JP3071581B2 - ポリエーテルエステルブロック共重合体 - Google Patents

ポリエーテルエステルブロック共重合体

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JP3071581B2 JP4287604A JP28760492A JP3071581B2 JP 3071581 B2 JP3071581 B2 JP 3071581B2 JP 4287604 A JP4287604 A JP 4287604A JP 28760492 A JP28760492 A JP 28760492A JP 3071581 B2 JP3071581 B2 JP 3071581B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエーテルエステルブ
ロック共重合体に関する。さらに詳しくは、弾性的性能
と耐光性に優れ、とりわけ高伸長後の弾性回復性能に優
れた弾性糸を得るに適したポリエーテルエステルブロッ
ク共重合体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から弾性糸としてはゴム、ポリウレ
タン等が使用されているが、これらは弾性回復という点
では優れた特性を示す反面、伸び過ぎるとか耐熱性、耐
光性等に問題がある。
【0003】一方、近年ポリエーテルエステルブロック
共重合体タイプの弾性体からなる弾性糸が提案されてい
るが、低伸長下においては比較的良好な回復性を示し、
また溶融紡糸できるというメリットがある反面、永久歪
が大きかったり、弾性的性能が劣るという欠点がある。
また、耐熱性及び耐光性の低いポリアルキレングリコー
ルを多量に含有するため、例えば高温にさらされる場合
には熱分解を受け易く、屋外に暴露されるような条件の
下で使用する場合には光劣化を受け易く、弾性的性能が
低下し且つ着色する等実用上の問題点を有している。
【0004】かかるポリエーテルエステルブロック共重
合体の熱安定性及び耐光性を改善するため、ビスフェノ
ール類で変性した特定のポリアルキレングリコールを使
用する方法(例えば特開昭53―99296号公報、特
開昭58―138753号公報、特開昭63―2974
56号公報等)が提案されている。しかし、これらはい
ずれもポリアルキレングリコールの共重合割合が少な
く、成型用の弾性体を対象とするもので、弾性糸につい
ては一切述べられていない。
【0005】最近、かかるビスフェノール変性ポリアル
キレングリコールとして、ビスフェノール類にエチレン
オキシドと、1,2―プロピレンオキシド及び/又は
1,2―ブチレンオキシドとを特定割合で付加させたも
のを使用した弾性糸が提案されている(特開平1―16
1016号公報)。このものは、高温において安定であ
り、弾性回復性能も良好であることが示されているもの
の、200%以上といった高伸長時の弾性回復性能が不
充分であり、また乾熱処理、湿熱処理等の後加工処理に
より弾性的性能が低下するといった問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術を背景になされたもので、その目的は、耐熱性、耐光
性に優れ、且つ高伸長時の弾性回復性能及びその乾
(湿)熱処理に対する耐光性も良好で、特に弾性体を得
るに適した新規なポリエーテルエステルブロック共重合
体を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、ソフトセグメントと
しては、エチレンオキサイドと、1,2―プロピレンオ
キサイド又は1,2―ブチレンオキサイドとを特定割合
で付加したビスフェノール類を用い、一方ハードセグメ
ントとしてはポリブチレンテレフタレート単位にすれ
ば、耐熱性、耐光性が良好で且つ200%以上といった
高伸長時の弾性的性能も向上することを見出し、本発明
に到達した。
【0008】すなわち、本発明によれば、芳香族ポリエ
ステルセグメントをハードセグメントとし、ポリエーテ
ルセグメントをソフトセグメントとするポリエーテルエ
ステルブロック共重合体において、前記芳香族ポリエス
テルセグメントは繰り返し単位の80モル%以上がブチ
レンテレフタレートからなり、一方前記ポリエーテルセ
グメントは下記構造を有し且つその含有量が55〜75
重量%(ブロック共重合体に対して)であることを特徴
