JP2003105200A - 樹脂組成物 - Google Patents
樹脂組成物Info
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- JP2003105200A JP2003105200A JP2001298043A JP2001298043A JP2003105200A JP 2003105200 A JP2003105200 A JP 2003105200A JP 2001298043 A JP2001298043 A JP 2001298043A JP 2001298043 A JP2001298043 A JP 2001298043A JP 2003105200 A JP2003105200 A JP 2003105200A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 汎用的に使用することのできる材料を用い
た、柔軟性、成形性と機械的強度、耐熱性とが両立して
おり、かつ、ガスバリア性が向上した樹脂組成物を提供
する。 【解決手段】 樹脂１００重量部及び層状珪酸塩０．１
〜２０重量部を含有する樹脂組成物であって、前記層状
珪酸塩は、層状結晶の少なくとも一部の単層同士が単層
表面の中心をずらせて重なりあって、見掛け上、厚さ５
〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板状となって分散
している樹脂組成物。
た、柔軟性、成形性と機械的強度、耐熱性とが両立して
おり、かつ、ガスバリア性が向上した樹脂組成物を提供
する。 【解決手段】 樹脂１００重量部及び層状珪酸塩０．１
〜２０重量部を含有する樹脂組成物であって、前記層状
珪酸塩は、層状結晶の少なくとも一部の単層同士が単層
表面の中心をずらせて重なりあって、見掛け上、厚さ５
〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板状となって分散
している樹脂組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度、耐熱
性及びガスバリア性に優れた樹脂組成物に関する。
性及びガスバリア性に優れた樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、有機高分子材料の機械的特性を改
善するため、タルク、雲母、炭酸カルシウム等の各種無
機材料をフィラーとして含有させて複合化する検討がな
されている。しかし、充分な剛性を得るためにはこれら
の無機材料を多量に添加する必要があり、柔軟性、成形
性等に問題が生じるため、充分な効果が得られなかっ
た。
善するため、タルク、雲母、炭酸カルシウム等の各種無
機材料をフィラーとして含有させて複合化する検討がな
されている。しかし、充分な剛性を得るためにはこれら
の無機材料を多量に添加する必要があり、柔軟性、成形
性等に問題が生じるため、充分な効果が得られなかっ
た。
【０００３】近年、層状珪酸塩を無機フィラーとして用
い、樹脂中に分子レベルで分散させることで、少量の添
加により物性を向上させるナノコンポジット材料の検討
がなされている。例えば、特開平７−２０７１３４号公
報には、ナイロンやポリカーボネート系樹脂に層状珪酸
塩を溶融混練して分子レベルで分散させることで剛性等
の物性が改良されたものが報告されている。ポリオレフ
ィン系樹脂中への分散としては、特許第３０７５７０９
号明細書に粘土鉱物の層間でポリマーを重合させる方
法、特開平６−９３１３３号公報や特開平６−４１３４
６号公報に有機溶剤中に分散させた粘土と樹脂とを混合
させる方法等が開示されている。また、特開平１０−３
００３９号公報、特開平１０−１８２８９２号公報及び
特開２０００−２８１８４１号公報には層状珪酸塩と官
能基をグラフトしたポリプロピレンとを溶融混錬させる
方法が開示されている。更に、特開平９−３０９７２０
号公報には特殊な４級アンモニウム塩で変性させること
により層状珪酸塩を分散させる方法が開示されている。
い、樹脂中に分子レベルで分散させることで、少量の添
加により物性を向上させるナノコンポジット材料の検討
がなされている。例えば、特開平７−２０７１３４号公
報には、ナイロンやポリカーボネート系樹脂に層状珪酸
塩を溶融混練して分子レベルで分散させることで剛性等
の物性が改良されたものが報告されている。ポリオレフ
ィン系樹脂中への分散としては、特許第３０７５７０９
号明細書に粘土鉱物の層間でポリマーを重合させる方
法、特開平６−９３１３３号公報や特開平６−４１３４
６号公報に有機溶剤中に分散させた粘土と樹脂とを混合
させる方法等が開示されている。また、特開平１０−３
００３９号公報、特開平１０−１８２８９２号公報及び
特開２０００−２８１８４１号公報には層状珪酸塩と官
能基をグラフトしたポリプロピレンとを溶融混錬させる
方法が開示されている。更に、特開平９−３０９７２０
号公報には特殊な４級アンモニウム塩で変性させること
により層状珪酸塩を分散させる方法が開示されている。
【０００４】これらの方法によって層状珪酸塩を分子レ
ベルに分散させた樹脂組成物は、層状珪酸塩の形状から
得られる特徴として、ガスバリア性の向上が認められ
る。これは、層状珪酸塩の層状結晶１層が樹脂フィルム
に平行に配列することにより、ガスが透過するパスが長
くなるためと考えられており、樹脂組成物のガス透過性
は下記式（１）で計算することができる。 Ｐｎ＝Ｐｐ×φｐ／（１＋（Ｌ／２ｔ）×φc） （１） 式中、Ｐｎは樹脂組成物のガス透過性（ｍＬ／ｍ2／ｄ
ａｙ）を表し、Ｐｐは樹脂のガス透過性（ｍＬ／ｍ2／
ｄａｙ）を表し、φｐは樹脂の体積分率（％）を表し、
