JPH01138226A - 芳香族ポリエステル - Google Patents

芳香族ポリエステル

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JPH01138226A
JPH01138226A JP29852787A JP29852787A JPH01138226A JP H01138226 A JPH01138226 A JP H01138226A JP 29852787 A JP29852787 A JP 29852787A JP 29852787 A JP29852787 A JP 29852787A JP H01138226 A JPH01138226 A JP H01138226A
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JP
Japan
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formula
formulas
mol
tables
group
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Pending
Application number
JP29852787A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Sugimoto
杉本 宏明
Yoshitaka Obe
大部 良隆
Kazuo Hayatsu
早津 一雄
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性等の物性に優れ、且つ、溶融成形性の良
好な芳香族ポリエステルに関する。
〔従来の技、術〕
ポリエステルを得る試みは古くから種々なされてきてい
る。例えば、ジカルボン酸とジオールとの重縮合反応で
得られるポリエステルであるポリエチレンテレフタレー
ト(以下「PETJと記す)は、融点が260℃で成形
性の優れた汎用ポリエステルとして知られている。また
、オキシ酸の一種であるp−ヒドロキシ安息香酸を重縮
合して得られる一+0+CO→なる繰返し構造単位を有
する芳香族ポリエステル(例えば、住友化学工業■製の
エコノール■E−101)のように、高結晶性で800
″Cにおいても全く分解しない極めて耐熱性に優れた特
殊なポリエステルも知られている。更にまた、ジカルボ
ン酸、ジオール及びオキシ酸を重縮合反応させて得られ
るポリエステルとして、特公昭47−47870号公報
にはテレフタル酸、ヒドロキノン及びp−ヒドロキシ安
息香酸を重縮合反応させて得られるポリエステルが示さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、成形性と耐熱性とは裏腹の関係にあると言われ
ており、これら両方の性質を良好に併せ持つポリエステ
ルは未だ知られていない。
すなわち、上記PETは成形性に優れるものの200°
Cを越える用途には用いることができず、また、上記エ
コノール0E−101のような芳香族ポリエステルは耐
熱性に優れるものの融点が500℃を越えるので溶融成
形性が極めて困難である。更にまた、上記特公昭47−
47870号公報に示されたポリエステルは熱安定性が
良好でないために成形時に分解し、満足な物性を発現し
ない場合が多い。
本発明の目的は、成形性(特に溶融成形性)と耐熱性と
を良好に併せ持ちながら十分に実用性のある機械的物性
等をも有する芳香族ポリエステルを提供することにある
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは+O−@= CO+なる繰返し構造単位を
含む耐熱性の芳香族ポリエステルについて研究を続けて
きた。その結果、特定の単量体成分を特定の割合で重縮
合反応させることによって、優れた成形性と耐熱性とを
併せ持ちながら良好な機械的物性等をも有する芳香族ポ
リエステルが得られることを知見し、本発明を完成させ
るに至った。
すなわち、本発明は、下式で表わされる繰返し構造単位
(A) 70〜95モル%、(B) 2.5〜15モル
%及び(C) 2.5〜15モル%からなり、対数粘度
が1以上で、且つ成形温度が370℃以下の芳香族ポリ
エステルである。
−+−0−Arl −C0−)−(A)→Co −Ar
2− C0−1−(B)−+o  Ar、o−+−(C
) つその中の50〜90モル%が沓である二ばれる二価の
芳香族基であり、Ar、は舎、からなる群から選ばれ、
且つその中の50〜100モル%がX■←◇トである二
価の芳香族基”C’アル。但シ、x +、t−CH2−
1−CH,CH2−1−〇−1CH。
ばれる二価の基である。) 本発明の芳香族ポリエステルは、下記(A)′、(B)
′及び(C)′で表わされる化合物を(A)・70〜9
5モル%、(B)’ 2.5〜15モル%及び(C)′
2.5〜15モル%の割合で重縮合反応させることによ
って製造することができる。
(A)’ HOA r 1COOH又はそのエステル形
成性誘導体 (B)/HOOC−Ar、−COOH又はそノエステル
形成性誘導体 (C)′HOA r s −OH又はそのエステルl形
成性誘導体 つその中の50〜90モル%が合である二2匡Σ匡す′
、及び−(ラー(う→からなる群から選ばれる二価の芳
香族基であり、Arsは合、からなる群から選ばれ且つ
その中の50〜100モル5が−(]←(第xである二
価の芳香族基である。他し、Xは−CH2−1−CH,
CH2−1−〇−1−S O2−?ル ーS−1−C−及び−〇〇−からなる群から選ばれと烏 る二価の基である。) 上記(A)′で表わされる化合物としてp−ヒドロキシ
安息香酸、p−ホルモキシ安息香酸、p−アセトキシ安
息香酸、p−プロビロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安
息香酸メチル、p−ヒドロキシ安息香酸フェニル、p−
ヒドロキシ安息香酸ベンジル、p−アセトキシ安息香酸
メチル、m−ヒドロキシ安息香酸、m−ホルモキシ安息
香酸、m−アセトキシ安息香酸、m−プロビロキシ安息
香酸、m−ヒドロキシ安息香酸メチル、m−ヒドロキシ
安息香酸フェニル、m−ヒドロキシ安息香酸ベンジル、
m−アセトキシ安息香酸メチル等を例示することができ
る。
上記(B)′で表わされる化合物としてテレフタル酸、
イソフタル酸、2.6−ジカルボキシナフタレン、4.