とするポリエーテルエステルブロック共重合体、
【0009】
【化2】
【0010】[式中、Xは―CR1 2 ―、―O―、―
SO2 ―又は―CO―を表わし、R1及びR2 はH、C
3 、C2 5 、フェニル基、ベンジル基、シクロヘキ
シル基、又はシクロヘキシルメチル基を表わし、Yは
[A]:―OCH2 CH2 ―並びに[B]:―OCH
(CH3 )CH2 ―及び/又は―OCH(C2 5 )C
2―の組み合わせを表わし、[A]:[B]のモル比
が50:1〜15:1の範囲内にあり、m及びnはポリ
エーテル単位の平均分子量が1000〜10000とな
る整数を表わす。]が提供される。
【0011】本発明のブロック共重合体を構成する芳香
族ポリエステルセグメントは、繰り返し単位の80モル
%以上、好ましくは90モル%以上、特に好ましくは全
てがブチレンテレフタレート単位からなる必要があり、
ブチレンテレフタレート単位が80モル%未満の共重合
ポリエステルセグメントである場合には、その結晶性が
低下するため、永久歪、弾性回復性能いずれも低下し、
また融点も低下して高温熱特性も低下する。共重合し得
る成分としては、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン
酸、ナフタリンジカルボン酸、2,6―ナフトエ酸等を
あげることができる。
【0012】本発明のブロック共重合体を構成するもう
一方のポリエーテルセグメントは、前記構造式で表わさ
れるビスフェノール類変性ポリアルキレングリコールで
あることが大切である。
【0013】前記式中、Xは―CR1 2 ―(R1 ,R
2 は夫々水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、
ベンジル基、シクロヘキシル基、又はシクロヘキシルメ
チル基を表わす)、―O―、―SO2 ―、又は―CO―
を表わし、なかでも―C(CH3 2 ―が好ましい。ま
たYは、[A]:―OCH2 CH2 ―と、[B]:―O
CH(CH3 )CH2 ―及び/又は―OCH(C
2 5 )CH2 ―との組み合わせ、好ましくは―OCH
2 CH2 ―と―OCHCH3 CH2 ―との組み合わせか
らなり、[A]:[B]は50:1〜15:1(モル
比)好ましくは20:1〜15:1の範囲内にある必要
がある。[A]成分の割合が上記範囲未満の場合には、
[B]成分のメチル基またはエチル基の立体障害に起因
するものと思われ、重縮合反応時の反応速度が遅くなっ
て得られるブロック共重合体の固有粘度はあがりにく
く、また反応中にポリエーテル成分の熱分解が進むと推
定され弾性回復性能、強度といった特性も低下する。一
方[A]成分が上記範囲を越える場合には、耐光性が低
下するとともに弾性回復性能も低下するため好ましくな
い。
【0014】またm及びnは、上記ポリエーテル単位の
数平均分子量が1000〜10000好ましくは100
0〜5000となる数である必要があり、1000未満
の場合には得られるブロック共重合体のブロック性が低
下するため弾性的性能に劣り、また融点も低下して乾
(湿)熱処理に対する耐久性も低下する。一方1000
0を越える場合には、得られるブロック共重合体が相分
離し易くなるため弾性的性能が低下する。
【0015】なお、上記ポリエーテルセグメント中に存
在するフェニレン基には、炭素数1〜3のアルキル基が
1〜4個置換されていてもよい。
【0016】上述したポリエーテル単位は、単独であっ
ても2種以上併用されていてもよいが、上述のポリエー
テルセグメントがポリエーテルエステルブロック共重合
体に対して55〜75重量%、好ましくは60〜70重
量%含有されていることが大切である。該含有量が75
重量%を超えると、弾性的性能の優れた弾性糸が得られ
るものの、該共重合体の融点が低くなりすぎるため、乾
熱処理、湿熱処理時の弾性的性能が急激に低下し耐久性
の劣る弾性糸となってしまう。一方、55重量%未満で
は、永久歪が大きく弾性的性質に劣る弾性糸しか得られ
ない。
【0017】また、ポリエーテルエステルブロック共重
合体の固有粘度IVは1.0以上、融点Tmは170℃
以上であることが好ましく、かくすることによって、弾
性的性能、とりわけ乾熱処理、湿熱処理により弾性的性
能の低下することのない、耐久性に優れた弾性糸を得る
ことができる。IVが1.0未満の場合には、乾熱処
