JP3066139B2 - 共重合ポリアルキレンアリレート樹脂 - Google Patents

共重合ポリアルキレンアリレート樹脂

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JP3066139B2
JP3066139B2 JP3288060A JP28806091A JP3066139B2 JP 3066139 B2 JP3066139 B2 JP 3066139B2 JP 3288060 A JP3288060 A JP 3288060A JP 28806091 A JP28806091 A JP 28806091A JP 3066139 B2 JP3066139 B2 JP 3066139B2
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polyalkylene arylate
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健二 土方
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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、ブロー成形、インフレ
ーション成形、真空成形、押出成形等、低剪断速度下で
の成形時の溶融特性に優れ、ブロー成形や真空成形時の
ドローダウン防止やフィルム成形時の耳の波打ち現象の
防止に有効な共重合ポリアルキレンアリレート樹脂に関
する。
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリブ
チレンテレフタレートに代表される結晶性ポリアルキレ
ンアリレートは優れた物性を有しており、近年広い用途
に用いられている。しかし、本質的に融点以上の可塑可
能温度域でポリプロピレンに代表されるブロー成形等に
好適な樹脂に比較して溶融粘度の剪断速度依存性が小さ
く、かつ温度依存性が大きいという問題を有している。
例えば、ブロー成形機を用いて通常の方法で成形を行う
場合、樹脂が押出機のシリンダー中に滞留中は、スクリ
ューに過負荷がかからない様に高い剪断速度下で樹脂の
溶融粘度は小さいことが望まれ、逆にパリソン形成時に
はドローダウンを防ぐため低剪断速度下で溶融粘度の大
きなことが望まれる。また、ブロー成形時、ダイリップ
間隙より樹脂が押し出された状態で、パリソン表面に存
在する温度分布のために、成形品の肉厚むらが生じてし
まい、商品価値が著しく低下する。これを防止するため
には、樹脂の溶融粘度の温度依存性が小さなことが望ま
れる。以上のような溶融粘度特性が望まれるのはフィル
ム、シート、繊維の成形においても同様である。ところ
が結晶性ポリアルキレンアリレートは望ましい溶融粘度
挙動を持たないものが多いため、例えば固相重合法によ
り分子量を増大させて溶融粘度を高めている。しかし固
相重合法では全体的な溶融粘度が増大するのみで、溶融
粘度の剪断速度依存性、温度依存性の問題は全く解決さ
れていない。
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明者らは、溶融粘度の剪断速度依存性が
大きく温度依存性が小さなポリアルキレンアリレート樹
脂について鋭意研究した。その結果、本来、単独ではス
メクチック液晶性を示すセグメントを主鎖骨格に導入し
て得られる共重合ポリアルキレンアリレート樹脂が上記
溶融粘度特性が良好であることを見出し本発明を完成す
るに到った。即ち本発明は、 a) 下記一般式(1) で示される繰り返し単位よりなり、
本来単独ではスメクチック液晶性を示すポリアルキレン
アリレートセグメントと、
【化4】 b) 下記一般式(2) で示される繰り返し単位よりなり、
本来単独ではスメクチック液晶性を示さないポリアルキ
レンアリレートセグメント
【化5】 のa)、b)2種のセグメントから構成され、a)とb)の比が
5:95〜90:10 (モル%)である共重合ポリアルキレン
アリレート樹脂を固相重合することにより得られる、溶
融粘度が温度 245℃、剪断速度 100毎秒で2000ポアズ以
上、1000毎秒で 800ポアズ以上であることを特徴とする
共重合ポリアルキレンアリレート樹脂に関する。本発明
の樹脂は、a)、b)2つのセグメントをその構成単位とす
るポリエステル共重合体であるが、この共重合体を構成
するセグメントa)は前記一般式(1) で示された特定の構
造を有するものであり、これが単独に存在した場合には
スメクチック液晶を示す如きセグメントである。スメク
チック液晶とは、一般の成書、例えば、岩柳茂夫著1984
年共立出版株式会社発行の「液晶」の記述にある如く、
分子の並び方が分子軸に概ね並行に連なり、更に並行に
連なった部分の重心が同一平面上にあって、分子軸に対
して直角或いは傾いて層状態を持って連なるという層構
造を有する。又、直交偏光下の顕微鏡観察では短棒状(b
atonets)組織、モザイク組織、扇状組織等の特有のパタ
ーンを示すことが知られている。かように固有な特性を
発現するスメクチック液晶性セグメントは同一分子中に
剛直性を示すメソーゲンと柔軟性基であるソフトスペー
サーとを持つことが必須である。即ち、(1) 式の如く分
