JPH07118375A - ポリエステルおよびその製造法 - Google Patents
ポリエステルおよびその製造法Info
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- JPH07118375A JPH07118375A JP5262295A JP26229593A JPH07118375A JP H07118375 A JPH07118375 A JP H07118375A JP 5262295 A JP5262295 A JP 5262295A JP 26229593 A JP26229593 A JP 26229593A JP H07118375 A JPH07118375 A JP H07118375A
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Abstract
テレフタレート(PBT)より優れているPBT系コポ
リエステルを提供する。 【構成】 テレフタル酸単位を主とする二官能性カルボ
ン酸単位および1,4−ブタンジオール単位を主とする
グリコール単位からなり、かつジエチレングリコール単
位をグリコール単位基準で0.05〜0.3モル%含有
するポリエステルである。
Description
に優れたポリブチレンテレフタレート系ポリエステルお
よびその製造法に関する。
アルキレングリコール成分とからなるポリアルキレンテ
レフタレートは、多くの優れた特性を有しているため繊
維、フイルム、その他の成形品に広く使用されている。
ポリアルキレンテレフタレートのうちでもポリブチレン
テレフタレート(以下PBTと略記する)は結晶化特性
に優れ、成形温度が低く且つ成形時間が短くて済むこと
から、自動車用部品、電気・電子用部品、歯車等の工業
用成形品などの種々の用途に適しており、近年広く使用
されている。
テル交換法によって製造される。直接重合法はテレフタ
ル酸と1,4−ブタンジオールとの直接エステル化反応
によってポリエステル先駆体を形成し、次いで該ポリエ
ステル先駆体を減圧下で重縮合させてPBTを製造する
方法である。一方、エステル交換法はテレフタル酸の低
級アルキルエステルと1,4−ブタンジオールとをエス
テル交換反応させてポリエステル先駆体を形成し、次に
該ポリエステル先駆体を減圧下で重縮合させてポリエス
テルを製造する方法である。
はいるが、性能の一層の向上が望まれている。本発明
は、得られる成形品の強伸度等の物理特性が、従来のP
BTより格段に優れているPBT系ポリエステルおよび
その製造法を提供することにある。
が研究を続けた結果、PBT系ポリエステルを製造する
際、重縮合反応を完了する以前の任意の段階でジエチレ
ングリコールを添加し、樹脂組成中に全グリコール成分
の0.05〜0.3モル%共重合させた場合、得られる
成形品が強伸度等の物理特性に優れていることを見出だ
して本発明を完成した。即ち、本発明は、テレフタル酸
単位を主とする二官能性カルボン酸単位および1,4−
ブタンジオール単位を主とするグリコール単位からな
り、かつジエチレングリコール単位をグリコール単位基
準で0.05〜0.3モル%含有することを特徴とする
ポリエステルであり、また、テレフタル酸を主とする二
官能性カルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と
1,4−ブタンジオールを主とするグリコールとを反応
させることによりポリエステル先駆体を製造し、次いで
該ポリエステル先駆体を減圧下で重縮合反応させること
からなるテレフタル酸単位を主とする二官能性カルボン
酸単位および1,4−ブタンジオール単位を主とするグ
リコール単位からなるポリエステルの製造法において、
重縮合反応終了前の段階で反応系にジエチレングリコー
ルを添加することを特徴とするポリエステルの製造法で
ある。
当たって、二官能性カルボン酸成分としてテレフタル酸
を主とする二官能性カルボン酸またはその低級アルキル
エステルに代表されるエステル形成性誘導体を使用する
ことができ、したがって本発明のポリエステルの製造方
法は直接重合法およびエステル交換法の両方を包含す
る。
主とする二官能性カルボン酸単位」および「テレフタル
酸を主とする二官能性カルボン酸」とは、それぞれ二官
能性カルボン酸単位または二官能性カルボン酸のうち5
0モル%以上がテレフタル酸単位またはテレフタル酸か
らなっていることを意味する。二官能性カルボン酸単位
または二官能性カルボン酸は、その70モル%以上がテ
レフタル酸単位またはテレフタル酸からなっているのが
好ましく、したがって他の二官能性カルボン酸単位また
は二官能性カルボン酸の割合は30モル%以下とするの
が好ましい。
イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフ
ェニル−4,4’−ジカルボン酸、アゼライン酸、アジ
