JPH09118518A - オリゴマー及び／またはポリマーを用いて形成されたインターカレーション物及び剥離物ならびにそれを含有する合成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機溶媒またはポリマー溶融物と混合した場
合に容易に剥離されうるインターカレーション物によ
り、薬品等のための担体材料として有用なマトリックス
ポリマー／小板合成物（ナノ合成物）を提供する。 【解決手段】 フィロシリケートをポリマーに接触させ
て、フィロシリケートの隣接する小板間にポリマーを吸
着またはインターカレーションさせることにより形成さ
れる、小板間の間隔が広げられたインターカレーション
物、及び、そのインターカレーション物の剥離物と、有
機溶媒またはマトリックスポリマーなどのホスト材料と
を併合することにより得られるナノ合成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィロシリケート
または他の層状物等の膨潤可能な層状物の小板（platel
et）層の間に、１以上のオリゴマーまたはポリマーを収
着（吸着及び／または吸収）させることにより製造さ
れ、隣接する層における層間間隔が少なくとも約5 Åに
広げられているインターカレーション（intercalatio
n）した層状物、及びその剥離物（exfoliate）に関す
る。さらに詳細には、本発明は、好ましくはスメクタイ
ト粘土であるフィロシリケート等の層状物の平らな小板
の隣接する層の内側表面の上に、少なくとも２層のオリ
ゴマー及び／またはポリマー分子が収着され、層間間隔
が、約100 Åを上限として、少なくとも約5 Å、好まし
くは少なくとも約10 Å、さらに好ましくは少なくとも
約20 Å、最も好ましくは約30〜45 Åに広げられ、ある
いは、規則性が消失したインターカレーション物（inte
rcalate）に関する。このようにして得られるインター
カレーションの産物は、全体として親油性でも、もしく
は全体として親水性でもなく、双方の性質が組合わさっ
ており、熱可塑性マトリックスまたは熱硬化性マトリッ
クスのポリマー溶融物、好ましくは熱可塑性マトリック
スポリマーと混合すると容易に剥離されえ、マトリック
スポリマーの１以上の特性が改良される。得られるマト
リックスポリマー／小板合成物（composite）は、ポリ
マー／フィラー合成物が用いられるいかなる場合におい
ても有用であり、例えば、自動車産業において用いられ
る、自動車の車体部品、エンジンブロックに隣接する、
耐熱性を有するポリマー製自動車部品、ラジアルタイヤ
用タイヤコード、ガス不透過性が向上された食品用ラッ
プ、電気製品用構成部材、食品グレードの飲料用容器
（food grade drink container）や、その他の各種用途
等で、例えばガラス遷移温度及び高温における耐性とい
った、弾性及び温度特性等の、マトリックスポリマーの
１以上の物理的性質を変更することが所望される場合に
有用である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばナトリウムモンモリロ
ナイト及びカルシウムモンモリロナイト等のスメクタイ
ト粘土のごときフィロシリケート（phyllosilicate）
を、有機性アンモニウムイオン等の有機分子で処理し
て、隣接する小板シリケート層の間に有機分子をインタ
ーカレーションし、それにより隣接するシリケート層の
間の層間（積層間）間隔を実質的に増大させることが行
われている。このように処理され、インターカレーショ
ンされたフィロシリケートは、次いで、シリケート層が
分離されて（例えば機械的に、強力な剪断混合によっ
て）、剥離することができる。個々のシリケート層は、
例えばポリアミド等のマトリックスポリマーの重合前、
重合後または重合中にマトリックスポリマーと混合した
場合（米国特許第4,739,007号、米国特許第4,810,734号
及び米国特許第5,385,776号参照）、機械的強度及び／
または高温に対する特性などの、ポリマーの１以上の特
性を実質的に改良することが見出されている。

【０００３】「ナノ合成物」とも称される、かかる先行
技術による合成物は、Allied Signal Inc.の公開国際特
許 WO 93/04118号及び米国特許第5,385,776号に開示さ
れており、これらは、インターカレーションを施した層
状シリケート物由来の個々の小板粒子をポリマーと混合
して、剥離したインターカレーション物の添加により向
上された、１以上の特性を有するマトリックスポリマー
が形成されることを開示するものである。WO 93/04118
号に開示されるように、シランカップリング剤または、
マトリックスポリマーに適合性を有する反応基を有す
る、第４級アンモニウム化合物などのオニウム陽イオン
の吸着により、インターカレーション物が形成され、す
なわち、隣接するシリケート小板の間の層間間隔が増大
する。このような第４級アンモニウムカチオンは、ナト
リウムモンモリロナイトまたはカルシウムモンモリロナ
イトなどの親水性の高い粘土を、有機分子を収着するこ
とができる親油性粘土に変換することがよく知られてい
る。有機的に修飾したシリケートにおける、ポリスチレ
ン及びポリ（エチレンオキシド）の溶媒を用いない直接
的なインターカレーションが、「Synthesis and Proper
ties of Two-Dimensional Nanostructures by Direct I
ntercalation of Polymer Melts in Layered Silicate
s、Richard A. Vaiaら、Chem. Meter.、5巻、1694〜169
6頁（1993）に開示されている。また、Adv. Material
s、7巻、2号（1985）、154〜156頁、New Polymer Elect
rolyte Nanocomposites：Melt Intercalation of Poly
(Ethylene Oxide) in Mica-Type Silicates、Richard
A. Vaiaらに開示されるように、ポリ（エチレンオキシ
ド）は、17.7Åのｄ−間隔となすために、80℃にて2〜6
時間加熱することによってナトリウムモンモリロナイト
及びリチウムモンモリロナイトの中へ直接インターカレ
ーションすることができる。インターカレーションに伴
って、粘土小板の間に位置する水分子がポリマー分子に
置換される。しかしながら、インターカレーションされ
た物は明らかに剥離されえず、ペレットの形態にて調べ
られた。驚くべきことに、本発明によって剥離物を製造
することができたのである。

【０００４】ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビ
ニルアルコール（ＰＶＡ）及びポリ（エチレンオキシ
ド）（ＰＥＯ）を、モンモリロナイト粘土の小板の間に
インターカレーションさせる試みは、これまでにあまり
成功していない。Levyら、Interlayer Adsorption of P
olyvinylpyrrolidone on Montmorillonite、Journal of
Colloid and Interface Science、50巻、3号、1975年3
月、442〜450頁に記載の通り、絶対エタノールで連続的
に洗浄し、次いで、種々の水分含量の1％ ＰＶＰ／エタ
ノール／水を接触させることにより、洗浄中に収着した
エタノール溶媒分子を置換してＰＶＰを収着させ、単イ
オン性（monoionic）モンモリロナイト粘土（Na、K、Ca
及びMg）の小板間に、ＰＶＰ（平均分子量40,000）を収
着させて小板間隔を約約17.7Åに広げる試みがなされ
た。ナトリウムモンモリロナイトだけは、ＰＶＰ／エタ
ノール／水溶液を接触させた後に、5⁺％ H₂Oにて、20Å
の基底間隔（basal spacing）を上回る（例えば26Å及
び32Å）間隔を有していた。エタノールは、後でＰＶＰ
を収着させるため、初期に基底間隔を増大させるために
必要であり、そして、水はナトリウムモンモリロナイト
以外では、粘土小板間におけるＰＶＰの収着に直接影響
を及ぼさないと考えられた。この収着は時間を要する困
難な作業であり、成功の確率は低かった。

【０００５】さらに、Greenland、Adsorption of Polyv
inyl Alcohols by Montmorillonite、Journal of Collo
id Sciences、18巻、647〜664頁（1963）に記載のごと
く、12％のアセチル基を含むポリビニルアルコールは、
収着されたポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）のために
約10Åだけ基底間隔を増大させるにとどまった。インタ
ーカラントポリマー含有溶液中のポリマーの濃度を0.25
から4％に増大させるにつれて、収着されるポリマーの
量は実質的に減少し、インターカラントポリマー含有組
成物中1重量％以下のオーダーのポリマー濃度でしか、
収着が行われ難いかもしれないことが示唆されている。
ポリマーを層状物の中にインターカレーションさせるた
めの前記のような希釈工程は、例えば水等のポリマー単
体からインターカレーション物を単離するためにインタ
ーカレーションされた層状物を乾燥させるに当たって格
別にコストがかかるものと思われ、従って、市場化に向
けてのさらなる働きは、明らかになされることがなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑みてなされたものであり、有機溶媒またはポリマー溶
融物と混合した場合に容易に剥離されうるインターカレ
ーション物により、薬品等のための担体材料として有用
なマトリックスポリマー／小板合成物（ナノ合成物）を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために成し遂げられたものであり、その要旨は
以下の通りである。

【０００８】（１）合成物であって、約40重量％から約
99.95重量％のホスト材料及び約0.05重量％から約60重
量％のフィロシリケート物の剥離小板を含み、該小板
は、フィロシリケートをインターカラントポリマー含有
組成物に接触させることにより形成されるインターカレ
ーション物に由来するものであり、該組成物は少なくと
も約2重量％の濃度の前記インターカラントポリマーを
含み、フィロシリケートの隣接する層間へのインターカ
ラントポリマーの収着が成し遂げられて、主な隣接する
フィロシリケート小板の間の間隔が、インターカラント
ポリマー収着後に測定すると少なくとも約10Åに広げら
れていることを特徴とする合成物。

【０００９】（２）前記（１）の合成物におけるインタ
ーカレーション物であって、前記インターカラントポリ
マーが、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルイミン、及びそれらの混合物よりなる群
から選択されるインターカレーション物。

【００１０】（３）前記（１）の合成物におけるインタ
ーカレーション物であって、前記インターカラントポリ
マーが、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、N-
ビニルピロリドン、及びそれらの混合物よりなる群から
選択されるインターカレーション物。

【００１１】（４）合成物の製造方法であって、該合成
物は、約40重量％から約99.95重量％のマトリックス熱
可塑性または熱硬化性ポリマー、及び約0.05重量％から
約60重量％のフィロシリケート物の剥離小板を含み、該
小板は、隣接する前記フィロシリケート小板の間にイン
ターカラントポリマーがインターカレーションされたフ
ィロシリケートのインターカレーション物に由来するも
のであり、以下の工程、すなわち、前記フィロシリケー
トに、少なくとも約5重量％のインターカラントポリマ
ーを含有する組成物を接触させて、隣接するフィロシリ
ケート小板間を少なくとも約5Åの間隔に広げるのに充
分な量にて、隣接するフィロシリケート小板間への該ポ
リマーのインターカレーションを成し遂げ、インターカ
レーションされた小板を熱可塑性または熱硬化性ポリマ
ーと併合し、該熱可塑性ポリマーを充分に加熱して熱可
塑性ポリマーの流動性を提供し、且つ前記フィロシリケ
ートの小板を離層させ、及び離層した前記小板を前記マ
トリックスポリマーに分散させる工程を含む製造方法。

【００１２】（５）フィロシリケートを剥離する方法で
あって、以下の工程すなわち、少なくとも約4重量％の
水分含量を有するフィロシリケートに、液体担体中少な
くとも約2重量％のインターカラントポリマーを含むイ
ンターカレーション組成物を、前記フィロシリケートの
隣接する小板の間隔を少なくとも約5Åの距離隔たるよ
うにするに充分な量にて接触させて、前記フィロシリケ
ートの隣接する小板の間への前記ポリマーのインターカ
レーションを成し遂げ、及びインターカレーションされ
たフィロシリケートの小板を分離する工程を含むことを
特徴とする方法。

【００１３】（６）合成物であって、合成物の約40重量
％から約99.5重量％の量の、熱可塑性ポリマー、熱硬化
性ポリマー及びそれらの混合物よりなる群から選択され
るマトリックスポリマー、ならびに、約0.05重量％から
約60重量％のフィロシリケート物の剥離小板を含み、該
小板は、インターカレーション組成物を形成するために
少なくとも4重量％の水分含量を有するフィロシリケー
トをインターカラントポリマーに接触させ、インターカ
レーションによって、フィロシリケートの隣接する層間
へのインターカラントポリマーの収着を成し遂げて、主
な隣接するフィロシリケート小板の間の間隔を、ポリマ
ー収着後の測定値で少なくとも約10Åに広げ、次いで、
前記インターカレーション物を主に単一の小板にまで剥
離することにより形成されるインターカレーション物に
由来するものであることを特徴とする合成物。

【００１４】（７）インターカレーション物及び有機溶
媒を含む組成物であって、該インターカレーション物
は、少なくとも約4重量％の水分含量を有する層状物に
インターカラントポリマーを接触させてインターカレー
ション組成物をつくることにより形成され、該インター
カレーション物は、少なくとも1：20のポリマー：層状
物の重量比を有し、層状シリケート物の隣接する層間へ
のポリマーの収着及び複合が成し遂げられたものであっ
て、前記層状シリケート物の主な隣接する小板間の間隔
が、インターカラントポリマーが収着されて最高5重量
％の水分含量にまで乾燥した後に測定すると、少なくと
も約5Åに広げられていることを特徴とする組成物。

【００１５】（８）有機性の液体を、フィロシリケート
とポリマーとのインターカレーション複合体に併合する
ことによる有機性の液体の増粘方法であって、以下の工
程すなわち、少なくとも1：20のインターカラントポリ
マー：フィロシリケートの重量比を有するインターカレ
ーション組成物を形成するために、少なくとも約4重量
％の水分含量を有するフィロシリケートにインターカラ
ントポリマーを接触させて、インターカレーション物を
形成し、前記隣接するフィロシリケート小板の間隔を少
なくとも約5Åにするまで、インターカレーション物の
隣接するフィロシリケート小板間への前記ポリマーのイ
ンターカレーションを充分に行い、及び前記インターカ
レーション物を前記有機溶媒に併合する工程を含むこと
を特徴とする増粘方法。

【００１６】（９）組成物の重量の約40重量％から約9
9.5重量％の１価アルコール、多価アルコール、及びこ
れらの混合物よりなる群から選択される有機溶媒、なら
びにフィロシリケート物のインターカレーション物また
はその剥離物を組成物の約0.05重量％から約60重量％含
む組成物であって、前記インターカレーション物は、少
なくとも約4重量％の水分含量を有するフィロシリケー
トをインターカラントポリマーに接触させ、該インター
カラントポリマーをフィロシリケートの隣接する層間に
収着させて、前記フィロシリケートの小板表面上に複合
させることにより形成され、隣接するフィロシリケート
小板間の主たる間隔が、ポリマーを収着させてインター
カレーション物の水分含量を最高5重量％まで乾燥した
後に測定すると少なくとも約5Åに広げられていること
を特徴とする組成物。

【００１７】本発明によれば、フィロシリケートを、好
ましくは本質的にアルコール不含であるＰＶＰポリマ
ー、もしくはＰＶＡインターカラントポリマー組成物に
接触させることにより、インターカレーション物が調製
される。ここでＰＶＡは、好ましくは5％以下のアセチ
ル基を含むものであり、さらに好ましくは1％以下のア
セチル基を含んで、ほぼ完全に加水分解されている。

【００１８】本発明の重要な特徴において、インターカ
レーション用のオリゴマーまたはポリマー組成物であっ
て、オリゴマー及び／またはポリマーならびに担体（例
えば、インターカラントオリゴマーまたはインターカラ
ントポリマー用の他の溶媒を加えた水または水のみ）の
重量に基づいて、少なくとも約2重量％、好ましくは少
なくとも約5重量％の濃度のインターカラントオリゴマ
ーまたはインターカラントポリマー、より好ましくは約
50重量％〜約80重量％のオリゴマー及び／またはポリマ
ーを含む組成物を用いて、最良の結果が得られ、フィロ
シリケート小板間のインターカラントポリマーの収着が
良好に成し遂げられる。従って、インターカレーション
後にあまり乾燥を行う必要がない。本明細書において、
オリゴマーとは、２から約15の反復するモノマー単位
（同じかまたは互いに相違することができる）を有する
プレポリマーとして定義され、ポリマーとは、約15より
多くの反復するモノマー単位（同じかまたは互いに相違
することができる）を有するものとして定義される。本
明細書中、シリケート小板間に収着されて、隣接するシ
リケート小板間の分離または間隔の増大を惹起こす、オ
リゴマーまたはポリマーは、記載を簡略化するために、
双方とも、「インターカラント」もしくは「インターカ
ラントポリマー」または「ポリマーインターカラント」
と称する。このようにして、特定のフィロシリケートま
たはインターカラントポリマーに限らず、市場に適用可
能な方法で、より容易にそしてより完全に剥離を行うた
めに、水溶性または水不溶性のオリゴマーまたはポリマ
ーが充分に収着され、約5から約100Åの範囲でフィロシ
リケートの層間間隔が増大される。

【００１９】本発明の重要な特徴において、水溶性また
は水不溶性のオリゴマー及び／またはポリマー組成物で
あって、オリゴマー及び／またはポリマーならびに担体
（例えば、インターカラントオリゴマーまたはインター
カラントポリマー用の他の溶媒を加えた水または水の
み）の重量に基づいて、少なくとも約2重量％、好まし
くは少なくとも約5重量％、より好ましくは10重量％の
濃度のインターカラントオリゴマーまたはインターカラ
ントポリマー、最も好ましくは約30重量％〜約80重量％
のオリゴマー及び／またはポリマーを含む、インターカ
レーション用の組成物を用いて最良の結果が得られ、フ
ィロシリケート小板間へのインターカラントポリマーの
収着が良好に成し遂げられる。オリゴマーとは、２から
約15の反復するモノマー単位（同じかまたは互いに相違
することができる）を有するプレポリマーとして定義さ
れ、ポリマーとは、約15より多くの反復するモノマー単
位（同じかまたは互いに相違することができる）を有す
るものとして定義される。インターカレーション組成物
の液体溶媒中におけるポリマーの濃度には無関係に、イ
ンターカレーション組成物は、層状物の隣接する小板間
へのポリマーのインターカレーションを効率よく成し遂
げるために、少なくとも1：20、好ましくは少なくとも
1：10、より好ましくは少なくとも1：5、最も好ましく
は約1：4の、ポリマー：層状物比を有するべきである。
シリケート小板の間に収着されて可及的に結合したオリ
ゴマーまたはポリマーは、隣接するシリケート小板間の
分離または間隔の増大を惹起こす。以下本明細書におい
て記載を簡略化するために、オリゴマー及びポリマーの
双方とも「インターカラント」または「インターカラン
トポリマー」または「ポリマーインターカラント」と称
する。このようにして、特定のフィロシリケートまたは
インターカラントポリマーに限らず、市場に適用可能な
方法で、より容易にそしてより完全に剥離を行うため
に、オリゴマーまたはポリマーが充分に収着され、約5
から約100Å、好ましくは少なくとも約10Åの範囲でフ
ィロシリケートの層間間隔が増大される。

