EP1790491A2

EP1790491A2 - Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses

Info

Publication number: EP1790491A2
Application number: EP06022105A
Authority: EP
Inventors: Thomas Kerle
Original assignee: PADALUMA GmbH
Current assignee: PADALUMA GmbH
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2006-10-21
Publication date: 2007-05-30
Also published as: CA2568250A1; EP1790491A3; US20070113357A1; DE102005056150A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses angegeben, bei dem in einem ersten Schritt ein Farbstoff mittels eines Zwischenträgers oder direkt auf die Oberfläche des Glasfaservliese aufgebracht und in einem zweiten Schritt der Farbstoff durch eine Temperaturbehandlung in den gasförmigen Zustand oder ein Aerosol überführt wird, wobei der Farbstoff zumindest teilweise in das Volumen des Glasfaservlieses eindringt und sich mit dem Material des Glasfaservliese reaktiv verbindet. Hierdurch wird eine dauerhafte und abriebfeste Färbung des Glasfaservlieses erzielt.

Description

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.
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.
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.
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.
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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Färben eines Glasfaservlieses anzugeben, womit sich eine möglichst hohe Beständigkeit der Färbung erzielen lässt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird als Zwischenträger zur Aufbringung des Farbstoffs auf das Glasfaservlies ein Papier oder eine Kunststofffolie verwendet.
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.
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.
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.
Das Verfahren wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert.
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.
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.
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.

Claims

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.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein Anthrachinon-Farbstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein Sublimationsfarbstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Farbstoff ein wasserlöslicher Farbstoff verwendet wird.
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.
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.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Zwischenträger ein Papier oder eine Kunststofffolie verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Eindringen des Farbstoffs durch eine Druckbehandlung unterstützt wird.