JPH0798859B2 - 全芳香族ポリエステル射出成形品 - Google Patents

全芳香族ポリエステル射出成形品

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JPH0798859B2
JPH0798859B2 JP61183374A JP18337486A JPH0798859B2 JP H0798859 B2 JPH0798859 B2 JP H0798859B2 JP 61183374 A JP61183374 A JP 61183374A JP 18337486 A JP18337486 A JP 18337486A JP H0798859 B2 JPH0798859 B2 JP H0798859B2
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俊英 井上
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は400℃以下で溶融成形可能で優れた耐熱性と良
好な流動性及び機械的性質を有する全芳香族ポリエステ
ル射出成形品に関するものである。
<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、市場に供されているが、なかでも特に分子鎖の平行
な配列を特徴とする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。
この液晶ポリマとしては全芳香族ポリエステルが広く知
られており、例えばp−ヒドロキシ安息香酸のホモポリ
マおよびコポリマが知られている。しかしながらこのp
−ヒドロキシ安息香酸ホモポリマは勿論、コポリマも流
動性が不良であり機械的特性が不十分である。そのため
p−ヒドロキシ安息香酸に種々の成分を共重合し、その
融点を下げる方法が下記のように検討されている。例え
ばp−ヒドロキシ安息香酸にフェニルハイドロキノン、
テレフタル酸及び/または2,6−ナフタレンジカルボン
酸を共重合したポリエステル(公表特許公報昭55−5002
15号)、p−ヒドロキシ安息香酸に2,6−ジヒドロキシ
ナフタレンとテレフタル酸を共重合したポリエステル
(特開昭54−50594号公報)、p−ヒドロキシ安息香酸
に2,6−ジヒドロキシアンスラキノンとテレフタル酸を
共重合したポリエステル(米国特許第4,224,433号)、
p−ヒドロキシ安息香酸にフェニルハイドロキノンとt
−ブチルハイドロキノンを共重合したポリエステル(米
国特許第4,238,600号)、p−ヒドロキシ安息香酸、2,7
−ジヒドロキシナフタレン、イソ及び/又はテレフタル
酸を共重合したポリエステル(特開昭60−38426号公
報、特開昭60−104123号公報)、p−ヒドロキシ安息香
酸、3−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、ハイドロキ
ノン、イソフタル酸を主体としたポリエステル(特開昭
60−38428号公報)、p−ヒドロキシ安息香酸、ハイド
ロキノンおよび/又は4、4′−ジヒドロキシビフェニ
ル、イソフタル酸を主体としたポリエステル(特開昭60
−235833号公報)が提案されている。
また、特公昭47−47870号公報にはp−オキシヒ安息香
酸と4、4′−ジヒドロキシビフェニル、テレフタル
酸、イソフタル酸からなるポリエステル、p−オキシ安
息香酸とハイドロキノン、テレフタル酸、イソフタル酸
からなるポリエステルが提案されており、また、溶融重
合時にポリマが固化するため高沸点溶媒中で重合するこ
とも開示されている。
本発明に類似のポリエステルとしては、p−ヒドロキシ
安息香酸(a)、ハイドロキノン(b)、4,4′−ジヒ
ドロキシビフェニル(c)、イソフタル酸(d)、テレ
フタル酸(e)からなり、(c)/[(b)+(c)]
が4〜50モル%、(e)/[(d)+(e)]が50モル
%以下であるポリエステルが特開昭60−38425号公報に
開示されている。
<発明が解決しようとする課題> しかるに上記特開昭60−38425号公報を除く上記公報記
載の芳香族ポリエステルは本発明者らの検討によれば、
多くのものが従来のp−オキシ安息香酸と4,4′−ジヒ
ドロキシビフェニルとテレフタル酸からなるポリエステ
ルよりも流動性が良好であり、機械的性質が良好である
という特徴を有しているが、耐熱性が不良であるという
欠点も有しているということがわかった。
また、特開昭60−38425号公報記載のポリエステルは、
本発明と同一構造単位からなるポリエステルを開示して
いるが、4,4′−ジヒドロキシビフェニルの量が4,4′−
ジヒドロキシビフェニルとハイドロキノンの合計量の4
〜50モル%であり、テレフタル酸の量がテレフタル酸と
イソフタル酸の合計量の50モル%以下であるため耐熱性
