[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses. Insbesondere
eignet sich das Verfahren zum bildhaften Färben eines Glasfaservlieses, wobei unter
bildhaftem Färben die Erzeugung farbiger Motivstrukturen verstanden wird.
[0002] Im Unterschied zu einem Glasgewebe ist ein Glasfaservlies ein aus Glasfasern gefertigtes,
dünnes Flächengebilde, das insbesondere durch ein Bindemittel zusammengehalten wird.
Ein derartiges Glasfaservlies wird beispielsweise in der Baustoffindustrie als eine
Trenn-, Isolier- oder Einputzhilfe verwendet. Auch wird ein derartiges Glasfaservlies
zur Bewuchsverhinderung in Drainagen oder Kiesbettungen verwendet.
[0003] Aus der
EP 037 664 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines gefärbten Glasgewebes bekannt, wobei ein wasserhaltiges
Glasgewebe in eine Pigmentdispersion getaucht, überschüssige Pigmentdispersion vom
Glasgewebe abgepresst und dieses getrocknet wird. Dabei wird vor dem Eintauchen des
Glasgewebes in die Pigmentdispersion das Glasgewebe unter Verwendung einer Wasserstrahlnadel
aufgeweitet, wobei dem Gewebe Wasser entzogen wird.
[0004] Es ist bekannt, Glasfaservliese oberflächlich zu bedrucken. Hierzu wird auf die strukturierte
Oberfläche des Glasfaservlieses eine Farbstoff-Schicht aufgebracht, die die Unebenheiten
und Faserstrukturen des Glasfaservlieses mehr oder weniger überdeckt. Eine Beschichtung
hat den Nachteil, dass sie insbesondere unter Biegebeanspruchung sehr leicht reißt
und zudem leicht abreibbar ist. Auf ein Glasfaservlies aufzubringende Motive sind
daher in der Regel auf das Notwendigste reduziert.
[0005] In der
US 3,922,445 ist ein Verfahren zum Transferdruck verschiedenster Materialien beschrieben. Auf
einem Zwischenträger werden basische oder kationische Farbstoffe mit einem Binder
und einem Oxidierungsmittel aufgetragen. Das Oxidierungsmittel verbessert die Übertragbarkeitseigenschaften
der eingesetzten Farbstoffe.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses
anzugeben, womit sich eine möglichst hohe Beständigkeit der Färbung erzielen lässt.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Schritt als
ein Farbstoff ein Dispersionsfarbstoff mittels eines Zwischenträgers oder direkt auf
die Oberfläche des Glasfaservlieses aufgebracht und in einem zweiten Schritt der Farbstoff
durch eine Temperaturbehandlung in den gasförmigen Zustand und/oder in ein Aerosol
überführt wird, wobei der Farbstoff zumindest teilweise in das Volumen des Glasfaservlieses
eindringt und sich mit dem Material des Glasfaservlieses reaktiv verbindet.
[0008] Die Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt von der Überlegung aus, dass sich
die Beständigkeit einer Färbung dadurch erhöhen lässt, dass diese nicht auf die Oberfläche
des Glasfaservlieses aufgetragen sondern in sein Volumen eingebracht wird. Durch diese
Maßnahme ist die Färbung vor einem Abrieb durch äußere Einflüsse gut geschützt. In
einem weiteren Schritt erkennt die Erfindung, dass trotz der geschlossenen Struktur
eines Glasfaservlieses Farbstoff in das Volumen dadurch eingebracht werden kann, dass
der direkt oder mittels eines Zwischenträgers auf die Oberfläche des Glasfaservlieses
aufgebrachte Farbstoff durch eine Temperaturbehandlung in den gasförmigen Zustand
und/oder in ein Aerosol überführt wird. In einem dritten Schritt schließlich geht
die Erfindung von der Überlegung aus, dass sich die Beständigkeit der aufgebrachten
Färbung weiter dadurch erhöht, dass sich der Farbstoff mit dem Material des Glasfaservlieses
reaktiv verbindet.
[0009] Insgesamt führt das angegebene Verfahren zu einer abriebfesten, im Volumen des Glasfaservlieses
eingebrachten Färbung, die dauerhaft über eine chemische oder physikalische Bindung
mit dem Material des Glasfaservlieses verbunden bzw. in das Material eingebunden ist.
Durch die reaktive Verbindung ist ein Entfärben des Glasfaservlieses letztlich nur
durch Zerstörung des Materials als solchem möglich.
