JP3146659B2 - Liquid crystalline polyester and method for producing the same - Google Patents
Liquid crystalline polyester and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、新規な液晶性ポリエス
テル及びその製造法に関する。本発明の液晶性ポリエス
テルは、ガラス繊維や炭素繊維といったフィラー類の添
加がなくとも、それ自体で樹脂の流動方向(MD)だけ
でなく流動方向に垂直な方向(TD)にも弾性率や強度
が高いという特徴を有し、かつMD方向、TD方向の線
膨張係数が小さく、更にそれらの値の異方性が小さいと
いう特徴を有する。The present invention relates to a novel liquid crystalline polyester and a method for producing the same. The liquid crystalline polyester of the present invention has an elastic modulus and strength not only in the resin flow direction (MD) but also in the direction perpendicular to the flow direction (TD), even without the addition of fillers such as glass fiber and carbon fiber. Is high, the coefficient of linear expansion in the MD and TD directions is small, and further, the anisotropy of those values is small.
【0002】[0002]
【従来の技術】サーモトロピックな液晶性ポリマーとし
て多くのポリマーが開発、上市されるようになってき
た。しかしながら、これらの液晶性を示すポリマーは、
繊維については高弾性率のものを与えるが三次元成形
体、たとえば射出成形品においてはポリマーの流動方向
に分子鎖が高度に配向するため、流動方向の弾性率は高
くなるものの、流動方向に垂直な方向の弾性率は他の一
般の(液晶性を示さない)ポリマーのそれと同程度の低
い値になってしまい、そのためガラス繊維(GF)や炭
素繊維等(CF)の添加により補強せねばならない事態
が起こっている。2. Description of the Related Art Many polymers have been developed and marketed as thermotropic liquid crystalline polymers. However, these liquid crystalline polymers are:
Fibers with high modulus of elasticity are given, but in the case of three-dimensional molded products such as injection molded articles, the molecular chains are highly oriented in the direction of flow of the polymer, so that the modulus of elasticity in the direction of flow is high, but is perpendicular to the direction of flow The elastic modulus in various directions is as low as that of other general (non-liquid crystalline) polymers, and therefore must be reinforced by the addition of glass fiber (GF) or carbon fiber (CF). Things are happening.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GFや
CFを添加すると衝撃強度が低下したり、表面粗度が悪
化したりする上、無機化合物のためリサイクル時の選別
等で問題が生じる。そこで以前から、液晶性ポリマー単
独でポリマーの流動方向(MD方向)および流動方向に
垂直な方向(TD方向)のいずれにも高い弾性率を有す
るものを開発する試みが行われてきた。However, when GF or CF is added, the impact strength is reduced or the surface roughness is deteriorated. In addition, since inorganic compounds are used, problems arise in selection during recycling. Therefore, attempts have been made to develop a single liquid crystalline polymer having a high elastic modulus in both the flow direction (MD direction) and the direction perpendicular to the flow direction (TD direction) of the polymer.
【0004】例えば、全芳香族ポリエステルとしては特
開昭59−124925号、特開昭61−19627
号、特開平1−261418号、特開平2−64123
号、特開平3−188124号等にその例がある。ま
た、全芳香族ポリエステルに多官能成分を共重合してM
D、TD両方向の物性を高める試みとして特開平2−2
27428号、特開平2−238052号、特開平3−
152123号、特開平−152124号、特開平3−
168213号等がある。また、特開平2−53819
号、特開平3−47829号は光学活性基を導入するこ
とによって異方性を緩和しようとしている。For example, as a wholly aromatic polyester, JP-A-59-124925 and JP-A-61-19627 are known.
JP-A-1-261418, JP-A-2-64123
And JP-A-3-188124. In addition, a polyfunctional component is copolymerized with a wholly aromatic polyester to obtain M
As an attempt to improve the physical properties in both D and TD directions,
27428, JP-A-2-238052, JP-A-3-
No. 152123, JP-A-152124, JP-A-3-
No. 168213. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-53819
JP-A-3-47829 attempts to reduce anisotropy by introducing an optically active group.
【0005】しかしながらこれらは、 1)MD、TD両方向の強度が低い 2)衝撃強度が低い 3)液晶ポリマーの特徴である流動性が低下する 4)融点が非常に高く、相当な高温でなければ成形でき
ない 5)従来のポリエステル製造用の縦型重合装置では固化
したり、釜の底から抜け出せなくなる という大きな問題点があった。However, these are: 1) low strength in both MD and TD directions; 2) low impact strength; 3) low flowability, which is a characteristic of liquid crystal polymers; 4) very high melting points, unless they are at a very high temperature. Molding is not possible. 5) The conventional vertical polymerization apparatus for producing polyester has a serious problem that it hardens or cannot be pulled out of the bottom of the kettle.
【0006】液晶ポリマーを自動車用材料や電気電子部
品等の用途に用いるにあたっては耐熱性として150〜
300℃あればよく、280〜350℃で成形するのが
好ましいと考えられる。また、熱媒を用いる従来の縦型
重合装置で製造できることが必要不可欠であると考えら
れる。[0006] When a liquid crystal polymer is used for materials such as automobile materials and electric and electronic parts, it is required to have a heat resistance of 150-150.
