JPH05178956A - 高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法 - Google Patents

高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法

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JPH05178956A
JPH05178956A JP3346386A JP34638691A JPH05178956A JP H05178956 A JPH05178956 A JP H05178956A JP 3346386 A JP3346386 A JP 3346386A JP 34638691 A JP34638691 A JP 34638691A JP H05178956 A JPH05178956 A JP H05178956A
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polyester
molecular weight
acid
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average molecular
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JP3346386A
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Eiichiro Takiyama
栄一郎 滝山
Takashi Fujimaki
隆 藤巻
Noritama Harigai
憲璋 針谷
Tadayuki Hosogane
忠幸 細金
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Highpolymer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、実用上十分な高分子量と成形に必
要な熔融粘度を有し、かつ成形品が実用的な強度を有す
る高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法を提供するこ
とにある。 【構成】 (1)(イ)グリコール成分(例:エチレン
グリコール)、(ロ)脂肪族(環状脂肪族を含む)ジカ
ルボン酸(またはその酸無水物)成分(例:コハク
酸)、(ハ)3官能のオキシカルボン酸成分(例:リン
ゴ酸、2モル%)、の3成分を反応して得られる、数平
均分子量が10,000以上で末端基が実質的にヒドロ
キシル基である融点60℃以上のポリエステル100重
量部に、(2)該ポリエステルの融点以上の熔融状態
で、0.1〜3重量部の多価イソシアナート(例:ヘキ
サメチレンジイソシアナート)を反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フィルム、成形品、繊
維などの各種分野に応用可能な、優れた物性と成形に必
要な熔融粘度とを兼ね備えた、高分子量脂肪族ポリエス
テルの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、
本発明は、グリコール成分として例えばエチレングリコ
ールなどを用いた時のように、生成ポリエステルの熔融
粘度が比較的低く、フィルム形成性、例えばインフレー
ション法などに用いるには必ずしも十分でない場合の改
良された高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法に関す
るものである。
【0002】従来、フィルム、成形品、繊維などの成形
に用いられていた高分子量ポリエステル(ここでいう高
分子量ポリエステルとは、数平均分子量が10,000
以上を指すものとする)は、テレフタル酸(ジメチルエ
ステルを含む)とエチレングリコールの縮合体であるポ
リエチレンテレフタレートに限られる、といっても過言
ではなかった。テレフタル酸の代りに、2,6−ナフタ
レンジカルボン酸を用いた例もあるが、ジカルボン酸に
脂肪族タイプを使用してポリエステルを合成し、これを
フィルム、成形品、繊維などに成形し、実用化された例
は皆無といってよい。
【0003】実用化されていない理由の一つは、たとえ
結晶性であったとしても、脂肪族ポリエステルの融点は
100℃以下のものがほとんどであり、その上熔融時の
熱安定性に乏しいこと、ポリエステルの成分によって
は、前記したエチレングリコールを用いた場合のよう
に、低い熔融粘度であること、さらに重要なことは脂肪
族ポリエステルの性質、特に引張り強さで代表される性
質が、ポリエチレンテレフタレートと同一レベルの数平
均分子量でも、著しく劣った値しか示さず、実用性がま
ったく見出せなかったからに他ならない。脂肪族ポリエ
ステルの数平均分子量をより上昇させて物性向上を期待
する研究は、その熱安定性の不良から十分に進展してい
ないように思われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、実用上十分
な高分子量を有し、成形に必要な熔融粘度と成形品の実
用的な強度を有する高分子量脂肪族ポリエステルの製造
