JPH09510240A - 難燃性ポリエステルコポリマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリエチレンテレフタラートプレポリマーとビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアートと難燃性付与量のカルボキシ−ホスフィン酸との生成物を含む難燃性直鎖ポリエステルと、この難燃性直鎖ポリエステルの調製プロセスと、この難燃性直鎖ポリエステルから製造する製品とを開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 難燃性ポリエステルコポリマー 発明の背景 本発明は、新規の難燃性ポリエステル組成物に係わる。更に特に、本発明は、 新規の難燃性コポリエステルと、このコポリエステル組成物を調製するための方 法とに係わる。更に特に、本発明は、テレフタル酸と別のジカルボキシラート部 分とカルボキシ−ホスフィン酸とから調製する新規の難燃性コポリエステルと、 このコポリエステルを調製するためのプロセスと、このコポリエステルから作製 する成形物品とに係わる。従来技術の説明 ポリエステルの主要用途の１つは、成形ポリエステル物品、織り布地材料及び 不織布地材料（例えば、織物、フィラメント、ステープル、糸）、及び、シート の製造である。最近では、布地材料の難燃性を強化して、衣料、寝具、家具調度 品、航空機や自動車の内装用織物、及び、工業用織物のような製品の安全性を向 上させるために、ますます多くの努力が傾注されるようになっている。更に、布 地材料は混紡である場合があり、特に、天然繊維（例えば、綿）と合成繊維（例 えば、ポリエステル） との混紡である場合がある。 難燃性布地材料を得るための公知の方法には様々なものがある。米国特許第４ ，０３４，１４１号は、綿や合成繊維のような可燃性材料を処理して難燃性を付 与するために臭素化ホスホロアミド化物を使用することを開示する。この難燃剤 組成物の使用は、この組成物の溶液で織物を処理し、その織物を乾燥させ、組成 物を硬化させることによって行う。 米国特許第３，９６９，４３７号は、綿／ポリエステル混紡材料用の耐久性の ある難燃性布地材料仕上げ材料を調製するために、特定の種類の環状リンエステ ルを使用することを開示している。使用するリンエステルは、少なくとも１個（ 好ましくは２個以上）の炭素結合第１アルコール基と、五価のリンエステル基と を含まなければならない。 難燃性を付与するための表面処理と、硬化性成形組成物中への難燃剤化合物の 添加とには、欠点がある。表面処理はクリーニングによって除去される可能性が あり、一方、添加した難燃剤化合物は製品から滲出又は拡散する可能性がある。 従って、難燃剤化合物をポリエステル中に化学的に一体化することによって、こ うした欠点を克服しようとする試みがなされてきた。 米国特許第３，９２２，３２３号は、有機リン化合物と（必要に応じて）ハロ ゲン化合物とをポリエステル（特に、不飽和ポリエステル）中に化学的に結合及 び／又は混合することによって、こうしたポリエステル（特に、不飽和ポリエス テル）の難燃性を向上させるためのプロセスを開示している。ハロゲンを含み、 ヒドロキシ基とカルボキシル基とを有しない少なくとも二環式ホスホン酸エステ ルが使用されている。 米国特許第３，９４１，７５２号は、カルボキシ−ホスフィン酸によって改変 した難燃化合成直鎖ポリエステルを開示する。この直鎖ポリエステルは、ジカル ボン酸と、ジオールと、ヘテロ原子を含むことが可能な難燃性付与カルボキシ− ホスフィン酸モノマーとの縮合重合生成物である。しかし、こうしたポリエステ ルは低いガラス転移温度を有する。 高いガラス転移温度を有し、且つ、その耐用年数全体に亙って難燃性を維持す る難燃性ポリエステル材料と、こうしたポリエステルを調製するためのプロセス とが、依然として必要とされている。発明の要約 本発明の目的は、難燃性ポリエステル材料を提供することと、 このポリエステル材料を調製するためのプロセスと、このポリエステル材料から 作製する成形物品とに係わる。 本発明の別の目的は、難燃剤材料がそのポリマー構造内に化学的に結合してい る難燃性コポリエステル組成物を提供することである。 難燃性を有し、約０．６より大きい（好ましくは約０．６から約１．２の範囲 内の）固有粘度を有し、且つ、約６５℃より高いガラス転移温度を有する、テレ フタル酸とビス−ヒドロキシアルキルジカルボキシラートとカルボキシ−ホスフ ィン酸モノマーとのコポリエステルを提供する本発明によって、上記目的とその 他の目的とが実現される。上記ビス−ヒドロキシアルキルジカルボキシラートは ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート又はビス−β−ヒドロキシエチルナ フタナートであることが好ましく、上記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーは２ −カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸又はその環状無水物であることが 好ましい。上記ジカルボキシラートを、上記カルボキシ−ホスフィン酸とテレフ タル酸とエチレングリコールと共に共重合させる。上記コポリエステルは、０重 量％から約９９．９重量％（好ましくは約１０重量％から約９０重量％） のポリエチレンテレフタラートと、０重量％から約９９．９重量％（好ましくは 約１０重量％から約９０重量％）のビス−ヒドロキシアルキルジカルボキシラー トと、約０．１重量％から約１０重量％のカルボキシ−ホスフィン酸モノマーと を含む、ポリエチレンジカルボキシラートコポリエステルであることが好ましい 。