It suffices that the molding temperature is 300 ° C., and it is considered that molding at 280 to 350 ° C. is preferable. In addition, it is considered that it is indispensable to be able to produce with a conventional vertical polymerization apparatus using a heat medium.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで、MD、TDの両
方向の弾性率が高く、かつ1)〜5)の全ての問題点を
解決すべく鋭意検討した結果、特定の組成および組成比
の液晶性ポリエステルを用いることによって驚くべきこ
とに上のすべての問題点を解決することを見いだし、本
発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は下記式
(1)〜(4)で表される構成単位Accordingly, as a result of intensive studies to solve all the problems 1) to 5), the liquid crystal having a specific composition and a specific composition ratio has a high elastic modulus in both the MD and TD directions. It has been surprisingly found that all of the above problems are solved by using a water-soluble polyester, and the present invention has been reached. That is, the gist of the present invention is a structural unit represented by the following formulas (1) to (4).
【0008】[0008]
【化3】 Embedded image
【0009】からなり、(1)、(2)、(3)、
(4)残基のモル数をそれぞれ〔1〕、〔2〕、
〔3〕、〔4〕とすると、[0009] (1), (2), (3),
(4) The number of moles of the residue is [1], [2],
Assuming [3] and [4],
【0010】[0010]
【数2】 0.8≦〔1〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦1.2 (I) 0.5≦〔2〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.90 (II) 0.05≦〔3〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45 (III ) 0.05≦〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45 (IV) を満たし、320℃せん断速度103 sec-1での溶融
粘度が50〜5000ポイズであることを特徴とする液
晶性ポリエステル及び、下記式(5)〜(8)で表され
る化合物、0.8 <[1] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 1.2 (I) 0.5 ≦ [2] / ([2] + [3] + [ 4]) ≦ 0.90 (II) 0.05 ≦ [3] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45 (III) 0.05 ≦ [4] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45 (IV), and a liquid crystalline polyester characterized by having a melt viscosity of 50 to 5000 poise at 320 ° C. and a shear rate of 10 3 sec -1. Compounds represented by formulas (5) to (8),
【0011】[0011]
【化4】 Embedded image
【0012】と無水酢酸とを反応させてアセチル化を行
った後、減圧で重縮合の温度を325℃以下で行うこと
を特徴とする液晶性ポリエステルの製造方法である。以
下、本発明についてさらに詳細に説明する。Acetylation by reacting acetic anhydride with acetic anhydride, and then performing polycondensation at 325 ° C. or lower under reduced pressure. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【0013】まず、(2)の比率について述べると、
0.5≦〔2〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.9
である。〔2〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)<0.5
の場合は、MD方向、TD方向とも弾性率が低くなって
しまい好ましくない。〔2〕/(〔2〕+〔3〕+
〔4〕)>0.9の場合は、325℃以下の重合では固
化してしまい重合釜の下からポリマーを抜き出すことが
できなくなり好ましくない。また、TD方向の弾性率が
低くなってしまう。より好ましい範囲は、0.6≦
〔2〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.90であ
る。First, the ratio of (2) will be described.
0.5 ≦ [2] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.9
It is. [2] / ([2] + [3] + [4]) <0.5
In the case of (1), the modulus of elasticity in both the MD and TD directions becomes low, which is not preferable. [2] / ([2] + [3] +
[4])> 0.9 is not preferable because polymerization at 325 ° C. or lower causes solidification and the polymer cannot be pulled out from under the polymerization vessel. Further, the elastic modulus in the TD direction becomes low. A more preferred range is 0.6 ≦
[2] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.90.
【0014】(3)の比率について述べると0.05≦
〔3〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45であ
る。〔3〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)<0.05の
場合は、流動性が低下し成形性が悪化して好ましくな
い。〔3〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)>0.45の
場合は、MD方向、TD方向の弾性率が低下して好まし
くない。より好ましい範囲は、0.05≦〔3〕/
(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.20である。The ratio (3) can be described as follows: 0.05 ≦
[3] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45. In the case of [3] / ([2] + [3] + [4]) <0.05, it is not preferable because the fluidity decreases and the moldability deteriorates. If [3] / ([2] + [3] + [4])> 0.45, the modulus of elasticity in the MD and TD directions decreases, which is not preferable. A more preferred range is 0.05 ≦ [3] /
([2] + [3] + [4]) ≦ 0.20.
【0015】(4)の比率について述べると0.05≦
〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45であ
る。〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)<0.05の
場合は、TD方向の弾性率が低下して好ましくない。
〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)>0.45の場合
はMD方向、TD方向の弾性率が低下し、また耐熱性が
低下して好ましくない。より好ましい範囲は、0.05
≦〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.20であ
る。The ratio of (4) is described as follows: 0.05 ≦
[4] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45. When [4] / ([2] + [3] + [4]) <0.05, the elastic modulus in the TD direction decreases, which is not preferable.
When [4] / ([2] + [3] + [4])> 0.45, the modulus of elasticity in the MD and TD directions decreases, and the heat resistance decreases, which is not preferable. A more preferred range is 0.05
≤ [4] / ([2] + [3] + [4]) ≤0.20.
