JP2015110742A - ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は耐熱性及び耐加水分解性に優れるポリエステル組成物に関するものである。
ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートは、その優れた機械的、力学的および化学的特性から、衣料用、産業用等の繊維や、磁気テープ用、表面コーティング用等のフィルム、およびタイヤコード、ネット等の産業用等に広く使用されている。しかしながら、高温下では熱分解することにより、分子鎖が切れ、機械的、力学的、化学的特性が低下する。また、高湿度下では、ポリエステル中のエステル結合が水により加水分解し、エステル結合が切れることで、その機械的、力学的、化学的特性が低下する。これら熱分解や加水分解を抑制するため、様々な検討が行われてきた。例えば、電絶用途や太陽電池用バックシート用途においては、耐熱性や耐加水分解性の良好なフィルムが求められている。
耐熱性を向上させる方法として、特許文献1、2には無機粒子や有機核剤を添加し、結晶性を向上させる方法が示されているが、これらは異物の発生や濁度の上昇を伴うため、透明性が低下する。また、ポリカーボネートなどの高耐熱性ポリマーをブレンドする方法が、特許文献3には示されているが、これらの方法はリサイクル性に問題がある。
耐加水分解性を向上させる方法として、特許文献4、5にはPETの末端COOHを封鎖して耐加水分解性を向上させる方法が示されているが、末端封鎖剤の添加はコストが高くなるという問題点がある。
本発明の目的は、上記した従来の課題を解決し、耐熱性および耐加水分解性に優れたポリエステル樹脂組成物を提供することにある。
すなわち本発明の目的は、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、式(I)または式(II)の少なくとも一種の成分が、ポリエステルを構成する全多価カルボン酸成分のモル数を基準として、0.1モル%以上30モル%以下の範囲で共重合されており、二価の金属と一価の金属を含み、その金属元素含有量Mとリン元素含有量Pのモル比が、式(III)で表される関係を満たすことを特徴とするポリエステル樹脂組成物により達成できる。
0.5 ≦ M/P ≦ 1.5 ・・・ (III)
M=(M2+M1/2)
(M2は二価の金属、M1は一価の金属残存量をそれぞれ示す。)
M=(M2+M1/2)
(M2は二価の金属、M1は一価の金属残存量をそれぞれ示す。)
本発明によれば、耐熱性および耐加水分解性に優れたポリエステル樹脂組成物を提供することができる。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、式(I)または式(II)の少なくとも一種の成分が、ポリエステルを構成する全多価カルボン酸成分のモル数を基準として、0.1モル%以上30モル%以下の範囲で共重合されており、二価の金属と一価の金属を含み、その金属元素含有量Mとリン元素含有量Pのモル比が、式(III)で表される関係を満たすことを特徴とするポリエステル樹脂組成物に関するものである。
本発明は、エチレンテレフタレートを主たる構成成分とし、式(I)または式(II)の少なくとも一種の成分が、ポリエステルを構成する全多価カルボン酸成分のモル数を基準として、0.1モル%以上30モル%以下の範囲で共重合されており、二価の金属と一価の金属を含み、その金属元素含有量Mとリン元素含有量Pのモル比が、式(III)で表される関係を満たすことを特徴とするポリエステル樹脂組成物に関するものである。
0.5 ≦ M/P ≦ 1.5 ・・・ (III)
M=(M2+M1/2)
(M2は二価の金属、M1は一価の金属残存量をそれぞれ示す。)
本発明におけるジカルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸であるテレフタル酸を主たる酸成分とすることが、重合性および、ポリエステル樹脂組成物の機械的特性、耐熱性、耐加水分解性の観点から重要である。このとき、用いる化合物としては、テレフタル酸又はそのエステル化物のどちらでも構わない。また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない程度に、他の鎖状脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸など種々のジカルボン酸成分が共重合されていてもよい。
M=(M2+M1/2)
(M2は二価の金属、M1は一価の金属残存量をそれぞれ示す。)
本発明におけるジカルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸であるテレフタル酸を主たる酸成分とすることが、重合性および、ポリエステル樹脂組成物の機械的特性、耐熱性、耐加水分解性の観点から重要である。このとき、用いる化合物としては、テレフタル酸又はそのエステル化物のどちらでも構わない。また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない程度に、他の鎖状脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸など種々のジカルボン酸成分が共重合されていてもよい。
