(57)【要約】【課題】封止材のガスバリア特性を良好とすることができる無機化合物の製造方法、封止材の製造方法、および封止材を提供する。【解決手段】層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加し、溶媒を撹拌して無機化合物の層間を剥離させる剥離工程と、剥離工程により得られた、層間が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶媒を凍結し、真空中で乾燥させるフリーズドライ工程と、フリーズドライ工程により得られた、層間が剥離された無機化合物を焼成する焼成工程と、を有する。  を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加し、前記溶媒を撹拌して無機化合物の層間を剥離させる剥離工程と、
前記剥離工程により得られた、層間が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶媒を凍結し、真空中で乾燥させるフリーズドライ工程と、
前記フリーズドライ工程により得られた、層間が剥離された無機化合物を焼成する焼成工程と、
を有することを特徴とする無機化合物の製造方法。
【請求項２】
前記フリーズドライ工程の凍結温度は、０〜−１００℃であることを特徴とする請求項１記載の無機化合物の製造方法。
【請求項３】
前記焼成工程の焼成温度は、７００〜１０００℃であることを特徴とする請求項１又は２記載の無機化合物の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により製造された無機化合物と、エラストマーを混練して、固相組成物を生成する混練工程と、
固相生成物を加圧成形して、加硫化物を生成する加硫工程と、
を有することを特徴とする封止材の製造方法。
【請求項５】
層状構造を有する無機化合物において層が剥離された無機化合物が、エラストマーに含有され、
前記エラストマーにおいて前記無機化合物が形成する凝集体の９０％以上の大きさが３μｍ以下であることを特徴とする封止材。
【請求項６】
前記無機化合物が、ベントナイトであることを特徴とする請求項１記載の封止材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機化合物の製造方法、封止材の製造方法、および封止材に係る。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、一般に、アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極箔と陰極箔とをセパレータを介在させて巻回して形成されたコンデンサ素子を有する。そして、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収納する。外装ケースの開口部には封止材が装着され、絞り加工により外装ケースを密封している。封止材は、ブチルゴム等の弾性ゴムを用いて形成されている。封止材は、電解コンデンサ内部の電解液が外部に蒸発揮散するのを防止するガスバリア特性を有する。このような封止材は、電解コンデンサ以外にも、キャパシタや電池等の蓄電デバイスにおいて使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８２３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、封止材として、ベントナイトを弾性ゴムに混ぜることで、封止材のガスバリア特性を向上させることが検討されている。ベントナイトは、凝灰岩などが風化してできた粘土であり、モンモリロナイトを主成分とする粘土鉱物である。また、ベントナイトは、層状構造を有する。そのため、ベントナイトは複数の層が凝集しており、弾性ゴム内で均一に分散させることが難しい。よって、ベントナイトを含む封止材のガスバリア特性が不十分となるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、封止材のガスバリア特性を良好とすることができる無機化合物の製造方法、封止材の製造方法、および封止材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、層状構造を有する無機化合物であるベントナイトについて、水に分散させた状態でフリーズドライ処理を行い、その後焼成処理を行うことでベントナイトの層構造が単層に剥離するという知見を得た。