JPH0759628B2 - 高弾性率共重合ポリエステル - Google Patents

高弾性率共重合ポリエステル

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JPH0759628B2
JPH0759628B2 JP63126986A JP12698688A JPH0759628B2 JP H0759628 B2 JPH0759628 B2 JP H0759628B2 JP 63126986 A JP63126986 A JP 63126986A JP 12698688 A JP12698688 A JP 12698688A JP H0759628 B2 JPH0759628 B2 JP H0759628B2
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亨 山中
俊英 井上
典明 後藤
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は450℃以下で溶融成形可能ですぐれた機械的性
質と光学異方性を与え得る新規な高弾性率共重合ポリエ
ステルに関するものである。
<従来の技術> 近年プラスチックの高性能化に対する要求がますます高
まり種々の新規性能を有するポリマが数多く開発され市
場に提供されているが、なかでも特に分子鎖の平行な配
列を特徴とする光学異方性の液晶ポリマがすぐれた機械
的性質を有する点で注目されている。
この液晶ポリマとしてはP−ヒドロキシ安息香酸に4,
4′−ビフェノールおよびテレフタル酸を共重合したポ
リエステル、P−ヒドロキシ安息香酸に2,6−ヒドロキ
シナフトエ酸を共重合したポリエステル、P−ヒドロキ
シ安息香酸にポリエチレンテレフタレート(PET)を共
重合したポリエステルなどが広く知られている。
また、溶融成形可能で、高弾性率に代表される機械的性
質と光学異方性が均衡にすぐれたポリエステルの取得を
目的とした、フェニルハイドロキノンなどのジヒドロキ
シ化合物と4,4′−ジフェニルジカルボン酸からなるポ
リエステルが特開昭58−194949号公報、特開昭59−4132
9号公報、特開昭60−192724号公報、特開昭60−192725
号公報および特開昭62−39620号公報に開示され、P−
ヒドロキシ安息香酸とフェニルハイドロキノンなどのジ
ヒドロキシ化合物と4,4′−ジフェニルカルボン酸から
なるポリエステルが特開昭59−41328号公報、特開昭61
−106621号公報、特開昭62−20523号公報、特開昭62−3
9623号公報および特開昭62−48722号公報に開示されて
いる。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、前記P−ヒドロキシ安息香酸に、4,4′
−ビフェノールおよびテレフタル酸、2,6−ヒドロキシ
ナフトエ酸あるいはポリエチレンテレフタレートを共重
合したポリエステルは、液晶温度が450℃以下と比較的
低い反面、その紡出糸および射出成形品の弾性率はなお
不十分である。
また、前記ジヒドロキシ化合物と4,4′−ジフェニルジ
カルボン酸からなるポリエステルまたは、さらにP−ヒ
ドロキシ安息香酸を共重合したポリエステルも、その弾
性率において、ある程度高いものは得られるものの十分
満足できるものではなかつた。
よつて、本発明は、さらに高弾性率の共重合ポリエステ
ルの取得を課題とする。
<課題を解決するための手段> すなわち本発明は下記構造単位(I)〜(V)からな
り、構造単位(I)/(II)のモル比が25/75〜75/25、
構造単位(III)/(IV)のモル比が10/0〜3/7であり、
〔(I)+(II)〕と〔(III)+(IV)〕とが実質的
に等モルの割合からなり構造単位(V)/〔(I)+
(II)〕が0〜80モル%、溶融粘度10〜15,000ポイズ
(液晶開始温度+40℃、剪断速度1,000 1/秒で測定)で
ある高弾性率共重合ポリエステルである。
O−R1−O ……(II) OC−R2−CO ……(IV) OR3CO ……(V) (但し(I)式中Xは および/または から選ばれた一種以上の基を、R2 から選ばれた一種以上の基を、R3 から選ばれた一種以上の基を示す)。
本発明の高弾性率共重合ポリエステルにおいて、上記構
造単位(I)はシクロヘキシルハイドロキノンおよび/
またはα−メチルベンジルハイドロキノンのヒドロキシ
ル基の水素を除去した構造単位を、構造単位(II)は4,
4′−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、4,4′