本発明におけるジオール成分としては、各種ジオールを用いることができる。例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族ジオール、脂環式ジオールとしてはシクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、デカヒドロナフタレンジメタノール、デカヒドロナフタレンジエタノール、ノルボルナンジメタノール、ノルボルナンジエタノール、トリシクロデカンジメタノール、トリシクロデカンエタノール、テトラシクロドデカンジメタノール、テトラシクロドデカンジエタノール、デカリンジメタノール、デカリンジエタノールなどの飽和脂環式1級ジオール、2,6−ジヒドロキシ−9−オキサビシクロ[3,3,1]ノナン、3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン(スピログリコール)、5−メチロール−5−エチル−2−(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−1,3−ジオキサン、イソソルビドなどの環状エーテルを含む飽和ヘテロ環1級ジオール、その他シクロヘキサンジオール、ビシクロヘキシル−4,4’−ジオール、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシルプロパン)、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン、シクロペンタンジオール、3−メチル−1,2−シクロペンタジオール、4−シクロペンテン−1,3−ジオール、アダマンジオールなどの各種脂環式ジオールや、パラキシレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS,スチレングリコール、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンなどの芳香環式ジオールが例示できる。またジオール以外にもトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの多官能アルコールも用いることができる。
この中で、沸点230℃以下のジオールであることが好ましく、脂肪族ジオールが好ましい。その中でも、例えば、組成物をフィルムにした際の伸度および柔軟性といった機械的特性の観点からエチレングリコールが特に好ましい。
また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、良好な耐熱性を付与するために、式(I)および/または(II)に示す共重合成分が0.1モル%以上30モル%以下の範囲で共重合されていることが必要である。この中で、入手のしやすさや、コスト、耐熱性の観点から、式(IV)に示す[4−(2−ヒドロキシエトキシ安息香酸構造をもつ共重合成分が好ましい。
また、共重合成分として使用する式(I)または式(II)の少なくとも一種の成分の共重合量としては、ポリエステルを構成する全多価カルボン酸成分のモル数を基準として、0.1モル%以上30モル%以下の範囲であることが、良好な耐熱性を付与するために重要である。共重合量の下限は1モル%以上であることが必要であり、好ましくは2.5モル%以上、より好ましくは5モル%以上である。また、共重合量の上限は、30モル%以下であることが必要であり、好ましくは25モル%以下、さらに好ましくは15モル%以下である。なお、式(I)または式(II)に示される少なくとも一種の成分を高率で共重合してしまうと、液晶ポリエステルが得られてしまい、所望の特性を有するポリエステル樹脂組成物は得られなくなる。
なお、共重合成分が共重合されていることはDSCの融点降下により、組成物中の共重合成分含有量は1H−NMRにより、それぞれ確認できる。
なお、共重合成分が共重合されていることはDSCの融点降下により、組成物中の共重合成分含有量は1H−NMRにより、それぞれ確認できる。
本発明のポリエステル樹脂組成物においては、耐熱性および耐加水分解性向上の点から、組成物中に、2価の金属と1価の金属を含み、その金属元素含有量とリン元素含有量のモル比M/Pが、前述の式(III)の関係を満たすことが必要である。M/Pの下限は、0.5以上であることが必要であり、好ましくは0.6以上、より好ましくは1.0以上である。また、M/Pの上限は1.5以下であることが必要であり、好ましくは1.4以下、より好ましくは1.2以下である。
