JPH0725995A - 共重合ポリエステル - Google Patents

共重合ポリエステル

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JPH0725995A
JPH0725995A JP5174107A JP17410793A JPH0725995A JP H0725995 A JPH0725995 A JP H0725995A JP 5174107 A JP5174107 A JP 5174107A JP 17410793 A JP17410793 A JP 17410793A JP H0725995 A JPH0725995 A JP H0725995A
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JP
Japan
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acid
unit
mol
polymer
structural unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5174107A
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English (en)
Inventor
Hiroka Tanizake
広香 谷酒
Koji Yamamoto
山本  幸司
Takeo Hayashi
武夫 林
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、溶融成形性、耐熱性、機械
的性質が共に優れた共重合ポリエステルを提供すること
にある。 【構成】 イソフタル酸残基、2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸残基、1,4−ジヒドロキシベンゼン類の残
基、及びp−ヒドロキシ安息香酸残基の構造単位からな
り、イソフタル酸残基が全構造単位の1.0〜3.5モ
ル%であることを特徴とする共重合ポリエステル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融成形可能であり、
優れた耐熱性を有する成形可能な新規なサーモトロピッ
ク液晶ポリエステルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、耐熱性ポリマーとして種々の
構造のものが提案されてきた。ここでは、ポリマーの耐
熱性には2つの意味があり、1つは長期的な耐熱性であ
り、耐熱老化性とも呼ばれるものである。高温の雰囲気
下に長期間曝されたときに、外観、機械的・電気的性能
などをどの程度維持できるかを示すものであり、具体的
には連続して使用できる温度などで表わされる。酸化な
どによるポリマーの熱分解が主たる要因であり、熱分解
にともなう重量減少を測定することによりおおよそのポ
リマーの性能を知ることができる。
【0003】もう1つの耐熱性は、短期的な耐熱性を意
味するもので、短期的に高い温度に曝されたときに、強
度、弾性率等の性質がどの程度維持できるかを示すもの
である。ポリマーのガラス転移温度、融点とも相関があ
るが、具体的には熱変形温度で表わすのが一般的であ
る。熱変形温度は試験片に一定の荷重をかけてたわみが
一定の値に達したときの温度で表わすため、高温時の弾
性率の保持率と相関があることが予想される。電気部品
用途には、成形品を溶融したハンダ槽に漬けた際に変
形、ふくれ等の外観変化を生じないこと、いわゆるハン
ダ耐熱性が重要である。本明細書において単に耐熱性と
述べている場合は、上記の両者の耐熱性を意味してい
る。
【0004】サーモトロピック液晶ポリエステルは優れ
た溶融成形性と機械的強度を有するポリマーとして注目
を集めている。サーモトロピック液晶ポリエステルの優
れた溶融成形性と機械的強度は、その分子鎖が溶融状態
でも折れ曲がりにくく棒状を保つため、分子の絡み合い
が少なく、わずかな剪断応力を受けるだけで一方向に配
向するという特異な流動挙動に起因している。
【0005】米国特許第4,067,852号により
2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ジヒドロキ
シベンゼン、及びp−ヒドロキシ安息香酸を構成成分と
する共重合ポリエステルは公知であるが、溶融粘度が高
く340℃以上の溶融成形温度を必要とし、成形性に劣
る。液晶性を有する共重合ポリエステルの特長の一つは
溶融粘度が低いため、肉厚の薄い成形品を容易に射出成
形で得ることができる、いわゆる薄肉成形性にある。上
記米国特許に示される共重合ポリエステルを用いて、こ
のような薄肉成形性を得ようとするならば極めて高い樹
脂温度を必要とし、場合によっては特殊な高温使用の射
出成形機を必要とする。
【0006】又、米国特許第4,083,829号には
2,6−ナフタレンジカルボン酸、対称ジヒドロキシ芳
香族化合物、p−ヒドロキシ安息香酸、およびイソフタ
ル酸および/または1,3−ジヒドロキシベンゼンを構
成成分とする共重合ポリエステルが示されているが、イ
ソフタル酸および/または1,3−ジヒドロキシベンゼ
ンの使用量は全モノマー中の4mol%以上、好ましく
は10mol%以上であり、300℃以下で溶融するも