φｃは層状珪酸塩の体積分率（％）を表し、Ｌは層状珪
酸塩の層状結晶単層の平均長さ（ｍ）を表し、ｔは層状
珪酸塩の層状結晶単層の平均厚さ（ｍ）を表す。
ベルに分散させた樹脂組成物は、層状珪酸塩の形状から
得られる特徴として、ガスバリア性の向上が認められ
る。これは、層状珪酸塩の層状結晶１層が樹脂フィルム
に平行に配列することにより、ガスが透過するパスが長
くなるためと考えられており、樹脂組成物のガス透過性
は下記式（１）で計算することができる。 Ｐｎ＝Ｐｐ×φｐ／（１＋（Ｌ／２ｔ）×φc） （１） 式中、Ｐｎは樹脂組成物のガス透過性（ｍＬ／ｍ2／ｄ
ａｙ）を表し、Ｐｐは樹脂のガス透過性（ｍＬ／ｍ2／
ｄａｙ）を表し、φｐは樹脂の体積分率（％）を表し、
φｃは層状珪酸塩の体積分率（％）を表し、Ｌは層状珪
酸塩の層状結晶単層の平均長さ（ｍ）を表し、ｔは層状
珪酸塩の層状結晶単層の平均厚さ（ｍ）を表す。
【０００５】しかしながら、層状珪酸塩は種類によって
層状結晶単層の平均長さＬは異なるものの、単層の平均
厚さｔはほぼ一定であるため、汎用的に使用できる層状
珪酸塩を単純に分散させることによりガスバリア性を向
上させるには限界があり、充分な効果が得られなかっ
た。
層状結晶単層の平均長さＬは異なるものの、単層の平均
厚さｔはほぼ一定であるため、汎用的に使用できる層状
珪酸塩を単純に分散させることによりガスバリア性を向
上させるには限界があり、充分な効果が得られなかっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、機械的強度、耐熱性及びガスバリア性に優れた樹
脂組成物を提供することを目的とする。
鑑み、機械的強度、耐熱性及びガスバリア性に優れた樹
脂組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂中に
層状珪酸塩を、層状結晶の少なくとも一部の単層同士が
単層表面の中心をずらせて重なりあった平板状（以下、
トランプ状ともいう）として分散させることにより、単
層の平均厚さｔはほぼ一定のまま、見掛け上単層の平均
長さＬを増大させることが可能となり、擬似的にアスペ
クト比の大きなフィラーを添加したことと同じ効果を発
揮できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
これにより、厚さが薄く、平均長さが非常に大きい無機
物を使用することなく、汎用的に使用できる層状珪酸塩
を用いて、物性を向上させることが可能となった。
層状珪酸塩を、層状結晶の少なくとも一部の単層同士が
単層表面の中心をずらせて重なりあった平板状（以下、
トランプ状ともいう）として分散させることにより、単
層の平均厚さｔはほぼ一定のまま、見掛け上単層の平均
長さＬを増大させることが可能となり、擬似的にアスペ
クト比の大きなフィラーを添加したことと同じ効果を発
揮できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
これにより、厚さが薄く、平均長さが非常に大きい無機
物を使用することなく、汎用的に使用できる層状珪酸塩
を用いて、物性を向上させることが可能となった。
【０００８】本発明は、樹脂１００重量部及び層状珪酸
塩０．１〜２０重量部を含有する樹脂組成物であって、
前記層状珪酸塩は、層状結晶の少なくとも一部の単層同
士が単層表面の中心をずらせて重なりあって、見掛け
上、厚さ５〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板状と
なって分散している樹脂組成物である。以下に本発明を
詳述する。
塩０．１〜２０重量部を含有する樹脂組成物であって、
前記層状珪酸塩は、層状結晶の少なくとも一部の単層同
士が単層表面の中心をずらせて重なりあって、見掛け
上、厚さ５〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板状と
なって分散している樹脂組成物である。以下に本発明を
詳述する。
【０００９】本発明の樹脂組成物は、樹脂と層状珪酸塩
とからなる。上記樹脂としては特に限定されず、例え
ば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
とからなる。上記樹脂としては特に限定されず、例え
ば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００１０】上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ
オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙
げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポ
リウレタン樹脂、アニリン樹脂等が挙げられる。このう
ち、熱可塑性樹脂が好ましく、なかでもポリオレフィン
系樹脂が好適に用いられる。
オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸エステル樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙
げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ア
ルキド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポ
リウレタン樹脂、アニリン樹脂等が挙げられる。このう
ち、熱可塑性樹脂が好ましく、なかでもポリオレフィン
系樹脂が好適に用いられる。
【００１１】上記ポリオレフィン系樹脂は、分子内に重
