DE747828C

DE747828C - Verfahren zum Faerben von fertigen Glasfasern

Info

Publication number: DE747828C
Application number: DEN42204D
Authority: DE
Inventors: James Franklin Hyde
Original assignee: Mij Exploitatie Octrooien NV
Current assignee: Mij Exploitatie Octrooien NV
Priority date: 1936-11-18
Filing date: 1938-07-10
Publication date: 1944-10-16
Also published as: GB516826A; FR840755A; FR829393A; GB511594A; NL54027C; DE663006C; CH248746A

Description

Es ist bekannt, daß Glas und andere kieselsäurehaltige Stoffe die Eigenschaft besitzen, bei Berührung mit Lösungen einen Basenaustausch mit diesen einzugehen.

Diese bekannte Eigenschaft wird durch die Erfindung zum Färben von fertigen Glasfasern ausgenutzt. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Fasern, beispielsweise durch Eintauchen, in Berührung mit einer Metallsalzlösung oder einer einen organischen Farbstoff basischen Charakters enthaltenden Lösung gebracht werden, deren Ionen vom Glasfasermaterial in Austausch gegen basische Bestandteile des Glases, besonders gegen Alkali, absorbiert werden und dabei unmittelbar oder bei vor- oder nachheriger Behandlung der Fasern mit einer anderen ionenhaltigen Lösung eine Färbung der Fasern herbeiführen.

Durch dieses Verfahren läßt sich eine bleibende Färbung der Fasern in den verschiedensten Tönungen erreichen. Mit der durch den Basenaustausch erzielten Färbung der Fasern ergibt sich für cliese, wie durch Untersuchungen festgestellt wurde, der zusätzliche Vorteil, daß ihr elektrischer Widerstand und ihre Witterungsbeständigkeit beträchtlich erhöht werden.

Beim Eintauchen der Fasern in die Metallsalzlösungen absorbieren sie beträchtliche Mengen der metallischen Ionen im Austausch gegen basische Bestandteile des Glases, wie Alkali oder Erdalkalimetalle.

Behandlungen von Glasfasern mit gewissen

Metallsalzlösungen, wie ζ. Β. Lösungen von Mangan- und Silbersalzen, führen unmittelbar eine Färbung der Fasern herbei, ohne daß es nötig wäre, eine vorherige oder nachherige Behandlung der Glasfasern vorzunehmen.

Beispiel I

Glasfasergarn, welches 24 Stunden mit to einer heißen 2prozentigen Mangansulfatlösung behandelt wird, färbt sich leicht lohfarben.

Beispiel II

Glasfasergarn, welches eine Stunde bei Raumtemperatur mit einer 2prozentigen Kalmmpermanganatlösung behandelt wird, färbt sich leicht lohfarben.

Weit größere Möglichkeiten und Variationen ergeben sich jedoch, wenn man die Glasfasern zunächst mit einer bestimmten Metallsalzlösung vorbehandelt, aus der die Fasern ein metallisches Ion im Basenaustausch absorbieren, und dann eine weitere Behandlung mit einer ein geeignetes Anion enthaltenden Lösung vornimmt, bei welcher die Glasfasern dieses Anion ohne wesentlichen Verlust des zuerst absorbierten Ions absorbieren, wobei im Glas das Anion mit dem Ion eine Reaktion eingeht und eine Verbindung bildet. Auf diese Weise ist es durch Verwendung von geeigneten Lösungen, welche Ionen enthalten, die bei ihrer Vereinigung eine farbige Verbindung oder einen farbigen Komplex bilden, möglich, Glasfasern mit anorganischen Farbstoffen zu färben, die im wesentlichen gegen die Wirkung von Licht und Chemikalien beständig sind. Nachstehend seien einige Beispiele solcher Behandlungen angegeben:

Beispiel III

Aus Glasfasern hergestelltes Garn wird 24 Stunden bei 85⁰ C in eine 5prozentige Lösung von Bleiazetat in Wasser eingetaucht. Dann wird es bei Raumtemperatur mit Wasser gewaschen und mit einer 2prozentigen Kaliumdichromatlösung behandelt. Durch die Bildung von Bleichromat in den Glasfasern wird das Garn gelb gefärbt.

