JPS60199028A - Novel polyester - Google Patents

Novel polyester

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JPS60199028A
JPS60199028A JP5645384A JP5645384A JPS60199028A JP S60199028 A JPS60199028 A JP S60199028A JP 5645384 A JP5645384 A JP 5645384A JP 5645384 A JP5645384 A JP 5645384A JP S60199028 A JPS60199028 A JP S60199028A
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JP
Japan
Prior art keywords
polyester
units
formula
fibers
strength
Prior art date
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Pending
Application number
JP5645384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fujiwara
隆 藤原
Hideo Kasatani
秀雄 笠谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd, Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP5645384A priority Critical patent/JPS60199028A/en
Publication of JPS60199028A publication Critical patent/JPS60199028A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:A novel polyester useful as reinforcing fibers, etc., having improved melt molding properties and thermal mechanical properties, obtained by polymerizing phenylhydroquinone with a 4,4'-biphenol, a terephthalic acid and a p- hydroxybenzoic acid in a specific composition. CONSTITUTION:(A) Phenylhydroquinone or diacetate is polymerized with (B) 4,4'-biphenol (e.g., 2,2'-dimethyl-4,4'-biphenol, etc.), (C) a terephthalic acid (e.g., dimethyl terephthalate, etc.) and (D) a p-hydroxybenzoic acid (e.g., phenyl p- hydroxybenzoate, etc.). to give the desired polymer consisting of structural units shown by the formula I (k is molar fraction), formula II (R and R' are H, methyl, or ethyl; X and X' are 1-4 interger; l is molar fraction), formula III (m is molar fraction), and formula IV (n is molar fraction), and molar fractions of the structural units satisfying the equations shown by the formula V-formula VII.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なポリエステル、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容易に与えうる芳香族ポリエ
ステルに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a novel polyester, more specifically, a polyester in which all the structural units are aromatic, which has good melt moldability and can easily give molded products with excellent physical properties. It concerns polyester.

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
パ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シ複
維であシ、高価格であるため、使用範囲が特殊な用途に
限られている。
Aramid fibers such as polyparaphenylene 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 the manufacturing process for each fiber is simple and complex, and they are expensive, so they are only used for special purposes. limited.

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15 f/d以上の高強度を有する繊維が得
られることであるC特開昭50−157619号公報、
特開昭54−77691号公報など)。
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. ing. 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 period of time, for example, several hours to several tens of hours, a fiber having a high strength of 15 f/d or more can be obtained. C JP-A No. 50-157619 which is obtained,
JP-A No. 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リエステルは、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
ニルヒドロキノン単位とテレフタル酸単位とから成る成
形可能な全芳香族ポリエステルが提案(特開昭53−6
5421号公報)されているが、このポリエステルも融
点が高く、成形に関して必ずしも満足しうるものではな
く、また高強度の繊維を得るためには、紡糸した繊維を
長時間にわたり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。
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 polyesters are generally difficult to mold in many cases because of their high melting points. For example, a moldable wholly aromatic polyester consisting of phenylhydroquinone units and terephthalic acid units was proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 53-6
5421), but this polyester also has a high melting point and is not necessarily satisfactory for molding, and in order to obtain high-strength fibers, it is necessary to heat-treat the spun fibers for a long time. This is a major cause of difficulty in industrial implementation.

