(57)【要約】【課題】金属酸化物フィラーの添加量の増加に伴う延性の低下および耐衝撃性の低下を抑制でき、実部品において光学的特性および機械的特性のバランスに優れ、かつ信頼性に優れた熱可塑性樹脂組成物成形体およびその製造方法を提供する。【解決手段】異方性形状を有しかつ表面処理された金属酸化物粒子を含む熱可塑性樹脂組成物成形体であって、下記数式１および数式２から求められる前記金属酸化物粒子の配向度ｆ０が０．４〜０．９であることを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物成形体；2010006906.tif 000023  前記数式１および数式２中、φは配向の中心軸に対して粒子の長軸方向がなす方位角であり、Ｉφは方位角強度分布である。【選択図】図１
2010006906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性形状を有しかつ表面処理された金属酸化物粒子を含む熱可塑性樹脂組成物成形体であって、下記数式１および数式２から求められる前記金属酸化物粒子の配向度ｆ０が０．４〜０．９であることを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物成形体；
【数１】
2010006906.tif 000020
前記数式１および数式２中、φは配向の中心軸に対して粒子の長軸方向がなす方位角であり、Ｉφは方位角強度分布である。
【請求項２】
前記金属酸化物粒子の短軸長さが１〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体。
【請求項３】
前記金属酸化物粒子の長軸長さが２０〜７００ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体。
【請求項４】
前記金属酸化物粒子のアスペクト比が５〜２００であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体。
【請求項５】
前記金属酸化物粒子が、下記化学式（１）で表される酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体；
【化１】
2010006906.tif 000021
前記化学式（１）中、ｎは０〜４の実数である。
【請求項６】
前記金属酸化物粒子が、下記化学式（２）で表される有機スルホン酸化合物で処理されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体；
【化２】
2010006906.tif 000022
前記化学式（２）中、Ｒは置換されているかまたは非置換の炭素数６〜２０のアリール基である。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物成形体。
【請求項８】
金属酸化物粒子を表面処理する工程と、
表面処理された前記金属酸化物粒子と熱可塑性樹脂とを混合し、熱可塑性樹脂組成物を製造する工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物を成形する工程と、
前記成形する工程で得られた成形体を面直方向に圧縮する工程または成形体を延伸する工程と、
を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物成形体の製造方法。
【請求項９】
前記成形体を面直方向に圧縮する工程が、インジェクションプレス法により行われることを特徴とする、請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明性、高靱性、低熱膨張性、または成形自由度の高い熱可塑性樹脂組成物成形体およびその製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂および所定の方向に配向して熱可塑性樹脂中に分散している金属酸化物を含む、透明性および機械的特性のバランスに優れた熱可塑性樹脂組成物成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂にナノサイズの無機フィラーを包含させたポリマーナノコンポジットは、樹脂に耐熱性、ガスシールド性、弾性率、表面平滑性、収縮等方性等、新たな物性を付与できるため、様々な分野から技術が数多く開示されている。代表的なものとしては、例えば特許文献１〜３に記載されている技術が挙げられる。
【０００３】
特許文献１では、粘土鉱物フィラーのモンモリロナイトの層間にナイロンの原料カプロラクタムを含浸させて重合させ、ナイロン（登録商標）と充填材（モンモリロナイト）とのコンポジットを得る方法を開示している。このコンポジットは十分な機械的物性の向上が見られ、工業的に有効な樹脂材料であるが、開示された方法では樹脂と無機フィラーの選択にかなりの限定がなされ、様々な樹脂に無機粒子の特異的な物性を付与することができない。
【０００４】
そこで近年、粘土鉱物フィラーに代わり、様々なフィラーが広く利用されるようになった。例えば、シリカ、チタニア、アルミナなどの金属酸化物のナノ粒子、金、銀などの金属微細粒子、またはカーボンナノチューブ、フラーレン、シルセスキオキサンなどの機能性ナノ有機材料などである。これらフィラーは、ミクロンサイズの二次凝集体を形成することなく均一に分散する。したがって、フィラーが混合された樹脂は、原料樹脂とは異なった特異な物理的および化学的性質を示すため、このユニークな特性を材料に応用する研究が各方面にて行なわれている。例えば、特許文献４では、ナノサイズの針状チタニア上を酸化ズズと酸化アンチモンで被覆し、導電性を高めたナノ粒子を作成し、これを塩化ビニルに含有させたコンポジットを得ることで帯電防止の樹脂材料を開示している。この樹脂材料は、高アスペクト比を有する針状の粒子を用いることで弾性率、引張強度をはじめとする機械物性も大幅に向上されることが推察される。
【０００５】
また、高アスペクト比のアルミナ粒子を用いた例として、特許文献５に記載の技術が挙げられる。かかる技術ではナノサイズの粒子を用い、これをシランカップリング剤で表面処理し分散性を向上し、フィルム等コンポジット材の表面性や弾性率、軟化温度の向上を図っている。しかしながら、シランカップリング剤処理ではその反応性の点から十分な分散性が期待できず、表面性の改善は期待できても透明性の点では未だ不十分である。
【０００６】
また、特許文献６には、高アスペクト比のアルミナ粒子およびアルミナ粒子に化学結合を介して結合した有機酸を含む例として、開示されている。かかる技術では、ナノサイズのアルミナ粒子を用い、これをスルホン酸などの有機酸で表面処理し分散性を向上し、透明性かつ高弾性のコンポジットを得ている。
【０００７】
一方、ポリマーナノコンポジットではなく、従来のマクロフィラー／樹脂コンポジットにおいては、高アスペクト比を有する粒子の配向制御によって、成形体の方向に対して物性を設計することが広く利用されている。
【特許文献１】特公平７−４７６４４号公報
【特許文献２】特許第２５１９０４５号公報
【特許文献３】特開平１０−３００３９号公報
【特許文献４】特公平６−１７２３１号公報
【特許文献５】特開２００４−１４９６８７号公報
【特許文献６】特開２００５−０２９１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように様々な検討がなされているが、これら無機フィラーを用いた樹脂組成物において、上述のような用途に要求される機械的物性を十分なレベルで実現することは未だできていない。
【０００９】
さらに、ナノサイズの無機フィラーは樹脂にユニークな特性を付与するが、思いがけないところで物性低下の原因ともなっている。たとえば、機械的強度等の特性を向上させるために無機フィラーの添加量を増大させた場合、樹脂組成物全体の延性が著しく低下し、力学的負荷を加えた際の吸収エネルギーが低下し、特に衝撃強度が著しく低下する現象が起こる。このようなフィラー添加による脆化の問題に対して、一般的には、マクロサイズの無機フィラーではマトリクス樹脂との界面結合力を調整することで、脱接合または引き抜きを生じさせ、破壊エネルギーを損失させることで衝撃強度を保持する手法が採られる。しかしながら、ナノサイズの無機フィラーの場合、サイズ低下による表面エネルギー増大に伴う凝集を防ぎ均一に分散させるために、マトリクス樹脂と強い相互作用を有する表面改質剤の使用が必須となる場合が多い。したがって、無機フィラーとマトリクス樹脂との界面結合力の調整による衝撃強度の付与は難しく、未だ具体的な報告例がない。
