JPH085949B2 - 射出成形構造体 - Google Patents

射出成形構造体

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JPH085949B2
JPH085949B2 JP60224454A JP22445485A JPH085949B2 JP H085949 B2 JPH085949 B2 JP H085949B2 JP 60224454 A JP60224454 A JP 60224454A JP 22445485 A JP22445485 A JP 22445485A JP H085949 B2 JPH085949 B2 JP H085949B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融時異方性を有する共重合ポリエステルの
射出成形構造体に関するものであり、詳しくは弾性率が
高く、且つ熱変形温度が比較的高い射出成形構造体に関
するものである。
〔従来技術〕
近年、繊維、フイルム、又は成形品の何れかを問わ
ず、剛性、耐熱性、および耐薬品性の優れた素材に対す
る要望が高まつている。ポリエステルは、一般成形品の
用途が広く認められるに到つているが、多くのポリエス
テルは、曲げ弾性率のような機械的物性が劣るため、高
強度が要求される用途には適していなかつた。この機械
的物性を向上させる為に、炭酸カルシウムやガラス繊維
等の補強材をブレンドする方法が知られているが、材料
の比重が大きくなるためプラスチツクの特徴である軽量
の長所を減じ、さらに成形時においては、成形機の摩耗
等が激しく、実用上の問題点が多い。補強材混入の必要
がなく、高強度が要求される用途に適しているポリエス
テルとしては、近年では、液晶性ポリエステルが注目さ
れるようになつた。特に注目を集めるようになつたのは
ジヤーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポリマー・
ケミストリー・エデイシヨン、14巻(1976年)2043頁お
よび特公昭56−18016号公報にW.J.ジヤクソンがポリエ
チレンテレフタレートとアセトキシ安息香酸とからなる
熱液晶性高分子を発表してからである。この中でジヤク
ソンは、この液晶性高分子がポリエチレンテレフタレー
トの5倍以上の剛性、4倍以上の強度、25倍以上の衝撃
強度を発揮することを報告し、高機能性樹脂への新しい
可能性を示した。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この製造法より成る樹脂を射出成形品
として使用する場合、前述の文献より明らかな様に(後
記参考例参照)、例えばPET/PHB(PETはポリエチレンテ
レフタレートの略、PHBはパラヒドロキシ安息香酸の
略)のモル組成が40/60の場合に曲げ弾性率は最高値を
示し、その値は約12.7×104kg/cm2(厚み1/8インチ)と
非常に高いにもかかわらず、熱変形温度は約64℃と低
い。又逆に組成が20/80の場合には、熱変形温度が154℃
と高いにかかわらず、その曲げ弾性率は9.8×104kg/cm2
と低くなる。
熱変形温度は、機械部品、機構部品として使用する場
合は、通常の雰囲気温度として100℃まで上昇する事
は、多々ありうる事であるので、少なくとも100℃以上
確保する必要がある。一方曲げ弾性率は、通常のガラス
繊維充填系ポリマーの場合、10×104kg/cm2以上の値を
有するのであるから本発明の主旨として、充填剤を混入
することなく、11×104kg/cm2以上の値を有する必要が
ある。
本発明の如き、溶融時、異方性を有するいわゆる熱液
晶性ポリマーの場合、その熱履歴、成形条件、サンプル
形状によつて、上記物性値は種々異なるので、本発明に
おいては熱変形温度はASTM D648(荷重18.6kg/cm2)に
おける値として、又曲げ弾性率はASTM D790(板厚1/8イ
ンチ)における値とする。
PET及びPHBより成るコポリマーは、原料的にも比較的
入手し易く、コスト的にも比較的有利である事より、優
れた、原料ポリマーたり得るが、前述公知文献より成る
樹脂が広く普及していないのは曲げ弾性率と熱変形温度
がバランスしていない点にあると言つても過言ではな
