(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコキシシリル基を有する有機重合体、他の有機重合体、及び金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解及び重縮合物を含む）を含有する樹脂組成物を、１軸押出機又は２軸押出機である混練機を用いて溶融混練して得られる高分子材料であって、但し該溶融混練の際に有機溶媒を用いることなく溶融混練することを条件とし、
該アルコキシシリル基を有する有機重合体および他の有機重合体の主骨格が、それぞれ、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、又はポリブチレンテレフタレートである熱可塑性樹脂である、高分子材料。
【請求項２】
アルコキシシリル基を有する有機重合体、他の有機重合体、及び、粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物、を含有する樹脂組成物を、１軸押出機又は２軸押出機である混練機を用いて溶融混練して得られる高分子材料であって、但し該溶融混練の際に有機溶媒を用いることなく溶融混練することを条件とし、
該アルコキシシリル基を有する有機重合体および他の有機重合体の主骨格が、それぞれ、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、又はポリブチレンテレフタレートである熱可塑性樹脂である、高分子材料。
【請求項３】
前記溶融混練においてアルコキシシリル基を有する有機重合体、及び金属アルコキシド化合物を反応させて得られる請求項１記載の高分子材料。
【請求項４】
前記溶融混練においてアルコキシシリル基を有する有機重合体、及び、粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物、を反応させて得られる請求項２記載の高分子材料。
【請求項５】
前記金属アルコキシド化合物の金属元素が、Ｓｉ、Ｔｉ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１又は３記載の高分子材料。
【請求項６】
前記粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物の金属元素が、Ｓｉ、Ｔｉ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である請求項２又は４記載の高分子材料。
【請求項７】
前記金属アルコキシド化合物の金属元素がＳｉである請求項１又は３記載の高分子材料。
【請求項８】
前記粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物の金属元素がＳｉである請求項２又は４記載の高分子材料。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか記載の高分子材料を成形機を用いて成形して得られる成形品。
【請求項１０】
前記成形機が射出成形機又は押出成形機である請求項９記載の成形品。
【請求項１１】
アルコキシシリル基を有する有機重合体、他の有機重合体、及び金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解及び重縮合物を含む）を含有する樹脂組成物を、１軸押出機又は２軸押出機である混練機を用いて、そして溶融混練の際に有機溶媒を用いることなく溶融混練する工程を包含する高分子材料の製造方法であって、
該アルコキシシリル基を有する有機重合体および他の有機重合体の主骨格が、それぞれ、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、又はポリブチレンテレフタレートである熱可塑性樹脂である、高分子材料の製造方法。
【請求項１２】
アルコキシシリル基を有する有機重合体、他の有機重合体、及び、粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物、を含有する樹脂組成物を、１軸押出機又は２軸押出機である混練機を用いて、そして溶融混練の際に有機溶媒を用いることなく溶融混練する工程を包含する高分子材料の製造方法であって、
該アルコキシシリル基を有する有機重合体および他の有機重合体の主骨格が、それぞれ、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、又はポリブチレンテレフタレートである熱可塑性樹脂である、高分子材料の製造方法。
【請求項１３】
前記金属アルコキシド化合物の金属元素が、Ｓｉ、Ｔｉ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物の金属元素が、Ｓｉ、Ｔｉ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記金属アルコキシド化合物の金属元素がＳｉである請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記粒子表面に活性な水酸基または活性水素を有する官能基を有する金属酸化物の金属元素がＳｉである請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれか記載の高分子材料を成形機を用いて成形する工程を包含する成形品の製造方法。
【請求項１８】
前記成形機が射出成形機又は押出成形機である請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は各種プラスチック材料等に有用な高分子材料、成形品及びこれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
背景技術
プラスチックは成形加工性、高生産性、軽量性、柔軟性、優れた機械的特性や電気的特性等によって金属、ガラス、木材、紙等の既存材料と次々と置き替わっている。その使用範囲は広く、建築資材、電気、電子製品の構造部品や機構部品、自動車、車両、航空機、船舶の外装や内装部品、日常雑貨、包装材等、多岐にわたって用いられている。このためプラスチックの種類は多く、様々なタイプのものが市販されている。
【０００３】
しかし、市場からの各種特性の向上やコストに対する要求は大きく、異なるプラスチック同士のアロイ化や他の材料との複合化が盛んに行われている。例えば、機械的特性や耐熱性、寸法安定性等の向上については、ガラス繊維やカーボン繊維をはじめとする無機材料を配合した有機−無機複合材料が検討され、この技術によって強度や短期における耐熱変形性、寸法安定性等は改善された。
【０００４】
しかし、プラスチックと無機材料は一般に非相溶であり、両者を微分散させることは容易ではないため有機−無機複合材料における無機材料の分散粒子径は一般にマイクロメータオーダーまでである。粒子の大きさは引張強さのような強度には大きな影響を与え、粒子が大きくなるにつれて強度は小さくなることより（Ｌ．Ｅ．Ｎｉｅｌｓｅｎ著、高分子と複合材料の力学的性質、２５３頁）、自ずと上記のような有機−無機複合材料の強度の改良には、限界が生じてくる。また、プラスチックの種類（ＡＢＳ樹脂、ポリアミド６−６、ポリカーボネート、ポリアセタール、全芳香族ポリエステル等）によっては界面強度が低下し、衝撃強度が低くなるといった新たな問題も生まれた。
【０００５】
一方、プラスチックの表面硬度、光沢、耐汚染性、強度、耐熱性、耐候性、耐薬品性等の諸物性を向上させるためにＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒのような無機元素を骨格に導入した有機−無機ハイブリッド高分子材料の研究が行われている。
【０００６】
有機−無機ハイブリッド高分子材料の各成分の分散粒子径はサブミクロンからナノメータオーダー以下であり、分子レベルでの分散も可能である。その調製方法としては、有機単量体や有機重合体とアルキルシロキサンのような無機骨格含有化合物とをラジカル共重合させる方法および有機重合体に側鎖としてアルコキシシランのような無機官能基を結合させて、その後これを架橋させる方法等が知られている。
【０００７】
例えば、特開平５−４３６７９号公報および特開平５−８６１８８号公報には、ビニル重合体とケイ素化合物とを反応させた後、ゾルーゲル法によってこれらを架橋して有機−無機ハイブリッド高分子材料を得る方法が記載されている。特開平８−１０４７１０号公報および特開平８−１０４７１１号公報には、アルコキシシリル基末端アゾ系開始剤を用いてビニル単量体をラジカル重合させ、得られるアルコキシシリル基末端ビニル重合体を加水分解、縮合して有機−無機ハイブリッド高分子材料を得る方法が記載されている。また、我々は特開平１１−２０９５９６号公報等において、アルコキシシリル基末端ポリカーボネートまたはポリアリレートを合成し、これをゾル−ゲル法により加水分解、重縮合することによって有機−無機ハイブリッド高分子材料を得る方法を報告した。
【０００８】
しかし、従来の有機−無機ハイブリッド高分子材料の製造方法は、ゾル−ゲル法を利用した溶液系での方法が大半であった。ゾル−ゲル法とは、溶液から出発して微粒子を含むゾルの状態を通り、更に固体の骨組みの隙間に液体あるいは空気を含むゲルの状態を経て、ガラスあるいはセラミックスをつくる方法である（作花済夫著、ゾル−ゲル法の科学、まえがき）。そのため、フィルムやロッドのような単純な構造物は作製できても、複雑な形状の成形物を作製することは非常に困難であった。また、溶液系での方法は生産性やコスト面で不利であり、特殊な用途を除いては実用的ではなかった。
【０００９】
