JPS60130619A - Aromatic polyester - Google Patents

Aromatic polyester

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JPS60130619A
JPS60130619A JP23756183A JP23756183A JPS60130619A JP S60130619 A JPS60130619 A JP S60130619A JP 23756183 A JP23756183 A JP 23756183A JP 23756183 A JP23756183 A JP 23756183A JP S60130619 A JPS60130619 A JP S60130619A
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JP
Japan
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polyester
units
melt
fibers
strength
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JP23756183A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujiwara
隆 藤原
Hideo Kasatani
秀雄 笠谷
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

PURPOSE:The titled polyester which shows anisotropy when molten, is excellent in melt moldability and can easily give a molding of excellent properties, comprising specified aromatic monomer units. CONSTITUTION:A melt-anisotropic fully aromatic polyester comprising monomer units of formulas I , II, III, and IV (wherein Ar is naphthyl, or biphenyl, R is H, Cl, or methyl, and the molar fractions of the units k, l, m, and n satisfy the relationships V, VI, and VII). The above polyester is formed by reacting naphthoxy or biphenoxyhydroquinone diacetate, optionally togehter with hydroquinone diacetate (derivative), with terephthalic acid, optionally together with p- acetoxybenzoic acid, at about 200-350 deg.C and further polycondensing the reaction mixture in vacuum at about 280-350 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 リエステル、さらに詳しくいえば、全構成単位が芳香族
から成シ,溶融成形性がよく、かつ優れた物性を有する
成形物を斉易に与えつる全芳香族のポリエステルに関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a polyester, more specifically, a wholly aromatic polyester in which all constituent units are composed of aromatic compounds, which has good melt moldability and can easily give molded products having excellent physical properties. It is something.

従来、ゴムやプラスチックなどの有機高分子材料の補強
材用繊維として、比較的高強度又は高ヤング率を有する
ポリヘキサメチレンアジパミドなどのポリアミド繊維、
ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維、
あるいはスチール、ガラスのような無機繊維などがそれ
ぞれの用途に応じて広く使用されている。しかしながら
、昨今の各産業分野での技術の進歩及びエネルギー資源
の供給不安による省エネルギー志向などのため、有機高
分子材料の高性能化、軽量化がめられているのはもちろ
んのこと、さらに金属代替物として使用できる高性能材
料も要求されている。これらの目的を満たすためには、
高性能、特に機械的性質及び熱的性質の優れた補強材用
繊維が要求される。しかしながら、従来広く用いられて
いる補強材用繊維は機械的性質、すなわち引張シ強度及
びヤング率がそれほど大きくなく、これらの機械的性質
を含め種々の物性の強化方法が研究されているものの、
飛躍的な物性の向上が望めないのが実状である。
Conventionally, polyamide fibers such as polyhexamethylene adipamide, which have relatively high strength or high Young's modulus, have been used as reinforcing fibers for organic polymeric materials such as rubber and plastics.
polyester fibers such as polyethylene terephthalate,
Alternatively, inorganic fibers such as steel and glass are widely used depending on the purpose. However, due to recent advances in technology in various industrial fields and the desire to save energy due to concerns about the supply of energy resources, it is of course necessary to improve the performance and weight of organic polymer materials, and also to develop metal substitutes. There is also a need for high performance materials that can be used as To meet these objectives,
Reinforcement fibers with high performance, especially excellent mechanical and thermal properties, are required. However, the mechanical properties of the conventionally widely used reinforcing fibers, namely tensile strength and Young's modulus, are not very high, and although methods for strengthening various physical properties including these mechanical properties are being researched,
The reality is that dramatic improvements in physical properties cannot be expected.

高性能を有する補強材用繊維として知られている、ポリ
バラフェニレンテレフタルアミドなどのアラミド繊維、
炭素繊維などは性能的にはかなり優れたものであり、一
部で実用化されているが、それぞれ製造工程がかなり複
雑であり、高価格であるため、使用範囲が特殊な用途に
限られていも一方、「液晶ポリエステル」といわれる異
方性溶融物を形成するポリエステルからは、通常の溶融
紡糸によって高ヤング率の繊維が得られ、さらに熱処理
することにより高強度の繊維が得られることが知られて
いる。この繊維は機械的物性が良好な補強用繊維として
利用しうろことが期待されている。この異方性溶融物を
形成するポリエステルの特徴は、その溶融状態での液晶
配向性のために、紡糸するのみで、延伸することなく高
配向となシ高ヤング率を有する繊維となること及び、こ
の紡糸したままの繊維を軟化温度に近い高温で、不活性
雰囲気下で比較的長時間、例えば数時間〜数十時間熱処
理することにより、強度15J7/(1以上の高強度を
有する繊維が得られることである(特開昭50−157
619号公報、特開昭54−77691号公報など)。
Aramid fibers such as polybara phenylene terephthalamide, which are known as high-performance reinforcing fibers,
Carbon fiber and other materials have considerably superior performance and have been put into practical use in some areas, but their manufacturing processes are quite complex and their costs are high, so their use is limited to special applications. On the other hand, it is known that from polyester that forms an anisotropic melt called "liquid crystal polyester," fibers with a high Young's modulus can be obtained by ordinary melt spinning, and fibers with high strength can be obtained by further heat treatment. It is being This fiber is expected to be used as a reinforcing fiber with good mechanical properties. The characteristics of the polyester that forms this anisotropic melt are that due to its liquid crystal orientation in the molten state, it can be spun into a highly oriented fiber with a high Young's modulus without drawing. By heat-treating this as-spun fiber in an inert atmosphere at a high temperature close to the softening temperature for a relatively long time, for example, several hours to several tens of hours, the fiber has a high strength of 15J7/(1 or more). (Japanese Unexamined Patent Publication No. 157-1989)
619, JP-A-54-77691, etc.).

