JP3523735B2 - ポリエステル共重合体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル共重
合体の製造法に関し、更に詳しくは、耐ブリード性、耐
熱性、透湿性に優れ、かつ払い出し後の溶融粘度変化の
少ない熱可塑性ポリエステル共重合体の製造法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコール
のポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキ
レンオキシド）グリコールをソフトセグメントとするポ
リエステル−ポリエーテル型のブロック共重合体は、耐
寒性、耐熱性、耐油性、耐屈曲疲労性、機械的強度に優
れた飽和ポリエステルエラストマーとして自動車用部
品、工業用部品、電気・電子部品等に使用されている。
そして、これらの成形材料用の飽和ポリエステルエラス
トマーは、通常、芳香族ジカルボン酸又はその低級アル
キルエステルと脂肪族グリコール等からなるポリエステ
ル形成性成分とポリ（アルキレンオキシド）グリコール
等のポリエーテルを重縮合させることにより製造されて
いる。

【０００３】しかしながら、一般的にポリエステル共重
合体の重縮合反応は２４５℃以上の比較的高温で長時間
にわたって行われるため、かかる反応時の熱履歴により
製造されるポリエステル共重合体が影響を受けて、耐熱
性が低下する恐れがある。かかる問題点を解決する方法
として、ヒンダードフェノール系化合物等の酸化防止剤
を添加量する方法（特開平７−１５００１８号公報等）
や重縮合反応を２６０℃付近の高温で短時間行った後、
反応終了時の反応温度を２４０℃に低下させる方法（特
開平５−４３６７６号公報）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法ではかかる酸化防止剤のみで熱の影響を押さえよう
としているため、酸化防止剤の添加量が比較的多く得ら
れたポリエステル共重合体にブリード現象が見られる恐
れがあり、また、後者の方法はポリブチレンテレフタレ
ート系ポリエステルに関するもので、重縮合反応を２６
０℃付近という高温で行うことが可能であるが、本発明
の如きポリエステル−ポリエーテル型のブロック共重合
体（ポリエステルエラストマー）の場合には反応時間が
短くても熱の影響は大きくポリエステル共重合体の物性
低下につながることは否めない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる事情に鑑みて鋭意研究した結果、ヒンダードフェ
ノール系化合物の共存下で芳香族ジカルボン酸、アルキ
レングリコール及びポリ（アルキレンオキシド）グリコ
ールを重縮合してポリエステル共重合体（ポリエステル
エラストマー）を製造するに当たり、ヒンダードフェノ
ール系化合物の添加量を該ポリエステル共重合体に対し
て０．０１〜０．２重量％とし、かつ重縮合時の反応温
度（I）を２４０〜２５５℃とし、重縮合反応終了時の
反応生成物の温度（II）を２２０〜２３５℃とすること
によって得られたポリエステル共重合体は、耐熱性は勿
論のこと耐ブリード性、透湿性等に優れ、かつ払い出し
後の溶融粘度変化の少ないことを見いだし、本発明の完
成に至った。なお、反応終了時とは系が常圧若しくはそ
の付近または加圧の圧力条件になった時を意味する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する芳香族ジカルボン酸としては、主とし
てテレフタル酸及びその低級アルキルエステルが用いら
れ、その他としてはイソフタル酸、フタル酸、１，４−
ナフタル酸、１，５−ナフタル酸、４，４−オキシ安息
香酸及びそれらの低級アルキルエステル等が挙げられる
が中でもジメチルテレフタレートが原料の入手し易さ、
ポリエステル化速度の速いこと、ポリエーテルに対する
影響（酸分解しない）の面から特に好ましい。

【０００７】本発明で使用するアルキレングリコールと
しては、エチレングリコール、プロピレングリコール、
１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、１，６−ヘキサンジオール等が挙げられるが中でも
１，４−ブタンジオールが良好な結晶性を示し特に好ま
しい。本発明に使用するポリ（アルキレンオキシド）グ
リコールとしては、ポリテトラメチレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等で
分子量６００〜４０００のものが挙げられるが中でも分
子量１０００〜２０００のポリテトラメチレングリコー
ルが良好な弾性特性や熱安定性等を示し特に好ましい。