特開２０００−３２７９３０号公報には、有機重合体、金属アルコキシ基を有する有機重合体、金属アルコキシド化合物及び金属酸化物をブラベンダーのような混合機で加熱処理することにより、有機−無機ハイブリッド高分子材料を製造する方法が記載されている。
【００１０】
しかし、このような混合機は、混合部位が一対の短軸の羽根で構成されていることから混練能力が低い。また、一対の羽根は固定式であり、混練部位の条件を処理する材料に合わせて自由に設定することができない。その為、非相溶性が高い有機重合体と金属酸化物のような無機成分を相互に微分散させることは困難であり、有機−無機ハイブリッド高分子材料を作製するためには適当ではなかった。また、このような混合機はバッチ式の機器であるため、工業的に使用するためには工程や生産性等に多くの問題を抱えていた。
【００１１】
発明の要旨
本発明は従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは高性能および高機能プラスチック用途に適する、有機−無機ハイブリッド高分子材料、これを成分として含む成形品、および高生産性、低コスト、簡便かつ実用的な、これらの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明は、金属アルコキシ基を有する有機重合体を含有する樹脂組成物を混練機を用いて溶融混練して得られる高分子材料、この高分子材料を成形機を用いて成形して得られる成形品、金属アルコキシ基を有する有機重合体を含有する樹脂組成物を混練機を用いて溶融混練する工程を包含する高分子材料の製造方法、及び上記高分子材料を成形機を用いて成形する工程を包含する成形品の製造方法を提供する。このことにより上記目的が達成される。
【００１３】
発明の詳細な説明
本発明は、高性能および高機能プラスチック材料用途に適する、有機−無機ハイブリッド高分子材料、これを成分として含む成形品、およびこれらの簡便かつ実用的な製造方法を提供するものである。
【００１４】
有機−無機ハイブリッド高分子材料は一般に二つのタイプに分類される。その一つは、有機成分と無機成分がファンデルワールス力や水素結合のような比較的弱い結びつきで結合したものであり、もう一つは有機成分と無機成分が共有結合やイオン結合等の強い結びつきで結合したものである。本発明は、主に後者のタイプに属する有機−無機ハイブリッド高分子材料に関する。
【００１５】
これまで有機−無機ハイブリッド高分子材料は、一般にゾル−ゲル法を利用して作られてきた。ゾル−ゲル法とは、溶液から出発して微粒子を含むゾルの状態を通り、固体の骨組みの隙間に液体あるいは空気を含むゲルの状態を経て、ガラスあるいはセラミックスを作る方法である（作花済夫著、ゾル−ゲル法の科学、まえがき）。このため、従来の方法は溶媒を使用した溶液系での方法であった。しかし、溶液系による方法は大量の溶媒を使用することからコスト面で不利であり、生産性も低い。また、複雑な形状の成形体を作製することも困難であった。これらのことから、有機−無機ハイブリッド高分子材料を低コストで簡便かつ実用的に製造する方法が望まれてきた。
【００１６】
我々はこの要求に応えるべく、鋭意研究を進めてきた結果、金属アルコキシ基を有する有機重合体を含む原料を混練機中で溶融混練することにより、有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含む高分子材料を得、その後この高分子材料を成形することにより有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含む成形品を、簡便かつ実用的に製造できる方法を完成するに至った。
【００１７】
具体的には、原料として必須な成分は金属アルコキシ基を有する有機重合体であり、これを含む原料を混練機中で加熱処理することにより溶融状態で反応させる。この際、有機重合体中の金属アルコキシ基の一部は、混練機による熱と圧力等により脱エーテル反応を生じて金属−酸素−金属の共有結合を形成し、有機重合体同士を結合させる。また、金属アルコキシ基の一部は、系内の微量な水分等によって金属水酸基（例えばシラノール基等）へ変化する。この金属水酸基は反応性が高いため、水酸基やアミノ基といった活性水素を有する官能基、金属アルコキシ基、金属アルコキシド化合物、水酸基が残存する金属酸化物、および表面処理やカプセル化等により粒子表面に官能基を導入した金属酸化物等と縮合反応、脱アルコール反応等を生じ、有機重合体同士あるいは有機重合体と金属酸化物や他の化合物を結合させる。また、混練機による処理は上記のような反応のためだけではなく、金属酸化物や無機成分を有機重合体中に均一に微分散させる効果も有する。
【００１８】
混練機としては、従来使用されている機器が使用できる。その中でもプラスチック加工用の混練機が好ましく、１軸あるいは２軸押出機がより好ましい。これらの押出機は混練部位にあたるスクリューのセグメント等の組替えを自由に行なうことができ、処理する材料に適した条件の設定が可能である。近年注目されているプラスチック加工法である、リアクティブプロセッシングにも使用され、混練能力が非常に高い機器である。
【００１９】
温度、混練速度、圧力等の混練条件は使用される有機重合体によって適宜決定され、有機重合体が溶融し、他の原料と十分に混練される条件であれば特に限定されない。複数種の原料を使用する場合には、予め全ての原料あるいは一部の原料を適当な混合機を使用してプレミックスする方が好ましいが、これらの原料が容易に混合できることが予想される場合にはその必要はない。また、混練機がサイドフィーダーや液添装置等の付帯設備を有する場合にはこれらを利用し、各原料を適当な順番で順次投入しても良い。また、一度の処理で混練が不十分な場合には、排出された混練物を同じ混練機で複数回処理しても良く、複数の混練機及び／又は種類が異なる混練機を使用して処理しても良いが、実用面を考慮すると使用する原料に応じて混練条件を最適化し、一度の処理で混練を終了することが望ましい。
【００２０】
成形の方法としては、押出成形機等を使用して混練後に直接行っても良く、混練後のストランドをペレット等の適当な形状とした後に、射出成形機を使用して改めて加工しても良い。成形機としては、押出成形機や射出成形機の他に、従来プラスチック加工用に使用される各種の成形機が使用できる。使用する成形機は目的とする成形品の形状に応じて適宜決定すれば良く、例えばフィルム、シート、ロッド、パイプのような比較的単純な形状の成形品を得たい場合には、押出成形機が薦められる。また、複雑な形状の成形品を作製する場合には、射出成形機が一般的と考えられる。
【００２１】
以下に、より具体的な例を示す。
１）金属アルコキシ基を有する有機重合体を混練機を用いて加熱しながら溶融混練し、金属アルコキシ基を反応させることによって有機重合体同士を結合させる。この際、金属アルコキシ基が２官能であれば直線状、３官能以上であれば３次元構造の有機−無機ハイブリッド高分子材料が形成される。
【００２２】
２）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体を混練機を用いて加熱しながら溶融混練し、金属アルコキシ基を反応させることによって有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含み、金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料が作製される。
【００２３】
３）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体、および金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解および重縮合物を含む）を混練機を用いて加熱しながら溶融混練し、有機重合体中の金属アルコキシ基および金属アルコキシド化合物を反応させることによって有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含み、金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料が作製される。
【００２４】
４）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体、および金属酸化物を混練機を用いて加熱しながら溶融混練し、有機重合体中の金属アルコキシ基および金属酸化物を反応させることによって有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含み、金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料が作製される。
【００２５】
５）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体、金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解および重縮合物を含む）および金属酸化物を混練機を用いて加熱しながら溶融混練し、有機重合体中の金属アルコキシ基、金属アルコキシド化合物および金属酸化物を反応させることによって有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含み、金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料が作製される。
【００２６】
金属アルコキシ基を有する有機重合体