式(I)または式(II)のオキシカルボン酸誘導体成分が共重合されていることは、耐熱性および耐加水分解性のうち、特に耐熱性向上に大きく寄与する。また、式(II)を満たすことは、両特性のうち、特に耐加水分解性の向上に大きく寄与する。耐熱性を向上させることによって、熱分解を抑制できるため、組成物の初期COOH末端基量を低下させることができる。加えて、耐加水分解性は初期COOH末端基量に依存することから、耐熱性を向上させることは、結果的に耐加水分解性の向上にもつながる。そのため、本発明のポリエステル樹脂組成物は、式(I)または式(II)で表される成分が共重合されていることと、式(III)の関係を満たすことを組み合わせることによって、耐熱性と耐加水分解性を格段に向上させることができる。したがって、両特性の要求の厳しい太陽電池用バックシートフィルム用途や、電絶用フィルム用途に特に好ましく適用することが可能となる。
ポリエステル樹脂組成物中に含まれる金属元素Mとしては、耐加水分解性の点から、二価の金属M2である、Ca、Mg,Mn、Coから、一価の金属M1である、Li、Na、Kの中から選ばれることが好ましい。二価の金属M2と一価の金属M1は、それぞれ複数の組み合わせで使用されても構わないが、耐加水分解性を良好にするためには、少なくとも二価の金属M2と一価の金属M1を一種類ずつ含んでいることが必要である。なお、耐熱性および耐加水分解性の観点から二価の金属M2と一価の金属M1の組み合わせとしては、MnとNaの組合せが特に好ましい。
本発明のポリエステルは、耐熱性及び耐加水分解性向上のために、リン化合物を含有していることが必要である。該ポリエステルの総量に対してリン元素の含有量の下限は5ppm以上であることが好ましく、より好ましくは20ppm以上、さらに好ましくは40ppm以上である。また、リン含有量の上限は200ppm以下であることが好ましく、より好ましくは170ppm以下、さらに好ましくは130ppm以下である。上記範囲にすることで、重合遅延などを起こすことなく、耐熱性及び耐加水分解性の優れたポリエステル樹脂組成物を得ることが可能である。
リン化合物は特に限定しないが、リン酸、トリメチルホスフェート、トリメチルホスホノアセテート、フェニルホスホン酸ジメチル、またそれらの金属塩などが挙げられる。その中でも、耐加水分解性の観点から、リン酸とリン酸金属塩を併用することが好ましい。
リン酸金属塩としては、特に限定しないが、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウムが挙げられる。その中でも耐加水分解性の観点から、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウムが好ましく、より好ましくはリン酸二水素ナトリウムである。
耐熱性は、該ポリエステル樹脂組成物を窒素雰囲気下で溶融したときのIVの低下量およびCOOH末端基増加量で評価する。このときのIV低下量が少ないほど、またCOOH末端基増加量が少ないほど、溶融時の熱劣化による分子鎖の切断が少ない耐熱性が良好なポリマーである。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、窒素雰囲気下、300℃で60分溶融したときのCOOH末端基増加量(ΔCOOH)およびIV低下量(ΔIV)が式(V),(VI)を満たすことが好ましい。ΔCOOHとして、より好ましくは25.0(eq/ton)以下である。また、ΔIVとして、より好ましくは0.07以下であり、さらに好ましくは0.06以下である。この範囲を満たすことで、高耐熱性が要求される電絶フィルム用途や太陽電池用フィルムなどに好適なポリエステル樹脂組成物を得ることが可能となる。
ΔCOOH ≦ 30.0(eq/t) (V)
ΔIV≦ 0.08 (VI)
耐加水分解性の評価としては、155℃、100%RHで4時間処理したときのCOOH末端基増加量(ΔCOOH)で評価する。ΔCOOHの値の上限としては40.0(eq/t)であることが好ましく、より好ましくは、37.0(eq/t)であり、さらに好ましくは34.0(eq/t)である。
ΔIV≦ 0.08 (VI)
耐加水分解性の評価としては、155℃、100%RHで4時間処理したときのCOOH末端基増加量(ΔCOOH)で評価する。ΔCOOHの値の上限としては40.0(eq/t)であることが好ましく、より好ましくは、37.0(eq/t)であり、さらに好ましくは34.0(eq/t)である。
本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法について、以下に具体例を挙げるが、これに限定されるものではない。なお、ポリエステルを製造するための装置、技術プロセスは通常用いられる装置であればどのような装置とプロセスであっても構わない。
テレフタル酸ジメチル、エチレングリコール、共重合成分(式(I)または式(II))を所定のポリマー組成になるように反応容器へ仕込む。この際、エチレングリコールを全ジカルボン酸成分に対して1.7〜2.3倍モル添加することで、反応性が良好になる。これらを150℃程度で溶融後、エステル交換触媒、重縮合触媒を添加し、240℃まで徐々に昇温しながらメタノールを留出させ、エステル交換反応を実施する。エステル交換反応後、リン化合物を加え、エステル交換触媒を失活させる。
