JPH01294732A - 芳香族ポリエステルおよびその製造方法 - Google Patents

芳香族ポリエステルおよびその製造方法

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JPH01294732A
JPH01294732A JP12349688A JP12349688A JPH01294732A JP H01294732 A JPH01294732 A JP H01294732A JP 12349688 A JP12349688 A JP 12349688A JP 12349688 A JP12349688 A JP 12349688A JP H01294732 A JPH01294732 A JP H01294732A
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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 で示される構成単位を含有する芳香族ポリエステルに関
するものである。
このポリエステルは溶融時に液晶性(光学的異方性)を
示すので成形性(流動性)に優れており、高弾性率かつ
高強度であり、高い耐熱性を有する。特にハンダ耐性に
優れているため、精密部品や電気・電子材料や自動車用
部品等の成形品やフィルム・繊維等として利用されうる
又、本発明のポリエステルは本発明の製造方法により製
造することによって、従来の一般的なポリエステル製造
装置で製造できることよシ、生産性が向上したシ、コス
トダウンにもつながる。
〔従来技術と問題点〕
で示される構成単位を含有する芳香族ポリエステルとし
ては、従来よシ多数の例が知られている。例えばプリテ
ィッシュ・ポリマー・ジャーナルtstI(’go )
、マクロモレキュールズユ(7) tosq (’ga
3)、I UPACMacromol、Symp。
2gth、 10θ(’fx)、USP tt、ot、
y、gss、USP4t、l、l、II、972,特開
昭42−1363/3、特開昭1.2−20AO/り、
特開昭62−鱒396コ3、特開昭62−グg7ココ等
である。
こ扛らはいずれもハンダ耐熱が不足していたり、ハンダ
耐熱を有するポリエステルの場合は、従来法のポリエス
テルの製造装置(例えば、たて型反応機で3.20℃で
反応させるバルク法)では製造できないような場合があ
った。
例えばプリティシュ・ポリマー・ジャーナル1se(’
go)によれば、 から成るポリエステルは融点が330℃以上と高く、3
20℃以下で従来使用されているポリエステルの製造装
置では製造できない。ましてのポリエステルは更に融点
が高い(roo℃以上)ので、製造は無理である。
また、マクロモレキュールズ/A  101り(’g3
)の記述では、 融点を下げているが、この場合融点は大幅に低下するが
非品性となり、260℃のハンダ耐性は無くなってしま
う。
USP IAot、y、gs2(DE2’7 J /、
 7 t 6)によると、る されてい*ヰが、このポリマーも溶媒を使用し。
その上335°Cという高温を用いて製造して層は多数
の記載があるが、この場合も従来の通常のポリエステル
の製造装置で製造できないことは明らかである。
〔問題点を解決するための手段〕
従来の製造装置(例えば320℃以下の温度でのバルク
法、たて型重合槽)で製造でき、かつハンダ耐熱(26
0℃、10sec以上とする)に耐え、かつ高弾性率、
高強度、高流動性の全芳香族ポリエステルについて鋭意
検討した結果、非常に驚くべきことに、以下の成分をも
つ全芳香族ポリエステルは上記目的を達成することを見
出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、 (イ)t−ps当量チの式(1)で示される2,6ナク
タレンジカルボン酸残基、 (ロ) 2〜弘5当量チの式(2)で示さnるジカルボ
ン酸残基、 (ハ) 3〜9s当量チの式(3)で示されるり、9′
ビフエノール残基、 に) 10〜90当量チの式(4)で示されるオキシ安
息香酸残基、 から成る芳香族ポリエステルであり、(1)、[2)、
(3]、(4)の当量数を〔1〕、(2)、(3’:I
、〔4〕  で表わすと、0.9<(0)+C;] )
/[:3]≦/、/であシ、320°G、700sec
″″1での溶融粘度が10ポイズ以上の芳香族ポリエス
テル、 (ここに当量チは、l1l) + (2:] + [3
) + (4)  を全量とした場合の全量に対する値
である。)および、出発原料として、 (ホ) /−<Z!rモルチの式(5)で示される2,
6−ナフタレンジカルボン酸、 (へ) コ〜I15モルチの式(6)で示されるジカル