アンチモンを主成分とすることが好ましい触媒（例えば、酸化アンチモン）の 存在下で、窒素を充填した反応器の中に、必要量のテレフタル酸とヒドロキシア ルキルジカルボキラートとジオール（例えばエチレングリコール）とカルボキシ −ホスフィン酸とを入れることによって、上記コポリエステルを調製する。反応 器の温度を、約３時間に亙って、約２５０℃から約２９３℃の範囲内の温度に、 好ましくは約２６３℃から約２９３℃の範囲内の温度に加熱する。圧力を約０． ５ｍｍＨｇから約１．０ｍｍＨｇの範囲内の圧力に低減させるために、ゆっくり と陰圧を加える。ポリエチレンテレフタラートのコポリエステルに加えて、本発 明は、他のポリアルキレンジカルボキシラート（例えば、ポリブチレンテレフタ ラートとポリエチレンナフタナート）のコポリエステルも含む。好ましい実施様態の説明 本発明は、難燃性を有するコポリエステルに係わる。本発明のコポリエステル は、約０．６より大きい固有粘度、好ましくは約０．６から約１．２の範囲内の 固有粘度を有する。このコポリエステルは、０重量％から約９９．９重量％（好 ましくは約１０重量％から約９０重量％）のポリエチレンテレフタラートと、０ 重量％から約９９．９重量％（好ましくは約１０重量％から約９０重量％）の別 のジカルボキシラート部分（好ましくは、ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾア ート、更に好ましくは、ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート）と、約０ ．１重量％から約１０重量％の次の一般式を有する難燃性付与カルボキシホスフ ィン酸モノマーとを含む （式中、Ｒは、１個から約１５個の炭素原子、好ましくは２個から約１０個の炭 素原子を有する開鎖もしくは環状の飽和アルキレン基、又は、１個から約１５個 の炭素原子を有するアリレン基もしくはアラルキレン基であり、例えば、メチル 、エチル、 プロピル、イソプロピル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル 、オクチル、２−エチルヘキシル、イソオクチル、デシル、イソデシル、ドデシ ル、テトラデシル、−Ｃ₆Ｈ₄−、−Ｃ₆Ｈ₄−ＣＨ₂−、−Ｃ₆Ｈ₄−ＣＨ₂−ＣＨ₂ −であり、Ｒ¹は、約６個までの炭素原子を有するアルキル基、アリール基、又 は、そのアルキル置換基が１個から約６個の炭素原子を有するアルカリール基で あり、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピルである）。上記カ ルボキシ−ホスフィン酸が、２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸、 ２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（フェニ ル）ホスフィン酸の環状無水物、又は、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフ ィン酸の環状無水物であることが好ましい。 ポリエチレンテレフタラートの調製では、ポリエチレンテレフタラートプレポ リマーをエチレングリコール１．１モルから１．２モルとテレフタル酸１．０モ ルとの反応生成物として生じさせる。このポリエチレンテレフタラートプレポリ マーは、一般的に、０．２以下の粘度を有する。同様のポリ−アルキレン−テレ フタラートのプレポリマーを、３個から８個の炭素原 子を含むアルキルジオール１．１モルから１．２モルと、テレフタル酸１．０モ ルとの反応生成物として、生じさせることも可能である。反応に使用するテレフ タル酸の代わりにナフタレンジカルボン酸を使用することによって、同様のプレ ポリマーをナフタナートとして生じさせることも可能である。ポリアルキレンテ レフタラートプレポリマーとポリアルキレンナフタナートプレポリマーとをポリ エステルプレポリマーと見なすことが可能である。 ９０重量％のポリエチレンテレフタラートプレポリマーと１０重量％の２−カ ルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸との重合によって、約０．７０の固有 粘度を有する難燃性ポリエステルが得られた。しかし、ポリエチレンテレフタラ ートと比較すると、このポリエステルのガラス転移温度と融点と結晶化度は僅か に劣っているが、このポリエステルの色は、カルボキシ−ホスフィン酸を含まな いポリエチレンテレフタラートの色よりも良好だった。本発明では、別のジカル ボキシラート部分を添加することによって、このポリエステルのガラス転移温度 と融点と結晶化度とを所期レベルに調整することが可能である。 上記ジカルボキシラート部分を、非置換テレフタル酸を除く任意のジカルボン 酸から調製することも可能である。例えば、上記ジカルボキシラート部分を、２ 個から約１２個の炭素原子を有する脂肪族基から、置換又は非置換イソフタル酸 から、ビフェニル、ナフタレン、テルフェニル、及び、他のポリ芳香族（例えば ジフェニルエーテル）の置換又は非置換ジカルボン酸から、並びに、置換テレフ タル酸から生じさせることが可能である。非置換テレフタル酸以外のジカルボン 酸をテレフタル酸及びジオール（例えばエチレングリコール）と反応させること によって、本発明のコポリエステルが生成する。例えば、高いガラス転移温度又 は他の良好な高温度特性を必要とする場合には、ジカルボキシラート部分を芳香 族ビス−ヒドロキシアルキルジカルボキシラートから生じさせることが好ましい 。