JPH11315192A - 熱可塑性ポリエステルエラストマー - Google Patents

熱可塑性ポリエステルエラストマー

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JPH11315192A
JPH11315192A JP12350998A JP12350998A JPH11315192A JP H11315192 A JPH11315192 A JP H11315192A JP 12350998 A JP12350998 A JP 12350998A JP 12350998 A JP12350998 A JP 12350998A JP H11315192 A JPH11315192 A JP H11315192A
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JP
Japan
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weight
thermoplastic polyester
polyester elastomer
elastomer
melting point
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Application number
JP12350998A
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English (en)
Inventor
Hidetaka Miyaji
英孝 宮地
Shoichi Giyoubu
祥一 形舞
Koji Kobayashi
幸治 小林
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】繊維、フィルム、シートをはじめとする各種成
形材料に用いることができ耐熱性、耐熱老化性、滞留安
定性、機械特性に優れ、且つ高融点のポリエステルエラ
ストマーを得る。 【解決手段】(A) 下記一般式(1)〜(4)で示される
繰り返し単位から構成され、還元粘度が0.5〜4.0
である熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部
に対して、(B) エポキシ基を有する化合物0.05〜1
0重量部を配合する。 (式中Rは炭素数6〜18の芳香族、Gは分子量400
〜6000のポリオキシアルキレン基、Dは水添ダイマ
ージオール及びまたはその誘導体残基、R‘は炭素数1
〜25のアルキレン基を示す。またa,b,cはそれぞ
れ全ポリマー中の各繰り返し単位が占める重量%を、d
は全ポリマー中のモル%を示し、aは30〜95重量
%、bとcとの和に対するbの割合は0.01〜0.9
9、dは0〜20モル%である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性ポリエステ
ルエラストマーに関し、詳しくは成形性、耐水性、耐候
性、耐熱性に優れた高融点の熱可塑性ポリエステルエラ
ストマー、特に繊維、フィルム、シートをはじめとする
各種成形材料に用いることの出来る熱可塑性ポリエステ
ルエラストマー、さらに詳しくは、ブーツ、ギア、チュ
ーブなどの成形材料に適し、自動車、家電部品等の耐熱
性が要求される用途、例えばタイミングベルト、ジョイ
ントブーツや、電線被覆材などに有用な熱可塑性ポリエ
ステルエラストマーに関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性ポリエステルエラストマーとし
ては、従来よりポリブチレンテレフタレート(PBT)
単位をハードセグメント、ポリテトラメチレングリコー
ル(PTMG)をソフトセグメントとするポリエーテル
エステルエラストマー(特公昭49-48195,49-31558 号公
報)、PBT単位をハードセグメント、ポリカプロラク
トン(PCL)単位をソフトセグメントとするポリエス
テルエステルエラストマー(特公昭48-4116 号公報、特
開昭59-12926号、特開昭59-15117号公報)、及びPBT
単位をハードセグメント、二量体脂肪酸をソフトセグメ
ントとするポリエステルエラストマー(特開昭54-12795
5 号公報)等が知られ、実用化されている。しかしなが
ら、ハードセグメントにPBTを用いる場合、PBTの
融点が230℃以下なのでエラストマーとしての融点は
230℃以上になることはない。これらを改善するた
め、高融点のポリエチレンナフタレートやポリシクロヘ
キサンジメチレンテレフタレートをハードセグメントに
用いるエラストマーが提案されている(特開平05-20217
6 号公報)が、ソフトセグメントとして主にポリテトラ
メチレングリコールを使用しているため、弾性性能の問
題からハードセグメントの割合が60重量%以下に限定
され、230℃以上の高融点を有するエラストマーは得
られていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解消し、押出成形性、ブロー成形性、耐水
性、耐候性、耐熱性に優れた高融点の熱可塑性ポリエス
テルエラストマーを提供することを課題とするものであ
る。なお前記融点について説明する。一般にエラストマ
ーの融点や軟化点はハードセグメントの含量が増えて、
弾性率が高くなると向上する。従って、弾性率の高いエ
ラストマーの高融点化は可能である。しかし弾性率の高
いエラストマーは、ハードセグメントの含量が増加する
ため、当然ガラス転移温度が高くなり、優れた弾性性能
を発現することはできない。本発明では、エラストマー
を高融点化しつつも、弾性率やガラス転移温度は必要以