4’−ジカルボキシジフェニルやこレラのメチルエステ
ル、フェニルエステル、酸クロリド等を例示することが
できる。
上記(C)′で表わされる化合物としてハイドロキノン
、レゾルシン、2.6−シヒドロキシナフタレン、4.
4’−ジヒドロキシジフェニル、4.4′−ジヒドロキ
シジフェニルメタン、4.4’−ジヒドロキシジフェニ
ルエタン、4.4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル
、4.4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4.4
’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、4.4’−
ジヒドロキシジフェニルイソプロピリデン、4.4’−
ジヒドロキシジフェニルベンゾフェノンやこれらのホル
モキシ体、アセトキシ体及びプロピオキシ体等を例示す
ることができる。
本発明の芳香族ポリエステルは(A)’、(B)’及び
(C)′で表わされる化合物を重合槽中で重縮合反応さ
せることによって得られる、これら化合物を重合槽へ仕
込む方式は一括方式でも分割方式でもよく、プロセスは
回分式、連続式またはそれ等の組合せでもよい。
本発明における重縮合反応の温度は250〜890°C
が好ましく、より好ましくは280〜850°Cである
。温度が250″Cより低いと反応は起こりにくく、8
90°Cを越えると分解等の副反応が起こる場合がある
。多段階の反応温度を採用しても構わないし、場合によ
り重縮合反応系を目標の温度にまで昇温させたあと直ち
に降温させてもよい。重縮合反応の時間は該重縮合反応
の温度において0.5〜10時間が好ましい。
該重縮合反応は常圧、減圧またはそれ等の組合せで行う
ことができる。重縮合反応は溶媒なしでも好都合に進行
するが、必要に応じて沸点の高い炭化水素類、エーテル
類、シリコン油、フッ素油等を溶媒として使用してもよ
い。本発明における重縮合反応は触媒なしでも好都合に
進行するが、必要に応じてスズ化合物、アンチモン化合
物、チタン化合物、ゲルマニウム化合物、リン化合物、
アミン化合物等を触媒として使用することができる。(
A)’、(B)’及び(C)′で表わされる化合物の他
に安定剤、充填剤等を併用して本発明の重縮合反応を行
うこともできる。
本発明の芳香族ポリエステルの対数粘度η1nh=ln
ηrel /C(後述)は該ポリエステルの分子量の大
きさに対応する値であり、この値が1未満のものは耐熱
性や成形の物性が不満足である。
また、成形温度が870 ’Cを越えるものは熱分解を
伴い易く好ましくない。なお、ここで言う成形とは、熱
可塑性樹脂に対して適用し得る公知の溶融成形方法であ
り、射出成形、押出成形、圧縮成形等の他に溶融紡糸な
ども例示することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上述の式(6)、■及び(Qで表わさ
れる繰返し構造単位を特定の割合で含み、対数粘度が1
以上で、且つ成形温度が870℃以下の芳香族ポリエス
テルは、成形性(特に溶融成形性)と耐熱性とを良好に
併せ持ちながら十分に実用性のある機械的物性等をも有
する芳香族ポリエステルである。後述する比較例1で示
すように、オキシ酸のp一体とm一体即ち、p−ヒドロ
キシ安息香酸とm−ヒドロキシ安息香酸のみからなる芳
香族ポリエステルは結晶性が低いためか、吸湿性が大き
く、熱安定性も悪い。ところが、驚くべきことに、本発
明からなるポリエステルにおいては、これらの問題点が