この剥離後のベントナイトをエラストマーに含有させることにより、ガスバリア特性が良好な封止材を作製できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明に係る無機化合物の製造方法は、層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加し、前記溶媒を撹拌して無機化合物の層間を剥離させる剥離工程と、前記剥離工程により得られた、層間が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶媒を凍結し、真空中で乾燥させるフリーズドライ工程と、前記フリーズドライ工程により得られた、層間が剥離された無機化合物を焼成する焼成工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
前記フリーズドライ工程の凍結温度は、０〜−１００℃であってもよい。前記焼成工程の焼成温度は、７００〜１０００℃であってもよい。
【０００９】
また、本発明に係る封止材の製造方法は、上記の製造方法により製造された無機化合物と、エラストマーを混練して、固相組成物を生成する混練工程と、固相生成物を加圧成形して、加硫化物を生成する加硫工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る封止材は、層状構造を有する無機化合物において層が剥離された無機化合物が、エラストマーに含有され、前記エラストマーにおいて前記無機化合物が形成する凝集体の９０％以上の大きさが３μｍ以下であることを特徴とする。前記無機化合物が、ベントナイトであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、封止材のガスバリア特性を良好とすることができる無機化合物の製造方法、封止材の製造方法、および封止材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】モンモリロナイトの構造を説明するイメージ図であり、（ａ）は層状構造を有するモンモリロナイト、（ｂ）は層が剥離されたモンモリロナイトを示す。
【図２】モンモリロナイトについてＸＲＤ分析を行った結果を示すグラフである。
【図３】加硫化物についてＸＲＤ分析を行った結果を示すグラフである。
【図４】加硫化物について波長２００〜１５００ｎｍにおける透過率を測定した結果を示すスペクトルである。
【図５】加硫化物のＳＥＭ像（×２．００ｋ）である。
【図６】加硫化物のＴＥＭ像（×１０ｋ）である。
【図７】加硫化物について透過度測定を行った結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［１．構成］
以下、本発明に係る無機化合物および無機化合物を用いた封止材の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
（無機化合物）
本実施形態の無機化合物は、層状構造を有する無機化合物において層が剥離されているものである。このような無機化合物は、層状構造を有する無機化合物を溶媒に分散させることで得られる。また、この溶液にフリーズドライ処理を施し、フリーズドライ処理の回収物に焼成処理を施すことで層が剥離された状態の無機化合物が固体として回収される。
【００１５】
層状構造を有する無機化合物としては、天然粘土や合成粘土を用いる。天然粘土としては、ベントナイト、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、ソーコナイト、ノントロナイト等があげられる。合成粘土としては、バーミキュライト、ハロイサイト、膨潤マイカ等が挙げられる。層状構造を有する無機化合物としては、特に、ベントナイトを好適に用いることができる。
【００１６】
ベントナイトは、モンモリロナイト（以下、ＭＭＴと記載する場合もある）を主成分とする粘土鉱物である。また、ベントナイトは、石英、α-クリストバライト、オパールなどの珪酸鉱物を含む。このようなベントナイトは、長石、マイカ、ゼオライトなどの珪酸塩鉱物、カルサイト、ドロマイト、ジプサムなどの炭酸塩鉱物や硫酸塩鉱物、さらにパイライトなどの硫化鉱物を随伴する弱アルカリ性粘土岩の名称である。ベントナイトに含有する各鉱物を構成する元素は、地殻を構成する主要元素Ｓｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，Ｏ，Ｈ，Ｓ，Ｃからなっており、一般的な岩石の化学組成と類似している。
【００１７】
