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JP3007279B2 - ポリエステルーエステルウレタンの製造方法 - Google Patents

ポリエステルーエステルウレタンの製造方法

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Publication number
JP3007279B2
JP3007279B2 JP7083486A JP8348695A JP3007279B2 JP 3007279 B2 JP3007279 B2 JP 3007279B2 JP 7083486 A JP7083486 A JP 7083486A JP 8348695 A JP8348695 A JP 8348695A JP 3007279 B2 JP3007279 B2 JP 3007279B2
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polyester
ester
molecular weight
melting point
groups
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Application number
JP7083486A
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ヨハネス フンチエンス フランシスクス
ヘンドリクス ヨハネス ブロウワー アントン
Original Assignee
デーエスエム ナームローゼ フエンノートシヤツプ
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Publication date
Application filed by デーエスエム ナームローゼ フエンノートシヤツプ filed Critical デーエスエム ナームローゼ フエンノートシヤツプ
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、式 【0002】 【化3】 (式中、R1 は炭素原子数30以下の多官能性有機基を
表わし、pは2または3である。)で示される低分子量
構成単位に結合しているポリエステル−エステル単位で
構成され、前記のポリエステル単位は次式 【0003】 【化4】 のエステル単位の多数からなるブロックと融点が100
℃を越えない多官能性ポリエステルまたはポリエステル
アミドを形成してもよいエステル単位の多数からなるブ
ロックとから構成され、2種のポリエステル単位は互に
エステル結合によって結合しているが、後者の式中のG
基の少なくとも80モル%はテトラメチレン基であり、
その残余は分子量が250を越えない低分子量ジオール
から水酸基を除去した後に存在する二価の基であり、R
2 基の少なくとも80モル%は1,4−フェニレン基で
あり、その残余は分子量が300を越えない低分子量ジ
カルボン酸からカルボキシ基を除去した後に残存する二
価の基であり、テトラメチレン基でないG基の百分率と
1,4−フェニレン基でないR2 基の百分率の総計は2
0を越えず、かつ次式 【0004】 【化5】 で示されるエステル単位はポリエステル単位の20〜9
0重量%を形成することを条件とするポリエステル−エ
ステルウレタンの製造方法に関するものである。 【0005】 【従来の技術】前記の型のポリエステル−エステルウレ
タンの調製は米国特許第4186257号明細書に記載
されている。公知の方法では、低分子量のポリイソシア
ネートをイソシアネート反応性水素原子を含むブロック
コポリマーと反応させている。ブロックコポリマーとし
て、例えばコポリエーテルエステルおよびコポリエステ
ルエステルが用いられている。 【0006】コポリエーテルエステルの調製は、多数の
文献の中でも、とりわけ米国特許第3023192号お
よび同第3849515号明細書に記載されている。前
記の米国特許第4186257号明細書に述べられてい
る例によれば、ポリエステル−エステルの調製は高度の
エステル交換を伴ない、その結果融点が著しく低下し、
かつ低融点ポリエステルセグメントのガラス転位領域
[Tg(e)]の上限が大きく増大したポリウレタンが
得られる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は性質の著しく
改善されたポリエステル−エステルウレタンの製造方法
を提供するものである。 【0008】本発明によって得られるポリエステル−エ
ステルウレタンは、次式 【0009】 【化6】 で示される連結エステル単位および二官能性ポリエステ
ルまたはポリエステルアミドを形成する他の連結エステ
ル単位が、ポリエステル−エステルウレタンの融点が少
なくとも150℃であるような量で存在し、低融点ポリ
エステルのエステル単位のブロックがエステル単位の総
数の50重量%未満の部分を形成しているときにはその
ガラス転移領域[Tg(e)]の上限は+20℃を越え
ず、低融点ポリエステルのエステル単位の前記ブロック
がエステル単位の総数の50重量%を越える部分を形成
しているときにはガラス転移領域[Tg(e)]の上限
は−5℃を越えないことからなる。 【0010】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、少
くとも150℃の融点を有し、軟らかいポリエステルブ
ロックが全ポリエステルブロック含量の50重量%未満
のときは+20℃を超えず、軟らかいポリエステルブロ
ック含量が50重量%又はそれ以上のときは−5℃を超
えないガラス転移範囲[Tg(e)]を含有する低融点
及び高融点ポリエステルブロックを含むコポリエステル
−エステルウレタンの製造方法であって、以下の工程: (B)100℃より高い融点を有し、次式: 【0011】 【化7】 [ここで、G基の少くとも80モル%はテトラメチレン
基であって残部が、250を超えない分子量を有する低
分子量ジオールから水酸基を除去した後に残った二価の
基であり;R2 −基の少くとも80モル%は1,4−フ
ェニレン基であって残部が300を超えない分子量を有