【０００８】また、上記のポリエステル原料成分と共に
用いられるヒンダードフェノール系化合物としては、特
に限定されず例えば、２,６−ジ−ｔ−ブチル−４,４−
メチルフェノール（住友化学工業(株)製；スミライザー
ＢＨＴ）、ｎ−オクタデシル−３−（３,５−ジ−ｔ−
ブチル−４−ヒドロキシフェニル)プロピオネート（住
友化学工業(株)製；スミライザーＢＰ−７６、チバガイ
ギー社製；イルガノックス１０７６）、２,２′−メチ
レンビス(４−メチル−６−ｔ-ブチルフェノール（住友
化学工業(株)製；スミライザーＢＤＰ−Ｓ）、２−ｔ−
ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−
メチルベンジル)−４−メチルフェニルアクリレート
（住友化学工業(株)製；スミライザーＧＭ）、２−［１
−（２−ヒドロキシ−３,５−ジ−ｔ−ペンチルフェニ
ル）エチル］−４,６−ジ−ｔ−ペンチルフェニルアク
リレート（住友化学工業(株)製；スミライザーＧＳ）、
４,４′−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチ
ルフェノール)（住友化学工業(株)製；スミライザーＢ
ＢＭ−Ｓ）、４,４′−チオビス（３−メチル−６−ｔ
−ブチルフェノール）（住友化学工業(株)製；スミライ
ザーＷＸ−Ｒ）、ペンタエリスリチル−テトラキス［３
−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート]（住友化学工業(株)製；スミライザー
ＢＰ−１０１、チバガイギー社製；イルガノックス１０
１０）、３,９−ビス［２−［３−（３−テトラブチル
−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−プロピオニ
ルオキシ］−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（住友化学
工業(株)製；スミライザーＧＡ−８０）、１,６−ヘキ
サンジオール-ビス［３−（３,５−ジ−ｔ−ブチル-4-
ヒドロキシフェニル)プロピオネート］（チバガイギー
社製；イルガノックス２５９）、トリエチレングリコー
ル-ビス［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート］（チバガイギー社
製；イルガノックス２４５）、２,４−ビス−（ｎ−オ
クチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３,５−ジ−ｔ
−ブチルアリニノ）−１,３,５−トリアジン（チバガイ
ギー社製；イルガノックス５６５）、２,２−チオ−ジ
エチレンビス［３−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート］（チバガイギー社
製；イルガノックス１０３５）、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチ
レンビス（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−
ヒドロシンナマイド）（チバガイギー社製；イルガノッ
クス１０９８）、１,３,５−トリメチル−２,４,６−ト
リス−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベン
ジル）ベンゼン（チバガイギー社製；イルガノックス１
３３０）、トリス−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒ
ドロキシベンジル）−イソシアヌレート（チバガイギー
社製；イルガノックス３１１４）等を挙げることがで
き、好適には１,３,５−トリメチル−２,４,６−トリス
−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジ
ル）ベンゼン（チバガイギー社製；イルガノックス１３
３０）が用いられる。

【０００９】本発明のポリエステル共重合体の製造法に
おいては、通常の共重合方法を採用することができる。
つまり、芳香族ジカルボン酸、アルキレングリコール及
びポリ（アルキレンオキシド）グリコールを反応させる
のであって、反応機構としては、まず、芳香族ジカルボ
ン酸とアルキレングリコール及び芳香族ジカルボン酸と
ポリ（アルキレンオキシド）グリコールのエステル反応
がおこり、その後重縮合して、ポリエステル共重合体
（飽和ポリエステルエラストマー）を生成するのであ
る。

【００１０】そして、上記の反応においては、触媒が用
いられ該触媒は、チタン系の触媒であり、具体的にはテ
トライソプロピルチタネート、テトラ−ｎ−ブチルチタ
ネート等が挙げられ、好ましくはテトラ−ｎ−ブチルチ
タネートが用いられる。またこれらの触媒は２種以上併
用してもよい。

【００１１】本発明の材料仕込み量は、芳香族ジカルボ
ン酸又はその低級アルキルエステル、アルキレングリコ
ール及びポリ（アルキレンオキシド）グリコールをモル
比で１／０．５〜２．０／０．０５〜０．６の割合とす
るのが好ましく、特に好ましくは、１／１．０〜１．５
／０．１〜０．４である。芳香族ジカルボン酸１モルに
対する触媒の添加量は、０．０００１〜０．１モルが好
ましく、特に好ましくは１／０．００１〜０．０１モル
である。触媒の添加方法は、最初に一括添加しても良い
がエステル反応時と重縮合反応時に分けて添加した方が
良好であり、その添加量の比率は１／１〜１０の範囲で
行うのが好ましい。

