JP2003183369A - ポリエステル樹脂およびそれからなる成形品 - Google Patents

ポリエステル樹脂およびそれからなる成形品

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JP2003183369A
JP2003183369A JP2001384254A JP2001384254A JP2003183369A JP 2003183369 A JP2003183369 A JP 2003183369A JP 2001384254 A JP2001384254 A JP 2001384254A JP 2001384254 A JP2001384254 A JP 2001384254A JP 2003183369 A JP2003183369 A JP 2003183369A
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Japan
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polyester resin
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polyester
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English (en)
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Masayuki Kawabe
雅之 川辺
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Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Kanebo Ltd
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Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【発明が解決しようとする課題】柔軟性に優れ、かつ透
明性と耐熱性を有するポリエステル樹脂およびそれから
なる成形品を提供する。 【解決手段】テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分と
し、エチレングリコールを主たるジオール成分とするポ
リエステルであって、酸成分中に全酸成分に対してダイ
マー酸を15〜20重量%、ジオール成分中に全ジオー
ル成分に対して(化1)で示される平均分子量1000
〜1800のポリオール化合物を10〜20重量%含す
ることを特徴とするポリエステル樹脂及びそれからなる
成形品。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、押出成形品および
射出成形品に用いられるポリエステル樹脂に関し、さら
に詳しくは、ポリエチレンテレフタレート樹脂よりも耐
衝撃性に優れ、かつ透明性と耐熱性を有するポリエステ
ル樹脂およびそれからなる押出成形品および射出成形品
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート(以下PE
Tと記す)に代表されるポリエステル樹脂は、優れた機
械的特性、耐熱性、耐薬品性を有するためにボトル、フ
ィルム、シート、繊維として広く使用されている。ま
た、優れた透明性に注目して、波板やチューブなどの押
出成形品や化粧品容器やビールグラス、日用雑貨などの
射出成形品として利用する試みがなされている。しかし
ながら、一般的なPET樹脂は剛性が強く柔軟性に劣
り、柔軟性を要望される押出成形品や射出成形品などの
用途には用いることができない。
【0003】一方、代表的な柔軟性を有する樹脂として
軟質ポリ塩化ビニル樹脂が挙げられる。軟質ポリ塩化ビ
ニル樹脂は、柔軟性、透明性、耐熱性、成形性に優れた
樹脂として、シート、フィルム、チューブなどの押出成
形品として広く利用されている。しかし、この優れた特
性とは別に、材料内に塩素を多量に含んでいることから
ごみ焼却時のダイオキシン発生源として問題視されてお
り、さらに柔軟性を持たせるために多量に添加されるフ
タル酸エステルをはじめとする可塑剤に対しても環境ホ
ルモンとしての作用が疑われている。
【0004】軟質塩化ビニル樹脂に代わる柔軟性樹脂と
して、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン樹脂がある。これらの樹脂は柔軟性に優れるもの
の、押出成形品や射出成形品に要求される透明性が得ら
れない。
【0005】また、特開昭57−192452号公報や
特開平3−252419号公報には、ダイマー酸または
ダイマージオールを共重合した柔軟性を有するポリエス
テル樹脂が提案されているが、長鎖の脂肪族化合物を使
用することによる耐熱性の低下は避けられない。
【0006】本発明者らは、柔軟性に優れ、かつ透明性