このジカルボキシラート部分を、次の一般式を有するヒドロキシエチルジカル ボキシラート化合物又は他のヒドロキシアルキルジカルボキシラート化合物から 生じさせることが好ましく、 HO-（CH₂）_n-O-CO-R-CO-O-（CH₂）_n-OH （式中、各々のｎは互いに無関係に１から８までの数であり、 Ｒは、 ２個から約１２個の炭素原子を有する脂肪族基； その置換基がハロゲン、１個から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル 基、フェニル基、又は、置換フェニル基である置換ベンゼン； ナフチル基； その置換基が水素、ハロゲン、１個から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するア ルキル基、フェニル基、又は、置換フェニル基である置換ナフチル；及び 次の一般式を有する部分 −（Ｃ₆Ｈ₃Ｒ²）−Ｒ¹−（Ｃ₆Ｈ₃Ｒ²）− （式中、Ｒ¹は、存在しないか、又は、酸素、フェニル及び置換フェニル、１個 から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル基、並びに、−ＨＣ＝ＣＨ−か ら成る群から選択され、Ｒ²の各々は、互いに無関係に、水素、ハロゲン、１個 から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル基、フェニル基、及び、置換フ ェニル基から成る群から選択される）から成る群から選択される。更に明確に述 べれば、上記ジカルボキシラート部分をビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾエ ートから生じさせることが好ましい。 上記ジカルボキシラート部分がヒドロキシエチルジカルボキシラート化合物で あることが好ましいが、他のヒドロキシアルキル基が使用可能であり、アルキル 基の各々が互いに無関係に、１個から約８個の炭素原子を有するアルキル基（例 えば、メチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、２−エ チルブチル基、オクチル基、及び、２−エチルヘキシル基）から成る群から選択 されることが好ましいということを理解されたい。 好ましいジカルボキシラートモノマーはビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾ エートであるが、そのビフェニル部分は必要ではない。上記のように、本発明の コポリエステルを、ナフタナート又は別のジカルボキシラート（例えば、ビス− ヒドロキシエチルナフタナート、ビス−ヒドロキシエチルイソフタラート、及び 、ビス−ヒドロキシエチルジフェニルエーテル）から同様に適切に調製すること が可能である。これらの例は、ビス−ヒドロキシエチル基を有するジカルボキシ ラートの例であるが、他のヒドロキシアルキル（例えば、ビス−ヒドロキシブチ ル基、ビス−ヒドロキシヘキシル基、及び、ビス−ヒドロキシオクチル基）を使 用することも可能である。 本発明のプロセスで使用するジカルボキシラート部分は、上記ポリマーを強化 してポリマー骨格に堅固さを付与する構造を有する。従って、上記コポリエステ ルは、より高いガラス転移温度を有し、このコポリエステルの引張り特性と曲げ 特性が向上するだろう。本発明によるコポリエステルの調製にポリエチレンナフ タナート又は他のジカルボキラートを使用する場合には、その結果得られるコポ リエステルは、例えば、より高いガラス転移温度といった、向上した性能特性を 有する。 上記難燃性付与カルボキシ−ホスフィン酸モノマーは次の一般式を有する： （式中、Ｒは、１個から約１５個の炭素原子、好ましくは２個から約１０個の炭 素原子を有する開鎖もしくは環状の飽和アルキレン基、又は、１個から約１５個 の炭素原子を有するアリーレン基もしくはアラルキレン基であり、例えば、メチ ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、シ クロヘキシル、オクチル、２−エチルヘキシル、イソ オクチル、デシル、イソデシル、ドデシル、テトラデシル、−Ｃ₆Ｈ₄−、−Ｃ₆ Ｈ₄−ＣＨ₂−、−Ｃ₆Ｈ₄−ＣＨ₂−ＣＨ₂−；Ｒ¹は、約６個までの炭素原子を有 するアルキルラジカル、アリール基、又は、そのアルキル置換基が１個から約６ 個の炭素原子を有するアルカリール基であり、例えば、メチル、エチル、ｎ−プ ロピル、ｉ−プロピルである。上記カルボキシ−ホスフィン酸が、２−カルボキ シエチル（フェニル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィ ン酸、２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物、又は、２ −カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸の環状無水物） 好ましいカルボキシ−ホスフィン酸である２−カルボキシエチル（フェニル） ホスフィン酸は、米国特許第４，０８１，４６３号の開示内容に従って調製する ことが可能である。この２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸は、２ つの段階のプロセスで調製する。即ち、最初に、ジクロロ（フェニル）ホスフィ ンを、２５％−４５％のモル過剰で使用するアクリル酸と反応させ、３つの中間 体の混合物、即ち、３−（クロロフェニルホスフィニル）プロピオニルクロリド と、 ２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物と、アクリル酸と ３−クロロカルボニルエチル（フェニル）ホスフィン酸との混合無水物との混合 物を生じさせる。このプロセスの第２の段階は、これら３つの中間体の混合物を 加水分解し、所期生成物である２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸 を得ることである。 本発明の難燃性コポリエステルは、約９９．