(57)【要約】ポリマーナノコンポジットは、ビニルポリマーに化学的に結合された金属（酸化物）ナノ粒子を含む。一部の実施形態は付加的に熱可塑性樹脂を含み、この熱可塑性樹脂を通してナノ粒子およびビニルポリマーが分散されていてもよい。一部の実施形態においては、コンポジット材料は衝撃強度、引張強度、耐熱性、および曲げ弾性率が改善されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属（酸化物）ナノ粒子；ならびに芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマーよりなる群から選択される少なくとも一つのモノマーのビニルポリマーを含み、
前記金属（酸化物）ナノ粒子の少なくとも一部は前記ビニルポリマーの少なくとも一部に化学的に結合されていることを特徴とする、コンポジット材料。
【請求項２】
前記ビニルポリマーは、前記金属（酸化物）ナノ粒子の表面にグラフト結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項３】
前記金属（酸化物）ナノ粒子は、コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項４】
前記金属（酸化物）ナノ粒子の金属は、シリコン、アルミニウム、チタン、スズ、鉄、亜鉛、マグネシウム、ジルコニウム、セリウム、リチウム、銀、アンチモンおよびニッケルよりなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項５】
前記金属（酸化物）ナノ粒子は、前記ビニルポリマーを含むマトリックスに実質的に均一に分散されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項６】
前記コンポジット材料は、前記ビニルポリマーのグラフトポリマーおよび前記金属（酸化物）ナノ粒子を含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項７】
前記ビニルポリマーは、（ａ）芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマーのうちの少なくとも一つと、（ｂ）イミドとの共重合体であることを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項８】
前記イミドは、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミドおよびアクリルイミドよりなる群から選択される少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載のコンポジット材料。
【請求項９】
前記金属（酸化物）ナノ粒子およびビニルポリマーの合計量１００重量部に対して、熱可塑性樹脂約１〜約９９重量部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のコンポジット材料。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−アクリルゴムスチレン共重合体樹脂（ＡＡＳ）、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、およびアクリロニトリル−スチレン共重合体（ＳＡＮ）樹脂から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂は、グラフト−ＡＢＳ樹脂であることを特徴とする、請求項８に記載のコンポジット材料。
【請求項１２】
前記コンポジット材料は、前記グラフト−ＡＢＳ樹脂約２５重量部；前記金属（酸化物）ナノ粒子約０．１〜約３７．５重量部；および前記ビニルポリマー約３７．５〜７４．９重量部を含み、
前記ビニルポリマーはスチレン−アクリロニトリル共重合体であり、前記金属（酸化物）ナノ粒子は前記スチレン−アクリロニトリル共重合体に化学的に結合されていることを特徴とする、請求項１１に記載のコンポジット材料。
【請求項１３】
前記金属（酸化物）ナノ粒子は、約０．１〜１５重量部であることを特徴とする、請求項１２に記載のコンポジット材料。
【請求項１４】
前記金属（酸化物）ナノ粒子は、コロイド状シリカとメタクリルオキシアルキルトリメトキシシランとのゾル−ゲル反応生成物のナノ粒子であることを特徴とする、請求項１２に記載のコンポジット材料。
【請求項１５】
前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／４”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２１ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項１６】
前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／４”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２３ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１５に記載のコンポジット材料。
【請求項１７】
前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／８”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項１８】
前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／８”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２７ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１７に記載のコンポジット材料。
【請求項１９】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項２０】
前記コンポジット材料の試片を、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４６０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項１９に記載のコンポジット材料。
【請求項２１】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４９０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項２０に記載のコンポジット材料。
【請求項２２】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項２３】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２４５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項２２に記載のコンポジット材料。