する低分子量のジカルボン酸からカルボキシル基を除去
した後に残った二価の基であり;テトラメチレンラジカ
ルでないG−基の百分率と1,4−フェニレン基でない
2 −基の%の合計が20(%)を超えない]のエステ
ル単位の組立を有する二官能性ポリエステルを、熔融状
態で、少くとも1000の分子量を有し、かつ、100
℃を超えない融点を有する二官能性ポリエステルまたは
ポリエステルアミドと反応させてコポリエステル−エス
テルを生成させ; (c)その後、この生成したコポリエステル−エステル
を次式: 【0012】 【化8】 [式中R1 は30を超えない炭素原子数を有する多官能
性有機基を表わし、pは整数の2又は3である。]で表
わされ、該コポリエステル−エステルの官能基の数に対
する−NCO基の数の比が少くとも1.0であり、か
つ、5を超えないような量の低分子量カップリング剤と
反応させる: からなり、a. (A)前記コポリエステル−エステルの生成前及び
/又は前記(B)の生成中において、ポリエステル又は
ポリエステルアミド中に存在するエステル交換反応触媒
が不活性化され、b.前記100℃より高い融点をもつ2官能性ポリエス
テルが10,000〜25,000の間の分子量を有
し、 c.100℃より高い融点をもつ2官能性ポリエステル
の末端基のm当量数と100℃を超えない融点を有する
2官能性ポリエステルの末端基のm当量数が合せて70
0m当量/kg以下であること を特徴とする前記コポリ
エステル−エステルウレタンの製造方法である。 【0013】満足な性質を備えたポリエステル−エステ
ルウレタンは、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシ
アネート(MDI)として計算され、かつポリエステル
−エステルウレタンに基づく次式 【0014】 【化9】 で示される低分子量構成単位の割合が0.5〜25重量
%の範囲であるときに一般に得られることが見出され
た。好ましいのは低分子量構成単位の割合が1〜15重
量%の範囲にあるポリエステル−エステルウレタンであ
る。 【0015】次式 【0016】 【化10】 のエステル単位が誘導される低分子量ジオールの少なく
とも80モル%および低分子量ジカルボン酸の少なくと
も80モル%は各々1,4−ブタンジオールとテレフタ
ル酸とから形成される。 【0017】分子量が250を越えない適当なジオール
類(1,4−ブタンジオール以外のもの)には脂肪族お
よび脂環族および芳香族ジヒドロキシ化合物がある。好
ましいのは炭素原子数2〜15、特に5〜10のジオー
ル類、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、ペ
ンタメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、ヘキサ
メチレン、およびデカメチレングリコール、ジヒドロキ
シシクロヘキサン、ジメタノールシクロヘキサン、レゾ
ルシノール、ヒドロキノンおよび1,5−ジヒドロキシ
ナフタレンである。 【0018】特に好ましいのは炭素原子数2〜8の脂肪
族ジオールである。 【0019】使用することができるビス−フェノールに
はビス(p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒド
ロキシフェニル)メタンおよびビス(p−ヒドロキシフ
ェニル)プロパンが含まれる。 【0020】分子量が300を越えない適当なジカルボ
ン酸類(テレフタル酸以外のもの)は脂肪族、脂環族ま
たは芳香族ジカルボン酸である。 【0021】本発明の記載に用いられる脂肪族ジカルボ
ン酸の用語は2個のカルボキシル基が各々飽和炭素原子
に結合しているカルボン酸を表わすものである。カルボ
キシル基が結合している炭素原子が飽和していて環中に
ある場合にはその酸は脂環族である。共役不飽和結合を
有する脂肪族または脂環族酸は単独重合する理由から用
いられない場合が多い。しかしながら、マレイン酸のよ
うな若干の不飽和酸は用いられ得る。 【0022】芳香族ジカルボン酸は、本明細書での用語
としては孤立しているかまたは結合しているベンゼン環
中の炭素原子に結合している2個のカルボキシル基を有
するジカルボン酸である。両方のカルボキシル基は同一
の芳香族環に結合している必要はなく、環が1以上であ
る場合には−O−または−SO2 −のような脂肪族また
は芳香族の二価の基を介して結合していてもよい。 【0023】本発明で使用することのできる代表的な脂
肪族および脂環族の酸はセバシン酸、1,3−シクロヘ
キサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、炭酸、シュ
ウ酸、アゼライン酸、ジエチル−マロン酸、アリル−マ
ロン酸、4−シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸、
2−エチルスベリン酸、α,α′,β,β′−テトラメ
チルコハク酸、シクロペンタンジカルボン酸、デカヒド
ロ−1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビシ
クロヘキシルジカルボン酸、デカヒドロ−2,6−ナフ
タレンジカルボン酸、4,4′−メチレン−ビス−(シ
クロヘキサンカルボン酸)、3,4−フランジカルボン
酸および1,1−シクロブタンジカルボン酸である。好
ましい脂肪族および脂環族の酸はシクロヘキサン−ジカ
ルボン酸およびアジピン酸である。 【0024】使用することのできる代表的な芳香族ジカ
ルボン酸にはフタル酸およびイソフタル酸類、ビ安息酸
類、2個のベンゼン核を有する置換ジカルボキシ化合物
例えばビス(p−カルボキシフェニル)メタン、p−オ
キシ(p−カルボキシフェニル)安息香酸、エチレン−
ビス(p−オキシ安息香酸)、1,5−ナフタレンジカ
ルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−
ナフタレンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン
酸、アントラセンジカルボン酸、4,4′−スルホニル
ジ安息香酸、およびそれらのC1 〜C12アルキルおよび
