JPH08333114A - 粘土複合材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極性の低いポリマー中に粘土鉱物を分子レベ
ルで分散させることにより，大きな層間距離を有し，膨
潤した，粘土複合材料及びその製造方法を提供するこ
と。 【構成】 炭素数６以上の有機オニウムイオン６がイオ
ン結合して有機化された粘土鉱物７と，主鎖及び／又は
側鎖に極性基を有し，分子長が有機オニウムイオンと同
じかそれよりも大きいゲスト分子１とからなる。ゲスト
分子は，少なくともその一部が粘土鉱物の層間に入り込
んでおり，その極性基１０は粘土鉱物と水素結合を形成
している。ゲスト分子の分子量は１００〜１０００００
であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，粘土複合材料に関する
ものであり，特に極性の低いポリマー中に粘土鉱物を分
子レベルで分散させた，粘土複合材料及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より，有機高分子材料の機械的特性を
改良するために，粘土鉱物の添加，混合が検討されてい
る。例えば，ナイロン，ビニル系高分子，エポキシなど
の熱硬化性高分子，又はゴムに，粘土鉱物を分散させる
方法がある（特開昭６２─７４９５７号公報，特開平１
−１９８６４５号公報等）。これらは，粘土鉱物を有機
オニウムイオンで有機化し粘土層間でモノマーの重合を
開始させる方法，粘土鉱物を成長種に組み込む方法，或
いは粘土鉱物を重合物と混練してポリマーを層間に入れ
る方法である。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の粘
土複合材料においては，粘土鉱物は，非極性ポリマーと
なじみが悪い。そのため，粘土鉱物の層間に非極性ポリ
マーを入れて，層を拡張させるのは，容易ではない。そ
のため，非極性ポリマーに粘土鉱物を均一に分散させる
ことは困難であった。

【０００４】かかる問題に対処するべく，非極性ポリマ
ーであるポリオレフィンポリマーの末端或いは側鎖にオ
ニウムイオンを導入して修飾ポリマーとなし，この修飾
ポリマーを用いて粘土鉱物の有機化を行うことが考えら
れる（特開平１−１９８６４５号公報）。

【０００５】しかし，ポリオレフィン末端へのオニウム
基の導入は，化学的に非常に困難であり，容易ではな
い。また，粘土鉱物の層間にポリオレフィンを１段階で
進入させようとしたため，層の膨潤は十分ではなかっ
た。また，Ｇｉａｎｎｅｌｉｓらによれば，主鎖若しく
は側鎖に極性基のないポリスチレンを用いた場合には，
層間にはポリスチレン分子が１層しか入ることができ
ず，層間膨潤にも限界がある（Ｅ．Ｐ．Ｇｉａｎｎｅｌ
ｉｓら，Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．５，１６９４−１６９
６（１９９３））。

【０００６】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，極性
の低いポリマー中に粘土鉱物を分子レベルで分散させる
ことにより，大きな層間距離を有し，膨潤した，粘土複
合材料及びその製造方法を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は，炭素数６以上の有機オニ
ウムイオンがイオン結合することにより有機化された粘
土鉱物と，主鎖及び／又は側鎖に極性基を有し，分子長
が上記有機オニウムイオンと同じかそれよりも大きいゲ
スト分子とからなる粘土複合材料であって，上記ゲスト
分子は少なくともその一部が粘土鉱物の層間に入り込ん
でおり，上記ゲスト分子の極性基は粘土鉱物と水素結合
を形成していることを特徴とする粘土複合材料にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは，有
機オニウムイオンとイオン結合した粘土鉱物の層間の中
に，水素結合性の極性基を有するゲスト分子を入り込ま
せていることである。

【０００９】上記粘土鉱物は，炭素数６以上の有機オニ
ウムイオンとイオン結合して有機化されている。炭素数
が６未満の場合には，有機オニウムイオンの親水性が高
まり，ゲスト分子との相溶性が低下する。上記有機オニ
ウムイオンとしては，例えば，ヘキシルアンモニウムイ
オン，オクチルアンモニウムイオン，２─エチルヘキシ
ルアンモニウムイオン，ドデシルアンモニウムイオン，
ラウリルアンモニウムイオン，オクタデシルアンモニウ
ムイオン，ステアリルアンモニウムイオン，ジオクチル
ジメチルアンモニウムイオン，トリオクチルアンモニウ
ムイオン，ジステアリルジメチルアンモニウムイオン，
又はラウリン酸アンモニウムイオンを用いることができ
る。

