JPS5932488B2 - 高重合度ポリテトラメチレンテレフタレ−トの製造法 - Google Patents

高重合度ポリテトラメチレンテレフタレ−トの製造法

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JPS5932488B2
JPS5932488B2 JP159076A JP159076A JPS5932488B2 JP S5932488 B2 JPS5932488 B2 JP S5932488B2 JP 159076 A JP159076 A JP 159076A JP 159076 A JP159076 A JP 159076A JP S5932488 B2 JPS5932488 B2 JP S5932488B2
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JP
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polymer
polymerization
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polytetramethylene terephthalate
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俊二 中沢
国広 東
富二 松木
三千彦 田中
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高重合度ポリテトラメチレンテレフタレートの
製造法に関するものである。
ポリテトラメチレンテレフタレートはその成形加工にあ
たつて結晶性にすぐれ成形時に低温金型が使用できるこ
と、しかも金型サイクル時間が短かいことから、特に自
動車部品、電気機器部品、歯車などの工業用プラスチッ
ク分野で広く使用されるようになつた。
一方、ポリテトラメチレンテレフタレートの成型品につ
いてみると、その機械的性質は原料ポリマの重合度に依
存する度合が高く、例えば固有粘度0.35のポリマの
場合歪速度50%で、引張り破断伸びが25%であるの
に対し、固有粘度1.55のポリマでは引張り破断伸び
200%以上を示すのである。
このためポリテトラメチレンテレフタレートを工業用プ
ラスチック分野における好適な原料ポリマとして使用す
るには高重合度ポリマを製造すること、しかも如何にし
て経済的に達成するかが、重要であつて、この点今なお
未解決の技術的課題である。
ところで従来高重合度ポリテトラメチレンテレフタレー
トはポリエ゛チレンテレフタレートの場合と同様にテレ
フタル酸と1.4−ブタンジオールとのエステル化反応
、またはテレフタル酸ジメチルと1.4−ブタンジオー
ルとのエステル交換反応を経由して高温、高真空下の液
相状態で所望の重合度に到達するまで重合を行なう方法
(以下液相重合と呼称)、また液相重合で得られたポリ
マもしくはプレポリマを不活性気流中または高真空下、
融点以下の固相状態で重合を行なう方法(以下固相重合
と呼称)で製造されてきた。
しかしながら前記液相重合によつて特に固有粘度1.2
以上の高重合度ポリマを得ようとする場合、例えば1
固有粘度の上昇に伴ない、熱分解反応によるカルボキシ
ル末端基が増加し、ポリマの熱的性質を低下させる。
2 高重合度化には多量の触媒が必要であり、このため
に得られたポリマが着色する。
3 溶融粘度の増大から反応装置が機械的強度面の制約
を受けるようになり、このため溶融粘度増大に適応する
反応装置を設置するか、あるいは通常の反応装置を使用
する場合には原料仕込み量の低下が必要なことから、高
重合度ポリマの生産コストが上昇する。
などの問題があつた。
また固相重合では液相重合におけるポリマの熱的性質お
よび色調、あるいは増粘についての問題は一応解消でき
るが、一方において所要時間が長く、ポリマがコスト高
となる問題があつた。
すなわち通常の固相重合は予備結晶化一重合−ポリマ冷
却の三工程からなり、ここでの所要時間は、例えば固有
粘度0.8のポリマから固有粘度2.5の高重合度ポリ
マを得ようとする場合に予備結晶化約5時間、重合約1
6時間、ポリマ冷却約12時間であり、特に固有重合に
おける全所要時間のうち予備結晶化およびポリマ冷却工
程の所要時間が5割強を占めているのが現状であり、こ
のためポリマの生産コストが上昇する。これに対し、本
発明者らはポリテトラメチレンテレフタレートに関する
今日の技術的課題、就中成形用ポリマとして高重合度化
および低コスト化に関し鋭意研究の結果、本発明に至つ
た。
すなわち、本発明はテレフタル酸またはその低級アルキ
ルエステルと1.4−ブタンジオールとから高重合度ポ
リテトラメチレンテレフタレートの製造にあたつて、液
相重合で得られた固有粘度0.8〜1.2未満のポリテ
トラメチレンテレフタレートと、固有重合で得られた固
有粘度1.4〜3.5のポリテトラメチレンテレフタレ
ートとを混合し、かつ該混合ポリマの平均固有粘度を1
.2〜3.0の範囲内とすることを特徴とする高重合度