【００２０】スメクタイト粘土などのフィロシリケート
は、１または２のインターカラントポリマー分子の２つ
の官能基とフィロシリケート小板の内側表面に結合され
た金属陽イオンとの間の金属陽イオンキレート型結合を
提供する、カルボニル、ヒドロキシル、カルボキシル、
アミン、アミド、エーテル、エステル、スルフェート、
スルフォネート、スルフィネート、スルファメート、ホ
スフェート、ホスフォネート、もしくはホスフィネート
の官能基、または芳香環を有するポリマーまたはオリゴ
マーの収着によって、その後剥離するために充分にイン
ターカレーションすることができる。収着及び金属陽イ
オン静電気的相互作用、または分子の２つの酸素原子も
しくはチッ素原子と小板の金属陽イオンのとの間の結
合、あるいは、スメクタイト層のヘキサ六方晶系または
偽六方晶系の環の中の層間陽イオンとインターカラント
ポリマーの芳香環構造との間の静電気的結合により、少
なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Å、そして
より好ましくは少なくとも約20Å、さらに最も好ましく
は約30Åから約45Åの範囲で、隣接するシリケート小板
または他の層状物の層間間隔が増大される。このような
インターカレーションされたフィロシリケートは、個々
のフィロシリケート小板へと容易に剥離することができ
る。

【００２１】インターカレーション及び剥離の際に組成
物に付される条件、特に、温度、pH、及びインターカレ
ーション組成物中に含まれる水分含量等の条件に依存し
て、インターカレーション物及び／または剥離物ならび
に担体を含む組成物を所望の粘度に形成することができ
る。かかる所望の粘度とは、例えば、ゲル化の如何にか
かわらず、少なくとも約100 cps、好ましくは少なくと
も約500〜1000 cps、そして、特に、約5,000から約5,00
0,000 cpsの極めて高い粘度も可能である。組成物は揺
変性であるので、送り出し（delivery）をより容易にす
るために剪断によって粘度を低下させ、次いで、剪断を
低下または停止させることによって組成物の粘度を増大
させることができよう。インターカラントポリマーは、
剥離を容易にするために層状物の隣接した小板の空間の
間にインターカレーションして、小板表面上の金属陽イ
オンと複合し、インターカレーション物またはその剥離
物が担体／溶媒に併合またはポリマー溶融物に添加され
た後も、ポリマーはその場所に残留する。粘度小板の表
面上へのポリマーの被覆は、層間陽イオンとのイオン的
な複合によるものであり、それが担体／溶媒組成物の粘
稠化及び揺変性に関与し（それらの性質を付与し）、そ
して、重要な性質である強度、ガス不透過性及び熱特性
をマトリックスポリマーに添えると考えられる。しかし
ながら、水素結合またはファン・デル・ワールス力また
は分子複合などの他の結合様式もまた、全体的にもしく
は部分的に、層状物の表面へのポリマーの接着に寄与す
るかもしれない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００２３】前記合成物（１）において、前記フィロシ
リケートに接触される組成物中のインターカラントポリ
マーの濃度は、少なくとも約5重量％、好ましくは少な
くとも約15重量％、より好ましくは少なくとも約20重量
％、さらに好ましくは少なくとも約30重量％、最も好ま
しくは約50重量％から約80重量％であるとよい。

【００２４】前記合成物（１）において、前記フィロシ
リケートに接触される組成物中のインターカラントポリ
マーの濃度は、約50重量％から約100重量％であるとよ
い。

【００２５】前記合成物（１）において、前記フィロシ
リケートに接触される組成物中のインターカラントポリ
マーの濃度は、接触開始時に、接触されるフィロシリケ
ートの乾燥重量に基づき少なくとも約16重量％、好まし
くは約16重量％から約70重量％、より好ましくは約16重
量％から約35重量％、あるいは、より好ましくは35重量
％から約55重量％であるとよい。

【００２６】また、前記合成物（１）において、前記フ
ィロシリケートに接触される組成物中のインターカラン
トポリマーの濃度は、接触されるフィロシリケートの乾
燥重量に基づき約70重量％であることが特に好ましい。

【００２７】前記合成物において、前記インターカラン
トポリマーが、約225から約1,000,000、好ましくは約22
5から約10,000の平均分子量を有するとよい。

【００２８】また、前記合成物（１）において、前記ホ
スト材料は、ジヒドロキシエチルテレフタレート、ヒド
ロキシエチルテレフタレート、ジヒドロキシブチルテレ
フタレート及びそれらの混合物よりなる群から選択され
るモノマーより重合されたポリマー、ポリアミド、ポリ
ビニルイミン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブ
チレンテレフタレートならびにそれらポリマーの混合物
よりなる群から選択されるマトリックスポリマーである
ことが好ましい。

【００２９】前記のインターカレーション物（２）にお
いて、前記インターカラントポリマーは、ポリマー中に
含まれるアセタール置換基が約5％を下回る、好ましく
は約1％を下回るポリビニルアルコールであるとよい。

【００３０】前記した合成物の製造方法（４）におい
て、前記インターカラントポリマーを含有する組成物
は、前記フィロシリケートに接触される前記組成物の総
重量に基づき約5重量％から約95重量％の有機溶媒を含
む、溶解されたポリマー担体を包含するとよい。

【００３１】かかる担体は、約5重量％から約95重量％
の脂肪族アルコールを含むことが好ましく、この脂肪族
アルコールは、メタノール、エタノール、及びそれらの
混合物よりなる群から選択されるとよい。

【００３２】前記したフィロシリケートを剥離する方法
（５）において、前記インターカラントポリマー含有組
成物に、前記インターカレーション組成物の総重量に基
づき約5重量％から約95重量％の量で、インターカラン
トポリマーを可溶化できる液体の担体が包まれることが
好ましい。

【００３３】かかる担体は、約30重量％から約40重量
％、好ましくは約35重量％から約40重量％の水を含むと
よい。または、前記担体が、フィロシリケートに接触さ
れる前記インターカラントポリマー含有組成物中のイン
ターカラントポリマーの総重量に基づき、約5重量％か
ら約50重量％の水を含むことが好ましい。

【００３４】前記合成物（６）において、前記フィロシ
リケートが、インターカラントポリマー及び水を含む組
成物の形態において前記インターカラントポリマーに接
触せしめられ、該組成物中のインターカラントポリマー
の濃度は、フィロシリケートの乾燥重量に基づき、少な
くとも約8重量％であることが好ましい。

【００３５】前記組成物（７）において、前記インター
カレーション組成物中のインターカラントポリマーの濃
度は、少なくとも約2重量％、好ましくは約10重量％か
ら約60重量％であるとよい。

【００３６】また、前記組成物（７）において、前記イ
ンターカレーション組成物中のインターカラントポリマ
ーの濃度が、インターカレーション組成物中の層状物の
乾燥重量に基づき少なくとも約20重量％であり、前記イ
ンターカラントポリマーに、芳香環、カルボキシ、ヒド
ロキシ、カルボニル、エーテル、エステル、アミン、ア
ミド、ＳＯｘ、ＰＯｘ（ｘは、２、３または４を表す）
及びこれらの混合物よりなる群から選択される官能基が
含まれることが好ましい。

【００３７】さらに、前記組成物（７）において、前記
インターカラントポリマーは、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルアルコール、ポリビニルイミン、及びこれら
の混合物よりなる群から選択されるとよく、特にポリビ
ニルピロリドンであることが好ましい。

【００３８】前記した有機性の液体の増粘方法（８）に
おいて、前記フィロシリケートの乾燥重量に基づき、約
4重量％から、フィロシリケートの乾燥重量の約50倍重
量の水を含み、前記ポリマーを溶解しうる水インターカ
レーション担体が、前記インターカレーション組成物に
包含されることが好ましい。

【００３９】本明細書における用語の意味するところ
を、以下に説明する。

【００４０】「層状物」とは、スメクタイト粘土鉱物な
どの無機物であって、隣接する複数の層が結合した形で
あり、それぞれの層につき、約3 Åから約50 Å、好ま
しくは約10 Åの厚さを有するものである。

【００４１】「小板」とは、層状物の個々の層を意味す
る。

【００４２】「インターカレーション物」または「イン
ターカレーションされた物」とは、層状物の隣接する小
板の間に配されたオリゴマー及び／またはポリマー分子
を包含し、隣接する小板の間の層間間隔が少なくとも約
5 Å、好ましくは少なくとも約10 Åに増大された層状
物を意味する。

【００４３】「インターカレーション」とは、前記イン
ターカレーション物を形成するための工程を意味する。

【００４４】「インターカラントポリマー」または「イ
ンターカラント」とは、層状物の小板間に収着されて、
インターカレーション物を形成すべく小板表面に複合す
るオリゴマーまたはポリマーを意味する。

【００４５】「インターカレーション担体」とは、層状
物のインターカレーションを成し遂げることができるイ
ンターカレーション組成物を形成するためにインターカ
ラントポリマーと共に用いられる、有機溶媒含有または
有機溶媒不含の水を含んでなる担体を意味する。

【００４６】「インターカレーション組成物」とは、イ
ンターカラントポリマー、インターカラントポリマーの
ためのインターカレーション担体、及び層状物を含む組
成物を意味する。

【００４７】「剥離物」または「剥離された物」とは、
インターカレーションされた層状物の個々の小板であ
り、インターカレーションされた層状物の隣接する小板
が、マトリックスポリマーの全体にわたって、または、
水、アルコールもしくはグリコールまたは他の種々の有
機溶媒等の担体物全体にわたって、個々に分散すること
ができるものである。

【００４８】「剥離」とは、インターカレーション物か
ら剥離物を形成するための工程を意味する。

【００４９】「ナノ合成物」とは、インターカレーショ
ンされて剥離された層状物から得られた、個々の複数の
小板が中に分散されている、オリゴマー、ポリマーまた
はコポリマーを意味する。

【００５０】「マトリックスポリマー」とは、熱可塑性
または熱硬化性のポリマーであって、その中にインター
カレーション物及び／または剥離物が分散され、ナノ合
成物を形成するものである。

【００５１】「ホスト材料（host material）」とは、
前記マトリックスポリマー等、前記ナノ合成物を形成す
る分散媒を称する。

【００５２】本発明は、オリゴマー及び／またはポリマ
ーに層状のフィロシリケートを接触させて、隣接するフ
ィロシリケート小板の間にインターカラントポリマーま
たはインターカラントポリマーの混合物を収着またはイ
ンターカレーションさせることによって形成されるイン
ターカレーション物に関する。隣接するフィロシリケー
ト小板の間に充分にインターカラントポリマーが収着さ
れて、隣接する小板間の間隔（層間間隔）が、水を除去
した後に測定した値として、少なくとも約5Å、好まし
くは少なくとも約10Åの距離、さらに好ましくは約30〜
45Åの範囲で広げられ、かくしてインターカレーション
物が容易に剥離されうるものとなり、場合によっては剪
断の必要なく自然に剥離するものとなる。時により、イ
ンターカレーション物を剪断する必要があるが、これ
は、例えば、ポリマー溶融物とインターカレーション物
とを混合して容易に成し遂げることができ、マトリック
スポリマー／小板合成物あるいはナノ合成物が提供さ
れ、かかる小板は、インターカレーションされたフィロ
シリケートの剥離によって得られるものである。

【００５３】インターカラントポリマーは、フィロシリ
ケートに対して親和性を有するべきであり、しかしてイ
ンターカラントポリマーが層間空間においてシリケート
小板の間に収着されて小板に会合した状態を維持し、剥
離後にもその会合状態が維持されうる。本発明の好まし
い実施態様において、インターカラントポリマーは芳香
環を包含し、且つ／または、カルボニル、カルボキシ
ル、ヒドロキシル、アミン、アミド、エーテル、エステ
ル、スルフェート、スルフォネート、スルフィネート、
スルファメート、ホスフェート、ホスフォネート、もし
くはホスフィネート構造よりなる群から選択される官能
基を有しており、フィロシリケートの内側表面に充分に
結合する。本発明によれば、小板表面に対するポリマー
の結合は、１つのインターカラントポリマー分子または
フィロシリケート小板の内側表面に隣接する２つのイン
ターカラントポリマー分子の有する、２つのカルボニ
ル、２つのカルボキシル、２つのヒドロキシル、２つの
アミン、２つのＳＯｘ、２つのＰＯｘ（いずれもｘは、
２、３、または４を表す）及び／または２つのアミドの
官能基と電子を共有する、フィロシリケートの金属陽イ
オンの金属陽イオン静電気的結合または、例えばキレー
ト形成等の複合によると理論付けられる。このようなイ
ンターカラントポリマーは、フィロシリケート小板に対
して充分な親和性を有しており、剥離のために充分な層
間間隔を提供することができ、そして、前記した先行技
術に開示されているオニウムイオンまたはシランカップ
リング剤等のカップリング剤またはスペーシング剤を必
要とせずに、小板の表面に対する付着を維持できる。前
記剥離のために充分な層間間隔とは、例えば、約5Å〜1
00Å、好ましくは約10Å〜50Åである。

【００５４】インターカラントポリマーの収着は、層状
物の隣接する小板の層間間隔が、乾燥時（約5重量％以
下の水分含量まで）に測定した場合、少なくとも約5
Å、好ましくは少なくとも約10Å、より好ましくは少な
くとも約20Å、そして最も好ましくは約30〜45Åにまで
に広げられるに足る程度、充分になされるべきである。
ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、及びそ
れらの混合物などの、本明細書中に開示された好ましい
水溶性インターカラントポリマーを用いて、容易に剥離
することができるインターカレーション物を得るために
は、フィロシリケートに接触されるインターカレーショ
ン組成物中の、インターカラントポリマーと層状物（好
ましくは、ナトリウムベントナイトなどの水膨潤性のス
メクタイト粘土）との重量比は、少なくとも約1：20、
好ましくは少なくとも約1：12から1：10、より好ましく
は少なくとも約1：5、最も好ましくは約1：5から1：3
にするとよい。インターカレーションの際の、インター
カレーション組成物中のポリマーの濃度は、インターカ
レーション組成物中のポリマーとインターカラント担体
（水と有機性液体溶媒）との総重量に基づき、少なくと
も約15重量％、より好ましくは少なくとも約20重量％、
例えば約20〜30重量％から約90重量％の範囲のポリマー
濃度であることが望ましい。

【００５５】本発明のインターカレーション物は、段階
的に層間間隔が増大するものであることが見出されてい
る。フィロシリケートの乾燥重量に基づき、約16重量％
未満、例えば約10から約15重量％のポリマーを含有する
インターカラントポリマー含有組成物にフィロシリケー
トが接触されると、層状物の隣接する小板間に、単層の
幅（monolayer width）分のポリマーが収着（インター
カレーション）される。小板間にインターカレーション
されたポリマーの単層によって、層間間隔が約5Åから1
0Å未満にまで増大する。インターカラントポリマーの
量が層状物の乾燥重量に基づき約16重量％から約35重量
％未満の範囲である場合、インターカラントポリマーは
２層で収着され、従って、図１及び図２に示すように約
10Åから約16Åにまで層間間隔が増大される。インター
カラントポリマー含有組成物中のインターカラントポリ
マーの負荷量が、接触される層状物の乾燥重量に基づ
き、約35重量％から約55重量％未満である場合、図１及
び図２に示されるように、層間間隔が約20Åから約25Å
にまで増大され、これは、層状物の隣接する小板間に収
着された３層のインターカラントポリマーに相当する。
インターカラントポリマー含有組成物中に溶解または分
散された層状物の乾燥重量に基づき、約55重量％から約
80重量％でインターカラントポリマーが付される場合、
層間間隔が約30Åから約35Åにまで増大され、これは、
層状物の隣接する小板間に収着された（インターカレー
ションされた）４層及び５層のインターカラントポリマ
ーに相当する。

【００５６】このような層間間隔は、オリゴマーまたは
ポリマー分子を直接的にインターカレーションさせた場
合には、オニウムまたはシランカップリング剤などの膨
潤剤を前もって収着させない限りは、決して達成されて
おらず、小板を熱可塑性または熱硬化性のマトリックス
ポリマーの中に組み込む際に、より容易に且つより完全
に剥離を生じさせるものである。かかるインターカレー
ション物は、ポリマー／小板合成物からのポリマー性物
質の製造のための、マトリックス熱可塑性または熱硬化
性ポリマーとの混合物において、また、例えば、化粧
品、油田の採掘液、塗料、潤滑剤（特に油及び脂の製造
における食品グレードの潤滑剤）等、レオロジーを修飾
する際にインターカレーション物及び／または剥離され
たインターカレーション物を極性溶媒と混合するために
有用である。