解決される事が解ったのである。しかしながら、本発明
の構成成分においても比較例2で示すように、上述の式
0のHO−Ar、−OR成分として2.2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパンを用いた場合には、得ら
れたポリエステルの対数粘度は1以上にならず、成形性
も悪く、さらに、成形品物性も十分でなかった。この傾
向は他のジフェノール類の場合にも認められ、本発明の
ように上述の式0の構成成分の50モル%以上が4.4
′−ジヒドロキシジフェニルの場合にのみ、目的が達成
される事が解った。また、従来の技術の項で引用した特
公昭47−47870号公報に記載された型の芳香族ポ
リエステル(比較例8)も溶融成形性が十分でなく、熱
安定性も劣っていた。
これに対して、本発明の実施例では成形性と耐熱性とを
良好に併せ持ちながら十分に実用性のある機械的物性等
をも有する芳香族ポリエステルが得られるのである。
本発明の芳香族ポリエステルは結晶性であり、高温下で
の溶融成形時や使用時において安定である。更に、溶融
時に光学異方性を示すため、加工性・機械的物性等に優
れている。
本発明の芳香族ポリエステルは繊維、フィルム、各種の
形状を有するものに成形して用いることができるのみな
らず、該芳香族ポリエステルとガラスa維、マイカ、タ
ルク、シリカ、チタン酸カリウム、ウオラストナイト、
炭酸カルシウム、石英、酸化鉄、グラフ1イト、炭素繊
維等とからなる組成物は機械的性質、電気的性質、耐薬
品性、耐油性に優れているので機械部品、電気・電子部
品、自動車部品等に用いることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。なお、実施例中の物性測定の方法は
次の通りである。
対数粘度:2.8,5.6−チトラフルオロフエノール
に1f/dlの濃度でサンプル樹脂、l を溶解し、ウベローデ型粘度計で60°Cにて℃ 標線間の通過時間(六)を測定し、溶媒のみの時の通過
時間(jO)との比(t/lo)の自然対数(/n(t
/1o))をとり1.どれを濃度Cl7dl)で除して
「対数粘度」(η1nh)とした。
光学異方性:サンプル樹脂の溶融状態における光学異方
性は、加熱ステージ上に置かれた250μm以下の大き
さのサンプル樹脂の粉末を偏光下25°C/分で昇温し
で肉眼観察により行った。
重量減少:理学電機■製の熱天秤T G −D TA標
準型を用いて、粒径250μm以下のサンプル樹脂約2
0岬を空気中において昇温速度1゜”C7分で加熱した
時の重量の経時変化を測定した。また、この測定値から
、もとの重量に対して2.5%の重量減少率を示す温度
を求めた。
引張試験: ASTM D−688に準拠し、ダンベル
型試験片を用い、試料数6、標線間距離40m、引張連
間5 fl 7分で行った。
熱変形温度: ASTM D−648に従い、圧力18
、6 kQ/ciで測定した。
実施例1 繰返し構造単位のモル比(8)=(ト):fQ=86(
)(訓が100%である。
櫛型撹拌翼を有し重合槽の槽壁と撹拌翼との間隙の小さ
い重合槽に、p−アセトキシ安息香酸1,080y(6
,00モル)、m−7−tyトキシ安息香酸468N(
2,60モル)、テレフタル酸88 f (0,50モ
ル)、イソフタル酸88.2y(0,20モル)及び4
,4′−ジアセトキシジフェニル189N(0,70モ
ル)を仕込んだ。
内容物を窒素ガス雰囲気下に撹拌しながら昇温し、80
0℃で30分間、810℃で80分間、そして更に8.
