JPH0987526A - Production of organic polymer/metal oxide composite material having structure of gradient component concentration - Google Patents

Production of organic polymer/metal oxide composite material having structure of gradient component concentration

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JPH0987526A
JPH0987526A JP31403095A JP31403095A JPH0987526A JP H0987526 A JPH0987526 A JP H0987526A JP 31403095 A JP31403095 A JP 31403095A JP 31403095 A JP31403095 A JP 31403095A JP H0987526 A JPH0987526 A JP H0987526A
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metal oxide
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一高 村田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a composite material excellent in heat resistance properties, mechanical properties such as breaking strength and bondability and capable of having an optionally changed transparency by impregnating an organic polymer solid with a metal alkoxide so as to form a concentration gradient and polycondensing the metal alkoxide to fix it in the form of a metal oxide. SOLUTION: A solid organic polymer (e.g. polyamide) is immersed in a metal alkoxide (e.g. tetramethoxysilane) or a solution thereof, and the impregnation operation is stopped before the polymer is uniformly impregnated with the alkoxide to form a structure of a gradient metal alkoxide concentration inside the polymer. The impregnated polymer is then immersed in water and/or an aqueous solution containing an acid catalyst (e.g. formic acid) or a basic catalyst (e.g. ammonia) to polycondense the alkoxide and to thereby fix it in the form of a metal oxide. The ratio of the maximum local concentration of the metal oxide distributed in the composite material to the minimum one should be 1.5 or above.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種資材、成形材
料、フィルム、繊維等の種々の分野で有用な、耐熱性、
機械的性質、耐薬品性を向上させた、有機高分子固体中
に金属酸化物粒子が連続的な濃度傾斜構造を持って分散
する、所謂、成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金
属酸化物との複合体の製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to heat resistance, which is useful in various fields such as various materials, molding materials, films and fibers.
Organic polymers and metal oxides having a so-called component concentration gradient structure, in which metal oxide particles having a continuous concentration gradient structure are dispersed in an organic polymer solid having improved mechanical properties and chemical resistance. The present invention relates to a method for producing a composite with.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機高分子の性能を改良する目的で、こ
れまで種々の検討が成されている。その一つの試みとし
て、耐熱性、機械的性質、耐薬品性等に優れた特性を持
つ炭酸カルシウム、シリカ、チタニア、アルミナ等の粉
末状無機材料を有機高分子中に混合することが広く行わ
れている。
2. Description of the Related Art Various studies have been made so far for the purpose of improving the performance of organic polymers. As one of the attempts, it is widely practiced to mix powdery inorganic materials such as calcium carbonate, silica, titania, and alumina, which have excellent heat resistance, mechanical properties, chemical resistance, etc., into organic polymers. ing.

【0003】無機材料との混合による複合化を行う場
合、無機材料が持つ熱不溶融性、薬品不溶解性、高比
重、表面特性等の性質が有機高分子材料と大きく異なる
ことから、分散状態をミクロに制御することは簡単では
なく、もっぱら均質なバルク複合材料を得ることを目的
として複合化されるのが一般である。
When a composite is prepared by mixing it with an inorganic material, the inorganic material has properties such as heat insolubility, chemical insolubility, high specific gravity, and surface characteristics which are greatly different from those of the organic polymer material, so that it is in a dispersed state. Is not easy to control microscopically, and it is generally compounded for the purpose of obtaining a homogeneous bulk composite material.

【0004】即ち、改質効果を向上させるために、マト
リックスの有機高分子との濡れ性に優れ、且つ、より小
さな形状の無機材料を選択して、それらを出来るだけ均
質に分散することが複合化における重要な要因となって
いる。しかし、無機材料は微粒子にするほど、有機高分
子中に均質分散することが困難となり、また製造価格が
高くなる問題がある。
That is, in order to improve the modifying effect, it is necessary to select an inorganic material having excellent wettability with the organic polymer of the matrix and having a smaller shape and to disperse them as homogeneously as possible. Is becoming an important factor in However, the finer the particles of the inorganic material, the more difficult it becomes to uniformly disperse in the organic polymer, and the manufacturing cost becomes high.

【0005】従って、有機材料と微粒子状無機材料をミ
クロ的に均質で、且つ分散構造の制御された高性能の複
合材とするためには、上述したような単に微粒子状の無
機材料を混合分散する方法によって得ることは困難であ
り、新しい技術の開発が必要である。
Therefore, in order to obtain a high-performance composite material in which the organic material and the particulate inorganic material are microscopically homogeneous and have a controlled dispersion structure, the above-mentioned simply particulate inorganic material is mixed and dispersed. It is difficult to obtain by the method, and the development of new technology is necessary.

【0006】[0006]

【発明が解決しょうとする課題】本発明が解決しょうと
する課題は、成形材料、電気・電子部品、機械部品、自
動車部品、スポーツ用品、フィルム、繊維等の種々の資
材として有用な、耐熱特性、破壊強度等の力学的特性、
及び接着性に優れる、有機高分子内部に金属酸化物が連
続的な濃度傾斜構造を持って分散する、所謂、成分濃度
傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の
優れた製造方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is that the heat resistance property is useful as various materials such as molding materials, electric / electronic parts, mechanical parts, automobile parts, sports equipment, films and fibers. , Mechanical properties such as breaking strength,
And excellent adhesion, excellent production of a composite of an organic polymer and a metal oxide having a so-called component concentration gradient structure, in which a metal oxide is dispersed with a continuous concentration gradient structure inside the organic polymer. To provide a method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を行った結果、固形の有機高分子に金属アルコキシド及
び/又は金属アルコキシドの溶液を濃度勾配を生じるよ
うに含浸させるか、又は、水及び/又は酸性もしくは塩
基性触媒の溶液を濃度勾配を生じるように含浸させ、次
いで金属アルコキシドを重縮合させて金属酸化物を固定
化させる簡便な方法により、金属酸化物が連続的な濃度
傾斜構造を有して分散した、成分濃度傾斜構造を有する
有機高分子と金属酸化物との複合体を製造できることを
見いだし本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have impregnated a solid organic polymer with a metal alkoxide and / or a solution of a metal alkoxide so as to generate a concentration gradient, or By a simple method of impregnating a solution of water and / or an acidic or basic catalyst in a concentration gradient, and then polycondensing the metal alkoxide to immobilize the metal oxide, a continuous concentration gradient of the metal oxide is obtained. It has been found that a composite of an organic polymer having a structure having a component concentration gradient structure and a metal oxide having a structure can be produced, and the present invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は、金属アルコキシドを有機
高分子固体内部に、濃度傾斜を持つように含浸させた
後、該金属アルコキシドを重縮合反応させ、金属酸化物
として固定化することを特徴とする、金属酸化物が濃度
勾配を有して分散した、成分濃度傾斜構造を有する有機
高分子と金属酸化物との複合体の製造方法である。
That is, the present invention is characterized in that a metal alkoxide is impregnated into an organic polymer solid so as to have a concentration gradient, and then the metal alkoxide is subjected to a polycondensation reaction to be immobilized as a metal oxide. Which is a method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide in which a metal oxide is dispersed with a concentration gradient.

【0009】また本発明は、固形の有機高分子を金属ア
ルコキシドまたは金属アルコキシドを含む溶液に浸漬
し、金属アルコキシドが有機高分子中に均一に含浸する
前に、浸漬操作を終了することにより、有機高分子内部
に金属アルコキシドの濃度傾斜構造を形成させることを
特徴とする成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体の製造方法、
Further, according to the present invention, a solid organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide, and the immersion operation is completed before the metal alkoxide is uniformly impregnated in the organic polymer. A method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide, characterized in that a concentration gradient structure of a metal alkoxide is formed inside the polymer.

【0010】固形の有機高分子を金属アルコキシドと水
を含む溶液に浸漬し、金属アルコキシドの固体有機高分
子内への含浸操作を行うことによって、有機高分子内部
に金属アルコキシドの濃度傾斜構造を形成させることを
特徴とする成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体の製造方法である。
By immersing a solid organic polymer in a solution containing a metal alkoxide and water and impregnating the solid organic polymer with the metal alkoxide, a concentration gradient structure of the metal alkoxide is formed inside the organic polymer. And a method for producing a composite of an organic polymer having a gradient structure of component concentration and a metal oxide.

【0011】更に本発明は、固形の有機高分子を金属ア
ルコキシドまたは金属アルコキシドを含む溶液に浸漬
し、固形の有機高分子中に金属アルコキシドを含浸させ
た後、該有機高分子から金属アルコキシドの一部を除去
することにより、有機高分子内部に金属アルコキシドの
濃度傾斜構造を形成させ、次いで、該金属アルコキシド
を重縮合反応させることを特徴とする成分濃度傾斜構造
を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の製造方
法、
Further, in the present invention, the solid organic polymer is dipped in a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide to impregnate the solid organic polymer with the metal alkoxide, and then the metal organic alkoxide is removed from the organic polymer. Part is removed to form a concentration gradient structure of metal alkoxide inside the organic polymer, and then polycondensation reaction of the metal alkoxide is carried out, and the organic polymer and the metal oxide having the component concentration gradient structure are characterized. A method for producing a complex with

【0012】固形の有機高分子中に金属アルコキシドを
均一に含浸させ、該有機高分子に水及び/又は酸性触媒
もしくは塩基性触媒を濃度傾斜を持つように含浸させ、
金属アルコキシドの重縮合反応を行うことを特徴とす
る、成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化物
との複合体の製造方法を含むものである。また、本発明
は、これらの固形の有機高分子として、予め膨潤液で膨
潤させた固形の有機高分子を用いる製造方法をも含むも
のである。
A solid organic polymer is uniformly impregnated with a metal alkoxide, and the organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst in a concentration gradient,
It includes a method for producing a complex of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide, which is characterized by carrying out a polycondensation reaction of a metal alkoxide. The present invention also includes a manufacturing method using a solid organic polymer swollen with a swelling liquid as the solid organic polymer.

【0013】更に詳しくは、本発明の製造方法は、金属
アルコキシドを含浸させた固形の有機高分子を、水及び
/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む水溶液中に浸
漬し、水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を該有
機高分子に含浸させて、該有機高分子中の金属アルコキ
シドを重縮合反応させ、金属酸化物として固定化させる
こと、
More specifically, in the production method of the present invention, a solid organic polymer impregnated with a metal alkoxide is immersed in water and / or an aqueous solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst to obtain water and / or an acidic solution. Impregnating a catalyst or a basic catalyst into the organic polymer, polycondensing the metal alkoxide in the organic polymer to immobilize it as a metal oxide,

【0014】又は、金属アルコキシドを含浸させた固形
の有機高分子を、酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む水
蒸気雰囲気中に保持することにより、有機高分子内部の
金属アルコキシドを反応させ、金属酸化物として固定化
させることを特徴とする。
Alternatively, by holding the solid organic polymer impregnated with the metal alkoxide in a steam atmosphere containing an acidic catalyst or a basic catalyst, the metal alkoxide inside the organic polymer is reacted to form a metal oxide. It is characterized in that it is fixed.

【0015】更に本発明は、固形の有機高分子を、有機
高分子を膨潤せしめる有機溶剤と、水及び/又は酸性触
媒もしくは塩基性触媒の溶液とから成る混和溶媒に浸漬
し、該有機高分子を膨潤させると共に、水及び/又は酸
性触媒もしくは塩基性触媒を有機高分子に含浸させ、次
いで、該有機高分子を金属アルコキシドまたは金属アル
コキシドを含む溶液に浸漬し、金属アルコキシドの重縮
合反応を行うことを特徴とする、成分濃度傾斜構造を有
する有機高分子と金属酸化物との複合体の製造方法を含
むものである。
Further, in the present invention, the solid organic polymer is immersed in a mixed solvent consisting of an organic solvent for swelling the organic polymer and water and / or a solution of an acidic catalyst or a basic catalyst, Water, and / or an organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst, and then the organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide to carry out a polycondensation reaction of the metal alkoxide. And a method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide.

【0016】本発明の製造方法は、原料として用いる固
形の有機高分子として、特に、ポリアミド、ポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、
ポリスチレン共重合体、熱可塑性エラストマー、ポリア
セタール、フッ素系樹脂から選ばれる少なくとも1種を
用いることや、得られる有機高分子と金属酸化物との複
合体が、該複合体中に分布する金属酸化物の局所濃度の
最大値と最小値の比が1.5以上であることや、得られ
る有機高分子と金属酸化物との複合体が、該複合体の厚
み方向において金属酸化物の成分傾斜構造を有すること
を特徴とする製造方法である。
In the production method of the present invention, as a solid organic polymer used as a raw material, in particular, polyamide, polyolefin, polyester, polyvinyl chloride, acrylic resin,
Use of at least one selected from polystyrene copolymers, thermoplastic elastomers, polyacetals, and fluororesins, and the resulting composite of organic polymer and metal oxide is a metal oxide distributed in the composite. The ratio of the maximum value to the minimum value of the local concentration is 1.5 or more, and the obtained composite of the organic polymer and the metal oxide has a component gradient structure of the metal oxide in the thickness direction of the composite. And a manufacturing method.

【0017】また本発明は、金属アルコキシドを含浸さ
せた固形の有機高分子に水及び/又は酸性触媒もしくは
塩基性触媒を濃度傾斜を持つように含浸させ、金属アル
コキシドの重縮合反応を行うことによって、有機高分子
内で分散する金属酸化物の粒子径の大きさが連続的に変
化した形態を有することを特徴とする金属酸化物濃度が
傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の
製造方法を含むものである。
In the present invention, a solid organic polymer impregnated with a metal alkoxide is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst so as to have a concentration gradient, and a polycondensation reaction of the metal alkoxide is carried out. A composite of an organic polymer having a gradient structure of metal oxide and a metal oxide, characterized in that the particle size of the metal oxide dispersed in the organic polymer is continuously changed. It includes a method of manufacturing the body.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に本発明を更に詳細に説明す
る。本発明に用いられる固形の有機高分子としては、一
般に市販されている固形の各種熱可塑性樹脂及び熱硬化
性樹脂がいずれも使用可能である。その中でも、有機溶
媒又は下記にて規定する膨潤液を1重量%以上、好まし
くは5重量%以上を含浸する有機高分子が好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. As the solid organic polymer used in the present invention, various commercially available solid thermoplastic resins and thermosetting resins can be used. Among them, an organic polymer impregnated with an organic solvent or a swelling liquid specified below in an amount of 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more is preferable.

【0019】具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ4−メチルペンテン−1等のポリオレ
フィン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテ
レフタレート等のポリエステル、ナイロン−6、ナイロ
ン−66等のポリアミド、ポリアセタール、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエステル系やポリアミド系等の熱可塑性エラ
ストマー、スチレンとブタジエン、メタアクリル酸等の
スチレン共重合体、
Specifically, for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene and poly-4-methylpentene-1; polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyamides such as nylon-6 and nylon-66; polyacetals and polychlorinated materials. Vinyl, polyester-based or polyamide-based thermoplastic elastomers, styrene and butadiene, styrene copolymers such as methacrylic acid,

【0020】ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹
脂、ポリビニリデンフロライドなどのフッ素系樹脂、ポ
リカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等が用い
られ、シート、フィルム、繊維、ロット、ペレット、粉
末及び各種の成形品の形態で使用される。
Acrylic resin such as polymethylmethacrylate, fluorine resin such as polyvinylidene fluoride, polycarbonate, phenoxy resin, polyphenylene oxide, polysulfone, polyethersulfone, etc. are used, and sheets, films, fibers, lots, pellets, It is used in the form of powder and various molded articles.

【0021】本発明の金属アルコキシド又は金属アルコ
キシドを含む溶液は、金属アルコキシドとして、一般
式、R4-nM(OR)n (MはSi、Rはアルキル基、
CmH2m+1とするとm=1〜6、n は3または4)で示
されるシリコーンアルコキシド系モノマーや、重合度2
〜10程度のそれらの部分加水分解重縮合物またはそれ
らの混合物及び/又はそれと有機溶媒を含む溶液が用い
られる。
The metal alkoxide or the solution containing the metal alkoxide of the present invention can be used as a metal alkoxide represented by the general formula: R4-nM (OR) n (M is Si, R is an alkyl group,
When CmH2m + 1, m = 1 to 6, n is 3 or 4), a silicone alkoxide-based monomer or a polymerization degree of 2
About 10 to about those partially hydrolyzed polycondensates or mixtures thereof and / or a solution containing the same and an organic solvent are used.

【0022】また金属原子として、Si以外に、Ti、
Sn、Al、Zrであるものを単独または2種以上を混
合して用いることも可能である。本発明で有機高分子を
膨潤させる為に用いる膨潤液としては、金属アルコキシ
ド又は金属アルコキシドを含む溶液と相溶し、且つ使用
する有機高分子固体を膨潤させうる有機溶媒又はそれら
有機溶媒の混合液が用いられる。
As metal atoms, in addition to Si, Ti,
It is also possible to use Sn, Al, or Zr alone or in combination of two or more. As the swelling liquid used for swelling the organic polymer in the present invention, an organic solvent which is compatible with a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide, and which can swell an organic polymer solid to be used or a mixed liquid of those organic solvents. Is used.

