JP3020677B2 - 芳香族ポリエステル及びその製造方法 - Google Patents

芳香族ポリエステル及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はすぐれた耐熱性、耐薬品
性、機械的特性、透明性、成型性を有する難結晶性芳香
族ポリエステルに関する。なかでも特に耐熱性、耐薬品
性と透明性にすぐれた難結晶性芳香族ポリエステルおよ
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年耐熱性が高く機械的強度の優れたエ
ンジニアプラスチックに対する要求性能が高まってきて
いる。透明性エンジニアプラスチックの1つにポリアリ
レートがあり、これは2価のフェノール、特に2,2―
ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロパン及び芳香族ジ
カルボン酸、特にテレフタル酸とイソフタル酸の混合物
に由来するポリエステルである。これらのポリアリレー
トはギヤボックス機器部品、スイッチケース、時計枠な
どに使われる機会が増えてきたが、これらの用途として
用いるには耐薬品性に劣るという欠点があり耐熱性も充
分なものではなかった。
【0003】一方特開昭51―70296号公報には
に、イソフタル酸またはテレフタル酸を酸成分とし、
2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロパンとハ
イドロキノンをジオール成分とする耐薬品性に優れたポ
リエステルについて、USP―4,115,362の実
施例8には2,6―ナフタレンジカルボン酸、2,2―
ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロパンおよびネオペ
ンチレングリコールから成るポリエステルについて記載
されているが、いずれも耐熱性が必ずしも充分とはいえ
ない。
【0004】
【発明の目的】そこで、本発明者らは、耐熱性、耐薬品
性に優れ、かつ機械特性、透明性、成型性にも優れる難
結晶性芳香族ポリエステルを提供すべく鋭意検討を重ね
た結果、2,6―ナフタレンジカルボン酸と2,2―ビ
ス(4―ヒドロキシフェニル)プロパンを主成分とし、
これにハイドロキノン類または4,4′―ジヒドロキシ
ジフェニル類が特定の割合で共重合された芳香族ポリエ
ステルが上記目的を達成することを見出し本発明に到達
したものである。
【0005】
【発明の構成】下記残基(A)、(B)、(C)
【0006】
【化3】
【0007】[ここでR1 、R2 は、炭素数1〜6まで
の1価の脂肪族基、ハロゲン基又は炭素数6〜20まで
の1価の芳香族基である。またmは1又は2の整数であ
る。]から主として構成される実質的に線状のポリマー
であって、該ポリマーにおける上記各残基(A)、
(B)、(C)のモル割合が下記式(I)、(II) 0.90≦(A)/{ (B)+(C)}≦1.05 …(I) 5/95≦(C)/(B) ≦30/70 …(II) を同時に満足する範囲内にあり、かつ固有粘度が0.4
以上であることを特徴とする芳香族ポリエステルであ
る。
【0008】以下本発明について詳細に説明する。本発
明の芳香族ポリエステルは実質的に線状のポリマーであ
って下記構造単位(A)、(B)、(C)
【0009】
【化4】
【0010】[ここで、R1 、R2 及びmは上記定義に
同じである。]から主として構成されており、(A)と
(B)から成るエステル構造単位と(A)と(C)から
成るエステル構造単位とがランダムに共重合されてい
る。
【0011】本発明のポリマーにおいては(A)/
{(B)+(C)}の割合(モル比)は実質的に(A)
と(B)、(A)と(C)がそれぞれ1つの構造単位を
構成することから理論上1.0であるが、実際上0.9
〜1.05の範囲内にあればよい。特に0.95〜1.
