JP2003517488A

JP2003517488A - ポリマーナノコンポジット組成物

Info

Publication number: JP2003517488A
Application number: JP2000531489A
Authority: JP
Inventors: ゲトラー，ロイド・エイ; ライセツク，ブルース・エイ; パウエル，クロイス・イー
Original assignee: ソリユテイア・インコーポレイテツド
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2003-05-27
Also published as: CN1301278A; KR20010040964A; AU6162398A; EP1054922A4; BR9815778A; EP1054922A1; WO1999041299A1; CA2320988A1

Abstract

(57)【要約】ポリアミドおよび処理されたケイ酸塩のポリマーナノコンポジット組成物であて、処理されたケイ酸塩は、^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４の式の少なくとも１つのアンモニウムイオンで処理されたケイ酸塩物質を含むポリマーナノコンポジット組成物：この場合、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ _１〜Ｃ_２２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択され、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成し、そして任意には、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、処理されたケイ酸塩がその内部に分散されているポリアミドマトリ
ックスを含むナノコンポジット材料に関する。より詳細には、本発明は、少なく
とも１つのアンモニウムイオンで処理されたケイ酸塩物質がその内部に分散され
ているナノコンポジット材料に関する。

【０００２】（発明の背景）国際特許出願公開ＷＯ９３／０４１１８は、板状粒子がその内部に分散された
ポリマーナノコンポジットの調製プロセスを開示している。このプロセスは、ポ
リマーを、膨潤性でポリマー相容性のインターカレーションした層状物質を用い
て溶融加工し、層を解離させるのに十分な剪断速度に付すことを含む。層状物質
は、シラン官能基またはオニウムカチオン官能基を有する１つまたは複数の「効
果的な膨潤／相容化剤」によって相容化されている。

【０００３】国際特許出願公開ＷＯ９３／０４１１７は、板状粒子がその内部に分散された
ポリマーナノコンポジットの調製プロセスを開示している。この場合、ポリマー
および膨潤性でポリマー相容性のインターカレーションした層状物質が溶融加工
されている。層状物質は、一級アンモニウムイオン、二級アンモニウムイオンお
よび四級ホスホニウムイオンから選択される１つまたは複数の「効果的な膨潤／
相容化剤」によって相容化されている。選択された膨潤／相容化剤は、「その表
面を、三級および四級のアンモニウムイオン複合体によって相容化されている場
合よりも親有機性にし」、混合時のより小さな剪断およびポリマーのより少ない
分解をもたらす層剥離を容易にし、そしてコンポジットを、（四級アンモニウム
カチオンなどの）他のカチオン膨潤／相容化剤よりも熱安定性にする。

【０００４】国際特許出願公開ＷＯ９４／２２４３０は、少なくとも１つのγ相ポリアミド
を含み、ポリアミドに分散され、ナノメートルスケールの粒状物のマトリックス
であるポリマーマトリックスを有するナノコンポジット組成物を開示している。
粒状物をナイロン６に加えることによって、未充填のナイロン６と比較した場合
、曲げ弾性率および曲げ強度の改善が得られた（７％〜３５％）。粒状物のナイ
ロン６，６への添加は、未充填のナイロン６，６と比較した場合、曲げ弾性率お
よび曲げ強度の改善がほとんど得られなかった（１％〜３％）。

【０００５】国際特許出願公開ＷＯ９３／１００９８は、反応性の有機シラン種がその表面
に共有結合した層を含む膨潤性でポリマー相容性のインターカレーションした層
状物質を用いてポリマーを溶融加工するすることによって作製されたポリマーコ
ンポジットを開示している。

【０００６】国際特許出願公開ＷＯ９５／１４７３３は、ポリマーを、回廊を含有する層状
結晶性ケイ酸塩を用いて溶融加工することによって融点またはガラス転移温度を
示さないポリマーコンポジットの製造方法を開示している。その例には、インタ
ーカレーションしたケイ酸ナトリウムおよび結晶性ポリ（エチレンオキシド）、
四級アンモニウムおよびポリスチレンをインターカレーションさせたモンモリロ
ナイト、ならびに四級アンモニウムおよびナイロン６をインターカレーションさ
せたモンモリロナイトが含まれる。

【０００７】上記の参考は、単独でも組み合わせても、請求の範囲に記載されたように、本
発明を開示することはない。

【０００８】（発明の要旨）本発明は、引張り強度、引張り弾性率および曲げ弾性率の組み合わせが必要と
される自動車、電子工学、フィルムおよび繊維での適用に好適なポリマーナノコ
ンポジット組成物に関する。さらに、請求項に記載されるポリマーナノコンポジ
ット組成物はまた、望ましい表面外見、じん性、延性および寸法安定性を有する
。この組成物は加工性がよく、そして広範囲の成型条件に耐える。

【０００９】そのようなポリマーナノコンポジット組成物は、ポリアミドおよび処理された
ケイ酸塩を含む。この場合、処理されたケイ酸塩は、下記の式の少なくとも１つ
のアンモニウムイオンで処理されたケイ酸塩物質を含む： ^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ _２２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択
され、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成する。例として、
飽和または不飽和のアルキル（アルキレンを含む）；置換アルキル、例えば、ヒ
ドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アルコキシ、アミノアルキル、酸アル
キル、ハロゲン化アルキル、スルホン酸化アルキル、ニトロ化アルキルなど；分
枝状アルキル；アリールおよび置換アリール、例えば、アルキルアリール、アル
キオキシアリール、アルキルヒドロキシアリール、アルキルアルコキシアリール
などが含まれる。任意には、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素である。
処理されたケイ酸塩の、１００グラムのケイ酸塩あたりの処理のミリグラム（Ｍ
ＥＲ）は、下記において詳しく説明されているが、未処理のケイ酸塩のカチオン
交換容量よりも１０ミリ当量／１００ｇ低い値から、未処理のケイ酸塩のカチオ
ン交換容量よりも３０ミリ当量／１００ｇ大きい値までである。コンポジットポ
リマーマトリックス材料は、試験されたときに、処理されたケイ酸塩を有しない
ポリマーの引張り強度と比較した場合、引張り強度の実質的な低下を伴うことな
く、引張り弾性率および曲げ弾性率の改善を示す。本明細書で用いられているよ
うに、「実質的な低下」は、統計学的に決定された偏差を越える低下を意味する
。

【００１０】本発明は、上記のポリマーナノコンポジット組成物の調製方法に関する。この
方法は、ポリアミドおよび処理されたケイ酸塩物質の流動性混合物を形成するこ
と、および処理されたケイ酸塩の少なくとも５０％（しかし、すべてではない）
を解離（その用語は下記においてより詳しく説明される）させることを含む。処
理されたケイ酸塩は、下記の式の少なくとも１つのアンモニウムイオンで処理さ
れたケイ酸塩物質である： ^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ _２２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択
され、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成する。例として、
飽和または不飽和のアルキル（アルキレンを含む）；置換アルキル、例えば、ヒ
ドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アルコキシ、アミノアルキル、酸アル
キル、ハロゲン化アルキル、スルホン酸化アルキル、ニトロ化アルキルなど；分
枝状アルキル；アリールおよび置換アリール、例えば、アルキルアリール、アル
キオキシアリール、アルキルヒドロキシアリール、アルキルアルコキシアリール
などが含まれる。任意には、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素である。
処理されたケイ酸塩の、１００グラムのケイ酸塩あたりの処理のミリグラム（Ｍ
ＥＲ）は、下記において詳しく説明されているが、未処理のケイ酸塩のカチオン
交換容量よりも１０ミリ当量／１００ｇ低い値から、未処理のケイ酸塩のカチオ
ン交換容量よりも３０ミリ当量／１００ｇ大きい値までである。コンポジットポ
リマーマトリックス材料は、試験されたときに、処理されたケイ酸塩を有しない
ポリマーの引張り強度と比較した場合、引張り強度の顕著な低下を伴うことなく
、引張り弾性率および曲げ弾性率の改善を示す。