この異方性溶融物を形成するポリエステルの中でも、特
に主鎖がp−配向のベンゼン環及びエステル結合だけか
ら構成される芳香族ポリエステルは、耐熱性及び機械的
物性の面で好ましい性質を有していると考えられる。し
かしながら、このような芳香族ポI) エステルは、融
点が高いため一般に成形困難である場合が多い。例えば
フェニルヒドロキノンとテレフタル酸とから成る成形可
能な全芳香族ポリエステルが提案(特開昭53,654
21号公報)されているが、このポリエステルもMdt
 点が高く、成形に関して必ずしも満足しうるものでは
ない。
Among the polyesters that form this anisotropic melt, aromatic polyesters whose main chain is composed only of p-oriented benzene rings and ester bonds have favorable properties in terms of heat resistance and mechanical properties. It is thought that However, such aromatic poly(I) esters are generally difficult to mold due to their high melting points. For example, a moldable wholly aromatic polyester consisting of phenylhydroquinone and terephthalic acid was proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 53,654).
21), but this polyester is also Mdt
It has a high score and is not necessarily satisfactory in terms of molding.

一般に、高強度の繊維を得るためには、紡糸した繊維を
長時間にわたシ熱処理する必要があり、このことは工業
的な実施を困難にする重大な原因となっている。
Generally, in order to obtain high-strength fibers, it is necessary to subject the spun fibers to heat treatment for a long period of time, which is a major cause of difficulty in industrial implementation.

本発明者らは、従来の異方性溶融物を形成するポリエス
テルのもつ前記のような欠点を改良し、溶融成形性に優
れ、かつ高物性の成形物を容易に与えうる芳香族ポリエ
ステルを提供すべく鋭意研究を重ねた結果、ナフトキシ
若しくはビンエノキシヒドロキノン、又はナフトキシ若
しくはビンエノキシヒドロキノンとヒドロキシン若しく
は特定のハイドロキノン誘導体、テレフタル酸及びp−
ヒドロキシ安息香酸な所定の割合で共重合させて成る全
芳香族のポリエステルが、その目的に適合しうろことを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
The present inventors have improved the above-mentioned drawbacks of conventional polyesters that form anisotropic melts, and have provided an aromatic polyester that has excellent melt moldability and can easily give molded products with high physical properties. As a result of extensive research, we have found that naphthoxy or binenoxyhydroquinone, or naphthoxy or binenoxyhydroquinone and hydroxyl or certain hydroquinone derivatives, terephthalic acid and p-
It was discovered that a wholly aromatic polyester made by copolymerizing hydroxybenzoic acid at a predetermined ratio is suitable for the purpose, and based on this knowledge, the present invention was completed.

すなわち、本発明は一般式 OO 及び ○ (式中のArはナフチル基又はビフェニル基、Rは水素
原子、塩素原子又はメチル基、kl Z l m及びn
はそれぞれの単位のモル分率であり、これらは klj5:m ・・・(6) の関係を満たすものである) で示される構成単位から実質的に成り、かつ溶融異方性
を有することを特徴とする全芳香族のポリエステルを提
供するものである。
That is, the present invention relates to the general formulas OO and ○ (where Ar is a naphthyl group or a biphenyl group, R is a hydrogen atom, a chlorine atom or a methyl group,
is the mole fraction of each unit, and these satisfy the relationship klj5:m...(6)) and has melting anisotropy. The purpose of the present invention is to provide a fully aromatic polyester with special characteristics.

本発明の全芳香族のポリエステルにおいては、前記一般
式+11のナフトキシ若しくはビフェノキシ置換ヒドロ
キノン単位と一般式(lit)のテレフタル酸単位を含
むことが必要であり、所望に応じて一般式+1)のモル
分率の係までを一般式(11)の置換又は未置換ヒドロ
キノン単位で、また全構成単位の7Dモル係までを一般
式側のp−ヒドロキシ安息香酸単位でそれぞれ置きかえ
ることができるものである。
The wholly aromatic polyester of the present invention needs to contain a naphthoxy- or biphenoxy-substituted hydroquinone unit of the general formula +11 and a terephthalic acid unit of the general formula (lit), and if desired, a mol of the general formula +1). It is possible to replace up to the fractional units with substituted or unsubstituted hydroquinone units of the general formula (11), and up to the 7D molar unit of all structural units can be replaced with p-hydroxybenzoic acid units of the general formula.