９重量％から０重量％（好ましく は約９０重量％から約１０重量％）のポリエチレンテレフタラートと、０重量％ から約９９．９重量％（好ましくは約１０重量％から約９０重量％）の別のジカ ルボキシラート部分と、約０．１重量％から約１０重量％の難燃性付与２−カル ボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸又はその環状無水物とを含むポリエチレ ンジカルボキシラートコポリエステルであることが好ましい。こうしたコポリエ ステル生成物に必要な特性に応じて、当該コポリエステル中に含まれる別のジカ ルボキシラート部分の量が決定されるだろう。 本発明の所期のポリエステルを、約９９．９重量％から約９０重量％のポリエ チレンテレフタラートプレポリマーと約０．１重量％から約１０重量％の２−カ ルボキシエチル（フェ ニル）ホスフィン酸との重合によって調製することが可能であるが、このコポリ エステルを生成するための重合反応にヒドロキシエチルビベンゾアート（好まし くは、ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート）を加えることによって、こ のポリエステルの特性を改善することが可能である。ビス−β−ヒドロキシエチ ルビベンゾアートの含量が増加するにつれて、カルボキシ−ホスフィン酸の難燃 性付与特性が著しく向上し、上記コポリエステルのガラス転移温度が上昇する。 上記ホスフィン酸の添加のために、別のカルボニル酸基に比較して重合反応中の 反応性が低下することが予想されたが、こうした反応性の低下は観察されなかっ た。生成物ポリエステルが高分子量であることは、上記ホスフィン酸基の反応性 が高いことを示したが、末端基分析では、大きな割合で末端ホスフィン酸基が存 在することは示されなかった。これに加えて、リン化合物の添加によって、観察 可能な色が生成物に更に付加されることが一般的である。驚くべきことに、本発 明では、カルボキシ−ホスフィン酸の添加によって、より多くの量の触媒を使用 することが可能になると共に、カルボキシ−ホスフィン酸を包含させない形で調 製したポリエステルに比べて、本発明による生成物は色が薄か った。 別のジカルボキシラート部分（例えば、ビベンゾアート又はナフタナート）を 約０．１重量％から約２０重量％含む、ポリエチレンテレフタラートとカルボキ シ−ホスフィン酸とのコポリエステルは、融点（Ｔｍ）が低く、結晶化度が低く 、且つ、結晶化速度が低いポリエステルを生じさせる。しかし、こうしたコポリ エステルは、ポリエチレンテレフタラートよりも高いガラス転移温度と紫外光に 対する高い安定性とを有する。こうしたポリエステルは、双軸配向フィルム又は 他の類似の製品の製造に使用することに特に適しているだろう。 別のジカルボキシラート部分（例えば、ビベンゾアート又はナフタナート）を 約２０重量％から約４５重量％含む、ポリエチレンテレフタラートとカルボキシ −ホスフィン酸とのコポリエステルは、融点のない非晶質ポリエステルを生じさ せる。こうしたポリエステルは、高温非晶質ポリエチレンテレフタラートの代替 物としての使用に特に適するだろう。 別のジカルボキシラート部分（例えば、ビベンゾアート）を約４５重量以上（ 好ましくは、約４５重量％から約９０重量％）含むポリエチレンテレフタラート とカルボキシ−ホスフィン酸 とのコポリエステルは、高い融点（Ｔｍ）と、同一条件で調製したポリエチレン テレフタラートよりも高い結晶化度とを有するポリエステルを生じさせる。こう したポリエステルは、高性能エンジニアリングプラスチックとしての使用に特に 適するだろう。 ポリエチレンテレフタラートの重合中に、例えばビス−β−ヒドロキシエチル ビベンゾアートの形の別のジカルボキシラート部分を数％加えることによって、 その結果生じるポリエチレンテレフタラートコポリエステルのガラス転移温度が 上昇する。そのコポリエステルが約９９．９重量％のポリエチレンテレフタラー トを含む、ポリエチレンテレフタラートと別のジカルボキシラートとのコポリマ ーと、そのコポリエステルが約９９．９重量％の別のジカルボキシラート部分を 含む、ポリエチレンテレフタラートと別のジカルボキシラートとのコポリマーを 生成させることが可能である。 ポリエチレンテレフタラートのコポリエステルの諸特性は、そのコポリエステ ル中に含まれる別のジカルボキシラート部分の量に依存している。約９９．９重 量％から約８０重量％のポリエチレンテレフタラートと約０．１重量％から約２ ０重量％ の別のジカルボキシラート部分とを含むコポリエステルは、低い融点と、低い結 晶化度と、より高いガラス転移温度とを有する。約８０重量％から約５５重量％ のポリエチレンテレフタラートと約２０重量％から約４５重量％の別のジカルボ キシラート部分とを含むコポリエステルは、非晶質である。約５５重量％から約 １０重量％のポリエチレンテレフタラートと約４５重量％から約９０重量％の別 のジカルボキシラート部分とを含むコポリエステルは、高い融点と、高い結晶化 度と、より高いガラス転移温度とを有する。 必要量のポリエチレンテレフタラートプレポリマーとビス−β−ヒドロキシエ チルビベンゾアートと２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸とを、酸 化アンチモンであることが好ましい触媒の存在下で、窒素を充填した反応器の中 に入れることによって、上記コポリエステルを生じさせた。反応器の温度を、約 ３時間に亙って、約２５０℃から約２９３℃の範囲内に、好ましくは約２６３℃ から約２９３℃の範囲内に加熱した。圧力を約０．５ｍｍＨｇから約１．０ｍｍ Ｈｇの範囲内の圧力に低減させるために、ゆっくりと陰圧を加えた。こうした条 件下で反応を更に０．５時間から１．５時間継続させ、その後で 熱と陰圧を取り除いた。 