本発明において、金属アルコキシ基を有する有機重合体は必要不可欠な原料であり、混練処理によって金属アルコキシ基は金属酸化物および／または無機成分へ変化する。この原料を単独で処理した場合には、有機重合体は金属酸化物および／または無機成分を介して架橋構造を形成する。また、この原料を金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解および重縮合物を含む）および／または金属酸化物と共に処理した場合にも、金属アルコキシ基によって有機重合体は金属酸化物および／または無機成分と共有結合し、有機−無機ハイブリッド高分子材料を形成する。更に、この原料を相溶性を有する他の有機重合体と共に処理した場合には、この原料および／またはこの原料から形成された有機−無機ハイブリッド高分子材料が界面改質剤として作用し、通常は非相溶な有機重合体と金属酸化物および／または無機成分に親和性を付与する。
【００２７】
金属アルコキシ基を有する有機重合体はいかなる方法で合成されたものであっても良い。その主骨格としては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、メタクリル酸メチル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルペンテン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー前駆体、またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂前駆体が挙げられる。
【００２８】
この中でも熱可塑性樹脂が好ましく、高性能という点ではポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリアリレート等のエンジニアリングプラスチックがより好ましい。
【００２９】
金属アルコキシ基を有する有機重合体は、上述したような重合体や前駆体の１成分を主骨格としたものでも良く、これら多成分の共重合体骨格でも良い。また、複数種を混合したものでも良く、分岐状、線状いずれの形状でも良い。更に数平均分子量は５００〜５００００、好ましくは１０００〜１５０００である。
【００３０】
金属アルコキシ基を有する有機重合体の官能基当量は１〜１００、好ましくは１〜５０、更に好ましくは２〜１０である。官能基当量が１を下回ると、金属酸化物および／または無機成分への結合が不十分となるために得られる高分子材料の性能が低下する可能性があり、１００を上回ると有機−無機ハイブリッド高分子材料が微細化せず、材料がもろくなる可能性がある。
【００３１】
金属アルコキシ基を有する有機重合体の１分子が有する金属アルコキシ基は全て同一でも良く、複数種であっても良い。この金属アルコキシ基の金属元素は特に限定されないが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、ＴａおよびＷ等からなる群から選択される金属元素が好ましく、更にはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選択される金属元素がより好ましい。有機重合体へ金属アルコキシ基を導入するための化合物の入手の容易さを考慮すると、最も好ましい金属元素はＳｉである。また、アルコキシ基は炭素数１〜８のものが好ましく、炭素数１〜４のものがより好ましい。金属元素に結合するアルコキシ基の数は特に限定されないが、好ましくは２以上である。
【００３２】
金属アルコキシ基を有する有機重合体以外の有機重合体
本発明においては、金属アルコキシ基を有する有機重合体以外の有機重合体（他の有機重合体）も併用可能である。この場合、この有機重合体は高分子材料中でマトリックスを形成する目的で使用される。この有機重合体は、金属アルコキシ基を有する有機重合体と相溶性を有するものであれば良く、必ずしも金属アルコキシ基を有する有機重合体と同一の骨格である必要はない。その構造は特に限定されず、高分子材料のマトリックスとした場合に、各種プラスチック材料として十分な強度を提供できるものであれば良い。また、この有機重合体はいかなる方法で合成されたものであっても良い。
【００３３】
その主骨格としては、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、メタクリル酸メチル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルペンテン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー前駆体、またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂前駆体が挙げられる。
【００３４】
この中でも熱可塑性樹脂が好ましく、高性能という点ではポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリアリレート等のエンジニアリングプラスチックがより好ましい。
【００３５】
この有機重合体は、上述したような重合体や前駆体の１成分を主骨格としたものでも良く、これら多成分の共重合体骨格でも良い。また、複数種を混合したものでも良く、分岐状、線状いずれの形状でも良い。もちろん、市販されている製品を使用しても良い。この有機重合体の分子量は特に限定されないが、数平均分子量として約５００〜１０００００が一般的であり、約１０００〜５００００が好ましい。官能基は有していてもいなくても良い。
【００３６】
金属アルコキシド化合物
本発明において、金属アルコキシド化合物としてはあらゆるタイプのものも用いることができる。その中でも好ましいものは、式（１）
【００３７】
【数１】
ＡpＭ            式（１）
（Ａは炭素数１〜８、好ましくは１〜４のアルコキシ基、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、ＴａおよびＷ等からなる群、好ましくはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選択される金属元素、ｐは２〜６の整数を示す。）で表される化合物である。
【００３８】
具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、
テトラｎ−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタン類、
テトラｎ−プロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム等のテトラアルコキシジルコニウム類、および
ジメトキシ銅、ジエトキシバリウム、トリメトキシホウ素、トリエトキシガリウム、トリブトキシアルミニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラブトキシ鉛、ペンタｎ−プロポキシタンタル、ヘキサエトキシタングステン等の金属アルコキシド類が挙げられる。
【００３９】
金属アルコキシド化合物の他の例は、式（２）
【００４０】
【数２】
ＲkＡlＭ（Ｒ’mＸ）n          式（２）
（Ｒは水素か炭素数１〜１２、好ましくは１〜５のアルキル基またはフェニル基、Ａは炭素数１〜８、好ましくは１〜４のアルコキシ基、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、ＴａおよびＷ等からなる群、好ましくはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選択される金属元素、Ｒ’は炭素数１〜４、好ましくは２〜４のアルキレン基またはアルキリデン基、Ｘはイソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、アミノ基、チオール基、ビニル基、メタクリル基、ハロゲン基等の一般的な官能基、ｋは０〜５の整数、ｌは１〜５の整数、ｍは０または１、ｎは０〜５の整数を示す）で表される化合物である。
【００４１】
Ｓｉを例に取り、具体的に例示すれば、
トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリｎ−プロポキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジイソプロポキシシラン、モノメトキシシラン、モノエトキシシラン、モノブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、エチルジエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジイソプロピルイソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリｎ−プロポキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジブチルジブトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシラン、トリｎ−プロピルｎ−プロポキシシラン、トリブチルブトキシシラン、フェニルトリメトキシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン等の（アルキル）アルコキシシラン、
３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、２−イソシアネートエチルトリｎ−プロポキシシラン、３−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、２−イソシアネートエチルエチルジブトキシシラン、３−イソシアネートプロピルジメチルイソプロポキシシラン、２−イソシアネートエチルジエチルブトキシシラン、ジ（３−イソシアネートプロピル）ジエトキシシラン、ジ（３−イソシアネートプロピル）メチルエトキシシラン、エトキシシラントリイソシアネート等のイソシアネート基を有する（アルキル）アルコキシシラン、
