JPH10130482A - 加水分解の安定性を改良した配向型ポリエステル製品の製造方法 - Google Patents
加水分解の安定性を改良した配向型ポリエステル製品の製造方法Info
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- JPH10130482A JPH10130482A JP9296025A JP29602597A JPH10130482A JP H10130482 A JPH10130482 A JP H10130482A JP 9296025 A JP9296025 A JP 9296025A JP 29602597 A JP29602597 A JP 29602597A JP H10130482 A JPH10130482 A JP H10130482A
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- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
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- C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加水分解の安定性を改良した配向型のポリエ
ステル製品の製造方法の提供。 【解決手段】 ポリエステル樹脂を、(a)アルコキシ
でエンドキャップ可能なポリアルキレングリコールおよ
び任意に(b)グリシジルエーテル、カルボジイミド、
ケテンイミン、アジリジンまたはイソシアネートとブレ
ンドし、加熱して溶融物を形成し、そしてこの溶融物を
配向型のポリエステル製品に成形する方法。
ステル製品の製造方法の提供。 【解決手段】 ポリエステル樹脂を、(a)アルコキシ
でエンドキャップ可能なポリアルキレングリコールおよ
び任意に(b)グリシジルエーテル、カルボジイミド、
ケテンイミン、アジリジンまたはイソシアネートとブレ
ンドし、加熱して溶融物を形成し、そしてこの溶融物を
配向型のポリエステル製品に成形する方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は加水分解の安定性を
改良した配向型ポリエステル製品の製造方法に関するも
のである。
改良した配向型ポリエステル製品の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル樹脂は、モノフィラメン
ト、繊維、フィルムといった延伸製品、および成形品や
コンテナの製造に長年用いられてきた。ポリエステルか
ら作られた樹脂及び製品は、一般的に優れた物理的性質
を有する。しかしながら、たいていのポリエステルは、
湿った大気中で熱を受けたとき、ある程度の加水分解の
不安定性を示す。それらの条件下、ポリエステル材料
は、ポリマー鎖の分解のために物理的性質が低下すると
いうある程度の欠点を有する。
ト、繊維、フィルムといった延伸製品、および成形品や
コンテナの製造に長年用いられてきた。ポリエステルか
ら作られた樹脂及び製品は、一般的に優れた物理的性質
を有する。しかしながら、たいていのポリエステルは、
湿った大気中で熱を受けたとき、ある程度の加水分解の
不安定性を示す。それらの条件下、ポリエステル材料
は、ポリマー鎖の分解のために物理的性質が低下すると
いうある程度の欠点を有する。
【0003】この分解問題の一例は、抄紙機用に織布の
状態でポリエステルモノフィラメントを用いた時に生じ
る。織布はフィルターとして、また乾燥区域を通って木
材パイプスラリーを運搬するためのベルトとして用いら
れる。それらの条件下では、加水分解が生じ、そのこと
が織布の有効寿命を著しく制限している。
状態でポリエステルモノフィラメントを用いた時に生じ
る。織布はフィルターとして、また乾燥区域を通って木
材パイプスラリーを運搬するためのベルトとして用いら
れる。それらの条件下では、加水分解が生じ、そのこと
が織布の有効寿命を著しく制限している。
【0004】例えば、クアーバー(Korver)の米国特許第
4071504号、東ドイツの出願公開DD第2494
85号および日本の出願公開特開昭第57−16112
4号において開示されているように、ポリエステルとエ
ポキシ化合物を反応させることにより、ポリエステル繊
維の加水分解の安定性を改良することができることは知
られている。しかしながら、ポリエステルとエポキシド
の反応は遅く、生産性において不都合な影響を及ぼすこ
とが知られている。国際出願公開WO83/1253号
においてバート(Bhatt) は、ポリエステルモノフィラメ
ントの加水分解の安定性が、追加の熱可塑性物質にプレ
ブレンドされているある種のポリエステル安定剤の添加
により改良されることを開示している。好ましい安定剤
は、カルボジイミドである。
4071504号、東ドイツの出願公開DD第2494
85号および日本の出願公開特開昭第57−16112
4号において開示されているように、ポリエステルとエ
ポキシ化合物を反応させることにより、ポリエステル繊
維の加水分解の安定性を改良することができることは知
られている。しかしながら、ポリエステルとエポキシド
の反応は遅く、生産性において不都合な影響を及ぼすこ
とが知られている。国際出願公開WO83/1253号
においてバート(Bhatt) は、ポリエステルモノフィラメ
ントの加水分解の安定性が、追加の熱可塑性物質にプレ
ブレンドされているある種のポリエステル安定剤の添加
により改良されることを開示している。好ましい安定剤
は、カルボジイミドである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルボ
ジイミドのような物質を添加することは、それらの高い
毒性と、高い価格のために、しばしば望ましくない。さ
らに、安定剤をブレンドした熱可塑性物質は、ポリエス
テル製品の他の性質に不都合な影響を与える可能性があ
る。
ジイミドのような物質を添加することは、それらの高い
毒性と、高い価格のために、しばしば望ましくない。さ
らに、安定剤をブレンドした熱可塑性物質は、ポリエス
テル製品の他の性質に不都合な影響を与える可能性があ
る。
【0006】したがって、改良された加水分解の安定性
を持つポリエステル製品の製造方法に対して、反応が早
く、他の性質に不都合な影響を及ぼさないというニーズ
がある。
を持つポリエステル製品の製造方法に対して、反応が早
く、他の性質に不都合な影響を及ぼさないというニーズ
がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、加水分解の安
定性を改良した配向型ポリエステル製品の製造方法を提
供するものであり、以下の工程を含んでいる。
定性を改良した配向型ポリエステル製品の製造方法を提
供するものであり、以下の工程を含んでいる。
【0008】(a)ポリエステル樹脂と以下の(i)お
よび(ii)とをブレンドする工程、(i)ポリアルキレ
ングリコール、アルコキシでエンドキャプされたポリア
ルキレングリコールおよびそれらの混合物から成る群か
ら選ばれる第1 番目の化合物の0.00005から0.
