説明

ポリエーテルエステルアミド組成物

【課題】ポリマー表面に粘着性が無く、吐出、冷却、カッティングにおいて優れた生産性を得ることができるポリエーテルエステルアミドを提供する。
【解決手段】(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとカルボン酸から合成される合計炭素原子数が6以上の塩、
(b)数平均分子量が1,000〜3,000であるジオール化合物
【化1】


(ただし式中、R1、R2はエチレンオキシド基またはプロピレンオキシド基を示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、アルキリデン基などを示し、X1〜X12は水素などを示す。)、
(c)数平均分子量が1,000〜3,000であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール、および
(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸、
を重合し得られるポリエーテルエステルアミドであって、未反応ラクタムの含有量が3重量%以下のポリエーテルエステルアミド。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は未反応ラクタムの含有量を抑制した、生産性に優れるポリエーテルエステルアミドに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、熱可塑性樹脂に帯電防止性を付与する添加剤として、特許文献1に記載のポリアミド成分、ジオール化合物、ポリ(アルキレンオキシド)グリコール、ジカルボン酸からなるポリエーテルエステルアミドが知られている。
【0003】
しかしながら、上記公報に開示されているようなポリエーテルエステルアミドは通常、ポリマー中に未反応ラクタムを含有するため、その生産におけてポリマー表面に粘着性を有する。そのため、ポリエーテルエステルアミドを重合後に吐出、冷却、カッティングするための設備が煩雑になり、さらにカッティング不良になる等の不具合が生じていた。すなわち、生産性を向上させうるポリエーテルエステルアミドが望まれていた。
【特許文献1】特開2003−268104号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものであり、ポリマー表面に粘着性が無く、吐出、冷却、カッティングに不具合を生じないポリエーテルエステルアミドを得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは上記問題を鑑み、鋭意検討した結果、ポリマー中の未反応ラクタム含有量をある一定量以下にすることにより、ポリマー表面の粘着性が抑制できることを見出した。
【0006】
すなわち、(1)(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとジカルボン酸から合成される合計炭素原子数が6以上の塩、
(b)数平均分子量が1,000〜3,000である次式(I)〜(III)から選ばれる1種もしくは2種以上のジオール化合物
【0007】
【化1】

【0008】
(ただし式中、R1、R2はエチレンオキシド基およびプロピレンオキシド基の少なくとも1つを示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキリデン基、炭素数7〜17のシクロアルキリデン基、炭素数7〜17のアリールアルキリデン基、O、SO、SO、CO、S、CF、C(CF、またはNHを示し、X1〜X12は水素、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン基、スルホン基、またはその金属塩を示す。)、
(c)数平均分子量が1,000〜3,000であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール、および
(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸
を重合し得られるポリエーテルエステルアミドであって、当該ポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタムの含有量が3重量%以下であることを特徴とするポリエーテルエステルアミド、
(2)アミノ基が3.5×10−5eq以下である(1)に記載のポリエーテルエステルアミド、
(3)(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとカルボン酸から合成される合計炭素原子数が6以上の塩、および
(b)数平均分子量が1,000〜3,000である次式(I)〜(III)から選ばれる1種もしくは2種以上のジオール化合物
【0009】
【化2】

【0010】
(ただし式中、R1、R2はエチレンオキシド基およびプロピレンオキシド基の少なくとも1つを示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキリデン基、炭素数7〜17のシクロアルキリデン基、炭素数7〜17のアリールアルキリデン基、O、SO、SO、CO、S、CF、C(CF、またはNHを示し、X1〜X12は水素、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン基、スルホン基、またはその金属塩を示す。)、
(c)数平均分子量が1,000〜3,000であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール、および、
(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸
を重合し、ポリエーテルエステルアミドを生成する際に(b)および(c)に由来する水酸基量〔OH〕と(d)に由来するカルボキシル基量〔COOH〕が0.90≦〔OH〕/〔COOH〕≦0.98を満たすことを特徴とするポリエーテルエステルアミドの製造方法、である。
【発明の効果】
【0011】