0torrの減圧下810°Cで2時間重合させた。こ
の間に重縮合反応によって副生する酢酸を留去し続けた
。系を冷却してから淡黄色の反応混合物を取出した。
これを粉砕機で粒径1fl以下の粒子に粉砕した後、ロ
ータリーキルン中250°Cで5時間減圧乾燥し、目的
物であるポリマー1,222f(理論収量に対して97
.5%)を粉末状で得た。
このポリマーはキシレンζテトラヒドロフラン、N−メ
チルピロリドン、クロロホルム、フェノールとテトラク
ロルエタンとの6:4(体積)混合物、及びm−クレゾ
ールにそれぞれ不溶であった。このポリマーは、826
°C以上の溶融状態で光学異方性が観察され、また、広
角X線回折から結晶性であることが認められた。このポ
リマーは800°Cまで重量減少を示さず、もとの重量
に対して2,5%の重量減少率を示す温度は450℃で
あった。
また、このポリマーの対数粘度は2.05Cdl/f)
であった。
さらに、このポリマー5ooyと直径18μm1平均長
さ50μmのガラス繊維400 fとからなる混合物は
880″Cで良好に造粒することができ、ペレットを得
た。このペレットは住友重機械工業■製の射出成形機ネ
オマットoN47/28によりシリンダー温度850″
Cで良好に射出成形することができ、試験片を得た。試
験片は引張強度1,120kq/d、弾性率6.4 X
 10  kg/d、熱変形温度227℃であった。
実施例2 繰返し構造単位のモル比(2):(ハ):(Q=86:
7:7の例を示す。なお(6)の向合体は70モル%で
あり、0の内 −@−@=  体が57モル%である。
実施例1と同様に、重合槽にp−アセトキシ安息香酸1
,080F(6,00モル)、m−アセトキシ安息香酸
468N(2,60モル)、テレフタル酸116y(0
,70モル)、4.4’−ジアセトキシジフェニルt 
o s y c 0.40モル)及び4,4′−ジアセ
トキシジフェニルイソプロパン94N(0,80モル)
を仕込んで重縮合反応させ、淡黄色の反応混合物を取出
した。これを粒径1ff以下の粒子に粉砕した後、ロー
タリーキルン中で250 ”Cで5時間減圧乾燥し、目
的物であるポリマー1,228y(理論収量に対して9
7.0%)を粉末状で得た。
このポリマーは実施例1と同じ溶剤にそれぞれ不溶であ
り、840℃以上の溶融状態で光学異方性が観察された
。また、広角X線回折から結晶性であることが認められ
対数粘度は1.98dt/fであった。このポリマーは
800°Cまで重量減少を示さず、もとの重量に対して
2.5%の重量減少率を示す温度は445°Cであった
。また、このポリマーを用いたこと以外は、実施例1と
同じにして得られたポリマーとガラス繊維とからなる組
成物を成形して得られた試験片は、引張り強度1,05
0に9/d、弾性率6.0X10 kg/d、熱変形温
度220℃であった。
比較例1 繰返し構造単位のモル比(9):(ト):(Q=100
:0:0の例を示す。なお、(6)の内へ可ヒ体が70
モル%である。
実施例1.と同機にして、p−アセトキシ安息香酸1,
260F(7,00モル)とm−7セトキシ安息香酸5
40F(8,00モル)とを仕込んで重縮合反応させ、
黄褐色の反応混合物を取出した。これを粒径IIrII
以下の粒子に粉砕した後、ロータリーキルン中240″
Cで5時間減圧乾燥し、目的物であるポリマー1.1’
52M理論収量に対して96.0%)を粉末状で得た。
このポリマーはN−メチルピロリドンに溶解することが
分かった。また、このポリマーは乾燥直後の重量に比べ
これを空気中に二日間放置すると増量しく約2〜8%)
、このものを再び120°Cで減圧乾燥すると、初めの
重量まで減量することが分かった。これは実施例1.2
及び8のポリマーには見られない現象であった。また、
このポリマーは、810°C以上の溶融状態で光学異方
性は観察されるものの非常に弱く、また、対数粘度は0
.85dl/fであり、熱天秤においては250°Cか
ら重量減少が始まり、もとの重量に対して2.5%の重
量減少率を示す温度は400°Cであった。また、この
ポリマーを用いたこと以外は実施例1と同じにして得ら
れたポリマーとガラス繊維とからなる組成物から得られ
た成形品は、引張り強度800kq/d。
弾性率8.6 X 10  kg/d、熱変形温度14
0″Cで、実用上耐え得る物性とはいえなかった。
実施例8 繰返し構造単位のモル比(3):(ト):(Q=80:
10:10の例を示す。なお、(2)の内十体は80モ
ル%であり、(5)0成分は共に()(X体が100%
を占める。
実施例1と同様に重合槽にp−アセトキシ安息香酸1,
152F(6,40モル)、m−7セトキシ安息香酸2
88ノ(1,60モル)、4.4/−ジカルボ后もフェ
ニル242ノ(1,00モル)及び4,4′−ジアセト
キシジフェニル7270 f (1,00モル)を仕込
んで、実施例1と同条件下で重縮合反応させて、淡黄色
の反応混合物を得た。これを粒径1朋以下の粒子に粉砕
した後、ロータリーキルン中で240°Cで6時間減圧
乾燥し、目的物のポリマー1,298F(理論収量に対