本発明の全芳香族のポリエステルを構成する一般式(I
)の単位はナフトキシ若しくはビンエノキシヒドロキシ
ン又はそのジアセテートなどの低級脂肪酸エステルから
誘導することができる。このナフトキシ若しくはビンエ
ノキシヒドロキノンは、例えばブロモヒドロキノンジメ
チルエーテルとナトリウムナフトキシド若しくはビフエ
ノキシドとの反応によp生成するナフトキシ若しくはビ
ンエノキシヒドロキノンジメチルエーテルを加水分解し
て得ることができる。
General formula (I
) units can be derived from lower fatty acid esters such as naphthoxy or binenoxy hydroxynes or their diacetates. This naphthoxy or binenoxyhydroquinone can be obtained, for example, by hydrolyzing naphthoxy or binenoxyhydroquinone dimethyl ether produced by the reaction of bromohydroquinone dimethyl ether with sodium naphthoxide or biphenoxide.

また、一般式(11)の単位は、ヒドロキノン、クロロ
ヒドロキノン、メチルヒドロキシン又はそれらのジアセ
テートなどの低級脂肪酸エステルから誘導することがで
き、一般式(II[lの単位はテレフタル酸、テレフタ
ル酸ジメチル、テレフタル酸ジフェニルなどから誘導す
ることができる。
Further, the unit of the general formula (11) can be derived from a lower fatty acid ester such as hydroquinone, chlorohydroquinone, methylhydroxyne or their diacetate, and the unit of the general formula (II [l unit is terephthalic acid, terephthalic acid It can be derived from dimethyl, diphenyl terephthalate, etc.

さらに、一般式側の単位はp−ヒドロキシ安息香酸、p
−アセトキシ安息香酸、あるいはp−ヒドロキシ安息香
酸フェニルのようなエステル化合物から誘導することが
できる。
Furthermore, the units on the general formula side are p-hydroxybenzoic acid, p
-acetoxybenzoic acid, or ester compounds such as phenyl p-hydroxybenzoate.

本発明の芳香族ポリエステルにおける一般式(I)の単
位は、ポリエステルが過度に結晶性になるのを抑制する
とともに、その融点を低下させる効果を有するので、こ
れを一般式([)の単位で置換する場合、そのモル分率
が大きくなり全ジオール成分の50モル%よシも多くな
ると融点の上昇をもたらし溶融成形が回船になる。した
がって、一般式mの単位の、全ジオール成分に対する割
合は80モル%以上、特に90モル%以上にするのが望
ましい。一般式(11の単位として、具体的にはα−ナ
フトキシヒドロキノン、β−ナフトキシヒドロキノン、
4−ビンエノキシヒドロキノン、3−ビンエノキシヒド
ロキノンなどの単位を挙げることができ、これらの単位
を2種以上組み合わせたものでもよく、場合によっては
これらの単位とフェノキシヒドロキノン単位とを組み合
わせたものであってもよい。
The unit of the general formula (I) in the aromatic polyester of the present invention has the effect of suppressing the excessive crystallinity of the polyester and lowering its melting point, so it can be replaced with the unit of the general formula ([). In the case of substitution, if the molar fraction increases to more than 50 mol% of the total diol component, the melting point increases and melt molding becomes difficult. Therefore, it is desirable that the proportion of the units of general formula m to the total diol component be 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more. General formula (as the unit of 11, specifically α-naphthoxyhydroquinone, β-naphthoxyhydroquinone,
Units such as 4-binenoxyhydroquinone and 3-binenoxyhydroquinone can be mentioned, and two or more of these units may be combined, and in some cases, these units and phenoxyhydroquinone units may be combined. It may be.

また、一般式側の単位は、ポリエステルに適度の流動性
を与える効果があるが、これを含有させる場合には全構
成単位中10モル係以下の割合になるようにすることが
必要である。この割合が70モル%を超えると、p−ヒ
ドロキシ安息香酸のホモポリマーの性格が強くなり、融
点が高くなるため成形性が劣化する。この単位の好適な
金石割合は、全構成単位中5〜40モル係、特に15〜
25モル係の範囲である。他方、ポリエステルのカルボ
ン酸成分を形成する一般式(1+11の単位は、全ジオ
ール成分すなわち一般式(1)及び(11)の単位の合
計モル量とほぼ等しくなるように選ぶのが有利である。
Further, the unit of the general formula has the effect of imparting appropriate fluidity to the polyester, but when it is included, it is necessary to make it a proportion of 10 moles or less in all the structural units. If this proportion exceeds 70 mol%, the homopolymer character of p-hydroxybenzoic acid becomes strong, the melting point becomes high, and the moldability deteriorates. The preferred proportion of goldstone in this unit is 5 to 40 moles, especially 15 to 40 moles in all constituent units.
25 molar range. On the other hand, the units of the general formula (1+11) forming the carboxylic acid component of the polyester are advantageously chosen in such a way that they are approximately equal to the total molar amount of the entire diol component, ie the units of the general formulas (1) and (11).

このようにすれば、未反応成分の混入による成形性その
他の物性の低下を抑制することができる。
In this way, deterioration of moldability and other physical properties due to the incorporation of unreacted components can be suppressed.