上に高くならないようにすることをポイントと捉え、す
なわち同程度の弾性率を有していても、融点が充分に高
くなるものを高融点エラストマーと定義し、本発明はこ
の高融点エラストマーの押出成形時やブロー成形時のド
ローダウンを改良し、耐熱性が優れる熱可塑性エラスト
マーを提供することを課題の一つとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは特定のハー
ドセグメント及び複数の特定のソフトセグメントからな
る熱可塑性ポリエステルエラストマーに充填剤を含有す
る組成物を用いることで、上記課題が解決することを見
いだし、本発明を完成するに到った。すなわち本発明
は、下記一般式(1)〜(4)で示される繰り返し単位
から構成され、還元粘度が0.5〜4.0である熱可塑
性ポリエステルエラストマーにエポキシ基を有する化合
物が含有されていることを特徴とする組成物である。
【0005】
【化5】
【0006】
【化6】
【0007】
【化7】
【0008】
【化8】 (式中Rは炭素数6〜18の芳香族、Gは分子量400
〜6000のポリオキシアルキレン基、Dは水添ダイマ
ージオール及びまたはその誘導体残基、R‘は炭素数1
〜25のアルキレン基を示す。またa,b,cはそれぞ
れ全ポリマー中の各繰り返し単位が占める重量%を、d
は全ポリマー中のモル%を示し、aは30〜95重量
%、bとcとの和に対するbの割合は0.01〜0.9
9、dは0〜20モル%である。)
【0009】
【発明の実施の形態】以下の本発明について詳細に説明
する。本発明の熱可塑性ポリエステルエラストマーにお
いて、前記一般式 (1)〜(4) で示される繰り返し単位を
構成する酸成分は、芳香族ジカルボン酸を主体とし、具
体的にはテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフ
ェニルジカルボン酸、イソフタル酸、5−ナトリウムス
ルホイソフタル酸より選ばれる一種もしくは二種以上の
組み合わせを用いることが好ましく、芳香族ジカルボン
酸は全酸成分の70モル%以上、好ましくは80モル%
以上である。その他の酸成分としては、脂環族ジカルボ
ン酸、脂肪族ジカルボン酸が用いられ、脂環族ジカルボ
ン酸としてはシクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸
としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、水添
ダイマー酸などが挙げられる。これらは樹脂の融点を大
きく低下させない範囲で用いられ、その量は全酸成分の
30モル%未満、好ましくは20モル%未満である。
【0010】前記一般式(1)で示される繰り返し単位
(以下エステル単位(1)という)を構成するグリコー
ル成分は、1,4−シクロヘキサンジメタノールであ
る。1,4−シクロヘキサンジメタノールにはシス体及
びトランス体の2種類の異性体が存在するが、トランス
体の割合が多い方が好ましい。エステル単位(1)は全
ポリマー中、30〜95重量%、好ましくは40〜80
重量%、特に50〜75重量%が望ましい。95重量%
を超えると柔軟性に劣り、弾性性能を有するエラストマ
ーが得られ難く、また30重量%未満では融点が低下
し、耐熱性に劣るようになるので好ましくない。
【0011】前記一般式(2)で示される繰り返し単位
(以下エステル単位(2)という)を構成するグリコー
ル成分は、特に限定しないが、例えばポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレ
ングリコール、またはそれらの誘導体である両末端エチ
レンオキシサイド付加物が望ましい。ポリアルキレング
リコールの分子量としては400〜6000好ましくは
800〜3000、特に1000〜2000が望まし
い。分子量が400未満では弾性性能が不充分であり、
また得られるエラストマーのブロック性が低下するた
め、ポリマーの融点や軟化温度が低下する。また分子量
が6000を超えると相分離しやすくなり、これも弾性
性能が不充分となる原因ともなるので好ましくはない。
【0012】前記一般式(3)で示される繰り返し単位
(以下エステル単位(3)という)を構成するグリコー
ル成分である水添ダイマージオールとは、もちろんその
製法はこれに限定はしないが、例えば不飽和脂肪酸(炭
素数15〜21)の二量体であるダイマー酸を水素化し
て得られる下記一般式(5)で示される化合物を主成分
(50重量%以上)とする化合物、あるいは下記一般式
(5)で示される化合物と下記一般式(6)で示される
化合物との混合物のことである。
【0013】
【化9】 (前記式中R1 、R2 、R3 、R4 は実質的に不飽和基
を含まず、また実質的に直鎖状であり、そのうちR1
2 はアルキル基、R3 、R4 はアルキレン基であり、
1 〜R4 の炭素数の総和は22〜34である。)
【0014】
【化10】 (前記式中R5 、R6 、R7 、R8 は実質的に不飽和基
を含まず、また実質的に直鎖状であり、そのうちR5
6 はアルキル基、R7 、R8 はアルキレン基であり、
5 〜R8 の炭素数の総和は25〜37である。)
【0015】なお水添ダイマージオール誘導体とは、実
質的に水添ダイマージオールから誘導されるジオール化
合物であり、具体的には水添ダイマージオールのエチレ
ンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド付加物な
どが挙げられる。オキサイド化合物の付加は、水添ダイ
マージオールの両末端でも片末端のみでもよい。また付
加するオキサイド化合物のモル数は、水添ダイマージオ
ールと等モルないし20倍のモル数が好ましい。
