JP3270185B2 - 軟質ポリエステル樹脂 - Google Patents

軟質ポリエステル樹脂

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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、各種成形材料用に使用
される軟質ポリエステル樹脂に関し、さらに詳しくは、
透明性に優れ、弾性に富み、機械的特性に優れ、成形加
工性に優れた軟質ポリエステル樹脂に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポ
リエステル樹脂は、透明性に優れ、機械的特性に優れて
いること等から、ボトルやシート等の成形材料用樹脂と
して使用されている。ポリエチレンテレフタレート樹脂
の高い透明性は、樹脂の結晶化度が小さい領域で使用す
ることによる特徴である。しかし、ポリブチレンテレフ
タレートエラストマーのような軟質ポリエステル樹脂で
は、ハードセグメントとして結晶相を用い、ソフトセグ
メントとしてポリエーテルを用いるために不透明な樹脂
となり、透明な軟質ポリエステル樹脂を得ることは困難
であった。そのため、透明性の高い軟質材料としては、
主に軟質塩化ビニル樹脂が使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、軟質塩化ビニ
ル樹脂では、経時的な可塑剤のブリードアウトによる塵
埃の付着が発生する等の問題点を有している。また、塩
化ビニル樹脂は、焼却処理において環境問題を有してお
り、軟質塩化ビニル樹脂に代わる透明な軟質材料とし
て、軟質ポリエステル樹脂が期待されていた。そこで、
本発明の目的は、透明な軟質材料として塩化ビニル樹脂
に代わり得る透明性に優れ、弾性に富み、機械的特性に
優れ、成形加工性に優れた軟質ポリエステル樹脂を提供
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な状況に鑑み、軟質ポリエステル樹脂について鋭意検討
した結果、本発明に到達したものである。すなわち、本
発明の軟質ポリエステル樹脂は、イソフタル酸またはそ
のエステル形成誘導体を5〜50モル%含有するジカル
ボン酸成分と、エチレングリコールを主成分とするジオ
ール成分と、樹脂成分中に0.1〜25重量%の炭素数
2以上の繰り返し単位を持つポリエーテルとからなるこ
とを特徴とする
【0005】本発明において、軟質ポリエステル樹脂を
構成するジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフ
タレン−2,6−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸
またはこれらのエステル形成誘導体を主成分とするもの
である。これらの成分は、全酸成分中に80モル%以上
含有することが好ましく、さらに好ましくは90モル%
以上である。これは、これら成分の含有量が80モル%
未満であると、軟質ポリエステル樹脂の機械的特性が低
下するためである。また、本発明においては、アジピン
酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸を本発明の効果
を損なわない範囲内、例えば全酸成分中に20モル%未
満の範囲で共重合させてもよい。
【0006】また、本発明においては、得られた軟質ポ
リエステル樹脂に優れた透明性および柔軟性を付与する
点から、ジカルボン酸成分としてイソフタル酸またはそ
のエステル形成誘導体を5〜50モル%含有することが
必要であり、好ましくは10〜40モル%の範囲であ
る。これは、イソフタル酸の含有量が5モル%未満では
得られる軟質ポリエステル樹脂の透明性や柔軟性が劣る
ためであり、逆に50モル%を超えると所定の重合度ま
で重合を進めることが困難となり、成形可能な樹脂を得
ることができないためである。
【0007】本発明の軟質ポリエステル樹脂を構成する
ジオール成分としては、エチレングリコールを主成分と
するものであり、全ジオール成分中にエチレングリコー
ルが60モル%以上含有されていることが好ましく、さ
らに好ましくは70モル%以上である。これは、エチレ
ングリコールの含有量が50モル%未満であると、重合
時の反応性が低下して所定の重合度の樹脂を得ることが
困難となるためである。また、本発明においては、ネオ
ペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビ
スフェノール化合物またはその誘導体のエチレンオキサ
イド付加物等の他のジオール成分を、本発明の効果を損
なわない範囲内で共重合させることもできる。ここで、
ビスフェノール化合物またはその誘導体のエチレンオキ
サイド付加物としては、次の一般式(1)および(2)
に示される構造を有するものが挙げられる。
【0008】
【化1】
【0009】(式中、XはCH2 、C(CH32 、O
およびSO2 を示し、nおよびmは2≦n+m≦6を満
足する整数である。)
【0010】
【化2】
【0011】(式中、XはCH2 、C(CH32 、O
およびSO2 を示し、RはC1 〜C5のアルキル基また
はハロゲン基を示し、nおよびmは2≦n+m≦6を満