03mol%(ポリエステル樹脂の重量基準)および
(ii)グリシジルエステル、カルボジイミン、ケテンイ
ミン、アジリジンおよびイソシアネートから成る群から
選ばれるブレンドされたポリエステルを生成するための
第2番目の化合物の0から3重量%(ポリエステル樹脂
の重量基準) (b)工程(a)からのブレンドされたポリエステルを
加熱し、溶融物を生成する工程、 (c)工程(b)からの溶融物を延伸した製品に成形す
る工程、ここで、工程(a)と(b)は、同時に実施す
ることができる。
よび(ii)とをブレンドする工程、(i)ポリアルキレ
ングリコール、アルコキシでエンドキャプされたポリア
ルキレングリコールおよびそれらの混合物から成る群か
ら選ばれる第1 番目の化合物の0.00005から0.
03mol%(ポリエステル樹脂の重量基準)および
(ii)グリシジルエステル、カルボジイミン、ケテンイ
ミン、アジリジンおよびイソシアネートから成る群から
選ばれるブレンドされたポリエステルを生成するための
第2番目の化合物の0から3重量%(ポリエステル樹脂
の重量基準) (b)工程(a)からのブレンドされたポリエステルを
加熱し、溶融物を生成する工程、 (c)工程(b)からの溶融物を延伸した製品に成形す
る工程、ここで、工程(a)と(b)は、同時に実施す
ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】材料 本発明において有用なポリエステル樹脂は容易に押出さ
れて、モノフィラメント、繊維、フィルム、あるいは成
形品を形成することが可能である熱可塑性ポリエステル
樹脂を包含する。そのようなポリエステルは芳香族の二
酸およびグリコールから誘導される。適切な芳香族の二
酸の例は、テレフタル、イソフタルおよびナフタルジカ
ルボン酸、あるいはそれらの混合物である。適切なグリ
コールは炭素数2から8のアルカンジオールを包含し、
それらはエチル、メチル、あるいはブチル基、シクロヘ
キサンジオールなどをさらに置換していても良い。
れて、モノフィラメント、繊維、フィルム、あるいは成
形品を形成することが可能である熱可塑性ポリエステル
樹脂を包含する。そのようなポリエステルは芳香族の二
酸およびグリコールから誘導される。適切な芳香族の二
酸の例は、テレフタル、イソフタルおよびナフタルジカ
ルボン酸、あるいはそれらの混合物である。適切なグリ
コールは炭素数2から8のアルカンジオールを包含し、
それらはエチル、メチル、あるいはブチル基、シクロヘ
キサンジオールなどをさらに置換していても良い。
【0010】適切なポリエステルの例は、ポリエチレン
テレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレー
ト(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、
PETのコポリマー、PBTのコポリマーおよびPEN
のコポリマーを包含する。
テレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレー
ト(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、
PETのコポリマー、PBTのコポリマーおよびPEN
のコポリマーを包含する。
【0011】ポリエステルおよびコポリエステルは当該
技術で良く知られている一般的なポリエステル化の方法
を用いて製造できる。それらは酸の直接的なエステル化
によるか、あるいは酸のエステルとのエステル交換によ
り生成できる。すなわち、PETはテレフタル酸とエチ
レングリコールの直接的なエステル化から生成するか、
あるいはエチレングリコールとジメチルテレフタレート
間のエステル交換から生成する。本発明においては、ポ
リエステルの固有粘度(I.V.)が高いほうが、すな
わち、約0.58から1.1の範囲、好ましくは0.8
から0.95の範囲であるのが望ましい。好ましくは、
高いI.V.は溶融重合により得られ、引き続いて従来
の固相重合が可能である。
技術で良く知られている一般的なポリエステル化の方法
を用いて製造できる。それらは酸の直接的なエステル化
によるか、あるいは酸のエステルとのエステル交換によ
り生成できる。すなわち、PETはテレフタル酸とエチ
レングリコールの直接的なエステル化から生成するか、
あるいはエチレングリコールとジメチルテレフタレート
間のエステル交換から生成する。本発明においては、ポ
リエステルの固有粘度(I.V.)が高いほうが、すな
わち、約0.58から1.1の範囲、好ましくは0.8
から0.95の範囲であるのが望ましい。好ましくは、
高いI.V.は溶融重合により得られ、引き続いて従来
の固相重合が可能である。
【0012】ポリエステルの加水分解の安定性を改良す
るために加えられる第1番目の化合物は、ポリアルキレ
ングリコールあるいはアルコキシでエンドキャップされ
たポリアルキレングリコールである。親水性であり、し
ばしば水溶性であるそれらの化合物が、ポリエステルの
加水分解に対する安定性を増加させることは驚きであり
予期しないものであった。そのような化合物は次一般式
で表わされる。
るために加えられる第1番目の化合物は、ポリアルキレ
ングリコールあるいはアルコキシでエンドキャップされ
たポリアルキレングリコールである。親水性であり、し
ばしば水溶性であるそれらの化合物が、ポリエステルの
加水分解に対する安定性を増加させることは驚きであり
予期しないものであった。そのような化合物は次一般式
で表わされる。
【0013】
【化1】R−O−[(CH2 )n −O]x −R ここでRは水酸基あるいは炭素数1から5のアルキル基
であり、nは2から5の数であり、Xは少なくとも3で
ある。それら化合物の重量平均分子量は、一般的に20
0から20, 000の範囲であり、好ましくは300か
ら8, 000である。
であり、nは2から5の数であり、Xは少なくとも3で
ある。それら化合物の重量平均分子量は、一般的に20
0から20, 000の範囲であり、好ましくは300か
ら8, 000である。
【0014】適切な第1番目の化合物の例は、ポリエチ
レングリコール、メトキシおよびエトキシでエンドキャ
ップされたポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、メトキシ、エトキシでエンドキャップされた
ポリプロピレングリコールである。好ましい第1番目の
化合物は、メトキシでエンドキャップされた分子量2,
000から8, 000のポリエチレングリコールであ
る。
レングリコール、メトキシおよびエトキシでエンドキャ
ップされたポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、メトキシ、エトキシでエンドキャップされた
ポリプロピレングリコールである。好ましい第1番目の
化合物は、メトキシでエンドキャップされた分子量2,
000から8, 000のポリエチレングリコールであ
る。
【0015】第1番目の化合物は、ポリエステル樹脂の
重量に対して約0.00005から0.03mol%の
量で添加される。ここでモルパーセントとは、ポリエス
テル樹脂の1gあたりの化合物のモル数を100倍した
ものとして定義される。好ましくは化合物の量は、0.