【００１１】（本発明の好適な実施形態の説明）本発明のポリアミドは、少なくとも２個の炭素原子によって互いに隔てられて
いるポリマー鎖の一体構成部分として反復しているカーボンアミド基が存在する
ことを特徴とする合成線状ポリカーボンアミドである。このタイプのポリアミド
には、ジアミンおよび二塩基酸から得ることができる、ナイロンとしてこの分野
では一般に知られているポリマーであって、下記の一般式によって表される反復
ユニットを有するポリマーが含まれる： −ＮＨＣＯＲ_５ＣＯＨＮＲ_６− 式中、Ｒ_５は、少なくとも２個の炭素原子（好ましくは、約２個〜約１１個）の
アルキレン基、または少なくとも約６個の炭素原子（好ましくは、約６個〜約１
７個の炭素原子）を有するアリーレンであり；そしてＲ_６はＲ_５およびアリール
基から選択される。さらに含まれるものとして、既知の方法で、例えば、ヘキサ
メチレンジアミンとテレフタル酸およびアジピン酸からなる二塩基酸の混合物と
の縮合によって得られるコポリアミドおよびターポリアミドなどである。上記の
ポリアミドはこの分野ではよく知られており、例えば、ポリ（ヘキサメチレンア
ジパアミド）（ナイロン６，６）、ポリ（ヘキサメチレンセバカアミド）（ナイ
ロン６，１０）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）、ポリ（ヘキサメチ
レンテレフタルアミド）、ポリ（ヘプタメチレンピメルアミド）（ナイロン７，
７）、ポリ（オクタメチレンスベルアミド）（ナイロン８，８）、ポリ（ノナメ
チレンアゼルアミド）（ナイロン９，９）、ポリ（デカメチレンセバカアミド）
（ナイロン１０，９）、ポリ（デカメチレンセバカアミド）（ナイロン１０，１
０）、ポリ［ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン−１，１０−デカンカル
ボキサミド）］、ポリ（ｍ−キシレンアジパアミド）、ポリ（ｐ−キシレンセバ
カアミド）、ポリ（２，２，２−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド）
、ポリ（ピペラジンセバカアミド）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）
、ポリ（メタフェニレンイソフタルアミド）、ならびに上記ポリマーのコポリマ
ーおよびターポリマーを含む。さらなるポリアミドには、ナイロン４，６、ナイ
ロン６，９、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１、ナイロン１
２、非晶質ナイロン、芳香族ナイロン、およびそれらのコポリマーが含まれる。

【００１２】他の有用なポリアミドは、アミノ酸および例えばラクタムのようなその誘導体
の重合によって形成されるポリアミドである。これらの有用なポリアミドの例示
として、ポリ（カプロラクタム）（ナイロン６）、ポリ（４−アミノ酪酸）（ナ
イロン４）、ポリ（７−アミノヘプタン酸）（ナイロン７）、ポリ（８−アミノ
オクタン酸）（ナイロン８）、ポリ（９−アミノノナン酸）（ナイロン９）、ポ
リ（１０−アミノデカン酸）（ナイロン１０）、ポリ（１１−アミノウンデカン
酸）（ナイロン１１）、ポリ（１２−アミノドセカン酸）（ナイロン１２）など
が含まれる。

【００１３】好ましいポリアミドは、ポリ（ヘキサメチレンアジパアミド）（ナイロン６，
６）であって、本明細書中において包含される適用に必要な引張り強度、引張り
弾性率および曲げ弾性率の所望する組み合わせを有するコンポジットをもたらす
バイダイン（Ｖｙｄｙｎｅ）（登録商標）ナイロンである（バイダイン（Ｖｙｄ
ｙｎｅ）（登録商標）はＳｏｌｕｔｉａ，Ｉｎｃ．の登録商標である）。

【００１４】ポリアミドの好ましい分子量は３０，０００〜８０，０００Ｄ（重量平均）の
範囲であり、より好ましい分子量は少なくとも４０，０００Ｄ（重量平均）であ
る。ポリアミドの重量平均分子量を約３５，０００Ｄから５５，０００Ｄに増大
すると、切欠きアイゾット衝撃試験によって示されるようにじん性の予想外の増
大が得られる。ポリアミド自体の約３５，０００Ｄから５５，０００Ｄへの重量
平均分子量の増大は、じん性の小さな増大をもたらす一方で、ナノコンポジット
における分子量の同じ増大は、じん性における約２倍の増大が得られる。従って
、じん性の増大は、ポリアミド自体のじん性と比較した場合、ナノコンポジット
において高まっている。

【００１５】好ましい実施形態において、ポリアミドは、１よりも大きなアミン末端基／酸
末端基の比を有する。より好ましくは、アミン末端基の濃度は、カルボン酸末端
基の濃度よりも少なくとも１０モル％大きい。さらにより好ましい実施形態にお
いて、ポリアミドは、カルボン酸末端基の濃度よりも少なくとも２０モル％大き
いアミン末端濃度を有し、そして最も好ましい実施形態において、ポリアミドは
、カルボン酸末端基の濃度よりも少なくとも３０モル％大きいアミン末端濃度を
有する。別の実施形態において、アミン末端基の濃度は、カルボン酸末端基の濃
度と本質的に等しい。

【００１６】好ましい実施形態には、ナイロン６、ナイロン６，６、それらの混合物、およ
びそれらのコポリマーが含まれる。混合物におけるナイロン６／ナイロン６，６
の割合の範囲は約１／１００〜１００／１である。好ましくは、その割合は約１
／１０〜１０／１である。コポリマーにおけるナイロン６／ナイロン６，６の割
合の範囲は約１／１００〜１００／１である。好ましくは、その割合は約１／１
０〜１０／１である。

【００１７】任意には、ナノコンポジット組成物は、少なくとも１つのさらなるポリマーを
含む。好適なポリマーの例には、ポリエチレンオキシド、ポリカーボナート、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）、ポリ（ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリ（エチレンテレフタラート）、
ポリ（ブチレンテレフタラート）、ポリ（トリメチレンテレフタラート）、ポリ
（エチレンナフタラート）、ポリ（エチレンテレフタラート−ｃｏ−シクロヘキ
サンジメタノールテレフタラート）、ポリスルホン、ポリ（フェニレンオキシド
）またはポリ（フェニレンエーテル）、ポリ（ヒドロキシ安息香酸−ｃｏ−エチ
レンテレフタラート）、ポリ（ヒドロキシ安息香酸−ｃｏ−ヒドロキシナフテン
酸）、ポリ（エステルアミド）、ポリ（エーテルイミド）、ポリ（フェニレンス
ルフィド）、ポリ（フェニレンテレフタルアミド）が含まれる。

【００１８】混合物は、ポリマーとともに広く用いられている添加剤である様々な成分を任
意に含むことができる。そのような任意に使用される成分には、界面活性剤、核
化剤、結合剤、フィラー、衝撃緩和剤、鎖伸長剤、可塑剤、相容剤、着色剤、離
型潤滑剤、帯電防止剤、色素、難燃剤などが含まれる。

【００１９】フィラーの好適な例には、炭素繊維、ガラス繊維、カオリン粘土、ケイ灰石お
よびタルクが含まれる。相容剤の好適な例には、酸修飾炭化水素ポリマーが含ま
れ、例えば、マレイン酸無水物−グラフト化ポリエチレン、マレイン酸無水物−
グラフト化ポリプロピレン、マレイン酸無水物−グラフト化エチレンブチレン−
スチレンブロックコポリマーが含まれる。離型潤滑剤の好適な例には、アルキル
アミン、ステアルアミド、およびステアリン酸ジアルミニウムまたはステアリン
酸トリアルミニウムが含まれる。

【００２０】衝撃緩和剤の好適な例には、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレ
ンジエンゴム、メタクリラート−ブタジエン−スチレン（コアシェル形態を有す
る）、カルボキシル修飾型またはカルボキシル非修飾型のポリ（ブチルアクリラ
ート）、ポリ（エチレンアクリラート）、ポリ（エチレンメチルアクリラート）
、ポリ（エチレンアクリル酸）、ポリ（エチレンアクリラート）イオノマー類、
ポリ（エチレンメタクリラートアクリル酸）ターポリマー、ポリ（スチレン−ブ
タジエン）ブロックコポリマー、ポリ（スチレン−ブタジエン−スチレン）ブロ
ックターポリマー、ポリ（スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン）ブロック
ターポリマー、およびポリ（スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンカルボキ
シラート）ブロックターポリマーが含まれる。