/または環置換誘導体例えばハロ、アルコキシおよびア
リール誘導体がある。芳香族ジカルボン酸も存在してい
るならばp(β−ヒドロキシエトキシ)安息香酸のよう
なヒドロキシル酸も使用することができる。 【0025】芳香族ジカルボン酸は式 【0026】 【化11】 のエステル単位を製造するための一つの好ましいクラス
である。芳香族酸の中では、炭素原子数8〜16のも
の、特にフェニレンジカルボン酸、すなわちフタル酸類
およびイソフタル酸類が好ましい。 【0027】ポリエステル−エステルウレタンの融点お
よび比較的高い結晶化または硬化速度の点から、式 【0028】 【化12】 のエステル単位はブチレンテレフタレート単位が好まし
い。低融点ポリエステルまたはポリエステルアミドの調
製方法はそれ自体知られたものであり、高融点ポリエス
テルの調製法に類似のものである。例えば多官能性、好
ましくは二官能性アルコール、アミノアルコール、ヒド
ロキシカルボン酸、ラクトン、アミノカルボン酸、環状
カーボネートまたはポリカルボン酸類のポリ縮合によっ
て得ることができる。前記の成分の混合比を適当に選択
することによって任意の分子量、末端基の数および種類
のものを得ることができる。 【0029】例としては、アジピン酸とエチレングリコ
ール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジ
オールまたはエチレングリコールとプロピレングリコー
ルとの混合物とからのポリエステルが挙げられる。1,
3−あるいは1,4−シクロヘキサンジオールまたは
1,3−あるいは1,4−ビス(ヒドロキシメチル)−
シクロヘキサンのようなその他のグリコール類、アミノ
エタノールまたはアミノプロパノールのようなアミノア
ルコール類も低融点成分として含有させることができ
る。 【0030】低融点成分は全部または一部が置換もしく
は未置換のカプロラクタンまたはブチロラクタンで構成
されていてもよい。 【0031】場合によっては、最終生成物の溶融粘度を
増加させるために多官能性化合物を少量含有させるとよ
い。そのような化合物の例としては、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパンまたはヘキサントリオー
ルが挙げられる。低融点二官能性成分は以下の酸からも
導くことができる。グルタル酸、ピメリン酸、スベリン
酸、イソセバシン酸またはリシノール酸、ヘテロ原子を
有する脂肪族ジカルボン酸、例えばチオジプロピオン酸
の低融点二官能性化合物中で用いられる。更に、1,3
−あるいは1,4−シクロヘキサンジカルボン酸のよう
な環状脂肪族ジカルボン酸およびテレフタル酸およびイ
ソフタル酸も挙げられる。 【0032】加水分解に対する耐性が実質的に良好であ
るためには、各成分が少なくとも炭素原子数5からなる
ポリエステルが好ましい。 【0033】例としてはアジピン酸および2,2−ジメ
チルプロパンジオール或いは1,6−ヘキサンジオール
と2,2−ジメチルプロパンジオールまたは2−メチル
−1,6−ヘキサンジオールとの混合物が挙げられる。
低融点ポリエステルまたはポリエステルアミドに加え
て、その他の低融点二官能性化合物を一定の範囲で本発
明による熱可塑性エラストマーセグメントに導入するこ
とができる。例としては水との反応によって得られる末
端に水酸基を有するポリアルキレングリコールエーテ
ル、ジアミン、ジ−あるいはトリ官能性アルコールまた
はアミノアルコール類が挙げられる。ここで特筆される
のは酸触媒の存在下でテトラヒドロフランを重合させる
ことによって得られるポリテトラヒドロフランまたはテ
トラヒドロフランと少量のエチレンオキサイドおよび/
またはプロピレンオキサイドとのコポリマーである。 【0034】UV光線に対する耐性等が極めてよいこと
等の本発明の本質的な利点はポリエステルおよび/また
はポリエステルアミドをそれのみで用いたときにのみ現
れ、従ってそのような使用が好ましい。例えばポリエチ
レンオキサイドグリコールを一定の率で用いると、オイ
ル巾での膨潤のような物理的特性が改善される。 【0035】容易に得ることができる点で、また最終的
なエラストマーのその他の性質の点で、融点が100℃
を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエステルア
ミドを形成していてもよいエステル単位が完全にまたは
実質的にポリブチレンアジペートから誘導されるポリエ
ステル−エステルウレタンが好ましい。 【0036】極めて良好な性質を有するポリエステル−
エステルウレタンは、融点が100℃を越えない二官能
性ポリエステルまたはポリエステルアミドを形成しても
よいエステル単位が完全にまたは実質的にポリカプロラ
クトンから誘導されるときにも得られる。本発明により
使用される式 【0037】 【化13】 の低分子量カップリング剤構成単位はジーおよびトリイ
ソシアネート類から導かれる。このジソシアネート類は
一般式OCNRNCO(式中、Rは二価の脂肪族、脂環
族または芳香族の基を表わす。)で表わされる。 【0038】脂肪族型の適当なジイソシアネートの例
は:ヘキサメチレンジイソシアネート、ジメチルヘキサ
メチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、
パラキシリレンジイソシアネート、テトラメチレンジイ
ソシアネートである。 【0039】Rが芳香族基を表わす場合には、例えばハ
ロゲン、低級アルキルまたは低級アルコキシ基で置換さ
れていてもよい。これらのジイソシアネートの例には以
下のものが挙げられる。1−クロロ−2,4−フェニレ
ンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネー
ト、2,4−トルエンジイソシアネートと1,6−トル
エンジイソシアネートとの混合物、テトラメチルフェニ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−
ジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、
パラフェニレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5
−ジイソシアネート、ジフェニル−4,4′−ジイソシ
アネート、ビフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート、ビフェニルジチルメタン−4,4′−ジイソシア
ネート、ベンゾフェノン−4,4′−ジイソシアネー
ト、ビフェニルエーテルジイソシアネートおよびビフェ
ニルスルファイドジイソシアネート、3,3′−ジメチ
ルジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3−
ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジクロロジフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート、3,3′−ジクロロジフェニル−4,4′−ジ
イソシアネート、ベンゾフラン−2,7−ジイソシアネ
ート。 【0040】脂環族基を有するジイソシアネートの例に
は、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネートおよび1,4−シクロヘキサンジ
イソシアネートがある。 【0041】ジイソシアネートの−NCO基の数のポリ
エステル−エステルブロックの官能基の数に対する比が
1.1〜1.5の範囲にある場合に通常最適の性質が得
られることが見出された。 【0042】最終生成物の性質および調製の容易さの両
方の点から、本発明によればヒドロキシル末端基を有す
るポリエステル−エステルが好ましい。 【0043】本発明は、また次式 【0044】 【化14】の連結エステル単位の数および二官能性ポリエステルま
たはポリエステルアミドを形成する他の連結エステル単
位の数が、ポリエステル−エステルウレタンの融点が少
なくとも150℃であり、低融点ポリエステルセグメン
トのガラス転移領域[Tg(e)]の上限が、式 【0045】 【化15】 のエステル単位が50重量%未満の場合には+20℃を
越えず、式 【0046】 【化16】 のエステル単位が50重量%またはそれ以上の場合には
−5℃以下であるような、冒頭に記載した公知の型のポ
リエステル−エステルウレタンの製造方法にも関する。 【0047】前述の米国特許第4186257号により
公知の型のこれらの方法の1つは、少なくとも分子量が
1000で次式 【0048】 【化17】 (式中、GおよびR2 は共に前記と同じ意味を表わ
す。)のエステル単位で構成される二官能性ポリエステ
ルを、溶融状態で少なくとも分子量が1000で融点が
100℃を越えない二官能性ポリエステルまたはポリエ
ステルアミドと反応させ、次いで得られたポリエステル
−エステルを次式R1 (NCO)p (式中、R1 および
pは前記と同じ意味を表わす。)の低分子量カップリン
グ剤と、−NCO基の数とポリエステル−エステルの官
能基の数の比が少なくとも1.0から5以下までとなる
量で反応させる方法であって、ポリエステル−エステル
の調製前および/または調製中に、ポリエステルまたは
ポリエステルアミドの一方または双方に存在するエステ
ル交換触媒が完全にまたは部分的に不活性化されている
ことを特徴とするものである。水酸基の数が40以上の
ポリエステルまたはポリエステルアミドの混合物を用い
る場合には、本発明によればエステル交換触媒はポリエ
ステル−エステルウレタンを得るためには殆ど完全に不
活性化される必要がある。 【0049】一方、水酸基数がより少ないポリエステル
またはポリエステルアミドの混合物から製造を開始する
場合、特に比較的分子量が高い原料を用いる場合には、
部分的な不活性化で特定の時間内にエステル交換が最善
のブロックポリエステル−エステルが得られる。特定の
分子量(水酸基数)を有するポリエステルを一定の重量
比にして、最適の性質を有するコポリエステル−エステ
ルウレタンに導く最も好ましい条件を選択することは当
業者にとって困難なことではないであろう。 【0050】このプロセスは、分子量が1500〜25
00の低融点二官能性ポリエステルまたはポリエステル
アミドおよび分子量が10000〜25000の範囲の
次式 【0051】 【化18】 の高融点ポリエステルから出発することが必要である。
このとき分子量が15000〜19000の範囲のポリ
ブチレンテレフタレートで完全に、または実質的に構成
される高融点ポリエステルを使用するのが好ましい。 【0052】ポリエステルの調製時にエステル交換を行
う目的には、通常チタン触媒またはカルシウム塩、マン
ガン塩および/または亜鉛塩が用いられる。これらに塩
類は沈殿剤または錯形成剤によって不活性化される。不
活性化はまた熱処理によっても行うことができる。例え
ば、使用する触媒が酢酸亜鉛の場合には、少なくとも2
00℃の温度に加熱することによって不活性化されるこ
とが見出された。好ましい結果は、特にポリエステル中
に安定剤として使用するのにも適している錯形成リン化
合物を用いるときに得られることが見出された。 【0053】これに関連して米国特許第3039993
号明細書中に記載されている亜リン酸塩、およびチオ亜
リン酸塩、および下記の構造式 【0054】 【化19】 で示されるリン酸塩、ホスホン酸塩、ホスホン酸および
ホスフィン酸が挙げられる。 【0055】上記の式中、R、R1 、R2 およびR3
同一でも異なってもよく、各々水素原子又は置換もしく
は非置換の有機基である。適当な置換基の例は、低級ア
ルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロア
ルコキシ基、水酸基および/またはハロゲン原子であ
る。R、R1 、R2 およびR3 が有機基を表わす場合、
それらの基は通常炭素原子数が30以上ではなく、好ま
しくは18以上ではない。例としてはアルキル、シクロ
アルキル、カルボアルコキシアルキル、アリール、アラ
ルキルおよびアロキシアルキルが挙げられる。 【0056】この目的に使用するのに特に適当なリン化
合物の例としては以下のものが挙げられる。トリフェニ
ルホスフェート、トリフェニルホスファイト、トリエチ
ルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイト、ト
リ−2−エチルヘキシルトリチオホスファイト、トリエ
イコシルホスファイト、トリ−o−クロロフェニルホス
ファイト、2−カルボメトキシエチルジメチルホスホネ
ート、ヒドロキシメチルホスホン酸、ジフェニルホスフ
ィン酸、カルボキシメチルホスホン酸、カルベトキシメ
チルホスホン酸、カルボキシエチルホスホン酸、トリル
(トリエチレングリコールホスフェートおよびとりわけ
カルベトキシメチルジエチルホスホネートおよびトリ−
p−tert−ブチルフェニルホスファイト。 【0057】好ましい結果は、次式 【0058】 【化20】 [式中、R1 およびR2 は同一でも異なってもよく、水
素原子または炭素原子数が各々20以下のアルキル、シ
クロアルキル、アラルキルまたはアリール基、またはO
3 基(R3 は金属またはアンモニウムまたはR1 の意
味にかかわらずR1 と同一の基または同一の原子を表わ
す。)を表す。]のリン化合物を用いることによっても
得られる。 【0059】適当なリン化合物の例には、オルトリン
酸、亜リン酸または次亜リン酸のような無機酸、メチル
ホスフィン酸、エチルホスフィン酸、イソブチルホスフ
ィン酸、ベンジルホスフィン酸、フェニルホスフィン
酸、シクロヘキシルホスフィン酸または4−メチルフェ
ニルホスフィン酸のようなホスフィン酸;メチルホスフ
ィン酸、エチルホスホン酸、イソプロピルホスホン酸、
イソブチルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、フェニル
ホスホン酸、シクロヘキシルホスホン酸または4−メチ
ルフェニルホスホン酸のようなホスホン酸;前記の酸類
の部分エステル、更に詳しく言えばC1-20アルキル、シ
クロアルキル、アリールまたはアラルキルエステル例え
ばメチル、エチル、プロピル、シクロヘキシル、フェニ
ルまたはベンジルエステル;これらの酸類の部分金属
塩、特に周期律表のIおよびII族の金属塩例えばナトリ
ウム、カリウム、カルシウムまたはマグネシウム塩;お
よびこれらの酸類の部分アンモニウム塩がある。 【0060】エステル交換触媒としてカルシウム、マン
ガンおよび/または亜鉛を使用する場合には、酸化アン
チモンをポリ縮合触媒として用いない注意が必要であ
る。その場合には塩類をエステル交換反応前および/ま
たは交換反応中に殆んど不活性化することはできない。 【0061】不活性化するために用いるリン化合物はエ
ステル交換触媒の金属原子あたり少なくとも0.5のリ
ン原子に相当するものであることが通常望ましい。 【0062】好ましい結果は、一般に不活性化に用いる
リン化合物の量が金属原子あたり1〜15のリン原子に
相当するときに得られ、金属原子あたり1〜5のリン原
子を用いることが好ましい。 【0063】本発明によれば、触媒量のチタン触媒の存
在下で調製したポリエステルおよび/またはポリエステ
ルアミドを使用することが好ましい。チタン触媒の利点
は高く反応性ばかりでなく、特に容易に不活性化できる
ことにある。 【0064】適当なチタン触媒の例には、チタン酸およ
びその中和生成物、マグネシウムの水素化ヘキサ−アル
コキシチタネート、チタニルオキサレート、ハロゲン化
チタン、ハロゲン化チタンの加水分解生成物、水酸化チ
タンおよび酸化チタン水和物およびカリウムチタニウム
フルオライド(K2 TiF6 )がある。好ましいのは、
テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テ
トラプロピルチタネートまたはテトラブチルチタネート
のようなアルキルチタネート、それらの中和生成物、水
素化マグネシウムヘキサブトキシチタネートMg(HT
i[OC4962 のような水素化マグネシウムヘ
キサ−アルコキシチタネート、チタニルオキサレート、
カルシウムチタニルオキサレート、四塩化チタン、四塩
化チタンとヘキサンジオールとの反応生成物および四塩
化チタンと水との反応混合物である。前記のチタン触媒
は単独で用いられるか、または酢酸マグネシウムまたは
酢酸カルシウムと組合わせて用いられる。ランタニウム
チタネートのような無機チタン酸塩、カルシウムアセテ
ート/三酸化アンチモン混合物およびリチウムアルコキ
サイドおよびマグネシウムアルコキサイドは他の適当な
触媒の例である。それらの含有量は一般に、反応に関与
する成分に対して0.005〜0.3重量%の範囲であ
る。当業者には、あるシステムで用いられる触媒の量を
決定することは困難ではないであろう。 【0065】本発明により使用される低融点ポリエステ
ルまたはポリエステルアミドの多くは商業上入手可能で
ある。出願人は、それらのポリエステルまたはポリエス
テルアミドはエステル交換促進触媒を含まないか、また
は殆ど含まないことを認めた。従って一般にこれらの低
融点成分を不活性化する必要はない。しかし高融点成分
は一般にエステル交換促進触媒の存在下で調製される。
不活性化化合物がリン化合物の場合には、リン化合物を
反応工程に先立って高融点ポリエステルに含有させ、混
合物を溶融状態に少なくとも5分間保つと、得られる結
果は通常満足なものとなる。リン化合物を含む高融点ポ
リエステルが溶融状態に30〜60分間あるとき満足な
結果が一般に得られることが見出された。 【0066】このプロセスにより調製されるエラストマ
ーの加水分解耐性は状況によっては満足なものでないこ
とが見出された。本発明によれば、この情況にポリカル
ボジイミドの安定化量を、好ましくは用意された生成物
中に取り込むことによって解決される。取込まれる量は
ポリエチレンテレフタレートの安定化に対するオランダ
特許出願第6907958号に記載されている条件に完
全に一致する。 【0067】加水分解に対する耐性を改善する他の適当
な解決法は高分子量エラストマーに対して、−OH、−
NH2 および/または−COOH末端基を有するシリコ
ン化合物を0.5〜5重量%含有させることである。 【0068】本発明のプロセスによって得られる熱可塑
性エラストマーは射出成型または押出し成型に特に適し
ている。このエラストマーは酸化による劣化およびUV
線に対する耐性が極めて高いという大きな利点がある。
本発明によるポリエステル−エステルウレタンの硬度は