合性二重結合を有するオレフィン系単量体を重合してな
るものである。上記オレフィン系単量体としては特に限
定されず、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテ
ン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−
オクテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィ
ン；ブタジエン等のジエン；ノルボルネン系単量体等の
環状オレフィン等が挙げられる。上記ノルボルネン系単
量体の置換体における置換基は、従来公知のものであれ
ば炭化水素基及び極性基のいずれであっても特に限定さ
れず、例えば、アルキル基、アルキリデン基、アリール
基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル
基、ピリジル基等が挙げられる。上記ノルボルネン系単
量体の具体的な化合物としては、例えば、ノルボルネ
ン、メタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノオクタヒ
ドロナフタレン、ジメタノドデカヒドロアントラセン、
ジメタノデカヒドロアントラセン、トリメタノドデカヒ
ドロアントラセン、ジシクロペンタジエン、２，３−ジ
ヒドロシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロベンゾ
インデン、ジメタノオクタヒドロベンゾインデン、メタ
ノデカヒドロベンゾインデン、ジメタノデカヒドロベン
ゾインデン、メタノオクタヒドロフロオレン、ジメタノ
オクタヒドロフルオレン、５−メチル−２−ノルボルネ
ン、５，５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−エチル
−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、
５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−
ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−２−ノルボル
ネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５−メチル−５
−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５−フェニ
ル−２−ノルボルネン、５−フェニル−５−メチル−２
−ノルボルネン等が挙げられる。これらのノルボルネン
系単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用
されてもよい。
合性二重結合を有するオレフィン系単量体を重合してな
るものである。上記オレフィン系単量体としては特に限
定されず、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテ
ン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−
オクテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィ
ン；ブタジエン等のジエン；ノルボルネン系単量体等の
環状オレフィン等が挙げられる。上記ノルボルネン系単
量体の置換体における置換基は、従来公知のものであれ
ば炭化水素基及び極性基のいずれであっても特に限定さ
れず、例えば、アルキル基、アルキリデン基、アリール
基、シアノ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル
基、ピリジル基等が挙げられる。上記ノルボルネン系単
量体の具体的な化合物としては、例えば、ノルボルネ
ン、メタノオクタヒドロナフタレン、ジメタノオクタヒ
ドロナフタレン、ジメタノドデカヒドロアントラセン、
ジメタノデカヒドロアントラセン、トリメタノドデカヒ
ドロアントラセン、ジシクロペンタジエン、２，３−ジ
ヒドロシクロペンタジエン、メタノオクタヒドロベンゾ
インデン、ジメタノオクタヒドロベンゾインデン、メタ
ノデカヒドロベンゾインデン、ジメタノデカヒドロベン
ゾインデン、メタノオクタヒドロフロオレン、ジメタノ
オクタヒドロフルオレン、５−メチル−２−ノルボルネ
ン、５，５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−エチル
−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、
５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−
ノルボルネン、５−メトキシカルボニル−２−ノルボル
ネン、５−シアノ−２−ノルボルネン、５−メチル−５
−メトキシカルボニル−２−ノルボルネン、５−フェニ
ル−２−ノルボルネン、５−フェニル−５−メチル−２
−ノルボルネン等が挙げられる。これらのノルボルネン
系単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用
されてもよい。
【００１２】上記ポリオレフィン系樹脂としては、例え
ば、プロピレンの単独重合体、プロピレンとα−オレフ
ィンとの共重合体、プロピレンとエチレンとのランダム
又はブロック共重合体、エチレンの単独重合体、エチレ
ンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンと（メタ）
アクリル酸との共重合体、エチレンと（メタ）アクリル
