JPS62280221A - 共重合ポリエステル - Google Patents

共重合ポリエステル

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JPS62280221A
JPS62280221A JP12285086A JP12285086A JPS62280221A JP S62280221 A JPS62280221 A JP S62280221A JP 12285086 A JP12285086 A JP 12285086A JP 12285086 A JP12285086 A JP 12285086A JP S62280221 A JPS62280221 A JP S62280221A
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moles
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glycol
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Teruhisa Kaneda
兼田 照久
Yoshifumi Murata
村田 好史
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は改善さi7’?物理的性質、ことに靭性に優れ
、成形用に適した共重合ポリエステルに関するO 〔従来の技術〕 ″ポリエチレンテレフタレートは従来から種々の用途に
使用されているが1同じ熱可塑性ポリエステルであるポ
リブチレンテレフタレートに比較して二次転移点および
融点が高いという利点を有している反面1分子鎖が無配
向状態で十分に結晶化したものは、脆性を呈し、ガラス
繊維等の強化材で補強することなくして、結晶化を進め
たポリエチレンテレフタレートの射出成形品あるいは押
出成形品゛ば、実用に供し得ないのが実状である。ポリ
エチレンテレフタレートに延性を賦、与する方法として
は1例えば、αオレフィンとα、βエチレン系不飽和カ
ルボン酸の金属イオン中和物の共重合体を加える方法(
特開昭52−84244号)があるが、この方法では組
成物の溶融粘度が著しく増大し、特に射出成形において
不都合が生じる。捷た得られた組成物は加熱時の着色劣
化の問題があっ念0 〔本発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、ポリエチレンテレフタレートの高融点
、高剛性という優れた性質を損うことなくポリエチレン
テレフタレートの欠点である脆性を改良し、強靭化する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らはポリエチレンテレフタレートの脆性を改良
して強靭化する研究の着手に轟り1比較的強靭性を有す
るポリエステルであるポリブチレンテレフタレートとの
比較においてポリエチレンテレフタレートの長所である
高融点および高剛性を維持したままで強靭化を達成する
という制約を設けた。本発明の共重合ポリエステルの最
大の特徴ハ、まさに、ポリエチレンテレフタレートの有
する高融点、高剛性をほとんど損うことなく1強靭性を
賦与し得たことにある。
本発明者らは、ポリエチレンテレフタレートに種々のポ
リアルキレングリコールを共11することで延性を賦与
することを試みた。その結果、ポリ(テトラメチレンオ
キシド)グリコールにおいて若干効果が認められたが不
十分なものであつな。
ところが驚くべきことに、ポリ(テトラメチレンオキシ
ド)グリコールr(併せて、炭素原子数9以上の脂肪族
ジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体をポリエチ
レンテレフタレートに共重合し念場合、少量の共東合成
分の存在で実質的に無配向結晶化状態のポリエチレンテ
レフタレートノ引張伸びが大巾に増大することを見出し
5本発明に到達し念。
即ち、本発明は、実質的に下記の(1)〜(IV)で表
わされる構造単位からなる共重合ポリエステルであシ。
帽) (−0−CH2−CH2−0+ (RA) −E−0(−CH2CH2CH2CH2−0
盲辻(但し、Rけ炭素数9以上の脂肪族ジカルボン酸か
らカルボキシル基を除い★2価の基であり、nは8〜8
4の整数である。) (1)は(III)および/ま穴は(IV)と結合して
おり、(It)は(III)および/ま念は(■)と結
合しており、実質的に(1)と(II)の合計モル数は
(III)と(■)の合計モル数に等しく1該共重合ポ
リエステルにおいて(1) 100モルに対し、(II
)は0.2〜5モルの割合で(IV)は÷CH2CH2
CH2CH20+の繰り返し単位が3〜15モルの割合
で含まれており、極限粘度が0.5〜1.5の範囲にあ
ることを特徴とする共重合ポリエステルである。
本発明において併用する炭素数9以上の脂肪族ジカルボ
ン酸の効果の発現理由は現在のところ明確に理解し得て
いないが、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール
を単独でポリエチレンテレフタレートに共重合し念場合
、粗大な相分離組織を形成した重合反応生成物が得られ
るのに対して、炭素数9以上の脂肪族ジカルボン酸を併
