JP4465636B2 - ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法およびポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー - Google Patents
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Description
[1]芳香族ジカルボン酸と脂肪族又は脂環族ジオールとから構成されたポリエステルからなるハードセグメント及び主として脂肪族ポリカーボネートからなるソフトセグメントが結合されてなるポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法において、少なくとも下記の工程を含んでなることを特徴とするポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法。
工程1:脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤との反応で、分子量を増大させた上記脂肪族ポリカーボネートを得る工程
工程2:上記脂肪族ポリカーボネートと上記ポリエステルとを溶融状態で反応させる工程
[3]上記脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量が5000〜80000であることを特徴とする[1]または[2]に記載のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法により得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーであって、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを、示差走査熱量計を用いて昇温速度20℃/分で室温から300℃に昇温し、300℃で3分間保持した後に、降温速度100℃/分で室温まで降温するサイクルを3回繰り返した時の1回目の測定で得られる融点(Tm1)と3回目の測定で得られる融点(Tm3)との融点差(Tm1−Tm3)が0〜50℃であることを特徴とするポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー。
[5]ハードセグメントがポリブチレンテレフタレート単位よりなり、かつ得られるポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの融点が200〜225℃であることを特徴とする[4]に記載のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー。
[6]ハードセグメントがポリブチレンナフタレート単位よりなり、かつ得られるポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの融点が215〜240℃であることを特徴とする[4]に記載のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー。
[7]核磁気共鳴法(NMR法)を用いて算出したハードセグメントの平均連鎖長をx、およびソフトセグメントの平均連鎖長をyとした時に、ハードセグメントの平均連鎖長(x)が5〜20であり、かつ下記(1)式で算出されるブロック性(B)が0.11〜0.45であることを特徴とする「4」〜[6]のいずれかに記載のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー。
B=1/x+1/y (1)
また、上記製造方法で得られた本発明のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは、耐熱性が良好であり、かつ耐熱老化性、耐水性及び低温特性等に優れているというポリエステルポリカーボネート型熱可塑性エラストマーの特徴を維持した上で、ブロック性およびブロック性保持性が改善されている。ブロック性が高いことにより、融点低下による耐熱性の低下が抑制され、硬度、引張強度、弾性率などの機械的性質が向上する。また、ブロック性保持性の改善により、成形加工時におけるブロック性の変動が抑制されるので成形製品の品質の均一性を高めることができる。また、該特性により、リサイクル性が高められるので環境負荷やコスト低減に繋げることができる。従って、このように、本発明のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは、上記した優れた特性および利点を有するので、繊維、フィルム、シートをはじめとする各種成形材料に用いることができる。また、弾性糸及びブーツ、ギヤ、チューブ、パッキンなどの成形材料にも適しており、例えば、耐熱老化性、耐水性、低温特性が要求される自動車、家電部品などの用途、具体的には、ジョイントブーツや、電線被覆材などの用途に有用である。特に、自動車のエンジン周りに使用されるジョイントブーツや、電線被覆材などの高度な耐熱性が要求される部品用の材料として好適に用いることができる。
本発明のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーにおいて、ハードセグメントのポリエステルを構成する芳香族ジカルボン酸は通常の芳香族ジカルボン酸が広く用いられ、特に限定されないが、主たる芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸又はナフタレンジカルボン酸であることが望ましい。その他の酸成分としては、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸などの脂環族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。これらは樹脂の融点を大きく低下させない範囲で用いられ、その量は全酸成分の30モル%未満、好ましくは20モル%未満である。
工程1:脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤との反応で、分子量を増大させた脂肪族ポリカーボネートを得る工程
工程2:脂肪族ポリカーボネートとポリエステルとを溶融状態で反応させる工程
