JPH08245777A - 柔軟性、難燃性に優れた共重合ポリエステル - Google Patents

柔軟性、難燃性に優れた共重合ポリエステル

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JPH08245777A
JPH08245777A JP8186095A JP8186095A JPH08245777A JP H08245777 A JPH08245777 A JP H08245777A JP 8186095 A JP8186095 A JP 8186095A JP 8186095 A JP8186095 A JP 8186095A JP H08245777 A JPH08245777 A JP H08245777A
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JP
Japan
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acid
flame retardancy
copolyester
polyester
flexibility
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JP8186095A
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Yoshiyuki Kitaba
良幸 木束
Atsuko Ueda
敦子 植田
Tetsuo Matsumoto
哲夫 松本
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Nippon Ester Co Ltd
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Nippon Ester Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 アルキレンテレフタレート単位を主体とし、
炭素数25〜50の長鎖脂肪族ジカルボン酸が酸成分の5〜
20モル%、特定の2官能性有機リン化合物の一種以上が
共重合ポリエステル中のリン原子含有量が500ppm以上と
なる量で共重合されており、極限粘度が 0.5以上である
柔軟性、難燃性に優れた共重合ポリエステル。 【効果】 優れた柔軟性と難燃性とを有するポリアルキ
レンテレフタレート系共重合ポリエステルが提供され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた柔軟性と難燃性
を有する共重合ポリエステルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリ塩化ビニル樹脂は、優れた柔軟性、
難燃性、透明性、耐候性を有し、農業用フィルム、電線
の被覆用途等を中心に幅広く用いられている。しかし、
このポリ塩化ビニル樹脂は、焼却時に有毒な塩化水素ガ
スを発生するため、地球環境や人体に悪影響を与えると
いう大きな問題がある。
【0003】一方、ポリアルキレンテレフタレートで代
表されるポリエステルは、優れた機械的、化学的特性を
有し、衣料用、産業資材用、ボトル用、フィルム用等の
多方面で使用されている。しかし、ポリアルキレンテレ
フタレートは、柔軟性や難燃性に乏しく、ポリ塩化ビニ
ル樹脂の代替として使用することは困難であった。
【0004】従来、ポリアルキチレンテレフタレートに
柔軟性を付与する方法として、ダイマー酸のような長鎖
脂肪族ジカルボン酸を共重合する方法が提案されている
(例えば、特開平6− 79776号。) また、ポリアルキレンテレフタレートに難燃性を付与す
る方法として、燃焼時に有毒ガスを発生しない2官能性
有機リン化合物を共重合する方法がよく知られている。
しかし、ポリ塩化ビニル樹脂の代替として使用すること
のできる柔軟性と難燃性に優れたポリエステルは、知ら
れていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた柔軟
性と難燃性とを有するポリアルキレンテレフタレート系
共重合ポリエステルを提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、ポリアルキレンテ
レフタレートに長鎖脂肪族ジカルボン酸と特定の2官能
性有機リン化合物とを特定量で共重合することによりこ
の目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
【0007】すなわち、本発明の要旨は、次のとおりで
ある。アルキレンテレフタレート単位を主体とし、炭素
数25〜50の長鎖脂肪族ジカルボン酸が酸成分の5〜20モ