【００１０】
樹脂組成物中に粒子が均一にかつ所定の濃度で分散することで初めて発現される物性としては高弾性、低熱膨張性、表面平滑性、透明性、または可撓性などの物性が挙げられる。これらの物性と、靭性、延性、または耐衝撃性のような、前記の物性と原理的にトレードオフの関係にある物性との、良好なバランスを有する樹脂組成物が求められている。
【００１１】
そこで、本発明は、金属酸化物フィラーの添加量の増加に伴う延性の低下および耐衝撃性の低下を抑制でき、実部品において光学的特性および機械的特性のバランスに優れ、かつ信頼性に優れた熱可塑性樹脂組成物成形体を提供することを目的とする。また、前記熱可塑性樹脂組成物成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、高アスペクト比を有するナノサイズのフィラーが樹脂中に分散する系において、成形時にフィラーが樹脂の流れ方向に対して平行に配向する現象を見出した。そして、この現象を利用して、熱可塑性樹脂組成物に対してプレスまたは延伸などの外力を与えることにより、熱可塑性樹脂中のフィラーを所定の方向に配向させ、目的とする機械的特性を最少のフィラー添加量で得られることを見出した。さらに、成形体全体に亘って弾性率がほぼ均一となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、異方性形状を有しかつ表面処理された金属酸化物粒子が熱可塑性樹脂中に分散している熱可塑性樹脂組成物成形体であって、下記数式１および数式２から求められる前記金属酸化物粒子の配向度ｆ０が０．４〜０．９であることを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物成形体である。
【００１４】
【数１】
2010006906.tif 000003
【００１５】
前記数式１および数式２中、φは配向の中心軸に対して粒子の長軸方向がなす方位角であり、Ｉφは方位角強度分布である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属酸化物フィラー添加量の増加に伴う延性の低下および耐衝撃性の低下を抑制し、実使用時において光学的特性および機械的特性のバランスに優れた熱可塑性樹脂組成物成形体およびその製造方法が提供されうる。また、成形体全体に亘って弾性率がほぼ均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、異方性形状を有しかつ表面処理された金属酸化物粒子を含む熱可塑性樹脂組成物成形体であって、下記数式１および数式２から求められる前記金属酸化物粒子の配向度ｆ０が０．４〜０．９であることを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物成形体である。
【００１９】
【数２】
2010006906.tif 000004
【００２０】
前記数式１および数式２中、φは配向の中心軸に対して粒子の長軸方向がなす方位角であり、Ｉφは方位角強度分布である。
【００２１】
図１は、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の一実施形態を示す概略図である。図１（ｂ）に示すように、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体１は、熱可塑性樹脂２中に金属酸化物粒子３が分散している構造を有する。この際、金属酸化物粒子３は、異方性を有する粒子形状であり、所定の方向に配向している。
【００２２】
既存の炭素繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチックと同様に、本発明で定義する配向度ｆ０は力学物性に影響する。具体的には、図１（ａ）に示すように、ｆ０が０に近づくほど、異方性を有する金属酸化物粒子３はほとんど配向せず、したがって、成形体１のどの方向に対してもほぼ等価の物性が発現されうる。逆にｆ０が１に近づけば、図１（ｃ）に示すように、配向の中心軸（すなわちＭＤ方向）に対して前述の金属酸化物粒子３が著しく配向している。したがって、配向の中心軸に平行な方向では、ｆ０が０である場合、すなわち図１（ａ）に示す成形体１と比較すれば、その配向度に比例して弾性率の著しい増加や熱膨張係数の著しい低減といった効果が発現しうる。その一方で、図１（ｃ）のようなｆ０の値が０．９を超えて１以下という、金属酸化物粒子３が著しく配向している場合には、配向の中心軸に対して垂直な方向において、その配向度に比例した弾性率の著しい低下や熱膨張係数の著しい増加を招く。さらには、引張破断伸びの低下を招いてしまう。
【００２３】
加えて、後述の本発明により得られる成形体の用途である輸送機器の開口部やボディー外板を考慮すると、基本形状は板状となる。よって、面方向に対して平行方向の熱膨張係数を低減させることと、面方向に対して垂直方向の曲げ弾性率を向上させることが好ましい。
【００２４】
以上の理由から、図１（ｂ）に示すように、金属酸化物粒子３は理想的には面内ではランダム配向であることが好ましく、したがって、本発明において、上記数式１および数式２から求められる前記金属酸化物粒子３の配向度ｆ０は０．４〜０．９である。この範囲においては、成形体１全体にわたって機械物性がほぼ均一となり、かつ実使用時には、金属酸化物粒子３が無配向の場合、すなわち図１（ａ）に示す場合と比べて良好な機械物性が得られうる。
【００２５】
さらに、前記配向度ｆ０は好ましくは０．５〜０．８、より好ましくは０．６〜０．７である。
【００２６】
金属酸化物粒子の配向度ｆ０を本発明の範囲に制御する方法としては、後述する本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の製造方法に含まれる、成形体を面直方向に圧縮する工程または成形体を延伸する工程において用いられる方法が挙げられる。
【００２７】
なお、前記方位角および前記方位角強度分布は、後述の実施例に記載の方法により測定・算出したものを採用するものとする。
【００２８】
以下、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体を構成する材料について、詳細に説明する。
【００２９】
（熱可塑性樹脂）
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、特に制限されない。具体的な例としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、水添ポリスチレン樹脂、ポリアクリルスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレン・プロピレンゴム−スチレン共重合体樹脂（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体樹脂（ＡＳＡ樹脂）、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂（ＳＭＡ樹脂）、ポリアルキルメタクリレート樹脂、ポリメタクリルメタクリレート樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、非晶性ポリアルキレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、非晶性ポリアミド樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリノルボルネン樹脂、または非晶性ポリアリレート樹脂などの熱可塑性樹脂、ポリエーテルスルホン、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、またはポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。これらの中でも、透明性の観点からポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリノルボルネン樹脂、非晶性ポリアミド樹脂、またはポリスチレン樹脂が好ましい。中でも、透明性、耐衝撃性、引張強度、および熱膨張性のバランスに優れるポリカーボネート樹脂がより好ましい。
