JPH11106670A - 樹脂複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共重合により容易に官能基の導入が可能で，
共重合比により，物性を任意にコントロール可能である
樹脂複合材を提供すること。 【解決手段】 共重合体１と，有機化クレイ３とからな
る。共重合体は，例えば，ポリマーを変性させることに
より官能基を導入したものである。有機化クレイは，例
えば，クレイを有機オニウムイオンにより有機化したも
のである。樹脂複合材は，例えば，共重合体に有機化ク
レイを添加混合し，加熱溶融するとともに，せん断力を
与えることにより得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，弾性率等の物性を改良するため
の樹脂複合材に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より，有機高分子材料の機械的特性を
改良するために，クレイの添加，混合が検討されてい
る。例えば，ナイロン，ビニル系高分子，エポキシなど
の熱硬化性高分子，又はゴムに，クレイを分散させる方
法がある（特開昭６２−７４９５７号公報，特開平１−
１９８６４５号公報，Ｅ．Ｐ．Ｇｉａｎｎｅｌｉｓら，
Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．５，１６９４−１６９６（１９
９３）等）。これらは，クレイを有機オニウムイオンで
有機化し粘土層間でモノマーの重合を開始させる方法，
クレイを成長種に組み込む方法，或いはクレイを重合物
と混練してポリマーを層間に入れる方法である。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の粘
土複合材料においては，クレイは，非極性ポリマーとな
じみが悪い。そのため，クレイの層間に非極性ポリマー
を入れて，層間を拡張させるのは，容易ではない。その
ため，非極性ポリマーにクレイを均一に分散させること
は困難であった。また，ポリスチレン等のようにクレイ
層間にインターカレートする場合でも，１層程度しかイ
ンターカレートすることはできず層間膨潤にも限界があ
った。

【０００４】かかる問題に対処すべく，我々は，図５に
示すごとく，クレイ７を有機オニウムイオン６により有
機化して有機化クレイ３となし，これを，極性基９１０
を有するゲスト分子９１の中に分散させることを提案し
た（特開平８−３３３１１４号公報）。

【０００５】本発明は，共重合により容易に官能基の導
入が可能で，共重合比により，物性を任意にコントロー
ル可能である樹脂複合材を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は，請求項１に記載のよう
に，官能基を有する共重合体と，有機化クレイとからな
ることを特徴とする樹脂複合材である。

【０００７】本発明において，官能基を有する共重合体
とは，官能基を有するモノマーと，該モノマーと共重合
可能なモノマーとの共重合体をいう。有機化クレイと
は，有機オニウムイオンがクレイ（粘土鉱物）の表面に
イオン結合することにより，有機化されたクレイをい
う。

【０００８】本発明の樹脂複合材は，優れた機械的強度
を有する。特に，弾性率，強度等の機械的物性が高い。
また，ガスバリア性が高い。かかる優れた特性は，以下
の理由により得られると推定される。即ち，図１に示す
ごとく，共重合体１は，官能基１０を有している。その
ため，官能基１０と，極性の高い有機化クレイ３との相
互作用により，共重合体１が層構造を有する有機化クレ
イ３の層間に介入（インターカレート）して，有機化ク
レイ３が共重合体１の中に分子レベルで分散する。その
ため，共重合体は有機化クレイにより分子運動が妨げら
れ，機械的強度に優れた樹脂複合材を得ることができ
る。また樹脂複合材は，共重合体からなるマトリックス
の中に有機化クレイが微分散しているため，ガスバリア
性が高い。

【０００９】次に，本発明の詳細について説明する。図
２に示すごとく，官能基１０を有する共重合体１は，官
能基１０を有する官能基モノマー１１と，官能基モノマ
ー１１と共重合可能なモノマー１２との共重合体をい
う。

【００１０】共重合体の形態は，官能基モノマーの共重
合体中での分布の形態は特に制限はない。図２に示すご
とく，官能基モノマーと共重合可能なモノマーが交互に
結合した交互共重合体（図２（ｃ））であっても，官能
基モノマー１１が共重合体１中に不規則（ランダム）に
分布しているランダム共重合体（図２（ａ））であって
もよく，また図２（ｂ）のように官能基モノマー１１が
複数連なって分布していてもよい。一般に，共重合体中
での官能基モノマーの量が多くなると必然的にブロック
性が高まる。また，共重合体は，重合可能な基を２つ以
上有するモノマーの存在により，分岐構造を有していて
もよい。

