JPH11106489A - ポリエステル樹脂及びその製造方法 - Google Patents

ポリエステル樹脂及びその製造方法

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JPH11106489A
JPH11106489A JP27091497A JP27091497A JPH11106489A JP H11106489 A JPH11106489 A JP H11106489A JP 27091497 A JP27091497 A JP 27091497A JP 27091497 A JP27091497 A JP 27091497A JP H11106489 A JPH11106489 A JP H11106489A
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JP
Japan
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polyester resin
dicarboxylic acid
polymerization
reaction
intrinsic viscosity
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JP27091497A
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English (en)
Inventor
Masahito Tokutake
政仁 徳竹
Yurika Seko
ゆりか 瀬古
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Nippon Ester Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極限粘度が0.5以上という高重合度であ
り,かつ未反応状態のカルボキシル基を800geq/
106 g以上の高濃度で有しているポリエステル樹脂の
提供及びこのポリエステル樹脂を安定かつ安価に製造す
る方法を提供する。 【解決手段】 芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールを
主な構成成分とし,未反応状態のカルボキシル基を80
0geq/106 g以上有し,極限粘度が0.5以上で
あるポリエステル樹脂,このような樹脂は,末端がヒド
ロキシル基であるジカルボン酸のジオールジエステル又
はその低重合体を溶融状態とし,その100重量部に対
して5〜50重量部の無水ピロメリット酸を反応させる
ことにより製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,高い重合度と未反
応状態のカルボキシル基を高濃度に有しており,塗料や
接着剤のベースポリマーとして有用なポリエステル樹脂
及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,塗料や接着剤のベースポリマーと
して,末端にカルボキシル基やヒドロキシル基を有する
ポリエステル樹脂が用いられており,これらポリエステ
ル樹脂を前記官能基と反応するエポキシ樹脂やウレタン
化合物で架橋反応させて,塗料や接着剤としての皮膜性
能を発現させている。
【0003】ところで,塗料や接着剤の皮膜性能として
は,可撓性があって後加工性が優れ,かつ寸法安定性や
耐熱性,耐薬品性に優れているものが求められる。この
ような性能を満足するためには,ベースポリマーの重合
度が高く,かつ官能基含有量が多く,架橋密度を高くで
きるものが好ましい。
【0004】しかし,一般に上記のようなポリエステル
樹脂は,重縮合反応により一旦高重合度にしたポリマー
を多価カルボン酸又は多価アルコールで解重合して製造
している。そのため,官能基含有量を増やそうとして添
加する多価カルボン酸や多価アルコールの量を増やす
と,ポリマーの重合度が低下してしまう。逆にポリマー
の重合度を高くしようとすれば,多価カルボン酸や多価
アルコールの添加量を減らさなければならず,結果とし
て官能基含有量が低下してしまうという問題があった。
【0005】このような問題を解決する方法として,例
えば,特開昭50−10393号公報では,重縮合反応
での重合度を高くし,解重合反応で添加する多価アルコ
ールの量を規制することにより,重合度をあまり低下さ
せずに官能基含有量を一定以上にする方法が開示されて
いる。しかし,この方法においても,最終的に高重合度
のポリマーを得ようとすると,重縮合反応での重合度を
かなり高くすることが必要であり,本発明者らの検討に
よれば,このような方法で解重合反応後の極限粘度が
0.5以上で,未反応状態のカルボキシル基含有量が8
00geq/106 g以上のポリマーを得ることは困難
であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み,本発明の課題は,上記のような問題点を解決し,極
限粘度が0.5以上の高重合度であり,かつ未反応状態
のカルボキシル基を800geq/106 g以上の高濃
度で有しているポリエステル樹脂の提供及びこの樹脂を
安定かつ安価に製造する方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,上記問題
を解決するために鋭意検討を行った結果,酸無水基を2
個有するテトラカルボン酸二無水物とジカルボン酸のジ
オールジエステルとの開裂付加反応を利用することによ
り,重合度を高め,なおかつ未反応状態のカルボキシル
基を生成させることが可能であることを見出し,本発明
に到達した。
【0008】すなわち,本発明の要旨は,芳香族ジカル
ボン酸と脂肪族ジオールとを主な構成成分とし,未反応
状態のカルボキシル基を800geq/106 g以上有
し,極限粘度が0.5以上であることを特徴とするポリ