酸エステルとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルとの共
重合体、ブテンの単独重合体、イソプレンの単独重合
体、ブタジエン等のジエン類の単独重合体及び共重合
体、脂環式炭化水素系樹脂等が挙げられる。なかでもプ
ロピレンの単独重合体、プロピレンと炭素数３以外のα
−オレフィンとの共重合体、エチレンの単独重合体、エ
チレンと炭素数３以上のα−オレフィン、アクリル酸エ
ステル、酢酸ビニルとの共重合体等が好適に用いられ
る。市販品として入手できるノルボルネン系樹脂の重合
体としては、例えば、アートン（ＪＳＲ社製）、ゼオノ
ア（日本ゼオン社製）等が好適に用いられる。これらは
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ば、プロピレンの単独重合体、プロピレンとα−オレフ
ィンとの共重合体、プロピレンとエチレンとのランダム
又はブロック共重合体、エチレンの単独重合体、エチレ
ンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンと（メタ）
アクリル酸との共重合体、エチレンと（メタ）アクリル
酸エステルとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルとの共
重合体、ブテンの単独重合体、イソプレンの単独重合
体、ブタジエン等のジエン類の単独重合体及び共重合
体、脂環式炭化水素系樹脂等が挙げられる。なかでもプ
ロピレンの単独重合体、プロピレンと炭素数３以外のα
−オレフィンとの共重合体、エチレンの単独重合体、エ
チレンと炭素数３以上のα−オレフィン、アクリル酸エ
ステル、酢酸ビニルとの共重合体等が好適に用いられ
る。市販品として入手できるノルボルネン系樹脂の重合
体としては、例えば、アートン（ＪＳＲ社製）、ゼオノ
ア（日本ゼオン社製）等が好適に用いられる。これらは
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】上記熱可塑性樹脂の分子量及び分子量分布
は特に限定されないが、重量平均分子量が５０００〜５
００万であることが好ましく、２万〜３０万であること
がより好ましい。また、重量平均分子量／数平均分子量
で表される分子量分布は１．１〜８０であることが好ま
しく、１．５〜４０であることがより好ましい。
は特に限定されないが、重量平均分子量が５０００〜５
００万であることが好ましく、２万〜３０万であること
がより好ましい。また、重量平均分子量／数平均分子量
で表される分子量分布は１．１〜８０であることが好ま
しく、１．５〜４０であることがより好ましい。
【００１４】上記熱可塑性樹脂には所望の物性を得るた
めに適宜添加剤が添加されてもよい。上記添加剤として
は特に限定されず、例えば、酸化防止剤、耐光剤、紫外
線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。また、上
記熱可塑性樹脂に、物性を均一化する補助として結晶核
剤となりうるものを少量添加して、結晶を微細化しても
よい。
めに適宜添加剤が添加されてもよい。上記添加剤として
は特に限定されず、例えば、酸化防止剤、耐光剤、紫外
線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。また、上
記熱可塑性樹脂に、物性を均一化する補助として結晶核
剤となりうるものを少量添加して、結晶を微細化しても
よい。
【００１５】本発明の樹脂組成物は、層状珪酸塩を含有
する。本明細書において層状珪酸塩とは、層状結晶の層
間に交換性陽イオンを有する珪酸塩鉱物を意味する。
する。本明細書において層状珪酸塩とは、層状結晶の層
間に交換性陽イオンを有する珪酸塩鉱物を意味する。
【００１６】上記層状珪酸塩としては特に限定されず、
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
等のスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロ
イサイト、膨潤性マイカ等が挙げられる。これらのなか
でも、複合材料の機械強度の点から下記式（２）で定義
される形状異方性効果が大きいモンモリロナイト、膨潤
性マイカが好ましい。 形状異方性効果＝層状結晶表面の面積／層状結晶側面の面積 （２） 上記層状珪酸塩は天然物又は合成物のいずれであっても
よい。これらの層状珪酸塩は単独で用いられてもよく、
２種以上が併用されてもよい。なお、上記式（２）中の
層状結晶表面及び層状結晶側面を図１に示した。
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
等のスメクタイト系粘土鉱物、バーミキュライト、ハロ
イサイト、膨潤性マイカ等が挙げられる。これらのなか
でも、複合材料の機械強度の点から下記式（２）で定義
される形状異方性効果が大きいモンモリロナイト、膨潤
性マイカが好ましい。 形状異方性効果＝層状結晶表面の面積／層状結晶側面の面積 （２） 上記層状珪酸塩は天然物又は合成物のいずれであっても
よい。これらの層状珪酸塩は単独で用いられてもよく、
２種以上が併用されてもよい。なお、上記式（２）中の
層状結晶表面及び層状結晶側面を図１に示した。
【００１７】上記層状珪酸塩の層状結晶の層間に存在す
る交換性陽イオンとは、層状結晶表面上のナトリウムや
カルシウム等のイオンであり、これらのイオンは、カチ
オン性物質とイオン交換性を有するため、カチオン性を
有する種々の物質を上記層状珪酸塩の層状結晶の層間に
挿入することができる。
る交換性陽イオンとは、層状結晶表面上のナトリウムや