上記の説明では、本発明のコポリエステルとプロセスを、ポリエチレンテレフ タラートプレポリマーと好ましいヒドロキシエチルジカルボキシラート部分とを 使用して説明してきた。しかし、ポリエチレンテレフタラートプレポリマーと共 に上記プロセスでエチレングリコールと適切な二価酸とを使用して、本発明のコ ポリエステルを調製することも可能である。例えば、ビス−β−ヒドロキシエチ ルビベンゾアートの代わりにエチレングリコールとビフェニルジカルボン酸を上 記プロセスで使用することも可能である。同様に、エチレングリコールとナフタ レンジカルボン酸を使用することも可能である。 本発明のプロセスの上記説明ではエチレングリコールを使用したが、これは好 ましいジオールである。しかし、例えば、３個から約７個の炭素原子を有する脂 肪族ジオールのような他の脂肪族ジオールを使用することも可能である。 カルボキシ−ホスフィン酸とその環状無水物は、上記ポリエステルの調製のた めのプロセス条件下では非揮発性であり、従って、これらを縮合反応中に包含さ せることによってポリエステル中に組み込むことが可能である。縮合反応中にポ リエステ ル分子内に組み込まれる時には、リンを含む構造単位が直鎖ポリエステル生成物 中にランダムに分布する。 本発明の難燃性ポリエステルを、成形物品の形に形成することが可能である。 本発明のポリエステルを、公知の加工処理と標準的な追加処理とを使用してフィ ラメント又は繊維の形に引き伸ばすことが可能である。或いは、本発明のポリエ ステルを、シート状に押し出すか、又は、プレス成形、射出成形、及び、押出成 形によって、充実もしくは中空の成形物品の形に形成することも可能である。こ うした成形物品（繊維、シート、及び、その他の形状）の全ても本発明の目的で ある。 本発明の難燃性ポリエステルから得られた繊維とフィラメントは、非常に優れ た恒久的な難燃性と自己消火性とを有する。こうした繊維とフィラメントは適切 な度合いの白色性を有するので、分散染料に対する非常に良好な染色性を有し、 その受容性は、平均的純度から高純度の色調の酸性染料を含む。こうしたフィラ メントと繊維の引張り強さ、二次転移温度、及び、融点は、難燃性付与剤カルボ キシ−ホスフィン酸を含まないポリエステルの場合のこれらの値と概ね一致する 。本発明の難燃性ポリエステルの繊維とフィラメントは、一般的に、容易に発火 する布地材料が使用不可能な用途に使用可能であり、こうした繊維を天然繊維（ 例えば綿）や他の合成繊維と組み合わせて使用することが可能である。 一般的に、本発明の難燃性ポリエステルで作ったシート及び成形物品を、発火 及び火災が起こる危険性を低減させることが必要とされる場所に使用する。この 成形物品の透明度が問題とされない場合には、成形の前に通常量の無機繊維材料 （例えば、ガラス繊維、石英繊維、炭素繊維）を上記ポリエステル中に混入する ことによって、固体性と難燃性とを強化することが可能である。 本発明を下記の実施例によって詳細に説明するが、こうした実施例は単に本発 明の例示のためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。各反応体の比 率と、結果的に得られるコポリマーの諸特性を、下記の表に示す。実施例Ｉ エチレングリコールとテレフタル酸のモル比が１．２：１である、エチレング リコールとテレフタル酸とのエステル化生成物１６グラムと、エチレングリコー ルと４，４′−ビフェニルジカルボン酸（ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾ アート） のモル比が２：１である、エチレングリコールと４，４′−ビフェニルジカルボ ン酸（ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート）とのエステル化生成物２グ ラムと、２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸２グラムと、酸化アン チモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）０．０２グラムとを、丸底フラスコに充填した。このフラス コに、減圧装置を取り付け、窒素を充填し、３回排気して全ての酸素を取り除い た。その後でフラスコを、２５０℃に予め加熱しておいた塩水浴中に入れた。１ 時間に亙って温度を２５０℃から２８５℃に上昇させ、エチレングリコールを蒸 留した。２８５℃で９０分間経過した後に、圧力を１５分間で１．４２ｍｍＨｇ に低下させた。圧力を更に４５分間に亙って０．２０ｍｍＨｇに低下させた。こ の条件下で反応を更に３０分間継続させて重合を完了させ、熱と陰圧を取り除い た。その結果得たポリマーは、２５℃の６０％フェノール／４０％テトラクロロ エタン溶液中の０．５グラム／デシリットルの濃度で０．９０の固有濃度を有し た。このポリマーは、１．４５重量％のジエチレングリコール含量を有し、示差 走査熱量計で測定したガラス転移温度と融点は各々に７７℃と２１８．６℃だっ た。実施例Ｉの結果を表１に示す。実施例II−VII プロセス中の２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の量と触媒の量 を一定不変に維持しながら、「エチレングリコールと４，４′−ビフェニルジカ ルボン酸（ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート）とのエステル化生成物 」に対する「エチレングリコールとテレフタル酸とのエステル化生成物」の比率 を各々に変化させて、実施例Ｉのプロセスを６回繰り返した。実施例Ｉで説明し たのと同じ方法で重合を生じさせた。実施例II−VIIで調製したポリマーと、２ ５℃の６０％フェノール／４０％テトラクロロエタン溶液中の０．