方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特にポリ
エステルのフィルム形成、または成形品の成形に必要な
熔融粘度を高めるために、数平均分子量と重量平均分子
量との比〔MW(重量平均分子量)/MN(数平均分子量)〕
を極力大きくすべく種々検討した結果、ポリエステルの
一成分として3官能のオキシカルボン酸成分を用い、所
望のグリコール成分と、脂肪族(環状脂肪族を含む)ジ
カルボン酸(またはその酸無水物)成分とを反応させて得
られる、数平均分子量が10,000以上、望ましくは
15,000以上で、末端基が実質的にヒドロキシル基
であるポリエステル100重量部に、0.1〜3重量
部、より望ましくは0.5〜2重量部の多価イソシアナ
ートを、該ポリエステルの融点以上の熔融状態で添加す
ることにより、上記目的を達成できることを見出し、本
発明を完成することができた。
【0006】即ち、本発明は、(1)(イ)グリコール成
分、(ロ)脂肪族(環状脂肪族を含む)ジカルボン酸(また
はその酸無水物)成分、(ハ)3官能のオキシカルボン酸
成分、の3成分を反応して得られる、数平均分子量が1
0,000以上で末端基が実質的にヒドロキシル基であ
る融点60℃以上のポリエステル100重量部に、(2)
該ポリエステルの融点以上の熔融状態で、0.1〜3重
量部の多価イソシアナートを反応させることよりなる、
高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法に関する。
【0007】3官能のオキシカルボン酸成分を適量用い
ると、ポリエステルに分岐構造を導入することができ、
多価イソシアナートの添加、反応と相俟って、数平均分
子量に比し、重量平均分子量を著しく増大させることが
可能となる。
【0008】本発明に利用可能なグリコール成分は、ポ
リエステルの融点が60℃以上といった点から、エチレ
ングリコール、ブタンジオール1,4、ヘキサンジオー
ル1,6、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが
一般的であり、特にエチレングリコール、ブタンジオー
ル1,4が本発明には好適である。
【0009】本発明を特徴づける3官能のオキシカルボ
ン酸成分は、(i)カルボキシル基が2個とヒドロキシル
基が1個を同一分子中に有するタイプと、(ii)カルボキ
シル基が1個とヒドロキシル基が2個のタイプとに分れ
るが、市販品が容易に、且つ低コストで入手可能といっ
た点からは、(i)の同一分子中に2個のカルボキシル基
と1個のヒドロキシル基とを共有するリンゴ酸(下式)
【化1】 が実用上有利であり、本発明の目的には十分である。
【0010】3官能のオキシカルボン酸成分の使用割合
はグリコール成分または脂肪族(環状脂肪族を含む)ジ
カルボン酸(またはその酸無水物)成分のいずれかのモル
数が100モル%に対して、3官能のオキシカルボン酸
成分が0.5モル%以上、5モル%以下であることが好
ましい。3官能のオキシカルボン酸成分の使用割合が5
モル%より多い場合には、エステル化反応中にゲル化す
る危険性が著しく増大する。また、0.5モル%未満で
は実際問題として併用の効果が現われない。望ましい3
官能のオキシカルボン酸成分の使用割合は、1〜3モル
%である。3官能のオキシカルボン酸成分は、反応当初
から加えるのが便利であるが、反応の途中から加えても
よい。
【0011】本発明に用いる脂肪族(環状脂肪族を含
む)ジカルボン酸(またはその酸無水物)成分は、カル
ボキシル基間のメチレン基の数が偶数である種類が、融
点60℃以上に保つのに有利である。それらの例として
は、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、
ドデカン酸(またはその酸無水物)があげられる。勿論
これら相互の併用も可能である。
【0012】ポリエステルの合成は、一般にエステル化
及び脱グリコール反応により行われ、脱グリコール反応
には金属の無機並びに有機の化合物が必要量併用され
る。かくして得られたポリエステルの数平均分子量は、
10,000以上であることが必要である。数平均分子
量が10,000未満では、多価イソシアナートの添加
量が多くなり、ゲル化の危険性が急増する。
【0013】さらに、本発明の構成要素である生成した
数平均分子量10,000以上、望ましくは15,00
0以上の末端基が実質的にヒドロキシル基であるポリエ
ステルに、さらに分子量を高めるために加えられる多価
イソシアナートには特に制限はないが、例えば市販の次
の種類があげられる。2,4−トリレンジイソシアナー
ト、2,4−トリレンジイソシアナートと2,6−トリ
レンジイソシアナートとの混合体、ジフェニルメタンジ
イソシアナート、1,5−ナフチレンジイソシアナー
ト、キシリレンジイソシアナート、水素化キシリレンジ
イソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イ
ソホロンジイソシアナート、特に、ヘキサメチレンジイ
ソシアナートが、生成樹脂の色相、ポリエステル添加時
の反応性、などの点から好ましい。また、3官能のイソ
シアナートを用いることもできる。これら多価イソシア
ナートの添加量は、分子量にもよるが、ポリエステル1
00重量部に対して0.1〜3重量部、望ましくは0.