のであるため、最近の電気・電子分野で使用される材料
に対する耐熱性の要求にこたえることができない。こと
に表面実装部品用材料に要求されるハンダ耐熱性は表面
実装技術の進歩に伴い、次第に高度なものとなってきて
おり、300℃以上のハンダ耐熱性が要求される場合も
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来より公知の2,6
−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、1,4−ジ
ヒドロキシベンゼン、およびp−ヒドロキシ安息香酸を
構成成分とする共重合ポリエステルにはハンダ耐熱性に
劣る欠点がある。一方、2,6−ナフタレンジカルボン
酸、1,4−ジヒドロキシベンゼン、およびp−ヒドロ
キシ安息香酸を構成成分とする共重合ポリエステルは溶
融粘度が高く溶融成形性に劣る。本発明の目的は、上記
課題を解決し溶融成形性、耐熱性、機械的性質が共に優
れたサーモトロピック液晶ポリエステルを提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決するため鋭意検討した結果、ポリエステルの
構造単位中のイソフタル酸残基を特定のモル濃度とする
事等により、溶融成形性、耐熱性、機械的性質等に優れ
たサーモトロピック液晶ポリエステルを得ることができ
ることを見いだし、本発明に到達した。すなわち本発明
は、下記の構造単位(A)、(B)、(C)及び(D)
からなり、構造単位(A)が構造単位[(A)+(B)
+(C)+(D)]の1.0〜3.5モル%であること
を特徴とする共重合ポリエステルである。
【0009】
【化5】
【0010】
【化6】
【0011】
【化7】
【0012】(但し、構造単位(C)中のRは、−H、
−Cl、−CH3 、フェニル基から選ばれた1種以上で
ある。)
【0013】
【化8】
【0014】構造単位(A)はイソフタル酸残基の構造
単位を意味し、構造単位(B)は2,6−ナフタレンジ
カルボン酸残基の構造単位を意味し、また、構造単位
(C)は1,4−ジヒドロキシベンゼン、2−クロル−
1,4−ジヒドロキシベンゼン、2−メチル−1,4−
ジヒドロキシベンゼン、2−フェニル−1,4−ジヒド
ロキシベンゼン残基の構造単位を意味し、単一成分でも
よいが、これらから選ばれた1種以上でもよい。より好
ましくは上記構造単位(C)は1,4−ジヒドロキシベ
ンゼン残基である。構造単位(D)はp−ヒドロキシ安
息香酸残基の構造単位を意味する。
【0015】本発明の共重合ポリエステルの構造単位
(C)/[(A)+(B)]はモル比で(11/10)
〜(10/11)である。本発明の共重合ポリエステル
の構造単位(D)の単位[(A)+(B)+(C)+
(D)]に対する割合は任意とすることができるが、よ
り好ましくは50〜75モル%である。この範囲が特に
耐熱性あるいは溶融成形性に優れる共重合ポリエステル
が得られる。
【0016】本発明の共重合ポリエステルの性能を著し
く損なわない範囲で構造単位(A)、(B)、(C)、
及び(D)の他に少量の他の構造単位、例えば、テレフ
タル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ビフェニル
ジカルボン酸、ビフェニルエーテル4,4'-ジカルボン
酸、レゾルシノール、4,4'-ジヒドロキシビフェニ
ル、4,4'-ジヒドロキシビフェニルエーテル、4,
4'-ジヒドロキシベンゾフェノン、及びヒドロキシナフ
トエ酸等の残基を含ませることができる。本発明の共重
合ポリエステルは400℃以下で溶融成形が可能であ
り、優れた機械的性質、耐熱性を有する成形品を容易に
得ることが出来る。
【0017】ここで例えば構造単位(A)が単位
[(A)+(B)+(C)+(D)]に対して1モル%
未満の場合には溶融成形性が悪く、また3.5モル%を
越える場合には溶融による吸熱を示す温度が約310℃
以下となり短期的耐熱性、例えばハンダ耐熱性に劣り本
発明の目的を達成することが出来ない。
【0018】本発明の共重合ポリエステルの対数粘度
[(lnηrel )/c]はペンタフルオロフェノールな
どを溶媒にして測定可能であり、好ましくは0.16g
/dlのペンタフルオロフェノール溶液を60℃におい
て測定した対数粘度が0.8〜10.0d/gである。
対数粘度が0.8d/g未満では得られた成形品の強度
が低く、10.0d/gよりも大きいと溶融成形が困難
となる。
【0019】本発明の共重合ポリエステルは、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、構
造単位(A)および(B)を残基とする芳香族カルボン
酸またはそのエステル、構造単位(C)を残基とする芳
香族ジヒドロキシ化合物またはそのエステル、構造単位
(D)を残基とする芳香族ヒドロキシカルボン酸または
そのエステルを、単位[(A)+(B)+(C)+
(D)]に対する単位(A)の割合が所定の範囲になる
ように反応させることによって得られる。
【0020】具体的には、次の(イ)〜(ロ)が挙げら
れる。 (イ)ジカルボン酸類と芳香族ジヒドロキシ化合物の酢
酸エステルとヒドロキシカルボン酸の酢酸エステルとか
ら脱酢酸重縮合反応により製造する方法。 (ロ)ジカルボン酸類のジフェニルエステルと芳香族ジ