【００２１】シラン結合剤はこの分野ではよく知られており、本発明において有用である。
好適な結合剤の例には、オクタデシルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルフェニルジメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリプロポキシシ
ラン、３，３−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、γ−プロピ
オンアミドトリトキシシラン、Ｎ−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ（β−アミ
ノエチル）アミン、トリメトキシシリルウンデシルアミン、トリメトキシシリル
−２−クロロメチルフェニルエタン、トリメトキシシリルエチルフェニルスルホ
ニルアジド、Ｎ−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモ
ニウムクロリド、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）−Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−
ジアリルアンモニウムクロリド、トリメトキシシリルプロピルシンナマート、３
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアナトプロピルトリエト
キシシランなどが含まれる。好ましいシランは、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシランである。シラン結合剤は、任意には、ポリマーコンポジットに、層状ケ
イ酸塩の約０．５重量％〜５重量％の範囲で加えられる。シラン結合剤の好まし
い濃度範囲は、コンポジットにおける層状ケイ酸塩の約１重量％〜３重量％であ
る。

【００２２】１つの実施形態において、ナノコンポジット組成物は、ポリアミドの酸末端基
を、処理された層状ケイ酸塩の表面にシラン結合剤により結合させた組成物をさ
らに含む。

【００２３】本発明のケイ酸塩物質は、層状ケイ酸塩および繊維状の鎖状ケイ酸塩からなる
群から選択され、フィロケイ酸塩を含む。繊維状の鎖状ケイ酸塩の例には、鎖状
鉱物、例えば、海泡石およびアタパルジャイトが含まれ、海泡石が好ましい。そ
のようなケイ酸塩は、例えば、日本国特許出願公告６−８４４３５（１９９４年
１０月２６日公告）に記載されている。層状ケイ酸塩の例には、層状のスメクタ
イト粘土物質が含まれ、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデル
石、ボルコンスコアイト（ｖｏｌｋｏｎｓｋｏｉｔｅ）、ラポナイト（Ｌａｐｏ
ｎｉｔｅ）（登録商標）合成ヘクトライト、天然ヘクトライト、サポナイト、ソ
ーコナイト、マガジアイト（ｍａｇａｄｉｉｔｅ）、およびケニヤアイト；バー
ミキュライトなどである。他の有用な物質には、層状のイライト物質が含まれ、
例えば、レジカイト（ｌｅｄｉｋｉｔｅ）、およびイライトと上記に列記された
粘土鉱物の１つまたは複数との混合物などである。好ましい層状ケイ酸塩は、ス
メクタイト粘土物質であり、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイ
デル石、ボルコンスコアイト、ラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）（登録商標）合
成ヘクトライト、天然ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、マガダイト（
ｍａｇａｄｉｔｅ）、およびケニヤアイトなどである。

【００２４】本発明における使用に好適な層状ケイ酸塩物質は、この分野ではよく知られて
おり、「膨潤性層状物質」と呼ばれることがある。請求項に記載される層状ケイ
酸塩、およびポリアミドとともに溶融加工されたときに形成される板状物のさら
なる説明が、国際特許出願公開ＷＯ９３／０４１１７（これは参考として本明細
書により援用される）に見出される。層状ケイ酸塩物質は、典型的には、処理さ
れたときに、物質が増大した層間間隔を示すように、層内の結合が層間の結合よ
りも強い凝集性の共平面構造に配置された平面層を有する。

【００２５】層状ケイ酸塩物質は、下記においてより詳しく記載されているように、本発明
の処理されたケイ酸塩の性能に必要とされる層間の膨潤および／または間隔を得
るために必要なアンモニウムイオンによる処理を必要とする。本明細書で使用さ
れているように、「層間間隔」は、何らかの層割れ（または層剥離）が生じる前
の処理された物質において組み立てられている層の面間距離をいう。好ましい粘
土物質は、一般に、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｃａ^＋２、Ｋ^＋およびＭｇ^＋２などの層間
カチオンまたは交換可能なカチオンを含む。この状態において、このような物質
は、通常は約４Åに等しいか、またはそれよりも小さい層間間隔を有し、そして
混合に関わりなく、ホストポリマー溶融物において低い程度の層割れをもたらす
だけである。請求項に記載されている実施形態において、カチオン処理は、層状
ケイ酸塩の層割れを改善するために、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｃａ^＋２、Ｋ^＋およびＭ
ｇ^＋２などの層間カチオンと交換することができるアンモニウム種である。

【００２６】本発明の処理されるケイ酸塩は、下記の式の少なくとも１つのアンモニウムイ
オンで処理された上記のケイ酸塩物質である： ^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４ただし、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ _２２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択
され、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成する。例として、
飽和または不飽和のアルキル（アルキレンを含む）；置換アルキル、例えば、ヒ
ドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アルコキシ、アミノアルキル、酸アル
キル、ハロゲン化アルキル、スルホン酸化アルキル、ニトロ化アルキルなど；分
枝状アルキル；アリールおよび置換アリール、例えば、アルキルアリール、アル
キオキシアリール、アルキルヒドロキシアリール、アルキルアルコキシアリール
などが含まれる。任意には、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素である。
２つ以上のアンモニウムイオンの混合物も本発明により包含される。

【００２７】本発明の好ましい実施形態において、Ｒ_１は、水素化獣脂、不飽和獣脂、また
は少なくとも６個の炭素を有する炭化水素からなる群から選択され、そしてＲ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、１個〜１８個の炭素を有する。獣脂は、少量の同
族体とともに、そして平均して１〜２の不飽和度を有するオクタデシル鎖から主
として構成されている。そのおよその組成は、７０％のＣ_１８、２５％のＣ_１６、４％のＣ_１４および１％のＣ_１２である。本発明の別の好ましい実施形態にお
いて、Ｒ_１およびＲ_２は独立して、水素化獣脂、不飽和獣脂、または少なくとも
６個の炭素を有する炭化水素からなる群から選択され、そしてＲ_３およびＲ_４は
独立して、１個〜１２個の炭素を有する。

【００２８】好適なＲ_１基、Ｒ_２基、Ｒ_３基およびＲ_４基の例には、アルキル、例えば、メ
チル、エチル、オクチル、ノニル、ｔｅｒｔ−ブチル、エチルヘキシル、ネオペ
ンチル、イソプロピル、ｓｅｃ−ブチルおよびドデシルなど；アルケニル、例え
ば、１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、１−ヘ
プテニルおよび１−オクテニルなど；シクロアルキル、例えば、シクロヘキシル
、シクロペンチル、シクロオクチルおよびシクロヘプチルなど；エトキシなどの
アルコキシ；ヒドロキシアルキル；アルコキシアルキル、例えば、メトキシメチ
ル、エトキシメチル、ブトキシメチル、プロポキシエチルおよびペントキシブチ
ルなど；アリールオキシアルキルおよびアリールオキシアリール、例えば、フェ
ノキシフェニル、フェノキシメチル、フェノキシデシルおよびフェノキシオクチ
ルなど；アリールアルキル、例えば、ベンジル、フェニルエチル、８−フェニル
オクチルおよび１０−フェニルデシルなど；アルキルアリール、例えば、３−デ
シルフェニル、４−オクチルフェニルおよびノニルフェニルなどが挙げられる。

【００２９】ケイ酸塩物質を処理する際に使用される好ましいアンモニウムには、下記のよ
うなオニウムが含まれる：例えば、ジメチルジ（水素化獣脂）アンモニウム、ジ
メチルベンジル水素化獣脂アンモニウム、ジメチル（エチルヘキシル）水素化獣
脂アンモニウム、トリメチル水素化獣脂アンモニウム、メチルベンジルジ（水素
化獣脂）アンモニウム、Ｎ，Ｎ−２−シクロブトキシジ（水素化獣脂）アンモニ
ウム、トリメチル獣脂アンモニウム、メチルジヒドロキシエチル獣脂アンモニウ
ム、オクタデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウム、ジメチル（エチルヘ
キシル）水素化獣脂アンモニウム、およびそれらの混合物など。特に好ましいア
ンモニウムには四級アンモニウムが含まれ、例えば、ジメチルジ（水素化獣脂）
アンモニウム、ジメチルベンジル水素化獣脂アンモニウム、メチルジヒドロキシ
エチル獣脂アンモニウム、オクタデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウム
、ジメチル（エチルヘキシル）水素化獣脂アンモニウム、およびそれらの混合物
が含まれる。

【００３０】アンモニウムイオン（１つまたは複数）による処理は、「カチオン処理」とも
呼ばれているが、イオン交換によってイオンをケイ酸塩物質に導入することを含
むことができる。ケイ酸塩物質が層状ケイ酸塩である実施形態において、カチオ
ン処理により、得られた板状層が厚さにおいて約２０個未満の粒子を含むように
層状物質のすべての層間、ほぼすべての層間、または層の大部分に空間を導入す
ることができる。この板状層は、好ましくは厚さが約８個未満の粒子であり、よ
り好ましくは厚さが約５個未満の粒子であり、最も好ましくは厚さが約１個また
は２個の粒子である。