【0023】金属アルコキシドを含む溶液や膨潤液に用
いられる具体的な有機溶媒は、使用する有機高分子や金
属アルコキシドの種類によって適切なものが異なるた
め、一概に規定できないが、例えば、ジエチルエーテ
ル、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエ
ーテル系、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチル
アセトアミド(DMA)、N−メチルピロリドン(NM
P)等のアミド系、
A specific organic solvent used for a solution containing a metal alkoxide or a swelling liquid is different depending on the type of organic polymer or metal alkoxide used, and therefore cannot be specified unconditionally. For example, diethyl ether, Dioxane, ether such as tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMA), N-methylpyrrolidone (NM
Amide type such as P),

【0024】酢酸エチルや酢酸メチル等のエステル系、
アセトンや2−ブタノン(MEK)等のケトン系、メタ
ノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等
のアルコール系、ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水
素系、トルエン、キシレン、m−クレゾール、ベンゼ
ン、ニトロベンゼン等の芳香族系、四塩化炭素、クロロ
ホルム、ジクロロメタンやジクロロエタン等のハロゲン
化炭化水素系、
Ester type such as ethyl acetate and methyl acetate,
Ketone-based compounds such as acetone and 2-butanone (MEK), alcohol-based compounds such as methanol, ethanol, 2-propanol and butanol, hydrocarbon-based compounds such as hexane and cyclohexane, fragrances such as toluene, xylene, m-cresol, benzene and nitrobenzene. Group-based, carbon tetrachloride, chloroform, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and dichloroethane,

【0025】ジメチルポリシロキサンやサイクロメチコ
ーン等のシリコーン系、トリエチルアミン、ジエチルア
ミン、ピリジン等のアミン系、その他、ジメチルスルフ
ォキシド(DMSO)、アセトニトリル、二硫化炭素、
メチルエチルセルソルブ等の有機溶媒や、或いはアセチ
ルアセトン、2,4−ヘプタジオン等のジケトン系、
Silicone type such as dimethyl polysiloxane and cyclomethicone, amine type such as triethylamine, diethylamine, pyridine, etc., dimethylsulfoxide (DMSO), acetonitrile, carbon disulfide,
Organic solvents such as methyl ethyl cellosolve, or diketone-based compounds such as acetylacetone and 2,4-heptadione,

【0026】アセト酢酸メチルやアセト酢酸エチル等の
ケトエステル、乳酸や乳酸メチル等のヒドロキシカルボ
ン酸系、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン
等のケトアルコール、モノエタノールアミンやジエタノ
ールアミン等のアミノアルコール類等の有機溶媒を単
独、もしくは複数混合して用いることが可能である。
Ketoesters such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate, hydroxycarboxylic acid compounds such as lactic acid and methyl lactate, keto alcohols such as 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, amino alcohols such as monoethanolamine and diethanolamine. It is possible to use an organic solvent such as a single kind or a mixture of plural kinds.

【0027】また、膨潤液や金属アルコキシドを含む溶
液は、水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む
溶液と併用することが可能であり、この場合、水及び/
又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む溶液と混和する
溶媒を用いることが好ましい。特に水を使用する場合
は、具体的には、水と混和する、メタノール、エタノー
ル等のアルコール類、アセトン、2−ブタノン等のケト
ン系溶媒、或いはテトラヒドロフラン、ジメチルホルム
アミド、ピリジン等の親水性有機溶媒が挙げられる。水
を使用しない場合は、膨潤液と同様の有機溶媒が使用で
きる。
The solution containing the swelling liquid or the metal alkoxide can be used in combination with the solution containing water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst. In this case, water and / or
Alternatively, it is preferable to use a solvent miscible with a solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst. In particular, when water is used, specifically, water-miscible alcohols such as methanol and ethanol, ketone solvents such as acetone and 2-butanone, or hydrophilic organic solvents such as tetrahydrofuran, dimethylformamide, and pyridine. Is mentioned. When water is not used, the same organic solvent as the swelling liquid can be used.

【0028】また本発明の金属アルコキシドの重縮合反
応の酸性触媒としては、ギ酸、酢酸等の有機酸、塩酸等
の無機酸が用いられ、また塩基性触媒としては、アンモ
ニア、トリエチルアミン、ジメチルアミン、エチレンジ
アミン、ブチルアミン等の塩基性物質である。
As the acidic catalyst for the polycondensation reaction of the metal alkoxide of the present invention, organic acids such as formic acid and acetic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid are used, and as the basic catalyst, ammonia, triethylamine, dimethylamine, It is a basic substance such as ethylenediamine and butylamine.

【0029】本発明で言う金属酸化物の成分傾斜構造を
有する複合体は、有機高分子の厚み方向に金属酸化物の
濃度傾斜構造が形成された複合体である。本発明の金属
酸化物が成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属酸
化物との複合体の形態を図1に模式的に示す。
The composite having a gradient structure of a metal oxide component in the present invention is a composite in which a concentration gradient structure of a metal oxide is formed in the thickness direction of an organic polymer. The morphology of a complex of an organic polymer in which the metal oxide of the present invention has a component concentration gradient structure and the metal oxide is schematically shown in FIG.

【0030】ここで図1は、本発明の製造方法により製
造される、金属酸化物が成分濃度傾斜構造を有する有機
高分子と金属酸化物との複合体の形態を模式的に示す図
である。図1中のa〜hは、各々が本発明の成分濃度傾
斜構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の一
形態を示している。各々の縦軸は金属酸化物の濃度、横
軸は有機高分子の断面の距離(厚み)を示す。
Here, FIG. 1 is a diagram schematically showing the morphology of a composite of an organic polymer in which a metal oxide has a component concentration gradient structure and a metal oxide produced by the production method of the present invention. . Each of a to h in FIG. 1 shows one form of a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure of the present invention and a metal oxide. The vertical axis of each represents the concentration of metal oxide, and the horizontal axis represents the distance (thickness) of the cross section of the organic polymer.

【0031】本発明の製造方法により製造される金属酸
化物の濃度が傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化物
との複合体は、例えば、aのように一方の有機高分子の
表面から他方の表面まで金属酸化物濃度が単調に増加又
は減少するもの、bのように内部の一部分だけに連続的
な傾斜構造を有するもの、cのように表面部分に大きい
金属酸化物濃度層を持って傾斜構造を有するもの、
A composite of an organic polymer having a gradient structure of a metal oxide and a metal oxide, which is produced by the production method of the present invention, is formed from the surface of one organic polymer to the other such as a. The metal oxide concentration monotonically increases or decreases up to the surface of, the one having a continuous inclined structure in only a part of the inside as in b, and the metal oxide concentration layer having a large metal oxide concentration layer in the surface as in c. Having an inclined structure,

【0032】dのように内部に金属酸化物の濃度の最大
値を有するもの、eのように内部に金属酸化物濃度の極
大値を複数持つもの等が挙げられる。また、本発明の金
属酸化物が成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体は、金属酸化物と有機高分子との傾斜
複合化が有機高分子の厚み方向で部分的に行われ、少な
くとも一部に金属酸化物と複合化していない領域を含む
形態の複合体をも含むものである。
Examples thereof include those having a maximum concentration of metal oxide inside such as d and those having a plurality of maximum values of metal oxide concentration inside such as e. In addition, in the composite of the organic polymer and the metal oxide in which the metal oxide of the present invention has the gradient structure of component concentration, the gradient composite of the metal oxide and the organic polymer is partially formed in the thickness direction of the organic polymer. The present invention also includes a complex in a form including a region which is not complexed with the metal oxide at least in part.

【0033】この場合の例としては、fやgのように内
部に金属酸化物が複合化して存在していないものや、h
のように表面部に金属酸化物が複合化して存在していな
いものが挙げられる。更に、本発明は上述した形態の傾
斜構造のなかに不連続な断層が部分的に形成された形態
の複合体をも含むものである。この場合の例としては、
例えば、iやjのような形態を有するものが挙げられ
る。
Examples of this case are those in which metal oxides are not present in the composite such as f and g, and h
As described above, the metal oxide compounded on the surface portion and not present is exemplified. Further, the present invention also includes a complex having a form in which discontinuous faults are partially formed in the inclined structure of the form described above. As an example in this case,
For example, one having a form such as i or j can be cited.

【0034】本発明の製造方法で得られる、金属酸化物
が成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化物と
の複合体は、通常、複合体中に含まれる金属酸化物の濃
度の最大値が5〜100重量%、最小値が0〜20重量
%、最大値と最小値の比(最大値/最小値)が1.5以
上のものであり、特に、最大値と最小値の比が5以上の
ものが好ましい。
The composite of an organic polymer in which the metal oxide has a component concentration gradient structure and the metal oxide obtained by the production method of the present invention usually has the maximum concentration of the metal oxide contained in the composite. The value is 5 to 100% by weight, the minimum value is 0 to 20% by weight, and the ratio of the maximum value and the minimum value (maximum value / minimum value) is 1.5 or more, especially the ratio of the maximum value and the minimum value. Is preferably 5 or more.

【0035】金属酸化物の濃度の最大値が5重量%未満
では、複合化の効果が不十分であり、また、最小値が2
0重量%を越える場合、複合体が脆くなったり、クラッ
クの発生の原因となるため好ましくない。
If the maximum value of the metal oxide concentration is less than 5% by weight, the effect of complexing is insufficient, and the minimum value is 2%.
When it exceeds 0% by weight, the composite becomes brittle and causes cracks, which is not preferable.

【0036】本発明の金属酸化物が成分濃度傾斜構造を
有する有機高分子と金属酸化物との複合体を得る具体的
な方法としては、次に示すA法、B法、C法等の方法が
挙げられる。
Specific methods for obtaining a composite of an organic polymer in which the metal oxide of the present invention has a component concentration gradient structure and the metal oxide are the following methods A, B and C. Is mentioned.

【0037】(A法) 必要に応じて、固形の有機高分
子を有機溶媒で膨潤させた後、金属アルコキシド又は金
属アルコキシドを含む溶液を固形の有機高分子に含浸さ
せることにより、有機高分子内部で濃度傾斜を持つよう
に金属アルコキシドを含浸させた後、金属アルコキシド
を重縮合反応させて、金属酸化物として固定化する方
法、より具体的には、固形の有機高分子に金属アルコキ
シドの濃度傾斜を形成させる具体的な方法として、金属
アルコキシドが有機高分子固体中に均質に含浸する前に
含浸操作を終了させる方法などが挙げられる。
(Method A) If necessary, the solid organic polymer is swollen with an organic solvent, and then the metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide is impregnated into the solid organic polymer to give the inside of the organic polymer. After the metal alkoxide is impregnated so that it has a concentration gradient, the polycondensation reaction of the metal alkoxide is carried out to immobilize it as a metal oxide. More specifically, the concentration gradient of the metal alkoxide in a solid organic polymer is increased. As a specific method for forming the metal, a method of terminating the impregnation operation before the metal alkoxide is homogeneously impregnated in the organic polymer solid can be mentioned.

【0038】更に、有機高分子内に含浸される金属アル
コキシドの量や速度が金属アルコキシドの重合度やアル
コキシ基の長さ、或いは金属アルコキシドを含む溶液組
成、溶液温度などにより異なることを利用して、重合度
やアルコキシ基の長さの異なる複数の金属アルコキシド
を混合液として使用したり、或いは金属アルコキシドを
含む溶液に使用する有機高分子の貧溶媒や良溶媒を添加
して、金属アルコキシドの含浸速度を制御する方法など
が挙げられる。
Further, the fact that the amount and rate of the metal alkoxide impregnated in the organic polymer varies depending on the degree of polymerization of the metal alkoxide, the length of the alkoxy group, the solution composition containing the metal alkoxide, the solution temperature, etc. Impregnation of metal alkoxide by using a plurality of metal alkoxides having different degrees of polymerization or different lengths of alkoxy groups as a mixed solution, or by adding a poor solvent or good solvent of an organic polymer used in a solution containing a metal alkoxide. A method of controlling the speed may be used.

【0039】また、金属アルコキシドを含む溶液中に水
を添加して使用する場合、溶液中の溶媒組成が変化する
ことにより有機高分子内への含浸速度が変化すると共
に、水の存在により金属アルコキシドの重合反応が進行
し、高分子量化に伴い含浸速度が低下することから、や
がて有機高分子内の金属アルコキシドの含浸は自発的に
停止し、傾斜構造が形成される。傾斜の形態は金属アル
コキシドの含浸速度と重合速度に依存し、含浸速度と重
合速度は共に溶液温度、触媒種、触媒濃度、水量によっ
て制御される。
When water is added to a solution containing a metal alkoxide, the impregnation rate into the organic polymer is changed by changing the solvent composition in the solution, and the presence of water causes the metal alkoxide to be changed. Since the polymerization reaction of (1) proceeds and the impregnation rate decreases as the molecular weight increases, impregnation of the metal alkoxide in the organic polymer spontaneously stops, and a graded structure is formed. The form of the gradient depends on the impregnation rate and the polymerization rate of the metal alkoxide, and both the impregnation rate and the polymerization rate are controlled by the solution temperature, the catalyst species, the catalyst concentration, and the water amount.

【0040】(B法) 必要に応じて、固形の有機高分
子を有機溶媒で膨潤させた後、金属アルコキシド又は金
属アルコキシドを含む溶液を固形の有機高分子に(均一
に)含浸させた後、該有機高分子を、水及び/又は酸性
触媒もしくは塩基性触媒を含む水溶液に、水及び/又は
酸性触媒もしくは塩基性触媒が高分子内部で濃度傾斜を
形成するように含浸させ、金属アルコキシドの反応性に
傾斜を持たせて、金属アルコキシドの重縮合反応を行う
方法、
(Method B) If necessary, a solid organic polymer is swollen with an organic solvent, and then a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide is (uniformly) impregnated into the solid organic polymer. The organic polymer is impregnated with water and / or an aqueous solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst so that the water and / or the acidic catalyst or the basic catalyst forms a concentration gradient inside the polymer, and the reaction of the metal alkoxide is performed. A method of carrying out a polycondensation reaction of a metal alkoxide by giving a gradient to the property,

【0041】より具体的には、固形の有機高分子に水及
び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒の濃度傾斜を形成
させる具体的な方法として、水及び/又は酸性触媒もし
くは塩基性触媒が有機高分子固体中に均質に含浸する前
に含浸操作を終了させる方法が挙げられる。
More specifically, as a specific method for forming a concentration gradient of water and / or acidic catalyst or basic catalyst in a solid organic polymer, water and / or acidic catalyst or basic catalyst There is a method of terminating the impregnation operation before homogeneously impregnating the molecular solid.

【0042】(C法) 必要に応じて、固形の有機高分
子を有機溶媒で膨潤させた後、固形の有機高分子を金属
アルコキシドまたは金属アルコキシドを含む溶液に浸漬
し固形の有機高分子中に金属アルコキシドを含浸させた
後、該有機高分子から金属アルコキシドの一部を除去す
ることにより、有機高分子内部に金属アルコキシドの濃
度傾斜構造を形成させ、次いで、金属アルコキシドを重
縮合反応させる方法。
(Method C) If necessary, the solid organic polymer is swollen with an organic solvent, and then the solid organic polymer is dipped in a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide to be added to the solid organic polymer. After impregnating the metal alkoxide, a part of the metal alkoxide is removed from the organic polymer to form a concentration gradient structure of the metal alkoxide inside the organic polymer, and then a polycondensation reaction of the metal alkoxide is performed.

【0043】より具体的には、固形の有機高分子を、金
属アルコキシドまたは金属アルコキシドを含む溶液に浸
漬させた後、特定の時間、常圧もしくは減圧下で、室温
或いは高温で保持したり、或いは有機溶媒で抽出する等
の方法により、主として表面部から有機高分子中に含浸
された金属アルコキシドを除去し、次いで、水及び/又
は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む水溶液に浸漬し、
次いで金属アルコキシドを重縮合反応させる。
More specifically, a solid organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide and then kept at room temperature or high temperature under normal pressure or reduced pressure for a specific time, or The metal alkoxide impregnated in the organic polymer is mainly removed from the surface portion by a method such as extraction with an organic solvent, and then immersed in water and / or an aqueous solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst,
Then, the metal alkoxide is polycondensed.

【0044】同様に、必要に応じて、固形の有機高分子
を有機溶媒で膨潤させた後、固形の有機高分子を、水及
び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む水溶液に浸
漬させた後、常圧もしくは減圧下で、水と混和し得る有
機溶媒で、水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を
除去又は抽出する等の方法により、主として表面部から
有機高分子中に含浸された水及び/又は酸性触媒もしく
は塩基性触媒を除去し、次に金属アルコキシドまたは金
属アルコキシドを含む溶液に浸漬し、金属アルコキシド
を重縮合反応させる方法でも良い。
Similarly, after the solid organic polymer is swollen with an organic solvent, if necessary, the solid organic polymer is immersed in water and / or an aqueous solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst. , Water impregnated into the organic polymer mainly from the surface portion by a method such as removing or extracting water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst with an organic solvent miscible with water under normal pressure or reduced pressure. And / or the method of removing the acidic catalyst or the basic catalyst and then immersing in a solution containing a metal alkoxide or a metal alkoxide to cause a polycondensation reaction of the metal alkoxide may be used.

【0045】(D法) 固形の有機高分子を、有機高分
子を膨潤せしめる有機溶剤と、水及び/又は酸性触媒も
しくは塩基性触媒の溶液とから成る混和溶媒に浸漬し、
該有機高分子を膨潤させると共に、水及び/又は酸性触
媒もしくは塩基性触媒を有機高分子に含浸させ、次い
で、該有機高分子を金属アルコキシドまたは金属アルコ
キシドを含む溶液に浸漬し、金属アルコキシドを重縮合
反応させる方法。
(Method D) A solid organic polymer is immersed in a mixed solvent consisting of an organic solvent for swelling the organic polymer and water and / or a solution of an acidic catalyst or a basic catalyst,
The organic polymer is swollen, and the organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst, and then the organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide, and the metal alkoxide is added thereto. Method of condensation reaction.