上記反応におけるポリカーボネートジオールとジフェニルカーボネートとの仕込モル比[ジフェニルカーボネート/1,6−ヘキサンジオールからなるポリカーボネートジオール(分子量2000)]は0.5〜1.5の範囲内にすることが好ましく、0.6〜1.4の範囲内にすることがより好ましい。この範囲外であると、所望の分子量を確保することが困難である。また、上記の原料の仕込みや反応時には、反応缶内を不活性ガスにより置換を行い、酸素を除去しておくことが好ましい。残存酸素量が多くなると、反応生成物が着色する可能性があり好ましくない。上記原料の仕込み時の反応缶内温度は100〜130℃が好ましい。原料を仕込んだ後に攪拌しながら150〜250℃に昇温させて反応を進める。反応温度としては、170〜240℃がより好ましく、180〜230℃がさらに好ましい。温度が150℃より低い場合には反応速度が非常に遅く、所望の分子量に到達しなかったり、反応時間が非常に長くなってしまい製造コストが高くなる。逆に、250℃より高くなると熱劣化による分解反応が増大し、反応生成物の着色が見られるため好ましくない。所定反応温度に到達したら、反応缶内の圧力を常圧から30〜120分かけて、徐々に減圧を行い、530Pa以下として、反応で脱離したフェノールを除去するのが好ましい。該圧力は、400Pa以下がより好ましく、270Pa以下がさらに好ましい。530Paより高い場合には反応の進行により脱離するフェノールの除去速度が非常に遅くなり、所望の分子量に到達しなかったり、反応時間が非常に長くなってしまい製造コストが高くなる。所定の真空度に到達後の反応に要する時間は短いほど好ましい。240分以下が好ましく、180分以下がより好ましく、120分以下がさらに好ましい。ポリカーボネートジオールの分子量は上記反応缶の撹拌動力を尺度として制御するのが好ましい。
2.工程1を実施する反応槽と工程2を実施する反応槽とが接続された2個の反応槽において、第1槽目の反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤を仕込み工程1の反応を実施し、得られた反応生成物を第2反応槽に移し、該第2反応槽に芳香族ポリエステルチップを仕込み、加熱、撹拌してブロック化反応を行い、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得る方法。
3.上記2の方法において、第2反応槽において芳香族ポリエステルを溶融させておき、該溶融芳香族ポリエステルが仕込まれた第2反応槽に第1反応槽で分子量を高めた脂肪族ポリカーボネートを第2反応槽に移してブロック化反応を行う方法。
4.上記2の方法において、第2反応槽に、例えば、溶融押し出し機で溶融させた芳香族ポリエステルを仕込む方法。この場合の脂肪族ポリカーボネートおよび溶融させた芳香族ポリエステルの第2反応槽への仕込み順序は限定されない。同時仕込みでもよいし、どちらかを先に仕込んだ後にもう一方を仕込む逐次法であってもよい。
5.第3の方法において、芳香族ポリエステルの製造装置を併設し、該芳香族ポリエステルの製造装置で製造された溶融状態の芳香族ポリエステルを仕込む方法。
6.2個の反応槽を用意し、その一個の反応槽を用いて工程1の反応を行い、該反応生成物を取り出し分子量を増大させた脂肪族ポリカーボネートを取り出して固形状とする。もう一方の反応槽に該分子量を増大させた固形状の脂肪族ポリカーボネートと芳香族ポリエステルとを仕込み、工程2のブロック化反応を行い、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得る方法。
7.3個の反応槽を用意し、その一個の反応槽を用いて工程1の反応を行い、該反応生成物を取り出し分子量を増大させた脂肪族ポリカーボネートを溶融状態のまま2個目のタンクに移送させて、窒素雰囲気下で貯蔵させる。3個目の反応槽で工程2のブロック化反応を行い、ポリエステルカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得る方法。
8.上記方法に用いる反応槽以外に脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤の配合をする調合槽を設けて、該調合槽に脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤を仕込み、工程1の反応を実施する組成物を調合し、上記1〜6の方法において、工程1の反応を実施する反応槽に仕込む方法。
B=1/x+1/y (1)
なお、ここで、上記ブロック性は下記(1)式で算出される。
B=1/x+1/y (1)
上記のブロック性を満たすことにより初めて高度な耐熱性と機械的特性の両立を図ることが可能となった。
(1)ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの還元粘度
ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー0.05gを25mLの混合溶媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比))に溶かし、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定した。
50℃で15時間減圧乾燥したポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを示差走査熱量計DSC−50(島津製作所製)を用いて室温から20℃/分で昇温し測定し、融解による吸熱のピーク温度を融点とした。
なお、測定試料は、アルミニウム製パン(TA Instruments社製、品番900793.901)に10mg計量し、アルミニウム製蓋(TA Instruments社製、品番900794.901)で密封状態にして、アルゴン雰囲気で測定した。
ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの切断時の引張強度および伸びをJIS K 6251に準拠して測定した。テストピースは、射出成形機(山城精機社製、model−SAV)を用いて、シリンダー温度(Tm+20℃)、金型温度30℃で、100mm×100mm×2mmの平板に射出成形した後、ダンベル状3号形の試験片を平板から打ち抜いた。
ASTM D790に準拠して測定した。
<試験片の作製>