【0016】〔1〕と〔2〕+〔3〕+〔4〕の比率
は、重合度を高めるという点から0.8以上1.2以下
である。好ましくは0.9以上1.1以下、より好まし
くは0.95以上1.05以下である。耐加水分解性を
向上させる場合には、〔1〕/(〔2〕+〔3〕+
〔4〕)は1.0を超え1.2以下が好ましく、末端を
封鎖する場合には0.8以上1.0未満が好ましい。The ratio of [1] to [2] + [3] + [4] is 0.8 or more and 1.2 or less from the viewpoint of increasing the degree of polymerization. Preferably it is 0.9 or more and 1.1 or less, more preferably 0.95 or more and 1.05 or less. When improving the hydrolysis resistance, [1] / ([2] + [3] +
[4]) is preferably more than 1.0 and 1.2 or less, and preferably 0.8 or more and less than 1.0 when the terminal is blocked.
【0017】尚、本発明の液晶性ポリエステルには上記
構成単位以外にハイドロキノン、クロルハイドロキノ
ン、フェニルハイドロキノン、t−ブチルハイドロキノ
ン、4,4′−ジヒドロキシビフェニル、4,4′−ジ
ヒドロキシジフェニルエーテル、2,6−ジヒドロキシ
ナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレンなどのジ
ヒドロキシ化合物、1,2−ビス(2−クロルフェノキ
シ)エタン−4,4′−ジカルボン酸、1,2−ビス
(フェノキシ)エタン−4,4′−ジカルボン酸、4,
4′−ジカルボキシジフェニルエーテル、イソフタル
酸、2,2′−ジフェニルカルボン酸、3,3′−ジフ
ェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸などのジカルボン酸、p−ヒドロキシ安息香酸、m
−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ヒドロキシナフトエ
酸、3−クロル−4−ヒドロキシ安息香酸などのオキシ
カルボン酸やp−アミノ安息香酸、p−フェニレンジア
ミンおよびこれらのアシル化合物などにより導入される
構成単位を本発明の効果を損なわない範囲で少量共重合
成分として含んでいてもよい。The liquid crystalline polyester of the present invention contains, in addition to the above structural units, hydroquinone, chlorohydroquinone, phenylhydroquinone, t-butylhydroquinone, 4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 2,6 Dihydroxy compounds such as -dihydroxynaphthalene and 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,2-bis (2-chlorophenoxy) ethane-4,4'-dicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane-4,4 ' -Dicarboxylic acid, 4,
Dicarboxylic acids such as 4'-dicarboxydiphenyl ether, isophthalic acid, 2,2'-diphenylcarboxylic acid, 3,3'-diphenyldicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, p-hydroxybenzoic acid, m
Structural units introduced by oxycarboxylic acids such as -hydroxybenzoic acid, 2,6-hydroxynaphthoic acid, 3-chloro-4-hydroxybenzoic acid, p-aminobenzoic acid, p-phenylenediamine and acyl compounds thereof May be contained as a small copolymerization component as long as the effects of the present invention are not impaired.
【0018】本発明の液晶性ポリエステルの製造法とし
ては、従来のポリエステルの重縮合法に準じて製造でき
る。例えば、界面重合法、溶液重合法、溶融重合法等あ
るが溶融重合法が重合度が向上し易い点、最も安価で製
造できる点で好ましい。The liquid crystalline polyester of the present invention can be produced according to a conventional polyester polycondensation method. For example, there are an interfacial polymerization method, a solution polymerization method, a melt polymerization method and the like, but the melt polymerization method is preferred because the degree of polymerization is easily improved and the production can be performed at the lowest cost.
【0019】溶融重合法としては、 1)アセテート化合物を酸化合物から脱酢酸重縮合反応
により製造する方法 2)フェノール性化合物と酸化合物に無水酢酸を加えて
反応させた後、脱酢酸重縮合反応により製造する方法 3)フェノール性化合物と酸のフェニルエステル化合物
から脱フェノール重縮合反応により製造する方法 等が考えられるが、本発明においては特に2)の方法を
用い、325℃以下で重縮合することが好ましい。これ
により従来のポリエステル製造用縦型重合装置で製造で
き、低コストで大量製造が出来るようになった点が本発
明の大きな特徴である。As the melt polymerization method, 1) a method for producing an acetate compound from an acid compound by deacetic acid polycondensation reaction 2) a reaction between a phenolic compound and an acid compound by adding acetic anhydride and then a deacetic acid polycondensation reaction 3) A method of producing from a phenolic compound and a phenyl ester compound of an acid by a dephenol polycondensation reaction, and the like. In the present invention, the polycondensation is carried out at 325 ° C. or lower using the method 2). Is preferred. This is a major feature of the present invention in that it can be produced by a conventional vertical polymerization apparatus for producing polyester and can be mass-produced at low cost.
