JPH04261423A - 溶融熱安定性の高い成形用ポリエステル樹脂及びその成形品 - Google Patents

溶融熱安定性の高い成形用ポリエステル樹脂及びその成形品

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JPH04261423A
JPH04261423A JP2408782A JP40878290A JPH04261423A JP H04261423 A JPH04261423 A JP H04261423A JP 2408782 A JP2408782 A JP 2408782A JP 40878290 A JP40878290 A JP 40878290A JP H04261423 A JPH04261423 A JP H04261423A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱安定性の改善された成
形用ポリエステル樹脂に関し、更に詳しくは、特に押出
、成形時などの溶融時における熱安定性が高く、樹脂か
らの分解物や異物の滲み出しのない高品質の樹脂及びこ
れを成形してなる良好な表面外観を有する成形品、特に
フィルム又はシート等の押出成形品に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】結晶性熱可塑性ポリエステル
樹脂、例えば、ポリアルキレンテレフタレート樹脂等は
機械的性質、電気的性質、その他物理的・化学的特性に
優れ、かつ、加工性が良好であるがゆえにエンジニアリ
ングプラスチックとして自動車、電気・電子部品等の広
汎な用途に使用されている。現在、かような用途に使用
されている代表的なポリアルキレンテレフタレート樹脂
として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及び
ポリブチレンテレフタレート(PBT)が挙げられる。
【0003】しかしながら、用途の拡大、多様化に伴い
、更に高度な性能や特殊性あるいは高度な品質が求めら
れることが多くなってきている。その中で、先に挙げた
PETやPBTよりも耐熱性能の高いポリシクロヘキシ
レンジメチレンテレフタレート(PCT)が最近注目を
集めている。この樹脂はアルキレングリコールとして1
,4−シクロヘキサンジメタノールを用いて合成され、
 290〜310 ℃という高い融点を有し、高温での
耐熱性に富むポリエステル樹脂として極めて有望である
【0004】ところが、PCTはその融点と熱分解点と
が極めて近いため、溶融時における熱安定性が悪い。そ
のため、押出、成形の際の溶融滞留等での樹脂の劣化が
著しく、満足のゆく品質の成形品を得ることが難しいの
が現状である。
【0005】また、かような溶融熱安定性の悪さは、例
えばこれを溶融してスリット状口金より押出し、冷却ロ
ールを通して冷却固化してフィルムとする際に、そのス
リット状口金や冷却ロール等にテレフタル酸等の分解物
や滲出物が付着してきてフィルムの表面を粗化させ表面
光沢度の減退を生じる。かかる障害を避けるために、頻
繁に上記ロールや口金を清掃する必要を生じ不経済であ
る他、作業上煩雑である。
【0006】かかる問題を解決するために、従来より種
々の抗酸化剤や触媒不活性化剤等の低分子量添加物を配
合する方法等がとられている。ところが、このような添
加剤等が配合されたポリエステル樹脂においては、樹脂
自身の熱安定性は向上するものの添加剤そのものの滲み
出しや添加剤に基づく表面光沢の低下等の弊害を生ずる
ことが多く、更に有効な問題の解決策が切望されている
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、意外にも特定のコ
モノマーユニットの少量をPCT中に導入することによ
って、他の物性を大きく損なうことなく、溶融熱安定性
の高い高品質の芳香族コポリエステルが得られ、溶融押
出、成形時においてもテレフタル酸等の分解物のブリー
ドアウトが極めて少なく、成形機器等への付着物が発生
しないことを見出し、本発明を完成するに至ったもので
ある。
【0008】即ち本発明は、主として芳香族ジカルボン
酸又はそのエステル形成性誘導体(a) と、35モル
%以上が1,4−シクロヘキサンジメタノールである脂
