JP2003012780A - ポリトリメチレンテレフタレート重合体 - Google Patents
ポリトリメチレンテレフタレート重合体Info
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Abstract
械的強度の保持を著しく向上させたポリトリメチレンテ
レフタレート重合体を供給する。 【解決手段】 数平均分子量が1000〜100,00
0、分子量分布(Mw/Mn)が1.2〜5.0であ
り、かつ分子量が100,000以上の成分が、1〜2
0重量%含有されることを特徴とするポリトリメチレン
テレフタレート重合体。
Description
返し衝撃疲労特性に優れ、かつ高温・高湿下での機械的
強度の保持を著しく向上させたポリトリメチレンテレフ
タレート重合体に関するものである。
メチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート
に代表される熱可塑性ポリエステルは、機械特性、耐熱
性、耐薬品性、耐候性、電気的特性に優れ、自動車材
料、電気・電子部品などの広い分野で使用されている。
近年、マイクロエレクトロニクス分野などにおける小型
化・高集積化の進展に伴い、従来より過酷な条件下での
使用に耐えうる成形品材料が要求されてきた。しかしな
がらこれらの熱可塑性ポリエステル樹脂は高温・高湿下
に長時間さらされると、結晶化と熱劣化あるいは加水分
解が次第に進行して靭性が低下し、成形品が容易に破壊
するという欠点があった。このため、高温・高湿下での
耐久性が必要とされる用途においては使用が制限されて
いるのが現状である。
て、特開昭51−8361号公報では、ある範囲の固有
粘度を有するポリトリメチレンテレフタレート(該公報
中では、ポリプロピレンテレフタレートで記載)にポリ
アミドを配合する方法、特開平11−100516号公
報では、熱可塑性樹脂にポリトリメチレンテレフタレー
トを配合する方法が開示されている。
51−8361号公報に開示された方法では、高温時の
強度保持についてはある程度の改善が見られるが、ポリ
アミドには吸湿性があり、耐加水分解性に問題がある。
また、特開平11−100516号公報に開示された方
法では、熱可塑性樹脂の量に対しポリトリメチレンテレ
フタレート量が相対的に少なく、ポリトリメチレンテレ
フタレートがもつ基本特性を損なう問題がある。
解決すべく鋭意検討した結果、ある特定の分子量と分子
量分布をもつポリトリメチレンテレフタレートが、優れ
た基本特性を損なうことなく、優れた機械特性と繰り返
し衝撃疲労特性、および高温・高湿下での機械強度の保
持を兼ね備え得ることを見出し本発明に至った。しか
も、ポリトリメチレンテレフタレートがもつ優れた基本
特性を損なうことなく達成することができた。
1000〜100,000、分子量分布(Mw/Mn)
が1.2〜5.0であり、かつ分子量が100,000
以上の成分が、1〜20重量%含有されるポリトリメチ
レンテレフタレート重合体、(2)Mw/Mnが1.5
〜4.5である上記ポリトリメチレンテレフタレート重
合体、および(3)分子量が100,000以上の成分
が、2〜15重量%含有される上記1又は2ポリトリメ
チレンテレフタレート重合体である。
テレフタレート重合体について詳細に説明する。本発明
におけるポリトリメチレンテレフタレート(以下、PT
Tと略称することがある。)とは、酸成分としてテレフ
タル酸を用い、グリコール成分としてトリメチレングリ
コールを80モル%以上含有したポリエステルポリマー
を示している。本発明においてトリメチレングリコール
としては、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパ
ンジオール、1,1−プロパンジオール、2,2−プロ
パンジオール、あるいはこれらの混合物の中から選ばれ
るが、安定性の観点から1,3−プロパンジオールが特
に好ましい。
外の芳香族ジカルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル
酸、2,6ーナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカ
ルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノ
キシエタンジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン
酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、ジフェニルスルフ
ォンジカルボン酸等;コハク酸、アジピン酸、セバシン
酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン
酸等の脂環族ジカルボン酸;ε―オキシカプロン酸、ヒ
ドロキシ安息香酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオ
キシジカルボン酸が例示される。
コール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレング
リコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン
ジメタノール、キシリレングリコール、ジエチレングリ
コール、ポリオキシアルキレングリコール、ハイドロキ
ノンなどが例示される。また、上述のポリエステル成分
に分岐成分、例えばトリカルバリル酸、トリメシン酸、
トリメリット酸等の三官能または四官能のエステル形成
能を持つ酸またはグリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリトリットなどの三官能または四官能のエ
ステル形成能を持つアルコールを共重合してもよく、そ
の場合にそれらは全ジカルボン酸成分の1.0モル%以
下、好ましくは、0.5モル%以下、さらに好ましく
は、0.3モル%以下である。
以上組み合わせて使用しても構わない。本発明に用いら
れるPTTの製造方法としては、種々の方法が提案され
ている(特開昭51−140992号公報、特開平5−
262862号公報、特開平8−311177号公報
等) 例えば溶融重縮合反応またはこれと固相重縮合反
応とを組み合わせた方法等によって製造できる。例えば
テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体(例えば
ジメチルエステル、モノメチルエステル等の低級アルキ
ルエステル)とトリメチレングリコールまたはそのエス
テル形成性誘導体とを触媒の存在下、好適な温度・時間
で加熱反応させ、更に得られるテレフタル酸のグリコー
ルエステルを触媒の存在下、好適な温度・時間で所望の
重合度まで重縮合反応させる方法が挙げられる。
000〜100,000、分子量分布(Mw/Mn)が
1.2〜5.0であり、かつ分子量100,000以上
の成分が、1〜20重量%含有される必要がある。上記
範囲外であれば、優れた機械的特性と繰り返し衝撃疲労
特性、および高温・高湿下での機械的強度の保持の向上
は同時には達成されない。好ましくは、Mw/Mnが
1.5〜4.5であり、より好ましくは、数平均分子量
が5000〜50,000であり、かつMw/Mnが
1.5〜4.0であり、さらに好ましくは数平均分子量
が12、000〜35,000であり、かつMw/Mn
が1.5〜3.5である。
については、例えば分子量測定の方法は、浸透圧法や末
端定量法或いはGPC法(ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー)により測定することができる。例えば、
東ソー(株)製HLC−8120及びカラムとして昭和
電工(株)HFIP804−803(30cmカラム2
本)、キャリアとしてヘキサフルオロイソプロパノール
(以後HFIPと呼ぶ)を用い、標準試料としてポリマ
ーラボラトリー社製PMMAを用いて、温度40℃、流
量0.5ml/分で測定する方法が挙げられる。また、
分子量100,000以上の成分が、1〜20重量%、
好ましくは、2〜15重量%含有することを同時に満足
する必要がある。この範囲にすることにより、繰り返し
衝撃疲労特性は大幅に改良される。
加剤や充填剤を添加することもできる。例えば、ヒンダ
ードフェノール系酸化防止剤、ヒンダートアミン系光安
定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤などの安定
剤、ガラスファイバー、カーボンファイバー、タルク、
ウオラストナイト、ハイドロタルサイトなどの無機フィ
ラー、酸化チタン、カーボンブラック、キナクリドン、
酸化鉄、チタンイエロー、フタロシアニン、アルミ粉な
どの顔料、窒化ホウ素等の結晶核剤、グラファイト、二
硫化モリブデン、グラフトポリエチレン、ステアリン酸
カルシウムなどの脂肪酸金属塩、PTFE等の固体潤滑
剤、エチレンビス脂肪酸アミド等の離型剤、ポリエチレ
ングリコール、導電性カーボンブラック等の帯電防止剤
などである。
出成形法、ホットランナー射出成形法、アウトサート成
形法、インサート成形法、中空射出成形法、金型の高周
波加熱射出成形法、圧縮成形法、インフレーション成
形、ブロー成形、押出成形法などで成形され、実用させ
る。好ましくは、射出成形法、ホットランナー射出成形
法、アウトサート成形法、インサート成形法、中空射出
成形法、金型の高周波加熱射出成形法、押出成形法であ
る。
塑性樹脂とのアロイに用いることができる。熱可塑性樹
脂の具体例としては、PTT以外のポリエステル樹脂、
液晶ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、フェノキ
シ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンなどのポリ
オレフィン系樹脂、エチレン/α―オレフィン樹脂(例
えば、エチレン/プロピレン樹脂、エチレン/1−ブテ
ン樹脂など)、ポリスチレン樹脂、スチレン/アクリロ
ニトリル共重合体、ABS樹脂、ポリエステルポリエー
テルエラストマー、ポリエステルポリエステルエラスト
マー等のエラストマー、あるいはこれら熱可塑性樹脂の
2種以上の混合物が挙げられる。
細に説明するが、本発明は実施例などにより何ら限定さ
れるものではない。なお実施例中の主な評価方法および
