DE102005030087A1

DE102005030087A1 - Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester

Info

Publication number: DE102005030087A1
Application number: DE102005030087A
Authority: DE
Inventors: Dong-Hwang Chen; Chao-Chuan Cheng; Li-Chi Hua-Lian Lin
Original assignee: Everest Textile Co Ltd
Current assignee: Everest Textile Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: DE102005030087B4; JP2006016613A; TW200600536A; TWI239977B; US20050288433A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester, einschließlich: DOLLAR A (a) Herstellung eines Reaktionsgemisches aus einer Carbonsäure und einem Alkohol; (b) Durchführen der Veresterung und Polykondensation des Reaktionsgemisches; und (c) Zugabe eines silberhaltigen Agens zu dem Reaktionsgemisch, so dass die Reduktion von Silberionen zu Silberpartikeln in dem Reaktionsgemisch durchgeführt wird.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester, welches das Reduzieren von Silberionen zu Silberpartikeln in einem Reaktionsgemisch aus einer Carbonsäure und einem Alkohol während des Synthesevorgangs des sogenannten silberhaltigen Polyesters einschließt.

Silber (Ag) ist verbreitet in antibakteriellen Materialien zur Hemmung von Bakterien und Schimmelpilzen, wie antibakteriellen Polyestern, verwendet worden. Ein konventionelles Verfahren zur Herstellung der antibakteriellen Polyester schließt das Verkneten von Silberpartikeln und Polyestern ein, so dass die Silberpartikel in den Polyestern dispergiert werden. Ein anderes konventionelles Verfahren zur Herstellung der antibakteriellen Polyester schließt das Zugeben von Silberpartikeln zu einem Reaktionsgemisch während eines Synthesevorgangs des silberhaltigen Polyesters ein.

Um bei den obengenannten konventionellen Verfahren die Größe der Silberpartikel in dem Polyester im Nanobereich zu halten, müssen Silberpartikel im Nanobereich vor dem Dispergieren der Silberpartikel im Polyester hergestellt werden. Daher sind die Produktionskosten relativ hoch. Zusätzlich neigen die Silberpartikel während des Verknetens der Silberpartikel und der Polyester, insbesondere bei der Herstellung von Polyestern mit hohem Silbergehalt, zum Agglomerieren, was zu schlechter Dispergierung der Silberpartikel in den Polyestern führt. Weiterhin führt der zusätzliche Verknetungsvorgang zu einer verringerten Ausbeute der silberhaltigen Polyester.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester zu liefern, das frei von den obengenannten Nachteilen des Stands der Technik ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester schließt (a) Herstellen eines Reaktionsgemisches aus einer Carbonsäure und einem Alkohol; (b) Durchführen der Veresterung und Polykondensation des Reaktionsgemisches; und (c) Zugabe eines silberhaltigen Agens zum Reaktionsgemisch, so dass die Reduktion von Silberionen zu Silberpartikeln im Reaktionsgemisch durchgeführt wird, ein.

Die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung silberhaltiger Polyester schließt die Schritte (a) Herstellen eines Reaktionsgemisches aus einer Carbonsäure und einem Alkohol; (b) Durchführen der Veresterung und Polykondensation des Reaktionsgemisches; und (c) Zugabe eines silberhaltigen Agens zum Reaktionsgemisch, so dass die Reduktion von Silberionen zu Silberpartikeln im Reaktionsgemisch durchgeführt wird, ein.

Geeignete Carbonsäuren für die bevorzugte Ausführungsform sind Dicarbonsäuren. Die für die bevorzugte Ausführungsform geeigneten Dicarbonsäuren sind jene, die gewöhnlich bei der Herstellung von Polyestern verwendet werden, und sie können vom Durchschnittsfachmann gemäß der benötigten und gewünschten Polyesterprodukte ausgewählt werden. Vorzugsweise wird die Dicarbonsäure aus der Gruppe bestehend aus Terephthalsäure und Isophthalsäure gewählt.

Geeignete Alkohole für die bevorzugte Ausführungsform sind Glykole. Die für die bevorzugte Ausführungsform geeigneten Glykole sind jene, die gewöhnlich bei der Herstellung von Polyestern verwendet werden, und sie können vom Durchschnittsfachmann gemäß der benötigten und gewünschten Polyesterprodukte ausgewählt und bestimmt werden. Vorzugsweise wird das Glykol aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,4-Butylenglykol und 1,3-Propylenglykol gewählt.

Zum Beispiel werden Isophthalsäure und Ethylenglykol als Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Polyethylenisophthalat gewählt, während Terephthalsäure und Butylenglykol als Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Polybutylenterephthalat gewählt werden.

Vorzugsweise wird die Veresterung des Reaktionsgemisches aus der Dicarbonsäure und dem Glykol bei einer Temperatur im Bereich von 220°C bis 260°C durchgeführt. Die Polykondensation des Reaktionsgemisches nach dem Abschluss der Veresterung wird bei einer Temperatur im Bereich von 260°C bis 280°C durchgeführt.