【００３０】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、市販品を用いてもよいし、従来公知の合成方法により合成されたものを用いてもよい。例えば、本発明で好ましく用いられるポリカーボネート樹脂の合成方法の例としては、界面重合法、溶融エステル交換法、ピリジン法、環状カーボネート化合物の開環重合法、プレポリマ−の固相エステル交換法などの従来公知の合成方法が挙げられる。
【００３１】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に制限されない。樹脂の種類によって好ましい範囲は変わりうる。例えば、ポリカーボネート樹脂を用いる場合、耐衝撃性確保の観点から、好ましくは２万〜２０万、より好ましくは３万〜１０万である。なお、本発明において、前記重量平均分子量は、後述の実施例に記載の方法により測定した値を採用するものとする。
【００３２】
（金属酸化物粒子）
本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体は、目的とする機械的特性を得るために、熱可塑性樹脂に対するフィラーとして金属酸化物粒子を用いる。金属酸化物粒子の種類は、特に限定されない。具体的な例としては、例えば、酸化鉄（ヘマタイト）粒子、酸化チタン（チタニア）粒子、酸化銅粒子、酸化亜鉛粒子、酸化錫粒子、酸化カルシウム（カルシア）粒子、酸化アルミニウム（アルミナ）粒子、酸化イットリウム（イットリア）粒子、酸化ジルコニウム（ジルコニア）粒子、酸化マグネシウム（マグネシア）粒子などが挙げられる。また、酸化鉄水和物粒子などの金属酸化物水和物粒子や、ベーマイト粒子などの金属酸化水酸化物粒子なども、本発明の範囲に含まれる。前記金属酸化物粒子は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００３３】
これら金属酸化物粒子の中でも、複合樹脂の機械的特性および光学的特性を両立させるという観点から、酸化シリコン（シリカ）粒子、酸化カルシウム（カルシア）粒子、酸化アルミニウム（アルミナ）粒子、酸化鉄（ヘマタイト）粒子、および酸化チタン（チタニア）粒子からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の高透明性、高剛性、および低熱線膨張率などの特性を確保するという観点から、前記金属酸化物粒子は、下記化学式（１）で表される酸化アルミニウム（アルミナ）粒子がさらに好ましい。
【００３４】
【化１】
2010006906.tif 000005
【００３５】
前記化学式（１）中、ｎは０〜４の実数である。
【００３６】
前記化学式（１）において、ｎ＝０の場合はアルミナ粒子となり、ｎ＝１の場合は、ベーマイト粒子となる。前記化学式（１）のｎが１を超えて３未満である場合は、ベーマイト粒子と非結晶構造のアルミナ水和物粒子との混合物であり、これは一般に擬ベーマイトと呼ばれている。さらに、ｎが３以上では非結晶構造のアルミナ水和物粒子を示す。本発明で用いられるアルミナ粒子は、これらいずれの粒子の形態であっても構わない。前記化学式（１）中のｎが０である場合のアルミナ粒子の結晶相は、特に制限されず、例えば、α型、β型、γ型、δ型、ε型、η型、θ型、κ型、κ’型、λ型、ρ型、またはχ型などの結晶相が挙げられる。これら酸化アルミニウムの中でも、結晶性や粒子の安定性の面、さらに入手の容易さなどから、α−アルミナ粒子、γ−アルミナ粒子、またはベーマイト粒子がより好ましい。
【００３７】
酸化鉄には、酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）など結晶組成が異なるものが存在する。さらに、ヘマタイトなどの酸化鉄（ＩＩＩ）の鉱物形態や、ゲータイト、アカガネアイト、レピドクロサイト、フェリハイドライトなどの酸化水酸化鉄（ＦｅＯ（ＯＨ）等）の鉱物形態のものが存在する。本発明では、これらいずれの組成・形態であっても用いることができる。酸化鉄以外の金属酸化物粒子においても、異なった結晶組成を有する粒子、水和物型の粒子、鉱物形態の粒子など、組成や形態が異なるものが存在する。本発明においては、これらいずれの組成・形態であっても用いることができる。
【００３８】
本発明において、前記金属酸化物粒子の形状は異方性形状である。前記異方性形状の例としては、繊維状、紡錘状、棒状、針状、筒状、柱状、または板状などが挙げられる。
【００３９】
前記金属酸化物粒子の短軸長さは好ましくは１〜１０ｎｍ、より好ましくは２〜６ｎｍである。前記金属酸化物粒子の短軸長さが１ｎｍ未満の場合、後述の表面処理剤として用いられる有機スルホン酸が大量に必要となり、得られる成形体が低弾性となる場合がある。一方、１０ｎｍを超える場合、アスペクト比低下に伴う成形体の低弾性化や透明性低下を招く虞がある。
【００４０】
前記金属酸化物粒子の長軸長さは好ましくは２０〜７００ｎｍ、より好ましくは５０〜５００ｎｍである。前記金属酸化物粒子の長軸長さが２０ｎｍ未満の場合、アスペクト比低下により、成形体が低弾性となる場合がある。一方、７００ｎｍを超える場合、透明性が低下するおそれがある。
【００４１】
前記金属酸化物粒子のアスペクト比は好ましくは５〜２００、より好ましくは１５〜１５０である。前記金属酸化物粒子のアスペクト比が５未満の場合、樹脂の流れ方向に対して、金属酸化物粒子の長軸が垂直方向に配向するため、平板形状の成形体の場合、面方向の弾性率や低熱膨張率といった物性が低下する場合がある。一方、２００を超える場合、透明性が低下するおそれがある。
【００４２】
ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリノルボルネン樹脂、非晶性ポリアミド樹脂、またはポリスチレン樹脂のような透明性を有する熱可塑性樹脂を用いる場合、組成物中での金属酸化物粒子による光の散乱を考慮する必要がある。さらに、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の低熱膨張性や高弾性率といった機械的特性を考慮する必要がある。こうした観点から、金属酸化物粒子の短軸長さは２〜６ｎｍであることがより好ましく、長軸長さは５０〜５００ｎｍであることがより好ましく、アスペクト比は１５〜１５０であることがより好ましい。
【００４３】
不定形粒子、例えば、金属酸化物粒子の前駆体となる金属水酸化物などのゲル状物質は、水を多量に含み、加水分解による自己縮合を招く場合がある。
【００４４】
本発明において、金属酸化物粒子の短軸長さ、長軸長さおよびアスペクト比（長軸長さ／短軸長さ）は、いずれも後述の実施例に記載の方法により算出した値を採用するものとする。ここで、算出方法について説明する。図２のＡに示すように、金属酸化物粒子の長軸長さは、Ｌ１として求められる。金属酸化物粒子の短軸長さは、短軸方向の断面の長径Ｌａおよび短径Ｌｂの平均値Ｌ２＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／２として求められる。ここで、例えば、短軸方向の断面形状が長方形状または楕円状の場合にはＬａ≧Ｌｂであり、短軸方向の断面形状が円形状、正方形状、またはひし形状の場合には、Ｌａ＝Ｌｂである。また、例えば、粒子全体の形状が異方形状の場合にはＬ１＞Ｌ２であり、粒子全体の形状が球状である場合には、Ｌ１＝Ｌ２（＝Ｌａ＝Ｌｂ＝粒子径）である。アスペクト比は、金属酸化物粒子の長軸長さと短軸長さとの比（Ｌ１／Ｌ２）として求められる。金属酸化物粒子が中空形状または海島形状の場合でも、図２のＡの粒子と同様に、図２のＢに示す方法により、金属酸化物粒子の短軸長さ、長軸長さ、およびアスペクト比を求めることができる。さらに、金属酸化物粒子が中空形状または海島形状の場合、中空円筒または中空角柱のサイズに関しても同様に求めることができる。すなわち、中空円筒または中空角柱の短軸の径Ｌ４は、短軸方向の中空断面の長径Ｌｃおよび短径Ｌｄの平均値（Ｌｃ＋Ｌｄ）／２として求められる。中空円筒または中空角柱の長さは、Ｌ３として求められる。中空円筒または中空角柱の両端は、図２のＢに示すように開口していてもよいし、いずれか一端または両端が閉じていてもよい。