ボン酸、 (ト) 3〜95モルチの式(7)で示される&、<(
−ビフェノール、 fj″)  10〜90モルチの式(8)で示されるヒ
ドロキシ安息香酸、 (ここで(5)、(6)、(力、(8)のモル数を〔5
〕、〔6〕、(7)、(8)  で表わすと、ここにモ
ルチは、[:5:] + [:5] + I:フ) +
 [8)  を全量とした場合の値である) を使用し、系中で酸無水物を添加して反応させ、100
〜II o o ’cの温度において酸及び酸無水物を
留去しつつ反応させることを特徴とする全芳香族ポリエ
ステルの製造方法、 に存する。
本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の芳香族ポリエステルにおいては、その構成成分
として、前記式(1)で示される2、6−ナフタレンジ
カルボン酸残基、式(2)で示さnるジカルボン酸残基
、式(3)で示さnるに、II’−ビフェノール残基、
及び式(4)で示されるオキシ安息香酸残基を含有する
ことが必須の要件である。
式(1)で示される。2.6−ナフタレンジカルボン酸
残基の含有比率は、[1〕+ (2:) + (3:l
 + [:4:l  の和に対して1〜45当量%であ
り、好ましくは2当量チ以上、35当量チ以下、さらに
好ましくは3当量チ以上、30当量チ以下である。これ
はl当量チ以上存在するだけで液晶性を高めるだけでな
く、通常のポリエステル製造装置(320℃以下)で製
造できるという驚くべき特徴を有する。通常のポリエス
テルの製造装置とは、例えば繊維便覧(原料綿) p6
gOg の図7、/lに記載されているようなものと考
えればよい。また、製造できるということは、重合槽の
中で固化してしまうことなく流動可能であシ、そのため
重合槽から抜き出すことができることを意味する。
液晶性を高めるということは、弾性率の向上や、成形性
の良化をもたらすということである。
該2,6−ナフタレンジカルボン酸残基の含有比率がl
当量チ未満、およびaS当量チをこえる領域では、重合
中に固化し、抜き出すことができなくなり、好ましくな
い。
式(2)で示されるジカルボン酸残基の含有比率は、(
1:l + (2:] + [3) + [4〕  の
和に対してコ〜tIj当量チであシ、好ましくは3当量
チ以上、35当量チ以下、さらに好ましくは5当量チ以
上、30当量チ以下である。−当量チ以上存在するだけ
で液晶性を高めるだけでなく通常のポリエステル製造装
置(3SO℃以下)で製造できるという驚くべき特徴を
有する。
通常の装置で製造できるということは、前述のとおシで
ある。
液晶性を高めるということは、弾性率の向上や、成形性
の良化をもたらすということである。
コ当量チ未満およびtis当量チをこえる領域では、重
合中に固化し、抜き出すことができなくなシ好ましくな
い。
式(2)で示されるジカルボン酸残基とシテハ、テレフ
タル酸残基および/又はインフタル酸残基が挙げられる
。テレフタル酸残基、インフタル酸残基それぞれ単独に
用いても混合して共重合体としてもよい。共重合体とす
るときはテレフタル酸残基の量がイソフタル酸残基の量
より多い方が好ましい。
式(3)で示されるg、<z’−ビフェノール残基の含
有比率は、(1) + [2) + (3) 十(4)
  の和に対して3〜tis当量チであシ、好ましくは
5当量チ以上、qo当当量チエ下さらに好ましくは7当
量チ以上、35当量チ以下である。
3当量チ以上存在するだけで液晶性を高めるだけでなく
、通常のポリエステル製造装置(3,2゜℃以下)で製
造できるという驚くべき特徴を有する。
通常の装置で製造できるということは前述のとおりであ
る。
液晶性を高めるということは弾性率の向上や、成形性の
良化をもたらすということである。
3当量チ未満、および95当量チをこえる領域では重合
中に固化し、抜き出すことができなくなシ、好ましくな
い。
これらの量は、 0、デ≦([:x〕+ (2〕 )/ l:3) ≦/
、/となるようにする。この範囲外では、重合度が不十
分となる。
特に 0.95≦((1:l +[:2] ) / C3:l
 < 1.o rが好ましい。
式(4)で示されるオキシ安息香酸残基の含有比率は、
[1) + (2) + C3’l + (4〕  の
和に対してi。
〜デQ当量チであシ、好ましくは一〇当量チ以上、go
当量チ以下、さらに好ましくは30当量チ以上、73当
量チ以下である。
10当量チ以上、qo当量チ以下存在することにより、
液晶性を高めるだけでなく、通常のポリエステル製造装
置(3SO℃以下)で製造できるという驚くべき特徴を
有する。
通常の装置で製造できるということは前述のとおりであ
る。
液晶性を高めるということは、弾性率の向上や、成形性
の良化をもたらすということである。