100℃で8時間減圧乾燥したポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーのペレット100質量部に多官能エポキシ化合物を0.35質量部、触媒0.2質量部、安定剤1.2質量部をドラムタンブラーに入れ、室温にて30分間混合した。該混合物をベント孔付40mmφ同方向2軸押出機を用いて(Tm+20℃)の温度で溶融混練してストランド状に押出し、ストランドを水冷しながら切断してチップ化した。該チップを100℃にて減圧乾燥してポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物のチップを得た。
上記熱可塑性ポリエステルエラストマーを射出成形機(山城精機社製、model−SAV)を用いて、シリンダー温度(Tm+20℃)、金型温度30℃で、100mm×100mm×2mmの平板に射出成形した後、該平板よりダンベル状3号形の試験片を打ち抜いた。
<乾熱処理、切断時伸び保持率評価>
上記方法で得た試験片をギヤ式熱風乾燥機中で180℃、1000時間処理した後、JIS K 6251に準拠して切断時伸びを測定した。乾熱処理していない試験片についても同様の方法で切断時伸びを測定し、乾熱処理後の切断時伸びの保持率を計算した。
<試験片の作製>
上記の耐熱老化性測定方法で記述したと同じ方法で作製した。
<沸水処理、切断時伸び保持率評価>
試験片を100℃の沸水中で、2週間処理した後、JIS K 6251に準拠して切断時伸びを測定した。沸水中で処理していない試験片についても同様の方法で切断時伸びを測定し、沸水処理後の切断時伸びの保持率を計算した。
〔NMR測定〕
装置 : フーリエ変換核磁気共鳴装置(BRUKER製AVANCE500)
測定溶媒 : 重水素化クロロホルム
試料溶液濃度 : 3〜5vol%
1H共鳴周波数: 500.13MHz
検出パルスのフリップ角: 45°
データ取り込み時間: 4秒
遅延時間 : 1秒
積算回数 : 50〜200回
測定温度 : 室温
芳香族ジカルボン酸−ブタンジオール−芳香族ジカルボン酸連鎖のブタンジオールの、酸素に隣接するメチレンのピークのH−NMR積分値(単位は任意)をAとする。
芳香族ジカルボン酸−ブタンジオール−炭酸連鎖のブタンジオールの、炭酸に近い方の酸素に隣接するメチレンのピークのH−NMR積分値(単位は任意)をCとする。
芳香族ジカルボン酸−炭素数5〜12の脂肪族ジオール−炭酸連鎖のヘキサンジオールの、芳香族ジカルボン酸に近い方の酸素に隣接するメチレンのピークのH−NMR積分値(単位は任意)をBとする。
炭酸−炭素数5〜12の脂肪族ジオール−炭酸連鎖の炭素数5〜12の脂肪族ジオールの、酸素に隣接するメチレンのピークのH−NMR積分値(単位は任意)をDとする。
ハードセグメント平均連鎖長(x)は、
x = (((A/4)+(C/2))/((B/2)+(C/2)))×2。
ソフトセグメント平均連鎖長(y)は、
y = (((D/4)+(B/2))/((B/2)+(C/2)))×2。
ブロック性(B)は上記方法で求めたxおよびyの値より下記(1)式で算出した。Bの値が小さい方がブロック性が高い。
B=1/x+1/y (1)
50℃で15時間減圧乾燥したポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを、アルミニウム製パン(TA Instruments社製、品番900793.901)に10mg計量し、アルミニウム製蓋(TA Instruments社製、品番900794.901)で密封状態にして、測定試料を調整した後、示差走査熱量計DSC−50(島津製作所製)を用いて、窒素雰囲気のもと昇温速度20℃/分で室温から300℃に昇温し、300℃で3分間保持した後に測定試料パンを取出し、液体窒素中に漬け込み急冷させた。その後、液体窒素からサンプルを取出し、室温で30分間放置した。測定試料パンを示差走査熱量計にセットして室温で30分間放置した後、再び昇温速度20℃/分で室温から300℃に昇温する。このサイクルを3回繰り返した時の1回目の測定で得られる融点(Tm1)と3回目の測定で得られる融点(Tm3)との融点差(Tm1−Tm3)を求め、該融点差をブロック性保持性とした。該温度差が小さい程ブロック性保持性に優れている。
上記方法で評価した融点差により、ブロック性保持性を下記基準で判定し表示した。
◎:融点差0〜30℃未満
○:融点差30〜40℃未満
△:融点差40〜50℃
×:融点差50℃超
重水素化クロロホルム(CDCl3)に脂肪族ポリカーボネートサンプルを溶解させ、上記(7)に記載したのと同様の方法でH−NMRを測定することにより末端基を算出し、下記式にて求めた。
分子量=1000000/((末端基量(当量/トン))/2)
試料15mgを重水素化ヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP−d2)+重水素化クロロホルムCDCl3(1+1) 0.1mlに溶解し、0.0125Mのトリエチルアミン(TEA)を含む0.42mlのCDCl3で希釈させ、重ピリジン30μlを添加し、上記(7)に記載したのと同様の方法でH−NMRを測定した。
上記の熱可塑性ポリエステルエラストマーの還元粘度測定方法と同様の方法で測定して求めた還元粘度(ηsp/c)の値を用いて下記式に従って算出した。
ηsp/c=1.019×10−4 × Mn0.8929−0.0167
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート8.6質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は10000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ236.4質量部を仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、245℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が245℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定した。その結果を表1に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
