JPH0816153B2 - 共重合ポリエステルの製造方法 - Google Patents

共重合ポリエステルの製造方法

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JPH0816153B2
JPH0816153B2 JP4344622A JP34462292A JPH0816153B2 JP H0816153 B2 JPH0816153 B2 JP H0816153B2 JP 4344622 A JP4344622 A JP 4344622A JP 34462292 A JP34462292 A JP 34462292A JP H0816153 B2 JPH0816153 B2 JP H0816153B2
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mol
copolyester
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憲一 田畑
茂 鈴江
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融重合のみで合成可
能でサーモトロピック液晶を形成する、成形が容易で、
かつ、耐熱性の良好な成形品を与える共重合ポリエステ
ルの製造方法に関するものである。
【0002】
【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
が数多く開発されており、中でも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。
【0003】この液晶ポリマとしてはパラヒドロキシ安
息香酸にポリエチレンテレフタレ―トを共重合した液晶
ポリマが知られている(特開昭49−723939号公
報)。しかしながらこのポリマは耐熱性が十分でなかっ
たり、機械物性が不良であるという欠点を有し、このポ
リマからは両者の特性を満足する成形品の得られないこ
とがわかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の製
造方法では高分子鎖中の構造単位のランダム性が不十分
で得られた成形品の均質性が不十分であり、耐熱性も十
分とはいえなかった。
【0005】すなわち、エチレンテレフタレ―ト単位が
オキシベンゾイル単位とランダムに共重合せず、エチレ
ンテレフタレ―ト単位がブロック化して重合され、成形
品の均質性が不良になったり、耐熱性が低下したものと
考えられる。
【0006】よって、本発明はポリエステルにオキシベ
ンゾイル単位がランダムに共重合した、均質で耐熱性の
すぐれた共重合ポリエステルを製造する方法を提供する
ことを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は(1)
下記構造単位(I)、(II)および(III)からなる共重
合ポリエステルを製造する方法において、(a)パラヒ
ドロキシ安息香酸と無水酢酸または(b)パラアセトキ
シ安息香酸を連続または分割添加することを特徴とする
共重合ポリエステルの製造方法および、
【化3】 (ただし式中R1 はアルキレン基を、R2 は2価の芳香
族基を示し、構造単位(I)の共重合比率((I)/
[(I)+(II)](モル比))は0.6〜0.9であ
り、構造単位(II)と(III)は実質的に等モルであ
る。) (2)下記構造単位(I)、(II)および(III)からな
る共重合ポリエステルを製造する方法において、構造単
位(I)の共重合比率((I)/[(I)+(II)]
(モル比))が0<(I)/[(I)+(II)]<0.
6を満足する共重合比率のポリマに(a)パラヒドロキ
シ安息香酸と無水酢酸または(b)パラアセトキシ安息
香酸を添加することを特徴とする共重合ポリエステルの
製造方法である。
【0008】
【化4】 (ただし式中R1 、R2 は2価の芳香族基および/また
はアルキレン基を示し、構造単位(I)の共重合比率
((I)/[(I)+(II)](モル比))は0.6〜
0.9であり、構造単位(II)と(III)は実質的に等モ
ルである。)本発明で製造する共重合ポリエステルは上
記(I)、(II)の構造単位を有する。
【0009】R1 はアルキレン基、R2 は2価の芳香族
基であり、R1 としては、例えば、
【化5】 が挙げられ、R2 としては、例えば
【化6】 が挙げられる(ただし、式中Xは水素原子または塩素原
子を示す)。これらは2種以上を併用して用いることも
可能である。
【0010】なかでもR1 としては
【化7】 が好ましい。
【0011】また、R2 としては
【化8】 が好ましい(ただし、式中Xは水素原子または塩素原子
を示す)。
【0012】本発明で製造する共重合ポリエステルは、
上記のような構造を有するパラオキシベンゾイル単位
(構造単位(I))、脂肪族ジオールからなる単位(構
造単位(II))と芳香族ジカルボン酸からなる単位(構
造単位(III))からなり、構造単位(I)の共重合比率
((I)/[(I)+(II)](モル比))が0.6〜
0.9、好ましくは0.7〜0.85である共重合体で
ある。
【0013】本発明の最大の特徴は、上記共重合ポリエ
ステルを製造する際にパラオキシベンゾイル単位の原料
であるパラヒドロキシ安息香酸と無水酢酸を、連続また
