JPS5930725B2

JPS5930725B2 - ポリエステルの製造法

Info

Publication number: JPS5930725B2
Application number: JP1590275A
Authority: JP
Inventors: 博夫稲田; 伝森永; 昭治川瀬
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1975-02-08
Filing date: 1975-02-08
Publication date: 1984-07-28
Also published as: JPS5191990A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はポリエステルの製造法に関する。

更に詳しくは耐熱性、透明性、耐薬品性の優れたポリエ
スチルの改良された製造法に関する。ポリエチレンテ
レフタレートは機械的性質や耐薬品性が優れているため
工業的に広く用いられているが、熱変形温度（耐熱性）
が比較的低く、また結晶化速度が速いため寸法安定性、
透明性に欠けるという欠点を有している。

従来、この様な欠点を改良する方法として、芳香族ジ
カルボン酸誘導体と芳香族ジヒドロキシ化合物とを重縮
合反応せしめる方法が試みられている。

例えば（ａ）芳香族ジカルボン酸化合物と芳香族ジヒド
ロキシ化合物とを溶液中で反応せしめる方法、（ｂ）芳
香族ジカルボン酸のジアリールエステルと芳香族ジヒド
ロキシ化合物とを溶融重合せしめる方法。（ｃ）芳香族
ジカルボン酸と芳香族ジヒドロキシ化合物とジアリール
カーボネートを反応せしめる方法等が知られている。
しかし、（ａ）の方法は、反応溶剤を用いるため溶剤の
除去、精製工程等の工程が必要であり、製造工程が多く
生産性に問題があり、また（ｂ）及び（ｃ）の方法はそ
れぞれ芳香族ジカルボン酸のジアリールエステルや、ジ
アリールカーボネート等の高価な原料を用いる為に、工
業的方法としての問題がある。

本発明者は、かかる欠点のないポリエステルの製造法
について検討の結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は芳香族ジカルボン酸（社）と、（
社）成分に対し５〜８０モル％の脂肪族基に結合したヒ
ドロキシル基を２個有する化合物ＩＢ）及び（Ｂ）成分
との総和が（Ａ）成分に対し２１０モル％以上となる量
の芳香族モノヒドロキシ化合撫ｑとを（社）成分のカル
ポキシル基の反応率が８０％以上に達するまで反応せし
め、次いで旧）成分との総和が仕込み“）成分に対し９
８〜１３０モル％量の芳香族ジヒドロキシ化合物ｎを添
加、反応せしめることを特徴とするポリエスチルの製造
法である。本発明において（社）成分として用いられ
る芳香族ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、
イソフタル酸、２＝メチルテレフタル酸、４−メチルテ
レフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカ
ルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニ
ルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボ
ン酸等を挙げることができる。

これらは単独で用いることもできるが、２種以上を併用
することもできる。これらのうち特にテレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸が好ましく用いら
れる。また、（Ａ）成分としては上記芳香族ジカルボン
酸の他に少量の割合（通常全酸成分の４０モル％以下、
好ましくは２０モル％以下）で他の二官能性カルボン酸
、例えばコハク酸、アジピン酸、セバチン酸等の如き脂
肪族ジカルボン酸；ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサ
ヒドロイソフタル酸等の如き脂環族ジカルボン酸；ε−
オキシカプロン酸（ε一カプロラクトン）、ヒドロキシ
安息香酸等の如きオキシカルボン酸等を用いてもよい。
本発明において（２）成分として用いられる脂肪族基に
結合したヒドロキシ基を２個有する化合物としては、例
えばエチレングリコール、プロピレングリコール、トリ
メチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオ
ペンチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等の
如き脂肪族ジオール；シクロヘキサンジメチロール、ト
リシクロデカンジメチロール等の如き脂環族含有脂肪族
系ジォールニビス（β−ヒドロキシエトキシ）ジフェニ
ルスルホン、４，４’−ビス（β−ヒドロキシエトキシ
）ジフェニルエーテル、２，２’−ビス（４−β−ヒド
ロキシエトキシフェニル）エタン、２，２’−ビス（４
−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、１，１
−ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）シクロ
ヘキサン、Ｐ−ビス（βヒドロキシエトキシ）ベンゼン
等の如き芳香環を分子内に有する脂肪族系ジオール等を
挙げることができる。

これらのうちエチレングリコール、ネオペンチレングリ
コール、シクロヘキサンジメチロールが特に好ましく用
いられる。旧）成分の使用量は（２）成分に対し５〜８
０モル％である。

５モル％に満たない場合には、以下に述べる（薊，（Ｂ
）及び（Ｏ成分の反応が遅いため好ましくなく、一方８
０モル％を超える量を用いると得られるポリマーの耐熱
性が低くなり好ましくない。