【００１１】官能基は，クレイ層間にインターカレート
することができる官能基であれば良い。クレイ層間にイ
ンターカレートできるかを判断するには，官能基モノマ
ーと有機化クレイとを混合し，Ｘ線回折により有機化ク
レイの層間距離を測定すれば良い。インターカレートし
た場合には，有機化クレイの層間距離が広がる。例え
ば，インターカレート可能な官能基としては，酸無水物
基，カルボン酸基，水酸基，チオール基，エポキシ基，
ハロゲン基，エステル基，アミド基，ウレア基，ウレタ
ン基，エーテル基，チオエーテル基，スルホン酸基，ホ
スホン酸基，ニトロ基，アミノ基，ウレア基，エーテル
基，チオエーテル基，スルホン酸基，ホスホン酸基，ニ
トロ基，アミノ基，オキサゾリン基，イミド基等の官能
基，又はベンゼン環，ピリジン環，ピロール環，フラン
環，チオフェン環等の芳香環があげられるが，これらに
限定されるものではない。

【００１２】官能基モノマーは，上記官能基を有する重
合可能なモノマーであれば特に制限はない。官能基は，
モノマー中に１つ又は２以上存在する。２以上存在する
場合には，その官能基が同一のものであってもよいし，
異なっていてもよい。例えば，かかる官能基を有するモ
ノマーには，メチル（メタ）アクリレート，エチル（メ
タ）アクリレート，プロピル（メタ）アクリレート等の
アクリルモノマー，アクリル（メタ）アミド，メチル
（メタ）アミド，エチル（メタ）アミド等のアクリルア
ミド，（メタ）アクリル酸，無水マレイン酸，マレイン
イミド等のように不飽和炭素を有する化合物，スチレ
ン，ビニルピリジン，ビニルチオフェン等のようにベン
ゼン環，ピリジン環，チオフェン環等の芳香環を有する
モノマー等があげられる。また，官能基モノマーは，一
分子中に重合可能な基（例えば，ビニル基）を２つ以上
有するモノマーであってもよい。

【００１３】官能基モノマーの含有量は，共重合体の中
に，０．０１〜５０ｍｏｌ％であることが好ましい。こ
れにより，共重合体の中に有機化クレイが微分散するこ
とができる。０．０１ｍｏｌ％未満の場合には，有機化
クレイが微分散しない場合がある。また，５０ｍｏｌ％
を超える場合には，有機化クレイが微分散しないおそれ
がある。

【００１４】更に好ましくは，官能基モノマーの含有量
は，共重合体の中に，０．０５〜５０ｍｏｌ％であり，
特に好ましくは０．０５〜４０ｍｏｌ％であり，特に好
ましくは０．０５〜３０ｍｏｌ％ある。これにより，有
機化クレイが更に微細に分散することができる。

【００１５】官能基と共重合可能なモノマーは，例え
ば，エチレン，プロピレン，ブテン，ペンテン等の二重
結合を有する炭化水素化合物，アセチレン，プロピレン
等の三重結合を有する炭化水素化合物，又はブタジエ
ン，イソプレン等の２つ以上の共役した不飽和結合を有
する炭化水素化合物であり，これらの炭素鎖中には分岐
構造又は環状構造を有していてもよい。

【００１６】また，上記モノマーは，官能基モノマーと
の組合せにより，メチル（メタ）アクリレート，エチル
（メタ）アクリレート，プロピル（メタ）アクリレート
等のアクリルモノマー，アクリル（メタ）アミド，メチ
ル（メタ）アミド，エチル（メタ）アミド等のアクリル
アミドでもよいし，スチレン，メチルスチレン等のよう
な芳香環を有するモノマーでも良い。この場合，メチル
スチレン等のような芳香環が置換基を含んでいてもよ
い。また，一分子中に重合可能な基を２つ以上有するモ
ノマーであってもよい。

【００１７】モノマーの組合せ方として，よりクレイ層
との相互作用の大きいモノマーが官能基モノマーとして
定義される。例えば，エチレン−スチレン共重体の場合
は，クレイ層との相互作用の大きいスチレンが官能基モ
ノマーとなる。スチレン−ビニルオキサゾリン共重体の
場合は，より相互作用の大きいビニルオキサゾリンが官
能基モノマーとなる。