は分割添加して生成するポリマの高分子鎖中の構造単位
のランダム性を高めることにある。これにより、成形品
の均質性を高め、耐熱性を向上させることができる。
【0014】本発明における構造単位(I)、(II)お
よび(III)からなる共重合ポリエステルを重縮合する方
法は、パラヒドロキシ安息香酸と無水酢酸を連続または
分割添加する以外特に制限はなく、通常の方法を用いる
ことができる。
【0015】連続添加は、パラヒドロキシ安息香酸と無
水酢酸を混合してスラリー状にし、ニーダーにより一定
速度で連続的に添加する方法やパラアセトキシ安息香酸
は粉体または溶融供給装置で連続的に添加する方法など
である。
【0016】連続添加において添加に要する時間は通常
15分〜8時間で行なう。好ましくは、30分〜5時間
かけて一定速度で連続添加するのが良い。
【0017】分割添加は、通常、反応開始時の仕込み成
分を240℃〜330℃で、予め反応させた後、パラヒ
ドロキシ安息香酸と無水酢酸の添加時は100〜150
℃まで降温し、反応容器上部に備えた仕込口から添加す
る。またパラアセトキシ安息香酸を添加する場合は24
0〜330℃で粉体または溶融供給装置で添加する。分
割添加の回数に制限はないが、通常2回に分ければ十分
である。1回の添加量は通常全添加量の20〜80%が
適当である。
【0018】連続または分割添加するパラヒドロキシ安
息香酸およびパラアセトキシ安息香酸の総添加量は、パ
ラヒドロキシ安息香酸およびパラアセトキシ安息香酸と
ジカルボン酸の合計に対して、0.6〜0.9(モル
比)であり、0.7〜0.85(モル比)が好ましい。
【0019】本発明においては、構造単位(I)、(I
I)および(III)からなり、構造単位(I)の共重合比
率(モル比)が0<(I)/[(I)+(II)]<0.
6であるポリマに(a)パラヒドロキシ安息香酸と無水
酢酸または(b)パラアセトキシ安息香酸を添加するこ
とによっても本発明の効果が得られる。なかでもポリマ
はパラヒドロキシ安息香酸と無水酢酸を用いて製造した
ポリマであることが好ましく、添加するのは(b)パラ
アセトキシ安息香酸が好ましい。この場合、(a)パラ
ヒドロキシ安息香酸または(b)パラアセトキシ安息香
酸の添加量は、出発物質であるポリマにおけるパラオキ
シベンゾイル単位とパラヒドロキシ安息香酸の合計量が
製造するポリマにおけるパラオキシベンゾイル単位とジ
カルボン酸の合計量に対して、0.6〜0.9(モル
比)、好ましくは0.7〜0.85(モル比)となるよ
うな添加量である。
【0020】なお、このポリマに(a)または(b)を
添加する方法において、添加するパラヒドロキシ安息香
酸と無水酢酸の添加方法は連続または分割添加してもよ
い。
【0021】パラヒドロキシ安息香酸と無水酢酸を用い
る場合の無水酢酸の添加総モル数は使用したパラヒドロ
キシ安息香酸の総モル数の1.0〜1.5倍とし、1.
05〜1.20倍が好ましい。
【0022】また、本発明の製造方法における反応は、
無触媒でも進行するが、酢酸第1錫、酢酸亜鉛、酢酸ア
ンチモン、テトラブチルチタネート、酢酸ナトリウム、
酢酸カリウム、金属マグネシウムなどの金属化合物を添
加したほうが好ましい場合もある。
【0023】また、本発明の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20
〜5,000ポイズがより好ましい。
【0024】なお、この溶融粘度は(液晶開始温度+4
0℃)でずり速度1,000(1/秒)の条件下で高化
式フローテスターによって測定した値である。
【0025】本発明の製造方法は溶融重合法のみで高重
合度のポリマが得られるものであり、それにより製造さ
れたポリマは、良好な光学異方性、機械的性質および耐
熱性を示し、押出成形、射出成形、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。
【0026】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
も増加させることができることもある。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)、または酸素雰囲気(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って行
なうことができる。この熱処理は緊張下であってもなく
てもよく、数十分〜数日の間で行なうことができる。
【0027】本発明で製造する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、所望の特性を付与することができる。
【0028】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。
【0029】実施例1 撹拌装置およびモーターを備えた重合用試験管にパラヒ
ドロキシ安息香酸(I)、16.57g(0.120モ
ル)、固有粘度が約0.60の粉砕ポリエチレンテレフ
タレ―ト(II)15.37g(0.080モル)および
無水酢酸(III)13.48g(0.132モル)を仕込
み、窒素ガス雰囲気下で130℃から260℃まで3時
間かけて昇温した。この間13.0mlの酢酸が留出し
た。その後、30分かけて130℃まで降温し、この温
度でパラヒドロキシ安息香酸(I)27.62g(0.