0001から0.003mol%である。
重量に対して約0.00005から0.03mol%の
量で添加される。ここでモルパーセントとは、ポリエス
テル樹脂の1gあたりの化合物のモル数を100倍した
ものとして定義される。好ましくは化合物の量は、0.
0001から0.003mol%である。
【0016】添加した第1番目の化合物の量は、ポリエ
ステル中に残留した酸基の数に基づいて決定される。
ステル中に残留した酸基の数に基づいて決定される。
【0017】典型的には、第1番目の化合物の量はカル
ボキシル基のミリ当量(meq)あたり0.01から3
0ミリモル(mmol)である。好ましくは第1番目の
化合物量は0.03から10mmol/meq COO
Hである。
ボキシル基のミリ当量(meq)あたり0.01から3
0ミリモル(mmol)である。好ましくは第1番目の
化合物量は0.03から10mmol/meq COO
Hである。
【0018】加水分解の安定性を改良するために、ポリ
エステル樹脂に対して第2番目の化合物を加えることが
しばしば望ましい。添加可能な化合物の典型例は、グリ
シジルエステル、カルボジイミド、ケテンイミン、アジ
リジンおよびイソシアネートを包含する。
エステル樹脂に対して第2番目の化合物を加えることが
しばしば望ましい。添加可能な化合物の典型例は、グリ
シジルエステル、カルボジイミド、ケテンイミン、アジ
リジンおよびイソシアネートを包含する。
【0019】好ましい第2番目の化合物はポリカルボジ
イミドである。
イミドである。
【0020】第2番目の化合物はポリエステル樹脂の重
量に対して0から約3重量パーセント(wt%)の量で
加える。好ましくは、約1wt%未満で第2番目の化合
物を加える。
量に対して0から約3重量パーセント(wt%)の量で
加える。好ましくは、約1wt%未満で第2番目の化合
物を加える。
【0021】ポリエステル樹脂に対する他の一般的な添
加剤をブレンドされた組成物中に存在させることができ
る。そのような添加剤は、酸化、熱および紫外線による
分解に対する安定剤および抑制剤、潤滑剤および成形離
型剤、染料、顔料を含む着色剤、特殊な充填剤、核剤な
どを包含している。
加剤をブレンドされた組成物中に存在させることができ
る。そのような添加剤は、酸化、熱および紫外線による
分解に対する安定剤および抑制剤、潤滑剤および成形離
型剤、染料、顔料を含む着色剤、特殊な充填剤、核剤な
どを包含している。
【0022】方法 本発明の方法では、第1番目の化合物、そして任意に第
2番目の化合物をすでに重合したポリエステル樹脂とブ
レンドし、ブレンドされたポリエステルを形成する。そ
れからそのブレンドされたポリエステルは、加熱されて
溶融物を形成し、その溶融物は、例えば繊維あるいはフ
ィルムといった所望の最終生成物へと成形される。
2番目の化合物をすでに重合したポリエステル樹脂とブ
レンドし、ブレンドされたポリエステルを形成する。そ
れからそのブレンドされたポリエステルは、加熱されて
溶融物を形成し、その溶融物は、例えば繊維あるいはフ
ィルムといった所望の最終生成物へと成形される。
【0023】ポリエステル樹脂は、ペレットやフレーク
の形状にされるか溶融状にされる。第1番目の化合物、
そして任意の第2番目の化合物は、液状あるいは固体状
にされる。樹脂と化合物のブレンドは、当該技術でよく
知られているいくつかの方法により達成できる。
の形状にされるか溶融状にされる。第1番目の化合物、
そして任意の第2番目の化合物は、液状あるいは固体状
にされる。樹脂と化合物のブレンドは、当該技術でよく
知られているいくつかの方法により達成できる。
【0024】このブレンドは、密閉した系中での溶融ブ
レンドによって行われる。これは高剪断機、あるいは従
来型のシングルあるいはマルチスクリュー押出機中で溶
融物が流動するのに充分な温度で行われる。
レンドによって行われる。これは高剪断機、あるいは従
来型のシングルあるいはマルチスクリュー押出機中で溶
融物が流動するのに充分な温度で行われる。
【0025】例えば、ブレンドは、一般的に2から5の
混練ブロックと高度な剪断を生じるための少なくとも一
つの反転ピッチを有するウェルナー プフライデラー(W
erner Pfleiderer) 押出機といったマルチスクリュー押
出機中で実行される。
混練ブロックと高度な剪断を生じるための少なくとも一
つの反転ピッチを有するウェルナー プフライデラー(W
erner Pfleiderer) 押出機といったマルチスクリュー押
出機中で実行される。
【0026】もしくは、ブラベンダー(Brabender) 、バ
ンバリーミル(Banbury mill)などといった他の従来型成
形装置を用いる。最も望ましい実施例は、混合温度を2
80℃未満、より好ましくは265℃未満にすべきであ
る。
ンバリーミル(Banbury mill)などといった他の従来型成
形装置を用いる。最も望ましい実施例は、混合温度を2
80℃未満、より好ましくは265℃未満にすべきであ
る。
【0027】別法として、そのブレンドは樹脂と化合物
をいっしょに乾燥混合するか、乾燥した樹脂と液体化合
物を混合することにより達成できる。この混合は、上述
した回転ブレンダーおよび他の攪拌機といったブレンド
のための従来型装置で実施できる。樹脂あるいは化合物
は、回転ブレンドされ、そして押出器のような成形装置
に送り込まれる。あるいは、化合物が液体、溶融固体あ
