DE102006055763B4 - Verfahren zur Metallisierung von Polyester, metallisierter Polyester und dessen Verwendung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Metallisierung von Polyester. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen nach einem Verfahren zur Metallisierung hergestellten Polyester sowie dessen Verwendung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Polyester, der mit einem Metall beschichtet ist.
- Im Stand der Technik sind Verfahren zur Metallisierung von Polyester sowie metallisierte Polyester bekannt.
- So beschreibt die
US 4,681,591 ein Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Polyesterfaser-Textilmaterials, das folgende Schritte aufweist: Vorbehandlung des Textilmaterials mit wenigstens 15 Gew.-% Polyesterfasern mit einer wässerigen Lösung aus Ätzalkali, Aktivierungsbehandlung des vorbehandelten Textilmaterials mit einer Zinn(II)-haltigen Verbindung und mit einer Palladium-haltigen Verbindung und nicht-elektrolytisches Überziehen des aktivierungsbehandelten Textilmaterials in einer Mischung, die Nickel, Kupfer, Cobalt, Chrom oder deren Legierungen enthält, um eine Metallbeschichtung darauf zu bilden. Ein derart hergestelltes Textilmaterial eignet sich als Schutz gegen elektromagnetische Strahlen. - In der
EP 0 156 120 A2 wird ein Verfahren zur Vorbehandlung von Polyester beschrieben, das anschließend mit Metall überzogen werden soll. In diesem Verfahren wird ein Polyestermaterial mit einer Zusammensetzung behandelt, die ein Lösungsmittelsystem enthält. Das Lösungsmittelsystem umfasst Wasser, mindestens ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel und eine wirksame Menge an solvatisierten Hydroxidionen. Das derart vorbehandelte Polyestermaterial kann anschließend mit einem Metall überzogen und beispielsweise als Strahlenschutz, zur Herstellung von Schaltungen oder zur Steigerung der Leitfähigkeit von Kunststoffen eingesetzt werden. - Die
DE 34 19 755 A1 offenbart ein Verfahren zur Versilberung von nicht-metallischen Werkstoffen. Dabei wird eine zu versilbernde Oberfläche mit mindestens einer Verbindung auf Basis von Palladium aktiviert und anschließend unter Verwendung eines Versilberungsbades versilbert. Das Versilberungsbad enthält neben einem Silbersalz Thiocyanationen als Komplexbildner und Hydroxylamin als Reduktionsmittel. - Die
JP 2005105386 A - In der
JP 61281874 A - In der
JP 2001295058 - Weiterhin sind aus dem Artikel mit dem Titel ”Biocidal Coatings Based on Silica Nanosols” von B. Mahltig et al. (VDI-Berichte (2003), Nanofair 2003: New Ideas for Industry, S. 291–294) Nanosol-Beschichtungen bekannt, in die Silber oder Silberverbindungen eingebettet und kontrolliert freigesetzt werden können. Bei den Beschichtungen handelt es sich um anorganische Materialien, insbesondere um Materialien auf Kieselgelbasis.
- In der
WO 2006/052548 A1 -
DE 600 02 681 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Trägermaterials mit Biozideigenschaften, bei dem Chitosan auf dem Trägermaterial abgeschieden wird, das Trägermaterial in eine Silbersalzlösung eingetaucht wird, das Silbersalz reduziert wird, das Chitosan quervernetzt wird, und das Trägermaterial gewaschen wird. - In der
DE 689 14 485 T2 wird ein Verfahren zur Metallisierung von faserartigem Material beschrieben, bei dem das faserartige Material mit Polymeren beschichtet wird, welche funktionalisiert sein können. Anschließend wird eine Metallisierung durchgeführt. - Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von metallisiertem Polyester bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Metallisierung von Polyester gelöst, bei dem der Polyester
- – mit einer basischen Lösung behandelt wird,
- – mit mindestens einer Verbindung behandelt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin,
- – mit einer Lösung behandelt wird, die mindestens ein Metallsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Silbersalz, einem Kupfersalz und einem Nickelsalz, und mindestens einen Komplexbildner enthält, und
- – mit mindestens einem Reduktionsmittel behandelt wird, wobei die Behandlung mit mindestens einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin,
- – ein Kontaktieren des mit einer basischen Lösung behandelten Polyesters mit mindestens einer Verbindung der Formel (I),
(R1O)xMR4-x (I) - – eine erste Kondensation,
- – ein Kontaktieren mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), wobei R1 Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 1 bis 3 ist, M Si, Ti oder Sn ist und R 1-Aminopropyl, 1-Propanthiol oder Vinyl ist, und
- – eine zweite Kondensation umfasst.