【００５７】一旦剥離されれば、インターカレーション
物の小板は、ほぼ完全に、小板表面にインターカラント
ポリマー分子が複合した状態で、個々の小板に分離され
る。そして、元は隣接していた小板は最早、平行して間
隔を保った配置を維持せず、担体の全体にわたって、ま
たはマトリックスポリマー溶融物の全体にわたって、主
に単独な状態の、ポリマーが被覆（均一にまたは不均一
に）された小板として自由に動いて、マトリックスポリ
マー用のナノスケールのフィラー物質と同様にふるま
う。ポリマー分子が小板表面に複合体形成した、主に単
独な状態のフィロシリケート小板は、水もしくは有機性
の液体などの担体の全体にわたって、またはポリマー溶
融物の全体にわたって、ランダムに、均質にそして均一
に分散される。一旦マトリックスポリマー／小板合成物
が、所望の形態に固められ硬化されると、主に単独な状
態のフィロシリケート小板は、永続的に定位に固定さ
れ、且つ、マトリックスポリマー／小板の合成物全体に
わたって、主に単独な状態の小板としてランダムに、均
質にそして均一に分散される。認識されるように、剥離
された個々の小板の厚さ（約10Å）は、平坦な対向する
平板面のサイズに比べて、比較的小さい。小板は、約20
0から約2,000の縦横比を有する。このような細かく分割
された小板をポリマー溶融物に分散させると、合成物中
で特定の容量の小板粒子について、ポリマーと小板粒子
とが非常に広い面積で接触することとなり、合成物中で
の小板の高度な均質性が提供される。ミクロンを下回る
サイズ（ナノスケール）にて分散された、高い強度及び
引張応力を有する小板粒子は、旧来のミクロンサイズの
補強フィラーを匹敵する程度に負荷した場合よりも、ポ
リマーマトリックスに対して、強い機械的補強力を与
え、また、より高いガラス遷移温度（Ｔｇ）を与えるこ
とができ、そして旧来のフィラーを匹敵する程度に負荷
した場合よりもマトリックスポリマーの透過性を、低減
させることができる。

【００５８】WO 93/04118号に開示されたナノ合成物
は、シランカップリング剤または第４級アンモニウム分
子などの、ポリマー及び小板粒子の双方と明瞭な結合相
互作用を有し、ポリマーの特性を向上させる、膨潤／成
形剤を必要とするものであるが、一方、本発明のインタ
ーカレーション物及び剥離物を形成するために用いられ
るポリマーインターカラントは、本発明のインターカレ
ーション物及び剥離物が分散されるマトリックスポリマ
ーとなんら反応性を有する必要がなく（反応性を有して
いてもよい）、なお且つ、マトリックスポリマーの１以
上の特性を向上させることができる。

【００５９】本発明のインターカレーション物を形成す
るためには、フィロシリケートが膨潤、あるいは、水溶
性オリゴマーもしくはポリマーの収着によりインターカ
レーションされなければならない。かかる水溶性オリゴ
マーもしくはポリマーには、芳香環、及び／または、カ
ルボニル、カルボキシル、ヒドロキシル、アミン、アミ
ド、エーテル、エステル、スルフェート、スルフォネー
ト、スルフィネート、スルファメート、ホスフェート、
ホスフォネート、もしくはホスフィネート、またはそれ
らの混合物よりなる群から選択される官能基を包含する
ものが含まれる。本発明の好ましい実施態様によれば、
剥離のために充分にインターカレーションを成し遂げる
ため、インターカラントポリマーと接触させる前または
接触中に、フィロシリケートが、その乾燥重量に基づ
き、少なくとも約4重量％から該フィロシリケートの乾
燥重量の50倍、好ましくは約7重量％から約100重量％、
より好ましくは約25重量％から約50重量％の水を含むこ
とが望ましい。好ましくは、効率的なインターカレーシ
ョンを行うため、インターカレーション担体に接触せし
める前に、少なくとも約4重量％の水を含むようにすべ
きである。効率的に剥離を行うために、インターカレー
ション組成物からフィロシリケートに接触せしめられる
インターカラントポリマーの量は、インターカラントポ
リマー／フィロシリケート重量比として（フィロシリケ
ートの乾燥重量に基づき）少なくとも約1：20、好まし
くは少なくとも約3.2：20、そしてさらに好ましくは約4
〜14：２０となるように供給されるべきであり、しかし
て、フィロシリケート等の層状物の小板との間でポリマ
ーの収着及び複合（インターカレーション）が効率よ
く、例えば層状シリケート物の乾燥重量に基づき、好ま
しくは約１６重量％から約70重量％のインターカラント
ポリマーのインターカレーションが行われる。

【００６０】インターカラントポリマーの収着のために
層状物に接触されるポリマー／担体組成物中、少なくと
も約2重量％、好ましくは少なくとも約5重量％、より好
ましくは少なくとも約50重量％から約100重量％のイン
ターカラントポリマー濃度を有する固体または液体（原
液（原体）もしくは水性溶液もしくは分散液、及び／ま
たは、例えば水性アルコール等の有機溶媒）組成物の形
態にて、インターカラントポリマーは導入される。かか
るポリマーは、水溶性、水不溶性または部分的に水溶性
のものが使用可能であり、層状物とポリマーとの乾燥重
量に基づき少なくとも約20重量％の水、例えば約20〜約
80重量％、好ましくは少なくとも約30重量％の水及び／
または他のインターカラントポリマー用溶媒、特に好ま
しくは、約30重量％から約50重量％の水または他の溶媒
を、層状物／ポリマー混合物に添加に伴い、液体または
固体の形態にて添加することができ、このようにして添
加すればインターカレーション物によって収着される水
または溶媒の量が減じられ、従って、インターカレーシ
ョンの後に乾燥するために必要なエネルギーを節約する
ことができる。層状物のすべての、ほとんどすべての、
または少なくとも主な層間空間に、インターカラントポ
リマーを導入することができ、しかしてインターカレー
ション後に剥離した小板粒子は、好ましくは主に約５層
以下、より好ましくは主に１から２層、最も好ましくは
主に単層の厚さのものとなる。

【００６１】本発明を実施するうえで、インターカラン
トポリマーを充分に収着して、隣接するフィロシリケー
ト小板の層間間隔が、フィロシリケートを乾燥させた
（水分含量が5重量％以下）後に測定した場合、少なく
とも約5Å、好ましくは少なくとも約10Åにまで広げら
れる、膨潤性を有する層状物を種々用いることができ
る。膨潤性を有する、有用な層状物としては、例えば、
モンモリロナイト、特にナトリウムモンモリロナイト、
マグネシウムモンモリロナイト及び／またはカルシウム
モンモリロナイト、ノンロナイト、バイデライト、ボル
コンスコイト（volkonskoite）、ヘクトライト、サポナ
イト、サウコナイト、ソボカイト（sobockite）、ステ
ィブンサイト、スビンフォルダイト（svinfordite）、
バーミキュライト等のスメクタイト粘土鉱物などといっ
た、フィロシリケートが挙げられる。他の有用な層状物
には、イライトなどのマイカ石鉱物、及びレディカイト
（ledikite）などの層状イライト／スメクタイト鉱物の
混合物、及び前記した粘土鉱物とイライトの混合物など
が挙げられる。

【００６２】層上にほとんどまたは全く電荷を有しな
い、他の層状物も、少なくとも約5Å、好ましくは少な
くとも約10Åにまで層間間隔を広げるインターカラント
ポリマーでインターカレーションできれば、本発明にお
いて有用でありうる。膨潤性を有する好ましい層状物
は、構造単位（formula unit）当たり約0.15から0.9電
荷の範囲で層上に負電荷と、層間空間内に、その負電荷
に見合う数の交換可能な金属陽イオンを有する、2：1タ
イプのフィロシリケートである。最も好ましい層状物
は、モンモリロナイト、ノンロナイト、バイデライト、
ボルコンスコイト、ヘクトライト、サポナイト、サウコ
ナイト、ソボカイト、スティブンサイト及びスビンフォ
ルダイトなどのスメクタイト粘土鉱物である。

【００６３】本明細書中で使用される「層間間隔」なる
語は、いかようにも離層（剥離）が起きる前に、層状物
において集合している状態で、乾燥した隣接する層の内
側の面の間の距離を言及する。層間間隔は、層状物が
「風乾」（例えば、層状物の乾燥重量に基づき、約3〜1
0重量％、好ましくは約3〜6重量％の水を含有する状態
まで乾燥）されて測定される。好ましい粘土材料は、通
常Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺、NH₄ ⁺等及びそれら混合物など
を包含する層間陽イオンを含むものである。

【００６４】インターカレーションされた層状物が個々
の小板にまで剥離され（すなわち離層され）るように、
本発明において有用な膨潤性を有する層状物にインター
カレーションされるインターカラントポリマーの量は、
層状シリケート物の乾燥重量に基づき、実質的に約10重
量％から約80重量％の範囲で変動させるとよい。本発明
の好ましい実施態様において、使用されるインターカラ
ントポリマーの量は、インターカレーションがなされる
層状物の乾燥重量に基づき、好ましくは、100グラムの
層状物当たり、少なくとも約8グラムのインターカラン
トポリマーという量、さらに好ましくは、100グラムの
層状物当たり、少なくとも約10グラムのインターカラン
トポリマーという量（乾燥重量）から、100グラムの層
状物当たり、約80〜90グラムのインターカラントポリマ
ーという量（乾燥重量）の範囲である。さらに好ましい
量は、100グラムの層状物当たり、約20グラムのインタ
ーカラントポリマーという量から、100グラムの層状物
当たり、約60グラムのインターカラントポリマーという
量（乾燥重量）までである。

【００６５】インターカラントポリマーは、２つの方法
のうち１つの方法で層状物の層間空間内へ導入される
（空間の中に収着される）。インターカレーションの好
ましい方法においては、層状物が、濃縮されたインター
カラントポリマーまたはインターカラントポリマー水溶
液、またはインターカラントポリマー有機溶媒溶液（例
えばエタノール溶液）と、例えば押出等によって完全に
混合される。剥離のために最も良好にインターカレーシ
ョンを成し遂げるために、層状物／インターカラントポ
リマーの混合物は、層状物の乾燥重量に基づき、少なく
とも約8重量％のインターカラントポリマー、好ましく
は少なくとも約10重量％のインターカラントポリマーを
含有する。インターカレーション担体（好ましくは水ま
たは、例えばエタノール等の有機溶媒を含んだ水）は、
まず担体中にポリマーを可溶化または分散させることに
より添加することができる。もしくは、乾燥ポリマー及
び比較的乾燥した（好ましくは、少なくとも約4重量％
の含水量である）フィロシリケートを混合して、その混
合物にインターカレーション担体を添加するか、または
乾燥したインターカラントポリマーを添加する前にフィ
ロシリケートにインターカレーション担体を加えてもよ
い。いずれの場合においても、比較的少量のインターカ
レーション担体（特に水、例えば、フィロシリケートの
乾燥重量に基づき、約4重量％の水）を付すことで、小
板間のインターカラントポリマーの、非常に優れた収着
及び複合がなされることが見出されている。

【００６６】スラリーの形態にてフィロシリケートをイ
ンターカレーションする場合（例えば、約408 kg（900
ポンド）の水、約45.4 kg（100ポンド）のフィロシリケ
ート及び約11.3kg（25ポンド）のポリマーを使用）、イ
ンターカレーション組成物中の水の量は、少なくとも約
30重量％の好ましい最少値から、とくに限定しない上限
値まで、適宜変更することができる。フィロシリケート
のインターカレーション物は、インターカレーション組
成物から容易に分離される。

【００６７】また別の方法としては、インターカラント
ポリマー（乾燥していても溶液状態でもよい）添加前
に、インターカレーション担体、例えば、水、または有
機溶媒を含んだ水を、直接フィロシリケートに添加する
ことができる。インターカラントポリマー分子の収着
は、層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約2重量
％、好ましくは少なくとも約5重量％のインターカラン
トポリマー、さらに好ましくは少なくとも約50重量％の
インターカラントポリマーを含有する乾燥または液体の
インターカラントポリマー組成物へ、層状物を曝すこと
により行われてもよい。インターカレーション組成物を
熱、圧力、超音波によるキャビテーション、または超短
波に曝すことにより、収着を補助してもよい。

【００６８】層状物の小板間にインターカラントポリマ
ーをインターカレーションし、そのインターカレーショ
ン物を剥離する別の方法においては、少なくとも約4重
量％の水、好ましくは約10から約15重量％の水を含有す
る層状物が、層状物の乾燥重量に基づき少なくとも約8
重量％、好ましくは少なくとも約10重量％のインターカ
ラントポリマーを提供するに充分な割合で、可溶化（水
または有機溶媒の担体中で可溶化）されたインターカラ
ントポリマーと混合される。次いで、その混合物は、よ
り迅速にインターカレーションを成し遂げるために、好
ましくは押出される。さらには、より迅速にインターカ
レーションを成し遂げるために、その混合物を、少なく
ともインターカラントポリマーの溶融温度、好ましくは
少なくともインターカラントポリマーの溶融温度の約40
〜50℃上回る温度に加熱することができる。

【００６９】本発明の重要な実施態様によれば、１以上
の重合可能なモノマーを、層状物の小板間にインターカ
レーションすることができ、あるいは、単に剥離された
層状物と混合して、１以上の重合可能なモノマーが、小
板間にインターカレーションされる間に、またはインタ
ーカレーション物もしくは剥離されたインターカレーシ
ョン物と接触している間に重合されうる。１以上の重合
可能なモノマーとしては、例えば、水溶性ポリアクリル
酸またはポリアクリレートをつくるための、アクリル酸
とアクリル酸用の重合開始剤との混合物が可能であり、
もしくは、水不溶性ポリマーをつくるために架橋剤を添
加することもでき、もしくは、前記モノマーは、重合し
てポリマーを形成する、重合可能な有機性の液体であっ
てもよい。このような水溶性ポリマーは、米国特許第4,
251,576号に開示されており、これらは、本発明におい
て使用されうるものである。

【００７０】好適な水不溶性の重合可能な１以上のモノ
マーとしては、例えば、ナイロン等のポリアミドをつく
る反応に好適な、ジアミンとジカルボン酸と混合物が可
能である。あるいは、前記１以上のモノマーとして、重
合して水不溶性ポリマーを形成する、重合可能な有機性
の液体も可能であって、これらは米国特許第4,251,576
号に開示されており、本発明において使用することがで
きる。

【００７１】好ましいインターカラントポリマーは、以
下の式（Ｉ）

【００７２】

【化１】

【００７３】で示されるモノマー構造を有するポリビニ
ルピロリドン（ＰＶＰ）などの、水溶性ポリマーであ
る。ＰＶＰの水溶性は、（１）ポリビニルピロリドンの
加水分解の程度、及び（２）ナトリウムまたはカリウム
などの、ＰＶＰの金属塩を形成することなどによって、
調整することができる。

【００７４】ＰＶＰは加水分解により、式（ＩＩ）

【００７５】

【化２】

【００７６】によって示されるモノマー構造を有するも
のになり、そして、かかるＰＶＰは、例えばナトリウム
またはカリウムポリビニルピロリドンなどの塩の形態に
てインターカレーションされうる。好ましいＰＶＰイン
ターカラント及びＰＶＰ誘導体は、約100から約100,000
以上、好ましくは約1,000から約40,000の範囲の平均分
子量を有するものである。

【００７７】他の好適な水溶性ビニルポリマー類には、
以下の式

【００７８】

【化３】

【００７９】で示されるモノマー構造を有するポリ（ビ
ニルアルコール）が含まれる。ポリビニルアルコール類
は、本質的に完全に、例えば、アセチル基が5％以下、
好ましくは1％以下にまで、加水分解されている場合に
最も優れた機能を呈する。また、例えば、約2,000から
約10,000の平均分子量程度の、比較的低い分子量のＰＶ
Ａが最も良好に機能するが、約100,000を上限として、
高い平均分子量のものも機能を有する。

【００８０】以下の式

【００８１】

【化４】

【００８２】で示されるモノマー単位を有する、ポリア
クリル酸ポリマー類及びコポリマー類、ならびに部分的
にまたは完全に中和されたそれらの塩（例えば、金属
塩）もまた本発明において好適であって、例えばB.F. G
oodrichよりCARBOPOL樹脂として、またはRohm & Haasよ
りPRIMAL樹脂として市販されているものが、利用可能で
ある。水溶性が保たれる限りにおいて、光による架橋も
実施可能である。前記及び以下に記載のポリアクリルポ
リマー類及びコポリマー類は、約10,000以下、例えば20
0〜10,000の平均分子量を有するものが、よりたやすく
インターカレーションするが、分子量約100,000以上ま
での、さらに高分子量のものも機能を呈する。

【００８３】他のポリアクリル酸の水溶性誘導体及び置
換体もまた、本発明のインターカラントポリマーとして
有用であり、その例としては、以下のモノマー構造

【００８４】

【化５】

【００８５】を有するポリ（メタクリル酸）（ＰＭＡ
Ａ）が挙げられる。

【００８６】本発明において好適な、類似する水溶性ポ
リマー及びコポリマーには、以下のものが包含される。
すなわち、下記の一般モノマー構造

【００８７】

【化６】

【００８８】を有するポリ（メタクリルアミド）（ＰＭ
ＡＡｍ）、下記の一般モノマー構造

【００８９】

【化７】

【００９０】を有するポリ（N,N-ジメチルアクリルアミ
ド）、下記のモノマー構造

【００９１】

【化８】

【００９２】を有するポリ（N-イソプロピルアクリルア
ミド）（ＰＩＡＡｍ）、下記のモノマー構造

【００９３】

【化９】

【００９４】を有するポリ（N-アセタミドアクリルアミ
ド）、及び下記のモノマー構造

【００９５】

【化１０】

【００９６】を有するポリ（N-アセタミドメタクリルア
ミド）。

【００９７】前記したアクリルポリマー類のいずれかの
うち１つ以上を包含する水溶性コポリマー類もまた、本
発明において有用である。そのようなコポリマーの例と
しては、ポリアクリル酸とポリ（メタクリル酸）とのイ
ンターポリマー類、ポリアクリル酸とポリ（メタクリル
アミド）とのインターポリマー類、及びポリアクリル酸
とメタクリル酸とのインターポリマー類などが挙げられ
る。

【００９８】他の好適な水溶性ポリマー類には、以下の
モノマー構造

【００９９】

【化１１】

【０１００】（式中、Ｒはポリビニロキサゾリドン（Ｐ
ＶＯ）では水素原子、ポリビニルメチロキサゾリドン
（ＰＶＭＯ）ではメチル基を表す）を有する、ポリビニ
ロキサゾリドン及びポリビニルメチロキサゾリドンが包
含される。