測定値は以下の方法で行った。 (1)数平均分子量および分子量分布の測定 GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)に
より測定した。測定条件は、東ソー(株)製HLC−8
120及びカラムとして昭和電工(株)HFIP804
−803(30cmカラム2本)、キャリアとしてHF
IPを用い、標準試料としてポリマーラボラトリー社製
PMMAを用いて、温度40℃、流量0.5ml/分で
実施した。
ダー温度250℃、金型温度100℃でASTMの規格
片を射出成形にて得た。 (3)引張強度及び引張伸度 ASTM D−638に準じて行った。 (4)繰り返し衝撃強度 東洋精器製繰り返し衝撃試験器にて、3.2mm厚みの
ノッチ付き試験片を用い、23℃、160g荷重×20
mmの落下高さ、60回/分の頻度の条件で試験を行
い、破壊までの回数を測定した。数値の大きい方が繰り
返し衝撃疲労特性に優れる。
ついての評価 試験片を120℃、100RH%,2atm雰囲気下で
50時間放置したサンプルの引張強度を測定し、強度保
持率=処理後/処理前×100(%)より引張強度保持
率を算出した。
オール(以下、PDと略す。)30.4kg及びテレフ
タル酸(以下、TPAと略す)33.2kg(PD/T
PAのモル比=2.0)を仕込み、3039hPaGの
制圧下、240℃で4時間エステル化反応を行い、エス
テル化反応率は95.6%のエステル化反応物を得た。
得られたエステル化反応物40kgを重縮合反応缶に移
送し、TPA1モルに対しテトラブチルチタネート2×
10-4モルを加え、0.3hPaの減圧下、245℃で
2時間重縮合反応を行い、極限粘度0.70のPTTプ
レポリマーを得た。得られたプレポリマーを130℃で
1時間予備乾燥した後、1.3hPaの減圧下、200
℃で3時間固相重縮合することにより、PTT重合体を
得た。このPTT重合体をGPCで測定すると数平均分
子量9500、Mw/Mn=2.7、分子量10万以上
の成分が5.5重量%であった。該PTTを120℃×
5時間乾燥させた後、射出成形し、試験片を得た。得ら
れた試験片の評価した結果を表1に示す。
温度及び時間を変えることにより、数平均分子量、分子
量分布の異なるPTT重合体を得た。GPCで測定した
ところ、それぞれ数平均分子量21000、Mw/Mn
=2.1、分子量10万以上の成分が10.0重量%お
よび数平均分子量5300、Mw/Mn=1.8、分子
量10万以上の成分が3.7重量%および数平均分子量
15000、Mw/Mn=2.6、分子量10万以上の
成分が8.7重量%であった。該PTTを実施例1と同
様に評価した。その結果を表1に示す。
モル%をエチレングリコールまたはテトラメチレングリ
コールとした以外は、実施例1と同様な操作を行い、P
TT共重合体を得た。GPCでの測定結果、およびそれ
ら共重合体を用いた評価結果を表1に示す。
時間を変えることにより、数平均分子量、分子量分布の
異なるPTT重合体を得た。GPCでの測定結果、およ
びそれら共重合体を用いた評価結果を表1に示す。
間にし、固相重縮合を行わずにPTT重合体を得た。G
PCでの測定結果、およびそれら共重合体を用いた評価
結果を表1に示す
量と分子量分布をもつポリトリメチレンテレフタレート
が、優れた機械特性と繰り返し衝撃疲労特性、および高
温・高湿下での機械強度の保持が達成される。
返し衝撃疲労特性、および高温・高湿下での機械強度の
保持が可能な重合体を提供でき、マイクロエレクトロニ
クス分野、自動車分野などにおける小型化・高集積化の
進展に伴う、過酷な条件下での使用に耐えうる成形品材
料を提供できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 数平均分子量が1000〜100,00
0、分子量分布(Mw/Mn)が1.2〜5.0であ
り、かつ分子量が100,000以上の成分が、1〜2
0重量%含有されることを特徴とするポリトリメチレン
テレフタレート重合体。 - 【請求項2】 Mw/Mnが1.5〜4.5であること
を特徴とする請求項1記載のポリトリメチレンテレフタ
レート重合体。 - 【請求項3】 分子量が100,000以上の成分が、
2〜15重量%含有されることを特徴とする請求項1又
は2記載のポリトリメチレンテレフタレート重合体。
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---|---|---|---|
JP2002120557A JP2003012780A (ja) | 2001-04-27 | 2002-04-23 | ポリトリメチレンテレフタレート重合体 |
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JP2001-132321 | 2001-04-27 | ||
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-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002120557A patent/JP2003012780A/ja not_active Ceased
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