るいは粉末のいずれであっても別個に装置へ送り込むこ
とができる。
をいっしょに乾燥混合するか、乾燥した樹脂と液体化合
物を混合することにより達成できる。この混合は、上述
した回転ブレンダーおよび他の攪拌機といったブレンド
のための従来型装置で実施できる。樹脂あるいは化合物
は、回転ブレンドされ、そして押出器のような成形装置
に送り込まれる。あるいは、化合物が液体、溶融固体あ
るいは粉末のいずれであっても別個に装置へ送り込むこ
とができる。
【0028】別法として、化合物は、重合後(しかもペ
レット化の前)ただちに、適当な混合を伴ってポリエス
テル溶融流へ化合物を射出することによって加えられ
る。ブレンドされたポリエステルはこの方法の工程
(b)および(c)に先立ってペレットに成形される。
これは普通、マルチスクリュー押出機といった装置に混
合物を送り、加熱し、そしてペレットを成形するため
に、押出すことにより達成される。
レット化の前)ただちに、適当な混合を伴ってポリエス
テル溶融流へ化合物を射出することによって加えられ
る。ブレンドされたポリエステルはこの方法の工程
(b)および(c)に先立ってペレットに成形される。
これは普通、マルチスクリュー押出機といった装置に混
合物を送り、加熱し、そしてペレットを成形するため
に、押出すことにより達成される。
【0029】別法として、樹脂と第1番目の化合物の混
合は同様の装置、すなわち最終製品を作るのに用いられ
る押出機で実施される。
合は同様の装置、すなわち最終製品を作るのに用いられ
る押出機で実施される。
【0030】あるいくつかのケースでは、ポリエステル
樹脂へ第1番目の化合物を添加した場合、粘性の低下に
より証明されるようにポリエステル樹脂の分子量の減少
の原因となる。ブレンドされたポリエステル樹脂の固相
重合により分子量が増加できることを見出した。固相重
合工程は、縮合ポリマーの分子量を増加することがよく
知られている。固体ポリマー粒子は、ポリマーのガラス
転移温度以上、しかし融点以下で加熱される。これは縮
合反応の副生成物を取り除くために、真空下あるいは窒
素といったような不活性ガス下で行われる。
樹脂へ第1番目の化合物を添加した場合、粘性の低下に
より証明されるようにポリエステル樹脂の分子量の減少
の原因となる。ブレンドされたポリエステル樹脂の固相
重合により分子量が増加できることを見出した。固相重
合工程は、縮合ポリマーの分子量を増加することがよく
知られている。固体ポリマー粒子は、ポリマーのガラス
転移温度以上、しかし融点以下で加熱される。これは縮
合反応の副生成物を取り除くために、真空下あるいは窒
素といったような不活性ガス下で行われる。
【0031】何らかの理論により拘束されることを望ん
ではいないが、少ないカルボキシル数によって立証され
るように、第1番目の化合物がポリエステルポリマーの
末端官能基と反応しているものと感じられる。固相重合
を引起こすためには一般的にポリマーの末端官能基がキ
ャップされない(uncapped)状態にあるべきであるから、
固相重合によってブレンドされたポリエステル樹脂の分
子量が増加可能であるということは驚きであり、予期せ
ぬことであった。明らかに作用上の複雑なメカニズムが
あり、それが改良された加水分解耐性をもたらしてい
る。
ではいないが、少ないカルボキシル数によって立証され
るように、第1番目の化合物がポリエステルポリマーの
末端官能基と反応しているものと感じられる。固相重合
を引起こすためには一般的にポリマーの末端官能基がキ
ャップされない(uncapped)状態にあるべきであるから、
固相重合によってブレンドされたポリエステル樹脂の分
子量が増加可能であるということは驚きであり、予期せ
ぬことであった。明らかに作用上の複雑なメカニズムが
あり、それが改良された加水分解耐性をもたらしてい
る。
【0032】工程(b)において、ブレンドされたポリ
エステルは溶融物を形成するまで加熱される。これは、
特にブレンド工程が押出機中で行われるとき、ブレンド
工程と同時に成し遂げられる。別法として、加熱工程は
ブレンド工程から分離することも可能である。加熱は押
出機中、あるいは他の従来型混合装置中において行われ
る。温度は、ポリエステルブレンドが溶融流を生ずるの
に充分でなければならない。ブレンド工程と同様に、加
熱工程での温度は約270℃より低く、より好ましくは
265℃より低くするのが望ましい。
エステルは溶融物を形成するまで加熱される。これは、
特にブレンド工程が押出機中で行われるとき、ブレンド
工程と同時に成し遂げられる。別法として、加熱工程は
ブレンド工程から分離することも可能である。加熱は押
出機中、あるいは他の従来型混合装置中において行われ
る。温度は、ポリエステルブレンドが溶融流を生ずるの
に充分でなければならない。ブレンド工程と同様に、加
熱工程での温度は約270℃より低く、より好ましくは
265℃より低くするのが望ましい。
【0033】工程(c)において、ポリエステル溶融物
は配向型製品へと成形される。このような方法は当該技
術で知られており、従来の押出し工程を包含している。
それは、モノフィラメント染色を経るポリマー溶融物の
押出しによるポリエステルモノフィラメント形成に関す
る当該技術においてよく知られている。
は配向型製品へと成形される。このような方法は当該技
術で知られており、従来の押出し工程を包含している。