- Die Behandlung des Polyesters mit einer basischen Lösung dient dem Zweck der Oberflächenaktivierung, wobei eine Mikrorauhigkeit an den Randschichten des Polyesters erzeugt wird. Die anschließende Behandlung des Polyesters mit einer Verbindung, die eine funktionelle Gruppe, d. h. eine Stickstoff-haltige Gruppe, eine Schwefel-haltige Gruppe oder Olefin-Gruppe aufweist, rüstet diesen mit einer funktionalisierten Schicht aus. Durch Behandlung mit einer Lösung, die ein Metallsalz und einen Komplexbildner enthält, wird Metall über Wechselwirkungen, insbesondere über koordinative bzw. ionische Wechselwirkungen, mit den funktionellen Gruppen fixiert. Anschließend wird das ionische Metall zur Bildung einer Metallschicht reduziert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein mit Metall überzogener Polyester mit einem geringen Metallfreigabevermögen erhalten werden. D. h., das Metall haftet hervorragend an dem erhaltenen Polyester.
- Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind ebenfalls der durch das Verfahren erhaltene metallisierte Polyester und dessen Verwendung. Der metallisierte Polyester wird zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeit in Flüssigkeitführenden Systemen oder zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextlien für Sitzmöbel oder Matratzen verwendet. Insbesondere bei dem erfindungsgemäß erhaltenen besilberten Polyester sind die vorstehenden Verwendungen einerseits durch die erzielte hervorragende Haftung des Silbers an dem erfindungsgemäß erhaltenen Polyester und eine dadurch erzielbare verminderte Abgabe von Silber an die Umgebung und andererseits durch die biozide Wirkung des Silbers vorteilhaft.
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen beschichteten Polyester bereitzustellen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Bereitstellung eines beschichteten Polyesters gelöst, der einen Polyester umfasst, der eine Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder ein Olefins und eine Schicht aus mindestens einem Metall aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silber, Kupfer und Nickel, wobei die Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder eines Olefins
ein Kondensationsprodukt umfasst, das aus einem Kondensationsprodukt aus mindestens einer Verbindung der Formel (I),(R1O)xMR4-x (I) - Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die basische Lösung eine wässerige und/oder alkoholische Lösung, die mindestens eine Base enthält. Die Base ist bevorzugt Natriumhydroxid. Eine weitere bevorzugte Base ist Kaliumhydroxid. Die wässerige Lösung ist Wasser. Die alkoholische Lösung ist vorteilhaft Methanol, Ethanol oder Propanol oder deren Mischungen. Als alkoholische Lösung wird bevorzugt Ethanol eingesetzt. Die alkoholische Lösung ist gut mit Wasser mischbar, es werden erfindungsgemäß auch Mischungen aus wässeriger Lösung und alkoholischer Lösung verwendet. Das Mischungsverhältnis von wässeriger Lösung zu alkoholischer Lösung liegt in dem Bereich von 1:50 bis zu 50:1, bevorzugt von 1:10 bis zu 10:1, noch bevorzugter von 1:5 bis zu 5:1, wässerige Lösung:alkoholische Lösung (v/v). Am meisten bevorzugt wird eine wässerige Lösung eingesetzt. Die Menge der in der wässrigen und/oder alkoholischen Lösung enthaltenen Base ist derart ausgewählt, dass eine 0,5 N bis 3 N basische Lösung eingesetzt wird. Die basische Lösung ist bevorzugt eine wässrige NaOH-Lösung.
