JP2010241861A - 共重合ポリエステル樹脂およびその製造方法、ならびに接着剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多塩基酸成分として、(I)で示される有機リン化合物10〜45mol%、イタコン酸10〜45mol%、テレフタル酸10〜80mol%、アルコール成分として1,4−ブタンジオール50〜100mol%含み、樹脂中のリン原子含有量が1〜5質量%であり、数平均分子量10000〜60000、ガラス転移点が−30〜40℃、融点が50〜180℃であることを特徴とする共重合ポリエステル樹脂。
【選択図】なし
Description
(3)予め一般式(I)で示される有機リン化合物とイタコン酸を反応させ反応生成物を得た後、他の多塩基酸成分、多価アルコール成分を追加配合し、重合することを特徴とする(1)または(2)の共重合ポリエステル樹脂の製造方法。
(4)(1)または(2)の共重合ポリエステル樹脂を、汎用の有機溶剤に溶解してなる共重合ポリエステル樹脂系接着剤。
(5)(4)の共重合ポリエステル樹脂系接着剤を塗布してなる積層体であって、(A)ポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリエチレンシート、(B)共重合ポリエステル樹脂系接着剤、(C)金属板の順に積層されていることを特徴とする積層体。
(6)(5)の積層体からなるフレキシブルフラットケーブル。
HCA)を有することが必要である。側鎖に9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレンを有さない有機リン化合物の場合、難燃性に必要なリン含有量を得るために、多量の有機リン化合物を配合しなければならず、共重合ポリエステル樹脂の重合において多量の有機リン化合物の配合は重合反応の阻害となり、十分な重合度まで高めることが出来ず、接着剤として十分な接着性能を有する共重合ポリエステル樹脂を得ることが出来ない。
(1)で示す有機リン化合物とイタコン酸は反応し、反応生成物が作られていなければならない。前記反応生成物と、他の多塩基酸成分、多価アルコール成分との配合を行うことで、本発明の共重合ポリエステル樹脂を製造することができる。もし、一般式(1)で示す有機リン化合物とイタコン酸からなる反応生成物が得られない状態で、本発明の共重合ポリエステル樹脂の重合に必要なモノマー成分を一括仕込み、共重合ポリエステル樹脂を得たとしても、一般式(1)で示す有機リン化合物が、本発明の共重合ポリエステル樹脂の、ポリマー構造中に導入されず、また、共重合ポリエステル樹脂の重合度が十分に上がらないため、必要とする数平均分子量の共重合ポリエステルは得られず、接着性が低下する。さらに、有機リン化合物のブリードや脱離が生じるためか、共重合ポリエステル樹脂に濁りが生じ、透明性に優れる接着剤は得られない。
多塩基酸成分100mol%に対して、 一般式(I)で示す有機リン化合物を10〜45mol%で配合することが必要である一方で、共重合ポリエステル樹脂中にリン原子を1〜5質量%含有させる必要がある。
と定義するものとする。
プロトンNMR分析装置(日本電子社製、JEOL LAMDBA300WB型)を用いて、樹脂の構成を分析した。酸成分およびグリコール成分それぞれを100mol%とした。
示差走査熱量測定装置(パーキンエルマー社製、Diamond DSC型)を用い、昇温速度10℃/minで測定して求めた。
高速液体クロマトグラフ(島津製作所社製)を使用したゲルパーミエーションクロマトグラムにより、検出器に示差屈折計検出器RID−6Aを用いて測定した。溶媒はテトラヒドロフランを使用した。ポリスチレン換算分子量を求め、共重合ポリエステル樹脂の数平均分子量とした。
得られた樹脂を、トルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(重量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30重量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。総重量が50gになるようサンプルを調整し、50℃に30分加温した後、ペイントシェーカーで30分攪拌することを五回繰り返した後、1日静置し、内容物が溶解しているか否かの判断を行なった。溶剤に対する溶解性は、各種溶剤のうち一つ以上に溶解したものを合格とした。
UL規格 UL−94に記載の薄手材料垂直燃焼性試験に準拠して評価した。評価サンプルは共重合ポリエステル樹脂を、温度120℃ 、圧力1kgf/cm2、時間30秒の条件で熱プレスを行い、十分に冷却することで、厚さ500μmの試験片を作成した。なお、熱プレス時に、試験片がプレス板に圧着しないように、試験片とプレス板間にポリテトラフルオロエチレン製シートを挟み込み熱プレスを行った。難燃性の評価基準としては、VTM−0を合格とした。
共重合ポリエステル樹脂を、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶媒(重量比8/2)に30重量%の濃度となるように溶解し、38μmのPETフィルム上に溶液を塗布後、溶媒を除去して、10μm厚の接着剤層を形成した。次いで、接着剤層を形成したPETフィルム同士を温度120℃、圧力1kgf/cm2、時間30秒の条件で熱プレスすることにより、(PETフィルム)/(共重合ポリエステル樹脂の接着剤層)/(PETフィルム)からなる積層体Aを得た。また、上記の方法で得た接着剤層を形成したPETフィルムを金属板上に重ね、温度120℃、圧力1kgf/cm2、時間30秒の条件で熱プレスすることにより、(PETフィルム)/(共重合ポリエステル樹脂の接着剤層)/(金属板)からなる積層体Bを得た。なお、金属板としては、銅、ブリキ、アルミのいずれかの材質の板を用い、いずれかの材質の厚み2mmの金属板を用いて評価を行った。
予め式(I)の有機リン化合物43g、イタコン酸41g、ナトリウムメトキシド0.5gを反応器に仕込み、 系内を窒素に置換した後、撹拌しながら190℃に加熱し2時間撹拌を継続した。その後、テレフタル酸74g、セバシン酸71g、1,4−ブタンジオール122g、反応器に仕込み、系内を窒素に置換した後、撹拌しながら反応器を250℃に加熱してエステル化反応を行った。続いて、触媒としてテトラブチルチタネートを反応器に仕込み、100Paに減圧し、250℃で3時間重縮合反応を行ない共重合ポリエステル樹脂P−1を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が−8℃、融点114℃数平均分子量21000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