【００１０】粘土鉱物としては，ゲスト分子との接触面
積が大きいものを用いることが好ましい。これにより，
粘土鉱物の層間を大きく膨潤させることができる。具体
的には，粘土鉱物の陽イオンの交換容量は，５０〜２０
０ミリ等量／１００ｇであることが好ましい。５０ミリ
等量／１００ｇ未満の場合には，オニウムイオンの交換
が十分に行われず，粘土鉱物の層間を膨潤させることが
困難な場合がある。一方，２００ミリ等量／１００ｇを
越える場合には，粘土鉱物の層間の結合力が強固とな
り，粘土鉱物の層間を膨潤させることが困難な場合があ
る。

【００１１】上記粘土鉱物としては，例えば，モンモリ
ロナイト，サポナイト，ヘクトライト，バイデライト，
スティブンサイト，ノントロナイトなどのスメクタイト
系粘土鉱物，バーミキュライト，ハロイサイト，又はマ
イカがある。天然のものでも，合成されたものでもよ
い。

【００１２】上記ゲスト分子は，主鎖及び／若しくは側
鎖に１つ又は２つ以上の極性基を有している。極性基
は，ゲスト分子の末端，又は分子鎖の途中若しくは側鎖
に結合している。この中，極性基はゲスト分子の末端に
結合していることが好ましい。これにより，粘土鉱物の
層間距離をより大きく膨潤させることができる。

【００１３】極性基とは，分子内で，電子が極在化して
いるがイオンまでには至らない基であって，粘土鉱物と
の間で水素結合を形成する性質を持った基である。その
例として，表１に示すごとく，水酸基，ハロゲン基，カ
ルボキシル基，チオール基，エポキシ基，エーテル基，
又はアミノ基がある。

【００１４】なお，本発明の極性基には，オニウムイオ
ンは当然に含まれない。また，イミノ基，フォスフォニ
ル基，スルフォニル基等の，上記「極性基」の定義には
一応該当するが，分極の程度が相対的に強い基は，本発
明において余り望ましくない。なぜなら，これらの基を
含むゲスト分子は溶媒への溶解性が小さいために，ある
いは溶媒時の高温安定性が劣るために，本発明にかかる
製造方法において使用し難いからである。

【００１５】

【表１】

【００１６】上記ゲスト分子の分子長は，有機オニウム
イオンと同じかそれよりも大きい。有機オニウムイオン
の分子長よりも小さい場合には，ゲスト分子が，有機オ
ニウムイオンが粘土界面で存在する領域よりも外側へ突
出しないため，粘土鉱物が，マトリクス中に分散しにく
くなる。

【００１７】上記ゲスト分子は，例えば，直鎖状若しく
は分岐状の構造のオレフィン又はパラフィン，あるい
は，直鎖状若しくは分岐状の構造で且つ主鎖及び／若し
くは側鎖中に芳香環を有するオレフィン又はパラフィン
である。即ち，ゲスト分子は，例えば，１以上の極性基
を有し，かつ，飽和若しくは不飽和の直鎖状又は分岐状
の構造を有するものである。その主鎖及び／又は側鎖に
芳香環を含むこともある。

【００１８】上記ゲスト分子としては，例えば，ラウリ
ルアルコール（炭素数１２），ステアリルアルコール
（炭素数１８），ステアリン酸（炭素数１８），ステア
リルクロライド（炭素数１８）等が特に好適である。ま
た，両末端にＯＨ，ＣＯＯＨ，Ｃｌ，エポキシ基等の極
性基を有するポリエチレン，ポリプロピレン，ポリイソ
プレン，ポリブタジエン，又はこれらの水添物若しくは
共重合体でもよい。