足する整数、aおよびbは1〜4の整数である。) 中でも、次の一般式(3)に示される構造を有するビス
フェノールAエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【0012】
【化3】
【0013】(式中、nおよびmは2≦n+m≦6を満
足する整数である。) さらに、本発明の軟質ポリエステル樹脂は、樹脂成分中
に0.1〜25重量%の範囲で炭素数2以上のポリエー
テルを含有することが必要である。これは、ポリエーテ
ルの含有量が0.1重量%未満では、得られた軟質ポリ
エステル樹脂の柔軟性が十分でなくなるためである。使
用されるポリエーテルとしては、例えば、ポリエチレン
グリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール等が
挙げられ、ポリエチレングリコールでは分子量300〜
20000程度もの、ポリオキシテトラメチレングリコ
ールでは分子量300〜4000程度のものが好まし
い。これは、これら分子量が上記範囲未満であると柔軟
性付与の効果が少なく、逆に上記範囲を超えると樹脂と
の相溶性が低下し透明性が損なわれるためである。中で
も、耐候性等の点でポリテトラオキシメチレングリコー
ルが好ましい
【0014】本発明の軟質ポリエステル樹脂においは、
樹脂の熱安定性や耐候性を向上させるために、安定剤等
の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、
フェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、
フォスファイト系安定剤等が挙げられる。本発明の軟質
ポリエステル樹脂の製造方法としては、公知の直接重合
法やエステル交換法が使用でき、その重合度は特に限定
されるものではないが、固有粘度(フェノールとテトラ
クロロエタンの等重量混合溶液中で25℃で測定)が
0.5以上ものが好ましい。
【0015】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。実施例における固有粘度は、フェノールと1,
1,2,2,−テトラクロルエタンを重量比で1:1に
混合した溶媒に溶解させ、ウベローデ型粘度計で25℃
にて測定した。アイゾット衝撃強度は、ASTM−D2
56に準拠し、試験片を2号Bとしてノッチ付きで測定
した。引張弾性率はASTM−D638に準拠して、曲
げ弾性率はASTM−D790に準拠して測定した。ヘ
イズは、押出機で製膜した厚さ150μmのシートをサ
ンプルとして、東京電色社製ヘイズメーターMODEL
TC−H3を用いて測定した。
【0016】実施例1 テレフタル酸95モル部、イソフタル酸5モル部、エチ
レングリコール150モル部、ポリオキシテトラメチレ
ングリコール(分子量4000)5重量%を反応容器に
入れ、重合安定剤としてトリメチルフォスフェートを酸
成分に対して100ppm、重合触媒として三酸化アン
チモンを酸成分に対して500ppm添加し、直接重合
法によって重合して軟質ポリエステル樹脂を得た。得ら
れた軟質ポリエステル樹脂を射出成形機を用いて強度試
験用試験片を作製し、アイゾット衝撃強度、引張弾性
率、曲げ弾性率を測定した。その測定結果を樹脂組成、
固有粘度およびヘイズとともに表1に示した。
【0017】実施例2 テレフタル酸80モル部、イソフタル酸20モル部、エ
チレングリコール150モル部、ポリオキシテトラメチ
レングリコール(分子量1000)2重量%を反応容器
に入れ、重合安定剤としてトリメチルフォスフェートを
酸成分に対して200ppm、重合触媒として三酸化ア
ンチモンを酸成分に対して700ppm添加し、直接重
合法によって重合して軟質ポリエステル樹脂を得た。得
られた軟質ポリエステル樹脂を射出成形機を用いて強度
試験用試験片を作製し、アイゾット衝撃強度、引張弾性
率、曲げ弾性率を測定した。その測定結果を樹脂組成、
固有粘度、ヘイズとともに表1に示した。
【0018】実施例3 ナフタレン−1,4−ジカルボン酸ジメチル70モル
部、イソフタル酸ジメチル30モル部、エチレングリコ
ール100モル部、ビスフェノールSエチレンオキサイ
ド付加物(n+m=2)40モル部、ポリエチレングリ
コール(分子量2000)10重量%を反応容器に入
れ、エステル交換触媒として酢酸亜鉛を酸成分に対して
300ppm、重合安定剤としてトリメチルフォスフェ
ートを酸成分に対して200ppm、重合触媒として三
酸化アンチモンを酸成分に対して700ppm添加し、
エステル交換法によって重合して軟質ポリエステル樹脂
を得た。得られた軟質ポリエステル樹脂を射出成形機を
用いて強度試験用試験片を作製し、アイゾット衝撃強
度、引張弾性率、曲げ弾性率を測定した。その測定結果
を樹脂組成、固有粘度、ヘイズとともに表1に示した。
【0019】実施例4 テレフタル酸50モル部、イソフタル酸50モル部、エ
チレングリコール150モル部、シクロヘキサンジメタ
ノール30モル部、ポリオキシテトラメチレングリコー
ル(分子量2000)25重量%を反応容器に入れ、重
合安定剤としてトリメチルフォスフェートを酸成分に対
して200ppm、重合触媒として三酸化アンチモンを
酸成分に対して700ppm添加し、直接重合法によっ