10当量チ未満およびqO当量チを超える領域では、重
合中に固化し、抜き出すことができなくなり好ましくな
い。
式(4)で示さnるオキシ安息香酸残基の具体例として
は、p−ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキク安息香酸
、の残基が挙げら九る。
これらの残基はそれぞn単独に用いてもよいし、共重合
体として使用してもよい。p−ヒドロキン安息香酸残基
と、fTl−ヒドロキシ安息香酸残基を共重合体とする
ときは、p−ヒドロキシ安息香酸残基量をよシ多くする
ことが好ましい。p−ヒドロキシ安息香酸残基を単独で
用いることも好ましい。
ここに挙げた成分以外の成分を若干(約3当量チ以下)
含有することは、−向に差し支えない。
これらの構成成分を含有することによシ、驚くべきこと
に、生成ポリマーは溶融相において光学的に異方性を示
しく液晶性を示し)、そのため成形性にすぐれ、かつ高
弾性率高強度を有し、さらに耐熱性の良好な全芳香族ポ
リエステルが得られ、かつ従来の装置で製造できること
を見出した。
特に、式(1)、f2)、+31、(4)の成分を含有
することにより、従来のポリエステル製造装置(例えば
、たて型のポリエチレンテレフタレート製造装置)を利
用しても槽の底からポリマーを抜き出すことができると
いう大きなメリットがあることがわかり九。(以下、抜
出し性と表現する)それは(11、[21% [31、
[41の成分を組み合わせることKよシ、流動開始温度
が低くなることによると考えられる。
一方、物性的には耐熱性にすぐれるポリマーが得られる
。例えばバイプロン(110H2)で測定した1I00
C,/!;0℃における複素弾性率lE*/をそれぞれ
/E*/4o、lE*115oとすると、’E”1so
/ /E*/4゜≧去 テカツ/E*/156≧!;、0X1010d’lne
/C1d/E*/4o≧10.OX 10”dyne/
crdという特命を有する。組成を選べば lE*l、5o//E*14゜≧了 /E*l、5o≧io、o x 1010dyne/ 
crllE*/4o≧/s、oX1010dyne/c
ILである。
又、260℃における複素弾性率を/E*/26゜とす
ると、 / E */260≧l、Q X /θ10dyne/
7という非常に高い耐熱性を示すという特徴をも有スル
。このためコロ0℃での71ンダ耐性をも有する。
本発明の芳香族ポリエステルは、260℃で上記のよう
な高い弾性率を示し、かつ3.20℃では通常のポリエ
ステル製造装置で溶融法で製造できるという大きな特徴
をもっている。
またレオロジー的には溶融粘度が低く、成形性が良好で
ある。
本発明の芳香族ポリエステルは、320℃、/ 005
ec−’での溶融粘度が10ポイズ以上であることが必
須であり、10ポイズ未満では充分な強度が得られない
。3コ0°C,100sec−”での好ましい溶融粘度
はiooポイズ以上、特に700〜/ 0.000ポイ
ズが成形性の点で好適である。
本発明の芳香族ポリエステルを製造するには、所定比率
の(1)の2,6−ナフタレンジカルボン酸残基、(2
)のジカルボン酸残基、(3)の4<4’−ビフェノー
ル残基、(4)のオキシ安息香酸残基あるいはこれ等の
誘導体を原料として、周知の重合方法、例えば、溶融重
合法、溶液重合法または界面重合法等に従って処理すれ
ばよい。とくに溶融重合法は、重合反応後の後処理が不
要でちるなめ工業的生産上有利であり、また、溶液重合
法及び界面重合法は、重合反応が比較的低温で実施し得
る利点がある。
溶融重合法の場合は、前記の原料成分の一部を、アシル
化物又はエステルとして使用し、200−&00℃の温
度で重合する方法、あるいは前記原料成分にアシル化剤
を加えて重合する方法が採られる。
また、溶液重合法または界面重合法では、カルボン酸残
基に対応する原料モノマーとして、一般に酸ハライドと
くに酸クロライドが用いられ、界面重合法では原料のオ
キシ残基は塩にしておく要がある。
特に本発明における製造法はコスト、作業性等の面から
すぐれている。すなわち本発明である製造法は、出発原
料として (ホ) /−<75モルチの式(5)で示される2,6
−ナフタレンジカルボン酸、 (へ) 2〜q5モルチの式(6)で示されるジカルボ
ン酸、 (ト) 3〜グ5モルチの式(力で示されるta、tl
Lビフェノール、 (ホ) 10〜90モルチの式(8)で示されるヒドロ
キシ安息香酸、 ○ (ここで、(5)、(6)、(力、(8)のモル数を〔
5〕、〔6〕、〔7〕、〔8〕で表わすと、モルチは、
〔5〕、+ (6”l + [7] + (8)  を
全量とした場合の値である) を使用し、系中で酸無水物を添加して反応させ、too
−yoo℃の温度において酸及び酸無水物を留去しつつ