と耐熱性を有するポリエステル樹脂の開発に取り組み、
特定のダイマー酸成分と特定のポリオール化合物をジオ
ール成分として用いることにより柔軟性に優れた透明耐
熱ポリエステル樹脂が得られることを発見し本発明に到
達した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解消し、柔軟性に優れ、かつ透明性
と耐熱性を有するポリエステル樹脂およびそれからなる
成形品を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は、テレフタル
酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコール
を主たるジオール成分とするポリエステルであって、酸
成分中に全酸成分に対してダイマー酸を15〜20重量
%、ジオール成分中に全ジオール成分に対して(化3)
で示される平均分子量1000〜1800のポリオール
化合物を10〜20重量%含することを特徴とするポリ
エステル樹脂によって達成される。
【0009】
【化3】 (n、mは5〜20の整数)
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のポリエステル樹脂は、テ
レフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを
主たるジオール成分として、所定量のダイマー酸及びポ
リオール化合物を加えて従来公知の方法により重縮合し
て得られたものである。
【0011】本発明のポリエステル樹脂に用いられるジ
カルボン酸成分は、主としてテレフタル酸であるが、テ
レフタル酸以外にも少量の他のジカルボン酸成分を用い
る事もできる。具体的には、アジピン酸、シュウ酸、マ
ロン酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂
肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフ
ェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸などが
挙げられる。これらは単独でも2種以上を使用すること
もできるが、ジカルボン酸成分全体の10モル%未満で
あることが好ましい。
【0012】本発明のポリエステル樹脂に用いられるジ
オール成分は、主としてエチレングリコールであるが、
少量の他のグリコール成分を用いる事もできる。具体的
には、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレ
ングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、ポリアルキレングリコール、ビスフェノールAまた
はビスフェノールSのジエトキシ化合物、などが挙げら
れる。これらは単独でも2種以上を使用することもでき
るが、ジオール成分全体の30モル%未満であることが
好ましい。
【0013】本発明のポリエステル樹脂において用いら
れるダイマー酸は、粘土触媒を用いて不飽和脂肪酸の低
重合体から分離によってトリマー酸、モノマー酸等の副
生成物を除去した後に得られる。このような方法により
得られるダイマー酸には、脂環族ダイマー酸、芳香族ダ
イマー酸以外に、脂肪族ダイマー酸も含まれているが、
その含有率はダイマー酸全体の50モル%未満であるこ
とが好ましく、30モル%未満であることがより好まし
い。脂肪族ダイマー酸の含有率が50モル%以上の場
合、得られるポリエステル樹脂の耐熱性が低下する。
【0014】好ましい具体例としては、ユニケマ社製の
PRIPOL1008(炭素数36で、芳香族タイプ/
脂環族タイプ/脂肪族タイプ=9/54/37(モル
%)の水添ダイマー酸)、PRIPOL1009(炭素
数36で、芳香族タイプ/脂環族タイプ/脂肪族タイプ
=13/64/23(モル%)の水添ダイマー酸)、P
RIPOL1098(炭素数36で、芳香族タイプ/脂
環族タイプ/脂肪族タイプ=13/64/23(モル
%)の未水添ダイマー酸)、さらにエステル形成性誘導
体としてユニケマ社製のPRIPLAST3008(P
RIPOL1008のジメチルエステル)が挙げられ
る。
【0015】本発明のポリエステル樹脂において、ダイ
マー酸の含有量は全酸成分に対して15〜20重量%で
ある。ダイマー酸の含有量が15重量%に満たない場合
は、得られるポリエステルの柔軟性が十分ではなく、2
0重量%を超える場合は、得られるポリエステルの耐熱
性が低下する。
【0016】本発明のポリエステル樹脂に含まれるポリ
オール化合物は、(化4)で示される化合物を主成分と
するもので、その平均分子量は1000〜1800であ
る。さらに、1000〜1500であることがより好ま
しい。平均分子量が1000より少ない場合は、得られ
るポリエステルの耐熱性が十分ではなく、平均分子量が
1800を超える場合は得られるポリエステルの透明性
が低下する。
【0017】
【化4】 (n、mは5〜20の整数)
【0018】本発明のポリエステル樹脂において、ポリ