【0020】製造法についてより詳細に説明すると、原
料として2−メチルハイドロキノン(上記式(5))、
テレフタル酸(上記式(6))、ナフタレン−2,6−
ジカルボン酸(上記式(7))、ナフタレン−1,4−
ジカルボン酸(上記式(8))を使用する。これらは一
括して仕込んでもよいし、最初にジヒドロキシ化合物
(5)のみを仕込んでおいてもよい。(5)、(6)、
(7)、(8)のモル数をそれぞれ〔5〕、〔6〕、
〔7〕、〔8〕とすると仕込み比は、The production method will be described in more detail. As a raw material, 2-methylhydroquinone (formula (5));
Terephthalic acid (the above formula (6)), naphthalene-2,6-
Dicarboxylic acid (the above formula (7)), naphthalene-1,4-
A dicarboxylic acid (formula (8) above) is used. These may be charged at once, or only the dihydroxy compound (5) may be charged first. (5), (6),
The moles of (7) and (8) are [5], [6],
Assuming [7] and [8], the charging ratio is
【0021】[0021]
【数3】 0.8≦〔5〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦1.2 0.5≦〔6〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.90 0.05≦〔7〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.45 0.05≦〔8〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.45 の比率にしておくのが好ましい。最も好ましくは、[Equation 3] 0.8 ≦ [5] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 1.2 0.5 ≦ [6] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 0.90 0.05 ≦ [7] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 0.45 0.05 ≦ [8] / ([6] + [7] + [8]) It is preferable to keep the ratio of ≦ 0.45. Most preferably,
【0022】[0022]
【数4】 1.0≦〔5〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦1.2 0.6≦〔6〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.90 0.05≦〔7〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.20 0.05≦〔8〕/(〔6〕+〔7〕+〔8〕)≦0.20 である。## EQU4 ## 1.0 ≦ [5] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 1.2 0.6 ≦ [6] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 0.90 0.05 ≦ [7] / ([6] + [7] + [8]) ≦ 0.20 0.05 ≦ [8] / ([6] + [7] + [8]) ≤0.20.
【0023】これらを一括して仕込んだ後、またはジヒ
ドロキシ化合物(5)のみを仕込んだ後に所定量の無水
酢酸を仕込み、100〜170℃でアセチル化を行う。
アセチル化反応は5分〜3時間、好ましくは20分〜
1.5時間行う。無水酢酸の量(これをAfter charging them all at once or after charging only the dihydroxy compound (5), a predetermined amount of acetic anhydride is charged and acetylation is performed at 100 to 170 ° C.
The acetylation reaction is performed for 5 minutes to 3 hours, preferably 20 minutes to
Perform for 1.5 hours. The amount of acetic anhydride (this
〔9〕とする)
は、原料ヒドロキシ基量と同量ないし1.5倍量程度使
用するのが好ましい。すなわち、[9]
Is preferably used in the same amount or about 1.5 times the amount of the starting hydroxy group. That is,
【0024】[0024]
【数5】1.0≦[Expression 5] 1.0 ≦
〔9〕/2×〔5〕≦1.5 である。ジヒドロキシ化合物(5)のみを先に仕込んだ
場合は、アセチル化中、またはアセチル化終了後、また
は次の昇温中、または昇温終了後、すなわち減圧開始前
にジカルボン酸((6)及び(7)及び(8))を仕込
む。[9] / 2 × [5] ≦ 1.5. When only the dihydroxy compound (5) is charged first, the dicarboxylic acids ((6) and (6) and (6) are acetylated or after the acetylation is completed, or during the next temperature increase or after the temperature increase is completed, that is, before the pressure reduction is started. 7) and (8)) are prepared.
【0025】昇温終了後、減圧開始前に270〜325
℃付近で10分ないし2時間常圧で熟成させることが仕
込み比率をポリマー比率と合わせるために好ましい。そ
の後、昇温して重合を行なうが、重合は200〜325
℃で重合させるのが好ましく、特に275〜325℃で
行うのが好ましい。最も好ましくは300〜320℃で
ある。生成ポリマーの耐熱性が高いわりに低温で重合で
きるという利点がある。また重合は減圧下で行うが、7
60mmHgから1mmHgまで徐々に減圧し、減圧に
要する時間は30分以上、好ましくは60分以上の時間
であり、特に30mmHgから1mmHgまでの減圧を
徐々に行うことが重要である。After the completion of the temperature rise, before the start of the decompression, it is 270-325.
Aging at normal pressure for about 10 minutes to 2 hours at about ° C is preferable in order to match the charge ratio with the polymer ratio. Thereafter, the polymerization is carried out by raising the temperature.
The polymerization is preferably carried out at a temperature of from 275 to 325 ° C. Most preferably, it is 300 to 320 ° C. There is an advantage that the resulting polymer can be polymerized at a low temperature despite its high heat resistance. The polymerization is carried out under reduced pressure.
The pressure is gradually reduced from 60 mmHg to 1 mmHg, and the time required for the pressure reduction is 30 minutes or more, preferably 60 minutes or more. In particular, it is important to gradually reduce the pressure from 30 mmHg to 1 mmHg.
【0026】また、反応は無触媒でも可能であるし、必
要に応じて触媒の存在下で実施される。使用される触媒
としてはエステル交換触媒、重縮合触媒、アシル化触
媒、脱カルボン酸触媒等が使用され、これらを混合して
も構わない。好ましい触媒としてはTi(OBu)4 、
BuSnOOH、Sn(OAc)2 、Sb2 O3 、Fe
(acac)3 、Zn(OAc)2 、Co(OA
c)2 、NaOAc、KOAc等が挙げられる。その使
用量はポリマーに対して5〜5000ppm、好ましく
は50〜5000ppmである。The reaction can be carried out without a catalyst, and if necessary, carried out in the presence of a catalyst. As the catalyst to be used, a transesterification catalyst, a polycondensation catalyst, an acylation catalyst, a decarboxylic acid catalyst or the like is used, and these may be mixed. Preferred catalysts are Ti (OBu) 4 ,
BuSnOOH, Sn (OAc) 2 , Sb 2 O 3 , Fe
(Acac) 3 , Zn (OAc) 2 , Co (OA
c) 2 , NaOAc, KOAc and the like. The amount used is 5 to 5000 ppm, preferably 50 to 5000 ppm, based on the polymer.