反応させることを特徴とする全芳香族ポリエステルの製
造方法である。
これら生成ポリエステルの組成は仕込原料組成と同等な
ので、所望のポリエステルの組成となるように仕込原料
組成を決めればよい。
触媒としてはBuSnOOHr B ulsno + 
T i (OiPr )4 *Zn (OAc ) 2
 r Sn (OAc )2  等が用いらnるが使用
しなくてもよい。
酸無水物(9)としては無水酢酸、無水プロピオン酸、
無水安息香酸等を挙げることができる。
特に無水酢酸Hが好ましい。使用する酸無水物のモル数
を〔10〕  とすると o、g≦〔10〕/(コX [:’7:l + (8:
l ’)≦2.Oとなるのが好ましく、特に /、Oり〔IO〕/(2×〔7〕+〔8〕)≦i、sが
好ましい。
反応温度としては1000C−1I00℃の温度いずれ
も使用することが可能であるが、酸無水物を添加して、
アシル化を主に行うときは700〜200”Q程度、そ
の後縮合を主に行うときは昇温し1.2!;0〜tIo
o°Cを使用することが好ましい。酸や酸無水物の留去
のためにN2やAr等の不活性ガスをフローしたり、減
圧を適用したシすることが可能である。
以上のような製造法をとることにより、従来のポリエス
テル特にポリエチレンテレフタレート製造用のイカリ翼
やヘリカル翼をもったたて型攪拌装置を使用しても、本
発明のポリマーは反応器からとり出すことが可能である
という操作上の利点のあることがわかった。
またさらに重合度を高めたい場合は固相重合を適用する
ことも可能である。
本発明の共重合ポリエステルは溶融相において光学的に
異方相を示しうるので流動性が非常に良く、そのため成
形性が良好で押出成形、射出成形、圧縮成形等の一般的
な溶融成形を行なうことが可能であり、成形品、フィル
ム、繊維等に加工することができる。
特に高流動であることよシ精密成形品等に適している。
又、成形時に本発明の共重合ポリエステルに対し、ガラ
ス繊維、炭素繊維等の繊維類や、タルク、マイカ、炭酸
カルンウム等のフィラー類、または、核剤、顔料、酸化
防止剤、滑剤、その他安定剤や難燃剤等の各種充てん剤
、を添加剤、あるいは熱可塑性樹脂等を添加して成形品
に所望の特性を付与することも可能である。
又、他のポリマーとのブレンドやアロイ化によって他の
ポリマーの特像と本発明の芳香族ポリエステルの両方の
長所を合わせもつ組成物を検出することも可能である。
〔実施例〕
次に本発明を実施例について更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定され
るものではない。
なお、実施例中の溶融粘度の測定には、キャピラリーレ
オメータ−(インテスコ社製)を用い、温度320℃、
剪断速度(ン) / 005ec−1、シリンダーノズ
ルの長さ/直径=30を使用した。
赤外分光光度計はNlcolst社製の200XBFT
−IRを使用した。ポリマーをヘキサフルオロインプロ
パツールに溶解させるか、又はKBrディスクにてテス
トサンプルとした。
成形は日本製鋼社製o、i (、z射出成形機を用いて
行い、成形片を作成した。
バイプロンは東洋ボールドウィン社製のレオパイプロン
を用い上の成形片をl10Hz下で使用した。
光学異方性はホットステージ付き偏光顕微鏡を用いて行
った。
流動開始温度はパイプロンデータから判定した。
実施例1 攪拌翼、減圧口、N2導入口を備えた反応器にq、舷ジ
ヒドロキシジフェニル   3/、りqg(o、lq、
2モル)テレフタル酸         lq、2r 
y (o、o g bモル)コツ6−ナフタレンジカル
ボン酸 7g、5gg (o、o r 4モル)p−ヒ
ドロキ7安息香酸   s s、3g y (o、tt
 o iモル)を仕込み、減圧下、窒素置換した後、N
2シールをし、無水酢酸ざ3.b 、71 (o、t 
2モル)を投入した。
以下攪拌下で、重合管を1tIt’cの油浴に浸漬して
、1時間反応させた後、1.5時間かけて320℃まで
昇温した。
次いで30分かけて圧力を常圧から0.3wmH!!ま
で減圧し、さらに0.3mH1で30分間3コO℃で反
応させて、重合反応を終了した。
このポリマーは自動で流れ、反応器の底から波音出すこ
とが可能であった。こうして得られたポリマーの溶融粘
度(3ao℃、/ o o 5ec−” )は、gt、
、oポイズであった。
さらにこのポリマーを0./Qz射出成形機で成形し、
(,720℃にて成形)その成形片のバイプロンを測定
した。このパイプロンチャートを第1図に示す。
この図から明らかなように、 /E  /<o=/3.’IGPa /E/lso  AogGPa / E*/ 260:  !r 、 2 GPaであっ
た。