オール化合物の含有量は全ジオール成分に対して10〜
20重量%である。ポリオール化合物の含有量が10重
量%に満たない場合は、得られるポリエステルの柔軟性
が十分ではなく、20重量%を超える場合は、得られる
ポリエステルの耐熱性が低下する。
【0019】本発明のポリエステル樹脂は、テレフタル
酸またはそのエステル形成性誘導体と、エチレングリコ
ールまたはその誘導体、ダイマー酸、およびポリオール
化合物からなる原料を、アンチモン、チタン、ゲルマニ
ウム、スズ、亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも1
種の金属元素含有化合物を触媒として、エステル化反応
工程、液相重縮合反応工程、必要に応じて固相重合反応
工程、さらに加熱処理工程により製造される。
【0020】エステル化反応工程は、240〜280℃
の温度で、20〜300kPaの圧力において行われ
る。この際、テレフタル酸とジオール成分とのエステル
化反応によって生成した水のみ系外に放出される。この
エステル化反応工程において、塩基性化合物を少量添加
した場合、副反応生成物の少ないポリエステルが得られ
る。このような塩基性化合物として、トリエチルアミ
ン、トリブチルアミン、ベンジルメチルアミンなどの3
級アミン、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テ
トラブチルアンモニウム、水酸化トリメチルベンジルア
ンモニウムなどの4級アミンなどが挙げられる。
【0021】液相重縮合反応工程は、アンチモン、チタ
ン、ゲルマニウム、スズ、亜鉛からなる群から選ばれる
少なくとも1種の金属元素含有化合物触媒の存在下、2
50〜300℃の温度で、13.3〜665Paの減圧
下において行われる。液相重縮合反応工程では、上記エ
ステル化反応工程において得られたテレフタル酸とジオ
ール成分との低次縮合物から、未反応のジオール成分を
系外に留去させる。
【0022】本発明で用いられる重縮合反応触媒として
は、二酸化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシ
ド、ゲルマニウムテトラブトキシドなどのゲルマニウム
化合物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酒石酸
アンチモン、酢酸アンチモンなどのアンチモン化合物、
テトラブチルチタネートなどのチタン化合物、酢酸スズ
などのスズ化合物、酢酸亜鉛などの亜鉛化合物が挙げら
れる。中でも、得られる樹脂の色調および透明性の点で
ゲルマニウム化合物が好ましい。重縮合反応触媒は、所
定触媒濃度の水溶液またはエチレングリコール溶液とし
て添加される。
【0023】液相重縮合反応工程において、ポリエステ
ル樹脂の熱分解などの副反応を防止するために安定剤を
添加しても良い。安定剤としては、トリメチルリン酸、
トリエチルリン酸、トリフェニルリン酸などのリン酸エ
ステル、亜リン酸、ポリリン酸などのリン化合物、ヒン
ダードフェノール系の化合物などが挙げられる。
【0024】本発明の液相重縮合反応工程で得られるポ
リエステル樹脂の極限粘度は、0.40〜0.70dl
/gである。また、必要に応じて固相重縮合反応により
極限粘度0.60〜1.00dl/gのポリエステル樹
脂を得ることもできる。固相重縮合反応は、180〜2
20℃の温度で、減圧下または不活性ガス雰囲気下、5
〜40時間行われる。
【0025】本発明のポリエステル樹脂は、DSC(示
差走査熱量計)を用いて昇温速度10℃/分にて測定し
たガラス転移温度が40℃以上であることが好ましく、
50℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度
が40℃より低い場合は、得られる成形品の耐熱性が不
十分である。
【0026】本発明のポリエステル樹脂は、JIS K
7171「プラスチック−曲げ特性の試験方法」に準
じて測定した曲げ弾性率が1.5MPa未満であること
が好ましく、1.0MPa未満であることがより好まし
い。曲げ弾性率が1.5MPa以上では柔軟性が不十分
である。
【0027】本発明のポリエステル樹脂は、公知の方法
によって押出成形品および射出成形品に成形される。例
えば、シート押出成形品は、ポリエステル樹脂をベント
付シート押出成形機に供給し、樹脂の溶融温度において
所定のTダイからシート上に押出し、冷却ロールにより
冷却固化することにより得られる。また、射出成形品
は、ポリエステル樹脂を乾燥により水分率を100pp
m以下とした後射出成形機に供給し、樹脂の溶融温度に
おいて所定形状の金型に射出成形し、金型内で冷却固化
することにより得られる。
【0028】
【発明の効果】本発明のポリエステル樹脂は、柔軟性に
優れており、かつ透明性と耐熱性を有するために押出成
形品および射出成形品として広く使用することができ
る。
【0029】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。各物性の測定および評価は下記の方法に従った。