【請求項２４】
前記コンポジット材料の試片を、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２５０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする、請求項２３に記載のコンポジット材料。
【請求項２５】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６４８規格（１／４”、１２０℃／時）により１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重下で測定する場合に、熱変形温度が約８２℃以上であることを特徴とする、請求項９に記載のコンポジット材料。
【請求項２６】
前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６４８規格（１／４”、１２０℃／時）により１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重下で測定する場合に、熱変形温度が約８５℃以上であることを特徴とする、請求項２５に記載のコンポジット材料。
【請求項２７】
請求項９に記載のコンポジット材料を含む成形品。
【請求項２８】
請求項１に記載のコンポジット材料を含む電子装置。
【請求項２９】
有機官能基を含む金属（酸化物）ナノ粒子を準備する段階；および
前記金属（酸化物）ナノ粒子上にビニルポリマーをグラフト重合する段階
を含む、ナノコンポジット材料の製造方法。
【請求項３０】
前記金属（酸化物）ナノ粒子を準備する段階は、ゾル−ゲル工程において少なくとも一つのヒドロキシ基を有する金属（酸化物）粒子をアルコキシシラン化合物で表面処理することにより金属（酸化物）ナノ粒子を形成する段階を含む、請求項２９に記載のナノコンポジット材料の製造方法。
【請求項３１】
グラフト重合されたナノ粒子を熱可塑性樹脂と混合して混合物を形成する段階；および
前記混合物を一定の形態に成形する段階
をさらに含むことを特徴とする、請求項２９に記載のナノコンポジット材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーと結合した改質ナノ粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、軽量で、優れた成形性を有するため、幅広く用いられている。しかしながら、熱可塑性樹脂は、耐熱性、耐磨耗性および剛性に劣る場合がある。近年、物理的特性が改良された熱可塑性材料の開発のために継続的な取り組みが行われてきた。特に、耐熱性、耐磨耗性、弾性および剛性に優れる高成形性の熱可塑性樹脂の開発について重点的に研究が行われている。
【０００３】
熱可塑性樹脂の機械的特性を向上させるための方法としては、ガラス繊維、タルク、およびマイカのような無機充填剤を添加する方法がある。しかしながら、無機充填剤とマトリックス樹脂との結合強度が弱いため、無機充填剤と熱可塑性樹脂とを混合することにより製造した樹脂コンポジット材料では十分な補強効果が得られない。また、多量の無機充填剤を用いた場合、深刻な衝撃強度の低下を引き起こすおそれがある。
【０００４】
近年、異なる材料に対する金属ナノ粒子の影響についても重点的に研究が行われている。ポリマーマトリックス中での微小金属粒子の分散は様々な理由により科学的および技術的に重要である。特異な特性を有するナノスケールの材料を製造することは重要な課題である。分散粒子系の潜在的長所の一つは、材料全体のうち界面付近に存在するものの割合（ｆｒａｃｔｉｏｎ）が非常に大きいため、その特性の多くが材料の界面特性に強く依存することである。微小無機粒子の分散は、大きな界面積を単に提供するだけでなく、有用な電子的、光学的、磁気的、化学的、触媒的および特異な機械的特性を有しうる。
【発明の開示】
【０００５】
［技術的課題］
以下では、金属（酸化物）ナノ粒子および少なくとも一つのビニルポリマーを含むコンポジット材料について説明する。一部の実施形態では、前記ビニルポリマーは、芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマーよりなる群から選択される少なくとも一つのモノマーのポリマーである。
【０００６】
以下で説明するように、前記金属（酸化物）ナノ粒子の少なくとも一部は、前記ビニルポリマーの少なくとも一部に化学的に結合されている。一部の実施形態では、前記ビニルポリマーは前記金属（酸化物）ナノ粒子の表面にグラフト結合されている。一部の実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は、前記ビニルポリマーと結合可能な官能基を含むように化学的に改質されている。
【０００７】
一実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は下記の化学式（Ｉ）を含む。
【０００８】
【化１】
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【０００９】
上記式（Ｉ）において、Ｍは金属である。一部の実施形態では、前記金属はシリコン、アルミニウム、チタン、スズ、鉄、亜鉛、マグネシウム、ジルコニウム、セリウム、リチウム、銀、アンチモンおよびニッケルよりなる群から選択される。
【００１０】
上記式（Ｉ）において、Ｒは水素、アルキル基、アルコキシ基、シロキシ基よりなる群から選択される少なくとも一つである。また、Ｒはアルコキシシラン基を反復する単位を意味しうる。一部の実施形態では、反復するシリコンおよび他の金属（ナノ粒子に依存する）は、官能基を有する金属（酸化物）ナノ粒子を含むポリマーマトリックスを形成するように反復される。
【００１１】
上記式（Ｉ）において、ｘは０、１、２、３、または４である。
【００１２】
一部の実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は前記ビニルポリマーを含むマトリックスに実質的に均一に分散されている。一部の実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は官能基を有し、かつ疎水性になるように改質される。一部の実施形態では、疎水性は、ビニルポリマーマトリックス内でナノ粒子の凝集を防止する。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記ビニルポリマーのグラフトポリマーおよび前記金属（酸化物）ナノ粒子を含む。
【００１３】
一部の実施形態では、ビニルポリマーは、（ａ）芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマーのうちの少なくとも一つと、（ｂ）イミドとの共重合体である。特定の実施形態では、前記イミドは、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミドおよびアクリルイミドよりなる群から選択される少なくとも一つである。
【００１４】