カルシウム等のイオンであり、これらのイオンは、カチ
オン性物質とイオン交換性を有するため、カチオン性を
有する種々の物質を上記層状珪酸塩の層状結晶の層間に
挿入することができる。
【００１８】上記層状珪酸塩の陽イオン交換容量として
は特に限定されないが、５０〜２００ミリ等量／１００
ｇであることが好ましい。５０ミリ等量／１００ｇ未満
であると、イオン交換により層状結晶の層間にインター
カレートされるカチオン性物質の量が少ないために層間
が充分に非極性化されないことがあり、２００ミリ等量
／１００ｇを超えると、層状結晶の層間の結合力が強固
となり、結晶薄片が剥離しにくくなることがある。
は特に限定されないが、５０〜２００ミリ等量／１００
ｇであることが好ましい。５０ミリ等量／１００ｇ未満
であると、イオン交換により層状結晶の層間にインター
カレートされるカチオン性物質の量が少ないために層間
が充分に非極性化されないことがあり、２００ミリ等量
／１００ｇを超えると、層状結晶の層間の結合力が強固
となり、結晶薄片が剥離しにくくなることがある。
【００１９】上記層状珪酸塩は、層状結晶の層間を予め
カチオン性界面活性剤で陽イオン交換し疎水化しておく
ことによって、層状珪酸塩とポリオレフィン系樹脂との
親和性を高め、ポリオレフィン系樹脂中に均一に微分散
させることができる。
カチオン性界面活性剤で陽イオン交換し疎水化しておく
ことによって、層状珪酸塩とポリオレフィン系樹脂との
親和性を高め、ポリオレフィン系樹脂中に均一に微分散
させることができる。
【００２０】上記カチオン性界面活性剤としては特に限
定されず、例えば、４級アンモニウム塩、４級ホスホニ
ウム塩等が挙げられる。なかでも炭素数が６以上である
アルキル鎖を有する４級アンモニウム塩、すなわちアル
キルアンモニウム塩は、層状珪酸塩の層状結晶の層間を
充分に非極性化し得るので好適に用いられる。上記４級
アンモニウム塩としては、例えば、ラウリルトリメチル
アンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム
塩、トリオクチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチ
ルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム
塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、ジポリオ
キシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、ポリオキ
シプロピレンメチルジエチルアンモニウム塩等が挙げら
れる。上記４級ホスホニウム塩としては、例えば、ドデ
シルトリフェニルホスホニウム塩（ＤＴＰＢ）、メチル
トリフェニルホスホニウム塩、ラウリルトリメチルホス
ホニウム塩、ステアリルトリメチルホスホニウム塩、ト
リオクチルホスホニウム塩、ジステアリルジメチルホス
ホニウム塩、ジステアリルジベンジルホスホニウム塩等
が挙げられる。
定されず、例えば、４級アンモニウム塩、４級ホスホニ
ウム塩等が挙げられる。なかでも炭素数が６以上である
アルキル鎖を有する４級アンモニウム塩、すなわちアル
キルアンモニウム塩は、層状珪酸塩の層状結晶の層間を
充分に非極性化し得るので好適に用いられる。上記４級
アンモニウム塩としては、例えば、ラウリルトリメチル
アンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム
塩、トリオクチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチ
ルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム
塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、ジポリオ
キシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、ポリオキ
シプロピレンメチルジエチルアンモニウム塩等が挙げら
れる。上記４級ホスホニウム塩としては、例えば、ドデ
シルトリフェニルホスホニウム塩（ＤＴＰＢ）、メチル
トリフェニルホスホニウム塩、ラウリルトリメチルホス
ホニウム塩、ステアリルトリメチルホスホニウム塩、ト
リオクチルホスホニウム塩、ジステアリルジメチルホス
ホニウム塩、ジステアリルジベンジルホスホニウム塩等
が挙げられる。
【００２１】上記層状珪酸塩の配合量は、樹脂１００重
量部に対して０．１〜２０重量部である。０．１重量部
未満であると、充分なガスバリア性が得られず、２０重
量部を超えると、樹脂組成物の密度が高くなり実用性が
失われる。好ましくは０．５〜１５重量部である。
量部に対して０．１〜２０重量部である。０．１重量部
未満であると、充分なガスバリア性が得られず、２０重
量部を超えると、樹脂組成物の密度が高くなり実用性が
失われる。好ましくは０．５〜１５重量部である。
【００２２】本発明の樹脂組成物中において、層状珪酸
塩は図２に示したように、層状結晶の少なくとも一部の
単層同士が単層表面の中心をずらせて重なりあって、見
掛け上、厚さ５〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板
状、即ちトランプ状となって分散している。層状珪酸塩
がトランプ状となって分散することにより、図３に示し
たように層状珪酸塩の層状結晶の単層が剥離した状態で
分散している場合に比べて、機械物性、ガスバリア性が
向上する。より少量の添加で効果を発揮するには、層状
珪酸塩は見掛け上の厚さ５〜３０ｎｍ、長さ５００ｎｍ