ベントナイトの主成分であるモンモリロナイトは、スメクタイトに分類される粘土鉱物である。スメクタイトは、層状ケイ酸塩鉱物の一種である。モンモリロナイトは、アルミナ八面体層が２つのケイ酸四面体層に挟まれるようにして積み重なった３層を単位層としている。単位層は、厚みが１ｎｍ程度、各辺の長さが１μｍ程度の板状の結晶体である。図１（ａ）に示す通り、モンモリロナイトは、単位層が空間を介して複数積層された状態で存在する。モンモリロナイトは、単位層表面の負電荷と層間の陽イオンが結合することで、複数の単位層が重なった状態で安定化している。
【００１８】
安定化状態において、モンモリロナイトの各層は平面が負電荷を帯び、側面が正電荷を帯びている。そのためモンモリロナイトを溶媒に分散させて静置すると、図１（ｂ）に示す通り、負電荷を有する平面と正電荷を有する側面とが引き合うことで層状構造が崩れて立体的な構造（カードハウス構造）を呈する。カードハウス構造において、無機化合物の各層は、他の層から剥離された状態となる。モンモリロナイトを分散させる溶媒としては、純水等の水が好ましい。モンモリロナイトの層間の陽イオンと水分子が水和し、層間距離が増大するからである。ただし、アルコールやアセトンのような有機溶媒を用いた場合も、層間の陽イオンと溶媒和することにより、層間距離を増大させることができる。
【００１９】
層が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶液について、フリーズドライ処理を施すと、無機化合物の各層が固体として回収される。すなわち、層が剥離された無機化合物が回収される。フリーズドライ処理により得られた層が剥離された無機化合物については、焼成処理が施される。フリーズドライ処理により層が剥離された無機化合物であっても、再度水分が添加されると凝集体を形成する。焼成処理を施しておくと、無機化合物が吸湿等により凝集体を形成することが抑制される。以上のようにして、層状構造を有する無機化合物から、層が剥離された無機化合物が得られる。なお、フリーズドライ処理および焼成処理については、後ほど詳細に説明する。
【００２０】
このような無機化合物は、以下に示すエラストマーおよび架橋剤等と混合され、加圧成形されることで封止材を形成する。封止材とは、例えば固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子や電解液等が収納された外装ケースの開口部に装着され、外装ケースを密閉する部材である。無機化合物をエラストマーと混合する場合、無機化合物の添加量は、エラストマー１００重量部に対して、３０〜１５０重量部とすることが好ましい。
【００２１】
（エラストマー）
エラストマーとしては、未架橋ブチルゴムを用いることができる。未架橋ブチルゴムとしては、イソブチレンと少量のイソプレンとの共重合体ゴムを用いる。イソプレンの含有量は、例えば、ゴム全体の０．６〜２．５モル％程度である。他にも、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムなどのブチルゴムや、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）やフッ素ゴム（ＦＫＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることができる。
【００２２】
（架橋剤）
架橋剤としては、アルキルフェノールホルマリン樹脂を用いると良い。他にも、過酸化物、キノイド、およびイオウ等を架橋剤として用いることができる。過酸化物としては、例えば、ジクミルペルオキシド、１，１−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン等が挙げられる。キノイドとしては、ｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノンジオキシム等が挙げられる。架橋剤の添加量は、エラストマー１００重量部に対して、１〜２０重量部とすることが好ましい。
【００２３】
なお、封止材を形成する際に、例えば、補強剤、増量剤、加工助剤、反応促進剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、老化防止剤、難燃剤、カップリング剤等の配合剤を添加しても良い。例えば、加工助剤を添加することにより、後述する固相組成物を柔らかくし、加工性を向上することができる。また、無機化合物もより多量に添加できるようになる。加工助剤としては、例えばポリブテンオイル、パラフィン系オイル、パラフィン系ワックス、ナフテン系オイル、脂肪酸、脂肪酸塩等を使用できる。
