JP2001220433A - 高度の延伸性をもつ非晶質異方性溶融物形成性ポリマーの製造方法およびその方法で製造したポリマー - Google Patents
高度の延伸性をもつ非晶質異方性溶融物形成性ポリマーの製造方法およびその方法で製造したポリマーInfo
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Abstract
ーを提供する。 【解決手段】 本質的に、p−ヒドロキシ安息香酸、6
−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、芳香族ジ酸からなり、
その少なくとも一部は2,6−ナフタレンジカルボン
酸、ならびに芳香族ジオールおよび/またはヒドロキシ
アミン成分を含み、その少なくとも一部は4,4’−ビ
フェノールであるものから誘導される反復単位を含む、
高延伸性の非晶質異方性溶融物形成性ポリマーを製造す
る方法であって、そのようなポリマーにレソルシノール
から誘導される反復単位を取り込ませ、その際、反復単
位はポリマー中に特定量で存在する方法。このポリマー
は多層積層品および二成分繊維などの造形品の製造に特
に適する。
Description
よび吹込み成形品を含めた多様な造形品の製造に用いる
のに適した高延伸性の非晶質異方性溶融物形成性ポリマ
ーの製造方法に関する。本発明はまた、本発明方法で製
造したポリマー、ならびにそれらのポリマーから作成し
た造形品、たとえば多層積層品および二成分繊維に関す
る。
マー、すなわち”LCP”としても知られ、当技術分野
で周知である。異方性溶融物形成性ポリマーは溶融相で
分子の平行秩序を示し、”サーモトロピック”液晶ポリ
マーとも呼ばれる。これらの材料の多くは全芳香族性で
ある。
ロキシ安息香酸、少なくとも1種類の芳香族ジオール、
および少なくとも1種類のジカルボン酸から誘導される
反復単位をもつ芳香族コポリマー、ならびにp−ヒドロ
キシ安息香酸、少なくとも1種類の芳香族ジオール、少
なくとも1種類のジ酸、およびアミノフェノールから誘
導される反復単位をもつ全芳香族コポリエステルアミド
が含まれる。結晶構造を妨害する反復単位を含まないの
で、それらのポリマーはたとえば360℃以上のきわめ
て高い融点をもつ傾向があり、このためそれらは溶融加
工するのが困難である。非平行または”キンク(kin
ky)”結合をもたらす反復単位を取り込ませるのは、
融点を降下させるための一般的手段である。これらのキ
ンク結合には、”メタ”または1,3−芳香環式構造が
含まれる。
ヒドロキシ安息香酸、イソフタル酸、レソルシノールお
よびm−アミノフェノールが含まれる。USP4,56
3,508、5,037,939および5,066,7
67には、p−ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ヒドロキノンおよび4,4’−ビフェノー
ルから誘導される反復単位を含むポリマーが開示されて
いる;USP4,912,193には、p−ヒドロキシ
安息香酸、4,4’−ビフェノール、テレフタル酸およ
びイソフタル酸から誘導される反復単位を含むポリマー
が開示されている;USP4,966,956には、p
−ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸、
4,4’−ビフェノールおよびアミノフェノールから誘
導される反復単位を含むポリマーが開示されている;U
SP5,663,276には、p−ヒドロキシ安息香
酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェノール、イソフタ
ル酸、ヒドロキノンおよび4,4’−ビフェニルジカル
ボン酸から誘導される反復単位を含むポリマーが開示さ
れている;USP5,089,594には、p−ヒドロ
キシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4’
−ビフェノール、および芳香族ジオール、たとえばヒド
ロキノンから誘導される反復単位を含むポリマーが開示
されている;USP4,722,993には、m−アミ
ノフェノール、p−ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸
および/またはイソフタル酸、1種類以上のヒドロキノ
ン、4,4’−ビフェノールまたはレソルシノール、な
らびに所望によりm−ヒドロキシ安息香酸から誘導され
る反復単位を含むポリマーが開示されている;USP
5,399,656には、p−ヒドロキシ安息香酸、テ
レフタル酸、レソルシノール、および芳香族ジオール、
たとえば4,4’−ビフェノールから誘導される反復単
位を含むポリマーが開示されている;USP5,02
5,082には、p−ヒドロキシ安息香酸、テレフタル
酸、4,4’−ビフェノール、2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸、ならびにヒドロキノン、メチルヒドロキノ
ン、トリメチルヒドロキノン、レソルシノールおよびテ
トラメチルビフェノールから選択される少なくとも1種
類の芳香族ジオールから誘導される反復単位を含むポリ
マーが開示されている;ならびにUSP5,798,4
32には、p−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ナフタレ
ンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロ
キノン、p−アミノフェノールおよび4,4’−ビフェ
