CH248746A - Verfahren zum Färben von Glasfasern und nach demselben gefärbte Glasfaser. - Google Patents

Description

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 Verfahren zum Färben von Glasfasern und nach demselben gefärbte Glasfaser. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Färben von Glasfasern. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,    dass   die Glasfasern in    Berührung   mit einer    Lösung      gebracht   werden, aus, der das Glas der Fasern Elemente absorbiert, die eine Färbung des Glases herbeiführen. 



  Ferner betrifft die Erfindung eine nach diesem Verfahren hergestellte Glasfaser, welche dadurch    gekennzeichnet   ist, dass das Glas der Faser einen durch    Absorption   in sie hineingebrachten Farbstoff enthält. 



  Die Behandlung der    Fasern   erfolgt beispielsweise durch Eintauchen in die Lösung. Zweckmässig    wird      hierbei   eine Lösung verwendet, .deren Ionen vom Glas im Austausch gegen basische Bestandteile    desselben   absorbiert werden. 



  Eine Färbung der Glasfasern kann z. B. dadurch erfolgen,    da.ss   die Glasfasern direkt mit einer    ionenhaltigen   Lösung in Kontakt gebracht werden. Die Ionen der Flüssigkeit werden dabei vom Glas absorbiert. Diese Absorption    beruht   auf einem    Basenaustausch,   also auf einer Auswechslung der basischen Bestandteile des Glases, wie Alkali- oder    Erda.lkalimetalle,   gegen die metallischen Ionen der Lösung. Je nach der Natur der Ionen wird eine verschiedene Färbung des Glases hervorgerufen.

   Es ist auch möglich. die Glasfasern dadurch zu färben, dass sie    sukzessive   mindestens zwei Behandlungen mit verschiedene Ionen enthaltenden Lösun- gen unterzogen werden, wobei die Ionen der zweiten Lösung nach Absorption von Ionen der ersten Lösung entweder durch blosse zusätzliche Absorption oder durch Ersatz der aus der, ersten Lösung absorbierten Ionen oder endlich durch Bildung einer Verbindung mit den zuerst absorbierten Ionen eine Färbung der Glasfasern bewirken können. 



  Nach einer    beispielsweisen   Ausführungsform des    erfindungsgemässen   Verfahrens erfolgt das Färben der Glasfasern so-, dass dieselben in eine metallische Ionen enthaltende Lösung eingetaucht werden, wobei eine direkte Färbung der Fasern durch die absorbierten Ionen erfolgt. Hierzu eignen sieh z. B. Lösungen, welche Silber-, Mangan- oder    Permanganat-Ionen   enthalten. 



  Nach einer    a.ndein   beispielsweisen    Aus-      führungsform   des Verfahrens werden die Glasfasern zuerst    mit   der Lösung eines Salzes z. B.    folgender      Metalle   in Berührung gebracht: Blei, Eisen. Cadmium, Silber, Kupfer,    Cobalt      usw.,   wobei diese Ionen vom Glas    absorbiert   werden; nachher werden die Fasern noch    mit      mindestens   einer zweiten, andere Ionen enthaltenden Lösung behandelt, wobei    die      gewünschte   Färbung entweder durch blosse    zusätzliche   Absorption dieser andern Ionen oder aber, z.

   B. bei Verwendung von Lösungen geeigneter Anionen, durch eine farbige Verbindungen erzeugende Reaktion dieser    absorbierten   Anionen mit den in der ersten Behandlung absorbierten 

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 Metallionen    in.      den      Glasfasern   hervorgerufen wird. Nach beiden letztgenannten beispielsweisen Ausführungsformen des    Verfahrens   ist es möglich,    Glasfasern   mit    anorganischen      i   Farbstoffen zu färben,    die      im   wesentlichen gegen die Wirkung von Licht und Chemikalien    beetändig      sind.   



  Die Färbung der Glasfasern    kann   z. B. auch durch    Eintauchen   der    Glasfasern   in organische Farbstoffe basischen Charakters enthaltende    Lösungen   erfolgen. In manchen Fällen ist es dabei vorteilhaft, die    Glasfasern   vor der    Behandlung   mit der den    organischen   Farbstoff enthaltenden Lösung mit    einer   Metallsalzlösung zu    "beizen",   wobei dann eine bessere    Absorption   des    organisohen   Farbstoffes in der    Glasfaser      bewirkt   wird. Dazu eignet sich z.

