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技術 官能基を有するモノマー有機化合物を用いて形成したインターカレーション物及び剥離物

出願人 アンコルインターナショナルコーポレイション
発明者 ギャリーダブリュ.ビールセメオンティプルスキーアナトリーソロキンアナトリーゴールドマン
出願日 1996年8月13日 (23年8ヶ月経過) 出願番号 1996-213610
公開日 1997年7月8日 (22年9ヶ月経過) 公開番号 1997-175816
状態 拒絶査定
技術分野 珪酸塩及びセ゛オライト、モレキュラーシーブ
主要キーワード 基本標準 荷重支持特性 液体乾燥剤 ガラスコーティング剤 低圧積層 積層剤 エピクロロヒドリン類 ガス回収システム
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

層状物の隣接する層間空間インターカラント収着及び複合が成し遂げられて隣接する小板間の間隔が増大し、容易に剥離することができるインターカレーション物を提供する。

解決手段

官能基を有するインターカラントモノマーと層状物を接触させることによって、インターカレーション物を形成し、さらには、かかるインターカレーション物及び/またはその剥離物有機性液体またはマトリックスポリマーとを組み合わせて、粘性担体物またはマトリックスポリマー物を調製する。

概要

背景

従来より、例えばナトリウムモンモリロナイト及びカルシウムモンモリロナイト等のスメクタイト粘土のごときフィロシリケート(phyllosilicate)類を、有機性アンモニウムイオン等の有機分子で処理して、有機分子をポリマーに結合させるため、そして層間にポリマーをインターカレーションさせ、それにより隣接するシリケート層の間の層間(積層間)間隔を実質的に増大させるために、隣接する平ら小板シリケート層の間に有機分子をインターカレーションすることがよく知られている。このように処理され、インターカレーションされたフィロシリケートは、少なくとも約10〜20Å且つ約100Åを上限とする層間間隔を有しており、次いで、例えばシリケート層が分離されて(例えば機械的に、強力な剪断混合によって)、剥離することができる。個々のシリケート層は、例えばポリアミド等のマトリックスポリマー重合前、重合後または重合中にマトリックスポリマーと混合した場合(米国特許第4,739,007号、米国特許第4,810,734号及び米国特許第5,385,776号参照)、機械的強度及び/または高温に対する特性などの、ポリマーの1以上の特性を実質的に改良することが見出されている。

ナノ合成物」とも称される、先行技術に示される合成物の例は、Allied Signal Inc.の公開された国際特許第 WO 93/04118号及び米国特許第5,385,776号に開示されており、これらは、インターカレーションを施した層状シリケート由来の個々の小板粒子をポリマーと混合して、剥離したインターカレーション物の添加により1以上の特性が改善されたマトリックスポリマーが形成されることを開示するものである。国際特許第 WO 93/04118号に開示されるように、シランカップリング剤または、マトリックスポリマーに適合性をもつ反応基を有する、第4級アンモニウム化合物などのオニウム陽イオン吸着により、インターカレーション物が形成され、すなわち、隣接するシリケート小板の間の層間間隔が増大する。このような第4級アンモニウム陽イオンは、ナトリウムモンモリロナイトまたはカルシウムモンモリロナイトなどの親水性の高い粘土を、有機分子を収着することができる親油性粘土に変換することがよく知られている。

有機的に修飾したシリケートにおける、ポリスチレン及びポリエチレンオキシド)の、溶媒を用いない直接的なインターカレーションが、「Synthesis andProperties of Two-Dimensional Nanostructures by Direct Intercalation ofPolymer Melts in Layered Silicates、Richard A. Vaiaら、Chem. Meter.、5巻、1694〜1696頁(1993)の出版物に開示されている。また、Adv. Materials、7巻、2号(1985)、154〜156頁、New Polymer Electrolyte Nanocomposites:Melt Intercalation of Poly(Ethylene Oxide) in Mica-Type Silicates、RichardA. Vaiaらに開示されるように、ポリ(エチレンオキシド)は、80℃にて2〜6時間加熱することによってナトリウムモンモリロナイト及びリチウムモンモリロナイトの中へ直接インターカレーションし、17.7Åのd−間隔となすことができる。インターカレーションに伴って、粘土小板の間に位置する水分子ポリマー分子置換される。しかしながら、インターカレーションされた物は明らかに剥離されえず、ペレットの形態にて調べられた。驚くべきことに、本発明によって剥離物を製造することができたのである。