【００３１】処理されたケイ酸塩は、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よりも約１０ミ
リ当量／１００ｇ低い値から、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よりも約３
０ミリ当量／１００ｇ大きい値までのＭＥＲを有する。ＭＥＲは、１００ｇのケ
イ酸塩あたりの処理のミリ当量数である。未処理のケイ酸塩はそれぞれ、１００
ｇのケイ酸塩あたりの交換に用いられるカチオンのミリ当量であるカチオン交換
容量を有する。例えば、層状ケイ酸塩であるモンモリロナイトのカチオン交換容
量は約９５であり得るし、海泡石の交換容量は約２５〜４０の範囲にある。処理
されたケイ酸塩のＭＥＲがカチオン交換容量を大幅に超える場合は、ポリアミド
と反応するために利用され得る過度のカチオン処理である。このような過度は、
ポリアミドの特性の悪化をもたらし得る。

【００３２】ＭＥＲが大きいほど、処理されたケイ酸塩におけるケイ酸塩濃度は低くなる。
従って、第１のナノコンポジットサンプルは、第２のナノコンポジットサンプル
よりも大きな濃度の処理されたケイ酸塩を有するが、ケイ酸塩の濃度は第２のナ
ノコンポジットサンプルよりも低い。なぜなら第１のサンプルは、第２のサンプ
ルよりも大きなＭＥＲを有するからである。

【００３３】処理されたケイ酸塩のＭＥＲ値がその交換容量よりも実質的に小さい場合、例
えば、好ましいモンモリロナイトに関して約８５のＭＥＲの場合、カチオン処理
は小さすぎるために、有益な効果を有し得ない。ＭＥＲが約１２５を越える場合
、過剰なアンモニウムは、ナイロンの特性に対して有害であり得る。好ましくは
、未処理のモンモリロナイトが９５の交換容量を有する場合、処理された層状ケ
イ酸塩は約８５〜約１２５のカチオン交換容量を有する。

【００３４】組成物に含まれる処理されたケイ酸塩の量は、コンポジットの約０．１重量％
〜１２重量％の範囲にある。この濃度は、試験されたときに、引張り強度の低下
を伴うことなく、引張り弾性率および曲げ弾性率の増大を示すコンポジットポリ
マーマトリックス材料が得られるように調節される。好ましくは、引張り弾性率
および曲げ弾性率の増大は少なくとも約１０％である。より好ましくは、引張り
弾性率および曲げ弾性率の増大は少なくとも約２０％である。処理されたケイ酸
塩が少なすぎる場合、引張り弾性率および曲げ弾性率において所望する増大は得
られない。処理されたケイ酸塩が多すぎる場合、引張り強度が低下したポリアミ
ドコンポジットが得られる。さらに、ナノコンポジット組成物におけるポリアミ
ドの結晶性領域が１．０μｍ未満であることは望ましい場合がある。

【００３５】処理されたケイ酸塩の粒子サイズは、ポリマーと処理されたケイ酸塩との最適
な接触が促進されるようにされる。粒子サイズの範囲は、約１０ミクロンから約
１００ミクロンまで変化させることができる。好ましくは、粒子サイズは約２０
ミクロン〜８０ミクロンの範囲にある。最も好ましくは、得られたポリマーナノ
コンポジットが改善された性能特性を有する点で、粒子サイズは約３０ミクロン
未満であり、４５０メッシュの篩いを通り抜けるようなサイズなどである。

【００３６】任意には、ケイ酸塩は、１つまたは複数の四級アンモニウムイオンと、下記の
式の１つまたは複数のアンモニウムイオンとの混合物で処理することができる： ^＋ＮＲ_ａＲ_ｂＲ_ｃＲ_ｄ式中、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの少なくとも１つは水素（Ｈ）であり、そしてＲ_ｄは、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ_２２の炭化水素、置換された炭化水素および分
枝状炭化水素からなる群から選択される。例として、飽和または不飽和のアルキ
ル（アルキレンを含む）；置換アルキル、例えば、ヒドロキシアルキル、アルコ
キシアルキル、アルコキシ、アミノアルキル、酸アルキル、ハロゲン化アルキル
、スルホン酸化アルキル、ニトロ化アルキルなど；分枝状アルキル；アリールお
よび置換アリール、例えば、アルキルアリール、アルキオキシアリール、アルキ
ルヒドロキシアリール、アルキルアルコキシアリールなどが含まれる。上記のア
ンモニウムイオンに関するＲ_ｄ基の定義は、この実施形態においては四級アンモ
ニウムであるアンモニウムイオンにおける、Ｒ_４基に関する定義と一般には同じ
であるため、Ｒ_４基に関して上記に示されている例もまたＲ_ｄ基の例示である。
任意には、Ｒ_ｄ基は、下記のアンモニウムイオン： ^＋ＮＲ_ａＲ_ｂＲ_ｃＲ_ｄがアミノ酸であるようなカルボン酸基をさらに含有する；例えば、１２−アミノ
ラウリン酸アンモニウム。この実施形態において、ポリアミドのアミン末端基／
酸末端基の比が１よりも大きいことは特に好ましい。

【００３７】好ましい混合物は、ジメチルジ（水素化獣脂）アンモニウム、メチルジヒドロ
キシエチル獣脂アンモニウム、および／またはジメチル（エチルヘキシル）水素
化獣脂アンモニウムの少なくとも１つを、単独で、あるいは１２−アミノラウリ
ン酸アンモニウムとの組み合わせで含む。

【００３８】任意には、処理されたケイ酸塩は、ニグロシン類またはアントラシン類などの
アジンカチオン性色素でさらに処理することができる。そのようなカチオン性色
素は、ポリマー分子のインターカレーションを増大させることに加えて、染色堅
ろう度および着色の均一性をもたらす。

【００３９】所望の強度および可撓性の両方をもたらし、さらに軽量であるポリマーコンポ
ジットを得ることはさらに望ましいことである。これは、処理されたケイ酸塩の
ナノコンポジット中の濃度を最小限にすることによって達成される。好ましいナ
ノコンポジットは、コンポジットの約０．１重量％〜約１２．０重量％の処理さ
れたケイ酸塩の濃度を含有する。最も好ましいナノコンポジットは、コンポジッ
トの約０．５重量％〜約６．０重量％の処理されたケイ酸塩の濃度を含有する。

【００４０】本発明の１つの実施形態において、ナノコンポジット組成物は２工程のプロセ
スを使用して調製される。１つの工程は、ポリマー溶融物としてのポリアミドと
処理されたケイ酸塩物質との流動性混合物を形成することを含む。もう一方の工
程は、処理されたケイ酸塩物質の少なくとも５０％（しかし、すべてではない）
を解離させることを含む。用語「解離」は、本明細書で使用されている場合、処
理されたケイ酸塩物質を、個々のユニットまたは小さな多数のユニットを含むサ
ブミクロンスケールの構造に離層または分離することを意味する。層状ケイ酸塩
が利用される実施形態の場合、この解離工程は、処理されたケイ酸塩物質を、個
々の層または小さな多数の層を含むサブミクロンスケールの板状物に離層するこ
とを含む。繊維状の鎖状ケイ酸塩が利用される実施形態の場合、この解離工程は
、処理されたケイ酸塩物質を、個々のユニットまたは小さな多数のユニットを含
むサブミクロンスケールの繊維状構造に離層することを含む。

【００４１】混合物の形成工程において示されているように、流動性混合物は、解離した処
理ケイ酸塩物質をサブミクロンスケールで分散し得る混合物である。ポリマー溶
融物は、サブミクロンスケールでの混合が生じるのに十分に低い粘度が得られる
のに十分に高い温度に加熱された溶融加工可能なポリマーまたはポリマー混合物
である。このプロセス温度は、用いられるポリアミドの融点と少なくとも同じく
らいの高さであり、ポリアミドの分解温度よりも低く、そしてケイ酸塩の有機処
理の分解温度よりも低くなければならない。実際の押出機の温度は、流動により
熱が生成されるために、用いられるポリアミドの融点よりも低い場合がある。プ
ロセス温度は、プロセスが行われているときに、ポリマーがポリマー溶融物の状
態のままであるのに十分な高さである。結晶性ポリアミドの場合、その温度はポ
リマーの融解温度よりも高い。例えば、融点が約２２５℃である代表的なナイロ
ン６は、約２２５℃と等しいか、またはそれよりも高い任意の温度、例えば、約
２２５℃〜約２６０℃の温度の押出機で溶融させることができる。ナイロン６，
６の場合、通常、好ましくは約２６０℃〜約３２０℃の温度が用いられる。

