(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状複水酸化物（ＬＤＨ）を変性させるためのプロセスであって、
ａ．式：［Ｍｚ＋１−ｘＭ’ｙ＋ｘ（ＯＨ）２］ｑ＋（Ｘｎ−）ｑ／ｎ．ｂＨ２Ｏ
［式中、ＭおよびＭ’は金属カチオンであり、ｚは１または２であり、ｘは０．１から１までであり、ｂは０から５までであり、ｙは３または４であり、Ｘはアニオンであり、ｎは１から３までであり、ｑはｘ、ｙおよびｚによって決まる］
の層状複水酸化物を含む材料を用意する工程、および、
ｃ．前記材料を少なくとも１つの第１溶媒で少なくとも１回は洗浄して変性層状複水酸化物を得る工程であって、前記第１溶媒が水混和性であり、かつ３．８から９までの範囲の溶媒極性Ｐ’を有するものである、工程を含む、プロセス。
【請求項２】
さらに、
ｂ．前記工程ｃの前に、前記工程ａで得られた前記材料を、水と水混和性混合溶媒との混合物で少なくとも１回は洗浄する工程を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
ｚが２であり、ＭがＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅまたはその混合物である、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
Ｍ’がＡｌである、請求項１から３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記材料に含まれるＬＤＨ粒子の粒径が１ｎｍから５０ミクロンまでの範囲にある、請求項１から４のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
Ｘが、ハライド、無機オキシアニオン、アニオン性界面活性剤、アニオン性発色団、アニオン性ＵＶ吸収体またはそれらの混合物から選択されるアニオンである、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
混合溶媒がＣ１〜Ｃ３アルコールである、請求項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１溶媒が中性またはアルカリ性である、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
第１溶媒が、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、エタノール、メタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、またはテトラヒドロフランの１つまたはそれ以上から選択される、請求項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１０】
工程ｃで得られた変性層状複水酸化物を第２炭化水素溶媒に分散させて炭化水素分散層状複水酸化物を形成させる工程ｄをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１１】
第２炭化水素溶媒が芳香族化合物を含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
第２炭化水素溶媒が、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンジルアルコール、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、またはトリクロロベンゼンの１つまたはそれ以上から選択される、請求項１０または１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
炭化水素分散層状複水酸化物にポリマー材料を溶解させてポリマー添加炭化水素分散系を形成させる工程をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１４】
加熱によってポリマー材料を炭化水素分散層状複水酸化物に溶解させる、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
コンポジット材料をポリマー添加炭化水素分散系から沈殿させる工程をさらに含む、請求項１３または１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
変性層状複水酸化物をポリマー材料と混合してＬＤＨ／ポリマーコンポジットを形成させる工程をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１７】
ポリマー材料がポリオレフィン、ビニルポリマー、飽和エステルまたはそれらの混合物から選択される少なくとも１つのポリマーを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１８】
ポリオレフィンがポリエチレンおよび／またはポリプロピレンを含む、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
ＬＤＨが、ポリマーの重量に基づいて、０．０１重量％から８５重量％までの範囲で存在する、請求項１３から１８のいずれか一項に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、層状複水酸化物（ＬＤＨ）を変性させるためのプロセスであって、特に、ＬＤＨを溶媒に分散させることによる、また場合によっては、そのＬＤＨ分散系にポリマー材料を溶解させる後続の工程による、プロセスに関する。本発明は、溶媒中のＬＤＨの安定分散系、およびポリマーとＬＤＨとのコンポジットにも関係する。
【背景技術】
【０００２】
層状複水酸化物（ＬＤＨ）は、２種類の金属カチオンを含み、層状構造を有する、化合物の一クラスである。ＬＤＨは「Structure and Bonding」Vol 119（2005）「Layered Double Hydroxides」（X Duan and D.G.Evans編）に概説されている。おそらくＬＤＨの最も周知の例であるハイドロタルサイトは長年にわたって研究されてきた。ＬＤＨは、その構造の層間にアニオンをインターカレートすることができる。国際公開第９９／２４１３９号には、芳香族アニオンおよび脂肪族アニオンを含むアニオンを分離するためのＬＤＨの使用が開示されている。
【０００３】
ＬＤＨ材料は一般に親水性であり、一般に疎水性である材料とのＬＤＨコンポジットは形成させることが困難であると判明している。しかし、ＬＤＨ／ポリマーコンポジットを提供することには、大きな利点があるだろう。
【０００４】
比較的非極性な溶媒中のＬＤＨの安定分散系を提供することにも利点があるだろう。安定分散系または良好なコンポジットを形成させることが可能になるようにＬＤＨを変性させる試みがなされてきた。
【０００５】
国際公開第２００７／０６５８６０号は、シラン基を介して有機アニオンをゴムに化学的に連結することによってゴムとＬＤＨとのナノコンポジットを調製するプロセスに関する。