【0046】また同様に、固形の有機高分子を、金属ア
ルコキシド又は金属アルコキシドを含む溶液と、金属ア
ルコキシド又は金属アルコキシドを含む溶液と相溶し且
つ有機高分子を膨潤させうる有機溶媒とからなる混合溶
媒に浸漬し、該有機高分子を膨潤させると共に、金属ア
ルコキシドを有機高分子に含浸させ、次いで、該有機高
分子を水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む
溶液に浸漬し、金属アルコキシドを重縮合反応させる方
法でも良い。
Similarly, a solid organic polymer is mixed with a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide and an organic solvent which is compatible with the metal alkoxide or the solution containing the metal alkoxide and can swell the organic polymer. The metal alkoxide is dipped in a solvent to swell the organic polymer, and the organic polymer is impregnated with the metal alkoxide. Then, the organic polymer is dipped in a solution containing water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst to form a metal alkoxide. A method of polycondensation reaction with

【0047】これらの方法では、有機高分子中への含浸
液の透浸と有機高分子中の膨潤液の外部への拡散が同時
に起こる結果、有機高分子内部の金属酸化物の含有率に
傾斜構造が生じるものと考えられる。なお、本発明の有
機高分子を膨潤させる膨潤液は、用いる固形の有機高分
子を1重量%以上、特に5重量%以上膨潤させうるもの
が好ましい。
In these methods, permeation of the impregnating liquid into the organic polymer and diffusion of the swelling liquid in the organic polymer to the outside occur at the same time, so that the content of the metal oxide in the organic polymer is inclined. It is thought that the structure is generated. The swelling liquid for swelling the organic polymer of the present invention is preferably one capable of swelling the solid organic polymer used by 1% by weight or more, particularly 5% by weight or more.

【0048】また、本発明の製造方法では、必ずしも有
機高分子を予め膨潤させておく必要はなく、無処理の有
機高分子をそのまま用いても差し支えない。即ち、用い
る有機高分子、及び目的とする成分濃度傾斜構造を有す
る有機高分子と金属酸化物との複合体の所望する形態に
より、予め膨潤させた有機高分子を用いるか否か、必要
に応じて、適宜、選択すれば良い。
In the production method of the present invention, it is not always necessary to swell the organic polymer in advance, and an untreated organic polymer may be used as it is. That is, depending on the organic polymer to be used and the desired form of the complex of the organic polymer having the target component concentration gradient structure and the metal oxide, whether or not the pre-swollen organic polymer is used is determined as necessary. Then, it may be appropriately selected.

【0049】ここで、本発明では、金属アルコキシドま
たは金属アルコキシドを含む溶液、また場合によって
は、それに更に水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触
媒を含む溶液を含浸液と呼ぶことがある。
Here, in the present invention, a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide, and in some cases, a solution further containing water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst may be referred to as an impregnating liquid.

【0050】本発明では、これらの手法により様々な形
態の成分傾斜構造を有する複合体を得ることが可能とな
る。例えば、有機高分子固体の一面のみを含浸液に接触
させて、含浸操作を行い含浸液が他面に充分に透浸する
前に含浸操作を中止することによって、図1のaもしく
はbの如き傾斜複合体を得ることが可能である。
In the present invention, it is possible to obtain composites having various forms of the graded component structure by these methods. For example, by contacting only one surface of the organic polymer solid with the impregnating liquid, performing the impregnating operation, and stopping the impregnating operation before the impregnating liquid has sufficiently permeated the other surface, as shown in a or b of FIG. It is possible to obtain a graded composite.

【0051】また含浸液を含浸させた後、表面部より金
属アルコキシドや水及び/又は触媒を含む含浸液構成成
分を除去する方法によって、図1のd、又はe、又は
g、又はjの如き複合体を得ることが可能となる。
Further, after impregnation with the impregnating liquid, by the method of removing the constituent components of the impregnating liquid containing the metal alkoxide, water and / or catalyst from the surface portion, such as d, e, g, or j in FIG. It is possible to obtain a complex.

【0052】また、有機高分子内部で金属アルコキシド
や水及び/又は触媒等が形成する成分傾斜構造は、含浸
液や膨潤液の組成や、浸漬時間や浸漬温度等の浸漬条
件、また、前処理の有機高分子の膨潤度合い等を組み合
わせることにより、制御することが可能である。
The component gradient structure formed by the metal alkoxide, water and / or catalyst, etc. inside the organic polymer is the composition of the impregnating liquid or swelling liquid, the dipping conditions such as dipping time and dipping temperature, and the pretreatment. It is possible to control it by combining the swelling degree of the organic polymer.

【0053】また、有機高分子に含浸液を含浸させた
後、含浸液中の成分を有機高分子固体除去する方法にお
いて、除去する際の温度は使用する有機高分子の種類に
より異なり一概には規定できないが、通常、常圧又は減
圧下で、常温〜150℃の範囲である。また、この方法
により有効に除去できる金属アルコキドは沸点が250
℃以下のものである。
In the method of removing the components in the impregnating liquid after the organic polymer is impregnated with the impregnating liquid, the temperature at which the components are removed depends on the type of the organic polymer used. Although not specified, it is usually in the range of normal temperature to 150 ° C. under normal pressure or reduced pressure. The metal alkoxide that can be effectively removed by this method has a boiling point of 250.
It is below ° C.

【0054】これらは、例えば、テトラメトキシシラン
やテトラエトキシシラン等が挙げられる。また、金属ア
ルコキシドを含浸させた後、金属アルコキシド類を蒸発
除去する方法では、使用する温度条件によっては蒸発と
同時に、若干ではあるが金属アルコキシドの縮合反応が
進行し、金属アルコキシド類の重合度が増加し蒸発によ
って、もはや除去できなくなる。
These include, for example, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane. Further, in the method of evaporating and removing the metal alkoxides after impregnating with the metal alkoxide, at the same time as the evaporation depending on the temperature conditions used, the condensation reaction of the metal alkoxides proceeds to some extent, and the degree of polymerization of the metal alkoxides increases. Due to the increased evaporation, it can no longer be removed.

【0055】その結果、含浸された金属アルコキシド類
の全てが蒸発することなく、有機高分子固体内部に金属
酸化物濃度の極大値を持つ形態の傾斜複合体が得られ
る。従って、保持温度や含浸液中に触媒を添加すること
で傾斜形態を制御することが可能となる。
As a result, a graded composite having a maximum metal oxide concentration inside the organic polymer solid can be obtained without evaporating all the impregnated metal alkoxides. Therefore, it becomes possible to control the gradient form by adding the catalyst to the holding temperature or the impregnating liquid.

【0056】含浸操作により金属アルコキシド類を含浸
させた有機高分子の内部に、水、及び/又は酸性触媒も
しくは塩基性触媒の濃度傾斜を形成させる方法として
は、該有機高分子を、必要によっては酸性触媒もしくは
塩基性触媒を含む水溶液の水蒸気雰囲気中に保持する方
法や、該水溶液中に浸漬する方法等が挙げられる。
As a method of forming a concentration gradient of water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst inside an organic polymer impregnated with a metal alkoxide by an impregnation operation, the organic polymer may be added, if necessary. Examples thereof include a method of maintaining an aqueous solution containing an acidic catalyst or a basic catalyst in a steam atmosphere, and a method of immersing the solution in the aqueous solution.

【0057】これら方法により、図1のc、f、i、又
はhの如き形態の複合体を得ることが可能である。ま
た、該有機高分子中に水蒸気や水溶液の成分がスムーズ
に拡散・浸入することを目的として、水溶液に親水性の
有機溶媒を添加することも可能であるが、添加する有機
溶媒の種類や添加量によっては含浸した金属アルコキシ
ド類が反応する前に外部に拡散し、金属酸化物の固定化
量が小さくなったり、複合体の傾斜が緩やかになること
があるので、その使用量は少量であることが好ましい。
By these methods, it is possible to obtain a complex having a form such as c, f, i, or h in FIG. Further, it is possible to add a hydrophilic organic solvent to the aqueous solution for the purpose of smoothly diffusing / infiltrating the water vapor and the components of the aqueous solution into the organic polymer. Depending on the amount, the impregnated metal alkoxides may diffuse to the outside before they react, and the amount of metal oxide immobilized may become small, or the slope of the complex may become gentle, so the amount used is small. It is preferable.

【0058】膨潤液中に金属アルコキシドを含ませ、固
形の有機高分子を予め膨潤させた後、該有機高分子を含
浸液に浸漬させることにより、含浸液の高分子への透浸
と共に、該高分子中に含まれている膨潤液中の成分の外
部(含浸液中)への拡散の同時進行により、該高分子中
に含浸液が浸入できる能力が経時的に減少していくこと
を利用して、有機高分子内部に金属酸化物の成分濃度傾
斜構造を形成させる方法では、ポリオレフィン、ポリア
ミド、ポリアセタール、ポリエステル等といった含浸液
を含浸し難い有機高分子に対して、特に有効な方法であ
る。
A metal alkoxide is contained in the swelling liquid to swell the solid organic polymer in advance, and the organic polymer is dipped in the impregnating liquid to allow the impregnating liquid to permeate the polymer and Utilizing that the ability of the impregnating liquid to penetrate into the polymer decreases over time due to the simultaneous progress of diffusion of the components in the swelling liquid contained in the polymer to the outside (in the impregnating liquid). Then, the method of forming the component concentration gradient structure of the metal oxide inside the organic polymer is a particularly effective method for the organic polymer which is difficult to be impregnated with the impregnating liquid such as polyolefin, polyamide, polyacetal and polyester. .

【0059】また、膨潤させた有機高分子には含浸可能
であるが、膨潤させていない有機高分子自体には殆ど含
浸し得ない組成の含浸液を用いる場合、図1のc、f、
i、又はhの如き傾斜複合体を得ることが可能である。
When an impregnating solution having a composition which can be impregnated in a swollen organic polymer but hardly impregnated in a non-swollen organic polymer itself is used, c, f in FIG.
It is possible to obtain gradient composites such as i or h.

【0060】膨潤液に、水及び/又は酸性触媒もしくは
塩基性触媒を併用して使用する場合、金属アルコキシド
を含む含浸液の含浸操作の際に、有機高分子固体内に含
浸されている水、触媒が外部へ拡散する。そのため、こ
れらの金属アルコキシド類の反応性を司る水や触媒の濃
度が有機高分子の表面付近で低下して、内部に極大値を
持って分布する。その結果、得られる複合体は、有機高
分子の内部に金属酸化物濃度の最大値を有する、図1の
e、g、又はjの如き形態の成分傾斜構造を有する複合
体が得られる。
When water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst is used in combination with the swelling liquid, water impregnated in the organic polymer solid during the impregnation operation of the impregnation liquid containing the metal alkoxide, The catalyst diffuses to the outside. Therefore, the concentrations of water and catalyst that control the reactivity of these metal alkoxides decrease near the surface of the organic polymer and are distributed with a maximum value inside. As a result, the obtained composite has a component gradient structure such as e, g, or j in FIG. 1 having the maximum value of the metal oxide concentration inside the organic polymer.

【0061】本発明に於いては、膨潤液の膨潤操作や含
浸液の含浸操作は、通常有機高分子固体をこれら液中に
浸漬させて行うが、有機高分子固体をこれらの液の蒸気
下に接触させて含浸させる方法を用いることも可能であ
る。
In the present invention, the swelling operation of the swelling liquid and the impregnation operation of the impregnating liquid are usually carried out by immersing the organic polymer solid in these liquids. It is also possible to use a method of contacting with and impregnating.

【0062】本発明における金属アルコキシドの重縮合
反応による金属酸化物の生成、固定化は、金属アルコキ
シドを含浸させた有機高分子を、水(空気中の水分を含
む)及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒の存在下に
保持することにより、即ち、通常、常温〜該有機高分子
の融点以下の温度、より具体的には20〜230℃、好
ましくは50〜200℃で保持加熱することにより達成
される。
In the present invention, the production and immobilization of the metal oxide by the polycondensation reaction of the metal alkoxide are carried out by treating the organic polymer impregnated with the metal alkoxide with water (including water in the air) and / or an acidic catalyst or a base. By maintaining in the presence of an organic catalyst, that is, usually by holding and heating at room temperature to a temperature below the melting point of the organic polymer, more specifically at 20 to 230 ° C, preferably at 50 to 200 ° C. To be done.

【0063】本発明の有機高分子内で分散する金属酸化
物の粒子径の大きさが連続的に変化した形態を有するこ
とを特徴とする金属酸化物が成分濃度傾斜構造を有する
有機高分子と金属酸化物との複合体は、有機高分子の厚
み方向及び/又は長手方向で金属酸化物粒子の粒径が連
続的に変化した形態を持つ複合体である。
A metal oxide having a composition in which the particle size of the metal oxide dispersed in the organic polymer of the present invention is continuously changed, The complex with the metal oxide is a complex having a form in which the particle diameter of the metal oxide particles continuously changes in the thickness direction and / or the longitudinal direction of the organic polymer.

【0064】金属酸化物の粒径の大きさは金属酸化物や
有機高分子の種類、使用目的等により異なるため一概に
は規定できないが、通常、10μm以下、好ましくは2
μm以下の範囲である。10μmを越えると複合体の力
学強度などの特性が低下するため好ましくない。また、
粒径の最小値は特に規定されない。これは走査型電子顕
微鏡観察では5nm程度の粒径までが確認可能である
が、本発明の複合体中にこれ以下の粒径の粒子、即ち、
検出限界以下の粒子が存在している可能性があり、且
つ、存在するとしても、本発明の目的とする特性は何等
損なわれないからである。
The particle size of the metal oxide varies depending on the type of the metal oxide or the organic polymer, the purpose of use, etc., and therefore cannot be specified unconditionally, but is usually 10 μm or less, preferably 2
It is in the range of μm or less. When it exceeds 10 μm, properties such as mechanical strength of the composite are deteriorated, which is not preferable. Also,
The minimum value of particle size is not particularly specified. This can be confirmed up to a particle size of about 5 nm by scanning electron microscope observation, but in the composite of the present invention, particles having a particle size smaller than this, that is,
This is because particles below the detection limit may be present, and even if they are present, the characteristics targeted by the present invention are not impaired.

【0065】また、有機高分子中に分散する金属酸化物
の粒子径が異なることにより、複合体の透明性が変化す
る。通常、0.2μm程度以上の粒径では乳白濁化又は
白濁化した複合体が得られ、0.2μm程度以下の粒径
では透明な複合体が得られる。有機高分子内で金属酸化
物の粒径を変化させることで、透明性が変化した複合体
を得ることが可能である。このような性質はスチレン系
共重合体、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの透明
樹脂を使用する場合、特に有用である。
Further, the transparency of the composite is changed due to the difference in particle size of the metal oxide dispersed in the organic polymer. Normally, a milky-turbid or turbid complex is obtained with a particle size of about 0.2 μm or more, and a transparent complex is obtained with a particle size of about 0.2 μm or less. By changing the particle size of the metal oxide in the organic polymer, it is possible to obtain a composite with changed transparency. Such properties are particularly useful when using a transparent resin such as a styrene copolymer, an acrylic resin, or a polycarbonate.

【0066】本発明の金属酸化物の粒子が成分濃度傾斜
構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体を得る
具体的な方法としては、以下に示す方法などが挙げられ
る。
Specific examples of the method for obtaining a composite of an organic polymer in which the metal oxide particles of the present invention have a component concentration gradient structure and a metal oxide include the following methods.

【0067】例えば、用いる有機高分子や所望する複合
体の形態に応じて、固形の有機高分子を膨潤液で予め膨
潤させた後、固形の有機高分子内に金属アルコキシド及
び水を含浸させる。金属酸化物の粒径は金属アルコキシ
ドの反応場のpH、水の濃度、温度などに依存するため
に、該有機高分子内で水及び/又は酸性触媒もしくは塩
基性触媒を濃度傾斜するように含浸させて、金属アルコ
キシドの重縮合反応を行うことにより、有機高分子内で
分散する金属酸化物の粒子径の大きさが連続的に変化し
た形態の複合体を得ることが可能である。
For example, the solid organic polymer is pre-swelled with a swelling liquid according to the form of the organic polymer used and the desired composite, and then the solid organic polymer is impregnated with a metal alkoxide and water. Since the particle size of the metal oxide depends on the pH of the reaction field of the metal alkoxide, the concentration of water, the temperature, etc., the organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst in a concentration gradient. By carrying out the polycondensation reaction of the metal alkoxide, it is possible to obtain a composite in which the particle size of the metal oxide dispersed in the organic polymer is continuously changed.

【0068】また有機高分子の内部に温度の傾斜を持た
せた状態で金属アルコキシドの重縮合反応を進行させる
ことによって、有機高分子内で分散する金属酸化物の粒
子径の大きさが変化した形態の複合体を得ることも可能
である。
By advancing the polycondensation reaction of the metal alkoxide with the temperature gradient inside the organic polymer, the particle size of the metal oxide dispersed in the organic polymer was changed. It is also possible to obtain morphological complexes.

【0069】特に、金属酸化物の粒径は金属アルコキシ
ドの反応場のpHに強く依存するため、酸性触媒もしく
は塩基性触媒に濃度傾斜を持たせる方法が最も効果的で
ある。また、有機高分子を予め膨潤させておく膨潤液に
酸性触媒もしくは塩基性触媒を使用することにより、有
機高分子内のpHを所望の傾斜形態とすることが可能と
なり、有機高分子内で金属酸化物粒子の大きさが連続的
に変化した形態の複合体が得られる。
Particularly, since the particle size of the metal oxide strongly depends on the pH of the reaction field of the metal alkoxide, the method in which the acidic catalyst or the basic catalyst has a concentration gradient is the most effective. Further, by using an acidic catalyst or a basic catalyst in the swelling liquid for preliminarily swelling the organic polymer, it becomes possible to adjust the pH in the organic polymer to a desired gradient form, and the metal in the organic polymer is changed. A composite is obtained in which the size of the oxide particles is continuously changed.

【0070】本発明においては、更に、膨潤操作や含浸
操作の更なる前処理として、硫酸、硝酸、リン酸等の酸
性水溶液や水酸化ナトリウム等の塩基性水溶液、もしく
はオゾンやプラズマ等により、固形の有機高分子に予め
表面処理を施すことにより、表面部分に金属酸化物の固
定率を高めることも可能である。
In the present invention, as a further pretreatment for the swelling operation and the impregnation operation, an acidic aqueous solution of sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc., a basic aqueous solution of sodium hydroxide, etc., or ozone, plasma, etc. It is also possible to increase the fixing rate of the metal oxide on the surface portion by subjecting the organic polymer described above to surface treatment in advance.