【００４５】
前記アルミナ粒子等の金属酸化物粒子は、図２のＢに示すような中空粒子であることが好ましい。すなわち、粒子短軸の径（Ｌ２）の大きさに応じて０．５〜９．５ｎｍの範囲の径Ｌ４（（Ｌｃ＋Ｌｄ）／２）を有し、粒子長軸の径（Ｌ１）以下である５〜７００ｎｍの範囲の長さＬ３である中空円筒または中空角柱を粒子内に有する中空粒子であることが好ましい。これにより、金属酸化物粒子の比重を低減することができる。
【００４６】
前記金属酸化物粒子の製造方法は、粒子同士の癒着や結合の起こらないものであればいずれの製造方法でもよいが、形状の均質化という観点から水熱合成法、ゾルゲル法、逆ミセル法などの湿式合成法により製造することが好ましい。一方、気相合成法、化学蒸着法、または焼成処理法により製造された粒子は、粒子同士が凝集し、凝集したまま有機溶媒や樹脂に分散してしまうため、所望の物性を得ることが難しくなる場合がある。
【００４７】
熱可塑性樹脂組成物中の前記金属酸化物粒子の配合量は、熱可塑性樹脂組成物の種々の特性（例えば、剛性、耐熱性、耐熱膨張性など）を満足する配合量であればよい。前記金属酸化物の配合量は、熱可塑性樹脂組成物の全質量に対して、５〜３０質量％が好ましく、８〜２０質量％がより好ましい。前記金属酸化物粒子の配合量が５質量％未満の場合、配合および粒子配向の効果が少なく、得られる熱可塑性樹脂組成物の剛性、耐熱性および低熱膨張性などの物性の向上がほとんど認められない場合がある。また、前記金属酸化物粒子の配合量が３０質量％を超えると、比重の増加が無視できなくなるばかりでなく、コスト面でも不利となり、熱可塑性樹脂組成物のコストおよび比重が増大するという問題が生じる場合がある。また、前記金属酸化物粒子の含有量の増大に伴い、得られる熱可塑性樹脂組成物の粘度が増大し、成形性が悪くなる場合がある。
【００４８】
（表面処理剤）
前記金属酸化物粒子を熱可塑性樹脂中に均一に分散させるために、金属酸化物粒子表面に、熱可塑性樹脂との親和性を向上させるための表面処理剤を結合させる。分散効果の観点から、前記表面処理剤は、具体的には、有機スルホン酸化合物、シランカップリング剤、または有機リン酸化合物が好ましい。特に、金属酸化物粒子に対する解膠能力の観点から、下記化学式（２）で表される有機スルホン酸化合物が好ましい。これら表面処理剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００４９】
前記有機スルホン酸化合物は、下記化学式（２）で表される有機スルホン酸化合物が好ましい。
【００５０】
【化２】
2010006906.tif 000006
【００５１】
前記化学式（２）中、Ｒは置換されているかまたは非置換の炭素数６〜２０のアリール基である。
【００５２】
前記化学式（２）で表される有機スルホン酸化合物の具体例としては、例えば、ｏ−トルエンスルホン酸、ｍ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、ナフトールスルホン酸、ジメチルベンゼンスルホン酸、ジエチルベンゼンスルホン酸などが好ましく挙げられる。金属酸化物粒子に対する解膠能力の観点から、より好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸またはｐ−トルエンスルホン酸である。
【００５３】
前記シランカップリング剤の具体例としては、例えば、メトキシトリメチルシラン、アセトキシトリメチルシラン、ｔ−ブチルジメチルメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルジメチルメトキシシラン、またはフェニルメチルジメトキシシランなどが入手容易性の観点から好ましく挙げられる。
【００５４】
前記有機リン酸化合物の具体例としては、例えば、モノエチルアシッドホスフェート、モノブチルアシッドホスフェート、モノペンチルアシッドホスフェート、モノヘキシルアシッドホスフェート、モノヘプチルアシッドホスフェート、モノオクチルアシッドホスフェート、モノフェニルアシッドホスフェート、モノブトキシエチルアシッドホスフェート、またはモノベンジルアシッドホスフェートなどのモノアルキルアシッドホスフェート、ジメチルアシッドホスフェート、ジエチルアシッドホスフェート、ジプロピルアシッドホスフェート、ジブチルアシッドホスフェート、ジペンチルアシッドホスフェート、ジヘキシルアシッドホスフェート、ジヘプチルアシッドホスフェート、またはジオクチルアシッドホスフェートなどのジアルキルアシッドホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリヘプチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、またはトリフェニルホスフェートなどのトリアルキルホスフェートなどが金属酸化物粒子表面への結合のしやすさ、化合物としての安定性、入手容易性などの観点から好ましく挙げられる。
【００５５】
前記表面処理剤は、金属酸化物粒子に対して、共有結合、配位結合、水素結合、または静電気的な結合など、いずれの態様で結合していても良い。前記表面処理剤は、そのすべてが同じ結合形態で金属酸化物粒子と結合している必要はなく、２種以上の結合形態が混在していてもよい。
【００５６】
前記金属酸化物粒子に対する表面処理剤の含有量は特に制限されないが、金属酸化物粒子に対して５質量％以上が好ましく、より好ましくは１０質量％以上、特に好ましくは１０〜３０質量％である。表面処理剤の含有量が５質量％未満の場合、後述する熱可塑性樹脂組成物において分散効果が十分に得られないがある。なお、本発明において、前記表面処理剤の量は、熱重量／示差熱同時分析（ＴＧ−ＤＴＡ）により測定される表面処理された金属酸化物粒子の重量減少から算出した値を採用するものとする。また、本発明において、前記表面処理剤の定性は、ＮＭＲにより行うものとする。
【００５７】
（製造方法）
続いて、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の製造方法について詳細に説明する。本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体は、例えば、下記のような製造方法で製造されうる。以下、製造方法について工程順に詳細に説明するが、下記の形態のみには制限されない。
【００５８】
［金属酸化物粒子を準備する工程］
まず、金属酸化物粒子を準備する。前記金属酸化物粒子は、市販品を用いてもよいし、合成により得られたものを用いてもよい。金属酸化物粒子の合成を行う場合、その合成方法は、金属酸化物粒子同士の癒着や結合の起こらないものであれば、特に制限されない。しかしながら、形状の均質化という観点から、水熱合成法、ゾルゲル法、または逆ミセル法などの湿式合成法により合成することが好ましい。さらに具体的には、例えば、本発明で好ましく用いられるベーマイト粒子の合成方法は、特開２００６−１９３４００号公報に記載されているような、下記の〔１〕〜〔５〕の工程を含む合成方法であることが好ましい。
【００５９】
すなわち、〔１〕アルミニウム金属塩水溶液中にアルカリ水溶液を添加し、水酸化アルミニウムのゲル状物質を生成させる工程；〔２〕前記ゲル状物質を含む反応混合物を室温以上の第１の温度で第１の熱処理を施す工程；〔３〕前記第１の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第１の熱処理における前記第１の温度よりも高い第２の温度で第２の熱処理を施す工程；〔４〕前記第２の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を前記第２の熱処理における前記第２の温度よりも低い第３の温度で第３の熱処理を施す工程；〔５〕前記第３の熱処理の後、前記ゲル状物質を含む前記反応混合物を室温以上の第４の温度で第４の熱処理を施して、前記ベーマイト粒子を製造する工程である。これらの工程の詳細な条件（熱処理の温度、熱処理の時間など）については、特開２００６−１９３４００号公報に記載の条件を適宜選択して採用することができる。