５グラム／デ シリットルの濃度における固有粘度と、ジエチレングリコール含量と、示差走査 熱量計で測定したガラス転移温度と融点を、表１に示す。実施例VIII エチレングリコールとテレフタル酸のモル比が１．２：１である、エチレング リコールとテレフタル酸とのエステル化生成物１８グラムと、２−カルボキシエ チル（フェニル）ホスフィン酸２グラムと、酸化アンチモン触媒０．０２グラム とを使用して、実施例Ｉのプロセスを繰り返した。実施例Ｉで説明した のと同じ方法で重合を生じさせた。その結果得たポリマーは、２５℃の６０％フ ェノール／４０％テトラクロロエタン溶液中の０．５グラム／デシリットルの濃 度で０．９２の固有濃度を有した。このポリマーは、２．１０重量％のジエチレ ングリコール含量を有し、示差走査熱量計で測定したガラス転移温度と融点は各 々に６８．１℃と２３９．９℃だった。実施例VIIIの結果を表１に示す。実施例IX エチレングリコールと４，４′−ビフェニルジカルボン酸（ビス−β−ヒドロ キシエチルビベンゾアート）のモル比が２：１である、エチレングリコールと４ ，４′−ビフェニルジカルボン酸（ビス−β−ヒドロキシエチルビベンゾアート ）とのエステル化生成物１８グラムと、２−カルボキシエチル（フェニル）ホス フィン酸２グラムと、酸化アンチモン０．０２グラムとを使用して、実施例Ｉの プロセスを繰り返した。実施例Ｉで説明したのと同じ方法で重合を生じさせた。 この結果得たポリマーは、１．７重量％のジエチレングリコール含量を有し、示 差走査熱量計で測定したガラス転移温度は９０．１℃だった。実施例ＩＸの結果 を表１に示す。 下記の表は、上記実施例で説明した反応の結果を示している。この表は、反応 器内に存在した反応体の相互間の比率と、結果として得たポリマーの諸特性を示 している。この表に含まれる諸特性は、固有粘度（Ｉ．Ｖ．）、ジエチレングリ コール含量、ガラス転移温度（℃）、融点（℃）（Ｔｇ）である。表１では、術 語「ＰＥＴ」がエチレングリコールとテレフタル酸とのエステル化生成物（ポリ エチレンテレフタラートプレポリマー）を表し、術語「ＨＥＢ」がエチレングリ コールと４，４′−ビフェニルジカルボン酸（ビス−β−ヒドロキシエチルビベ ンゾアート）とのエステル化生成物を表し、術語「ＣＰＡ」が２−カルボキシエ チル（フェニル）ホスフィン酸を表し、術語「ＤＥＧ」がジエチレングリコール を表す。 上記では本発明の特定の好ましい実施様態を例示し説明してきたが、本発明は 、こうした好ましい実施様態の説明によって限定されないということと、下記の 請求の範囲内で様々な形で本発明を実行することが可能であるということを理解 されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０４ 7633−3Ｂ Ｄ０１Ｆ 6/92 ３０４Ｋ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ポリエステルプレポリマーと、下記一般式（Ｉ）を有するヒドロキシアル キルジカルボキシレート化合物と、難燃性付与量の下記一般式（II）を有するカ ルボキシ−ホスフィン酸との生成物より成る、難燃性直鎖ポリエステル： HO-（CH₂）_n-O-CO-R-CO-O-（CH₂）_n-OH （Ｉ） （式中、各々のｎは互いに無関係に１から８までの数であり、 Ｒは、 ２個から約１２個の炭素原子を有する脂肪族基； ベンゼン； その置換基がハロゲン、１個から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル 基、フェニル基、又は、置換フェニル基である置換ベンゼン； ナフチル基； その置換基が、水素、ハロゲン、１個から約８個の炭素原子の炭素鎖を有する アルキル基、フェニル基、又は、置換フェニル基である置換ナフチル基；及び 次の一般式を有する部分 −（Ｃ₆Ｈ₃Ｒ²）−Ｒ¹−（Ｃ₆Ｈ₃Ｒ²）− （式中、Ｒ¹は、存在しないか、又は、酸素、フェニル基、置換フェニル基、１ 個から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル基、及び、−ＨＣ＝ＣＨ−か ら成る群から選択され、Ｒ²の各々は、互いに無関係に、水素、ハロゲン、１個 から約８個の炭素原子の炭素鎖を有するアルキル基、フェニル基、及び、置換フ ェニル基から成る群から選択される） より成る群から選択される） （式中、Ｒは、１個から約１５個の炭素原子を有する開鎖もしくは環状の飽和ア ルキレン基と、１個から約１５個の炭素原子を有するアリーレン基及びアラルキ レン基とから成るグループから選択され、Ｒ¹は、約６個までの炭素原子を有す るアルキル基、アリール基、及び、 そのアルキル置換基が１個から約６個の炭素原子を有するアルカリール基から成 る群から選択される） ２． 前記ポリエステルプレポリマーが、ポリエチレンテレフ タラートプレポリマー、ポリブチレンテレフタラートプレポリマー、ポリエチレ ンナフタナートプレポリマーから成る群から選択される請求項１に記載の難燃性 直鎖ポリエステル。 ３． 前記ポリエステルプレポリマーがポリエチレンテレフタラートプレポリマ ーである請求項２に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 ４． 前記ポリエステルプレポリマーがポリエチレンナフタナートプレポリマー である請求項２に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 ５． ポリエステルプレポリマーとビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアートと 難燃性付与カルボキシ−ホスフィン酸モノマーとの生成物を含み、前記カルボキ シ−ホスフィン酸モノマーがそのポリエステルの全重量を基準として約０．