用した場合微細な粒子状分散組織を呈する重合反応生成
物に変化することが、オスミウム酸染色法を採用し念透
過型電子顕微鏡観察において、認められた。
発明者らは、この相分離形態の変化と延性時性質の向上
1即ち強靭化と関連があるものと推定している。
以下さらに詳しく本発明について説明する。
本発明の共重合ポリエステルにおいて(1)で示される
単位はテレフタル酸または、そのエステル形成性誘導体
、例えばジメチルテレフタレート。
ジエチルテレフタレート等に由来する単位である。
該単位(1) Vi、本発明の効果を損わない範囲内で
テレフタル酸または、そのエステル形成性誘導体以外の
ジカルボン酸成分に基づく単位で少量置き換えられてい
てもよい。
本発明の共重合ポリエステルにおいて(II)で示され
る単位は炭素数9以上の脂肪族ジカルボン酸又はそのエ
ステル形成性誘導体に由来する単位であシ1例えば、ア
ゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキ
サデカンジカルボン酸。
エイコサンジカルボン酸等の線状ジカルボン酸およびダ
イマー酸、ダイマー酸の水添物又はそれらのエステル形
成性誘導体等が挙げられる。該脂肪族ジカルボン酸又は
それらのエステル形成性誘導体は単独でも2種以上を混
合して用いてもよい。
本発明において特に好ましいジカルボン酸はダイマー酸
1ダイマー酸水添物である。
本発明におけるダイマー酸はりソール酸およびリルン酸
等の18個の炭素原子を含む不飽和脂肪酸あるいは1そ
の1価のアルコールエステルよシ製造されるもので、炭
素原子数36個であるダイマー酸が主成分であるが、−
塩基酸およびトリマー酸も一部含まれている。本発明の
目的を達成するためには、−塩基酸およびトリマー酸の
含有量の少ないダイマー酸を用いることが好ましい。
本発明の共重合ポリエステルにおいて(n)の単位1−
f (1)の単位100モルに対して0.2モル以上5
モル以下の割合で含まれることが好ましい。該範囲内に
おいて、共重合ポリエステルの結晶化物は高い剛性を維
持したまま優れ念延性を示し、その結果強靭性が付与さ
れる。0.2モル未満の割合では、ポリテトラメチレン
グリコールを単独で共重合成分とした場合と同様に強靭
性の改良が充分に達成されない。ま念、5モルを越える
割合では。
該結晶化物の融点の低下が大きくなり、剛性も損われて
本発明の目的にそぐわない。
まな本発明においては、前記した割合の(It)の単位
により変性されると、ポリ(テトラメチレンオキシド)
グリコールのみによる変性で若干改善されるポリエチレ
ンテレフタレート結晶化物の脆性が飛躇的に改善される
。この効果は炭素原子数−が9未満の脂肪族ジカルボン
酸では達成されない。
ま±、該脂肪族ジカルボン酸の炭素数の上限は特にない
本発明の共重合ポリエステルにおいて(III)で示さ
れる単位はエチレングリコールに由来する単位である。
本発明の共重合ポリエステルにおいて(PI)で示され
る単位はポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールに
由来する単位である。ポリ(テトラメチレンオキシド)
グリコールを共重合成分として用いることは、ポリエチ
レンテレフタレートノ実質的無配向結晶化物の脆性を改
良する念めに必要であシ、共重合反応生成物においてテ
レフタル酸単位100モルに対してポリ(テトラメチレ
ンオキシド)グリコール中の繰返し単位÷CH2CH2
CH2CH2−0+が3モル以上15モル以下の割合で
含まれていることが好ましい。3モル未満の割合では。
ポリエチレンテレフタレートの脆性を改良するには至ら
ず、また15モルを越えると1結晶化物の剛性が低下す
るとともに、融点の低下も大きくなう本発明の目的に反
するものになる。
また、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの分
子量は約600〜6000(重合度(ri) : 8〜
84)であることが必要である。分子量が上記範囲外の
ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールを使用する
と延性が低下するので好ましくない。更に好ましい分子
量の範囲は約600〜2000(重合度(n) : s
〜28)である。
本発明の虐共重合ポリエチレンテレフタレートを得る場
合に本発明の効果を損わない範囲で少量の例えば、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ヘキサントリオール1,2゜6、トリメチロールエ
タンなどに代表されるトリオールま±はテトラオールや
、トリメリット酸、トリメシン酸1 ピロメリット酸に
代表されるベンゼントリカルボン酸、マタはベンゼンテ
トラカルボン酸、あるいけ、3〜4個の水酸基及びカル
ボキシル基が結合する多価のヒドロキシカルボン酸等の
多官能モノマーやステアリン酸、オレイン酸等の脂肪族
モノカルボン酸、安息香酸、フェニル酢酸、ジフェニル
酢酸、βナフトエ酸等の芳香族モノカルボン酸の単官能
モノマーを併用することもできる。
本発明における共重合ポリエステルは通常、ポリエステ
ルを製造する際に用いられる公知の方法てよシ製造され
る。一般に共重合ポリエチレンテレフタレートは、反応
成分の混合物を触媒の存在下又は不存在下、大気圧もし