【0071】また、アミノアルコキシシラン、エポキシ
アルコキシシラン、ビニルアルコキシシラン、メルカプ
トアルコキシシラン等の有機シラン化合物を併用するこ
とにより、有機高分子と金属酸化物の親和性を向上させ
ることも可能である。
It is also possible to improve the affinity between the organic polymer and the metal oxide by using an organic silane compound such as aminoalkoxysilane, epoxyalkoxysilane, vinylalkoxysilane and mercaptoalkoxysilane together.

【0072】[0072]

【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例により、よ
り具体的に説明するが、もとより本発明は、以下に示す
実施例にのみ限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples shown below.

【0073】(実施例1)フィルム状のナイロン−6
(宇部興産株式会社製:UBEナイロン 1022B)
をメタノールと蒸留水(重量比=2:1)からなる膨潤
液に浸漬させ、80℃で3時間攪拌した。約25重量%
の重量増加が見られた。次いで、30℃のテトラメトキ
シラン(以下、TMOSと呼ぶ。:東京化成工業社製
特級試薬)液中に5時間浸漬させた後、液中より試片を
取り出し、表面の溶液を良くふき取り、室温で5時間乾
燥させた。更に、80℃真空中で24時間熱処理を行
い、ナイロン−6とシリカの複合体を得た。
(Example 1) Nylon-6 in the form of a film
(Ube Industries, Ltd .: UBE Nylon 1022B)
Was immersed in a swelling liquid consisting of methanol and distilled water (weight ratio = 2: 1) and stirred at 80 ° C. for 3 hours. About 25% by weight
An increase in weight was observed. Next, tetramethoxysilane at 30 ° C. (hereinafter referred to as TMOS: manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
After being immersed in the liquid for special grade reagent for 5 hours, the test piece was taken out from the solution, the surface solution was wiped off well, and dried at room temperature for 5 hours. Further, heat treatment was carried out in vacuum at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of nylon-6 and silica.

【0074】電子線マイクロアナライザー(EPMA)
を用いて、複合体の断面のSiの分布を測定した。図2
に結果を示す。図中の縦軸はシリカ(Si)濃度を、横
軸は複合体の深さ方向の距離を表わす。尚、以下の実施
例で得られるシリカの分布を示すEPMA測定結果を示
す図も、図中の縦軸、横軸は同様の意味を表わす。表面
付近に濃いSiの分布が見られ、表面から70〜80ミ
クロンの間でSi濃度が急激に減少する形態の成分傾斜
複合体が得られた。
Electron beam microanalyzer (EPMA)
Was used to measure the distribution of Si in the cross section of the composite. FIG.
The results are shown in. In the figure, the vertical axis represents silica (Si) concentration, and the horizontal axis represents the distance in the depth direction of the composite. In the figures showing the EPMA measurement results showing the distribution of silica obtained in the following examples, the vertical axis and the horizontal axis in the figure have the same meaning. A dense Si distribution was observed near the surface, and a compositionally graded composite having a form in which the Si concentration sharply decreased between 70 and 80 microns from the surface was obtained.

【0075】シリカ濃度の最大は表面から約20ミクロ
ン内部に見られ、最大濃度は約13重量%、最小濃度は
ゼロである。800℃で2時間焼成したところ、約2.
6重量%の袋状の灰分が見られた。走査型電子顕微鏡
(SEM)により、複合層のシリカ粒子を観察したとこ
ろ、10〜30nmの極めて小さな微細粒子が均質に分
散しているのが観察された。
The maximum silica concentration is found within about 20 microns from the surface, with a maximum concentration of about 13% by weight and a minimum concentration of zero. When baked at 800 ° C for 2 hours, about 2.
6% by weight of bag-like ash was found. When the silica particles of the composite layer were observed by a scanning electron microscope (SEM), it was observed that extremely small particles of 10 to 30 nm were uniformly dispersed.

【0076】尚、EPMA測定は島津製作所株式会社製
のEPM−810型を用いて、出力15kV−50n
A、分解能1ミクロン、100ミクロン/分のスキャン
速度、検出はSiのKα線(7.126オームストロン
グ)で行った。また、SEMは日立製作所社製のFE−
SEM S−800を用いた。
For EPMA measurement, an EPM-810 manufactured by Shimadzu Corporation was used, and output was 15 kV-50n.
A, resolution 1 micron, scan speed 100 micron / min, and detection was performed with Si Kα ray (7.126 ohm strong). Also, SEM is FE- manufactured by Hitachi, Ltd.
SEM S-800 was used.

【0077】(実施例2及び比較例1)2mm厚のナイ
ロン−6を用いて、実施例1と同様な方法でナイロン−
6とシリカとの複合体を作製した。EPMA測定を行っ
たところ、シリカは表面付近にのみ観測され、実施例1
と同じ形態の傾斜複合体が得られた。
(Example 2 and Comparative Example 1) Nylon-6 having a thickness of 2 mm was used in the same manner as in Example 1.
A composite of 6 and silica was prepared. As a result of EPMA measurement, silica was observed only in the vicinity of the surface.
A graded composite of the same morphology was obtained.

【0078】複合体を150℃で2時間、熱処理した
が、複合体の外観に変化は全く見られなかった。一方、
ナイロン−6単体を150℃で2時間熱処理したとこ
ろ、黄色く変色した(比較例1)。更に、150℃で熱
処理した複合体のIZOD衝撃特性を測定したところ、
約55kg cmであった。150℃で熱処理したナイ
ロン−6のIZOD強度は12kg cmであり、実施
例は著しく耐熱特性が向上しているのが判る。尚、IZ
OD試験は2mm厚、4mm幅のサンプルを用い、ノッ
チ無で行った。
When the composite was heat treated at 150 ° C. for 2 hours, no change was observed in the appearance of the composite. on the other hand,
When nylon-6 alone was heat-treated at 150 ° C. for 2 hours, it turned yellow (Comparative Example 1). Furthermore, when the IZOD impact characteristics of the composite heat-treated at 150 ° C. were measured,
It was about 55 kg cm. The nylon-6 heat-treated at 150 ° C. has an IZOD strength of 12 kg cm, and it can be seen that the heat resistance characteristics are remarkably improved in the examples. Incidentally, IZ
The OD test was performed without a notch using a sample having a thickness of 2 mm and a width of 4 mm.

【0079】(実施例3)TMOS含浸操作の際の含浸
液の組成をTMOSとメタノール(重量比=20:1)
とした場合について検討を行った。なお、含浸液の組成
以外の条件は実施例1と同じにした。EPMA測定で得
られた複合体断面のSi分布を図3に示す。表面から深
さ約90μmの位置にシリカ濃度の最大値(2つ)を有
する形態のナイロン−6とシリカとの傾斜複合体が得ら
れた。シリカ濃度の最大値/最小値は約26であった。
800℃で2時間焼成したところ、約4.3重量%の灰
分が見られた。
Example 3 The composition of the impregnating liquid during the TMOS impregnation operation was TMOS and methanol (weight ratio = 20: 1).
The case was examined. The conditions other than the composition of the impregnating liquid were the same as in Example 1. The Si distribution in the cross section of the composite obtained by EPMA measurement is shown in FIG. A graded composite of nylon-6 and silica having a maximum silica concentration (two) at a depth of about 90 μm from the surface was obtained. The maximum / minimum silica concentration was about 26.
When calcined at 800 ° C. for 2 hours, about 4.3% by weight of ash was found.

【0080】(実施例4)TMOS含浸操作の際の含浸
液の組成をTMOSとメタノール(重量比=5:1)と
した場合について検討を行った。なお、含浸液の組成以
外の条件は実施例1と同じにした。EPMA測定で得ら
れた複合体断面のSi分布を図4に示す。複合体の中心
部にシリカ濃度の最大値を有する形態のナイロン−6と
シリカとの傾斜複合体が得られた。シリカ濃度の最大値
/最小値は約2.8であった。800℃で2時間焼成し
たところ、約3.8重量%の灰分が見られた。
(Example 4) A case was examined in which the composition of the impregnating liquid during the TMOS impregnation operation was TMOS and methanol (weight ratio = 5: 1). The conditions other than the composition of the impregnating liquid were the same as in Example 1. The Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement is shown in FIG. A graded composite of nylon-6 and silica in the form of having a maximum silica concentration in the center of the composite was obtained. The maximum / minimum silica concentration was about 2.8. When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 3.8% by weight of ash was found.

【0081】(実施例5)TMOS含浸操作の際の含浸
液の組成をTMOSとメタノール(重量比=25:2)
とし、含浸温度を50℃として行った。含浸液の組成及
び含浸温度以外の条件は実施例1と同じとした。EPM
A測定より得られた複合体断面のSi分布を図5に示
す。表面に極めて高いシリカ濃度を持ち、表面から30
μmの間で濃度が1/2まで急激に減少し、更にその内
側では緩やかに濃度が減少する形態の傾斜複合体が得ら
れた。シリカ濃度の最大値/最小値は約25であった。
800℃で2時間焼成したところ、約8.0重量%の灰
分が見られた。
Example 5 The composition of the impregnating liquid during the TMOS impregnation operation was TMOS and methanol (weight ratio = 25: 2).
And the impregnation temperature was 50 ° C. The conditions other than the composition of the impregnation liquid and the impregnation temperature were the same as in Example 1. EPM
The Si distribution in the cross section of the composite obtained from the A measurement is shown in FIG. It has an extremely high silica concentration on the surface,
The concentration was rapidly decreased to 1/2 in the range of μm, and the concentration was gradually decreased inside the gradient composite. The maximum / minimum silica concentration was about 25.
When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 8.0% by weight of ash was found.

【0082】(実施例6)フィルム状のナイロン−6を
メタノールと0.8モル/lのアンモニア水溶液(重量
比=2:1)からなる膨潤液に浸漬させ、80℃で3時
間攪拌した。約24.5重量%の重量増加が見られた。
次いで、TMOSとメタノール(重量比=5:1)から
なる含浸液に浸漬させ、30℃で5時間保持した後、液
中より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取り、室
温で5時間乾燥させた。更に、80℃真空中で24時間
熱処理を行いナイロン−6とシリカの複合体を得た。
Example 6 Film-like nylon-6 was immersed in a swelling solution consisting of methanol and a 0.8 mol / l aqueous ammonia solution (weight ratio = 2: 1), and stirred at 80 ° C. for 3 hours. A weight gain of about 24.5% by weight was observed.
Then, after immersing in an impregnating solution consisting of TMOS and methanol (weight ratio = 5: 1) and holding at 30 ° C for 5 hours, the sample is taken out from the solution, the surface solution is wiped off well, and dried at room temperature for 5 hours. Let Further, heat treatment was performed in a vacuum at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of nylon-6 and silica.

【0083】EPMAを用いて、複合体の断面のSiの
分布を測定した。図6に結果を示す。表面から100μ
m内部に極大値を形成し、中心部が緩やかな傾斜で窪ん
でいる形態の傾斜複合体が得られている。シリカ濃度の
最大値/最小値は約3.5であり、最大値と中心の鞍部
の比(最大値/鞍部)は約1.5である。800℃で2
時間焼成したところ、約11.2重量%の灰分が見られ
た。膨潤操作の際にアンモニア触媒を用いることで複合
体中のシリカ固定量が増大した。
Using EPMA, the distribution of Si in the cross section of the composite was measured. FIG. 6 shows the results. 100μ from the surface
There is obtained a tilted composite body in which the maximum value is formed inside m and the central portion is depressed with a gentle tilt. The maximum / minimum value of the silica concentration is about 3.5, and the ratio of the maximum value to the center saddle (maximum value / saddle) is about 1.5. 2 at 800 ° C
After firing for an hour, an ash content of about 11.2% by weight was found. The amount of silica fixed in the composite was increased by using the ammonia catalyst during the swelling operation.

【0084】(実施例7)厚さ0.5mmのフィルム状
のナイロン−6をメタノールと0.23モル/lの塩酸
水溶液(重量比=2:1)からなる膨潤液に浸漬させ、
80℃で3時間攪拌した。約26重量%の重量増加が見
られた。次いで、TMOSとメタノール(重量比=2
0:1)からなる含浸液に浸漬させ、30℃で5時間保
持した後、液中から試片を取り出し、表面の溶液を良く
拭き取り、0.4モル/lのアンモニア水の飽和水蒸気
雰囲気下で10時間(20℃)保持した。更に室温で1
5時間乾燥後、80℃で24時間真空乾燥を行いナイロ
ン−6とシリカの複合体を得た。
(Example 7) Nylon film 6 having a thickness of 0.5 mm was dipped in a swelling solution composed of methanol and a 0.23 mol / l hydrochloric acid aqueous solution (weight ratio = 2: 1),
The mixture was stirred at 80 ° C for 3 hours. A weight gain of about 26% by weight was observed. Next, TMOS and methanol (weight ratio = 2
0: 1) and soaking in the impregnating solution of 5: 1 and holding at 30 ° C for 5 hours, take out the sample from the solution, wipe off the solution on the surface well, and in a saturated steam atmosphere of 0.4 mol / l ammonia water. The temperature was maintained at 20 ° C for 10 hours. 1 at room temperature
After drying for 5 hours, vacuum drying was performed at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of nylon-6 and silica.

【0085】EPMAを用いて、複合体の断面のSiの
分布を測定した。図7に結果を示す。表面に極めて高い
シリカ濃度を持った形態の傾斜複合体が得られた。80
0℃で2時間焼成したところ、約6.4重量%の灰分が
見られた。
The distribution of Si in the cross section of the composite was measured using EPMA. The results are shown in FIG. 7. A morphologically graded composite with a very high silica concentration on the surface was obtained. 80
When baked at 0 ° C. for 2 hours, about 6.4% by weight of ash was found.

【0086】(実施例8)TMOS含浸処理の際の含浸
液の組成をTMOSとメタノール(重量比=10:1)
とした場合について検討した。含浸液の組成以外の条件
は実施例7と同じとした。EPMA測定より得られた複
合体断面のSi分布を図8に示す。極めて複雑なシリカ
分布を持つ形態の傾斜複合体が得られた。シリカ濃度の
最大値/最小値は約6である。800℃で2時間焼成し
たところ、約5.1重量%の灰分が見られた。含浸液中
のメタノール量を若干変えるだけでシリカの分布が大幅
に変わるのが判る。
Example 8 The composition of the impregnating liquid during the TMOS impregnation treatment was TMOS and methanol (weight ratio = 10: 1).
The case was examined. The conditions other than the composition of the impregnating liquid were the same as in Example 7. The Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement is shown in FIG. Morphologically graded composites with extremely complex silica distribution were obtained. The maximum / minimum silica concentration is about 6. When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 5.1% by weight of ash was found. It can be seen that the distribution of silica changes significantly only by slightly changing the amount of methanol in the impregnation liquid.

【0087】(実施例9)TMOSの代わりに、TMO
Sの部分重合物(MS−51;三菱化学株式会社製、分
子量約500)を用いた場合について検討を行った。シ
リコーンアルコキシドとしてMS−51を用い、MS−
51に浸漬する温度を50℃とした以外の条件は実施例
1と同じとした。EPMA測定より得られた複合体断面
のSi分布を図9に示す。表面に極めて大きいシリカ濃
度を持ち、表面から60μmの間でシリカ濃度がゼロま
で急激に減少する形態の傾斜複合体が得られた。800
℃で2時間焼成したところ、約1.2重量%の袋状の灰
分が見られた。
(Embodiment 9) Instead of TMOS, TMO
The case of using a partial polymer of S (MS-51; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, molecular weight about 500) was examined. MS-51 is used as the silicone alkoxide, and MS-
The conditions were the same as in Example 1 except that the temperature of immersion in 51 was 50 ° C. FIG. 9 shows the Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A graded composite having a very high silica concentration on the surface and having a silica concentration rapidly decreasing to zero within 60 μm from the surface was obtained. 800
When baked at 0 ° C. for 2 hours, a bag-shaped ash content of about 1.2% by weight was found.

【0088】(実施例10)MS−51の含浸液の組成
をMS−51/メタノール(重量比=4:1)とした場
合について検討を行った。含浸液の組成以外の条件は実
施例9と同じとした。EPMA測定より得られた複合体
断面のSi分布を図10に示す。表面付近にシリカ濃度
の最大値を持ち、内部に向かって緩やかな傾斜で減少す
る形態の傾斜複合体が得られた。シリカ濃度の最大値/
最小値は約2.8である。800℃で2時間焼成したと
ころ、約4.8重量%の灰分が見られた。
(Example 10) An examination was carried out in the case where the composition of the impregnating liquid of MS-51 was MS-51 / methanol (weight ratio = 4: 1). The conditions other than the composition of the impregnating liquid were the same as in Example 9. FIG. 10 shows the Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A gradient composite having a maximum silica concentration near the surface and gradually decreasing inward was obtained. Maximum silica concentration /
The minimum value is about 2.8. When baked at 800 ° C. for 2 hours, an ash content of about 4.8% by weight was found.

【0089】(実施例11)塩化ビニル(三菱化学株式
会社製)のシートをアセトンと蒸留水(重量比=2:
1)混合溶媒に3時間、30℃で浸漬させた。約21重
量%の重量増加が見られた。次いで、TMOSとアセト
ン(重量比=20:1)の含浸液に5時間、30℃で浸
漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良
く拭き取り、0.5モル/lのアンモニア水溶液の蒸気
雰囲気中に8時間保持した。
Example 11 A sheet of vinyl chloride (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was replaced with acetone and distilled water (weight ratio = 2:
1) Immersed in a mixed solvent at 30 ° C. for 3 hours. A weight gain of about 21% by weight was observed. Then, after immersing in an impregnating solution of TMOS and acetone (weight ratio = 20: 1) for 5 hours at 30 ° C., a sample piece was taken out from the solution, and the surface solution was wiped off thoroughly to a concentration of 0.5 mol / l. It was kept in a steam atmosphere of an aqueous ammonia solution for 8 hours.