[0010] Zur Einbringung des Farbstoffes in das Volumen des Glasfaservlieses ist es nicht
nötig, den Farbstoff vollständig in den gasförmigen Zustand zu überführen. Es genügt
ein Mitführen von Farbstoffpartikein in einem durch die Temperaturbehandlung entstehenden
Lösemitteldampfstrom, wobei nicht notwendigerweise ein Phasenwechsel der Farbstoffpartikel
gänzlich zu erfolgen hat. Der Farbstoff kann also teilweise als ein Aerosol vorliegen.
[0011] Der Farbstoff kann dabei direkt beispielsweise in Form eines Pigmentes auf die Oberfläche
des Glasfaservlieses aufgebracht bzw. aufgedruckt und durch die anschließende Temperaturbehandlung
in das Volumen eingebracht und dort fixiert werden. Ebenso gut ist es möglich, den
Farbstoff zunächst auf einem Zwischenträger aufzutragen, den Zwischenträger auf die
Oberfläche des Glasfaservlieses aufzulegen und dann mittels der Temperaturbehandlung
den aufgebrachten Farbstoff von dem Zwischenträger in das Volumen des Glasfaservlieses
einzubringen und dort zu fixieren.
[0012] Das angegebene Verfahren ermöglicht die Färbung eines Glasfaservlieses mit bildhaften
Motiven, die beispielsweise mittels eines Digitaldruckverfahrens auf einen Zwischenträger
aufgebracht sind. Die aufgebrachten Motive zeichnen sich durch eine gute Dauerhaltbarkeit,
Farbechtheit und Abriebfestigkeit aus.
[0013] Als Farbstoff wird ein Dispersionsfarbstoff verwendet, wobei durch die Temperaturbehandlung
das Lösungsmittel verdampft und die in der Dispersion vorhandenen Farbstoffpartikel
in den gasförmigen Zustand und/oder in ein Aerosol überführt werden. Insbesondere
eignet sich als Farbstoff ein Anthrachinon Farbstoff, also insbesondere auch ein Indanthren-
oder Alizarin-Farbstoff, die sich vom Anthrachinon ableiten. Derartige Farbstoffe
zeigen eine hohe Lichtechtheit.
[0014] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Farbstoff ein Sublimationsfarbstoff
verwendet. Ein derartiger Farbstoff zeichnet sich dadurch aus, dass die Farbstoffpartikel
bei einer Temperaturbehandlung vom festen Aggregatszustand direkt in den gasförmigen
Zustand überführt werden. Derartige Farbstoffe eignen sich daher insbesondere zur
Durchführung des angegebenen Verfahrens, wobei durch die Temperaturbehandlung rasch
der zur Färbung notwendige gasförmige oder aerosolartige Zustand der Farbpartikel
erreicht wird. Als Sublimationsfarbstoffe können beispielsweise die käuflich erwerbbare
Farbe BAFIXAN der BASF oder die Farbe TERASIL von Ciba-Geigy eingesetzt werden.
[0015] Für die reaktive Verbindung des Farbstoffs mit dem Material des Glasfaservlieses
ist es weiter vorteilhaft, wenn als Farbstoff ein wasserlöslicher Farbstoff eingesetzt
wird. Dies erlaubt das umweltverträgliche Aufbringen des Farbstoffs mit Wasser als
Lösungsmittel.
[0016] Gute Ergebnisse lassen sich insbesondere mit Glasfaservliesen erzielen, die durch
ein Polymer, ein Acrylat, ein Polyacrylat oder ein Epoxidharz als Bindemittel gebunden
sind. Das Verfahren ist jedoch keineswegs auf derartige Glasfaservliese eingeschränkt.
[0017] Für die Temperaturbehandlung zur Überführung des Farbstoffes in den gasförmigen oder
aerosolartigen Zustand und zur Einbringung des Farbstoffs in das Volumen des Glasfaservlieses
hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Temperaturbehandlung mit einer
Temperatur zwischen 150° und 220°C durchgeführt wird und mit einer Einwirkdauer zwischen
10 Sekunden und 60 Sekunden erfolgt.
[0018] In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird als Zwischenträger zur Aufbringung
des Farbstoffs auf das Glasfaservlies ein Papier oder eine Kunststofffolie verwendet.
[0019] Die Einbringung des gasförmigen oder aerosolartigen Farbstoffs in das Volumen des
Glasfaservlieses lässt sich vorteilhafterweise dadurch verbessern, dass insbesondere
während der Temperaturbehandlung eine Druckbehandlung erfolgt. Hierdurch wird der
Farbstoff gezielt in das Volumen des Glasfaservlieses eingepresst.