200モル)、無水酢酸(III)22.46g(0.22
0モル)を添加した(仕込みと分割添加あわせて(I)
/(II)=80/20)。
【0030】次に130℃から310℃まで4時間30
分かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHgまで減圧し、
45分重合して反応を完結させた。
【0031】このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台に
載せ、昇温して光学異方性の確認を行なった結果、液晶
開始温度は278℃であり、良好な光学異方性を示し
た。
【0032】このポリエステルを住友ネスタール射出成
形機・プロマット40/25(住友重機械工業(株)
製)に供し、シリンダー温度330℃、金型温度30℃
の条件で1/8”厚×1/2”幅×5”長のテストピー
スを作成した。
【0033】この成形品の表面平滑性は良好であり、熱
変形温度を東洋精機製の熱変形温度装置を用いて測定し
たところ、150℃(18.50kg/cm2 )であった。
なお、このポリマの溶融粘度は(液晶開始温度+40
℃)、ずり速度1,000(1/秒)で測定し、770
ポイズと流動性が極めて良好であった。
【0034】また、このポリマの対数粘度(0.1g/
dl濃度、60℃でペンタフルオロフェノール中で測定)
は1.32dl/gであった。
【0035】これに対して分割添加しない系(比較例
1)では成形品の表面平滑性は不良であり、成形品の熱
変形温度145℃で溶融時の流動性不良、熱変形温度も
低かった。
【0036】比較例1 重合用試験管にパラヒドロキシ安息香酸(I)44.2
0g(0.320モル)、固有粘度が約0.6の粉砕ポ
リエチレンテレフタレ―ト(II)15.37g(0.0
80モル)、無水酢酸(III)35.94g(0.352
モル)を仕込み、130℃から310℃まで4時間30
分かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHgまで減圧し、
45分重合した。
【0037】このポリマの液晶開始温度は287℃であ
り、実施例1と同様に射出成形して得られた成形品の表
面平滑性は不良であり、熱変形温度は145℃であっ
た。このポリマの溶融粘度は1,000ポイズであり、
対数粘度は1.210dl/gであった。
【0038】実施例2 重合用試験管にパラアセトキシ安息香酸(I−2)2
1.62g(0.120モル)、固有粘度が約0.6の
粉砕ポリエチレンテレフタレ―ト(II−1)15.37
g(0.080モル)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で2
50℃、1時間保ち、この温度でパラアセトキシ安息香
酸(I−2)36.03g(0.200モル)を添加
し、250℃から310℃まで2時間30分かけて昇温
し、次の1時間で0.5mmHgまで減圧して70分重合し
て液晶開始温度280℃のポリエステルを得た。
【0039】このポリエステルを実施例1と同様の成形
条件で成形を行ない、表面平滑な成形品を得た。得られ
た成形品の熱変形温度を測定すると152℃であった。
このポリマの溶融粘度は690ポイズであった。また、
このポリマの対数粘度は1.28dl/gであった。
【0040】比較例2 重合用試験管にパラアセトキシ安息香酸(I−2)5
7.65g(0.320モル)、固有粘度が約0.6の
粉砕ポリエチレンテレフタレ―ト(II−1)15.37
g(0.080モル)を仕込み、250℃〜310℃ま
で2時間30分かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHg
まで減圧し、70分重合した。射出成形して得られた成
形品の表面平滑性は不良であり、このポリマの液晶開始
温度は290℃であり実施例1と同様に測定した熱変形
温度は146℃であった。このポリマの溶融粘度は81
0ポイズであり、対数粘度は1.15dl/gであった。
【0041】実施例3 重合用試験管にパラヒドロキシ安息香酸(I)、16.