テレフタル酸50g、イソフタル酸10g、式(I)の有機リン化合物65g、イタコン酸62g、1,4−ブタンジオール104g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−2を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が−10℃、融点93℃、数平均分子量23000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸50g、イソフタル酸15g、アジピン酸37g、式(I)の有機リン化合物76g、イタコン酸72g、1,4−ブタンジオール90g、1,4−シクロヘキサンジメタノール14g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5g、に変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−3を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が5℃、融点85℃、数平均分子量22000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸50g、イソフタル酸22g、アジピン酸37g、式(I)の有機リン化合物80g、イタコン酸76g、1,4−ブタンジオール86g、1,4−シクロヘキサンジメタノール29g、トリエチレングリコール22g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−4を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が10℃、融点121℃、数平均分子量25000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸33g、イソフタル酸8g、アジピン酸51g、式(I)の有機リン化合物86g、イタコン酸83g、1,4−ブタンジオール63g、1,4−シクロヘキサンジメタノール22g、トリエチレングリコール30g、1,6−ヘキサメチレングリコール12g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−5を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が14℃、融点134℃、数平均分子量20000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
テレフタル酸66g、イソフタル酸42g、式(I)の有機リン化合物22g、イタコン酸21g、1,4−ブタンジオール72g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−6を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が21℃、融点145℃、数平均分子量23000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
テレフタル酸33g、アジピン酸81g、式(I)の有機リン化合物97g、イタコン酸93g、1,4−ブタンジオール90g、1,4−シクロヘキサンジメタノール72g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−7を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が4℃、融点112℃、数平均分子量24000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
テレフタル酸58g、アジピン酸35g、式(I)の有機リン化合物32g、イタコン酸31g、1,4−ブタンジオール63g、1,4−シクロヘキサンジメタノール43g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−8を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が2℃、融点127℃、数平均分子量28000だった。それらをまとめた結果を表1に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸100g、式(I)の有機リン化合物86g、イタコン酸83g、1,4−ブタンジオール144g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−9を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が66℃、数平均分子量24000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸50g、イソフタル酸33g、セバシン酸40g、式(I)の有機リン化合物65g、イタコン酸62g、エチレングリコール81gナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル
樹脂P−10を得た。得られた樹脂は、表2に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が4℃、数平均分子量19000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。得られた樹脂は融点が観測されなかった。
原料の仕込みを、テレフタル酸75g、イソフタル酸33g、式(I)の有機リン化合物32g、イタコン酸30g、エチレングリコール31g、1,4−シクロヘキサンジメタノール72g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−11を得た。得られた樹脂は、表2に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が−5℃、数平均分子量25000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。得られた樹脂は融点が観測されなかった。
原料の仕込みを、テレフタル酸75g、イソフタル酸33g、式(I)の有機リン化合物32g、イタコン酸30g、1,4−ブタンジオール72g、1,4−シクロヘキサンジメタノール58g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−12を得た。得られた樹脂は、表2に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が9℃、融点96℃、数平均分子量20000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。