ポリテトラメチレンテレフタレートの製造法に関するも
のである。
本発明において、液相重合で得られた固有粘度0.8〜
1.2未満のポリテトラメチレンテレフタレートとはテ
レフタル酸またはその低級アルキルエステルと1.4−
ブタンジオールとから従来のいわゆる直接重合法または
エステル交換法によつて製造されるものである。
ここで使用するポリマは固有粘度が1.2以上になると
ポリマの熱的性質および色調が悪化し、一方重合にあた
つて増粘の問題に対応する特別の反応装置、もしくは原
料仕込み量の低下が必要となり、ポリマがコスト高にな
る。
このためポリマの固有粘度は1.2未満にとどめるべき
であり、固有粘度範囲としては0.8〜1.2未満好ま
しくは0.8〜1.1である。0.8未満では比較的低
粘度ポリマであるため、ポリマの吐出工程およびカツテ
イング工程が不安定となり易く生産性が低下する。
なおこのポリマは共重合成分として、例えばアジピン酸
、アゼライン酸、セバチン酸、イソフタル酸、ヘキサヒ
ドロテレフタル酸、トリメリツト酸、フエニリデンジカ
ルボン酸、2.6−ナフタリンジカルボン酸、エチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオー
ル−1.6、シクロヘキサンジオール−1.4、ペンタ
エリスリトール、ポリテトラメチレングリコール、5−
ナトリウムスルホイソフタル酸のテトラメチレングリコ
ールエステル、5−カリウムスルホイソフタル酸のテト
ラメチレングリコールエステルのごとき5−スルホイソ
フタル酸金属塩グリコールエステルが用いられる。一方
固相重合で得られるポリテトラメチレンテレフタレート
とは前記液相重合で得られたポリマもしくはプレポリマ
を更に通常の固相重合によつて高重合度化されたもので
、固有粘度範囲としては1.4〜3.5である。
1.4未満では固相重合ポリマの混合比率が多くなり、
生産コストを低下できるとぃぅメリットが少なくなり、
一方3.5をこえると、得られるポリマの結晶化がすす
み固相重合速度が低下してくるので生産性が低下し、ま
た前記液相重合で得られるポリマと混合したとき不均一
なポリマになり易い。
上記各ポリマは通常の混合方法で混合される。
例えばポリマの成形前においてチツプ状もしくは溶融状
で行なう混合操作はその一例であり、この際重要なこと
は機械的性質のすぐれた成形品の原料ポリマとして混合
ポリマの平均固有粘度を1.2〜3.0の範囲とし、し
かも固相重合で得られたポリマを可能な限り少割合に保
つことである。もちろんこの場合の混合割合は液相重合
および固有重合で得られた各ポリマの固有粘度と、混合
ポリマについて所望する固有粘度により一義的に決定さ
れるが、実際的には混合ポリマのうち固相重合で得られ
たポリマは10〜60(重量%)の範囲が好ましい。こ
のようにして得られた混合ポリマ、すなわち固有粘度1
.2〜3.0を有するポリマの最大の利点は製造コスト
が大巾に低減でき、しかも固有粘度が所望どおり容易に
調節できることである。
一方品質面でもこのポリマ自体、固有粘度の異なるポリ
マの混合物であるが、成形時のごとく溶融状態のもとで
はエステル交換反応により瞬時のうちに分子量分布が均
一化するというポリテトラメチレンテレフタレート本来
の特性がら、例えば液相重合一固体重合の一連の工程を
経由して得られる高重合度ポリマとは機械的性質に関し
て全く遜色のないものである。このため本発明に係るポ
リマは自動車用部品、電気機械用部品、歯車のような工
業用プラスチツクス部品、あるいは繊維、フイルムなど
の原料ポリマとして好適である。
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本文
ならびに実施例中、固有粘度とはオルソクロロフエノー
ル中25℃で測定した値である。
また部は重量部である。実施例1、比較例1 テレフタル酸85部、テトラメチレングリコール90部
、テトラn−ブチルチタネート0.4部を精留塔付きエ
ステル化反応缶に仕込み、常法によりエステル化反応を
行なつた。
この反応生成物を引きつづき重合缶に移し、テトライソ
プロピルチタネート0.8部、トリメチルホスフエート
0.3部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸のテトラ
メチレングリコールエステル3.4部を添加し、常法に
より245℃,0.3T0rr下で重合反応を行ない、
固有粘度0.80のポリマチツプ(以下Aポリマと呼称
)を得た。
モノマの仕込み開始からポリマが得られるまでの所要時
間は11時間24分であつた。上記Aポリマの一部を回
転式固相重合機に仕込み、180℃で5時間予備結晶化
を行なつた後、200℃,1T0rrで10時間固相重
合を行ない更に12時間を要して室温まで冷却した。
ここに得られたポリマ(以下Bポリマと呼称)は固有粘
度1.6であつた一方上記Aポリマの一部を同様にして
予備結晶化180℃、5時間、重合200℃、1T0r
r118時間、冷却12時間、を行ない固有粘度2.6
