JP3105281B2 - 溶融加工可能なポリエステル - Google Patents
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Description
公知である。例えば、4−ヒドロキシ安息香酸ホモポリ
マーとコポリマーは今までに提供されており、商業的に
入手可能である。このようなポリマーは一般に本質的に
結晶質であり、比較的高融点を有し、融点未満の分解温
度を有し、溶融時にしばしば等方性溶融相を示す。この
ような物質には例えば圧縮成形または焼結のような成形
方法を用いることができる。これらの完全芳香族ポリエ
ステルを考察する典型的な刊行物には次のものがある:
(a)ルッセル ギルケイ(Russell Gilk
ey)とジョンアール.カルドウエル(John R.
Caldwell)による「ヒドロキシ安息香酸のポリ
エステル(Polyesters of Hydrox
ybenzoic Acids)」、ジェイ.オブ ア
プライド ポリマーサイ.(J.of Applied
Polymer Sci.)、II巻、198〜202
頁(1959);(b)ジー.ビール(G.Bier)
による「ポリアクリレート(芳香族ジカルボン酸とビス
フェノールからのポリエステル)[Polyacryl
ates(Polyesters From Arom
atic Dicarboxylic Acids a
nd Bisphenols)]」、ポリマー(Ply
mer)、15巻、527〜535頁(1974、8
月);(c)エス.ジー.コティス(S.G.Cott
is)による「芳香族ポリエステルプラスチックス(A
romatic Polyester Plastic
s)」、モダーン プラスチックス(ModernPl
astics)、62と63頁(1975、7月);お
よび(d)ロガーエス ストーム(RogerS.St
orm)とステブ ジー.コティス(Steve G.
Cottis)による「ポリ(p−オキシベンゾイル
システムス):塗料用ホモポリマー:圧縮成形と射出成
形用コポリマー[Poly(p−Oxybenzoyl
Systems):Homopolymer for
Coatings:Copolymers for
Compression and Injection
Molding]、コーチングス プラスト.プレプリ
ント(Coatings Plast.Preprin
t)、34巻、1号、194〜197頁(1974、4
月)。米国特許第3,036,990号;第3,03
9,994号;第3,169,121号;第3,32
1,437号;第3,553,167号;第3,63
7,595号;第3,651,014号;第3,66
2,052号;第3,668,300号;第3,72
3,388号;第3,759,870号;第3,76
7,621号;第3,773,858号;第3,78
7,370号;第3,790,528号;第3,82
9,406号;第3,857,814号;第3,88
4,876号;第3,890,256号;第3,97
4,250号;第3,975,487号;および英国特
許出願第2,058,102A号をも参照のこと。
−オキシベンゾイル部分、ジオキシアリール部分(例え
ば、p,p−ジオキシビフェニレン)、およびテレフタ
ロイル部分を含む、比較的高融点のポリマーが開示され
ている。
が形成されることも開示されている。例えば、(a)ダ
ブリュ.ジェイ.ジャクソン ジュニア(W.J.Ja
ckson Jr.)、エッチ.エフ.クーフス(H.
F.Kuhfuss)とティ.エフ.グレイ ジュニア
(T.F.Gray)による「ポリエステル X7G−
A 自己強化熱可塑性樹脂(Polyester X7
G−A Self Reinforced Therm
oplastic)」、30年記念技術会議、1975
強化プラスチックス複合体協会(30th Anniv
ersaryTechnical Conferenc
e,1975ReinforcedPlastics
Composites Institute)、ザ ソ
サエティ オブ ザ プラスチックス インダストリー
社(The Societyof the Plast
ics Industry、Inc.)、セクション1
7−D、1〜4頁;(b)ベルギー特許第828、93
5号と第828、936号;(c)オランダ特許第7、
505、551号;(d)西ドイツ特許第252081
9号、第2520820号、第2722120号、第2
834535号、第2834536号、第283453
7号;(e)日本特許第43−223号、第2132−
116号、第3017−692号、第3021−293
号;(f)米国特許第3,991,013号、第3,9
91,014号、第4,057,597号、第4,06
6,620号、第4,067,852号、第4,07
5,262号、第4,083,829号、第4,09
3,595号、第4,118,372号、第4,13
0,545号、第4,130,702号、第4,14
6,702号、第4,153,779号、第4,15
6,070号、第4,159,365号、第4,16
1,470号、第4,169,933号、第4,18
1,792号、第4,183,895号、第4,18
4,996号、第4,188,476号、第4,20
1,856号、第4,219,461号、第4,22
4,433号、第4,226,970号、第4,23
0,817号、第4,232,143号、第4,23