【0090】更に、室内(温度23℃、湿度35%)で
17時間乾燥後、80℃で24時間熱処理を行い、塩化
ビニルとシリカの複合体を得た。EPMA測定より得ら
れた複合体断面のSi分布を図11に示す。表面部から
内部に向かってシリカ濃度が徐々減少する形態で、複合
層が表面から約190ミクロンに渡って形成されてお
り、約190ミクロン内部で断層が生じ、この内部では
複合化されていない形態の傾斜複合体が得られた。複合
層でのシリカ濃度の最大値/最小値は約1.8である。
800℃で約2時間焼成したところ約8.9重量%の灰
分が認められた。
Further, after drying in a room (temperature 23 ° C., humidity 35%) for 17 hours, heat treatment was carried out at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of vinyl chloride and silica. The Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement is shown in FIG. The silica layer gradually decreases from the surface to the inside, and a composite layer is formed over about 190 microns from the surface. A fault occurs within about 190 microns and the inside is not complexed. A gradient composite of was obtained. The maximum / minimum silica concentration in the composite layer is about 1.8.
When baked at 800 ° C. for about 2 hours, about 8.9% by weight of ash was found.

【0091】(実施例12)塩化ビニルをアセトンに1
0分間、30℃で浸漬させた。約50重量%の重量増加
が見られた。次いで、TMOSとトルエン(重量比=
1:1)の含浸液に8時間、30℃で浸漬させた後、液
中より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取り、
0.5モル/lのアンモニア水溶液の蒸気雰囲気中に8
時間保持した。更に、室内(温度23℃、湿度35%)
で3時間乾燥後、80℃で24時間熱処理を行い塩化ビ
ニルとシリカの複合体を得た。
Example 12 Vinyl chloride in acetone 1
Immersion was performed at 30 ° C. for 0 minutes. A weight gain of about 50% by weight was observed. Next, TMOS and toluene (weight ratio =
After immersing in the impregnating solution of 1: 1) for 8 hours at 30 ° C., the specimen is taken out of the solution and the surface solution is wiped off thoroughly.
8 in a vapor atmosphere of 0.5 mol / l aqueous ammonia solution
Hold for hours. Furthermore, indoors (temperature 23 ° C, humidity 35%)
After drying for 3 hours at 80 ° C., heat treatment was performed at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of vinyl chloride and silica.

【0092】EPMA測定より得られた複合体のSi分
布を図12に示す。表面にシリカ濃度の最大値を持ち、
ある厚みまで濃度が急激に減少し、内部では均一なシリ
カ濃度となった形態の傾斜複合体が形成されている。傾
斜層は表面から約80μmの間にあり、シリカ濃度の最
大値/最小値は約1.9である。800℃で約2時間焼
成したところ約8.9重量%の灰分が認められた。
FIG. 12 shows the Si distribution of the composite obtained by the EPMA measurement. Has the maximum value of silica concentration on the surface,
The concentration is rapidly reduced up to a certain thickness, and a graded composite is formed in which the silica concentration is uniform inside. The graded layer is between about 80 μm from the surface and the maximum / minimum silica concentration is about 1.9. When baked at 800 ° C. for about 2 hours, about 8.9% by weight of ash was found.

【0093】(実施例13)実施例12において、TM
OSを含浸させた後、アンモニア水溶液の蒸気雰囲気下
で保持しないで、室内(温度23℃、湿度35%)で1
5時間乾燥させた場合について検討を行った。図13に
EPMA測定の結果を示す。複合体の中心部にシリカ濃
度の最大値を持つ形態の傾斜複合体が形成されている。
TMOSを含浸した後、表面部よりTMOSが蒸発し、
このような形態が形成されたものと考えられる。シリカ
濃度の最大値/最小値は約2.3。800℃で約2時間
焼成したところ約10重量%の灰分が認められた。
Example 13 In Example 12, TM
After impregnating with OS, do not keep it in the vapor atmosphere of aqueous ammonia solution, and keep it at room temperature (23 ° C, humidity 35%)
The case of drying for 5 hours was examined. FIG. 13 shows the result of EPMA measurement. At the center of the composite, a graded composite having a morphology having the maximum silica concentration is formed.
After impregnating TMOS, TMOS evaporates from the surface,
It is considered that such a form is formed. The maximum / minimum value of the silica concentration was about 2.3. When baked at 800 ° C. for about 2 hours, about 10% by weight of ash was recognized.

【0094】(実施例14)アクリル樹脂(アクリライ
ト−L;三菱レイヨン株式会社製)フィルムをTMOS
とメタノール(重量比=1:1)に約7日間、30℃で
浸漬させた。約98重量%の重量増加が見られた。次い
で、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取
り、0.5モル/lのアンモニア水溶液中に約3時間
(25℃)浸漬させた後、室内(温度20℃、湿度35
%)で約17時間乾燥し、更に80℃で24時間熱処理
を行いアクリル樹脂とシリカの複合体を得た。
(Example 14) An acrylic resin (Acrylite-L; manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) film was used for TMOS.
And dipped in methanol (weight ratio = 1: 1) at 30 ° C. for about 7 days. A weight gain of about 98% by weight was observed. Then, the test piece was taken out of the liquid, the surface solution was wiped off well, and the sample was immersed in an aqueous 0.5 mol / l ammonia solution for about 3 hours (25 ° C.), and then indoors (temperature 20 ° C., humidity 35 ° C.).
%) For about 17 hours and further heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of acrylic resin and silica.

【0095】EPMA測定より得られた複合体断面のS
i分布を図14に示す。表面部から内部に向かってシリ
カ濃度が徐々に減少する形態で、中心の約45μm部分
が複合化されていない形態の傾斜複合体が得られてい
る。複合層の厚みは表面から330μmであり、複合層
でのシリカ濃度の最大値/最小値は約3である。800
℃で2時間焼成したところ、約17重量%の灰分が見ら
れた。
S of the cross section of the composite obtained from the EPMA measurement
The i distribution is shown in FIG. A graded composite is obtained in which the silica concentration gradually decreases from the surface to the inside, and the central about 45 μm portion is not composited. The thickness of the composite layer is 330 μm from the surface, and the maximum / minimum value of the silica concentration in the composite layer is about 3. 800
When baked for 2 hours at ℃, about 17% by weight of ash was found.

【0096】(実施例15)アクリル樹脂フィルムを5
0℃のTMOSとメタノール(重量比=1:1)含浸液
に約1時間浸漬させた。約105%の重量増加が見られ
た。次いで、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良
く拭き取って、1.2モル/lのアンモニア水溶液中に
5時間(30℃)浸漬させた後、室内(温度20℃、湿
度35%)で約17時間乾燥し、更に80℃で24時間
熱処理を行いアクリル樹脂とシリカの複合体を得た。
(Example 15) An acrylic resin film was used as 5
It was immersed in a TMOS and methanol (weight ratio = 1: 1) impregnating solution at 0 ° C. for about 1 hour. A weight gain of about 105% was seen. Then, the test piece was taken out of the liquid, the surface solution was wiped off well, and immersed in an aqueous 1.2 mol / l ammonia solution for 5 hours (30 ° C.), and then indoors (temperature 20 ° C., humidity 35%) It was dried for about 17 hours and further heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of acrylic resin and silica.

【0097】EPMA測定より得られた複合体断面のS
i分布を図15に示す。表面部から内部に向かってシリ
カ濃度が徐々に減少する形態の複合体が得られた。複合
層でのシリカ濃度の最大値/最小値は約2.5である。
実施例14に比べて傾斜が緩くなっているが、全領域が
複合化されている。800℃で2時間焼成したところ、
約19重量%の灰分が見られた。
S of the cross section of the composite obtained by EPMA measurement
The i distribution is shown in FIG. A composite having a form in which the silica concentration gradually decreases from the surface portion to the inside was obtained. The maximum / minimum silica concentration in the composite layer is about 2.5.
The inclination is gentler than that of Example 14, but the entire region is combined. When baked at 800 ℃ for 2 hours,
About 19 wt% ash was found.

【0098】(実施例16)アクリル樹脂フィルムをメ
タノールとMS−51(重量比=1:1)に約2日間、
30℃で浸漬させた。約12重量%の重量増加が見られ
た。次いで、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良
く拭き取って、0.5モル/lのアンモニア水に約5時
間浸漬させた後、室内(温度20℃、湿度35%)で約
17時間乾燥し、更に80℃で24時間熱処理を行いア
クリル樹脂とシリカの複合体を得た。
Example 16 An acrylic resin film was treated with methanol and MS-51 (weight ratio = 1: 1) for about 2 days,
It was immersed at 30 ° C. A weight gain of about 12% by weight was observed. Then, the test piece was taken out of the liquid, the surface solution was thoroughly wiped off, and the piece was immersed in 0.5 mol / l ammonia water for about 5 hours, and then left in a room (temperature 20 ° C, humidity 35%) for about 17 hours. It was dried and further heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of acrylic resin and silica.

【0099】EPMA測定より得られた複合断面のSi
分布を図16に示す。表面にシリカ濃度の最大値があ
り、表面より25μmの間で濃度がゼロまで急激に減少
する形態の傾斜複合体が得られた。表面より25μm以
上内側ではシリカ濃度はほとんどゼロであり、複合化さ
れていない。800℃で2時間焼成したところ、約0.
8重量%の袋状の灰分が見られた。
Si of composite cross section obtained by EPMA measurement
The distribution is shown in FIG. There was a maximum value of silica concentration on the surface, and a gradient composite having a form in which the concentration was rapidly decreased to zero within 25 μm from the surface was obtained. The silica concentration is almost zero inside the surface of 25 μm or more and is not composited. When baked at 800 ° C for 2 hours, it was about 0.0
8% by weight of bag-like ash was found.

【0100】(実施例17)ナイロン−66フィルムを
テトラヒドロフラン(THF)と蒸留水とトリエチルア
ミン(重量比=40:10:1)からなる膨潤液に80
℃で5時間浸漬させた。約15重量%の重量増加が見ら
れた。次いで、30℃のTMOS溶液に約12時間浸漬
させた後、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良く
拭き取って、室温で約4時間乾燥し、更に80℃真空中
で24時間熱処理を行いナイロン−66とシリカの複合
を得た。
Example 17 A nylon-66 film was immersed in a swelling solution of tetrahydrofuran (THF), distilled water and triethylamine (weight ratio = 40: 10: 1) to 80%.
It was soaked at ℃ for 5 hours. A weight gain of about 15% by weight was seen. Then, after immersing in TMOS solution at 30 ° C for about 12 hours, the sample is taken out from the solution, the surface solution is wiped well, dried at room temperature for about 4 hours, and further heat treated at 80 ° C in vacuum for 24 hours. Then, a composite of nylon-66 and silica was obtained.

【0101】EPMA測定より得られた複合体断面のS
i分布を図17に示す。表面のシリカ濃度の最大値を持
ち、内部に向かって減少する形態の傾斜複合体が得られ
た。800℃で2時間焼成したところ、約2.1重量%
の灰分が見られた。
S of the cross section of the composite obtained from the EPMA measurement
The i distribution is shown in FIG. A graded composite with a maximum surface silica concentration and a decreasing inward morphology was obtained. When baked at 800 ° C for 2 hours, it is about 2.1% by weight.
Ash content was found.

【0102】(実施例18及び比較例2)ポリプロピレ
ン(三菱ポリプロ PY−240B、三菱化学株式会社
製)のフィルムを105℃のトルエン中に約2時間浸漬
させた。約100重量%の重量増加が見られた。次い
で、TMOS中に30℃で20時間浸漬させた後、液中
より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取って、
0.6モル/lのアンモニア雰囲気下で17時間保持さ
せた。室温で5時間乾燥させた後、80℃で3時間、1
50℃で2時間熱処理してポリプロピレンとシリカの複
合体を得た。
Example 18 and Comparative Example 2 A film of polypropylene (Mitsubishi Polypro PY-240B, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) was immersed in toluene at 105 ° C. for about 2 hours. A weight gain of about 100% by weight was observed. Then, after immersing in TMOS at 30 ° C. for 20 hours, the sample is taken out of the solution, and the surface solution is wiped off well,
It was kept for 17 hours under an atmosphere of 0.6 mol / l of ammonia. After drying at room temperature for 5 hours, at 80 ° C for 3 hours, 1
Heat treatment was carried out at 50 ° C. for 2 hours to obtain a composite of polypropylene and silica.

【0103】ポリプロピレンの外観に変化は見られなか
った。EPMA測定より得られた複合体断面のSi分布
を図18に示す。表面にシリカ濃度の最大値を持った形
態の傾斜複合体が得られた。800℃で2時間焼成した
ところ、約18重量%の灰分が得られた。
No change in the appearance of polypropylene was observed. FIG. 18 shows the Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A morphologically graded composite with a maximum silica concentration on the surface was obtained. When calcined at 800 ° C. for 2 hours, about 18% by weight of ash was obtained.

【0104】動的粘弾性測定を行ったところ、複合体の
30℃と100℃でのヤング率はそれぞれ1.5GPa
と530MPa、tan δのピーク温度は143℃であっ
た。また、ポリプロピレン単体(比較例2)の30℃と
100℃のヤング率はそれぞれ0.8GPaと250M
Paであり、tan δピークは81℃であった。弾性特性
が著しく向上しているのが判る。
Dynamic viscoelasticity measurement showed that the Young's modulus of the composite at 30 ° C. and 100 ° C. was 1.5 GPa respectively.
And 530 MPa, and the peak temperature of tan δ was 143 ° C. In addition, Young's modulus of polypropylene alone (Comparative Example 2) at 30 ° C. and 100 ° C. is 0.8 GPa and 250 M, respectively.
Pa and tan δ peak was 81 ° C. It can be seen that the elastic properties are remarkably improved.

【0105】エポキシ系接着剤(セメダイン ハイスー
パー30、セメダイン株式会社製、アラルダイト)に対
する接着性を調べた。複合体とポリプロピレン樹脂単体
にそれぞれ接着剤を付けて、接着剤を塗布した面を互い
に重ね合わせて接着剤を硬化させた。接着部分を剥離し
たところ剥離はポリプロピレンと接着剤との接着面で生
じており、エポキシ系接着剤に対する接着性が向上して
いるのが判る。
The adhesiveness to an epoxy adhesive (Cemedine High Super 30, manufactured by Cemedine Co., Ltd., Araldite) was examined. An adhesive was applied to each of the composite and the polypropylene resin alone, and the surfaces coated with the adhesive were overlapped with each other to cure the adhesive. When the bonded portion was peeled off, peeling occurred on the bonding surface between the polypropylene and the adhesive, and it can be seen that the adhesiveness to the epoxy adhesive is improved.

【0106】なお、動的粘弾性測定はセイコー電子工業
株式会社製のDMA−200を用いて、2℃/分で昇温
し、1Hzで測定した。
The dynamic viscoelasticity was measured at 1 Hz using DMA-200 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd. at a temperature of 2 ° C./min.

【0107】(実施例19)ポリアセタール(ユピター
ル F−10、三菱瓦斯化学株式会社製)を100℃の
エトラクロロエタン中に3時間浸漬させた。約18重量
%の重量増加が見られた。次いで、30℃のTMOS液
中に17時間浸漬させた後、液中より試片を取り出し、
表面の溶液を良く拭き取って、0.6モル/lのアンモ
ニア雰囲気下で17時間保持させた。室温で5時間乾燥
させた後、80℃で3時間、150℃で2時間熱処理し
てポリアセタールとシリカの複合体を得た。EPMA測
定より得られた複合体断面のSi分布を図19に示す。
表面にシリカ濃度の最大値を持った形態の傾斜複合体が
得られた。800℃で2時間焼成したところ、約11重
量%の灰分が得られた。
(Example 19) A polyacetal (Iupital F-10, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) was immersed in etolachloroethane at 100 ° C for 3 hours. A weight gain of about 18% by weight was observed. Next, after immersing in TMOS liquid at 30 ° C. for 17 hours, the sample is taken out of the liquid,
The surface solution was wiped off well and kept under an atmosphere of 0.6 mol / l of ammonia for 17 hours. After drying at room temperature for 5 hours, heat treatment was performed at 80 ° C. for 3 hours and 150 ° C. for 2 hours to obtain a polyacetal / silica composite. FIG. 19 shows the Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement.
A morphologically graded composite with a maximum silica concentration on the surface was obtained. When it was calcined at 800 ° C. for 2 hours, about 11% by weight of ash was obtained.

【0108】(実施例20)ポリビニリデンフロライド
(1000VLD 昭和電工株式会社製)のフィルムを
50℃の2−ブタノン溶液に4時間浸漬させた。約9.
5重量%の重量増加が見られた。次いで、30℃のTM
OSとトリエチルアミン(重量比=10:1)の含浸液
中に15時間浸漬させた後、室温で15時間乾燥させ
た。更に、80℃で24時間、150℃で2時間熱処理
してポリビニリデンフロライドとシリカの複合体を得
た。EPMA測定より得られた複合体断面のSi分布を
図20に示す。表面にシリカ濃度の最大値を持った形態
の傾斜複合体が得られた。
Example 20 A film of polyvinylidene fluoride (1000 VLD, Showa Denko KK) was immersed in a 2-butanone solution at 50 ° C. for 4 hours. About 9.
A weight gain of 5% by weight was seen. Then TM at 30 ° C
After being immersed in an impregnating solution of OS and triethylamine (weight ratio = 10: 1) for 15 hours, it was dried at room temperature for 15 hours. Further, heat treatment was performed at 80 ° C. for 24 hours and at 150 ° C. for 2 hours to obtain a composite of polyvinylidene fluoride and silica. The Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement is shown in FIG. A morphologically graded composite with a maximum silica concentration on the surface was obtained.