一部の実施形態では、前記コンポジット材料は金属（酸化物）ナノ粒子およびビニルポリマーの合計量１００重量部に対して、熱可塑性樹脂約１〜約９９重量部を含む。これらの実施形態の一部では、前記熱可塑性樹脂はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−アクリルゴムスチレン共重合体樹脂（ＡＡＳ）、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、およびアクリロニトリル−スチレン共重合体（ＳＡＮ）樹脂から選択される少なくとも一つを含む。一部の実施形態では、前記熱可塑性樹脂はグラフト−ＡＢＳ樹脂である。
【００１５】
特定の実施形態では、前記コンポジット材料は、前記グラフト−ＡＢＳ樹脂約２５重量部、前記金属（酸化物）ナノ粒子約０．１〜約１０重量部；および前記ビニルポリマー約６５〜７４．９重量部を含む。これらの実施形態の一部では、前記ビニルポリマーはスチレン−アクリロニトリル共重合体であり、前記金属（酸化物）ナノ粒子は前記スチレン−アクリロニトリル共重合体に化学的に結合されている。
【００１６】
熱可塑性樹脂、金属（酸化物）ナノ粒子およびビニルポリマーを含む特定の実施形態では、コンポジット材料の物理的、機械的および化学的特性が向上する。前記コンポジット材料の一実施形態では、前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／４”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２１ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。他の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／４”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２３ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。さらに他の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／８”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／８”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２７ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。
【００１７】
一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４６０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４９０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【００１８】
他の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）規格により測定する場合に、曲げ弾性率が約２４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２４５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２５０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【００１９】
一部の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６４８規格（１／４”、１２０℃／時）により１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重下で測定する場合に、熱変形温度が約８２℃以上である。他の実施形態では、前記コンポジット材料は前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６４８規格（１／４”、１２０℃／ｈｒ）により１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重下で測定する場合に、熱変形温度が約８５℃以上である。
【００２０】
一実施形態は、前述したコンポジット材料を含む成形品を含む。他の実施形態は、前記コンポジット材料を含む電子装置を含む。
【００２１】
一実施形態は、ナノコンポジット材料の製造方法を提供する。前記方法は、有機官能機を含む金属（酸化物）ナノ粒子を準備する段階、および前記金属（酸化物）ナノ粒子上にビニルポリマーをグラフト重合する段階を含む。これらの実施形態の一部では、前記金属（酸化物）ナノ粒子を準備する段階は、ゾル−ゲル工程において少なくとも一つのヒドロキシ基を有する金属（酸化物）粒子をアルコキシシラン化合物で表面処理することにより金属（酸化物）ナノ粒子を形成する段階を含む。
【００２２】
本明細書に記載のコンポジット材料は、混合、押出または成形することにより所望の形態とすることができる。このように、ある方法は、前記グラフト重合されたナノ粒子を熱可塑性樹脂と混合して混合物を形成する段階、および前記混合物を一定の形態に成形する段階を含む。
【００２３】
［図面の簡単な説明］
図１は、実施例２で得られたビニル共重合体／金属酸化物ナノコンポジットの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【００２４】
図２は、実施例２で得られた熱可塑性ナノコンポジット樹脂の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【００２５】
図３は、実施例３で得られた熱可塑性ナノコンポジット樹脂の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
上述したように、本発明の一つの態様は、ポリマーコンポジット材料に関する。多様な実施形態によると、前記ポリマーコンポジット材料はビニルポリマーとナノ粒子とを含む。一部の実施形態では、前記ナノ粒子は金属（酸化物）ナノ粒子である。特定の実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は前記ビニルポリマーに化学的に結合されるように改質されている。また、前記コンポジット材料のさらなる実施形態は熱可塑性樹脂を含む。本発明の実施形態のコンポジット材料を含む成形品は、一つ以上の成分を欠く他のコンポジット材料に比べて向上した物理的または機械的特性を示す。また、前記成形品は、一つ以上の成分を欠く他のコンポジット材料に比べて向上した衝撃強度、引張強度、曲げ弾性率、および熱変形温度をも示す。
【００２７】
したがって、一部の実施形態により得られる長所は、透明性、成形性および衝撃強度のような熱可塑性樹脂の固有特性を保持しながらも、向上した耐熱性、引張強度、曲げ弾性率、および耐ひっかき性を有することである。
【００２８】