57g(0.120モル)、固有粘度が約0.60の粉
砕ポリエチレンテレフタレ―ト(II)15.37g
(0.080モル)および無水酢酸(III)13.48g
(0.132モル)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で13
0℃から260℃まで3時間かけて昇温した。この間1
3.0mlの酢酸が留出した。その後、30分かけて13
0℃まで降温し、この温度でパラヒドロキシ安息香酸
(I)27.62g(0.200モル)、無水酢酸(II
I)22.46g(0.220モルをスラリー状にして重
合用試験管上部に取付けた粉体添加装置から一定速度で
連続的に約1時間かけて添加した(仕込みと分割添加あ
わせて(I)/(II)=80/20)。
【0042】次に130℃から310℃まで4時間30
分かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHgまで減圧し4
0分重合して液晶開始温度278℃のポリエステルを得
た。
【0043】このポリエステルを実施例1と同様の成形
条件で成形を行ない、表面平滑な成形品を得た。得られ
た成形品の熱変形温度を測定すると152℃であった。
このポリマの溶融粘度は700ポイズであった。また、
このポリマの対数粘度は1.35dl/gであった。
【0044】参考例1 重合用試験官にパラアセトキシ安息香酸(I−2)2
1.62g(0.120モル)、固有粘度が約0.6の
粉砕ポリエチレンテレフタレート(II−1)15.37
g(0.080モル)を仕込み、250〜275℃まで
2時間かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHgまで
減圧し、60分重合した。得られたポリマの液晶開始温
度は170℃であり、実施例1と同様に射出成形を行な
い得られた成形品の熱変形温度は72℃であった。
【0045】このポリエステルを朋来(株)製粉砕機で
粉砕し実施例4で用いた。
【0046】実施例4 重合用試験管中、参考例1の粉砕ポリマ34.17gを
250℃で30分間保ち、溶融させた後、p−アセトキ
シ安息香酸7.62g(0.200モル)を添加し、2
50℃から300℃まで2時間30分かけて昇温し、次
の1時間で0.5mmHgまで減圧し、100分間重合
した。
【0047】このポリマの液晶開始温度は275℃であ
り、実施例1と同様に射出成形を行ない得られた成形品
の熱変形温度は148℃であった。また溶融粘度は98
0ポイズであり、耐熱性、流動性ともに優れ、成形品の
表面平滑性は良好であり、比較例1に比して優れたもの
であった。
【0048】実施例5 重合用試験管にパラヒドロキシ安息香酸(I−1)、1
6.57g(0.120モル)、固有粘度が約0.60
の粉砕ポリエチレンテレフタレ―ト(II−1)15.3
7g(0.080モル)および無水酢酸(IV)13.4
8g(0.132モル)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で
130℃から260℃まで3時間かけて昇温した。この
間13.0m■の酢酸が留出した。その後、30分かけ
て130℃まで降温し、この温度でパラヒドロキシ安息
香酸(I−1)27.62g(0.200モル)、無水
酢酸(IV)22.46g(0.220モル)をスラリー
状にして重合用試験管上部に取付けた粉体添加装置から
一定速度で連続的に約1時間かけて添加した(仕込みと
分割添加あわせて(I)/(II)=80/20)。
【0049】次に130℃から310℃まで4時間30
分かけて昇温し、次の1時間で0.5mmHgまで減圧し、
40分重合して液晶開始温度278℃のポリエステルを
得た。
【0050】このポリエステルを実施例1と同様の成形
条件で成形を行ない、表面平滑な成形品を得た。得られ
た成形品の熱変形温度を測定すると152℃であった。
このポリマの溶融粘度は700ポイズであった。また、
このポリマの対数粘度は1.35dl/gであった。
【0051】
【発明の効果】本発明の製造方法により、耐熱性、流動
性および表面平滑性を向上させた共重合ポリエステルが
製造できるようになった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造単位(I)、(II)および(III)
    からなる共重合ポリエステルを製造する方法において、
    (a)パラヒドロキシ安息香酸と無水酢酸または(b)
    パラアセトキシ安息香酸を連続または分割添加すること
    を特徴とする共重合ポリエステルの製造方法。 【化1】 (ただし式中R1 はアルキレン基を、R2 は2価の芳香
    族基を示し、構造単位(I)の共重合比率((I)/
    [(I)+(II)](モル比))は0.6〜0.9であ
    り、構造単位(II)と(III)は実質的に等モルであ
    る。)
  2. 【請求項2】下記構造単位(I)、(II)および(III)
    からなる共重合ポリエステルを製造する方法において、
    構造単位(I)の共重合比率((I)/[(I)+(I
    I)](モル比))が0<(I)/[(I)+(II)]
    <0.6を満足する共重合比率のポリマに(a)パラヒ
    ドロキシ安息香酸と無水酢酸または(b)パラアセトキ
    シ安息香酸を添加することを特徴とする共重合ポリエス
    テルの製造方法。 【化2】 (ただし式中R1 はアルキレン基を、R2 は2価の芳香
    族基を示し、構造単位(I)の共重合比率((I)/
    [(I)+(II)](モル比))は0.6〜0.9であ
    り、構造単位(II)と(III)は実質的に等モルであ
    る。)
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