肪族ジヒドロキシ化合物(b) とからなるポリエステ
ルを製造するに際し、下記一般式(I)で表されるエス
テル形成性ジオール化合物(c) を芳香族ジカルボン
酸基に対しての導入率が0.1 〜30モル%となるよ
うに共重合させて得られる成形用ポリエステル樹脂及び
それを成形してなる成形品に関するものである。
【0009】HO−R−O−A−O−R−OH    
       (I)(式中、 Aは1個以上の芳香環
を含む2価の有機ラジカルを示す。 Rは炭素数2〜8
の脂肪族炭化水素基及びポリオキシアルキレン基より選
ばれる2価有機ラジカルを示す。)以下本発明の共重合
ポリエステルを形成するために必要な原料化合物につい
て順を追って詳しく説明する。
【0010】まず本発明のポリエステル樹脂の基本骨格
は、芳香族ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体
(a) と、35モル%以上が1,4−シクロヘキサン
ジメタノールである脂肪族ジヒドロキシ化合物(b) 
とを主成分として重縮合によって得られるものである。 ここで用いられる芳香族ジカルボン酸又はそのエステル
形成性誘導体(a) の例を示せば、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカ
ルボン酸の如き公知の芳香族ジカルボン酸及びこれらの
エステル形成性誘導体、例えば上記ジカルボン酸のジア
ルキルエステル、ジフェニルエステル又は他のジアシル
化物等であり、1種又は2種以上を混合使用することが
できる。
【0011】次に、本発明のポリエステル樹脂の基本骨
格を構成するためのもう一方の成分である脂肪族ジヒド
ロキシ化合物(b) は、1,4−シクロヘキサンジメ
タノールを主成分とするものであり、その割合は(b)
 成分中35モル%以上である。1,4−シクロヘキサ
ンジメタノールの割合がこれより低いと、耐熱性能の高
いポリエステル樹脂を得ることは困難である。好ましく
は、(b) 成分中に占める1,4−シクロヘキサンジ
メタノールの割合が50モル%以上、より好ましくは7
0モル%以上のものである。
【0012】かかる1,4−シクロヘキサンジメタノー
ルには、シクロヘキサン環の構造によりシス型及びトラ
ンス型の立体異性体が知られている。本発明においては
、そのいずれも使用することができ、また、これらの混
合物であってもよいが、得られるポリエステル樹脂の耐
熱性能の面から、シス異性体/トランス異性体の好まし
い割合は、重量比で40/60〜0/100 であり、
特に好ましくは35/65〜5/95である。
【0013】また、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル以外の脂肪族ジヒドロキシ化合物の例を示せば、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、シク
ロヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコールの如き脂肪族ジヒドロキシ化合物及びこ
れらの置換体等であり、1種又は2種以上を混合使用す
ることができる。
【0014】また、これらの他に三官能性モノマー、即
ちトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ペ
ンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等を少量
併用し、分岐又は架橋構造を有するポリエステルとして
もよい。
【0015】本発明の共重合ポリエステルを構成する他
の必須構成単位は下記一般式(I)で表されるエステル
形成性ジオール化合物(c) であり、かかる(c) 
成分を導入した所に本発明の共重合ポリエステルの大き
な特徴がある。
【0016】HO−R−O−A−O−R−OH    
       (I)(式中、 Aは1個以上の芳香環
を含む2価の有機ラジカルを示す。 Rは炭素数2〜8
の脂肪族炭化水素基及びポリオキシアルキレン基より選
ばれる2価有機ラジカルを示す。)Aで表される2価の
有機ラジカルは、例えばアリーレン基、置換アリーレン
基を示しており、その例を示せば、フェニレン、ナフチ
レン、ジフェニレン基、及び次式(II)で示される基