その後、反応物を重合装置に仕込み、重合装置内温度を徐々に290℃まで昇温しながら、重合装置内圧力を常圧から133Pa以下まで徐々に減圧しエチレングリコールを留出させながら、重合反応を行い、所定の撹拌トルクに到達した段階で、反応を終了し、重合装置からポリエステル樹脂を水槽へストランド状に吐出する。吐出されたポリエステル樹脂は水槽にて急冷し巻き取り後、カッターにてカッティングしポリエステルチップとする。
本発明のポリエステル組成物の製造に用いられる触媒は公知のエステル交換触媒、重縮合触媒、助触媒を用いることが出来る。例えば、重合触媒としてはアンチモン化合物、ゲルマニウム化合物、チタン化合物、アルミニウム化合物が挙げられる。また、エステル交換触媒及び助触媒としては、有機マンガン化合物、有機マグネシウム化合物、有機カルシウム化合物、有機コバルト化合物、有機リチウム化合物などが好ましく使用される。
重縮合触媒としては、重合安定性、製造コストおよび組成物の耐熱性の観点から、アンチモン化合物が好ましく、より好ましくは三酸化二アンチモン、五酸化二アンチモン、さらに好ましくは三酸化二アンチモンである。アンチモン元素の添加量は、ポリエステル総量対して80ppm以上500ppm以下であることが高い触媒効果とポリエステル中異物抑制の点から好ましく、さらに好ましくは200ppm以上400ppm以下である。
エステル交換触媒及び助触媒としては、耐熱性及び耐加水分解性の点から、有機マンガン化合物、有機カルシウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機コバルト化合物が好ましく、より好ましくは有機マンガン化合物である。有機マンガン化合物は、酢酸マンガン、安息香酸マンガンが好ましく、さらに好ましくは酢酸マンガンである。エステル交換触媒及び助触媒の添加量は、耐加水分解性及び耐熱性、また反応性の点から、ポリエステル樹脂組成物総量対して金属元素として30ppm以上200ppm以下であり、好ましくは100ppm以上190ppm以下である。
リン酸金属塩の添加量の下限としては、該ポリエステル樹脂組成物に対して、リン元素量として、7ppm以上であることが好ましく、より好ましくは20ppm以上、さらに好ましくは30ppm以上である。また、リン酸金属塩添加量の上限としては、該ポリエステル樹脂組成物に対して、リン元素量として、210ppm以下であることが好ましく、より好ましくは150ppm以下、さらに好ましくは100ppm以下である。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、目的に応じて固相重合を実施しても構わない。固相重合は、ポリエステル樹脂組成物の融点−10℃以下、融点−60℃以上の温度で、真空度0.3Torr以下で行うことが好ましい。
なお、本願発明のポリエステル組成物は耐熱性及び加水分解性に優れており、製膜して得られたフィルムは太陽電池用バックシートフィルムや電絶用フィルムに好適に用いられる。
以下実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の物性値は以下の方法で測定した。
(1)ポリマー中のアルカリ金属含有量
原子吸光法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80。フレーム:アセチレン−空気)にて定量を行った。
原子吸光法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80。フレーム:アセチレン−空気)にて定量を行った。
(2)ポリマー中のリン量及び2価金属元素量
理学電機(株)製蛍光X線分析装置(型番:3270)を用いて測定した。
理学電機(株)製蛍光X線分析装置(型番:3270)を用いて測定した。
(3)共重合有無の確認方法:融点(Tm)降下の測定
JIS−K7121(制1987)に準じ、下記測定機を用いて2サイクル目の昇温時に得られたチャートにてTmを算出して、融点の降下を確認した。
JIS−K7121(制1987)に準じ、下記測定機を用いて2サイクル目の昇温時に得られたチャートにてTmを算出して、融点の降下を確認した。
装置:示差走査熱量計 DSCQ100型(TAインスツルメント社製)
測定条件:窒素雰囲気下
測定範囲:50〜280℃
サンプル重量:10mg(TAインスツルメント社製アルミパン使用)
温度プログラム:
1サイクル目 室温→昇温(16℃/分)→50℃2分保持→昇温(16℃/分)→280℃5分保持→電気炉外に取りだし液体窒素にて急冷(2分冷却)→室温まで昇温(5分放置)
2サイクル目 50℃2分保持→昇温(16℃/分)→280℃→降温(16℃/分)→25℃ 。
測定条件:窒素雰囲気下
測定範囲:50〜280℃
サンプル重量:10mg(TAインスツルメント社製アルミパン使用)
温度プログラム:
1サイクル目 室温→昇温(16℃/分)→50℃2分保持→昇温(16℃/分)→280℃5分保持→電気炉外に取りだし液体窒素にて急冷(2分冷却)→室温まで昇温(5分放置)
2サイクル目 50℃2分保持→昇温(16℃/分)→280℃→降温(16℃/分)→25℃ 。
(4)共重合量の測定
ポリエステルの1H−NMRを測定し、共重合成分のアルキル基部分もしくは、芳香環部分の積分比から、共重合成分の共重合量を決定した。