【０１０１】また、好適なものとして、以下の２つの式

【０１０２】

【化１２】

【０１０３】及び

【０１０４】

【化１３】

【０１０５】（式中、ｘ及びｚは、それぞれ約４から約
30の範囲の整数を表し、ｙは、約４から約100の範囲の
整数を表す）で示される構造を有するポリオキシプロピ
レン、ポリオキシエチレンブロックポリマーも挙げるこ
とができる。これらブロックポリマーの例としては、メ
ロキサポール（Meroxapol）１０５、メロキサポール１
０８、メロキサポール１７１、メロキサポール１７２、
メロキサポール１７４、メロキサポール１７８、メロキ
サポール２５１、メロキサポール２５２、メロキサポー
ル２５４、メロキサポール２５５、メロキサポール２５
８、メロキサポール３１１、メロキサポール３１２、及
びメロキサポール３１４などが挙げられる。

【０１０６】他の好適な水溶性／水分散性インターカラ
ントポリマーには、以下のものが含まれる。すなわち、
ポリアクリルアミド及びアクリルアミドのコポリマー
類；アクリルアミド／ナトリウムアクリレートコポリマ
ー；アクリレート／アクリルアミドコポリマー；アクリ
レート／アンモニウムメタクリレートコポリマー；アク
リレート類ならびにアクリル酸及びその塩のコポリマー
類；アクリレート／ジアセトンアクリルアミドコポリマ
ー類；アクリル／アクリレートコポリマー類；アジピン
酸／ジメチルアミノヒドロキシプロピルジエチレントリ
アミンコポリマー；アミノエチルアクリレートホスフェ
ート／アクリレートコポリマー；アンモニウムアクリレ
ートコポリマー類；アンモニウムスチレン／アクリレー
トコポリマー類；アンモニウムビニルアセテート／アク
リレートコポリマー類；ＡＭＰアクリレート／ジアセト
ンアクリルアミドコポリマー類；ＡＭＰＤアクリレート
／ジアセトンアクリルアミドコポリマー類；安息香酸ブ
チル／無水フタル酸／トリメチロールエタンコポリマ
ー；エチレン／無水マレイン酸コポリマーのブチルエス
テル；ＰＶＭ／ＭＡコポリマーのブチルエステル；カル
シウム／ナトリウム ＰＶＭ／ＭＡコポリマー；コーン
スターチ／アクリルアミド／ナトリウムアクリレートコ
ポリマー；ジエチレングリコールアミン／エピクロロヒ
ドリン／ピペラジンコポリマー；ドデカン二酸／セテア
リールアルコール（cetearyl alcohol）／グリコールコ
ポリマー類；エチレン／無水マレイン酸コポリマー；エ
チレン／ビニルアルコールコポリマー；ＰＶＭ／ＭＡコ
ポリマーのエチルエステル；ヒドロキシエチル／ＰＥＩ
−１０００及びヒドロキシエチル／ＰＥＩ−１５００な
どのポリエチレンイミン類；イソブチレン／無水マレイ
ン酸コポリマー；ＰＶＭ／ＭＡコポリマーのイソプロピ
ルエステル；メラミン／ホルムアルデヒド樹脂；メタク
リロイルエチルベタイン／メタクリレートコポリマー
類；メトキシＰＥＧ−２２／ドデシルグリコールコポリ
マー；オクタデセン／無水マレイン酸コポリマー類；オ
クチルアクリルアミド／アクリレート／ブチルアミノエ
チルメタクリレートコポリマー；オクチルアクリルアミ
ド／アクリレートコポリマー類；ＰＥＧ／ドデシルグリ
コールコポリマー類；ＰＥＩ−７、ＰＥＩ−１５、ＰＥ
Ｉ−３０、ＰＥＩ−４５、ＰＥＩ−２７５、ＰＥＩ−７
００、ＰＥＩ−１０００、ＰＥＩ−１５００及びＰＥＩ
−２５００などのポリエチレンイミン類；無水フタル酸
／グリセリン／グリシジルデカノエートコポリマー；ポ
リアクリルアミドメチルプロパンスルフォン酸；ポリア
クリル酸；ポリアミノプロピルビグアニド；ポリクォー
ターニウム−１、ポリクォーターニウム−２、ポリクォ
ーターニウム−４、ポリクォーターニウム−５、ポリク
ォーターニウム−６、ポリクォーターニウム−７、ポリ
クォーターニウム−８、ポリクォーターニウム−９、ポ
リクォーターニウム−１０、ポリクォーターニウム−１
１、ポリクォーターニウム−１２、ポリクォーターニウ
ム−１３、ポリクォーターニウム−１４、ポリクォータ
ーニウム−１５等のポリマー性第４級アンモニウム塩
類；ポリビニルアルコール；ポリビニルイミダゾリニウ
ムアセテート；カリウムアルミニウムポリアクリレー
ト；ＰＶＭ／ＭＡコポリマー類；ＰＶＰ／エイコセンコ
ポリマー類；ＰＶＰ／エチルメタクリレート／メタクリ
ル酸コポリマー；ＰＶＰ／ヘキサデセンコポリマー；Ｐ
ＶＰ／ＶＡコポリマー；ＰＶＰ／ビニルアセテート／イ
タコン酸コポリマー；ナトリウムアクリレート／ビニル
アルコールコポリマー類；ナトリウムＣ₄〜Ｃ₁₂オレフ
ィン／マレイン酸コポリマー；ナトリウムポリメタクリ
レート；ナトリウムポリナフタレンスルフォネート；ナ
トリウムポリスチレンスルフォネート；ナトリウムスチ
レン／アクリレート／ＰＥＧ−１０ジマレアートコポリ
マー；セルロースの水溶性エステル類及びエーテル類；
ナトリウムスチレン／ＰＥＧ−１０マレアート／ノノキ
シノール（nonoxynol）−１０マレアート／アクリレー
トコポリマー；スターチ／アクリレート／アクリルアミ
ドコポリマー類；スチレン／アクリルアミドコポリマ
ー；スチレン／アクリレート／アンモニウムメタクリレ
ートコポリマー；スチレン／無水マレイン酸コポリマ
ー；スチレン／ＰＶＯコポリマー；シュクロースベンゾ
エート／シュクロースアセテートイソブチレート／ブチ
ルベンジルフタレートコポリマー；シュクロースベンゾ
エート／シュクロースアセテートイソブチレート／ブチ
ルベンジルフタレート／メチルメタクリレートコポリマ
ー；ウレア／ホルムアルデヒドプレポリマー類；ウレア
／メラミン／ホルムアルデヒドプレポリマー類；ビニル
アセテート／クロトン酸コポリマー類；ならびにビニル
アルコールコポリマー類である。

【０１０７】多糖類など、他の水溶性のポリマー性ポリ
オール類及び多価アルコールもまた、インターカラント
ポリマーとして好適である。

【０１０８】好適な水不溶性インターカラントポリマー
には、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネー
ト類、ポリウレタン類、ポリエポキシド類、ポリオレフ
ィン類及びポリアルキルアミド類、ならびにそれらの混
合物が包含される。

【０１０９】好適な水不溶性ポリマーとしては、以下の
ものが挙げられる。すなわち、エチレンオキシド、ブチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、フェノール類及び
ビスフェノール類ベースのポリエーテル類（ポリマー類
及びコポリマー類）；脂肪族及び芳香族ジオール類、脂
肪族及び芳香族二塩基酸類ベースのポリエステル類（ポ
リマー類及びコポリマー類）；脂肪族及び芳香族ジイソ
シアネート類ならびに、脂肪族及び芳香族ジオール類ベ
ースのポリウレタン類； （ａ）脂肪族及び芳香族ジアミン類、ならびに脂肪族及
び芳香族二塩基酸類、（ｂ）脂肪族及び芳香族アミノ酸
類ベースのポリアミド類（ポリマー類及びコポリマー
類）；炭酸及び芳香族ジオール類ベースのポリカーボネ
ート類（ポリマー類及びコポリマー類）；四塩基酸類の
二無水物及びジアミン類及び他のヘテロ鎖ポリマー類ベ
ースのポリカーボイミド類（ポリマー類及びコポリマー
類）；ビニルモノマー類、スチレン及びスチレンの誘導
体ベースのビニルポリマー類及びコポリマー類；アクリ
ルモノマー類ベースのアクリルポリマー類及びコポリマ
ー類；スチレン、ビニル及びアクリルモノマー類ベース
のコポリマー類；エチレン、プロピレン及び他のアルフ
ァオレフィンモノマー類ベースのポリオレフィンポリマ
ー類及びコポリマー類；ジエン類、イソブチレン類等ベ
ースのポリマー類及びコポリマー類；ならびにジエン
類、スチレン、アクリル及びビニルモノマー類ベースの
コポリマー類である。

【０１１０】水溶性プレポリマー類ベースの熱硬化性樹
脂には、ホルムアルデヒド、フェノール類（フェノー
ル、クレゾール等）、ウレア、メラミン、メラミン及び
フェノール、ウレア及びフェノールをベースとするプレ
ポリマー類が包含される。トルエンジイソシアネート
（ＴＤＩ）ならびにモノマー性及びポリマー性ジフェニ
ルメタンジイソシアネート類（ＭＤＩ）ベースのポリウ
レタン類；水酸基末端を有するポリエーテル類（ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドのコポリマー類等）；
アミノ末端を有するポリエーテル類、ポリアミン類（テ
トラメチレンジアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、
メラミン、ジアミノベンゼン、トリアミノベンゼン
等）；ポリアミドアミン類（例えば、水酸基末端を有す
るポリエステル類）；無水マレイン酸及び無水フマル酸
ならびにマレイン酸及びフマル酸ベースの不飽和ポリエ
ステル類；グリコール類（エチレングリコール、プロピ
レングリコール等）、ポリエチレングリコール類、ポリ
プロピレングリコール類、芳香性グリコール類及びポリ
グリコール類；ビニル、アリル及びアクリルモノマー類
ベースの不飽和ポリエステル類；ビフェノールＡ（2,2'
-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン）及びエピクロ
ロヒドリンベースのエポキシド類；モノエポキシ及びポ
リエポキシ化合物ならびにα，β不飽和化合物（スチレ
ン、ビニル、アリル、アクリルモノマー類）ベースのエ
ポキシプレポリマー類；ポリアミド類（4-テトラメチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、メラミン、1,3-
プロパンジアミン、ジアミノベンゼン、トリアミノベン
ゼン、3,3',4,4'-ビトリアミノベンゼン、3,3',4,4'-ビ
フェニルテトラミン等）。ポリエチレンイミン類；アミ
ド類及びポリアミド類（二−、三−、及び四酸のアミド
類）；ヒドロキシフェノール類（ピロガロール、没食子
酸、テトラヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキ
ノン、カテコール、フェノール等 ）；二−、三−、及
び四酸の無水物類及びポリ無水物類；ＴＤＩ及びＭＤＩ
ベースのポリイソシアヌレート類；ピロメリト酸二無水
物及び1,4-フェニルジアミンベースのポリイミド類；3,
3',4,4'-ビフェニルテトラミン及びイソフタル酸ベース
のポリベンズイミドゾール類；不飽和二塩基酸類及び無
水物類（マレイン酸、フマル酸）及び芳香族ポリアミド
類ベースのポリアミド；芳香族二塩基酸類または無水物
類、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール及び長鎖不飽和脂肪カルボ
ン酸類（後者は、ベジタブルオイル由来）ベースのアル
キド樹脂類；ならびにアクリルモノマー類ベースのプレ
ポリマー類（ヒドロキシまたはカルボキシ官能性）。

【０１１１】液体担体中に含まれる、またはマトリック
スポリマー中に包含されて、粘稠な担体もしくは合成ポ
リマー物を形成する、インターカレーションされ、且つ
／または剥離された層状物の量は、意図されるものの用
途に依存して広範囲に変えることができる。インターカ
レーション物または剥離物が溶媒に添加されて、担体ま
たは担体に溶解したもしくは担体に分散させた有効成分
（医薬など）を運搬するのに好適な、粘性を有する組成
物が形成される場合には、比較的多量のインターカレー
ション物が用いられる。すなわち、組成物の総重量の約
10から約30重量％のインターカレーション物を用いて、
例えば5,000〜5,000,000 cpsの極めて高い粘度を有する
溶媒ゲルが形成される。しかしながら、例えば0.1〜5重
量％程度の比較的低濃度のインターカレーション物及び
／またはその剥離物を用いても、組成物のpHを約0〜6も
しくは約10〜14の範囲に調整し、且つ／または、例えば
約25℃から約200℃、好ましくは約75℃から約100℃の範
囲の、室温よりも高い温度に組成物を加熱することによ
って、極めて高い粘度を有するものとすることもでき
る。

【０１１２】インターカレーション物及び／またはその
剥離物がマトリックスポリマーに添加されて、合成物が
スタンピングされたポリマー性物質を形成するために使
用される場合の適用時に、比較的大量の小板粒子（層状
物中のインターカラントポリマー含量は変動しうるの
で、インターカラントポリマーを除いた量）すなわち、
混合物の約15重量％から約30重量％程度の小板粒子が用
いられる。マトリックスポリマー中2.5重量％を越える
濃度の小板粒子添加によって、障壁としての特性及び耐
熱性（負荷たわみ温度、ＤＴＵＬ）が、実質的に増強さ
れる。同様に、本発明のナノスケールの層状物を含めて
約1.5％を超える濃度の小板粒子によって、実質的に強
度が増大する。小板の負荷量は、約10％を下回ることが
好ましい。合成物の約0.05重量％から約40重量％、好ま
しくは約0.5重量％から約20重量％、さらに好ましくは
約1重量％から約10重量％の範囲内で小板粒子を負荷す
ることによって、引張応力、寸法安定性、及び湿度に対
する強度が有意に増強される。概して、マトリックスポ
リマーに導入される小板粒子の量は、混合物の約90重量
％未満、好ましくは約0.01重量％から約80重量％、さら
に好ましくは約0.05重量％から約40重量％、そして最も
好ましくは、マトリックスポリマーによっては約0.05重
量％から約20重量％、または約0.05重量％から約10重量
％である。

【０１１３】本発明の重要な特徴によれば、インターカ
レーションされたフィロシリケートが、例えば、10〜90
％、好ましくは20〜80％のインターカラントポリマー、
及び、10〜90％、好ましくは20〜80％のインターカレー
ションされたフィロシリケートといった濃縮状態で製造
でき、これを溶媒またはマトリックスポリマーに分散
し、前記溶媒または前記ポリマー溶融物への添加前また
は添加後に、所望の負荷量の小板に剥離を行なうことが
できる。インターカレーション物は剥離されて、有機溶
媒または１以上の溶融処理可能な熱可塑性及び／または
熱硬化性マトリックスオリゴマーまたはポリマー、もし
くはそれらの混合物といったホスト材料中で分散され
る。

【０１１４】本発明の重要な特徴によれば、多岐にわた
る局所活性化合物を、本発明の安定な組成物に導入でき
る。このような局所活性を有する組成物には、皮膚また
は髪に接触して作用する香粧用、工業用、医薬用の合成
物で、皮膚もしくは頭髪に接触して作用するもの、また
は工業用グリース等の流動性を調整するために用いられ
るものなどが包含される。本発明の他の重要な特徴によ
れば、局所活性化合物を本発明の組成物中に可溶化する
こと、または不溶性の微粒子物として組成物全体に均質
に分散させることができる。いずれの場合でも、本発明
の局所的に有効な組成物は、組成物の分離に対して耐性
を有し、皮膚または頭髪などへの局所活性化合物におい
て効果的に適用することができる。安定性を高めるため
に必要であれば、Laughlinらの米国特許第3,929,678号
（かかる特許の開示は本明細書に含まれるものとする）
に開示されたような界面活性剤を、組成物中に含有させ
ることができる。通常、本発明の局所的に有効な組成物
は、局所活性化合物が組成物中に可溶化されている場合
には、実質的に相分離しないことが示されている。さら
には、組成物中で局所活性化合物が不溶性である場合、
組成物は本質的に相分離しないこともを示されている。

【０１１５】局所活性化合物とは、香粧品として活性な
化合物、医薬品として活性な化合物、または皮膚もしく
は髪への適用に有用な種々の他の化合物でありうる。こ
のような局所活性化合物には、例えば制汗剤、ふけ防止
剤、抗細菌性化合物、抗菌化合物、抗炎症化合物、局所
麻酔剤、日焼け止め剤及び他の香粧品用、医薬品用の局
所的に有効な化合物が包含される。

【０１１６】従って、本発明の重要な特徴によれば、安
定で局所的に有効な組成物は、一般に知られている、微
細化した固形収斂剤の塩、例えばアルミニウムクロロヒ
ドレート、アルミニウムクロロヒドロキシ、ジルコニウ
ムクロロヒドレート、及びアルミニウムクロロヒドレー
トとジルコニルクロリドまたはジルコニルヒドロキシク
ロリドとの複合体などの制汗剤化合物のいかなるものも
包含することができる。一般的に、アルミニウムジルコ
ニウムテトラクロロヒドレックスグリシンなどの制汗剤
化合物の組成物中の量は、組成物の総重量に基づき、約
0.01％から約50％、好ましくは約0.1％から約30％であ
る。