−ジヒドロキシジフェニルエーテル、クロルハイドロキ
ノン、メチルハイドロキノン、tert−ブチルハイドロキ
ノン、フェニルハイドロキノン、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から選ばれた
一種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物のヒドロキシル基
の水素を除去した構造単位を示す。また、構造単位(II
I)は4,4′−ジフェニルジカルボン酸のヒドロキシル基
を除去した構造単位を示し、構造単位(IV)はテレフタ
ル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,2−ビス(フェ
ノキシ)エタン−4,4′−ジカルボン酸、1,2−ビス(2
−クロルフェノキシ)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
酸およびヘキサヒドロテレフタル酸から選ばれた一種以
上の芳香族ジカルボン酸のヒドロキシル基を除去した構
造単位を示し、芳香族ジヒドロキシ化合物と芳香族ジカ
ルボン酸とを実質的に等モルの割合になるように重合せ
しめた際のそれぞれの構造単位を示す。
さらに、構造単位(V)はP−ヒドロキシ安息香酸、3
−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、P−ヒドロキシビ
フェニルカルボン酸および6−ヒドロキシ−2−ナフト
エ酸から選ばれた一種以上の芳香族ビドロキシカルボン
酸から生成したポリエステルの構造単位を示す。
本発明の高弾性率共重合ポリエステルは、通常、その融
点が450℃以下であり、通常の溶融成形により、すぐれ
た機械的性質を有する繊維、フィルム、各種成形品など
を容易に成形することが可能である。
本発明の高弾性率共重合ポリエステルにおいて上記構造
単位(I)/(II)のモル比は25/75〜75/25である。ま
た構造単位(III)/(IV)のモル比は10/0〜3/7であ
り、好ましくは10/0〜5/5である。構造単位(V)/
〔(I)+(II)〕は0〜80モル%であり、80モル%を
越えると溶融流動性および機械的性質が低下するため好
ましくない。
本発明の高弾性率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、製法については特に
制限はないが代表的な製法としては次の(1)〜(4)
法が挙げられる。
(1) シクロヘキシルハイドロキノンジアセテートな
どの芳香族ジヒドロキシ化合物のジエステルと4,4′−
ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸およ
びP−アセトキシ安息香酸などの芳香族ヒドロキシカル
ボン酸のモノエステルから脱モノカルボン重縮合によつ
て製造する方法。
(2) シクロヘキシルハイドロキノンなどの芳香族ジ
ヒドロキシ化合物と4,4′−ジフェニルジカルボン酸な
どの芳香族ジカルボン酸およびP−ヒドロキシ安息香酸
などの芳香族ヒドロキシカルボン酸を無水酢酸とともに
反応させ脱酢酸重合によつて製造する方法。
(3) 4,4′−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族
ジカルボン酸のジフェニルエステルとシクロヘキシルハ
イドロキノンなどの芳香族ジヒドロキシ化合物およびP
−ヒドロキシ安息香酸などの芳香族ヒドロキシカルボン
酸のフェニルエステルから脱フェノール重縮合により製
造する方法。
(4) 4,4′−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族
ジカルボン酸およびP−ヒドロキシ安息香酸などのヒド
ロキシカルボン酸に所望量のジフェニルカーボネートを
反応させて、カルボキシル基をフェニルエステルとした
後シクロヘキシルハイドロキノンなどの芳香族ジヒドロ
キシ化合物を加え脱フェノール重縮合反応により製造す
る方法。
重縮合反応に使用する触媒としては酢酸第1錫、テトラ
ブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウムおよび酢酸
カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物が代表的
であり、とりわけ脱フェノール重縮合の際に有効であ
る。
本発明の高弾性率共重合ポリエステルは、ペンタフルオ