それは、モノフィラメント染色を経るポリマー溶融物の
押出しによるポリエステルモノフィラメント形成に関す
る当該技術においてよく知られている。
【0034】押出された材料は次いで急冷され、取り上
げられ、そして引き出される。
げられ、そして引き出される。
【0035】それは、溶融紡糸によるポリエステル繊維
形成に関する当該技術においてよく知られている。一般
的に、溶融したポリマーは、紡糸口金へ縦に送られ、引
伸ばされ、空気で急冷され、そして収束されマルチフィ
ラメント繊維を形成する。
形成に関する当該技術においてよく知られている。一般
的に、溶融したポリマーは、紡糸口金へ縦に送られ、引
伸ばされ、空気で急冷され、そして収束されマルチフィ
ラメント繊維を形成する。
【0036】同様に、さまざまな単軸あるいは二軸配向
度を有するポリエステルフィルムを溶融押出しにより形
成することは当該技術においてよく知られている。ポリ
エステル溶融物は押出機を通して押出され、その押出さ
れた物は急冷され、あるいは冷却され、非配向性で実質
上無定形のポリエステルシートが得られる。加熱処理
は、結晶度を増加させることとなる。一般的に伸張(Str
etching)処理は、最初に縦方向に、それから任意に横の
方向に適用される。最後に、アニール(annealing) 処理
を加え配向型フィルムを得る。
度を有するポリエステルフィルムを溶融押出しにより形
成することは当該技術においてよく知られている。ポリ
エステル溶融物は押出機を通して押出され、その押出さ
れた物は急冷され、あるいは冷却され、非配向性で実質
上無定形のポリエステルシートが得られる。加熱処理
は、結晶度を増加させることとなる。一般的に伸張(Str
etching)処理は、最初に縦方向に、それから任意に横の
方向に適用される。最後に、アニール(annealing) 処理
を加え配向型フィルムを得る。
【0037】ポリエステル部品および容器を成形により
形成することは当該技術において良く知られている。そ
のような方法は、注型、加圧成形、射出成形、押出成
形、射出延伸ブロー成形、そして押出ブロー成形といっ
たものを包含する。任意にそれらの成形方法は、安定化
のための加熱処理工程を含むことが可能である。
形成することは当該技術において良く知られている。そ
のような方法は、注型、加圧成形、射出成形、押出成
形、射出延伸ブロー成形、そして押出ブロー成形といっ
たものを包含する。任意にそれらの成形方法は、安定化
のための加熱処理工程を含むことが可能である。
【0038】押出し方法に関し、最終物質の押出し温度
は約280℃未満、より好ましくは約260℃未満であ
ることが望ましい。
は約280℃未満、より好ましくは約260℃未満であ
ることが望ましい。
【0039】本発明に従って製造された配向型ポリエス
テル製品は、改値されないポリエステルから製造された
製品に比べて、加水分解の安定性の増加を示す。本発明
の繊維及びフィルムは、加水分解後の引張強度残率を増
加させる。それらは加水分解後、カルボキシルの数のよ
り少ない増加と分子量のより少ない減少を有する。
テル製品は、改値されないポリエステルから製造された
製品に比べて、加水分解の安定性の増加を示す。本発明
の繊維及びフィルムは、加水分解後の引張強度残率を増
加させる。それらは加水分解後、カルボキシルの数のよ
り少ない増加と分子量のより少ない減少を有する。
【0040】本発明の方法が例示されるが、以下に示す
実施例に限定されない。特にことわりがない限り、全て
の分子量は重量平均分子量であり、全てのパーセンテー
ジは重量による。
実施例に限定されない。特にことわりがない限り、全て
の分子量は重量平均分子量であり、全てのパーセンテー
ジは重量による。
【0041】
【実施例】一般方法 PET樹脂(Crystar(登録商標)1995、デラウエア州ウ
イルミントンのイー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール
・アンド・カンパニー)(Crystar 1995, madeby E. I.
du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE)
を、真空オーブン中150℃で4時間、次いで80℃で
16時間乾燥した。第2番目の化合物としてカルボジイ
ミドあるいはポリカルボジイミドを加えた時は、それが
室温下密閉した容器中で最初に樹脂とタンブルブレンド
された。適当な第2番目の化合物は、Stabaxol(登録商
標)P、Stabaxol(登録商標)IおよびStabaxol(登録
商標)P100(ニュージャージー州トレントンのライ
ン ケミ製)(Stabaxol P, Stabaxol I and Stabaxol P
100 (Rhein Chemie, Trenton, NJ) を含有する。それか
ら第1番目の化合物を容器に加え、約5分間同様にタン
ブル混合する。この物質は、以下に示す温度プロファイ
ルを有する28mmツインスクリュー押出機(ニュージャ
ージー州ラムジーのウェルナー アンド プフライデラ
ー製)(Wernerand Pfleiderer, Ramsey, NJ) に配合さ
れた。
イルミントンのイー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール
・アンド・カンパニー)(Crystar 1995, madeby E. I.