本発明のポリエーテルエステルアミドは生産性,帯電防止性に著しく優れ、さらに本発明のポリエーテルエステルアミドと熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物も帯電防止性,機械特性,耐熱性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
まず、本発明でポリエーテルエステルアミドの原料として使用する成分について説明する。
【0013】
本発明のポリエーテルエステルアミドの重合に用いる(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとジカルボン酸から合成される、合計炭素原子数が6以上の塩はポリエーテルエステルアミドのポリアミド形成成分について述べる。
【0014】
炭素原子数6以上のアミノカルボン酸としてはω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノペルゴン酸、ω−アミノカプリン酸および11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等が挙げられる。炭素原子数6以上のラクタムとしてはカプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタムおよびラウロラクタム等が挙げられる。ジアミンとジカルボン酸から合成される、合計炭素原子数が6以上の塩としては、ヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩、ヘキサメチレンジアミン−セバシン酸塩、ヘキサメチレンジアミン−デカンジカルボン酸塩、およびヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸塩等が挙げられる。特にカプロラクタム、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸、ヘキサメチレンジアミン−アジピン酸塩が好ましく用いられ、より好ましくはカプロラクタムである。これらの(a)ポリアミド形成成分は1種もしくは必要に応じて2種以上用いることができる。
【0015】
(a)ポリアミド形成成分は、ポリエーテルエステルアミド構成単位に対して10〜90重量%、好ましくは20〜70重量%、より好ましくは30〜50重量%の範囲で用いられる。10〜90重量%の範囲ではポリエーテルエステルアミドの機械的性質および透明性が高くなるため好ましい。
【0016】
本発明におけるポリエーテルエステルアミドを構成する(b)ジオール化合物としては、次式(I)〜(III)で示されるものである。
【0017】
【化3】

【0018】
(ただし式中、R、Rはエチレンオキシド基およびプロピレンオキシド基の少なくとも1つを示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキリデン基、炭素数7〜17のシクロアルキリデン基、炭素数7〜17のアリールアルキリデン基、O、SO、SO、CO、S、CF、C(CF、またはNHを示し、X〜X12は水素、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン基、スルホン基、またはその金属塩を示す。)
【0019】
上記一般式(I)〜(III)で示される化合物のうち、R、Rはエチレンオキシドであると重合性が良好であるので好ましい。また、X〜X12はそれぞれ同一または相違なる水素または炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、特に好ましくは水素である。数平均分子量は1,000〜3,000であり、特に1,200〜2,000の範囲が好ましい。式中のmおよびnはそれぞれ−R−、−R−の重合度を意味し、独立した値は求められないが、m+nの平均値は化合物の構造と数平均分子量から計算により求めることができるものである。数平均分子量が上記範囲にある場合に、得られるポリエーテルエステルアミドの帯電防止性の向上、重合時間の短縮や結晶化温度の向上を図ることができる。また、数平均分子量が、1,000未満では結晶化温度が低下し、ポリマー冷却時に多大な時間を要することから、生産性の点で好ましくない。
【0020】
なお、本発明において、数平均分子量は、試料1gを過剰なアセチル化剤、例えば無水酢酸と加熱してアセチル化を行い、生成したアセチル化物を中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg数)をA、アセチル化前の試料1gを中和するのに必要な水酸化カリウムの量(mg数)をBとしたときに、次式によって計算できる。
数平均分子量=11200/〔[A/(1−0.00075×A)]−B〕
【0021】
また、一般式(II)で示される化合物が重合性の点で優れ好ましい。一般式(II)のYとしては、共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基およびSOが好ましく、特に好ましくは炭素数1〜6のアルキレン基である。
【0022】
具体的な例としては、ビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、ジメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールA、2,2−ビス(4,4’−ヒドロキシフェニル−3,3’−スルホン酸ナトリウム)プロパン、ビスフェノールS、ジメチルビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールS、4,4’−(ヒドロキシ)ビフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフルオロメタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)アミン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、ハイドロキノン、および1,4−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸ナトリウム等のエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシド付加物、ジヒドロキシナフタレン、およびそれらのブロック共重合体等が挙げられる。