【００６０】
また、本発明で好ましく用いられる水和していない酸化アルミニウム粒子の合成方法は、特開２００６−１９３４００号公報に記載されている製造方法が好ましい。すなわち、上記〔１〕〜〔５〕の工程の後に、得られたベーマイト粒子に対して焼成処理を施す工程を含む合成方法が好ましい。この焼成処理工程の詳細な条件（焼成温度、焼成時間など）についても、特開２００６−１９３４００号公報に記載の条件を適宜選択して採用することができる。
【００６１】
［金属酸化物粒子を表面処理する工程］
次いで、得られた金属酸化物粒子に対して表面処理を行う。表面処理の方法は、特に制限されない。しかしながら、表面処理剤を粒子の表面に均一に吸着させるという観点から、下記で説明する金属酸化物粒子を含むゾルを得る工程および金属酸化物粒子を含むゾルを乾燥させる工程を含む製造方法が好ましい。すなわち、前記の金属酸化物粒子を含むゾルを得る工程とは、金属酸化物粒子および表面処理剤を水またはアルコールに分散させゾルを得る工程である。前記の金属酸化物粒子を含むゾルを乾燥させる工程とは、水ゾルの場合は凍結乾燥法により水分を乾燥し、アルコールゾルの場合には減圧条件下および加熱条件下によりアルコールを乾燥し、表面処理された金属酸化物粒子を得る工程である。
【００６２】
金属酸化物粒子を含むゾルを得る工程の際に用いられる溶媒の具体的な例としては、例えば、水、メタノール、エタノール、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−２−プロパノールなどのアルコールが挙げられる。
【００６３】
ゾル中の金属酸化物粒子の濃度は、溶媒１００質量部に対して２〜１０質量部であることが好ましく、５〜８質量部であることが好ましい。また、ゾル中の表面処理剤の濃度は、金属酸化物粒子１００質量部に対して１０〜３０質量部であることが好ましく、１５〜２５質量部であることが好ましい。
【００６４】
金属酸化物粒子を含むゾルを得る工程において、金属酸化物粒子を分散させる温度は、２０〜１００℃であることが好ましい。また、金属酸化物粒子を分散させる時間は０．１〜５時間であることが好ましい。
【００６５】
溶媒として水を用いた場合、得られた水ゾルを凍結乾燥法により乾燥させることが好ましい。この凍結乾燥処理は、従来公知の方法に準じて行うことができ、特に制限されるものではない。具体的には、例えば、後述の実施例に記載の方法を採用することができる。
【００６６】
溶媒としてアルコールを用いた場合、減圧加熱乾燥によってアルコールを乾燥させることが好ましい。アルコールを減圧加熱乾燥する際の減圧条件は、使用するアルコールによって異なりうるが、０．１〜５０ｋＰａであることが好ましく、０．１〜１０ｋＰａであることがより好ましい。また、乾燥温度も、使用するアルコールによって異なりうるが、一般的には２５〜１２０℃であることが好ましい。
【００６７】
上記のような乾燥工程を経て、表面処理された金属酸化物粒子を得ることができる。なお、後述の熱可塑性樹脂組成物を製造する工程において、直接混練法または内添重合法を採用する場合がある。その場合は、溶媒の乾燥を行うことなしに、表面処理されていない金属酸化物粒子および表面処理剤を含む水ゾルまたはアルコールゾルをそのまま用いて熱可塑性樹脂組成物を製造することができる。
【００６８】
［熱可塑性樹脂組成物を製造する工程］
次いで、表面処理された前記金属酸化物粒子と熱可塑性樹脂とを混合し、熱可塑性樹脂組成物を製造する。熱可塑性樹脂組成物は、例えば、下記のような製造方法により製造されうる。しかし、これらに制限されるものではない。
【００６９】
（１）溶剤法
本方法は、表面処理された金属酸化物粒子を有機溶媒に分散させた後、これに熱可塑性樹脂の溶液を添加して均一化させ、さらに有機溶媒を減圧加熱乾燥によって除去することにより、粗組成物を製造する。その後、得られた粗組成物を、混練機を用いて溶融混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得るという製造方法である。さらに、必要に応じて、ヘプタンやアセトンなどの有機溶媒を用いた洗浄および抽出を行い、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得てもよい。
【００７０】
表面処理された金属酸化物粒子を分散させる際に用いる有機溶媒は、透明樹脂を溶解しうる溶媒を選択することが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂組成物の構成材料を均一に混合することができ、表面処理された金属酸化物粒子の分散性を向上させることができる。用いられる有機溶媒の具体的な例としては、例えば、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、クロロホルム、メチレンクロライド、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、ｏ−ジクロロベンゼンなどが挙げられる。これらのうち、着色しにくい点や溶媒が残存しにくい点から、テトラヒドロフランがより好ましい。
【００７１】
本方法において、表面処理された金属酸化物粒子と透明樹脂とを混合した後の、表面処理された金属酸化物粒子の濃度は、８〜３５質量％であることが好ましい。また、透明樹脂の濃度は、６５〜９２質量％であることが好ましい。
【００７２】
有機溶媒を減圧加熱乾燥する際の減圧条件は、使用する有機溶媒の種類によって異なりうるが、通常０．１〜５０ｋＰａであることが好ましく、０．１〜１０ｋＰａであることがより好ましい。また、乾燥温度も、使用する有機溶媒の種類によって異なりうるが、通常２５〜１４０℃であることが好ましく、３０〜１００℃であることがより好ましい。さらに、乾燥時間も、使用する有機溶媒によって異なりうるが、通常１〜５時間であることが好ましく、２〜３時間であることがより好ましい。
【００７３】
また、有機溶媒を乾燥させた後、さらに溶融混練を行う。これにより、表面処理された金属酸化物粒子の熱可塑性樹脂に対する分散性を、より向上させることができる。その際、用いられる混練機は特に限定されず、例えば、二軸混練機、真空微量混練押出機、ラボプラストミルなどを適宜選択して用いることができる。その際の混練条件も特に制限されず、従来公知の条件を適宜採用することができる。
【００７４】
その後、必要に応じて、得られた熱可塑性樹脂に対して、ヘプタンやアセトンなどの有機溶媒を用いた洗浄および抽出を行ってもよい。
【００７５】
（２）直接混練法
本方法は、表面処理されていない金属酸化物粒子および表面処理剤を含む水ゾルもしくはアルコールゾル、またはそれらを乾燥して得られる表面処理された金属酸化物粒子の粉末を、有機溶媒を用いることなく、直接原料樹脂のペレットと混合する方法である。混練に用いる混練機としては、通常の二軸混練機の他、よりせん断力の高い深溝型のスクリューを有する高トルク・高速成形タイプの二軸混練機などを適宜選択して用いることができる。その際の混練条件も特に制限されず、従来公知の条件を適宜採用することができる。
【００７６】
混練後は、必要に応じてヘプタンやアセトンなどの溶媒を用いた洗浄・抽出を行い、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得る。
【００７７】
（３）内添重合法
本方法は、表面処理されていない金属酸化物粒子および表面処理剤を含む水ゾルまたはアルコールゾルに対して、透明樹脂の原料となるモノマーおよび重合触媒を添加し、重合させることによって粗コンポジットを得る工程を含む方法である。この重合の際の反応条件は特に限定されず、透明樹脂が重合できる条件であればよい。
【００７８】