実施形態において、コンポジット材料はビニルポリマーおよび金属または金属酸化物ナノ粒子を含む。一部の実施形態では、少なくとも一部のナノ粒子は一つ以上のビニルポリマーに化学的に結合されている。また、前記コンポジット材料の一部の実施形態では、ゴム変性グラフト共重合体のような熱可塑性樹脂をさらに含む。特定の実施形態では、前記コンポジット材料は、熱可塑性樹脂約１〜約９９重量部とナノ粒子／ビニルポリマー成分約１００重量部とを含む。これらの成分について、下記で詳細に説明する。
【００２９】
（有機改質金属（酸化物）ナノ粒子）
特定の実施形態によると、コンポジット材料は金属（酸化物）ナノ粒子とビニルポリマーとを含む。特定の実施形態では、前記金属（酸化物）ナノ粒子は、ビニルポリマーがグラフト重合されうる官能基を有するように改質されている。このような金属または金属酸化物ナノ粒子は、少なくとも一つのヒドロキシ基を有するコロイド状の金属または金属酸化物を、官能基を有するアルコキシシラン化合物で表面処理することにより形成されうる。一部の実施形態によると、このような改質金属（酸化物）ナノ粒子はゾル−ゲル方法により調製されうる。
【００３０】
例えば、コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子は、少なくとも一つの有機官能基を有するアルコキシシラン化合物とゾル−ゲル反応することができる。このような工程では、アルコキシド前駆体の溶液を用いて、無機酸化物または有機／無機ハイブリッドナノコンポジットを得る。ある工程によると、ＲｘＳｉ（ＯＲ）ｙの化学構造を有する有機シリコンアルコキシドを用いることにより、有機改質コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子を調製することができる。
【００３１】
アルコキシド前駆体のアルコキシ基は、ゾル−ゲル工程において加水分解および縮合反応により網目構造を形成することができる。下記式はシリカ形成ゾル−ゲル工程の具体例である。
【００３２】
【化２】
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【００３３】
ゾル−ゲル工程は、前駆体のアルコール溶液に水と酸または塩基触媒とを添加することにより開始し、制御されうる。有機残基を含む酸化物オリゴマーが分子状態で分散された溶液は「ゾル」の状態にある。反応の進行に伴いシリカ網目構造が形成されることにより溶液の粘度が増加し、溶液の流動性を失って「ゲル」と呼ばれる。反応の進行に伴ってゾルの状態からゲルの状態に変化する工程を「ゾル−ゲル工程」という。また、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌなどの金属を有する他の金属アルコキシドを用いて、他の金属を無機物網目構造に導入してもよいし、シリカ網目構造の架橋結合を増加させてもよい。一部の実施形態では、不均一の金属アルコキシドを単独でまたはアルコキシシランを含む他の金属アルコキシドと組み合わせて用いることにより、金属（酸化物）ナノ粒子の硬度、屈折率および気孔率を調節することができる。
【００３４】
一実施形態では、金属（酸化物）ナノ粒子は、それぞれ少なくとも一つのヒドロキシ基を表面に有しており、前述したゾル−ゲル工程により処理されうる。金属（酸化物）ナノ粒子の少なくとも一つの表面ヒドロキシ基は官能基を有するアルコキシシラン化合物と反応する。これにより金属（酸化物）ナノ粒子とアルコキシシラン化合物との間に結合が生成する。一部の実施形態では、前記シリコン金属は酸素原子を介してコロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子に結合する。一部の実施形態では、このような有機改質金属（酸化物）ナノ粒子は疎水性が非常に高いため、金属（酸化物）ナノ粒子の凝集を防止する。一部の実施形態ではこのことは有利であるが、これはビニルポリマーがナノ粒子にグラフト重合する間に、前記改質金属（酸化物）ナノ粒子がシード（ｓｅｅｄ）として作用するためである。
【００３５】
一部の実施形態では、得られる表面改質金属（酸化物）ナノ粒子のシリカおよび他の金属（酸化物）の含有量は約７５〜９９重量％であり、改質されたナノ粒子の有機官能基の含有量は約１〜２５重量％である。前記コロイド状ナノ粒子は下記の工程により表面処理されうる：
一つ以上の金属（酸化物）ナノ粒子を水に分散させ、同量のアルコールを添加して希釈し、攪拌してもよい。アルコキシシラン化合物は、強く攪拌しながら滴下装置を通じて金属（酸化物）ナノ粒子の希釈コロイド溶液に徐々に添加される。得られた反応混合物を６０℃で真空状態とし、ゾル−ゲル工程の水和反応を通じて生成したアルコールを除去する。アルコールを除去した後、得られた反応混合物を８０℃に昇温させて、未反応の反応物が最少になるように後攪拌を行う。
【００３６】
改質前の好ましいコロイド状金属（酸化物）ナノ粒子としては、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ニ酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化銀（ＡｇＯ）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）；銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）が挙げられるが、これに制限されるわけではない。
【００３７】
一部の実施形態では、前記コロイド状金属または金属（酸化物）ナノ粒子は、平均粒子サイズが約５ｎｍ〜約３００ｎｍであり、好ましくは約５ｎｍ〜１００ｎｍである。一実施形態では、前記コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子は、ｐＨが約１〜１２、好ましくは約１〜５の範囲を有する水分散コロイドである。一実施形態では、前記コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子はｐＨが約８〜１１のアルカリにより安定化される。他の実施形態では、前記コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子はｐＨが約１〜５の酸により安定化される。
【００３８】
アルコキシシラン化合物は、加水分解性シラン残基および少なくとも一つの有機残基を含有する。一部の実施形態では、アルコキシシラン化合物は、アクリルオキシアルキルトリメトキシシラン、メタクリルオキシアルキルトリメトキシシラン、メタクリルオキシアルキルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、パーフルオロアルキルトリアルコキシシラン、パーフルオロメチルアルキルトリアルコキシシラン、グリシジルオキシアルキルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノエチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、メルカプトプロピルメトキシジメチルシラン、メルカプトプロピルトリフェノキシシラン、およびメルカプトプロピルトリブトキシシランからなる群より選択される少なくとも一つである。