い。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等はかかるPET、PHBの共重合体において、熱
変形温度が100℃以上であり、且つ曲げ弾性率が11×104
kg/cm2以上を与える射出成形構造体を得るべき、鋭意検
討した結果以下の製造法で作られる樹脂を用いる事によ
り上記目標に到達する構造体が得られる事を見出し、本
発明を完成したものである。
即ち、一般式(I) で示される反復単位からなるオリゴエステルまたはポリ
エステル25〜10モル%と一般式(II) で示されるヒドロキシカルボン酸75〜90モル%とを好ま
しくはアシル化剤の存在下および必要に応じ触媒の存在
下で接触、反応させて共重合オリゴマーを形成させた後
に重合を行ない、少なくとも対数粘度(ηinh)が0.3dl
/g以上の共重合ポリエステルを射出成形する事により本
発明の目標に到達する構造体を得る事が出来るのであ
る。
ここで原料PETのηinhには特に制限はないが、0.4dl/
g以下が好ましい。
ヒドロキシカルボン酸とオリゴエステル(ポリエステ
ル)の反応に際して、アシル化剤の存在下で共重合オリ
ゴマーを形成させる時に、その温度、時間等によつて得
られたポリマーの熱変形温度、曲げ弾性率はいろいろ変
化する。共重合オリゴマー形成時の条件がマイルドな程
曲げ弾性率は高く、熱変形温度が高い傾向がある。又、
一般式(I)と一般式(II)の共重合割合によつて熱変
形温度も変化する。
アシル化剤の使用量はヒドロキシカルボン酸の1.25モ
ル倍以上が好ましい。アシル化剤としては無水酢酸が好
ましい。
一般式(II)の割合が75モル%以上で熱変形温度は急
激に高くなり始め好ましいが、90モル%より大きいと溶
融重合が困難になる。
かかるオリゴマー形成条件、及び共重合組成を適宜選
択する事により、熱変形温度100℃以上、曲げ弾性率11
×104kg/cm2以上の射出成形構造体を得る事が出来るの
である。
本願の製造方法としては、例えばPETとPHBをアシル化
剤と共に反応容器に入れ、130〜250℃で30分以上、好ま
しくは1〜3時間反応させ共重合オリゴマーを得、次い
で240〜300℃で重合させ生成物を得る。
または、PETとPHBをまず130〜250℃で30分、好ましく
は1〜3時間反応させ共重合オリゴマーとした後アシル
化剤を加え100〜250℃で30分以上反応させアシル化をお
こない、次いで240〜300℃で重合し生成物を得ることも
できる。
この際、各段階に於て適当な触媒を使用することがで
きる。共重合オリゴマーの生成段階では錫化合物(例え
ば酢酸第一錫)が有効であり、最後の重合反応では亜鉛
化合物(例えば酢酸亜鉛)が有効である。触媒の添加量
は生成ポリマーに対し50〜5000ppm、好ましくは200〜20
00ppmである。
又、先行文献による製造法による樹脂はp−アセトキ
シ安息香酸を原料として使用しているが、アセトキシ安
息香酸は一般にヒドロキシ安息香酸を無水酢酸と反応後
単離、精製して製造されるのでヒドロキシ安息香酸から
アセトキシ安息香酸にする為にはかなり複雑なプロセス
が必要であり、設備的にみてもコスト的にみてもアセト
キシ安息香酸を原料とする事は好ましい方向ではなく、
本発明によるヒドロキシ安息香酸を原料とする方が工業
的に有利である事は言うまでもない。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明の骨子は以下の実施例にのみ限定されるものでは
ない。又無添加系において、本特許請求の範囲を満足し
ておれば更に、添加物、無機フイラー、ガラス繊維、炭
素繊維等の繊維状フイラー、あるいは他種ポリマー等が
混合されていても構わない。
また、対数粘度はフエノールとテトラクロロエタン=
1:1(重量比)の混合液中、0.5g/dlの濃度で30℃で測定
した値である。
実施例1 ポリエチレンテレフタレートオリゴマー(ηinh=0.1
1dl/g)19.2kg(100モル)とp−ヒドロキシ安息香酸5
5.2kg(400モル)、及び無水酢酸40.8kgおよび酢酸第一
錫22.32gを攪拌機のついた重合槽に仕込み、窒素で3回
パージした後、重合槽を150℃に加熱し1時間攪拌し、
酢酸を留出させながら170℃で1時間、さらに240℃で1
時間攪拌した。更に重合槽温度を275℃にあげ、酢酸を