【0016】前記一般式(4)で示される繰り返し単位
(以下エステル単位(4)という)を構成するグリコー
ル成分としては、炭素数が1〜25のアルキレングリコ
ールを用いることができる。例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、ジメチロールヘプタン、ジメチロールペンタン、ト
リシクロデカンジメタノール、メチルペンタンジオー
ル、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、ビ
スフェノールXのエチレンオキサイド誘導体(XはA,
S,F)などである。これらのグリコールは各種特性の
バランスにより適切な組み合わせで用いられるが、シク
ロヘキサンジメタノールと芳香族ジカルボン酸からなる
エステル単位(1)の結晶性を妨げないことが前提であ
るため、これらのグリコールの共重合量は全グリコール
に対して、20モル%以下であることが望ましい。
【0017】前記エステル単位(2)とエステル単位
(3)の割合は、各種特性のバランスにより適切な組み
合わせで用いられるため特に限定はしないが、エステル
単位(2)とエステル単位(3)との重量和に対するエ
ステル単位(2)の割合は0.01〜0.99、好まし
くは0.05〜0.95、特に0.1〜0.9が望まし
い。0.01よりも少ないとエラストマーとしての弾性
性能に欠け、0.99よりも多いとハードセグメントと
の相溶性に欠けこれもエラストマーとしての弾性性能に
欠けるようになるので好ましくはない。
【0018】本発明熱可塑性ポリエステルエラストマー
において、少量に限って三官能以上のポリカルボン酸や
ポリオール成分を含むこともできる。例えば無水トリメ
リット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメチ
ルプロパン、グリセリン、無水ピロメリット酸などを3
モル%以下使用できる。
【0019】次に本発明熱可塑性ポリエステルエラスト
マーを得る方法としては、公知の任意の方法を採用する
ことができる。例えば、溶融重合法、溶液重合法、固相
重合法などいずれも適宜用いられる。溶融重合法の場
合、エステル交換法でも直接重合法であってもよい。樹
脂の粘度を向上させるため、溶融重合後に固相重合を行
うことはもちろん望ましいことである。反応に用いる触
媒としては、アンチモン触媒、ゲルマニウム触媒、チタ
ン触媒が良好である。特にチタン触媒は、詳しくはテト
ラブチルチタネート、テトラメチルチタネートなどのテ
トラアルキルチタネート、シュウ酸チタンカリなどのシ
ュウ酸金属塩などが好ましい。またその他の触媒として
は公知の触媒であれば特に限定はしないが、ジブチルス
ズオキサイド、ジブチルスズジラウリレートなどのスズ
化合物、酢酸鉛などの鉛化合物が挙げられる。
【0020】また本発明で用いる(B)エポキシ基を有
する化合物としては、ソルビオール−ポリグリシジル−
エーテル、ポリグリセロール−ポリグリシジル−エーテ
ル、トリグリシジル−トリス(2−ハイドロキシエチ
ル)イソシアヌレート等のポリエポキシ化合物、ジエチ
レングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレング
リコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジ
グリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリ
シジルエーテル、ヘキサヒドロオフタル酸ジグリシジル
エステル、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンの縮
合物、ビスフェノールFとエピクロルヒドリンの縮合
物、ビスフェノールFとエピクロルヒドリンの縮合物等
のジエポキシ化合物、高級アルコールグリシジルエーテ
ル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエー
テル、ステアリルグリシジルエーテル、メチルグリシジ
ルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジル
メタクリレート、p−t−ブチルフェニルグリシジルエ
ーテル等のモノエポキシ化合物等が挙げられる。
【0021】本発明の熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー組成物に含有されるエポキシ基を有する化合物として
は0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量
部が好ましい。エポキシ基を有する化合物が10重量部
を越える場合では、ゲル化や表面平滑性が劣り、製品外
観を損なうため好ましくない。また、充填剤が0.01
重量部未満では、溶融粘度が低く、ドローダウンの改良
が出来ない。特にジエポキシ化合物又はポリエポキシ化
合物の添加量としては、0.01〜5重量部の範囲が好
ましい。また、エポキシ基を有する化合物としては、2
種類以上のポリエポキシ化合物、ジエポキシ化合物、モ
ノエポキシ化合物から選択することが出来る。
【0022】本発明の(A)熱可塑性ポリエステルエラ
ストマーの末端カルボキシル基と(B)エポキシ基を有
する化合物のエポキシ基を反応させる場合に、末端カル
ボキシル基反応の触媒として水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、塩化錫、三級アミン化合物、イミダゾール化
合物、四級アンモニウム塩、有機酸及び/又は有機酸の
塩等を配合することが好ましい。末端カルボキシル基反
応の触媒として、0.01〜5重量部、好ましくは0.