が不十分であり、流動性、機械的特性も十分とはいえな
いこともわかった。
よって、本発明は、弾性率及び靭性などの機械的性質は
勿論、耐熱性および流動性の優れた溶融重合、溶融成形
可能な全芳香族ポリエステル射出成形品の取得を目的と
する。
<課題を解決するための手段> 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結
果、p−ヒドロキシ安息香酸、4,4′−ジヒドロキシビ
フェニル、テレフタル酸に特定量のイソフタル酸とハイ
ドロキノンを共重合することにより、上記目的に好まし
く合致した溶融成形可能な芳香族ポリエステルが得られ
ることを見出し、本発明をなすに到った。
すなわち、本発明は下記構造単位(I)〜(IV)からな
り、構造単位(I)が[(I)+(II)+(III)]の3
0〜90モル%、構造単位(II)/[(II)+(III)]が
50〜90モル%であり、構造単位(IV)のカルボニル基は
互いにパラあるいはメタ位の関係にあり、その65〜80モ
ル%がパラ位である溶融成形可能な全芳香族ポリエステ
ルを射出成形してなる全芳香族ポリエステル射出成形品
を提供するものである。
(上式中構造単位[(II)+(III)]と(IV)は実質
的に等モルである。) 本発明の芳香族ポリエステルにおいて上記構造単位
(I)は、p−ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単
位を、上記構造単位(II)は4,4′−ジヒドロキシビフ
ェニルから生成した構造単位を上記構造単位(III)は
ハイドロキノンから生成した構造単位を、上記構造単位
(IV)はテレフタル酸及びイソフタル酸から生成した構
造単位を示す。
上記構造単位(I)は、[(I)+(II)+(III)]
の30〜90モル%であり、好ましくは40〜80モル%、最も
好ましくは50〜75モル%である。90モル%を越えるかま
たは30モル%未満では全芳香族ポリエステルの融点が上
昇して流動性が低下し、溶融重合、溶融成形が困難とな
り好ましくない。
(II)/[(II)+(III)]は50〜90モル%であり、
好ましくは60〜80モル%である。50モル%未満又は90モ
ル%を越えると全芳香族ポリエステルの融点が上昇して
溶融重合、溶融成形が困難となることが多く、得られた
成形品の機械的性質も不良となり好ましくない。
一方、構造単位(IV)のパラ位及びメタ位のカルボニル
基の65〜80モル%はパラ位にあり、72〜77.5モル%が好
ましい。パラ位が65モル%未満では耐熱性が不良となり
好ましくない。また、パラ位が80モル%を越えてもやは
り、溶融重合、溶融成形が困難となり好ましくない。
本発明の芳香族ポリエステルは従来のポリエステルの重
縮合法に準じて製造でき、製法については特に制限はな
いが、代表的な製法として例えば次の(イ)〜(ニ)法
が挙げられる。
(イ)p−アセトキシ安息香酸などのオキシ安息香酸と
4,4′−ジアセトキシビフェニルおよびハイドロキノン
ジアセテートなどのジオキシ化合物のジアシル化物とテ
レフタル酸、イソフタル酸を主体とする芳香族ジカルボ
ン酸から脱酢酸重合反応によって製造する方法。
(ロ)p−オキシ安息香酸、4,4′−ジヒドロキシビフ
ェニルおよびハイドロキノンとテレフタル酸、イソフタ
ル酸を主体とする芳香族ジカルボン酸および無水酢酸と
から脱酢酸重縮合反応によって製造する方法。
(ハ)p−オキシ安息香酸のフェニルエステルおよび4,
4′−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノンとテレ
フタル酸、イソフタル酸を主体とする芳香族ジカルボン
酸のジフェニルエステルから脱フェノール重縮合により
製造する方法。
(ニ)p−オキシ安息香酸およびテレフタル酸、イソフ
タル酸を主体とする芳香族ジカルボン酸に所望量のジフ
ェニルカーボネートを反応させてそれぞれジフェニルエ
ステルとした後4,4′−ジヒドロキシビフェニル、ハイ
ドロキノンを加え脱フェノール重縮合により製造する方
法。
重縮合反応に使用する触媒としては、酢酸第一錫、テト
ラブチルチタネート、酢酸カリウム、三酸化アンチモ
ン、マグネシウム、酢酸ナトリウムなどの金属化合物が
代表的であり、とりわけ脱フェノール重縮合の際に有効
である。
本発明の光学異方性ポリエステルは、ペンタフルオロフ
ェノール中で対数粘度を測定することが可能なものもあ
り、その際には0.1(g/dl)%の濃度で60℃で測定した
値で2〜15.0dl/gの範囲である。
また、本発明の芳香族ポリエステルの溶融粘度は100〜1
5,000ポイズが好ましく、特に200〜5,000ポイズがより
好ましい。
なお、この溶融粘度は(液晶開始温度+50℃)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。