【０００６】
欧州特許出願公開第２１７４９０９号は、ＬＤＨ含有ポリマーの変色を低減するための、一般に酸性である有機化合物を含有するＬＤＨに関する。
【０００７】
国際公開第２００７／０６５８６１号は、ポリマーとの相溶性（compatibility）を増進するために脂肪酸アニオンがインターカレートされているＬＤＨに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第９９／２４１３９号
【特許文献２】国際公開第２００７／０６５８６０号
【特許文献３】欧州特許出願公開第２１７４９０９号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／０６５８６１号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「Structure and Bonding」Vol 119（2005）「Layered Double Hydroxides」（X Duan and D.G.Evans編）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
残念なことに、今までのところ、ポリマー／ＬＤＨコンポジット中のナノフィラーとしてＬＤＨを使用するための前提条件は、ポリマーと相溶であるＬＤＨプレートレット（platelet）を調製することであり、これには、ＬＤＨをポリマーマトリックスに練込む前にポリマーまたはＬＤＨのどちらか一方に適当かつ費用のかかる処理を施す必要があった。したがって、ＬＤＨ／比較的無極性な系を安定化するための従来の試みは、複雑な加工を必要とし、成功しないことも多い。さらにまた、有機変性（organo-modified）ＬＤＨ材料は比較的低温で分解することが多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの課題に対処することが本発明の目的である。したがって本発明は、第１態様において、層状複水酸化物（layered double hydroxide：ＬＤＨ）を変性させるためのプロセスであって、（ａ）式：
［Ｍｚ＋１−ｘＭ’ｙ＋ｘ（ＯＨ）２］ｑ＋（Ｘｎ−）ｑ／ｎ．ｂＨ２Ｏ
［式中、ＭおよびＭ’は金属カチオンであり、ｚは１または２であり、ｘは０．１から１までであり、ｂは０から５までであり、ｙは３または４であり、Ｘはアニオンであり、ｎは１から３までであり、ｑはｘ、ｙおよびｚによって決まる］
の層状複水酸化物を含む材料を用意する工程、（ｂ）場合により、前記材料を水と水混和性混合溶媒（mixing solvent miscible with water）との混合物で少なくとも１回は洗浄する工程、および（ｃ）工程ａまたはｂで得た材料を少なくとも１つの第１溶媒で少なくとも１回は洗浄して変性層状複水酸化物を得る工程であって、前記第１溶媒が水混和性であり、かつ好ましくは３．８から９までの範囲の溶媒極性（Ｐ’）を有するものである工程を含む、プロセスを提供する。
【００１２】
溶媒極性（Ｐ’）は、ＳｎｙｄｅｒおよびＫｉｒｋｌａｎｄによって報告された実験的溶解度データ（Snyder, L.R.; Kirkland, J.J. 「Introduction to modern liquid chromatography」 2nd ed.; John Wiley and Sons: New York, 1979; pp 248-250）に基づいて定義され、後述する実施例の項の表に記載する通りである。
【００１３】
Ｍは、単一の金属カチオンまたは異なる金属カチオンの混合物、例えばＭｇＦｅＺｎ／Ａｌ ＬＤＨの場合は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅであることができる。好ましいＭは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃａまたはこれらのうちの２つもしくはそれ以上の混合物である。
【００１４】
好ましくは、ｚは２であり、ＭはＣａまたはＭｇまたはＺｎまたはＦｅである。
【００１５】
好ましくは、Ｍ’はＡｌである。
【００１６】
好ましいＬＤＨはＭｇ／Ａｌ、Ｃａ／ＡｌまたはＺｎ／Ａｌである。
【００１７】
好ましくは、前記材料に含まれるＬＤＨの粒径は、１ｎｍから５０ミクロンまで、好ましくは１ｎｍから２０ミクロンまで、より好ましくは５ｎｍから２０ミクロンまで、最も好ましくは１０ｎｍ〜２０ミクロンの範囲にある。
【００１８】
一般にＬＤＨ粒子のどの寸法もこの範囲に入りうるが、好ましくはＬＤＨ粒子が、この１つまたは複数の範囲内にある厚さ（粒子の層に対して実質的に垂直）を有する。
【００１９】
２０ミクロンまでのＬＤＨ粒子は、一般に、本発明の方法を使って変性させた後に、非極性溶媒中で使用し、または分散させることができるが、一般的には、粒子が小さいほど、コロイド溶液は安定になり、かつ重量％基準（wt% basis）でポリマーコンポジットに、より大きな効果を有しうる。それゆえに、２０ミクロンまたはそれ未満の粒径を有するＬＤＨが好ましい。
【００２０】
好ましくは、ＬＤＨ粒子の縦横比は、３０ｎｍから１５００ｎｍまで（プレートレット面積／プレートレット厚として決定）、好ましくは８０ｎｍから５００ｎｍまで、より好ましくは１００ｎｍから３５０ｎｍまでの範囲にあるだろう。
【００２１】
ＬＤＨ中のアニオンＸは、任意の適当な有機または無機アニオン、好ましくは、ハライド（例えばクロライド）、無機オキシアニオン（例えばＹｍＯｎ（ＯＨ）ｐｑ−；ｍ＝１〜５；ｎ＝２〜１０；ｐ＝０〜４、ｑ＝１〜５；Ｙ＝Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｐ）、アニオン性界面活性剤（例えばドデシル硫酸ナトリウム、脂肪酸塩またはステアリン酸ナトリウム）、アニオン性発色団、アニオン性ＵＶ吸収体（例えば４−ヒドロキシ−３−１０メトキシ安息香酸、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸（ＨＭＢＡ）、４−ヒドロキシ−３−メトキシ−ケイ皮酸、ｐ−アミノ安息香酸および／またはウロカニン酸）、またはその混合物から選択されるものであることができる。
【００２２】
水と混合溶媒（mixing solvent）との混合物で洗浄する工程は、さらに改良された結果、例えば（後で材料を分散させた場合に）炭化水素溶媒におけるＬＤＨの改良された分散などをもたらす。水との混合物中の混合溶媒は、比較的極性な溶媒、より好ましくはアルコールを含めば好ましく、最も好ましくは、混合溶媒が、Ｃ１〜Ｃ３アルコール、例えばメタノール、エタノールまたはプロパノールである。混合溶媒と水との好ましい体積比は、１：２から２：１までの範囲にある。
【００２３】
第１溶媒は中性またはアルカリ性であれば好ましい。一部の比較的弱い酸性溶媒も使用しうるが、ｐＨが低すぎると、それはＬＤＨの特性に有害な影響を及ぼす場合があり、非常に低いｐＨは、ＬＤＨの溶解をもたらして、プロセス全体の効率を低下させることになりうる。それゆえに好ましくは、第１溶媒は、本プロセスにおいて使用する場合、７またはそれ以上のｐＨを有する。