ポリエステルの1H−NMRを測定し、共重合成分のアルキル基部分もしくは、芳香環部分の積分比から、共重合成分の共重合量を決定した。
(5)ポリエステルの固有粘度(IV)
o−クロロフェノール溶媒を用い、25℃で測定した。
o−クロロフェノール溶媒を用い、25℃で測定した。
(6)ポリエステルのCOOH量
Mauliceの方法によって測定した。(文献 M.J.Maulice, F.Huizinga, Anal.Chem.Acta, 22 363 (1960)) 。
Mauliceの方法によって測定した。(文献 M.J.Maulice, F.Huizinga, Anal.Chem.Acta, 22 363 (1960)) 。
(7)耐熱性
150℃で3hr真空乾燥し、その後180℃で7.5hr真空乾燥したペレット状のポリエステル樹脂組成物を、窒素雰囲気下、300℃で60分溶融した。この処理前後のIV及びCOOH末端基量を測定し、耐熱性評価を実施した。
ΔCOOH =|COOH(処理後)−COOH(処理前)|
ΔIV = |IV(処理後)−IV(処理前) |
ΔCOOH及びΔIVが低いほど、耐熱性が良好である。
150℃で3hr真空乾燥し、その後180℃で7.5hr真空乾燥したペレット状のポリエステル樹脂組成物を、窒素雰囲気下、300℃で60分溶融した。この処理前後のIV及びCOOH末端基量を測定し、耐熱性評価を実施した。
ΔCOOH =|COOH(処理後)−COOH(処理前)|
ΔIV = |IV(処理後)−IV(処理前) |
ΔCOOH及びΔIVが低いほど、耐熱性が良好である。
(8)耐加水分解性
ペレット状のポリエステル組成物を155℃、100%RHで4時間加熱処理し、処理前後のCOOH末端基量の差(処理後COOH末端基量−処理前COOH末端基量)を比較した。この時のCOOH末端基量の差(ΔCOOH)が、低いほど、耐加水分解性が良好である。なお、処理装置は次の加熱処理装置を使用した。PRESSER COOKER 306SIII(HIRAYAMA製作所(株)製)。
ペレット状のポリエステル組成物を155℃、100%RHで4時間加熱処理し、処理前後のCOOH末端基量の差(処理後COOH末端基量−処理前COOH末端基量)を比較した。この時のCOOH末端基量の差(ΔCOOH)が、低いほど、耐加水分解性が良好である。なお、処理装置は次の加熱処理装置を使用した。PRESSER COOKER 306SIII(HIRAYAMA製作所(株)製)。
(実施例1)
テレフタル酸ジメチル101.0重量部、エチレングリコール61.4重量部(ジカルボン酸成分の1.9倍モル)、式(VII)で表される[4−(2−ヒドロキシエトキシ安息香酸メチル)を5.1重量部(ジカルボン酸成分に対して、5モル%)の割合でそれぞれ計量し、エステル交換反応装置に仕込んだ。内容物を150℃で溶解した後、触媒として酢酸マンガン4水和物を0.05重量部、三酸化アンチモンを0.027重量部添加し撹拌した。
60分かけて190℃まで昇温し、さらに60分かけて200℃まで昇温した後、さらに90分かけて240℃まで昇温しながらメタノールを留出させた。所定量のメタノールが留出した後、リン酸0.017重量部/リン酸二水素ナトリウム二水和物0.0235重量部のエチレングリコール溶液を添加し、5分間撹拌してエステル交換反応を終了した。
その後、反応物を重合装置に仕込み、重合装置内温度を90分かけて235℃から290℃まで昇温しながら、重合装置内圧力を常圧から真空へ徐々に減圧しエチレングリコールを留出させる。固有粘度0.7相当の溶融粘度に到達した時点で、反応を終了とし、反応系内を窒素ガスにて常圧にし、重合装置下部より冷水にストランド状に吐出、カッティングし、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例1にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
テレフタル酸ジメチル101.0重量部、エチレングリコール61.4重量部(ジカルボン酸成分の1.9倍モル)、式(VII)で表される[4−(2−ヒドロキシエトキシ安息香酸メチル)を5.1重量部(ジカルボン酸成分に対して、5モル%)の割合でそれぞれ計量し、エステル交換反応装置に仕込んだ。内容物を150℃で溶解した後、触媒として酢酸マンガン4水和物を0.05重量部、三酸化アンチモンを0.027重量部添加し撹拌した。
60分かけて190℃まで昇温し、さらに60分かけて200℃まで昇温した後、さらに90分かけて240℃まで昇温しながらメタノールを留出させた。所定量のメタノールが留出した後、リン酸0.017重量部/リン酸二水素ナトリウム二水和物0.0235重量部のエチレングリコール溶液を添加し、5分間撹拌してエステル交換反応を終了した。