【0027】重合時間は10時間以内ならよいが、好ま
しくは7時間以内である。さらに1〜4時間以内が最も
好ましい。この重合は低温で行うことができるという利
点だけでなく、更に低温で行っても簡単に抜け出せ、抜
き出し時にトラブルを起こすことがないという大きな利
点がある。そのため従来の縦型重合装置を使用すること
ができるという大きな特徴を有する。また、溶融重合法
のみで最終ポリマーを製造できるという利点もある。The polymerization time may be within 10 hours, but is preferably within 7 hours. Most preferably, it is within 1 to 4 hours. This polymerization has not only the advantage that it can be carried out at a low temperature, but also a great advantage that it can be easily pulled out even at a lower temperature, and does not cause any trouble at the time of withdrawal. Therefore, there is a great feature that a conventional vertical polymerization apparatus can be used. Another advantage is that the final polymer can be produced only by the melt polymerization method.
【0028】従来のポリエステル製造用縦型重合装置と
は、例えば、繊維便覧(原料編)p808の図7、11
に記載されているようなものが挙げられる。もちろん本
発明においては横型のニーダー型反応装置を用いてもよ
いし、溶融重合後に固相重合を行い、より高重合度化す
ることも可能である。また、本発明の液晶性ポリエステ
ルは溶融相において光学的異方性を示す。特に溶融を始
めると溶融開始温度から少し温度を高めるだけで固体部
分がほとんどなくなり、ほとんどすべてが液晶状態をと
りうるので、流動性が従来のポリエステルよりもはるか
によいという特徴を有する。そのため成形性が良好で押
出成形、射出成形、圧縮成形等の一般的な溶融成形を行
うことが可能であり、成形品、フィルム、繊維等に加工
することができる。The conventional vertical polymerization apparatus for producing polyester is described in, for example, Fiber Handbook (raw material edition), p808, FIGS.
And the like. Of course, in the present invention, a horizontal kneader-type reaction apparatus may be used, or solid-state polymerization may be performed after melt polymerization to further increase the degree of polymerization. Further, the liquid crystalline polyester of the present invention exhibits optical anisotropy in the molten phase. In particular, when the melting is started, the solid portion almost disappears just by slightly increasing the temperature from the melting start temperature, and almost all of the liquid crystal state can be obtained, so that the fluidity is much better than that of the conventional polyester. Therefore, it has good moldability and can be subjected to general melt molding such as extrusion molding, injection molding, and compression molding, and can be processed into molded articles, films, fibers, and the like.
【0029】溶融粘度についていうと、本発明のポリエ
ステルは液晶性を示すことより、溶融粘度は一般に低
い。例えば320℃、103 sec-1での溶融粘度は5
0〜5000ポイズ、好ましくは50〜3000ポイ
ズ、さらに好ましくは100〜2500ポイズである。
最も好ましくは200〜2000ポイズである。本発明
のポリエステルは、成形品にしたときに特に大きな特徴
を有する。すなわち、 1)MD、TD両方向の弾性率が大である。 2)MD、TD両方向の強度が大である。 3)衝撃強度が大である。 4)流動性が高いので極薄成形品の製造が可能である。As for the melt viscosity, the polyester of the present invention generally has a low melt viscosity because it exhibits liquid crystallinity. For example, the melt viscosity at 103 ° C. and 10 3 sec -1 is 5
It is 0 to 5000 poise, preferably 50 to 3000 poise, and more preferably 100 to 2500 poise.
Most preferably, it is 200 to 2000 poise. The polyester of the present invention has particularly large characteristics when formed into a molded product. That is: 1) The elastic modulus in both MD and TD directions is large. 2) High strength in both MD and TD directions. 3) High impact strength. 4) Since the fluidity is high, it is possible to manufacture an extremely thin molded product.
【0030】従って、自動車材料(例えば垂直外板はも
ちろん水平外板など)や精密成形品、薄物成形品、コン
パクトディスクやフロッピーディスク等の情報材料の部
品、コネクター、ICソケット等の電子材料の部品等に
好適に使用されうる。また、成形時に本発明の共重合ポ
リエステルに対し、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維類、
タルク、マイカ、炭酸カルシウム等のフィラー類、核
剤、顔料、酸化防止剤、滑剤、その他安定剤、難燃剤等
の充填剤や添加剤、熱可塑性樹脂等を添加して成形品に
所望の特性を付与することも可能である。Accordingly, automotive materials (for example, horizontal outer plates as well as vertical outer plates), precision molded products, thin molded products, information material components such as compact disks and floppy disks, and electronic material components such as connectors and IC sockets. And the like. Further, at the time of molding, for the copolymerized polyester of the present invention, glass fibers, fibers such as carbon fibers,
Fillers and additives such as talc, mica, calcium carbonate, fillers, nucleating agents, pigments, antioxidants, lubricants, other stabilizers, flame retardants, etc. Can also be given.