【００２４】
（封止材）
封止材は、エラストマーに、無機化合物および架橋剤等の配合剤を混練し、加圧成形することにより得られる加硫化物を用いて形成される。加硫化物において、層状構造が剥離された無機化合物は、エラストマー内に含有され均一に分散している。ただし、剥離された層状構造は、混練・加硫工程において一部凝集体を形成する場合がある。本実施形態の無機化合物が、加硫化物において形成する凝集体の大きさは３μｍ以下である。
【００２５】
得られた加硫化物は、電解コンデンサ、キャパシタ、および電池等の蓄電デバイスにおいて封止材として用いると良い。例えば、封止材の表面をテフロン（登録商標）等の樹脂でコーティングしたり、封止材の表面にベークライト等の板を貼り付けると溶媒蒸気の透過性が低減するのでさらに好ましい。ただし、得られた加硫化物の用途は封止材に限定さるものではない。
【００２６】
蓄電デバイスの電解液としては、一般的に用いられている溶媒や電解質が使用できる。例えば、エチレングリコール、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルイソプロピルスルホン、エチルメチルスルホン、エチルイソブチルスルホンなどの鎖状スルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ニトロメタン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、メタノール、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの有機溶媒、水、またはこれらの溶媒との混合物を用いることもできる。
【００２７】
［２．無機化合物の製造方法］
上記のような本実施形態の無機化合物の製造方法は、以下の工程を含む。
（１）層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加し、溶媒を撹拌して無機化合物の層間を剥離させる剥離工程
（２）溶媒を凍結し、真空中で乾燥させるフリーズドライ工程
（３）フリーズドライ工程により得られた、層間が剥離された無機化合物を焼成する焼成工程
【００２８】
（１）剥離工程
剥離工程においては、まず、層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加する。無機化合物は、溶媒に対して０．０１〜１０ｗｔ％となるように添加すると良い。この溶液を撹拌すると層状構造を有する無機化合物が溶媒に分散され、無機化合物において層間距離が増大する。分散溶液を、撹拌後静置することで無機化合物の層状構造が崩れてカードハウス構造が形成される。カードハウス構造においては、無機化合物の各層は、他の層から剥離された状態である。撹拌時間を０．５〜５時間程度とし、静置時間を０〜３時間程度とすることで、無機化合物の層間距離を充分に増大した上で、カードハウス構造を形成するこができて良い。
【００２９】
（２）フリーズドライ工程
フリーズドライ工程においては、層が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶液について、フリーズドライ処理が施される。フリーズドライ処理では、まず、凍結庫等を用いて大気中−４５℃程度で剥離溶液を冷凍させる。凍結温度は０〜−１００℃とすることが好ましい。この温度範囲で剥離溶液を凍結させると、フリーズドライ処理の乾燥段階において水分が均一に昇華される。冷凍を行う時間は、剥離溶液の体積により異なるが、剥離溶液が２５０ｍＬであれば、大気中において例えば２〜３時間程度行う。
【００３０】
凍結された剥離溶液は、フリーズドライ処理において真空乾燥機を用いて真空中で乾燥される。真空乾燥機の乾燥室において、真空排気されることにより、凍結された剥離溶液に含まれる水分が昇華され、層が剥離したままの状態で無機化合物が乾燥される。フリーズドライ処理を行う時間は、凍結された剥離溶液の体積により異なるが、厚さ２〜３ｃｍ程度の氷であれば、２〜４日程度行う。以上のようなフリーズドライ工程において、層が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶液から、無機化合物の各層が回収される。すなわち、層が剥離された無機化合物が回収される。
【００３１】
（３）焼成工程