01〜2重量部が好ましい。触媒が5重量部を越える場
合では、表面平滑性が劣り、製品外観を損なうため好ま
しくない。また、触媒が0.01重量部未満では、末端
カルボキシル基とエポキシ基の反応時間が長くかかり、
製造する場合困難である。また、末端カルボキシル基反
応の触媒として、2種類以上の触媒を選択してもよい。
【0023】本発明の樹脂組成物の配合方法としては、
加熱ロール、押出機、バンバリミキサー等の混練機を用
いて配合することができる。また、熱可塑性ポリエステ
ルエラストマー樹脂組成物を製造する際の重縮合反応後
得られた熱可塑性ポリエステルエラストマー中に、添加
及び混合することができる。
【0024】さらに本発明の組成物は、添加剤として公
知のヒンダードフェノール系、硫黄系、燐系、アミン系
の酸化防止剤、ヒンダードアミン系、トリアゾール系、
ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、ニッケル系、サリ
チル系等の光安定剤、帯電防止剤、滑剤、過酸化物等の
分子調整剤、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合
物、カルボジイミド系化合物等の反応基を有する化合
物、金属不活性剤、有機及び無機系の核剤、中和剤、制
酸剤、防菌剤、蛍光増白剤、充填剤、難燃剤、難燃助
剤、有機及び無機系の顔料などを添加することができ
る。これらの添加物の配合方法としては、加熱ロール、
押出機、バンバリミキサー等の混練機を用いて配合する
ことができる。また、熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー樹脂組成物を製造する際のエステル交換反応の前又は
重縮合反応前のオリゴマー中に、添加及び混合すること
ができる。
【0025】得られた本発明の熱可塑性ポリエステルエ
ラストマーの還元粘度は0.5〜4.0、好ましくは
0.5〜3.0であることが好ましい。還元粘度が0.
5未満だと機械特性に劣り、4.0を越えると成形性に
劣るので好ましくない。なお、本発明熱可塑性ポリエス
テルエラストマーの融点の下限は特に限定ないが、一般
的には150℃以上が好ましい。耐熱性を必要とする用
途には、200℃以上が好ましいが、特に耐熱性を必要
とする用途には、230℃以上が好ましい。ところで、
Adv.Chem..Ser.,176,129(19
79).によると、ポリシクロヘキサンジメチレンテレ
フタレートとポリテトラメチレングリコールのみからな
るポリエステルエラストマーでは、ポリシクロヘキサン
ジメチレンテレフタレートを50重量%以上含有すると
相分離し、エラストマーとしての弾性性能は発現しない
と記載されている。しかしながら、驚くべきことに、本
発明では、ソフトセグメントをポリアルキレングリコー
ルのみから、ポリアルキレングリコール及び水添ダイマ
ージオール及び/又はその誘導体の併用系に変えること
で、50重量%以上のハードセグメント量においても、
充分な弾性性能を発現することが本発明者などにより見
いだされた。この理由は定かでないが、シクロヘキサン
骨格を有する水添ダイマージオール及び/又はその誘導
体がポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートとポ
リアルキレングリコールの相溶化剤として働いているた
めに、両者の相溶性が改善されていると推定される。
【0026】
【実施例】以下に実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。なお、これらの実施例において各測定項目は、以
下の方法に従った。また得られたポリマー中のポリシク
ロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリテトラメチ
レングリコールなどの重量%はプロトンNMRによって
測定した値である。 還元粘度:ポリマー0.05gを25mlの混合溶
媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40)に
溶かして、オストワルド粘度計を用いて30℃で測定し
た。 結晶融点:結晶融点はDSC にて室温から20℃/分
で昇温し測定した。 表面硬度:ASTM D2240により測定した。 曲げ弾性率:ASTM D790により測定した。 引張強さ、切断時伸び:JIS K6351 により測定
した。 メルトフローインデックス(275℃,荷重;21
60g)):ASTMD1525により測定した。 ビカット軟化温度:ASTM D1525により測定
した。
【0027】ポリエステル合成例1 ジメチルテレフタレート460重量部、シクロヘキサン
ジメタノール450重量部、水添ダイマージオール(東
亞合成社製;HP1000)100重量部、ポリテトラ
メチレングリコール(分子量1000)250重量部、
酸化防止剤A−7(表1に示す)2重量部、テトラブチ
ルチタネート0.9重量部を仕込み、室温から260℃
まで2時間かけて昇温し、その後260℃で1時間加熱