ところで、フェニルヒドロキノン単位を主成分とするポ
リエステルとしては、前記の特開昭53−65421号
公報に記載されているもの以外に種々のポリエステルが
知られている。例えばフェニルヒドロキノン単位、ヒド
ロキシン単位及びテレフタル酸単位から成るコポリエス
テル(特開昭56−84718号公報)、フェニルヒド
ロキノン単位、テレフタル酸単位及びp−ヒドロτ゛シ
安息香酸単位から成るコポリエステル(IP!f表昭5
5−500215号公報)が提案されている。しかしな
がら、前者は融点が330℃以上と高くて成形が困難で
あシ、また後者においては、共重合比率の選択によシ融
点ヲ300℃前後の成形しやすいレベルにまで引下ける
ことが可能であるものの、同時に軟化点が大幅に低下す
るために、いったん成形(紡糸)した成形品(繊維)を
熱処理する際に、変形や収縮が生じたり、あるいは融着
したりするなどの問題が生じて好ましくない。また、フ
ェニルヒドロキノン単位とテレフタル酸単位とから成る
ポリエステルのテレフタル酸単位の一部又は全部’i4
.4’−ジフェニルジカルボン酸単位で置換したポリエ
ステル(特開昭58−194919号公報)、フェニル
ヒドロキノン単位と1.2−ビス(フェノキシ)エタン
−4,4′−ジカルボン酸本位とから成るポリエステル
(特開昭58−194920号公報)が提案されている
。しかしながら、前者の提案においては、4.4′−ジ
フェニルンカルポン酸単位の置換率によって融点を成形
し7やすい範囲にまで変化させうろことが示されている
ものの、このポリエステルの場合も熱処理による機械的
性質の改善速度が小さいという欠点は依然として解決さ
れておらず、一方後名のポリエステルにおいては、融点
が約235℃と低く、その成形物の高温下(例えば15
0℃)における性能が芳しくないことが容易に推定され
る。
By the way, various polyesters other than those described in JP-A-53-65421 are known as polyesters containing phenylhydroquinone units as a main component. For example, a copolyester consisting of phenylhydroquinone units, hydroxyl units, and terephthalic acid units (JP-A-56-84718), a copolyester consisting of phenylhydroquinone units, terephthalic acid units, and p-hydro[tau]cybenzoic acid units (IP !f table show 5
5-500215) has been proposed. However, the former has a high melting point of 330°C or higher, making it difficult to mold, while in the latter, by selecting the copolymerization ratio, it is possible to lower the melting point to a level around 300°C, which is easy to mold. However, at the same time, the softening point is significantly lowered, which causes problems such as deformation, shrinkage, or fusion when heat treating the molded (spun) product (fiber). I don't like it. In addition, part or all of the terephthalic acid units of the polyester consisting of phenylhydroquinone units and terephthalic acid units 'i4
.. Polyesters substituted with 4'-diphenyldicarboxylic acid units (Japanese Unexamined Patent Publication No. 194919/1982), polyesters containing phenylhydroquinone units and 1,2-bis(phenoxy)ethane-4,4'-dicarboxylic acid groups (specially (Kokai No. 58-194920) has been proposed. However, in the former proposal, it is shown that the melting point can be changed to a range where it is easy to mold by changing the substitution rate of 4,4'-diphenylcarboxylic acid units, but in the case of this polyester, heat treatment also The disadvantage of slow improvement rate of mechanical properties remains unresolved. On the other hand, the polyester mentioned below has a low melting point of about 235°C, and its moldings cannot be heated at high temperatures (for example, 15
It is easily estimated that the performance at 0° C.) is poor.

サラニ、フェニルヒドロキノン単位、tert −フェ
ルヒドロキシン単位及びテレフタル酸単位カラ成ルコボ
リエスアルも開示されている(米国特許第423860
0 号明細書)。しかしながら、このものは融点が約3
70℃であって成形しにくいという欠点を有している。
Salani, phenylhydroquinone units, tert-ferhydroxyne units and terephthalic acid units have also been disclosed (U.S. Pat. No. 4,238,600).
No. 0 specification). However, this material has a melting point of about 3
It has the disadvantage that it is difficult to mold at 70°C.