【0031】また、他のポリマーとのブレンドやアロイ
化によって他のポリマーの特徴と本発明の共重合ポリエ
ステルの両方の長所を合わせもつ組成物を創出すること
も可能である。It is also possible to create a composition having both the characteristics of the other polymer and the advantages of the copolymerized polyester of the present invention by blending or alloying with another polymer.
【0032】[0032]
【実施例】次に本発明についてさらに詳細に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限
定されるものではない。尚、実施例中の溶融粘度の測定
には、島津製作所製フローテスターを用い、せん断速度
1000sec-1、シリンダーノズルの長さ/直径=2
0を使用した。光学異方性(液晶性)は、ホットステー
ジ付き偏光顕微鏡を用いて観察した。成形は日本製鋼社
製0.1oz射出成形機を用いて行い、成形片を作成し
た。Next, the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. The melt viscosity in the examples was measured using a flow tester manufactured by Shimadzu Corporation at a shear rate of 1000 sec -1 and a cylinder nozzle length / diameter of 2.
0 was used. The optical anisotropy (liquid crystal properties) was observed using a polarizing microscope equipped with a hot stage. Molding was performed using a 0.1 oz injection molding machine manufactured by Nippon Steel Corporation to produce molded pieces.
【0033】成形品としては次の3通りの試験片を成形
した。 (1)ポリマーの機械的物性の異方性を測定するため、
曲げ試験を行うための40mm(長さ)×6mm(幅)
×1mm(厚さ)の試験片を射出方向(MD)とそれに
垂直な方向(TD)の両方向について成形した。 (2)20mm×20mm×1.5mmの平板を成形し
た。この射出成形品を一つは流動方向と平行に20mm
×2mm×1.5mmに切り出し、一つはこの流動方向
と垂直に20mm×2mm×1.5mmに切り出した。 (3)耐衝撃性測定用試験片を作成した。The following three types of test pieces were molded. (1) To measure the anisotropy of the mechanical properties of the polymer,
40mm (length) x 6mm (width) for performing bending test
A test piece of × 1 mm (thickness) was formed in both the injection direction (MD) and the direction perpendicular to it (TD). (2) A 20 mm × 20 mm × 1.5 mm flat plate was formed. One of these injection molded products is 20 mm parallel to the flow direction.
× 2 mm × 1.5 mm, and one was cut to 20 mm × 2 mm × 1.5 mm perpendicular to the flowing direction. (3) A test piece for measuring impact resistance was prepared.
【0034】得られた試験片について(1)については
MD、TD方向それぞれの曲げ弾性率、曲げ強度をオリ
エンテック社製テンシロンを用いて測定し、また射出方
向の動的弾性率E′MD及びそれに垂直な方向の動的弾性
率E′TDを、バイブロン(オリエンテック社製レオバイ
ブロンDV−III 型)を用いて110Hz、23℃にて
測定した。(2)についてはE′MD及びE′TDのみを測
定した。The MD for the obtained test piece (1), TD directions of the flexural modulus, flexural strength was measured using the Orientec Co. Tensilon, also the emission direction dynamic elastic modulus E 'MD and The dynamic elastic modulus E ′ TD in a direction perpendicular to the direction was measured at 110 Hz and 23 ° C. using a vibron (Leo Vibron DV-III type manufactured by Orientec). For (2), only E ′ MD and E ′ TD were measured.
【0035】耐熱性の測定として、ビカット軟化温度を
測定した。ビカット軟化温度は、東洋精器の自動HDT
測定装置を用い、サンプルは上記0.1oz成形片を用
いて50℃/時間の昇温速度で針が1mm浸入したとこ
ろの温度である。。ハンダ耐性は、260℃のハンダ浴
に上記0.1oz成形片を10秒間浸漬し、外観を目視
により判断した。As a measurement of heat resistance, a Vicat softening temperature was measured. Vicat softening temperature is determined by Toyo Seiki's automatic HDT
Using the measuring device, the sample is the temperature at which the needle penetrates 1 mm at a heating rate of 50 ° C./hour using the above-mentioned 0.1 oz molded piece. . The solder resistance was determined by immersing the 0.1 oz molded piece in a 260 ° C. solder bath for 10 seconds and visually observing the appearance.
【0036】<実施例1>撹拌翼、窒素導入口、減圧口
を備えたガラス重合管に2−メチルハイドロキノン4
7.7g(0.385モル)、テレフタル酸38.4g
(0.231モル)、ナフタレン−2,6−ジカルボン
酸、16.6g(0.077モル)、ナフタレン−1,
4−ジカルボン酸16.6g(0.077モル)を仕込
み、窒素−減圧置換によって系内を窒素雰囲気にした
後、さらに無水酢酸を98.2g(0.963モル)添
加した。次に、系を撹拌しながら140℃に昇温し、1
時間140℃に保った。その後、1時間40分かけて3
00℃に昇温し300℃で30分熟成させた後、さらに
320℃まで昇温した。320℃に達したところで減圧
を開始した。<Example 1> A 2-methylhydroquinone 4 was added to a glass polymerization tube equipped with a stirring blade, a nitrogen inlet, and a vacuum port.