02の範囲が好ましい。
【0012】(C)/(B)の割合(モル比)は5/9
5〜30/70の範囲内にあることが必要であり、7/
93〜25/75の範囲内が好ましく特に10/90〜
20/80の範囲が好ましい。(C)の割合をこの範囲
より減らすと目的とする耐薬品性の向上が認められず、
この範囲より増やすと重合中にポリマーの結晶性が高く
なり重合中に結晶化するなど重合性が低下する。更に成
型性も低下する。
【0013】本発明のポリマーにおいては残基(B)の
原料として2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)プ
ロパンを用いることが好ましいが一部(例えば30モル
%以下)に他のビスフェノール類を用いても良い。かか
るビスフェノール類としてはビス(4―ヒドロキシ)フ
ェニルメタン、1,1―ビス(4―ヒドロキシフェニ
ル)エタン、1,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)
エタン、2,2―ビス(4―ヒドロキシフェニル)―n
―ブタン、3,3―ビス(4―ヒドロキシフェニル)ペ
ンタン、1,1―ビス(4―ヒドロキシフェニル)シク
ロヘキサン等があげられる。
【0014】また残基(C)の原料としては、具体的に
はハイドロキノン、メチルハイドロキノン、エチレンハ
イドロキノン、プロピルハイドロキノン、t―ブチルハ
イドロキノン、クロロハイドロキノン、フェニルハイド
ロキノン、4,4′―ジヒドロキシジフェニル、3,
3′,5,5′―テトラメチル―4,4′―ジヒドロキ
シジフェニル等があげられ。特にハイドロキノン、4,
4′―ジヒドロキシジフェニルが好ましい。
【0015】本発明の芳香族ポリエステルは、30モル
%以下、好ましくは20モル%以下、更に好ましくは1
0モル%以下の割合で他の共重合成分を含有することも
できる。
【0016】本発明の芳香族ポリエステルの固有粘度は
0.4以上であることが必要であり好ましくは0.5以
上、特に好ましくは0.6以上である。なお本発明で言
う固有粘度とはp−クロロフェノール/テトラクロロエ
タン=4/6(重量比)の混合溶媒中35℃で測定した
溶液粘度より算出した値である。
【0017】かかる新規芳香族ポリエステルは(a)
2,6―ナフタレンジカルボン酸及び/又はそのエステ
ル形成性誘導体と、(b)2,2―ビス(4―ヒドロキ
シフェニル)プロパン及び/又はそのエステル形成性誘
導体と(c)ハイドロキノン類または4,4′―ジフェ
ノール類及びまたはそのエステル形成性誘導体を下記式
(III )、(IV) 0.90≦(a)/{ (b)+(c)}≦1.05 …(III ) 5/95≦(c)/(b) ≦30/70 …(IV) を同時に満足する割合で反応せしめることにより製造す
ることができる。
【0018】(a)成分の該エステル形成性誘導体とし
ては低級アルキルエステル、アリールエステル、カルボ
ン酸ハライド等があげられる。具体的にはメチルエステ
ル、エチルエステル、フェニルエステル、トリルエステ
ル、酸塩化物等があげられる。(b)、(c)成分の該
エステル形成性誘導体としては低級脂肪酸エステル、具
体的にはアセチル誘導体、プロピオニル誘導体があげら
れる。
【0019】本発明のポリエステルは(i)ジヒドロキ
シ化合物とジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導
体を触媒存在下加熱反応せしめる方法(ii)ジヒドロキ
シ化合物の低級脂肪酸エステル(特にアセチル化ジヒド
ロキシ化合物が好ましい)とジカルボン酸とを触媒存在
下加熱反応せしめる方法(iii)シヒドロキシ化合物と