ノールから誘導される反復単位を含むポリマーが開示さ
れている。
ロキシ安息香酸、少なくとも1種類の芳香族ジカルボン
酸および少なくとも1種類の芳香族ジオールおよび/ま
たはアミノフェノールから誘導される芳香族ポリマー
は、秩序の高い結晶構造をもち、溶融状態で延伸するこ
とはできるが溶融状態より低い温度では一般に有意程度
に延伸することはできない。
−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ
酸、少なくとも1種類の芳香族ジ酸および少なくとも1
種類の芳香族ジオールから誘導される反復単位を含む。
このようなポリマーにメタ結合を取り込ませることは、
たとえば下記に記載されている:USP4,522,9
74には、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−
2−ナフトエ酸、ヒドロキノン、ならびにイソフタル酸
および/またはテレフタル酸から誘導される反復単位を
含むポリマーが開示されている;USP4,920,1
97には、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−
2−ナフトエ酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびレ
ソルシノールから誘導される反復単位を含むポリマーが
開示されている;USP4,937,310には、p−
ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ
酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびレソルシノール
から誘導される反復単位を含むポリマーが開示されてい
る;USP4,918,154には、p−ヒドロキシ安
息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、テレフタル
酸および/またはイソフタル酸、レソルシノールならび
にヒドロキノンから誘導される反復単位を含むポリマー
が開示されている;ならびにUSP4,983,713
には、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−
ナフトエ酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェノールお
よびイソフタル酸から誘導される反復単位を含むポリマ
ーが開示されている。これらの特許の例中に示されたポ
リマーは秩序結晶構造をもつ傾向があり、高延伸性材料
とは考えられない。
晶ポリマーが開示されている。USP5,525,70
0の例5は、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ
−2−ナフトエ酸、ヒドロキノン、テレフタル酸、4,
4’−ビフェノールおよび2,6−ナフタレンジカルボ
ン酸から誘導される反復単位を含む非晶質ポリマーと思
われるものを目的としている。同じ反復単位から誘導さ
れる結晶質ポリマーも開示されている。事実、この特許
に例示される多数のポリマーのうち、例5以外は結晶質
材料である。例5は高延伸性ポリマーとは考えられな
い。
ロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、テ
レフタル酸、4,4’−ビフェノールおよびレソルシノ
ールから誘導される反復単位を含む非晶質の、”半結晶
質”ポリマーと呼ばれるものが開示されている。その例
IおよびIXの非晶質ポリマーから製造した繊維は、そ
れぞれその紡糸したままの長さの73倍および30倍に
まで延伸したと報告されている。例IおよびIXを別と
して、例示されたポリマーの延伸性に関するデータはほ
かに提示されていない。USP5,656,714に例
示されたポリマーはそれらの結晶性の程度が異なる;こ
れらのポリマーのあるもの(ただし、すべてではない)
は高延伸性である。
多様な最終用途をもつ。150℃以下のTg(すなわち
示差走査熱量測定”DSC”により測定したガラス転移
開始温度)をもち、Tgより高いがLCPが溶融状態に
ある温度より低い温度で高延伸性である非晶質LCP
は、比較的低い温度で延伸、圧伸その他の方法により加
工した物品を製造するのに、特に重要である。従来のフ
ィルム形成性ポリマー、たとえばポリオレフィンまたは
ポリアルキレンテレフタラート(たとえばB¥PBTま
たはPET)の加工温度より低い温度で延伸性である液
晶ポリマーは、フィルム、積層品、吹込み成形容器など
の多層物品の製造に用いるために特に望ましい。これら
の多層用途において、液晶ポリマーがもつバリヤー性、
機械的特性および/または光学的特性は、従来の熱可塑
性樹脂からは一般に得られない利点を与えるであろう。
EP 0 928 683 A2(1999年7月14
日公開)には、USP5,656,714に開示される
タイプの全芳香族液晶ポリマーから形成した積層品を含
めた多様な多層積層品が開示されている。
の製造方法およびそれにより製造されるLCPが要望さ
れている。
の非晶質異方性ポリマーを製造するには特定の反復単位
を狭い特定の量で含むポリマーを提供する必要があるこ
とを見出した。1態様において本発明は、高延伸性の非
晶質異方性溶融物形成性ポリマーの製造方法であって、
次式の反復単位V:
を含むポリマーに取り込ませ、その際反復単位Iは
れる)であり、そして反復単位IVは −O−Ar2−X− IV (式中、Ar2は
れ、XはOまたはNR2よりなる群から独立して選択さ