くは加圧下例おいて。
不活性ガス零囲気下で昇温させることによシ製造される
0これらの反応を行うために採用される温度V′120
0℃〜270℃の範囲にあり好ましくは。
230℃〜260°Cの範囲である。この反応終了後。
得られたオリゴマー生成物を重縮合させる。該重縮合反
応t−t、公知のアンチモン、チタニウム、鉄、亜鉛、
コバルト、鉛、マンガン、ま危はゲルマニウム触媒のよ
うな重縮合触媒の存在下15 rm H?以下、好まし
くは1HHt以下の圧力ておいて約り70℃〜約300
℃の範囲の温度で行われる。
ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール及び炭素原
子数9以上の脂肪族ジカルボン酸又はそれらのエステル
形成性誘導体は、エステル交換あるいはエステル化反応
前から縮合反応途中の間で添加することができるが好ま
しくは、エステル交換反応又はエステル化反応後、即ち
、縮合工程で添加するのが好ましい。
本発明のポリエステルの極限粘度は30℃におけるフェ
ノールおよびテトラクロルエタンの50150厭量混合
溶媒系において測定した場合、約0.5以上約1.5以
下、好ましくは約0.5以上約1,0以下の範囲にある
本発明によって得られる共重合ポリエステルの500 
MHz ’H−NMRスペクトルにおいては、テレフタ
ル酸と結合したエチレングリコールの吸収から分離して
脂肪族ジカルボン酸と結合したエチレングリコールの吸
収が認められること、及びポリ(テトラメチレンオキシ
ド)グリコールの末端水酸基のエステル結合を形成し穴
為に、新7?:にポリ(テトラメチレンオキシド)グリ
コールに観察されない吸収が現われていることよシ脂肪
族ジカルボンメ 酸及びポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールはい
ずれもエステル結合でポリマー鎖中に連結されており、
1合反応生成物が共重合ポリエチレンテレフタレートと
なっていることが確認できる。
本発明の共重合ポリエステルはポリエチレンテレフタレ
ート自体が有する高融点、及び高剛性を維持したまま、
優れた強靭性を有しておシ、フィルム、シートをはじめ
各種の成形物の材料として適している。また本発明の共
重合ポリエステルは発明の効果を損わない範囲において
他のポリマーを含んでいてもよい。更に必要により1通
常、ポリエステルに加えれる攬々の添加剤1例えば、着
色剤、離を剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤、お
よび強化充填材などを配合するこ七もできる。
以上、実施例をあげて本発明を説明する。
実施例1 260°Cに加熱した熱媒で加熱されたエステル化槽に
テレフタル酸1.5kf(9,03モル)、エチレング
リコール0.671w(10,8モル)三酸化アンチモ
ン0.6’9P、亜リン酸0.13Pからなるスラリー
を加圧下でフィードしてエステル化反応を進め、内容物
が透明になってからさらにエステル化を行うことで内容
物のカルボキシル基濃度を600μsq/r以下まで低
下させた。反応生成物を重合槽に圧送し1分子量約86
0のポリ(テトラメテレンオキシド)グリコール432
およびダイマー酸(ヘンケル日本製パ〜サダイム288
)439、イルガノックス1010(商標名、チバガイ
ギー社製)3.5fを加えた。重合槽のジャケット温度
を280’Cまで昇温し、重合槽内を徐々に減圧し、最
終的には0.3Wr!nHfの圧力まで減圧し、この状
態で60分重合を進め共重合ポリエステルを得、ギヤポ
ンプでノズルよりストランド状にポリマーを取出し、水
冷してカッターでベレット状にした。得れたポリマーの
極限粘度は0.74 di/?であった。
得られたポリマーをヘキサフルオロプロパツールに溶解
し、  500 MHz ’H−NMRで分析した結果
テレフタル酸単位100モルに対[7てダイマー酸単位
が1.13モル、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリ
コールの繰返し単位が7.61モル含有されていた。
またこの共重合ポリエステルを280℃に加熱した熱プ
レスで約50μのフィルムを成形し、水で急冷すること
でほぼ非晶質の急冷フィルムを得。
20℃/分の昇温速度で、DSC測定を行い結晶融解ピ
ーク温度でもって、融点(Tm )を求めたところ、T
mは249℃であつ之。
また得られた共重合ポリエステルベレットを120℃で
12 brs真空乾燥した後、テフロンコートシた鉄板
の間にはさみ、1x厚のスペーサーを使用して、280
℃で熱プレス成形し、直ちに150℃に設定した別の熱
プレスに移して5分保持した後冷却して実質的に無配向
で十分に結晶化させた1x厚のシートを成形し念。
このシートから、予熱したゴム用2号ダンベル打抜型で
引張試験片を作製した。
この試験片をインストロン万能試験機を用いて、23℃
にて引張速度0.5 cm / minで引張試験を行
った。n=5で行い平均値を求めた。第1表に引張特性
値を示す。
実施例2 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液してセ
バシン酸43?、分子量約2000のポリ(テトラメチ
レンオキシド)グリコール43y1イルガノツクス10