３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、
３−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３，４−エポキシブチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有する（アルキル）アルコキシシラン、
カルボキシメチルトリエトキシシラン、カルボキシメチルエチルジエトキシシラン、カルボキシエチルジメチルメトキシシラン等のカルボキシル基を有する（アルキル）アルコキシシラン
３−（トリエトキシシリル）−２−メチルプロピルコハク酸無水物等の酸無水物基を有するアルコキシシラン、
２−（４−クロロスルフォニルフェニル）エチルトリエトキシシラン等の酸ハロゲン化物基を有するアルコキシシラン、
３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有する（アルキル）アルコキシシラン、
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のチオール基を有する（アルキル）アルコキシシラン、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン等のビニル基を有する（アルキル）アルコキシシラン
３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルメチルジメチルシラン等のメタクリル基を有する（アルキル）アルコキシシラン、
トリエトキシフルオロシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−ブロモプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルメチルジメトキシシラン等のハロゲン基を有する（アルキル）アルコキシシランを挙げることができる。
もちろんＳｉだけではなく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、ＴａやＷ等の他の金属においても同様の化合物を例示することができる。
【００４２】
これらの金属アルコキシド化合物は１種類だけでも良く、２種以上を併用しても良い。また、Ｍｇ［Ａｌ（iso-ＯＣ3Ｈ7）4］2、Ｂａ［Ｚｒ2（ＯＣ2Ｈ5）9］2、（Ｃ3Ｈ7Ｏ）2Ｚｒ［Ａｌ（ＯＣ3Ｈ7）4］2等の１分子内に２種以上の金属元素が含まれているような金属アルコキシド化合物やテトラメトキシシランオリゴマーやテトラエトキシシランオリゴマー等の１分子内に２個以上の繰り返し単位を有するオリゴマータイプの金属アルコキシド化合物、あるいはポリメチルシルセスキオキサンやポリフェニルシルセスキオキサン等の３次元構造の金属アルコキシド化合物を用いても良い。また、アルコキシ基がアセトキシ基やアセチルアセトキシ基であっても良い。更に、金属アルコキシド化合物は部分的に加水分解や重縮合を生じていても良い。
【００４３】
金属酸化物
本発明において使用可能な金属酸化物は、その粒子表面に活性な水酸基（金属水酸基、例えばシラノール基）が存在するものや何らかの表面処理やカプセル化等により粒子表面に活性水素を有する官能基を導入したものである。この条件さえ満たせば、金属酸化物は金属アルコキシド化合物および／または金属アセトキシ化合物を加水分解、重縮合して調製されたものでも市販されているものを用いても構わない。特に、金属アルコキシド化合物および／または金属アセトキシ化合物を加水分解、重縮合することにより調製された金属酸化物は、その粒子表面に多数の水酸機を有するため好ましい。金属元素としては、金属アルコキシド化合物に例示したようなＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。
【００４４】
これらの金属酸化物の具体例としては、酸化ケイ素（シリカ、シルセスキオキサン類）、酸化チタン（チタニア）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）酸化アルミニウム（アルミナ）等が挙げられる。粒子の形状や結晶系はいかなるものでも良い。粒径は細かいものほど良く、好ましくは１μm以下、より好ましくは０．１μm以下である。また、これらの金属酸化物は１種類だけでも良く、２種以上を併用しても良い。１分子内に２種以上の金属元素が含まれているような金属酸化物を用いても良い。
【００４５】
高分子材料
本発明で得られる高分子材料は、金属アルコキシド化合物や金属酸化物と反応可能な金属アルコキシ基を有する有機重合体が必要不可欠な原料である。この金属アルコキシ基を有する有機重合体を単独、あるいは金属アルコキシド化合物や金属酸化物と共に混練機で加熱処理することによって、金属アルコキシ基は独自、あるいは金属アルコキシド化合物や金属酸化物表面と反応する。その結果、得られる高分子材料は有機重合体が金属酸化物および／または無機成分と共有結合した有機−無機ハイブリッド高分子材料となる。この際の反応機構はその全てが明らかではないが、混練機による高温とシェアを主体とした反応から得られる有機−無機ハイブリッド高分子材料は、従来のゾル−ゲル法から得られるものとは異なる可能性が極めて高い。そのため、優れた特性や新規な機能を有する未知の材料とも言える。
【００４６】
金属アルコキシ基を有する有機重合体、あるいは金属アルコキシ基を有する有機重合体と金属アルコキシド化合物および／または金属酸化物を、金属アルコキシ基を有する有機重合体と相溶性を持つ他の有機重合体と共に処理した場合に得られる、有機−無機ハイブリッド高分子材料を成分として含む高分子材料についても同様のことが言える。
【００４７】
金属アルコキシ基を有する有機重合体と、マトリックスとなる他の有機重合体を併用する場合、これらの重量比には特に制限はなく、目的とする特性や機能に応じて任意の割合で配合できる。しかし、コスト面を考慮するとマトリックスとなる有機重合体の含有率は５０％以上、更には７０％以上であることが好ましい。但し、材料への特性付与という点を考慮すると金属アルコキシ基を有する有機重合体の含有率は１％以上、出来れば５％以上が望ましい。
【００４８】
金属アルコキシ基を有する有機重合体と、金属アルコキシド化合物および／または金属酸化物を併用する場合にも同様に任意の割合で配合できる。しかし、得られる材料の特性を考慮すると、これらの重量比は１：９９〜９０：１０の範囲が好ましい。金属アルコキシ基を有する有機重合体の使用量が少なすぎると、金属酸化物および／または無機成分との結合が不十分となるために材料の特性が低下する可能性がある。また、金属アルコキシド化合物および／または金属酸化物の使用量が少なすぎると材料への特性付与が行えなくなるおそれがある。特に金属アルコキシド化合物は、その種類によっては混練時の熱によりロスを生じる可能性があるため、使用量が少なすぎると意味をなさなくなるおそれがある。
【００４９】
高分子材料及び成形品の製造方法
本発明における高分子材料の製造は、金属アルコキシ基を有する有機重合体を少なくとも含む原料を混練機中で溶融混練し、金属アルコキシ基を有する有機重合体を反応させることを特徴とする。このことによって、一般に有機重合体と非相溶な金属酸化物を有機重合体と共有結合し、かつこの金属酸化物を有機重合体中に均一に微分散させた高分子材料を高生産性、低コストで効率良く製造することができる。得られた高分子材料は、混練後の溶融状態から直接成形してもよく、混練機から排出されたストランドをペレット等の適当な形状とした後に、改めて加工してもよい。
【００５０】
高分子材料及び成形品の製造方法の具体例を以下に示す。
１）金属アルコキシ基を有する有機重合体を１軸押出機を用いて加熱しながら溶融混練し、金属アルコキシ基を反応させることによって有機重合体同士を金属−酸素−金属の結合を介して結合させる。その後、溶融混練物を１軸押出機から排出しながら押出成形機を使用してフィルム、シート、ロッド、パイプ等の所望の形状に成形する。得られる成形品は有機重合体が金属酸化物および／または無機成分と共有結合し、金属酸化物および／または無機成分が有機重合体中に均一に微分散した有機−無機ハイブリッド高分子材料で成る。
【００５１】
２）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体をヘンシェルミキサーを用いてプレミックスする。得られる混合物を１軸押出機を用いて加熱しながら溶融混練し、金属アルコキシ基を反応させることによって金属アルコキシ基を有する有機重合体同士を金属−酸素−金属の結合を介して結合させる。その後、溶融混練物を１軸押出機から排出しながら押出成形機を使用してフィルム、シート、ロッド、パイプ等の所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリッド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５２】