エステル樹脂であり,このようなポリエステル樹脂は,
末端がヒドロキシル基であるジカルボン酸のジオールジ
エステル又はその低重合体を溶融状態とし,その100
重量部に対して5〜50重量部の無水ピロメリット酸を
反応させることにより製造できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下,本発明について詳しく説明
する。本発明のポリエステル樹脂を構成する主成分は,
芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジオール成分であり,芳
香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸やイソフタル酸
等が,脂肪族ジオールとしてはエチレングリコールやネ
オペンチルグリコール等が好ましく用いられる。なお,
これらの成分に他に,アジピン酸やアゼライン酸等の脂
肪族ジカルボン酸,ビスフェノールAあるいはビスフェ
ノールSのエチレンオキサイド付加体等のジオール成分
を本発明の効果を損なわない範囲で併用してもよい。
【0010】上記のようなジカルボン酸とジオールを反
応させて,末端が実質的にヒドロキシル基であるジカル
ボン酸のジオールジエステル又はその低重合体とするの
は,常法に従って行えばよい。例えば,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槽に,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,加圧下,250
℃以上で5〜8時間反応させ,エステル化反応物を連続
的に得る方法等が挙げられる。
【0011】次に,本発明においては,末端が実質的に
ヒドロキシル基であるジカルボン酸のジオールジエステ
ル又はその低重合体を溶融状態として無水ピロメリット
酸を添加し,無水ピロメリット酸の酸無水基とジカルボ
ン酸のジオールジエステル又はその低重合体の末端ヒド
ロキシル基との開裂付加反応により,重合度を高め,な
おかつ未反応状態のカルボキシル基を生成させることが
必要である。
【0012】このとき,無水ピロメリット酸の添加量
は,ジカルボン酸のジオールジエステル又はその低重合
体100重量部に対して5〜50重量部の範囲とする必
要がある。この添加量が5重量部未満では,ポリマーの
重合度が不十分となり,極限粘度を0.5以上とするこ
とができず,また,生成する未反応状態のカルボキシル
基の含有量も800geq/106 g以上とすることが
できない。逆に,この添加量が50重量部を超えると,
ゲル化を起こしてポリマーの払出しが不能になったり,
あるいは過剰の無水ピロメリット酸がポリマーの解重合
反応を起こし,極限粘度が低下してしまうことがあり,
好ましくない。
【0013】なお,上記の反応を均一に行うためには,
無水ピロメリット酸の融点以上の温度で行うのが好まし
いが,あまり温度が高くなると,ジカルボン酸のジオー
ルジエステル又はその低重合体が熱分解を起こしてしま
うため,280〜320℃の範囲が好適である。また,
上記の反応は,無酸素の状態であれば,減圧,常圧のい
ずれの状態でもよく,ジカルボン酸のジオールジエステ
ル又はその低重合体と無水ピロメリット酸の溶融状態を
少なくとも5分以上攪拌しながら保持するのが好まし
く,攪拌装置を備えた反応槽を用いたバッチ方式や,ニ
ーダーを用いた連続方式で行うことができる。
【0014】本発明において最終的に得られるポリエス
テル樹脂の物性は,極限粘度が0.5以上,未反応状態
のカルボキシル基含有量が800geq/106 g以上
であることが必要である。これら2つの特性値を同時に
満足するポリエステル樹脂は,皮膜を形成したとき,可
撓性があって,後加工性に優れ,かつ寸法安定性や耐熱
性,耐薬品性に優れている。また,これら2つの特性値
を同時に満足しないポリエステル樹脂は,従来の方法で
も製造可能であるが,両方特性値を同時に満足するポリ
エステル樹脂を製造するには上記のような本発明の方法
によらなければ製造できない。
【0015】なお,これら2つの特性値を同時に満足さ
せるためには,無水ピロメリット酸とジカルボン酸のジ
オールジエステル又はその低重合体との反応比率が重要
であり,上述したように,ジカルボン酸のジオールジエ
ステル又はその低重合体100重量部に対して添加する
無水ピロメリット酸の量を5〜50重量部の範囲とする
必要がある。また,無水ピロメリット酸の代わりに他の
テトラカルボン酸二無水物を用いると,そのテトラカル
ボン酸二無水物に対応した同様のポリエステル樹脂が得
られる。
【0016】
【作用】本発明において,高重合度で未反応状態のカル
ボキシル基含有量が高いという従来の方法では製造不可
能なポリエステル樹脂を安定かつ安価に製造することが
可能となった理由として,本発明者らは以下のように考
えている。すなわち,酸無水基とヒドロキシル基とによ
る開裂付加反応は,反応性が高く,重縮合反応のように
脱離する物質もない。そこで,この反応を利用し,酸無
水基を2個有する無水ピロメリット酸と実質的に末端が
ヒドロキシル基であるジカルボン酸のジオールジエステ
ル又はその低重合体とを反応させれば,ピロメリット酸
を介してジカルボン酸のジオールジエステル又はその低
重合体が重合され,高重合度のポリエステル樹脂を得る
ことができる。また,酸無水物の開裂で発生するもう一
方のカルボキシル基は,未反応状態のまま残るので,未
反応状態のカルボキシル基含有量の高いポリマーとな
る。
【0017】
【実施例】次に,実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお,実施例における特性値の測定方法及び評価
方法は,次のとおりである。 (1)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。 (2)カルボキシル基含有量 試料105mgを10ミリリットルのベンジルアルコー