【０１１７】他の局所活性化合物は、その化合物により
意図される機能を成就するに足る量で、本発明の組成物
中に含有させることができる。例えば、組成物の用途と
して日焼け止め剤が意図される場合、酸化亜鉛、二酸化
チタンまたは類似の化合物を含有させることができる。
同じように、抗菌化合物、抗細菌性化合物、抗炎症性化
合物、局所麻酔剤、発疹、皮膚疾患または皮膚炎等の治
療剤、ならびに抗掻痒または刺激低減用の化合物などの
局所活性医薬を、本発明の組成物に含有させることがで
きる。例えば、ベンゾカイン、塩酸ジクロニン及びアロ
エベラ等の表面麻酔剤；ブタンベンピクレート、塩酸リ
ドカイン及びジロカイン（zylocaine）等の麻酔剤；ポ
ビドンイオダイン、ポリミキシンｂ、硫酸バシトラシ
ン、ネオマイシン亜鉛、ヒドロコーチゾン硫酸、クロラ
ムフェニコール、メチルベンゼトニウムクロリド、及び
エリスロマシン等の防腐剤；リンデン等の駆虫剤；クロ
ロフィリン銅複合体、アルミニウムクロリド、アルミミ
ウムクロリドヘキサヒドレート及びメチルベンゼトニウ
ムクロリド等の防臭剤；ベンゾイルパーオキシド、エリ
スロマイシン−ベンゾイルパーオキシド、クリンダマイ
シンホスフェートまたは5,7-ジクロロ-8-ヒドロキシキ
ノリン等の痙瘡緩解薬などの本質的にすべての皮膚病
剤、アルクロメタゾンジプロピオネート及びベタメサゾ
ンバレラート等の抗炎症性剤、o-アミノ-p-トルエンス
ルフォンアミドモノアセテート等の火傷緩解用軟膏、モ
ノベンゾン等の脱色素剤、活性ステロイド類アムシノニ
ド、ジフロラゾンジアセテート及びヒドロコーチゾン等
の皮膚炎緩解剤、メチルベンゼトニウムクロリド等のお
むつかぶれ緩解剤、鉱油、ＰＥＧ−４ジラウレート、ラ
ノリン油、石油及び鉱物ロウ等の皮膚緩和薬（エモリエ
ント）及び湿潤剤（モイスチャライザー）、ブトクアゾ
ールニトレート、ハロプロジン及びクロトリマゾール等
の殺菌剤、9-[(2-ヒドロキシエトキシ)メチル]グアニン
等のヘルペス治療剤、アルクロメタゾンジプロピオネー
ト、ベタメサゾンバレラート、イソプロピルミリステー
ト及びＭＳＤ等の掻痒症治療剤、アントラリン、メトキ
サレン及びコールタール等の乾癬、脂漏症治療剤及び疥
癬撲滅剤、オクチルp-(ジメチルアミノ）ベンゾエー
ト、オクチルメトキシシンナメート及びオキシベンゾン
等の日焼け止め剤、2-(アセチロキシ)-9-フルオロ-1',
2',3',4'-テトラヒドロ-11-ヒドロキシプレグナ-1,4-ジ
エノ[16,17-b]ナフタレン-3,20-ジオン及び21-クロロ-9
-フルオロ-1',2',3',4'-テトラヒドロ-11b-ヒドロキシ
プレグナ-1,4-ジエノ[16z,17-b]ナフタレン-3,20-ジオ
ン等のステロイド類が挙げられる。

【０１１８】局所投与が可能な他のいかなる医薬も、そ
の意図される機能を果たすに充分な量で、本発明の組成
物に含有せしめることができる。

【０１１９】本発明の方法において使用されるマトリッ
クスポリマーとしては、唯一の必要要件として溶融処理
が可能である限りにおいて、広範囲に種々のものが可能
である。本発明の好ましい実施態様において、ポリマー
は、少なくとも約10、好ましくは少なくとも30の反復す
るモノマー単位を包含するものである。使用条件下にお
いて、マトリックスポリマーが流動しうる混合物を形成
するようなメルトインデックスのものであれば、反復す
るモノマー単位の上限の数は決定的なものではない。最
も好ましくは、マトリックスポリマーには、少なくとも
約10から少なくとも約100の反復するモノマー単位が包
含される。本発明の最も好ましい実施態様においては、
反復する単位の数は、処理温度にて、マトリックスポリ
マーが10分当たり約0.01から約12 グラムのメルトイン
デックスを有するような数である。

【０１２０】本発明の実施において、マトリックスポリ
マーとして用いるための熱可塑性樹脂及びゴムは、極め
て広範囲なものから選択できる。単独で、または混合物
として使用しうる、有用な熱可塑性樹脂の例は、ポリ
（ピバロラクトン）、ポリ（カプロラクトン）等のごと
きポリラクトン類；1,5-ナフタレンジイソシアネート、
p-フェニレンジイソシアネート、m-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、4,4'-ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-
ビフェニルジイソシアネート、4,4'-ジフェニルイソプ
ロピリデンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ジ
フェニルジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、3,3'-ジメトキシ-4,4'
-ビフェニルジイソシアネート、ジアニシジンジイソシ
アネート、トルイジンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、4,4'-ジイソシアナートジフェニ
ルメタン等のごときジイソシアネート類と、水酸基末端
を有する直線状長鎖ポリエステル類との反応由来のポリ
ウレタン類；ポリ（テトラメチレンアジペート）、ポリ
（エチレンアジペート）、ポリ（1,4-ブチレンアジペー
ト）、ポリ（エチレンスクシネート）、ポリ（2,3-ブチ
チレンスクシネート）、ポリエーテルジオール類等のご
とき、ジオール類ベースのポリエーテル類；ポリ［メタ
ンビス（4-フェニル）カーボネート］、ポリ［1,1-エー
テルビス（4-フェニル）カーボネート］、ポリ［ジフェ
ニルメタンビス（4-フェニル）カーボネート］、ポリ
［1,1-シクロヘキサンビス（4-フェニル）カーボネー
ト］等のごときポリカーボネート類；ポリスルフォン
類；ポリエーテル類；ポリケトン類；ポリ（4-アミノ酪
酸）、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）、ポリ（6-ア
ミノヘキサン酸）、ポリ（m-キシレンアジパミド）、ポ
リ（p-キシレンセバカミド）、ポリ（2,2,2-トリメチル
ヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（メタフェニレ
ンイソフタラミド）（NOMEX）、ポリ（p-フェニレンテ
レフタラミド）（KEVLAR）等のごときポリアミド類；ポ
リ（エチレンアゼラート）、ポリ（エチレン-1,5-ナフ
タレート）、ポリ（1,4-シクロヘキサンジメチレンテレ
フタレート）、ポリ（エチレンオキシベンゾエート）
（A-TELL）、ポリ（パラ−ヒドロキシベンゾエート）
（EKONOL）、ポリ（1,4-シクロヘキシリデンジメチレン
テレフタレート）（KODEL）（シス）、ポリ（1,4-シク
ロヘキシリデンジメチレンテレフタレート）（Kodel）
（トランス）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブリ
レンテレフタレート等のごときポリエステル類；ポリ
（2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド）、ポリ（2,6
-ジフェニル-1,4-フェニレンオキシド）等のごときポリ
（アリーレンオキシド）類；ポリ（フェニレンスルフィ
ド）等のごときポリ（アリーレンスルフィド）類；ポリ
エーテルイミド類；ポリビニルアセテート、ポリビニル
アルコール、ポリビニルクロリドのごときビニルポリマ
ー類及びビニルポリマー類のコポリマー類；ポリビニル
ブチラール、ポリビニリデンクロリド、エチレン−ビニ
ルアセテートコポリマー類等；ポリエチルアクリレー
ト、ポリ（n-ブチルアクリレート）、ポリメチルメタク
リレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ（n-ブチル
メタクリレート）、ポリ（n-プロピルメタクリレー
ト）、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポ
リアクリル酸、エチレン−アクリル酸コポリマー類、エ
チレン−ビニルアルコール、アクリロニトリルコポリマ
ー類、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー類、
エチレン−エチルアクリレートコポリマー類、メタクリ
ル化ブダジエン−スチレンコポリマー類等のポリアクリ
ル類、ポリアクリレート及びそのコポリマー類；低密度
ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、塩素化低密度
ポリ（エチレン）、ポリ（4-メチル-1-ペンテン）、ポ
リ（エチレン）、ポリ（スチレン）等のポリオレフィン
類；イオノマー類；ポリ（エピクロロヒドリン類）；エ
チレングリコール、プロピレングリコール等のジオール
類、及び／またはジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール等のポリジオール、及び／またはテトラエチ
レングリコールなどと、2,4-トリレンジイソシアネー
ト、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニル
メタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシ
アネート、4,4'-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート等のポリイソシアネートとの重合産物のごときポリ
（ウレタン）；及び2,2-ビス（4-ヒドロキシフェニル）
プロパンのナトリウム塩と4,4'-ジクロロジフェニルス
ルフォンとの反応物のごときポリスルフォン類；ポリ
（フラン）等のフラン樹脂類；セルロースアセテート、
セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオ
ネート等のセルロースエーテルプラスチック類；ポリ
（ジメチルシロキサン）、ポリ（ジメチルシロキサンコ
フェニルメチルシロキサン）等のシリコン類；タンパク
質プラスチック類；ならびにこれらの２以上のものの混
合物である。

【０１２１】本発明の実施において有用な、加硫可能且
つ熱可塑性を有するゴムもまた、広範囲のものを利用で
きる。かかるゴムの例としては、臭化ブチルゴム、塩化
ブチルゴム、ポリウレタンエラストマー類、フルオロエ
ラストマー類、ポリエステルエラストマー類、ブタジエ
ン／アクリロニトリルエラストマー類、シリコンエラス
トマー類、ポリ（ブタジエン）、ポリ（イソブタジエ
ン）、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチレン−
プロピレン−ジエンターポリマー類、スルフォン化エチ
レン−プロピレン−ジエンターポリマー類、ポリ（クロ
ロプレン）、ポリ（2,3-ジメチルブタジエン）、ポリ
（ブタジエン−ペンタジエン）、クロロスルフォン化ポ
リ（エチレン）類、ポリ（スルフィド）エラストマー
類、ポリ（スチレン）、ポリ（ビニル−トルエン）、ポ
リ（t-ブチルスチレン）、ポリエステル類等のガラス質
のまたは結晶性のブロック製のブロックコポリマー類な
らびにポリ（ブタジエン）、ポリ（イソプレン）、エチ
レン−プロピレンコポリマー類、プロピレンコポリマー
類、エチレン−ブチレンコポリマー類、ポリエーテル等
のごときエラストマーブロック類、例えば、KRATON（商
標名）でShell Chemical Companyにより製造されてい
る、ポリ（スチレン）−ポリ（ブタジエン）−ポリ（ス
チレン）ブロックコポリマーが挙げられる。

【０１２２】有用な熱硬化性樹脂には、例えばポリアミ
ド類；ポリアルキルアミド類；ポリエステル類；ポリウ
レタン類；ポリカーボネート類；ポリエポキシド類；及
びそれらの混合物が挙げられる。水溶性プレポリマー類
ベースの熱硬化性樹脂には、ホルムアルデヒド、フェノ
ール類（フェノール、クレゾール等）、ウレア、メラミ
ン、メラミン及びフェノール、ウレア及びフェノールを
ベースとするプレポリマー類が包含される。トルエンジ
イソシアネート（ＴＤＩ）ならびにモノマー性及びポリ
マー性ジフェニルメタンジイソシアネート類（ＭＤＩ）
ベースのポリウレタン類；水酸基末端を有するポリエー
テル類（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのコポ
リマー類等）；アミノ末端を有するポリエーテル類、ポ
リアミン類（テトラメチレンジアミン、エチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、2,2-ジメチル-1,3-プロ
パンジアミン、メラミン、ジアミノベンゼン、トリアミ
ノベンゼン等）；ポリアミドアミン類（例えば、水酸基
末端を有するポリエステル類）；無水マレイン酸及び無
水フマル酸ならびにマレイン酸及びフマル酸ベースの不
飽和ポリエステル類；グリコール類（エチレングリコー
ル、プロピレングリコール等）、ポリエチレングリコー
ル類、ポリプロピレングリコール類、芳香性グリコール
類及びポリグリコール類；ビニル、アリル及びアクリル
モノマー類ベースの不飽和ポリエステル類；ビフェノー
ルＡ（2,2'-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン）及
びエピクロロヒドリンベースのエポキシド類；モノエポ
キシ及びポリエポキシ化合物ならびにα，β不飽和化合
物（スチレン、ビニル、アリル、アクリルモノマー類）
ベースのエポキシプレポリマー類；ポリアミド類（4-テ
トラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、メラ
ミン、1,3-プロパンジアミン、ジアミノベンゼン、トリ
アミノベンゼン、3,3',4,4'-ビトリアミノベンゼン、3,
3',4,4'-ビフェニルテトラミン等）。ポリエチレンイミ
ン類；アミド類及びポリアミド類（二−、三−、及び四
酸のアミド類）；ヒドロキシフェノール類（ピロガロー
ル、没食子酸、テトラヒドロキシベンゾフェノン、テト
ラヒドロキノン、カテコール、フェノール等 ）；二
−、三−、及び四酸の無水物類及びポリ無水物類；ＴＤ
Ｉ及びＭＤＩベースのポリイソシアヌレート類；ピロメ
リト酸二無水物及び1,4-フェニルジアミンベースのポリ
イミド類；3,3',4,4'-ビフェニルテトラミン及びイソフ
タル酸ベースのポリベンズイミドゾール類；不飽和二塩
基酸類及び無水物類（マレイン酸、フマル酸）及び芳香
族ポリアミド類ベースのポリアミド；芳香族二塩基酸類
または無水物類、グリセロール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ソルビトール及び長鎖不飽
和脂肪カルボン酸類（後者は、ベジタブルオイル由来）
ベースのアルキド樹脂類；ならびにアクリルモノマー類
ベースのプレポリマー類（ヒドロキシまたはカルボキシ
官能性）。

【０１２３】最も好ましい熱可塑性ポリマー類は、ポリ
アミド類、ポリエステル類、ならびにα，β不飽和モノ
マー類及びコポリマー類のポリマー類などの熱可塑性ポ
リマー類である。本発明の方法において使用しうるポリ
アミド類は、少なくとも２つの炭素原子によって互いに
隔てられるポリマー鎖の完全部分として、反復するカー
ボンアミド基が存在することにより特徴が示される合成
直鎖状ポリカーボンアミド類である。このタイプのポリ
アミド類には、当該技術分野において一般にナイロンと
して知られるポリマー類が含まれ、これは、一般式

【０１２４】

【化１４】

【０１２５】（式中、Ｒ¹³は、少なくとも２、好ましく
は約２から約１１の炭素原子を有するアルキレン基、ま
たは、少なくとも約６、好ましくは約６から約１７の炭
素原子を有するアリーレンであり、Ｒ¹⁴は、Ｒ¹³及びア
リール基より選択される基を表す）で示される反復単位
を有し、ジアミン及び二塩基酸より得られる。また、例
えばテレフタル酸及びアジピン酸よりなる二塩基酸の混
合物とヘキサメチレンジアミンとの濃縮によるごとき、
既知の方法で得られるコポリアミド類及びターポリアミ
ド類もまた、好ましいポリアミド類に包含される。前記
のポリアミド類は、当該技術分野においてよく知られて
おり、例えば、30％のヘキサメチレンジアンモニウムイ
ソフタレート及び70％のヘキサメチレンジアンモニウム
アジペートのコポリアミド、ポリ（ヘキサメチレンアジ
パミド）（ナイロン6,6）、ポリ（ヘキサメチレンセバ
カミド）（ナイロン6,10）、ポリ（ヘキサメチレンイソ
フタラミド）、ポリ（ヘキサメチレンテレフタラミ
ド）、ポリ（ヘプタメチレンピメラミド）（ナイロン7,
7）、ポリ（オクタメチレンスベラミド）（ナイロン8,
8）、ポリ（ノナメチレンアゼラミド）（ナイロン9,
9）、ポリ（デカメチレンアゼラミド）（ナイロン10,
9）、ポリ（デカメチレンセバカミド）（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-1,1
0-デカンカルボキサミド）］、ポリ（m-アジパミド）、
ポリ（p-キシレンセバカミド）、ポリ（2,2,2,-トリメ
チルヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（ピペラジ
ンセバカミド）、ポリ（p-フェニレンテレフタラミド）
及びポリ（メタフェニレンイソフタラミド）等などであ
る。

【０１２６】他の有用なポリアミド類は、アミノ酸及び
その誘導体、例えばラクタム類の重合によって形成され
るものである。これらの有用なポリアミド類の例は、ポ
リ(4-アミノ酪酸）（ナイロン4）、ポリ（6-アミノヘキ
サン酸）（ナイロン6）、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）及びポリ（12-アミノ
ドデカン酸）（ナイロン12）等である。

【０１２７】好ましいポリアミド類は、ポリ（カプロラ
クタム）、ポリ（12-アミノドデカン酸）及びポリ（ヘ
キサメチレンアジパミド）である。

【０１２８】ナノ合成物を形成するために剥離物との混
合物において使用されうる他のマトリックスまたはホス
トポリマーは、直鎖状ポリエステル類である。ポリエス
テルのタイプは、本発明を左右するものではなく、特定
の状況において使用するために選択される特定のポリエ
ステル類は、最終的な形態に所望される物理的特性及び
性質、すなわち、引張強さ、引張応力等に本質的に依存
する。かくのごとく、物理的特性において広い多様性を
有する直線状の熱可塑性ポリエステル類が多数存在する
ことは、本発明のナノ合成物を製造するうえで、剥離さ
れた層状物小板との混合物での使用のために好適であ
る。

【０１２９】本発明における使用のために特に選択され
るポリエステルは、所望に応じて、ホモポリエステル、
コポリエステル、またはその混合物でありうる。ポリエ
ステルは、通常は、有機ジカルボン酸と有機性ジオール
との濃縮によって調製され、そして、インターカレーシ
ョン物の剥離前または剥離後に層状物と接触する間にポ
リエステルのin situ重合を行うために、その反応物を
インターカレーション物、または剥離されたインターカ
レーション物に添加することができる。

【０１３０】本発明に用いるために好適なポリエステル
類は、芳香族、環状脂肪族及び脂肪族ジオール類と、脂
肪族、芳香族及び環状脂肪族ジカルボン酸類との濃縮に
より得られるもので、環状脂肪族、脂肪族または芳香族
ポリエステル類でありうる。