【００１９】上記ゲスト分子は，その混合割合が大きく
なるに連れて，粘土鉱物の層間が広く拡張される傾向に
ある。ゲスト分子の混合割合は，有機化された粘土鉱物
１重量部に対して，０．５重量部以上であることが好ま
しい。０．５重量部未満の場合には，粘土鉱物の層間の
膨潤が不充分となるおそれがある。

【００２０】また，上記ゲスト分子の分子量は，１００
〜１０００００であることが好ましい。１００未満の場
合には，粘土鉱物の層間の膨潤が不十分となるおそれが
ある。一方，１０００００を越える場合には，溶媒に不
溶となったり，軟化点又は融点が粘土鉱物の分解点以上
となってしまうおそれがある。

【００２１】上記ゲスト分子の極性基は，少なくともそ
の一部が粘土鉱物の層間に入り込んでいる。粘土鉱物の
層間には，ゲスト分子のすべてが入り込む必要はない。
例えば，ゲスト分子が分子量１０００〜１００００程度
のポリマーの場合には，ゲスト分子の１０重量％以上が
入り込めば，層間は十分に膨張する。１０重量％未満の
場合には，粘土鉱物の層間に膨潤が不十分となるおそれ
がある。

【００２２】上記粘土複合材料は，そのまま複合材料と
して使用することができる。また，これを種原料とし
て，上記有機オニウムイオン又はゲスト分子以外の合成
樹脂添加することもできる。後者の場合には，粘土鉱物
の層間距離は，更に拡大していることが一層好ましい。
これは，粘土鉱物を合成樹脂の中に均一に分散させるた
めである。

【００２３】上記合成樹脂は，有機オニウムイオンと同
種，又はゲスト分子と同種のものでもよい。また，有機
オニウムイオン及びゲスト分子とは異なる他種の合成樹
脂でもよい。かかる他種の合成樹脂としては，例えば，
ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリイ
ソブテン，アクリル樹脂，ポリウレタン，スチレン−ブ
タジエンブロック共重合体などがあるが，これらに限定
されない。

【００２４】次に，上記粘土複合材料を製造する方法と
しては，例えば，粘土鉱物を，炭素数６以上の有機オニ
ウムイオンに接触させることにより，上記粘土鉱物と上
記有機オニウムイオンとの間にイオン結合を形成して上
記粘土鉱物を有機化し，次に，上記粘土鉱物を，主鎖或
いは側鎖に極性基を有し，分子長が上記有機オニウムイ
オンと同じかそれよりも大きいゲスト分子に接触させる
ことにより，上記粘土鉱物の層間に，上記ゲスト分子の
少なくとも一部を入り込ませて，粘土鉱物との間に水素
結合を形成することを特徴とする粘土複合材料の製造方
法がある。

【００２５】本発明の製造方法において最も注目すべき
ことは，粘土鉱物に有機オニウムイオンを接触させるこ
とにより粘土鉱物を有機化させた後，更に極性基を有す
るゲスト分子を接触させることである。

【００２６】まず，上記粘土複合材料を有機オニウムイ
オンと接触させるに当たっては，例えば，有機オニウム
イオンを含む水溶液中に粘土鉱物を浸漬した後，該粘土
鉱物を水洗して過剰な有機オニウムイオンを除去する方
法がある。

【００２７】次に，上記有機化された粘土鉱物をゲスト
分子に接触させるに当たっては，例えば，ゲスト分子
を溶解した溶媒の中に，粘土鉱物を入れることにより行
う方法，軟化又は溶融したゲスト分子の中に，粘土鉱
物を入れることにより行う方法がある。

【００２８】前者のの方法によれば，室温でゲスト分
子を粘土鉱物の層間に入り込ませることができる。この
方法において使用し得る溶媒としては，例えば，トルエ
ン，ベンゼン，キシレン，ヘキサン，オクタン等の非極
性溶媒がある。上記有機化された粘土鉱物及びゲスト分
子は，溶媒の中に，１０〜９０重量％となるように添加
することが好ましい。９０重量％を越える場合には，両
者の混合が不充分となるおそれがある。一方，１０重量
％未満の場合には，溶媒の揮発に長時間を要するおそれ
がある。