【００３９】
（ビニルポリマー）
前述したように、一部の実施形態によると、コンポジット材料は金属（酸化物）ナノ粒子とビニルポリマーとを含む。特定の実施形態では、前記ビニルポリマーは、芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマーよりなる群から選択された少なくとも一つのモノマーのポリマーである。
【００４０】
好ましい芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｍ−エチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｏ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｍ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｏ−クロロスチレン、ｍ−クロロスチレン、ｐ−クロロスチレン、ジクロロスチレン、ｏ−ブロモスチレン、ｍ−ブロモスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、およびジビニルベンゼンが挙げられるが、これに制限されるわけではない。
【００４１】
好ましいシアン化ビニルモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルが挙げられるが、これに制限されるわけではない。
【００４２】
好ましいアクリルモノマーとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ベンジルメタクリレートのようなメタクリル酸エステル類；メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートのような一つ以上のアクリル酸エステル類；アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸のような一つ以上の不飽和カルボン酸；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、モノグリセロールアクリレートのようなヒドロキシ基を含有する一つ以上のエステル；およびアクリルアミド、メタクリルアミドのような一つ以上のアクリル酸誘導体が挙げられるが、これに制限されるわけではない。前記アクリルモノマーは上記アクリルモノマーの二種以上の組み合わせであってもよい。
【００４３】
さらに別のモノマーを上述したモノマーの少なくとも一つと共重合させてもよい。一部の実施形態では、このような別のモノマーは上述したモノマーの少なくとも一つと共重合可能なイミドモノマーである。一部の実施形態において、好ましいイミドモノマーとしては、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミドおよびアクリルイミドのうちの少なくとも一つが挙げられる。
【００４４】
一部の実施形態において、前記ビニルポリマーは、芳香族ビニルモノマー、シアン化ビニルモノマーおよびアクリルモノマー、またはこれらの組み合わせからなる群より選択されるモノマー約２０〜１００重量部と、前記芳香族ビニルモノマー、前記シアン化ビニルモノマー、または前記アクリルモノマーと共重合可能なイミドモノマー約０〜８０重量部とのポリマーである。
【００４５】
一部の実施形態において、前記コンポジット材料はビニルポリマー約１００重量部と有機改質コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子約０．１〜約５０重量部とを含む。一部の実施形態において、前記コンポジット材料は、ビニルポリマー１００重量部を基準として、約０．１、０．５、１、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９および５０重量部の改質金属（酸化物）ナノ粒子を含む。
【００４６】
（ビニルポリマーでグラフトされたナノ粒子の調製）
本発明の一態様は、ナノコンポジット材料を調製する方法を含む。一部の実施形態では、ナノコンポジット材料の調製方法は、有機改質金属（酸化物）ナノ粒子を準備する段階、および前記金属（酸化物）ナノ粒子上にビニルポリマーをグラフト重合する段階を含む。これらの実施形態の一部では、前記有機改質金属（酸化物）ナノ粒子は、ゾル−ゲル工程において少なくとも一つのヒドロキシ基を有する金属（酸化物）粒子をアルコキシシラン化合物で表面処理することにより調製することができる。この方法について下記で詳細に説明する。
【００４７】
一部の実施形態では、前記ビニルポリマーに前記ナノ粒子を実質的に均一に分散させることが好ましい。金属酸化物ナノ粒子の改質によって疎水性を増大させるほど、ナノ粒子はビニルポリマー内に均一に分散されうる。
【００４８】
一部の実施形態では、前記グラフト重合は乳化重合または懸濁重合により行われる。一実施形態では、水（金属を除去するためにイオン交換処理される）、分子量調整剤、および乳化剤をビニル化合物約１０〜５０重量部に添加し、攪拌しながら前記混合物の温度を昇温させる。温度を約５５〜６５℃まで上昇させた後、前記有機改質コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子約０．１〜５０重量部を添加する。約５〜３０分後に重合開始剤を添加することで重合反応を開始する。重合反応の開始の後反応温度を上昇させてもよい。反応器の内部温度が約７５〜８０℃に至る場合、約７５〜８０℃で約３０〜９０分間反応を持続させると、少なくとも９５％の転換率が保持される。
【００４９】
その後、重合開始剤を反応器にさらに添加して、温度を約７５〜８０℃に維持しながら約５〜１０分間攪拌する。続いて、残りのビニルポリマー５０〜９０重量部および分子量調整剤を約２〜５時間にかけて連続添加する。
【００５０】
ビニルポリマー（または選択したモノマー単位）の添加が完了した後、７５〜８０℃で約３０〜６０分間反応を持続させる。転換率が約９３〜９８％に達したら冷却させて重合反応を終結させてよく、これにより固形分約３０〜４５％のコンポジット材料が得られる。
【００５１】
重合開始剤の例としては、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド、２，２′−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２′−アゾビス−（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロライド、ラウロイルパーオキシド、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、ジメチル−２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、４，４′−アゾビス−４−シアノバレリアン酸、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムが挙げられるが、これに制限されるわけではない。実施形態では、前記重合開始剤の使用量は約０．１〜約１．５重量部である。