留出させながら徐々に減圧し、30分後には0.15mmHgにし
た。次に重合系をN2で常圧に戻し酢酸亜鉛二水和物を4
0.8gを添加した後0.18mmHgの真空下で6時間攪拌し重合
を完了し、重合槽より抜き出しペレタイザーにてペレツ
ト化した。得られたポリマーのηinhは0.77dl/gであつ
た。
本ペレツトを120℃にて約7時間真空乾燥した後、射
出成型機にて熱変形温度測定試験片(12.7cm×1.27cm×
0.64cm)及び曲げ弾性率試験片を成型した。(12.7cm×
1.27cm×0.32cm)成形条件を表−1にまとめる。
得られた成形体の曲げ弾性率(板厚0.32cm)は14.6×
104kg/cm2、熱変形温度(18.6kg/cm2)は118℃であつ
た。
実施例2 実施例1において、ポリエチレンテレフタレートオリ
ゴマーのp−ヒドロキシ安息香酸のモル比を25:75とし
た以外は実施例1と同様の方法でポリマーを得、曲げ弾
性率及び熱変形温度を測定した。結果はそれぞれ14.8×
104kg/cm2、102℃であつた。
比較例 ポリエチレンテレフタレート(ηinh=0.64dl/g)19.
2kg(100モル)とp−アセトキシ安息香酸72.0kg(400
モル)を用い特公昭56−18016号公報記載の方法と同様
の方法で重合を行ないペレツトを得た。ペレツトはフエ
ノール/テトラクロロエタン(50/50)の粘度測定用溶
媒に不溶であつた。得られた重合体ペレツトを実施例1
と全く同様の方法で射出成形を行ない、曲げ弾性率試験
片及び熱変形温度試験片を得た。
本成形品の曲げ弾性率は9.0×104kg/cm2(板厚1/8イ
ンチ)熱変形温度(18.6kg/cm2)は138℃であつた。
参考例 PET/PHB共重合体における組成と曲げ弾性率の関係を
図1に、組成と熱変形温度の関係を図2に示す。
図中、○はジヤーナル・オブ・ポリマーサイエンス・
ポリマーケミストリーエデイシヨン14 2043(1976)に
引例されている値を示す。
又同じく実施例1及び2による値を で、比較例による値を●で示す。
〔発明の効果〕
図1、2からも明らかな様に従来法(ジヤーナルオブポ
リマーサイエンスポリマーケミストリエデイシヨン14 2
043(1976)引例のデーター、及び比較例1)は曲げ弾
性率11×104kg/cm2以上、且つ熱変形温度100℃以上の条
件を満足しない。一方実施例1は両方共満足している事
を示す。
【図面の簡単な説明】
図−1はPET/PHB共重合体における組成比と曲げ弾性率
の関係を示し、図−2は同じくPET/PHB共重合体におけ
る組成比と熱変形温度との関係を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエチレンテレフタレート25〜10モル%
    と、パラヒドロキシ安息香酸75〜90モル%を反応させ共
    重合オリゴマーを形成させた後重合して得られる共重合
    ポリエステルより実質的になり、ASTM D648(荷重18.6k
    g/cm2)による熱変形温度が100℃以上、且つASTM D790
    (板厚1/8インチ)による曲げ弾性率が11×104kg/cm2
    上であり、対数粘度(ηinh)が、0.3dl/g以上である射
    出成形構造体。
  2. 【請求項2】ポリエチレンテレフタレートとパラヒドロ
    キシ安息香酸を反応させる際、アシル化剤を存在させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の射出成形
    構造体。
  3. 【請求項3】ポリエチレンテレフタレートとパラヒドロ
    キシ安息香酸を反応させ共重合オリゴマーを形成させ、
    次いでアシル化剤を加えてアシル化反応を行ない、更に
    重合して得ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の射出成形構造体。
  4. 【請求項4】ポリエチレンテレフタレートの対数粘度
    (ηinh)が、0.4dl/g以下であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の射出成形構造体。
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