ヒドロキシ化合物とヒドロキシカルボン酸のフェニルエ
ステルとから脱フェノール重縮合反応により製造する方
法。 とりわけ(イ)法が無触媒で重縮合反応が進行する点で
望ましい。しかし、(ロ)法においては重縮合反応触媒
として酢酸第1スズ、テトラブチルチタネートなどの金
属化合物を使用することができる。
【0021】本発明の共重合ポリエステルには、必要に
応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤、ガラス
繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウムウイスカー等の
強化材、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ等の無機充
填材、および他の添加剤を含有させてもよい。
【0022】本発明の共重合ポリエステルは、優れた溶
融成形性を有し、耐熱性、機械的性質に優れた射出成形
品を与えるのみならず、耐熱性、機械的性質に優れたフ
ィルム、繊維、パルプとしても有用である。
【0023】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。物性の測定等は以下の方法によった。
【0024】(1)対数粘度 共重合ポリエステルの対数粘度(lnηrel )/cは、
濃度0.16g/dlのペンタフルオロフェノール溶液
を60℃においてキャノンマニングセミミクロ粘度計を
使用して求めた。 (2)熱分解開始温度及び5%重量減少温度 セイコー電子製SSC−5000を使用し、試料約4m
gを乾燥空気300ml/分中、10℃/分の昇温速度
で測定した。
【0025】(3)ガラス転移温度、及びTm ポリマーのガラス転移温度(Tg)および溶融による吸
熱を示す温度(Tm)はセイコー電子製の示差走査熱量
計(DSC)DSC−200型を使用し、試料約10m
gをアルミニュウム製非密封容器に入れ、窒素ガス(3
0ml/分)気流中昇温速度20℃/分で測定した。
【0026】(4)ポリマーの光学的異方性の有無 ポリマーの光学的異方性の有無はホットステージを装着
したニコンのOptiphoto−POLを用いて観察
した。 (5)溶融粘度 見掛けの溶融粘度は島津製作所製フローテスターCFT
−500を使用して測定した。但し、ダイ1mmφ×1
0mm、剪断速度1000 1/秒である。
【0027】(6)ハンダ耐熱性 ハンダ耐熱性はフローテスターにより得た直径2mmの
ストランドを300℃あるいは310℃のハンダ槽に漬
けて、ふくれ、変形等の変化が生じるまでの時間を測定
した。
【0028】実施例1 撹拌機、温度計、圧力計、窒素ガス導入管、凝縮器に連
結した蒸留ヘッドなどを装着した50ml反応管に、 イソフタル酸 2.5 mol 2,6−ナフタレンジカルボン酸 17.5 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 20.0 mol p−アセトキシ安息香酸 60.0 mol を仕込み、窒素で3回パージした後、ゆるやかに撹拌し
ながら反応管内に少量の窒素を流しつつ200℃まで昇
温した。温度が200℃に到達後、撹拌速度を上げ、こ
の混合物を段階的に昇温し240℃で1時間、260℃
で1時間、280℃で1時間、300℃で1時間、31
0℃で1時間、320℃で1時間反応させた。留出した
酢酸の量は10.3gであった。次いで反応缶内を徐々
に減圧し0.6Torrの真空に保ちつつ330℃で1
時間、340℃で30分、350℃で30分撹拌し重合
を完了させた。得られたポリマーの物性等の評価結果を
まとめて表1に示す。図1に温度と溶融粘度の関係を示
した。このポリマーは溶融状態で光学的異方性を示し
た。
【0029】実施例2 実施例1で使用したと同様の反応管に、 イソフタル酸 1.5 mol 2,6−ナフタレンジカルボン酸 18.5 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 20.0 mol p−アセトキシ安息香酸 60.0 mol を仕込み、実施例1と同様に合成した。得られたポリマ
ーの物性等の評価結果をまとめて表1に示す。このポリ
マーは溶融状態で光学的異方性を示した。
【0030】実施例3 実施例1で使用したものと同様の反応管に、 イソフタル酸 3.5 mol 2,6−ナフタレンジカルボン酸 14.0 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 17.5 mol p−アセトキシ安息香酸 65.0 mol を仕込み、実施例1と同様に合成した。得られたポリマ
ーの物性等の評価結果をまとめて表1に示す。このポリ
マーは溶融状態で光学的異方性を示した。
【0031】比較例1 実施例1で使用したものと同様の反応管に、 2,6−ナフタレンジカルボン酸 20.0 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 20.0 mol p−アセトキシ安息香酸 60.0 mol を仕込み、実施例1と同様に合成した。得られたポリマ
ーの物性等の評価結果をまとめて表2に示す。このポリ
マーは溶融状態で光学的異方性を示した。図1に温度と
溶融粘度の関係を示した。本比較例は米国特許第4,0
