisse beziehen sich auf das Gewicht, wo nichts anderes angegeben ist.
Beispiel i Gele von Polyäthylenen A. 6 Teile eines Polyisobutylens vom Molekulargewicht
6ooo werden in 32 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstofflösungsmittels mit
einem Siedebereich von etwa 155 bis z75° gelöst. Die Lösung wird auf 7o bis
==o° erhitzt. Dann werden 6 Teile eines festen Polyäthylens (Molekulargewicht 18
ooo bis 21 ooo) darin gelöst. Diese Lösung wird unter Umrühren auf Raumtemperatur
abgekühlt, um eine gleichmäßige halbfeste gelartige Masse zu bilden.
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B. Ein kolloidal verteiltes Gel wird dadurch hergestellt, daß man
12,5 Teile eines festen Polyäthylens vom Molekulargewicht i2ooo in 87,5 Teilen einer
i5°/jgen Lösung von Polyisobutylen (Molekulargewicht 6ooo) in einem aromatischen
Lösungsmittel (Siedebereich etwa igo bis 2o5°) durch Erhitzung auf 7o bis zio° löst.
Diese Lösung wird dann unter ausreichendem Umrühren auf Raumtemperatur abgekühlt,
um das Polyäthylen bei seinem Austritt aus dem echten Lösungszustand kolloidal zu
verteilen. Ein ausreichender Rührvorgang zur Sicherstellung der gewünschten Wirkung
kann beispielsweise mit Hilfe einer Mischvorrichtung nach Eppenbach bewirkt werden,
deren Mischflügel mit wenigstens i8ooo Umdrehungen in der Minute rotieren. Beispiel
2 Eine typische, gemäß der Erfindung zubereitete Paste für das Bedrucken von Textilien
ist die folgende: Zunächst wird ein Farbkonzentrat durch zweckmäßiges Mischen eines
Polyäthylengels mit einem Lösungsmittel, Farbstoff, Harzbinder usw. nach folgenden
Maßgaben bereitet: Polyäthylengel nach Beispiel i A.......... 44 Aromatisches
Kohlenwasserstofflösungsmittel (Siedebereich zwischen 155 und z75°) ....
32 5o°/oige Lösung von wasserabweisendem Melamin-Formaldehyd-Harz in einer Mischung
aus gleichen Teilen Butanol und Xylol .. 12 Permanza-Grün (komplexe Eisenverbindung
von Nitrose-ß-Naphthol)................ =2 Hierauf wird i Teil eines solchen Farbkonzentrates
mit 2 Teilen eines Emulsionsträgers gemischt, bestehend aus 77 Teilen Wasser (darin
0,3 Teile NaCI gelöst sind), die in 23 Teilen einer Ölphase emulgiert sind
(die aus 9,1,5 Teilen Mineralöl [Kp 15o bis 2oo°] und 1,5 Teilen eines mit 7o °/a
trocknendem Öl abgewandelten Phthalsäure-Glycerid-Alkyd-Harzes besteht).
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Wird gewünscht, daß der ldare Emulsionsträger auch das Polyäthylengel
enthält, dann kann eines der Gele des Beispiels i dem Emulsionsträger für Druckzwecke
hinzugefügt werden.
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Beispiel 3 Eine typische Emulsion für Klotzfärbereizwecke kann erfindungsgemäß
in der folgenden Weise hergestellt
werden: Zunächst wird ein Farbkonzentrat
durch zweckmäßiges Mischen eines Polyäthylengels mit einem Lösungsmittel, Farbstoff,
Harzbinder usw. nachfolgenden Maßgaben bereitet: Polyäthylengel (nach Beispiel i,
bereitet aus 18 Teilen Xylol, 3 Teilen Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht
von 40 000, 7 Teilen Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von i8ooo bis 2iooo)
........................ 28 Xylol................................... io Wasserabweisendes
Melaminharz (wie in Beispiel 2) ............................... 20 Lecithin.................................
2 Ultramarineblau .... .... .... . .... . ... .... 40 Eine gefärbte Flüssigkeit
für Klotzfärbereizwecke zum Blaufärben eines Mediums wird bereitet durch das Mischen
von i Teil des oben angeführten Farbkonzentrates mit io Teilen eines Emulsionsträgers
für Klotzfärbereizwecke, bestehend aus 57 Teilen Wasser (0,3 Teile NaCl enthaltend),
emulgiert in 43 Teilen einer Ölphase (bestehend aus 41,5 Teilen Mineralöl [Kp i5o
bis 2oo°] und 1,5 Teilen eines mit 70 % trocknendem Öl abgewandelten Phthalsäure-Glycerid-Alkyd-Harzes).