【００１２】また、本発明のポリエステル共重合体製造
時に添加されるヒンダードフェノール系化合物の添加量
は得られるポリエステル共重合体量（ポリエステル成分
の全仕込み量）に対して０．０１〜０．２重量％添加す
ることが必要で、好ましくは０．０３〜０．１５重量％
で、かかるヒンダードフェノール系化合物の添加量が
０．０１重量％未満では、反応中の熱劣化が進み、逆に
０．２重量％を越えると、得られたポリエステル共重合
体にブリードが見られ不適である。かかるヒンダードフ
ェノール系化合物の添加方法は、最初に一括添加しても
良いがエステル反応時と重縮合反応時に分けて添加した
方が良好であり、その添加量の比率は１／１〜１０の範
囲で行うのが好ましい。

【００１３】本発明では、上記の如きポリエステル共重
合体の製造工程において、重縮合時の反応温度（I）を
２４０〜２２５℃とし、重縮合反応終了時の反応生成物
温度（II）を２２０〜２３５℃とすることを最大の特徴
とするもので、かかる温度範囲を逸脱する条件下では本
発明の効果は期待できない。すなわち、反応温度１６０
〜２８０℃程度（好ましくは１８０〜２４０℃）、反応
時間１〜７時間程度（好ましくは２〜５時間）、圧力は
常圧〜５kg／cm²程度（好ましくは常圧〜３kg／cm²）の
反応条件でエステル化反応或いはエステル交換反応を行
った後、２４０〜２５５℃（好ましくは２４０〜２５０
℃）の温度（I）で重縮合反応を行って、その後冷却を
行って反応終了時の反応生成物の温度（II）を２２０〜
２３５℃（好ましくは２２０〜２３０℃）として系（反
応缶）から生成されたポリエステル共重合体を取り出す
（払い出す）のである。重縮合反応時の温度（I）が２
４０℃未満では、反応に長時間を要してポリエステル共
重合体の熱劣化を招き、逆に２５５℃を越えると熱分解
が著しくなり、また反応終了時の生成物の温度（II）が
２３５℃を越える場合には払い出し後のポリエステル共
重合体の粘度変化（劣化）が著しくなり、逆に２２０℃
未満ではポリエステル共重合体が粘度が高くなり反応缶
からの取り出し（払い出し）が困難となって不適であ
る。

【００１４】また、上記の温度（I）と（II）の差は１
０〜３０℃が好ましい。かかる重縮合反応時の反応時間
や反応圧力は特に限定されないが、反応時間１〜１０時
間（好ましくは３〜８時間）、圧力１０〜０．０１Torr
程度（好ましくは５〜０．１Torr）の範囲から好適に選
択される。本発明においては、上記の如く反応終了時の
反応生成物の温度（II）を２２０〜２３５℃にする必要
があり、温度（I）２４０〜２５５℃で重縮合反応を行
った後、強制的に上記の温度に冷却する必要があるので
ある。すなわち、重縮合反応の開始時においては系を加
熱して重縮合反応温度が２４０〜２５５℃に達した時点
で系の冷却を開始して、反応終了時の反応生成物の温度
を２２０〜２３５℃に冷却するのである。かかる反応終
了時の反応生成物の温度（II）を２２０〜２３５℃にコ
ントロールするための方策としては特に限定されない
が、具体的には、反応缶温度を制御している熱媒体の温
度等をコントロールする方法などが実用的である。

【００１５】上記の如く重縮合反応時の温度（I）及び
反応終了時の反応生成物の温度（II）がコントロールさ
れて得られた本発明のポリエステル共重合体は、その後
系（反応缶）から取り出されて（払い出されて）、必要
であれば更にペレット加工等の後処理がなされる。