2,144号、第4,238,598号、第4,23
8,599号、第4,238,600号、第4,24
2,496号、第4,245,082号、第4,24
5,084号、第4,247,514号、第4,25
6,624号、第4,265,802号、第4,26
7,304号、第4,269,965号、第4,27
2,625号、第4,279,803号、第4,28
4,757号、第4,285,852号、第4,28
7,332号、第4,294,955号、第4,29
9,756号、第4,311,824号、第4,31
4,073号、第4,318,841号、第4,31
8,842号、第4,332,759号、第4,33
3,907号、第4,335,232号、第4,33
7,191号、第4,339,375号、第4,34
1,688号、第4,346,208号、第4,34
7,349号、第4,351,917号、第4,35
1,918号、第4,355,132号、第4,35
5,133号、第4,355,134号、第4,35
9,569号、第4,360,658号、第4,36
2,777号、第4,370,466号、第4,37
1,660号、第4,374,288号、第4,37
5,530号、第4,473,682号、第4,52
2,974号、第4,684,712号、第4,74
6,694号;(g)英国特許出願第2,002,40
4号;(h)英国特許第1,568,541号;および
(i)ヨーロッパ特許出願第24,499号,第45,
499号および第92,843号。 6−オキシー2−
ナフトイル部分を含む異方性溶融物形成ポリエステル、
ポリ(エステルーアミド)またはポリ(エステルーカー
ボネート)の代表的な開示は米国特許第4,161,4
70号、第4,219,461号、第4,256,62
4号、第4,279,803号、第4,299,756
号、第4,318,842号、第4,330,457
号、第4,337,190号、第4,347,349
号、第4,351,917号、第4,351,918
号、第4,355,133号、第4,359,569
号、第4,362,777号、第4,371,660
号、第4,375,530号、第4,473,682
号、第4,522,974号、第4,684,712
号、および第4,746,694号に存在する。米国特
許第4,219,461号では、実質的な濃度の6−オ
キシー2−ナフトイルと4−オキシベンゾイル部分およ
び対称形のジオキシアリールと対称形のジカルボキシア
リール部分を含むポリエステルが開示されている。6−
オキシー2−ナフトイル部分はあらゆる場合に約20〜
40モル%濃度で存在する。4、4’−ジオキシビフェ
ニル部分も説明されているが、この部分を含むポリマー
は例示されていない。この実施例では、繊維形のポリマ
ーは本発明によって特に定義されるポリマーによって一
般に観察されるモジュラスよりも実質的に低いモジュラ
スを示している。
−オキシー2−ナフトイル部分、3−フェニルー4−オ
キシベンゾイルまたは2−フェニルー4−オキシベンゾ
イル部分、1,3−ジオキシフェニレン部分およびテレ
フタロイル部分を含むポリエステルが開示されている。
−オキシー2−ナフトイル部分、4−オキシベンゾイル
部分、非対称形1,3−ジオキシフェニレン部分および
テレフタロイル部分を含むポリエステルが開示されてい
る。
−オキシー2−ナフトイル部分約2.5〜15モル%、
4−オキシベンゾイル部分約40〜70モル%、1,3
−ジオキシフェニレン部分少なくとも約10モル%、お
よびイソフタロイル部分少なくとも約10モル%を含む
ポリエステルが開示されている。ここに繊維形で報告さ
れているポリマーは、本発明によって特に定義されるポ
リマーによって一般に観察されるモジュラスよりも実質
的に低いモジュラスを有することが示されている。
−オキシー2−ナフトイル部分約3〜10モル%、4−
オキシベンゾイル部分約20〜70モル%、4,4’−
ジオキシビフェニル部分約7.5〜38.5モル%、お
よびテレフタロイル部分約7.5〜38.5モル%を含
むポリエステルが開示されている。本発明のポリエステ
ルはこのようなポリエステルを凌駕する改良を示す。特
に、このポリエステルの融点は有利に低いが、同ポリエ
ステルから形成された成形体への非常に魅力的な熱撓み
温度の実質的な維持を意外にも可能にする。
新規な溶融加工可能なポリエステルを形成することが、
本発明の目的である。
って高品質高性能な繊維、フィルム、三次元成形体等
を、非常に高い溶融加工温度の使用を必要とすることな
く、形成することが分かっている、新規な溶融加工可能
なポリエステルを形成することが、本発明の目的であ
る。 比較的高いモジュラスを有する高品質繊維を形成
しうるポリエステルを提供することが本発明の目的であ
る。
とも250℃の熱撓み温度を有する成形体を製造するこ
とのできる、新規な溶融加工可能なポリエステルを提供
することが本発明の目的である。
4,4’−ジオキシビフェニル部分が低濃度で存在する
ため、米国特許第4219461号と第4473682
号に開示されているポリエステルよりも経済的に形成す
ることのできる、新規な溶融加工可能なポリエステルを
提供することが本発明の目的である。 本発明の上記そ
の他の目的、ならびに範囲、性質および利用は以下の詳
細な説明から当業者に明らかであろう。
相を形成することができ、少なくとも250℃のヒート
ディフェクション温度(heat defection
temperature)を有する成形体を形成しう