ポリビニルピロリドンPVP)、ポリビニルアルコール(PVA)及びポリ(エチレンオキシド)(PEO)を、モンモリロナイト粘土の小板の間にインターカレーションさせるこれまでの試みは、あまり成功していない。Levyら、Interlayer Adsorption of Polyvinylpyrrolidone on Montmorillonite、Journal ofColloid and Interface Science、50巻、3号、1975年3月、442〜450頁に記載の通り、絶対エタノールで連続的に洗浄し、次いで、種々の水分量の1% PVP(平均分子量40,000)/エタノール/水を接触させることにより、洗浄中に収着したエタノール溶媒分子を置換してPVPを収着させ、単イオン性(monoionic)モンモリロナイト粘土(Na、K、Ca及びMg)の小板間に、PVPを収着させて小板間隔を約約17.7Åに広げる試みがなされた。ナトリウムモンモリロナイトだけは、PVP/エタノール/水溶液を接触させた後に、5+% H2Oにて、20Åの基底間隔(basal spacing)を上回る(例えば26Å及び32Å)間隔を有していた。エタノールは、後でPVPを収着させるため、初期に基底間隔を増大させるのに必要であり、そして、水はナトリウムモンモリロナイト以外では、粘土小板間におけるPVPの収着に直接影響を及ぼさないと結論付けられた。この収着は時間を要する困難な作業であり、成功の確率は低かった。

さらに、Greenland、Adsorption of Polyvinyl Alcohols by Montmorillonite、Journal of Colloid Sciences、18巻、647〜664頁(1963)に記載のごとく、12%のアセチル基を含むポリビニルアルコールは、収着されたポリビニルアルコール(PVA)に起因して約10Åだけ基底間隔を増大させるにとどまった。インターカラントポリマー含有溶液中のポリマーの濃度を0.25から4%に増大させるにつれて、収着されるポリマーの量は実質的に減少し、インターカラントポリマー含有組成物中1重量%以下のオーダーポリマー濃度でしか、収着が行われ難いかもしれないことが示唆されている。ポリマーを層状物の中にインターカレーションさせるための前記のような希釈工程は、例えば水等のポリマー担体からインターカレーション物を単離するためにインターカレーションされた層状物を乾燥させるに当たって格別にコストがかかるものと思われ、従って、市場化に向けてのさらなる働きは、明らかになされることがなかった。

概要

層状物の隣接する層間空間にインターカラントの収着及び複合が成し遂げられて隣接する小板間の間隔が増大し、容易に剥離することができるインターカレーション物を提供する。

官能基を有するインターカラントモノマーと層状物を接触させることによって、インターカレーション物を形成し、さらには、かかるインターカレーション物及び/またはその剥離物と有機性液体またはマトリックスポリマーとを組み合わせて、粘性担体物またはマトリックスポリマー物を調製する。

目的

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、層状物の隣接する小板間に充分なインターカラントモノマーを収着またはインターカレーションさせ、隣接する小板間の間隔を広げて、個々の小板に容易に剥離できるインターカレーション物を製造することを目的とする。インターカレーション物は、担体物や活性化合物移送(delivery)のための粘性の担体物を得るべく、有機性溶液と組み合わせたり、高強度で稠密なポリマーマトリックスを形成すべく、マトリックスポリマーと組み合わせることができるものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
9件

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請求項1

剥離することができるインターカレーション物であって、少なくとも約4重量%の水分含量を有する層状物を、芳香環ヒドロキシルポリヒドロキシルカルボニルカルボン酸ポリカルボン酸アルデヒドケトンアミンアミドエーテルエステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するインターカラントモノマーと接触させることによって形成され、該インターカレーション物が、インターカラントモノマーと層状物との重量比で少なくとも約1:20を有し、層状物の隣接する層間空間にインターカラントモノマーの収着及び複合が成し遂げられ、該層状物の主な隣接する小板間の間隔が、インターカラントモノマーを収着して多くとも5重量%の水分量にまで乾燥した後に測定すると、少なくとも約5Åに広げられているインターカレーション物。

請求項2

前記インターカラントモノマーを含有する組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中の水及びインターカラントモノマーの重量に基づいて少なくとも約0.1重量%である、請求項1記載のインターカレーション物。

請求項3

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、少なくとも約1重量%である請求項2記載のインターカレーション物。

請求項4

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、少なくとも約2重量%である請求項3記載のインターカレーション物。

請求項5

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、少なくとも約30重量%である請求項4記載のインターカレーション物。

請求項6

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約10〜約60重量%の範囲にある請求項4記載のインターカレーション物。

請求項7

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約50〜約90重量%である請求項5記載のインターカレーション物。

請求項8

インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、接触される層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約16重量%である請求項1記載のインターカレーション物。

請求項9

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、接触される層状物の乾燥重量に基づき、約16重量%から約70重量%の範囲にある請求項8記載のインターカレーション物。

請求項10

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、接触される層状物の乾燥重量に基づき、約16重量%から約35重量%未満の範囲にある請求項9記載のインターカレーション物。

請求項11

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、接触される層状物の乾燥重量に基づき、約35重量%から約55重量%未満の範囲にある請求項9記載のインターカレーション物。

請求項12

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、接触される層状物の乾燥重量に基づき、約55重量%から約70重量%未満の範囲にある請求項9記載のインターカレーション物。

請求項13

前記インターカラントモノマーが、炭素数6から24を有するアルコールである請求項1記載のインターカレーション物。

請求項14

前記インターカラントモノマーが、アルコール及び多価アルコールよりなる群から選択される極性溶媒である請求項1記載のインターカレーション物。

請求項15

フィロシリケートを剥離する方法であって、以下の工程、すなわち、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有する、少なくとも約2重量%のインターカラントモノマーを含むインターカレーション組成物と接触させて、隣接するフィロシリケート小板の間に、該隣接するフィロシリケート小板を少なくとも約5Åの距離まで離間させるに足る量でインターカレーションさせ、及びインターカレーションされたフィロシリケートの小板を分離する工程を含む方法。