   B. die    Vorbehandlung   der Glasfasern mit    Lösungen   von Salzen    des   Zinks,    Zinns      oder   Magnesiums. Diese Geizwirkung wird, wie die    Absorption   der färbenden Ionen, durch    einen      Basenaustausch      hervorgerufen,      nämlich   durch eine    teilweise   Auswechslung der Alkali- oder    Erdalkali-      metalle   .des Glases gegen die    Metallionen   der    Beizlösung.   Für    eine   solche,

   durch    Basenaus-      tausch   hervorgerufene    Beizwirkung   wurden    beispielsweise   aus fast    zinkogydfreiem   Natronkalkglas mit einem    Al'kaligehalt   von insgesamt 16,7 %    hergestellte   Glasfasern    eine      Woche   lang in einer 5prozentigen    wässrigen      Zinkchloridlösung   eingetaucht. Die nach Ablauf dieser Zeit vorgenommene Analyse    zeigte,      dass.   die    Fasern   einen    Gesamtalkali-      gehalt   von 4,11 % hatten und 5,36 %    ZnO   enthielten.

   Eine ähnliche Behandlung mit einer    5prozentigen      Zinnchloridlösung   zeigte bei der Analyse das folgende    Ergebnis:   4,07 %    Alkali      insgesamt   und 6,46 %    5n0_.   Das    unerwartete   Ausmass dieser    Reaktion   ist    wahracheinlich   auf die    aussergewöhnlich   grosse Oberfläche zurückzuführen, welche Glas    in   Faserform im Vergleich zu der    ver-      hnltnismässig   kleinen Oberfläche von Glas in massiver Form besitzt. 



  Nachstehend seien einige    Ausführungs-      beispieledes   Verfahrens gemäss der Erfindung angegeben. Beispiel I:    Glasfasern,   wurden 24 Stunden bei 85 C in einer 5prozentigen Lösung von    Bleiazetat      in   Wasser eingetaucht. Dann wurden die    Fasern   bei    Raumtemperatur   mit    Wasser   gewaschen und mit    einer      2prozen-      tigen      Kaliumchromatlösungbehandelt.   Durch die Bildung von    Bleichromat      in,   den Glasfasern wurden    dieselben   gelb gefärbt. 



  Beispiel    II:      Glasfasern.      wurden   48 Stunden bei 85 C    mit      einer   5prozentigen Lösung von    Bleiazetat   in    Wasser   behandelt und dann in eine    verdünnte      Ammoniumsulfidlösung      getaucht.   Durch die Bildung von Bleisulfid in den Glasfasern wurden dieselben dunkelbraun gefärbt. 



  Beispiel    III:      Glasfasern   wurden 48 Stunden bei 85  C mit    einer      Bleisalzlösung   behandelt und    darnach   in eine verdünnte Chromsäurelösung getaucht. Sie färbten sich gelb zufolge Bildung von    Bleichromat   in den Glasfasern. 



  Beispiel    IV:   Glasfasern wurden etwa eine halbe    Stunde   bei 85  C mit    einer      3prozen-      tigen      Ferrosulfatlösung   behandelt und dann 5 Minuten mit einer warmen    verdünnten      Natriumcarbonatlösung.   Es ergab sich eine leicht    orange   Färbung,    wahrscheinlich   durch die    Bildung   einer basischen Eisenverbindung. 



  Beispiel    V:   Glasfasern wurden etwa. eine halbe Stunde bei 85  C mit einer    3prozentigen      Ferrosulfatlösung   und dann mit einer warmen    1prozentigen,   mit Salzsäure angesäuerten    IKaliumferrozyanidlösung      behandelt.   In den    Glasfasern   bildete sich    Preussischblau,   wodurch .sie    eine   dunkelblaue Färbung erhielten. 



  In    ähnlicher   Weise können durch Bildung von farbigen    Pigmenten   in den Fasern andere    Färbungen      erzeugt   werden. Auch lassen sich mit    einem   gegebenen Farbstoff verschiedene. Grade von    Farbsättigung   oder    Farbdichte   erhalten,    indem   man die Behandlungsdauer oder die Konzentration der das Pigment erzeugenden Lösungen ändert. Zur    Erlangung   der Farbstoffe gemäss den oben    angeführten   Beispielen können    praktisch   alle löslichen Salze verwendet werden, deren Lö- 

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 sungen die zur Erzeugung des betreffenden Farbstoffes erforderlichen Ionen liefern.

   Es lassen sich gelbliche Färbungen erzielen durch eine erste Behandlung mit einer Lösung eines    Ca-drniümsalzes   und    eine      dara:uf-      folgende   Behandlung mit Schwefelwasserstoff oder    Schwefelammonium.   Verschiedene Schattierungen von    Braun   ergeben sich durch eine Behandlung mit einer Lösung eines Silbersalzes und eine anschliessende Behandlung    mit   einer    Sulfidlösung.   Viele andere Kombinationen zur Erzeugung farbiger P    bo-mente   in den Glasfasern ergeben sich für den mit solchen    Reaktionen   vertrauten    Fachmann   von selbst. 