ジカルボン酸ハライドを加熱反応せしめる方法あるいは
水/有機溶媒の界面で反応せしめる方法など従来公知の
ポリエステルの重縮合方法に準じて製造することができ
る。その中で溶融重合が好ましく特に(i)の重合方法
が好ましい。
【0020】以下、この(i)の方法について詳述す
る。用いるジカルボン酸のエステル形成性誘導体はアリ
ールエステルが好ましく選択され、具体的にはフェニル
エステル、トリルエステル、ナフチルエステルなどがあ
げられ、特にフェニルエステルが好ましい。
【0021】尚この方法においては重合反応に、触媒を
用いることが必要であり従来公知のエステル交換触媒が
好ましく使用できる。かかる触媒としては錫、アンチモ
ン、ストロンチウム、亜鉛、コバルト、ニッケル、チタ
ン、ゲルマニウム等の単体、酸化物、水酸化物、ハロゲ
ン化物、無機及び有機酸塩類、錯塩等をあげることがで
きる。特にアンチモン化合物、錫化合物が好ましい。
【0022】重合反応系は窒素、アルゴン等の不活性ガ
ス雰囲気下で撹拌しながら行うことが好ましく、重合反
応の初期は常圧下で、温度は触媒によっても異なるが、
150℃以上、好ましくは180℃以上、特に好ましく
は230℃以上であり、反応の進行とともに昇温するの
が好ましい。この場合の上限は400℃、好ましくは3
60℃程度である。引き続いて反応系を温度を変えずに
減圧下強制的に反応の結果生成するフェノール及び必要
に応じて過剰に用いた芳香族ジヒドロキシ化合物を反応
系外に除去しつつ行う。反応時間は固有粘度が0.4以
上に達するに足る時間であればよく、またこの時間は反
応時間、反応スケール等によっても異なるが30分〜1
0時間、好ましくは1〜5時間程度である。
【0023】本発明方法により得られる芳香族ポリエス
テルは比較的溶融粘度が高いため、溶融重合で高重合度
化する場合、ルーダー型の反応器等で実施することが好
ましい。
【0024】なお本発明のポリエステルは使用目的に応
じて各種の添加剤、例えば熱安定剤、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、離型剤、帯電防止剤等及び充填剤例えばガラ
ス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、タルク等を加えても
さしつかえない。
【0025】
【発明の効果】以上の様にして得られるポリエステル
は、2,6―ナフタレンジカルボン酸、2,2―ビス
(4―ヒドロキシフェニル)プロパン及びハイドロキノ
ン類もしくは4,4′―ジヒドロキシジフェニル類の分
子骨格の効果により、耐熱性、耐薬品性、機械的特性、
透明性、成型性に優れている。
【0026】
【実施例】以下実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明する。ただし本発明はこれらの例によって限定され
るものではない。実施例で言う熱変型温度はASTM
D―648(荷重18.6kg/cm2 )に従って測定を行
った。
【0027】
【実施例1】2,6―ナフタレンジカルボン酸ジフェニ
ルエステル368部、ビスフェノールA183部、ハイ
ドロキノン22部および三酸化アンチモン0.1部を撹
拌装置を備えた重合フラスコに入れ260℃から30分
間かけて320℃まで昇温・加熱を行った。その後その
温度で30分間保持した後約30分間かけて絶対圧力を
0.5mmHg以下にして30分間重合反応を進めた。得ら
れたポリマーを取り出し固有粘度を測定すると0.46
であった。該ポリマーを更にルーダー型の反応器内で絶
対圧力を0.5mmHg以下温度を360℃、ポリマー滞留
時間を15分に保ちながら重合反応を進め固有粘度0.