る溶融加工可能なポリエステルが本質的に反復部分I、I
I、III、IVおよびVから成り、
約50〜70モル%、部分III 約10〜24.3モル
%、部分IV 約1〜12.15モル%および部分V 約
5〜23.3モル%を含むが、但し部分IIIのモル濃度
が部分IVとVの合計モル濃度と実質的に同じであり、部
分IVのモル濃度が部分Vのモル濃度を越えないことが判
明した。
質的に、少なくとも5反復部分からなり、これらの部分
はポリエステル中で一緒にしたときに、375℃未満、
好ましくは約370℃未満の温度において非常に扱い易
い異方性溶融相を形成することが判明している。ポリマ
ー融点は示差走査カロリメーター(すなわちDSC)を
用いて、小加熱速度で20℃において反復走査し、DS
C溶融変化(melttransition)のピーク
を観察することによって確認することができる。本発明
のポリエステルは、それから溶融押し出しされた繊維が
NiフィルターCuKα光線と平板カメラとをによって
ポリマー結晶質物質に特徴的なX線回析パターンを示す
意味で、結晶質と考えられる。ポリエステルは溶融物中
で異方性を示しうるために(すなわち液晶性)、溶融加
工時に高度に配向した分子構造を有する生成物を容易に
形成することができる。このような生成物は繊維形であ
るときに他の好ましい性質と共に異常に高いモジュラス
特性を有することが判明している。好ましいポリエステ
ルは約280〜380℃の範囲内の温度(例えば約30
0〜375℃)で溶融加工を受けることができる。この
溶融加工温度は一般に通常の溶融加工装置を用いて得ら
れる。
(すなわち部分I)は次の構造式を有する6−オキシー
2−ナフトイル部分である:
下で述べるように比較的低濃度で存在することが好まし
い。
−ヒドロキシー2−ナフトエ酸およびその誘導体から誘
導することができる。6−ヒドロキシー2−ナフトエ酸
の簡便な実験室製造方法は、ここに参考文献として関係
するケイ.フリース(K.Fries)とケイ.シンメ
ルシュミット(K.Schimmelschmidt)
によるベリヒテ(Berichte)、58巻、283
5〜45(1925)に述べられている。また、米国特
許第1,593,816号は二酸化炭素とβーナフトー
ルとの反応による6−ヒドロキシー2−ナフトエ酸の合
成方法に関する。この他、米国特許第4,287,35
7号も参照のこと。
ル%を占める。好ましい実施態様では、部分Iは約2〜
5モル%の濃度で存在する。
(すなわち部分II)は次の構造式を有する4−オキシベ
ンゾイル部分である:
質的な濃度で存在する。部分IIはp−ヒドロキシ安息香
酸またはその誘導体から誘導することができる。部分II
は50〜70モル%の濃度で存在する。好ましい実施態
様では、部分IIは約58〜62モル%の濃度で存在す
る。
(すなわち部分III)は次の構造式を有する対称形ジカ
ルボキシアリール部分である:
とが好ましい。部分IIIはテレフタル酸またはその誘導
体から誘導することができる。
0〜24.3モル%の濃度で、好ましくは約16.5〜
20モル%の濃度で存在する。
(すなわち部分IV)は次の構造式を有する1,4−ジオ
キシフェニレン部分である:
3682号のポリエステルのある実施態様で示される
4,4’−ジオキシビフェニル部分の一部に代わるもの
であり、意外にも、生成ポリエステルの融点を有利に低
下させ、非常に扱い易い熱撓み温度と他の機械的性質の
実質的な維持を可能にすることが判明した。
12.15モル%の濃度で、好ましくは約1.5〜11
モル%の濃度で存在する。 本発明のポリエステル
の第5本質的部分(すなわち部分V)は次の構造式を有
する4,4’−ジオキシビフェニル部分である:
とが好ましい。部分Vは便利にはp,p’−ビフェニル
またはその誘導体から誘導することができる。
23.3モル%の濃度で、好ましくは約11.5〜22
モル%の濃度で存在する。部分IIIのモル濃度は部分IV
とVの合計モル濃度と実質的に同じであり、部分IVのモ
ル濃度は部分Vのモル濃度を越えない。
よびVの芳香環が環置換を有さないことが好ましい。し
かし、このような置換が存在する場合には、芳香環に存
在する水素原子の一つ以上が炭素数1〜4のアルキル
基、炭素数1〜4のアルコキシ基 、ハロゲン、フェニ
ル、およびこれらの混合物によって置換される。非置換
芳香環を有する使用部分は一般に本発明の新規なポリエ
ステルの製造費用を減ずるのに役立つ。
部分以外の他のエステル形成部分(例えば、ジオキシ単
位、ジカルボキシ単位、および/または他の複合オキシ
/カルボキシ単位)も付加的に、本発明のポリエステル
に低濃度で含まれる。アミド形成部分も本発明のポリエ
ステルに低濃度で含めることができる。付加的なエステ
ル形成部分および/またはアミド形成部分は、このよう
な部分が生成ポリマーの融点を指定融点より高く上昇さ
せず、熱撓み温度を指定温度より低く低下させず、他の
点で溶融物の好ましい異方性の表示を妨害しないかぎ
り、本発明のポリエステル中に任意に含めることができ
る。
可能なポリエステルは本質的に、部分I(すなわち、6
−オキシー2−ナフトイル部分) 約2.5モル%、部
分II(すなわち、4−オキシベンゾイル部分) 約61
モル%、部分III(すなわち、テレフタロイル部分)
約18.25モル%、部分IV(すなわち、1,4−ジオ
キシフェニレン部分) 約2モル%および部分V(すな
わち、4,4’−ジオキシビフェニル部分) 約16.