Wenn das silberhaltige Agens zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird, kann das silberhaltige Agens eine Silberverbindung oder eine silberionenhaltige Lösung sein, welche durch Lösen der Silberverbindung in einem Lösungsmittel gebildet wird. Vorzugsweise ist die Silberverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus AgNO_3(s), AgClO_4(s), Ag₂SO_4(s) und Ag₂CO_3(s). Das Lösungsmittel, welches geeignet ist, um die Silberverbindung zu lösen, so dass die silberionenhaltige Lösung gebildet wird, kann aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Glykolen und Wasser ausgewählt werden.

Der Zugabezeitpunkt des silberhaltigen Agens zum Reaktionsgemisch kann an jedem Schritt des gesamten Synthesevorgangs des Polyesters liegen, einschließlich während der Herstellung des Reaktionsgemisches aus der Dicarbonsäure und dem Glykol, nach dem Abschluss der Herstellung des Reaktionsgemisches und vor der Veresterung des Reaktionsgemisches, während der Veresterung des Reaktionsgemisches, nach dem Abschluss der Veresterung des Reaktionsgemisches und vor der Polykondensation des Reaktionsgemisches, oder während der Polykondensation des Reaktionsgemisches.

Wenn das silberhaltige Agens nach dem Abschluss der Veresterung und vor der Polykondensation des Reaktionsgemisches oder während der Polykondensation des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird, ist das silberhaltige Agens vorzugsweise die oben beschriebene silberionenhaltige Lösung.

Die vom silberhaltigen Agens gelieferten Silberionen werden durch die Alkohole oder Glykole bei einer Temperatur über 120°C reduziert werden. Die vom silberhaltigen Agens gelieferten Silberionen können durch die Alkohole oder durch die Glykole bei der Reaktionstemperatur während der Veresterung oder der Polykondensation des Reaktionsgemisches aus der Carbonsäure und dem Glykol reduziert werden.