コポリエステルエステル中の高融点ポリエステルの百分
率を変えることによって変えることができる。より高い
硬度のポリマー組成物は、比較的軟らかい状態のポリエ
ステル−エステルウレタン原料を、より硬い型のポリエ
ステル−エステルウレタン、主としてポリブチレンテレ
フタレートを硬いセグメントとして含むより硬いコポリ
エステル、またはポリブチレンテレフタレートまたは主
としてポリブチレンテレフタレートを含むコポリエステ
ルと混合することによっても得ることができる。本発明
を以下の例により更に説明する。しかしそれらの例はい
かなる意味においても発明を制限するものではない。 【0069】これらの例に記載されている調製ポリマー
の性質の測定には、下記の方法が用いられた:デュポン
社の熱分析器が測定に用いられた: Tg=柔らかいゼグメントのガラス転移が起る温度範囲 Tg(e)=低融点ポリエステルセグメントのガラス転
移領域(Tg)の上限値であり、DSC−図の外挿した
傾斜部と基線との交点である; Tm=硬いセグメントが溶融する温度範囲; Tmp =溶融ピーク(1または多数)の温度。 【0070】測定した温度は℃表示である。 【0071】応力−ひずみ曲線は、巾6mm、厚さ1m
mの押出し棒について測定した。この棒は融点より15
℃上の温度で成型して得たものである。試料の毎分の伸
び率は公称標点距離nominal gauge le
ngth)に対して500%であった。このようにして
以下の値が求められた。 【0072】−S100 =伸び100%における応力(M
Pa): −S300 =伸び300%における応力(MPa): −S500 =伸び500%における応力(MPa): −S300/100 =伸び300%および伸び100%におけ
る応力の比: −S500/100 =伸び500%および伸び100%におけ
る応力の比: −BS=破壊強さ(MPa): −BR=破壊時の伸び(%) −IS=固有強さ(=BS×(BR+100/10
0))[MPa] −SR100-1/2 =応力緩和(=伸び100%における1
/2時間の応力後の応力の減少[%]): −V100-1/2 =伸び100%における1/2時間の応力
後のセット(%): −V100-1/2-1/2 =伸び100%における1/2時間の
応力および材料を応力を除いた状態に1/2時間放置し
た後のセット(%): 【0073】 【実施例】 実施例1 米国特許第4186257号明細書の例13に示されて
いるのと同じ操作により、過剰の1,4−ブタンジオー
ルと触媒としてテトラブチルチタネート420ppmの
存在下でジメチルテレフタレートをエステル交換して分
子量1500のポリブチレンテレフタレート(PBT
P)を調製した。 【0074】このようにして調製したポリブチレンテレ
フタレートと分子量1850のポリブチレンアジペート
(PBA)の等量とを窒素雰囲気下240℃で1時間か
きまぜた。その結果ポリエステル混合物は1kgにつき
反応性末端基を1207m当量含有した。次にポリエス
テル−エステル100gあたりジフェニルメタン−4,
4′−ジイソシアネート(MDI)16.7gを加え
て、230℃で30分間攪拌を続けた。 【0075】本発明によりポリブチレンアジペートに結
合させるポリブチレンテレフタレートをジエチルカルベ
トキシメチルホスホネート(PEE)1300ppmの
存在下に245℃で30分間加熱して実験を繰返した。
不活性反応の終了時に、前記のようにして得られた生成
物をポリブチレンアジペートと混合してポリエステル−
エステルを形成させ、次いで再びポリエステル−エステ
ル100gにつきMDI 16.7gを加えた。反応終
了後2種のポリマー試料についてその性質を述べた。結
果を下記の表に示す。表中、Aは米国特許第41862
57号明細書に従って調製したポリマーであり、Bは本
発明によるポリマーである。 【0076】 【表1】 上記の表から、比較的分子量の低いポリブチレンテレフ
タレートのエステル交換触媒の不活性化の場合には、エ
ステル交換の程度はかなり高くなり、融点が極めて低い
ことに加えて、この組成物の生成物についてその他の性
質に関して欠陥のあるポリマーの得られることが明らか
である。従ってV100-1/2 、V100-1/2- 1/2 およびSR
100-1/2 の値はポリマーAがエラストマーとしての性質
に乏しいことを示している。 実施例2 この例の原料も分子量1850のポリブチレンアジペー
トである。用いた触媒がテトラブチルチタネート170
0ppmであり、かつポリ縮合反応を分子量が1600
0になるまで続けたこと以外は例1と同じ方法でポリブ
チレンテレフタレートを調製した。次にポリブチレンテ
レフタレート(PBTP)をジエチルカルボキシメチル
ホスホネート2500ppmの存在下で245℃にて3
0分間加熱した。これはP/Tiの比が2.4に相当す
る。次に溶融したポリマーにポリブチレンアジペート
(PBA)を等重量加えた。反応混合物が透明になった
後、ポリエステル100部あたりMD18.5部を加
え、次いで230℃にて30分間攪拌を続けた。種々の
ポリマー特性を測定した結果を下記の表に示す。 【0077】 【表2】 実施例3 ここで用いたPBAとPBTPは実施例2の場合と同一
の分子量のものである。PBA/PBTPの重量比は6
3/37であった。PBTPは触媒としてテトラブチル
チタネート420ppmを用いて調製した。PBTP中
に存在するエステル交換触媒を不活性化するためジエチ
ルカルベトキシメチルホスホネート(PEE)の量を代
えて5バッチ調製した。採用した方法は各バッチとも同
一とした。PEEをPBTPに添加した後、得られた混
合物を240℃に30分間加熱した。次に、PBAを加
えた後、混合物を240℃で1時間半加熱した。次いで
MDIを加え、230℃で30分間加熱を続けた。 【0078】このようにして調製したポリマーから試料
を取り、下記の表に示した性質を測定した。MDIの量
はポリエステル−エステル100部あたり9.3部にセ
ットした。 【0079】 【表3】前述の反応条件下ではP/Ti比が1〜5で極めて特性
の良好なポリマーが得られることを上記の表は明瞭に示
している。ポリマーEおよびF(P/Ti比が各々4.