【００１８】共重合体の作製方法は既存の方法が利用で
き，特に限定はしない。例えば，ビニル系モノマーを用
いる場合には，ラジカル重合，アニオン重合，カチオン
重合，配位重合等により，所望の共重合体が得られる。
ラジカル重合を用いる場合には，塊重合，乳化重合，懸
蜀重合，高圧重合等の方法がある。配位重合では，例え
ば，ＷＯ９６／２３０１０に示されるような方法で官能
基モノマーと非極性モノマーとの共重合体が得られる。

【００１９】共重合体の分子量は，数平均分子量で５，
０００〜１０，０００，０００であることが好ましい。
これにより，複合樹脂材の加工がしやすくなり，機械的
物性が向上する。一方，５，０００未満の場合には，樹
脂複合材の機械的物性が低下するおそれがある。また，
１０，０００，０００を超える場合には，樹脂複合材の
加工性に問題が生じるおそれがある。

【００２０】更に好ましくは，共重合体の分子量は，数
平均分子量で１０，０００〜１，０００，０００であ
り，特に好ましくは１００，０００〜１，０００，００
０である。これにより，樹脂複合材の加工性及び機械的
物性が更に向上する。しかし，成形後又は成形と同時に
架橋剤，電子線等による架橋により分子量増加をするこ
とにより，成形性と機械的物性とを両立することも可能
である。

【００２１】図３に示すごとく，有機化クレイ３とは，
有機オニウムイオン６がクレイ７の表面にイオン結合す
ることにより，有機化したクレイをいう。クレイは，炭
素数６以上の有機オニウムイオンとイオン結合して有機
化されていることが好ましい。炭素数が６未満の場合に
は，有機オニウムイオンの親水性が高まり，共重合体と
の相溶性が低下するおそれがあるからである。上記有機
オニウムイオンとしては，例えば，ヘキシルアンモニウ
ムイオン，オクチルアンモニウムイオン，２−エチルヘ
キシルアンモニウムイオン，ドデシルアンモニウムイオ
ン，ラウリルアンモニウムイオン，オクタデシルアンモ
ニウムイオン，ステアリルアンモニウムイオン，ジオク
チルジメチルアンモニウムイオン，トリオクチルアンモ
ニウムイオン，ジステアリルジメチルアンモニウムイオ
ン，又はラウリン酸アンモニウムイオンを用いることが
できる。

【００２２】クレイとしては，共重合体との接触面積が
大きいものを用いることが好ましい。これにより，クレ
イの層間を大きく膨潤させることができる。具体的に
は，クレイの陽イオンの交換容量は，５０〜２００ミリ
等量／１００ｇであることが好ましい。５０ミリ等量／
１００ｇ未満の場合には，オニウムイオンの交換が十分
に行われず，クレイの層間を膨潤させることが困難な場
合がある。一方，２００ミリ等量／１００ｇを越える場
合には，クレイの層間の結合力が強固となり，クレイの
層間を膨潤させることが困難な場合がある。

【００２３】上記クレイとしては，例えば，モンモリロ
ナイト，サポナイト，ヘクトライト，バイデライト，ス
ティブンサイト，ノントロナイトなどのスメクタイト系
クレイ，バーミキュライト，ハロイサイト，又はマイカ
がある。天然のものでも，合成されたものでもよい。

【００２４】有機オニウムイオンは，クレイのイオン交
換容量の０．３〜３当量用いることが好ましい。０．３
当量未満ではクレイ層間を膨潤させることが困難となる
場合があり，３当量を越える場合は共重合体の劣化の原
因となり，樹脂複合材の着色原因となるおそれがある。
更に好ましくは，有機オニウムイオンは，クレイのイオ
ン交換容量の０．５〜２当量用いる。これにより，クレ
イ層間を更に膨潤させることができ，また樹脂複合材の
劣化，変色をより一層防止できる。

【００２５】有機化クレイの添加量は，共重合体１００
重量部に対して，０．０１〜２００重量部であることが
好ましい。これにより，樹脂複合材の機械的強度が向上
する。一方，０．０１重量部未満の場合には，有機化ク
レイの添加による機械的強度の向上が認められないおそ
れがある。また，２００重量部を超える場合には，樹脂
複合材の粘性が高くなりすぎ成形性が低下するおそれが
ある。