１重 量％から約１０重量％の量で含まれる難燃性直鎖ポリエステル。 ６． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアートのアルキル置換基が、１個 から８個の炭素原子を有するアルキルラジカルから成るグループから選択される 請求項５に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 ７． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアートがビス− β−ヒドロキシエチルビベンゾアートである請求項６に記載の難燃性直鎖ポリエ ステル。 ８． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが、２−カルボキシエチル（フェ ニル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸、２−カル ボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物、２−カルボキシエチル（ メチル）ホスフィン酸の環状無水物から成るグループから選択される請求項５に 記載の難燃性直鎖ポリエステル。 ９． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（フェニ ル）ホスフィン酸である請求項８に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １０． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（メチ ル）ホスフィン酸である請求項８に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １１． ポリエステルプレポリマーとビス−ヒドロキシアルキルナフタナートと 難燃性付与カルボキシ−ホスフィン酸モノマーとの生成物を含み、前記カルボキ シ−ホスフィン酸モノマーがそのポリエステルの全重量を基準として約０．１重 量％から約１０重量％の量で含まれる難燃性直鎖ポリエステル。 １２． 前記ビス−ヒドロキシアルキルナフタナートのアルキル置換基が、１個 から８個の炭素原子を有するアルキル基から成るグループから選択される請求項 １１に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １３． 前記ビス−ヒドロキシアルキルナフタナートがビス−β−ヒドロキシエ チルナフタナートである請求項１２に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １４． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが、２−カルボキシエチル（フ ェニル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸、２−カ ルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物、２−カルボキシエチル （メチル）ホスフィン酸の環状無水物から成るグループから選択される請求項１ １に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １５． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（フェ ニル）ホスフィン酸である請求項１４に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １６． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（メチ ル）ホスフィン酸である請求項１４に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 １７． ポリエステルプレポリマーとビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアート と難燃性付与量のカルボキシ−ホスフィン酸モノマーとの混合物を触媒の存在下 で約２５０℃から約２９３℃の範囲内の温度で縮合させることを含む、難燃性直 鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 １８． 前記ポリエステルプレポリマーを、ポリエチレンテレフタラートプレポ リマー、ポリブチレンテレフタラートプレポリマー、ポリエチレンナフタナート プレポリマーから成る群から選択する請求項１７に記載の難燃性直鎖ポリエステ ルの調製のためのプロセス。 １９． 前記ポリエステルプレポリマーがポリエチレンテレフタラートプレポリ マーである請求項１８に記載の難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス 。 ２０． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアートのアルキル置換基を、１ 個から８個の炭素原子を有するアルキル基から成る群から選択する請求項１７に 記載の難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ２１． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾエートがビス−ヒドロキシエチ ルビベンゾエートである請求項２０に記載の 難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ２２． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーを、２−カルボキシエチル（フ ェニル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸、２−カ ルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物、２−カルボキシエチル （メチル）ホスフィン酸の環状無水物から成る群から選択する請求項１７に記載 の難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ２３． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（フェ ニル）ホスフィン酸である請求項１７に記載の難燃性直鎖ポリエステルの調製の ためのプロセス。 ２４． ポリエステルプレポリマーとビス−ヒドロキシアルキルビベンゾアート と難燃性付与カルボキシ−ホスフィン酸モノマーとの混合物を触媒の存在下で約 ２５０℃から約２９３℃の範囲内の温度で縮合させることを含み、前記カルボキ シ−ホスフィン酸モノマーがそのポリエステルの全重量を基準として約０．１重 量％から約１０重量％の量で含まれる難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプ ロセス。 ２５． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾエートのアルキル置換基を、１ 個から８個の炭素原子を有するアルキルラジ カルから成る群から選択する請求項２４に記載のプロセス。 ２６． 前記ビス−ヒドロキシアルキルビベンゾエートがビス−β−ヒドロキシ エチルビベンゾエートである請求項２５に記載のプロセス。 ２７． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーを、２−カルボキシエチル（フ ェニル）ホスフィン酸、２−カルボキシエチル（メチル）ホスフィン酸、２−カ ルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸の環状無水物、２−カルボキシエチル （メチル）ホスフィン酸の環状無水物から成る群から選択する請求項２４に記載 のプロセス。 ２８． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（フェ ニル）ホスフィン酸である請求項２７に記載のプロセス。 ２９． 前記カルボキシ−ホスフィン酸モノマーが２−カルボキシエチル（メチ ル）ホスフィン酸である請求項２７に記載のプロセス。 ３０． ポリエステルプレポリマーとジカルボン酸とジオールと難燃性付与量の カルボキシ−ホスフィン酸モノマーとの混合物を触媒の存在下で約２５０℃から 約２９３℃の範囲内の温度 で縮合させることを含む難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ３１． 前記ジカルボン酸を、２個から約１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカ ルボン酸、イソフタル酸、置換テレフタル酸、並びに、ビフェニル、ナフタレン 、テルフェニル、及び、ジフェニルエーテルのジカルボン酸から成る群から選択 する請求項３０に記載の難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ３２． 前記ジカルボン酸がビフェニルジカルボン酸である請求項３１に記載の 難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ３３． 前記ジカルボン酸がナフタレンジカルボン酸である請求項３１に記載の 難燃性直鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ３４． 前記ジオールを、３個から７個の炭素原子を有する脂肪族ジオールから 成るグループから選択する請求項３１に記載の難燃性直鎖ポリエステルの調製の ためのプロセス。 ３５． 前記ジオールがエチレングリコールである請求項３４に記載の難燃性直 鎖ポリエステルの調製のためのプロセス。 ３６． 成形物品の形態である請求項１に記載の難燃性直鎖ポ リエステル。 ３７． 繊維の形態である請求項１に記載の難燃性直鎖ポリエステル。 ３８． ポリエステルプレポリマーとジカルボン酸と難燃性付与量の２−カルボ キシエチル（フェニル）ホスフィン酸との生成物を含む難燃性直鎖ポリエステル 成形物品。 ３９． 前記２−カルボキシエチル（フェニル）ホスフィン酸が前記難燃性直鎖 ポリエステルの全重量を基準として約０．１重量％から約１０重量％の量で含ま れる請求項３８に記載の難燃性直鎖ポリエステル成形物品。 ４０． 前記ポリエステルプレポリマーが、ポリエチレンテレフタラートプレポ リマー、ポリブチレンテレフタラートプレポリマー、ポリエチレンナフタナート プレポリマーから成る群から選択される請求項３８に記載の難燃性直鎖ポリエス テル成形物品。 ４１． 前記ポリエステルプレポリマーがポリエチレンテレフタラートである請 求項４０に記載の難燃性直鎖ポリエステル成形物品。 ４２． 前記ジカルボン酸が、２個から約１２個の炭素原子を 含む脂肪族ジカルボン酸、イソフタル酸、置換テレフタル酸、並びに、ビフェニ ル、ナフタレン、テルフェニル、及び、ジフェニルエーテルのジカルボン酸から 成る群から選択される請求項３８に記載の難燃性直鎖ポリエステル成形物品。 ４３． 前記ジカルボン酸がビフェニルジカルボン酸である請求項４２に記載の 難燃性直鎖ポリエステル成形物品。 ４４． 前記ジカルボン酸がナフタレンジカルボン酸である請求項４２に記載の 難燃性直鎖ポリエステル成形物品。 ４５． 前記成形物品が繊維である請求項４２に記載の難燃性直鎖ポリエステル 成形物品。