【００２４】
一般に、任意の適切な第１溶媒を使用しうるが、好ましい第１溶媒は、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、エタノール、メタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、２−プロパノールまたはテトラヒドロフランの１つまたはそれ以上から選択される。
【００２５】
好ましくは、本プロセスはさらに、工程ｃで得られた洗浄済み材料を第２炭化水素溶媒に分散させて炭化水素分散層状複水酸化物を形成させる工程ｄを含む。
【００２６】
このプロセスには大きな利点がある。なぜなら、このような簡単なプロセスであるのに、このプロセスは、驚いたことに、炭化水素溶媒が無極性であるという事実にもかかわらず、炭化水素溶媒における、ＬＤＨを含む材料の良好な分散をもたらすからである。結果として生じる炭化水素分散層状複水酸化物はさまざまな応用に有利に使用され、さらなる加工に使用することもできる。適当な溶媒中にＬＤＨの安定分散系を調製することにより、ＬＤＨの前処理（例えば脂肪酸によるインターカレーション）も、ポリマー鎖の官能化も、必要なくなる。
【００２７】
本発明のもう一つの大きな利点は、この分散系が一般に安定であり、光学的に透明でもあることである。
【００２８】
好ましくは、第２炭化水素溶媒は芳香族化合物を含む。
【００２９】
第２炭化水素溶媒は、好ましくは、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンジルアルコール、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、またはトリクロロベンゼンの１つまたはそれ以上から選択される。
【００３０】
本発明の第１態様において得られた材料（または材料を炭化水素溶媒に分散させた場合は分散系）は後続の加工工程において使用することができ、好ましくは、本発明のプロセスは、前記材料をポリマーと混合してＬＤＨ／ポリマーコンポジットを形成させる工程をさらに含んでいるか、または本発明のプロセスにおいて、炭化水素分散層状複水酸化物にポリマー材料を溶解してポリマー添加炭化水素分散系を形成させる工程をさらに含んでいる。
【００３１】
好ましくは、所定の期間、所定の温度に加熱することによって、ポリマー材料を炭化水素分散層状複水酸化物に溶解させる。所定の温度および期間は、分散系を調製するために使用する第２炭化水素溶媒の特性に依存するであろう。しかし一般的には、所定の温度は、２５℃から２５０℃の範囲にあるだろう。所定の期間は、通常は、炭化水素分散系へのポリマーの溶解に必要な期間であり、通常は４時間未満であるだろう。
【００３２】
炭化水素分散系に溶解したポリマー材料の加工は、好ましくは、コンポジット材料（composite material）（通常はナノコンポジット、すなわち、ナノメートル規模での材料の相の相互作用がある緊密に混合されたコンポジット）をポリマー添加炭化水素分散系から沈殿させることを、さらに含んでいる。そのような沈殿は、例えば、ポリマー添加炭化水素分散系を急速に冷却することによって、またはポリマー添加炭化水素分散系に第４の溶媒を添加することによって、行うことができる。好適な第４溶媒として、水またはアルカンなどの溶媒、例えばヘキサンが挙げられる。
【００３３】
一般に、本方法での使用に適しうるポリマーは、当分野において公知の任意のポリマーであり、分散させる場合は、ＬＤＨを分散させる芳香族溶媒に可溶であるものである。
【００３４】
本明細書において議論するポリマーは、少なくとも２つのビルディングブロック（すなわちモノマー）の有機物質であり、オリゴマー、コポリマー、およびポリマー樹脂が含まれる。本発明での使用に適したポリマーは、重付加物および／または重縮合物である。ポリマーは、ホモポリマーおよび／またはコポリマーであることができる。
【００３５】
好ましくは、ポリマー材料は、ポリオレフィン、ビニルポリマー、飽和エステルまたはそれらの混合物から選択される少なくとも１つのポリマーを含む。
【００３６】
さらに好ましくは、ポリオレフィンがポリエチレンおよび／またはポリプロピレンを含む。
【００３７】
好適なポリマーの例は、ポリオレフィン、例えばポリエチレンまたはポリプロピレン、ビニルポリマー、例えばポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、飽和ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレートである。
【００３８】
特に好ましいのは、少なくとも１つのエチレン系不飽和モノマーの重合によって得ることができるポリマーまたはコポリマーである。そのようなポリマーの例はポリオレフィンおよびビニルポリマーである。ポリオレフィンまたはビニルポリマーはホモポリマーまたはコポリマーであることができる。そのようなポリマーの好適な例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、およびエチレン−プロピレンゴム、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−ビニルクロライドコポリマー、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−アクリレート−スチレンコポリマー（ＡＡＳ）、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＭＢＳ）、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、エチレン−アクリレートコポリマー、ビニルクロライド−プロピレンコポリマー、およびそれらの混合物である。さらに好ましいポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリビニルクロライドである。
【００３９】
ポリエチレンの具体例は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、および超高分子量ポリエチレンである。エチレン系コポリマーの例は、エチレン−ビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレートコポリマー（ＥＭＡ）、およびエチレン−アクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）である。ポリプロピレンの一具体例は、いわゆる熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）であり、これには、ポリプロピレンとＥＰＲゴムの配合物またはリアクターグレード（reactor grade）のポリプロピレンおよびＥＰＲゴムが含まれる。
【００４０】
本発明の大きな利点の一つは、ＬＤＨ分散系がポリマーへの多機能添加物として機能しうることである。例えばＺｎＡｌ−ＬＤＨは、ポリマーのＵＶ安定性を強化する良好なＵＶ吸収性を有し、ＬＤＨは、ＰＶＣのＵＶ安定性を改良するためのラジカル補集剤として作用することができる。