〜５μｍのトランプ状となって分散していることが好ま
しく、より好ましくは厚さ５〜１５ｎｍ、長さ５００ｎ
ｍ〜２μｍである。
塩は図２に示したように、層状結晶の少なくとも一部の
単層同士が単層表面の中心をずらせて重なりあって、見
掛け上、厚さ５〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板
状、即ちトランプ状となって分散している。層状珪酸塩
がトランプ状となって分散することにより、図３に示し
たように層状珪酸塩の層状結晶の単層が剥離した状態で
分散している場合に比べて、機械物性、ガスバリア性が
向上する。より少量の添加で効果を発揮するには、層状
珪酸塩は見掛け上の厚さ５〜３０ｎｍ、長さ５００ｎｍ
〜５μｍのトランプ状となって分散していることが好ま
しく、より好ましくは厚さ５〜１５ｎｍ、長さ５００ｎ
ｍ〜２μｍである。
【００２３】上記樹脂中に層状珪酸塩をトランプ状とし
て分散させる方法としては特に限定されず、例えば、樹
脂と層状珪酸塩をカチオン性界面活性剤で変性させたも
のとを溶融混練する方法や、更に分散剤を添加する方法
等が挙げられる。これらの分散方法を用いることによ
り、より均一かつ微細に層状珪酸塩を分散することがで
きる。上記樹脂がポリプロピレン等の極性の低い樹脂の
場合には、扱いやすく、層状珪酸塩の配向も制御しやす
いことから分散剤を用いる方法が好ましい。上記分散剤
としては極性基を有するものが好ましく、例えば、エチ
レンと（メタ）アクリル酸との共重合体、エチレンと
（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体、エチレンと
酢酸ビニルとの共重合体等が挙げられる。上記分散剤の
配合量は、樹脂全体の１〜２０重量％が好ましい。１重
量％未満であると、層状珪酸塩の分散、配向性が充分で
ないことがあり、２０重量％を超えると、物性の低下が
生じることがある。
て分散させる方法としては特に限定されず、例えば、樹
脂と層状珪酸塩をカチオン性界面活性剤で変性させたも
のとを溶融混練する方法や、更に分散剤を添加する方法
等が挙げられる。これらの分散方法を用いることによ
り、より均一かつ微細に層状珪酸塩を分散することがで
きる。上記樹脂がポリプロピレン等の極性の低い樹脂の
場合には、扱いやすく、層状珪酸塩の配向も制御しやす
いことから分散剤を用いる方法が好ましい。上記分散剤
としては極性基を有するものが好ましく、例えば、エチ
レンと（メタ）アクリル酸との共重合体、エチレンと
（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体、エチレンと
酢酸ビニルとの共重合体等が挙げられる。上記分散剤の
配合量は、樹脂全体の１〜２０重量％が好ましい。１重
量％未満であると、層状珪酸塩の分散、配向性が充分で
ないことがあり、２０重量％を超えると、物性の低下が
生じることがある。
【００２４】上記樹脂と層状珪酸塩とを溶融混練する方
法としては特に限定されず、例えば、押出機、二本ロー
ル、バンバリーミキサー等で溶融混練する方法、樹脂と
上記層状珪酸塩の両者が溶解する有機溶媒中で混合等す
る方法等が挙げられる。
法としては特に限定されず、例えば、押出機、二本ロー
ル、バンバリーミキサー等で溶融混練する方法、樹脂と
上記層状珪酸塩の両者が溶解する有機溶媒中で混合等す
る方法等が挙げられる。
【００２５】本発明の樹脂組成物の製造方法としては特
に限定されず、例えば、樹脂及び層状珪酸塩の所定量を
直接配合して混合する方法；樹脂に所定配合量以上の層
状珪酸塩を配合し混合してマスターバッチを調製し、調
製されたマスターバッチに所定配合量となるように樹脂
を加えて希釈する、いわゆるマスターバッチ法等が挙げ
られる。
に限定されず、例えば、樹脂及び層状珪酸塩の所定量を
直接配合して混合する方法；樹脂に所定配合量以上の層
状珪酸塩を配合し混合してマスターバッチを調製し、調
製されたマスターバッチに所定配合量となるように樹脂
を加えて希釈する、いわゆるマスターバッチ法等が挙げ
られる。
【００２６】本発明の樹脂組成物は、フィルム、シート
又はその他の成形体に成形することができる。上記成形
体の成形方法としてはＴダイ法、インフレーション法等
の押出成形、ブロー成形、カレンダー成形、射出成形等
が挙げられる。
又はその他の成形体に成形することができる。上記成形
体の成形方法としてはＴダイ法、インフレーション法等
の押出成形、ブロー成形、カレンダー成形、射出成形等
が挙げられる。
【００２７】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００２８】（実施例１）日本製鋼所社製小型押出機Ｔ
ＥＸ３０中に、ポリプロピレン樹脂（日本ポリケム社
製、ＥＡ９）８４．６重量部、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（三井デュポン社製、エバフレックスＥＶＡ Ｅ
Ｖ３６０）７．７重量部、ジステアリルジメチル４級ア
ンモニウム塩で有機化処理した膨潤性フッ素雲母（コー
プケミカル社製、ソマシフＭＡＥ−１００）７．７重量
部をフィードし、設定温度２００℃にて溶融混練し、押
し出されたストランドをペレタイザーにてペレット化し
た。得られたペレットを２００℃に加熱した熱プレスに
より厚さ６０μｍ又は１ｍｍの板状物に成形し評価用サ
ンプルを作製した。
ＥＸ３０中に、ポリプロピレン樹脂（日本ポリケム社
製、ＥＡ９）８４．６重量部、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（三井デュポン社製、エバフレックスＥＶＡ Ｅ