du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE)
を、真空オーブン中150℃で4時間、次いで80℃で
16時間乾燥した。第2番目の化合物としてカルボジイ
ミドあるいはポリカルボジイミドを加えた時は、それが
室温下密閉した容器中で最初に樹脂とタンブルブレンド
された。適当な第2番目の化合物は、Stabaxol(登録商
標)P、Stabaxol(登録商標)IおよびStabaxol(登録
商標)P100(ニュージャージー州トレントンのライ
ン ケミ製)(Stabaxol P, Stabaxol I and Stabaxol P
100 (Rhein Chemie, Trenton, NJ) を含有する。それか
ら第1番目の化合物を容器に加え、約5分間同様にタン
ブル混合する。この物質は、以下に示す温度プロファイ
ルを有する28mmツインスクリュー押出機(ニュージャ
ージー州ラムジーのウェルナー アンド プフライデラ
ー製)(Wernerand Pfleiderer, Ramsey, NJ) に配合さ
れた。
【0042】 供給口 : 温度 区分1 : 160℃ 区分2 : 275℃ 区分3 : 275℃ 区分4 : 275℃ 区分5 : 270℃ アダプター: 270℃ ダイ : 270℃ 物質は押出され、ペレットを形成した。これは、10
1b/hr(22Kg/hr)の速度で製造された。配
合したペレットは85℃で16時間の間真空オーブン中
で乾燥された。
1b/hr(22Kg/hr)の速度で製造された。配
合したペレットは85℃で16時間の間真空オーブン中
で乾燥された。
【0043】ストランドは直径1.0mmのダイを備え
た28mmシングルスクリュー押出機(single-screw ex
truder) (ニュージャージー州シーダー グローブ社の
キリオン エキストルーダー)(Killion Extruder, In
c., Ceder Grove, NJ) を用い乾燥ペレットから製造し
た。その押出機の温度プロファイルは以下の通りであ
る。
た28mmシングルスクリュー押出機(single-screw ex
truder) (ニュージャージー州シーダー グローブ社の
キリオン エキストルーダー)(Killion Extruder, In
c., Ceder Grove, NJ) を用い乾燥ペレットから製造し
た。その押出機の温度プロファイルは以下の通りであ
る。
【0044】 後部 : 270℃ 中心 : 265℃ 先端 : 265℃ フランジ/ダイ : 265℃ ストランドは、水槽のアダプターアイリス(adapter iri
s)を通して引取られ、引取りロール(puller rolls)間に
置かれる。引張りスピードは、必要とされる外部直径を
得るように適用され、ストランドは芯へと巻かれる。そ
れからストランドは、100℃(Fourne Draw 単位)に
加熱されたチャンバー(集束機;shoe)中の2つのロー
ル間で最初の長さの5倍まで引伸ばされ、フィラメント
を形成する。5倍に引伸ばされる前に破損したサンプル
は、延伸不可(undrawable)(UD)であるとして記述す
る。
s)を通して引取られ、引取りロール(puller rolls)間に
置かれる。引張りスピードは、必要とされる外部直径を
得るように適用され、ストランドは芯へと巻かれる。そ
れからストランドは、100℃(Fourne Draw 単位)に
加熱されたチャンバー(集束機;shoe)中の2つのロー
ル間で最初の長さの5倍まで引伸ばされ、フィラメント
を形成する。5倍に引伸ばされる前に破損したサンプル
は、延伸不可(undrawable)(UD)であるとして記述す
る。
【0045】サンプルを加水分解するために、約2グラ
ムのフィラメントサンプルを圧延しサポートラック(sup
port rack)と糸で結んだ。これを温度制御装置(コネテ
ィカット州スタムフォードのオメガ エンジニアリング
インコーポレーテッド製)を備えた蒸気殺菌装置(米
国電圧蒸気滅菌装置モデル 25X、ウエスコンシンの
ウエスコンシン アルミニウム ファンダリー カンパ
ニー 、マニトウォック インコーポレーテッド製)中
にある約4リットルの脱イオン水を含んだポットの上に
吊り下げた。滅菌装置部の上部を密閉し120℃に合わ
せて加熱する。ベントバルブは加熱時間中開放した。空
気を系から追い出すために、7分間バルブから蒸気を出
した。それからベントバルブを閉じ、アッシュクロフト
ゲージ(Ashcroft gauge)(Dresser 工業、テキサス州
ダラス)上の圧力を15psi(0.1Mpa)にし、
それを維持するように、温度を概ね118〜120℃に
調整した。それらの条件下で72時間、サンプルを滅菌
装置容器中で放置した。それから加熱を止め、容器を冷
却する。圧力が大気圧に戻ったとき、バルブを開きサン
プルを取り出した。
ムのフィラメントサンプルを圧延しサポートラック(sup
port rack)と糸で結んだ。これを温度制御装置(コネテ
ィカット州スタムフォードのオメガ エンジニアリング
インコーポレーテッド製)を備えた蒸気殺菌装置(米
国電圧蒸気滅菌装置モデル 25X、ウエスコンシンの
ウエスコンシン アルミニウム ファンダリー カンパ
ニー 、マニトウォック インコーポレーテッド製)中
にある約4リットルの脱イオン水を含んだポットの上に
吊り下げた。滅菌装置部の上部を密閉し120℃に合わ
せて加熱する。ベントバルブは加熱時間中開放した。空
気を系から追い出すために、7分間バルブから蒸気を出
した。それからベントバルブを閉じ、アッシュクロフト
ゲージ(Ashcroft gauge)(Dresser 工業、テキサス州
ダラス)上の圧力を15psi(0.1Mpa)にし、
それを維持するように、温度を概ね118〜120℃に
調整した。それらの条件下で72時間、サンプルを滅菌
装置容器中で放置した。それから加熱を止め、容器を冷
却する。圧力が大気圧に戻ったとき、バルブを開きサン
プルを取り出した。
【0046】引張強さは材料試験のためのシンテックコ
ンピュターシステム(Syntech Computer System) を用い
て測定した。用いた方法は、繊維やフィルムのために改
良された取付け方法を有するASTM D−638であ
った。モノフィラメントサンプルはASTM D−22
56に記載の通りに取り付けた。すなわち、フィルムサ
ンプルはASTM D−882に記載の通りに取付けら
れた。
ンピュターシステム(Syntech Computer System) を用い
て測定した。用いた方法は、繊維やフィルムのために改
良された取付け方法を有するASTM D−638であ
った。モノフィラメントサンプルはASTM D−22
56に記載の通りに取り付けた。すなわち、フィルムサ
ンプルはASTM D−882に記載の通りに取付けら
れた。
【0047】カルボキシル数は滴定により測定された。
ポリマーサンプルにo−クレゾールを添加し、溶解する
まで100℃以下で加熱した。それらはメタノール中の
KOH溶液を用い酸基の中和点まで滴定された。結果は
樹脂キログラムあたりのカルボン酸のミリ当量として報
告された。
ポリマーサンプルにo−クレゾールを添加し、溶解する
まで100℃以下で加熱した。それらはメタノール中の
KOH溶液を用い酸基の中和点まで滴定された。結果は
樹脂キログラムあたりのカルボン酸のミリ当量として報
告された。
【0048】実験室相対粘度(LRV)は溶剤の絶対粘
度に対するポリマー溶液の絶対粘度の比として測定され
た。用いた方法は、試料溶解のために単一溶剤系を用い
るASTM 2857−70に基づくものであった。ヘ
キサフルオロイソポロパノール中のポリマー溶液(4.
75%)(wt/wt)の溶液粘度は、較正キャノン−
フェンスキー(calibrated Cannon−Fenske) 粘度計を用
いて測定した。
度に対するポリマー溶液の絶対粘度の比として測定され
た。用いた方法は、試料溶解のために単一溶剤系を用い
るASTM 2857−70に基づくものであった。ヘ
キサフルオロイソポロパノール中のポリマー溶液(4.