【0030】(1)極限粘度(IV) ポリエステル樹脂をフェノール/テトラクロロエタン=
60/40(重量比)の混合液に溶かし、自動粘度測定
装置(柴山科学製 SS−270LC)を用いて20℃
にて測定した。
【0031】(2)ガラス転移温度(耐熱性) パーキンエルマー社製DSC(示差走査熱量計)を用い
て、昇温速度10℃/分にて測定した。 ○:ガラス転移温度40℃以上 ×:ガラス転移温度40℃未満
【0032】(3)ポリエステル構成成分の定量(NM
R測定) ポリエステル樹脂をトリフルオロ酢酸とクロロホルムの
1:1(重量比)混合溶液に溶解し、テトラメチルシラ
ンを標品として混合して、バリアン社製FT−NMR
(型式300MG)を用いて測定した。
【0033】(4)柔軟性(曲げ弾性率) 本発明のポリエステル樹脂を乾燥後、巾6.0±0.4
mm、高さ13.0mm、長さ130mmの曲げ試験片
に溶融成形し、曲げ試験機(オリエンテック社製テンシ
ロン型式RTM−500)によりJIS K 7171
に準じて測定した。 ○:曲げ弾性率1.5MPa未満 ×:曲げ弾性率1.5MPa以上
【0034】(5)透明性(プレートへーズ) 本発明のポリエステル樹脂を乾燥後、厚み6mmの平板
プレートに溶融成形し、ヘーズメーター(日本電色社製
ヘーズメーター300A)によりJIS K7105
に準じて測定した。 ○:ヘーズ5.0%未満 ×:ヘーズ5.0%以上
【0035】実施例1〜8、比較例1〜6 ポリエステルの製造工程 ステンレス製オートクレーブに表1に示した所定量のテ
レフタル酸成分とエチレングリコールを、グリコール成
分が酸成分に対してモル比1.2となるように仕込み、
さらに所定量のポリオール化合物を加えて、250℃、
300kPaにてエステル化反応を行った。エステル化
反応終了後、所定量の二酸化ゲルマニウムを重縮合触媒
として加え、285℃、133Paの減圧下で重縮合反
応を行なった。二酸化ゲルマニウムは0.8重量%の水
溶液として添加した。重縮合反応後のポリエステルはガ
ット状に押出した後、水中カッターを用いて切断した。
得られたポリエステル樹脂のNMRによって解析した組
成および物性評価結果を表1〜表9に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】
【表5】
【0041】
【表6】
【0042】
【表7】
【0043】
【表8】
【0044】
【表9】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F071 AA45 AF30 AF45 BA01 BB05 BB06 BC01 BC03 BC04 BC05 BC06 4J029 AA07 AB01 AC02 AE01 BA02 BA03 BA04 BA05 BA10 BB13A BD03A BF09 BF25 CA01 CA02 CA03 CA04 CA06 CB05A CB06A CD03 GA22 JA091 JA253 JB131 JB171 JB193 JC023 JC093 JC483 JC583 JF181 JF321 JF361 JF371 JF471 KD02 KD06 KE03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分
    とし、エチレングリコールを主たるジオール成分とする
    ポリエステルであって、酸成分中に全酸成分に対してダ
    イマー酸を15〜20重量%、ジオール成分中に全ジオ
    ール成分に対して(化1)で示される平均分子量100
    0〜1800のポリオール化合物を10〜20重量%含
    有することを特徴とするポリエステル樹脂。 【化1】 (n、mは5〜20の整数)
  2. 【請求項2】 テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分
    とし、エチレングリコールを主たるジオール成分とする
    ポリエステルであって、酸成分中に全酸成分に対してダ
    イマー酸を15〜20重量%含有し、ジオール成分中に
    全ジオール成分に対して(化2)で示される平均分子量
    1000〜1800のポリオール化合物を10〜20重
    量%含有するポリエステル樹脂からなる成形品。 【化2】 (n、mは5〜20の整数)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021024951A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 三菱ケミカル株式会社 ポリエステル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021024951A (ja) * 2019-08-05 2021-02-22 三菱ケミカル株式会社 ポリエステル
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