【００４２】従来の方法を用いて、流動性混合物を形成することができる。例えば、流動性
混合物は、ポリマーおよび添加剤を混合する従来の手段を使用することによって
調製することができる。この場合、ポリマーは、ポリマー溶融物が得られるのに
十分な温度に加熱され、そして例えば、押出機、バンブリ（Ｂａｎｂｕｒｙ）（
登録商標）型ミキサー、ブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）（登録商標）型ミ
キサー、ファレル（Ｆａｒｒｅｌ）（登録商標）連続ミキサーなどのような適切
なミキサーにおいて、顆粒形態または粉末形態の処理されたケイ酸塩物質の所望
量と配合される。

【００４３】１つの実施形態において、流動性混合物は、ポリアミドを、処理されたケイ酸
塩を含有する予め形成された濃縮物と混合することによって形成することができ
る。濃縮物は、処理されたケイ酸塩およびポリマーキャリアを含む。処理された
ケイ酸塩物質の濃縮物における濃度は、最終的なナノコンポジット組成物に関し
て、処理されたケイ酸塩の所望する濃度が得られるように選択される。濃縮物の
キャリアポリマーに好適なポリマーの例には、ポリアミド、エチレンプロピレン
ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エチレン−エチルアクリラート、エチレ
ン−エチルメタクリラート、またはエチレンメタクリラートが含まれる。例とし
て、イオテック（Ｉｏｔｅｋ）（登録商標）イオノマーおよびエスコル（Ｅｓｃ
ｏｒ）（登録商標）が含まれ、これらはともにＥｘｘｏｎから入手することがで
きる。キャリアポリマーに好適なポリアミドポリマーには、ナイロン６、ナイロ
ン６，６、ナイロン４，６、ナイロン６，９、ナイロン６，１０、ナイロン６，
１２、ナイロン１１、ナイロン１２、非晶質ナイロン、芳香族ナイロンおよびそ
のコポリマーなどのナイロンが含まれる。キャリアのポリマーは、流動性混合物
のポリアミドと同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。例えば、両
方のポリマーはポリアミド（特に、ナイロン６，６）であってもよいが、同じ分
子量または異なる分子量を有し得る。濃縮物のキャリアポリマーの好ましい重量
平均分子量は、約５，０００Ｄ〜約６０，０００Ｄの範囲にある。キャリアポリ
マーに関して重量平均分子量の最も好ましい範囲は、約１０，０００Ｄ〜約４０
，０００Ｄの範囲にある。この実施形態において、下記に記載されている本プロ
セスの解離工程は、少なくとも部分的には、解離工程が流動性混合物の形成工程
に先行され得るように、濃縮物の形成を介して生じ得る。従って、プロセス工程
（例えば、形成工程および解離工程）は、順序に関係なく連続して、あるいは同
時に、あるいはその組み合わせで行われ得ることが理解される。第２の工程にお
いて、流動性混合物は十分に混合され、ポリマー溶融物において解離したケイ酸
塩の分散したナノコンポジット構造にされ、その後、冷却される。ケイ酸塩は、
効果的な剪断速度を有する剪断に付すことによって解離させることができる。本
明細書で使用されているように、効果的な剪断速度は、ケイ酸塩の解離を助ける
のに効果的であり、そして個々のユニット（例えば、板状物または繊維状鎖）の
実質的な破壊を伴うことなく、ケイ酸塩がその内部に実質的に均一に分散された
ポリアミドマトリックスを含む組成物が得られる剪断速度である。

【００４４】流動性混合物または任意の他のポリマー溶融物に剪断を加えるために使用する
ことができる任意の方法を使用することができる。剪断作用は、任意の適切な方
法によって、例えば、機械的な手段によって、熱ショックによって、圧力変化に
よって、あるいは超音波によって得ることができる。好ましくは、流動性のポリ
マー混合物は、溶融物の一部が、攪拌装置、バンブリ（Ｂａｎｂｕｒｙ）（登録
商標）型ミキサー、ブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）（登録商標）型ミキサ
ー、ファレル（Ｆａｒｒｅｌ）（登録商標）連続ミキサーおよび押出機などの機
械的な手段を使用することによって混合物の他の部分が及ばないところに流され
る機械的な方法で剪断される。最も好ましくは、混合物は多数の剪断に付される
。多数の剪断により得られる大きな剪断に加えて、改善された性能特性をもたら
す滞留時間の増大もまた得られる。別の手順として、剪断が、熱膨張を生じさせ
、その結果、剪断を生じさせる内部応力をもたらす混合物の温度を交互に上げた
り下げたりすることによって達成される熱ショックが用いられる。さらに別の手
順において、剪断は、圧力変化方法における突然の圧力変化によって；キャビテ
ーションまたは共鳴的な振動によって混合物の一部が振動させられるか、または
異なる相に励起させられ、従って剪断させられる超音波技術によって達成される
。流動性のポリマー混合物およびポリマー溶融物を剪断するこのような方法は、
有用な方法を単に示しているに過ぎず、流動性のポリマー混合物およびポリマー
溶融物を剪断することに関してこの分野で知られている任意の方法を使用するこ
とができる。

【００４５】剪断は、ポリマーペレットを押出機（単軸または二軸スクリュー）の一方の端
に入れ、そして剪断されたポリマーを押出機の反対側の端で受け取ることによっ
て達成され得る。好ましい二軸スクリュー押出機は、同時回転式完全相互かみ合
わせ型であり、例えば、ＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒＣｏｍ
ｐａｎｙによって製造されているＺＳＫシリーズなどである。層状ケイ酸塩は、
二軸スクリュー押出機に供給口あるいは下流ベント部において入れられる。好ま
しい方法は、層状ケイ酸塩を下流ベント部に入れることである。これにより、改
善された性能特性を有するコンポジットポリマーが得られる。

【００４６】任意には、配合されたペレットがポリマーの融点未満の高い温度で数時間保た
れる固相重合などのさらなるプロセス工程を加えることができる。例えば、代表
的な固相重合条件は、固体ポリマーを約２００℃〜２４０℃の範囲に約２時間〜
５時間の時間にわたって加熱することである。このさらなるプロセス工程により
、ナノコンポジットの分子量の増大ならびにじん性、延性および引張り強度の改
善が得られる。

【００４７】別の任意に行われるプロセス工程は、ナイロン分子のケイ酸塩構造へのインタ
ーカレーションを改善するために組成物を加熱する熱処理工程であり得る。この
さらなる熱処理工程は、組成物を約２００℃〜２４０℃の範囲の温度で約２時間
〜５時間の時間にわたって加熱することによって行われる。

【００４８】別の好ましい連続式の配合機は、ファレル連続ミキサー（ＦａｒｒｅｌＣｏ
ｎｔｉｎｕｏｕｓＭｉｘｅｒ）（ＦＣＭ）である。バイダイン（Ｖｙｄｙｎｅ
）（登録商標）２１ナイロンを使用する組成物の場合、溶融物の好ましい温度は
約２７５℃〜３１５℃の範囲にあり、最も好ましい範囲は約２７５℃〜２９５℃
である。

【００４９】ナノ分散された解離ケイ酸塩物質を含有するポリマー溶融物はまた、ケイ酸塩
物質が、骨材として最初に分散されるか、あるいは液体モノマーまたは固体モノ
マーでナノスケールで最初に分散され、そしてこのモノマーが押出機などにおい
てその後重合される反応性押出によって形成され得る。あるいは、ポリマーは、
処理されたケイ酸塩物質ととも顆粒化および乾燥混合することができ、その後、
組成物は、ポリマーが溶融して流動性混合物が形成されるまでミキサーにおいて
加熱することができる。

【００５０】ナノコンポジットの形成プロセスは、好ましくは、空気の非存在下で、例えば
、アルゴン、ネオンまたは窒素などの不活性ガスの存在下で行われる。このプロ
セスは、例えば、密閉された容器でこのプロセスが行われるように、回分形式ま
たは不連続な様式で行うことができる。あるいは、このプロセスは、例えば、空
気の大部分が除かれている押出機を使用することにより、単一のプロセス域にお
いて、あるいは連続または並行した複数のそのような反応域において連続様式で
行うことができる。