れ、R2は水素およびC1〜C10アルキルよりなる群から
独立して選択される)であり、これにより、本質的に約
15〜約60モル%の反復単位I、約15〜約60モル
%の反復単位II、約5〜約20モル%の反復単位II
I、約5〜約20モル%の反復単位IV、および7〜約
15モル%の反復単位Vを含有するポリマーを製造し、
その際(a)反復単位IおよびIIは合わせてポリマー
中に約50〜約75モル%の量で存在し、(b)ポリマ
ーは少なくとも約5モル%の次式の反復単位:
なくとも一部は
において本発明は、上記方法で製造した異方性溶融物形
成性ポリマー、およびそれらのポリマーから形成した延
伸物品に関する。
マーが製造される。これらのポリマーは、明瞭な融点ま
たはTm(すなわち示差走査熱量測定により測定した、
固体からネマチック流体への吸熱ピーク)をもたないと
いう点で非晶質であると考えられる。古典的な融点がな
いにもかかわらず、本発明のポリマーは固体からネマチ
ック流体への転移温度をもち、これがそれらの溶融加工
適性を決定する。本発明により製造したポリマーは、約
270℃より低い温度で溶融加工できる。さらにそれら
のポリマーは、約150℃以下のTg値をもつ。好まし
くは、それらのポリマーは約130℃以下のTg値、最
も好ましくは約120℃以下のTg値をもつ。ポリオレ
フィンとの同時押出し用途には、220以下の温度で溶
融加工できるポリマーが特に重要である。
組成に応じて異なる。ほとんどすべての液晶ポリマーが
溶融状態で延伸性であるが、それらの溶融温度より低い
温度で延伸性であるのは比較的少ない。ポリマーを延伸
または圧伸できる程度は、延伸を行う温度、ならびに延
伸される材料の形態およびサイズによる。本発明のLC
Pは、後記実施例に示した方法で試験したテープ状に紡
糸した場合、破断点において少なくとも100%の破断
ひずみ率(以下、ポリマーの延伸適性度ともいう)を示
す。
ポリマーは、本質的に少なくとも5種類の異なる反復単
位を含む。本発明のp−オキシベンゾイル単位と呼ぶ単
位Iは、下記の構造式をもつ:
が、単位Iの芳香環上にある水素原子のうち少なくとも
幾つかは置換されていてもよい。反復単位Iを誘導でき
る代表的な前駆物質には下記のものが含まれる:4−ヒ
ドロキシ安息香酸;3−クロロ−4−ヒドロキシ安息香
酸;3−メチル−4−ヒドロキシ安息香酸;3−メトキ
シ−4−ヒドロキシ安息香酸;3−フェニル−4−ヒド
ロキシ安息香酸;3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ安
息香酸;3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸;
3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシ安息香酸など。好
ましい態様においては、反復単位Iに環置換がない。反
復単位Iは本発明ポリマー中に約15〜約60モル%、
好ましくは約20〜約40モル%の量で存在する。
と呼ぶ単位IIは、下記の構造式をもつ:
の芳香環構造上にある水素原子のうち少なくとも幾つか
は置換されていてもよい。そのような置換基の例は、1
〜4個の炭素原子をもつアルキル基、1〜4個の炭素原
子をもつアルコキシ基、フェニル、ハロゲン(たとえば
Cl、BrおよびI)、およびその混合物である。反復
単位IIを誘導できる代表的な前駆物質は芳香族ヒドロ
キシナフトエ酸であり、これには下記のものが含まれ
る:6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸;6−ヒドロキシ
−5−クロロ−2−ナフトエ酸;6−ヒドロキシ−5−
メチル−2−ナフトエ酸;6−ヒドロキシ−5−メトキ
シ−2−ナフトエ酸;6−ヒドロキシ−5−フェニル−
2−ナフトエ酸;6−ヒドロキシ−7−クロロ−2−ナ
フトエ酸;6−ヒドロキシ−5,7−ジクロロ−2−ナ
フトエ酸など。好ましい態様においては、反復単位II
に環置換がない。反復単位IIは本発明ポリマー中に約
15〜約60モル%、好ましくは約20〜約40モル%
の量で存在する。反復単位IおよびIIは、合わせて本
発明ポリマーの約50〜約75モル%、好ましくは約6
0〜約70モル%を構成する。
の構造式をもつ:
れる二価の基であり、反復単位IIIの少なくとも一部
は
IIIの量は可変である。1態様において、反復単位I
IIは少なくとも約50モル%の単位IIIaを含有す
る;他の態様において、反復単位IIIは最低30モル
%、またはそれ未満の単位IIIaを含有する。これら
の式中には具体的に示していないが、反復単位IIIの
芳香環構造は、反復単位Iについて記載したと同様に置
換されていてもよい。好ましくは、反復単位IIに環置
換がない。反復単位IIIは、たとえば2,6−ナフタ
レンジカルボン酸単独、あるいはテレフタル酸および/
または4,4’−ビフェニルジカルボン酸などと組み合
わせた前駆物質から誘導される。反復単位IIIは本発
明ポリマー中に約5〜約20モル%、好ましくは約10
〜約15モル%の量で存在する。1態様において反復単
位IIIは下記のものを含む:
Iは下記の単位の混合物を含む:
構造式をもつ: −O−Ar2−X− 式中、Ar2およびXは前記に定義したものである。こ
の構造式中には具体的に示していないが、反復単位Iに
ついて記載したと同様に、反復単位IVの芳香環構造は
置換されていてもよい。反復単位IVを誘導できる前駆
物質の代表例は、芳香族ジオール、たとえば4,4’−
ビフェノール、ヒドロキノン、2,6−ナフタレンジオ
ール、p−アミノフェノールなどである。好ましくは、