【００４１】
ＬＤＨに使用されるアニオンは、分散系に追加の特性を付加することができる。したがってアニオンは、例えば、次に挙げるものの１つまたはそれ以上を含みうる：オキシアニオン（例えばホスフェートまたはカーボネート）（改良された熱特性のため）、アニオン性ボレート（難燃性、発煙抑制のため）、有機／無機アニオン性発色団（着色のため）、アニオン性ＵＶ吸収体（ＵＶ安定性のため）。
【００４２】
使用しうる具体的アニオンの例として、有機ＵＶ吸収体（例えば４−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸（ＨＭＢＡ）、４−ヒドロキシ−３−メトキシ−ケイ皮酸、ｐ−アミノ安息香酸および／またはウロカニン酸）が挙げられる。ボレートアニオン（例えばＢ（ＯＨ）４−、Ｂ２Ｏ４２−、Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４２−、Ｂ５Ｏ６（ＯＨ）４−）は、良好な難燃性および発煙抑制性をポリマー、例えばＰＶＣに与え、アニオン性染料（例えばアシッドレッド１（ＡＲ）−Ｃ１８Ｈ３３Ｎ３Ｎａ２Ｏ８Ｓ２、アシッドイエロー３（ＡＹ）−Ｃ１８Ｈ９ＮＮａ２Ｏ８Ｓ２、アシッドグリーン２５（ＡＧ）−Ｃ２８Ｈ２０Ｎ２Ｎａ２Ｏ８Ｓ２、アシッドブルー４５（ＡＢ）−Ｃ１４Ｈ８Ｎ２Ｎａ２Ｏ１０Ｓ２、ＡＢ８０（ＡＢ２）−Ｃ３２Ｈ２０Ｎ２Ｎａ２Ｏ８Ｓ２）は、とりわけＵＶによる脱色に対して、改良された色安定性を与える。
【００４３】
本発明を使ってポリマーマトリックスに均一に分散されたＬＤＨは、次に挙げるポリマーの態様の一部または全部を劇的に改良することができる：機械特性、レオロジー特性、熱特性、ガスバリア性、ＵＶ安定性、ＩＲ吸光度、保温、色安定性、低引火性および発煙指数。２つまたはそれ以上のＬＤＨ材料を組み合わせると、適切なＬＤＨの混合物を加えることによってこれらの特性をさらに改良し、または調整することが可能になる。
【００４４】
好ましくは、ＬＤＨが、ポリマーの重量に基づいて、０．０１重量％から８５重量％まで、好ましくは０．１重量％から５０重量％まで、さらに好ましくは０．５〜５０重量％、または０．５重量％から２５重量％まで、最も好ましくは０．５重量％から１５重量％までの範囲で存在する。
【００４５】
本発明の好ましい一実施形態では、コンポジット材料（好ましくはナノコンポジット材料）であって、ポリマーマトリックスが、ポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタンおよび／またはポリエポキシドから選択されるものが提供される。
【００４６】
本発明の（ナノ）コンポジット材料は、多種多様な応用に使用するのにとりわけ適している。本材料は、加工性が極めて高く、従来の成形工程、例えば射出成形プロセスおよび押出プロセスで成形することができる。さまざまな性質の成形品を本ナノコンポジット材料から製造することができる。例には、ポリマーマトリックスの材料が適合する任意の応用が含まれる。好ましい応用として、繊維、包装材料、および建築材料を挙げることができる。
【００４７】
第２態様において、本発明は、本発明のプロセスによって得ることができる変性層状複水酸化物を提供する。
【００４８】
第３態様において、本発明は、炭化水素溶媒中の式：［Ｍｚ＋１−ｘＭ’ｙ＋ｘ（ＯＨ）２］ｑ＋（Ｘｎ−）ｑ／ｎ．ｂＨ２Ｏ［式中、ＭおよびＭ’は金属カチオンであり、ｚは１または２であり、ｘは０．１から１までであり、ｂは０から５までであり、ｙは３または４であり、Ｘはアニオンであり、ｎは１から３までであり、ｑはｘ、ｙおよびｚによって決まる］
の本発明の変性層状複水酸化物の安定分散系を提供する。
【００４９】
第４態様において、本発明は、式：［Ｍｚ＋１−ｘＭ’ｙ＋ｘ（ＯＨ）２］ｑ＋（Ｘｎ−）ｑ／ｎ．ｂＨ２Ｏ［式中、ＭおよびＭ’は金属カチオンであり、ｚは１または２であり、ｘは０．１から１までであり、ｂは０から５までであり、ｙは３または４であり、Ｘはアニオンであり、ｎは１から３までであり、ｑはｘ、ｙおよびｚによって決まる］の層状複水酸化物とポリマー材料とを含むコンポジットを提供する。
【００５０】
第５態様において、本発明は、第１態様に従うが、２つまたはそれ以上の異なる上式の層状複水酸化物を含む材料を用意する追加の工程を伴う、プロセスを提供する。
【００５１】
本発明の第５態様の大きな利益は、ポリマーへの２つまたはそれ以上の異なるＬＤＨの添加が、いくつかの特性、例えばその熱安定性および融点、機械特性および／またはＵＶ安定性などを著しく改良しうることである。例えば、ポリマーへのＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３、Ｍｇ３Ａｌ１−ＳＯ４、およびＣａ３Ａｌ１−ＮＯ３の添加は、図１の（ポリマーなしのＬＤＨの混合物に関する）熱重量分析によって例証される通り、２４０〜５４０℃の温度域全体にわたる異なる分解によって熱を吸収するＬＤＨをもたらす。
【００５２】
第２、第３、第４および第５態様の好ましいかつ随意の特徴は、第１態様に関して議論し、特許請求の範囲に明示する通りである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３、Ｍｇ３Ａｌ１−ＳＯ４、およびＣａ３Ａｌ１−ＮＯ３の熱重量分析（ＴＧＡ）のグラフである。
【図２】Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨの一連の写真であって、ｐＨ１２で合成した水洗浄ＬＤＨ（左）、ｐＨ１０（中央）およびｐＨ１２（右）で合成したＨ２Ｏ／エタノールおよびアセトン洗浄（×２）ＬＤＨを、キシレン溶液に分散させたもの。
【図３】添加量１．２５ｇ／Ｌ、２．５ｇ／Ｌ、５ｇ／Ｌ、および１０ｇ／ＬでのキシレンにおけるＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ｐＨ１２の分散系の一連の写真である。
【図４】添加量が異なる合成ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨナノコンポジットの一連の写真である。
【図５】ＰＰ（ポリプロピレン）およびＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨナノコンポジット（６重量％）、（▼）Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３のＸ線ディフラクトグラム（ＸＲＤ）を示す。
【図６】空気中で試験したＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットのＴＧＡ分析を示す。
【図７】純ＰＰと、Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３、Ｍｇ３Ａｌ１−ＳＯ４、Ｍｇ３Ａｌ１−Ｃｌ、Ｍｇ３Ａｌ１−ＮＯ３を使ったＰＰナノコンポジットのＴＧＡ分析を示す。