焼成工程では、フリーズドライ工程により回収された層が剥離された無機化合物について焼成処理を行う。焼成処理は、焼成温度７００〜１０００℃、焼成時間は３〜７時間程度行うことが好ましい。焼成処理を施しておくと、吸湿等により無機化合物が吸水したとしても、剥離された層が凝集して凝集体を形成することが抑制される。
【００３２】
［３．封止材の製造方法］
以上のようにして形成された無機化合物を用いた封止材の製造法は、以下の工程を含む。
（１）無機化合物とエラストマーを混練して、固相組成物を生成する混練工程
（２）固相生成物を加圧成形して、加硫化物を生成する加硫工程
【００３３】
（１）混練工程
混練工程では、エラストマーに、無機化合物および架橋剤等が添加され、これらを混練することにより固相組成物が得る。混練手段としては、バンバリミキサーやインターナルミキサー等の密閉式ミキサーおよび２本ロールミル等のオープンロールミルを好適に用いることができる。混練手段としては、他にも、例えばニーダー、一軸押出機、二軸押出機が挙げられる。混練手段は、単独で用いても良いし、複数を組み合わせて利用しても良い。混合時間は、用いる混練手段により異なるが、３０分〜１時間程度混合することで各材料が均一に混合される。混練温度は、２０〜５０℃とすると良い。
【００３４】
（２）加硫工程
加硫工程では、得られた固形組成物を、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）シートの型に入れ、ヒートプレスすることで加硫（架橋）させるとともに板状に加工する。プレスの条件は、温度を１５０℃以上、圧力を１０Ｍｐａ、およびプレス時間を７〜８分とすることが好ましい。なお、ＰＥＴシートの型ではなく、金型に入れて所定の圧力とプレス時間でプレスすることにより加硫させることもできる。加硫工程において得られた板状の加硫化物について、必要に応じて加工を行うことで封止材が形成される。
【００３５】
［４．作用効果］
【００３６】
本実施形態の封止材が奏する作用効果は以下の通りである。
（１）層状構造を有する無機化合物において層が剥離された無機化合物が、エラストマーに含有され、エラストマーにおいて無機化合物が形成する凝集体の９０％以上の大きさが３μｍ以下であることを特徴とする。
【００３７】
層が剥離された無機化合物をエラストマー等の高分子材料と混合することにより、無機化合物をエラストマーに均一に分散させることができる。このような加硫化物を封止材に用いることで、気体の透過を抑制し、気密性が向上された蓄電デバイスを提供することができる。すなわち、封止材のガスバリア特性を良好とすることができる。
【００３８】
また、層が剥離された無機化合物がエラストマーに含有されると、一部凝集体を形成する場合がある。しかし、本実施形態の無機化合物が形成する凝集体は、凝集体の９０％以上において、大きさが３μｍ以下であるため、エラストマーの一部に無機化合物が大きく凝集することがない。エラストマーにおいて大きな凝集体が存在することは、エラストマー内に無機化合物が均一に分散されていないことになる。よって、気体の通り道となる隙間が多数存在する。一方、凝集体の大きさが３μｍ以下の場合、無機化合物はエラストマー内に均一に分散している状態であるため、無機化合物により気体の通りが阻害される。よって、封止材のガスバリア特性を良好とすることができる。
【００３９】
（２）無機化合物が、ベントナイトである。
ベントナイトは、層状構造を有するモンモリロナイトを主成分としているため、ベントナイトを用いることで層が剥離された無機化合物を効率的に得ることができる。
【００４０】
また、本実施形態の無機化合物の製造方法が奏する作用効果は以下の通りである。
（３）層状構造を有する無機化合物を溶媒に添加し、溶媒を撹拌して無機化合物の層間を剥離させる剥離工程と、剥離工程により得られた、層間が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶媒を凍結し、真空中で乾燥させるフリーズドライ工程と、フリーズドライ工程により得られた、層間が剥離された無機化合物を焼成する焼成工程と、を有する。
【００４１】
層が剥離された無機化合物が含まれる剥離溶液を真空凍結乾燥することにより、層が剥離された状態で無機化合物を回収することができる。この回収物を焼成することにより、吸湿等により無機化合物が吸水したとしても、層が剥離された状態が維持される。よって、剥離された層が凝集して凝集体を形成することが抑制される。以上より、封止材のガスバリア特性を良好とする無機化合物を提供することができる。
【００４２】
（４）フリーズドライ工程の凍結温度は、０〜−１００℃である。