反復単位IVに環置換がない。反復単位IVは本発明ポ
リマー中に約5〜約20モル%、好ましくは約10〜約
15モル%の量で存在する。本発明を実施する際、本発
明のポリマーは少なくとも約5モル%の次式の反復単位
を含む:
は次式の単位を含む:
次式の単位の混合物を含む:
造式をもつ:
が、反復単位Iについて記載したと同様に、反復単位V
の芳香環構造は置換されていてもよい。好ましくは、反
復単位Vに環置換がない。本発明を実施する際、反復単
位Vは本発明ポリマー中に約7〜約15モル%、好まし
くは約10〜約15モル%の量で存在する。反復単位V
が誘導される好ましい前駆物質はレソルシノールであ
る。
を与える他の単位が少量存在してもよい。ただし、その
ような単位は本発明が目的とする特性を妨げないもので
ある。本発明のポリマー中に存在するジオキシ単位およ
びオキシ−アミノ単位の全量がジカルボキシ単位の全量
と実質的に等しいことは、当業者に明らかであろう。一
般に各種の反復単位が生成ポリマー中にランダム配置で
存在する。好ましくは本発明のポリマーは全芳香族材料
である。
般に約10,000〜約80,000の重量平均分子量
を示す。好ましい分子量は、意図する最終用途に一部は
依存するであろう。たとえば繊維およびフィルム用途に
は、約20,000〜約40,000の重量平均分子量
が一般に好ましい。本発明のポリマーは、一般に等体積
のペンタフルオロフェノールとヘキサフルオロイソプロ
パノールの混合物中における0.1重量%ポリマー溶液
として25℃で測定して、少なくとも約1.0dl/g
のインヘレント粘度(I.V.)を示し、約3.0〜約
7.0dl/gのインヘレント粘度をもつポリマーが特
に好ましい。
形成することである。したがって溶融状態ではポリマー
鎖が剪断方向に配向する傾向がある。そのようなサーモ
トロピック性が、溶融加工して造形品を製造するのに好
都合な温度で現れる。溶融物の異方性は、一般的な偏光
顕微鏡検査法で確認できる。
ヒドロキシカルボン酸、ジオール、およびヒドロキシア
ミン(存在する場合)反応体により行われる重合反応に
より製造される。たとえば、予めアセチル化したヒドロ
キシル基およびアミノ基をもつ反応体を出発物質として
用い、反応混合物を重縮合温度に加熱し、そして目的と
するポリマー粘度に達するまで反応を維持することがで
きる。あるいは、その場でアセチル化することができ
る。この場合、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジ
オール、およびヒドロキシアミン(存在する場合)を無
水酢酸と反応させ、酢酸副生物を除去し、エステル化さ
れた反応体を芳香族ジ酸と共に重縮合温度に加熱し、そ
して目的とするポリマー粘度に達するまで反応を維持す
る。アセチル化反応中に芳香族ジ酸反応体が存在しても
よいが、その必要はない。アセチル化と重縮合反応を単
一反応器内で行う場合、反応器に反応体を1工程で装填
するのが一般的である。
器を用いる場合、ジ酸成分をアセチル化反応器ではなく
重縮合反応器に導入することが望ましいであろう。アセ
チル化および重縮合反応は、一般に適切な触媒の存在下
で行われる。そのような触媒は当技術分野で周知であ
り、たとえばカルボン酸のアルカリ金属塩およびアルカ
リ土類金属塩、たとえば酢酸カリウム、酢酸ナトリウ
ム、酢酸マグネシウムなどが含まれる。そのような触媒
は、一般に反復単位前駆物質の全重量に対し約50〜約
500ppmの量で用いられる。
される。アセチル化の初期段階では、酢酸副生物および
酸無水物が蒸留され始める点より低い蒸気相温度を維持
するために、還流を採用することが望ましい。アセチル
化の初期段階における温度は、一般に90〜150℃、
好ましくは約100〜約130℃である。アセチル化を
完了させるために、次いで反応混合物を最終溶融物温度
約150〜約220℃、好ましくは約150〜約200
℃に加熱する。180〜200℃の温度が特に好まし
い。この時点で、還流を用いる場合、蒸気相温度は酢酸
の沸点より高くなければならないが、ただし残留無水酢
酸を保持するのに十分なほど低くなければならない。
めに、アセチル化を実施する際に過剰量の無水酢酸を用
いることが望ましいであろう。用いる酸無水物の過剰量
は、還流の有無を含めて、採用する個々のアセチル化条
件に応じて異なるであろう。存在する反応体ヒドロキシ
ル基の全モル量に対し約1〜約10モル%過剰の無水酢
酸の使用も異例ではない。
維持を共に達成するために、酸無水物の損失を最小限に
すべきである。酢酸は約118℃で蒸発する。より高い
温度、たとえば140℃では、無水酢酸も蒸発し始め
る。反応器に蒸気相の還流を制御する手段を備えること
が望ましい。蒸気相還流温度を約120〜約130℃に
維持することが特に望ましい。
に約210〜約260℃の温度で起き始める。酢酸は重
合反応の副生物でもあるので、重縮合反応を行う際には
制御された蒸気相還流を採用することが望ましい。制御
された蒸気相還流を行わない場合、重合温度の上昇に伴
って、無水酢酸、アセトキシ安息香酸その他の揮発性物
質が蒸発する。合成される個々のポリマーに応じて、重
合反応中、蒸気相還流温度を約120〜約130℃に維
持することが好ましい。
よび無水酢酸の沸点より高い沸点をもつ揮発性反応副生
物を除去しなければならない。したがって、約250〜
約300℃の反応器温度では、蒸気相還流(採用する場
合)を一般にこれより高い蒸気相温度になるように調節
するか、または還流を停止する。重合は、一般に目的と
するポリマー粘度に達するまで行われる。溶融物の分子