等が挙げられる。
【0017】
【化1】
【0018】(式中、 Qはオキシ基、スルホニル基、
カルボニル基、メチレン基、ジクロロメチレン基、エチ
リデン基、ブチリデン基、2,2−プロピリデン基、1
,1−フェネチリデン基、フェニレンビス(2,2−プ
ロピリデン)基等を示し、 Lは炭素数1〜4のアルキ
ル基又はハロゲン、m,n は夫々0〜4の整数である
。)好ましくは、2,2−ビス(4−フェニレン)プロ
パン基、4,4’−ビフェニレン基、フェニレン基、オ
キシ4,4’−ジフェニレン基及びナフチレン基である
【0019】又、一般式(I)中、 Rで表される2価
の有機ラジカルは、例えば、エチレン基、プロピレン基
、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ネ
オペンチレン基、ヘキシレン基、ポリオキシエチレン基
、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシイソプロピレン
基等があげられる。好ましくは、エチレン基及びイソプ
ロピレン基である。
【0020】構成単位(I)として特に好ましい化合物
としては、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシエトキ
シ)−フェニレン〕プロパンや、2,2−ビス〔4−(
2−ヒドロキシ−1−メチルエトキシ)−フェニレン〕
プロパン、4,4’−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)
ビフェニルがあげられる。
【0021】これらのエステル形成性ジオール化合物(
c) の導入率は、芳香族ジカルボン酸成分に対するモ
ル分率で表すと、0.1 〜30モル%であることが必
要であり、好ましくは0.5 〜20モル%、特に好ま
しくは2.0 〜15モル%である。上記値が0.1 
モル%よりも小さいと本発明の効果が全く発揮されない
。また、30モル%を越えると、融点や結晶化度等が元
のポリエステルと比べ著しく変化し、かかる樹脂の最大
の特徴である耐熱性が大きく損なわれることになる他、
本発明の目的とする効果も十分発揮されない。
【0022】このように、本発明においては主としてジ
カルボン酸成分(a) と、35モル%以上が1,4−
シクロヘキサンジメタノールである脂肪族ジヒドロキシ
化合物(b)とからなるポリエステルを製造するにあた
り、少量の特定コモノマー成分(c) を導入すること
によって、高度の溶融熱安定性を有するポリエステル樹
脂が得られ、成形に適した温度、例えば330 ℃で空
気中で20分間溶融しても発生する固体分解物は多くと
も樹脂に対し0.10重量%以下、通常0.07重量%
以下のものとなり、コモノマー成分(c) を含まない
場合に比して分解物が著しく少なく、それに基づく成形
時における固体付着物等の障害が排除されることは全く
予期し得ない本発明の特徴である。
【0023】これらの共重合ポリエステル樹脂は、従来
のポリエステルの製造法を用いて製造することができる
。即ち、各モノマーを触媒の存在下に約150 から2
80 ℃に加熱しエステル化又はエステル交換反応等を
行い、次いで減圧下に過剰モノマー又は脱離成分を留去
しつつ重縮合を行うことにより、共重合体が得られる。 この際、使用する触媒としては、テトラブトキシチタン
の如きテトラアルコキシチタン、シュウ酸チタンカリウ
ムの如きシュウ酸チタン金属塩、ジブチルスズオキサイ
ドあるいはジブチルスズラウレートの如きスズ化合物、
酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸マンガン、あるいは酢酸カルシ
ウムの如き酢酸金属塩、三酸化アンチモンの如きアンチ
モン化合物など一般にポリエステルの重縮合反応に有用
な公知触媒を単独あるいは2種以上併用して用いればよ
い。
【0024】本発明で溶融重合あるいは溶液重合で得た
ポリマー(オリゴマーを含む)はその分子量を高めるた
めには、真空、又は不活性ガス中で粒子が融着しない範
囲の高温下で所要の時間処理する、いわゆる固相重合を
行えばよい。好ましくは分子量は固有粘度として0.6
 〜1.8 であり、特に好ましくは0.7 〜1.5
 である。
【0025】本発明のポリエステルは特に添加剤を用い