67,852号の実施例に基づくものであるが表1〜表
2及び図1から温度変化にともなう溶融粘度変化が実施
例1〜3に比べて大きく溶融成形性に劣ることがわか
る。
【0032】比較例2 実施例1で使用したものと同様の反応管に、 イソフタル酸 5.0 mol 2,6−ナフタレンジカルボン酸 15.0 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 20.0 mol p−アセトキシ安息香酸 60.0 mol を仕込み、実施例1と同様に合成した。得られたポリマ
ーの物性等の評価結果をまとめて表2に示す。このポリ
マーは溶融状態で光学的異方性を示した。 本比較例は
米国特許第4,083,829号の実施例に基づくもの
であるが、表1〜表2より実施例1〜3で合成したポリ
マーは比較例1で合成したポリマーに比べてハンダ耐熱
性に優れていることが明らかである。
【0033】比較例3 実施例1で使用したものと同様の反応管に、 イソフタル酸 17.0 mol 2,6−ナフタレンジカルボン酸 3.0 mol 1,4−ジアセトキシベンゼン 20.0 mol p−アセトキシ安息香酸 60.0 mol を仕込み、実施例1と同様に合成した。得られたポリマ
ーの物性等の評価結果をまとめて第2表に示す。このポ
リマーは溶融状態で光学的異方性を示した。 本比較例
も米国特許第4,083,829号の実施例に基づくも
のであるが、表1〜表2より実施例1〜3で合成したポ
リマーは比較例1で合成したポリマーに比べてハンダ耐
熱性に優れていることが明らかである。
【0034】
【表1】 実施例番号 1 2 3 原料配合割合(モル%) イソフタル酸 2.5 1.5 3.5 2,6-ナフタレンジカルボン酸 17.5 18.5 14 1,4-ジアセトキシベンゼン 20 20 17.5 p−アセトキシ安息香酸 60 60 65 対数粘度 (dl/g) 4.38 4.21 3.98 Tm (℃) 315 319 320 熱分解開始温度 (℃) 503 504 501 5%重量減少温度 (℃) 497 492 495 溶融粘度 (Pa・ s) 320℃ 49 70 80 330 40 43 37 340 32 33 30 350 26 24 22 360 23 22 18 ハンダ耐熱性(秒) 300℃ >60 >60 >60 310℃ >60 >60 >60
【0035】
【表2】 比較例番号 1 2 3 原料配合割合(モル%) イソフタル酸 0 5 17 2,6-ナフタリンジカルボン酸 20 15 3 1,4-ジアセトキシベンゼン 20 20 20 p−アセトキシ安息香酸 60 60 60 対数粘度 (dl/g) 4.88 3.76 1.44 Tm (℃) 329 298 248 熱分解開始温度 (℃) 502 504 500 5%重量減少温度 (℃) 490 493 486 溶融粘度 (Pa・ s) 320℃ 930 38 300 330 150 31 140 340 45 26 63 350 23 22 25 360 13 18 9 ハンダ耐熱性(秒) 300℃ >60 30 <5 310℃ >60 10 <5
【0036】
【発明の効果】本発明の共重合ポリエステルは、短期耐
熱性、成形性に優れ、特にハンダ耐熱性に優れた共重合
ポリエステルである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1及び比較例1で得られたポリマーの
温度と溶融粘度の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 武夫 神奈川県平塚市東八幡5丁目6番2号 三 菱瓦斯化学株式会社プラスチックスセンタ ー内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の構造単位(A)、(B)、(C)
    及び(D)からなり、構造単位(A)が構造単位
    [(A)+(B)+(C)+(D)]の1.0〜3.5
    モル%であることを特徴とする共重合ポリエステル。 【化1】 【化2】 【化3】 但し、構造単位(C)中のRは、−H、−Cl、−CH
    3 、フェニル基から選ばれた1種以上である。 【化4】
  2. 【請求項2】 構造単位(D)が構造単位[(A)+
    (B)+(C)+(D)]の50〜75モル%であり、
    構造単位(C)中のRが−Hである請求項1に記載の共
    重合ポリエステル。
  3. 【請求項3】 溶融による吸熱を示す温度が310℃以
    上である請求項2に記載の共重合ポリエステル。
JP5174107A 1993-07-14 1993-07-14 共重合ポリエステル Pending JPH0725995A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005213418A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
KR20240029848A (ko) * 2022-08-29 2024-03-07 충남대학교산학협력단 열방성 액정 폴리에스터 조성물 및 이의 제조방법

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