25モル%を含む。
加工可能なポリエステルは本質的に、部分I(すなわ
ち、6−オキシー2−ナフトイル部分) 約5モル%、
部分II(すなわち、4−オキシベンゾイル部分) 約6
0モル%、部分III(すなわち、テレフタロイル部分)
約17.5モル%、部分IV(すなわち、1,4−ジオ
キシフェニレン部分) 約8.75モル%および部分V
(すなわち、4,4’−ジオキシビフェニル部分) 約
8.75モル%を含む。 本発明のポリエステルは一般
に、選択した合成ルートに依存して、次の末端基を有す
る:
意にキャップすることができ、例えば、酸性末端基は種
々なアルコールによってキャップすることができ、ヒド
ロキシル末端基は種々な有機酸によってキャップするこ
とができる。例えば、フェニルエステル:
リマー鎖の末端に含めることができる。ポリマーは任意
に、塊状または予成形体として、酸素含有雰囲気中(例
えば空気中)でその融点未満の温度において一定期間
(例えば数分間)加熱することによって、少なくともあ
る程度、酸化架橋することもできる。
ルオロイソプロパノールおよびo−クロロフェノールの
ような、あらゆる一般的なポリエステル溶媒中で実質的
に不溶である傾向があり、従って溶液処理を受けること
ができない。これは以下で述べるように、通常の溶融加
工方法によって容易に処理することができる。大抵の組
成物はペンタフルオロフェノール中にある程度可溶であ
る。
約2,000〜20,000、好ましくは約10,00
0〜100,000(例えば、約40,000〜50,
000)の重量平均分子量を有する。このような分子量
はポリマーの溶液化を含まない標準方法(例えば、圧縮
成形フィルムでの赤外線スペクトロスコピーによる末端
基測定)によって測定することができる。または、ペン
タフルオロフェノール溶液中での光散乱方法を分子量測
定に用いることができる。
℃において等容量部のペンタフルオロフェノールとヘキ
サフルオロイソプロパノールとに0.1重量%の濃度で
溶解したときに少なくとも6.0dl/g(例えば、
6.5〜9.5dl/g)の内部粘度(I.V.)を有
する。
に、370℃において約10〜1,500poise
(好ましくは100〜1,000poise)の範囲内
の溶融粘度と1,000秒-1のせん断速度とを有する。
このような測定は市販の細管レオメーターを用いて実施
することができる。
香族ポリエステルとは異なり、本発明のポリエステルは
加工が困難であることはなく、異方性溶融相を形成する
ので、溶融ポリマー中に非常な秩序度が発現する。本発
明のポリエステルは溶融相中に容易に液晶を形成するの
で、ポリマー鎖がせん断方向に配向する高い傾向を示
す。溶融物のこのような秩序は、交差偏光子を用いる、
通常の偏光方法によって確認することができる。特に、
異方性溶融相は便利には、ライツ(Leitz)ホット
ステージにサンプルを載せ、窒素雰囲気下で、40Xの
倍率でライツ偏光顕微鏡を用いて確認することができ
る。ポリマー溶融物は光学的に異方性である、すなわ
ち、交差偏光子の間で検査するときに、光を伝達する。
サンプルをせん断すると(すなわち流動化すると)、光
伝達量は増大する;しかし、サンプルは静止状態におい
ても光学的に異方性である。
反復部分を形成する官能基含有有機モノマー化合物が反
応する、種々なエステル形成方法によって形成される。
例えば、有機モノマー化合物の官能基はカルボン酸基、
ヒドロキシル基、エステル基、アシルオキシ基、酸ハリ
ド基等である。有機モノマー化合物は熱交換流体の不存
在下で溶融アシドリシス方法によって反応する。従っ
て、有機モノマー化合物を最初に加熱して、反応物質の
充分な溶融溶液を形成することができる、この場合にテ
レフタル酸のような反応物質は最初にある程度固体とし
て存在する。低レベルのテレフタル酸はこのような状況
下で溶解する。ポリマー生成物は時には固体ポリマー粒
子として懸濁する。縮合の最終段階で形成される揮発物
(例えば、酢酸および水)の除去を促進し、他の点で重
合を促進するために真空を用いることができる。
don W.Calundann)の名称「ポリオキシ
ベンゾイル単位を含む溶融加工可能な熱互変性完全芳香
族ポリエステル(Melt Processable