- Alternativ umfasst die basische Lösung eine wässerige und/oder alkoholische Lösung, die eine Base enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, einem Mono-, Di-, Trialkyl- und Arylamin, wobei Alkyl ein verzweigter oder geradkettiger, aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet und Aryl ein aromatischer Kohlenwasserstoff bedeutet, der ausgewählt ist aus Benzyl und Phenyl. Beispiele für die vorstehenden Amine sind Diethylamin, Triethylamin, Butylamin, Hexylamin, Diisopropylamin, Triisopropylamin, Benzylamin, Phenylamin, sind aber nicht darauf beschränkt. Die wässerige Lösung ist Wasser. Die alkoholische Lösung ist vorteilhaft Methanol, Ethanol, Propanol oder deren Mischungen. Als alkoholische Lösung wird bevorzugt Ethanol eingesetzt. Die alkoholische Lösung ist gut mit Wasser mischbar, es werden erfindungsgemäß auch Mischungen aus wässeriger Lösung und alkoholischer Lösung verwendet. Das Mischungsverhältnis von wässeriger Lösung zu alkoholischer Lösung liegt in dem Bereich von 1:50 bis zu 50:1, bevorzugt von 1:10 bis zu 10:1, noch bevorzugter von 1:5 bis zu 5:1, wässerige Lösung:alkoholische Lösung (v/v).
- Der Polyester wird in der basischen Lösung bei Temperaturen von 0°C bis 145°C, bevorzugt 50°C bis 130°C, bevorzugter bei 70°C bis 115°C, entweder drucklos oder bei Drücken von 1 bis 10 bar behandelt. Die Behandlungszeit liegt vorteilhaft zwischen 5 Minuten und 2 Stunden, besonders vorteilhaft zwischen 10 Minuten und 30 Minuten, vorteilhafter etwa 15 Minuten. Die Behandlung des Polyesters mit der basischen Lösung umfasst ein Eintauchen bzw. Einlegen des Polyesters in die basische Lösung. Alternativ wird der Polyester mit der basischen Lösung besprüht. Weiterhin alternativ wird der Polyester mit der basischen Lösung benetzt.
- Nach der Behandlung mit der basischen Lösung wird der Polyester in einer vorteilhaften Ausführungsform mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Waschen mit Wasser wird durch mehrmaliges Eintauchen in Wasser ausgeführt. Die Trocknung erfolgt durch Erwärmung des Polyesters mittels einer Trockenvorrichtung, wie beispielsweise einem Trockenschrank. Der Trockenschrank wird auf bis zu 140°C, bevorzugt auf bis zu 120°C erwärmt. Alternativ erfolgt die Trocknung durch Stehenlassen des Polyesters bei Raumtemperatur.
- Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin, eine Verbindung der Formel
(R1O)xMR4-x (I),
R1 Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist,
x eine Zahl von 1 bis 4 ist,
M Si, Ti oder Sn ist und
R 1-Aminopropyl, 1-Propanthiol oder Vinyl ist. - Eine derartige Verbindung ist in der Lage, sich in die Mikrorauigkeiten des vorbehandelten Polyesters einzulagern. Weiterhin kann eine derartige Verbindung durch einen anschließenden Kondensationsschritt vernetzt und daher als Schutzschicht für den Polyester wirken. Beispielsweise kann, wenn M Si ist, durch Kondensation mindestens einer Verbindung gemäß Formel (I) eine Polykieselsäure gebildet werden. M ist daher in einer vorteilhaften Ausführungsform Si. Durch die Behandlung des vorbehandelten Polyesters mit einer Verbindung der vorstehenden Formel (I) wird der Polyester mit einer funktionalisierbaren Schicht ausgerüstet.
- Die Behandlung mit mindestens einer Verbindung der Formel (I) umfasst eine Foulardierung des mit der basischen Lösung behandelten Polyesters. Zur Durchführung der Foulardierung wird die Verbindung der Formel (I) vorteilhaft in Wasser und/oder einem Alkohol gelöst, das bzw. der vorteilhaft mit Salzsäure gemischt ist. Der Alkohol ist Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol. Anschließend wird der behandelte Polyester optional getrocknet. Eine Trocknung führt zu einer gleichmäßigeren Beschichtung des Polyesters. Weiterhin kann eine Trocknung bei erhöhter Temperatur zu einer Kondensation der Verbindung der Formel (I) führen, wobei die erhöhte Temperatur zwischen 140°C und 190°C liegt.