Ｖ３６０）７．７重量部、ジステアリルジメチル４級ア
ンモニウム塩で有機化処理した膨潤性フッ素雲母（コー
プケミカル社製、ソマシフＭＡＥ−１００）７．７重量
部をフィードし、設定温度２００℃にて溶融混練し、押
し出されたストランドをペレタイザーにてペレット化し
た。得られたペレットを２００℃に加熱した熱プレスに
より厚さ６０μｍ又は１ｍｍの板状物に成形し評価用サ
ンプルを作製した。
【００２９】（実施例２）ジステアリルジメチル４級ア
ンモニウム塩で有機化処理した膨潤性フッ素雲母７．７
重量部の代わりにジステアリルジメチル４級アンモニア
塩処理モンモリロナイト（豊順鉱業社製、ニューエスベ
ンＤ）７．７重量部をフィードしたこと以外は実施例１
と同様にして評価用サンプルを作製した。
ンモニウム塩で有機化処理した膨潤性フッ素雲母７．７
重量部の代わりにジステアリルジメチル４級アンモニア
塩処理モンモリロナイト（豊順鉱業社製、ニューエスベ
ンＤ）７．７重量部をフィードしたこと以外は実施例１
と同様にして評価用サンプルを作製した。
【００３０】（比較例１）ポリプロピレン樹脂（日本ポ
リケム社製、ＥＡ９）を８７．３重量部とし、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（三井デュポン社製、エバフレッ
クスＥＶＡ ＥＶ３６０）７．７重量部の代わりに有機
化処理していない膨潤性フッ素雲母（コープケミカル社
製、ソマシフＭＥ−１００）５重量部をフィードしたこ
と以外は実施例１と同様にして評価用サンプルを作製し
た。
リケム社製、ＥＡ９）を８７．３重量部とし、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（三井デュポン社製、エバフレッ
クスＥＶＡ ＥＶ３６０）７．７重量部の代わりに有機
化処理していない膨潤性フッ素雲母（コープケミカル社
製、ソマシフＭＥ−１００）５重量部をフィードしたこ
と以外は実施例１と同様にして評価用サンプルを作製し
た。
【００３１】（比較例２）エチレン−酢酸ビニル共重合
体（三井デュポン社製、エバフレックスＥＶＡ ＥＶ３
６０）７．７重量部の代わりに無水マレイン酸変性プロ
ピレンオリゴマー（三洋化成工業社製、ユーメックス１
００１）７．７重量部をフィードしたこと以外は実施例
１と同様にして評価用サンプルを作製した。
体（三井デュポン社製、エバフレックスＥＶＡ ＥＶ３
６０）７．７重量部の代わりに無水マレイン酸変性プロ
ピレンオリゴマー（三洋化成工業社製、ユーメックス１
００１）７．７重量部をフィードしたこと以外は実施例
１と同様にして評価用サンプルを作製した。
【００３２】＜評価＞実施例１、２及び比較例１、２で
作製した評価用サンプルについて以下の評価を行った。
結果を表１に示した。 （１）層状珪酸塩の剥離状態 評価用サンプルをダイヤモンドカッターにて切り出し、
透過型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＥＭ−１２００Ｅ
Ｘ II）を用いて写真撮影を行い、樹脂組成物中の層状
珪酸塩の剥離状態を観察した。
作製した評価用サンプルについて以下の評価を行った。
結果を表１に示した。 （１）層状珪酸塩の剥離状態 評価用サンプルをダイヤモンドカッターにて切り出し、
透過型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＥＭ−１２００Ｅ
Ｘ II）を用いて写真撮影を行い、樹脂組成物中の層状
珪酸塩の剥離状態を観察した。
【００３３】（２）酸素透過性
１０ｃｍ2のサンプルを２３℃、９０〜１００％ＲＨの
条件にて酸素透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−
ＴＲＡＮ ＴＷＩＮ）を用いて測定した。
条件にて酸素透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−
ＴＲＡＮ ＴＷＩＮ）を用いて測定した。
【００３４】（３）機械物性
ＪＩＳ Ｋ ７１２７「プラスチックの引張特性の試験
方法」に準拠して引張弾性率を測定した。
方法」に準拠して引張弾性率を測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１より、実施例１、２で作製した評価用
サンプルでは、樹脂中に層状珪酸塩がトランプ状に分散
しているため、優れたガスバリア性を示し、引張弾性率
も高かった。一方、比較例１で作製した評価用サンプル
では、樹脂中に層状珪酸塩が数μｍの凝集体として分散
しているため、ガスバリア性に劣り、引張弾性率も低か
った。また、比較例２で作製した評価用サンプルでは樹
脂中に層状珪酸塩が層状結晶の単層が剥離した状態で分
散しており、ガスバリア性は実施例１、２で作製した評
価用サンプルに比較して劣っていた。
サンプルでは、樹脂中に層状珪酸塩がトランプ状に分散
しているため、優れたガスバリア性を示し、引張弾性率
も高かった。一方、比較例１で作製した評価用サンプル
では、樹脂中に層状珪酸塩が数μｍの凝集体として分散
しているため、ガスバリア性に劣り、引張弾性率も低か
った。また、比較例２で作製した評価用サンプルでは樹
脂中に層状珪酸塩が層状結晶の単層が剥離した状態で分
散しており、ガスバリア性は実施例１、２で作製した評
価用サンプルに比較して劣っていた。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、機械的強度、耐熱性及
びガスバリア性に優れた樹脂組成物を提供することがで
きる。
びガスバリア性に優れた樹脂組成物を提供することがで
きる。
【図１】層状珪酸塩の結晶を表す模式図である。