ロフェノール中で固有粘度を測定することが可能なもの
もあり、その際には0.1(重量/容量)%の濃度で60℃
で測定した値で0.35以上が好ましく、特に0.4〜15.0が
好ましい。
また本発明の高弾性率共重合ポリエステルの溶融粘度
は、10〜15,000ポイズが好ましく、特に50〜10,000ポイ
ズがより好ましい。
なお、この溶融粘度は(液晶開始温度+40℃)で剪断速
度1,000(1/秒)の条件下で高化式フローテスターによ
つて測定した値である。
なお、本発明の高弾性率共重合ポリエステルを重縮合す
る際には上記構造単位(I)〜(V)を構成する成分以
外に3,3′−ジフェニルジカルボン酸、3,4′−ジフェニ
ルジカルボン酸、2,2′−ジフェニルジカルボン酸など
の芳香族ジカルボン酸およびm−ヒドロキシ安息香酸な
どの芳香族ヒドロキシカルボン酸、P−アミノ安息香
酸、P−フェニレンジアミンなどを本発明の目的を損な
わない程度の範囲でさらに共重合せしめることができ
る。
かくしてなる本発明の高弾性率共重合ポリエステルは45
0℃以下の温度で溶融成形が可能であり、押出成形、射
出成形、圧縮成形、ブロー成形などの通常の溶融成形に
供することができ、繊維、フィルム、三次元成形品、容
器、ホースなどに加工することが可能である。
なお成形時には本発明の高弾性率共重合ポリエステルに
対し、ガラス繊維、炭素繊維、アスベストなどの強化
剤、充填剤、核剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑
剤、滑剤、離型剤および難燃剤などの添加剤や他の熱可
塑性樹脂を添加して、成形品に所望の特性を付与するこ
とができる。
本発明の新規な高弾性率共重合ポリエステルから得られ
る成形品は、その平行な分子配列に起因して良好な光学
異方性を有し、機械的性質が極めてすぐれている。
なお、このようにして得られた成形品は、熱処理によっ
て強度を増加させることができ、弾性率をも多くの場合
増加させることができる。
この熱処理は、成形品を不活性雰囲気(例えば窒素、ア
ルゴン、ヘリウムまたは水蒸気)中または酸素含有雰囲
気(例えば空気)中でポリマの融点以下の温度で熱処理
することによつて行うことができる。この熱処理は緊張
下であつてもなくてもよく、数分〜数日の間で行うこと
ができる。
<実施例> 以下、実施例により本発明をさらに説明する。
実施例1 重合用試験管にP−アセトキシ安息香酸54.0g(0.3モ
ル)、シクロヘキシルハイドロキノンジアセテート27.6
g(0.1モル)、フェニルハイドロキノンジアセテート2
7.0g(0.1モル)および4,4′−ジフェニルジカルボン酸
48.4g(0.2モル)を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行
つた。
まず窒素ガス雰囲気下に250〜330℃で3.0時間反応させ
た後、350℃に昇温し、その後系内を徐々に減圧し、1mm
Hgの減圧下でさらに1.0時間反応させ重縮合反応を完結
させたところ、ほぼ理論量の酢酸が留出し、象牙色のポ
リマが得られた。
このポリマの理論構造式は以下のとおりであり、このポ
リエステルの元素分析結果は第1表のとおり理論値とよ
い一致を示した。
ただし、酸素含量(%)は(100%−C%−H%)から
算出した。
このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にのせ、昇温し
て剪断力を加え光学異方性の確認を行つた結果232℃以
上で良好な光学異方性を示した。また、このポリマの熱
特性を示差走査熱量計(パーキンエルマーII型)で測定
したところガラス転位温度181℃で溶融ピークは検出さ
れなかつた。
このポリエステルをフローテスターに供し、272℃、口
金孔径0.3mm、口金長1.0mmで溶融紡糸を行つた結果繊維
径0.05mmの紡出糸が得られた。なお溶融粘度は剪断速度
1,000(1/秒)で1,800ポイズであつた。
この紡出糸を東洋ボールドウィン(株)製レオバイブロ
ンDDV−II−EA型を用い周波数110Hz、昇温速度2℃/分
チャック間距離40mmで動的弾性率を測定したところ30℃
で90GPaときわめて高弾性率であつた。
実施例2 重合試験管にP−アセトキシ安息香酸54.0g(0.3モ
ル)、α−メチルベンジルハイドロキノンジアセテート
29.8g(0.1モル)、フェニルハイドロキノンジアセテー
ト27.0g(0.1モル)および4,4′−ジフェニルジカルボ
ン酸48.4g(0.2モル)と同じ条件で重縮合反応を行つ
た。