【００２６】更に，０．１〜１００重量部であることが
好ましい。これにより，機械的物性と成形性のバランス
のとれた樹脂複合材が得られる。特に，０．１〜３０重
量部であることが好ましい。

【００２７】有機化クレイは，共重合体の中で１μｍ以
下の大きさで分散していることが好ましい。これによ
り，樹脂複合材の機械的物性が向上する。また，共重合
体がクレイ層間に介入（インターカレート）しているこ
とが好ましい。これにより，クレイ表面とポリマーとの
界面が大きくなり，クレイが共重合体を補強する効果が
増加する。上記インターカレートとは，有機化クレイが
共重合体との複合化により有機化クレイの層間距離が，
複合化前の有機化クレイの層間距離よりも広くなってい
る状態をいう。この状態は，例えば，Ｘ線回折により観
察できる。

【００２８】共重合体による複合化の後には，複合化の
前よりも，有機化クレイの層間距離が１０Å以上拡大し
ていることが好ましい。更に好ましくは，当該層間距離
が３０Å以上拡大している。特に好ましくは１００Å以
上拡大している。これにより，有機化クレイにより高速
される共重合体の割合が増え，有機化クレイの補強効果
が増大する。

【００２９】また，有機化クレイの層構造が消失し，単
層で分子分散していることが特に好ましい。これによ
り，有機化クレイにより拘束される共重合体の割合が一
層大きくなり，有機化クレイの補強効果が増加する。た
だし，この場合でも，樹脂複合材の物性低下を来さない
範囲において，数層程度の積層状態のものが存在してい
ても構わない。

【００３０】次に，上記樹脂複合材の製造方法として
は，例えば，共重合体と有機化クレイとを混合する方法
がある。この混合は，例えば有機溶媒又はオイル等の溶
媒の中で行い，その後溶媒を除去することにより行う。
これにより，有機化クレイの分散性が向上する。また，
上記の混合は，共重合体と有機化クレイとを共重合体の
軟化点，融点以上に加熱することにより行う。好ましく
は，この際にせん断力を与えることが好ましい。これに
より，有機化クレイを共重合体の中に均一に分散させる
ことができる。特に，押出機を用いてせん断力を与えな
がら，溶融混練することが好ましい。

【００３１】この製造方法を行うことにより，共重合体
からなるマトリックスの中に有機化クレイが微分散す
る。また，優れた機械的強度，特に弾性率等の機械的物
性を有する樹脂複合材を得ることができる。

【００３２】その理由は，以下のように考えられる。即
ち，官能基を有する共重合体は，層構造を有する有機化
クレイの添加混合により，有機化クレイの層間に入り込
む。共重合体の官能基は，クレイ表面と親和性が高いた
め，共重合体は，有機化クレイの層間に安定して留ま
る。これにより，共重合体が有機化クレイの層間に介入
してなる層間化合物が得られる。また，溶融混練の際に
加わるせん断力により，有機化クレイが分子レベルで分
散する。これにより，有機化クレイが共重合体の中で均
一に分散した樹脂複合材が得られる。

【００３３】特に，共重合体中での官能基の分布を容易
に制御できる共重合体においては，官能基を特定の位置
に配置できることから，クレイ表面と官能基との相互作
用を十分に得ることができ，低いせん断力で容易にクレ
イを分散させることができる。

【００３４】本発明の樹脂複合材の用途としては，例え
ば，射出成形品，押出成形品，フィルム材料がある。

【００３５】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本発明の実施形態例に係る樹脂複合材について図１〜図
４を用いて説明する。本例の樹脂複合材５は，図１に示
すごとく，官能基１０を有する共重合体１の中に，有機
化クレイ３が分散してなる。

【００３６】図２に示すごとく，共重合体１は，官能基
１０を有する官能基モノマー１１と，官能基モノマー１
１と共重合可能なモノマー１２との共重合体であり，官
能基モノマー１１とモノマー１２とは規則的又は不規則
的に分布している。図３に示すごとく，有機化クレイ３
は，親水性表面を有する層状のクレイ７に有機オニウム
イオン６がイオン結合したものである。樹脂複合材は，
図４に示すごとく，官能基１０を有する共重合体１に，
有機化クレイ３を添加混合し，加熱溶融するとともに，
せん断力を与えて共重合体１と有機化クレイ３とを複合
化することにより得られる。