【0023】
この中で好ましいジオール化合物としては、ハイドロキノンのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールSのエチレンオキシド付加物、ジヒドロキシナフタレンのエチレンオキシド付加物およびそれらブロック共重合体であり、特にビスフェノールAのエチレンオキシド付加物およびそのブロック共重合体が重合性、経済性の点で好ましい。
【0024】
これらのジオール化合物(b)は、1種もしくは必要に応じて2種以上用いることができる。共重合量については特に制限はないが、ポリエーテルエステルアミド中の(b)ジオール類および(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの合計量に対して、5〜95重量%が好ましい。
【0025】
本発明におけるポリエーテルエステルアミドを構成する(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリ(1,2−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(1,3−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックまたはランダム共重合体およびエチレンオキシドとテトラヒドロフランのブロックまたはランダム共重合体等が挙げられる。これらの中でもポリエチレングリコールが帯電防止性に優れるため好ましい。これらの(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールは1種もしくは必要に応じて2種以上用いることができる。
【0026】
(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの数平均分子量は、1,000〜3,000であり、特に1,200〜2,000の範囲が好ましい。数平均分子量が1,000〜3,000の場合、得られるポリエーテルエステルアミドの帯電防止性の向上、重合時間の短縮、結晶化温度の向上や透明性の向上が図れる。また、ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの数平均分子量が、1,000未満では結晶化温度が低下し、ポリマー冷却時に多大な時間を要することから、生産性の点で好ましくない。
【0027】
(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの共重合量について特に制限はないが、透明性、帯電防止性等の点でポリエーテルエステルアミド中の(b)ジオール類および(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールの合計量に対して、5〜95重量%が好ましい。
【0028】
本発明におけるポリエーテルエステルアミドを構成する(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ジフェニル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、および3−スルホイソフタル酸ナトリウム等の芳香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、およびジシクロヘキシル−4,4’−ジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、およびドデカンジ酸(デカンジカルボン酸)等の脂肪族ジカルボン酸等が挙げられ、特にテレフタル酸、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、ドデカンジ酸が重合性、色調、透明性および物性の点から好ましく用いられる。
【0029】
本発明におけるポリエーテルエステルアミドは(a),(b),(c),(d)を反応せしめることにより得られる。
【0030】
通常、ポリエーテルエステルアミドはポリマー中に未反応ラクタムを含有するため、その生産時に吸水することでポリマー表面に粘着性が発生する。ポリエーテルエステルアミドの製造において、ポリマー表面が粘着性を有することは、冷却,カッティング装置へのポリマー粘着による動作不良要因となる。そのため、生産性を向上させるためには、未反応ラクタム含有量を低減し、ポリマー表面の粘着性を抑制することが重要となる。
【0031】
本発明におけるポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタム含有量は3.0重量%以下である。好ましくは2.5重量%以下、さらに好ましくは1.8重量%以下である。未反応ラクタム含有量を本範囲にすることにより、ポリマー表面の粘着性が抑制され、生産性に優れたポリエーテルエステルアミドを得ることができる。
【0032】
ここで、ポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタムの含有量は下記の通り求める。
【0033】
ポリエーテルエステルアミド約1gを精秤し、ヘキサフロロイソプロパノール10ccに溶解後、200ccのメタノールに滴下した。静置後の上澄み液をとり、液中に含まれるカプロラクタムを高速液体クロマトグラフ(ウォーターズ社600E)を用いて定量する。測定条件は下記のとおりである。
カラム:GLサイエンス社 ODS−3
検出器:ウォーターズ社484Tunable Absorbance Detector
検出波長:210nm
インジェクション体積:10μl
溶媒:メタノール/水(20:80(体積比))
流速:1ml/min。
【0034】
また、本発明におけるポリエーテルエステルアミド中のアミノ基量は、特に制限はないが3.5×10−5eq/g以下であることが好ましい。好ましくは2.5×10−5eq/g以下、さらに好ましくは2×10−5eq/g以下である。アミノ基量を本範囲にすることにより、ポリマー表面の粘着性が抑制され、生産性に優れたポリエーテルエステルアミドを得ることができる。
【0035】
ここで、ポリエーテルエステルアミド中のアミノ基量は下記の通り求める。
【0036】