【００１６】本発明のポリエステル共重合体には、必要
に応じてアルカリ金属化合物，タルク等の結晶核剤、ガ
ラス繊維、難燃剤、紫外線吸収剤、着色剤等を配合する
ことができ、かかる配合は反応時或いは反応後いずれも
可能である。かくして本発明の方法で得られたポリエス
テル共重合体は、自動車用部品、工業用部品、電気・電
子部品等に利用することができ、更には、その伸縮柔軟
性、透湿性等を生かして医療用途（救急絆創膏，サージ
カルテープ，リハビリテープ等の医療補助用テープの基
材、消炎・鎮痛・血行促進等の疾患治療用テープの基
材、手術用手袋等）、衛生用途（紙おむつ固定用テープ
の基材、ナプキン固定用テープの基材）、スポーツ衣料
用途等においても大変有用である。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。尚、実施例中、「％」、「部」とあるの
は、特に断りのない限り重量部を意味する。 実施例１ 撹拌機、温度計、ガス吹き込み口及び蒸留口を備えた反
応器に窒素ガス雰囲気下でジメチルテレフタレート３
２．３部、１,４−ブタンジオール２３．９部、平均分
子量２０００で融点が１８５℃のポリテトラメチレング
リコール６６．４部、ヒンダードフェノール系化合物
（i）として１,３,５−トリメチル−２,４,６−トリス
−（３,５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジ
ル）ベンゼン（チバガイギー社製；イルガノックス１３
３０）０．０２部及び触媒としてチタンテトラブトキシ
ド０．０１７部を仕込み２１０℃で窒素ガス中で２時間
エステル反応させて、メタノール１０．０部溜出後、更
にヒンダードフェノール系化合物（ii）として上記のイ
ルガノックス１３３０を０．１０部及びチタンテトラブ
トキシド０．０２９部を添加して、２１０℃から２５０
℃まで９０分で昇温して重縮合反応温度（I）を２５０
℃とし、同時に反応系の圧力を徐々に減じて真空度０．
５kg/cm²で３０分間反応させた。続いて反応系の熱媒温
度を２００℃に冷却して重縮合反応を続け、昇温から６
時間後に系を常圧に戻した。このときの反応生成物（ポ
リエステル共重合体）の温度（II）は２２５℃であっ
た。その後１．５時間でポリエステル共重合体を払い出
して、ペレタイザーにてペレット化した。かかるポリエ
ステル共重合体のヒンダードフェノール系化合物（i＋i
i）含有量は０．１２重量％でソフトセグメント成分は
７１％であった。なお、ソフトセグメント成分の含有量
は仕込み組成より算出した。かかるポリエステル共重合
体について、以下の項目の評価を行った。

【００１８】（耐ブリード性及び製膜性）ポリエステル
共重合体を単軸押出機（シリンダー温度；ホッパー下１
９０℃／１９５℃／２１５℃／２１５℃ノズル先、ダイ
温度；２１５℃）を用いてＴダイより厚さ２０μｍのフ
ィルムに押出して、該フィルムの発泡の有無を目視観察
で調べて製膜性とした。更に得られたフィルムを常温で
１カ月放置し、そのときのフィルム表面を目視観察して
表面ブリードの有無を調べて耐ブリード性とした。な
お、製膜性の評価基準は以下の通りである。 ○ −−− 発泡もなく、良好な製膜が可能であった。 △ −−− 製膜されたフィルムにわずかに発泡が見られる。 × −−− 発泡が激しく、製膜が困難であった。

【００１９】（溶融粘度変化）払い出し直後及び払い出
し９０分後のポリエステル共重合体をＪＩＳ Ｋ ７２
１０の熱可塑性プラスチックスの流れ試験法に準拠して
フローテスターＣＦＴ−５００（島津製作所社製）を用
いて２５０℃における溶融粘度（ｐｓ）を測定した。 （耐熱性）ポリエステル共重合体を１８０℃で０．５Ｈ
ｒ加熱処理後、上記同様の方法にて溶融粘度を測定し、
加熱処理前の溶融粘度に対する粘度保持率（％）を求め
た。 （透湿度）上記で得られた成形フィルムをＪＩＳ Ｚ
０２０８のカップ法に準じてその透湿度を測定した。

【００２０】実施例２ 実施例１においてエステル反応後の昇温条件を９０分で
２１０〜２４５℃として、温度（I）を２４５℃とした
以外は同様に行い、得られたポリエステル共重合体につ
いて同様に評価を行った。

【００２１】実施例３ 実施例１において重縮合反応時の熱媒温度を２１０℃に
して、昇温から５．５時間後に系を常圧に戻して温度
（II）を２３０℃とした以外は同様に行い、得られたポ
リエステル共重合体について同様に評価を行った。

【００２２】実施例４ 実施例１においてエステル反応後の昇温条件を９０分で
２１０〜２６０℃として、温度（I）を２６０℃とし、
更に重縮合反応時の熱媒温度を２００℃にして、昇温か
ら５時間後に系を常圧に戻して温度（II）を２２０℃と
した以外は同様に行い、得られたポリエステル共重合体
について同様に評価を行った。

【００２３】実施例５ 実施例１においてヒンダードフェノール系化合物（ii）
の仕込み量を０．１２部（ポリエステル共重合体のヒン
ダードフェノール系化合物（i＋ii）含有量は０．１４
重量％）とした以外は同様に行い、得られたポリエステ
ル共重合体について同様に評価を行った。

【００２４】実施例６ 実施例１においてヒンダードフェノール系化合物（i）
の仕込み量を０部とし、ヒンダードフェノール合物（i
i）の仕込み量を０．０７部（ポリエステル共重合体の
ヒンダードフェノール系化合物（i＋ii）含有量は０．
０７重量％）とした以外は同様に行い、得られたポリエ
ステル共重合体について同様に評価を行った。