凍結温度０〜−１００℃において剥離溶液を凍結させると、フリーズドライ処理の乾燥段階において水分が均一に昇華される。そのため、得られる層が剥離された無機化合物の品質を向上させることができる。
【００４３】
（５）焼成工程の焼成温度は、７００〜１０００℃である。
焼成温度７００〜１０００℃において焼成すると、吸湿等により無機化合物が吸水したとしても、剥離された層が凝集して凝集体を形成することが抑制される。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（１）無機化合物の結晶構造解析
無機化合物の結晶構造を解析するために、以下の実施例１および比較例１を作成した。
【００４６】
＜実施例１の無機化合物＞
層状構造を有する無機化合物としてのモンモリロナイトを、純水１００ｍＬに対して１ｇ添加した。無機化合物が添加された溶液を、５時間撹拌後剥離溶液を得た。剥離溶液について、大気中−４５℃にて２時間冷凍を行った。凍結された剥離溶液について、乾燥室を真空排気することで、真空乾燥を行った。真空乾燥は、２日間に渡り行った。真空乾燥により回収された層が剥離された無機化合物について、８００℃で５時間焼成処理を行い、層が剥離された無機化合物を得た。
【００４７】
＜比較例１の無機化合物＞
比較例１の無機化合物としては、未処理のモンモリロナイトを用いた。
【００４８】
以上の実施例１および２のモンモリロナイトについて、ＸＲＤ（Ｘ線回折法）による結晶構造解析を行った。ＸＲＤ分析の結果を図２に示す。
【００４９】
図２の比較例１には、７度付近にモンモリロナイトの層間の結晶ピークが観察された。この結晶ピークは、モンモリロナイトを構成する単位層が、規則正しく空間を介して平行に積層されている場合に検出される。比較例１の７度付近のピークの強度が強いことから、積層構造の規則性が強いことが伺えた。一方、実施例１の無機化合物においては、７度付近にピークが検出されなかった。これは、実施例１の無機化合物では、層状構造を有するモンモリロナイトの各層がバラバラに剥離され、層状構造として規則性が失われていることを意味する。すなわち、実施例１の無機化合物は、層が剥離されていることが分かった。
【００５０】
（２）加硫化物の特性評価
上記実施例１および比較例１の無機化合物と、エラストマーとを混合し加硫した際に得られる加硫化物の特性を評価するために、以下の実施例２、比較例２および３を作成した。
【００５１】
＜実施例２＞
ブチルゴム３ｇに対して、実施例１の無機化合物を０．３ｇと、架橋剤としてのタッキロール２０１（田岡化学工業社製）を０．２４ｇ混合し、３０℃において二軸混練ロール機で３０分間混練し固形組成物を得た。得られた固形組成物をＰＥＴシートの型に入れ、温度１９０℃、圧力１０ＭＰａの条件で、８分プレスして板状の加硫化物を得た。
【００５２】
＜比較例２＞
ブチルゴム３ｇに対して、比較例１のモンモリロナイトを０．３ｇと、架橋剤としてのタッキロール２０１（田岡化学工業社製）を０．２４ｇ混合し、３０℃において二軸混練ロール機で３０分間混練し固形組成物を得た。得られた固形組成物をＰＥＴシートの型に入れ、温度１９０℃、圧力１０ＭＰａの条件で、８分プレスして板状の加硫化物を得た。
【００５３】
＜比較例３＞
ブチルゴム３ｇに対して、架橋剤としてのタッキロール２０１（田岡化学工業社製）を０．２４ｇ混合し、３０℃において二軸混練ロール機で３０分間混練し固形組成物を得た。得られた固形組成物をＰＥＴシートの型に入れ、温度１９０℃、圧力１０ＭＰａの条件で、８分プレスして板状の加硫化物を得た。
【００５４】
（ａ）加硫化物の結晶構造解析
実施例２および比較例２の加硫化物について、ＸＲＤ（Ｘ線回折法）による結晶構造解析を行った。ＸＲＤ分析の結果を図３に示す。
【００５５】
図３からも明らかな通り、層状構造を有するモンモリロナイトが混合された比較例２の加硫化物では、７度付近にモンモリロナイトの層間の結晶ピークが観察された。この結晶ピークは、モンモリロナイトを構成する単位層が、規則正しく空間を介して平行に積層されている場合に検出される。比較例２の７度付近のピークの強度が強いことから、積層構造の規則性が強いことが伺えた。一方、層が剥離されたモンモリロナイトか混合された実施例２の加硫化物では、７度付近にピークが検出されなかった。これは、実施例２では、層状構造を有するモンモリロナイトの各層がバラバラに剥離された状態が、加硫化物の状態においても維持されていることを意味する。
【００５６】
（ｂ）加硫化物の透過率測定