本発明の全芳香族のポリエステルは、前記したように一
般式fl) 、 fU) 、 fil及び側で示される
単位から実質的に成るものであるが、所望の物性をそこ
なわない範囲内で、上記以外の単位を含有することもで
きる。このような単位としては、例えばフェノキシレゾ
ルシン単位、レゾルシン単位、メチルレゾルシン単位、
クロロレゾルシン単位、イソンタル酸単位、m−ヒドロ
キシ安息香酸単位、ビスフェノールA単位、1.2−エ
チレンビス(p−カルボキシフェノキシ)単位などを挙
げることができる。これらの単位は、全構成単位中の5
モル係以下、好ましくは6モル係以下まで含有させるこ
とができる。
As mentioned above, the wholly aromatic polyester of the present invention consists essentially of units represented by the general formulas fl), fU), fil, and the sides, but within the range that does not impair the desired physical properties, It can also contain units other than those mentioned above. Such units include, for example, phenoxyresorcin units, resorcin units, methylresorcin units,
Examples include chlororesorcinol units, isontal acid units, m-hydroxybenzoic acid units, bisphenol A units, and 1,2-ethylenebis(p-carboxyphenoxy) units. These units constitute 5 of the total constituent units.
It can be contained up to a molar ratio or less, preferably up to 6 molar ratio.

本発明のポリエステルは溶融異方性を有する点に特徴が
あるが、ここにいう溶融異方性とは、溶融状態において
90° に交さした一対の偏光子を備えた光学系で光を
透過させる性質のことである。
The polyester of the present invention is characterized by having melt anisotropy, which means that in the molten state, light is transmitted through an optical system equipped with a pair of polarizers crossed at 90°. It is the property of causing

この溶融異方性は、成形したままでの高配向性を確保す
る上で必要な性質である。
This melt anisotropy is a necessary property to ensure high orientation in the as-molded state.

本発明のポリエステルの固有粘度〔ηinh;p−クロ
ロフェノール、フェノール、テトンクロロエタン40:
25:35(重量比)の混合溶媒中で測定〕は、重合条
件を変えることにより、通常約0.2以上約20以下の
ものが得られるが、成形性及び成形物の機械的物性の面
から成形前のポリエステルの場合、1.0以上10.0
以下の範囲が好ましい。
Intrinsic viscosity of the polyester of the present invention [ηinh; p-chlorophenol, phenol, tetone chloroethane 40:
25:35 (weight ratio) in a mixed solvent], by changing the polymerization conditions, a value of about 0.2 to about 20 can usually be obtained, but it may be difficult to improve the moldability and mechanical properties of the molded product. In the case of polyester before molding, from 1.0 to 10.0
The following ranges are preferred.

なお、本発明のポリエステルは、いわゆる熱処理により
固相重合をうけたあとでは、著しく大きい固有粘度にな
ったり、前記の混合溶媒に溶けなくなったシすることが
あるが、このようなポリエステルも本発明のポリエステ
ルの1実施態様である。
Note that after the polyester of the present invention undergoes solid phase polymerization through so-called heat treatment, it may have a significantly high intrinsic viscosity or may become insoluble in the above-mentioned mixed solvent. is one embodiment of the polyester.

本発明のポリエステルは通常、(1)ナフトキシ若しく
はビンエノキシヒドロキノンジアセテート、又はそれと
ヒドロキシンジアセテート若しくはそのメチル、クロル
置換体、テレフタル酸、p−アセトキシ安息香酸を混合
し、加熱、かきまぜながら脱酢酸重縮合反応を行う方法
、(11)ナンドキシ若しくはビフエノキシヒドロキシ
ン、又はそれとヒドロキシン若しくはそのメチル、クロ
ル置換体、テレフタル酸ジフェニル、p−ヒドロキシ安
息香酸フェニルを混合し、加熱、かきまぜながら脱フエ
ノール重縮合反応を行う方法などによって製造される。
The polyester of the present invention is usually prepared by mixing (1) naphthoxy or binenoxyhydroquinone diacetate, or hydroxyne diacetate or its methyl or chloro substituted product, terephthalic acid, or p-acetoxybenzoic acid, and then removing acetic acid while heating and stirring. A method for carrying out a polycondensation reaction, (11) Mixing nandoxy or biphenoxy hydroxyne, or hydroxyl or its methyl or chloro substituted product, diphenyl terephthalate, or phenyl p-hydroxybenzoate, and removing phenol while heating and stirring. Manufactured by methods such as polycondensation reactions.

前記(i)の方法についてさらに具体的に示すと、ナフ
トキシ若しくはビンエノキシヒドロキノンジアセテート
、又はそれとヒドロキシンジアセテート若しくはそのメ
チル、クロル置換体、テレフタル酸、p−アセトキシ安
息香酸を、かきまぜ機、窒素ガス導入管、減圧蒸留装置
を備えた重合反応器に仕込み、窒素を流しながら200
〜350℃の温度で5分〜4時間かきまぜながら加熱し
て反応させる。その後後々に減圧し、0゜1 torr
〜2.0torrの減圧下で280〜350℃の温度で
1分〜4時間重縮合反応を行ってポリエステルを得る。
To be more specific about the method (i) above, naphthoxy or binenoxyhydroquinone diacetate, or hydroxyne diacetate or its methyl or chloro substituted product, terephthalic acid, p-acetoxybenzoic acid are mixed in a stirrer, nitrogen It was charged into a polymerization reactor equipped with a gas introduction pipe and a vacuum distillation device, and heated for 200 min while flowing nitrogen.
Heat and react at a temperature of ~350°C for 5 minutes to 4 hours with stirring. After that, the pressure will be reduced to 0゜1 torr.
A polyester is obtained by carrying out a polycondensation reaction at a temperature of 280 to 350° C. for 1 minute to 4 hours under a reduced pressure of 2.0 torr.