【００３７】以下，樹脂複合材の製造方法を詳細に説明
する。 有機化クレイの調製 まず，クレイとして，Ｎａ−モンモリロナイト（クニミ
ネ工業製クニピアＦ）を準備した。Ｎａ−モンモリロナ
イト８０ｇを，８０℃の水５０００ｍｌに分散させた。
有機化剤としてのステアリルアミン２８．５ｇ，及び濃
塩酸１１ｍｌを，８０℃の水２０００ｍｌに溶解し，こ
の溶液を上記のモンモリロナイト分散液中に加えた。得
られた沈殿物をろ過し，８０℃の水で３回洗浄し，凍結
乾燥した。これにより，有機化クレイとしてのステアリ
ルアンモニウムで有機化されたモンモリロナイトを得
た。以下，これを，Ｃ１８−Ｍｔと略す。灼残法より求
めたＣ１８−Ｍｔ中のクレイ無機量は６８重量％であっ
た。Ｘ線回折法により求めたＣ１８−Ｍｔの層間距離
は，２２Åであった。

【００３８】樹脂複合材の作製 共重合体として，エチレン−メチルメタクリレート共重
合体（住友化学製アクリフト３０６−１）を準備した。
以下，これをアクリフトと略す。アクリフトの中には，
メチルメタクリレートが，２ｍｏｌ％含まれている。次
に，アクリフト１５００ｇとＣ１８−Ｍｔ１２０ｇとを
二軸押出機を用い１５０℃で溶融混練した。これによ
り，樹脂複合材を得た。灼残法より求めた樹脂複合材中
のクレイ無機量は５．０重量％であった。

【００３９】（クレイの分散状態）本例の樹脂複合材を
射出成形し，これを観察試料片に切り出した。目視，光
学顕微鏡，透過型電子顕微鏡によりクレイの分散状態を
調べた。有機化クレイは，ナノメーターオーダーで分散
していた。

【００４０】（引張弾性）本例の樹脂複合材を射出成形
して試料片を得た。これを２５℃で引張弾性を行い，引
張弾性率を求めた。測定時のヘッドスピードは，１０ｍ
ｍ／分とした。測定の結果，本例の樹脂複合材の引張弾
性率は，アクリフトの１．７倍に向上した。

【００４１】（動的粘弾性）本例の樹脂複合材を射出成
形して試験片を得た。試験片について動的粘弾性を行
い，貯蔵弾性率を求めた。測定周波数は１０Ｈｚであ
り，測定温度は３０℃とした。測定の結果，本例の樹脂
複合材の貯蔵弾性率は，アクリフトに比べて１．９倍に
向上した。

【００４２】（ガスバリア性）本例の樹脂複合材を熱プ
レスにより０．５ｍｍ厚のシートに成形し，窒素ガスを
用いてガス透過係数を求めた。測定の結果，本例の樹脂
複合材のガス透過係数は，アクリフトに比べて０．５４
倍に減少し，ガスバリア性が向上した。

【００４３】実施形態例２ 本例の樹脂複合材は，共重合体としてエチレン−メタク
リル酸共重合体を用いている。本例の樹脂複合材を製造
するに当たっては，エチレン−メタクリル酸共重合体
（三井−ジュポンケミカル製ニュークレルＮ０２００
Ｈ）を準備した。以下，これを，ニュークレルと略す。
ニュークレルの中には，メタクリル酸が０．８ｍｏｌ％
含まれている。次に，上記ニュークレル１５００ｇと，
Ｃ１８−Ｍｔ１２０ｇとを二軸押出機を用い，１５０℃
で溶融混練した。これにより，本例の樹脂複合材を得
た。灼残法により求めた樹脂複合材の中のクレイ無機量
は，５．０重量％であった。

【００４４】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイは，ナノメーターオーダーで分散していた。

【００４５】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，ニュークレルの１．７倍に向上した。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，ニュ
ークレルに比べて２．０倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
ニュークレルに比べて０．５２倍に減少し，ガスバリア
性が向上した。