子骨格中にベンゼン環を少なくとも2以上含むメソーゲ
ンと、アルキル基で構成されるソフトスペーサーを持つ
ことが必要である。特に好ましいa)セグメントとしては
下記式(1) −1で表される繰り返し単位よりなるポリア
ルキレンビフェニルカルボキシレートである。
【化6】 ソフトスペーサーの炭素数 mが2以上でないとスメクチ
ック液晶性を示さず、潜在的にもスメクチックとなる能
力を持たない。又、炭素数が大きくなるに従い融点は低
下して物性の低下を招く。本発明の樹脂は、上記の如き
本来単独ではスメクチック液晶性を示すセグメントa)以
外に、スメクチック液晶性を示さない他のポリアルキレ
ンアリレートセグメントb)を分子内に共有する共重合体
である。このb)セグメントは前記一般式(2) で示される
もので通常のポリアルキレンアリレートならば何れのも
のでも使用できるが、ポリアルキレンテレフタレート、
ポリアルキレンナフトエートが好ましく、これらの内、
特にアルキル基の炭素数が2〜10、特に2〜4のものが
最も好ましく用いられる。スメクチック液晶性を示すセ
グメントa)とスメクチック液晶性を示さないセグメント
b)との共重合割合は、a)のモル分率が5〜95モル%であ
ることが溶融粘度特性向上のために必要である。特に10
〜70モル%であることが好ましい。a)セグメントのモル
分率が5モル%未満では所定の効果が得られず、95モル
%を越えるとポリアルキレンアリレートの樹脂としての
優れた物性が失われてしまい好ましくない。これらの構
成は、本発明共重合ポリエステルがそれ自身単独で本来
スメクチック液晶性を示しても示さなくてもどちらでも
良く、スメクチック液晶性を示すセグメントが上記の割
合で含まれていれば本発明の所期の目的を達成し得る。
本発明共重合ポリエステルの調製法は(1) 式のみからな
るホモポリマーと、(2) 式のみからなるホモポリマーと
を適当な触媒の存在下で溶融混練してエステル交換反応
により両セグメントを共有するコポリエステルとするこ
とによって得ることが出来る他、ビフェニレンジカルボ
ン酸(又はそのエステル形成性誘導体)等のメソーゲン
となり得るモノマーとテレフタル酸及び/又はナフタレ
ンジカルボン酸(又はそのエステル形成性誘導体)と、
アルキレンジオールとの共存下で適当な触媒の存在下に
溶融混練して重縮合して得ることも出来る。調製後、更
に固相重合することにより溶融粘度を増加させることが
可能である。ポリアルキレンアリレート樹脂がスメクチ
ック液晶性をそれ自身で示さない割合でb)セグメントを
含んでいる場合には、特に固相重合による溶融粘度の改
善効果が大きい。具体的には溶融粘度の絶対値が増大す
る他に、溶融粘度の剪断速度依存性が大きくなる効果と
温度依存性が小さくなる効果が発現する。 b)セグメントの共重合により、溶融粘度の剪断速度依存
性が大きく温度依存性が小さくなる理由は、おそらくス
メクチック液晶形成能をもつメソーゲン成分の強い分子
間凝集力に起因すると考えられる。更に、本発明の樹脂
には、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に添加され
る公知の物質、すなわち酸化防止剤や紫外線吸収剤等の
安定剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料や顔料等
の着色剤、潤滑剤或いはガラス繊維の如き繊維状、粉粒
状、板状の無機充填剤等も要求性能に応じ適宜添加する
ことができる。本発明の樹脂及び樹脂組成物は、一般に
合成樹脂組成物の調製に用いられる設備と方法により調
製することができる。すなわち必要な成分を混合し、1
軸又は2軸の押出機を使用して混練し、押出して成形用
ペレットとすることができ、必要成分の一部をマスター
バッチとして混合、成形する方法、また各成分の分散混
合をよくするため樹脂の一部または全部を粉砕し、混合
して溶融押出すること等、いずれも可能である。
【発明の効果】本発明で得られる樹脂は、溶融粘度特性
の剪断速度依存性が大きく温度依存性が小さいため、ブ
ロー成形、押出成形等の低剪断速度下での成形性に優
れ、均一な肉厚の良好な成形品を容易に得ることができ
る。
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 ジメチルテレフタレート(DMT)、ジメチルビベンゾ
イックアシッド(DMBB)、 1,4−ブタンジオール
(1,4−BD)をモル比でそれぞれ0.35:0.65:2.0の割合
で密閉型反応器に仕込み、テトラブチルチタネートを触
媒とし、常圧下、不活性ガス雰囲気で 150℃から 210℃
に徐々に昇温しながらエステル交換反応を行い、反応が
終了点に達した2時間後、 240℃、0.1 Torr減圧下で2
時間溶融重合し、これを取り出し切断し、チップを得
た。更に 205℃、0.1Torr 減圧下で12時間固相重合し、
ポリマー(A) を得た。このポリマー(A) は
【化7】 なる構造を有するランダム共重合体であり、DSCによ
る転移温度測定及び偏光顕微鏡による光学組織の観察か
ら、昇温時 220→ 265℃の温度域、降温時 226→155 ℃
の温度域でスメクチックAタイプの液晶相になることを
確認した。このポリマー(A) の溶融粘度の剪断速度依存
性をコポリマー化による改質前のポリブチレンテレフタ