【００５２】
乳化剤の例としては、ラウリル酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ステアリン酸カリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ロジン酸カリウムなどのような脂肪酸金属塩が挙げられるが、これに制限されるわけではない。これらの中でも、ステアリン酸カリウムまたはロジン酸カリウムが好ましい。これらの乳化剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。実施形態では、前記乳化剤の使用量は約０．１〜約１０重量部である。
【００５３】
前記分子量調整剤（即ち、連鎖移動剤）の例としては、炭素数８〜１８個のメルカプタン、有機ハロゲン化合物、α−メチルスチレン二量体、テルピノレン、およびα−テルピノレンが挙げられるが、これに制限されわけではない。これら分子量調整剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。前記分子量調整剤の使用量は約０．１〜約１．０重量部である。
【００５４】
（熱可塑性樹脂コンポジット材料）
前述したように、コンポジット材料は熱可塑性樹脂をさらに含むことができる。一部の実施形態では、前記熱可塑性樹脂はゴム変性グラフト共重合体である。前記ビニルポリマー／金属（酸化物）ナノコンポジット成分と組み合わせて用いることができる好ましい熱可塑性樹脂の例としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体樹脂（ＡＡＳ）、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、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂（ＳＡＮ）が挙げられるが、これに制限されるわけではない。
【００５５】
一実施形態では、前記ゴム変性グラフト共重合体は、約２５〜約７０重量部のゴムポリマー、約４０〜約９０重量部の芳香族ビニル化合物、および約１０〜約６０重量部のビニルシアン化化合物をグラフト重合することにより得ることができる。一部の実施形態において、前記ゴムポリマーとしては、ジエン系ゴム、エチレン系ゴムおよびエチレン／プロピレン／ジエンの三元共重合体（ＥＰＤＭ）の少なくとも一つが挙げられるが、これに制限されるわけではない。一部の実施形態では、前記芳香族ビニルモノマーは、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ｏ−、ｍ−、またはｐ−メチルスチレン、ｏ−、ｍ−、またはｐ−エチルスチレン、およびｏ−、ｍ−、またはｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｏ−、ｍ−またはｐ−クロロスチレン、ジクロロスチレンおよびｏ−、ｍ−またはｐ−ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼンのうちの少なくとも一つを含むが、これに制限されるわけではない。一部の実施形態では、前記ビニルシアン化化合物は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、およびこれらの混合物を含むが、これに制限されるわけではない。
【００５６】
一部の実施形態では、前記コンポジット材料は、ビニルポリマー／金属（酸化物）ナノ粒子成分約１００重量部および熱可塑性樹脂約１〜約９９重量部を含む。他の実施形態では、前記コンポジット材料は、ビニルポリマー／金属（酸化物）ナノ粒子成分約６０〜約９０重量部および熱可塑性樹脂約１０〜４０重量部を含む。
【００５７】
（付加的な成分）
コンポジット材料混合物は、界面活性剤、核形成剤、カップリング剤、充填剤、可塑剤、衝撃補強剤、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、潤滑剤、顔料および染料のような着色剤、帯電防止剤、難燃剤、ならびに少量の多様なポリマーのような少なくとも一つの他の添加剤を付加的に含むことができる。前記コンポジット材料は、前述した成分に加えて少なくとも一つの化合物またはポリマーを含むことができる。付加的な成分または添加剤を添加することにより、コンポジット材料に付加的な特性または特徴を付与したり、コンポジット材料の固有特性を改質することができる。当業者であれば、実施形態に従って様々な添加剤をコンポジット材料に付加することができることを理解するであろう。
【００５８】
（コンポジット材料の物性）
特定の実施形態の長所は、物理的および機械的特性が改善された熱可塑性樹脂コンポジット材料を提供することにある。このような特性としては、曲げ弾性率、衝撃強度、引張強度および耐熱性があるが、これに制限されるわけではない。
【００５９】
一部の実施形態は、金属（酸化物）ナノ粒子、前記金属（酸化物）ナノ粒子に化学的に結合されたビニルポリマー、および前記ナノ粒子が分散された熱可塑性樹脂を含み、前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／４”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２１ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上、好ましくは約２２ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上、より好ましくは約２３ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。
【００６０】
一部の実施形態は、金属（酸化物）ナノ粒子、前記金属（酸化物）ナノ粒子に化学的に結合されたビニルポリマー、および前記ナノ粒子が分散された熱可塑性樹脂を含み、前記コンポジット材料の試片を２３℃でＡＳＴＭ  Ｄ−２５６規格（１／８”ノッチ）により測定する場合に、衝撃強度が約２４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上、好ましくは約２４ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上、より好ましくは約２７ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上である。
【００６１】
一部の実施形態は、金属（酸化物）ナノ粒子、前記金属（酸化物）ナノ粒子に化学的に結合されたビニルポリマー、および前記ナノ粒子が分散された熱可塑性樹脂を含み、前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８規格（５ｍｍ／分）により測定する場合に、引張強度が約４３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは約４６０ｋｇｆ／ｃｍ２以上、より好ましくは約４９０ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【００６２】