３）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体をヘンシェルミキサーを用いてプレミックスする。得られる混合物を２軸押出機のフィーダーから投入して加熱し、溶融状態とする。また、金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解および重縮合物を含む）を液添装置から投入し、有機重合体中の金属アルコキシ基および金属アルコキシド化合物を反応させることによって、有機重合体と金属酸化物および／または無機成分を結合させる。その後、溶融混練物を２軸押出機から排出しながら、ペレタイザーを使用してペレット状とする。次に、このペレットを射出成形機等を使用して、所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリッド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５３】
４）マトリックスとなる有機重合体（金属アルコキシ基を有する有機重合体と相溶性がある他の有機重合体）を２軸押出機のフィーダーから投入して加熱し、溶融状態とする。また、予め適当な溶媒に溶解し、微量の水分を添加することによって部分的に加水分解・重縮合させた、金属アルコキシ基を有する有機重合体と金属アルコキシド化合物の混合溶液を液添装置から投入する。これらの原料を混練し、有機重合体中の金属アルコキシ基および金属アルコキシド化合物の反応を更に進めながら、これらをマトリックスとなる有機重合体中に微分散させる。その後、溶融混練物を２軸押出機から排出しながら押出成形機を使用してフィルム、シート、ロッド、パイプ等の所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリツド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５４】
５）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体および金属酸化物をヘンシェルミキサーを用いてプレミックスする。得られる混合物を２軸押出機中で加熱処理して溶融状態とし、有機重合体中の金属アルコキシ基および金属酸化物を反応させることによって、有機重合体と金属酸化物および／または無機成分を結合させる。その後、溶融混練物を２軸押出機から排出しながら、ペレタイザーを使用してペレット状とする。次に、このペレットを射出成形機等を使用して、所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリッド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５５】
６）金属アルコキシ基を有する有機重合体を２軸押出機のフイーダーから投入して加熱し、溶融状態とする。また、金属酸化物をサイドフィーダーから投入し、これらを混練することによって有機重合体中の金属アルコキシ基および金属酸化物を反応させ、有機重合体と金属酸化物および／または無機成分を結合させる。次に、マトリックスとなる有機重合体を別のサイドフィーダーから投入して溶融し、更に混練することによって、これらをマトリックスとなる有機重合体中に微分散させる。その後、溶融混練物を２軸押出機から排出しながら、押出成形機を使用してフィルム、シート、ロッド、パイプ等の所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリツド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５６】
７）金属アルコキシ基を有する有機重合体と、この有機重合体と相溶性がある他の有機重合体および金属酸化物をヘンシェルミキサーを用いてプレミックスする。得られる混合物を２軸押出機のフィーダーから投入して加熱処理し、溶融状態とする。また、金属アルコキシド化合物（金属アルコキシド化合物の部分的加水分解および重縮合物を含む）を液添装置から投入し、有機重合体中の金属アルコキシ基、金属アルコキシド化合物および金属酸化物を反応させることによって、有機重合体と金属酸化物および／または無機成分を結合させる。その後、溶融混練物を２軸押出機から排出しながら、ペレタイザーを使用してペレット状とする。次に、このペレットを射出成形機等を使用して、所望の形状に成形する。得られる成形品は、マトリックスとなる有機重合体中に有機−無機ハイブリッド高分子材料、すなわち有機重合体と共有結合した金属酸化物および／または無機成分が均一に微分散した高分子材料で成る。
【００５７】
上記の製造例において、金属アルコキシ基を有する有機重合体とマトリックスとなる有機重合体の重量比には特に制限はないが、コスト面を考慮するとマトリックスとなる有機重合体の含有率は５０％以上、更には７０％以上であることが好ましい。また、材料への特性付与という点を考慮すると金属アルコキシ基を有する有機重合体の含有率は１％以上、より好ましくは５％以上である。
【００５８】
また、金属アルコキシ基を有する有機重合体と金属アルコキシド化合物および／または金属酸化物の重量比は１：９９〜９９：１、好ましくは１：９９〜９０：１０である。金属アルコキシ基を有する有機重合体の使用量が少なすぎると金属酸化物および／または無機成分との結合が不十分となるために材料の特性が低下する可能性がある。また、金属アルコキシド化合物および／または金属酸化物の使用量が少なすぎると材料への特性付与が行えなくなるおそれがある。特に金属アルコキシド化合物は混練時の熱によりロスを生じる可能性があるため、使用量が少なすぎると意味をなさなくなるおそれがある。
【００５９】
温度、速度、圧力等の混練および成形条件は使用される有機重合体によって適宜決定され、有機重合体が溶融し、他の原料と十分に混練される条件であれば特に限定されない。一度の処理で混練が不十分な場合には排出された混練物を同じ混練機で複数回処理しても良く、複数の混練機および／または種類が異なる混練機を使用して処理しても良いが、実用面を考慮すると混練条件を最適化し、一度の処理で終了するほうが望ましい。
【００６０】
本発明における混練工程においては、金属アルコキシ基を有する有機重合体や金属アルコキシド化合物等の反応性をより高める目的で、少量の水分や触媒を添加しても良い。水分の量は特に限定されず、使用原料の物性に応じて適宜設定すれば良いが、極端に水分量を多くすると水蒸気の噴出等による事故の危険性が生じる。また、使用する有機重合体の種類によっては、加水分解のおそれも生じるため慎重に設定する必要がある。また、触媒としては各種の酸性触媒、塩基性触媒および金属触媒の使用が可能であるが、有機重合体の種類によっては触媒により分解する可能性があるため、適切な触媒の種類と量の選択が必要である。
【００６１】
本発明における全ての工程において強度、硬度、耐候性、耐薬品性、難燃性、帯電防止性等の機能を向上または新たに付与する目的で、無機物含有量や重合体間の架橋密度を調整するためにＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｃｅ、Ｔａ、Ｗ等の金属、金属酸化物、金属錯体、無機塩等を共存させても良い。また、使用する有機重合体の種類に応じて、一般に使用されるような可塑剤を適宜使用しても良い。
【００６２】
本発明の方法で製造される高分子材料には、無機材料が有する機械的強度、耐熱性、耐候性、表面硬度、剛性、耐水性、耐薬品性、耐汚染性、難燃性等の特性が有機重合体に良好に付与されている。言い換えれば、有機重合体が有する耐衝撃性、柔軟性、加工性および軽量性等の特性が無機材料に良好に付与されている。
【００６３】
発明の効果
本発明により、フィルム、構造材料、光学材料、表面改質材、電気・電子材料、医療材料等の高性能および高機能が要求される高分子材料、およびその低コストで簡便かつ、実用的な製造方法が提供される。また、本発明の製造方法は射出成形機や押出成形機等の一般的なプラスチック用成形機が使用可能であるため、複雑な形状を有する上記高性能および高機能高分子材料の成形も可能である。
【００６４】
実施例
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００６５】
合成例１
市販のポリカーボネートとビスフェノールＡから、エステル交換法によりポリカーボネートジオールを合成した。このポリカーボネートジオールをクロロホルムに溶解した後、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加して反応させた。この反応混合物をメタノール中に投入し、生成物を析出させた後にろ別して、メタノールで洗浄した後、乾燥した。
【００６６】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は両末端にアルコキシシリル基が導入された両末端トリエトキシシリル化ポリカーボネート（ＰＣＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、この生成物の数平均分子量は７８００であった。
【００６７】
合成例２
市販のポリサルホンとビスフェノールＡから、ポリサルホンジオールを合成した。このポリサルホンジオールをクロロホルムに溶解した後、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加して反応させた。この反応混合物をメタノール中に投入し、生成物を析出させた後にろ別して、メタノールで洗浄した後、乾燥した。
【００６８】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は両末端にアルコキシシリル基が導入された両末端トリエトキシシリル化ポリサルホン（ＰＳＦＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、この生成物の数平均分子量は６０００であった。
【００６９】
合成例３