Beispiel IV

Glasfasergarn wird 48 Stunden bei 85⁰ 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 wird das Garn dunkelbraun gefärbt.

Beispiel V

Glasfasergarn wird 48 Stunden bei 85'~ C mit einer Bleiazetatlösung behandelt und danach in eine verdünnte Chromsäurelösung getaucht. Es färbt sich gelb zufolge Bildung · von Bleichromat in den Glasfasern.

Beispiel VI ,

Glasfasergarn wird etwa eine halbe Stunde bei 85° C mit einer 3prozentigen Ferrosulfatlösung behandelt und dann 5 Minuten mit einer warmen verdünnten Xatriumcarbonatlösung. Es ergibt sich eine leichtorange Färbung wahrscheinlich durch die Bildung einer basischen Eisenverbindung.

Beispiel VII

Glasfasergarn wird etwa eine halbe Stunde bei 85° C mit einer 3prozentigen Ferrosulfatlösung und dann mit einer warmen iprozentigen, mit Salzsäure angesäuerten Kaliumferrocyanidlösung behandelt. In den Glasfasern bildet sich Preußischblau, wodurch sie eine dunkelblaue Färbung erhielten.

In ähnlicher Weise können durch Bildung von weiteren farbigen Metallsalzverbindungeii 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 den Farbstoff erzeugenden Lösungen ändert. Zur Erlangung der Farbstoffe gemäß den oben angeführten Beispielen können praktisch alle lösbaren Metallsalze verwendet werden, deren Lösungen die zur Erzeugung des betreffenden Farbstoffes erforderlichen Ionen liefern. Es lassen sich gelbliche Färbungen erzielen durch eine erste Behandlung mit einer Lösung eines Cadmiumsalzes und eine darauffolgende Behandlung mit Schwefelwasserstoff oder Schwefelammonium. Verschiedene Schattierungen von braun 100' ergeben sich durch eine Behandlung mit einer Lösung eines Silbersalzes und eine anschließende Behandlung mit einer Sulfidlösung. Viele andere Kombinationen zur Erzeugung von Färbungen in den Glasfasern ergeben sich für den mit solchen Reaktionen vertrauten Fachmnan von selbst.

Wie schon eingangs angegeben, ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, eine Färbung von Glasfasern mit organischen Farben vorzunehmen, indem die Fasern mit Lösungen von organischen Farben von basischem Charakter behandelt und dabei die Farben zur Absorption durch das Glas gebracht werden, wobei die Absorption sich ebenfalls auf einen Basenaustausch gründet. Beispiele solcher Reaktionen sind folgende:

Beispiel VIII

■ Wenn aus Glasfasern hergestelltes Garn v'twa eine Stunde in einer heißen o,25prozentigtn · Lösung von Phosphin (Phosphine

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ACR), in der Farbstoffkunde auch Ledergelb genannt, eingetaucht wird, färbt es sich leuchtend orange.

Beispiel IX

Ungefähr eine Stunde mit einer heißen o,25prozentigen wässerigen Lösung von Methylenblau 2 B (National Methylene Blue 2 B), Nr. 1038 in Schulzes Tabelle, 7. Ausgabe, 1931, behandeltes Glasfasergarn färbt sich blau.

Beispiel X

Etwa eine Stunde mit einer heißen o,25prozentigen wässerigen Lösung von Brillant grün extra (National Brilliant Green B Crystals), Nr. 760 in Schulzes Tabelle, behandeltes Glasfasergarn färbt sich leicht grün.