【００２９】一方，後者のの方法において，ゲスト分
子を軟化又は溶融させるためには，ゲスト分子を軟化温
度又は溶融温度と同じか又はそれよりも高温に加熱す
る。この加熱は，ゲスト分子及び粘土鉱物が分解せず，
安定に存在する程度の温度において行う。例えば，加熱
温度は，２５０℃以下であることが好ましい。２５０℃
を越える場合には，有機化された粘土鉱物が分解するお
それがある。

【００３０】尚，有機化された粘土鉱物とゲスト分子と
の接触時間は，０．１〜１時間が好ましい。０．１時間
未満の場合には，粘土鉱物の層間距離を大きくすること
ができないおそれがある。一方，１時間を越える場合に
は，それに見合う効果は期待できない。

【００３１】

【作用及び効果】本発明の粘土複合材料においては，図
１（ｂ）に示すごとく，粘土鉱物７の層間に，極性基１
０を有するゲスト分子１を入り込ませている。そして，
このゲスト分子１は，粘土鉱物７のシリケート基と水素
結合する。そのため，ゲスト分子１は，粘土鉱物７の極
性により排除されることはなく，粘土鉱物７の層間に留
まる。そして，このゲスト分子は，有機オニウムイオン
と分子長が同じか又はそれよりも大きいため，層間に留
まって，粘土鉱物７の層間距離を大きくし，膨潤させ
る。

【００３２】これに対して，ゲスト分子を用いていない
従来の粘土複合材料においては，図１（ａ）に示すごと
く，粘土鉱物７が，有機オニウムイオン６とイオン結合
しているのみである。有機オニウムイオン６は粘土鉱物
７の層間に，ゲスト分子の取り込み可能な一定のスペー
スを有している。しかし，これでは，粘土鉱物の粘土層
は，親水性のシリケート骨格であるため，ゲスト分子と
は元来なじみが悪く，排除してしまう。また，層間に
は，１層の有機オニウムイオンが介入した分だけしか拡
張せず，膨潤にも限界がある。

【００３３】また，ゲスト分子を多量に導入すればする
ほど，層間は広く膨潤する（表２参照）。そのため，上
記ゲスト分子の存在は，粘土鉱物の層間を無制限に膨潤
させた無限膨潤の状態とする。従って，ゲスト分子のマ
トリックスの中においても，粘土鉱物の各分子が集合す
ることなく，分子レベルで均一に分散することとなる。

【００３４】また，粘土鉱物は無限膨潤の状態にあるた
め，その表面積は，従来の限定膨潤の場合に比べて著し
く拡大する。そのため，ガス又は液体（水，オイル等）
に対する遮断性が高い。また，ゲスト分子は，粘土鉱物
の存在により，挙動が制限される。そのため，ゲスト分
子鎖（マトリクス分子鎖）の絡み合いがほぐれにくくな
る。それ故，部材の引っ張り強度，弾性率等の機械的強
度が高くなる。また，耐クリープ性が向上する。

【００３５】次に，本発明の粘土複合材料の製造方法に
おいては，まず，粘土鉱物に有機オニウムイオンを接触
させている。これにより，粘土鉱物の層間に，ある程度
のスペースが確保される。その後，更に極性基を有する
上記ゲスト分子を接触させている。上記の粘土鉱物の層
間のスペースは，分子長の大きいゲスト分子が入り込む
のに十分なスペースである。そのため，粘土鉱物の層間
のスペースは，ゲスト分子の介入により，更に膨潤す
る。

【００３６】従って，上記の２工程により，粘土鉱物の
層間は十分に膨潤する。そのため，ゲスト分子のマトリ
ックスの中に，粘土鉱物を均一に分散させることができ
る。また，ゲスト分子に水素結合性の極性基を導入する
ことは，比較的容易である。そのため，安価に，大きな
層間距離を有し，膨潤した粘土複合材料を得ることがで
きる。

【００３７】本発明によれば，極性の低いポリマー中に
粘土鉱物を分子レベルで分散させることにより，大きな
層間距離を有し，膨潤した，粘土複合材料及びその製造
方法を提供することができる。