10 C’H標名、チバガイギー社製)3.5Fを加え
た。その後は実施例1と同様の操作で!!重縮合行い1
共重合ポリエステルのベレットを得た。得られ九ポリマ
ーの極限粘度は、0.72 dll?であった0 工H−NMRスペクトルからの組成分析で、テレフタル
酸100モルに対してセパシン酸単位が2.81モル、
ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの操返し単
位が、7.48モル含有されていた。
実施例3 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液してダ
イマー酸(ヘンケル日本製バーサダイム288)IOP
、分子量約2000のポリ(テトラメチレンオキシド)
グリコール432、イルガノックス1010(商標名、
チバガイギー社!!り3.5?を加えた。その後は実施
例1と同様の操作で重縮合を行い、共重合ポリエステル
のベレットを得た。得られたポリマーの極限粘度は0.
76dt/fであった。
1H−NMRスペクトルからの組成分析でテレフタル酸
単位100モルに対して、ダイマー酸単位が0.23モ
ル、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの繰返
し単位が7.70モル含有されていた0 実施例4 実施例1と同様にして、テレフタル酸とエチレングリコ
ールとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液して
ダイマー酸43?、分子量約2000のポリ(テトラメ
チレンオキシド)グリコール65?、イルガノックス1
010 (商標名、チバガイギー社!!り3.5Fを加
えた。その後は実施例1と同様の操作で重縮合を行い、
共重合ポリエステルを得た。得られたポリマーの極限粘
度は0.84dll?であった。
”H−NMRスペクトルからの組成分析でテレフタル酸
単位100モルに対してダイマー酸単位が1.07モル
、ポリ(テトラメチレンオキシドングリコールの繰返し
単位が10.2モル含有されていた。
実施例5 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液して、
アゼライン酸432、分子量約2000のポリ(テトラ
メチレンオキシド)グリコール43り、イルガノックス
1010(商標名、チバガイギー社製)3.5Fを加え
た。その後は実施例1と同様の操作で重縮合を行い、共
重合ポリエステルのペレットを得た。得られたポリマー
の極限粘度は0.65 dllfであった。IH−NM
Rスペクトルからの組成分析でテレフタル酸100モル
に対して、アゼライン酸単位が2.98モル、ポリ(テ
トラメチレンオキシド)グリコールの繰返し単位が7.
42モル含有されていた。
実施例6 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液して、
岡村製油株式会社!!5L−20(HooC(CH2)
、C00H85〜9oチ、 HOOC(CH2) 14
COOH4〜10%)を432、分子量約2000のポ
リ(テトラメチレンオキシド)グリコール43t1イル
ガノツクス1010(商標名、チバガイギー社製)3.
5Fを加えた。その後は実施例1と同様の操作で重縮合
を行い、共重合ポリエステルのペレットを得た。得られ
たポリマーの極限粘度は0.70dt/?−T:15ツ
た。1H−NMRスペクトルからの組成分析でカルボニ
ル基の隣夛のCH2基のシグナルを用いて解析し、上記
脂肪族ジカルボン酸の単位がテレフタル酸100モルに
対して1.70モル、ポリ(テトラメチレンオキシド)
グリコールの繰返し単位が7.52モル含有されていた
つ比較例1 実施例1の重合方法で、極限粘度0.724i/9の純
PETを重合した。
比較例2 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液して分
子量約2000のポリ(テトラメチレンオキシド)グリ
コールのみを432を加えた。
その後は実施例1と同様の操作で重縮合を行い、共重合
ポリエステルを得た。得られたポリマーの極限粘度は0
.74 dllfであった。また、IH−NMRスペク
トルからの組成分析でテレフタル酸単位100モルに対
してポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの繰返
し単位が7.58モル含有されていた。
比較例の ダイマー酸のみ432添加すること以外は実施例1と同
様にして共重合ポリエステルを得た。極限粘度は0.6
8dt/?であった。IH−NMRスペクトルからの組
成分析で、テレフタル酸単位100モルに対してダイマ
ー酸単位が0,89モル含有されていた。
比較例4 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液してダ
イマー酸155F、分子量約2000のポリ(テトラメ
チレンオキシド)グリコール155 ’ 、イルガノッ
クス1010 (商標名、チバガイギー社製)3.5F
を加えた。その後は、実施例1と同様の操作で重縮合を
行い、極限粘度が0.90dll?のポリエステルを得
た。LH−NMRスペクトルによる組成分析で、テレフ
タル酸単位100モルに対して、ダイマー酸単位が4.