量を高めるために、一般に真空下で重合反応を行う。真
空を付与すると、重縮合の最終段階で形成される揮発性
物質の除去が容易になる。
に目的形状のダイを備えた押出しオリフィスを通して排
出させ、冷却および採集する。一般に有孔ダイを通して
溶融物を排出させてストランドを形成し、これを水浴中
へ引き取り、ペレット化および乾燥させる。
的に反復単位I、II、III、IVおよびVからなる
高延伸性の非晶質異方性溶融物形成性ポリマーに関す
る:反復単位Iは
れる)であり、そして反復単位Vは
の反復単位I、約20〜約40モル%の反復単位II、
約10〜約15モル%の反復単位III、約10〜約1
5モル%の反復単位IV、および10〜約15モル%の
反復単位Vを含有し、その際(a)反復単位IおよびI
Iは合わせてポリマー中に約60〜約70モル%の量で
存在し、(b)ポリマーは少なくとも約5モル%の次式
の反復単位:
て本発明は、本質的に反復単位I、II、III、IV
およびVからなる高延伸性の非晶質異方性溶融物形成性
ポリマーに関する:反復単位Iは
の反復単位I、約30〜約35モル%の反復単位II、
約10〜約15モル%の反復単位III、約10〜約1
5モル%の反復単位IV、および10〜約15モル%の
反復単位Vを含有する。
出しおよび同時押出し用途、たとえば繊維、フィルム、
シート、吹込み成形品などの製造に好適であるが、それ
らは射出成形部品の製造にも使用できる。所望により、
本発明のポリマーを含有する組成物は、1種類以上の任
意追加成分、たとえば着色剤、滑剤、加工助剤、安定
剤、充填剤、強化剤などを含有してもよい。充填剤およ
び強化剤は、繊維およびフィルム用途に用いる組成物中
には一般に存在しない。
できるため、多層積層品の製造に際し、特にインフレー
トフィルムおよび吹込み成形容器のバリヤー層として用
いるのに好適である。加工業者は、本発明のLCPから
作成した比較的薄いバリヤー層を用いて、多層フィルム
に従来用いられている熱可塑性樹脂にさらに良好な強度
を与え、かつより良好な酸素および水分遮断抵抗性を得
ることができる。好ましいインフレートフィルムおよび
吹込み成形容器には、ポリオレフィン/バリヤー層/ポ
リオレフィン構造をもつ多層積層品が含まれ、その際、
1以上の中間層、たとえば接着層をバリヤー層とポリオ
レフィン層の間に挿入してもよい。
ィンは、ポリオレフィンホモポリマーおよびコポリマ
ー、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン
酢酸ビニルなどである。選択するポリオレフィンは、目
的とする最終用途に応じて異なる。さらに、ポリオレフ
ィンをLCPに接着するために、接着層を用いてもよ
い。接着層としては任意の適切な接着材料を使用でき、
たとえば下記のものが含まれるが、これらに限定されな
い:エチレン−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−
アクリル酸メチルコポリマー、無水マレイン酸とグラフ
トしたエチレン−アクリル酸メチルコポリマー、エチレ
ン−アクリル酸メチル−マレイン酸ターポリマー、エチ
レン−メタクリル酸グリシジルコポリマー、エチレン−
アクリル酸メチル−メタクリル酸グリシジルターポリマ
ー、エチレン−メタクリル酸メチル−アクリル酸ターポ
リマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、アルコキシ
シラン改質エチレン−アクリル酸エチルコポリマー、エ
チレン−アクリル酸コポリマー、ならびに無水マレイン
酸とグラフトしたポリプロピレンおよび二量体ベースポ
リアミドのブレンド。
品、たとえばポリアルキレンテレフタラート/バリヤー
層/ポリアルキレンテレフタラート構造をもつものも好
ましく、その際、1以上の中間層、たとえば接着層をバ
リヤー層とポリオレフィン層の間に挿入してもよい。そ
のような積層品の製造に特に好ましいポリアルキレンテ
レフタラートには、ポリエチレンテレフタラートおよび
ポリブチレンテレフタラートが含まれる。同様にポリエ
ステルをLCPに接着するために、接着層を用いてもよ
い。接着層としては任意の適切な接着材料を使用でき、
たとえばポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリ
ウレタン、ポリエステルエラストマー、およびポリエー
テルエラストマーが含まれるが、これらに限定されな
い。
用できる他の熱可塑性樹脂は、ポリアミド、たとえばナ
イロンである。多層積層品において、バリヤー層の厚さ
は一般に個々の最終用途に応じて1〜25ミクロンであ
る。
来の熱可塑性樹脂の延伸に一般に用いる温度(たとえば
120〜160℃)で延伸できることである。積層品の
延伸により従来の熱可塑性ポリマーは配向し、積層品の
強度が向上する。従来のLCPはそれらの溶融温度より
低い温度では良好に延伸しないので、一般に配向多層積
層品には用いられない。
な用途の1つは、従来の繊維形成装置を用いるモノフィ
ラメント、マルチフィラメントおよび二成分繊維などの
繊維の製造である。
少なくとも1成分として使用できる。二成分繊維は周知
であり、それぞれ異なる相対粘度をもつポリマーから形
成された少なくとも2つの別個の断面区分をもつ繊維と
定義できる。別個の区分は少なくとも2つの異なるポリ
マー、または異なる相対粘度をもつ同じポリマークラス
のものにより形成されてもよい。二成分繊維にはコア−
シース(core and sheath)繊維構造、
並列(side by side)繊維構造、ティップ
ト(tipped)繊維構造、マイクロデニール構造お