なくとも優れた性能を示し、特に、各種抗酸化剤を添加
した場合に匹敵する熱安定性の向上が達成される。従っ
て、ブリードアウトを抑制するという点から考えれば、
それ自体が一般に滲み出しやすいかかる抗酸化剤等は使
用しない方が好ましい。ただし本発明の目的を阻害しな
い範囲でそれ以外の性能を補う目的で、必要に応じて適
当な熱安定剤や紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤や難
燃助剤、染料や顔料等の着色剤及び流動性や離型性の改
善のための滑剤、潤滑剤、結晶化促進剤(核剤)、無機
物等が使用できる。
【0026】また、本発明の樹脂は、その目的を阻害し
ない範囲で他の熱可塑性樹脂を補助的に少量併用するこ
とも可能である。ここで用いられる他の熱可塑性樹脂と
しては、高温において安定な熱可塑性樹脂であればいず
れのものでもよい。
【0027】例えば、ポリオレフィン系重合体、ポリア
ミド系ポリマー、ポリカーボネート、ABS、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリアルキルアクリレート、ポリア
セタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂等を
あげることができる。また、これらの熱可塑性樹脂は、
2種以上混合して使用することもできる。
【0028】本発明のポリエステル樹脂の成形法として
は、一般に用いられる溶融成形法はすべて有効であるが
、特に目的とする効果を発揮するのはフィルム、シート
、モノフィラメント、ファイバー、丸棒、中空パイプ等
の押出成形の場合であり、特に好ましくはフィルム、シ
ートの成形の場合である。フィルム又はシートの押出成
形法としてはインフレーション法、Tダイ法の何れにて
もよく、この際スリット口金や冷却ローラやガイドバー
には熱分解により発生する付着物は殆どなく、製品フィ
ルム又はシートの表面状態は安定して良好である。
【0029】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0030】なお、溶融時の熱安定性は、溶融時(33
0 ℃、20分間)に発生する常温固体分解物の定量、
及び空気下350 ℃における10%重量減に要する時
間を測定することにより行った。前者の定量においては
、約5gのポリマーを330 ℃の密閉ホットプレート
上で20分間加熱溶融し、その間溶融ポリマーから発生
する固体分解物(昇華物)を冷却、凝固捕集し、用いた
元のポリマーに対する重量百分率で表し、溶融分解物発
生率とした。
【0031】実施例1〜3 (a) ジメチルテレフタレート100 モル、表1に
示した量の(b)1,4−シクロヘキサンジメタノール
(シス異性体/トランス異性体=25/75)及び(c
) ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加
体を触媒であるテトラブトキシチタン0.036 モル
の共存下で攪拌機、窒素導入管及び還流留出管を備えた
反応器中に仕込み、窒素気流下で150 ℃、1時間攪
拌した。徐々に温度を上昇させ、180 ℃から270
 ℃で3時間攪拌した。次いで窒素の導入を停止した後
、徐々に315 ℃まで温度を上昇させつつ反応器中を
減圧し、1時間後に圧力を0.1mmHg に下げ、こ
の圧力で3時間攪拌し、表1に示したコモノマー導入率
の重合体を得た。得られた重合体の固有粘度、融点、3
30 ℃での溶融分解物発生率及び350 ℃での10
%重量減に要した時間を表2に示す。
【0032】これらのコポリマーから310 ℃でTダ
イスリットを通して溶融押し出し、ロール上室温で急冷
してフィルムを成形した。冷却ロール表面に付着する固
体付着物の発生状況を観察し、その結果も併せて表2に
示す。
【0033】実施例4〜8 (a) ジメチルテレフタレート100 モル、(b)
 1,4−シクロヘキサンジメタノール120 モル、
(c) 表1に示したコモノマー10モル及び触媒とし
てテトラブトキシチタン0.036 モルを用い、実施
例1と同様にして表1に示すコモノマー導入率の重合体
を得た。得られた重合体の固有粘度、融点、330 ℃
での溶融分解物発生率、及び350 ℃での10%重量