- In der vorliegenden Erfindung umfasst die Behandlung mit mindestens einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin,
- – ein Kontaktieren des mit einer basischen Lösung behandelten Polyesters mit mindestens einer Verbindung der Formel (I),
(R1O)xMR4-x (I) - – eine erste Kondensation,
- – ein Kontaktieren mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), wobei R1 Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 1 bis 3 ist, M Si, Ti oder Sn ist und R 1-Aminopropyl, 1-Propanthiol oder Vinyl ist, und
- – eine zweite Kondensation.
- Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens wird auf dem mit einer basischen Lösung behandelten Polyester zuerst eine Schicht gebildet, die aus der teilweise oder vollständig kondensierten Tetraalkoxy-Verbindung aufgebaut ist. Vorteilhaft verwendete Tetraalkoxy-Verbindungen sind Tetrabutoxysilan, Tetrapropoxysilan, Tetraethoxysilan und Tetramethoxysilan, wobei Tetraethoxysilan besonders bevorzugt verwendet wird. Die anschließende Kontaktierung mit einer funktionalisierten Alkyltrialkoxy-, Dialkyldialkoxy- oder Trialkylalkoxy-Verbindung und Kondensation führt zu einer funktionalisierten Schicht. Beispiele für vorteilhaft verwendete funktionalisierter Alkyltrialkoxy-, Dialkyldialkoxy- oder Trialkylalkoxy-Verbindungen sind insbesondere 3-Aminopropyltripropoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Mercaptopropyltributoxysilan, 3-Mercaptopropyltripropoxysilan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Divinyldiethoxysilan, Trivinylmethoxysilan und Tri-(3-aminopropyl)ethoxysilan, sind aber nicht darauf beschränkt. Besonders vorteilhaft werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren 3-Aminopropyltriethoxysilan und 3-Aminopropyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan und 3-Mercaptopropyltriethoxysilan eingesetzt.
- Die Kontaktierung des behandelten Polyesters zuerst mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), wobei R1 Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 4 ist und M Si, Ti oder Sn ist und anschließend nach einer ersten Kondensation mit mindestens einer Verbindung der Formel (I), wobei R1 Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist, x 1 bis 3 ist, M Si, Ti oder Sn ist und R 1-Aminopropyl, 1-Propanthiol oder Vinyl ist, umfasst eine erste bzw. zweite Foulardierung des Polyesters. Bei der ersten bzw. zweiten Foulardierung wird die Verbindung der Formel (I) in einem Lösungsmittel dispergiert und auf den Polyester aufgebracht und foulardiert. Das Lösungsmittel ist Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol, bevorzugt in Mischung mit Salzsäure. Nach der ersten bzw. zweiten Foulardierung wird eine erste bzw. zweite Kondensation durchgeführt. Die erste bzw. zweite Kondensation wird durch Erwärmen des mit mindestens einer Verbindung der Formel (I) behandelten Polyesters auf bis zu 190°C, bevorzugt bis zu 170°C, noch bevorzugter bis zu 140°C, durchgeführt. Die Kondensationszeit wird in Abhängigkeit der Temperatur festgelegt und beträgt bis zu 15 Minuten, bevorzugt bis zu 5 Minuten, noch bevorzugter bis zu 1 Minute. Nach der ersten bzw. zweiten Kondensation wird der derart behandelte Polyester in einer vorteilhaften Ausführungsform durch mehrmaliges Eintauchen in Wasser gewaschen und anschließend getrocknet.
- In einer nicht-erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens ist die mindestens eine Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin, eine Verbindung der Formel
R2-Y-R3 (II),
R2 ein verzweigter oder geradkettiger, aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, ein Polyethylenterephthalatoligomer, bevorzugt mit 3 Ethylenterephthalat-Einheiten, ein Alkylbenzyl, wobei Alkyl ein geradkettiger oder verzweigter Kohlenwasserstoff mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, ein Glykolester, ein Alkylbenzaldehyd, wobei Alkyl ein geradkettiger oder verzweigter Kohlenwasserstoff mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder ein Benzylimin ist,
Y NH oder S ist,
R3 H ist, oder, wenn Y NH ist, t-Butoxycarbonyl ist, oder, wenn Y S ist, 2,2'-Dithiodipyridin ist. - Beispiele für Verbindungen, die bei dem nicht-erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzt werden sind 1-Mercaptooctadecan, 1-Mercaptododecan, sind aber nicht darauf beschränkt. Zur Behandlung des vorbehandelten Polyesters mit Verbindungen der Formel (II) wird der vorbehandelte Polyester vorteilhaft in eine wässerige Lösung, die mindestens eine Verbindung der Formel (II) enthält, eingetaucht. Das Eintauchen findet vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 20°C und 100°C, vorteilhafter 45°C und 95°C, über einen Zeitraum von bis zu 1 Stunde statt.
- Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Komplexbildner ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Ethylendiamin, Triethanolamin, Ethanolamin und 1,3-Diaminopropan. Besonders vorteilhaft ist der Komplexbildner Ammoniak. Ammoniak ist leicht flüchtig. Daher kann überschüssiger Ammoniak leicht entfernt werden.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Metallsalz ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silberhalogenid, Silbersulfat, Silbernitrat, Kupferhalogenid, Kupfersulfat, Kupfernitrat, Kupferacetat, Nickelhalogenid, Nickelsulfat, Nickelnitrat und Nickelacetat. Besonders vorteilhaft ist das verwendete Metallsalz Silbernitrat, Silberchlorid oder Silbersulfat. Noch bevorzugter ist das Metallsalz Silbernitrat. Erfindungsgemäß eingesetztes Halogenid umfasst insbesondere Chlorid, Bromid oder Iodid.
- Die Lösung, die das Metallsalz und den Komplexbildner enthält, ist vorteilhaft eine wässerige Lösung. Besonders vorteilhaft umfasst die vorstehende Lösung Wasser, das Metallsalz und den Komplexbildner. Das Verhältnis von Metallsalz zu Komplexbildner liegt vorteilhaft in dem Bereich von 1:1 bis 1:10, vorteilhafter 1:2 bis 1:3 (v/v). Die Behandlung des Polyesters mit der Metallsalz- und Komplexbildner-haltigen Lösung wird vorteilhaft bei einer Temperatur zwischen 10°C und 50°C, vorteilhafter zwischen 20°C und 35°C, am vorteilhaftesten bei 25°C durchgeführt. Die Behandlungszeit liegt zwischen 5 Minuten und 2 Stunden, vorteilhaft zwischen 15 Minuten und 1 Stunde. Die Behandlung wird vorteilhaft durch Eintauchen bzw. Einlegen des behandelten Polyesters in die Lösung durchgeführt. Optional wird der Polyester nach der Behandlung mit der Metallsalz- und Komplexbildner-haltigen Lösung getrocknet. Die Trocknung wird vorteilhaft bei einer Temperatur zwischen 30°C und 60°C, vorteilhafter zwischen 40°C und 55°C durchgeführt. Die Trocknungszeit liegt vorteilhaft zwischen 10 Minuten und 30 Minuten.
- Durch die Behandlung des mit funktionellen Gruppen ausgerüsteten Polyesters mit der Lösung, die das Metallsatz und den Komplexbildner enthält, wird das Metall über Wechselwirkungen, insbesondere über koordinative (besonders im Fall von -NH2) bzw. ionische (besonders im Fall von -SH) Wechselwirkungen, fixiert.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Reduktionsmittel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Glucose, Ascorbinsäure und Natriumborhydrid. Das Reduktionsmittel dient zur Reduktion des ionischen Metalls. Bevorzugt ist das Reduktionsmittel Glucose oder Ascorbinsäure. Glucose bzw. Ascorbinsäure ist ein sehr umweltfreundliches Reduktionsmittel, leicht in der Handhabung, leicht verfügbar und ungiftig. Wenn das Reduktionsmittel Glucose oder Ascorbinsäure ist, wird die Reduktion bevorzugt in Wasser durchgeführt, insbesondere bei Temperaturen zwischen 10°C und 50°C, bevorzugt 20°C und 30°C, über eine Zeitdauer zwischen 5 Minuten und 2 Stunden, bevorzugt zwischen 15 Minuten und 1 Stunde. Wenn das Reduktionsmittel Natriumborhydrid ist, wird die Reduktion bevorzugt in Ethanol durchgeführt, insbesondere bei Temperaturen zwischen 10°C und 50°C, bevorzugt 20°C und 30°C, über eine Zeitdauer zwischen 5 Minuten und 2 Stunden, bevorzugt zwischen 15 Minuten und 1 Stunde. Zur Behandlung mit dem Reduktionsmittel wird der Polyester vorteilhaft in die Reduktionsmittel-haltige Lösung eingetaucht bzw. eingelegt. Nach der Behandlung mit der Reduktionsmittel-haltigen Lösung wird der erhaltene metallisierte Polyester in einer vorteilhaften Ausführungsform mit Wasser gewaschen und optional zur Trocknung auf bis zu 150°C erhitzt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft bei einem Polyester ausgeführt, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und deren Mischungen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf Polyester dieses Typs beschränkt. Beispiele weiterer Polyester, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens metallisiert werden können, sind Poly-1,4-cyclohexandimenthylentherephatalat, Polyethylenoxybenzoat oder Poly-1,4-cyclohexylidendimethylenterephthalat, sind aber nicht darauf beschränkt. Ein besonders bevorzugter Polyester ist Polyethylenterephthalat.