被測定物約0.4gを精秤し、フェノール・エタノール混合溶媒(83.5:16.5、体積比)25ccに溶解後、指示薬としてチモールブルーを添加し、0.02N塩酸水溶液を用いて滴定する。
【0037】
また、通常(d)ジカルボン酸はそのカルボキシル基量〔COOH〕が、(b)ジオール化合物および(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコール由来の水酸基量〔OH〕合計と1:1のモル比で反応させるが、本発明では、(d)ジカルボン酸由来のカルボキシル基量〔COOH〕と、(b)ジオール化合物および(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコール由来の水酸基量〔OH〕の仕込比を、0.90≦〔OH〕/〔COOH〕≦0.98、より好ましくは0.92≦〔OH〕/〔COOH〕≦0.97、さらに好ましくは0.94≦〔OH〕/〔COOH〕≦0.96とすることにより、未反応ラクタムの含有量が3重量%以下となり、生産性に優れるポリエーテルエステルアミドを得ることができる。
【0038】
(b)ジオール化合物、(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコール、(d)ジカルボン酸から誘導されるポリエーテルエステル形成成分は、ポリエーテルエステルアミド構成単位に対して10〜90重量%、好ましくは30〜80重量%、より好ましくは50〜70重量%の範囲で用いられる。ポリエーテルエステル形成成分が上記範囲である場合にポリエーテルエステルアミドの透明性および機械的性質が優れるため好ましい。
【0039】
本発明のポリエーテルエステルアミドの重合方法は特に限定されず、例えば(a)ポリアミド形成成分と(d)ジカルボン酸を反応させて両末端がカルボン酸基のポリアミドプレポリマーを製造後、ポリアミドプレポリマー、(b)ジオール化合物、および(c)ポリ(アルキレンオキシド)グリコールを真空下で反応させる方法がある。このポリアミドプレポリマーの平均分子量は特に制限はないが、200〜15,000が好ましく、より好ましくは500〜5,000である。
【0040】
他の手法として、(a)、(b)、(c)、(d)の各化合物を反応槽に仕込み、水の存在下または非存在下に220〜260℃の温度で、常圧または加圧下で反応させることにより、ポリアミドプレポリマーを生成させ、その後真空下で反応を進める方法などを利用することができる。
【0041】
ここで真空下とは、好ましくは約2kPa以下、より好ましくは0.67kPa以下、最も好ましくは0.13kPa以下をいう。
【0042】
ポリエーテルエステルアミドの重合反応においては、金属触媒を用いることが可能であり、これら金属触媒として、テトラブチルチタネート等のテトラアルキルチタネートやシュウ酸チタンカリウム等のシュウ酸チタン金属塩のようなチタン系触媒、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズラウレート、モノブチルスズオキサイドのようなスズ系触媒、ジルコニウムテトラブトキサイド、ジルコニウムイソプロポキサイド等のジルコニウム系触媒、ハフニウムテトラエトキサイド等のハフニウム系触媒、酢酸鉛等の鉛系触媒、酢酸亜鉛等の亜鉛系触媒、酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム触媒、三酸化アンチモン等のアンチモン系触媒がある。これらは1種または必要に応じて2種以上組み合わせてもよい。
【0043】
本発明のポリエーテルエステルアミドは重合前および/または重合後に酸化防止剤、熱分解防止剤、紫外線吸収剤、耐加水分解改良剤、着色剤、導電剤、難燃剤、補強材、充填剤、滑剤、核剤、離型剤、可塑剤、接着助剤、粘着剤等の添加剤を任意に含有せしめることができる。また、スルホン酸金属塩やアニオン系、カチオン系、非イオン系の界面活性剤等の帯電防止剤を添加して帯電防止性を一層向上させることもできる。
【0044】
本発明のポリエーテルエステルアミドは、通常の熱可塑性樹脂やゴムの成形に利用される一般的な成形方法の適用が可能であり、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、カレンダー加工、シート成形、コーティング被覆等を用いることができる。
【0045】
本発明において、ポリエーテルエステルアミドは、エラストマーとしてこのまま用いてもよく、更に、種々の熱可塑性樹脂と混合して用いることも可能である。熱可塑性樹脂に混合することにより、熱可塑性樹脂の機械物性の向上や帯電防止性の付与が可能である。さらに、この熱可塑性樹脂が透明性スチレン系樹脂の場合、ポリエーテルエステルアミドの屈折率と透明性スチレン系樹脂の屈折率との差を0.03以下、好ましくは0.02以下に調整することにより、透明性に優れる樹脂組成物を製造することができる。ポリエーテルエステルアミドの屈折率の調整は、共重合成分の変更により可能である。屈折率はポリエーテルエステルアミド中の芳香族や、ハロゲン等の屈折率を変動させる成分の量を加減することにより行うことができる。
【0046】
屈折率を低くする場合には、例えば芳香環やハロゲン等の屈折率を高くするものを含有しない化合物もしくは含有量の低い化合物を用いるか、そのような成分を含有する成分の共重合量を減らして重合を行い、ポリエーテルエステルアミド中の芳香環やハロゲン等の含有量を減少させる方法があり、逆に屈折率を高くする場合には、芳香環やハロゲン等の含有量を増量する方法がある。
【0047】
熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、エチレン/プロピレン樹脂、エチレン/1−ブテン樹脂、エチレン/プロピレン/非共役ジエン樹脂、エチレン/アクリル酸エチル樹脂、エチレン/メタクリル酸グリシジル樹脂体、エチレン/酢酸ビニル/メタクリル酸グリシジル樹脂、エチレン/酢酸ビニル/メタクリル酸グリシジル樹脂、エチレン/プロピレン−g−無水マレイン酸樹脂、ポリエステルポリエーテルエラストマー、ポリエステルポリエステルエラストマー等のエラストマー、あるいはこれら熱可塑性樹脂の2種以上の混合物が挙げられるが、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましく、さらに好ましくは、スチレン系樹脂である。