【図８】純ＰＰと、Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３およびＣａ３Ａｌ１−ＮＯ３を使ったＰＰナノコンポジットのＴＧＡ分析を示す。
【図９】Ｈ２Ｏに分散させたＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像を示す。
【図１０】キシレンに分散させたＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨのＴＥＭ像を示す。
【図１１】純ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＨＤＰＥ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３（９重量％）のＴＧＡ分析を示す。
【図１２】ＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットの結晶化温度に対するＬＤＨ添加量の効果。
【図１３】ＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットの結晶化温度に対する層間アニオンの効果。
【図１４】ＨＤＰＥ／ＬＤＨナノコンポジットの結晶化温度に対するＬＤＨ添加量の効果。
【図１５】ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３ナノコンポジットの合成の流れ図。
【図１６】キシレンへの重量％添加量が異なるキシレン溶媒中のＭｇ３Ａｌ−ＣＯ３懸濁液（光路長４ｍｍ）に関する透過ＵＶ−可視分光法データ。                  ［図１７］ＬＤＨ添加量（６、１５、および３０重量％）が異なるＰＰ／Ｚｎ２Ａｌ−ボレートナノコンポジットの発熱速度。                                      ［図１８］（ａ）純ＰＰ、（ｂ）６重量％ＰＰ／Ｚｎ２Ａｌ−ボレート、（ｃ）１５重量％ＰＰ／Ｚｎ２Ａｌ−ボレート、および（ｄ）３０重量％ＰＰ／Ｚｎ２Ａｌ−ボレートに関する残炭（residual char）の写真。                                ［図１９］ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ−タートラジン（tartrazine）ナノコンポジットのＵＶ−可視分光法分析。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに例証する。
【実施例】
【００５５】
炭化水素中のＬＤＨ分散系
特定の溶媒による洗浄でＬＤＨを変性させることによってＬＤＨを分散させた。無機ＬＤＨは、キシレンなどの炭化水素溶媒にうまく分散し、例えば直接的かつ簡単なポリオレフィン／無機ＬＤＨの合成が可能になった。
キャラクタリゼーション法
定量的燃焼技法を使って元素分析を行った。粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）データは、ＰＡＮ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｘ’Ｐｅｒｔ  Ｐｒｏ回折計により、反射モード、４０ｋＶおよび４０ｍＡで、ＣｕＫα線を使って収集した（α１＝１．５４０５７Å、α２＝１．５４４３３Å、加重平均＝１．５４１７８Å）。試料をステンレス製サンプルホルダーにマウントした。ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｑ２００示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使ってＤＳＣサーモグラムを得た。実験は約１０ｍｇの試料で行った。各試料をまず、１０℃／分の加熱速度で室温から２２０℃まで加熱することで熱履歴を除去した後、１０℃／分の速度で４０℃まで冷却することで再結晶化温度を記録し、次に１０℃／分の速度で２２０℃まで再加熱することで、融解温度を決定した。実験はアルゴンパージ（５０ｍＬ／分）下で行った。ＴＥＭ像はＪＥＯＬ  ＪＥＭ−２１００透過型電子顕微鏡から得た。ＬＤＨ粒子をＨ２Ｏまたはキシレンに分散させてから、カーボン超薄膜で覆われたＣｕグリッドに添加した。
ＬＤＨの合成
ＬＤＨは、いくつかの方法、例えば共沈法などによって、合成することができる。
【００５６】
共沈法によるＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３合成の一例は次の通りである：
簡単に述べると、０．０７５ｍｏｌのＭｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏと０．０２５ｍｏｌのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとの混合物を含有する塩溶液Ａ（１００ｍｌ）を、０．０５ｍｏｌのＮａ２ＣＯ３を含有する塩基性溶液Ｂ（１００ｍｌ）に滴下した。０．１７ｍｏｌのＮａＯＨを含有する溶液Ｃ（５０ｍｌ）の添加によって溶液ＢのｐＨ値を一定（１０〜１４）に保った。その結果生じた混合物Ｄを、撹拌し続けながら、室温で２４時間、エージングした。エージングした混合物を濾過し、ｐＨ＝７になるまで脱イオン水で洗浄した。
【００５７】
同様に、異なる無機アニオン、例えばＮＯ３−、ＳＯ４２−、Ｃｌ−などを有するＭｇ３Ａｌ１−Ｘも、合成することができる。簡単に述べると、０．０７５ｍｏｌのＭｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏおよび０．０２５ｍｏｌのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを含有する水溶液（１００ｍｌ）を、０．０５ｍｏｌのＮａＮＯ３またはＮａ２ＳＯ４を含有する溶液（１００）に滴下することによって、Ｍｇ３Ａｌ１−ＮＯ３およびＭｇ３Ａｌ１−ＳＯ４を調製した。調製プロセス全体を通して、ＮａＯＨ（３．４Ｍ）を使ってｐＨを１０に制御した。ＮａＯＨ溶液（４Ｍ）を使ってｐＨを約１０に制御しながら、０．０７５ｍｏｌのＭｇＣｌ２および０．０２５ｍｏｌのＡｌＣｌ３・ｘＨ２Ｏを含有する水溶液（１００ｍｌ）を、０．０５ｍｏｌのＮａＣｌを含有する溶液（１００ｍｌ）に滴下することによって、Ｍｇ３Ａｌ１−Ｃｌを合成した。
【００５８】
ＬＤＨ材料の他の合成は次の通りである：
共沈およびインターカレーション反応は、適切な溶媒およびピボットリング（pivot ring）付き磁気撹拌子（magnetic follower）が入っている反応スケールに適した丸底フラスコまたはフィンガーアンプル（finger ampoule）で行った。フラスコの内容物を適切な温度で所要の時間、撹拌した。その混合物を冷まし、焼結ガラスフリットを使って濾過した。濾液が必要な場合は、それをブフナーフラスコに収集し、取り除いてから、固形残渣を脱イオン水およびアセトンで洗浄した。
【００５９】
粉末を風乾してから、ＸＲＤによるキャラクタリゼーションを行った。