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全容易に与えうるポリエステル
を提供すべく鋭意研究を重ネタ結果、フェニルヒドロキ
ノン、4.4’−ビフェノール類、テレフタル酸及びp
−ヒドロキシ安息香酸を所定の割合で共重合させて成る
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 aimed to improve the above-mentioned drawbacks of conventional polyesters that form anisotropic melts, and to provide a polyester that has excellent melt moldability and can be easily formed into molded products with high physical properties. As a result of intensive research, phenylhydroquinone, 4,4'-biphenols, terephthalic acid and
It was discovered that a polyester formed by copolymerizing -hydroxybenzoic acid in 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 %式% : (式中のR、R’は水素原子、メチル基又はエチル基、
x 、 x’は1〜4の整数、k、1.m及びnはそれ
ぞれの単位のモル分率であり、これらは0.95 m 
< k + 1≦1.05 m −−−(2)の関係を
満たすものである) で示される構造単位から実質的に成るポリニスデルを提
供するものである。
That is, the present invention is based on the general formula %: (wherein R and R' are hydrogen atoms, methyl groups, or ethyl groups,
x, x' are integers from 1 to 4, k, 1. m and n are the mole fractions of the respective units, which are 0.95 m
< k + 1 ≦ 1.05 m --- satisfies the relationship (2)).

本発明のポリエステルを構成する一般式(11の単位は
フェニル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できる。また、一般式(It)
の単位は、4,4′−ビフェノール、2.2’−ジメチ
ル−4,4′−ビフェノール、2.2’、6.6’−テ
トラメチル−4,4′−ビフェノール、2.2’、6.
6’−テトラエチル−4,4′−ビフェノール又はそれ
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、一般式側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。
The general formula (11 units can be derived from lower fatty acid esters such as phenylhydroxyne or its diacetate) constituting the polyester of the present invention, and the general formula (It)
The units are 4,4'-biphenol, 2,2'-dimethyl-4,4'-biphenol, 2.2', 6.6'-tetramethyl-4,4'-biphenol, 2.2', 6.
It can be derived from lower fatty acid esters such as 6'-tetraethyl-4,4'-biphenol or their diacetates, and the units on the general formula side can be derived from terephthalic acid, dimethyl terephthalate, diphenyl terephthalate, etc. can.

さらに、一般式帖の単位は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 of the general formula are p-hydroxybenzoic acid, p
-acetoxybenzoic acid, or ester compounds such as phenyl p-hydroxybenzoate.

本発明のポリエステルにおいては、一般式(1)で示さ
れる単位と一般式(nlで示される単位との含有比率が
極めて重要であって、両者の合計に対する一般式(1)
で示される単位のモル分率は0.3〜o、75の範囲内
にあることが必要である。このモル分率が0.3未満で
はポリエステルの融点が高くて溶融成形が困難であり、
一方0.75を超えると、一般式帖の単位を欠く場合に
ポリエステルの融点が高くなりすぎて溶融成形が困難と
なる上に、溶融重合で得られるポリエステルの重合度が
一般に小さくなり、その結果、成形(又は紡糸)したま
まの成形品(繊維)の強度などが小さくて取扱いにくい
、ポリマーの耐薬品性が劣る、高モジュラスの繊維が得
られない、成形品(繊維)の線膨張率が太きいなどの欠
点が生じ、そして何よりも本発明の特徴である繊維の熱
処理による同相重合とそれに基づく強伸度の増大速度が
大きいという長所が失われる。したがって、一般式(1
)の単位と一般式(■)の単位との合計に対する一般式
(1)の単位のモル分率は、0.5〜0.7の範囲内に
あることがより好ましい。
In the polyester of the present invention, the content ratio of the units represented by the general formula (1) and the units represented by the general formula (nl) is extremely important;
It is necessary that the molar fraction of the units represented by is in the range of 0.3 to 75. If this molar fraction is less than 0.3, the melting point of the polyester is high and melt molding is difficult.
On the other hand, if it exceeds 0.75, the melting point of the polyester becomes too high and melt molding becomes difficult when the general formula unit is missing, and the degree of polymerization of the polyester obtained by melt polymerization generally becomes small. , The strength of the molded product (fiber) as formed (or spun) is low and difficult to handle, the chemical resistance of the polymer is poor, high modulus fibers cannot be obtained, the linear expansion coefficient of the molded product (fiber) is low. This results in drawbacks such as thick fibers, and above all, the advantage of the present invention, which is the in-phase polymerization by heat treatment of the fibers and the high rate of increase in strength and elongation based thereon, is lost. Therefore, the general formula (1
It is more preferable that the molar fraction of the units of general formula (1) to the total of the units of ) and the units of general formula (■) is within the range of 0.5 to 0.7.