この反応の際に、アンチモンやゲルマニウムの化合物な
どの重縮合触媒、リン化合物などの安定剤、酸化チタン
などのつや消し剤などを反応開始から終了までの任意の
時点で加えることができる。
During this reaction, a polycondensation catalyst such as an antimony or germanium compound, a stabilizer such as a phosphorus compound, a matting agent such as titanium oxide, etc. can be added at any time from the start to the end of the reaction.

このようにして得られたポリエステル溶融物は、そのま
ま繊維などに溶融成形することもできるし冷却固化させ
、いわゆるチップ状や粉状などにしたのち、再溶融して
成形することもできる。また固化したポリマーを溶融温
度以下で真空下又は不活性雰囲気下に固相重合を行って
重合度を上昇させることもできる。
The polyester melt thus obtained can be directly melt-molded into fibers or the like, or it can be cooled and solidified to form so-called chips or powder, and then re-melted and molded. The degree of polymerization can also be increased by subjecting the solidified polymer to solid phase polymerization at a temperature below its melting temperature under vacuum or in an inert atmosphere.

成形前の本発明のポリエステルの融点は約2800C以
上、約380℃以下の範囲にあるものが好ましく、さら
に好ましくは350℃以下である。ここで融点はDSC
又はDTAなどの熱分析により吸熱ピークとして観測す
ることが可能であるが、次に示す測定法による軟化点と
もほぼ一致しており、この方法で融点を推定してもよい
。すなわち、カバーガラスの間に薄片状試料をはさみ、
偏光顕微鏡で観察しながら、約り0℃/分の昇温速度で
試料を加熱し、流動開示する温度(軟化点)を測定して
融点を推定する。
The melting point of the polyester of the present invention before molding is preferably in the range of about 2800C or more and about 380C or less, more preferably 350C or less. Here, the melting point is DSC
Alternatively, it can be observed as an endothermic peak by thermal analysis such as DTA, but it also almost matches the softening point measured by the following measurement method, and the melting point may be estimated by this method. That is, sandwiching a flaky sample between cover glasses,
The sample is heated at a heating rate of about 0° C./min while being observed with a polarizing microscope, and the melting point is estimated by measuring the temperature at which it begins to flow (softening point).

本発明のポリエステルは、例えば繊維、フィルム、テー
プ、樹脂などに公知の方法を用いて容易に成形すること
ができる。繊維を製造する場合には、通常の溶融紡糸方
法が用いられる。すなわち、押出機を用いてポリエステ
ルを軟化点以上、約400℃以下の温度で、1個又は複
数のオリフィスを有する紡糸口金から押出す。このオリ
フィス径は通常0.08〜1.0騎のものが用いられる
。このようにして押出されたポリエステル溶融物は、紡
口下で急冷されるか、又は紡口下に加熱筒あるいは保温
筒などによって設けられた高温雰囲気を通過したのち、
冷却固化して繊維として巻き取られる。この際のドラフ
ト率は通常1.2〜1000、巻取速度は30〜500
0 m1分の範囲が好ましい。
The polyester of the present invention can be easily formed into fibers, films, tapes, resins, etc. using known methods. When producing fibers, conventional melt spinning methods are used. That is, an extruder is used to extrude the polyester from a spinneret having one or more orifices at a temperature above the softening point and below about 400°C. The diameter of this orifice is usually 0.08 to 1.0 mm. The polyester melt extruded in this way is either rapidly cooled under the spinneret, or passed through a high-temperature atmosphere provided under the spinneret by a heating tube or a heat-insulating tube.
It is cooled and solidified and wound up as fiber. The draft rate at this time is usually 1.2 to 1000, and the winding speed is 30 to 500.
A range of 0 m1 min is preferable.

このようにして得られたポリエステル繊維は高いモジ−
ラスを有し、そのままで用いることもできるし、さらに
熱処理を行って強度を上昇させることもできる。
The polyester fiber thus obtained has a high modulus.
It has laths and can be used as is, or can be further heat treated to increase its strength.