5〜2重量部である。多価イソシアナートの添加量が
0.1重量部未満では、本発明の効果が得られず、また
3重量部より多い場合はゲル化の危険が生じる。添加
は、ポリエステルが均一な熔融状態で溶剤を含まず、容
易に撹拌可能な条件下で行われることが望ましい。別
に、固形状のポリエステルに添加し、エクストルーダー
を通して熔融、混合することも不可能ではないが、一般
にはポリエステル製造装置内か、或は熔融状態のポリエ
ステル(例えばニーダー内での)に添加することが実用的
である。
【0014】本発明のウレタン結合を含み、分岐構造を
有するポリエステルは、実用に供するに際して、必要に
応じて滑剤、ワックス類、着色剤、フィラー、安定剤な
どを併用できることは勿論である。
【0015】
【実施例】次に、本発明の理解を助けるために、以下に
実施例を示す。
【0016】実施例1 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lのセパラブルフラスコに、エチレングリコール2
05g、コハク酸354g、リンゴ酸8g(2モル%)、テ
トライソプロピルチタネート0.06g(金属チタンとし
て約30ppm)を仕込み、窒素ガス気流中、200〜20
5℃でエステル化して酸価5.6、数平均分子量5,6
00のポリエステルを合成した後、0.7〜0.5Torrの
減圧下、220℃で脱グリコール反応を3時間行った
所、数平均分子量29,200、重量平均分子量90,
700で、MW/MNは約3.1、白色ワックス状、融点
約97℃のポリエステル(a)が得られた。
【0017】ポリエステル(a)500gを加熱ニーダー
中で210℃〜215℃に加温熔融し、撹拌しながらヘ
キサメチレンジイソシアナート6g(1.2phr)を加え
た。粘度は急速に増大したが、ゲル化はしなかった。
【0018】得られたウレタン結合を含むポリエステル
(A)の数平均分子量は39,300、重量平均分子量
は281,000で、MW/MNは約7.2、淡黄色ワッ
クス状で、融点約100℃であった。JIS K−72
10で規定されたメルトフロー測定では、サンプル5
g、190℃、0.325kg荷重でポリエステル(A)
は0.91g/10分の流出量であったが、ポリエステ
ル(a)は全量流出し、著しい差が認められた。
【0019】なお、分子量測定は、Shodex GP
C SYSTEM−11による。溶離液CF3COON
a,5mmol/HFIP(ヘキサフロロイソプロパノー
ル,1l),カラム温度40℃,流量1.0mol/min,
検出器Shodex RIで行った。
【0020】実施例2 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lのセパラブルフラスコに、ブタンジオール1,4
を200g、コハク酸189g、アジピン酸58g、リン
ゴ酸4.5g(1.5モル%)、チタンオキシアセチルア
セトネート0.05g(金属チタンとして約18ppm)を仕
込み、205〜210℃、窒素気流中エステル化して酸
価9.4、数平均分子量6,900とした後、215〜
220℃、0.5〜0.6Torrの減圧下、4時間脱グリ
コール反応を行った所、数平均分子量32,000、重
量平均分子量93,800、MW/MNは約2.9のポリ
エステル(b)が、白色ワックス状、融点約90℃で得
られた。
【0021】ポリエステル(b)500gを加熱ニーダ
ー中で210℃〜215℃に加熱熔融しながら、イソホ
ロンジイソシアナート5g(1phr)を加えた。粘度は急
速に増大したが、ゲル化はしなかった。
【0022】得られたウレタン結合を含むポリエステル
(B)の数平均分子量は44,000、重量平均分子量
は317,000で、MW/MNは約7.2、淡黄色ワッ
クス状で、融点約94〜95℃であった。温度190
℃、荷重2.16kg、サンプル量5gのメルトフロー測
定では、ポリエステル(B)は0.01g/10分以下で実
際上ほとんど流出は認められなかったが、ポリエステル
(b)は4.0gであった。
【0023】実施例3 撹拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を付し