【００５１】本発明の別の実施形態において、ポリマーナノコンポジット組成物の調製プロ
セスは、ポリアミド、少なくとも１つのモノマーおよび処理されたケイ酸塩の第
１の流動性混合物を形成すること；処理されたケイ酸塩物質の少なくとも５０％
（しかし、すべてではない）を解離させること、およびモノマー重合することを
含む。重合工程は、この実施形態のプロセスにおいては、１つまたは複数の他の
工程と同時に、または連続して行い得ることが理解され得る。好ましくは、第３
の実施形態の少なくとも１つのモノマーには、ε−カプロラクタム、ラウリルラ
クタム、それらの対応するラクトンなどのモノマーが含まれる。

【００５２】本発明のさらに別の実施形態において、ポリマーナノコンポジット組成物の調
製プロセスは、ポリアミドおよび処理されたケイ酸塩物質の流動性混合物を形成
すること；処理されたケイ酸塩物質の少なくとも５０％（しかし、すべてではな
い）を解離させること；および最も好ましくは前記解離工程の途中において、さ
らなる量の前記ポリアミドを加えることを含む。

【００５３】ポリマーナノコンポジット組成物を調製するプロセスの上記実施形態のそれぞ
れは、固相重合、あるいは縮合生成物である水を除去しながら、ミキサー内での
滞留時間を増大させることによる、組成物のさらなる溶融重合などのさらなる工
程または処理を続けることができる。

【００５４】本発明の組成物は、繊維、フィルムまたは成型品にすることができるが、これ
らに限定されない。

【００５５】（実施例）下記実施例は、本発明をさらに例証するために示されており、まったく請求項
の範囲を制限するものではない。

【００５６】下記実施例に用いられているナイロンのすべてはナイロン６，６である。他の
指摘がなされていなければ、用いられているナイロンは、ソルティア社（Ｓｏｌ
ｕｔｉａ，Ｉｎｃ．）によって製造され、かつ下記のナイロンの種類の表に特徴
が示されているナイロンｈである。他の指摘がなされていなければ、すべてのパ
ーセントは重量パーセントである。粘土の％は、もともとのものであれ、予備処
理されているものであれ、最終コンポジットにおけるもともとの粘土の総重量で
ある。引張り強度及びヤング率は、ＡＳＴＭ方法Ｄ６３８に従って測定され、ｋ
ｐｓｉ及びＭＰａで記録されている。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ方法Ｄ７９０に従
って測定され、ｋｐｓｉ及びＭＰａで記録されている。

【００５７】「−Ｃ」の番号が付けられている実験は対照実験である。

【００５８】粘土の種類の表１下記のリストのケイ酸塩はすべて、他の記載がなければ、サザン・クレイ・プ
ロダクツ社（ＳｏｕｔｈｅｒｎＣｌａｙＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．）によ
って製造されているモンモリロナイトであり、粘土の交換容量は約９５である。
下記に挙げられている処理はアンモニウム処理である。項目Ａ−Ｈは対照であり
、一方、項目Ｉ−ＡＡは、本発明の四級アンモニウム処理されたケイ酸塩の実施
例である。

【００５９】

【表１】

【００６０】粘土の種類の表２項目ＧＧ〜ＮＮは、他の指摘がなければ、１つ以上の四級アンモニウムのブレ
ンド又は１つの四級アンモニウムと本発明のアンモニウムとのブレンドで処理さ
れたモンモリロナイトの実施例である。項目ＯＯ〜ＴＴは、本発明の三級アンモ
ニウムケイ酸塩の実施例である。

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】アミン末端及び酸末端は、ナイロン上の未反応アミン及び酸官能基の当量であ
る。分子量は、測定された重量平均分子量（ダルトン）である。

【００６４】表１には、４つの異なる種類の処理された粘土のコンポジットが示されている
。本発明のアンモニウムで処理されていない粘土を用いた対照実施例は、粘土を
含まない先行（すなわち比較）サンプルと比較した場合（すなわち、２−Ｃ、３
−Ｃ、及び４−Ｃと１−Ｃとを比較し、６−Ｃ、７−Ｃ、及び８−Ｃと５−Ｃと
を比較した場合）、引張り強度における一般的減少を示している。但し例外とし
て、対照実施例３−Ｃは、１−Ｃと比較した場合、引張り強度において変化を示
さない。

【００６５】実験１−Ｃ〜４−Ｃは、ＺＳＫ二軸スクリュー押出機で加工処理され、実験５
−Ｃ〜８−Ｃは、ＦＣＭ混合機で加工処理された。

【００６６】

【表４】

【００６７】表２において、１２５以上のＭＥＲを有する、四級アンモニウム処理された４
つの異なる処理された粘土のコンポジットが示されている。これらのコンポジッ
トは、ＺＳＫ混合機を用いて加工処理された。対照実施例のすべては、粘土を含
まない先行（対応）サンプルと比較した場合、引張り強度において低下を示す。

【００６８】

【表５】

【００６９】表３において、ＦＣＭ配合機で加工処理された、四級アンモニウム処理された
１３の異なる粘土のコンポジットが示されている、３５、３６、及び４７以外の
コンポジットのすべては、処理された粘土を含まないナイロンと比較された場合
、引張り強度の低下を伴わずに、引張り弾性率及び曲げ弾性率において増加を示
す。しかしながらサンプル３５、３６、及び４７の標準偏差を考慮に入れると、
これらのサンプルは、これらの対照のものと等しいか又はこれよりも高い引張り
強度を与えることができよう。

【００７０】

【表６】

【００７１】

【表７】

【００７２】表４において、ＺＳＫ二軸スクリュー押出機で加工処理された、四級アンモニ
ウム処理された８つの異なる粘土から調製されたコンポジットが示されている。
これらのコンポジットのすべては、処理された粘土を含まないサンプルと比較さ
れた場合、引張り強度の低下を伴わずに、引張り弾性率及び曲げ弾性率において
増加を示す。

【００７３】

【表８】

【００７４】

【表９】

【００７５】

【表１０】

【００７６】表５において、次の４つのナイロン６，６製品を、次のコンポジットを調製す
るために用いた。すなわち、ナイロンの種類の表に示されているナイロンｄ、ナ
イロンｃ、ナイロンｂ、ナイロンｈである。これらのナイロンは、上では大きい
平均分子量から小さい平均分子量の順に示されている。これらのコンポジットは
、ＺＳＫ二軸スクリュー押出機を用いて加工処理された。

【００７７】すべてのコンポジットは、処理された粘土を含まないサンプルと比較された場
合、引張り強度の低下を伴わずに、引張り弾性率及び曲げ弾性率において増加を
示す。

【００７８】

【表１１】

【００７９】表６において、ナイロンｈとナイロンｂとのポリマーブレンドを用いて、コン
ポジットを製造した。１つのブレンド、すなわち実施例８５は、ナイロンｈにお
ける粘土濃縮物、例えば対照サンプル８３−Ｃを調製し、ついでこの濃縮物を第
二ポリマー例えばナイロンｂとブレンドして製造した。第二ブレンド、すなわち
実施例８６は、ナイロンｂの粘土濃縮物を調製し、ナイロンｈにブレンドして製
造した。これらのコンポジットは、ＺＳＫ二軸スクリュー押出機を用いて加工処
理された。

【００８０】

【表１２】

【００８１】表７において、処理された粘土とポリアミド以外のポリマーとの濃縮物はナイ
ロンｈで薄められているか、あるいは希釈されている。これらの対照は、そのま
まのポリマーとナイロンｈとの混合物である。

【００８２】

【表１３】

【００８３】表８における実験は、処理された粘土を含んだナイロンを加工処理するための
供給点を様々に変えている。この粘土を、スロートにおいて又はスロートの下流
においてＺＳＫ二軸スクリュー押出機の中に供給した。用いられたナイロンは、
８０％ナイロン６，６と２０％ナイロン６とのコポリマーであった。

【００８４】

【表１４】

【００８５】表９において、コンポジットは、四級アンモニウム／アンモニウムブレンド処
理された８つの異なるケイ酸塩から調製される。これらのコンポジットは、ＺＳ
Ｋ二軸スクリュー押出機を用いて加工処理される。引張り強度の測定値の標準偏
差を考慮に入れると、サンプルのすべては、引張り強度の低下を伴わずに、引張
り弾性率及び曲げ弾性率において増加を示す。サンプル１２５〜１３５は、ナイ
ロンの種類を様々に変えた場合の効果を示している。