この熱処理は無張力下又は若干の張力をかけた状態で行
われ、繊維の構造破壊が起きるような高張力下で行われ
るのは好ましくないが、それ以下の張力下では影響は少
ない。また熱処理に際して、必要に応じメルク、グラフ
ァイトなどの融着防止剤を付着させてもよい。さらに、
酸素によるポリエステルの分解を防ぎ、重合反応によっ
て生じる揮発性生成物を除去するために、10 tor
r以下の真空下又は窒素やアルゴンなどの不活性ガスを
断続的若しくは連続的に流した状態で行う。熱処理温度
は通常繊維の軟化点以下数十塵の温度範囲で行われるが
、熱処理の進行に伴って一般に軟化点は上昇していくの
で、熱処理温度を段階的に上昇させてもよい。また、熱
処理は一般に数分〜24時間程度の範囲内で行われるが
、本発明のポリエステルにおいては熱処理による重合度
や繊維強度の上昇速度が極めて大きいことから、数分〜
2時間程度が選ばれる。
This heat treatment is carried out under no tension or under a slight tension, and it is not preferable to carry out the heat treatment under a high tension that would cause structural destruction of the fibers, but under a tension lower than that, the effect is small. Further, during the heat treatment, an anti-fusing agent such as Merck or graphite may be attached if necessary. moreover,
10 tor to prevent the decomposition of the polyester by oxygen and to remove volatile products produced by the polymerization reaction.
It is carried out under a vacuum of less than r or under an inert gas such as nitrogen or argon flowing intermittently or continuously. The heat treatment temperature is usually carried out in a temperature range of several tens of degrees below the softening point of the fibers, but since the softening point generally increases as the heat treatment progresses, the heat treatment temperature may be increased in stages. In addition, heat treatment is generally carried out within a range of several minutes to 24 hours, but in the polyester of the present invention, the rate of increase in the degree of polymerization and fiber strength due to heat treatment is extremely large.
Approximately 2 hours will be selected.

また、繊維以外のフィルム、テープ、樹脂成形物などの
場合においても、前記の繊維の場合と同様に成形、熱処
理される。
Furthermore, in the case of films, tapes, resin moldings, etc. other than fibers, they are molded and heat treated in the same manner as in the case of fibers.

本発明のポリエステルは、主鎖がp−配向のベンゼン環
及びエステル結合のみから構成される全芳香族のポリエ
ステルとしては、溶融成形に適した異例に低い融点を有
し、かつ溶融状態における流動性が極めて良好であり、
したがって溶融成形を極めて円滑に行いうるという優れ
た特徴をもっている。また、本発明のポリエステルから
溶融紡糸した繊維は、極めて短時間、例えば1時間以内
の熱処理によって2 o 17 / d以上の高強度の
ものが得られるように、熱処理による強度上昇速度が極
めて大きいため、従来工業的実施が困難である一犬要因
とされていた長時間の問題は容易に解決される。
The polyester of the present invention has an unusually low melting point suitable for melt molding for a wholly aromatic polyester whose main chain is composed only of p-oriented benzene rings and ester bonds, and has fluidity in the molten state. is extremely good,
Therefore, it has an excellent feature of being able to perform melt molding extremely smoothly. In addition, the fibers melt-spun from the polyester of the present invention have an extremely high rate of increase in strength due to heat treatment, so that a high strength of 2 o 17 / d or more can be obtained by heat treatment in an extremely short time, for example, within one hour. , the long-time problem, which was conventionally considered to be a one-dog factor that was difficult to implement industrially, can be easily solved.

このような熱処理による物性の改善は、本発明のポリエ
ステルをフィルムやシート、その他の成形物に加工した
ときも、タフネス、引張強度、衝撃強度、引裂強度、耐
熱性などを改善するものとして期待できる。
Such improvements in physical properties through heat treatment can be expected to improve toughness, tensile strength, impact strength, tear strength, heat resistance, etc. when the polyester of the present invention is processed into films, sheets, and other molded products. .

本発明のポリエステルは、これに比較的類似した分子構
造をもつ従来のポリマー(特開昭53−65421号公
報に提案されているポリマー)と比較して、熱処理によ
る成形品の強度の上昇速度が著しく太きい。この理由に
ついては明確ではないが、フェノキシ基が熱運動性やエ
ステル結合形成性分子末端の反応性への影響の点で特異
であることが考えられる。
The polyester of the present invention has a faster rate of increase in the strength of molded products by heat treatment than conventional polymers (the polymer proposed in JP-A-53-65421) that have a relatively similar molecular structure. It's noticeably thick. Although the reason for this is not clear, it is thought that the phenoxy group is unique in its influence on thermal mobility and the reactivity of the ester bond-forming molecular terminal.

本発明のポリエステルのもう一つの特徴は、高温下にお
いても酸化劣化を受けにくい点にある。
Another feature of the polyester of the present invention is that it is resistant to oxidative deterioration even at high temperatures.

このような特徴により、例えば酸素を含有する雰囲気中
で熱処理したとき、従来公知のポリエステルから成る成
形品では強度や伸度の改善が期待できないのに対し、本
発明のポリエステルを用いた成形品ではそれらの改善が
可能であって、工業的に実施するのに極めて有利である
Due to these characteristics, for example, when heat-treated in an oxygen-containing atmosphere, molded products made of conventionally known polyester cannot be expected to improve in strength or elongation, whereas molded products made using the polyester of the present invention cannot be expected to improve their strength or elongation. Their improvement is possible and extremely advantageous for industrial implementation.