このポリエステルの理論構造式は次のとおりであり、こ
のポリエステルの元素分析結果は第2表のとおり理論値
とよい一致を示した。
ただし、酸素含量(%)は(100%−C%−H%)から
算出した。
このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にのせ、昇温し
て剪断力を加え光学異方性の確認を行つた結果240℃以
上で良好な光学異方性を示した。また実施例1と同様に
示差走査熱量計で測定した結果、ガラス転移温度158℃
で融点ピークは検出されなかつた。
このポリマをフローテスターに供し、280℃、口金孔径
0.3mmφ、口金長1.0mmで溶融紡糸を行つた結果、繊維径
0.02mmの紡出糸が得られた。なお溶融粘度は剪断速度1,
000(1/秒)で1,900ポイズであつた。この紡出糸を東洋
ボールドウィン(株)製レオバイブロンDDV−II−EA型
を用いて周波数110Hz、昇温速度2℃/分、チャック間
距離40mmで動的弾性率を測定したところ、30℃で85GPa
と極めて高弾性率であつた。
実施例3〜20、比較例1〜5 重合試験管にシクロヘキシルハイドロキノンジアセテー
ト(I)、α−メチルベンジルハイドロキノンジアセテ
ート(II)、4,4′−ジアセトキシビフェニル(III)、
ハイドロキノンジアセテート(IV)、4,4′−ジアセト
キシジフェニルエーテル(V)、クロルハイドロキノン
ジアセテート(VI)、メチルハイドロキノンジアセテー
ト(VII)、t−ブチルハイドロキノンジアセテート(V
III)、フェニルハイドロキノンジアセテート(IX)、
2,6−ジアセトキシナフタレン(X)、2,7−ジアセトキ
シナフタレン(XI)からなるジアセテート成分と、4,
4′−ジフェニルジカルボン酸(XII)、テレフタル酸
(XIII)、2,6−ナフタレンジカルボン酸(XIV)、1,2
−ビス(フェノキシ)エタン−4,4′−ジカルボン酸(X
V)、1,2−ビス(2−クロルフェノキシ)エタン−4,
4′−ジカルボン酸(XVI)、4,4′−ジフェニルエーテ
ルジカルボン酸(XVII)、イソフタル酸(XVIII)、ヘ
キサヒドロテレフタル酸(XIX)からなるジカルボン酸
成分およびP−アセトキシ安息香酸(XX)、3−クロル
−4−アセトキシ安息香酸(XXI)、4−アセトキシビ
フェニル−4′−カルボン酸(XXII)、6−ヒドロキシ
−2−ナフトエ酸(XXIII)からなるアセトキシカルボ
ン酸成分とを各々第3表に示すごとく組み合わせて〔ジ
アセテート成分〕=〔ジカルボン酸成分〕(モル数)と
なるように重合試験管に仕込み実施例1と同様に重縮合
反応を行つた。得られたポリマの液晶開始温度と溶融粘
度を測定した。
さらにこれらのポリマを口金孔径0.3mmφで溶融紡糸を
行い紡出糸を得た。
本発明の組成では流動性が良好で得られる紡出糸は高弾
性率であるが、本発明以外の組成では、流動性が不良で
重合時に固化したり、紡糸が不可能であつたり、また紡
出糸が得られた場合でもその弾性率は低かつた。
<発明の効果> 本発明の高弾性率共重合ポリエステルは450℃以下で溶
融成形可能であり、得られた成形品は高い機械物性を有
しているため、エンジニアリングプラスチックの分野で
金属代替材料として有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/84 311 7199−3B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造単位(I)〜(V)からなり構造
    単位(I)/(II)のモル比が25/75〜75/25、構造単位
    (III)/(IV)のモル比が10/0〜3/7であり、[(I)
    +(II)]と[(III)+(IV)]とが実質的に等モル
    の割合からなり構造単位(V)/[(I)+(II)]が
    0〜80モル%、溶融粘度が10〜15,000ポイズ(液晶開始
    温度+40℃,剪断速度1,000 1/秒で測定)である高弾
    性率共重合ポリエステル。 O−R1−O ……(II) OC−R2−CO ……(IV) OR3CO ……(V) (ただし、式中のXは および/または、 から選ばれた一種以上の基を、 一種以上の基を示す。)
JP63126986A 1988-05-26 1988-05-26 高弾性率共重合ポリエステル Expired - Lifetime JPH0759628B2 (ja)

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