【００３８】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる粘土複合材料について説明す
る。本例の粘土複合材料は，図１（ｂ）に示す如く，有
機オニウムイオン６がイオン結合して有機化された粘土
鉱物７と，両末端に極性基１０を有するゲスト分子１と
からなる。ゲスト分子１は，少なくともその一部が粘土
鉱物７の層間に入り込んでいる。ゲスト分子１の極性基
１０は，粘土鉱物７と水素結合を形成している。

【００３９】粘土鉱物は，ナトリウム型モンモリロナイ
ト（山形県産，イオン交換容量１２０ｍｅｑ／１００
ｇ）である。有機オニウムイオンは，ジステアリルジメ
チルアンモニウムクロライドであり，その炭素数は３８
である。ゲスト分子は，炭素数平均２１０，分子量約３
０００の水素添加ポリブタジエンであり，その両末端に
は水酸基（ＯＨ）が結合している（商標名ポリテール
Ｈ，三菱化学（株））。以下，これをポリテールＨとい
う。

【００４０】次に，上記粘土複合材料の製造方法につい
て説明する。まず，モンモリロナイト２０．０ｇを８０
℃の水２０００ｍｌに分散させた。次に，ジステアリル
メチルアンモニウムクロライド２１．０ｇを８０℃の水
１５００ｍｌに溶解した。この両方の水溶液を一気に混
合した。その沈澱物を濾別した沈澱物を８０℃の水で２
回洗浄した。

【００４１】その後水を蒸発させることにより，ジステ
アリルジメチルアンモニウムイオンとイオン結合して有
機化されたモンモリロナイトを得た。以下，これをＤＳ
ＤＭ−モンモリロナイトという。灼残法により求めたＤ
ＳＤＭ−モンモリロナイト中の無機含量は，５４．２重
量％であった。Ｘ線回折法により，モンモリロナイトの
層間距離を測定して，膨潤挙動を観察した。ＤＳＤＭ−
モンモリロナイトの層間は，３２．８Åであった。

【００４２】次に，溶媒としてのトルエン２０ｇの中
に，上記ポリテールＨ１ｇ及びＤＳＤＭ−モンモリロナ
イト１ｇを添加し，６時間混合した。ポリテールＨの混
合割合は，ＤＳＤＭ−モンモリロナイト１．０重量部に
対して，１．０重量部である。次に，減圧下においてト
ルエンを蒸発させた。これにより，粘土複合材料を得
た。Ｘ線回折法により，粘土複合材料におけるモンモリ
ロナイトの層間距離を測定したところ，３８．７Åであ
った。

【００４３】このことから，水素添加ポリブタジエンに
水酸基を導入したポリテールＨを添加することにより，
無添加の場合に比べて，モンモリロナイトの層間距離が
膨潤することがわかる。

【００４４】実施例２ 本例においては，ゲスト分子であるポリテールＨの混合
割合を変化させて，粘土複合材料を製造した。その他の
粘土複合材料は，実施例１と同様である。粘土鉱物であ
るモンモリロナイトの層間距離を，Ｘ線回折法により測
定した。その結果を表２に示した。

【００４５】同表より，ポリテールＨの混合割合が増加
するに連れて，モンモリロナイトの層間距離が大きくな
ることがわかる。ポリテールＨの混合割合が，ＤＳＤＭ
−モンモリロナイト１重量部に対して，１０．０重量部
の場合には，明確なピークが観察できなかった。これ
は，層間距離が，測定限界の８８Åを越えているからで
ある。以上より，極性基を有するゲスト分子を多量に添
加するに連れて，粘土鉱物の層間距離が拡大することが
わかる。

【００４６】

【表２】

【００４７】実施例３ 本例においては，ゲスト分子に導入する極性基の種類，
及びゲスト分子の分子量を変えて，粘土複合材料を製造
した。極性基の種類，ゲスト分子の分子量は，表３に示
した。その他は，実施例１と同様である。粘土鉱物であ
るモンモリロナイトの層間距離をＸ線回折法により測定
した。測定結果を，表３に示した。

【００４８】同表より知られるように，ゲスト分子であ
るポリテールＨの分子量が，１５００，３０００の場合
には，ほぼ同程度の大きい層間距離であった。また，極
性基が，水酸基（ＯＨ），カルボキシル基（ＣＯＯ
Ｈ），エポキシ基の場合にも，層間距離は４０Å以上と
高かった。