本発明のポリエステルの他の特徴は、その成形品、例え
ば繊維が大きな強度、比較的大きな伸度、大きなタフネ
ス、極めて大きな結節強度をもっている点にあり、また
、成形品は、前記のように室温における物性が優れてい
るのみだけでなく、高温における物性、例えば150℃
の温度における強度やモジュラスに優れている点にある
。このような特徴は、成形品を熱処理し、これによって
軟化点や重合度を上昇させたときに十分に発揮される。
Another feature of the polyester of the present invention is that its molded articles, such as fibers, have high strength, relatively high elongation, high toughness, and extremely high knot strength; It not only has excellent physical properties at high temperatures, but also has excellent physical properties at high temperatures, such as 150°C.
It has excellent strength and modulus at temperatures of These characteristics are fully exhibited when the molded article is heat treated to increase its softening point and degree of polymerization.

本発明のポリエステルから成る成形品における高温物性
の優秀さは、例えば150℃の温度における弾性率と室
温における弾性率との比が、後述の実施例1における熱
処理繊維の場合0.46であるのに対し、特開昭54−
77691号公報の実施例1を追試した熱処理繊維の場
合、0.26 であったことから、容易に理解されつる
The excellent high-temperature physical properties of the molded article made of the polyester of the present invention can be explained by the fact that, for example, the ratio of the elastic modulus at a temperature of 150°C to the elastic modulus at room temperature is 0.46 in the case of the heat-treated fiber in Example 1 described below. In contrast, Japanese Patent Application Publication No. 1983-
In the case of the heat-treated fibers tested in Example 1 of Publication No. 77691, the value was 0.26, which is easily understood.

本発明のポリエステルは、前記のような種々の特徴を有
しているので、例えばタイヤコードなはじめとした補強
用繊維や、フィルム、樹脂など、主に産業用資材用途に
使用することができる。
Since the polyester of the present invention has the various characteristics described above, it can be used mainly for industrial materials such as reinforcing fibers such as tire cords, films, and resins.

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 重合工程 α−ナンドキシヒドロキノンジアセテート77゜3fl
 (0,23モル)、テレフタル酸54.71 (0,
22モル)、p−アセトキシ安息香酸12.8 g (
0,07モル)を、かきまぜ機、減圧蒸留装置を取付け
た重合反応器に仕込み、窒素気流中、かきまぜながら8
0分間で320℃に昇温し、320℃で20分間反応せ
しめた。さらに5分間かけて徐々に減圧し、次いで減圧
度0.2 torrで30分間反応を行った。
Example 1 Polymerization step α-Nandoxyhydroquinone diacetate 77°3fl
(0.23 mol), terephthalic acid 54.71 (0,
22 mol), p-acetoxybenzoic acid 12.8 g (
0.07 mol) was charged into a polymerization reactor equipped with a stirrer and a vacuum distillation device, and 8 mol was added while stirring in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 320°C in 0 minutes, and the reaction was carried out at 320°C for 20 minutes. The pressure was gradually reduced over a further 5 minutes, and then the reaction was carried out for 30 minutes at a reduced pressure of 0.2 torr.

反応終了後、窒素を導入して系を常圧に戻し、ポリエス
テル溶融物を取り出し、急冷固化させたのち、クラッシ
ャーで粉砕し、チップ化した。
After the reaction was completed, nitrogen was introduced to return the system to normal pressure, and the polyester melt was taken out, rapidly cooled and solidified, and then crushed with a crusher to form chips.

このようにして得たポリエステルの元素分析値を次に示
す。
The elemental analysis values of the polyester thus obtained are shown below.

実測値i 075.2% 、H3,6%理論値; O7
4,9% 、H3,6%臭化カリ錠剤法で測定した赤外
吸収スペクトルからポリエステルの生成が確認された。
Actual value i 075.2%, H3,6% theoretical value; O7
The formation of polyester was confirmed from the infrared absorption spectrum measured by the 4.9% and H3.6% potassium bromide tablet method.

このポリエステルの示差熱分析(DTA )チャートは
、280°Cに小さな溶融吸熱ピークを有し、熱重量分
析(TG )によってめた分解温度は420°Cであっ
た。また、軟化点は290°Cであり、溶融状態で光学
異方性を示した。固有粘度は1.31で、320℃にお
ける溶融粘度は35ボイズであった。
The differential thermal analysis (DTA) chart of this polyester had a small melting endothermic peak at 280°C, and the decomposition temperature determined by thermogravimetric analysis (TG) was 420°C. Further, the softening point was 290°C, and it exhibited optical anisotropy in a molten state. The intrinsic viscosity was 1.31, and the melt viscosity at 320°C was 35 voids.

紡糸工程 得られたチップを180℃で8時間減圧乾燥したのち、
スクリュー直径25間の押出機及び紡口径0゜25關、
ホール数6個の紡糸孔を備えた溶融紡糸装置を用いて紡
糸孔温度320℃で押出し、毎分650mの速度で巻き
取った。得られたポリエステル繊維は単糸デニール11
.2、強度1,7,9/d、伸度0.8%、初期モジュ
ラス276g/dであった。
Spinning process After drying the obtained chips under reduced pressure at 180°C for 8 hours,
Extruder with screw diameter of 25mm and spinneret diameter of 0°25mm,
It was extruded at a spinning hole temperature of 320° C. using a melt spinning device equipped with six spinning holes, and wound up at a speed of 650 m/min. The obtained polyester fiber has a single yarn denier of 11
.. 2. Strength was 1.7.9/d, elongation was 0.8%, and initial modulus was 276 g/d.