好ましい範囲は１０〜７５モル％、更に好ましい範囲は
２０〜７０モル％である。本発明において（Ｃ５部分と
して用いられる芳香族モノヒドロキシ化合物は、芳香環
に直接ヒドロキシ基が１個結合している化合物であり、
例えばフェノール、クレゾール、ナフトール等を挙げる
ことができる。

これらのうち特にフェノールが好ましく用いられる。芳
香族モノヒドロキシ化合物の使用割合は、二官能性カル
ボン酸に対じ（Ｂ）成分との和が２１０モル％以上であ
る。

この割合が２１０モル％に満たない場合には反応速度が
遅くなり好ましくない。好ましい範囲は２３０モル％以
上、更に好ましい範囲は２５０モル％以上であり、上限
は１０００モル％程度が好ましい。本発明において市成
分として用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物は、芳香
環に直接ヒドロキシ基が２個結合している化合物であり
、例えば２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパン〔ビスフェノールＡ〕，１，１−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）シクロヘキサン〔ビスフェノールＺ〕
，１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，２−ビス（
４−ヒドロキシフェニル）エタン、ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）シクロヘキシルメタン、３，３−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）ペンタン、ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）エーテル、１，４ージヒドロキシベンゼン
等が挙げられる。

これらは単独で用いることもできるが、２種以上を併用
することもできる。これらのうち特にビスフェノールＡ
）ビスフェノールｚが好ましく用いられる。Ｑ））成分
の使用割合は二官能性カルボン酸に対し９８〜１３０モ
ル％、好ましくは１００〜１２０モル％である。

９８モル％に満たない場合及び１３０モル％を超える場
合には重合速度が遅く好ましくない。

本発明に於ては、先ず（社），旧）及び（Ｃ威分を（社
）成分のカルボキシル基が８０％以上反応するまで反応
せしめる。

該反応を行なうための好ましい条件は、温度２００〜３
５０℃（好ましくは２３０〜３２０℃）、圧力（絶対圧
）１〜１５４／Ｃｄである。該反応をより効果的に行な
うには、反応によつて生成する水を反応系外に留去せし
める方が良く、また反応時０１１及び（Ｃ）成分と水の
蒸気圧の関係より圧を調節する方が好ましい。具体例と
しては実施例で明らかとなるであろう。上記（社）成分
と”），（Ｃ）成分との反応において、触媒を用いるこ
とが好ましく、該触媒としては例えばナトリウム、カリ
ウム、リチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム
、錫、ストロンチウム、亜鉛、鉄、アルミニウム、コバ
ルト、鉛、ニツケル、チタン、マンガン、アンチモン、
硼素等の単体及び／又はその化合物、例えば酸化物、水
素化物、水酸化物、ハロゲン化物、無機酸塩、有機酸塩
、錯塩、複塩、アルコラート、フェノーラート、等を挙
げることができる。

特にチタニウムテトラブトキシド、蓚酸チタン、酸化チ
タン等の如きチクニウム化合物、ジブチルチンオキシド
の如きスズ化合物、三酸化アンチモンの如きアンチモン
化合物、酸化鉛等の鉛化合物は効果が大きく好まし、く
用いられる。触媒の使用量は通宮＾成分に対し０．００
１〜５モル％である。（至）成分とＧ３）及び（Ｃ）成
分との反応は、上記の通り、（社）成分のカルボキシル
基が８０％以上反応するまで行なう。

カルボキシル基の反応率が８０％に満たない場合には、
次に添加する（口成分との反応が充分に進まず、目的と
する性質を有したポリエステルを得ることが出来ない。
カルボキシル基の反応は好ましくは８５％以上、更に好
ましくは９０％以上である。本発明に於ては、更に（Ａ
）成分と０３）成分及び（ｑ成分との反応物に０成分を
添加し、重縮合反応せしめる。

重縮合反応の好ましい温度は２００〜３５０℃、圧力は
７６０−０．００１ｍｍＨ９である。反応は通常溶融状
態で行なうが、得られるポリマーの融点が高い場合には
固相重合が好ましく採用される。なお、本発明に於ては
（成分の１部を、（口成分の反応の際に添加し、反応せ
しめてもよいが、この（Ｂ）成分と初期の（ん，（Ｂ）
，（Ｃ）成分の反応に用いた（Ｂ）成分との和は、（Ａ
）成分に対して５〜８０モル％である必要がある。本発
明においては、ポリエステル製造の際に一般に用いられ
る触媒、安定剤、着色剤等の添加剤が何ら支障なく用い
得る。