ThermotropicWholly Aromat
ic Polyester ContainingPo
lyoxybenzoyl Units)」の共通に譲
渡された米国特許第4,067,852号では、本発明
のポリエステルの形成に用いることができる、他のスラ
リー重合方法が述べられている、この方法では固体生成
物が熱交換媒質中に懸濁する。この特許の開示はここに
参考文献として関係する。
4,067,852号によるスラリー方法を用いると、
部分I、II、IVおよびVが誘導される有機モノマー反応物
質は最初に、これらモノマーのヒドロキシ基がエステル
化された修飾形で提供される(すなわちアシルエステル
として提供される)。炭素数約2〜約4の低級アシル基
が好ましい。部分I、II、IVおよびVを形成する有機化合
物の酢酸エステルが提供されることが好ましい。従っ
て、縮合反応の反応物質が6−アセトキシー2−ナフト
エ酸、4−アセトキシ安息香酸、ヒドロキノンジアセテ
ート、および4,4’−ビフェノールジアセテート(す
なわち、4,4’−ジアセトキシビフェニル)であるこ
とが特に好ましい。このようなモノマーを重合反応器中
でエステル化する米国特許第4,429,105号の記
載を参照のこと。
4,067,852号による方法に任意に用いることの
できる典型的な触媒には、ジアルキルスズオキシド(例
えばジブチルスズオキシド)、ジアリールスズオキシ
ド、二酸化チタン、アルコキシチタンシリケート、チタ
ンアルコキシド、カルボン酸のアルカリ金属塩とアルカ
リ土金属塩、例えばルイス酸のような気体酸触媒(例え
ば、BF3)、ハロゲン化水素(例えば、HCl)等が
ある。触媒使用量は典型的に、総モノマー重量を基準に
して約0.001〜1重量%、最も一般的には約0.0
1〜0.2重量%である。
によってさらに増加する、この方法では粒状ポリマーを
不活性雰囲気中(例えば、窒素雰囲気中)で約240℃
の温度において10〜20時間加熱する。
を減成することなく、容易に溶融加工して、種々な比較
的硬質の成形体(例えば、三次元成形体、繊維、フィル
ム、テープ等)を形成することができる。本発明のポリ
エステルは成形用途に適しており、成形体の製造に通常
用いられる標準射出成形方法によって成形される。先行
技術で一般に見られるようなポリエステルとは異なり、
厳しい射出成形条件(例えば、高温)、圧縮成形、衝撃
成形またはプラズマ溶射方法を用いる必要はない。繊維
またはフィルムを溶融押し出しすることができる。
1〜60重量%の固体充填剤(例えばタルク)および/
または補強剤(例えばガラス繊維)を含む、本発明のポ
リエステルから、成形コンパウンドを形成することがで
きる。好ましい実施態様では、固体充填剤および/また
は補強剤が成形コンパウンドの総重量を基準にして約1
0〜40重量%の濃度で存在する。
粉末としてまたは液体分散系から塗布される塗料材料と
して用いることができる。
し出しオリフィスはこのような成形体の溶融押し出しに
通常用いられるオリフィスから選択される。例えば、成
形押し出しノズルは、ポリマーフィルムを成形する場合
には、長方形スリット(すなわち、スリットダイ)の形
状である。フィラメント物質を成形する場合には、選択
される紡糸口金は1個の、好ましくは複数の押し出しオ
リフィスを含む。例えば、ポリエチレンテレフタレート
の溶融紡糸に通常用いられるような、直径約1〜70m
il(例えば5〜40mil)のホール1〜2000
(例えば6〜1500)を含む標準円錐形紡糸口金が用
いられる。約20〜200連続フィラメントからなるヤ
ーンが一般に形成される。溶融紡糸可能なポリエステル
がその融点より高い温度で(例えば、約300〜380
℃の温度で)、好ましい実施態様では約335〜375
℃の温度で押し出しオリフィスに供給される。本発明の
ポリエステルはその融点と熱撓み温度との間の非常に魅
力的な平衡を示し、熱撓み温度は常に少なくとも250
℃、好ましくは少なくとも270℃である。成形体の熱
撓み温度は、264psiの負荷下の撓み温度を測定す
るASTMD648の方法によって測定する。
したフィラメント物質またはフィルムをこの長さの方向