しエステル交換反応を行った。次いで缶内を徐々に減圧
にすると共に昇温し、45分かけて275℃、1tor
r以下にして初期重縮合反応を行った。さらに275
℃、1torr以下の状態で4時間重合反応を行い、ポ
リマーをペレット状に取り出しポリマーAを得た。得ら
れたポリマーの還元粘度は1.03であり、ポリマー中
のポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート成分、
ポリテトラメチレングリコール成分、水添ダイマージオ
ール成分の重量%はそれぞれ65%、25%、10%で
あった。その結果を表2に示す。
【0028】ポリエステル合成例2 ポリエステル合成例1においてポリシクロヘキサンジメ
チレンテレフタレート成分を75重量%、ポリテトラメ
チレングリコール成分、水添ダイマージオール成分をそ
れぞれ17重量%、8重量%となるようにした以外は全
てポリエステル合成例1と同様にして、また反応温度を
適宜適正化して、熱可塑性ポリエステルエラストマーを
重合し、ポリマーBを得た。
【0029】比較合成例1 ポリエステル合成例1においてポリシクロヘキサンジメ
チレンテレフタレート成分の代わりにポリブチレンテレ
フタレート成分を65重量%、ポリテトラメチレングリ
コール成分35重量%となるようにした以外は全てポリ
エステル合成例1と同様にして、また反応温度を適宜適
正化して、熱可塑性エラストマーを重合し、ポリマーC
を得た。その結果を表5に示すが、得られたエラストマ
ーは、切断時伸びは充分だが特に融点が低く、耐熱性や
溶融粘度が劣ることが判る。
【0030】実施例1〜5、比較例1,2 ポリエステル合成例1,2及び比較合成例1で得られた
ポリマーA〜Cと表1に示すエポキシ基を有する化合物
を表2に従い配合し、押出機を用いて、ペレット状に取
り出し、熱風乾燥機にて水分率0.1%以下に乾燥を行
った。それぞれ適宜適正化の条件で射出成形を行い、各
測定を行った。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】以上かかる構成よりなる本発明熱可塑性ポ
リエステルエラストマーは、表3,4からも明らかなよ
うに、高融点エラストマーとエポキシ樹脂による変成の
相乗効果でビカット軟化温度が向上されており、耐熱性
が優れていることが判る。同程度の弾性率を有する従来
のポリエステルエラストマーと比べると、融点が約60
℃も高く、さらに275℃のメルトフローインデックス
から溶融粘度が高く、ドローダウンが著しく向上した熱
可塑性ポリエステルエラストマーであることが判る。す
なわち本発明は、従来にない高いレベルでの、耐熱性、
機械特性に優れ、且つ高融点であるため、繊維、フィル
ム、シートをはじめとする各種成形材料に用いることが
できる。また、ブーツ、ギア、チューブなどの成形材料
としても適している。例えば、タイミングベルト、ジョ
イントブーツや、電線被覆材などに有用であり、産業界
に寄与すること大である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 下記一般式(1)〜(4)で示され
    る繰り返し単位から構成され、還元粘度が0.5〜4.
    0である熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量
    部に対して、(B) エポキシ基を有する化合物0.05〜
    10重量部を配合してなる組成物である熱可塑性ポリエ
    ステルエラストマー組成物。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 (式中Rは炭素数6〜18の芳香族、Gは分子量400
    〜6000のポリオキシアルキレン基、Dは水添ダイマ
    ージオール及びまたはその誘導体残基、R‘は炭素数1
    〜25のアルキレン基を示す。またa,b,cはそれぞ
    れ全ポリマー中の各繰り返し単位が占める重量%を、d
    は全ポリマー中のモル%を示し、aは30〜95重量
    %、bとcとの和に対するbの割合は0.01〜0.9
    9、dは0〜20モル%である。)
JP12350998A 1998-05-06 1998-05-06 熱可塑性ポリエステルエラストマー Pending JPH11315192A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8414991B2 (en) * 2005-11-14 2013-04-09 Bridgestone Corporation Conductive endless belt
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WO2022168866A1 (ja) * 2021-02-05 2022-08-11 東洋紡株式会社 熱可塑性ポリエステル樹脂組成物、及びそれからなる押出成形品

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