【００８６】

【表１５】

【００８７】

【表１６】

【００８８】

【表１７】

【００８９】表１０において、コンポジットは、三級アンモニウム処理された６つの異なる
ケイ酸塩から調製される。これらのコンポジットは、ＺＳＫ二軸スクリュー押出
機を用いて加工処理される。引張り強度の測定値の標準偏差を考慮に入れると、
サンプルのすべては、引張り強度の低下を伴わずに、引張り弾性率及び曲げ弾性
率において増加を示す。

【００９０】

【表１８】

【００９１】表１１において、サンプル１４７、１５０、１５２、１５４、及び１５６を、
固相重合に付す。引張り強度と伸びにおいて劇的な改良が見られる。

【００９２】

【表１９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者パウエル，クロイス・イーアメリカ合衆国、テキサス・78155、セーギン、レイク・リツジ・ドライブ・336 Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AB09 AB10 AD04 AD37 AD41 AD42 AD44 AD45 AD46 AE06 AE11 AF06 AK01 AL02 AL11 4J002 BB03X BB12X BB153 BC06X BG013 BG043 BG053 BN034 BN15X BN163 BP013 CF05X CF06X CF07X CG00X CH01X CH07X CL01W CL02W CL03W CL08X CM04X CN01X CN03X DA018 DJ006 DJ038 DJ048 DL008 EG049 EN029 EX077 FA048 FB086 FD016 FD018 FD147 FD179 FD203 FD204 GK00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）ポリアミド、および（２）処理されたケイ酸塩を含むポリマーナノコンポジット組成物：ただし、前記ケイ酸塩物質は、下記の式の少なくとも１つのアンモニウムイオン
で処理されたケイ酸塩物質を含む： ^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ_２ _２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択さ
れ、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成し；任意にはＲ_１、
Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素であり；処理されたケイ酸塩のＭＥＲが、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よりも
約１０ミリ当量／１００ｇ低い値から、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よ
りも約３０ミリ当量／１００ｇ大きい値までであり；そして前記ナノコンポジットポリアミド物質は、試験されたときに、層状ケイ酸塩を
有しないポリアミドの引張り強度と比較した場合、引張り強度の実質的な低下を
伴うことなく引張り弾性率および曲げ弾性率の改善を示す。
【請求項２】前記ポリアミドは、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン
４，６、ナイロン６，９、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１
、ナイロン１２、非晶質ナイロン、芳香族ナイロン、およびそれらのコポリマー
からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】前記ポリアミドはナイロン６，６およびそのコポリマーであ
る、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】前記の処理されたケイ酸塩は、モンモリロナイト、ノントロ
ナイト、バイデル石、ボルコンスコアイト（ｖｏｌｋｏｎｓｋｏｉｔｅ）、天然
ヘクトライトまたは合成ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、マガダイト
（ｍａｇａｄｉｔｅ）およびケニヤアイト（ｋｅｎｙａｉｔｅ）からなる群から
選択される層状ケイ酸塩である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】前記の処理されたケイ酸塩は、鎖状鉱物、海泡石およびアタ
パルジャイトからなる群から選択される繊維状の鎖状ケイ酸塩である、請求項１
に記載の組成物。
【請求項６】前記組成物は、少なくとも１つの界面活性剤、核形成剤、結
合剤、フィラー、可塑剤、衝撃緩和剤、鎖伸長剤、相容剤、着色剤、潤滑剤、帯
電防止剤、色素、または難燃剤を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】前記結合剤はシランである、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】前記シラン結合剤はγ−アミノプロピルトリエトキシシラン
である、請求項７に記載の組成物。
【請求項９】ポリマーコンポジット中の前記シラン結合剤の濃度が前記層
状ケイ酸塩の約０．５重量％〜５重量％の範囲にある、請求項８に記載の組成物
。
【請求項１０】Ｒ_１は、水素化獣脂、不飽和化獣脂、または少なくとも６
個の炭素を有する炭化水素からなる群から選択され、そしてＲ_２、Ｒ_３およびＲ _４は独立して１個〜１２個の炭素を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】前記アンモニウムイオンは、ジメチルジ（水素化獣脂）ア
ンモニウム、ジメチルベンジル水素化獣脂アンモニウム、ジメチル（エチルヘキ
シル）水素化獣脂アンモニウム、トリメチル水素化獣脂アンモニウム、メチルベ
ンジルジ（水素化獣脂）アンモニウム、Ｎ，Ｎ−２−シクロブトキシジ（水素化
獣脂）アンモニウム、トリメチル獣脂アンモニウム、メチルジヒドロキシエチル
獣脂アンモニウムおよびオクタデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウムま
たはそれらの混合物からなる群から選択される四級アンモニウムイオンである、
請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】前記アンモニウムイオンは、ジメチルジ（水素化獣脂）ア
ンモニウム、ジメチル（エチルヘキシル）水素化獣脂アンモニウム、ジメチルベ
ンジル水素化獣脂アンモニウム、メチルジヒドロキシエチル獣脂アンモニウム、
またはそれらの混合物からなる群から選択される四級アンモニウムイオンである
、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】前記組成物は、処理されたケイ酸塩の濃度がコンポジット
の約０．１重量％〜約１２．０重量％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】前記組成物は、処理された層状ケイ酸塩の濃度がコンポジ
ットの約０．５重量％〜約６．０重量％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】前記組成物は少なくとも１つの他のポリマーを含む、請求
項１に記載の組成物。
【請求項１６】前記の少なくとも１つの他のポリマーはポリ（フェニレン
オキシド）またはポリ（フェニレンエーテル）を含む、請求項１５に記載の組成
物。
【請求項１７】前記ポリアミドは少なくとも４０，０００Ｄの重量平均分
子量を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１８】前記の１つの他のポリマーは、ポリエチレンオキシド、ポ
リカーボナート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（スチレン−アクリロニ
トリル）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリ（エチレン
テレフタラート）、ポリ（ブチレンテレフタラート）、ポリ（トリメチレンテレ
フタラート）、ポリ（エチレンナフタラート）、ポリ（エチレンテレフタラート
−ｃｏ−シクロヘキサンジメタノールテレフタラート）、ポリスルホン、ポリ（
フェニレンオキシド）またはポリ（フェニレンエーテル）、ポリ（ヒドロキシ安
息香酸−ｃｏ−エチレンテレフタラート）、ポリ（ヒドロキシ安息香酸−ｃｏ−
ヒドロキシナフテン酸）、ポリ（エステルアミド）、ポリ（エーテルイミド）、
ポリ（フェニレンスルフィド）およびポリ（フェニレンテレフタルアミド）を含
む、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１９】前記の処理されたケイ酸塩粒子は、１つまたは複数の四級
アンモニウムイオンと、下記の式のアンモニウムイオンとの混合物で処理されて
いる、請求項１に記載の組成物：^＋ＮＲ_ａＲ_ｂＲ_ｃＲ_ｄ式中、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂおよびＲ_ｃの少なくとも１つは水素（Ｈ）であり、そしてＲ_ｄは、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ_２２の炭化水素、置換された炭化水素および分
枝状炭化水素からなる群から選択され、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状
エーテルを形成する。
【請求項２０】Ｒ_ｄはカルボン酸基を含む、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２１】前記混合物は、ジメチルジ（水素化獣脂）アンモニウム、
メチルヒドロキシエチル獣脂アンモニウムおよび／またはジメチル（エチルヘキ
シル）水素化獣脂アンモニウムの少なくとも１つを１２−アミノラウリン酸アン
モニウムとの組み合わせで含む、請求項１９に記載の組成物。
【請求項２２】前記の層状ケイ酸塩粒子はアジンカチオン性色素で処理さ
れている、請求項１に記載の組成物。
【請求項２３】前記のカチオン性色素はニグロシン類またはアントラシン