その後、反応物を重合装置に仕込み、重合装置内温度を90分かけて235℃から290℃まで昇温しながら、重合装置内圧力を常圧から真空へ徐々に減圧しエチレングリコールを留出させる。固有粘度0.7相当の溶融粘度に到達した時点で、反応を終了とし、反応系内を窒素ガスにて常圧にし、重合装置下部より冷水にストランド状に吐出、カッティングし、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例1にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
(実施例2〜4、比較例1〜2)
M/Pの値がそれぞれ所定の値になるように、金属塩およびリン化合物の添加量を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例2〜4で得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
比較例1にて得られたポリエステル樹脂組成物は、M/Pの値が高いため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
比較例2にて得られたポリエステル樹脂組成物は、M/Pの値が低いため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
M/Pの値がそれぞれ所定の値になるように、金属塩およびリン化合物の添加量を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例2〜4で得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
比較例1にて得られたポリエステル樹脂組成物は、M/Pの値が高いため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
比較例2にて得られたポリエステル樹脂組成物は、M/Pの値が低いため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
(比較例3)
一価の金属種を含むリン酸アルカリ金属塩を使用していない点以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
比較例3にて得られたポリエステル樹脂組成物は、リン酸アルカリ金属塩を使用しておらず、一価の金属塩を含んでいないため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
一価の金属種を含むリン酸アルカリ金属塩を使用していない点以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
比較例3にて得られたポリエステル樹脂組成物は、リン酸アルカリ金属塩を使用しておらず、一価の金属塩を含んでいないため、十分な耐熱性および耐加水分解性が得られなかった。
(実施例5〜9)
使用するリン化合物を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例5〜9で得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
使用するリン化合物を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表1に示す。
実施例5〜9で得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
(実施例10、11)
使用するリン酸アルカリ金属塩の種類を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例10、11にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を示した。
使用するリン酸アルカリ金属塩の種類を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例10、11にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を示した。
(実施例12〜14、16)
使用する金属塩の種類を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例12〜14、16にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
使用する金属塩の種類を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例12〜14、16にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
(実施例15)
使用する触媒をテトラブトキシチタンに変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例15にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
使用する触媒をテトラブトキシチタンに変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例15にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