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein metallisierter Polyester erhalten. Insbesondere wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein besilberter, bekupferter oder benickelter Polyester erhalten. Besonders bevorzugt wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein besilberter Polyester erhalten.
- Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene metallisierte Polyester ist vorteilhaft ein Garn, eine Faser, ein Filament, ein Gewebe, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Gewirke oder ein Vlies. Vorteilhaft ist der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene metallisierte Polyester eine Faser. Er eignet sich dann insbesondere zur Herstellung von Strümpfen und Kleidung. in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der erhaltene metallisierte Polyester ein Gewirke, insbesondere ein Abstandsgewirke. Das Abstandsgewirke ist insbesondere zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeit in Flüssigkeit-führenden Systemen und Einlegesohlen geeignet.
- Der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene metallisierte Polyester wird vorteilhaft zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeit in Flüssigkeitführenden Systemen verwendet. Dazu eignet sich insbesondere ein besilberter Polyester, da Silber durch seine hervorragende antimikrobielle Wirkung in der Lage ist, Bakterien effektiv zu hemmen. Alternativ wird der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene metallisierte Polyester zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextlien für Sitzmöbel oder Matratzen verwendet.
- Der erfindungsgemäße beschichtete Polyester enthält einen Polyester, der eine Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder eines Olefins und eine Schicht aus mindestens einem Metall aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silber, Kupfer und Nickel.
- Die vorliegende Erfindung umfasst die Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder eines Olefins ein Kondensationsprodukt mindestens einer Verbindung der Formel (I)
(R1O)xMR4-x (I), - In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der beschichtete Polyester eine Schicht aus Silber auf. Silber ist gegen Bakterien wirksam und kann effektiv zur Hemmung von Bakterien eingesetzt werden. Daher eignet sich ein mit Silber beschichteter Polyester insbesondere einerseits zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeit in Flüssigkeit-führenden Systemen und andererseits zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextlien für Sitzmöbel oder Matratzen, d. h. zur Herstellung von Textilien, die normalerweise in Körperkontakt mit Menschen und deren Schweißabsonderungen stehen.
- Besonders vorteilhaft weist der beschichtete Polyester Polyethylenterephthalat auf, auf dem eine Schicht aus einem Kondensationsprodukt angeordnet ist, auf der eine Schicht aus Silber angeordnet ist, wobei das Kondensationsprodukt durch Kondensation von Tetralkoxysilan, wobei Alkyl Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl bedeutet, und anschließender Kondensation von 3-Aminopropylethoxysilan oder 3-Mercaptopropylethoxysilan erhalten ist.
- Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel detaillierter erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
- Ausführungsbeispiel
- Ein Gewebe aus Polyester wurde 20 Minuten lang bei 100°C mit wässeriger Natronlauge (2 N) behandelt. Der Gewichtsverlust betrug ca. 8%. Der so behandelte Polyester wurde mit einer Flotte aus Ethanol, konz. Salzsäure und Tetramethoxysilan in einem Verhältnis von 10/1/2 (v/v/v) foulardiert. Die Flottenaufnahme betrug 100%. Anschließend wurde der so behandelte Polyester 60 Sekunden lang einer Temperatur von 170°C zur Kondensation des Tetramethoxysilans ausgesetzt. Anschließend wurde der so behandelte Polyester mit einer Flotte aus Ethanol, Wasser, konz. Salzsäure und 3-Aminopropyltriethoxysilan in einem Verhältnis von 10/5/1/1 (v/v/v/v) foulardiert. Die Flottenaufnahme betrug 100%. Der so behandelte Polyester wurde 60 Sekunden lang einer Temperatur von 170°C zur Kondensation des 3-Aminopropyltriethoxysilans ausgesetzt. Der so behandelte Polyester wurde 5 Minuten lang bei 100°C nachgewaschen. Die Gewichtszunahme des so behandelten Polyesters betrug 4%. Der so behandelte Polyester wurde in eine wässerige ammoniakalische Silbernitrat-Lösung (10%) mit einem pH von 12 mit einer Verweilzeit von 30 Minuten gelegt und anschließend 15 Minuten lang bei 50°C getrocknet. Der so behandelte Polyester wurde in eine wässerige Ascorbinsäure-Lösung (20%) gelegt und anschließend mit Wasser gewaschen und trocknen gelassen.
Claims (13)
- Verfahren zur Metallisierung von Polyester, bei dem der Polyester – mit einer basischen Lösung behandelt wird, – mit mindestens einer Verbindung behandelt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin, – der behandelte Polyester mit einer Lösung behandelt wird, die mindestens ein Metallsalz, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Silbersalz, einem Kupfersalz und einem Nickelsalz, und mindestens einen Komplexbildner enthält, und – mit mindestens einem Reduktionsmittel behandelt wird, wobei die Behandlung mit mindestens einer Verbindung, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem primären Amin, einem sekundärem Amin, einem Thiol, einem Sulfid und einem Olefin, – ein Kontaktieren des mit einer basischen Lösung behandelten Polyesters mit mindestens einer Verbindung der Formel (I),
(R1O)xMR4-x (I) - Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die basische Lösung eine wässerige oder alkoholische Lösung ist, die mindestens eine Base enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, und deren Mischungen.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die basische Lösung eine wässerige oder alkoholische Lösung ist, die mindestens eine Base enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, einem Mono-, Di-, Trialkyl- und Arylamin, wobei Alkyl ein verzweigter oder geradkettiger, aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet und Aryl ein aromatischer Kohlenwasserstoff bedeutet, der ausgewählt ist aus Benzyl und Phenyl.
- Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komplexbildner ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Ethylendiamin, Triethanolamin, Ethanolamin und 1,3-Diaminopropan.
- Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silberhalogenid, Silbersulfat, Silbernitrat, Kupferhalogenid, Kupfersulfat, Kupfernitrat, Kupferacetat, Nickelhalogenid, Nickelsulfat, Nickelnitrat und Nickelacetat, dass das Metallsalz bevorzugt Silbernitrat, Silberchlorid oder Silbersulfat ist.
- Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Glucose, Ascorbinsäure und Natriumborhydrid.
- Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und deren Mischungen.
- Metallisierter Polyester, erhalten nach einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.
- Metallisierter Polyester gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Garn, eine Faser, ein Filament, ein Gewebe, ein Gestrick, ein Geflecht, ein Gewirke oder ein Vlies ist.
- Verwendung eines metallisierten Polyesters, der nach einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 erhalten wird, zur antimikrobiellen Behandlung von Flüssigkeit in Flüssigkeit-führenden Systemen oder zur Herstellung von Strümpfen, Einlegesohlen, Kleidung, Bezugstextlien für Sitzmöbel oder Matratzen.
- Beschichteter Polyester, enthaltend einen Polyester, der eine Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder eines Olefins und eine Schicht aus mindestens einem Metall aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silber, Kupfer und Nickel, wobei die Schicht auf Basis eines primären Amins, eines Thiols oder eines Olefins ein Kondensationsprodukt umfasst, das aus einem Kondensationsprodukt aus mindestens einer Verbindung der Formel (I),
(R1O)xMR4-x (I) - Beschichteter Polyester gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass M Si ist.
- Beschichteter Polyester gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Silber ist.
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