実施例1の方法において、ジフェニルカーボネートの仕込量を9.6質量部に変更する以外は、実施例1と同様の方法で、数平均分子量20000に高分子量化した脂肪族ポリカーボネートを得るように変更し、かつブロック化反応時間を1.5時間に変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例2のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例2の方法において、ジフェニルカーボネートの仕込量を10.5質量部に変更し、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応時間を1.5時間に変更する以外は、実施例2と同様の方法で、数平均分子量50000に高分子量化された脂肪族ポリカーボネートを得ることおよび数平均分子量20000のポリブチレンテレフタレート(PBT)チップに変更する以外は、実施例2と同様の方法で実施例3のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例2で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法において、脂肪族共重合ポリカーボネートジオールとして、脂肪族共重合ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製カーボネートジオールT5652、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールとカプロラクトンとの共重合体、非晶性)に変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例2と同様の方法で実施例4のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法において、PBTチップに替えて数平均分子量30000を有するポリブチレンナフタレート(PBN:ナフタレート部は2,6体)チップを用いるように変更し、かつ、ブロック化反応温度を265℃に変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例5のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表1に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等のブロック性およびブロック性保持性を有しており、かつ実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーよりも融点が高く、さらに高品質であった。
原料の仕込みを脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート10.1質量部に変更し、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップの反応を温度180℃、窒素雰囲気下で2時間反応させるように変更する以外は、実施例1と同様の方法で、実施例6のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。結果を表1に示す。なお、ブロック化反応槽に移送する時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は10000であった。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
原料の仕込みを脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とピロメリット酸ニ無水物8.7質量部として、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップの反応を温度205℃、130Paで2時間行うように変更する以外は、実施例1と同様の方法で、実施例7のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。結果を表1に示す。なお、ブロック化反応槽に移送する時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は10000であった。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート9.6質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時のポリカーボネートの分子量は20000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ134.3質量部を仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、230〜240℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が240℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定し、その結果を表2に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
実施例8の方法において、脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート10.0質量部に、また、ポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ101.3質量部に変更する以外は、実施例8と同様の方法で実施例9のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表2に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート9.6質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は20000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ236.4質量部を仕込み、トリメチロールプロパンを0.34質量部加え、攪拌しながら、徐々に昇温させて、245℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が245℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定し、その結果を表2に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