理、湿熱処理の前の状態で弾性糸の永久歪が大きく伸張
回復率が小さい等弾性糸としての性能に劣る上、乾熱処
理及び/又は湿熱処理後の弾性的性質及び耐光性も劣っ
たものになり易い。
【0018】また、通常のポリエステル繊維の加工処理
工程は乾熱処理が150〜160℃×1〜5分、湿熱処
理は110〜135℃×40〜60分である。したがっ
て、このような乾熱処理、湿熱処理に耐え、弾性的性能
及び耐光性を維持するためには、該弾性糸を構成するポ
リエーテルエステルブロック共重合体が前記条件を満足
する範囲で、Tmが170℃以上であることが望まし
い。Tmが170℃未満になると、乾熱処理及び/又は
湿熱処理による性能劣化が大きくなり易く好ましくな
い。
【0019】かかるポリエーテルエステルブロック共重
合体は、通常の共重合ポリエステルの製造法にならって
製造することができる。具体的には前述のジカルボン酸
成分と低分子量グリコール成分及びビスフェノール類変
性ポリアルキレングリコール成分を反応器に入れ、触媒
の存在下又は不存在下でエステル交換反応あるいはエス
テル化反応を行い、更に高真空下重縮合反応を行うこと
により、所望の重合度のものを容易に得ることができ
る。ここで融点Tmを170℃以上とするには、芳香族
ポリエステル単位の割合を増加させるとともに、ブチレ
ンテレフタレート単位全てからなるようにすればよい。
【0020】以上に説明した本発明のポリエーテルエス
テルブロック共重合体には、通常のポリエステルと同じ
く、艶消剤、顔料(例えばカーボンブラック等)、酸化
防止剤(例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒンダ
ードアミン系化合物等)、紫外線吸収剤(例えばベンゾ
フェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サシ
レート系化合物)等を含んでいても何らさしつかえな
い。
【0021】
【発明の作用・効果】以上に説明したように、本発明の
ポリエーテルエステルブロック共重合体は、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイド及び/又はブチレンオ
キサイドとを特定割合でビスフェノール類に付加したビ
スフェノール類変性ポリアルキレングリコール成分をポ
リエーテル単位として用いているので高伸長時において
もソフトセグメントの結晶化が進行しないことに加え
て、ハードセグメントとして結晶性の良好なブチレンテ
レフタレート系のポリエステルを用いているので高伸張
時での分子鎖間のつなぎ止めが強固になっている。その
結果、200%以上といった高伸張時における弾性回復
性能が向上するものと考えられる。
【0022】また、ポリエーテルセグメントには、ビス
フェノール単位を導入するだけでなく、適当割合でプロ
ピレンオキシド単位又はブチレンオキシド単位を導入し
ているので、ブロック共重合体製造時の重合速度を低下
させることなく耐熱性及び耐光性の良好なものが得られ
る。
【0023】しかも得られたブロック共重合体は、特別
の手段を要することなく極めて容易に溶融紡糸できるの
で、一般の熱可塑性重合体の溶融紡糸法に準じて紡糸す
ることができる。すなわち、ポリウレタン弾性糸と異な
り、通常のポリエステル繊維と同様に、糸条及び単糸デ
ニールを任意に設定できる、また得られた糸はそのまま
でも十分な弾性性能を有するが、弾性糸の使用目的にあ
わせてさらに延伸及び/又は熱処理を施すことができる
といった特徴を有する。
【0024】したがって、本発明のブロック共重合体か
らなる弾性糸は、高伸度領域における弾性回復性能及び
耐光性を重要な要素とする織編物への利用が可能とな
り、その意義は極めて大である。
【0025】
【実施例】以下実施例をあげて、本発明を具体的に説明
する。実施例において、「部」は全て重量部を示す。な
お、ポリエーテルエステルブロック共重合体の特性は、
下記方法によって測定した。
【0026】1.固有粘度(IV) ポリマー0.6g/50mlオルソクロロフェノール溶液
の35℃で測定した値より算出。
【0027】2.融点(Tm) Du Pont社製、熱示差分析計990型を使用し、
昇温速度20℃/分で測定し、融解ピーク温度を求め
た。
【0028】3.伸長回復性 (1)瞬間伸長回復率 試料10cmに、200%伸長するに対応する荷重をかけ