Beispiel 1
0,42 kg Ethylenglykol und 0,864 kg Terephthalsäure wurden unter Agitation in einen Mischer gegeben so dass ein Reaktionsgemisch gebildet wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann in ein Veresterungsgefäß gegossen. Das Veresterungsgefäß wurde auf 260°C erwärmt. Dann wurden 0,157 g AgNO_3(s) in das Veresterungsgefäß gegeben. Die Veresterung wurde bei 260°C für 3 Stunden durchgeführt, so dass eine Zwischenstufe gebildet wurde. Die Zwischenstufe wurde im Anschluss in ein Polykondensationsgefäß gegeben. Das Polykondensationsgefäß wurde dann unter Vakuum auf 273°C erhitzt, um die Polykondensation zu initiieren. Die Polykondensation wurde für 3 Stunden durchgeführt, so dass eine silberhaltige Polyesterschmelze erhalten wurde. Die silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 500 nm pelletiert.
Beispiel 2
0,157 g AgNO_3(s) wurden bei Raumtemperatur in 0,02 Liter Ethylenglykol gelöst, so dass eine AgNO₃-Lösung gebildet wurde. 0,42 kg Ethylenglykol und 0,864 kg Terephthalsäure wurden unter Agitation in einen Mischer gegeben, so dass ein Reaktionsgemisch gebildet wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann in ein Veresterungsgefäß gegossen. Das Veresterungsgefäß wurde auf 260°C erwärmt. Dann wurde die AgNO₃-Lösung in das Veresterungsgefäß gegeben. Die Veresterung wurde für 3 Stunden bei dieser Temperatur durchgeführt, so dass eine Zwischenstufe gebildet wurde. Die Zwischenstufe wurde im Anschluss in ein Polykondensationsgefäß gegeben. Das Polykondensationsgefäß wurde dann unter Vakuum auf 273°C erhitzt, um die Polykondensation zu initiieren. Die Polykondensation wurde für 3 Stunden durchgeführt, so dass eine silberhaltige Polyesterschmelze erhalten wurde. Die silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 500 nm pelletiert.
Beispiel 3
0,157 g AgNO_3(s) wurden bei Raumtemperatur in 0,02 Liter Ethylenglykol gelöst, so dass eine AgNO₃-Lösung gebildet wurde. 0,42 kg Ethylenglykol und 0,864 kg Terephthalsäure wurden unter Agitation in einen Mischer gegeben, so dass ein Reaktionsgemisch gebildet wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann in ein Veresterungsgefäß gegossen. Das Veresterungsgefäß wurde auf 260°C erwärmt. Die Veresterung wurde für 3 Stunden bei dieser Temperatur durchgeführt, so dass eine Zwischenstufe gebildet wurde. Die Zwischenstufe wurde im Anschluss in ein Polykondensationsgefäß gegeben. Die AgNO₃-Lösung wurde unter Agitation über einen Zeitraum von 10 Minuten in das Polykondensationsgefäß gegeben. Das Polykondensationsgefäß wurde dann unter Vakuum auf 273°C erhitzt, um die Polykondensation zu initiieren. Die Polykondensation wurde für 3 Stunden durchgeführt, so dass eine silberhaltige Polyesterschmelze erhalten wurde. Die silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 100 nm pelletiert.
Beispiel 4
0,157 g AgNO_3(s) wurden bei Raumtemperatur in 0,02 Liter Ethylenglykol gelöst, so dass eine AgNO₃-Lösung gebildet wurde. 0,42 kg Ethylenglykol und 0,864 kg Terephthalsäure wurden unter Agitation in einen Mischer gegeben, so dass ein Reaktionsgemisch gebildet wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann in ein Veresterungsgefäß gegossen. Das Veresterungsgefäß wurde auf 260°C erwärmt. Die Veresterung wurde für 3 Stunden bei dieser Temperatur durchgeführt, so dass eine Zwischenstufe gebildet wurde. Die Zwischenstufe wurde im Anschluss in ein Polykondensationsgefäß gegeben. Das Polykondensationsgefäß wurde dann unter Vakuum auf 270°C erhitzt, um die Polykondensation zu initiieren. Nachdem die Temperatur des Polykondensationsgefäßes auf 273°C erhöht wurde, wurde die AgNO₃-Lösung unter Agitation in das Polykondensationsgefäß gegeben. Die Polykondensation wurde in etwa 3,5 Stunden abgeschlossen. Nach dem Abschluss der Polykondensation wurde eine silberhaltige Polyesterschmelze erhalten. Die silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 100 nm pelletiert.
Beispiel 5
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dadurch, dass die Zugabe der AgNO₃-Lösung zum Reaktionsgemisch während der Herstellung des Reaktionsgemisches durchgeführt wurde. Die so gebildete silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 500 nm pelletiert.
Beispiel 6
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dadurch, dass 42 g Polyethylenglykol während der Herstellung des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wurden. Die so gebildete silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 100 nm pelletiert.
Beispiel 7
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dadurch, dass zur Herstellung des Reaktionsgemisches 0,42 kg Ethylenglykol durch 0,61 kg 1,4-Butylenglykol ersetzt wurden und dass 1,4-Butylenglykol als Lösungsmittel zur Lösung von AgNO₃ verwendet wurde. Die so gebildete silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 100 nm pelletiert.
Beispiel 8
Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dadurch, dass zur Herstellung des Reaktionsgemisches 0,42 kg Ethylenglykol durch 0,51 kg 1,3-Propylenglykol ersetzt wurden und dass 1,3-Propylenglykol als Lösungsmittel zur Lösung von AgNO₃ verwendet wurde. Die so gebildete silberhaltige Polyesterschmelze wurde einer Pelletisiermaschine zugeführt, und zu silberhaltigen Polyesterpellets mit Silberpartikelgrößen im Bereich von 10 bis 100 nm pelletiert.
Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren während der Herstellung von Polyestern Silberpartikel in situ in dem Reaktionsgemisch oder in der Zwischenstufe gebildet werden, kann der Schritt der vorherigen Bildung der Silberpartikel, welcher in den konventionellen Verfahren eingeschlossen ist, ausgelassen werden. Zusätzlich können die so gebildeten Polyester in dem erfindungsgemäßen Verfahren per se als Dispergiermittel verwendet werden, um das Agglomerieren der Silberpartikel zu verhindern.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung silberhaltiger Polyester, gekennzeichnet durch: (a) Herstellen eines Reaktionsgemisches aus einer Carbonsäure und einem Alkohol; (b) Durchführen der Veresterung und Polykondensation des Reaktionsgemisches; und (c) Zugabe eines silberhaltigen Agens zum Reaktionsgemisch, so dass die Reduktion von Silberionen zu Silberpartikeln im Reaktionsgemisch durchgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens während der Veresterung des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens nach dem Abschluss der Veresterung und vor der Polykondensation des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens während der Polykondensation des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens eine silberionenhaltige Lösung ist, welche durch Lösen einer Silberverbindung in einem Lösungsmittel gebildet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Silberverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus AgNO_3(s) AgClO_4(s), Ag₂SO_4(s) und Ag₂CO_3(s).
Das Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Glykolen und Wasser.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbonsäure eine Dicarbonsäure ist.
Das Verfahren nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Dicarbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Terephthalsäure und Isophthalsäure.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol ein Glykol ist.
Das Verfahren nach Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Glykol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglykol, Polyethylenglykol, 1,4-Butylenglykol, und 1,3-Propylenglykol.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veresterung des Reaktionsgemisches bei einer Temperatur im Bereich von 220°C bis 260°C durchgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polykondensation des Reaktionsgemisches bei einer Temperatur im Bereich von 260°C bis 280°C durchgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens eine Silberverbindung ist.
Das Verfahren nach Anspruch 14, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Silberverbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus AgNO_3(s), AgClO_4(s), Ag₂SO_4(s) und Ag₂CO_3(s).
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silberhaltige Agens während der Herstellung des Reaktionsgemisches zu dem Reaktionsgemisch gegeben wird.