［Ｍｇ２Ａｌ（ＯＨ）６］ＮＯ３・ｎＨ２Ｏおよび［Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６］Ｃｌ・ｎＨ２Ｏの合成
共沈によって［Ｍｇ２Ａｌ（ＯＨ）６］ＮＯ３・ｎＨ２Ｏを合成した。２１．４ｇのＭｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏおよび１０．５ｇのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏを１００ｍｌの水に溶解することによって混合硝酸金属溶液を調製した。これを、１００ｍｌの水に溶解した６ｇのＮａＯＨと９．５ｇのＮａＮＯ３との溶液に、約３０分かけて滴下した。全ての段階において窒素ガスで十分にパージしたその混合物を、８０℃で２４時間、激しく撹拌した。生成物が白色粉末として形成され、それを収集した。
【００６０】
同じ方法で［Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６］Ｃｌ・ｎＨ２Ｏを製造し、この場合は、ＣａＣｌ２とＡｌＣｌ３を、ＮａＯＨとＮａＣｌの溶液に滴下した。
［Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６］ＮＯ３・ｎＨ２Ｏの合成
塩−オキシド法によって［Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）６］ＮＯ３・ｎＨ２Ｏを合成した。２．４８ｇのＣａＯを１００ｍｌの水に加え、完全に懸濁するまで撹拌した。次に、この懸濁液に、４．７２ｇのＡｌ（ＮＯ３）を加え、溶解するまで撹拌した。全ての段階において窒素ガスで十分にパージしたその混合物を、９０℃で１２時間、激しく撹拌した。固形生成物を収集した。生成物は白色粉末として形成された。
【００６１】
これらの方法の適切な変更により、特定のＬＤＨ材料を調製することができる。
ＬＤＨの変性
Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３をｐＨ１２において合成し、水で洗浄した。図２の左に示すように、キシレンへの明確な分散は観察されなかった。対照的に、Ｍｇ３Ａｌ１ＣＯ３をエタノール＋Ｈ２Ｏ（１：１）で１回洗浄し、次にアセトンで２回洗浄したところ、ｐＨ＝１０およびｐＨ＝１２において合成されたＬＤＨは、キシレン溶液に高度に分散した（図２それぞれ中央および右）。次に、異なる量のＬＤＨ（１．２５ｇ／Ｌから１０ｇ／Ｌ）をキシレンに分散させて、安定で光学的に透明な分散系を得た。全てのＬＤＨは、図３に示すように、高度に分散した。
Ｚｎ２Ａｌ−ボレートＬＤＨの合成
１００ｍｌのＺｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ（０．０７５ｍｏｌ）およびＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ（０．０３７５ｍｏｌ）溶液を、１００ｍｌのＨ３ＢＯ３（０．１８７ｍｏｌ）溶液に滴下することによって、Ｚｎ２Ａｌ−ボレートＬＤＨを調製した。沈殿溶液のｐＨはＮａＯＨ（１Ｍ）溶液を使って約８．３に制御した。雰囲気ＣＯ２による汚染を防止するために、合成中は全体を通して、系をＮ２ガスで保護した。ｐＨが７に近くなるまで試料を脱イオン（ＤＩ）水で洗浄した。水洗浄した湿ケーキをさらにアセトンでよく洗浄した（少なくとも３回）。そして、アセトン洗浄湿ケーキを、乾燥することなく、（前述の）ポリマーナノコンポジットの調製に、そのまま使用した。
Ｍｇ３Ａｌ−タートラジン（tartrazine）ＬＤＨの合成
まず、共沈法によってＭｇ３Ａｌ−ＮＯ３を合成した。５０ｍｌのＨ２Ｏ中に９．６ｇのＭｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏと４．７ｇのＡｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏとを含有する金属前駆体溶液を、５０ｍｌのＨ２Ｏ中に２．１２５ｇのＮａＮＯ３を含有するアニオン溶液に、ＮａＯＨ（４Ｍ）を使ってｐＨを一定に保ちながら滴下した。その混合物を室温で１２時間エージングした後、濾過し、ｐＨが７に近くなるまで、水で洗浄した。得られた水洗浄「湿ケーキ」を、アニオン交換法によるＭｇ３Ａｌ−タートラジンの合成に、そのまま使用した。次に、Ｍｇ３Ａｌ−タートラジンＬＤＨを、アニオン交換法によって合成した。上で得たＭｇ３Ａｌ−ＮＯ３  ＬＤＨ「湿ケーキ」を、２０．０４ｇのタートラジンを含有する１３０ｍｌの水溶液に再分散させた。ＮａＯＨ（４Ｍ）を使って溶液のｐＨを１０に調節した後、７０℃で１２時間のエージングを行った。試料をＤＩ水でｐＨが７に近くなるまで洗浄した。水洗浄湿ケーキをさらにアセトンでよく洗浄した（少なくとも３回）。そして、アセトン洗浄湿ケーキを、乾燥することなく、ポリマーナノコンポジットの調製に、そのまま使用した。
ポリプロピレン（ＰＰ）／ＬＤＨナノコンポジットの合成
ナノコンポジットは次のように合成される：
ａ）所定量のＬＤＨ（ＰＰに応じて０〜１２重量％）を１００ｍｌのキシレン溶液に分散させてから、５ｇのＰＰを加える。
ｂ）前記混合物を約１４０℃に加熱し、この温度を２時間保って、ＰＰを完全に溶解させる。
ｃ）前記混合物を１００ｍｌのヘキサン（または水）に注ぎ込み、次に濾過し、真空乾燥器中、８０℃で乾燥する。生成物はナノコンポジットである。
【００６２】
（ナノ）コンポジットの具体的調製を図１５に図解する。
【００６３】
図４は、添加量が異なる、合成されたＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３ナノコンポジットを示す。図５は、純ＰＰおよびＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３６重量％のＸＲＤパターンを示す。ナノコンポジット試料ではＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３の特徴的ピークが１１．４３°に認められ、ＬＤＨがＰＰにうまく導入されたことを示している。
【００６４】
このＨＤＰＥ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３ ９重量％ナノコンポジットは、ＰＰ／ＬＤＨと同じ方法で合成した。詳細な合成は次の通りである：
（１）ｐＨ１０および室温でＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨを合成する。
（２）最初は水でＬＤＨをｐＨ＝７になるまで洗浄し、次に再び、エタノール／Ｈ２Ｏで１回、アセトンで２回洗浄する。
（３）室温でＬＤＨゲルをキシレン（１００ｍｌ）に分散させる。
（４）５ｇのＨＤＰＥを前記キシレン溶液に入れ、その混合物を１４０℃に加熱し、その温度を２時間保持することで、ＨＤＰＥを完全に溶解し、ＬＤＨと混合する。
（５）前記混合物を１５０ｍｌのヘキサンに注ぎ込むことで、急速に冷却し、それを沈殿させる。
（６）濾過し、真空乾燥器中、８０℃で乾燥する。