よび混合繊維構造のものが含まれるが、これらに限定さ
れない。これらのタイプの二成分繊維構造体はUSP
6,074,590に記載されており、これを本明細書
に参考として援用する。
押出し後配向プロセスに用いる温度で延伸できるので、
二成分繊維の成分の1つとして用いるのに好適である。
従来の熱可塑性樹脂を用いた二成分繊維は、ポリマーを
配向させて繊維の強度を向上させるために、押出し後配
向プロセスで延伸される。従来の液晶ポリマーは従来の
熱可塑性樹脂の延伸に用いる温度で延伸できないので、
押出し後配向プロセスに二成分繊維の成分の1つとして
使用できない。
を二成分繊維の他の成分の1つとして使用できる。使用
できる適切なクラスのポリマーには、ポリアミド、ポリ
エステル、アクリル系ポリマーおよびポリオレフィンが
含まれるが、これらに限定されない。具体的には、ナイ
ロン、低密度および高密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ンおよびポリエチレンテレフタラートを二成分繊維の他
の成分の1つとして使用できる。
置、たとえばUSP6,074,590;5,948,
528;5,618,479;5,162,074;
5,125,818;5,344,297および5,4
45,884に記載のものを用いて紡糸できる。これら
を本明細書に参考として援用する。基本的に、二成分繊
維の紡糸には、2以上の成分を同時押出して、目的とす
る予め定めた配置で異なる成分が一緒になった単一フィ
ラメントを形成することが含まれる。
分繊維のいずれの成分としても使用できる。たとえばコ
ア−シース繊維の場合、延伸性液晶ポリマーをコア成分
またはシース成分のいずれとしても使用できる。そのよ
うな例の1つは、コアとしての延伸性液晶ポリマーおよ
びシースとしてのポリエチレンテレフタラートをもつも
のである。延伸性液晶ポリマーコア成分は室温での高い
弾性率および靭性に寄与する。他の例は、シースとして
の延伸性液晶ポリマーおよびコアとしてのポリエチレン
テレフタラートをもつものであり、延伸性液晶ポリマー
の卓越したバリヤー性のため過酷な環境に対する抵抗能
が向上する。
を示す。ただしこれらの実施例は決して本発明を限定す
るためのものではない。
蒸留トラップ、および冷却器と受け器に接続したヴィグ
ロウカラムを備えた4Lの三つ口円筒形フラスコに、下
記のものを添加した: 331.2g p−ヒドロキシ安息香酸 225.6g 6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸 99.6g テレフタル酸 111.6g 4,4’−ビフェノール 129.6g 2,6−ナフタレンジカルボン酸 66.0g レソルシノール 632.9g 無水酢酸 0.12g 酢酸カリウム(60ppm) フラスコから排気により酸素をパージし、乾燥窒素でフ
ラッシし、電気的に加熱した流動砂浴に浸漬した。75
rpmで撹拌しながらフラスコ内容物を約150℃に加
熱して、ヒドロキシル基をアセチル化した。70分間か
けて温度を150℃から220℃にまで高め、副生物酢
酸を蒸留した。220℃で重合が開始し、130分間か
けてバッチ温度を340℃に高めた。この期間中、発生
した酢酸を蒸留により除去した。340℃に30分間の
保持期間後、真空を付与し、20分間かけて圧力を徐々
に約5mmHgにまで低下させた。撹拌機速度の維持に
必要なトルクが目的の溶融粘度を得るのに必要な目標値
に達するまで、真空を維持した。目標トルクに達すると
真空を解除し、乾燥窒素で大気圧にした。
ト粘度(I.V.)(25℃で等体積のペンタフルオロ
フェノールとヘキサフルオロイソプロパノールの混合物
中0.1重量%ポリマー溶液として測定)をもつポリマ
ーが得られた。このポリマーの溶融粘度(M.V.)
は、剪断速度1000sec-1で約1500ポアズであ
った(270℃で直径1mmおよび長さ20mmのオリ
フィスを用いる毛管レオメーターにより測定)。DSC
(20℃/分の加熱速度)は、このポリマーが110℃
のTgをもつことを示した。
した。表1に、各種の実施例および比較例を、用いた反
応体モノマーのモル%と共に示す。略号は下記のもので
ある: ”p−HBA” p−ヒドロキシ安息香酸を意味する ”HNA” 6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸を意味する ”TA” テレフタル酸を意味する ”NDA” 2,6−ナフタレンジカルボン酸を意味する ”BP” 4,4’−ビフェノール を意味する;および ”R” レソルシノールを意味する 重合はすべて、60ppmの酢酸カリウムの存在下で、
存在するヒドロキシル基を完全にアセチル化するのに十
分な無水酢酸を用いて行われた。。
り、すべてのポリマーが光学異方性であることが確認さ
れた。これらのポリマーは反応体モノマーの装填モル量
に対応するモル量の反復単位を含有していた。これらの
ポリマーについてのI.V.、M.V.およびTgデー
タ(前記により測定)を表2に報告する。Tmを報告し
たポリマー以外のポリマーは、非晶質であった。
Micromelt(商標)装置により溶融紡糸してテ
ープにした。この装置は0.127mm×6.35mm
のダイを備えていた。溶融温度は試料の溶融特性に応じ
て270〜280℃の範囲であった。ポリマーのT
g(またはTm)に応じて、処理速度は0.45cc/
分;引取りロール速度は2rpm;パック圧力は約11
0〜約290kg/cm2であった。得られたテープは
厚さ約0.05mm、幅約6mmであった。