【０１３１】本発明を実施するうえで利用できる、有用
な環状脂肪族、脂肪族及び芳香族ポリエステル類の例と
しては、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（シク
ロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ポリ（エチ
レンドデケート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、
ポリ［エチレン(2,7-ナフタレート）］、ポリ（メタフ
ェニレンイソフタレート）、ポリ（グリコール酸）、ポ
リ（エチレンスクシネート）、ポリ（エチレンアジペー
ト）、ポリ（エチレンセバケート）、ポリ（デカメチレ
ンアゼレート）、ポリ（デカメチレンアジペート）、ポ
リ（デカメチレンセバケート）、ポリ（ジメチルプロピ
オラクトン）、ポリ（パラ−ヒドロキシベンゾエート）
（EKONOL）、ポリ（エチレンオキシベンゾエート）（A-
tell）、ポリ（エチレンイソフタレート）、ポリ（テト
ラメチレンテレフタレート）、ポリ（ヘキサメチレンテ
レフタレート）、ポリ（デカメチレンテレフタレー
ト）、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレ
ート）（トランス）、ポリ（エチレン-1,5-ナフタレー
ト）、ポリ（エチレン-2,6-ナフタレート）、ポリ（1,4
-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート）（KOD
EL）（シス）、及びポリ（1,4-シクロヘキシリデンジメ
チレンテレフタレート）（KODEL）（トランス）などが
挙げられる。

【０１３２】ジオールと芳香族ジカルボン酸の濃縮によ
り調製されるポリエステル化合物は、本発明において特
に好適である。かかる有用性をもつ芳香族カルボン酸の
例としては、テレフタル酸、イソフタル酸及びo-フタル
酸、1,3-ナフタレンジカルボン酸、1,4-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、4,4'-ジフェニルジカルボン酸、4,4'-
ジフェニルスルフォンジカルボン酸、1,1,3-トリメチル
-5-カルボキシ-3-(p-カルボキシフェニル）-イダン、ジ
フェニルエーテル4,4'-ジカルボン酸及びビス-p-(カル
ボキシフェニル）メタン等が挙げられる。前記の芳香族
ジカルボン酸のうち、ベンゼン環を有するもの（テレフ
タル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸など）が、本発
明を実施するうえでの使用に好ましいものである。これ
らの好ましい酸前物質（acid precursor）のうち、テレ
フタル酸が特に好ましい酸前物質である。

【０１３３】本発明の最も好ましい実施態様では、ポリ
（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタ
レート）、ポリ（1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフ
タレート）、ポリビニルアミン、及びそれらの混合物か
らなる群より選択されるポリマーにインターカレーショ
ン物が組入れられる。選択可能なこれらのポリエステル
のうち、ポリ（エチレンテレフタレート）及びポリ（ブ
チレンテレフタレート）が最も好ましい。

【０１３４】本発明のナノ合成物を形成用の、さらに別
の有用な熱可塑性ホモポリマー類及びコポリマーマトリ
ックスポリマー類には、α，β不飽和モノマー類、また
は以下の式

【０１３５】

【化１５】

【０１３６】（式中、Ｒ¹⁵及びＲ¹⁶は、同じかまたは互
いに異なっており、シアノ、フェニル、カルボキシ、ア
ルキルエステル、ハロ、アルキルまたは１以上の塩素も
しくはフッ素で置換されたアルキル、または水素原子を
表す）で示されるモノマーの重合により形成されるポリ
マー類が挙げられる。このような好ましいホモポリマー
類及びコポリマー類の例は、エチレン、プロピレン、ビ
ニルアルコール、アクリロニトリル、ビニリデンクロリ
ド、アクリル酸のエステル類、メタクリル酸のエステル
類、クロロトリフルオロエチレン及びビニルクロリド等
のホモポリマー類及びコポリマー類である。好ましいも
のは、ポリ（プロピレン）、プロピレンコポリマー類、
ポリ（エチレン）、及びエチレンコポリマー類である。
より好ましいものは、ポリ（エチレン）及びポリ（プロ
ピレン）である。

【０１３７】本発明の好ましい実施態様において、ナノ
合成物を製造するうえで選択可能なマトリックスポリマ
ー類は、オレフィン類のポリマー類及びコポリマー類、
ポリエステル類、ポリアミド類、ポリビニルイミン類、
ならびにポリエステル類を含有するそれらの混合物であ
る。本発明の特に好ましい実施態様において、エチレン
のポリマー類及びコポリマー類、ポリアミド類（好まし
くは、ナイロン6及びナイロン66、さらに好ましくはナ
イロン6）、ならびにそれらの混合物が用いられる。

【０１３８】本発明の混合物には、種々の任意に配合可
能な成分、ポリマーに一般的に使用される添加物を含有
させることができる。このような任意成分には、凝集剤
（nucleating agent）、フィラー、可塑剤、衝撃修飾
剤、鎖伸張剤、可塑剤、着色剤、鋳型脱離潤滑剤、静電
気防止剤、色素、火炎抑制剤などが包含される。これら
の任意成分、及びその適切な添加量は、当該技術分野に
おいてよく知られている。

【０１３９】インターカレーションされた層状物の剥離
により、該層状物の少なくとも約90重量％が離層される
とよく、しかして実質的に均質に小板粒子が分散したポ
リマーマトリックスを含んでなる組成物が提供される。
このように比較的充分な剥離を行うために、インターカ
レーション物によっては、1秒当たり約10を上回る剪断
速度を必要とする。他のインターカレーション物は、自
然にもしくはインターカラントポリマーの溶融温度まで
加熱することにより、または、加熱もしくは非加熱下で
例えば0.5から60気圧の圧力をかけることによって剥離
する。剪断速度の上限は、物理的にポリマーを分解させ
るほどまで高くなければ、特問題にならない。本発明の
特に好ましい実施態様において、剥離のために剪断が使
用される場合、剪断速度は、1秒当たり約10から約20,00
0であり、より好ましい実施態様においては、剪断速度
は、1秒当たり約100から約10,000である。

【０１４０】剥離のために剪断が採用される場合、流動
しうる混合物またはポリマー溶融物に対して剪断を付す
ために用いられうるいかなる方法でも使用可能である。
剪断作用は、例えば機械的手段、温度ショック、圧力の
変化または超音波など、当該技術分野において知られる
適切な種々の方法によって供給することができる。特に
有用な方法において、流動しうるポリマー混合液は機械
的方法によって剪断される。かかる機械的方法におい
て、スタラー、Banbury（商標）タイプのミキサー、Bra
bender（商標）タイプのミキサー、長時間用のミキサ
ー、及び押出機などの機械的手段を用いることにより、
溶融物の一部が、混合物の他の部分を追い越すように流
動せしめられる。他の方法では、混合物の温度を交互に
上昇または降下させて温度による膨張を惹起こし、剪断
を生じさせる内的応力をかけることによって剪断を成し
遂げる、温度ショックが用いられる。さらに別の方法で
は、圧力変更法で急激に圧力を変えることにより剪断が
なされたり、または、混合物の一部分を振動させ、もし
くは異なる相において加振させる、キャビテーションま
たは共鳴振動における超音波技術により、剪断が成し遂
げられる。流動可能なポリマー混合物及びポリマー溶融
物を剪断するこれらの方法は、単に有用な方法の代表例
を示したに過ぎず、流動可能なポリマー混合物及びポリ
マー溶融物を剪断するための当該技術分野いおいて知ら
れたいかなる方法であっても採用することができる。

【０１４１】機械的剪断方法は、前記のように押出、射
出成形機、Banbury（商標）タイプのミキサー、Brabend
er（商標）タイプのミキサー等を使用する方法も可能で
ある。押出機（単軸または二軸）の一方の端にポリマー
溶融物を導入し、もう一方の端で剪断されたポリマーを
受けることによってでも、剪断を成し遂げることができ
る。ポリマー溶融物の温度、押出機の長さ、押出機内で
の溶融物の滞留時間及び押出機のデザイン（単軸、二
軸、単位長当たりのフライト数、チャンネルの深さ、フ
ライトクリアランス、混合領域等）などが、付される剪
断力の強さを制御する変動可能な因子である。

【０１４２】剥離は全体にわたって、層状物の少なくと
も約80重量％、好ましくは少なくとも約85重量％、さら
に好ましくは少なくとも約90重量％、そして最も好まし
くは、少なくとも約95重量％が離層され、小板粒子が実
質的に均質にポリマーマトリックスに分散するように充
分になされるべきである。この方法によって形成される
と、マトリックスポリマー中に分散される小板粒子が有
する個々の層の厚さは、約10層を下回る、好ましくは約
５層を下回る、より好ましくは約３層を下回る、そして
さらに好ましくは１または２層分の厚さである。本発明
の好ましい実施態様においてすべての層間空間のインタ
ーカレーション及び離層が完遂され、しかして、すべて
の、または実質的にすべての個々の層が互いに離層し、
分離した小板粒子が形成される。ある層の間でインター
カレーションが不充分にしかなされない場合、ポリマー
溶融物中でそれらの層は離層せず、共平面凝集物の形態
にて層を含む小板粒子を形成するであろう。

【０１４３】本発明において形成されたインターカレー
ション物由来の、小板粒子を、マトリックスポリマーに
ナノスケールの微粒子で分散させて添加する効果として
典型的なものは、引張応力及び極限引張強さの増大、も
しくは極限衝撃耐性またはガラス遷移温度（Tg）の増大
である。

【０１４４】本発明により製造されたインターカレーシ
ョン物の剥離物から得られた小板を所望の負荷量含有す
る、熱可塑性または熱硬化性ポリマーを含んでなる成形
用の組成物は、多様な特性を備えたシート及びパネルの
製造において、顕著に好適である。このようなシート及
びパネルは、有用な物品を形成する真空処理または加熱
圧縮などによる旧来の方法によって形成されうる。本発
明に基づいて作製されるシート及びパネルは、例えば
木、ガラス、セラミック、金属またはプラスチック等を
含む他の材料のための被覆物としても好適であり、ま
た、例えばビニル樹脂ベース等の従来の接着促進剤を用
いて、顕著な強度を提供することが可能である。前記シ
ート及びパネルは、他のプラスチックフィルムと共に積
層することもでき、これは好ましくは共押出により、シ
ートを融解した状態で結合させて行われる。これらシー
ト及びパネルは、エンボス加工を施したものも含めて、
例えばラッカー処理または保護フィルムの適用等、旧来
の方法により表面を改善または仕上げることができる。

【０１４５】ポリマー／小板合成物は、押出フィルム及
びラミネートフィルム、例えば、食品包装用に使用され
るフィルム等の製造のために特に有用である。このよう
なフィルムは、従来のフィルム押出技術を用いて製造す
ることができる。フィルムの厚さは、好ましくは約10〜
約100 μm、さらに好ましくは約20〜約100 μm、最も好
ましくは約25〜約75 μmである。

【０１４６】ナノ合成物を形成する、均質に分布した小
板粒子及びマトリックスポリマーは、好適なフィルム形
成法によって、フィルムに形成される。典型的には、組
成物は溶融されて、フィルム形成ダイに押込まれる。ナ
ノ合成物のフィルムは、小板にさらに方向性を生じさせ
る工程に付して、小板全体の主平面が、フィルム全体の
主平面に実質的に平行となるようにしてもよい。これ
は、二軸方向にフィルムを引伸ばす方法により行われ
る。例えば、フィルムがダイから押出される際に、フィ
ルムを牽引するテンションローラによって軸方向または
機械方向にフィルムが引伸ばされる。同時に、フィルム
の両端を掴んで引き離す方向に牽引することによって、
フィルムが横方向に引伸ばされる。別の方法では、チュ
ーブラフィルムダイを用いてフィルムを横方向に引伸ば
し、且つ、チューブラフィルムダイから通過して出る際
にフィルムがブローイングされる。本発明に基づいて得
られるフィルムは引張応力の増大、湿潤強さの増大、寸
法安定性の増大、水分の吸着性の低下、酸素等のガスな
らびに水、アルコール及び他の溶媒等の液体の透過性の
減少などといった利点の少なくとも１つを呈しうるもの
である。

【０１４７】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に
説明するが、本発明はもとよりこれら実施例に限定され
るものではない。

【０１４８】

【実施例】

（実施例１）：粘土−ＰＶＰ複合体（インターカレーシ
ョン物）の調製 粘土−ＰＶＰ複合体を調製するための材料に、粘土とし
てナトリウムモンモリロナイト、ＰＶＰとして、分子量
が10,000及び40,000のＰＶＰを準備した。粘土（ナトリ
ウムモンモリロナイト）−ＰＶＰ複合体（インターカレ
ーション物）の調製には、ポリマーインターカレーショ
ンのために３つの異なる方法を採用した。

【０１４９】１．2％のＰＶＰ水溶液と2％の粘土／水分
散液を、粘土の乾燥重量に基づき少なくとも約16％の濃
度のポリマーを供給するに足る割合で混合した。

【０１５０】２．乾燥した粘土粉体（約8重量％の水分
含量）を、粘土の乾燥重量に基づき少なくとも約16％の
濃度のポリマーを供給するに足る割合で2％のＰＶＰ水
溶液に徐々に添加した。

【０１５１】３．乾燥ＰＶＰを乾燥粘土と混合し、粘土
の乾燥重量に基づき35〜38％の水を用いて水和し、次い
で押出した。

【０１５２】上記１及び２の混合液は、室温にて４時間
撹拌した。

【０１５３】粘土：ＰＶＰの重量比は、80：20から20：
80まで変化させた。

【０１５４】これらの実験により、すべての調製法で粘
土−ＰＶＰ複合体（インターカレーション物）が得られ
ることが示される。インターカレーションの結果は、調
製法（前記１、２もしくは３）またはインターカラント
ポリマー（ＰＶＰ）の分子量に依存するものでないが、
粘土小板間に収着されるＰＶＰの量に依存している。表
１に、粘土とＰＶＰを異なる割合で用いた場合の粘土−
ＰＶＰ複合体についての、Ｘ線回折によって得られる結
果を示す。図１に、これらのデータをプロットしたグラ
フを示す。 図中、スメクタイト粘土の乾燥重量に基づ
き、収着したＰＶＰの百分率に対しての、スメクタイト
粘土小板間のd(001)（黒塗り四角）及びd(002)（白抜き
円）間隔がÅ単位で示されている。表１及び図１より、
ポリマーがモンモリロナイト粘土の隣接する小板間の層
間空間内に収着されるにつれてのインターカレーション
による段階的な特徴が認められる。20〜30％のＰＶＰを
隣接する小板間の空間に収着させることで、d(001)値
が、ＰＶＰを用いない場合の12Åから24〜25Åにまで増
大している。次に、収着されるＰＶＰの量が40〜60％に
高められると、30〜32Åの間隔になる。さらに、収着さ
れるＰＶＰの量を70〜80％に高めると、d(001)値は、40
〜42Åに増大している。得られたすべての複合体のＸ線
パターンで、d(001)反射と共にd(002)反射が認められる
（表１及び図１）。これは、粘土−ＰＶＰ複合体構造の
規則性を示唆するものである。

【０１５５】

【表１】

【０１５６】（実施例２）：粘土−ＰＶＡ複合体（イン
ターカレーション物）の調製 粘土−ＰＶＡ複合体を調製するための材料に、粘土とし
てナトリウムモンモリロナイト、ＰＶＡとして、分子量
が5,000及び8,000で、加水分解の程度が75〜99％のＰＶ
Ａを準備した。粘土（ナトリウムモンモリロナイト）−
ＰＶＡ複合体（インターカレーション物）を調製のに、
ポリマーインターカレーションのための３つの異なる方
法を採用した。

【０１５７】１．2％のＰＶＡ水溶液と2％の粘土／水分
散液を、粘土の乾燥重量に基づき少なくとも約16％の濃
度のポリマーを供給するに足る割合で混合した。

【０１５８】２．乾燥した粘土粉体を、粘土の乾燥重量
に基づき少なくとも約16％の濃度のポリマーを供給する
に足る割合で、2％のＰＶＡ水溶液に徐々に添加した。

【０１５９】３．乾燥粘土を、水分含量20〜80％にまで
ＰＶＡ水溶液で湿潤化し、次いで押出した。

【０１６０】上記１及び２の混合液は、室温にて４時間
撹拌した。

【０１６１】粘土：ＰＶＡの重量比は、80：20から20：
80まで変化させた。

【０１６２】剥離物のいくつかを、Ｘ線回折によって調
べた。これらの実験により、すべての調製法で粘土−Ｐ
ＶＡ複合体（インターカレーション物）が得られること
が示される。インターカレーションの結果は、調製法
（前記１、２もしくは３）またはインターカラントポリ
マー（ＰＶＡ）の分子量または加水分解の程度に依存す
るものでないが、粘土小板間に収着されるＰＶＡの量に
依存している。表２に、粘土とＰＶＡの成分をを異なる
割合で用いた場合の、粘土−ＰＶＡ複合体についてのＸ
線回折により得られる結果を示す。図２に、これらのデ
ータをプロットしたグラフを示す。図中、スメクタイト
粘土の乾燥重量に基づき、収着したＰＶＡの百分率に対
しての、スメクタイト粘土小板間のd(001)間隔がÅ単位
で示されている。表２及び図２より、20〜30％のＰＶＡ
を隣接する小板間の空間に収着させることで、d(001)値
が、ＰＶＡを用いない場合の12Åから22〜25Åにまで増
大する、インターカレーションによる段階的な特徴が明
らかに示される。次の段階では、収着されるＰＶＡの量
が35〜50％に高められると、30〜33Åの間隔になってい
る。さらに、収着されるＰＶＡの量を60〜80％に高める
と、d(001)値は40〜45Åに増大している。

【０１６３】試料を120℃にて４時間加熱しても、d(00
1)値は有意に変化しなかった（表２及び図２参照）。

【０１６４】

【表２】

【０１６５】図３から図５は、ナトリウムベントナイト
粘土に異なる水溶性ポリマーを用いた混合物のＸ線回折
パターンを示すグラフである。

【０１６６】図３及び４のパターンは、20重量％のポリ
ビニルピロリドン（図３は平均分子量10,000、図４は平
均分子量40,000のポリビニルピロリドン）と80重量％の
ナトリウムベントナイト粘土を用いてインターカレーシ
ョンした粘土による結果を示すものである。それぞれ、
ポリビニルピロリドンの2％溶液とナトリウムベントナ
イトの2％分散液とを1：4の割合にて混合することによ
り、混合物を形成した。図３及び４の双方にて示される
ように、約12.4Åのスメクタイト由来のd(001)ピークが
認められないので、ポリビニルピロリドンと粘土が複合
体となっていることが示唆される。