た1lのセパラブルフラスコに、1,4−シクロヘキサ
ンジメタノール(米国イーストマン・ケミカル社製)を
300g、ドデカン酸460g、リンゴ酸9g(約3モル
%)、テトラブチルチタン0.07g(金属チタンとして
約15ppm)を仕込み、210〜215℃、窒素気流中で
エステル化して酸価7.8、数平均分子量7,900とし
た後、0.5〜0.6Torr、220〜225℃で脱グリ
コール反応を6時間行った。数平均分子量28,80
0、重量平均分子量90,200、MW/MNは約3.
2、淡いアイボリー色のワックス状、融点72℃のポリ
エステル(d)が得られた。
【0024】加熱ニーダー中で、ポリエステル(d)50
0gを200〜205℃に熔融、混練しながら、キシリ
レンジイソシアナート7g(1.4phr)を加えた。粘度
は急速に増大したが、ゲル化はしなかった。
【0025】得られたウレタン結合を含むポリエステル
(D)は黄褐色ワックス状、融点77〜78℃、数平均分
子量39,800、重量平均分子量300,400、M
W /MNは約7.5であった。190℃、荷重2.16k
g、サンプル量5gのメルトフロー値は、ポリエステル
(D)は0.01g/10分以下であったが、ポリエステ
ル(d)は3.8g/10分を示した。
【0026】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、フィルム、
成形品、繊維などの各種分野に応用可能な、優れた物性
と成形に必要な熔融粘度とを兼備したウレタン結合を含
む高分子量脂肪族ポリエステルが得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)(イ)グリコール成分、 (ロ)脂肪族(環状脂肪族を含む)ジカルボン酸(またはそ
    の酸無水物)成分、 (ハ)3官能のオキシカルボン酸成分、 の3成分を反応して得られる、数平均分子量が10,0
    00以上で末端基が実質的にヒドロキシル基である融点
    60℃以上のポリエステル100重量部に、 (2)該ポリエステルの融点以上の熔融状態で、0.1〜
    3重量部の多価イソシアナートを反応させることよりな
    る、高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法。
  2. 【請求項2】 3官能のオキシカルボン酸成分の使用割
    合が、グリコール成分または脂肪族(環状脂肪族を含
    む)ジカルボン酸(またはその酸無水物)成分のいずれ
    かのモル数が100モル%に対して、5モル%以下、
    0.5モル%以上である請求項1記載の高分子量脂肪族
    ポリエステルの製造方法。
JP3346386A 1991-12-20 1991-12-27 高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法 Pending JPH05178956A (ja)

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PCT/JP1992/001671 WO1993013152A1 (en) 1991-12-20 1992-12-21 Process for producing high-molecular aliphatic polyester, and film
DE69222522T DE69222522T2 (de) 1991-12-20 1992-12-21 Verfahren zur herstellung eines hochmolekularen aliphatischen polyesters und folie
EP93900428A EP0572682B1 (en) 1991-12-20 1992-12-21 Process for producing high-molecular aliphatic polyester, and film

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