ピン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸の低級アルキルエス
テル等を挙げることができ、これらの二官能性カルボン
酸は、1種または2種以上をテレフタル酸と併用するこ
とができる。一方、他の二官能性カルボン酸単位として
は、上記の他の二官能性カルボン酸から誘導される構造
単位を例示することができる。また、本発明における
「エステル形成性誘導体」とは、炭素数1〜4のアルコ
ールとのエステル等の低級アルキルエステルが好まし
く、特にメチルエステルが好ましい。
ンジオール単位を主とするグリコール単位」および
「1,4−ブタンジオールを主とするグリコール」と
は、それぞれグリコール単位またはグリコールのうちの
50モル%以上が1,4−ブタンジオール単位または
1,4−ブタンジオールからなっていることを意味す
る。グリコール単位またはグリコールは、その70モル
%以上が1,4−ブタンジオール単位または1,4−ブ
タンジオールからなっている、すなわち1,4−ブタン
ジオール単位以外のグリコール単位または1,4−ブタ
ンジオール以外のグリコールが30モル%以下であるの
が好ましい。
ール単位として1,4−ブタンジオール単位およびジエ
チレングリコール単位を有することが必要であるが、他
のグリコール単位を付加的に有していてもよい。また本
発明の製造法においては、グリコールとして1,4−ブ
タンジオールおよびジエチレングリコールを使用するこ
とが必要であるが、他のグリコールを付加的に使用して
もよい。他のグリコールとしてはエチレングリコール、
ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール等を挙げることがで
き、これらのグリコールの1種または2種以上を1,4
−ブタンジオールおよびジエチレングリコールと併用す
ることができる。また、他のグリコール単位としては、
上記の他のグリコールから誘導される構造単位を例示す
ることができる。
実質的に損なわない程度の量であれば、例えばトリメリ
ット酸、ペンタエリスリトール等の三官能以上の多官能
性化合物から誘導される三価以上の構造単位を必要に応
じて少量含有していてもよい。本発明のポリエステル
は、フェノール/テトラクロルエタンの混合溶媒(1:
1重量比)中において30℃で測定した極限粘度が0.
60dl/g以上であることが、成形品の物理特性を良
好にし得る点から好ましい。
る場合は、上記したテレフタル酸を主とする二官能性カ
ルボン酸および1.4−ブタンジオールを主とするグリ
コール、更に必要に応じて少量の多官能性化合物を反応
槽中でエステル化反応させてポリエステル先駆体を最初
に製造する。その際の二官能性カルボン酸とグリコール
との使用割合は、モル比で、1:1.3〜1:2.5と
するのが好ましい。二官能性カルボン酸1モルあたりの
グリコールの使用量が1.3モル以上であることが、最
終的に得られるポリエステルの重合度を高めるうえで効
果的であり、また一方2.5モル以下であることが重合
反応に悪影響を与えるテトラヒドロフランの副生量を低
減させるうえで有効である。
重合法において通常使用されている任意の重縮合触媒を
必要に応じて適宜使用することができる。好ましい触媒
の例としては、テトラブチルチタネート、テトライソプ
ロピルチタネート、それらの加水分解物等の有機チタン
化合物等を挙げることができる。触媒の添加時期、添加
量は通常の製造条件と同様でよい。
条件下に約190〜240℃の範囲の温度で行うのが好
ましい。反応温度を約190℃以上にするとエステル化
反応を充分に進行させることが容易となり、次の重縮合
反応を促進させることができる。一方約240℃以下に
するとテトラヒドロフランの副生量を低減させるうえで
有効である。エステル化反応の停止の目安はエステル化
率が約90%以上になった時点とするのがよい。これに
よって、次の重縮合反応において、所望の重合度のポリ
エステルを得るのに要する時間を短くすることができ
る。
上記したテレフタル酸を主とする二官能性カルボン酸の
低級アルキルエステルと1,4−ブタンジオールを主と
するグリコール、更に必要に応じて少量の多官能性化合
物を反応槽中でエステル交換反応させてポリエステル先
駆体を製造する。
うことが好ましい。触媒を使用する場合は、この種のエ
ステル交換反応に通常使用されている触媒のいずれを使
用してもよい。触媒の好ましい例としては、例えばテト
ラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、
それらの加水分解物等の有機チタン化合物等を挙げるこ
とができる。触媒の添加量は通常の製造条件下でよい。
ルとグリコールとの使用割合は、モル比で、1:1.0
5〜1:1.50とするのが好ましく、1:1.10〜
1:1.30とするのが特に好ましい。二官能性カルボ
ン酸の低級アルキルエステル1モル当たりのグリコール