実施例1の方法において、エステル化反応槽、及び初期重縮合反応槽での反応を行わず、後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)100質量部とポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000)43質量部とを仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、245℃とした。缶内は130Pa(を保ち、内温が245℃到達後、10分で樹脂が透明になったことを確認し、内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表2に示す。本比較例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはブロック性やブロック性保持性が劣っていた。さらに、還元粘度が低く、耐熱老化性が劣っており低品質であった。また、分子量が低いために、曲げ弾性率を測定できなかった。
実施例4の方法において、エステル化反応槽、及び初期重縮合反応槽での反応を行わず、後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有するポリブチレンテレフタレート(PBT)100質量部と脂肪族共重合ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製カーボネートジオールT5652、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールとカプロラクトンとの共重合体、非晶性)43質量部とを反応缶に仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、245℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が245℃到達後、10分で樹脂が透明になったことを確認し、内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表2に示す。
本比較例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはブロック性やブロック性保持性が劣っており、実施例4で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーに比べて低品質であった。また、分子量が低いために、曲げ弾性率を測定できなかった。
実施例1の方法で、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応生成物を後期重縮合反応槽に移送する時に、同時に実施例1で用いたPBTを2軸の押し出し機を用いて溶融状態で別の供給口より仕込み、実施例1と同様の方法で実施例11のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法で、後期重縮合反応槽に予め実施例1で用いたPBTチップを236.4質量部仕込み、245℃、缶内圧を130Paで溶融させておき、移送前に窒素によって、常圧に戻した。該後期重縮合反応槽に実施例1と同様の方法で分子量アップした脂肪族ポリカーボネートを移送し、該移送終了後、ブロック化反応を実施するように変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例12のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法で、実施例1で用いた汎用ポリエステルの製造装置と同様のポリエステル製造装置を併設し、該製造装置の1基の製造装置で製造したPBTを溶融状態で仕込むように変更する以外は、実施例11と同様の方法で実施例13のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例11で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法において、エステル化反応槽での脂肪族ポリカーボネートジオールとジフェニルカーボネートの混合操作を省略し、初期重縮合反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオールとジフェニルカーボネートを仕込み、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を開始するように変更する以外は、実施例1と同様の方法で実施例14のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
エステル化反応槽および重縮合反応槽それぞれ1基よりなる汎用ポリエステル製造装置を用いて、エステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオールと4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを別個の供給口より供給するように変更して、エステル化反応槽で脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップを、重縮合反応槽でブロック化反応を行うように変更する以外は、実施例6と同様の方法で、実施例15のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例6で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
実施例1の方法で、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応生成物を貯蔵タンクに移送し、窒素雰囲気下、150℃で保管した。保管量は数バッチ分を保管した。その後、定量ポンプを用いて、分子量アップ反応生成物101.3質量部を後期重縮合反応槽に移送する以外は、実施例1と同様の方法で実施例16のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。その結果を表3に示す。
本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは実施例1で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーと同等の品質を有しており高品質であった。