89のポリマーを得た。該ポリマーを乾燥後バレル温度
370℃金型温度175℃にて厚さ1/4インチの試験
片を射出成形を行った。
【0028】得られた成形品は透明であり、熱変形温度
は193℃であった。又該成形品をアセトン、ジオキサ
ン中に室温で1日浸漬したところ全く変化がなく耐薬品
性に優れていた。
【0029】
【実施例2】2,6―ナフタレンジカルボン酸ジフェニ
ルエステル368部、ビスフェノールA216部、4,
4′―ジヒドキシジフェニル20部および酢酸錫0.1
部を撹拌装置を備えた重合フラスコに入れ260℃から
340℃まで2時間かけて昇温・加熱を行った。その重
合温度で30分間保持した後約30分間かけて絶対圧力
を0.5mmHg以下にして90分間重合反応を進め固有粘
度0.74の目的とするポリエステルを得た。該ポリエ
ステルを実施例1と同様な手法にて成形を行い透明な試
験片を得た。熱変形温度は187℃であり、成形品をア
セトン、ジオキサン中に室温で1日浸漬したところ全く
変化がなく耐薬品性に優れていた。
【0030】
【比較例1】ハイドロキノンのかわりにネオペンチレン
グリコール22部を用いる他は実施例1と同様の手法に
てポリエステルを重合し、固有粘度0.95のポリマー
を得た。該ポリエステルを実施例1と同様の手法にて成
形を行い、透明な成形品を得た。熱変形温度は179℃
であり、該成型品を室温下アセトンに1日浸漬したとこ
ろ白化した。
【0031】
【比較例2】2,6―ナフタレンジカルボン酸ジフェニ
ルエステルのかわりにテレフタル酸ジフェニルエステル
318部を、4,4′―ジヒドロキシジフェニルのかわ
りにハイドロキノン11部を用いる他は実施例2と同様
な手法にてポリエステルを重合した。得られたポリエス
テルの固有粘度は0.83であり実施例1と同様の手法
にて成形を行ったところ透明な成形品を得た。熱変型温
度は145℃であり、該成形品を室温にてアセトンに浸
漬したところ白化し、ジオキサン中に浸漬したところ部
分的に溶解した。
【0032】
【比較例3】ビスフェノールA216部、4,4′―ジ
ヒドロキシジフェニル20部のかわりにビスフェノール
Aを237部、ハイドロキノンを2部を用いる他は実施
例2と同様な手法にてポリエステルを重合し、固有粘度
が0.52のポリエステルを得た。該ポリエステルを粉
砕し、圧力を0.5mmHg以下に保ち、360℃にて固相
重合を3時間行い固有粘度0.86のポリマーを得た。
該ポリマーを乾燥後380℃にて成形を行ったが透明な
成形品は得られなかった。該成形品を室温にてジオキサ
ンに浸漬したところ白化した。
【0033】
【比較例4】ビスフェノールA216部、4,4′―ジ
ヒドロキシジフェニル20部のかわりにビスフェノール
A156部、ハイドロキノン40部を用いる他は実施例
2と同様な手法にてポリエステルを重合した。しかし重
合中に結晶化してしまい、高重合度のポリマーが得られ
なかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 博夫 山口県岩国市日の出町2番1号 帝人株 式会社 岩国研究センター内 (56)参考文献 特開 平3−33154(JP,A) 特開 平4−222821(JP,A) 特開 平2−169623(JP,A) 特開 平2−150421(JP,A) 特開 平3−320328(JP,A) 特開 昭60−147433(JP,A) 特表 平6−502673(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 CA(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記残基(A)、(B)、(C) 【化1】 [ここでR1 、R2 は、炭素数1〜6までの1価の脂肪
    族基、ハロゲン基又は炭素数6〜20までの1価の芳香
    族基である。またmは1又は2の整数である。]から主
    として構成される実質的に線状のポリマーであって、該
    ポリマーにおける上記各残基(A)、(B)、(C)の
    モル割合が下記式(I)、(II) 0.90≦(A)/{ (B)+(C)}≦1.05 …(I) 5/95≦(C)/(B) ≦30/70 …(II) を同時に満足する範囲内にあり、かつ固有粘度が0.4
    以上であることを特徴とする芳香族ポリエステル。
  2. 【請求項2】(a)2,6―ナフタレンジカルボン酸及
    び/又はそのエステル形成性誘導体と、(b)2,2―
    ビス(4―ヒドロキシフェニル)プロパン及び/又はそ
    のエステル形成性誘導体と(c)下記式(D) 【化2】 [R1 、R2 及びmは残基(C)の定義に同じであ
    る。]で表わされる芳香族ジヒドロキシ化合物又はその
    エステル形成性誘導体を下記式(III )、(IV)を同時
    に 0.90≦(a)/{ (b)+(c)}≦1.05 …(III ) 5/95≦(c)/(b) ≦30/70 …(IV) 満足するモル割合で反応せしめ、0.4以上の固有粘度
    を有する実質的に線状のポリマーとすることを特徴とす
    る芳香族ポリエステルの製造方法。
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