【0048】
上記熱可塑性樹脂のなかで、スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、ゴム強化スチレン系樹脂、およびゴム強化スチレン系樹脂とポリフェニレンオキシドとのポリマーブレンド体(変性ポリフェニレンオキシド樹脂)などが挙げられる。
【0049】
また、ゴム強化スチレン系樹脂としては、ゴム質重合体に芳香族ビニル系単量体と必要に応じ他の単量体をグラフト重合してなるグラフト(共)重合体を好ましく挙げることができ、これはゴム状重合体の存在下に、芳香族ビニル単量体および必要に応じ他のビニル系単量体を、公知の塊状重合、塊状懸濁重合、溶液重合または乳化重合に供することにより得られる。
【0050】
このようなゴム強化スチレン系樹脂としては、例えば、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体)、MBS樹脂(メチルメタクリレート−ブタジエンゴム−スチレン共重合体)、およびAES樹脂(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体)などが挙げられる。
【実施例】
【0051】
以下、実施例により本発明の構成、効果をさらに詳細に説明する。特に断らない限り、部数および%は重量部および重量%を意味する。なお、本発明で得られたポリエーテルエステルアミドの結晶化温度は、示差走査熱量測定器(パーキンエルマー社製DSC−7型,測定条件:降温開始温度250℃、降温速度20℃/分)を用いて測定を行った。
【0052】
[実施例1]ポリエーテルエステルアミド(A−1)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.95となるようにテレフタル酸は5.82部とし、酸化防止剤(イルガノックス1098:チバスペシャルティケミカルズ(株)製 以下同様)0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。テトラブチルチタネート0.1部を加えて、圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、攪拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0053】
反応時間は2.1時間であり、結晶化温度が115.0℃、未反応ラクタム含有率が0.24%、アミノ基量が0.48×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(A−1)を得た。
【0054】
このポリエーテルエステルアミド(A−1)は未反応ラクタムの含有量が極少量であり、ポリマー表面の粘着性が抑制されたことから生産性に優れ、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が無く、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルは発生せず、ラクタム除去のための後整備も必要なかった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルも発生しなかった。さらにカッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良の発生を抑制でき、総ポリマー収率も98.2%であった。
【0055】
以上のように冷却装置の設備面・整備面で簡素化が可能であり、また吐出ポリマーのカット時もカッティング不能となる不具合やポリマーの融着等は発生しなかった。
【0056】
[実施例2]ポリエーテルエステルアミド(A−2)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.92となるようにテレフタル酸は6.01部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。テトラブチルチタネート0.1部を加えて、圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、攪拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0057】
反応時間は3.2時間であり、結晶化温度が114.5℃、未反応ラクタム含有率が1.67%、アミノ基量が2.20×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(A−2)を得た。
【0058】
このポリエーテルエステルアミド(A−2)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が若干多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認でき、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルが1件発生した。
【0059】
また、連続的に吐出した場合、7,000kg吐出した時点で、冷却装置に蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要となった。
【0060】
また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが2件発生した。しかし、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良が発生することは無く、総ポリマー収率は94.2%であった。
【0061】
[実施例3]ポリエーテルエステルアミド(A−3)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.97となるようにテレフタル酸は5.70部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0062】
反応時間は2.7時間であり、結晶化温度が113.8℃、未反応ラクタム含有率が1.58%、アミノ基量が2.13×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(A−3)を得た。
【0063】