市販のポリアリレートとビスフェノールＡから、エステル交換法によりポリアリレートジオールを合成した。このポリアリレートジオールをクロロホルムに溶解した後、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加して反応させた。この反応混合物をメタノール中に投入し、生成物を析出させた後にろ別して、メタノールで洗浄した後、乾燥した。
【００７０】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は両末端にアルコキシシリル基が導入された両末端トリエトキシシリル化ポリアリレート（ＰＡＲＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、この生成物の数平均分子量は６７００であった。
【００７１】
合成例４
アジピン酸ジチオフェニルエステルとヘキサメチレンジアミンをヘキサメチルホスホリルアミドを溶媒とし、溶液重縮合法により反応させた。この際、反応の終点に近い段階で３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加し、重縮合物の両末端にトリエトキシシリル基を導入した。次に、この反応混合物中にアセトンを加え、重縮合物を析出させた後にろ別して、アセトンで洗浄した後に乾燥した。
【００７２】
得られた両末端トリエトキシシリル化ポリアミド６−６（ＰＡＭＳ）の固有粘度をｍ−クレゾールを溶媒として測定した結果、０．５ｇ／ｄＬ、２５℃の条件下で約０．５ｄＬ／ｇであった。
【００７３】
合成例５
１，３，５−トリオキサンをシクロヘキサン溶媒中で三フッ化ホウ素エーテラートを触媒として、開環重合させた。この際、反応の終点に近い段階で少量のエチレングリコールを添加した。次に、この反応混合物中に３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加し、重合物の両末端にトリエトキシシリル基を導入した。この反応混合物をメタノール中に投入し、重合物を析出させた後にろ別して、メタノールで洗浄した後、乾燥することにより両末端トリエトキシシリル化ポリアセタール（ＰＯＭＳ）を得た。
【００７４】
合成例６
エチレングリコールとテレフタル酸ジクロライドをクロロホルム溶媒中でトリエチルアミンを触媒とし、溶液重縮合法により反応させた。この際、反応の終点に近い段階で３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加し、重縮合物の両末端にトリエトキシシリル基を導入した。次に、この反応混合物中にアセトンを加え、重縮合物を析出させた後にろ別して、アセトンで洗浄した後に乾燥した。
【００７５】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は両末端にアルコキシシリル基が導入された両末端トリエトキシシリル化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＳ）であることを確認した。また、ＰＥＴＳの固有粘度をテトラクロロエタン／フェノール＝４／６を溶媒として測定した結果、０．５ｇ／ｄＬ、２５℃の条件下で約０．４ｄＬ／ｇであった。
【００７６】
合成例７
ブチレングリコールとテレフタル酸ジクロライドをクロロホルム溶媒中でトリエチルアミンを触媒とし、溶液重縮合法により反応させた。この際、反応の終点に近い段階で３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランを添加し、重縮合物の両末端にトリエトキシシリル基を導入した。次に、この反応混合物中にアセトンを加え、重縮合物を析出させた後にろ別して、アセトンで洗浄した後に乾燥した。
【００７７】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は両末端にアルコキシシリル基が導入された両末端トリエトキシシリル化ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴＳ）であることを確認した。また、ＰＢＴＳの固有粘度をテトラクロロエタン／フェノール＝４／６を溶媒として測定した結果、０．５ｇ／ｄＬ、２５℃の条件下で約０．４ｄＬ／ｇであった。
【００７８】
合成例８
メタクリル酸メチルと少量の３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランをアゾビスイソブチロニトリルを開始剤として、界面活性剤を含む水中で懸濁重合させた。次に、得られた重合物をろ別して水洗した後、乾燥した。
【００７９】
1Ｈ−ＮＭＲ測定より、得られた生成物は分子内にアルコキシシリル基が導入されたトリエトキシシリル化ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、ＰＭＭＡＳの数平均分子量は７５００であった。
【００８０】
合成例９
スチレンと少量の３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランをアゾビスイソブチロニトリルを開始剤として、界面活性剤を含む水中で懸濁重合させた。次に、得られた重合物をろ別して水洗した後、乾燥した。
【００８１】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は分子内にアルコキシシリル基が導入されたトリエトキシシリル化ポリスチレン（ＰＳＴＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、ＰＳＴＳの数平均分子量は８２００であった。
【００８２】
合成例１０
スチレン、アクリロニトリルおよび少量の３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランを過酸化ベンゾイルを開始剤として、界面活性剤を含む水中で懸濁重合させた。次に、得られた重合物をろ別して水洗した後、乾燥した。
【００８３】
1Ｈ−ＮＭＲ測定により、得られた生成物は分子内にアルコキシシリル基が導入されたトリエトキシシリル化ＡＳ樹脂（ＡＳＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、ＰＳＵＳの数平均分子量は８２００であった。
【００８４】
合成例１１
塩化ビニルと少量の３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランを過酸化ベンゾイルを開始剤として、界面活性剤を含む水中で懸濁重合させた。次に、得られた重合物をろ別して水洗した後、乾燥した。
【００８５】
1Ｈ−ＮＭＲ測定より、得られた生成物は分子内にアルコキシシリル基が導入されたトリエトキシシリル化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣＳ）であることを確認した。ＧＰＣ測定の結果、ＰＶＣＳの数平均分子量は９０００であった。
【００８６】
実施例１
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ１５００ｇを、テクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数８０ｒｐｍ、スクリュー回転数３００ｒｐｍ、温度２００℃で処理した後、反応物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２２０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００８７】
実施例２
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ２００ｇと、数平均分子量２８０００のポリカーボネート１３００ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数７０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００８８】
実施例３
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ９５ｇと、数平均分子量２８０００のポリカーボネート１４０５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数７０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理しながら、液添装置を使用してテトラエトキシシラン８０ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００８９】
実施例４
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ９５ｇと、数平均分子量２８０００のポリカーボネート１４０５ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９０】
実施例５
合成例２で作製した数平均分子量６０００のＰＳＦＳ１５０ｇと、数平均分子量２２０００のポリサルホン１３５０ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数６０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度３３０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３５０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９１】
実施例６