【0109】(実施例21)ポリブチレンテレフタレー
ト(PBT;大日本インキ化学工業株式会社製のプラナ
ック BT−128)のシートを80℃のテトラヒドロ
フラン(THF)と蒸留水とトリエチルアミン(重量比
=40:10:1)の混合溶媒に8時間浸漬させた。約
4重量%の重量増加が見られた。次いで、30℃のTM
OSとクロロホルム(重量比=10:1)の含浸液に1
5時間浸漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の
溶液を良く拭き取って、室温で24時間乾燥させた。更
に、80℃で10時間、150℃で3時間熱処理を行い
PBTとシリカとの複合体を得た。
(Example 21) A sheet of polybutylene terephthalate (PBT; Planac BT-128 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was used at 80 ° C in tetrahydrofuran (THF), distilled water and triethylamine (weight ratio = 40:10). It was immersed in the mixed solvent of 1) for 8 hours. A weight gain of about 4% by weight was observed. Then TM at 30 ° C
1 for the impregnating solution of OS and chloroform (weight ratio = 10: 1)
After soaking for 5 hours, the sample was taken out of the solution, the surface solution was wiped off well, and dried at room temperature for 24 hours. Further, heat treatment was performed at 80 ° C. for 10 hours and at 150 ° C. for 3 hours to obtain a composite of PBT and silica.

【0110】図21にEPMA測定より得られた複合体
断面の表面付近のSi分布を示す。表面にシリカ濃度の
最大値を持ち70μmで濃度がゼロまで急激に減少する
形態の傾斜複合体が得られた。表面より70μm以上内
部ではシリカ濃度は殆どゼロであり、複合化されていな
い。800℃で2時間焼成したところ、約0.6重量%
の袋状の灰分が見られた。
FIG. 21 shows the Si distribution near the surface of the cross section of the composite obtained by EPMA measurement. A gradient composite having a maximum silica concentration on the surface and having a concentration of 70 μm and rapidly decreasing to zero was obtained. The silica concentration is almost zero inside the surface of 70 μm or more, and the composite is not formed. When fired at 800 ° C for 2 hours, about 0.6% by weight
Sack-like ash content was observed.

【0111】(実施例22)PBTのシートをクロロホ
ルム中に60℃で4時間浸漬させた。約28重量%の重
量増加が見られた。次いで、30℃のTMOS液に5時
間浸漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の溶液
を良く拭き取って、室温で24時間乾燥させた。更に、
80℃で10時間、150℃で3時間熱処理を行いPB
Tとシリカとの複合体を得た。図22にEPMA測定よ
り得られた複合体断面の表面付近のSi分布を示す。表
面にシリカ濃度の最大値を持ち厚み方向に緩やかに傾斜
する形態の傾斜複合体が得られた。800℃で2時間焼
成したところ、約1重量%の袋状の灰分が見られた。
Example 22 A sheet of PBT was immersed in chloroform at 60 ° C. for 4 hours. A weight gain of about 28% was seen. Next, after immersing in a TMOS solution at 30 ° C. for 5 hours, the sample was taken out from the solution, the surface solution was wiped off well, and dried at room temperature for 24 hours. Furthermore,
Heat treated at 80 ℃ for 10 hours and 150 ℃ for 3 hours to perform PB
A composite of T and silica was obtained. FIG. 22 shows the Si distribution near the surface of the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A tilted composite having a maximum silica concentration on the surface and gently tilted in the thickness direction was obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, a bag-shaped ash content of about 1% by weight was found.

【0112】(実施例23)ポリエチレンテレフタレー
ト(PET;三井ペット株式会社製のJ−125)を2
50℃で溶融プレス後、水中に急冷して非晶性の高い透
明性PETフィルムを得た。透明PETフィルムをクロ
ロホルム溶液に60℃で4時間浸漬させた。約45重量
%の重量増加が見られた。次いで、30℃のTMOSと
クロロホルム(重量比=10:1)の含浸液に15時間
浸漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の溶液を
良く拭き取って、0.15モル/lのアンモニア水溶液
に約5時間浸漬させた。更に、室温で5時間乾燥し、8
0℃で4時間、150℃で3時間熱処理を行いPETと
シリカとの複合体を得た。
(Example 23) Polyethylene terephthalate (PET; J-125 manufactured by Mitsui Pet Co., Ltd.) 2 was added.
After melt pressing at 50 ° C., it was rapidly cooled in water to obtain a transparent PET film having high amorphousness. The transparent PET film was immersed in a chloroform solution at 60 ° C. for 4 hours. A weight gain of about 45% by weight was observed. Then, after immersing in an impregnating solution of TMOS and chloroform (weight ratio = 10: 1) at 30 ° C. for 15 hours, the test piece was taken out from the solution, and the surface solution was wiped off thoroughly to obtain 0.15 mol / l. It was immersed in an aqueous ammonia solution for about 5 hours. Further, it is dried at room temperature for 5 hours, and then 8
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 4 hours and at 150 ° C. for 3 hours to obtain a composite of PET and silica.

【0113】図23にEPMA測定より得られた複合体
断面の表面付近のSi分布を示す。表面にシリカ濃度の
最大値を持ち厚み方向に向かって濃度が減少する形態の
傾斜複合体が得られた。800℃で2時間焼成したとこ
ろ、約5.3重量%の袋状の灰分が見られた。
FIG. 23 shows the Si distribution near the surface of the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A graded composite having a maximum silica concentration on the surface and a concentration decreasing in the thickness direction was obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, a bag-shaped ash content of about 5.3% by weight was found.

【0114】(実施例24)PETの配向フィルムをク
ロロホルムとトリエチルアミン(重量比=50:2)の
溶液に60℃で5時間浸漬させた。約18重量%の重量
増加が見られた。次いで、30℃のTMOS溶液に15
時間浸漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の溶
液を良く拭き取って、0.5モル/lのアンモニア水溶
液の蒸気雰囲気下で約5時間保持させた。更に、室温で
5時間乾燥、80℃で4時間、150℃で3時間熱処理
を行いPETとシリカとの複合体を得た。
Example 24 An oriented film of PET was immersed in a solution of chloroform and triethylamine (weight ratio = 50: 2) at 60 ° C. for 5 hours. A weight gain of about 18% by weight was observed. Then add 15 to 30 ℃ TMOS solution.
After soaking for a period of time, the test piece was taken out of the liquid, the surface solution was wiped off well, and the sample was kept in a vapor atmosphere of a 0.5 mol / l ammonia aqueous solution for about 5 hours. Further, it was dried at room temperature for 5 hours, heat-treated at 80 ° C. for 4 hours, and heat-treated at 150 ° C. for 3 hours to obtain a composite of PET and silica.

【0115】図24にEPMA測定より得られた複合体
断面のSi分布を示す。表面部分に濃いシリカ濃度を持
ち厚み方向に傾斜する形態の傾斜複合体が得られた。複
合化は表面から15μmの間で行われており、それより
内側ではシリカ濃度は殆どゼロとなり、複合化されてい
ない。800℃で2時間焼成したところ、約1重量%の
灰分が見られた。
FIG. 24 shows the Si distribution in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A gradient composite having a high silica concentration on the surface and having a gradient in the thickness direction was obtained. The composite is formed within 15 μm from the surface, and the silica concentration is almost zero inside the composite, and the composite is not formed. When it was baked at 800 ° C. for 2 hours, about 1% by weight of ash was found.

【0116】(実施例25)PETフィルムをテトラク
ロロエタン中に110℃で5時間浸漬させた。約32重
量%の重量増加が見られた。次いで、TMOSとテトラ
クロロエタン(重量比=1:1)の含浸液に30℃で1
0時間浸漬させた後、液中より試片を取り出し、表面の
溶液を良く拭き取って、0.5モル/lのアンモニア水
溶液の蒸気雰囲気下で約5時間保持させた。更に、室温
で5時間乾燥、80℃で4時間、150℃で3時間熱処
理を行いPETとシリカとの複合体を得た。図25にE
PMA測定より得られた複合体断面のSi分布を示す。
800℃で2時間焼成したところ、約3.5重量%の灰
分が見られた。
Example 25 A PET film was immersed in tetrachloroethane at 110 ° C. for 5 hours. A weight gain of about 32% was seen. Then, it was immersed in an impregnating solution of TMOS and tetrachloroethane (weight ratio = 1: 1) at 30 ° C. for 1 hour.
After soaking for 0 hour, the test piece was taken out of the solution, the surface solution was wiped off well, and the sample was kept under a vapor atmosphere of 0.5 mol / l ammonia aqueous solution for about 5 hours. Further, it was dried at room temperature for 5 hours, heat-treated at 80 ° C. for 4 hours, and heat-treated at 150 ° C. for 3 hours to obtain a composite of PET and silica. E in Figure 25
The Si distribution of the cross section of the composite obtained by PMA measurement is shown.
When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 3.5% by weight of ash was found.

【0117】(実施例26)ポリエステル系の熱可塑性
エラストマー(大日本インキ化学工業株式会社製のグリ
ラックス E−500)のシートをクロロホルムとテト
ラエトキシスズ(重量比=10:1)の含浸液に5日間
浸漬させた。約100重量%の重量増加が見られた。次
いで、液中より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き
取って、室温で24時間乾燥後、100℃で24時間熱
処理を行い熱可塑性エラストマーと酸化スズとの複合体
を得た。
Example 26 A sheet of polyester-based thermoplastic elastomer (Grelax E-500 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was impregnated with chloroform and tetraethoxytin (weight ratio = 10: 1). It was immersed for 5 days. A weight gain of about 100% by weight was observed. Then, the sample was taken out from the liquid, the surface solution was wiped off well, dried at room temperature for 24 hours, and then heat-treated at 100 ° C. for 24 hours to obtain a composite of a thermoplastic elastomer and tin oxide.

【0118】図26にEPMAによって得た複合体断面
でのスズの分布を示す。表面に酸化スズ濃度の最大値を
持ち厚み方向に向かって傾斜する形態の傾斜複合体が得
られた。傾斜領域は表面から約140μmまでであり、
それより内側では一定の濃度となっている。800℃で
2時間焼成したところ、約2.5重量%の灰分が見られ
た。
FIG. 26 shows the distribution of tin in the cross section of the composite obtained by EPMA. A graded composite having a maximum tin oxide concentration on the surface and graded toward the thickness direction was obtained. The inclined region is from the surface to about 140 μm,
The inside of that is a constant density. When calcined at 800 ° C. for 2 hours, about 2.5% by weight of ash was found.

【0119】(実施例27)ポリエステル系の熱可塑性
エラストマーの球状ペレット0.4gに、TMOSの部
分重合物(MS−56;三菱化学株式会社製、分子量約
1000)とクロロホルムとエチレンジアミン(重量比
=10:100:1)の含浸液2gを含浸させた。次い
で、0.5モル/lのアンモニア水溶液の蒸気雰囲気下
で24時間保持した後、室温で24時間、80℃で24
時間熱処理を行い熱可塑性エラストマーとシリカとの複
合体を得た。
(Example 27) 0.4 g of spherical pellets of polyester-based thermoplastic elastomer was added to a partial polymer of TMOS (MS-56; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, molecular weight of about 1000), chloroform and ethylenediamine (weight ratio =). 2 g of the impregnation liquid of 10: 100: 1) was impregnated. Then, after keeping for 24 hours in a vapor atmosphere of 0.5 mol / l ammonia aqueous solution, it is kept at room temperature for 24 hours and at 80 ° C. for 24 hours.
Heat treatment was carried out for a time to obtain a composite of thermoplastic elastomer and silica.

【0120】図27はEPMA測定より得た複合体断面
の中心部から表面までのシリカ分布を示す。表面にシリ
カ濃度の最大値を持ち内部に向かって傾斜する形態の傾
斜複合体が得られた。傾斜層は表面から900μmに渡
っており、それより内側では一定のシリカ濃度となって
いる。800℃で約2時間焼成したところ約14.5重
量%の袋状の灰分が認められた。
FIG. 27 shows the silica distribution from the center to the surface of the cross section of the composite obtained by EPMA measurement. A gradient composite having a maximum silica concentration on the surface and a gradient toward the inside was obtained. The inclined layer extends over 900 μm from the surface, and the silica concentration is constant inside the inclined layer. When baked at 800 ° C. for about 2 hours, a bag-shaped ash content of about 14.5% by weight was recognized.

【0121】(実施例28)ナイロン−6をメタノール
と蒸留水(重量比=2:1)からなる膨潤液に浸漬さ
せ、80℃で3時間攪拌した。約25重量%の重量増加
が見られた。次いで、30℃のTMOSとメタノール
(重量比=10:1)の含浸液に4日間浸漬させた。更
に、このTMOSを含浸したナイロン−6シートをメタ
ノールと蒸留水とトリエチルアミン(重量比=80:4
0:1)からなる膨潤液に浸漬させ、80℃で3時間攪
拌した後、30℃のTMOS溶液に5時間浸漬させた。
液中より試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取った
後、室温で24時間乾燥させ、80℃真空中で24時間
熱処理を行い、ナイロン−6とシリカの複合体を得た。
Example 28 Nylon-6 was immersed in a swelling liquid consisting of methanol and distilled water (weight ratio = 2: 1) and stirred at 80 ° C. for 3 hours. A weight gain of about 25% by weight was observed. Then, it was immersed in an impregnating solution of TMOS and methanol (weight ratio = 10: 1) at 30 ° C. for 4 days. Further, this nylon-6 sheet impregnated with TMOS was treated with methanol, distilled water and triethylamine (weight ratio = 80: 4).
It was immersed in a swelling solution consisting of 0: 1), stirred at 80 ° C. for 3 hours, and then immersed in a TMOS solution at 30 ° C. for 5 hours.
The sample was taken out of the liquid, the surface solution was wiped off well, dried at room temperature for 24 hours, and heat-treated at 80 ° C. in vacuum for 24 hours to obtain a composite of nylon-6 and silica.

【0122】EPMAを用いて、複合体の断面のSiの
分布を測定した。図28に結果を示す。表面付近に極め
て濃いシリカ濃度を持ち、厚み方向に向かって濃度が急
激に低下する形態の傾斜複合体が得られた。800℃で
2時間焼成したところ、約15重量%の袋状の灰分が見
られた。傾斜複合化の処理を2度行うことで、シリカ濃
度が極めて高い成分傾斜複合体が得られた。
Using EPMA, the distribution of Si in the cross section of the composite was measured. The results are shown in FIG. 28. A graded composite having a very high concentration of silica near the surface and a sharp decrease in concentration in the thickness direction was obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, a bag-shaped ash content of about 15% by weight was found. By performing the gradient composite treatment twice, a component gradient composite having an extremely high silica concentration was obtained.

【0123】(実施例29)塩化ビニルのシートを30
℃のTMOSとアセトン(重量比=1:1)の含浸液に
6時間浸漬させて、含浸液を十分に含浸させた。約12
0重量%の重量増加が見られた。次いで、液中より試片
を取り出し、表面の溶液を良く拭き取った後、TMOS
を含浸した塩化ビニルシートを80℃で約15時間保持
して塩化ビニルとシリカとの複合体を得た。EPMAを
用いて、複合体の断面のSiの分布を測定した。図29
に結果を示す。内部に2つのシリカ濃度の最大値を持ち
緩やかに傾斜する形態の傾斜複合体が得られた。800
℃で2時間焼成したところ、約13.6重量%の灰分が
見られた。
(Example 29) 30 sheets of vinyl chloride were used.
The impregnating solution was sufficiently impregnated by immersing it in an impregnating solution of TMOS and acetone (weight ratio = 1: 1) at 6 ° C. for 6 hours. About 12
A weight gain of 0% by weight was observed. Then, remove the sample from the liquid, wipe off the surface solution well, and
The vinyl chloride sheet impregnated with was held at 80 ° C. for about 15 hours to obtain a composite of vinyl chloride and silica. The distribution of Si in the cross section of the composite was measured using EPMA. FIG. 29
The results are shown in. Gradient composites with a maximum of two silica concentrations inside and a gradual slope were obtained. 800
After calcination at 2 ° C. for 2 hours, about 13.6% by weight of ash was found.

【0124】(実施例30)実施例29において、TM
OSを含浸した塩化ビニルシートを30℃の蒸留水中に
約3時間浸漬させた後、室温で15時間乾燥させ、80
℃で約15時間熱処理を行い塩化ビニルとシリカとの複
合体を得た。EPMAを用いて、複合体の断面のSiの
分布を測定した。図30に結果を示す。表面部に鋭いピ
ークのシリカ濃度の最大値を持ち、且つ内部には緩やか
な傾斜で中心部にシリカ濃度の極大値を形成する傾斜す
る形態の傾斜複合体が得られている。800℃で2時間
焼成したところ、約20重量%の灰分が見られた。
(Example 30) In Example 29, TM
The vinyl chloride sheet impregnated with OS is immersed in distilled water at 30 ° C. for about 3 hours, and then dried at room temperature for 15 hours to obtain 80
Heat treatment was carried out at 15 ° C. for about 15 hours to obtain a composite of vinyl chloride and silica. The distribution of Si in the cross section of the composite was measured using EPMA. The results are shown in FIG. There is obtained a tilted composite having a maximum peak silica concentration at the surface and having a gentle maximum inside and forming the maximum silica concentration at the center. When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 20% by weight of ash was found.

【0125】(実施例31)塩化ビニルのシートをトル
エンとトリイソプロポキシアルミニウム(重量比=4:
1)の含浸液に15時間、30℃で浸漬した。約22.
5重量%の重量増加が見られた。次いで、液中より試片
を取り出し、表面の溶液を良く拭き取った後、0.5モ
ル/lのアンモニア水の蒸気雰囲気中に約15時間保持
して塩化ビニルとアルミナとの複合体を得た。EPMA
による複合体断面のSiの分布測定結果を図31に示
す。表面部に鋭いピークのシリカ濃度の最大値を持つ形
態の傾斜複合体が得られている。800℃で2時間焼成
したところ、約1.5重量%の灰分が見られた。
(Example 31) A sheet of vinyl chloride was mixed with toluene and triisopropoxyaluminum (weight ratio = 4:
It was immersed in the impregnating liquid of 1) at 30 ° C. for 15 hours. About 22.
A weight gain of 5% by weight was seen. Then, the sample was taken out of the liquid, the surface solution was wiped off well, and then kept in a vapor atmosphere of 0.5 mol / l ammonia water for about 15 hours to obtain a composite of vinyl chloride and alumina. . EPMA
FIG. 31 shows the measurement result of Si distribution in the cross section of the composite according to. A graded composite having a sharp peak maximum silica concentration on the surface is obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 1.5% by weight of ash was found.