【００６５】
図１１は、ＨＤＰＥは熱安定性がＰＰよりはるかに高いが、ＬＤＨの添加によって、その熱安定性をさらに増加させうることを示している。
ポリプロピレン（ＰＰ）／ＬＤＨナノコンポジットの合成
ナノコンポジットは次のように合成される：
ａ）所定量のＬＤＨ（ＰＰに応じて０〜１２重量％）を１００ｍｌのキシレン溶液に分散させてから、５ｇのＰＰを加える。
ｂ）前記混合物を約１４０℃に加熱し、この温度を２時間保って、ＰＰを完全に溶解させる。
ｃ）前記混合物を１００ｍｌのヘキサン（または水）に注ぎ込み、次に濾過し、真空乾燥器中、８０℃で乾燥する。生成物はナノコンポジットである。
【００６６】
（ナノ）コンポジットの具体的調製を図１５に図解する。
難燃性能
コーンカロリメトリーを使ってＰＰ／Ｚｎ２Ａｌ−ボレートナノコンポジットの難燃性能を調べた。図１は、実際の火災条件下でのポリマーナノコンポジットの性能を評価するための重要な測定項目であるピーク発熱速度（ＰＨＲＲ）を示している。Ｚｎ２Ａｌ−ボレートＬＤＨを添加すると、純ＰＰと比較してＰＨＲＲが有意に減少した。１５重量％のＬＤＨでは、ＰＨＲＲが純ＰＰの１５８８ｋＷ／ｍ２から６４３ｋＷ／ｍ２へと減少し、３０重量％ＬＤＨでは、これをさらに５１７ｋＷ／ｍ２まで減少させることができる。
【００６７】
コーンカロリメトリー試験後に、残炭の形成が、純ＰＰを除く全ての試料に観察された（図２参照）。障壁防火（barrier fire retardant）機序により、炭は、熱と物質移動の両方に対して障壁として作用することができ、その障壁が、分解しつつある材料が気相に漏れ出すことを困難にすると共に、ポリマーに戻る方向の熱伝達も防止する。ＬＤＨ添加量を増加させるにつれて、炭残渣の量が増加したことは明らかである。
ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ｐＨ１０ナノコンポジットの熱安定性
ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３の熱安定性を、図６に示すように、ＴＧＡによって試験した。最適なＬＤＨ添加量は約９重量％であることがわかる。この結果はＰＰの熱安定性が著しく強化されることを示している。９重量％ＬＤＨでは、Ｔ０．１およびＴ０．５が、それぞれ２５℃および４４℃上昇した。他のいくつかの特性、例えば機械特性、レオロジー特性および難燃性なども改良されるであろうと、本発明者らは考えている。
【００６８】
示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を使って、ニートポリプロピレン（ＰＰ）およびＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットの融解および結晶化挙動を分析した。
【００６９】
実験は約１０ｍｇの試料で行った。各試料をまず、１０℃／分の加熱速度で室温から２２０℃まで加熱することで熱履歴を除去した後、１０℃／分の速度で４０℃まで冷却することで再結晶化温度を記録し、次に１０℃／分の速度で２２０℃まで再加熱することで、融解温度を決定した。実験はアルゴンパージ（５０ｍＬ／分）下で行った。
ａ）ＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットに関するＬＤＨ添加量の効果
ＤＳＣ分析から、本発明者らは、結晶化温度（Ｔｃ）と融解温度（Ｔｍ）がどちらも、添加剤としてのＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨと共に上昇することに気づいた（表１および図１２参照）。ＬＤＨ含量の増加と共にピーク温度が上昇することは明白である。特に、Ｔｃは、１２重量％のＬＤＨ添加量で１４．６℃上昇した。この現象は、Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨの表面に容易に結合することができるＰＰ高分子セグメントに対するＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨナノ粒子の不均一核形成効果（これは、より高い結晶化温度でＰＰの結晶化が起こることにつながる）によるものでありうる（ただしこれにこだわるわけではない）。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
ｂ）インターカレートしたアニオンがＰＰ／ＬＤＨナノコンポジットに及ぼす効果
ＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ１−Ｘ（Ｘ＝ＳＯ４２−、ＣＯ３２−、ＮＯ３−、およびＣｌ−）の融解および結晶化温度に対する層間アニオンの影響を調べた。表２および図１３を参照されたい。試験したＬＤＨは全てナノコンポジットの融解および結晶化温度を上昇させ、その増進効果はアニオンが異なると変化する。最も高いＴｃは、添加剤としてのＭｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨで観察された。
【００７２】
【表２】
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【００７３】
ｃ）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）／ＬＤＨナノコンポジット
本発明者らは、Ｍｇ３Ａｌ１−ＣＯ３  ＬＤＨの添加が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の融解および結晶化温度に及ぼす効果も調べた。９重量％のＬＤＨの添加後に、Ｔｍには変化がなく、Ｔｃはわずかに２℃上昇した。表３および図１４参照。
【００７４】
【表３】
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【００７５】
ＬＤＨを洗浄するための溶媒
以下の有機溶媒を調べた。以下の有機溶媒は良好な水混和性を有し、ＬＤＨペーストを洗浄するために使用することができる。
【００７６】
【表４】
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【００７７】
ＬＤＨを分散させるための溶媒
多くの異なる溶媒を分散媒として試験したところ、芳香族化合物が良好な分散系を与えるようである。「良好」な分散系とは、光学的に清澄であり透明である安定分散系が形成されたことを意味する。「不良」とは、分散が完全ではなく、多少の沈殿が明白であったことを意味する。
【００７８】
【表５】
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【００７９】
【表６】
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【００８０】
【表７】
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【００８１】
【表８】