粗コンポジットの分離方法としては、貧溶媒による造粒や、減圧・加熱環境による溶媒除去する方法などを適宜選択することができる。得られた粗コンポジットは、必要に応じて破砕した後乾燥し、混練機（二軸押出成形機、真空微量混練押出機、ラボプラストミル等）を用いた溶融混練を行い、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得る。さらに、必要に応じて、ヘプタンやアセトンなどを用いた洗浄・抽出を行い、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得てもよい。
【００７９】
［熱可塑性樹脂組成物を成形する工程］
次に、上記で製造した熱可塑性樹脂組成物を用いて成形し、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体を得る。
【００８０】
成形方法は特に制限されず、具体的には、例えば、射出成形法、押出成形法、インジェクションプレス法、熱プレス法、またはブロー成形法などが挙げられる。これらの方法は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。
【００８１】
本工程における成形体の形状や金型設計、または樹脂温度、金型温度、および射出圧力などの成形条件は、本発明の金属酸化物粒子の配向度の範囲を満足するような条件であれば特に限定されず、従来公知の条件を適宜選択して採用することができる。具体的には、例えば、後述の実施例に記載の条件が挙げられる。
【００８２】
［成形体を面直方向に圧縮する工程または成形体を延伸する工程］
成形体の面直方向の高強度および低熱膨張性を確保し、金属酸化物粒子の配向度を本発明の範囲内に制御するという観点から、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の製造方法は、成形体を面直方向に圧縮する工程または成形体を延伸する工程を含む。成形体を面直方向に圧縮する工程または成形体を延伸する工程は、上述の熱可塑性樹脂組成物を成形する工程を行った後に別途に行なってもよいし、インジェクションプレス法のように熱可塑性樹脂組成物を成形する工程と同時に行われてもよい。成形を行った後に別途に行われる成形体を面直方向に圧縮する工程に用いられる方法としては、例えば、多層積層プレスなどを用いる積層成形法、圧縮成形法、押出成形法、ブロー成形法などが挙げられる。成形を行った後に別途に行われる成形体を延伸する工程に用いられる方法としては、例えば、カレンダー成形法、インフレーション成形法、熱成形法などが挙げられる。これらの方法は、単独でもまたは２種以上組み合わせても用いることができる。本工程で用いられる方法は、好ましくはインジェクションプレス法である。
【００８３】
本工程における圧縮条件または延伸条件は、本発明の金属酸化物粒子の配向度の範囲を満足するような条件であれば特に限定されず、従来公知の条件を適宜選択して採用することができる。具体的には、例えば、インジェクションプレス機による圧縮（すなわち、インジェクションプレス法）を行う場合において、下記数式３により求められる樹脂のプレス比を所定の範囲に設定する圧縮条件が挙げられる。
【００８４】
【数３】
2010006906.tif 000007
【００８５】
前記樹脂のプレス比は、好ましくは１．５〜１０、より好ましくは２〜８、さらに好ましくは２．５〜５である。
【００８６】
本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体は、その性能を損なわない範囲内で、１種または２種以上の他の成分を含むことができる。前記他の成分の具体的な例としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキノン系化合物、もしくはチオエーテル系化合物などの酸化防止剤または熱安定剤、レゾルシノール系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、またはベンゾフェノン系化合物などの紫外線吸収剤、シリコン樹脂、モンタン酸およびその塩、ステアリン酸およびその塩、ステアリルアルコール、もしくはステアリルアミドなどの滑剤または離型剤、ニトロシンなどの染料、硫化カドミウムまたはフタロシアニン系化合物などの顔料、シリコンオイルなどの添加剤添着液、あるいはタルクまたはカオリンなどの結晶核剤などが挙げられる。さらに、他の性能、例えば耐薬品性やさらなる耐熱性が要求される用途においては、本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体は、他の樹脂と適宜任意の比率でブレンドしてもよい。例えば、熱可塑性樹脂組成物成形体がポリカーボネート樹脂を主成分とする場合、ブレンドされ得る樹脂の例としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ＡＥＳ樹脂などが挙げられる。この際、熱可塑性樹脂組成物成形体に用いられる樹脂と他の樹脂とをブレンドする方法としては、例えば、熱可塑性樹脂組成物成形体の成形前に、ペレット同士を２軸混練機等で混練するなどの方法がある。
【００８７】
本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体は、例えば、自動車をはじめとする各種輸送機器の開口部やボディー外板、建築物の開口部、光ディスクやレンズなどの光学材料などに用いられうる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例および比較例によって、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、本実施例において行った分析方法および用いた分析機器は下記の通りである。
【００８９】
（１）金属酸化物粒子の形状、粒子径、および二次凝集の有無
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察した。詳細な方法は下記の通りである。
【００９０】
＜粒子形状の観察＞
成形後の試験片の一部を採取し、クロロホルムで溶解し、粒子が約５質量％となる濃度に調整した。その後、超音波洗浄器にて１５分保持した。得られた希釈溶液を、銅メッシュ上の親水処理済カーボン被覆コロジオン膜に滴下し、上からさらにクロロホルムを滴下し、乾燥した観察試料を準備した。透過型電子顕微鏡にてその試料の電子顕微鏡像を１２０ｋＶ、７０ｍＡ、１０万倍にて撮影して、観察した。透過型電子顕微鏡にて撮影した写真を市販のスキャナーで電子データとして取り込み、市販のパソコン上で長さを測るソフトを用いて粒子径を測定した。短軸径、長軸径、厚さ、および一辺の長さは、それぞれ無作為に１００個体選び測定しその平均値を求めた。なお、粒子の長軸に垂直方向の断面形状に関する寸法は、１０万倍拡大のＴＥＭ画像中にて画像面に対して長軸が垂直の位置関係にある粒子（前処理のミクロトームにより、粒子が切断され断面構造がわかるもの）を無作為に１０個体選び測定しその平均値を求めた。
【００９１】
＜観察方法２（熱可塑性樹脂組成物中の二次凝集）＞
成形後の試験片の一部を、ウルトラミクロトームを用い超薄切片を作製した。透過型電子顕微鏡にてその試料の電子顕微鏡像を２００ｋＶ、１０万倍にて撮影、次いで、透過型電子顕微鏡にて撮影した写真を市販のスキャナーで電子データとして取り込み、市販のパソコン上で、長さを測定するソフト（Ｓｃｉｏｎ社製、Ｓｃｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標））を用いて二次凝集の粒径を測定した。１．５μｍ四方の範囲内にて、短軸方向に１００ｎｍ以上の二次凝集の粒径を有するものの有無を測定した。
【００９２】
観察方法１および観察方法２の共通の条件は、下記表１の通りである。
【００９３】
【表１】
2010006906.tif 000008
【００９４】
（２）金属酸化物粒子に結合した表面処理剤の定量および定性
金属酸化物粒子に結合した表面処理剤の定量はＴＧ−ＤＴＡを用いて行い、表面処理剤の定性はＮＭＲを用いて行った。ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの条件は、下記表２に示す通りである。
【００９５】
【表２】
2010006906.tif 000009
【００９６】
（３）成形体中の粒子の方位角の測定