【００４９】

【表３】

【００５０】比較例１ 本比較例の粘土複合材料は，極性基のないゲスト分子
（バードマン社製液状ブチルゴム 商品名カレン８０
０）を種々の混合割合でＤＳＤＭ−モンモリロナイトに
加えたものである。その他は，実施例１と同様である。
各種粘土複合材料における粘土鉱物の層間距離は，表４
に示した。同表より知られるように，多量にゲスト分子
を加えても，粘土鉱物の層間は，拡張しないことがわか
る。

【００５１】

【表４】

【００５２】実施例４ 本例の粘土複合材料は，有機オニウムイオンとしてステ
アリルアンモニウムイオン（炭素数１８）を用いたもの
である。ゲスト分子の混合割合は，有機化された粘土鉱
物１重量部に対して，１重量部である。その他は，実施
例１と同様である。

【００５３】この粘土複合材料の層間距離は，３５．６
Åであった。このことから，上記の有機オニウムイオン
を用いた場合にも，実施例１と同様に大きな層間距離と
なることがわかる。

【００５４】実施例５ 本例の粘土複合材料は，有機オニウムイオンとしてラウ
リルアンモニウムイオン（炭素数１２）を，ゲスト分子
としてステアリン酸（炭素数１８）を用いたものであ
る。ゲスト分子の混合割合は，有機化された粘土鉱物１
重量部に対して，１０重量部である。その他は，実施例
１と同様である。

【００５５】この粘土複合材料の層間距離は，４２．０
Åであった。このことから，ゲスト分子として，非ポリ
マーであるステアリン酸を用いた場合にも，粘土鉱物の
層間距離が大きくなることがわかる。

【００５６】実施例６ 本例の粘土複合材料は，粘土鉱物としてマイカを用いた
ものである。ゲスト分子の混合割合は，有機化された粘
土鉱物１重量部に対して，１重量部である。その他は，
実施例１と同様である。この粘土鉱物の層間距離は，４
１．０Åであった。このことから，上記の粘土鉱物を用
いた場合にも，実施例１と同様に，大きな層間距離とな
ることがわかる。

【００５７】実施例７ 本例の粘土複合材料は，粘土鉱物としてサポナイトを用
いたものである。その他は，実施例４と同様である。こ
の粘土鉱物の層間距離は，３７．８Åであった。

【００５８】実施例８ 本例の粘土複合材料は，有機オニウムイオンとしてラウ
リル酸アンモニウムイオンを，ゲスト分子として両末端
がエポキシ基のポリマー（三菱化学（株）製商品名ポリ
テールＥＰ）（炭素数約２００，融点５６〜５９℃）を
用いたものである。ゲスト分子の混合割合は，有機化さ
れた粘土鉱物１重量部に対して，１重量部である。その
他は，実施例１と同様である。

【００５９】上記粘土複合材料を製造するに当たって
は，まず，モンモリロナイト２０ｇを８０℃の水２００
ｍｌに分散させた。次に，ラウリル酸アンモニウムイオ
ン６．２ｇを８０℃の水１５００ｍｌに溶解した。この
両方の水溶液を一気に混合した。その沈澱物を濾別した
沈澱物を８０℃の水で２回洗浄した。これにより，ラウ
リン酸アンモニウムイオンとイオン結合して有機化され
たモンモリロナイトを得た。以下，これをＬＡ−モンモ
リロナイトという。次に，ゲスト分子を１００℃に加熱
溶融して，その中に，上記のＬＡ−モンモリロナイトを
加え，６時間混合した。これにより，上記の粘土複合材
料を得た。

【００６０】粘土鉱物の層間距離は，４８．０Åであっ
た。このことから，ゲスト分子の溶融液の中に，ＬＡ−
モンモリロナイトを加えた場合にも，層間を大きく拡張
させることができることがわかる。

【００６１】比較例２ 本比較例においては，有機オニウムイオンとしてブチル
アンモニウムイオン（炭素数４）を，ゲスト分子として
ステアリルアルコール（炭素数１８）を用いた。ゲスト
分子の混合割合は，有機化された粘土鉱物１重量部に対
して，１０重量部である。その他は，実施例１と同様で
ある。