7.7 g (0.385 mol), 38.4 g of terephthalic acid
(0.231 mol), naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, 16.6 g (0.077 mol), naphthalene-1,
After 16.6 g (0.077 mol) of 4-dicarboxylic acid was charged and the inside of the system was set to a nitrogen atmosphere by nitrogen-vacuum substitution, 98.2 g (0.963 mol) of acetic anhydride was further added. Next, the temperature was raised to 140 ° C. while stirring the system, and 1
It was kept at 140 ° C. for a time. Then 1 hour and 40 minutes 3
After the temperature was raised to 00 ° C and aged at 300 ° C for 30 minutes, the temperature was further raised to 320 ° C. When the temperature reached 320 ° C., the pressure reduction was started.
【0037】減圧は、最初の1時間で10mmHgに
し、以下1.5時間かけて10mmHgから0.3mm
Hgになるように行ったが、5mmHgの時点で充分ト
ルクが上がったので重合を終了した。その後静置し、復
圧して重合管の底からポリマーを抜き出した。抜き出し
性は非常に良好であった。このポリマーの320℃での
溶融挙動、及び320℃で成形しその力学特性を調べ
た。その結果を表−1に示す。MD,TD両方向の弾性
率、強度が非常に大きいことがわかった。また、アイゾ
ット衝撃強度が大きかった。このポリマーの赤外吸収ス
ペクトルを図1に示す。The pressure is reduced to 10 mmHg in the first hour, and then reduced from 10 mmHg to 0.3 mm over 1.5 hours.
However, the polymerization was terminated at 5 mmHg because the torque was sufficiently increased. Thereafter, the mixture was allowed to stand, the pressure was restored, and the polymer was extracted from the bottom of the polymerization tube. The withdrawal property was very good. The melting behavior of this polymer at 320 ° C. and its mechanical properties were investigated at 320 ° C. Table 1 shows the results. It was found that the elastic modulus and strength in both MD and TD directions were very large. Also, the Izod impact strength was large. FIG. 1 shows the infrared absorption spectrum of this polymer.
【0038】<実施例2>組成は実施例1と同一で組成
比率のみを次の通り変更した以外は、実施例1と同様に
行った。<Example 2> The procedure of Example 1 was repeated except that the composition was the same as that of Example 1 and only the composition ratio was changed as follows.
【0039】[0039]
【表1】 各物性値は表−1に示した。[Table 1] Each physical property value is shown in Table 1.
【0040】<比較例1>組成は実施例1と同一で組成
比率のみを次の通り変更した以外は、実施例1と同様に
行った。<Comparative Example 1> The procedure of Example 1 was repeated, except that the composition was the same as that of Example 1 and only the composition ratio was changed as follows.
【0041】[0041]
【表2】 各物性値は表−1に示した。[Table 2] Each physical property value is shown in Table 1.
【0042】<比較例2>特開昭59−124925号
の実施例1に準じて製造した。すなわち、以下に示す組
成の原料を重合管に仕込み、290℃、窒素雰囲気下で
一時間撹拌し、次いで0.5mmHgに減圧し30分撹
拌してポリマーを得た。<Comparative Example 2> A product was produced according to Example 1 of JP-A-59-124925. That is, a raw material having the following composition was charged into a polymerization tube, stirred at 290 ° C. under a nitrogen atmosphere for 1 hour, then reduced to 0.5 mmHg and stirred for 30 minutes to obtain a polymer.
【0043】[0043]
【表3】 物性値は表−1に示した。[Table 3] Physical properties are shown in Table 1.
【0044】<比較例3>特開昭61−19627号の
実施例に準じて製造した。すなわち、以下に示す組成の
原料を重合管に仕込み、150℃、窒素雰囲気下で30
分撹拌し、次いで280℃まで昇温し0.5mmHgま
で減圧してポリマーを得た。<Comparative Example 3> A product was produced according to the example of JP-A-61-19627. That is, a raw material having the composition shown below was charged into a polymerization tube, and was heated at 150 ° C. under a nitrogen atmosphere for 30 minutes.
Then, the mixture was heated to 280 ° C. and reduced to 0.5 mmHg to obtain a polymer.
【0045】[0045]
【表4】 このポリマーは、釜の底から抜き出すことは出来なかっ
た(325℃で同様に製造した場合も釜の底から抜き出
すことは出来なかった)。325℃、せん断速度102
sec-1での溶融粘度は2.5×104 ポイズ、せん断
速度103 sec-1での溶融粘度は8000ポイズと非
常に高いものとなった。物性値を表−1に示した。[Table 4] The polymer could not be withdrawn from the bottom of the kettle (it could not be withdrawn from the bottom of the kettle when similarly prepared at 325 ° C). 325 ° C, shear rate 10 2
The melt viscosity at sec -1 was 2.5 × 10 4 poise, and the melt viscosity at a shear rate of 10 3 sec -1 was 8000 poise, which was very high. Table 1 shows the physical property values.
【0046】<比較例4>特開平1−261418号の
実施例2に準じて製造した。すなわち、以下に示す組成
の原料を重合管に仕込み、窒素雰囲気下で330℃まで
昇温し2時間反応させ、次に380℃まで昇温し減圧し
てポリマーを得た。<Comparative Example 4> A product was produced according to Example 2 of JP-A-1-261418. That is, raw materials having the following compositions were charged into a polymerization tube, heated to 330 ° C. and reacted for 2 hours under a nitrogen atmosphere, and then heated to 380 ° C. and depressurized to obtain a polymer.