75%)(wt/wt)の溶液粘度は、較正キャノン−
フェンスキー(calibrated Cannon−Fenske) 粘度計を用
いて測定した。
【0049】実施例1〜4 これらの実施例は、第2番目の化合物の添加を有するか
あるいは有しない本発明の方法に従い製造したモノフィ
ラメントサンプルの改良された加水分解安定性を例示し
ている。ここで、全ての場合において第2番目の化合物
はStabaxol(登録商標)Pである。
あるいは有しない本発明の方法に従い製造したモノフィ
ラメントサンプルの改良された加水分解安定性を例示し
ている。ここで、全ての場合において第2番目の化合物
はStabaxol(登録商標)Pである。
【0050】モノフィラメントサンプルは以下に示す組
成を伴う一般的な工程に従って製造された。ミリモルパ
ーセントは、モルパーセントの1, 000倍である。MP
EG5000は重量平均分子量5, 000を有するメトキ
シでエンドキャップされたポリエチレングリコールを表
わす。C1からC3は対照実験である。
成を伴う一般的な工程に従って製造された。ミリモルパ
ーセントは、モルパーセントの1, 000倍である。MP
EG5000は重量平均分子量5, 000を有するメトキ
シでエンドキャップされたポリエチレングリコールを表
わす。C1からC3は対照実験である。
【0051】
【表1】 ----------------- 化合物 1 --------------- 化合物2 例 種類 wt% mmol% wt% C1 none 0 0 0 C2 none 0 0 0.75 C3 none 0 0 1.5 1 MPEG 5000 1.0 0.2 0 2 MPEG 5000 1.0 0.2 0.75 3 MPEG 5000 1.0 0.2 1.5 4 MPEG 5000 1.5 0.3 0.75 モノフィラメントは、一般方法で記述したように加水分
解された。引張強さ、カルボキシル数およびLRVは、
加水分解の前(BH)および加水分解の後(AH)に測
定した。“引張残率パーセント”は、加水分解の後の引
張強さであり、はじめの引張強さに対するパーセンテー
ジである。
解された。引張強さ、カルボキシル数およびLRVは、
加水分解の前(BH)および加水分解の後(AH)に測
定した。“引張残率パーセント”は、加水分解の後の引
張強さであり、はじめの引張強さに対するパーセンテー
ジである。
【0052】
【表2】 引張 ---- LRV ---- --- カルボキシル −−
− 例 残率% BH AH BH AH C1 0 39.9 7.9 13.1 73.7 C2 74 35.5 7.2 11.4 101.5 C3 71 31.1 12.4 1.8 44.1 1 69 30.8 17.4 1.4 6.6 2 70 30.7 10 0.5 27.7 3 79 34.7 28.4 0.3 3.6 4 76 33.8 24.7 3 11.5実施例5〜14 これらの実施例は、異なる第1番目の化合物を用いて本
発明に従い製造されたモノフィラメントの改良された加
水分解安定性を示している。PEGはポリエチレングリ
コールである。“PEG”あるいは“MPEG”の後の
数は重量平均分子量を表わしている。
− 例 残率% BH AH BH AH C1 0 39.9 7.9 13.1 73.7 C2 74 35.5 7.2 11.4 101.5 C3 71 31.1 12.4 1.8 44.1 1 69 30.8 17.4 1.4 6.6 2 70 30.7 10 0.5 27.7 3 79 34.7 28.4 0.3 3.6 4 76 33.8 24.7 3 11.5実施例5〜14 これらの実施例は、異なる第1番目の化合物を用いて本
発明に従い製造されたモノフィラメントの改良された加
水分解安定性を示している。PEGはポリエチレングリ
コールである。“PEG”あるいは“MPEG”の後の
数は重量平均分子量を表わしている。
【0053】
【表3】 ----------------- 化合物 1 --------------- 化合物2 例 種類 wt% mmol% wt% C1 none 0 0 0 C2 none 0 0 0.75 5 PEG 300 1.0 3.3 0.75 6 PEG 300 5.0 16.7 0.75 7 PEG 4600 0.5 0.11 0.75 8 PEG 4600 1.0 0.22 0.75 9 PEG 8000 1.0 0.13 0.75 10 MPEG 350 0.1 0.29 0.75 11 MPEG 350 1.0 2.9 0.75 12 MPEG 350 5.0 14.3 0.75 13 MPEG 2000 1.0 0.5 0.75 14 MPEG 10000 1.0 0.1 0.75 モノフィラメントは一般方法において記載したように加
水分解された。
水分解された。
【0054】
【表4】 引張 ---- LRV ---- --- カルボキシル --- 例 残率% BH AH BH AH C1 0 39.9 7.9 13.1 73.7 C2 74 35.5 7.2 11.4 101.5 5 83 22.5 8 2.9 59 6 UD(a) 7.1 5.4 7.3 64.1 7 78 35.9 27.6 0 4.5 8 100 31.6 10.3 0.5 29.7 9 77 31.9 8.2 0.7 15.8 10 45 30.8 24.5 6.8 8.1 11 93 19.1 7.2 1.5 53 12 UD(a) 10 6.5 2.3 46 13 84 27.6 7.6 6.1 40.6 14 53 35.2 24.1 1.2 2.5 (a) UD=延伸不可 実施例6と12は最初のLRVが低いためにフィラメン
トへと紡ぐことができなかった。これは、第1番目の化
合物の添加に続くポリエステルブレンドの固相重合によ
って補正することができる。
トへと紡ぐことができなかった。これは、第1番目の化
合物の添加に続くポリエステルブレンドの固相重合によ
って補正することができる。
【0055】実施例15 この実施例は、本発明の方法に従い製造したフィルムの
改良された加水分解安定性を例示している。
改良された加水分解安定性を例示している。
【0056】一般方法に記載したようにして調製された
配合ペレット、あるいはポリエステル樹脂の対照ペレッ
トは、5mil(126μm)シートに押出注型され
た。延伸フィルムシートは、実験室伸張機で、85℃
で、機械方向と横方向の双方に3.5倍に引伸ばすこと
によって製造された。
配合ペレット、あるいはポリエステル樹脂の対照ペレッ
トは、5mil(126μm)シートに押出注型され
た。延伸フィルムシートは、実験室伸張機で、85℃
で、機械方向と横方向の双方に3.5倍に引伸ばすこと
によって製造された。