このポリエーテルエステルアミド(A−3)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が若干多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認できたが、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブル発生しなかった。また、連続的に吐出した場合、8,400kg吐出した時点で、冷却装置に蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要であった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが3件発生した。しかし、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良は発生することは無く、総ポリマー収率は95.3%であった。
【0064】
[実施例4]ポリエーテルエステルアミド(A−4)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.90となるようにテレフタル酸は6.15部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0065】
反応時間は3.8時間であり、結晶化温度が114.3℃、未反応ラクタム含有率が2.42%、アミノ基量が3.36×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(A−4)を得た。
【0066】
このポリエーテルエステルアミド(A−4)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認でき、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルが3件発生した。
【0067】
また、連続的に吐出した場合、4,200kg吐出した時点で、冷却装置に蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要であった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが4件発生した。しかし、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良は発生することは無く、総ポリマー収率は90.6%であった。
【0068】
[実施例5]ポリエーテルエステルアミド(A−5)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.98となるようにテレフタル酸は5.64部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0069】
反応時間は3.4時間であり、結晶化温度が114.6℃、未反応ラクタム含有率が2.33%、アミノ基量が3.17×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(A−5)を得た。
【0070】
このポリエーテルエステルアミド(A−5)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認でき、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルが3件発生した。
【0071】
また、連続的に吐出した場合、5,600kg吐出した時点で、冷却装置に蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要であった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが3件発生した。しかし、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良は発生することは無く、総ポリマー収率は92.8%であった。
【0072】
[比較例1]ポリエーテルエステルアミド(B−1)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.89となるようにテレフタル酸は6.22部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0073】
反応時間は6.1時間であり、結晶化温度が115.2℃、未反応ラクタム含有率が3.25%、アミノ基量が4.2×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(B−1)を得た。
【0074】
このポリエーテルエステルアミド(B−1)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が非常に多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認でき、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルが11件発生した。
【0075】
また、連続的に吐出した場合、1,050kg吐出した時点で、冷却装置に蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要であった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが12件発生した。さらに、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット潰れ等の形状不良が発生し、総ポリマー収率は76.8%であった。
【0076】
[比較例2]ポリエーテルエステルアミド(B−2)
カプロラクタム45部、数平均分子量が1,500であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物45部、数平均分子量が1,500であるポリエチレングリコール5部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=1.00となるようにテレフタル酸は5.53部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0077】