【図２】層状珪酸塩がトランプ状となって分散した状態
を表す模式図である。
を表す模式図である。
【図３】層状珪酸塩の層状結晶の単層が剥離した状態で
分散した状態を表す模式図である。
分散した状態を表す模式図である。
１ 層状珪酸塩表面
２ 層状珪酸塩側面
３ 見掛け上の厚さ
４ 見掛け上の長さ
５ 厚さ
６ 長さ
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4J002 AA011 BB001 DJ006 DJ056
FB086
Claims (4)
- 【請求項１】 樹脂１００重量部及び層状珪酸塩０．１
〜２０重量部を含有する樹脂組成物であって、前記層状
珪酸塩は、層状結晶の少なくとも一部の単層同士が単層
表面の中心をずらせて重なりあって、見掛け上、厚さ５
〜５０ｎｍ、長さ５００ｎｍ以上の平板状となって分散
していることを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項２】 樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であるこ
とを特徴とする請求項１記載の樹脂組成物。 - 【請求項３】 層状珪酸塩は、モンモリロナイト及び／
又は膨潤性マイカであることを特徴とする請求項１又は
２記載の樹脂組成物。 - 【請求項４】 層状珪酸塩は、カチオン性界面活性剤で
変性されたものであることを特徴とする請求項１、２又
は３記載の樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298043A JP2003105200A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001298043A JP2003105200A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105200A true JP2003105200A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19119005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001298043A Pending JP2003105200A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003105200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173825A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Asahi Kasei Chemicals Corp | エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂組成物 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770357A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-14 | Sumitomo Chem Co Ltd | 疎水性樹脂組成物および成形品 |
| JPH1030039A (ja) * | 1996-05-14 | 1998-02-03 | Showa Denko Kk | ポリオレフィン系複合材料およびその製造方法 |
| JPH10324810A (ja) * | 1997-05-26 | 1998-12-08 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 樹脂複合材及びその製造方法 |
| JPH1171109A (ja) * | 1997-08-25 | 1999-03-16 | E I Du Pont De Nemours & Co | 複合材料およびその製造方法ならびに複合材料含有樹脂組成物 |
| JP2000053805A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Showa Denko Kk | 有機無機複合体及び複合樹脂組成物並びにその製造方法 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001298043A patent/JP2003105200A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0770357A (ja) * | 1993-09-01 | 1995-03-14 | Sumitomo Chem Co Ltd | 疎水性樹脂組成物および成形品 |
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| JP2000053805A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Showa Denko Kk | 有機無機複合体及び複合樹脂組成物並びにその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173825A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Asahi Kasei Chemicals Corp | エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂組成物 |
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