に急冷凝固帯に通し、ここで溶融フィラメント物質また
はフィルムは固体フィラメント物質またはフィルムに転
換される。生成した繊維は一般に約1〜50デニール/
フィラメント、好ましくは約1〜20デニール/フィラ
メントを有する。
に任意に熱処理を施して、その物理的性質をさらに強化
することができる。繊維またはフィルムのテナシティ
(tenacity)はこのような熱処理によって増加
する。特に、繊維またはフィルムは不活性雰囲気(例え
ば、窒素、アルゴン、ヘリウム)下または流動酸素含有
雰囲気(例えば、空気)下、応力を加えてまたは加えな
いで、ポリマー融点未満の温度において好ましい、適度
な強化が得られるまで、熱処理される。熱処理時間は一
般に数分間〜数日間の範囲である。繊維を熱処理するに
つれて、繊維の融点は徐々に上昇する。雰囲気の温度は
熱処理中に段階的に上昇させる、または連続的に上昇さ
せる、または一定レベルに維持することができる。例え
ば、繊維を270℃に8時間加熱し、280℃に15時
間加熱することができる。または、繊維をその融点より
約15〜20℃低い温度において約24時間加熱するこ
とができる。最適熱処理条件はポリエステルの特定組成
と繊維のプロセス歴(process histor
y)によって変化する。本発明のポリエステルから成形
した紡糸繊維は完全に配向され、非常に満足できる物理
的性質を示し、これらの性質は繊維を高性能用途に適し
たものにする。紡糸繊維は一般に少なくとも5g/デニ
ール(例えば、約5〜15g/デニール)の平均単フィ
ラメントテナシティと、少なくとも約300g/デニー
ル(例えば、約475〜600g/デニール)の平均単
フィラメント引っ張りモジュラス(tensilemo
dulus)または初期モジュラスを有する。このよう
な性質は既述した熱処理によってさらに強化され、繊維
を例えばタイヤコードとしての、また、例えばコンベヤ
ーベルト、ホース、ケーブル、樹脂強化剤等のような、
他の工業的用途への特に有利な使用を可能にする。熱処
理後に、好ましい実施態様の繊維は少なくとも750g
/デニール、最も好ましくは少なくとも900g/デニ
ールの引っ張りモジュラスまたは初期モジュラスを有す
る。本発明のポリエステルから製造したフィルムは荷造
りテープ、ケーブルラップ、磁気テープ、電気モーター
誘電フィルム等として用いることができる。繊維とフィ
ルムは固有の耐燃性を有し、高温において性質を良好に
保持する。
明として記載する。しかし、本発明が実施例中に記載の
特定の細部に限定されないことを理解すべきである。
冷却管、窒素入口、熱電対、およびステンレス鋼「C」
スターラーとを装備した、2L−三口フラスコに、次の
成分を加えた: (a)6−ヒドロキシー2−ナフトエ酸 28.2g
(0.15モル) (b)4−ヒドロキシ安息香酸 505.6g(3.6
6モル) (c)テレフタル酸 181.9g(1.095モル) (d)ヒドロキノン13.2g(0.12モル) (e)4,4’−ビフェノール 181.6g(0.9
75モル)、および (f)酢酸カリウム触媒 0.12g この系から排気と3回の窒素充填とによって酸素を完全
に除去した。次に、無水酢酸627.8g(6.15モ
ル、2.5モル%過剰を表す)をフラスコに加えた。
流動化砂浴中で加熱した。この加熱の最初の部分で、部
分I、II、IVおよびVのヒドロキシル基はアセテート基に
転化した(すなわち、6−アセトキシー2−ナフトエ
酸、4−アセトキシ安息香酸、ヒドロキノンジアセテー
ト、および4、4’−ビフェノールジアセテートへ転化
した)。さらに詳しくは、フラスコの内容を50分間に
わたって125℃に、40分間にわたって140℃に、
20分間にわたって150℃に、45分間にわたって2
00℃に、5分間にわたって210℃に、6分間にわた
って220℃に、50分間にわたって275℃に、70
分間にわたって310℃に、25分間にわたって335
℃に、15分間にわたって350℃に、および10分間
にわたって360℃に加熱した。系を100mbar増
分で10mbarまで徐々に排気し、乾燥窒素によって
真空を開放し、フラスコの内容を冷却させた。生成ポリ
エステルは反復6−オキシー2−ナフトイル部分約2.