使用量を1.05モル以上にすると最終的に得られるポ
リエステルの重合度を高めるのに効果的であり、一方、
1.50モル以下にするとテトラヒドロフランの副生量
を低減させるうえで有効である。
下に約140℃〜240℃の範囲の温度で行うのが好ま
しい。反応温度を約140℃以上にするとエステル交換
反応を充分に進行させることが容易となり、次の重縮合
反応を促進させるうえで効果的である。一方、約240
℃以下にすることによりテトラヒドロフランの副生量を
低減させることが可能となる。また、エステル交換反応
に要する時間、次の減圧下での重縮合反応に要する時
間、テトラヒドロフランの副生量の抑制、最終的に得ら
れるポリエステルの物性等の点から、エステル交換率が
約70〜90%の範囲になった時点でエステル交換反応
を停止するのが望ましい。
温度の最高値が245〜260℃の範囲内になるような
加熱条件下で行うのが好ましい。260℃に近い程重縮
合反応に要する時間が短縮されるので好ましいが、26
0℃を越えると、得られるポリエステルの着色が大きく
なり好ましくない。一方、最高値が245℃よりも低い
と所望の重合度のポリエステルを得るのに長い時間を必
要とする。重縮合反応を短い所要時間で、かつ着色を抑
制して行う観点からは、重縮合反応を反応温度の最高値
が250〜260℃の範囲内になるような加熱条件下で
行うことが好ましい。
常圧もしくはその付近または加圧の圧力条件に付される
時に、反応温度を240〜245℃に低下させておくの
が好ましい。重縮合反応終了時の温度が245℃よりも
高いと、重縮合反応終了後に重合体を重合槽から取り出
す際に、取りだしの経過時間にともなって重合体の重合
度(すなわち極限粘度〔η〕)が低下して行き、最初に
取り出した重合体と後に取り出した重合体とでそれらの
重合度に差が生じ易い。一方、重縮合反応終了時の温度
が240℃よりも低いと、重合体の溶融粘度が異常に高
くなって、重合槽から取り出すのが容易でない。
245℃に低下させる方法としては、重縮合反応終了直
前に重合槽を急冷して反応温度を低下させる方法や、重
縮合反応の終了時点に向けて徐々に反応温度を低下させ
る方法等を採用することができる。
力は通常5mmHg以下であるのがよい。5mmHgよ
り高いと、重縮合反応に要する時間が長くなりかつ重合
度の高いポリエステルを得ることが困難になる。
了する以前の任意の段階で反応系にジエチレングリコー
ルを添加することが重要である。添加量は樹脂組成中に
全グリコール成分の0.05〜0.3モル%で共重合さ
れる量にする必要があり、反応容器の容量、形状、攪拌
機の形状、真空能力等で多少異なる。添加はいかなる圧
力下でもよく、またジエチレングリコールを少量の1,
4−ブタンジオールに溶解して添加してもよい。また、
必要に応じてアルカリ金属およびアルカリ土類金属の有
機カルボン酸塩等を適宜添加することができる。
交換反応および重縮合反応は、必要に応じて、例えばリ
ン酸、亜リン酸、リン酸トリメチル、リン酸ジメチル、
リン酸トリフェニル等のリン化合物;3−(4−ヒドロ
キシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオン酸
n−オクタデシル、テトラキス[メチレン(3,5−ジ
−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオネー
ト)]メタン等の立体障害性(ヒンダード)フェノール
系化合物;タルク、シリカ、カオリナイト、カーボンブ
ラック、ガラス繊維、金属粉末等の充填剤などの任意の
添加剤を適宜添加して行うことができる。
説明するが、本発明はそれにより限定されない。以下の
実施例等において、部は重量部を表す。また、得られた
ポリエステルの重合度は極限粘度〔η〕(dl/g)に
より表した。該極限粘度〔η〕は、フェノール/テトラ
クロルエタンの混合溶媒(1:1重量比)にポリエステ
ルを溶解し、30℃で測定した溶液粘度に基づくもので
ある。また、成形品の強度および伸度は、各例で得られ
たポリエステルを用いて、シリンダー温度255℃、金
型温度40℃の条件下に射出成形して、JIS1号ダン
ベル試験片を作製し、この試験片を用いて温度25℃、
相対湿度65%の条件下にJIS−K7113に準じて
測定したものである。またポリエステルの組成分析には
核磁気共鳴装置(NMR)を用いた。なお、ポリエステ
ル分子中におけるジエチレングリコール単位は、1H−
NMRにおけるδ値4.3ppmのピーク(−CH2−
O−CH2−に帰属されるシグナル)により存在を確認
することができる。
部、1,4−ブタンジオール56部、テトライソプロピ
ルチタネート0.080部、およびジエチレングリコー
ル0.08部を反応槽に仕込み、常圧下に145℃から
230℃まで徐々に昇温しながら加熱してエステル交換
反応を行わせ、メタノールが28部留出した時点でエス
テル交換反応を停止した。メタノールが留出し始めた時