また、同じ成形片をJIS C5o3a表1のB条件に
てハンダ耐熱を測定したところ、何らの外観変化も認め
られなかった。
またとのポリマーは、290℃以上で流動開始し、光学
異方性を示した。このポリマーのIRチャートを第一図
に示す。
このポリマーの組成比は、 (1)/ [2)/ (31/ (41= /1.s;
/li、s/23/saテレフタル酸を2g、56g(
0,/7一モル)に変え、コツ6−ナフタレンジカルボ
ン酸を使用しなかった以外は、実施例1と同様に行った
えた以外は実施例1と全く同様に行った。
無水酢酸の量(Cl0) )は、 (2o:)=/、/x(ax(ニア〕+lj:l )と
した。
〔発明の効果〕
本発明の芳香族ポリエステルは、優れ九耐熱性を有し/
(即ちハンダ耐性を有する)、かつ溶融相で液晶性を示
すので流動性にすぐれ、そのため成形性にすぐれるとい
う特徴を有する。
又、71的特性としては、弾性率が高く、強度にも非常
にすぐnている。また本発明の芳香族ポリエステルは、
35O℃以下の温度特に320°C以下で成形できると
いう特徴を有する。
以上の性状に基づいて、本発明の芳香族ポリエステルは
射出成形体、フィルム、繊維等の用途に利用される。
また、本発明の全芳香族ポリエステルは、−般に320
℃以下の温度で溶融状態を示すことから、溶融重合法に
より製造した場合、反応後、加圧することによシ、ある
いは自重により、生成ポリマーを反応容器から容易に取
り出すことができる操作上の利点を有することがわかっ
た。
更に、原料モノマーの種類、組成比率を適切に選ぶこと
により、溶融相において光学的に異方性、液晶性を示す
こと(直交偏光子を利用し九慣用の偏光法によシ確認し
得る)もあり、その場合、その温度域で成形すれば、高
弾性率の成形体、フィルム、繊維等を得ることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1で得られたポリマーの成形片のパイ
プロンチャートを示す図である。 図中、/はE′、コはtanα、3はEllを示す。 第2図は、実施例/で得られたポリマーのIRチャート
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(イ)1〜45当量%の式(1)で示される2,
    6−ナフタレンジカルボン酸残基、 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (ロ)2〜45当量%の式(2)で示されるジカルボン
    酸残基、 ▲数式、化学式、表等があります▼(2) (ハ)3〜45当量%の式(3)で示される4,4′−
    ビフェノール残基 ▲数式、化学式、表等があります▼(3) (ニ)10〜90当量%の式(4)で示されるオキシ安
    息香酸残基、 ▲数式、化学式、表等があります▼(4) から成る芳香族ポリエステルであり、(1)、(2)、
    (3)、(4)の当量数を〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔
    4〕で表わすと、0.9≦(〔1〕+〔2〕)/〔3〕
    ≦1.1であり、320℃、100sec^−^1での
    溶融粘度が10ポイズ以上の芳香族ポリエステル。 (ここに当量%は、〔1〕+〔2〕+〔3〕+〔4〕を
    全量とした場合に対する値である。)
  2. (2)出発原料として、 (ホ)1〜45モル%の式(5)で示される2,6−ナ
    フタレンジカルボン酸、 ▲数式、化学式、表等があります▼(5) (ヘ)2〜45モル%の式(6)で示されるジカルボン
    酸、 ▲数式、化学式、表等があります▼(6) (ト)3〜45モル%の式(7)で示される4,4′−
    ビフェノール、 ▲数式、化学式、表等があります▼(7) (チ)10〜90モル%の式(8)で示されるヒドロキ
    シ安息香酸、 ▲数式、化学式、表等があります▼(8) (ここで、(5)、(6)、(7)、(8)のモル数を
    〔5〕、〔6〕、〔7〕、〔8〕で表わすと、モル%は
    、〔5〕+〔6〕+〔7〕+〔8〕を全量とした場合の
    値である。) を使用し、系中で酸無水物を添加して反応させ、100
    〜400℃の温度において酸及び酸無水物を留去しつつ
    反応させることを特徴とする全芳香族ポリエステルの製
    造方法。
JP12349688A 1988-05-20 1988-05-20 芳香族ポリエステルおよびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0747624B2 (ja)

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