【0047】[0047]
【表5】 このポリマーの377℃での溶融粘度はせん断応力10
3 sec-1で2600ポイズと高いものであった。物性
値を表−1に示した。また、本ポリマーを325℃以下
で製造する実験を別途行ったところ固化してしまった。[Table 5] The melt viscosity of this polymer at 377 ° C. is a shear stress of 10
It was as high as 2600 poise at 3 sec -1 . Table 1 shows the physical property values. In addition, when an experiment for producing the present polymer at 325 ° C. or lower was separately performed, the polymer was solidified.
【0048】<比較例5>市販品の液晶性ポリエステル
(商品名:Vectra A950、ポリプラスチック
ス(株)製)を用いて成形した)成形温度300℃)。
物性値は表−1に示す。Comparative Example 5 A commercially available liquid crystalline polyester (molded using Vectra A950, manufactured by Polyplastics Co., Ltd.) molding temperature 300 ° C.)
The physical properties are shown in Table 1.
【0049】<比較例6>特公昭56−18016号の
実施例1に基づき<Comparative Example 6> Based on Example 1 of JP-B-56-18016.
【0050】[0050]
【化5】 Embedded image
【0051】が、40/60モル比になるように仕込
み、窒素雰囲気下にした後、275℃で60分撹拌し、
さらに0.5mmHgまで減圧してポリマーを得た。物
性値は表−1に示す。成形は、275℃で行った。Then, the mixture was charged so as to have a molar ratio of 40/60, and the mixture was placed under a nitrogen atmosphere and then stirred at 275 ° C. for 60 minutes.
The pressure was further reduced to 0.5 mmHg to obtain a polymer. The physical properties are shown in Table 1. The molding was performed at 275 ° C.
【0052】[0052]
【表6】 [Table 6]
【0053】[0053]
【発明の効果】以上のデータより本発明の組成、組成比
を用いると325℃以下の従来の製造装置でトラブルが
なく製造できるという特徴を有するため大量生産が可能
である。また、溶融粘度が低いため、成形性に優れ、特
に薄物成形品が成形できる。According to the above data, when the composition and composition ratio of the present invention are used, it can be mass-produced because it has a feature that it can be manufactured without any trouble by a conventional manufacturing apparatus at 325 ° C. or lower. Further, since the melt viscosity is low, the moldability is excellent, and particularly, a thin molded article can be molded.
【0054】さらに成形品はMD、TD両方向の弾性
率、強度が高く、かつIzod衝撃強度が高いという特
徴を有する。その上流動性に優れ、耐熱性にも優れると
いう特徴を有する。そのため、成形材料やフィルム等の
製品に非常に有用である。特に成形材料としては自動車
用材料(例えば外板)、電気、電子部品、薄物成形品、
精密成形品として好適である。繊維などの一軸配向品と
しても適することはいうまでもない。Further, the molded article is characterized by high elastic modulus and strength in both MD and TD directions and high Izod impact strength. In addition, it has features of excellent fluidity and excellent heat resistance. Therefore, it is very useful for products such as molding materials and films. In particular, molding materials include automotive materials (for example, outer panels), electric and electronic parts, thin molded products,
It is suitable as a precision molded product. Needless to say, it is also suitable as a uniaxially oriented product such as a fiber.
【0055】また、本発明の液晶性ポリエステルは従来
タイプの縦型の重合装置で325℃以下でメルト重合が
可能でかつ釜の底からの抜き出し性も良好なことから汎
用的取扱いが可能という特徴も有する。Further, the liquid crystalline polyester of the present invention can be melt-polymerized at 325 ° C. or lower in a conventional type vertical polymerization apparatus, and can be widely used because it can be easily removed from the bottom of the kettle. Also have.
【図1】本発明の実施例1で得られたポリマーの赤外吸
収スペクトル図である。FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a polymer obtained in Example 1 of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 63/00-63/91 CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (3)
位 【化1】 から成り、(1)(2)(3)(4)のモル数をそれぞ
れ〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕とすると 【数1】 0.8≦〔1〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦1.2 (I) 0.5≦〔2〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.90 (II) 0.05≦〔3〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45 (III ) 0.05≦〔4〕/(〔2〕+〔3〕+〔4〕)≦0.45 (IV) を満たし、320℃、せん断応力103 sec-1での溶
融粘度が50〜5000ポイズであることを特徴とする
液晶性ポリエステル。1. A structural unit represented by the following formulas (1) to (4): When the number of moles of (1), (2), (3) and (4) is [1] [2] [3] [4], respectively: 0.8 ≦ [1] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 1.2 (I) 0.5 ≦ [2] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.90 (II) 0.05 ≦ [3 ] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45 (III) 0.05 ≦ [4] / ([2] + [3] + [4]) ≦ 0.45 (IV) And a melt viscosity at 320 ° C. and a shear stress of 10 3 sec −1 is 50 to 5000 poise.
して重縮合を行うにあたり、重縮合の温度を325℃以
下で行うことを特徴とする請求項1記載の液晶性ポリエ
ステルの製造方法。2. Compounds represented by the following formulas (5) to (8): 2. The method for producing a liquid crystalline polyester according to claim 1, wherein the polycondensation is carried out at a temperature of 325 ° C. or lower when the polycondensation is carried out under reduced pressure after the acetylation is carried out by reacting the compound with acetic anhydride. .
成る射出成形品。3. An injection-molded article comprising the liquid crystalline polyester according to claim 1.
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