して96.0%)を粉末状で得た。
このポリマーは実施例1と同じ溶剤にそれぞれ不溶であ
l)、880°C以上の溶融状態で光学異方性が観察さ
れた。また、このポリマーの対数粘度は2.00dl/
fであった。このポリマーの熱分析の熱天秤においては
800″Cまで重量減少を示さず、もとの重量に対して
2.5%の重量減少率を示す温度は440″Cであった
。また、このポリマーを用いたこと以外は実施例1と同
じにして得られたポリマーとガラスw4維とからなる組
成物の成形後の試験片は、引張り強度1,100に9/
1−d1弾性率6.4×10kli/d1熱変形温度2
22℃であった。
比較例2 繰返し構造単位のモル比(5):(Bl:◎=86体が
100%である。
実施例1と同様に重合槽にp−アセトキシ安息香酸1,
080f(6,00モル)、m−7セトキシ安息香酸4
68F(2,60モル)、テレフタル酸116y(0,
70モル)及び4.4′−ジアセトキシジフェニルイソ
プロピリデン218F(0,70モル)を仕込んで重縮
合反応させ、淡黄褐色の反応混合物を取出した。これを
粒径2W11I以下の粒子に粉砕した後、ロータリーキ
ルン中で250 ”Cで5時間減圧乾燥し、目的物であ
るポリマー1.247f(理論収量に対して97.2%
)を粉末状で得た。
このポリマーは実施例1と同じ溶剤にそれぞれ不溶であ
り、また、840°C以上の溶融状態で光学異方性は観
察されるものの非常に弱く、対数粘度は0.91dl/
9であり、熱天秤においては800℃から重量減少が始
まり、もとの重量に対して2.5%の重量減少率を示す
温度は425℃であった。さらにこのポリマーを用いた
以外は実施例1と同じにして得られたポリマーとガラス
繊維からなる組成物を成形して得られた試験片は、引張
り強度620kg/cl 1弾性率4.5X10  k
g/ci1  熱変形温度180°Cと、実施例1.2
及び3のポリマーと比べかなり低い物性値しか得られな
かった。
比較例8 上記特公昭47−47870号公報に示されたポリエス
テルの例を示す。
実施例1と同様にしてp−アセトキシ安息香酸1.08
Of(6,00モル)、p−ジアセトキシベンゼン40
7 f (2,10モル)及びテレフタル酸88212
.00モル)を仕込み、重縮合反応させ、淡黄褐色の反
応混合物を取出した。これを粉砕機で粒径1ff以下の
粒子に粉砕し、ロータリーキルン中270”Cで78時
間減圧処理し、目的物であるポリマー1.182り(理
論収量に対して98.5%)を粉末状で得た。このポリ
マーの対数粘度は2.12で、溶融異方性は確認できな
かったが、広角X線回折から結晶性であることが認めら
れた。このポリマーは800″Cまで重量減少は見られ
ず、2.5%の重量減少を示す温度は461°Cであっ
た。このポリマー600fと直径18μm1平均長さ5
0μmのガラスa維40Ofとを混合し、860℃で造
粒し、これを実施例1と同様にシリンダー温度380°
Cで射出成形した。その際、870″C以下で成形する
ことはできなかった。造粒性および成形性は実施例1の
ポリマーに比べて悪く、得られた成形品の表面には発泡
による銀条痕がみられ、熱安定性も悪く、着色も強く、
本発明に基く成形品に比べて大幅に劣っていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  下式で表わされる繰返し構造単位(A)70〜95モ
    ル%、(B)2.5〜15モル%及び(C)2.5〜1
    5モル%からなり、対数粘度が1以上で、且つ成形温度
    が370℃以下の芳香族ポリエステル。 ▲数式、化学式、表等があります▼(A) ▲数式、化学式、表等があります▼(B) ▲数式、化学式、表等があります▼(C) (式中、Ar_1は▲数式、化学式、表等があります▼
    と▲数式、化学式、表等があります▼とからなり且つそ
    の中の50〜90モル%が▲数式、化学式、表等があり
    ます▼である二価の芳香族基であり、Ar_2は▲数式
    、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等が
    あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼及び▲
    数式、化学式、表等があります▼からなる群から選ばれ る二価の芳香族基であり、Ar_3は▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
    、表等があります▼及び▲数式、化学式、表等がありま
    す▼ からなる群から選ばれ且つその中の50〜100モル%
    が▲数式、化学式、表等があります▼である二価の芳香
    族基であ る。但し、Xは−CH_2−、−CH_2CH_2−、
    −O−、−SO_2−、−S−、▲数式、化学式、表等
    があります▼及び−CO−からなる群から選ばれる二価
    の基である。)
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