0及び2.0)を用いるとエステル交換は最高であっ
た。ポリマーGではTi触媒は不活性化されなかったが
エステル交換はそこそこのものであり、融点が大きく減
少し、伸び100%における応力(S100 )の減少およ
びV100-1/ 2 の増加がみられた。 実施例4 この例では、低融点ポリエステルとして分子量2070
のポリカプロラクトン(PCL)およびテトラブチルチ
タネート触媒420ppmの存在下で調製した分子量1
6000のPBTPを使用した。低融点および高融点ポ
リエステルの重量比を変えて3バッチ調製した。 【0080】各ケースともNCO/OHの比は1.1で
あった。反応条件は例III の場合と全く同じとした。 【0081】得られたエラストマーについて測定した性
質を下記の表に示す。 【0082】 【表4】 上の表は組成物が各物理特性に及ぼす影響を明瞭に示し
ている。例えば、硬いセグメント(=PBTP)のパー
センテージが高くなると融点が高くなる。PBTPの重
量パーセントが増すと伸び100、300および500
%における応力値も高くなる。 実施例5 分子量1840のポリブチレンアジペートおよび分子量
16000のポリブチレンテレフタレート(テトラブチ
ルチタネート触媒420ppmの存在下で調製)から出
発して再び数種のポリエステル−エステルウレタンを調
製した。各バッチのNCO/OH比は1.1であった。
更に、PBA/PBTP重量比が変えられただけでなく
(2つの組成物についてはポリエステル−エステルの調
製時のエステル交換中にも低融点のポリエステル−エス
テルウレタンが得られている。)、各組成物の物理的性
質がいくつか著しく改善された。調製したエラストマー
の組成物およびその性質の測定値を下記の表に総括し
た。 【0083】 【表5】 ポリマーBおよびDは同一組成のポリマーAおよびCよ
り融点が低いが、前者(B、D)はエラストマーとして
の性質は良好であることが明瞭であり、特にV
100-1/2-1/2 の値が低くなっている。 実施例6 実施例5のポリマーDの性質を、比較的高い分子量(1
4000)を有するPBAから調製した同一組成物のポ
リエステル−エステルウレタンの性質を比較する。 【0084】調製中に高分子量(16000)を有する
PBTPを使用したときには触媒は不活性化されなかっ
た。測定した性質は大部分同じであったが、Tgは高分
子量PBAから導かれたポリマーについてはかなり低か
った。 【0085】 【表6】実施例7 本発明による種々のプロセスによって調製した同一組成
の数種のポリエステル−エステルウレタンについて比較
する。ポリマーAは高分子量PBAおよび低分子量PB
TPから調製した。 【0086】各組成物についてNCO/OH比は1.1
であった。出発生成物の組成およびそれらから調製した
ポリエステル−エステルウレタンの性質を下記の表に示
す。各組成物について、PBA/PBTPの重量比は6
3/37であった。ポリマーCの調製では、エステル交
換時間はポリマーCの場合よりも長かった。 【0087】 【表7】上記の表から、本発明によるポリエステルウレタンの性
質がエステル交換の程度と密接に関連していることが明
らかである。 比較例1 使用したPBTPの分子量が16500であること以外
は、実施例6(B)に記載したのと同じ操作によってポ
リエステル−エステルウレタンを調製した。PBA/P
BTP重量比は50/50であった。MDIの量は1.
8%であった。調製中に不活性化を行わなかったこのポ
リマーについて下記の表に示す性質を測定した。 【0088】 【表8】実施例8 PBA(分子量1850)およびPBTP(テトラブチ
ルチタネート420ppmの存在下で調製:分子量16
000)から、PBA/PBTP重量比を37/63と
してポリエステル−エステルウレタンを調製した。この
例で用いたポリイソシアネートはシクロヘキシルジイソ
シアネート(CHDI)[4重量%]である。 【0089】不活性化をPEE650ppmを用いて行
い、実施例3と同一の方法で調製した。ポリマーについ
て測定した性質を下記の表に示す。 【0090】 【表9】 実施例9 二官能性イソシアネート72重量%を用いたこと以外
は、実施例8と同じ操作を採用してポリエステル−エス
テルウレタンを調製した。使用した二官能性イソシアネ
ートは、MDIとMDIから形成されたカルボジイミド
との反応生成物であり、商品名Isonatel43L
としてアブジョン社から販売されているものである。ポ
リマーについて測定した性質を下記の表に示す。MDI
6.4重量%を用いたこと以外同じ方法で調製したポリ
エステル−エステルウレタンの性質と比較して示す。 【0091】 【表10】実施例10 ポリエステル−エステルウレタンを、PBA(分子量1
840)およびPBTP(分子量16000)から、ま
たテレフタル酸の20%をイソフタル酸に代えたPBT
Pから調製した。PBAの高融点ポリエステルに対する
重量比は37/63であった。使用したポリイソシアネ
ートはMDI(6.1重量%)であった。調製したポリ
エステル−エステルウレタンについて測定した結果を下
記の表に示す。 【0092】 【表11】 実施例11 この例では、高融点ポリエステルおよびウレタン基と低
融点ポリエステルおよびウレタン基との重量比が実質的
に等しい、本発明によるポリエステル−エステルウレタ
ンの調製が種々のルートで実施しうることを示すもので
ある。 【0093】この例におけるポリエステル−エステルウ
レタンは全てポリブチレンアジペート37部とポリブチ
レンテレフタレート63部とから調製した。 【0094】ポリマーAの調製はPBTP(分子量16