原料の仕込みを、テレフタル酸135g、イソフタル酸21g、式(I)の有機リン化合物21g、イタコン酸21g、1,4−ブタンジオール72g、トリエチレングリコール30g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−13を得た。得られた樹脂は、表2に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が9℃、数平均分子量26000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。得られた樹脂は融点が観測されなかった。
原料の仕込みを、テレフタル酸17g、イソフタル酸50g、セバシン酸40g、式(I)の有機リン化合物128g、イタコン酸122g、1,4−ブタンジオール72g、トリエチレングリコール16g、1,6−ヘキサメチレングリコール24g、ナトリウムメトキシド0.5gに変更した以外は、実施例1と同様の方法で共重合ポリエステル樹脂P−14を得た。得られた樹脂は、表2に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が56℃、融点119℃,数平均分子量9000だった。それらをまとめた結果を表2に示す。
テレフタル酸74g、セバシン酸71g、式(I)の有機リン化合物43g、イタコン酸41g、1,4−ブタンジオール122g、ナトリウムメトキシド0.5gを一括仕込して、共重合ポリエステル樹脂の重合を行った以外は、実施例1と同様の操作を行って共重合ポリエステル樹脂P−15を得た。得られた樹脂は、表1に示す樹脂構成であり、ガラス転移点が−5℃、融点118℃数平均分子量9000だった。また、得られた樹脂は濁っていた。それらをまとめた結果を表2に示す。
実施例1で得られた共重合ポリエステル樹脂P−1をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。
実施例2〜8で得られた共重合ポリエステル樹脂P−2〜P−8をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/銅板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。
比較例1で得られた共重合ポリエステル樹脂P−9をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。しかし、余裕材に対する溶解性がなく、接着剤を作成することができなかった。そのため、接着性および難燃性の試験は行なっていない。
比較例2で得られた共重合ポリエステル樹脂P−10をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。
比較例3で得られた共重合ポリエステル樹脂P−11をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。難燃性試験ではVTM−2となり、十分な難燃性は得られなかった。
比較例4で得られた共重合ポリエステル樹脂P−12をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。難燃性試験ではVTM−1となり、十分な難燃性は得られなかった。
比較例5で得られた共重合ポリエステル樹脂P−13をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。
比較例6で得られた共重合ポリエステル樹脂P−14をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。十分な接着性は得られなかった。
比較例7で得られた共重合ポリエステル樹脂P−15をトルエン、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比8:2)、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチルに固形分濃度が30質量%となるように溶解させて溶解性の試験を行った。得られた溶解品は、透明性がなく濁っていた。また、得られた共重合ポリエステル樹脂接着剤を用いて、PET/樹脂/PET、およびPET/樹脂/金属板の剥離強度の測定を行ない、接着性の評価を行なった。また、難燃性の試験も行なった。溶解性試験の結果を表3に、接着性試験と難燃性試験の結果を表4に示す。
Claims (6)
- 多塩基酸成分と多価アルコール成分から構成される共重合ポリエステル樹脂であって、多塩基酸成分として、下記一般式(I)で示される有機リン化合物10〜45mol%、イタコン酸10〜45mol%、テレフタル酸10〜80mol%、イソフタル酸0〜30mol%、セバシン酸、もしくはアジピン酸0〜40mol%を含み、多価アルコール成分として、1,4−ブタンジオール50〜100mol%含み、共重合ポリエステル樹脂中のリン原子含有量が1〜5質量%であり、数平均分子量10000〜60000、ガラス転移点が−30〜40℃、融点が50〜180℃であることを特徴とする共重合ポリエステル樹脂。
- 1,4−ブタンジオール以外の多価アルコール成分として、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、1,6−ヘキサメチレングリコールから選ばれる1種以上のグリコールを含むことを特徴とする請求項1に記載の共重合ポリエステル樹脂。
- 予め一般式(I)で示される有機リン化合物とイタコン酸を反応させ反応生成物を得た後、他の多塩基酸成分、多価アルコール成分を追加配合し、重合することを特徴とする請求項1、または2に記載の共重合ポリエステル樹脂の製造方法。
- 請求項1または2に記載の共重合ポリエステル樹脂を、汎用の有機溶剤に溶解してなる共重合ポリエステル樹脂系接着剤。
- 請求項4に記載の共重合ポリエステル樹脂系接着剤を塗布してなる積層体であって、(A)ポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリエチレンシート、(B)共重合ポリエステル樹脂系接着剤、(C)金属板の順に積層されていることを特徴とする積層体。
- 請求項5に記載の積層体からなるフレキシブルフラットケーブル。
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