【００６２】この粘土鉱物の層間距離は，１３．８Åで
あった。これは，有機オニウムイオンであるブチルアン
モニウムイオンの炭素数が４と小さいため，粘土鉱物の
層間が膨潤しなかったためであると思われる。

【００６３】比較例３ 本比較例においては，粘土鉱物としてマイカ，ゲスト分
子としてオクタデカン（炭素数１８）を用いた。ゲスト
分子の混合割合は，有機オニウムイオンと結合した粘土
鉱物１重量部に対して，１０重量部である。その他は，
実施例１と同様である。

【００６４】この粘土鉱物の層間距離は，３３．２Åで
あった。これは，ゲスト分子がオクタデカンであり，末
端官能基のない非ポリマーであるため，親水性の粘土鉱
物となじみが悪く，その粘土層表面から排除されたこと
により，粘土鉱物の層間が拡張しなかったためであると
思われる。

【００６５】尚，上記の実施例１，４〜８，比較例２，
３の粘土複合材料の組成，粘土鉱物の層間距離につい
て，表５にまとめて示した。

【００６６】

【表５】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）従来の粘土複合材料，及び（ｂ）本発明
の粘土複合材料における，作用効果を示す説明図。

【符号の説明】 １．．．ゲスト分子， １０．．．極性基， ６．．．有機オニウムイオン， ７．．．粘土鉱物，

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素数６以上の有機オニウムイオンがイ
   オン結合することにより有機化された粘土鉱物と，主鎖
   及び／又は側鎖に極性基を有し，分子長が上記有機オニ
   ウムイオンと同じかそれよりも大きいゲスト分子とから
   なる粘土複合材料であって，上記ゲスト分子は少なくと
   もその一部が粘土鉱物の層間に入り込んでおり，上記ゲ
   スト分子の極性基は粘土鉱物と水素結合を形成している
   ことを特徴とする粘土複合材料。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記ゲスト分子は，
   直鎖状若しくは分岐状の構造のオレフィン又はパラフィ
   ン，あるいは，直鎖状若しくは分岐状の構造で且つ主鎖
   及び／若しくは側鎖中に芳香環を有するオレフィン又は
   パラフィンであることを特徴とする粘土複合材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記極性基
   は，水酸基，ハロゲン基，カルボキシル基，チオール
   基，エポキシ基，及びアミノ基のグループから選ばれる
   １種又は２種以上であることを特徴とする粘土複合材
   料。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記粘土鉱物の層間には，上記ゲスト分子全量の１０重
   量％以上が入り込んでいることを特徴とする粘土複合材
   料。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記ゲスト分子の分子量は１００〜１０００００である
   ことを特徴とする粘土複合材料。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項において，
   上記粘土複合材料には，上記有機オニウムイオン或いは
   ゲスト分子以外の合成樹脂が混合されていることを特徴
   とする粘土複合材料。
7. 【請求項７】 粘土鉱物を，炭素数６以上の有機オニウ
   ムイオンに接触させることにより，上記粘土鉱物と上記
   有機オニウムイオンとの間にイオン結合を形成して上記
   粘土鉱物を有機化し，次に，上記粘土鉱物を，主鎖或い
   は側鎖に極性基を有し，分子長が上記有機オニウムイオ
   ンと同じかそれよりも大きいゲスト分子に接触させるこ
   とにより，上記粘土鉱物の層間に，上記ゲスト分子の少
   なくとも一部を入り込ませて，粘土鉱物との間に水素結
   合を形成することを特徴とする粘土複合材料の製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項７において，上記粘土鉱物をゲス
   ト分子に接触させるに当たっては，上記ゲスト分子を溶
   解した溶媒の中に，上記粘土鉱物を入れることにより行
   うことを特徴とする粘土複合材料の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７において，上記粘土鉱物をゲス
   ト分子に接触させるに当たっては，軟化又は溶融したゲ
   スト分子の中に，上記粘土鉱物を入れることにより行う
   ことを特徴とする粘土複合材料の製造方法。