【００２５】比較例１ 実施例１においてヒンダードフェノール系化合物（i及
びii）の仕込みを行わなかった以外は同様に行い、得ら
れたポリエステル共重合体について同様に評価を行っ
た。

【００２６】比較例２ 実施例１においてヒンダードフェノール系化合物（ii）
の仕込み量を０．２０部（ポリエステル共重合体のヒン
ダードフェノール系化合物（i＋ii）含有量は０．２２
重量％）とした以外は同様に行い、得られたポリエステ
ル共重合体について同様に評価を行った。

【００２７】比較例３ 実施例１においてエステル反応後の昇温条件を９０分で
２１０〜２３５℃として、温度（I）を２３５℃とした
以外は同様に行い、得られたポリエステル共重合体につ
いて同様に評価を行った。

【００２８】比較例４ 実施例１において重縮合反応時の熱媒温度を２３０℃に
して、昇温から５時間後に系を常圧に戻して温度（II）
を２４０℃とした以外は同様に行い、得られたポリエス
テル共重合体について同様に評価を行った。上記実施例
及び比較例の評価結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】 耐フ゛リート゛性 溶融粘度変化(ｐｓ) 耐熱性 透湿度 製膜性 直後 ９０分後 （％） (g/m²・24h・20μm) 実施例１ フ゛リート゛無し １８００ １７５０ ９２ ２７５０ ○ 〃 ２ フ゛リート゛無し １８６０ １８２０ ９４ ２７６０ ○ 〃 ３ フ゛リート゛無し １７９０ １７１０ ８９ ２７３０ ○ 〃 ４ フ゛リート゛無し １７８０ １７４０ ９６ ２７５０ ○ 〃 ５ フ゛リート゛無し １７９０ １７５０ ９６ ２７７０ ○ 〃 ６ フ゛リート゛無し １８３０ １７６０ ８５ ２７００ ○ 比較例１ ＊ １８００ １２４０ ２５ ＊ × 〃 ２ フ゛リート゛有り １８２０ １７９０ ９７ ２７００ ○ 〃 ３ フ゛リート゛無し ＜５００ ＜５００ ８５ ２７２０ ＊＊ 〃 ４ ＊ １７８０ １４６０ ６３ ＊ × ＊フィルム成形が困難で測定できず。 ＊＊溶融粘度が低く実用に耐え得るフィルムの製膜は困難であった。なお、耐ブ リード及び透湿度の評価に当たってはフィルム片（一部分）を試料とした。

【００３０】

【発明の効果】本発明のポリエステル共重合体の製造法
は、重縮合反応工程において反応時及び反応終了時の温
度を特定の範囲にコントロールしているため、耐ブリー
ド性、耐熱性に優れ、かつ払い出し後の溶融粘度変化が
少なく、更には透湿性に優れたポリエステル共重合体
（ポリエステルエラストマー）が得られ、自動車用部
品、工業用部品、電気・電子部品等をはじめ、更には医
療用途（救急絆創膏，サージカルテープ，リハビリテー
プ等の医療補助用テープの基材、消炎・鎮痛・血行促進
等の疾患治療用テープの基材、手術用手袋等）、衛生用
途（紙おむつ固定用テープの基材、紙おむつ用バックシ
ート、ナプキン固定用テープの基材）、スポーツ衣料用
途等に幅広く利用することができる。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒンダードフェノール系化合物の共存下
   で芳香族ジカルボン酸、アルキレングリコール及びポリ
   （アルキレンオキシド）グリコールを重縮合してポリエ
   ステル共重合体を製造するに当たり、ヒンダードフェノ
   ール系化合物の添加量を該ポリエステル共重合体に対し
   て０．０１〜０．２重量％とし、かつ重縮合時の反応温
   度（I）を２４０〜２５５℃とし、重縮合反応終了時の
   反応生成物の温度（II）を２２０〜２３５℃とすること
   を特徴とするポリエステル共重合体の製造法。
2. 【請求項２】 芳香族ジカルボン酸がジメチルフタレー
   ト、アルキレングリコールが１，４−ブタンジオール、
   ポリ（アルキレンオキシド）グリコールがポリテトラメ
   チレングリコール、ポリエチレングリコールであること
   を特徴とする請求項１記載のポリエステル共重合体の製
   造法。
3. 【請求項３】 ポリ（アルキレンオキシド）グリコール
   からなるソフトセグメント成分が５０〜９０重量％であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステ
   ル共重合体の製造法。