一部の実施形態は、金属（酸化物）ナノ粒子、前記金属（酸化物）ナノ粒子に化学的に結合されたビニルポリマー、および前記ナノ粒子が分散された熱可塑性樹脂を含み、前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ７９０規格（１／４”）により測定する場合に、曲げ弾性率が約２４０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、好ましくは約２４５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上、より好ましくは約２５０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である。
【００６３】
一部の実施形態は、金属（酸化物）ナノ粒子、前記金属（酸化物）ナノ粒子に化学的に結合されたビニルポリマー、および前記ナノ粒子が分散された熱可塑性樹脂を含み、前記コンポジット材料の試片をＡＳＴＭ  Ｄ６４８規格（１／４”、１２０℃／時）により１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２の荷重下で測定する場合に、熱変形温度が約８２℃以上、好ましくは約８５℃以上、より好ましくは約８６℃以上である。
【００６４】
（成形品）
上述した実施形態に係るコンポジット材料を用いて成形品を製造することができる。一部の実施形態では、このような成形品を様々な形態に成形する。ベント（ｖｅｎｔ）式押出機のような押出成形機を用いることができる。実施形態のポリマーコンポジット材料は、例えば溶融−成形装置を用いて、様々な成形品に成形することができる。実施形態において、前記ポリマーコンポジット材料はペレットに成形される。その後、ペレットは、例えば、射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ブロー成形、加圧成形、真空成形、または発泡成形を用いて様々な形態に成形される。一実施形態では、前記ポリマーコンポジット材料を、溶融−混練によりペレットにすることができ、得られたペレットを射出成形または射出圧縮成形により成形品に成形する。
【００６５】
前述したように、一実施形態では、前記ポリマーコンポジット材料はペレットに成形される。他の実施形態では、前記ポリマーコンポジット材料は電子装置および電子機器を含む様々な消費材の構造部品へと成形される。一部の実施形態では、前記ポリマーコンポジット材料は電子または非電子装置のハウジングまたは本体に成形される。本発明の実施形態に係るコンポジット材料の混合物で製造された成形品が用いられる電気装置の例としては、プリンター、コンピューター、ワードプロセッサ、キーボード、個人用携帯端末機（ＰＤＡ）、電話、携帯電話、カメラ、ファクシミリ、コピー機、電子金銭登録機（ＥＣＲ）、卓上電子計算機、ＰＤＡｓ、カード、事務用ホルダー、洗濯機、冷蔵庫、電気掃除機、電子レンジ、照明器具、アイロン、ＴＶ、ＶＴＲ、ＤＶＤプレーヤー、ビデオカメラ、ラジオカセット録音機、テープ録音機、ミニディスクプレーヤー、ＣＤプレーヤー、スピーカー、液晶表示装置、ＭＰ３プレーヤー、および電気・電子部品、ならびにコネクタ、継電器、コンデンサー、スイッチ、印刷回路基板材料、コイルボビン、半導体封止材料、電気配線、ケーブル、変換機、偏向ヨーク、配電基板、置き時計、腕時計などのような電気通信装置が挙げられる。
【００６６】
他の実施形態は、前述したコンポジット材料を含むポリマーコンポジット材料で製造されたハウジングまたは部品を含む電子装置を提供する。一部の実施形態は、電子装置の製造方法を提供する。前記製造方法は、電気回路を準備する段階と、一定の部分を有するハウジングを提供する段階と、前記電気回路の少なくとも一部を前記ハウジングに収容する段階とを含み、前記一定の部分は本明細書に記載する実施形態のコンポジット材料を含む。
【００６７】
下記の実施例により本発明をさらに説明するが、下記の実施例は例示を目的としたものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものと解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められるべきである。以下の実施例では、すべての部およびパーセントは特別の言及のない限り、重量基準である。
【実施例】
【００６８】
（実施例）
（Ａ）ゴム改質グラフト共重合体、（Ｂ）コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子、（Ｃ）重合性シラン化合物、（Ｄ）表面改質コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子、および（Ｅ）ビニル共重合体／金属または金属酸化物ナノ粒子コンポジット、（Ｆ）ＳＡＮ共重合体、および（Ｇ）ヒュームドシリカは、下記の方法で製造された。
【００６９】
（Ａ）熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂として、ポリブタジエン５０重量部、アクリロニトリル１５重量部、およびスチレン３５重量部を用いてゴム変性グラフト共重合体を製造した。
【００７０】
（Ｂ）コロイド状金属（酸化物）ナノ粒子
（Ｂ１）平均粒子サイズが２０ｎｍであり、ｐＨの範囲が１〜４のコロイド状シリカゾルを用いた。  
【００７１】
（Ｂ２）平均粒子サイズが４０〜６０ｎｍであり、ｐＨの範囲が１〜４のコロイド状シリカゾルを用いた。
【００７２】
（Ｃ）重合性シラン化合物
メタクリルオキシアルキルトリメトキシシランを用いた。これは、ＧＥシリコーン／ＯＳＩスペシャルティズ社（ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ／ＯＳｉ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ  Ｃｏ．）（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）からＳｉｌｑｕｅｓｔ  Ａ−１７４として入手可能なものである。
【００７３】
（Ｄ）表面改質コロイド状金属または金属酸化物ナノ粒子
（Ｄ１）コロイド状シリカナノ粒子（Ｂ１）９０重量部に、重合性シラン化合物（Ｃ）１０重量部を添加し、ゾル−ゲル反応により表面改質コロイド状シリカナノ粒子を得た。      
【００７４】
（Ｄ２）コロイド状シリカナノ粒子（Ｂ２）９０重量部に、重合性シラン化合物（Ｃ）１０重量部を添加し、ゾル−ゲル反応により表面改質コロイド状シリカナノ粒子を得た。
【００７５】
（Ｅ）ビニル共重合体／金属または金属酸化物ナノ粒子コンポジット