【0057】MPEG 5000を1wt%含有するポ
リエステルから成るフィルムは、引張強さの残率80%
を有していた。
リエステルから成るフィルムは、引張強さの残率80%
を有していた。
【0058】Crystar (登録商標)1995から成る対照フ
ィルムは、引張強さの残率30%を有していた。
ィルムは、引張強さの残率30%を有していた。
【0059】実施例16 この実施例は、第1番目の化合物の添加後固相重合によ
ってポリエステル分子量の増加が可能であることを例示
している。
ってポリエステル分子量の増加が可能であることを例示
している。
【0060】対照実験15−C1:Crystar (登録商
標)1995樹脂は一般方法に従いモノフィラメントへと成
形された。
標)1995樹脂は一般方法に従いモノフィラメントへと成
形された。
【0061】対照実験15−C2:低分子量(LRVで
示されるような)ポリエチレンテレフタレート樹脂は、
従来技術を用いてジ メチルテレフタレートとエチレン
グリコールのエステル交換により合成された。樹脂はペ
レット状へ成形された。
示されるような)ポリエチレンテレフタレート樹脂は、
従来技術を用いてジ メチルテレフタレートとエチレン
グリコールのエステル交換により合成された。樹脂はペ
レット状へ成形された。
【0062】モノフィラメントは従来方法で記載したよ
うに製造された。
うに製造された。
【0063】試料15−1:低分子量樹脂は15−C2
に対して述べたようにして合成された。MPEG 50
00は、ペレット化する前の溶融流の最後に、適当に混
合しながら添加された。モノフィラメントは一般方法で
記載したように製造された。
に対して述べたようにして合成された。MPEG 50
00は、ペレット化する前の溶融流の最後に、適当に混
合しながら添加された。モノフィラメントは一般方法で
記載したように製造された。
【0064】試料15−2:MEPG 5000を含有
するペレットは、真空下220℃で24時間の間、回転
乾燥することにより固相重合された。モノフィラメント
は、一般的方法で記載したように合成された。
するペレットは、真空下220℃で24時間の間、回転
乾燥することにより固相重合された。モノフィラメント
は、一般的方法で記載したように合成された。
【0065】試料15−3:Crystar (登録商標)1995
樹脂のペレットは、MPEG 5000とブレンドさ
れ、実施例1に記載したようにモノフィラメントへと形
成された。
樹脂のペレットは、MPEG 5000とブレンドさ
れ、実施例1に記載したようにモノフィラメントへと形
成された。
【0066】
【表5】
【0067】MPEG 5000と固相重合した低分子
量PETから成るモノフィラメント(試料15−2)の
特性は、高分子量PETをブレンドしたMPEGから形
成されたモノフィラメント(試料15−3)の特性と非
常に似ている。
量PETから成るモノフィラメント(試料15−2)の
特性は、高分子量PETをブレンドしたMPEGから形
成されたモノフィラメント(試料15−3)の特性と非
常に似ている。
【0068】
【発明の効果】本発明の方法により製造された配向型ポ
リエステル製品は、改値されないポリエステルから得ら
れた製品に比べて、明らかに加水分解安定性を増してい
る。
リエステル製品は、改値されないポリエステルから得ら
れた製品に比べて、明らかに加水分解安定性を増してい
る。
【0069】しかも、本発明の方法によれば、経済的
に、毒性の心配もなく、さらにポリエステル製品の他の
特性に悪影響をあたえることなく、ポリエステル製品の
加水分解安定性を増加することができる。
に、毒性の心配もなく、さらにポリエステル製品の他の
特性に悪影響をあたえることなく、ポリエステル製品の
加水分解安定性を増加することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C08L 67/02 71:02) (72)発明者 ドナ リン ヴィズィオリ アメリカ合衆国 19002 ペルシルヴァニ ア州 ローワー グイネド オースチン サークル 38
Claims (9)
- 【請求項1】 加水分解の安定性を改良した配向型ポリ
エステル製品の製造方法であって、 (a)ポリエステル樹脂と、(i)ポリアルキレングリ
コール、アルコキシでエンドキャップされたポリアルキ
レングリコールおよびそしてそれらの混合物から成る群
から選ばれる第1番目の化合物の0.00005から
0.03mmol%(ポリエステル樹脂の重量基準)お
よび(ii)グリシジルエーテル、カルボジイミド、ケテ
ンイミン、アジリジンおよびイソシアネートから成る群
から選ばれるブレンドされたポリエステルを生成するた
めの第2番目の化合物の0から3重量%(ポリエステル
樹脂の重量基準)とをブレンドする工程と、 (b)工程(a)からのブレンドされたポリエステルを
加熱し、溶融物を生成する工程と、 (c)工程(b)からの溶融物を延伸した製品に成形す
る工程と、を含むこと、および工程(a)と(b)は同
時に実施できることを特徴とする製造方法。 - 【請求項2】 配向型ポリエステル製品が、モノフィラ
メントであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ポリエステルが、ポリエチレンテレフタ
レートであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 第1番目の化合物が、200から20,
000の範囲の重量平均分子量を有することを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 分子量が、300から8, 000である
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 第1番目の化合物が、ポリエチレングリ
コールであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 第1番目の化合物が、メトキシでエンド
キャップされたポリエチレングリコールであることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 第2番目の化合物が、ポリカルボジイミ
ドであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 ポリエステルがポリエチレンテレフタレ
ートであり、第1番目の化合物が300から8, 000
の範囲の重量平均分子量を有するメトキシでエンドキャ
ップされたポリエチレングリコールであることを特徴と
する請求項2に記載の方法。
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