合成例２で作製した数平均分子量６０００のＰＳＦＳ７５ｇと、数平均分子量２２０００のポリサルホン１４２５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数６０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度３３０℃で処理しながら、液添装置を使用してテトラエトキシシラン８０ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３５０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９２】
実施例７
合成例３で作製した数平均分子量６７００のＰＡＲＳ８５ｇと、ポリアリレート１４１５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数６０ｒｐｍ、スクリュー回転数１５０ｒｐｍ、温度３００℃で処理しながら、液添装置を使用して平均分子量１０００のテトラメトキシシランオリゴマー８ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３２０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９３】
実施例８
合成例３で作製した数平均分子量６７００のＰＡＲＳ８５ｇと、ポリアリレート１４１５ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数１５０ｒｐｍ、温度３００℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３２０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９４】
実施例９
合成例４で作製したＰＡＭＳ１００ｇと、１４００ｇのポリアミド６−６を三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数８０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理しながら、液添装置を使用してテトラエトキシシラン８０ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２８０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９５】
実施例１０
合成例５で作製したＰＯＭＳ１００ｇと、ポリアセタール１４００ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１８０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９６】
実施例１１
合成例６で作製したＰＥＴＳ１００ｇと、ポリエチレンテレフタレート１４００ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数６０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理しながら、液添装置を使用して平均分子量１０００のテトラメトキシシランオリゴマー８ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２８０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９７】
実施例１２
合成例７で作製したＰＢＴＳ１００ｇと、ポリブチレンテレフタレート１４００ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数１５０ｒｐｍ、温度２３０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２３０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９８】
実施例１３
合成例８で作製した数平均分子量７５００のＰＭＭＡＳ９５ｇと、メタクリル樹脂１４０５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数７０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１５０℃で処理しながら、液添装置を使用してテトラエトキシシラン８０ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度１８０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【００９９】
実施例１４
合成例８で作製した数平均分子量７５００のＰＭＭＡＳ９５ｇと、メタクリル樹脂１４０５ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１５０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度１８０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１００】
実施例１５
合成例９で作製した数平均分子量８２００のＰＳＴＳ９５ｇと、ポリスチレン１４０５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数７０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１７０℃で処理しながら、液添装置を使用して平均分子量１０００のテトラメトキシシランオリゴマー８ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０１】
実施例１６
合成例９で作製した数平均分子量８２００のＰＳＴＳ９５ｇと、ポリスチレン１４０５ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１７０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０２】
実施例１７
合成例１０で作製した数平均分子量８２００のＡＳＳ９５ｇと、ＡＳ樹脂１４０５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数６０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１７０℃で処理しながら、液添装置を使用してテトラエトキシシラン８０ｇを徐々に添加して更に処理した。混練物は冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度２００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０３】
実施例１８
合成例１１で作製した数平均分子量９０００のＰＶＣＳ１００ｇと、塩化ビニル樹脂１４００ｇ、および微粒子状シリカ１．５ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５−４５ＭＧ型に投入し、フィーダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度１５０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度１７０℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０４】
比較例１〜１１
実施例１〜１８で使用したものと同じポリカーボネート（比較例１）、ポリサルホン（比較例２）、ポリアリレート（比較例３）、ポリアミド６−６（比較例４）、ポリアセタール（比較例５）、ポリエチレンテレフタレート（比較例６）、ポリブチレンテレフタレート（比較例７）、メタクリル樹脂（比較例８）、ポリスチレン（比較例９）、ＡＳ樹脂（比較例１０）、塩化ビニル樹脂（比較例１１）を日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、１７０℃〜３５０℃の適当な成形温度基本条件で、それぞれ射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０５】
比較例１２
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ３．０ｇ、数平均分子量２８０００のポリカーボネート４５ｇ、テトラエトキシシラン２．６ｇをハーケ製ブラべンダーＨＢＩシステム９０型に投入し、２８０℃で１０分間混合した。混合物は取り出して冷却した後、粗砕機を用いて粗砕した。次に、得られた粗砕物を日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０６】
比較例１３
合成例１で作製した数平均分子量７８００のＰＣＳ３．１ｇ、数平均分子量２８０００のポリカーボネ―ト４６ｇ、微粒子状シリカ０．０５ｇをハーケ製ブラベンダーＨＢＩシステム９０型に投入し、２８０℃で１０分間混合した。混合物は取り出して冷却した後、粗砕磯を用いて粗砕した。次に、得られた粗砕物を日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ−７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０７】
比較例１４