成形体の中心部から面方向に５０×５０ｍｍの観察片を切り出し、Ｘ線広角散乱（ＷＡＸＳ）測定を行った。測定条件は、下記表３の通りであり、観察片の中心部を測定した。
【００９７】
【表３】
2010006906.tif 000010
【００９８】
極点図から、ａ軸、ｂ軸、およびｃ軸のそれぞれの成分の組合せを含む回折パターン（０２１：ｂ軸、ｃ軸  １３０：ａ軸、ｂ軸  ０２０：ｂ軸）を選定した。ここで、ベーマイトの結晶系は、図３に示すａ軸方向が長軸方向と一致すると仮定する。
【００９９】
図４に示すように、成形時における樹脂充填方向（ＭＤ方向）とａ軸とのなす角度をφａとし、下記数式４および数式５から配向度を算出する。
【０１００】
【数４】
2010006906.tif 000011
【０１０１】
ここで、ｂ軸とｃ軸の配向が等しいと仮定すれば、下記数式６および数式７の関係が成り立つ。
【０１０２】
【数５】
2010006906.tif 000012
【０１０３】
ＷＡＸＳ像の０２１ピークのβ方向パターンから、バックグラウンドを差し引いて方位角φに変換し、図５に示す方位角強度分布から、前記数式３のｃｏｓ２φ０２１を求め、さらに前記数式５、前記数式６、および前記数式７から、ｆａ，ＭＤを求める。
【０１０４】
このような測定を３回行い、求めた３つの配向度の平均値をその成形体の配向度とした。
【０１０５】
（４）重量平均分子量の測定
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を切り出し測定試料とし、２０℃のクロロホルムに溶解させ、０．２５質量％の溶液を調製した。該溶液を０．５μｍフィルターでろ過して得られた溶液をゲルパーミエーションクロマトグラフ（以下、単に「ＧＰＣ」とも称する）に供試し、重量平均分子量を測定した。測定条件は、下記表４の通りである。
【０１０６】
【表４】
2010006906.tif 000013
【０１０７】
重量平均分子量の算出は、標準ポリスチレンの検量線から行った。
【０１０８】
（５）光学的物性および機械的物性の測定
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から試験片を切り出し、曇価、引張強度、曲げ弾性率、Ｉｚｏｄ衝撃強度、および熱線膨張係数を測定した。それぞれの物性の測定方法下記の通りである。
【０１０９】
［曇価］
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から、５×５×４ｍｍの試験片を切り出し、熱プレスにて厚さ１ｍｍに加工した。測定方法はＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠し、へーズメーター（村上色彩研究所製  ＨＭ−６５）で計測した。
【０１１０】
［曲げ弾性率］
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から、ＭＤ方向を長手方向とした８０×１０×４ｍｍの試験片およびＴＤ方向を長手方向とした８０×１０×４ｍｍの試験片をそれぞれ切り出した。測定はＪＩＳ  Ｋ７１７１に準拠し、オートグラフ（株式会社島津製作所製  ＤＳＣ−１０Ｔ）で計測した。
【０１１１】
［引張強度］
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から、ＭＤ方向を長手方向として切削加工でＩＳＯ  ＴＹＰＥ  Ａ（多目的試験片）の形状に切り出した。引張試験機（インストロン  ジャパン  カンパニイ  リミテッド製、デジタル材料試験機５８８１型）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１６１に準拠し、試験速度  １ｍｍ／ｍｉｎ（±２０％）にて測定した。
【０１１２】
［Ｉｚｏｄ衝撃強度］
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から、ＭＤ方向を長手方向として８０×１０×４ｍｍの試験片を切り出した。その後、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準拠し、Ｉｚｏｄ衝撃試験装置（株式会社安田精機製作所製、９５−ＬＦＲ）で、タイプＡノッチ付き（ノッチ半径０．２５ｍｍ±０．０５ｍｍ、角度４５°±７°）の試験片を２３℃にて測定した。
【０１１３】
［熱線膨張係数］
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の中心部から、ＭＤ方向を長手方向として切削加工で１０×６×４ｍｍの形状に切り出し、ＪＩＳ  Ｋ７１９７に準拠し、熱機械測定装置（セイコー電子工業株式会社製、ＴＭＡ１２０Ｃ）で計測した。
【０１１４】
（針状ベーマイト粒子の合成）
機械攪拌機を備えた合成釜に、塩化アルミニウム六水和物（２．０Ｍ、２００Ｌ、２５℃）を入れ、恒温槽で１０℃に保ちつつ、攪拌（７００ｒｐｍ）しながら水酸化ナトリウム水溶液（５．１０Ｍ、２００Ｌ、２５℃）を約６分かけて滴下した。滴下終了後、さらに１０分間攪拌を続け、攪拌終了後、溶液のｐＨを測定した（ｐＨ＝７．０８）。溶液を、テフロン（登録商標）ライナーを備えたオートクレーブに移して密栓し、オーブンで１２０℃、２４時間熱処理した（第１の熱処理）。第１の熱処理終了後、前記のオートクレーブをオイルバスヘ移し、１８０℃、３０分間加熱した（第２の熱処理）。第２の熱処理終了後、前記オートクレーブを流水へ入れ、急速冷却（約１０℃）をした（第３の熱処理）。第３の熱処理終了後、前記オートクレーブを再びオーブンヘ入れ１５０℃で、１日加熱を続けた（第４の熱処理）。その後、前記オートクレーブを流水で冷やし、遠心分離（３００００ｒｐｍ、３０ｍｉｎ）で上澄み除去後、遠心水洗３回、水−メタノール混合溶液（体積比  水：メタノール＝０．５：９．５）による遠心洗浄を１回行った。その後、凍結乾燥機を用いて乾燥させることにより無色結晶（Ａ）を得た。この無色結晶（Ａ）はＸ線回折の結果、針状ベーマイトであることが判明した。また、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて粒子のサイズを調べたところ、長軸長さ２２５±１３ｎｍ、短軸長さ５．２±０．６ｎｍ、アスペクト比が約４３の針状であることがわかった。
【０１１５】
（実施例１）
上記（６）で作製した針状ベーマイト粒子が７質量％の濃度になるように、水ゾルを調製した。次いで、ドデシルベンゼンスルホン酸（東京化成工業株式会社製、ソフト型）を粒子質量１００質量部に対して２８．５質量部となるように、少量ずつ添加しながら１０分間攪拌した。得られた溶液を凍結乾燥機（関西保存科学工業株式会社製、ＡＰ−１０２Ｂ）を用いて、−５０℃、１５ｋＰａの条件で４８時間凍結乾燥し、粉末を得た。この粉末と、ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、ノバレックス（登録商標）７０３０Ａ）のペレットとを、粒子の濃度がアルミナ換算での灰分で１４質量％となるように溶融混練機を用いて溶融混練した。このようにして、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。溶融混練機は、株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０（深溝、同方向回転２軸混練機）を用いた。熱風乾燥機にて１２０℃、６時間乾燥し、株式会社名機製作所製  インジェクションプレス機  ＭＤＩＰ１４００にて図６に示す金型を用いて成形を行い、熱可塑性樹脂組成物成形体を得た。成形条件は、下記表５の通りであった。
【０１１６】
【表５】
2010006906.tif 000014
【０１１７】
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はアルミナ換算で１４質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、アルミナ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１１８】
（実施例２）