上記実施例２、比較例２および３について、波長２００〜１５００ｎｍにおける透過率を分光光度計を用いて測定した。透過率の測定結果を図４に示す。
【００５７】
図４からも明らかな通り、モンモリロナイトが混合されていない比較例３では、透過光が検知おされた可視および近赤外の全ての領域において透過率が高かった。次に、層状構造を有するモンモリロナイトが混合された比較例２では、透過光が検知された可視および近赤外の全ての領域において、比較例３と比べて２０％〜４０％程度透過率が低くなった。これは、層状構造を有するモンモリロナイトがエラストマーにおいて凝集した結果、入射光が凝集体により吸収又は散乱された結果と考えられる。
【００５８】
一方、層が剥離されたモンモリロナイトか混合された実施例２では、透過光が検知された可視および近赤外の全ての領域において、比較例３と比べた透過率の低下が２０％以下となった。つまり、モンモリロナイトの層が剥離された状態で混合された実施例２では、層状構造を有するモンモリロナイトが混合された比較例２と比較して、透過率が上昇している。これは、実施例２では、凝集体の形成が抑制されていることを意味すると考えられた。
【００５９】
（ｃ）加硫化物のＳＥＭ分析
上記実施例２および比較例２について、ＳＥＭ画像にて無機化合物の分散性を確認した。図５に各加硫化物の断面図のＳＥＭ像（×２．００ｋ）を示す。
【００６０】
図５からも明らかな通り、層状構造を有するモンモリロナイトを含む比較例２では、モンモリロナイトの凝集体が白い塊として確認された。比較例２における凝集体の大きさは、５μｍ以上が多数を占めている。一方、層が剥離されたモンモリロナイトを含む実施例２では、白い塊が確認されなかった。よって、実施例２では、モンモリロナイトの凝集体が形成されていないことが伺えた。特に、図５を参照すると、実施例２のＳＥＭ画像は、全体的にザラザラしているように観察された。この質感は、モンモリロナイトがブチルゴム内に均一に分散されていることによるものと考えられた。
【００６１】
（ｄ）加硫化物のＴＥＭ分析
そこで、実施例２について、ＴＥＭ画像にて無機化合物の分散性を確認した、図６に、実施例２の断面図のＴＥＭ像を示す。図６の左側は、ＴＥＭ像（×１０ｋ）であり、右側の２図は左側のＴＥＭ像の部分拡大像（×２００ｋ）である。
【００６２】
図６からも明らかな通り、層が剥離されたモンモリロナイトを含む実施例２では、各層がブチルゴム内に均一に分散していることが分かった。これは、Ａｒｅａ１および２の部分拡大像からも明らかな通り、モンモリロナイトの層状構造を形成していた単位層が剥離された状態で、ブチルゴム内に存在しているからである。Ａｒｅａ２の部分拡大像では、モンモリロナイトの凝集体が黒い点として確認された。ただし、目視で確認した結果、このような凝集体の９０％以上は大きさが３μｍ以下であり、モンモリロナイトがブチルゴム内に均一に分散されることを阻害する程の大きさではなかった。
【００６３】
（ｅ）メタノール透過試験
上記実施例２、比較例２および３について、メタノールを用いた透過度の測定を行った。透過度とは、一定時間に単位面積の加硫化物を通過する水蒸気の量である。この測定における透過度とは、温度４０℃において、加硫化物を通過する水蒸気の質量（ｇ）を，その材料１ｍ２当たりに換算した値である。なお、透過度の測定については、ＪＩＳＺ０２０８の規格に沿って行われた。図７に、透過度の測定結果を示す。
【００６４】
図７からも明らかな通り、層状構造を有するモンモリロナイトを含む比較例２は、モンモリロナイトを含まない比較例３よりも透過度が高くなった。上記（ｅ）の結果より、比較例２の加硫化物では、モンモリロナイトが凝集体を形成している。そのため、加硫化物においてブチルゴムとモンモリロナイトが不均一に混ざり合い、モンモリロナイトの凝集体間の隙間が増大する。この隙間を通ってメタノールが加硫化物を通過するため、透過度が高くなっている。
【００６５】
一方、層が剥離されたモンモリロナイトを含む実施例２では、モンモリロナイトを含まない比較例３よりも透過度が低くなった。上記（ｅ）および（ｆ）の結果より、実施例２の加硫化物では、モンモリロナイトがブチルゴム内に均一に分散されている。そのため、ブチルゴムにおけるモンモリロナイト間の隙間が減少する。そのため、メタノールがモンモリロナイトの各層によりブロックされ、加硫化物を通過することが抑制され、透過度が低くなっている。
【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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