[0020] Dem Farbstoff selbst können chemische und/oder physikalische Additive, wie z.B. Entschäumer
und Füllstoffe zugesetzt sein, um die Anbindung oder Dauerhaftigkeit der Färbung zu
unterstützen. Das Einbringen des Farbstoffes in das Glasfaservlies kann beispielsweise
mit Hilfe einer beheizbaren Presse erfolgen, beipielsweise einer Fumierpresse, wie
sie in gleicher oder ähnlicher Art von Tischlern verwendet wird. Unter dem Einfluss
der vorteiligen Druck- und Temperaturwerte findet die Verdampfung des Farbstoffes
statt.
[0021] Mit dem vorliegenden Verfahren ist es grundsätzlich auch möglich, ein Glasfaservlies
großflächig mit einer einheitlichen Farbgebung oder mit groben Farbstrukturen zu versehen.
Die Vorteile des Verfahrens kommen jedoch besonders zur Geltung beim Aufbringen von
Bildmotiven mit sehr feinen Motivstrukturen in der Größenordnung von wenigen Millimetern,
wobei kein Ineinanderfließen der Farben erfolgt. Das Verfahren ist bei geringem Farbstoffverbrauch
besonders einfach durchzuführen und damit kostengünstig. Es kann unter Verwendung
bereits vorhandener Arbeitsmaschinen und Vorrichtungen durchgeführt werden. Die optisch
sehr ansprechenden Ergebnisse bleiben dauerhaft und lichtbeständig erhalten.
[0022] Das Verfahren wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert.
[0023] In einem ersten Schritt wird die letztlich auf das Glasfaservlies zu übertragende
Motivstruktur auf einen Zwischenträger, vorzugsweise Papier, aufgedruckt. Der Druck
geschieht dabei in einem Digitaldruckverfahren, wie es prinzipiell beispielsweise
bei handelsüblichen Tintenstrahldruckern und Plottern gängig ist. Unter einem Digitaldruckverfahren
wird dabei ein solches Druckverfahren verstanden, bei welchem die Druckvorlage digital
gespeichert ist und die Ansteuerung der Druckmaschine mit Hilfe eines Computers erfolgt.
Als Farbstoff wird eine wässrige Dispersion des Sublimationsfarbstoff BAFIXAN der
BASF verwendet.
[0024] Anschließend wird in einem weiteren Schritt die auf den Zwischenträger aufgebrachte
Motivstruktur auf das Glasfaservlies übertragen. Hierzu wird das bedruckte Papier
auf das Glasfaservlies aufgelegt und unter Druck erhitzt. Hierzu wird eine übliche
beheizbare Presse verwendet. Typische Pressenparameter sind dabei ein Presssendruck
zwischen 5 und 15 bar sowie eine Temperatur von etwa 180°C, die durch eine elektrische
Beheizung erzielt werden kann. Druck und Temperatur werden für einen Zeitraum von
50 Sekunden festgehalten. Anschließend wird der Zwischenträger abgezogen, so dass
auf dem Glasfaservlies bzw. in dem Volumen des Glasfaservlieses die Färbung übrig
bleibt.
[0025] Sofern die Dauerhaftigkeit der aufgebrachten Färbung weiter erhöht werden soll, ist
es auch möglich, in einem abschließenden Schritt auf dem Glasfaservlies eine Schutzschicht
aufzubringen, die beispielsweise aus selbstvernetzenden Polymeren gebildet und farblos
ist.
1. Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses, bei dem in einem ersten Schritt ein Dispersionsfarbstoff
mittels eines Zwischenträgers oder direkt auf die Oberfläche des Glasfaservlieses
aufgebracht und in einem zweiten Schritt der Farbstoff durch eine Temperaturbehandlung
in den gasförmigen Zustand und/oder in ein Aerosol überführt wird, wobei der Farbstoff
zumindest teilweise in das Volumen des Glasfaservlieses eindringt und sich mit dem
Material des Glasfaservlieses reaktiv verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein Anthrachinon-Farbstoff verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein Sublimationsfarbstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein wasserlöslicher Farbstoff verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Glasfaservlies durch ein Bindemittel, insbesondere ein Polymer, ein Acrylat,
ein Polyacrylat oder ein Epoxidharz, gebunden ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperaturbehandlung mit einer Temperatur zwischen 150° und 220°C und mit einer
Einwirkdauer zwischen 10 sec. und 60 sec. erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Zwischenträger ein Papier oder eine Kunststofffolie verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Eindringen des Farbstoffs durch eine Druckbehandlung unterstützt wird.