     Einige   Metalle, wie Mangan und    Silber,   führen, wenn sie von Glasfasern absorbiert werden, unmittelbar eine Färbung derselben herbei, ohne dass es nötig wäre, anschliessend ein Anion zu absorbieren oder eine sonstige Behandlung der Glasfasern vorzunehmen. 



  Beispiel    VZ:   Glasfasern, welche 24 Stunden mit einer heissen 2prozentigen Mangansulfatlösung behandelt werden, färben sich leicht    lohfarberk.   



     Beispiel      VII:   Glasfasern, welche 1    Stunde   bei Raumtemperatur mit einer 2prozentigen    Kaliumpermanganatlösung   behandelt werden, färben sich leicht    lohfarben.   



  Es wurde weiter gefunden, dass viele organische Farbstoffe, insbesondere solche von    basischem   Charakter, von Glasfasern absorbiert werden, wenn diese mit Lösungen jener Farben behandelt werden. Es wird angenommen, dass in diesem Falle ebenfalls ein    Basenausta,usch      stattfindet,   demzufolge die Farbe in den    Faserkörper      eindringen   kann. Beispiele solcher Reaktionen sind folgende: Beispiel    VIll:   Wenn Glasfasern etwa 1 Stunde in einer heissen    0,25prozentigen   Lösung von    Phosphin      ("Phosphine      ACR")   eingetaucht werden, färben sie sich leuchtend orange. 



  Beispiel IX: Ungefähr 1    Stunde   mit einer heissen    0,25prozentigen      wässrigen   Lösung von    Methylenblau      (hTational      Methylene      Blue   2B) behandelte Glasfasern sind blau gefärbt.    Beispiel   X: Etwa 1    Stunde   mit einer hei- ssen    0,25prozentigen      wässrigen   Lösung von "National    Brilliant      Green   B    Crystals"   behandelte    Glasfasern      sind   leicht grün gefärbt. 



     Beispiel   XI: Etwa 1 Stunde mit einer heissen    0,25prozentigen      wässrigen   Lösung von    "National      Crystal      Violet   6 B" behandelte Glasfasern sind violett gefärbt. 



  Wie schon oben gesagt, hat es sich in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, in den Fasern zuerst ein metallisches Ion zur Absorption zu bringen, bevor sie mit organischen Farben behandelt werden. In diesen Fällen haben die metallischen Ionen anscheinend eine    Beizwirkung.   Für diesen Zweck geeignete Metalle sind beispielsweise Zink und Magnesium. Die nachstehenden Beispiele erläutern die Verwendung von organischen Farben bei    Glasfasern,   welche durch    Ba:senaus@tausch   ein metallisches Ion absorbiert haben. 



  Beispiel    XII:   Glasfasern wurden 48 Stunden bei    ungefähr   85  C mit einer    2,hprozen-      tigen   Zinknitratlösung behandelt und dann etwa 10 Minuten in eine heisse    0,25prozentige      wässrige   Lösung von    Alkalibla:u      ("Alkal:iblue   6B") getaucht. In den Glasfasern wurde eine blaue Färbung erzielt. 



  Beispiel    XIII:   Glasfasern    wurden   48    Stunden      mit   einer heissen    2,5prozentigen   Magnesiumnitratlösung behandelt und dann 10 Minuten lang in eine heisse    0,85prozentige   Lösung von    Alkaliblau      ("Alkali      Blue=      6B")   getaucht. Es ergab sich eine blaue Färbung. 



  Beispiel    XITr:      Glasfasern   wurden 48 Stunden mit einer heissen    2,5prozentigen      Lö-      sung   von    Magnesiumnitrat   behandelt und dann 10 Minuten in eine    0,25prozentige      wäss-      rige   Lösung von    "Luxol   Fast    Scarlet   C" getaucht. Es ergab sich eine rosa. Färbung. 



     Beispiel      XTT:   Glasfasern wurden 48    Stuu-      den   mit einer heissen    2,5prozenti.gen      Magne-      siumnitratlösung   behandelt und d    ann   10 Minuten in eine    0,85prozentige      wässrige   Jodeosinlösung getaucht. Es ergab sich eine rosa Färbung. 