【0126】(実施例32)カルボン酸変性のポリプロ
ピレン(ダイナール GH−110、大日本インキ化学
工業株式会社製)をトルエルに80℃で約6時間浸漬さ
せた。約24重量%の重量増加が見られた。次いで、3
0℃のTMOS溶液に15時間浸漬させた後、液中より
試片を取り出し、表面の溶液を良く拭き取って、0.6
モル/lのアンモニア水溶液雰囲気中に約5時間保持さ
せた。更に、室温で3時間乾燥、80℃で24時間、1
50℃で5時間熱処理を行い変性ポリプロピレンとシリ
カとの複合体を得た。EPMAによる複合体断面のSi
分布の測定結果を図32に示す。 表面にシリカ濃度の
最大値を有する形態の傾斜複合体が得られた。800℃
で2時間焼成したところ、約6.7重量%の灰分が見ら
れた。
Example 32 Polypropylene modified with carboxylic acid (Dynal GH-110, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was immersed in Toruell at 80 ° C. for about 6 hours. A weight gain of about 24% by weight was observed. Then 3
After soaking in TMOS solution at 0 ℃ for 15 hours, remove the sample from the solution and wipe off the solution on the surface well.
It was kept in a mol / l aqueous ammonia atmosphere for about 5 hours. Further, it is dried at room temperature for 3 hours, and at 80 ° C. for 24 hours, 1
Heat treatment was performed at 50 ° C. for 5 hours to obtain a composite of modified polypropylene and silica. Si of composite cross section by EPMA
The measurement result of the distribution is shown in FIG. A morphologically graded composite with a maximum silica concentration on the surface was obtained. 800 ° C
After calcination for 2 hours, about 6.7% by weight of ash was found.

【0127】(実施例33)スチレン系共重合体(クリ
アパクトTI−300、大日本インキ化学工業株式会社
製)をMS−51とメタノール(重量比=1:1)の含
浸液に50℃で90分間浸漬させた。約17重量%の重
量増加が見られた。次いで、液中より試片を取り出し、
表面の溶液を良く拭き取った後、0.6モル/lのアン
モニア水溶液雰囲気中に約5時間保持して、室温で3時
間乾燥、更に80℃で24時間熱処理を行いスチレン系
共重合体とシリカとの複合体を得た。EPMAによる複
合体断面のSi分布の測定結果を図33に示す。表面部
にシリカ濃度の最大値を有する形態の傾斜複合体が得ら
れた。800℃で2時間焼成したところ、約3.5重量
%の灰分が見られた。
Example 33 A styrene copolymer (Clearpact TI-300, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was immersed in an impregnating solution of MS-51 and methanol (weight ratio = 1: 1) at 50 ° C. It was immersed for 90 minutes. A weight gain of about 17% by weight was observed. Then, remove the sample from the liquid,
After the surface solution was wiped off well, it was kept in an atmosphere of 0.6 mol / l ammonia aqueous solution for about 5 hours, dried at room temperature for 3 hours, and further heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to carry out styrene copolymer and silica. A complex with FIG. 33 shows the measurement result of the Si distribution in the cross section of the composite by EPMA. A graded composite having a morphology having a maximum silica concentration on the surface was obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, about 3.5% by weight of ash was found.

【0128】(比較例3)MS−51とメタノールと蒸
留水(重量比=4:1:0.8)からなる均質透明なゾ
ル溶液を調製した。該ゾル溶液を25℃で2日間攪拌し
た後、ナイロン−6とアクリル樹脂のシート上に塗布
し、スピンコート(1000rpm、20秒)を行った
が、ナイロン−6とアクリル樹脂は共にゾル溶液をはじ
き、コートすることができなかった。更に、ディップコ
ート法によりコーテングを試みたが、ゾル液はナイロン
−6及びアクリル樹脂上で液滴となりコーティグするこ
とが出来なかった。
(Comparative Example 3) A homogeneous transparent sol solution comprising MS-51, methanol and distilled water (weight ratio = 4: 1: 0.8) was prepared. The sol solution was stirred at 25 ° C. for 2 days, then applied onto a sheet of nylon-6 and an acrylic resin and spin-coated (1000 rpm, 20 seconds). Nylon-6 and the acrylic resin were both sol solutions. I flicked and couldn't coat. Furthermore, coating was attempted by the dip coating method, but the sol liquid could not be coated as a droplet on nylon-6 and acrylic resin.

【0129】(比較例4及び5)MS−51を直接ナイ
ロン−6のシートとアクリル樹脂のシート(0.5mm
厚)上に各々塗布し、スピンコート(1000rpm、
20秒)を行った。MS−51ははじかれることなく、
均質にコーティングされた。コート後、室温で5時間乾
燥し、更に80℃で24時間熱処理を行った。
Comparative Examples 4 and 5 MS-51 was directly applied to a nylon-6 sheet and an acrylic resin sheet (0.5 mm).
Thickness) and spin coat (1000 rpm,
20 seconds). MS-51 is not repelled,
It was homogeneously coated. After coating, it was dried at room temperature for 5 hours and further heat-treated at 80 ° C. for 24 hours.

【0130】コーティングされた有機高分子表面のシリ
カの様子を調べるために、表面部のSiのEPMAスペ
クトルを測定した。結果を図34(比較例4、ナイロン
−6)と図35(比較例5、アクリル樹脂)に示す。シ
リカは表面部のみに見られ、有機高分子内には透浸して
いない。また、塗布されたシリカ量は極微量である。8
00℃で2時間焼成したが、ナイロン−6では灰分は見
られず、アクリル樹脂では灰分の存在は確認できたが微
量で残量を求めることは出来なかった。
In order to examine the appearance of silica on the surface of the coated organic polymer, the EPMA spectrum of Si on the surface was measured. The results are shown in FIG. 34 (Comparative Example 4, Nylon-6) and FIG. 35 (Comparative Example 5, acrylic resin). Silica is found only on the surface part and is not permeated into the organic polymer. Moreover, the amount of silica applied is extremely small. 8
When baked at 00 ° C. for 2 hours, no ash was found in nylon-6, and the presence of ash was confirmed in the acrylic resin, but the remaining amount could not be obtained in a very small amount.

【0131】(実施例34)アクリル樹脂のシートを5
0℃のメタノールに20分間浸漬させた。約22重量%
の重量増加が見られた。次いで、テトラブトキシチタン
とアセチルアセトン(モル比=1:2)との溶液に室温
で4時間浸漬させた後、溶液から取り出しメタノールで
表面を洗浄して、室温で約15時間乾燥させた。更に、
80℃で24時間熱処理を行いアクリル樹脂と酸化チタ
ンとの複合体を得た。図36はEPMA測定より得られ
た複合体断面のTiの分布を示している。表面にチタニ
ア濃度の最大値を持つ形態の複合体が得られている。8
00℃で2時間焼成したところ、3.5重量%の灰分が
見られた。
(Example 34) 5 sheets of acrylic resin were used.
It was immersed in 0 ° C. methanol for 20 minutes. About 22% by weight
An increase in weight was observed. Then, after immersing in a solution of tetrabutoxytitanium and acetylacetone (molar ratio = 1: 2) at room temperature for 4 hours, the solution was taken out of the solution, the surface was washed with methanol, and dried at room temperature for about 15 hours. Furthermore,
Heat treatment was carried out at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of acrylic resin and titanium oxide. FIG. 36 shows the distribution of Ti in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A composite having a morphology with the maximum concentration of titania on the surface has been obtained. 8
When it was calcined at 00 ° C. for 2 hours, 3.5% by weight of ash was found.

【0132】(実施例35)ポリ塩化ビニルのシートを
30℃のアセトンに30分間浸漬させた。約150重量
%の重量増加が見られた。次いで、テトラエトキシチタ
ンと酢酸(モル比=2:1)との溶液に室温で4時間浸
漬させた後、溶液から取り出しメタノールで表面を洗浄
して、室温で約15時間乾燥させた。更に、80℃で2
4時間熱処理を行いポリ塩化ビニルと酸化チタンとの複
合体を得た。図37はEPMA測定より得られた複合体
断面のTiの分布を示している。表面にチタニア濃度の
最大値を持つ形態の複合体が得られている。800℃で
2時間焼成したところ、3.5重量%の灰分が見られ
た。
(Example 35) A polyvinyl chloride sheet was immersed in acetone at 30 ° C for 30 minutes. A weight gain of about 150% by weight was observed. Then, after immersing in a solution of tetraethoxy titanium and acetic acid (molar ratio = 2: 1) for 4 hours at room temperature, the solution was taken out of the solution, the surface was washed with methanol, and dried at room temperature for about 15 hours. 2 at 80 ° C
Heat treatment was performed for 4 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and titanium oxide. FIG. 37 shows the distribution of Ti in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. A composite having a morphology with the maximum concentration of titania on the surface has been obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, 3.5% by weight of ash was found.

【0133】(実施例36)ナイロン−6のシートを4
0℃の1.2モル/lのアンモニア水とメタノール(重
量比=2:1)との混合溶液に2時間浸漬させた。約9
重量%の重量増加が見られた。次いで、100℃に加熱
したTMOSの蒸気雰囲気下で3時間保持した後、取り
出し、室温で2時間乾燥させた。更に、80℃で24時
間熱処理を行いナイロン−6とシリカとの複合体を得
た。図38はEPMA測定より得られた複合体断面のS
iの分布を示している。表面にシリカ濃度の最大値を持
つ形態の複合体が得られている。800℃で2時間焼成
したところ、0.5重量%の灰分が見られた。
(Example 36) Nylon-6 sheet 4
It was immersed in a mixed solution of 1.2 mol / l ammonia water and methanol (weight ratio = 2: 1) at 0 ° C. for 2 hours. About 9
A weight gain of wt% was seen. Next, after holding in a TMOS vapor atmosphere heated to 100 ° C. for 3 hours, it was taken out and dried at room temperature for 2 hours. Further, heat treatment was carried out at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of nylon-6 and silica. FIG. 38 shows S of the cross section of the composite obtained by EPMA measurement.
The distribution of i is shown. A composite having a morphology having a maximum silica concentration on the surface is obtained. When baked at 800 ° C. for 2 hours, 0.5% by weight of ash was found.

【0134】(実施例37)TMOS 10gとアセト
ン 10gと水 1.2gの含浸液を調製し、含浸液調製
後すぐにポリ塩化ビニルのシートを2時間(30℃)浸
漬させた。63重量%の重量増加が見られた。樹脂を取
り出し、室温で2時間乾燥させた後、80℃で24時間
熱処理を行いポリ塩化ビニルとシリカとの複合体を得
た。図39はEPMA測定より得られた複合体断面のS
iの分布を示している。800℃で2時間焼成したとこ
ろ、21重量%の灰分が見られた。
Example 37 An impregnating solution containing 10 g of TMOS, 10 g of acetone and 1.2 g of water was prepared, and immediately after the preparation of the impregnating solution, a polyvinyl chloride sheet was immersed for 2 hours (30 ° C.). A weight gain of 63% by weight was observed. The resin was taken out, dried at room temperature for 2 hours, and then heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and silica. FIG. 39 shows S of the cross section of the composite obtained by EPMA measurement.
The distribution of i is shown. When baked at 800 ° C. for 2 hours, 21% by weight of ash was found.

【0135】(実施例38)含浸液に蒸留水を4.6g
(実施例38)添加した場合について、実施例37と同
様な検討を行った。図40はEPMA測定より得られた
複合体断面のSiの分布を示している。なお、水を添加
しない場合には、シリカはほとんど均質に分布した形態
の複合体となっており、含浸液中に水を添加することに
よって得られる複合体の傾斜形態が大きく異なっている
のが判る。800℃で2時間焼成したところ、灰分は3
重量%であった。
(Example 38) 4.6 g of distilled water was added to the impregnating liquid.
(Example 38) With respect to the case of addition, the same examination as in Example 37 was conducted. FIG. 40 shows the distribution of Si in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. Incidentally, when water is not added, silica is a composite in a form in which it is almost uniformly distributed, and the sloped form of the composite obtained by adding water to the impregnating liquid is greatly different. I understand. When baked at 800 ° C for 2 hours, the ash content is 3
% By weight.

【0136】(実施例39)実施例37で使用した含浸
液を30℃で2時間攪拌させた後、ポリ塩化ビニルのシ
ートを含浸液に2時間(30℃)させた。樹脂を取り出
し、室温で2時間乾燥させた後、80℃で24時間熱処
理を行いポリ塩化ビニルとシリカとの複合体を得た。図
41はEPMA測定より得られた複合体断面のSiの分
布を示している。800℃で2時間焼成したところ、1
8重量%の灰分が見られた。TMOSを2時間反応させ
た含浸液を使用することにより、複合体の傾斜形態が変
化している。
Example 39 The impregnating solution used in Example 37 was stirred at 30 ° C. for 2 hours, and then a polyvinyl chloride sheet was allowed to stand for 2 hours (30 ° C.). The resin was taken out, dried at room temperature for 2 hours, and then heat-treated at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and silica. FIG. 41 shows the distribution of Si in the cross section of the composite obtained by the EPMA measurement. When baked at 800 ° C for 2 hours, 1
8 wt% ash was found. By using the impregnating liquid in which TMOS was reacted for 2 hours, the gradient morphology of the composite was changed.

【0137】(実施例40)ポリ塩化ビニルのシートを
TMOSとトルエン(重量比=1:1)の含浸液に30
℃で24時間浸漬させた。約50重量%の重量増加が見
られた。次いで、ポリマーを溶液より取り出し、表面の
溶液を良く拭き取って、0.2モル/lの塩酸水溶液中
に約5時間保持させた。室温で15時間乾燥させた後、
80℃で24時間熱処理を行いポリ塩化ビニルとシリカ
との複合体を得た。複合体の厚みは約600μmであっ
た。複合体中のシリカ粒子を走査型電子顕微鏡(SE
M)で観察したところ、表面付近では600−800n
mのシリカ粒子が見られ、表面より150μm程度内部
では200−400nm、中心部付近では150−20
0nmのシリカ粒子が観察された。
(Example 40) A polyvinyl chloride sheet was immersed in an impregnating solution of TMOS and toluene (weight ratio = 1: 1) in an amount of 30.
It was soaked at 24 ° C. for 24 hours. A weight gain of about 50% by weight was observed. Then, the polymer was taken out of the solution, and the surface solution was wiped off thoroughly and kept in a 0.2 mol / l hydrochloric acid aqueous solution for about 5 hours. After drying at room temperature for 15 hours,
Heat treatment was performed at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and silica. The thickness of the composite was about 600 μm. Scanning electron microscopy (SE
M), 600-800n near the surface
m silica particles are observed, and the inside of the surface is about 150 μm, 200-400 nm inside, and 150-20 near the center.
0 nm silica particles were observed.

【0138】(実施例41)ポリ塩化ビニルのシートを
TMOSとトルエン(重量比=1:1)の含浸液に30
℃で24時間浸漬させた。約50重量%の重量増加が見
られた。次いで、ポリマーを溶液より取り出し、表面の
溶液を良く拭き取って、0.6モル/lのアンモニア水
溶液中に約5時間保持させた。室温で15時間乾燥させ
た後、80℃で24時間熱処理を行いポリ塩化ビニルと
シリカとの複合体を得た。複合体の厚みは約600μm
であった。複合体中のシリカ粒子を走査型電子顕微鏡
(SEM)で観察したところ、表面付近では20−10
0nmのシリカ粒子が見られ、表面より約150μm内
部では100−200nm、中心部付近では200−3
00nmのシリカ粒子が観察された。
(Example 41) A polyvinyl chloride sheet was impregnated with TMOS and toluene (weight ratio = 1: 1) in an amount of 30.
It was soaked at 24 ° C. for 24 hours. A weight gain of about 50% by weight was observed. Then, the polymer was taken out of the solution, the surface solution was wiped off thoroughly, and the polymer was kept in an aqueous ammonia solution of 0.6 mol / l for about 5 hours. After drying at room temperature for 15 hours, heat treatment was performed at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and silica. The thickness of the composite is about 600 μm
Met. When the silica particles in the composite were observed with a scanning electron microscope (SEM), it was 20-10 near the surface.
0 nm silica particles can be seen, about 100 μm from the surface, 100-200 nm inside, 200-3 near the center.
00 nm silica particles were observed.

【0139】(実施例42)ポリ塩化ビニルのシートを
アセトンと酢酸(重量比=10:1)の溶液に30℃で
1時間浸漬させた。約130重量%の重量増加が見られ
た。次いで、TMOSとアセトン(重量比=1:1)の
含浸液に30℃で16時間浸漬させ、ポリマーを溶液よ
り取り出し、表面の溶液を良く拭き取って、0.7モル
/lのアンモニア水溶液中に約5時間保持させた。更
に、室温で15時間乾燥させた後、80℃で24時間熱
処理を行いポリ塩化ビニルとシリカとの複合体を得た。
複合体中のシリカ粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)で
観察したところ、表面から20μmまでの層では150
nm以下のシリカの微細粒子が見られ、その層の内側に
で500−1000nmの巨大粒子の層があり、中心部
付近では80−200nmのシリカ粒子の層が観察され
た。
Example 42 A polyvinyl chloride sheet was immersed in a solution of acetone and acetic acid (weight ratio = 10: 1) at 30 ° C. for 1 hour. A weight gain of about 130% by weight was observed. Then, it was immersed in an impregnating solution of TMOS and acetone (weight ratio = 1: 1) at 30 ° C. for 16 hours, the polymer was taken out of the solution, and the solution on the surface was wiped off thoroughly, and the solution was immersed in a 0.7 mol / l aqueous ammonia solution. Hold for about 5 hours. Furthermore, after drying at room temperature for 15 hours, heat treatment was performed at 80 ° C. for 24 hours to obtain a composite of polyvinyl chloride and silica.
When the silica particles in the composite were observed with a scanning electron microscope (SEM), it was 150 in the layer from the surface to 20 μm.
Fine silica particles with a size of not more than nm were observed, a layer of giant particles of 500-1000 nm was present inside the layer, and a layer of silica particles of 80-200 nm was observed near the center.