（Ｅ１）アクリロニトリル１０重量部、スチレン２０重量部、過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）０．３重量部、無水マレイン酸０．０６重量部、および表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ１）１．５重量部を反応器に添加して混合した。該混合物を７５〜８０℃で１５分間重合した。その後、アクリロニトリル２０重量部、スチレン５０重量部、および無水マレイン酸０．１４重量部を連続的に添加して２時間重合させたところ、重合転換率は９５％に達した。続いて、液化工程を経てビニル共重合体／金属（酸化物）ナノ粒子コンポジットを得た。  
【００７６】
（Ｅ２）表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ１）５重量部を用いたことを除いては前記ナノ粒子コンポジット（Ｅ１）と同様な方法でナノ粒子コンポジットを調製した。  
【００７７】
（Ｅ３）表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ１）１０重量部を用いたことを除いては前記ナノ粒子コンポジット（Ｅ１）と同様な方法でナノ粒子コンポジットを調製した。      
【００７８】
（Ｅ４）表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ２）１．５重量部を用いたことを除いては前記ナノ粒子コンポジット（Ｅ１）と同様な方法でナノ粒子コンポジットを調製した。
【００７９】
（Ｅ５）表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ２）５０重量部を用いたことを除いては前記ナノ粒子コンポジット（Ｅ１）と同様な方法でナノ粒子コンポジットを調製した。      
【００８０】
（Ｅ６）表面改質コロイド状シリカナノ粒子（Ｄ２）１０重量部を用いたことを除いては前記ナノ粒子コンポジット（Ｅ１）と同様な方法でナノ粒子コンポジットを調製した。
【００８１】
（Ｆ）シアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体（ＳＡＮ共重合体）
アクリロニトリル３０重量部とスチレン７０重量部とを重合した重量平均分子量が１２０，０００のＳＡＮ共重合体を用いた。
【００８２】
（Ｇ）ヒュームドシリカ（コロイド状シリカではない）
Ｄｅｇｕｓｓａ社製の平均粒子サイズが５〜２０ｎｍのヒュームドシリカ（製品名：ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）Ｒ９７４）を用いた。
【００８３】
［実施例１〜６］
表１に記載する構成成分を混合し、該混合物をＬ／Ｄ＝２９、直径（Φ）４５ｍｍの二軸押出機で溶融押出しを行い、ペレットにした。前記押出機のシリンダーの温度は２２０℃に保った。ペレットを８０℃で６時間乾燥させた。該乾燥させたペレットを６ｏｚ射出成形機で成形温度２４０〜２８０℃、バレル温度６０〜８０℃の条件で成形して試片を得た。実施例２および３で得られた熱可塑性ナノコンポジット樹脂の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真をそれぞれ図２および図３に示す。図２および図３に示すように、ナノ粒子がマトリックスに均一に分散されている。図１は、実施例２で得られたビニル共重合体／金属酸化物ナノコンポジットの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【００８４】
［比較例１］
ビニル共重合体／金属酸化物ナノコンポジット（Ｅ）の代わりにシアン化ビニル化合物と芳香族ビニル化合物との共重合体（Ｆ）を用いたことを除いては実施例１と同様の方法で比較例１を行った。
【００８５】
［比較例２〜４］
ヒュームドシリカナノ粒子（Ｇ）を添加したことを除いては比較例１と同様の方法で比較例２〜４を行った。
【００８６】
【表１】
2009522396.tif 000005
【００８７】
実施例１〜６および比較例１〜４で製造された試片の物理的特性を下記の方法で測定した。
（１）ノッチアイゾッド衝撃強度：ＡＳＴＭ  Ｄ２５６（１／４”、１／８”、２３℃）に従ってノッチアイゾッド衝撃強度を測定した。
（２）引張強度：ＡＳＴＭ  Ｄ６３８（５ｍｍ／分）に従って引張強度を評価した。
（３）曲げ弾性率：ＡＳＴＭ  Ｄ７９０（１／４”）に従って曲げ弾性率を測定した。
（４）熱変形温度（ＨＤＴ）：ＡＳＴＭ  Ｄ６４８（１／４”、１２０℃／時）に従って１８．５ｋｇｆ／ｃｍ２下で熱変形温度を測定した。
【００８８】
測定結果を表２に示す。
【００８９】
【表２】
2009522396.tif 000006
【００９０】
表２に示すように、一部の実施形態による熱可塑性ナノコンポジット樹脂コンポジット材料は、ビニル共重合体／金属または金属酸化物ナノ粒子コンポジットを用いないものに比べ、引張強度、曲げ弾性率、および耐熱性が著しく優れることがわかる。比較例２〜４の樹脂コンポジット材料のように、ゴム改質グラフト共重合体、ヒュームドシリカ、およびＳＡＮ共重合体をｉｎ−ｓｉｔｕ方式を用いないで混合した場合、衝撃強度、引張強度、曲げ弾性率、耐熱性は全て低下した。熱可塑性ナノコンポジット樹脂コンポジット材料の物理的特性は、有機改質金属または金属酸化物ナノ粒子のサイズおよび量を調節することにより、容易に制御されうることがわかった。
【００９１】
当業者であれば、異なる実施形態から多様な形態に変形可能であることを認識するだろう。これと同様に、当業者であれば、前述した多様な特徴および段階のみならず、このような各特徴または各段階についての他の公知の均等物の組み合わせおよび適合を行い、上記で説明した原理に基づいてコンポジット材料の調製または方法を行うことができる。特定の実施形態および実施例に即して本発明を説明したが、当業者であれば、本発明が具体的に開示された実施形態を超えて、他の代替的な実施形態および／または用途および自明な変形ならびにその均等物にまで拡張されうることを理解するだろう。従って、本発明は、前記実施形態の具体的な開示に制限されるわけではない。むしろ、本発明の範囲は特許請求の範囲を参照して解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、実施例２で得られたビニル共重合体／金属酸化物ナノコンポジットの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図２】図２は、実施例２で得られた熱可塑性ナノコンポジット樹脂の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図３】図３は、実施例３で得られた熱可塑性ナノコンポジット樹脂の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１】
2009522396.tif 000007
【図２】
2009522396.tif 000008
【図３】
2009522396.tif 000009
【国際調査報告】
2009522396.tif 000010
2009522396.tif 000011