【００４６】実施形態例３ 本例の樹脂複合材は，共重合体として，スチレン−ビニ
ルオキサゾリン共重合体を用い，有機化クレイとして，
トリメチルステアリルアミンにより有機化されたモンモ
リロナイトを用いている。本例の樹脂複合材を製造する
に当たっては，まず，有機化剤としてトリメチルステア
リルアミンを用いて，上記Ｃ１８−Ｍｔと同様の方法に
より，モンモリロナイトを有機化した。以下，これをＣ
１８ＴＭ−Ｍｔと略す。灼残法より求めたＣ１８ＴＭ−
Ｍｔ中のクレイ無機量は６６重量％であった。Ｘ線回折
法により求めたＣ１８ＴＭ−Ｍｔの層間距離は，２２Å
であった。

【００４７】次に，スチレン−ビニルオキサゾリン共重
合体（日本触媒製エポクロスＲＰＳ−１００５）を準備
した。以下，このエチレン−メタクリル酸共重合体をエ
ポクロスと略す。エポクロスの中には，オキサゾリンが
５ｍｏｌ％含まれている。次に，上記エポクロス１５０
０ｇと，Ｃ１８ＴＭ−Ｍｔ１２０ｇとを二軸押出機を用
い，１５０℃で溶融混練した。これにより，本例の樹脂
複合材を得た。灼残法により求めた樹脂複合材の中のク
レイ無機量は，５．０重量％であった。

【００４８】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイは，ナノメーターオーダーで分散していた。

【００４９】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，エポクロスの１．５倍に向上した。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，エポ
クロスに比べて１．５５倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
エポクロスに比べて０．６０倍に減少し，ガスバリア性
が向上した。

【００５０】実施形態例４ 本例の樹脂複合材は，共重合体として，スチレン−メタ
アクリル酸共重合体を用いている。まず，スチレン１０
０ｇとメタアルクル酸０．０３３ｇとＢＰＯ（ベシゾイ
ルパーオキサイド）０．５ｇとを，ベンゼン（溶媒）に
溶解し，８０℃で３時間加熱した。溶媒のベンゼンを除
去し，スチレン−メタアクリル酸共重合体を得た。以
下，これをＳＭＣＰａと略す。ＳＭＣＰａの中には，官
能基モノマーとしてのメタクリル酸が０．０５ｍｏｌ％
含まれている。

【００５１】次に，ＳＭＣＰａ１５００ｇとＣ１８−Ｍ
ｔ１２０ｇとを二軸押出機を用い，１５０℃で溶融混練
した。灼残法により求めた樹脂複合材の中のクレイ無機
量は，５．０重量％であった。

【００５２】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイは，ナノメーターオーダーで分散していた。

【００５３】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，ＳＭＣＰａの１．６倍に向上した。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，ＳＭ
ＣＰａに比べて１．６倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
ＳＭＣＰａに比べて０．５８倍に減少し，ガスバリア性
が向上した。

【００５４】実施形態例５ 本例の樹脂複合材は，官能基モノマーであるメタアクリ
ル酸の含有量が０．５ｍｏｌ％のスチレン−メタアクリ
ル酸共重合体を用いている。まず，スチレン１００ｇと
メタクリル酸０．３３ｇとＢＰＯ（ベシゾイルパーオキ
サイド）０．５ｇとを，ベンゼン（溶媒）に溶解し，８
０℃で３時間加熱した。溶媒のベンゼンを除去し，スチ
レン−メタアクリル酸共重合体を得た。以下，これをＳ
ＭＣＰｂと略す。ＳＭＣＰｂの中には，官能基モノマー
としてのメタクリル酸が０．５ｍｏｌ％含まれている。

【００５５】次に，ＳＭＣＰｂ１５００ｇとＣ１８−Ｍ
ｔ１２０ｇとを二軸押出機を用い，１５０℃で溶融混練
した。灼残法により求めた樹脂複合材の中のクレイ無機
量は，５．０重量％であった。

【００５６】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイは，ナノメーターオーダーで分散していた。

【００５７】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，ＳＭＣＰｂの１．６倍に向上した。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，ＳＭ
ＣＰｂに比べて１．６倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
ＳＭＣＰｂに比べて０．５５倍に減少し，ガスバリア性
が向上した。