ル%、下記一般式 (a)〜(d) で表される2官能性有機リ
ン化合物の一種以上が共重合ポリエステル中のリン原子
含有量が500ppm以上となる量で共重合されており、極限
粘度が 0.5以上であることを特徴とする柔軟性、難燃性
に優れた共重合ポリエステル。
【化2】 〔式中、R1 、R5 、R7 は炭素数1〜18の炭化水素
基、R2 、R3 は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素原
子、A1 は2価の有機基、A2 は3価の有機残基、
4 、R6 はエステル形成性基を表し、R1 とR5 及び
1 とR7 は互いに環を形成していてもよい。また、
(c)及び (d)の化合物は酸無水物となっていてもよ
い。〕
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。
【0009】本発明の共重合ポリエステルのベースとな
るポリアルキレンテレフタレートとしては、ポリエチレ
ンテレフタレート(PET)及びポリブチレンテレフタ
レート(PBT)が好ましく用いられるが、これらの特
性を大きく損なわない範囲で、イソフタル酸、無水フタ
ル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレン
ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分、ジエチレン
グリコール、プロピレングリコール、1, 4−シクロヘ
キサンジメタノール、ペンタエリスリトール等のグリコ
ール成分、4−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクト
ン等のヒドロキシカルボン酸成分が共重合されていても
よい。
【0010】本発明において、ポリアルキレンテレフタ
レートに共重合する長鎖脂肪族ジカルボン酸は、炭素数
25〜50のものであることが必要である。炭素数が25未満
のものでは、十分な柔軟性を付与するためには、多量に
共重合する必要があり、ガラス転移点や融点が大幅に低
下し、ペレットの保管、乾燥や溶融成形が困難になった
り、耐候性、耐熱性、色調等が劣ったものとなったりし
て好ましくない。一方、炭素数が50を超えるものでは、
アルキレングリコール成分と反応し難く、柔軟性を有す
る共重合ポリエステルが得られないとともに、未反応の
状態で存在するものが、溶融成形工程等で脱落して好ま
しくない。
【0011】本発明における長鎖脂肪族ジカルボン酸と
しては、炭素数36の二量化脂肪酸であるダイマー酸が好
ましく用いられる。
【0012】ダイマー酸は、リノール酸やリノレン酸等
の炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得
られる。ダイマー酸は、二量化反応により生成する不飽
和結合を有しており、これをそのまま使用してもよい
が、水素添加して使用するのが好ましい。
【0013】なお、不飽和脂肪酸の二量化反応によって
ダイマー酸を合成する場合、三量体が生成したり、単量
体が残存したりするが、本発明で使用できるダイマー酸
は、二量体が94モル%以上、単量体が2モル%以下、三
量体が4モル%以下のものである。単量体の含有量が多
いと重合度が上がり難く、三量体の含有量が多いと重合
度が上がり難いとともに、共重合ポリエステルが三次元
化して機械的特性が低下して好ましくない。
【0014】ダイマー酸は、いくつかの企業から市販さ
れているが、本発明で使用できる市販のダイマー酸とし
ては、ヘンケルエメリー社製の「エンポール1008」があ
る。
【0015】長鎖脂肪族ジカルボン酸の共重合割合は、
5〜20モル%とすることが必要である。この割合が少な
すぎると十分な柔軟性を示さず、多すぎると共重合ポリ
エステルの耐熱性や機械的特性が低下するとともに、フ
ィルム等の成形物としたとき熱収縮率の大きいものなり
好ましくない。
【0016】本発明において、ポリエステルに難燃性を
付与するために共重合されるリン化合物は、前記式 (a)
〜(d) で表される化合物である。
【0017】式 (a)の化合物の好ましい具体例として
は、フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸
ジフェニル等が挙げられる。
【0018】式 (b)の化合物の好ましい具体例として
は、(2−カルボキシルエチル)メチルホスフィン酸、
(2−カルボキシルエチル)フェニルホスフィン酸、
(2−メトキシカルボキシルエチル)フェニルホスフィ
ン酸メチル、(4−メトキシカルボニルフェニル)フェ
ニルホスフィン酸メチル、〔2−(β−ヒドロキシエト