また、一般式11V)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40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40モルチを超えると
、本発明のポリエステルの特徴である成形品の固相重合
速度が大きいという長所が失われる。この単位の好適な
含有割合は、全構成単位中30モル係以下、特にlO〜
25モル係の範囲である。
In addition, the unit of general formula 11V) has the effect of imparting appropriate fluidity to polyester, but when it is included, it is necessary to make it a proportion of 40 moles or less in all structural units. be. If this ratio exceeds 40 moles, the advantage of the polyester of the present invention, which is the high solid state polymerization rate of molded products, is lost. The preferred content ratio of this unit is 30 molar or less in all structural units, especially 1O~
25 molar range.

さらK、本発明の全ジオール成分すなわち一般式(1)
及び([l)の単位の合計モル景は、ポリエステルのカ
ルボン酸成分を形成する一般式釦の単位の95〜105
モル係の範囲になるように含有させることが必要であり
、好ましくけ97〜103モルチ、さらに好ましくは9
8〜102モル係の範囲になるように含有させることが
望ましい。このようにすれば、繊維、フィルム、シート
、射出成形品などの成形品の性能を望ましいレベルに確
保するのに必要な重合度を有するポリエステルが得られ
る。
Furthermore, K, all diol components of the present invention, that is, general formula (1)
The total molar figure of the units of and ([l) is 95 to 105 of the units of the general formula button forming the carboxylic acid component of the polyester.
It is necessary to contain it in a molar range, preferably 97 to 103 mol, more preferably 9
It is desirable to contain it in a range of 8 to 102 molar ratios. In this way, a polyester having a degree of polymerization necessary to ensure the desired level of performance of molded articles such as fibers, films, sheets, and injection molded articles can be obtained.

本発明のポリエステルは、前記したように一般式(1)
 、 Ql) 、 (Ill)及びV)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
As described above, the polyester of the present invention has the general formula (1)
, Ql) , (Ill) and V), but may contain units other than those mentioned above within a range that does not impair the desired physical properties.

このような単位としては、例えばフェニルレゾルシン単
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、インフタル酸単位、m −ヒ)’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−カルボキシフエノキシ)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3モル係以下まで含有させることが
できる。
Examples of such units include phenylresorcin units, resorcin units, methylresorcin units, chlororesorcin units, inphthalic acid units, m-hy)'roxybenzoic acid units, bisphenol A units, 1,2-ethylenebis(p- carboxyphenoxy) units, etc. These units can be contained up to 5 mol or less, preferably 3 mol or less in all the structural units.

本発明のポリエステルは溶融させた際に光学異方性を示
す。ここにいう溶融光学異方性とけ、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 exhibits optical anisotropy when melted. The melt optical anisotropy referred to herein refers to the property of allowing light to pass through an optical system equipped with a pair of polarizers crossed at 90° in the melted state.

この溶融光学異方性は、成形したままでの高配向性と密
接な関連をもっている。
This melt optical anisotropy is closely related to the high degree of orientation in the as-molded state.

本発明のポリエステルの固有粘度〔η1n)1 * p
−クロロフェノール、フェノール、テトラクロロエタン
40 : 25 : 35 (重量化)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 [η1n) 1 * p
- measured in a mixed solvent of chlorophenol, phenol, and tetrachloroethane 40:25:35 (by weight)] is usually about 0.2 by changing the polymerization conditions.
As mentioned above, a polyester of about 20 or less can be obtained, but from the viewpoint of moldability and mechanical properties of the molded product, in the case of polyester before molding, 1
.. The range is preferably 0 or more and 10.0 or less.