ルで加熱溶解して,10ミリリットルのクロロホルムを
加えて冷却し,1規定の水酸化カリウムのベンジルアル
コール溶液で滴定することにより求めた。
【0018】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槽に,テレフタル酸
(TPA)とエチレングリコール(EG)とのスラリー
(EG/TPAモル比=1.6)を連続的に供給し,25
0℃,4.9KPaで,滞留時間8時間の条件で反応させ,
末端がヒドロキシル基である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の平均重合度は10であ
った。次に,得られたエステル化反応物49.5kgを
攪拌装置を備えた反応槽に移送し,300℃に昇温しつ
つ内部を1hPaまで減圧し,余剰のEGを溜去した。
その後,反応槽内を窒素で常圧に戻し,無水ピロメリッ
ト酸5kgを添加して10分間攪拌し,常法により払い
出し,チップ化したポリマーを得た。
【0019】実施例2 テレフタル酸ジメチル(DMT)41.5kgとEG2
7.1kgをエステル交換反応槽に仕込み,エステル交
換触媒として酢酸マンガンを全酸成分1モルに対して1
×10-4モルとなるように添加し,245℃で副生する
メタノールを溜去しつつ3.5時間エステル交換反応を
行い,末端がヒドロキシル基であるエステル交換反応物
を得た。このエステル交換反応物の平均重合度2であっ
た。次に,得られたエステル交換反応物33kgを攪拌
装置を備えた反応槽に移送し,300℃に昇温しつつ内
部を1hPaまで減圧し,余剰のEGを溜去した。その
後,反応槽内を窒素で常圧に戻し,無水ピロメリット酸
16kgを添加して10分間攪拌し,常法により払い出
し,チップ化したポリマーを得た。
【0020】実施例3 TPA41.5kg,ネオペンチルグリコール(NP
G)28.1kg,EG4.2kgをエステル化反応槽
に仕込み,260℃,1MPaで4時間エステル化反応
を行い,末端がヒドロキシル基であるエステル化反応物
を得た。このエステル化反応物の平均重合度は4であっ
た。次に,得られたエステル化反応物40kgを攪拌装
置を備えた反応槽に移送し,300℃に昇温しつつ内部
を1hPaまで減圧し,余剰のEG及びNPGを溜去し
た。その後,反応槽内を窒素で常圧に戻し,無水ピロメ
リット酸10kgを添加して10分間攪拌し,常法によ
り払い出し,チップ化したポリマーを得た。
【0021】比較例1 添加する無水ピロメリット酸の量を1.5kgに変更し
た以外は,実施例1と同様にして行った。
【0022】比較例2 添加する無水ピロメリット酸の量を19.8kgに変更
した以外は,実施例2と同様にして行った。実施例1〜
3及び比較例1,2で得られたポリエステル樹脂の特性
値を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】本発明の要件を満たしている実施例1〜3
では,極限粘度が0.5以上の高重合度で,しかも未反
応状態のカルボキシル基含有量が800geq/106
g以上あるポリエステル樹脂が得られた。しかし,比較
例1では,無水ピロメリット酸の添加量が少ないため
に,ポリエステル樹脂の重合度が上昇せず,極限粘度は
0.5未満であり,なおかつ未反応状態のカルボキシル
基含有量も800geq/106 g未満であった。ま
た,比較例2では,無水ピロメリット酸の添加量が多す
ぎるために,過剰のピロメリット酸がポリエステル樹脂
の解重合反応を起こし,極限粘度の低いものしか得られ
なかった。
【0025】
【発明の効果】本発明のポリエステル樹脂は,極限粘度
が0.5以上の高重合度であり,かつ未反応状態のカル
ボキシル基を800geq/106 g以上の高濃度で有
している。したがって,本発明のポリエステル樹脂を皮
膜形成用のベースポリマーとし用いると,可撓性があっ
て,後加工性に優れ,かつ寸法安定性や耐熱性,耐薬品
性に優れた皮膜が得られる。また,本発明の製造方法に
よれば,従来の重合方法では得ることのできなかったこ
のような特性を有するポリエステル樹脂を安定かつ安価
に製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールと
    を主な構成成分とし,未反応状態のカルボキシル基を8
    00geq/106 g以上有し,極限粘度が0.5以上
    であることを特徴とするポリエステル樹脂。
  2. 【請求項2】 末端がヒドロキシル基であるジカルボン
    酸のジオールジエステル又はその低重合体を溶融状態と
    し,その100重量部に対して5〜50重量部の無水ピ
    ロメリット酸を反応させることを特徴とする請求項1記
    載のポリエステル樹脂の製造方法。
JP27091497A 1997-10-03 1997-10-03 ポリエステル樹脂及びその製造方法 Pending JPH11106489A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815525B2 (en) 2000-12-07 2004-11-09 Eastamn Chemical Company Component introduction into manufacturing process through recirculation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815525B2 (en) 2000-12-07 2004-11-09 Eastamn Chemical Company Component introduction into manufacturing process through recirculation

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