なお本発明の芳香族ポリエステルを重縮合する際には上
記(I)〜(IV)を構成する成分以外に、4,4′−ジフ
ェニルジカルボン酸、3,3′−ジフェニルジカルボン
酸、3,4′−ジフェニルジカルボン酸、2,2′−ジフェニ
ルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,
4′−ジカルボン酸、1,2−ビス(2−クロロフェノキ
シ)エタン−4,4′−ジカルボン酸などの芳香族ジカル
ボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環式ジカル
ボン酸、レゾルシン、クロルハイドロキノン、メチルハ
イドロキノン、フェニルハイドロキノン、2,6−ジヒド
ロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、t
−ブチルハイドロキノンなどの芳香族ジヒドロキシ化合
物、m−オキシ安息香酸、2,6−オキシナフトエ酸など
の芳香族オキシカルボン酸およびp−アミノフェノー
ル、p−アミノ安息香酸などを本発明の目的を損なわな
い程度の少割合の範囲でさらに共重合せしめることがで
き。
かくしてなる本発明の芳香族ポリエステルは融点が400
℃以下と低く、射出成形することにより、三次元成形
品、容器などに加工することが可能である。
なお本発明の芳香族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。
なお、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、弾性率をも多くの場合増加させること
ができる。
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)中または窒素含有雰
囲気(例えば空気)中または減圧下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
日の間で行うことができる。
本発明で用いる芳香族ポリエステルから得られる成形品
は、その平行な分子配列に起因して良好な光学異方性と
流動性を有し、機械的性質および耐熱性が極めて優れて
いる。
<実施例> 以下に実施例により本発明をさらに説明する。
実施例1 重合用試験管にp−アセトキシ安息香酸(I)54.05g
(30×10-2モル)、4,4′−ジアセトキシビフェニル(I
I)18.38g(6.8×10-2モル)、ハイドロキノンジアセテ
ート(III)6.21g(3.2×10-2モル)およびテレフタル
酸(IV)12.43g(7.5×10-2モル)、イソフタル酸
(V)4.19g(2.5×10-2モル)、(I)/[(I)+
(II)+(III)]が75モル%、(II)/[(II)+(I
II)]が68モル%、(IV)/[(IV)+(V)]が75モ
ル%になるように仕込み、次の条件下で脱酢酸重合を行
なった。まず窒素雰囲気下に250〜360℃で3時間反応さ
せた後1mmHgに減圧し、さらに1時間加熱し、重縮合反
応を完結させたところほぼ理論量の酢酸が留出し、茶色
のポリマが得られた。さらに同一条件で5バッチ重合を
行ない、ポリマを回収し朋来(株)製粉砕機でポリマを
粉砕した。
このポリマの理論構造式は次の通りであり、そのポリエ
ステルの元素分析結果は第1表のとおり理論値とよい一
致を示した。
l/m/n/o/p=75/17/8/18.25/6.25 但し、酸素含量(%)は(100%−C%−H%)から算
出した。
このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にのせ昇温して
光学異方性の確認を行なったところ、305℃以上で良好
な光学異方性を示した。なお、このポリマの溶融粘度35
5℃、ずり速度1,000(1/秒)で2,700ポイズと流動性が
極めて良好であった。
また、対数粘度は3.2dl/gであった。
このポリマ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350℃、金型温度30℃の条件で1/8″厚×1/2″幅×
5″長のテストピースおよび1/8″厚×2・1/2″長のモ
ールドノッチ付衝撃試験片を作成した。このテストピー
スを東洋ボールドウィン社製テンシロンUTM−100ノッチ
を用いて、ひずみ速度1mm/分、スパン間距離50mmの条件
で曲げ弾性率を測定したところ13.3GPaであった。アイ
ゾット衝撃強度(モールドノッチ)も34kg・cm/cmと高
い値を示した。また東洋精機製の熱変形温度測定装置を
用いて1/8″厚の試験片の熱変形温度を測定したところ2
64℃(18.56kg/cm2)と優れた耐熱性を有していた。
また、これらの試験片を190〜270℃で22時間熱風オーブ
ン中で熱処理したところ曲げ弾性率は1/8″厚みでは14.