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々〈なったりすることが
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。
The polyester of the present invention may have a significantly high intrinsic viscosity or may become poorly soluble in the above-mentioned mixed solvent after undergoing solid phase polymerization through so-called heat treatment, but such polyesters may also be subject to the present invention. Figure 1 is one embodiment of the polyester of the invention.

本発明のポリエステルは通常、(1)ノエニルヒドロキ
シンジアセテート、4,4′−ビフェノールジアセテー
ト又はそのメチル若しくはエチル置換体、テレフタル酸
及び必要ならばp−アセトキシ安息香酸を混合踵加熱、
かきまぜながら脱酢酸重縮合反応を行う方法、(+l)
フェニルヒドロキノン、4.4’−ヒフエノール又はそ
のメチル若シくハエチル置換体、テレフタル酸ジフェニ
ル及び必要ならば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装造される。
The polyester of the present invention is usually prepared by: (1) mixing noenylhydroxyne diacetate, 4,4'-biphenol diacetate or its methyl or ethyl substituted product, terephthalic acid and, if necessary, p-acetoxybenzoic acid;
Method for carrying out acetic acid depolycondensation reaction while stirring, (+l)
By mixing phenylhydroquinone, 4,4'-hyphenol or its methyl or haethyl substituted product, diphenyl terephthalate and, if necessary, phenyl p-hydroxybenzoate, and carrying out a dephenol polycondensation reaction while heating and stirring. will be outfitted.

前記(1)の゛方法についてさらに具体的に示すと、前
記したモノマーをかきまぜ機、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、窒素全波りながら
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。その抜栓々に減圧し、0.1 t
orr 〜2.Otorr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。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0口えることができる。
To explain method (1) in more detail, the monomers described above are charged into a polymerization reactor equipped with a stirrer, a nitrogen gas inlet pipe, and a vacuum distillation device, and heated at a temperature of 200 to 350°C under a full nitrogen atmosphere. Heat and react while stirring for 5 minutes to 4 hours. Reduce the pressure to each stopper, and reduce the pressure to 0.1 t.
orr~2. 280~350℃ under Otorr vacuum
A polyester is obtained by carrying out a polycondensation reaction at a temperature of 1 minute to 4 hours. 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7て得られたポリエステル溶融物は、その
−ま壕線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(2だポリマー
を溶融温度以下で真空下又は不活性雰囲気下に同相重合
を行って重合度を上昇させることもできる3、 成形前の本発明のポリエステルの融点は約250℃LJ
上、約360℃以下の範囲にあるものが好ましく、さら
に好1し2くは340℃以下である。ここで融点はDS
C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 polyester melt obtained in step 7 can be melt-molded into trench fibers, etc., or it can be cooled and solidified to form so-called chips or powder, and then re-melted and molded. You can also do it. It is also possible to increase the degree of polymerization by performing in-phase polymerization of the solidified (second polymer) under vacuum or in an inert atmosphere below the melting temperature.3 The melting point of the polyester of the present invention before molding is approximately 250°C LJ.
Preferably, the temperature is in the range of about 360°C or less, and more preferably 340°C or less. Here the melting point is DS
Although it can be observed as an endothermic peak by thermal analysis such as C or DTA, it almost coincides with the softening point measured by the following measurement method, and the melting point may be estimated by this method. That is, a flaky sample is sandwiched between cover glasses, and while observed with a polarizing microscope, the sample is heated at a heating rate of approximately 0°C/min, and the melting point is determined by measuring the temperature at which it begins to flow (softening point). presume.