て素早く200%伸長させ、5秒後に荷重を取り除き素
早く試料の長さLcmを読み取り、次式により算出した。 瞬間伸長回復率={[20−(L−10)]/20}×
100(%) (2)400%瞬間伸長回復率 試料10cmに、400%伸長するに対応する荷重をかけ
て素早く400%伸長させ、5秒後に荷重を取り除き素
早く試料の長さLcmを読み取り、次式により算出した。 瞬間伸長回復率={[40−(L−10)]/40}×
100(%) (3)強度、伸度 長さ5cmの試料を用い、引張速度1000%/分で伸長
し、破断時の強度、伸度を測定した。
【0029】4.耐光性 弾性糸サンプルをキセノンメーターで4時間照射後の引
張伸度保持率(%)を測定、算出した。
【0030】
【実施例1〜3、比較例1〜3】ジメチルテレフタレー
ト(117.1部)、テトラメチレングリコール(酸成
分の1.5モル倍の量)、表1記載のビスフェノール類
変性ポリアルキレングリコールを表2記載の量、トリメ
リット酸チタンを60ミリモル%(対ジメチルテレフタ
レート)反応器に仕込み、内温190℃でエステル交換
反応を行った。理論量の約70%のメタノールが留出し
た時点でトリメリット酸チタンを120ミリモル%追加
し、その後昇温、減圧による重縮合反応を開始した。重
縮合反応は約30分かけて30mmHgとし、さらに30分
かけて1mmHgとし、以後1mmHg以下の真空で内温245
℃で50分間反応を行い、次いで酸化防止剤(住友化学
製GA80)を0.4重量%(対ポリエーテルエステル
ブロック共重合体)耐光剤(旭電化製MARK LA5
7)を1.0重量%添加し、更に10分間、1mmHg以下
の真空下、245℃で反応を行った。
【0031】生成したポリエーテルエステルブロック共
重合体をペレット化した後、該ペレットを120℃2時
間乾燥後、245℃で溶融し、26ホールのノズルを持
つキャップより吐出量8.9g/分でポリマーを押し出
した。このポリマーを2ケのゴデーロールを介して40
0m/分の速度で巻取り弾性糸を得た。この弾性糸の性
能を表2及び表3に示す。なお、表3中、「乾熱処理
後」は160℃、1分間処理後の性能を、「湿熱処理
後」は130℃熱水中、60分処理後の性能を示す。
【0032】
【比較例4】ビスフェノール類変性ポリアルキレングリ
コールに代えて数平均分子量2000のポリテトラメチ
レングリコール(PTMG)を用いる以外は実施例1と
同様に行なった。この結果を表2及び表3に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/66 C08G 63/688

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ポリエステルセグメントをハード
    セグメントとし、ポリエーテルセグメントをソフトセグ
    メントとするポリエーテルエステルブロック共重合体に
    おいて、前記芳香族ポリエステルセグメントは繰り返し
    単位の80モル%以上がブチレンテレフタレートからな
    り、一方前記ポリエーテルセグメントは下記構造を有し
    且つその含有量が55〜75重量%(ブロック共重合体
    に対して)であることを特徴とするポリエーテルエステ
    ルブロック共重合体。 【化1】 [式中、Xは―CR1 2 ―、―O―、―SO2 ―又は
    ―CO―を表わし、R1及びR2 はH、CH3 、C2
    5 、フェニル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、又は
    シクロヘキシルメチル基を表わし、Yは[A]:―OC
    2 CH2 ―並びに[B]:―OCH(CH3 )CH2
    ―及び/又は―OCH(C2 5 )CH2―の組み合わ
    せを表わし、[A]:[B]のモル比が50:1〜1
    5:1の範囲内にあり、m及びnはポリエーテル単位の
    平均分子量が1000〜10000となる整数を表わ
    す。]
  2. 【請求項2】 ポリエーテルエステルブロック共重合体
    の固有粘度IVが1.0以上、融点Tmが170℃以上
    である請求項1記載のポリエーテルエステルブロック共
    重合体。
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