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【００８２】
【表９】
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【００８３】
ＳｎｙｄｅｒおよびＫｉｒｋｌａｎｄ（Snyder, L.R.; Kirkland, J.J. 「Introduction to modern liquid chromatography」 2nd ed.; John Wiley and Sons: New York, 1979; pp 248-250）に定義された極性（Ｐ’）
図９および図１０は、Ｈ２Ｏおよびキシレンに分散させたＭｇ３−Ａｌ−ＣＯ３  ＬＤＨの一例のＴＥＭ像を示す。これら２つの像から、アセトンで洗浄し、キシレンに再分散させた後に、粒径および形状がおおむね変化していないことは明らかである。
ＵＶ−可視分光法データ
キシレン中のＬＤＨ懸濁液の清澄性、透明性および安定性の証拠は、透過ＵＶ−可視分光法によって明らかになった。結果を図１６に示す。
【００８４】
この例は、キシレン中のＭｇ３Ａｌ−ＣＯ３懸濁液であり、Ｍｇ３Ａｌ−ＣＯ３粒子はよく分散しており、添加量が１０ｇ／Ｌと高くても、観察される光散乱は無視できる程度である。５００ｎｍで９９．８％および９６．８％の透過率が、それぞれ５ｇ／Ｌおよび１０ｇ／Ｌ懸濁液で達成された。ＬＤＨ添加量を２０ｇ／Ｌまで増加させると、透過は５００ｎｍで約６０％まで減少した。
【００８５】
２４時間の静置後もＵＶ／可視スペクトルに変化は観察されない。
【００８６】
この結果は、キシレン中のＬＤＨ懸濁液が、光学的に透明であり安定であることを示している。
着色ポリマーおよびＵＶ吸収
タートラジンは良好な有機ＵＶ吸収体である。そこでＰＰ／Ｍｇ３Ａｌ−タートラジンナノコンポジットのＵＶ吸光度を評価した（図１９参照）。１重量％のＭｇ３Ａｌ−タートラジンＬＤＨでさえ、３５０ｎｍで８２％のＵＶ吸光度が達成された。この結果は、Ｍｇ３Ａｌ−タートラジン  ＬＤＨの添加が、熱安定性およびＵＶ吸収を有意に増加させうることを示唆している。その一方で、着色ポリマーを得ることができる。
【００８７】
上述の説明、特許請求の範囲および／または添付の図面において開示する特徴は、個別でも、それらの任意の組み合わせでも、本発明をその多様な形態で実現するために重要でありうる。
本発明には以下の態様も含まれる。
項１．  層状複水酸化物（ＬＤＨ）を変性させるためのプロセスであって、
ａ．式：
［Ｍｚ＋１−ｘＭ’ｙ＋ｘ（ＯＨ）２］ｑ＋（Ｘｎ−）ｑ／ｎ．ｂＨ２Ｏ
［式中、ＭおよびＭ’は金属カチオンであり、ｚは１または２であり、ｘは０．１から１までであり、ｂは０から５までであり、ｙは３または４であり、Ｘはアニオンであり、ｎは１から３までであり、ｑはｘ、ｙおよびｚによって決まる］
の層状複水酸化物を含む材料を用意する工程、
ｂ．場合により、前記材料を水と水混和性混合溶媒との混合物で少なくとも１回は洗浄する工程、および
ｃ．工程ａまたはｂで得た材料を少なくとも１つの第１溶媒で少なくとも１回は洗浄して変性層状複水酸化物を得る工程であって、前記第１溶媒が水混和性であり、かつ３．８から９までの範囲の溶媒極性Ｐ’を有するものである工程を含む、プロセス。
項２．  ｚが２であり、ＭがＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｆｅまたはその混合物である、項１に記載のプロセス。
項３．  Ｍ’がＡｌである、項１または２のいずれか一項に記載のプロセス。
項４．  前記材料に含まれるＬＤＨ粒子の粒径が１ｎｍから５０ミクロンまでの範囲にある、項１から３のいずれか一項に記載のプロセス。
項５．  Ｘが、ハライド、無機オキシアニオン、アニオン性界面活性剤、アニオン性発色団、アニオン性ＵＶ吸収体またはそれらの混合物から選択されるアニオンである、項１から４のいずれか一項に記載のプロセス。
項６．  混合溶媒がＣ１〜Ｃ３アルコールである、項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
項７．  前記少なくとも１つの第１溶媒が中性またはアルカリ性である、項１から６のいずれか一項に記載のプロセス。
項８．  第１溶媒が、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、エタノール、メタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、またはテトラヒドロフランの１つまたはそれ以上から選択される、項１から７のいずれか一項に記載のプロセス。
項９．  工程ｃで得られた変性層状複水酸化物を第２炭化水素溶媒に分散させて炭化水素分散層状複水酸化物を形成させる工程ｄをさらに含む、項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
項１０．  第２炭化水素溶媒が芳香族化合物を含む、項９に記載のプロセス。
項１１．  第２炭化水素溶媒が、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、ベンジルアルコール、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、またはトリクロロベンゼンの１つまたはそれ以上から選択される、項９または１０のいずれか一項に記載のプロセス。
項１２．  炭化水素分散層状複水酸化物にポリマー材料を溶解させてポリマー添加炭化水素分散系を形成させる工程をさらに含む、項９から１１のいずれか一項に記載のプロセス。
項１３．  所定の期間、所定の温度に加熱することによってポリマー材料を炭化水素分散層状複水酸化物に溶解させる、項１２に記載のプロセス。
項１４．  コンポジット材料をポリマー添加炭化水素分散系から沈殿させる工程をさらに含む、項１２または１３に記載のプロセス。
項１５．  変性層状複水酸化物をポリマー材料と混合してＬＤＨ／ポリマーコンポジットを形成させる工程をさらに含む、項１から８のいずれか一項に記載のプロセス。
項１６．  ポリマー材料がポリオレフィン、ビニルポリマー、飽和エステルまたはそれらの混合物から選択される少なくとも１つのポリマーを含む、項１２から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
項１７．  ポリオレフィンがポリエチレンおよび／またはポリプロピレンを含む、項１６に記載のプロセス。
項１８．  ＬＤＨが、ポリマーの重量に基づいて、０．０１重量％から８５重量％まで、好ましくは０．１重量％から５０重量％までの範囲で存在する、項１２から１７のいずれか一項に記載のプロセス。
項１９．  項１から８のいずれか一項に記載のプロセスによって得ることができる変性層状複水酸化物。
項２０．  炭化水素溶媒中の、項１９に記載の変性層状複水酸化物の安定分散系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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