本発明のポリエステルは、例えばWI紺、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結するこ
とができる。[i−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i
リノイス径は通常0.08〜1.0龍のものが用いられ
る。、このようにして押出されたポリエステル溶融物は
、ν)目下で急冷されるか、又は紡口下(C加熱筒ある
いは保温筒などによって設けられた高温゛轟囲気を通過
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F
i30〜5000m/分の範囲が好ましい。
The polyester of the present invention can be easily formed into, for example, WI navy blue, a film, a tape, a resin, etc. using a known method. [i- For production, normal 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. This i
A linois diameter of 0.08 to 1.0 mm is usually used. The polyester melt extruded in this way is ν) either quenched at present, or passed through a high-temperature, roaring atmosphere provided by a heating cylinder or heat-insulating cylinder under the spinneret (C), and then cooled and solidified. The draft rate at this time is usually 1.2 to 1000, and the winding speed is F.
The range of i30 to 5000 m/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ュ
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 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、線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、必要に応じタルク、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、] Otor
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
は通常線維の軟化点以下数十度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
や線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; it is not preferable to carry out the heat treatment under such a high tension that the structure of the fibers will be destroyed, but under tension lower than this, the effect is small. Further, during the heat treatment, an anti-fusing agent such as talc or graphite may be attached if necessary. moreover,
To prevent the decomposition of polyester by oxygen and remove the 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、線維以外のフィルム、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l?!1様に、そ
れぞれ慣用の方法で成形、熱処理される。
Also, in the case of films, tapes, resin moldings, etc. other than fibers, there is a difference between the above-mentioned case of fibers and the like. ! 1, each is molded and heat treated using conventional methods.

本発明のポリエステルは、主鎖がp〜配向のベンゼン環
、ビフェニレン環及びエステル結合のみから構成される
芳香族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
つ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2時間以内の熱処理によって189/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]二条的実施が困難である一
大要因とされていた長時間処理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 as an aromatic polyester whose main chain is composed only of p-oriented benzene rings, biphenylene rings, and ester bonds, and has a fluidity in the molten state. Therefore, it has excellent properties such as extremely smooth melt molding and stiffness. In addition, the fibers melt-spun from the polyester of the present invention have an extremely high strength increase rate due to heat treatment, so that a high strength of 189/d or more can be obtained by heat treatment within an extremely short time, for example, within 2 hours. ] The problem of long processing times, which was considered to be a major factor in the difficulty of implementing the two-article system, can be easily resolved.

なお、特表昭58−502227号公報には、溶融異方
性のポリエステルから繊維をつくり、塩化カリウムやヨ
ウ化カリウムなどの水溶液をコーティングしたのち熱処
理を施すと、短時間の熱処理で繊維の強度が増大するこ
とが開示されているが、この種のコーティング加工は、
ある種の用途、例えばゴムやプラスチックなどの補強用
繊維として使用する際に、接着性の点で問題がしばしば
生じる。
In addition, Japanese Patent Publication No. 58-502227 states that if fibers are made from melt-anisotropic polyester, coated with an aqueous solution of potassium chloride or potassium iodide, and then heat-treated, the strength of the fibers can be increased with a short heat treatment. Although it is disclosed that this type of coating process increases
In certain applications, for example as reinforcing fibers in rubber and plastics, problems with adhesion often arise.

この点、本発明のポリエステルは、このようなコーティ
ング加工をしなくても、ポリエステル自体に固有する性
質によって、熱処理による物性の改善速度が大きいもの
である。
In this regard, the polyester of the present invention has a high rate of improvement in physical properties by heat treatment, due to the inherent properties of the polyester itself, even without such coating processing.

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敏のとして期待できる。
Such improvements in physical properties through heat treatment are 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. can.