を各テープから切り取った。試験片の厚さを0.002
5mmの精度で、幅を0.25mmの精度で測定した。
予熱したインストロンオーブンに各試験片を入れ、6分
間でその温度に到達させ、次いで試験温度150℃に設
定したインストロン型万能試験機(サーマルチャンバー
付き)で試験した。ゲージ長さを25mmに設定し、ク
ロスヘッド速度を50.8mm/分に設定した。破断点
で破断ひずみ率%を計算した。破断ひずみ率%を、試験
した5試験片のデータの平均として表2に示す。標準偏
差値も示す。
Claims (29)
- 【請求項1】 本質的に反復単位I、II、III、I
VおよびVからなる高延伸性の非晶質異方性溶融物形成
性ポリマー:反復単位Iは 【化1】 であり、 反復単位IIは 【化2】 であり、 反復単位IIIは 【化3】 (式中、Ar1は 【化4】 ならびにその混合物よりなる群から選択される)であ
り、 反復単位IVは −O−Ar2−X− IV (式中、Ar2は 【化5】 ならびにその混合物よりなる群から選択され、XはOま
たはNR2よりなる群から独立して選択され、R2は水素
およびC1〜C6アルキルよりなる群から独立して選択さ
れる)であり、そして反復単位Vは 【化6】 であり、 反復単位Iはポリマー中に約15〜約60モル%の量で
存在し、反復単位IIはポリマー中に約15〜約60モ
ル%の量で存在し、反復単位IIIはポリマー中に約5
〜約20モル%の量で存在し、反復単位IVはポリマー
中に約5〜約20モル%の量で存在し、反復単位Vはポ
リマー中に約7〜約15モル%の量で存在し、その際
(a)反復単位IおよびIIは合わせてポリマー中に約
50〜約75モル%の量で存在し、(b)ポリマーは少
なくとも約5モル%の次式の反復単位: 【化7】 を含有し、かつ(c)反復単位IIIの少なくとも一部
は 【化8】 である。 - 【請求項2】 反復単位IIIが 【化9】 である、請求項1に記載のポリマー。
- 【請求項3】 反復単位IIIが 【化10】 の混合物を含む、請求項1に記載のポリマー。
- 【請求項4】 反復単位Iがポリマー中に約30〜約3
5モル%の量で存在し、反復単位IIがポリマー中に約
30〜約35モル%の量で存在し、反復単位IIIがポ
リマー中に約10〜約15モル%の量で存在し、反復単
位IVがポリマー中に約10〜約15モル%の量で存在
し、反復単位Vがポリマー中に約10〜約15モル%の
量で存在する、請求項1に記載のポリマー。 - 【請求項5】 反復単位Iがポリマー中に約30〜約3
5モル%の量で存在し、反復単位IIがポリマー中に約
30〜約35モル%の量で存在し、反復単位IIIがポ
リマー中に約10〜約15モル%の量で存在し、反復単
位IVがポリマー中に約10〜約15モル%の量で存在
し、反復単位Vがポリマー中に約10〜約15モル%の
量で存在する、請求項2に記載のポリマー。 - 【請求項6】 反復単位Iがポリマー中に約30〜約3
5モル%の量で存在し、反復単位IIがポリマー中に約
30〜約35モル%の量で存在し、反復単位IIIがポ
リマー中に約10〜約15モル%の量で存在し、反復単
位IVがポリマー中に約10〜約15モル%の量で存在
し、反復単位Vがポリマー中に約10〜約15モル%の
量で存在する、請求項3に記載のポリマー。 - 【請求項7】 反復単位IVが 【化11】 である、請求項5に記載のポリマー。
- 【請求項8】 反復単位IVが 【化12】 である、請求項6に記載のポリマー。
- 【請求項9】 本質的に反復単位I、II、III、I
VおよびVからなる高延伸性の非晶質異方性溶融物形成
性ポリマー:反復単位Iは 【化13】 であり、 反復単位IIは 【化14】 であり、 反復単位IIIは 【化15】 であり、 反復単位IVは −O−Ar2−O− (式中、Ar2は 【化16】 およびその混合物よりなる群から選択される)であり、
そして反復単位Vは 【化17】 であり、 ポリマーは約20〜約40モル%の反復単位I、約20
〜約40モル%の反復単位II、約10〜約15モル%
の反復単位III、約10〜約15モル%の反復単位I
V、および10〜約15モル%の反復単位Vを含有し、
その際(a)反復単位IおよびIIは合わせてポリマー
中に約60〜約70モル%の量で存在し、かつ(b)ポ
リマーは少なくとも約5モル%の次式の反復単位: 【化18】 を含有する。 - 【請求項10】 本質的に反復単位I、II、III、
IVおよびVからなる高延伸性の非晶質異方性溶融物形
成性ポリマー:反復単位Iは 【化19】 であり、 反復単位IIは 【化20】 であり、 反復単位IIIは 【化21】 の混合物であり、 反復単位IVは 【化22】 であり、そして反復単位Vは 【化23】 であり、 ポリマーは約30〜約35モル%の反復単位I、約30
〜約35モル%の反復単位II、約10〜約15モル%
の反復単位III、約10〜約15モル%の反復単位I
V、および10〜約15モル%の反復単位Vを含有す
る。 - 【請求項11】 請求項1に記載のポリマーから製造さ
れる造形品。 - 【請求項12】 請求項1に記載のポリマーから製造さ
れるフィルム。 - 【請求項13】 請求項1に記載のポリマーから製造さ
れる繊維。 - 【請求項14】 反復単位I、II、III、IVおよ
びVを含む液晶ポリマー:反復単位Iは 【化24】 であり、 反復単位IIは 【化25】 であり、 反復単位IIIは 【化26】 (式中、Ar1は 【化27】 ならびにその混合物よりなる群から選択される)であ
り、 反復単位IVは −O−Ar2−X− IV (式中、Ar2は 【化28】 ならびにその混合物よりなる群から選択され、XはOま