5GPsに向上し、熱変形温度も290℃以上(18.56kg/cm2
と大きく向上した。
実施例2〜3、比較例1〜5 p−アセトキシ安息香酸(I)、4,4′−ジアセトキシ
ビフェニル(II)、ハイドロキノンジアセテート(II
I)、テレフタル酸(IV)、イソフタル酸(V)を重合
用試験管に仕込み実施例1と同様の条件で重縮合反応を
行ない、ポリマを得た。なお比較実施例4、5のポリマ
は重合時にポリマが撹拌翼に付着して溶融重合不可能と
なった為、ポリマを粉砕後330℃、1mmHg以下の真空下で
2時間固相重合を行なった。
これらのポリマを実施例1と同様の条件で成形し、機械
物性、熱的性質および対数粘度の測定を行なった。
これらの結果を第2表に併せて示す。本発明の組成では
流動性が良好で、高靭性かつ高耐熱性で弾性率も高い
が、本発明以外の組成(比較実施例4、5)では重合時
に固化したり流動性不良であったりして高靭性、高弾性
率の成形品を得ることが不可能であった。また、流動性
が良好であっても耐熱性および弾性率が低く(比較実施
例1〜3)、本発明の目的を達成できないことが明らか
である。
比較例6 実施例1の組成の原料を用いて1mmHgに減圧した後、直
ちに重縮合反応を完結させた以外は実施例1と同じ重合
反応を行なったところ、290℃以上で光学異方性を示し
た。このポリマの溶融粘度は350℃、ずり速度1000(1/
秒)で100ポイズ未満であり、対数粘度は1.1dl/gであっ
た。
またこのポリマを実施例1と同様に射出成形したとこ
ろ、アイゾット衝撃値(モールドノッチ)は3kg・cm/cm
と靭性の低い成形品しか得られなかった。
<発明の効果> 本発明で用いる全芳香族ポリエステルは、400℃以下で
溶融成形可能であり、その射出成形品は優れた流動性と
耐熱性及び機械的性質を有しているため、電気機器部品
用途など各種の分野に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−38425(JP,A) 特開 昭60−245632(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造単位(I)〜(IV)からなり、構
    造単位(I)が[(I)+(II)+(III)]の30〜90
    モル%、構造単位(II)/[(II)+(III)]が50〜9
    0モル%であり、構造単位(IV)のカルボニル基は互い
    にパラあるいはメタ位の関係にあり、その65〜80モル%
    がパラ位である溶融成形可能な全芳香族ポリエステルを
    射出成形してなる全芳香族ポリエステル射出成形品。 (上式中構造単位[(II)+(III)]と(IV)は実質
    的に等モルである。)
JP61183374A 1986-07-28 1986-08-06 全芳香族ポリエステル射出成形品 Expired - Lifetime JPH0798859B2 (ja)

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EP87904936A EP0275324B1 (en) 1986-07-28 1987-07-23 Aromatic polyesters with good heat resistance
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