数平均分子量２８０００のポリカーボネート１５００ｇと微粒子状シリカ３ｇを三井三池化工機製ヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂ型を使用して、均一に混合した。この混合物をテクノベル製小型高速二軸押出機ＫＺＷ１５―４５ＭＧ型に投入し、フィ一ダー回転数５０ｒｐｍ、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、温度２８０℃で処理した後、混練物を冷却し、ペレタイザーによりペレット化した。次に、得られたペレットを日精樹脂工業製小型射出成形機ＨＭ―７ＤＥＮＫＥＹ型を使用して、成形温度３００℃の基本条件で射出成形することにより各種試験片を作製した。
【０１０８】
灰化試験（JIS K 7052に準拠）
高分子材料中の金属酸化物含有量を確認する目的で試験した。試料３〜５ｇを磁製るつぼに入れ、ガスバーナーを用いて蒸発成分を除去、および低温分解成分を燃焼した。次にマッフル電気炉に移し、６３０℃で３時間以上加熱して試料を灰化した。得られた白色灰の重量から、材料中の金属酸化物含有量を求めた。試験結果を表１及び２に示す。
高分子材料中の金属酸化物含有量の理論値は実施例１で１．５％、その他の実施例は０．２％である。試験の結果、全ての高分子材料がほぼ理論値通りの金属酸化物および無機成分を含んでいることが確認された。
【０１０９】
ロックウエル硬度試験（JIS K 7202に準拠）
高分子材料の硬度を確認する目的で試験した。試験に際しては、試験片を２４℃、湿度５８％の恒温室内で４８時間以上放置し、状態調整を行った。装置は明石製作所製 Model ORK を使用し、試験荷重やスケールは高分子の種類に応じて適宜決定した。試験結果を表１及び２に示す。
【０１１０】
それぞれの実施例で作製した高分子材料の硬度をマトリックスとなるプラスチック（比較例１〜１１）と比較した結果、全ての実施例で硬度の向上が確認された。また、ポリカーボネート系の高分子材料（実施例１〜４）については、比較例１２〜１４とも比較した。その結果、実施例１〜４の高分子材料は、微粒子状シリカを使用した比較例１３、１４とは同様の硬度であったものの、テトラエトキシシランを使用した比較例１２とは差が見られた。これらの結果は高分子材料中の金属酸化物に起因し、比較例１〜１１では金属酸化物が含まれていなかったこと、比較例１２では十分な処理時間であったにも拘らず、装置の混練能力が低いために反応が不十分で、金属酸化物量が相対的に低かったことから、上記のような硬度の差が生じたものと考えられる。すなわち、本発明の製造方法で作製した高分子材料には、金属酸化物および無機成分がほぼ均一かつ良好に存在していると考えられる。
【０１１１】
引張試験（JIS K 7113に準拠）
高分子材料の機械的特性を確認する目的で試験した。試験片は JIS K 7113 １号試験片の1/2サイズを使用した。試験に際しては、試験片を２４℃、湿度５８％の恒温室内で４８時間以上放置し、状態調整を行った。装置は島津製作所製 AUTOGRAPH DSS-5000 を使用し、ロードセルは５００kgf、テストスピードは１０mm/分とした。試験結果を表３及び４に示す。
【０１１２】
それぞれの実施例で作製した高分子材料の引張降伏強度、引張弾性率、引張破断時伸び率をマトリックスとなるプラスチック（比較例１〜１１）と比較した結果、全ての実施例で降伏強度と弾性率の向上が確認された。また、ポリカーボネート系の高分子材料（実施例１〜４）については、比較例１２〜１４とも比較した。その結果、実施例１〜４の高分子材料は、比較例１２とは降伏強度と弾性率で、また比較例１３、１４とは破断伸び率で差が見られた。降伏強度と弾性率の結果は、高分子材料中の金属酸化物および無機成分に起因すると考えられ、市販されている各種のガラス繊維強化プラスチックを未強化のプラスチックと比較した場合と同様の傾向である。また、比較例１２の高分子材料は装置の混練能力不足による金属酸化物量の相対的な低さから、このような結果になったものと考えられる。
【０１１３】
また、ガラス繊維強化プラスチックの破断時伸び率は、未強化のものより大きく低下するのが一般的であるのに対し、本発明の製造方法で作製した高分子材料の破断時伸び率は、比較となるプラスチックと同等であった。比較例１３、１４の高分子材料は、その他のポリカーボネート系高分子材料より多少低い伸び率であった。これらの差は、材料中に存在する金属酸化物や無機成分の状態の違いに起因するものと考えられる。
【０１１４】
ガラス繊維強化プラスチックは、マトリックスとなるプラスチックの中にガラス繊維が数μｍ以上のサイズで分散した状態であり、ガラス繊維とプラスチックには強固な結合は存在しないため２成分の界面強度は低い。これに対して、本発明の製造方法で作製した高分子材料は金属酸化物および無機成分が、マトリックスとなるプラスチックと相溶性を有する高分子と共有結合して微分散しているために強い界面強度を有す。比較例１３の高分子材料は、装置の混練能力が不足していたことから反応が十分に進まず、有機重合体と結合したシリカと結合していないシリカが混在したために中間的な界面強度となり、上記の差が生じたものと考えられる。比較例１４の高分子材料には、ポリカーボネートとシリカに強固な結合は存在せず、ガラス繊維強化プラスチックと同様に両成分の界面強度は低いことが予想される。
【０１１５】
曲げ試験（JIS K 7171に準拠）
高分子材料の機械的強度を確認する目的で試験した。試験片は JIS K 7171 標準試験片を使用した。試験に際しては、試験片を２４℃、湿度５８％の恒温室内で４８時間以上放置し、状態調整を行った。装置は島津製作所製 AUTOGRAPH DSS-5000 を使用し、ロードセルは１００kgf、テストスピードは
２mm/分とした。試験結果を表３及び４に示す。
【０１１６】
それぞれの実施例で作製した高分子材料の曲げ強度をマトリックスとなるプラスチックと比較した結果、全ての実施例で曲げ強度の向上が確認された。これらの結果は引張試験と同様であり、高分子材料中の金属酸化物および無機成分に起因すると考えられる。
【０１１７】
アイゾット衝撃試験（JIS K 7110に準拠）
高分子材料の耐衝撃性を確認する目的で、一部の材料について試験した。試験片は JIS K 7110 ２号試験片Ａ切欠きタイプを使用した。試験に際しては、試験片を２４℃、湿度５８％の恒温室内で４８時間以上放置し、状態調整を行った。装置は東洋精機製アイゾット試験機を使用した。試験結果を表３及び４に示す。
【０１１８】
実施例１〜４で作製したポリカーボネート系の高分子材料について評価し、ポリカーボネート（比較例１）及び比較例１２〜１４と比較した。その結果、ＰＣＳのみを原料とした実施例１の高分子材料はポリカーボネートよりも衝撃強度がやや劣った。この高分子材料は、ポリカーボネート成分がシロキシ基を介して三次元的に結合した架橋体であるためにポリカーボネート成分の自由度が抑制され、ポリカーボネート成分が有する耐衝撃性が十分に発揮されなかったものと考えられる。
【０１１９】
これに対して、ポリカーボネートをマトリックスとする実施例２〜４の高分子材料はポリカーボネートと同等の衝撃強度を示した。これらの高分子材料は、金属酸化物および無機成分がポリカーボネート成分と共有結合した状態でマトリックス中に微分散しているために、ポリカーボネートが有する耐衝撃性を損なわなかったものと考えられる。また、比較例１３、１４の高分子材料は実施例２〜４の高分子材料より低い衝撃強度であった。これらの差は、材料中に存在する金属酸化物や無機成分の状態の違いに起因するものと考えられる。
【０１２０】
ヘイズ試験
高分子材料の透明性を確認する目的で、一部の材料について試験した。試験片は、JIS K 7110 ２号試験片を用い、装置は日本電色工業製 Haze Meter NDH2000 を使用した。試験結果を表５に示す。
【０１２１】
実施例１〜４で作製したポリカーボネート系高分子材料を評価し、ポリカーボネート（比較例１）及び比較例１４と比較した。その結果、比較例１４と実施例４の高分子材料は添加した微粒子状シリカの影響で透明性が低下したものの、その他の高分子材料はポリカーボネートと同等以上の透明性を示した。実施例１〜３の高分子材料の透明性向上の理由については不明だが、これらの高分子材料は含有する金属酸化物および無機成分を混練機中の反応によって生成していることから、そのサイズは市販の微粒子状シリカより小さいことが予想される。また更に、実施例１〜３の高分子材料中では、金属酸化物及び無機成分が均一に微分散していると考えられる。これらのことから、高分子材料の透明性については少なくとも悪影響を及ぼさないと考えられる。
【０１２２】
動的粘弾性試験
高分子材料の耐熱性を確認する目的で、一部の材料について試験した。試験片は、JIS K 7110 ２号試験片を適当な長さに切断して用い、装置はセイコー電子工業製粘弾性スペクトロメーターSDM5600を使用して、曲げモードで試験した。また、昇温速度は２℃／分、試験温度は２０〜２１０℃、周波数は１Hzとした。貯蔵弾性率曲線より試験片の軟化溶融温度を求め、材料の耐熱性を評価した。試験結果を表６に示す。
【０１２３】
実施例１〜４で作製したポリカーボネート系の高分子材料について評価し、ポリカーボネートと比較した結果、全ての実施例で耐熱性の向上が確認された。これらのことは、金属酸化物および無機成分がポリカーボネート成分と共有結合した状態でマトリックス中に微分散していることから発現しているものと考えられる。
【０１２４】
【表１】
0003936914.tif 000002
【０１２５】
【表２】
0003936914.tif 000003
【０１２６】
【表３】
0003936914.tif 000004
【０１２７】
【表４】
0003936914.tif 000005
【０１２８】
【表５】
0003936914.tif 000006
【０１２９】
【表６】
0003936914.tif 000007