点からエステル交換反応を停止するまでに2時間を要し
た。次いで、系を減圧下の重縮合反応系に移行させた。
すなわち、約30分を要して、反応温度を230℃から
250℃に昇温させ、かつ圧力を常圧から0.3mmH
gの圧力まで減じた。この反応温度および圧力を10分
間保持した後、0.3mmHgの圧力で約50分を要し
て反応温度を徐々に240℃まで低下させた。次いで、
反応槽に窒素ガスを供給して系を常圧に戻すことにより
重縮合反応を停止させた(全重縮合反応時間=90
分)。反応槽を窒素ガスで加圧して、反応槽底部から生
成したポリエステルを槽外に押し出して取り出した。得
られたポリエステルの極限粘度〔η〕、並びに強度およ
び伸度、さらにNMRを上記した方法により測定した。
NMR分析より、得られたポリエステルは、グリコール
単位基準で0.15モル%のジエチレングリコール単位
を含むPBT系ポリエステルであることが判明した。そ
の結果を後記する表1に示す。
03部添加した他は実施例1と同様にしてPBT系ポリ
エステルを製造した。得られたPBT系ポリエステルの
〔η〕、並びに強度および伸度、さらにNMR分析結果
に基づくジエチレングリコール単位含有率を同じく表1
に示す。
16部添加した他は実施例1と同様にしてPBT系ポリ
エステルを製造した。得られたPBT系ポリエステルの
〔η〕、並びに強度および伸度、さらにNMR分析結果
に基づくジエチレングリコール単位含有率を同じく表1
に示す。
添加しない他は実施例1と同様にしてPBTを製造し
た。得られたPBTの〔η〕、並びに強度および伸度、
さらにNMR分析結果に基づくジエチレングリコール単
位含有率を同じく表1に示す。
02部添加した他は実施例1と同様にしてPBT系ポリ
エステルを製造した。得られたPBT系ポリエステルの
〔η〕、並びに強度および伸度、さらにNMR分析結果
に基づくジエチレングリコール単位含有率を同じく表1
に示す。
20部添加した他は実施例1と同様にしてPBT系ポリ
エステルを製造した。得られたPBT系ポリエステルの
〔η〕、並びに強度および伸度、さらにNMR分析結果
に基づくジエチレングリコール単位含有率を同じく表1
に示す。
エステルは、ジエチレングリコール単位をグリコール単
位の0.05〜0.3モル%共重合させていることに由
来して、PBTと比較し、成形品の強度の著しい向上が
果たされる。
Claims (2)
- 【請求項1】 テレフタル酸単位を主とする二官能性カ
ルボン酸単位および1,4−ブタンジオール単位を主と
するグリコール単位からなり、かつジエチレングリコー
ル単位をグリコール単位基準で0.05〜0.3モル%
含有することを特徴とするポリエステル。 - 【請求項2】 テレフタル酸を主とする二官能性カルボ
ン酸またはそのエステル形成性誘導体と1,4−ブタン
ジオールを主とするグリコールとを反応させることによ
りポリエステル先駆体を製造し、次いで該ポリエステル
先駆体を減圧下で重縮合反応させることからなるテレフ
タル酸単位を主とする二官能性カルボン酸単位および
1,4−ブタンジオール単位を主とするグリコール単位
からなるポリエステルの製造法において、重縮合反応終
了前の段階で反応系にジエチレングリコールを添加する
ことを特徴とする請求項1記載のポリエステルの製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5262295A JPH07118375A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | ポリエステルおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5262295A JPH07118375A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | ポリエステルおよびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07118375A true JPH07118375A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17373803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5262295A Pending JPH07118375A (ja) | 1993-10-20 | 1993-10-20 | ポリエステルおよびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07118375A (ja) |
-
1993
- 1993-10-20 JP JP5262295A patent/JPH07118375A/ja active Pending
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