類を含む、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】前記フィラーは、炭素繊維、ガラス繊維、カオリン粘土、
ケイ灰石またはタルクを含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項２５】前記相容剤は少なくとも１つの酸修飾炭化水素ポリマーを
含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項２６】前記相容剤は、マレイン酸無水物−グラフト化ポリエチレ
ン、マレイン酸無水物−グラフト化ポリプロピレン、またはマレイン酸無水物−
グラフト化エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーを含む、請求項６
に記載の組成物。
【請求項２７】前記潤滑剤は、少なくとも１つのアルキルアミン、ステア
ルアミド、あるいはステアリン酸ジアルミニウムまたはステアリン酸トリアルミ
ニウムを含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項２８】前記衝撃緩和剤は、エチレン−プロピレンゴム、エチレン
−プロピレンジエンゴム、メタクリラート−ブタジエン−スチレン（コアシェル
形態を有する）、カルボキシル修飾型またはカルボキシル非修飾型のポリ（ブチ
ルアクリラート）、ポリ（エチレンアクリラート）、ポリ（エチレンメチルアク
リラート）、ポリ（エチレンアクリル酸）、ポリ（エチレンアクリラート）イオ
ノマー類、ポリ（エチレンメタクリラートアクリル酸）ターポリマー、ポリ（ス
チレン−ブタジエン）ブロックコポリマー、ポリ（スチレン−ブタジエン−スチ
レン）ブロックターポリマー、ポリ（スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン
）ブロックターポリマー、およびポリ（スチレン−エチレン／ブチレン−スチレ
ンカルボキシラート）ブロックターポリマーを含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項２９】前記組成物は、前記ポリアミドの結晶性領域が１．０μｍ
未満であるコンポジットを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３０】前記組成物は、繊維、フィルムまたは成型品の形態である
、請求項１に記載の組成物。
【請求項３１】ポリアミドナノコンポジット組成物の製造プロセスであっ
て、（１）ポリアミドおよび処理されたケイ酸塩物質の流動性混合物を形成すること
；（２）前記の処理されたケイ酸塩物質の少なくとも５０％（しかし、すべてでは
ない）を解離させてナノコンポジット組成物を形成すること；を含む製造プロセス：ただし、前記の処理されたケイ酸塩は、下記の式の少なくとも１つのアンモニウ
ムイオンで処理されたケイ酸塩物質を含む： ^＋ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｒ_４式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４は独立して、飽和または不飽和のＣ_１〜Ｃ_２ _２の炭化水素、置換された炭化水素および分枝状炭化水素からなる群から選択さ
れ、あるいはＲ_１およびＲ_２はＮ，Ｎ−環状エーテルを形成し；任意にはＲ_１、
Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４の１つは水素であり；処理されたケイ酸塩のＭＥＲが、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よりも
約１０ミリ当量／１００ｇ低い値から、未処理のケイ酸塩のカチオン交換容量よ
りも約３０ミリ当量／１００ｇ大きい値までであり；そして前記ナノコンポジットポリアミド物質は、試験されたときに、層状ケイ酸塩を
有しないポリアミドの引張り強度と比較した場合、引張り強度の実質的な低下を
伴うことなく引張り弾性率および曲げ弾性率の改善を示す。
【請求項３２】前記ポリアミドは、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロ
ン４，６、ナイロン６，９、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１
１、ナイロン１２、非晶質ナイロン、芳香族ナイロン、およびそれらのコポリマ
ーからなる群から選択される、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】前記ケイ酸塩は、モンモリロナイト、ノントロナイト、バ
イデル石、ボルコンスコアイト、天然ヘクトライトまたは合成ヘクトライト、サ
ポナイト、ソーコナイト、マガダイトおよびケニヤアイトからなる群から選択さ
れる、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３４】前記組成物は、少なくとも１つの界面活性剤、核形成剤、
結合剤、フィラー、可塑剤、衝撃緩和剤、鎖伸長剤、相容剤、着色剤、離型潤滑
剤、帯電防止剤、色素、または難燃剤を含む、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３５】前記結合剤はシランである、請求項３４に記載のプロセス
。
【請求項３６】前記シラン結合剤はγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンである、請求項３５に記載のプロセス。
【請求項３７】ポリマーコンポジット中の前記シラン結合剤の濃度が前記
層状ケイ酸塩の約０．５重量％〜５重量％の範囲にある、請求項３５に記載のプ
ロセス。
【請求項３８】Ｒ_１は、水素化獣脂、不飽和化獣脂、または少なくとも６
個の炭素を有する炭化水素からなる群から選択され、そしてＲ_２、Ｒ_３およびＲ _４は独立して１個〜１２個の炭素を有する、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３９】前記アンモニウムイオンは、ジメチルジ（水素化獣脂）ア
ンモニウム、ジメチルベンジル水素化獣脂アンモニウム、ジメチル（エチルヘキ
シル）水素化獣脂アンモニウム、トリメチル水素化獣脂アンモニウム、メチルベ
ンジルジ（水素化獣脂）アンモニウム、メチルヒドロキシエチル獣脂アンモニウ
ムおよびＮ，Ｎ−２−シクロブトキシジ（水素化獣脂）アンモニウムからなる群
から選択される四級アンモニウムイオンである、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項４０】前記組成物は、処理された層状ケイ酸塩の濃度がコンポジ
ットの約０．１重量％〜約１２．０重量％である、請求項３１に記載のプロセス
。
【請求項４１】前記組成物は、処理された層状ケイ酸塩の濃度がコンポジ
ットの約０．５重量％〜約６．０重量％である、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項４２】前記の処理されたケイ酸塩は、機械的手段、熱ショック、
圧力変化、または超音波からなる群から選択される方法によって解離される、請
求項３１に記載のプロセス。
【請求項４３】前記機械的手段は、攪拌装置、バンブリ（Ｂａｎｂｕｒｙ
）（登録商標）型ミキサー、ブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）（登録商標）
型ミキサー、ファレル（Ｆａｒｒｅｌ）（登録商標）連続ミキサーおよび押出機
からなる群から選択される、請求項４２に記載のプロセス。
【請求項４４】前記押出機は単軸および二軸スクリューからなる群から選
択される、請求項４３に記載のプロセス。
【請求項４５】前記二軸スクリュー押出機は同時回転式完全相互かみ合わ
せ型である、請求項４４に記載のプロセス。
【請求項４６】前記流動性混合物は多数の前記解離方法に付される、請求
項４２に記載のプロセス。
【請求項４７】前記の形成工程は、前記ポリアミドを、前記の処理された
ケイ酸塩およびキャリアポリマーを含む濃縮物を含有する処理されたケイ酸塩と
混合することを含む、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項４８】前記キャリアポリマーは、ポリアミド、エチレン−プロピ
レンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム、エチレン−エチルアクリラート、
エチレン−エチルメタクリラート、またはエチレンメタクリラートを含む請求項
４７に記載のプロセス。
【請求項４９】前記ポリアミドキャリアポリマーは、ナイロン６、ナイロ
ン６，６、ナイロン４，６、ナイロン６，９、ナイロン６，１０、ナイロン６，
１２、ナイロン１１、ナイロン１２、非晶質ナイロン、芳香族ナイロンおよびそ
れらのコポリマーからなる群から選択される、請求項４８に記載のプロセス。
【請求項５０】前記キャリアポリマーは、前記流動性混合物中の前記ポリ
マーとは異なる重量平均分子量である、請求項４７に記載のプロセス。
【請求項５１】前記キャリアポリマーはポリアミド以外のポリマーである
、請求項４７に記載のプロセス。
【請求項５２】前記キャリアポリマーは、重量平均分子量が１０，０００
Ｄ〜４０，０００Ｄである、請求項４７に記載のプロセス。
【請求項５３】前記流動性混合物はさらにモノマーを含む、請求項３１に
記載のプロセス。
【請求項５４】前記モノマーは、ε−カプロラクタム、ラウリルラクタム
、またはその対応するラクトンを含む、請求項５３に記載のプロセス。
【請求項５５】前記プロセスは、前記モノマーを重合することをさらに含
む、請求項５３に記載のプロセス。
【請求項５６】前記解離工程の途中において、さらなる量の前記ポリアミ
ドを前記流動性混合物に加えることをさらに含む、請求項３１に記載のプロセス
。
【請求項５７】前記ポリアミドの固相重合またはさらなる溶融重合をさら
に含む、請求項３１に記載のプロセス。
【請求項５８】前記固相重合は、前記ポリアミドを約２００℃〜２４０℃
の範囲の温度に約２時間〜５時間の時間にわたって加熱することを含む、請求項
５７に記載のプロセス。
【請求項５９】前記組成物を約２００℃〜２４０℃の範囲の温度に約２時
間〜５時間の時間にわたって加熱処理することをさらに含み、そのような加熱処
理は、前記ポリアミド分子の固相重合または前記ポリアミド分子の前記ケイ酸塩
物質へのインターカレーションをもたらし得る、請求項３１に記載のプロセス。