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート8.6質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は10000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ236.4質量部を仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、240℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が240℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を完了し、無水トリメリット酸を1.01質量部加え、常圧で15分攪拌し、反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定した。その結果を表4に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート10.0質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は30000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ101.3質量部を仕込み、トリメチロールプロパンを0.32質量部加え、攪拌しながら、徐々に昇温させて、240℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が240℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を終了し、無水トリメリット酸を1.23質量部加え、常圧で15分攪拌し、反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定した。その結果を表4に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
1基のエステル化反応槽と2基の重縮合反応槽よりなる汎用のポリエステル製造装置のエステル化反応槽に脂肪族ポリカーボネートジオール(宇部興産社製カーボネートジオールUH−CARB200、分子量2000、1,6−ヘキサンジオールタイプ)100質量部とジフェニルカーボネート10.0質量部と仕込み均一に混合し、初期重縮合反応槽に移送した。移送終了後、初期重縮合反応槽を徐々に昇温させて、温度205℃に加熱した。その後、徐々に減圧させ、130Paで反応させ、脂肪族ポリカーボネートジオールの分子量アップ反応を実施した。2時間後、内容物を後期重縮合反応槽に移送した。移送時の脂肪族ポリカーボネートの分子量は30000であった。後期重縮合反応槽に数平均分子量30000を有し、水分量が80ppmのポリブチレンテレフタレート(PBT)チップ101.3質量部を仕込み、攪拌しながら、徐々に昇温させて、240℃とした。缶内は130Paを保ち、内温が240℃到達後、1時間で樹脂が透明になったことを確認し、ブロック化反応を終了し、リカシッドTMEG−200(新日本理化製)を0.95質量部加え、常圧で15分攪拌し、反応を終了した。内容物を取り出し、冷却し、ポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーを得た。得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの各物性を測定し、その結果を表4に示す。本実施例で得られたポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーはいずれの特性も良好であり高品質であった。
また、上記製造方法で得られた本発明のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは、耐熱性が良好であり、かつ耐熱老化性、耐水性及び低温特性等に優れているというポリエステルポリカーボネート型熱可塑性エラストマーの特徴を維持した上で、ブロック性およびブロック性保持性が改善されている。ブロック性が高いことにより、融点低下による耐熱性の低下が抑制され、硬度、引張強度、弾性率などの機械的性質が向上する。また、ブロック性保持性の改善により、成形加工時におけるブロック性の変動が抑制されるので成形製品の品質の均一性を高めることができる。また、該特性により、リサイクル性が高められるので環境負荷やコスト低減に繋げることができる。従って、このように、本発明のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーは、上記した優れた特性および利点を有するので、繊維、フィルム、シートをはじめとする各種成形材料に用いることができる。また、弾性糸及びブーツ、ギヤ、チューブ、パッキンなどの成形材料にも適しており、例えば、耐熱老化性、耐水性、低温特性が要求される自動車、家電部品などの用途、具体的には、ジョイントブーツや、電線被覆材などの用途に有用である。特に、自動車のエンジン周りに使用されるジョイントブーツや、電線被覆材などの高度な耐熱性が要求される部品用の材料として好適に用いることができる。従って、産業界に寄与すること大である。
Claims (2)
- 芳香族ジカルボン酸と脂肪族又は脂環族ジオールとから構成されたポリエステルからなるハードセグメント及び、主として脂肪族ポリカーボネートからなるソフトセグメントが結合されてなるポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法において、少なくとも下記の工程を含んでなり、工程1と工程2を異なる反応槽で行うことを特徴とするポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法。
工程1:脂肪族ポリカーボネートジオールと鎖延長剤との反応で、分子量を増大させた上記脂肪族ポリカーボネートを得る工程
工程2:上記脂肪族ポリカーボネートと上記ポリエステルとを溶融状態で反応させる工程 - 上記脂肪族ポリカーボネートの数平均分子量が5000〜80000であることを特徴とする請求項1に記載のポリエステルポリカーボネート型熱可塑性ポリエステルエラストマーの製造方法。
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