【0140】[0140]

【発明の効果】本発明は、成形材料、電気・電子部品、
機械部品、自動車部品、スポーツ用品、フィルム、繊維
等の種々の資材として有用な、耐熱特性、破壊強度等の
力学的特性、及び接着性に優れ、且つ、所望に応じて透
明性を変化させ得る、金属酸化物が連続的な成分濃度傾
斜構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の優
れた製造方法を提供することができる。
The present invention provides a molding material, electric / electronic parts,
Useful as various materials such as machine parts, automobile parts, sports equipment, films, fibers, etc., excellent in heat resistance properties, mechanical properties such as breaking strength, and adhesiveness, and transparency can be changed as desired. It is possible to provide an excellent method for producing a complex of an organic polymer in which a metal oxide has a continuous component concentration gradient structure and a metal oxide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の製造方法により製造される、金属酸
化物粒子が成分傾斜構造を有する有機高分子と金属酸化
物との複合体の種々の形態の概略を模式的に示す図であ
る。a〜hの各々が、発明の複合体の一形態を示してい
る。a〜hの各々の縦軸は金属酸化物の濃度、横軸は有
機高分子の断面の距離(厚み)を示す。
FIG. 1 is a diagram schematically showing various forms of a complex of an organic polymer in which metal oxide particles have a component gradient structure and a metal oxide, which are produced by the production method of the present invention. Each of a to h represents one form of the inventive complex. The vertical axis of each of a to h represents the concentration of the metal oxide, and the horizontal axis represents the distance (thickness) of the cross section of the organic polymer.

【図2】 実施例1で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a result of measurement of Si distribution in a cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 1 by EPMA.

【図3】 実施例3で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in a cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 3 by EPMA.

【図4】 実施例4で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of measurement of Si distribution in a cross section of a composite of nylon-6 and silica obtained in Example 4 by EPMA.

【図5】 実施例5で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 5 by EPMA.

【図6】 実施例6で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 6 by EPMA.

【図7】 実施例7で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 7 by EPMA.

【図8】 実施例8で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in a cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 8 by EPMA.

【図9】 実施例9で得られたナイロン−6とシリカと
の複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測定
結果を示す図である。
9 is a diagram showing the results of measurement of Si distribution in a cross section of a composite of nylon-6 and silica obtained in Example 9 by EPMA. FIG.

【図10】 実施例10で得られたナイロン−6とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。
10 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 10 by EPMA. FIG.

【図11】 実施例11で得られた塩化ビニルとシリカ
との複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測
定結果を示す図である。
11 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and silica obtained in Example 11 by EPMA. FIG.

【図12】 実施例12で得られた塩化ビニルとシリカ
との複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測
定結果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and silica obtained in Example 12 by EPMA.

【図13】 実施例13で得られた塩化ビニルとシリカ
との複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測
定結果を示す図である。
13 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and silica obtained in Example 13 by EPMA. FIG.

【図14】 実施例14で得られたアクリル樹脂とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a result of measurement of Si distribution in a cross section of a composite of the acrylic resin and silica obtained in Example 14 by EPMA.

【図15】 実施例15で得られたアクリル樹脂とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the acrylic resin and silica obtained in Example 15 by EPMA.

【図16】 実施例16で得られたアクリル樹脂とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。表面付近の拡大図も共に示
す。
16 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the acrylic resin and silica obtained in Example 16 by EPMA. FIG. An enlarged view near the surface is also shown.

【図17】 実施例17で得られたナイロン−66とシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in the cross section of the composite of nylon-66 and silica obtained in Example 17 by EPMA.

【図18】 実施例18で得られたポリプロピレンとシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polypropylene and silica obtained in Example 18 by EPMA.

【図19】 実施例19で得られたポリアセタールとシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the polyacetal and silica obtained in Example 19 by EPMA.

【図20】 実施例20で得られたポリビニリデンフロ
ライドとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断面
のSi分布の測定結果を示す図である。
20 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in the cross section of the composite of polyvinylidene fluoride and silica obtained in Example 20 by EPMA. FIG.

【図21】 実施例21で得られたポリブチレンテレフ
タレートとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断
面のSi分布の測定結果を示す図である。表面付近の拡
大図も共に示す。
21 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the polybutylene terephthalate and silica obtained in Example 21 by EPMA. FIG. An enlarged view near the surface is also shown.

【図22】 実施例22で得られたポリブチレンテレフ
タレートとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断
面のSi分布の測定結果を示す図である。
22 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in the cross section of the composite of polybutylene terephthalate and silica obtained in Example 22 by EPMA. FIG.

【図23】 実施例23で得られたポリエチレンテレフ
タレートとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断
面のSi分布の測定結果を示す図である。
23 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyethylene terephthalate and silica obtained in Example 23 by EPMA. FIG.

【図24】 実施例24で得られたポリエチレンテレフ
タレートとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断
面のSi分布の測定結果を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyethylene terephthalate and silica obtained in Example 24 by EPMA.

【図25】 実施例25で得られたポリエチレンテレフ
タレートとシリカとの複合体のEPMAによる複合体断
面のSi分布の測定結果を示す図である。
25 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyethylene terephthalate and silica obtained in Example 25 by EPMA. FIG.

【図26】 実施例26で得られたポリエステル系熱可
塑性エラストマーと酸化錫との複合体のEPMAによる
複合体断面のSi分布の測定結果を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the thermoplastic polyester elastomer and tin oxide obtained in Example 26 by EPMA.

【図27】 実施例27で得られたポリエステル系熱可
塑性エラストマーとシリカとの複合体のEPMAによる
複合体断面のSi分布の測定結果を示す図である。
FIG. 27 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the thermoplastic polyester elastomer obtained in Example 27 and silica by EPMA.

【図28】 実施例28で得られたナイロン−6とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。
28 is a diagram showing the measurement results of Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 28 by EPMA. FIG.

【図29】 実施例29で得られた塩化ビニルとシリカ
との複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測
定結果を示す図である。
FIG. 29 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and silica obtained in Example 29 by EPMA.

【図30】 実施例30で得られた塩化ビニルとシリカ
との複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の測
定結果を示す図である。
30 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and silica obtained in Example 30 by EPMA. FIG.

【図31】 実施例31で得られた塩化ビニルとアルミ
ナとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。
31 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of vinyl chloride and alumina obtained in Example 31 by EPMA. FIG.

【図32】 実施例32で得られたカルボン酸変性ポリ
プロピレンとシリカとの複合体のEPMAによる複合体
断面のSi分布の測定結果を示す図である。
FIG. 32 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of the carboxylic acid-modified polypropylene obtained in Example 32 and silica by EPMA.

【図33】 実施例33で得られたスチレン系共重合体
とシリカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi
分布の測定結果を示す図である。
FIG. 33 Si of the cross section of the composite of the styrene-based copolymer and silica obtained in Example 33, taken by EPMA.
It is a figure which shows the measurement result of distribution.

【図34】 比較例4で得られたナイロン−6にシリカ
をコーテイングした試料のEPMAによる複合体断面の
Si分布の測定結果を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a result of measurement of Si distribution in a cross section of a composite by EPMA of a sample obtained by coating silica on nylon-6 obtained in Comparative Example 4.

【図35】 比較例5で得られたアクリル樹脂にシリカ
をコーテイングした試料のEPMAによる複合体断面の
Si分布の測定結果を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite by EPMA, of the sample obtained by coating silica on the acrylic resin obtained in Comparative Example 5.

【図36】 実施例34で得られたアクリル樹脂とチタ
ニアとの複合体のEPMAによる複合体断面のTi分布
の測定結果を示す図である。
36 is a diagram showing the results of measurement of the Ti distribution in the cross section of the composite of the acrylic resin and titania obtained in Example 34 by EPMA. FIG.

【図37】 実施例35で得られたポリ塩化ビニルとチ
タニアとの複合体のEPMAによる複合体断面のTi分
布の測定結果を示す図である。
37 is a diagram showing the results of measurement of the Ti distribution in the cross section of the composite of polyvinyl chloride and titania obtained in Example 35 by EPMA. FIG.

【図38】 実施例36で得られたナイロン−6とシリ
カとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布の
測定結果を示す図である。表面付近の拡大図も共に示
す。
38 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of nylon-6 and silica obtained in Example 36 by EPMA. FIG. An enlarged view near the surface is also shown.

【図39】 実施例37で得られたポリ塩化ビニルとシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyvinyl chloride and silica obtained in Example 37 by EPMA.

【図40】 実施例38で得られたポリ塩化ビニルとシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing the result of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyvinyl chloride and silica obtained in Example 38 by EPMA.

【図41】 実施例39で得られたポリ塩化ビニルとシ
リカとの複合体のEPMAによる複合体断面のSi分布
の測定結果を示す図である。
41 is a diagram showing the results of measurement of the Si distribution in the cross section of the composite of polyvinyl chloride and silica obtained in Example 39 by EPMA. FIG.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属アルコキシドを有機高分子固体内部
に、濃度傾斜を持つように含浸させた後、該金属アルコ
キシドを重縮合反応させ、金属酸化物として固定化する
ことを特徴とする、成分濃度傾斜構造を有する有機高分
子と金属酸化物との複合体の製造方法。
1. A component concentration, characterized in that a metal alkoxide is impregnated into an organic polymer solid so as to have a concentration gradient, and then the metal alkoxide is subjected to a polycondensation reaction to be immobilized as a metal oxide. A method for producing a composite of an organic polymer having a graded structure and a metal oxide.
【請求項2】 固形の有機高分子を金属アルコキシドま
たは金属アルコキシドを含む溶液に浸漬し、金属アルコ
キシドが有機高分子中に均一に含浸する前に、浸漬操作
を終了することにより、有機高分子内部に金属アルコキ
シドの濃度傾斜構造を形成させることを特徴とする請求
項1記載の成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体の製造方法。
2. A solid organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide, and the immersion operation is completed before the metal alkoxide is uniformly impregnated in the organic polymer, whereby the organic polymer internal The method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide according to claim 1, wherein a concentration gradient structure of the metal alkoxide is formed in the.
【請求項3】 固形の有機高分子を金属アルコキシドと
水を含む溶液に浸漬し、金属アルコキシドの固体有機高
分子内への含浸操作を行うことによって、有機高分子内
部に金属アルコキシドの濃度傾斜構造を形成させること
を特徴とする請求項1記載の成分濃度傾斜構造を有する
有機高分子と金属酸化物との複合体の製造方法。
3. A solid organic polymer is immersed in a solution containing a metal alkoxide and water, and a solid organic polymer is impregnated with the metal alkoxide, whereby a concentration gradient structure of the metal alkoxide is formed inside the organic polymer. 2. The method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide according to claim 1, wherein
【請求項4】 固形の有機高分子を金属アルコキシドま
たは金属アルコキシドを含む溶液に浸漬し、固形の有機
高分子中に金属アルコキシドを含浸させた後、該有機高
分子から金属アルコキシドの一部を除去することによ
り、有機高分子内部に金属アルコキシドの濃度傾斜構造
を形成させ、次いで、該金属アルコキシドを重縮合反応
させることを特徴とする成分濃度傾斜構造を有する有機
高分子と金属酸化物との複合体の製造方法。
4. A solid organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing a metal alkoxide to impregnate the solid organic polymer with the metal alkoxide, and then part of the metal alkoxide is removed from the organic polymer. To form a metal alkoxide concentration gradient structure inside the organic polymer, and then subject the metal alkoxide to a polycondensation reaction, which is a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide. Body manufacturing method.
【請求項5】 固形の有機高分子に金属アルコキシドを
均一に含浸させ、次いで、該有機高分子に水及び/又は
酸性触媒もしくは塩基性触媒を濃度傾斜を持つように含
浸させ、金属アルコキシドの重縮合反応を行うことを特
徴とする、成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体の製造方法。
5. A solid organic polymer is uniformly impregnated with a metal alkoxide, and then the organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst so as to have a concentration gradient. A method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide, which comprises performing a condensation reaction.
【請求項6】 膨潤液で予め膨潤させた固形の有機高分
子を用いることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一
つに記載の成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金属
酸化物との複合体の製造方法。
6. A solid organic polymer swollen with a swelling liquid in advance is used, and the organic polymer having a gradient structure of component concentration and the metal oxide according to any one of claims 2 to 5. And a method for producing a complex with.
【請求項7】 金属アルコキシドを含浸させた固形の有
機高分子を、水及び/又は酸性触媒もしくは塩基性触媒
を含む水溶液中に浸漬し、水及び/又は酸性触媒もしく
は塩基性触媒を該有機高分子に含浸させて、該有機高分
子中の金属アルコキシドを重縮合反応させ、金属酸化物
として固定化させることを特徴とする請求項1〜6記載
の製造方法。
7. A solid organic polymer impregnated with a metal alkoxide is immersed in an aqueous solution containing water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst, and water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst is added to the organic polymer. 7. The method according to claim 1, wherein the metal alkoxide in the organic polymer is subjected to a polycondensation reaction to immobilize the metal alkoxide to immobilize it as a metal oxide.
【請求項8】 金属アルコキシドを含浸させた固形の有
機高分子を、酸性触媒もしくは塩基性触媒を含む水蒸気
雰囲気中に保持することにより、有機高分子内部の金属
アルコキシドを反応させ、金属酸化物として固定化させ
ることを特徴とする請求項1〜5記載の製造方法。
8. A solid organic polymer impregnated with a metal alkoxide is held in a steam atmosphere containing an acidic catalyst or a basic catalyst to react the metal alkoxide inside the organic polymer to obtain a metal oxide. The method according to claim 1, wherein the method is fixed.
【請求項9】 固形の有機高分子を、有機高分子を膨潤
せしめる有機溶剤と、水及び/又は酸性触媒もしくは塩
基性触媒の溶液とから成る混和溶媒に浸漬し、該有機高
分子を膨潤させると共に、水及び/又は酸性触媒もしく
は塩基性触媒を有機高分子に含浸させ、次いで、該有機
高分子を金属アルコキシドまたは金属アルコキシドを含
む溶液に浸漬し、金属アルコキシドの重縮合反応を行う
ことを特徴とする、成分濃度傾斜構造を有する有機高分
子と金属酸化物との複合体の製造方法。
9. A solid organic polymer is immersed in a mixed solvent consisting of an organic solvent for swelling the organic polymer and water and / or a solution of an acidic catalyst or a basic catalyst to swell the organic polymer. In addition, the organic polymer is impregnated with water and / or an acidic catalyst or a basic catalyst, and then the organic polymer is immersed in a metal alkoxide or a solution containing the metal alkoxide to carry out a polycondensation reaction of the metal alkoxide. And a method for producing a composite of an organic polymer having a gradient structure of component and a metal oxide.
【請求項10】 有機高分子として、ポリアミド、ポリ
オレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリル
樹脂、ポリスチレン共重合体、熱可塑性エラストマー、
ポリアセタール、フッ素系樹脂から選ばれる少なくとも
1種を用いることを特徴とする、請求項1〜9のいずれ
か一つに記載の成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と
金属酸化物との複合体の製造方法。
10. As the organic polymer, polyamide, polyolefin, polyester, polyvinyl chloride, acrylic resin, polystyrene copolymer, thermoplastic elastomer,
At least one selected from polyacetals and fluororesins is used, and the composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide according to any one of claims 1 to 9 is used. Production method.
【請求項11】 得られる有機高分子と金属酸化物との
複合体が、該複合体中に分布する金属酸化物の局所濃度
の最大値と最小値の比が1.5以上であることを特徴と
する、請求項1〜9のいずれか一つに記載の成分濃度傾
斜構造を有する有機高分子と金属酸化物との複合体の製
造方法。
11. The ratio of the maximum value and the minimum value of the local concentration of the metal oxide distributed in the composite of the obtained organic polymer and the metal oxide is 1.5 or more. The method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure according to any one of claims 1 to 9 and a metal oxide, which is characterized in that.
【請求項12】 得られる有機高分子と金属酸化物との
複合体が、該複合体の厚み方向において金属酸化物の成
分濃度傾斜構造を有することを特徴とする請求項11記
載の有機高分子と金属酸化物との複合体の製造方法。
12. The organic polymer according to claim 11, wherein the obtained composite of the organic polymer and the metal oxide has a gradient structure of the component concentration of the metal oxide in the thickness direction of the composite. And a method for producing a complex of a metal oxide.
【請求項13】 金属アルコキシドを含浸させた固形の
有機高分子に、酸性触媒もしくは塩基性触媒を濃度傾斜
を持つように含浸させ、金属アルコキシドの重縮合反応
を行うことにより、有機高分子中に分散する金属酸化物
の粒子径の大きさが連続的に変化した形態を有すること
を特徴とする成分濃度傾斜構造を有する有機高分子と金
属酸化物との複合体の製造方法。
13. A solid organic polymer impregnated with a metal alkoxide is impregnated with an acidic catalyst or a basic catalyst so as to have a concentration gradient, and a polycondensation reaction of the metal alkoxide is carried out to form an organic polymer in the organic polymer. 1. A method for producing a composite of an organic polymer having a component concentration gradient structure and a metal oxide, wherein the dispersed metal oxide has a shape in which the particle size is continuously changed.
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