キシカルボニル) エチル〕メチルホスフィン酸のエチレ
ングリコールエステル等が挙げられる。
【0019】式 (c)の化合物の好ましい具体例として
は、次の化合物が挙げられる。
【化3】
【0020】式 (d)の化合物の好ましい具体例として
は、次の化合物が挙げられる。
【化4】
【0021】上記のようなリン化合物は、常法によって
共重合ポリエステルを製造する際に添加して共重合され
る。なお、リン化合物は、テレフタル酸、イソフタル酸
等の酸成分と反応させたモノマー、オリゴマー又はポリ
マーの形にして添加してもよい。
【0022】リン化合物の共重合量は、共重合ポリエス
テル中でリン原子として500ppm以上の含有量となるよう
にすることが必要であり、好ましくは1000〜50000ppm、
最適には2000〜15000ppmの含有量となるようにする。リ
ン化合物の量が500ppm未満では、ポリエステルの難燃性
が不十分であり、あまり多くすると得られる共重合ポリ
エステルが黄色に着色したり、成形物の機械的強度が損
なわれたりするばかりか、コスト高となる。
【0023】なお、本発明において、ヒンダードフェノ
ール化合物のような安定剤、コバルト化合物、蛍光剤、
染料のような色調改良剤、二酸化チタンのような顔料等
の添加物を含有させても差し支えない。
【0024】また、実用的な強度の成形物を得ることを
可能にするためには、共重合ポリエステルの極限粘度が
0.5以上、好ましくは 0.6〜0.8 となるようにすること
が必要である。
【0025】共重合ポリエステルの製造は、常法によっ
て行うことができる。例えば、テレフタル酸又はテレフ
タル酸ジメチルとアルキレングリコールとからエステル
化又はエステル交換反応によってビス(ω−ヒドロキシ
アルキル)テレフタレート及び/又はその低重合体を製
造し、これに所定量の長鎖脂肪族ジカルボン酸と2官能
性有機リン化合物とを添加し、所定の極限粘度の共重合
ポリエステルが得られるまで重縮合反応を行うことによ
って製造することができる。
【0026】重縮合反応は、通常、0.01〜10トル程度の
減圧下で 260〜310 ℃、好ましくは275〜290 ℃の温度
で行われる。
【0027】また、重縮合反応は、通常、触媒の存在下
に行われ、触媒としては従来一般に用いられているアン
チモン、ゲルマニウム、スズ、チタン、亜鉛、アルミニ
ウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、コバルト
等の金属の化合物のほか、スルホサリチル酸、o−スル
ホ安息香酸無水物等の有機スルホン酸化合物も好ましく
用いられ、これらを2種以上併用してもよい。触媒の添
加量は、共重合ポリエステルを構成する酸成分1モルに
対して1×10-5〜1×10-2モル、好ましくは5×10-5
5×10-3モル、最適には1×10-4〜3×10-4モルであ
る。
【0028】本発明の共重合ポリエステルは、優れた柔
軟性と難燃性とを有し、特に、フィルムとしてポリ塩化
ビニル樹脂フィルムの代替用として有用である。しか
し、繊維としても布団、老人、子供用衣料、車両用シー
ト等の柔軟性と難燃性とが必要とされる用途に広く使用
することができる。
【0029】
【実施例】次に、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。なお、測定、評価法は、次のとおりである。 極限粘度〔η〕 フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし
て、温度20℃で測定した。 リン原子含有量 蛍光X線法により定量した。(「リン含量」は共重合ポ
リエステル中のリン原子としての重量を示す。) 融点(Tm)とガラス転移点(Tg) 示差走査熱量計(パーキンエルマー社製 DSC−7型)を
用いて、昇温速度20℃/分で測定した。 フィルムの引張強度 インテスコ社製引張試験機を用い、ASTM D-882に準じ
て、幅10mm、長さ 100mmの試料について引張速度50mm/
分で測定した。 フィルムヤング率 インテスコ社製引張試験機を用い、ASTM D-882に準じ
て、幅10mm、長さ 100mmの試料について引張速度50mm/
分でS−Sカーブを求め、その初期勾配から1%伸長時
の応力を求めた。 フィルム難燃性 UL 94 規格に基づいて測定した。(VTM-1以上が合格であ
る。) 繊維の強伸度 オリエンティック社製テンシロン UTM−4−100 型を用
い、 試料長50cm、引張速度50cm/分で測定した。 繊維の難燃性 常法に従って溶融紡糸、延伸して得た糸を筒編地にし、
その1gを長さ 10.0cmに丸めて直径10.0mmの針金コイ
ル中に挿入し、45度の角度に保持して、下端から口径0.