(実施例17)
使用する触媒を二酸化ゲルマニウムに変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例17にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
使用する触媒を二酸化ゲルマニウムに変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表2に示す。
実施例17にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
(実施例18〜24、比較例4,5)
式(VII)に示す共重合成分の共重合量を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表3に示す。
実施例18〜24にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
比較例4にて得られたポリエステル樹脂組成物は、式(VII)に示す共重合成分を共重合していないために、十分な耐熱性が得られなかった。
比較例5にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性は得られたものの、液晶ポリエステル樹脂組成物が得られ、所望の特性を有するポリエステル樹脂組成物が得られなかった。
式(VII)に示す共重合成分の共重合量を変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表3に示す。
実施例18〜24にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
比較例4にて得られたポリエステル樹脂組成物は、式(VII)に示す共重合成分を共重合していないために、十分な耐熱性が得られなかった。
比較例5にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性は得られたものの、液晶ポリエステル樹脂組成物が得られ、所望の特性を有するポリエステル樹脂組成物が得られなかった。
(実施例25)
255℃にて溶解したビスヒドロキシエチルテレフタレート105重量部が仕込まれたエステル化反応器に、テレフタル酸86重量部とエチレングリコール37重量部(テレフタル酸に対し1.15倍モル)からなるスラリーを徐々に添加し、エステル化反応を進行させる。反応系内の温度は245〜255℃になるようにコントロールし、反応率が95%に到達した段階でエステル化反応を終了とする。
こうして得られた255℃のエステル化反応物105重量部(PET100重量部相当)に、酢酸マンガン4水和物0.05重量部、および三酸化二アンチモン0.027重量部を添加し、5分攪拌する。その後、式(VIII)で表されるp−ヒドロキシ安息香酸を5モル%添加する。5分攪拌後、リン酸0.017重量部/リン酸二水素ナトリウム二水和物0.0235重量部のエチレングリコール溶液を添加し、重合装置に移送した。
その後、重合装置内温度を徐々に290℃まで昇温しながら、重合装置内圧力を常圧から133Pa以下まで徐々に減圧してエチレングリコールを留出させる。固有粘度0.7相当の溶融粘度に到達した時点で、反応を終了とし、反応系内を窒素ガスにて常圧にし、重合装置下部より冷水にストランド状に吐出、カッティングし、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例25にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
255℃にて溶解したビスヒドロキシエチルテレフタレート105重量部が仕込まれたエステル化反応器に、テレフタル酸86重量部とエチレングリコール37重量部(テレフタル酸に対し1.15倍モル)からなるスラリーを徐々に添加し、エステル化反応を進行させる。反応系内の温度は245〜255℃になるようにコントロールし、反応率が95%に到達した段階でエステル化反応を終了とする。
こうして得られた255℃のエステル化反応物105重量部(PET100重量部相当)に、酢酸マンガン4水和物0.05重量部、および三酸化二アンチモン0.027重量部を添加し、5分攪拌する。その後、式(VIII)で表されるp−ヒドロキシ安息香酸を5モル%添加する。5分攪拌後、リン酸0.017重量部/リン酸二水素ナトリウム二水和物0.0235重量部のエチレングリコール溶液を添加し、重合装置に移送した。
その後、重合装置内温度を徐々に290℃まで昇温しながら、重合装置内圧力を常圧から133Pa以下まで徐々に減圧してエチレングリコールを留出させる。固有粘度0.7相当の溶融粘度に到達した時点で、反応を終了とし、反応系内を窒素ガスにて常圧にし、重合装置下部より冷水にストランド状に吐出、カッティングし、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例25にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性および耐加水分解性を有していた。