本発明によれば、耐熱性が高＜、寸法安定性、透明性、
耐薬品性の優れた高重合度ポリエステルを、芳香族ジカ
ルボン酸を出発原料とし、容易に且つ安価に製造するこ
とができる。

以下実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。

尚、実施例中の「部」は「重量部工を意味し、固有粘度
〔η〕はフェノール／テトラクロルエタンー６０／４０
（重量比）の混合溶媒を用い、３５℃で測定した値であ
る。また、カルボキシル基価はコニツクスの方法（Ｍａ
ｃｒＯ，ＭＯｌｅｃｕｌａｒ．Ｃｈｅｍ．，２６，２２
６，ｌ９５８）に従つて測定し、熱変形温度はＡＳＴＭ
Ｄ−６４８の方法で測定した。第１段階の反応率は次式
により求める。Ｘ−Ｙ反応率（至）＝ーメ１００Ｘ〔式中Ｘは仕込み原料中の遊離カルボキシル基、Ｙは反
応生成物中の遊離カルボキシル基である。

〕実施例１精留塔及び撹拌機付きオートクレーブにテレ
フタル酸１６６部、ネオペンチルグリコール５７．２部
、フェノール２８２部及び酢酸第１錫０．１１９部を仕
込み、窒素置換した後反応系内の絶対圧が８．０Ｋ９／
Ｃｒｌｔとなる様に窒素圧を調節しながら２８５℃に加
熱したところ１５分後水の留出が始まつた。

更に絶対圧を５．０〜／Ｃｒｌｔまで徐々に下げながら
２５０分間反応せしめた。この間約３４部の水が留去し
た。得られた生成物の一部分をとり、過剰のフェノール
を追出した後カルボキシル基価を測定したところ１２４
ｅｑ／１０６９（反応率９８％）であつた。次にこの生
成物を攪拌機付き反応器に移し、ビスフェノールＡｌｌ
４部を添加し、是圧下２８０℃で６０分、次いで系内を
徐々に減圧とし３０分後に絶対圧約０．５１１＆ＷＬＨ
９とし、更に１８０分間反応せしめた。

得られたポリマーは〔η〕０．６４で透明であり、又こ
のポリマーを乾燥後２６０℃にて射出成形し、熱変形温
度を測定したところ１１９℃であのた。実施例２テレフタル酸８３．０部、フェノール３２９部、イソフ
タル酸８３．０部、エチレングリコール１８．６部及び
チタニウムテトラブトキシド０．１０部を実施例１と同
様のオートクレーブに仕込み、窒素置換をした後系内の
絶対圧力を８．０Ｋｇ／Ｃｄに保ちながら２８０℃に加
熱し撹拌した。

反応によつて生ずる水を系外に留去せしめつつ、絶対圧
を４．５〜／（−７７１に徐々に下げる様に窒素圧で調
節しながら２００分反応を続けたところ約３３部の水が
留去した。得られた生成物の一部分をとり過剰のフェノ
ールを追出した後カルボキシル基価を測定したところ２
７４ｅｑ／１０６９（反応率９６％）であつた。次にこ
の生成物を攪拌機付き反応器に移し、ビスフェノールＡ
ｌ６６．４部を添加し、常圧下２８０℃で６０分、次い
で系内を徐々に減圧とし３０分分後に約０．５ｎＨ９の
絶対圧とし、更に１５０分反応を続けた。

得られたポリマーは〔η〕＝０．５９であり、又このポ
リマーを乾燥後２６０℃にて射出成形し、熱変形温度を
測定したところ１３９℃であつた。実施例３実施例１におけるネオペンチルグリコールの代りに２，
２−ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロ
パン１７３．８部を用いる以外は実施例１と同様に行つ
た。

その際、水は３３部留出した。得られた生成物の一部分
をとり、過剰のフェノールを追出した後カルボキシル基
価を測定したところ３１３ｅｑ／１０６ｇ（反応率９３
％）であつた。この生成物を用いて、実施例１と同様に
して重合を行つた。

Claims

【特許請求の範囲】

１芳香族ジカルボン酸（Ａ）と、（Ａ）成分に対し５
〜８０モル％の脂肪族基に結合したヒドロキシル基を２
個有する化合物（Ｂ）及び（Ｂ）成分との総和が（Ａ）
成分に対し２１０モル％以上となる量の芳香族モノヒド
ロキシ化合物（Ｃ）とを（Ａ）成分のカルボキシル基の
反応率が８０％以上に達するまで反応せしめ、次いで（
Ｂ）成分との総和が仕込み（Ａ）成分に対し９８〜１３
０モル％量の芳香族ジヒドロキシ化合物（Ｄ）を添加、
反応せしめることを特徴とするポリエステルの製造法。