【０１６７】図５に、20重量％ポリビニルアルコール
（平均分子量15,000）及び80重量％ナトリウムベントナ
イトを、図３及び４と同様に、同様の割合で混合した場
合の結果を示す。前記と同様に、ポリビニルアルコール
と粘土が複合体を形成している結果が示唆される。

【０１６８】図６（ｂ）及び７（ｂ）に、クリストバラ
イト（crystobalite）の不純物を含有する、およそ100
％のナトリウムベントナイト粘土（モンモリロナイト、
約10重量％の水を含有）のＸ線回折パターンを示すが、
約12.4Åに剥離していない（層状の）ナトリウムベント
ナイト粘土のd(001)ピークが認められる。

【０１６９】図６（ａ）には、20重量％のポリビニルピ
ロリドン（分子量10,000）及び80重量％のナトリウムベ
ントナイト粘土（約4.05Åのd-間隔を有する、クリスト
バライトの不純物を含有する粘土）と、粘土の乾燥重量
に基づき35％の水と混合したものの押出により得られ
た、ＰＶＰ：粘土複合体のＸ線回折パターンが示され
る。図６より明らかなように、（ａ）のパターンには前
記（ｂ）に示される約12.4Åのスメクタイト由来のd(00
1)ピークが認められないので、ＰＶＰと粘土は複合して
いることが示唆される。約24ÅにＰＶＰ：粘土複合体の
d(001)ピーク及び約12ÅにＰＶＰ：粘土複合体のd(002)
ピークをもって基底間隔が示され、ＰＶＰ：粘土の割合
を1：4として得られたこのインターカレーションによる
合成物が、ほとんど規則的な構造を有していると考えら
れる。

【０１７０】図７（ａ）には、50重量％のポリビニルピ
ロリドン（分子量10,000）及び50重量％のナトリウムベ
ントナイト粘土（約4.05Åのd-間隔有する、クリストバ
ライトの不純物を含有する粘土）と、粘土の乾燥重量に
基づき35％の水と混合したものの押出により得られた、
ＰＶＰ：粘土複合体のＸ線回折パターンが示され、
（ｂ）には、前記の通りナトリウムベントナイト粘土
（モンモリロナイト）のＸ線回折パターンが示される。
図７より明らかなように、（ａ）のパターンには約12.4
Åのスメクタイト由来のd(001)ピークが認められないの
で、ＰＶＰと粘土は複合していることが示唆される。約
32ÅにＰＶＰ：粘土複合体のd(001)ピーク及び約16Åに
ＰＶＰ：粘土複合体のd(002)ピークをもって基底間隔が
示され、ＰＶＰ：粘土の割合を1：1として得られた、こ
のインターカレーションによる合成物が、ほとんど規則
的な構造を有していると考えられる。

【０１７１】粉体のナトリウムベントナイト粘土（約10
重量％の水を含有）と粉体のポリビニルピロリドンポリ
マーの機械的混合物を水（約75重量％）と混合すると、
ポリマーはベントナイト粘土小板の間にインターカレー
ションされ、発熱反応が起こるので、これは、インター
カレーションされた粘土の剥離のために充分な程度ま
で、粘土小板の内側表面に対してポリマーが結合してい
ることに起因するものであると理論付けられる。

【０１７２】また、粘土の乾燥重量に基づいて、少なく
とも約4重量％、好ましくは約10％から約15重量％の量
の水がベントナイト粘土に含有されなければ剥離が起こ
らなかったことに、注意すべきである。水は、供給状態
で粘土中に含まれていることもあるが、不足の場合に
は、ポリマーに接触させる前または接触中に添加しても
よい。

【０１７３】層間空間の中にポリマーが充分に移動する
ように、そして好ましくは剥離がなされるように、例え
ば粘土の乾燥重量に基づき約20から約80％といった、充
分な量の水を用いてインターカレーションを成し遂げた
り、もしくは、ポリマーのインターカレーションのため
に少なくとも約5重量％の水を含む粘土を用いて少なく
ともインターカラントポリマーの溶融温度にまで混合物
を加熱することによって、剪断を行わずに剥離が生じ
る、すなわち、層状ベントナイトの小板間にポリマーが
充分にインターカレーションした後、層状粘土が自然に
剥離することも注意されるべきである。

【０１７４】図８に示す、80％のＰＶＰと20％の粘土の
割合で得られた複合体の部分的なＸ線回折パターンよ
り、ＰＶＰ：粘土の割合を4：1とすると、インターカレ
ーションされた合成物の規則性が示されるd(001)間隔が
約41Åに広げられている。

【０１７５】（実施例３）図９（ａ）に示すＸ線回折パ
ターンは、80重量％のポリアミド及び20重量％のナトリ
ウムベントナイト粘土の機械的混合物についてのもので
あり、図９（ｂ）は、クリストバライトの不純物を含有
する、およそ100％ナトリウムベントナイト粘土につい
てのＸ線回折パターンを示す。混合物が乾燥しており
（粘土は、約8重量％の水を含有）、ポリアミドは溶融
していなかったので、粘土小板間にポリアミドはインタ
ーカレーションされなかった。図９に示すように、いず
れの回折パターンとも、剥離していないスメクタイト粘
土に特徴的な12.45Åのd(001)及び4.48Åのd(020)ピー
クならびにクリストバライトの不純物に特徴的な4.05Å
のピークを示した。

【０１７６】図１０（ａ）に、80％ポリアミドと20％ナ
トリウムベントナイトとの機械的混合物（図９（ａ）参
照）をより迅速にインターカレーションするために、ポ
リアミドの溶融温度、好ましくはポリマー溶融温度を少
なくとも約40〜50℃上回る温度まで、約230℃に加熱し
た場合のＸ線回折パターンを示す。混合物の溶融は、酸
化を防止するためにＮ₂で遮蔽して、機械的混合物を溶
融温度にまで加熱して行った。ポリアミドが粘土小板間
にインターカレーションされ、そして小板が剥離された
ために、整列したスメクタイト小板に特徴的なd(001)の
規則性が消失したので、（ａ）においてスメクタイト由
来の12.45Åのd(001)ピークは存在しなかった。単一の
スメクタイト小板に特徴的な約4.48Åのd(020)ピーク、
及び約4.08Åに、クリストバライトの不純物に特徴的な
ピークが示されている。図１０（ｂ）には、クリストバ
ライトの不純物を含有する、およそ100％ナトリウムベ
ントナイト粘土についてのＸ線回折パターンを比較のた
めに示す。インターカレーション及び剥離を成し遂げる
ためには、このように混合後に加熱する方法に代わっ
て、混合物の総重量に基づき少なくとも約10重量％、好
ましくは約20〜50重量％の水または有機溶媒と共に、前
記機械的混合物を混合して押出す方法も採用できる。

【０１７７】（実施例４）図１１（ａ）は、ジメチルテ
レフタレート（ＤＭＴＰｈ）70重量％及び乾燥したナト
リウムベントナイト粘土（水分含量約8％）30重量％の
機械的な混合物についてのＸ線回折パターンを示すグラ
フである。スメクタイト由来の12.4Åのd(001)ピークが
認められるが、図９と異なるスケールにて表しているた
めにあまり高いピークではない。（ｂ）には、100％ジ
メチルテレフタレートのＸ線回折パターンが示される。

【０１７８】図１２（ａ）に、前記（図１１（ａ））の
機械的な混合物をジメチルテレフタレートの溶融温度を
上回る約230℃の温度にまで加熱した場合のＸ線回折パ
ターンを示す。図１１（ａ）に示されるスメクタイト粘
土に特徴的な12.4Åのd(001)ピークが、加熱を行った溶
融物については消失（図１２（ａ））しており、ポリマ
ーで粘土がインターカレーションされて剥離がなされた
ことが示されている。さらには、約12.5ÅにＤＭＴＰ
ｈ：ナトリウムモンモリロナイト粘土複合体（インター
カレーション物）のピークが示されている。

【０１７９】（実施例５）図１３（ａ）に、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）90重量％とナトリウムベン
トナイト粘土（約8重量％の含水量）10重量％の溶融物
から得られたＸ線回折パターンを示す。（ｂ）は、クリ
ストバライトの不純物を含有する、およそ100％のナト
リウムベントナイトのＸ−線回折パターンを示し、約1
2.4（12.37）Åにスメクタイトに特徴的なd(001)ピーク
及び約4.47Åに特徴的なd(002)ピークが認められる。
（ａ）に示されるごとく、ＰＥＴの溶融温度まで加熱す
ると、ＰＥＴが粘土小板の間にインターカレーションさ
れ、小板が剥離するので、スメクタイト由来の約12.4Å
のd(001)ピークは消失している。

【０１８０】（実施例６）図１４（ｂ）は、ヒドロキシ
エチルテレフタレート（ＨＥＴＰｈ）60重量％とナトリ
ウムモンモリロナイト粘土（約8重量％の含水量）40重
量％の、250℃での溶融物（複合体）についてのＸ線回
折パターンを示すグラフであり、（ａ）のパターンは、
100％ ＨＥＴＰｈのＸ−線回折を示す。（ｂ）に示され
るように、溶融混合物ではスメクタイト粘土に特徴的な
約12.4Åのd(001)ピークが認められず、また4.48Åの特
徴的なd(020)ピークが認められることから、ＨＥＴＰｈ
で粘土がインターカレーションされ、小板の剥離がなさ
れたことが明らかである。

【０１８１】（実施例７）図１５（ｂ）は、ヒドロキシ
ブチルテレフタレート（ＨＢＴＰｈ）70重量％とナトリ
ウムモンモリロナイト粘土（約8重量％の含水量）30重
量％の、250℃での溶融物（複合体）についてのＸ線回
折パターンを示すグラフであり、（ａ）は、100％ ＨＢ
ＴＰｈのＸ−線回折パターンを示す。（ｂ）において、
溶融混合物ではスメクタイト粘土に特徴的な約12.4Åの
d(001)ピークが認められないので、ＨＢＴＰｈで粘土が
インターカレーションされ、次いで小板の剥離がなされ
たことが明らかである。

【０１８２】（実施例８）図１６に、50重量％のポリカ
ーボネート及び50重量％のナトリウムベントナイト（約
8重量％の含水量）の混合物の、280℃での溶融物につい
てのＸ線回折パターンを示す。この溶融混合物では、約
12.4Åのスメクタイト粘土に特徴的なd(001)ピークが消
失しており、粘土がポリカーボネートでインターカレー
ションされ、小板の剥離がなされたことが示されてい
る。

【０１８３】図９から１６に示されるように、反応（イ
ンターカレーション及び／または剥離）を促進するため
に、ポリマー溶融温度まで、好ましくはポリマー溶融温
度を40〜50℃上回る温度で機械的混合物を加熱すると、
ベントナイト粘土小板の間に、ポリマー溶融物がインタ
ーカレーションされていた。また、ベントナイト粘土が
粘土の乾燥重量に基づき少なくとも約5重量％、好まし
くは約10％から約15％の量の水を含んでいなければ、剥
離が起こらなかったことに、注意すべきである。水は、
供給状態で粘土中に含まれていることもあるが、不足の
場合には、ポリマーに接触させる前または接触中に添加
することができる。

【０１８４】（実施例９）ナトリウムベントナイト粘土
とＰＶＰとの複合体10重量％、水6重量％、及びグリセ
ロール84重量％を含む組成物について、軸速度（r.p.
m.）に対する、24℃における粘度を測定した。その結果
を図１７及び１８に示す。図１８は、図１７のグラフの
縦軸のスケールを大きくしたものである。この結果よ
り、剪断力を増加及び減少した場合の揺変性（チキソト
ロピー）と、ナトリウムベントナイト粘土：ＰＶＰ複合
体の形成におけるインターカレーションの温度を高める
と、粘度が増大することが示される。特に、24℃に冷却
して増粘する前に組成物ゲルの温度を145℃に高めた場
合の粘度の増大幅が極めて大きいことが示される（図１
８）。

【０１８５】（実施例１０）ナトリウムベントナイト粘
土とＰＶＰとの複合体（いずれも粘土：ＰＶＰの重量比
＝4：1）5重量％または10重量％と、水とグリセロール
の混合液（水とグリセロールを合わせて100％とし、種
々に配合率を変えた液）とを含む組成物の、24℃におけ
る粘度を測定した。結果を図１９に示す。図１９より、
水の含量を0％（すなわち100％グリセロール）から約7.
5％に増加させると、組成物の粘度が約50,000 cpsから
約3,000,000 cpsに増加し、水の含量が約7.5％を越える
と粘度が低下することが示される。

【０１８６】（実施例１１）ナトリウムベントナイト粘
土とＰＶＰとの複合体（粘土：ＰＶＰの重量比＝4：1）
5重量％、水0〜6重量％、及びエチレングリコール89〜9
5重量％を含む組成物の、24℃における粘度を測定し
た。図２０にその結果を示す。剪断力（rpmで示され
る）を増大または減少させた場合の揺変性と、水の含量
を0％から2％、4％そして6％と増加させるにつれて粘度
が増大することが明らかである。

【０１８７】（実施例１２）実施例１１と同様の実験に
おいて、24℃に冷却して粘度を測定する前に組成物を85
℃に加熱した。その結果を示す図２１のグラフは、図２
０とスケールが異なっており、剪断力を増大または減少
させた場合の揺変性と、水の含量を増加させるにつれて
粘度が増大すること、ならびに粘度測定前に組成物ゲル
の温度を85℃に高めることで、粘度が実質的に増大する
ことが示される。

【０１８８】（実施例１３）ナトリウムベントナイト粘
土とＰＶＰとの複合体（粘土：ＰＶＰの重量比＝4：1）
10重量％と、水及びエタノールの混合液（水とエタノー
ルを合わせて100％とし、水を約8〜28％、エタノールを
約72〜92％に変動させた液）とを含む組成物の、24℃に
おける粘度を測定した。結果を図２２に示す。水の添加
量が約8重量％から約20重量％の間では組成物の粘度が
増大し、20重量％を越えると粘度は減少することが図２
２より明らかである。

【０１８９】（実施例１４）ナトリウムベントナイト粘
土とＰＶＰとの複合体（粘土：ＰＶＰの重量比＝4：1）
の負荷量を約1.25重量％から約10重量％において変化さ
せ、各複合体量にて水とプロピレングリコールの配合率
（水とプロピレングリコールを加えて100％とした）を
変えて、24℃における組成物の粘度を測定した。結果を
図２３に示す。水の配合率、及び粘土とＰＶＰ複合体の
負荷量を種々に変化させると、粘度が変化することが示
される。

【０１９０】（実施例１５）水とプロピレングリコール
の配合率を変化（水を4〜24％、水とプロピレングリコ
ールを加えて100％とした）させた場合の、ナトリウム
ベントナイト粘土とＰＶＰとの複合体（粘土：ＰＶＰの
重量比＝4：1）の負荷量（約1.25重量％から約10重量
％）と、24℃における組成物の粘度の相関を調べた。結
果を図２４に示す。水の配合率及び粘土：ＰＶＰ複合体
の負荷量を種々に変化させると、粘度が変化することが
示される。 （実施例１６）水とグリセロールの配合率を変化（水と
グリセロールを加えて100％とし、水を0〜16重量％、グ
リセロールを84〜100重量％に変動）させて、ナトリウ
ムベントナイト粘土：ＰＶＰ（粘土：ＰＶＰの重量比＝
4：1）の複合体を、5重量％または10重量％負荷した場
合の、24℃における組成物の各粘度を測定した。結果は
図２５に示す通りである。

【０１９１】以上の記載に鑑みて、本発明に種々変更を
施したり、代替となる態様を想起することは、当業者で
あれば容易になしうると考えられる。従って、これらの
記載は、単なる例示にすぎないと解釈されるべきであ
り、本発明を実施するうえでの最も好ましい態様を教示
する目的でなされたものである。本発明の詳細は、本発
明の特徴を逸脱しない限りにおいて実質的に変更可能で
あり、本発明の特許請求の範囲にあるすべての変更の本
発明の範疇にあることを意図するものである。

【０１９２】

【発明の効果】本発明によって、有機溶媒またはマトリ
ックスポリマーなどのホスト材料と、剥離されたインタ
ーカレーション物とを併合することにより、ナノ合成物
が提供される。かかるインターカレーション物は、フィ
ロシリケートをポリマーに接触させて、フィロシリケー
トの隣接する小板間にポリマーを吸着またはインターカ
レーションさせることによって形成されるものであり、
隣接するフィロシリケート小板の間に充分にポリマーが
吸着されて、隣接する小板間の間隔が、水分を除去後に
測定した場合に、100Åを上限として、少なくとも約5
Å、好ましくは少なくとも約10Å、さらに好ましくは約
30〜40Åの範囲に広げられている。従って、例えば有機
溶媒またはポリマー溶融物と混合した場合にインターカ
レーション物が容易に剥離されえ、薬品等のための担体
材料として有用なマトリックスポリマー／小板（インタ
ーカレーション物から剥離した小板）合成物（ナノ合成
物）が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】種々の重量比のＰＶＰ：スメクタイト粘土複合
体（インターカレーション物）についての層間間隔を示
すグラフである。

【図２】種々の重量比のＰＶＡ：スメクタイト粘土複合
体（インターカレーション物）についての層間間隔を示
すグラフである。

【図３】ＰＶＰ（平均分子量10,000）：ナトリウムモン
モリロナイト粘土の複合体（重量比＝20：80）について
のＸ線回折パターンを示すグラフである。

【図４】ＰＶＰ（平均分子量40,000）：ナトリウムモン
モリロナイト粘土の複合体（重量比＝20：80）について
のＸ線回折パターンを示すグラフである。

【図５】ＰＶＡ（平均分子量15,000）：ナトリウムモン
モリロナイト粘土の複合体（重量比＝20：80）について
のＸ線回折パターンを示すグラフである。

【図６】（ａ）は、ＰＶＰ：ナトリウムモンモリロナイ
ト粘土の複合体（重量比＝20：80）についてのＸ線回折
パターンを示すグラフであり、（ｂ）はおよそ100％の
ナトリウムモンモリロナイト粘土のＸ−線回折パターン
を示すグラフである。