【００５８】比較例１ 本例の樹脂複合材は，重合体としてポリプロピレン重合
体（三菱化学社製ＭＡ２，以下ＭＡという。）を用いて
いる。ＭＡ１５００ｇとＣ１８−Ｍｔ１１０ｇとを二軸
押出機を用い，２００℃で溶融混練した。これにより，
本例の樹脂複合材を得た。灼残法により求めた樹脂複合
材の中のクレイ無機量は，４．８重量％であった。

【００５９】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイ（Ｃ１８−Ｍｔ）は，１ミリメーターから１０ミ
クロンメーターオーダーで分散していた。また，クレイ
層間距離には殆ど変化はなかった。

【００６０】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，ＭＡの１．０６倍に向上した。樹脂複合材の補強
効果は小さかった。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，ＭＡ
に比べて１．２倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
ＭＡに比べて１．０１倍に増加し，ガスバリア性が減少
した。以上の評価より，官能基を有しないポリプロピレ
ンはクレイ層間にインターカレートせず，クレイは微分
散していないこと，クレイによる補強効果，ガスバリア
性の向上も殆どみられないことがわかる。

【００６１】比較例２ 本例の樹脂複合材は，共重合体としてエチレンプロピレ
ンラバー（住友化学製ＥＰＲエスプレンＶＯ１３１，以
下エスプレンという。）を用いている。エスプレン１５
００ｇとＣ１８−Ｍｔ１１０ｇとを二軸押出機を用い，
１５０℃で溶融混練した。これにより，本例の樹脂複合
材を得た。灼残法により求めた樹脂複合材の中のクレイ
無機量は，４．８重量％であった。

【００６２】次に，上記樹脂複合材の物性について実施
形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，有機化
クレイは，１ミリメーターから１０ミクロンメーターオ
ーダーで分散していた。また，クレイ層間距離には殆ど
変化はなかった。

【００６３】（引張弾性）本例の樹脂複合材の引張弾性
率は，エスプレンの１．０４倍に向上した。樹脂複合材
の補強効果は小さかった。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，エス
プレンに比べて１．０８倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
エスプレンに比べて１．０２倍に増加し，ガスバリア性
が減少した。以上の評価より，官能基を有しないポリプ
ロピレンはクレイ層間にインターカレートせず，クレイ
は微分散していないこと，クレイによる補強効果，ガス
バリア性の向上も殆どみられないことがわかる。

【００６４】比較例３ 本例の樹脂複合材は，共重合体としてポリメチルメタク
リレート（クラレ製，商品名；パラペットＧ）（以下，
ＰＭＭＡという）を用いている。即ち，ＰＭＭＡ１５０
０ｇとＣ１８−Ｍｔ１１０ｇとを２軸押出機で２２０℃
で混練し，本例の樹脂複合材を得た。得られた樹脂複合
材の中のクレイ量は５．０重量％であった。

【００６５】次に，本例の樹脂複合材の物性について，
実施形態例１と同様の方法により評価した。 （クレイの分散状態）本例の樹脂複合材の中で，Ｃ１８
−Ｍｔは，１〜１０ミクロンメーターオーダーで分散し
ていた。 （引張試験）本例の樹脂複合材の引張弾性率は，ＰＭＭ
Ａの１．０３倍に向上した。 （動的粘弾性）本例の樹脂複合材の貯蔵弾性率は，ＰＭ
ＭＡの１．０７倍に向上した。 （ガスバリア性）本例の樹脂複合材のガス透過係数は，
ＰＭＭＡに比べて１．０５倍に向上した。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば，共重合により容易に官
能基の導入が可能で，共重合比により，物性を任意にコ
ントロール可能である樹脂複合材を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，樹脂複合材の説明図。

【図２】実施形態例１における，共重合体の説明図。

【図３】実施形態例１における，有機化クレイの説明
図。

【図４】本発明における，樹脂複合材の製造方法を示す
説明図。

【図５】従来例における，樹脂複合材の説明図。

【符号の説明】

１．．．共重合体， １０．．．官能基， １２．．．モノマー， １１．．．官能基モノマー， ３．．．有機化クレイ， ４．．．層間化合物， ５．．．樹脂複合材， ６．．．有機オニウムイオン， ７．．．クレイ，

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 官能基を有する共重合体と，有機化クレ
   イとからなることを特徴とする樹脂複合材。