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(%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大きい。この理由に
ついては明確ではないが、フェニル置換パラフェニレン
基と4,4′−ビフェニレン基及びバラフェニレン基と
が特別の割合とシーフェンスで配置されていることに基
づくポリエステル鎖の熱運動性や固相重合で副生ずる低
分子物の拡散運動性の点で特異的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 (polymer proposed in Japanese Patent Publication No. 53-65421) that have a relatively similar molecular structure. significantly larger. The reason for this is not clear, but the thermal mobility of the polyester chain is based on the fact that the phenyl-substituted paraphenylene group, 4,4'-biphenylene group, and paraphenylene group are arranged in a sea fence. It is thought that this process is unique in terms of the diffusional mobility of low-molecular substances produced as by-products during phase polymerization.

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、例えば酸素全含有する雰囲気中
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有利である。
Due to these characteristics, for example, when heat-treated in an atmosphere completely containing oxygen, 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 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シ、また
、高温(例えば150C)での機械的性質にも優れてい
る点にある。さらに本発明のポリエステルは成形(紡糸
)したままでの成形品(繊維)の強度や伸度が大きく、
耐薬品性にも優れていて、かつ成形品(411維)の膨
張率も小さいという特徴を合わせもっている。
Other features of the polyester of the present invention are that its molded articles, e.g. It also has excellent physical properties. Furthermore, the polyester of the present invention has high strength and elongation of the molded product (fiber) as it is molded (spun).
It has excellent chemical resistance and the molded product (411 fiber) has a low expansion rate.

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をはじめとした補強
用繊維や、ロープ、ケーブル、織布、防弾衣などに用い
られる繊維、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 as reinforcing fibers such as tire cords, fibers used in ropes, cables, woven fabrics, bulletproof clothing, etc., films, and resins. It can be mainly used for industrial materials such as.

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 フェニルヒドロキノンジアセテート54.2 F、(0
,20モル)、4,4′−ビフェノールジアセテート2
7.1 ? (0,10モル)、テレフタル酸47.3
F(0,3oモル)及びp−アセトキシ安息香酸36.
79 (0,20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80分間で320℃に昇温し、320℃で300分
間反応しめた。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15分間反応を行った。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。
Example 1 Polymerization step Phenylhydroquinone diacetate 54.2 F, (0
, 20 mol), 4,4'-biphenol diacetate 2
7.1? (0.10 mol), terephthalic acid 47.3
F (0.3 o mol) and p-acetoxybenzoic acid 36.
79 (0.20 mol) was charged into a polymerization reactor equipped with a stirrer and a vacuum distillation apparatus, and the temperature was raised to 320°C over 80 minutes while stirring in a nitrogen stream, and the reaction was carried out at 320°C for 300 minutes. The pressure was gradually reduced over a further 5 minutes, and then the reaction was carried out for 15 minutes at a reduced pressure of 0.2 torr. 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: 0 74.7%、H3,6%理論値; 0 
74.7%、H3,7%この結果から、モノマーのほぼ
仕込比に応じた共重合組成のポリエステルが生成してい
ることが分る。すなわち、各構造単位の割合は、となる
Actual value: 0 74.7%, H3.6% theoretical value; 0
74.7%, H3.7% These results show that a polyester having a copolymerization composition approximately corresponding to the monomer charge ratio was produced. That is, the proportion of each structural unit is as follows.

このポリエステルの示差熱分析(DTA)チャートは、
290℃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約430℃であった。ま
た、軟化点は300℃であり、溶融状態で光学異方性を
示した。固有粘度は4.1で、320℃における溶融粘
度は88ポイズであった。
The differential thermal analysis (DTA) chart of this polyester is
It has a small melting endothermic peak at 290°C, and thermogravimetric analysis (
The decomposition temperature determined by TG) was approximately 430°C. Further, the softening point was 300°C, and it exhibited optical anisotropy in a molten state. The intrinsic viscosity was 4.1, and the melt viscosity at 320°C was 88 poise.