【図７】（ａ）は、ＰＶＰ：ナトリウムモンモリロナイ
ト粘土の複合体（重量比＝50：50）についてのＸ線回折
パターンを示すグラフであり、（ｂ）はおよそ100％の
ナトリウムモンモリロナイト粘土のＸ−線回折パターン
を示すグラフである。

【図８】ＰＶＰ：ナトリウムモンモリロナイト粘土の複
合体（重量比＝80：20）についてのＸ線回折パターンの
一部を示すグラフである。

【図９】（ａ）は、ポリアミドとナトリウムモンモリロ
ナイト粘土（水分含量約8％に乾燥）の機械的な混合物
（重量比＝80：20）についてのＸ線回折パターンを示す
グラフであり、（ｂ）およそ100％のナトリウムモンモ
リロナイト粘土のＸ−線回折パターンを示すグラフであ
る。

【図１０】（ａ）は、図９の（ａ）に示されるポリアミ
ド：ナトリウムモンモリロナイト粘土の機械的な混合物
(重量比＝80：20）を、ポリアミドの溶融温度にまで加
熱した後のものについてのＸ線回折パターンを示すグラ
フであり、（ｂ）は図９の（ｂ）と同様のグラフであ
る。

【図１１】（ａ）は、ＤＭＴＰｈ 70重量％及び乾燥し
たナトリウムモンモリロナイト粘土30重量％の機械的な
混合物についてのＸ線回折パターン、（ｂ）は、100％
ＤＭＴＰｈについてのＸ線回折パターンを示すグラフで
ある。

【図１２】（ａ）は、図１１に示される、ＤＭＴＰｈ：
ナトリウムモンモリロナイト粘土（重量比＝70：30）の
機械的な混合物を、約230 ℃にまで加熱した後のものに
ついてのＸ線回折パターン、（ｂ）は、100％ ＤＭＴＰ
ｈについてのＸ線回折パターンを示すグラフである。

【図１３】（ａ）は、ＰＥＴ：ナトリウムモンモリロナ
イト粘土（重量比＝90：10）の、230℃での溶融物（複
合体）についてのＸ線回折パターンを示すグラフ、及
び、（ｂ）は、およそ100％のナトリウムベントナイト
のＸ線回折パターンを示すグラフである。

【図１４】（ｂ）は、ＨＥＴＰｈ：ナトリウムモンモリ
ロナイト粘土（重量比＝60：40）の、250℃での溶融混
合物物（複合体）についてのＸ線回折パターンを示すグ
ラフであり、（ａ）は、100％ ＨＥＴＰｈのＸ−線回折
パターンを示すグラフである。

【図１５】（ｂ）は、ヒドロキシブチルテレフタレート
（ＨＢＴＰｈ）：ナトリウムモンモリロナイト粘土（重
量比＝70：30）の、250℃での溶融物（複合体）につい
てのＸ線回折パターンを示すグラフであり、（ａ）は、
100％ ＨＢＴＰｈのＸ−線回折パターンを示すグラフで
ある。

【図１６】ポリカーボネート：ナトリウムモンモリロナ
イト粘土（重量比＝50：50）の、280℃での溶融混合物
（複合体）についてのＸ線回折パターンを示すグラフで
ある。

【図１７】ナトリウムベントナイト粘土とＰＶＰとの複
合体10重量％、水6重量％、及びグリセロール84重量％
を含む組成物についての、軸速度（r.p.m.）と粘度の相
関を示すグラフである。

【図１８】縦軸方向に大きなスケールとした、図１７と
同様のグラフである。

【図１９】ナトリウムベントナイト粘土とＰＶＰとの複
合体（いずれも重量比＝4：1）５重量％または１０重量
％と、種々の配合率の水とグリセロールの混合液とを含
む組成物の粘度を示すグラフである。

【図２０】ナトリウムベントナイト粘土とＰＶＰとの複
合体（重量比＝4：1）5重量％、水0〜6重量％、及びエ
チレングリコール89〜95重量％とを含む組成物の粘度を
示すグラフである。

【図２１】図２１と同様のグラフを縦軸方向に大きなス
ケールとし、粘度の測定前に組成物を85℃に加熱した場
合の結果を示すグラフである。

【図２２】ナトリウムベントナイト粘土とＰＶＰとの複
合体（重量比＝4：1）10重量％と、種々の配合率の水と
エタノールの混合液とを含む組成物の粘度を示すグラフ
である。

【図２３】ナトリウムベントナイト粘土：ＰＶＰ（重量
比＝4：1）の複合体の負荷量が約1.25重量％から約10重
量％である場合の、水とプロピレングリコールの配合率
と、組成物の粘度の相関を示すグラフである。

【図２４】水とプロピレングリコールの配合率を変化さ
せた場合の、ナトリウムベントナイト粘土：ＰＶＰ（重
量比＝4：1）の複合体の負荷量と、組成物の粘度の相関
を示すグラフである。

【図２５】水とグリセロールの配合率を変化させて、ナ
トリウムベントナイト粘土：ＰＶＰ（重量比＝4：1）の
複合体を、5重量％または10重量％負荷した場合の、水
の含量と組成物の粘度の相関を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／６３７，０９２ (32)優先日 1996年５月２日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 セメオン ティプルスキー アメリカ合衆国 60646 イリノイ リン カーンウッド エヌ． カストナー アベ ニュー 6720 (72)発明者 アナトリー ソロキン アメリカ合衆国 60090 イリノイ ホイ ーリング ナンバー４エル ハーバー ド ライブ 1500 (72)発明者 アナトリー ゴールドマン アメリカ合衆国 60067 イリノイ パラ ティン ベイサイド ドライブ 3000

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成物であって、約40重量％から約99.9
   5重量％のホスト材料及び約0.05重量％から約60重量％
   のフィロシリケート物の剥離小板を含み、 該小板は、フィロシリケートをインターカラントポリマ
   ー含有組成物に接触させることにより形成されるインタ
   ーカレーション物に由来するものであり、 該組成物は少なくとも約2重量％の濃度の前記インター
   カラントポリマーを含み、フィロシリケートの隣接する
   層間へのインターカラントポリマーの収着が成し遂げら
   れて、主な隣接するフィロシリケート小板の間の間隔
   が、インターカラントポリマー収着後に測定すると少な
   くとも約10Åに広げられていることを特徴とする合成
   物。
2. 【請求項２】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、少なくとも
   約5重量％である請求項１記載の合成物。
3. 【請求項３】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、少なくとも
   約15重量％である請求項２記載の合成物。
4. 【請求項４】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、少なくとも
   約20重量％である請求項３記載の合成物。
5. 【請求項５】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、少なくとも
   約30重量％である請求項４記載の合成物。
6. 【請求項６】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、約50重量％
   から約80重量％である請求項５記載の合成物。
7. 【請求項７】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、約50重量％
   から約100重量％である請求項５記載の合成物。
8. 【請求項８】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、接触開始時
   に、接触されるフィロシリケートの乾燥重量に基づき少
   なくとも約16重量％である請求項１記載の合成物。
9. 【請求項９】 前記フィロシリケートに接触される組成
   物中のインターカラントポリマーの濃度が、接触開始時
   に、接触されるフィロシリケートの乾燥重量に基づき約
   16重量％から約70重量％である請求項８記載の合成物。
10. 【請求項１０】 前記フィロシリケートに接触される組
    成物中のインターカラントポリマーの濃度が、接触開始
    時に、接触されるフィロシリケートの乾燥重量に基づき
    約16重量％から約35重量％である請求項９記載の合成
    物。
11. 【請求項１１】 前記フィロシリケートに接触される組
    成物中のインターカラントポリマーの濃度が、接触開始
    時に、接触されるフィロシリケートの乾燥重量に基づき
    約35重量％から約55重量％である請求項９記載の合成
    物。
12. 【請求項１２】 前記フィロシリケートに接触される組
    成物中のインターカラントポリマーの濃度が、接触され
    るフィロシリケートの乾燥重量に基づき約70重量％であ
    る請求項９記載の合成物。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の合成物におけるインタ
    ーカレーション物であって、前記インターカラントポリ
    マーが、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
    ル、ポリビニルイミン、及びそれらの混合物よりなる群
    から選択されるインターカレーション物。
14. 【請求項１４】 前記インターカラントポリマーが、ポ
    リマー中に含まれるアセタール置換基が約5％を下回る
    ポリビニルアルコールである請求項１３記載のインター
    カレーション物。
15. 【請求項１５】 前記インターカラントポリマーが、ポ
    リマー中に含まれるアセタール置換基が約1％を下回る
    ポリビニルアルコールである請求項１４記載のインター
    カレーション物。
16. 【請求項１６】 請求項１記載の合成物におけるインタ
    ーカレーション物であって、前記インターカラントポリ
    マーが、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、N-
    ビニルピロリドン、及びそれらの混合物よりなる群から
    選択されるインターカレーション物。
17. 【請求項１７】 前記インターカラントポリマーが、約
    225から約1,000,000の平均分子量を有する請求項１記載
    の合成物。
18. 【請求項１８】 前記インターカラントポリマーが、約
    225から約10,000の平均分子量を有する請求項１７記載
    の合成物。
19. 【請求項１９】 前記ホスト材料が、ジヒドロキシエチ
    ルテレフタレート、ヒドロキシエチルテレフタレート、
    ジヒドロキシブチルテレフタレート及びそれらの混合物
    よりなる群から選択されるモノマーより重合されたポリ
    マー、ポリアミド、ポリビニルイミン、ポリエチレンテ
    レフタレート及びポリブチレンテレフタレートならびに
    それらポリマーの混合物よりなる群から選択されるマト
    リックスポリマーである請求項１記載の合成物。
20. 【請求項２０】 合成物の製造方法であって、該合成物
    は、約40重量％から約99.95重量％のマトリックス熱可
    塑性または熱硬化性ポリマー、及び約0.05重量％から約
    60重量％のフィロシリケート物の剥離小板を含み、 該小板は、隣接する前記フィロシリケート小板の間にイ
    ンターカラントポリマーがインターカレーションされた
    フィロシリケートのインターカレーション物に由来する
    ものであり、以下の工程、すなわち、 前記フィロシリケートに、少なくとも約5重量％のイン
    ターカラントポリマーを含有する組成物を接触させて、
    隣接するフィロシリケート小板間を少なくとも約5Åの
    間隔に広げるのに充分な量にて、隣接するフィロシリケ
    ート小板間への該ポリマーのインターカレーションを成
    し遂げ、 インターカレーションされた小板を熱可塑性または熱硬
    化性ポリマーと併合し、該熱可塑性ポリマーを充分に加
    熱して熱可塑性ポリマーの流動性を提供し、且つ前記フ
    ィロシリケートの小板を離層させ、及び離層した前記小
    板を前記マトリックスポリマーに分散させる工程を含む
    製造方法。
21. 【請求項２１】 前記インターカラントポリマーを含有
    する組成物が、前記フィロシリケートに接触される前記
    組成物の総重量に基づき約5重量％から約95重量％の有
    機溶媒を含む、溶解されたポリマー担体を包含する請求
    項２０記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記担体が、約5重量％から約95重量
    ％の脂肪族アルコールを含む請求項２１記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記脂肪族アルコールが、メタノー
    ル、エタノール、及びそれらの混合物よりなる群から選
    択される請求項２２記載の方法。
24. 【請求項２４】 フィロシリケートを剥離する方法であ
    って、以下の工程すなわち、 少なくとも約4重量％の水分含量を有するフィロシリケ
    ートに、液体担体中少なくとも約2重量％のインターカ
    ラントポリマーを含むインターカレーション組成物を、
    前記フィロシリケートの隣接する小板の間隔を少なくと
    も約5Åの距離隔たるようにするに充分な量にて接触さ
    せて、前記フィロシリケートの隣接する小板の間への前
    記ポリマーのインターカレーションを成し遂げ、及びイ
    ンターカレーションされたフィロシリケートの小板を分
    離する工程を含むことを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 前記インターカラントポリマー含有組
    成物に、前記インターカレーション組成物の総重量に基
    づき約5重量％から約95重量％の量で、インターカラン
    トポリマーを可溶化できる液体の担体が包まれる請求項
    ２４記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記担体が、約30重量％から約40重量
    ％の水を含む請求項２５記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記担体が、約35重量％から約40重量
    ％の水を含む請求項２６記載の方法。
28. 【請求項２８】 前記担体が、フィロシリケートに接触
    される前記インターカラントポリマー含有組成物中のイ
    ンターカラントポリマーの総重量に基づき、約5重量％
    から約50重量％の水を含む請求項２５記載の方法。
29. 【請求項２９】 合成物であって、合成物の約40重量％
    から約99.5重量％の量の、熱可塑性ポリマー、熱硬化性
    ポリマー及びそれらの混合物よりなる群から選択される
    マトリックスポリマー、ならびに、約0.05重量％から約
    60重量％のフィロシリケート物の剥離小板を含み、 該小板は、インターカレーション組成物を形成するため
    に少なくとも4重量％の水分含量を有するフィロシリケ
    ートをインターカラントポリマーに接触させ、インター
    カレーションによって、フィロシリケートの隣接する層
    間へのインターカラントポリマーの収着を成し遂げて、
    主な隣接するフィロシリケート小板の間の間隔を、ポリ
    マー収着後の測定値で少なくとも約10Åに広げ、次い
    で、前記インターカレーション物を主に単一の小板にま
    で剥離することにより形成されるインターカレーション
    物に由来するものであることを特徴とする合成物。
30. 【請求項３０】 前記フィロシリケートが、インターカ
    ラントポリマー及び水を含む組成物の形態において前記
    インターカラントポリマーに接触せしめられ、該組成物
    中のインターカラントポリマーの濃度が、フィロシリケ
    ートの乾燥重量に基づき、少なくとも約8重量％である
    請求項２９記載の合成物。
31. 【請求項３１】 インターカレーション物及び有機溶媒
    を含む組成物であって、該インターカレーション物は、
    少なくとも約4重量％の水分含量を有する層状物にイン
    ターカラントポリマーを接触させてインターカレーショ
    ン組成物をつくることにより形成され、該インターカレ
    ーション物は、少なくとも1：20のポリマー：層状物の
    重量比を有し、層状シリケート物の隣接する層間へのポ
    リマーの収着及び複合が成し遂げられて、前記層状シリ
    ケート物の主な隣接する小板間の間隔が、インターカラ
    ントポリマーが収着されて最高5重量％の水分含量にま
    で乾燥した後に測定すると、少なくとも約5Åに広げら
    れたものであることを特徴とする組成物。
32. 【請求項３２】 前記インターカレーション組成物中の
    インターカラントポリマーの濃度が、少なくとも約2重
    量％である請求項３１記載の組成物。
33. 【請求項３３】 前記インターカレーション組成物中の
    インターカラントポリマーの濃度が、約10重量％から約
    60重量％である請求項３１記載の組成物。
34. 【請求項３４】 前記インターカレーション組成物中の
    インターカラントポリマーの濃度が、インターカレーシ
    ョン組成物中の層状物の乾燥重量に基づき少なくとも約
    20重量％であり、前記インターカラントポリマーに、芳
    香環、カルボキシ、ヒドロキシ、カルボニル、エーテ
    ル、エステル、アミン、アミド、ＳＯｘ、ＰＯｘ（ｘ
    は、２、３または４を表す）及びこれらの混合物よりな
    る群から選択される官能基が含まれる請求項３１記載の
    組成物。
35. 【請求項３５】 前記インターカラントポリマーが、ポ
    リビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニ
    ルイミン、及びこれらの混合物よりなる群から選択され
    る請求項３１記載の組成物。
36. 【請求項３６】 前記インターカラントポリマーがポリ
    ビニルピロリドンである請求項３１記載の組成物。
37. 【請求項３７】 有機性の液体を、フィロシリケートと
    ポリマーとのインターカレーション複合体に併合するこ
    とによる有機性の液体の増粘方法であって、以下の工程
    すなわち、 少なくとも1：20のインターカラントポリマー：フィロ
    シリケートの重量比を有するインターカレーション組成
    物を形成するために、少なくとも約4重量％の水分含量
    を有するフィロシリケートにインターカラントポリマー
    を接触させて、インターカレーション物を形成し、前記
    隣接するフィロシリケート小板の間隔を少なくとも約5
    Åにするまで、インターカレーション物の隣接するフィ
    ロシリケート小板間への前記ポリマーのインターカレー
    ションを充分に行い、及び前記インターカレーション物
    を前記有機溶媒に併合する工程を含むことを特徴とする
    増粘方法。
38. 【請求項３８】 前記フィロシリケートの乾燥重量に基
    づき、約4重量％から、フィロシリケートの乾燥重量の
    約50倍重量の水を含み、前記ポリマーを溶解しうる水イ
    ンターカレーション担体が、前記インターカレーション
    組成物に包含される請求項３７記載の増粘方法。
39. 【請求項３９】 組成物の重量の約40重量％から約99.5
    重量％の１価アルコール、多価アルコール、及びこれら
    の混合物よりなる群から選択される有機溶媒、ならびに
    フィロシリケート物のインターカレーション物またはそ
    の剥離物を組成物の約0.05重量％から約60重量％含む組
    成物であって、 前記インターカレーション物は、少なくとも約4重量％
    の水分含量を有するフィロシリケートをインターカラン
    トポリマーに接触させ、該インターカラントポリマーを
    フィロシリケートの隣接する層間に収着させて、前記フ
    ィロシリケートの小板表面上に複合させることにより形
    成され、隣接するフィロシリケート小板間の主たる間隔
    が、ポリマーを収着させてインターカレーション物の水
    分含量を最高5重量％まで乾燥した後に測定すると少な
    くとも約5Åに広げられていることを特徴とする組成
    物。