レート樹脂(B) と比較した結果を図1に示す。ポリマー
(B) に比べポリマー(A) はスメクチック成分導入によ
り、低剪断速度での溶融粘度は大幅に増加するのに対し
て、高剪断速度では溶融粘度の増加は殆ど見られない。
この現象は溶融粘度の剪断速度依存性が増大しているこ
とを意味し、ブロー成形等、低剪断速度下での成形に好
適な性質である。そこで、ポリマー(A) の成形性を真空
成形法により改質前のポリマー(B) と比較した。ポリマ
ー(A) 及び(B) をそれぞれTダイより押し出し、厚み
0.5mmのシートを成形した後、種々のシート温度で金型
温度70℃、しぼり比1.5 の真空成形を行った。表1の結
果に示すとおり、ポリマー(B) で成形品が得られたシー
ト温度は240 ℃だけで、しかも肉厚ムラの多い不完全な
ものであった。それに対し、ポリマー(A) はシート温度
235〜 255℃の幅広い温度域で成形可能であり、しかも
成形品の形状が良好で、成形性が大幅に改善されること
がわかる。 実施例2 ジメチルテレフタレート(DMT)、ジメチルビベンゾ
イックアシッド(DMBB)、 1,4−ブタンジオール
(1,4−BD)をモル比でそれぞれ0.78:0.22:1.70の割合
で密閉型反応器に仕込み、実施例1と同様の方法により
ポリマーチップを得た。このポリマーは、DSC、偏光
顕微鏡のいずれの観察からも液晶相を示さない通常の結
晶性ポリマーであった。このポリマーを、190 ℃、0.1
Torr減圧下で20時間固相重合し、ポリマー(C)を得た。
ポリマー(C) の溶融粘度を改質前のポリブチレンテレフ
タレート樹脂、ポリマー(B) と比較すると図2の結果が
得られる。ポリマー(C) はポリマー(B) に比べて、低剪
断速度での溶融粘度が大幅に増加するのに対して、高剪
断速度では溶融粘度の増加は殆ど見られない。この様に
ポリマー(C) の溶融粘度の剪断速度依存性は大きく改善
される。更にポリマー(C) の溶融粘度の温度依存性は図
3に示す様に、各剪断速度において大変小さく、改質前
のポリマー(B) に比べ大きく改善される。ポリマー(C)
の厚み 0.5mmのシートをTダイより押し出して作製し、
成形性を真空成形法により改質前のポリマー(B) と比較
した。各シート温度に対して金型温度70℃、しぼり比
1.5の条件で行った。表2の結果に示す様に、ポリマー
(B)ではシート温度 240℃でのみ肉厚むらのある成形品
を成形することが可能であるのに対し、ポリマー(C) で
は 205〜 220℃の広い温度範囲で成形可能であり、しか
も 205〜 210℃のシート温度では外観の美しい、均一な
肉厚の成形品を容易に得ることができ、成形性が大きく
改善されることがわかる。
【表1】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】 ポリマーの溶融粘度の剪断速度依存性を示す
グラフである。
【図2】 ポリマーの溶融粘度の剪断速度依存性を示す
グラフである。
【図3】 ポリマーの溶融粘度の各剪断速度における温
度依存性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29C 51/00 B29C 51/00 C08L 67:00 (56)参考文献 特開 平2−258864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/16,63/547 B29C 47/00 C08J 5/18

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a) 下記一般式(1) で示される繰り返し単
    位よりなり、本来単独ではスメクチック液晶性を示すポ
    リアルキレンアリレートセグメントと、 【化1】 b) 下記一般式(2) で示される繰り返し単位よりなり、
    本来単独ではスメクチック液晶性を示さないポリアルキ
    レンアリレートセグメント 【化2】 のa)、b)2種のセグメントから構成され、a)とb)の比が
    5:95〜90:10 (モル%)である共重合ポリアルキレン
    アリレート樹脂を固相重合することにより得られる、溶
    融粘度が温度 245℃、剪断速度 100毎秒で2000ポアズ以
    上、1000毎秒で 800ポアズ以上であることを特徴とする
    共重合ポリアルキレンアリレート樹脂。
  2. 【請求項2】(2) 式のR が 【化3】 より選ばれた少なくとも1種の基である請求項1記載の
    共重合ポリアルキレンアリレート樹脂。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の共重合ポリアルキレ
    ンアリレート樹脂を溶融状態から厚み0.1 〜3mmの範囲
    内で押し出して製造した易成形加工性を特徴とする圧空
    又は真空成形用樹脂シート。
  4. 【請求項4】請求項3記載の樹脂シートを圧空又は真空
    成形によって成形した薄肉成形品。
  5. 【請求項5】請求項1又は2記載の共重合ポリアルキレ
    ンアリレート樹脂を用いた易成形加工性を特徴とするパ
    リソン及びそのブロー成形品。
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