Beispiel XI

Etwa eine Stunde mit einer heißen o,25prozentigen wässerigen Lösung von Kristallviolett (National Crystal Violet 6 B), Nr. 785 in Schulzes Tabelle, behandeltes Glasfasergarn färbt sich violett.

In einigen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in den Glasfasern 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 orgairischen Farben bei Glasfasern, welche durch Basenaustausch bereits ein metallisches Ion absorbiert haben.

Beispiel XII

Glasfasergarn wird 48 Stunden bei ungefähr 85⁰C mit einer 2,5prozentigen Zinknitratlösung behandelt und dann etwa 10 Minuten in eine heiße o,25prozentige wässerige Lösung von Alkaliblau 6 B (Alkali Blue 6 B), Nr. 811 und 813 in Schulzes Tabelle, getaucht. In den Glasfasern wird eine blaue Färbung erzielt.

Beispiel XIII

Glasfasergarn wird 48 Stunden mit einer heißen 2,5prozentigen Magnesiumnitratlösung behandelt und dann 10 Minuten lang in eine heiße o,35prozentige Lösung von Alkaliblau 6 B (Alkali Blue 6B), Nr. 811 und 813 in Schulzes Tabelle, getaucht. Es ergibt sich eine blaue Färbung.

Beispiel XIV

Glasfasergarn wird 48 Stunden mit einer heißen 2,5prozentigen Lösung von Magnesiumnitrat behandelt und dann 10 Minuten'in eine o,25prozentige wässerige Lösung von Luxol Fast Scarlet C getaucht, einem in Alkohol löslichen, von Du Pont de Nemours hergestellten Farbstoff. Es ergibt sich eine rosa Färbung.

Beispiel XV

Garn wird 48 Stunden mit einer heißen 2,5prozentigen Magnesiumnitratlösung behandelt und dann 10 Minuten in eine o,35prozentige wässerige Iodeosinlösung getaucht. Es ergibt sich eine" rosa Färbung.

Obschon die meisten organischen Farben gegen die Einwirkung von aktinischen Strahlen nicht beständig- sind, eignen sie sich doch durchaus für Glasfasern, welchesolchen Wirkungen nicht ausgesetzt sind, und sie besitzen den Vorteil, gewisse Farbtöne und Pastellfärbungen hervorzurufen, die sich bei Verwendung von anorganischen Farbstoffen nicht erzielen lassen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von fertigen Glasfasern unter Ausnutzung der Eigenschaft des Glases, einen Basenaustausch mit Metallsalzlösungen einzugehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern, beispielsweise durch Eintauchen, in Berührung mit einer Metallsalzlösung oder • einer einen organischen Farbstoff basischen Charakters enthaltenden Lösung gebracht werden, deren Ionen vom Fasermaterial im Austausch gegen basische Bestandteile des Glases, besonders gegen Alkali, absorbiert werden und dabei unmittelbar oder bei vor- oder nachheriger Behandlung der Fasern mit einer anderen ionenhaltigen Metallsalzlösung eine Färbung der Fasern herbeiführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Behandlung der Glasfasern eine Mangansulfatlösung oder eine Kaliumpermanganatlösung verwendet wird, deren vom Glas absorbierte Ionen unmittelbar eine Färbung des Glases herbeiführen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern nach einer ersten Behandlung mit einer Bleiazetatlösung mit einer Kaliumdichromatlösung behandelt werden, aus der vom Glas ebenfalls Ionen absorbiert werden, die sich mit den zuerst absorbierten Ionen vereinigen und im Glas Verbindungen (Bleichromat) bilden können, welche dem Glas eine Färbung verleihen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern vor

ihrer Behandlung mit der einen organischen Farbstorr enthaltenden Lösung mit einer Zinksalz- oder Magnesiumsalzlösung behandelt werden, aus welcher das Glas metallische Ionen absorbiert.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegen-.stands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

britische Patentschrift Nr. 352 681;

USA._ - ..... -1730609.