5モル%、4−オキシベンゾイル部分約61モル%、テ
レフタロイル部分約18.25モル%、1,4−ジオキ
シフェニレン部分約2モル%および4,4’−ジオキシ
ビフェニル部分約16.25モル%を含む。
℃において等容量部のペンタフルオロフェノールとヘキ
サフルオロイソプロパノールに0.1重量%の濃度で溶
解した場合に、式:
ηrel=相対粘度」に従って7.5dl/gであっ
た。ポリマーに示差走査カロリメトリー(加熱速度、2
0℃/分)を実施した場合に、ポリマーは366℃にお
いて溶融吸熱ピークを示した。溶融物から20℃/分で
の冷却時に得られるポリマーの結晶化温度(Tc)は3
14℃であった。ポリマー溶融物は光学的に異方性であ
った。ポリマーの溶融粘度は370℃、せん断速度1,
000秒-1において、直径0.03in.、長さ1i
n.の細管ダイを含むカイエネス(Kayeness)
細管レオメーターでの測定時に約256poiseであ
った。
ス繊維を成形コンパウンドの総重量を基準にして30重
量%の濃度で生成ポリエステルと混合することによって
成形コンパウンドを形成した。成形コンパウンドを用い
てBOYモデル30M成形機で標準試験バーを射出成形
して、評価した。さらに詳しくは、成形コンパウンドを
330℃の温度、7850psiの圧力下で、100℃
の標準型に注入した。評価の結果は表Aに報告する。
コに加えず、4,4’−ビフェノール量をモル基準で適
当に増加させたこと以外は、実施例1を実質的に繰り返
した。生成ポリエステルは反復6−オキシー2−ナフト
イル部分約2.5モル%、4−オキシベンゾイル部分約
61モル%、テレフタロイル部分約18.25モル%お
よび4,4’−オキシビフェニル部分約18.25モル
%を含んだ。このポリマーの反復部分は米国特許第4,
473,682号の開示と一致した。ポリマーの内部粘
度は、25℃において等容量部のペンタフルオロフェノ
ールとヘキサフルオロイソプロパノールに0.1重量%
の濃度で溶解した場合に、7.25dl/gであった。
しかし、ポリマーに示差走査カロリメトリー(加熱速
度、20℃/分)を実施した場合に、ポリマーは377
℃の有意に高い溶融吸熱ピークを示した。ポリマーの結
晶化温度(Tc)は317℃であった。比較可能なガラ
ス入り成形コンパウンドを形成し、標準試験バーを同コ
ンパウンドから成形し、評価した。さらに詳しくは、成
形コンパウンドを350℃の温度、7850psiの圧
力下で、BOYモデル30M成形機と100℃の標準型
とを用いて射出成形した。本発明の組成物による最適成
形結果を得るためには、このような高い成形温度が必要
であった。これらの結果は表Aに報告する。
psiの負荷下で撓み温度を測定するASTM D64
8の方法に従って測定した;引っ張り強さはASTM
D638に従って測定した;引っ張りモジュラスはAS
TM D638に従って測定した;伸びはASTM D
638に従って測定した;曲げ強さはASTM D79
0に従って測定した;曲げモジュラスはASTM D7
90に従って測定した;ノッチ アイゾット強さはAS
TM D256に従って測定した。
本発明の生成物が低い融点を示したにも拘わらず、意外
に良好に維持されることが観察される。
しして繊維を形成し、繊維を評価した。実施例2のポリ
エステルは375℃の低温において有利に溶融押し出し
されたが、比較例のポリエステルは395℃の高温にお
いて溶融押し出しされた。直径0.127mm、長さ
0.178mmの単ホール紡糸口金を用い、各場合に
0.45g/分のスループット速度を用いた。紡糸フィ
ラメントは800m/分の速度で巻き取る前に、周囲空
気中で急冷した(すなわち、720F、相対湿度65
%)。最適紡糸結果を得るためには、比較例のポリエス
テルでは高い溶融押し出し温度が必要であった。紡糸フ
ィラメントを次に窒素雰囲気下、300℃において8時
間熱処理した。評価の結果は表Bに報告する。
さ、伸び、引っ張りモジュラスはASTM D3822
の方法によって測定した。
質が良好に維持されることが観察される。既述したよう
に、フィラメントを有意に低い温度において溶融押し出
しすることが可能であった。
たが、特許請求の範囲で定義されるような本発明の概念
から逸脱することなく変化および変更を利用できること
を理解すべきである。
Claims (21)
- 【請求項1】 約375℃未満の温度において異方性溶
融相を形成することができ、少なくとも250℃の熱撓
み温度を有する成形体を形成しうる溶融加工可能なポリ