000;PEE1500ppmにより不活性化)40
部、PBA37部およびMDI6.7重量%から出発し
た。得られたポリエステル−エステルウレタンを次にポ
リブチレンテレフタレート(分子量23000)23部
と反応させた。 【0095】ポリマーBの調製は実施例3に示したのと
同じ方法で行った。 【0096】採用したプロセスにおいて、PBTP(分
子量16000;PEEE1200ppmで不活性化)
63部、PBA37部およびMDI6.3重量%を互い
に反応させた。 【0097】ポリマーCの調製はPBTP(分子量16
000)40部、PBTP(分子量23000)23部
(これらは共にPEE1000ppmで不活性化した)
およびPBA37部並びにMDI6.15重量%から出
発した。 【0098】これらのポリマーについて測定した性質を
下記の表に示す。 【0099】 【表12】 比較例2 下記の表に実施例6Bに示したのと同じ方法で調製した
多数のポリエステル−エステルウレタンの性質を挙げ
る。出発生成物の分子量、それらの重量比およびポリエ
ステル混合物1kgあたりのm当量数を表に示す。 【0100】 【表13】 上記の表からポリエステル混合物1kgあたりの末端基
m当量数が700m当量/kg以上の場合にはポリマー
の性質は本出願による内容を満足しないことが明らかで
ある。例えば例XIV−CのポリマーのTgは10℃高す
ぎる。ポリマーXV−CおよびXVI−BとCのポリマー
については融点は許容できないほど低い。
フロントページの続き (72)発明者 アントン ヘンドリクス ヨハネス ブ ロウワー オランダ国 6862 ハーエル オーステ ルベーク プリンス ベルンハルトウエ ヒ 3エー (56)参考文献 特開 昭53−101097(JP,A) 特開 昭55−92723(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.少くとも150℃の融点を有し、軟らかいポリエス
    テルブロックが全ポリエステルブロック含量の50重量
    %未満のときは+20℃を超えず、軟らかいポリエステ
    ルブロック含量が50重量%又はそれ以上のときは−5
    ℃を超えないガラス転移範囲[Tg(e)]を有する低
    融点及び高融点ポリエステルブロックを含むコポリエス
    テル−エステルウレタンの製造方法であって、以下の工
    程: (B)100℃より高い融点を有し、次式: 【化1】 [ここで、G基の少くとも80モル%はテトラメチレン
    基であって残部が、250を超えない分子量を有する低
    分子量ジオールから水酸基を除去した後に残った二価の
    基であり;R2 −基の少くとも80モル%は1,4−フ
    ェニレン基であって残部が300を超えない分子量を有
    する低分子量のジカルボン酸からカルボキシル基を除去
    した後に残った二価の基であり;テトラメチレンラジカ
    ルでないG−基の百分率と1,4−フェニレン基でない
    2 −基の%の合計が20(%)を超えない]のエステ
    ル単位の組立を有する二官能性ポリエステルを、熔融状
    態で、少くとも1000の分子量を有し、かつ、100
    ℃を超えない融点を有する二官能性ポリエステルまたは
    ポリエステルアミドと反応させてコポリエステル−エス
    テルを生成させ; (c)その後、この生成したコポリエステル−エステル
    を次式: 【化2】 [式中R1 は30を超えない炭素原子数を有する多官能
    性有機基を表わし、pは2または3である。]で表わさ
    れ、該コポリエステル−エステルの官能基の数に対する
    −NCO基の数の比が少くとも1.0であり、かつ、5
    を超えないような量の低分子量カップリング剤と反応さ
    せる: からなり、a. (A)前記コポリエステル−エステルの生成前及び
    /又は前記(B)の生成中において、ポリエステル又は
    ポリエステルアミド中に存在するエステル交換反応触媒
    が不活性化され、b.前記100℃より高い融点をもつ2官能性ポリエス
    テルが10,000〜25,000の間の分子量を有
    し、 c.100℃より高い融点をもつ2官能性ポリエステル
    の末端基のm当量数と100℃を超えない融点を有する
    2官能性ポリエステルの末端基のm当量数が合せて70
    0m当量/kg以下であること を特徴とする前記コポリ
    エステル−エステルウレタンの製造方法。 2.100℃を超えない融点をもつ2官能性ポリエステ
    ル又はポリエステルアミドが1000〜2500の分子
    量を有する請求項1に記載の製造方法。 3.前記不活性化がポリエステル又はエステル交換反応
    触媒を含むポリエステル中にリン系の錯形成化合物を含
    有せしめることによって行われる請求項1または2に記
    載の製造方法。 4.前記不活性化に用いられるリン化合物の量が、エス
    テル交換反応触媒の金属原子当り少くとも0.5のリン
    原子に相当する量である請求項3に記載の製造方法。 5.不活性化に用いられるリン化合物の量が、エステル
    交換反応触媒の金属原子当り1〜5のリン原子に相当す
    請求項4に記載の製造方法。 6.前記使用されるリン化合物がカルボエトキシメチル
    スルホン酸ジエチル又はトリス(トリエチレングリコー
    ル)リン酸塩である請求項3ないし5のいずれか1項に
    記載の製造方法。
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