64mmのミクロバーナーで点火し、火源を遠ざけて消火し
た場合は再び点火を繰り返し、全試料が燃焼し尽くすま
でに要する点火回数を求め、5個の試料についての点火
回数の平均値(接炎回数と記す)で表した。
【0030】実施例1 ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート及びその
低重合体の存在するエステル化反応缶にモル比1/1.6
のテレフタル酸とエチレングリコールとのスラリーを連
続的に供給し、温度 250℃、圧力0.05kg/cm2G、滞留時
間8時間の条件で反応させ、エステル化反応率95%のエ
ステル化反応物を連続的に得た。このエステル化反応物
40kgに前記式 (ハ) のリン化合物の50重量%エチレング
リコール溶液21.5kg、長鎖脂肪族ジカルボン酸として炭
素数36のダイマー酸(ヘンケルエメリー社製「エンポー
ル1008」)11.3kg(7.5モル%)及び酸成分1モルに対し
三酸化アンチモン2×10-4モル加え、重縮合反応器中で
減圧にして、最終的に0.55トル、 280℃で5時間で重縮
合した。得られた共重合ポリエステルは、色調が良好
で、〔η〕=0.68、Tg=30℃、Tm=213 ℃、リン含
量は13000ppmであった。この共重合ポリエステルのペレ
ットを乾燥後、常法に従って溶融押出機でシート状に成
形し、その後、縦方向及び横方向にそれぞれ 3.5倍に延
伸し、厚さ 106μm のフィルムを得た。このフィルム
は、引張強度17.0kg/mm2 、ヤング率 280kg/mm2 、難
燃性VTM-0 で、優れた柔軟性と難燃性とを有していた。
【0031】実施例2〜7、比較例1〜7 リン化合物の種類や共重合量及び長鎖脂肪族ジカルボン
酸の共重合量を変えた以外は、実施例1と同様にして、
ポリエステルフィルムを製造した。共重合ポリエステル
及びフィルムの特性値を表1に示す。
【0032】実施例8 テレフタル酸の代わりにテレフタル酸ジメチル、エチレ
ングリコールの代わりに1、4−ブタンジオールを使用
し、かつ、触媒として三酸化アンチモンの代わりにテト
ラブチルチタネートを酸成分1モルに対し4×10-4モル
を使用し、リン化合物の種類や共重合量及び長鎖脂肪族
ジカルボン酸の共重合量を変えた以外は、実施例1と同
様にして、ポリエステルフィルムを製造した。共重合ポ
リエステル及びフィルムの特性値を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】実施例9 実施例1で得られた共重合ポリエステルのペレットを乾
燥後、常法に従って溶融紡糸、延伸を行い、75d/36f
の糸条を得た。得られた糸条は、強度 3.4g/d、伸度
30%、ヤング率35.1g/d、接炎回数4.6回であり、優
れた柔軟性と難燃性とを有していた。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、優れた柔軟性と難燃性
とを有するポリアルキレンテレフタレート系共重合ポリ
エステルが提供される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルキレンテレフタレート単位を主体と
    し、炭素数25〜50の長鎖脂肪族ジカルボン酸が酸成分の
    5〜20モル%、下記一般式 (a)〜(d) で表される2官能
    性有機リン化合物の一種以上が共重合ポリエステル中の
    リン原子含有量が500ppm以上となる量で共重合されてお
    り、極限粘度が 0.5以上であることを特徴とする柔軟
    性、難燃性に優れた共重合ポリエステル。 【化1】 〔式中、R1 、R5 、R7 は炭素数1〜18の炭化水素
    基、R2 、R3 は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素原
    子、A1 は2価の有機基、A2 は3価の有機残基、
    4 、R6 はエステル形成性基を表し、R1 とR5 及び
    1 とR7 は互いに環を形成していてもよい。また、
    (c)及び (d)の化合物は酸無水物となっていてもよ
    い。〕
JP8186095A 1995-03-13 1995-03-13 柔軟性、難燃性に優れた共重合ポリエステル Pending JPH08245777A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003089970A (ja) * 2001-09-20 2003-03-28 Nippon Ester Co Ltd 難燃性ポリエステルノークリンプショートカット繊維
JP2013256554A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Toyobo Co Ltd 難燃性ポリエステルおよび難燃性ポリエステルフィルム
CN104231563A (zh) * 2013-06-19 2014-12-24 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种难燃聚酯薄膜及其生产方法
JP2015081351A (ja) * 2013-10-23 2015-04-27 南亜塑膠工業股▲ふん▼有限公司 リン含有熱可塑性ポリエステル及びそれから製造されるリン含有熱収縮チューブ

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