エステルであって、本質的に反復部分I、II、III、IVお
よびVから成り、 部分I 約1.4〜10モル%、部分II 約50〜70
モル%、部分III 約10〜24.3モル%、部分IV
約1〜12.15モル%および部分V 約5〜23.3
モル%を含むが、但し部分IIIのモル濃度が部分IVとVの
合計モル濃度と実質的に同じであり、部分IVのモル濃度
が部分Vのモル濃度を越えない溶融加工可能なポリエス
テル。 - 【請求項2】 約370℃未満の温度において異方性溶
融相を形成することができ、少なくとも270℃の熱撓
み温度を有する成形体を形成しうる請求項1記載の溶融
加工可能なポリエステル。 - 【請求項3】 25℃において等容量部のペンタフルオ
ロフェノールとヘキサフルオロイソプロパノールとに
0.1重量%の濃度で溶解したときに少なくとも6.0
dl./g.の内部粘度を有する請求項1記載の溶融加
工可能なポリエステル。
- 【請求項4】 25℃において等容量部のペンタフルオ
ロフェノールとヘキサフルオロイソプロパノールとに
0.1重量%の濃度で溶解したときに6.5〜9.5d
l./g.の内部粘度を有する請求項1記載の溶融加工
可能なポリエステル。 - 【請求項5】 370℃において約10〜1,500p
oiseの範囲内の溶融粘度と1,000秒-1のせん断
速度とを有する請求項1記載の溶融加工可能なポリエス
テル。 - 【請求項6】 部分I、II、III、IVおよびVの芳香環が
環置換を実質的に含まない請求項1記載の溶融加工可能
なポリエステル。 - 【請求項7】 請求項1記載のポリエステルから溶融紡
糸された繊維。 - 【請求項8】 請求項1記載のポリエステルから溶融押
し出しされたフィルム。 - 【請求項9】 請求項1記載の溶融加工可能なポリエス
テルを含む成形体。 - 【請求項10】 約1〜60重量%の固体充填剤および
/または補強剤を含む、請求項1記載の溶融加工可能な
ポリエステルを含む成形コンパウンド。 - 【請求項11】 約370℃未満の温度において異方性
溶融相を形成することができ、少なくとも270℃の熱
撓み温度を有する成形体を形成しうる溶融加工可能なポ
リエステルであって、本質的に反復部分I、II、III、IV
およびVから成り、 部分I 約2〜5モル%、部分II 約58〜62モル
%、部分III 約16.5〜20モル%、部分IV 約
1.5〜11モル%および部分V 約11.5〜22モ
ル%を含むが、但し部分IIIのモル濃度が部分IVとVの合
計モル濃度と実質的に同じである溶融加工可能なポリエ
ステル。 - 【請求項12】 25℃において等容量部のペンタフル
オロフェノールとヘキサフルオロイソプロパノールとに
0.1重量%の濃度で溶解したときに少なくとも6.0
dl./g.の内部粘度を有する請求項11記載の溶融
加工可能なポリエステル。 - 【請求項13】 25℃において等容量部のペンタフル
オロフェノールとヘキサフルオロイソプロパノールとに
0.1重量%の濃度で溶解したときに6.5〜9.5d
l./g.の内部粘度を有する請求項11記載の溶融加
工可能なポリエステル。 - 【請求項14】 370℃において約100〜1,00
0poiseの範囲内の溶融粘度と1,000秒-1のせ
ん断速度とを有する請求項11記載の溶融加工可能なポ
リエステル。 - 【請求項15】 部分I、II、III、IVおよびVの芳香環
が環置換を実質的に含まない請求項11記載の溶融加工
可能なポリエステル。 - 【請求項16】 部分I 約2.5モル%、部分II 約
61モル%、部分III約18.25モル%、部分IV 約
2モル%および部分V 約16.25モル%を含む、請
求項11記載の溶融加工可能なポリエステル。 - 【請求項17】 部分I 約5モル%、部分II 約60
モル%、部分III 約17.5モル%、部分IV 約8.
75モル%および部分V 約8.75モル%を含む、請
求項11記載の溶融加工可能なポリエステル。 - 【請求項18】 請求項11記載のポリエステルから溶
融紡糸された繊維。 - 【請求項19】 請求項11記載のポリエステルから溶
融押し出しされたフィルム。 - 【請求項20】 請求項11記載の溶融加工可能なポリ
エステルを含む成形体。 - 【請求項21】 約1〜60重量%の固体充填剤および
/または補強剤を含む、請求項11記載の溶融加工可能
なポリエステルを含む成形コンパウンド。
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