熱処理工程 内容積10j?の円筒型フラスコの中に繊維を入れ、窒
素を毎分21流しながら、25分間で285℃まで昇温
し、さらに20分間285℃で熱処理した。得られた熱
処理系は強度18.8 g/d1 伸度6.0%、初期
モジュラス265I/dであり、短時間の熱処理で強度
及び伸度が著しく上昇していた。
Heat treatment process volume 10j? The fibers were placed in a cylindrical flask, heated to 285°C for 25 minutes while nitrogen was flowing at 21/min, and then heat-treated at 285°C for an additional 20 minutes. The resulting heat-treated system had a strength of 18.8 g/d1, an elongation of 6.0%, and an initial modulus of 265 I/d, and the strength and elongation were significantly increased by a short heat treatment.

比較例1 本比較例で、特開昭55−65421号公報に記載され
たフェニルヒドロキシン残基及びテレフタル酸残基から
構成されるポリエステルから得られた繊維が、熱処理に
よる強度上昇速度において、本発明のポリエステルから
得られた繊維に比較して劣ることを例示する。
Comparative Example 1 In this comparative example, fibers obtained from a polyester composed of phenylhydroxyl residues and terephthalic acid residues described in JP-A No. 55-65421 showed a rate of increase in strength due to heat treatment. This illustrates its inferiority compared to fibers obtained from the inventive polyester.

フェニルヒドロキノンジアセテ−) 1309(0,4
8モル)、テレフタル酸761/ (0,46モル)か
ら、実施例1と同様な方法でポリエステルを得た。この
ポリエステルの軟化点は340℃、固有粘度は2゜1で
あった。このポリエステルを実施例1と同じ溶融紡糸装
置で、紡糸孔温度350℃で押出し、毎分73mで巻き
取った。得られたポリエステル繊維は単糸デニール18
、強度1,1 j)/d、伸度0.4%、初期モジュラ
ス322y/dであった。このポリエステル繊維を実施
例1と同様な装置を用いて330’Cで1時間、6時間
及び14時間熱処理した繊維の強度はそれぞれ5.sy
/d、16.99/d、18.2 fl/dであり、実
施例1のポリエステル繊維に比較して熱処理による強度
上昇速度が遅い。
phenylhydroquinone diacetate) 1309 (0,4
Polyester was obtained in the same manner as in Example 1 from terephthalic acid 761/(0.46 mol). This polyester had a softening point of 340°C and an intrinsic viscosity of 2°1. This polyester was extruded using the same melt spinning apparatus as in Example 1 at a spinning hole temperature of 350° C. and wound at a speed of 73 m/min. The obtained polyester fiber has a single yarn denier of 18
, strength 1.1 j)/d, elongation 0.4%, and initial modulus 322 y/d. This polyester fiber was heat-treated at 330'C for 1 hour, 6 hours, and 14 hours using the same equipment as in Example 1, and the strength of the fiber was 5. sy
/d, 16.99/d, and 18.2 fl/d, and the rate of increase in strength due to heat treatment is slower than that of the polyester fiber of Example 1.

実施例2.3 実施例1と同様にして、モノマー及びモノマー組成比の
異なるポリエステルを製造した。これらのポリエステル
の軟化点、固有粘度及び元素分析値を次表に示す。
Example 2.3 Polyesters having different monomers and monomer composition ratios were produced in the same manner as in Example 1. The softening point, intrinsic viscosity, and elemental analysis values of these polyesters are shown in the following table.

コレラのポリエステルは、いずれも溶融異方性を示し、
重合装置から取り出したとき、曳糸性を有していた。
All cholera polyesters exhibit melt anisotropy;
When taken out from the polymerization apparatus, it had stringability.

/′ / / / //′ / / / /

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1一般式 (式中のArはナフチル基又はビフェニル基、Rは水素
原子、塩素原子又はメチル基、k、 t!、m及びnは
それぞれの単位のモル分率であり、これらは k+l k+lキm の関係を満たすものである) で示される構成単位から実質的に成り、かつ溶融異方性
を有することを特徴とする全芳香族のポリエステル。 請求の範囲第1項記載の全芳香族のポリエステル。
[Claims] 1 General formula (in the formula, Ar is a naphthyl group or a biphenyl group, R is a hydrogen atom, a chlorine atom, or a methyl group, and k, t!, m and n are the mole fraction of each unit. , these satisfy the relationship k+l k+l km ) A wholly aromatic polyester characterized by having melt anisotropy and consisting essentially of structural units represented by the formula: k+l k+l km . The wholly aromatic polyester according to claim 1.
JP23756183A 1983-12-16 1983-12-16 Aromatic polyester Pending JPS60130619A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0323126A2 (en) * 1987-12-24 1989-07-05 Montedison S.p.A. Liquid-crystalline, thermotropic aromatic polyesters

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0323126A2 (en) * 1987-12-24 1989-07-05 Montedison S.p.A. Liquid-crystalline, thermotropic aromatic polyesters

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