(実施例26〜28)
共重合する成分をそれぞれ、式(IX)、(X)、式(XI)に変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例26〜28にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
共重合する成分をそれぞれ、式(IX)、(X)、式(XI)に変更した以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例26〜28にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
(実施例29)
共重合する成分を式(XII)に変更した以外は、実施例25と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例29にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
共重合する成分を式(XII)に変更した以外は、実施例25と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例29にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
(実施例30)
固有粘度0.5相当で吐出する以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。その後、得られたポリエステル樹脂組成物を150℃で4時間乾燥、結晶化させたのち、チップ温度230℃、真空度0.3Torr以下で12時間固相重合を行い、固有粘度0.8のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例30にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
固有粘度0.5相当で吐出する以外は、実施例1と同様にポリエステル樹脂組成物を得た。その後、得られたポリエステル樹脂組成物を150℃で4時間乾燥、結晶化させたのち、チップ温度230℃、真空度0.3Torr以下で12時間固相重合を行い、固有粘度0.8のポリエステル樹脂組成物を得た。得られたポリエステル樹脂組成物の特性を表4に示す。
実施例30にて得られたポリエステル樹脂組成物は、十分な耐熱性と耐加水分解性を有していた。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、繊維や各種フィルム用途に用いることができるが、耐熱性および耐加水分解性が要求される、太陽電池用バックシートフィルムや電絶用フィルムに特に好適に用いることができる。
Claims (7)
- 金属元素が二価のCa、Mg,Mn、Coから、一価のLi、Na、Kの中から選ばれることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエステル樹脂組成物。
- 金属元素が二価のMnと一価のNaの組み合わせからなり、リン化合物がリン酸とリン酸二水素ナトリウムの組み合わせからなることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
- 窒素雰囲気下、300℃で60分溶融したときのCOOH末端基増加量ΔCOOHおよびIV低下量ΔIVが式(V)、(VI)を満たすことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
ΔCOOH ≦ 30.0(eq/t) (V)
ΔIV≦ 0.08 (VI) - 請求項1から5のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物を製膜して得られる、太陽電池バックシート用フィルム。
- 請求項1から5のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物を製膜して得られる、電気絶縁用フィルム。
Priority Applications (1)
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JP2014215367A JP2015110742A (ja) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | ポリエステル樹脂組成物 |
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JP2013223594 | 2013-10-28 | ||
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2014
- 2014-10-22 JP JP2014215367A patent/JP2015110742A/ja active Pending
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