減に要した時間を表2に示す。また、これらのコポリマ
ーを実施例1と同様にフィルム成形し、固体付着物の評
価を行い、その結果も併せて表2に示した。
【0034】実施例9,10 (a) ジメチルテレフタレート100 モル、表1に
示したシス異性体/トランス異性体比を有する1,4−
シクロヘキサンジメタノール120 モル、(c) ビ
スフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加体10
モル、及び触媒としてテトラブトキシチタン0.036
 モルを用い、実施例1と同様にして表1に示すコモノ
マー導入率及び表2に示す物性値を有する重合体を得た
。この重合体の溶融分解挙動を示す値、及びフィルム成
形を行った際の固体付着物の評価の結果も併せて表2に
示した。
【0035】比較例1 (c) 成分を加えない以外は実施例1〜10と同様の
条件で調製したポリシクロヘキシレンジメチレンテレフ
タレートホモポリマーについて、330 ℃での溶融分
解物発生率、350 ℃での10%重量減所要時間、及
びTダイ法によるフィルムを作成した時のロール表面の
固体付着物等を評価した。結果を表2に示す。なお、固
体付着物の殆どはテレフタル酸であった。
【0036】比較例2 コモノマー成分として本発明の(c) 成分に属さない
トリエチレングリコール10モルを用いる以外は実施例
2と同様にして重合体を得、評価を行った。その結果を
表2に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】前記説明及び実施例より明らかな如く、
本発明の成形用ポリエステル樹脂は、少量の特定のコモ
ノマー成分を共重合して導入することにより、耐熱性を
大きく損なうことなく、熱安定性が著しく向上し、例え
ばフィルムやシート等の成形加工時においてテレフタル
酸等の熱分解物の発生が極めて少ないため、成形機器、
例えば押出口金周辺、冷却ロール、ガイドバー等への固
体物質の付着がなく、成形加工性に優れた高品質の成形
品を提供できる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  主として芳香族ジカルボン酸又はその
    エステル形成性誘導体(a) と、35モル%以上が1
    ,4−シクロヘキサンジメタノールである脂肪族ジヒド
    ロキシ化合物(b) とからなるポリエステルを製造す
    るに際し、下記一般式(I)で表されるエステル形成性
    ジオール化合物(c) を芳香族ジカルボン酸基に対し
    ての導入率が0.1 〜30モル%となるように共重合
    させて得られる成形用ポリエステル樹脂。 HO−R−O−A−O−R−OH          
     (I)(式中、 Aは1個以上の芳香環を含む2価の
    有機ラジカルを示す。 Rは炭素数2〜8の脂肪族炭化
    水素基及びポリオキシアルキレン基より選ばれる2価有
    機ラジカルを示す。)
  2. 【請求項2】  一般式(I)で表される化合物(c)
     の2価の有機ラジカルAが、2,2−ビス(4−フェ
    ニレン)プロパン基、4,4’−ビフェニレン基、フェ
    ニレン基、オキシ4,4’−ジフェニレン基又はナフチ
    レン基であり、 Rがエチレン基又はイソプロピレン基
    である請求項1記載のポリエステル樹脂。
  3. 【請求項3】  脂肪族ジヒドロキシ化合物(b) 中
    の1,4−シクロヘキサンジメタノールのシクロヘキサ
    ン環のシス異性体とトランス異性体との重量比が40/
    60〜0/100 である請求項1又は2記載のポリエ
    ステル樹脂。
  4. 【請求項4】  330 ℃、20分間の溶融加熱によ
    り発生する常温固体物質がポリエステル樹脂に対し0.
    10重量%以下である請求項1〜3のいずれか1項記載
    のポリエステル樹脂。
  5. 【請求項5】  請求項1〜4の何れか1項記載のポリ
    エステル樹脂を溶融押出成形してなる押出成形品。
  6. 【請求項6】  押出成形品がフィルム又はシートであ
    る請求項5記載の押出成形品。
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