反応時間は5.4時間であり、結晶化温度が115.6℃、未反応ラクタム含有率が3.07%、アミノ基量が4.1×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(B−2)を得た。
【0078】
このポリエーテルエステルアミド(B−2)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量が非常に多いことから、ポリマー吐出時における冷却装置へのラクタム付着が確認でき、冷却装置の冷却効率低下による冷却装置へのポリマー付着トラブルが9件発生した。
【0079】
また、連続的に吐出した場合、1,400kg吐出した時点で、蓄積されたラクタム除去のための後整備が必要であった。また、ポリマー表面へのラクタム付着による品質異常、ポリマー表面の粘着性を原因とする隣接するストランドへの付着トラブルが10件発生した。さらに、カッター刃のラクタム付着による切れ味劣化を原因としたペレット形状不良の発生が確認できた。以上によるポリマー収率は83.1%であった。
【0080】
[比較例3]ポリエーテルエステルアミド(B−3)
カプロラクタム45部、数平均分子量が680であるビスフェノールAのエチレンオキシド付加物42部、数平均分子量が600であるポリエチレングリコール4部、さらにポリ(アルキレンオキシド)グリコールに由来する水酸基量〔OH〕に対し、カルボキシル基量〔COOH〕が〔OH〕/〔COOH〕=0.95となるようにテレフタル酸は11.94部とし、酸化防止剤0.5部と共に反応容器に仕込み、Nパージして260℃で60分間加熱攪拌して透明な均質溶液とした後、0.07kPa以下まで減圧した。圧力は0.07kPa以下、温度は260℃の条件で、撹拌トルクが11kg・m(11r/min)になった時点で反応を終了した。
【0081】
反応時間は4.6時間であり、結晶化温度が82.2℃、未反応ラクタム含有率が0.31%、アミノ基量が0.52×10−5eq/gのポリエーテルエステルアミド(B−3)を得た。
【0082】
このポリエーテルエステルアミド(B−3)は、実施例1のポリエーテルエステルアミド(A−1)と比較し、未反応ラクタムの含有量はほぼ同等であったが、結晶化温度が低いために通常条件よりも冷却時間を長く取らないとカッティングが不可能なため、カッティングを中断した。
【0083】
以上説明したように、本発明のポリエーテルエステルアミドは、当該ポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタムの含有量を制限することで、ポリマー表面に粘着性が無く、吐出、冷却、カッティングにおいて優れた生産性を得ることができる。また、比較例1,2の結果から、当該ポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタムの含有量が3%を超える場合、生産性が大幅に低下することが分かる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとカルボン酸から合成される合計炭素原子数が6以上の塩、
(b)数平均分子量が1,000〜3,000である次式(I)〜(III)から選ばれる1種もしくは2種以上のジオール化合物
【化1】

(ただし式中、R1、R2はエチレンオキシド基およびプロピレンオキシド基の少なくとも1つを示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキリデン基、炭素数7〜17のシクロアルキリデン基、炭素数7〜17のアリールアルキリデン基、O、SO、SO、CO、S、CF、C(CF、またはNHを示し、X1〜X12は水素、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン基、スルホン基、またはその金属塩を示す。)、
(c)数平均分子量が1,000〜3,000であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール、および
(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸、
を重合し得られるポリエーテルエステルアミドであって、当該ポリエーテルエステルアミド中の未反応ラクタムの含有量が3重量%以下であることを特徴とするポリエーテルエステルアミド。
【請求項2】
アミノ基が3.5×10−5eq/g以下である請求項1に記載のポリエーテルエステルアミド。
【請求項3】
(a)炭素原子数6以上のアミノカルボン酸または炭素原子数6以上のラクタム、もしくはジアミンとジカルボン酸から合成される合計炭素原子数が6以上の塩、
(b)数平均分子量が1,000〜3,000である次式(I)〜(III)から選ばれる1種もしくは2種以上のジオール化合物
【化2】

(ただし式中、R1、R2はエチレンオキシド基およびプロピレンオキシド基の少なくとも1つを示し、Yは共有結合、炭素数1〜6のアルキレン基、炭素数1〜6のアルキリデン基、炭素数7〜17のシクロアルキリデン基、炭素数7〜17のアリールアルキリデン基、O、SO、SO、CO、S、CF、C(CF、またはNHを示し、X1〜X12は水素、炭素数1〜6のアルキル基、ハロゲン基、スルホン基、またはその金属塩を示す。)、
(c)数平均分子量が1,000〜3,000であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール、および、
(d)炭素原子数4〜20のジカルボン酸
を重合し、ポリエーテルエステルアミドを生成する際に(b)および(c)に由来する水酸基量〔OH〕と(d)に由来するカルボキシル基量〔COOH〕が0.90≦〔OH〕/〔COOH〕≦0.98を満たすことを特徴とするポリエーテルエステルアミドの製造方法。






【公開番号】特開2007−9012(P2007−9012A)
【公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−189781(P2005−189781)
【出願日】平成17年6月29日(2005.6.29)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】