02モル、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール
の繰返し単位が24.8モル含有されていた。
比較例5 実施例1と同様にしてテレフタル酸とエチレングリコー
ルとのエステル化反応を行った後、重合槽に送液してア
ジピン酸43?、分子量約2000のポリ(テトラメチ
レンオキシド)グリコール432を加えた。その後は実
施例1と同様の操作で重縮合を行い、極限粘度0.65
 dllfのポリエステルを得た。IH−NMRスペク
トルからテレフタル酸単位100モルに対して、アジピ
ン酸が3.12モル、ポリ(テトラメチレンオキシド)
グリコールの繰返し単位が6.52モル含有されていた
実施例7 実施例1〜6、比較例1〜5のサンプルについて実m例
1で述べた方法でDSC測定によ]、Tm(融点)を求
め、さらに引張試験を行った。その結果を第1衣に示す
第   1   表 (’C) (kf/=−j)(kp/CIA’l  (
%)実施例1  249  17.000   650
    110実施例2  247  13.000 
  480     78実施例3  251  16
.000   680     95実施例4  24
7  10.000   580    130実施例
5  247  13.000   480     
53実施例6  249  15.000   520
     95比較例1  254  17.000 
  700     10比較例2  251  18
.000   510     22比較例3  25
3  17.000   450     16比較例
4  237   7.500   380     
200比較例5  244  13.000   50
0     25〔発明の効果〕 本発明に従えば、従来のポリエチレンテレフタレートの
特長である高融点、高剛性を損なうことなく、その欠点
である脆性が改良され強靭性を有した共重合ポリエチレ
ンテレフタレートが得られる0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)実質的に下記の( I )〜(IV)で表わされる構
    造単位からなる共重合ポリエステルであり、( I )▲
    数式、化学式、表等があります▼ (II)▲数式、化学式、表等があります▼ (III)−〔O−CH_2−CH_2−O〕−(IV)▲
    数式、化学式、表等があります▼ (但し、Rは炭素数9以上の脂肪族ジカルボン酸からカ
    ルボキシル基を除いた2価の基であり、nは8〜84の
    整数である。) ( I )は(III)および/または(IV)と結合しており
    、(II)は(III)および/または(IV)と結合してお
    り、実質的に( I )と(II)の合計モル数は(III)と
    (IV)の合計モル数に等しく、該共重合ポリエステルに
    おいて( I )100モルに対し、(II)は0.2〜5
    モルの割合で、(IV)は−(CH_2CH_2CH_2
    CH_2O)−の繰返し単位が3〜15モルの割合で含
    まれており、極限粘度が0.5〜1.5の範囲にあるこ
    とを特徴とする共重合ポリエステル。 (2)(II)の構造単位において、Rがアゼライン酸、
    セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカ
    ルボン酸、エイコサンジカルボン酸、ダイマー酸および
    ダイマー酸の水添物からなる群より選ばれた1種または
    2種以上のジカルボン酸からカルボキシル基を除いた2
    価の基である特許請求の範囲第1項記載の共重合ポリエ
    ステル。 (8)(II)の構造単位においてRが、アゼライン酸、
    セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカ
    ルボン酸、およびエイコサンジカルボン酸からなる群よ
    り選ばれた1種以上のジカルボン酸からカルボキシル基
    を除いた2価の基である特許請求の範囲第1項記載の共
    重合ポリエステル。 (4)(II)の構造単位においてRが、ダイマー酸およ
    びその水添物からなる群より選ばれた1種以上のジカル
    ボン酸からカルボキシル基を除いた2価の基である特許
    請求の範囲第1項記載の共重合ポリエステル。 (5)(IV)の構造単位において、nが8以上28以下
    である特許請求の範囲第1項記載の共重合ポリエステル
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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