  Obschon die meisten organischen Farbstoffe .gegen die Einwirkung von    aktinischen   

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    Strählen   nicht beständig sind,    eignen   sie sich doch durchaus für Glasfasern, welche solchen Wirkungen nicht ausgesetzt sind, und sie besitzen den Vorteil, gewisse Farbtöne und    Pastellfärbungen   hervorzurufen, die sich bei Verwendung von anorganischen Farbstoffen nicht erzielen lassen. 



  Die    gefärbten   Glasfasern können für verschiedene Zwecke verwendet werden, z. B. als Unterlagen von Glasscheiben auf    Tischen   und    sonstigen   Möbelstücken, als Zwischenlagen von aus Glasscheiben    gebildeten   Platten, wobei die farbigen    Faserzwisahenlagen      dekorative   Effekte    haben   oder die Transparenz- oder Diffusionseigenschaften des Artikels beeinflussen,. ferner als Tarnmaterial oder zur Herstellung von dekorativen    Wand-      beldeidungsplatten,   die aus den Fasern zusammen mit einem Bindemittel    hergestellt   werden. 



     Im.   Hinblick auf die gemäss    Art.   2, Ziffer 4 des Patentgesetzes vorgesehene    Be-      schränkung   der    Patentierung   von Erfindungen    wird   der Schutz der vorliegenden Erfindung nur insoweit    beansprucht,   als sie sich nicht auf    eine   Behandlung von Glasfasern und fertigen    Glasfaserprodukten   bezieht, die für die Textilindustrie in Betracht kommen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zum Färben von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern in Berührung mit einer Lösung gebracht werden, aus der das Glas der Fasern Elemente absorbiert, die eine Färbung des Glases herbeiführen. II. Gefärbte Glasfaser, hergestellt nach dem Verfahren :des Patentanspruches I, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas der Faser einen durch Absorption in sie hineingebrachten Farbstoff enthält. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da-ss die Behandlung der Glasfasern durch Eintauchen in die Behandlungslösung erfolgt. 2: Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzei-ahnet, da-ss die Behandlungs- lösiLng Ionen enthält, die vom Glas absorbiert werden in Austausch gegen basische Bestandteile des Glases und die eine Färbung des Glases hervorrufen. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Ionen vom Glas in Austausch gegen Alkali absorbiert werden. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern mindestens zwei aufeinanderfolgenden Behandlungen unterzogen werden mit Lösungen, welche austauschbare Elemente enthalten, die von den Glasfasern absorbiert werden, wodurch die Färbung hervorgerufen wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern sukzessive mit einer ersten, Ionen enthaltenden Lösung in Berührung gebracht, wobei die Ionen vom Glas absorbiert werden, dann mit einer zweiten Lösung, die andere Ionen enthält. die gleichfalls vom Glas absorbiert werden, wodurch die gewünschte Färbung in den Gla,sfas,ern erhalten wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet. dass die Glasfasern mindestens zwei aufein- anderfolgenden Behandlungen mit verschiedene Ionen enthaltenden Lösungen unterzogen werden, derart, dass die verschiedenen absorbierten Ionen sich im Glas vereinigen und Verbindungen bilden, die die Färbung der Fasern hervorrufen. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, .dadurch gekennzeichnet, dass als Behandlungslösung eine Mangansulfatlösung verwendet wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da- durah@gekenäzeichnet, dass als Behandlungslösung eine Kaliumpermanganatlös.ung verwendet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 4 und 6, .dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern nacheinander <Desc/Clms Page number 5> mit einer Bleiazetatlösung und einer I1alium- bichromatlösung behandelt werden, deren Ionen sich vereinigen und das Glas färbendes Bleichromat bilden. 10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern mit einer Lösung in Berührung gebracht werden, welche einen organischen Farbstoff basischen Charakters enthält. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 10, dadureh gekennzeichnet, dass die Glasfasern vor ihrer Behandlung mit der einen organischen Farbstoff enthaltenden Lösung mit einer Lösung behandelt werden, die ein metallisches Ion enthält, welches vom Glas absorbiert wird. 1,2. Verfahren nach Patentanspruch I und I'nteransprtichen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ionenhaItige Lösung aus einer Lösung besteht, welche ein Zinksalz enthält. 1d. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 10 und 11, dadurch. gekennzeichnet, dass die ionenhaltige Lösung aus einer Lösung besteht, die ein Magnesium- salz enthält. 14.

   Gefärbte Glasfaser nach Patentan- spruch II, :dadurch gekennzeichnet, dass das Glas der Faser einen anorganischen Farbstoff enthält. 1.5. Gefärbte Glasfaser nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas der Faser einen organischen Farbstoff enthält.