紡糸1枚 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25mmの押出機及び紡口径0、251
ml、ホール数6個の紡糸孔を備えた溶融紡糸装ftを
用いて紡糸孔温度330℃で押出し、毎分180m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16.L強度8.:M/d、伸度1.9係、初期モ
ジュラス46(1/dであった。
After drying the resulting spun chip at 180°C for 8 hours under reduced pressure,
Extruder with screw diameter 25 mm and spinneret diameter 0, 251
It was extruded at a spinning hole temperature of 330° C. using a melt-spinning equipment ft equipped with a spinning hole of 6 holes and wound at a speed of 180 m/min. The obtained polyester fiber has a single yarn denier of 16. L strength 8. : M/d, elongation ratio: 1.9, initial modulus: 46 (1/d).

熱処理工程 内容積10tの円筒型フラスコの中に線維金入れ、窒素
を毎分2を流しながら、40分間で300℃まで昇温し
、さらに60分間300℃で熱処理した。得られた熱処
理系は強度18.89/d、伸度5.1%、初期モジュ
ラス4459 / 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′#。
Heat Treatment Process The sample was placed in a cylindrical flask having an internal volume of 10 tons, and while nitrogen was flowing at 2/min, the temperature was raised to 300° C. for 40 minutes, and heat treatment was further performed at 300° C. for 60 minutes. The resulting heat-treated system had a strength of 18.89/d, an elongation of 5.1%, and an initial modulus of 4459/d, indicating that the strength and elongation were significantly increased by a short heat treatment.

比較例1 本比較例で、特開昭53−65421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
得られた線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. 53-65421 showed a strength increase rate of This illustrates the inferiority compared to fibers obtained from the inventive polyester.

フェニルヒドロキノンジアセテート1309(0,48
モル)、テレフタル酸769(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
1.1f/d。
Phenylhydroquinone diacetate 1309 (0,48
Polyester was obtained in the same manner as in Example 1 from terephthalic acid 769 (0.46 mol). This polyester had a softening point of 340°C and an intrinsic viscosity of 2.1. This polyester was processed using the same melt spinning apparatus as in Example 1.
It was extruded at a spinning hole temperature of 350°C and wound at a speed of 73 m/min. The obtained polyester fiber had a single yarn denier of 18 and a strength of 1.1 f/d.

伸!10.4s、初期モジュラス322 f / dで
あった。
Shin! 10.4s, initial modulus was 322 f/d.

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℃で1時間、6時間及び14時間熱処理した線維
の強度はそれぞれ5.5r/d、16.9S’/d= 
18.2 y/a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。
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 5.5 r/d and 16.9 S'/d, respectively.
18.2 y/a, 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 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.

これらのポリエステルは、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 of these polyesters exhibit melt anisotropy,
When taken out from the polymerization apparatus, it had stringability.

また、いずれのポリエステルかラモ該ポリエステルの軟
化点以上の温度に加熱した熱プレス機によって強いシー
ト状物が得られた。
In addition, a strong sheet-like material was obtained using a hot press heated to a temperature higher than the softening point of any of the polyesters.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 】 一般式 %式% (式中のR、R’は水素原子、メチル基又はエチル基、
x 、 x’は1〜4の整数、k、l、m及びnFiそ
れぞれの単位のモル分率であシ、これらは0.95m≦
1<+z≦1.05m の関係を満たすものである) で示される構造単位から実質的に成るポリエステル。
[Claims] ] General formula % Formula % (R and R' in the formula are hydrogen atoms, methyl groups or ethyl groups,
x and x' are integers of 1 to 4, and the molar fraction of each unit of k, l, m, and nFi, and these are 0.95m≦
1<+z≦1.05m) A polyester substantially consisting of structural units represented by the formula:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988000955A1 (en) * 1986-07-28 1988-02-11 Toray Industries, Inc. Aromatic polyesters with good heat resistance
EP0324608A2 (en) * 1988-01-12 1989-07-19 Montedison S.p.A. Thermotropic liquid crystalline aromatic polyesters
US5278278A (en) * 1986-07-28 1994-01-11 Toray Industries, Inc. Aromatic polyesters having good heat resistance

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