溶融混練の際、粒子の濃度がアルミナ換算での灰分で２７質量％となるように配合した以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物成形体を作製した。得られた樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はアルミナ換算で２７質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、アルミナ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１１９】
（比較例１）
射出成形機  Ｍ−４５０Ｃ−ＤＭ（株式会社名機製作所製）を用い、成形条件を下記表６のようにして射出成形を行ったこと以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物成形体を作製した。得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はアルミナ換算で１４質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、アルミナ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１２０】
【表６】
2010006906.tif 000015
【０１２１】
（比較例２）
溶融混練の際に粒子の濃度がアルミナ換算での灰分で５質量％となるように配合した以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物成形体を作製した。得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はアルミナ換算で５質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、アルミナ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１２２】
（比較例３）
溶融混練の際に粒子の濃度がアルミナ換算での灰分で５質量％となるように配合した以外は、比較例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物成形体を作製した。得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はアルミナ換算で５質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、アルミナ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１２３】
（比較例４）
日産化学工業株式会社製  スノーテックス−ＰＳ−Ｓ（粒子径１０〜１５ｎｍの球状シリカを含むゾル）を、７質量％の水ゾルになるように調製した。次いで、ドデシルベンゼンスルホン酸（東京化成工業株式会社製、ソフト型）をシリカ粒子１００質量部に対して２８．５質量部となるように、少量ずつ添加しながら１０分間攪拌した。得られた溶液を凍結乾燥機（関西保存科学工業株式会社製、ＡＰ−１０２Ｂ）を用いて、−５０℃、１５ｋＰａの条件で４８時間凍結乾燥し、粉末を得た。この粉末と、ポリカーボネート（株式会社三菱エンジニアリングプラスチックス製、ノバレックス（登録商標）７０３０Ａ）のペレットとを、粒子の濃度がアルミナ換算での灰分で１４質量％となるように溶融混練機を用いて溶融混練した。このようにして、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。溶融混練機は、株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ３０（深溝、同方向回転２軸混練機）を用いた。熱風乾燥機にて１２０℃、６時間乾燥し、株式会社名機製作所製  インジェクションプレス機  ＭＤＩＰ１４００にて図６に示す金型を用いて成形を行い、熱可塑性樹脂組成物成形体を得た。成形条件は、下記表７の通りであった。
【０１２４】
【表７】
2010006906.tif 000016
【０１２５】
得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はシリカ換算で１４質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はアルミナ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、シリカ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１２６】
（比較例５）
射出成形機  Ｍ−４５０Ｃ−ＤＭ（株式会社名機製作所製）を用い、成形条件を下記表８のようにして射出成形を行ったこと以外は、比較例４と同様にして熱可塑性樹脂組成物成形体を作製した。得られた熱可塑性樹脂組成物成形体の一部を採取し、ＴＧ−ＤＴＡおよびＮＭＲの分析を行った。ＴＧ−ＤＴＡの分析結果から、金属酸化物粒子の濃度はシリカ換算で１４質量％であり、ドデシルベンゼンスルホン酸はシリカ粒子１００質量部に対して２８．５質量部含まれることがわかった。また、ＮＭＲの分析結果から、シリカ粒子にドデシルベンゼンスルホン酸が結合していることが確認できた。
【０１２７】
【表８】
2010006906.tif 000017
【０１２８】
実施例１〜２および比較例１〜５で得られた成形体の成形方法、フィラーおよび樹脂の種類、フィラー濃度、ならびに金属酸化物粒子の二次凝集の有無について、下記表９に示す。
【０１２９】
【表９】
2010006906.tif 000018
【０１３０】
上記のような方法で得られた全ての熱可塑性樹脂組成物成形体は、図６に示す形状の金型を用いて成形体とした。この場合、分析の結果、図６の左右方向がＭＤ方向となった。この成形体から、各種試験の試験片を切り出し、上述の測定方法で各種物性を測定した。結果を下記表１０に示す。
【０１３１】
【表１０】
2010006906.tif 000019
【０１３２】
表１０から明らかなように、配向度が本発明の範囲内である実施例１〜２の成形体は、機械的特性および光学的特性のバランスに優れることがわかった。一方、配向度が本発明の範囲外である比較例１〜３の成形体、および金属酸化物粒子の形状が異方性を有さず球状である比較例４〜５の成形体は、機械的特性および光学的特性のバランスに劣ることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体に含まれる金属酸化物粒子の、長軸長さおよび短軸長さの取り方の一例を模式的に表した概略図である。
【図３】本発明で用いられうるベーマイトの結晶系を示す概略図である。
【図４】本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体に含まれる金属酸化物粒子の、方位角の定義を示す概略図である。
【図５】本発明の熱可塑性樹脂組成物成形体に含まれる金属酸化物粒子の、方位角強度分布の一例を示す図である。
【図６】実施例で用いた金型の概略図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１    熱可塑性樹脂組成物成形体、
２    熱可塑性樹脂、
３、１１    金属酸化物粒子、
Ｌ１    金属酸化物粒子の長軸長さ、
Ｌ２    金属酸化物粒子の短軸長さ。
Ｌ３    金属酸化物粒子の中空円筒または中空角柱の長さ、
Ｌ４    金属酸化物粒子の中空円筒または中空角柱の短軸の径、
Ｌａ    金属酸化物粒子の短軸方向の断面の長径、
Ｌｂ    金属酸化物粒子の短軸方向の断面の短径、
Ｌａ    金属酸化物粒子の中空円筒または中空角柱の短軸方向の中空断面の長径、
Ｌｂ    金属酸化物粒子の中空円筒または中空角柱の短軸方向の中空断面の短径。
【図１】
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【図２】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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