のポリマ(以下Cポリマと呼称)を得た。
上記ポリマAとポリマCとを1:1の割合で混合し、平
均固有粘度1.62の混合ポリマ(以下Dポリマと呼称
)を得た。
上記ポリマBとポリマDについて、5オンスの射出成形
機により金型温度80℃、シリンダー温度250℃、成
形サイクル射出15秒、冷却20秒の条件でASTMD
638引張り試験片を成形し、引張り破断伸びおよび引
張り衝撃値を測定した。
この場合のポリマBおよびポリマDを調製するための所
要時間と引張り試験結果は第1表のとおりである。
この結果が示すように本発明のポリマ(Dポリマ)と従
来の液相重合一固相重合の一連の工程を経由して得られ
たポリマ(Bポリマ)とを同じ固有粘度のもとで比較し
た場合、要時間の低下が著しい。
実施例2〜6、比較例2〜6 Dポリマは特に所 テレフタル酸90部、テトラメチレングリコール83部
、モノブチルヒドロキシ錫オキシド0.2部、テトラn
−ブチルチタネート0.4部を精留塔付きエステル化反
応缶に仕込み、常法によりエステル化反応を行なつた。
この反応生成物を引きつづき重合缶に移し、テトラn−
ブチルチタネート0.4部、リン酸0.2部を添加し、
常法により245℃、0.1T0rr下で重合反応を行
ない、固有粘度0.88のポリマチツプ(以下Eポリマ
と呼称)を得た。
モノマの仕込み開始からポリマが得られるまでの所要時
間は11時間40分であつた。
上記Eポリマの一部を回転式固有重合機に仕込み、19
0′Cで4時間予備結晶化を行なつた後、200℃、1
T0rrで16時間固相重合を行ない、更に12時間要
して室温まで冷却して固有粘度2.7のポリマ(以下F
ポリマ)を得た。
次に上記Eポリマの一部を回転式固相重合機に仕込み、
190℃で4時間予備結晶化を行なつた後、200℃、
1T0rrで実施例2〜6のそれぞれの混合ポリマと近
似の固有粘度を有するポリマが得られるまで固相重合を
行ない、12時間を要して室温まで冷却し比較ポリマ(
G1〜G5ポリマ)を得た。
上記EポリマとFポリマの比率(重量比)を種種変更し
た混合ポリマならびに固有粘度の異なるG1〜G5ポリ
マについて実施例1と同様にして所要時間を求め、また
実施例1と同一条件で、ASTMD638引張り試験片
を成形し、引張り破断伸びおよび引張り衝撃値を測定し
た。
この結果は第2表のとおりである。
この結果から明らかなように、実施例2〜6のポリマは
各々の比較ポリマに比べ所要時間が大幅に短かいことが
理解される。
さらにポリテトラメチレンテレフタレート成形品の機械
的性質、例えば引張り破断伸び、引張り衝撃値は原料ポ
リマの固有粘度に依存する度合が大である。実施例7、
比較例7 実施例1と同様にしてエステル化反応を行ない、ついで
常法により重合反応を行ない、固有粘度1.00のポリ
マチツプ(以下Hポリマ)を得た。
モノマ仕込開始からポリマが得られるまでの所要時間は
12時間35分であつた。
上記Hプリマの−部を回転式固相重合機に仕込み予備結
晶化を180℃、5時間、次に200℃、1T0rr、
12時間重合を行ない、12時間要して室温まで冷却し
て固有粘度2.39のポリマ(Iポリマ)を得た。
一方、上記Hポリマの一部を回転式固相重合機に仕込み
予備結晶化を180℃、5時間、次に200℃、1T0
rr) 21時間重合を行ない、12時間要して室温ま
で冷却して固有粘度3.4のポリマ(Jポリマ)を得た
上記ポリマHとポリマJとを4:6の割合で混合し、平
均固有粘度2.41の混合ポリマ(Kポリマ)を得た。
実施例1と同様にしてポリマI、ポリマKを調製するた
めの所要時間を求め、また実施例1と同一条件で引張り
試験を行なつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 テレフタル酸またはその低級アルキルエステルと、
    1.4−ブタンジオールとから高重合度ポリテトラメチ
    レンテレフタレートの製造にあたつて、液相重合で得ら
    れた固有粘度0.8〜1.2未満のポリテトラメチレン
    テレフタレートと、固相重合で得られた固有粘度1.4
    〜3.5のポリテトラメチレンテレフタレートとを混合
    し、かつ該混合ポリマの平均固有粘度を1.2〜3.0
    の範囲内とすることを特徴とする高重合度ポリテトラメ
    チレンテレフタレートの製造法。
JP159076A 1976-01-09 1976-01-09 高重合度ポリテトラメチレンテレフタレ−トの製造法 Expired JPS5932488B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05179114A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Nippon G Ii Plast Kk ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物

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