て重合して軟質ポリエステル樹脂を得た。得られた軟質
ポリエステル樹脂を射出成形機を用いて強度試験用試験
片を作製し、アイゾット衝撃強度、引張弾性率、曲げ弾
性率を測定した。その測定結果を樹脂組成、固有粘度、
ヘイズとともに表1に示した。
【0020】
【0021】比較例1 テレフタル酸100モル部、エチレングリコール150
モル部を反応容器に入れ、重合安定剤としてトリメチル
フォスフェートを酸成分に対して200ppm、重合触
媒として三酸化アンチモンを酸成分に対して500pp
m添加し、直接重合法によって重合し、ポリエステル樹
脂を得た。得られたポリエステル樹脂を射出成形機を用
いて強度試験用試験片を作製し、アイゾット衝撃強度、
引張弾性率、曲げ弾性率を測定した。その測定結果を樹
脂組成、固有粘度、ヘイズとともに表1に示した。
【0022】比較例2 テレフタル酸90モル部、イソフタル酸10モル部、エ
チレングリコール100モル部、ポリエチレングリコー
ル(分子量1000)80重量%を反応容器に入れ、重
合安定剤としてトリメチルフォスフェートを酸成分に対
して200ppm、重合触媒として三酸化アンチモンを
酸成分に対して500ppm添加し、直接重合法によっ
て重合を行ったが、成形可能な樹脂を得ることはできな
かった。
【0023】比較例3 テレフタル酸95モル部、イソフタル酸5モル部、エチ
レングリコール50モル部、ビスフェノールAエチレン
オキサイド付加物(n+m=2)100モル部、ポリエ
チレングリコール(分子量1000)15重量%を反応
容器に入れ、重合安定剤としてトリメチルフォスフェー
トを酸成分に対して200ppm、重合触媒として三酸
化アンチモンを酸成分に対して500ppm添加し、直
接重合法によって重合を行ったが、成形可能な樹脂を得
ることはできなかった。
【0024】比較例4 テレフタル酸10モル部、イソフタル酸90モル部、エ
チレングリコール100モル部、ポリオキシテトラメチ
レングリコール(分子量2000)15重量%を反応容
器に入れ、重合安定剤としてトリメチルフォスフェート
を酸成分に対して200ppm、重合触媒として三酸化
アンチモンを酸成分に対して500ppm添加し、直接
重合法によって重合を行ったが、成形可能な樹脂を得る
ことはできなかった。
【0025】比較例5 テレフタル酸50モル部、イソフタル酸50モル部、エ
チレングリコール150モル部を反応容器に入れ、重合
安定剤としてトリメチルフォスフェートを酸成分に対し
て200ppm、重合触媒として三酸化アンチモンを酸
成分に対して500ppm添加し、直接重合法によって
重合し、ポリエステル樹脂を得た。得られた軟質ポリエ
ステル樹脂を射出成形機を用いて強度試験用試験片を作
製し、アイゾット衝撃強度、引張弾性率、曲げ弾性率を
測定した。その測定結果を樹脂組成、固有粘度、ヘイズ
とともに表1に示した。
【0026】比較例6 テレフタル酸100モル部、エチレングリコール100
モル部、ポリオキシテトラメチレングリコール(分子量
1000)10重量%を反応容器に入れ、重合安定剤と
してトリメチルフォスフェートを酸成分に対して200
ppm、重合触媒として三酸化アンチモンを酸成分に対
して500ppm添加し、直接重合法によって重合し、
ポリエステル樹脂を得た。得られた軟質ポリエステル樹
脂を射出成形機を用いて強度試験用試験片を作製し、ア
イゾット衝撃強度、引張弾性率、曲げ弾性率を測定し
た。その測定結果を樹脂組成、固有粘度、ヘイズととも
に表1に示した。
【0027】
【表1】
【0028】なお、表1に示した樹脂組成は、それぞれ
次の通りである。 TPA :テレフタル酸 IPA :イソフタル酸 NDA :ナフタレン−1,4−ジカルボン酸 EG :エチレングリコール CHMD:シクロヘキサンジメタノール BPSE:ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物 BPAE:ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 PTMG:ポリオキシテトランメチレングリコール PEG :ポリエチレングリコール
【0029】
【発明の効果】本発明の軟質ポリエステル樹脂は、優れ
た柔軟性を有するとともに、高い透明性と優れた機械的
特性を示し、成形加工性にも優れたものであり、各種成
形材料用の透明な軟質材料として広く使用することがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−38391(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イソフタル酸またはそのエステル形成誘
    導体を5〜50モル%含有するジカルボン酸成分と、エ
    チレングリコールを主成分とするジオール成分と、樹脂
    成分中に0.1〜25重量%の炭素数2以上の繰り返し
    単位を持つポリエーテルとからなることを特徴とする軟
    質ポリエステル樹脂。
  2. 【請求項2】 ポリエーテルがポリオキシテトラメチレ
    ングリコールであることを特徴とする請求項1記載の軟
    質ポリエステル樹脂。
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