たはNR2よりなる群から独立して選択され、R2は水素
およびC1〜C6アルキルよりなる群から独立して選択さ
れる)であり、そして反復単位Vは 【化29】 であり、 反復単位Iはポリマー中に約15〜約60モル%の量で
存在し、反復単位IIはポリマー中に約15〜約60モ
ル%の量で存在し、反復単位IIIはポリマー中に約5
〜約20モル%の量で存在し、反復単位IVはポリマー
中に約5〜約20モル%の量で存在し、反復単位Vはポ
リマー中に約7〜約15モル%の量で存在し、その際
(a)反復単位IおよびIIは合わせてポリマー中に約
50〜約75モル%の量で存在し、(b)ポリマーは少
なくとも約5モル%の次式の反復単位: 【化30】 を含有し、かつ(c)反復単位IIIの少なくとも一部
は 【化31】 である。 - 【請求項15】 反復単位IIIが 【化32】 である、請求項14に記載のポリマー。
- 【請求項16】 反復単位IIIが 【化33】 の混合物である、請求項14に記載のポリマー。
- 【請求項17】 反復単位Iがポリマー中に約30〜約
35モル%の量で存在し、反復単位IIがポリマー中に
約30〜約35モル%の量で存在し、反復単位IIIが
ポリマー中に約10〜約15モル%の量で存在し、反復
単位IVがポリマー中に約10〜約15モル%の量で存
在し、反復単位Vがポリマー中に約10〜約15モル%
の量で存在する、請求項16に記載のポリマー。 - 【請求項18】 熱可塑性樹脂の層および請求項1に記
載のポリマーの層を含む多層積層品。 - 【請求項19】 反復単位IIIが 【化34】 である、請求項18に記載の積層品。
- 【請求項20】 反復単位Vが 【化35】 の混合物である、請求項18に記載の積層品。
- 【請求項21】 反復単位Iがポリマー中に約30〜約
35モル%の量で存在し、反復単位IIがポリマー中に
約30〜約35モル%の量で存在し、反復単位IIIが
ポリマー中に約10〜約15モル%の量で存在し、反復
単位IVがポリマー中に約10〜約15モル%の量で存
在し、反復単位Vがポリマー中に約10〜約15モル%
の量で存在する、請求項20に記載の積層品。 - 【請求項22】 さらに接着層を含み、接着層がエチレ
ン−無水マレイン酸コポリマー、エチレン−アクリル酸
メチルコポリマー、無水マレイン酸とグラフトしたエチ
レン−アクリル酸メチルコポリマー、エチレン−アクリ
ル酸メチル−マレイン酸ターポリマー、エチレン−メタ
クリル酸グリシジルコポリマー、エチレン−アクリル酸
メチル−メタクリル酸グリシジルターポリマー、エチレ
ン−メタクリル酸メチル−アクリル酸ターポリマー、エ
チレン−酢酸ビニルコポリマー、アルコキシシラン改質
エチレン−アクリル酸エチルコポリマー、エチレン−ア
クリル酸コポリマー、無水マレイン酸とグラフトしたポ
リプロピレンおよび二量体ベースポリアミドのブレン
ド、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレ
タン、ポリエステルエラストマー、ならびにポリエーテ
ルエラストマーよりなる群から選択される材料で作成さ
れた、請求項18に記載の積層品。 - 【請求項23】 熱可塑性樹脂がポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレン酢酸ビニル、ナイロンおよびポリア
ルキレンテレフタラートよりなる群から選択される、請
求項18に記載の積層品。 - 【請求項24】 積層品が約120〜約160℃の温度
で延伸された、請求項18に記載の積層品。 - 【請求項25】 請求項1に記載のポリマーから製造さ
れる二成分繊維。 - 【請求項26】 繊維がコア−シース繊維構造、並列繊
維構造、ティップト繊維構造、マイクロデニール構造お
よび混合繊維構造よりなる群から選択される構造をも
つ、請求項25に記載の二成分繊維。 - 【請求項27】 成分の1つがナイロン、低密度または
高密度ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレ
ンテレフタラートよりなる群から選択される、請求項2
6に記載の二成分繊維。 - 【請求項28】 繊維が延伸された、請求項27に記載
の二成分繊維。 - 【請求項29】 高延伸性の非晶質異方性溶融物形成性
ポリマーの製造方法であって、次式の反復単位V: 【化36】 を、反復単位I、II、IIIおよびIVを含むポリマ
ーに取り込ませ、その際反復単位Iは 【化37】 であり、 反復単位IIは 【化38】 であり、 反復単位IIIは 【化39】 (式中、Ar1は 【化40】 ならびにその混合物よりなる群から選択される)であ
り、そして反復単位IVは −O−Ar2−X− IV (式中、Ar2は 【化41】 ならびにその混合物よりなる群から選択され、XはOま
たはNR2よりなる群から独立して選択され、R2は水素
およびC1〜C10アルキルよりなる群から独立して選択
される)であり、 これにより、本質的に約15〜約60モル%の反復単位
I、約15〜約60モル%の反復単位II、約5〜約2
0モル%の反復単位III、約5〜約20モル%の反復
単位IV、および7〜約15モル%の反復単位Vを含有
するポリマーを製造し、その際(a)反復単位Iおよび
IIは合わせてポリマー中に約50〜約75モル%の量
で存在し、(b)ポリマーは少なくとも約5モル%の次
式の反復単位: 【化42】 を含有し、かつ(c)反復単位IIIの少なくとも一部
は 【化43】 であることを含む方法。
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