請求項16

前記インターカレーション組成物が、該インターカレーション組成物の総重量に基づき約5重量%から約50重量%の水を含む水性担体包含する請求項15記載の方法。

請求項17

前記インターカレーション組成物が、約10重量%から約40重量%の水を含む請求項16記載の方法。

請求項18

合成物重量の約40重量%から約99.95重量%の量の有機性液体担体及び約0.05重量%から約60重量%のインターカレーションされたフィロシリケート物を含む合成物であって、該インターカレーションされたフィロシリケート物は、インターカレーション組成物を形成すべく、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するインターカラントモノマーと接触させることによって形成され、該インターカレーション組成物が、インターカラントモノマー:フィロシリケートの重量比で少なくとも約1:20を有して、フィロシリケートの隣接する層間空間にインターカラントモノマーの収着が成し遂げられ、フィロシリケートの主な隣接する小板間の間隔が、インターカラントモノマーを収着した後、フィロシリケートの乾燥重量に基づき多くとも約5重量%の水分含量にて測定した場合に、少なくとも約5Åに広げられている合成物。

請求項19

インターカレーション物が、大部分は個々の小板にまで剥離されている請求項18記載の合成物。

請求項20

前記インターカレーション組成物が、フィロシリケート、インターカラントモノマー及び水を含み、該インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約4重量%である請求項18記載の合成物。

請求項21

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約15重量%である請求項20記載の合成物。

請求項22

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約20重量%である請求項21記載の合成物。

請求項23

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約30重量%である請求項22記載の合成物。

請求項24

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、約50重量%から約80重量%の範囲にある請求項23記載の合成物。

請求項25

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、約50重量%から約100重量%の範囲にあり、モノマーにオニウムイオンまたはシランカップリング剤が含まれていない請求項23記載の合成物。

請求項26

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、少なくとも約16重量%である請求項18記載の合成物。

請求項27

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約16重量%から約70重量%の範囲である請求項26記載の合成物。

請求項28

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約16重量%から約35重量%の範囲である請求項27記載の合成物。

請求項29

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約35重量%から約55重量%の範囲である請求項27記載の合成物。

請求項30

前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、約55重量%から約70重量%未満の範囲である請求項27記載の合成物。

請求項31

ポリアミドポリビニルアルコールポリカーボネートポリビニルイミンポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート、ならびに、ジヒドロキシエチルテレフタレート、ジヒドロキシブチルテレフタレート、ヒドロキシエチルメチルテレフタレート、ヒドロキシブチルメチルテレフタレート及びこれらの組合せよりなる群から選択されたモノマーより重合されたポリマーならびにこれらの組合せよりなる群から選択されたマトリックスポリマーをさらに包含する、請求項18記載の合成物。

請求項32

前記マトリックスポリマーが、ヒドロキシエチルテレフタレートのポリマーと、ジヒドロキシエチルテレフタレート及びジヒドロキシブチルテレフタレート、ならびにこれらの組合せよりなる群から選択されたモノマーより重合されたポリマーとの混合物である請求項31記載の合成物。

請求項33

前記マトリックスポリマーが、ポリエチレンテレフタレートである請求項31記載の合成物。

請求項34

熱可塑性ポリマー熱硬化性ポリマー及びこれらの組合せよりなる群から選択された、約10重量%から約99.95重量%のマトリックスポリマー、ならびに約0.05重量%から約60重量%のフィロシリケート物の剥離された小板を含有する合成物の製造方法であって、前記小板は、イオン結合静電気的結合キレート形成水素結合双極子/双極子、ファン・デル・ワールス力及びこれらの組合せよりなる群から選択される結合様式を介して、インターカラントモノマーがフィロシリケート小板の内側表面の間にインターカレーションして結合している、インターカレーションされたフィロシリケートに由来するものであり、以下の工程、すなわち、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、水及びインターカラントモノマーと接触させ、該インターカラントモノマーは、芳香環、ヒドロキシル基、ポリヒドロキシル基、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するものであって、フィロシリケートの隣接する小板間を少なくとも約5Åの距離に広げるに足る量で、該隣接するフィロシリケート小板の間にインターカラントモノマーの収着を成し遂げ、前記マトリックスポリマーとインターカレーション物を合わせ、該インターカレーション物の離間した小板を、大部分が個々の小板となるまで剥離し、ならびに該剥離した小板を前記マトリックスポリマー全体に分散させる工程を含む方法。

請求項35

前記フィロシリケートが、前記水、前記インターカラントモノマー、前記フィロシリケート、及び液体極性有機炭化水素担体を包含するインターカレーション組成物中の前記水と接触し、前記インターカレーション組成物は、前記フィロシリケートの乾燥重量に基づき約5重量%から約50重量%の水を含むものである、請求項34記載の方法。

請求項36

前記インターカレーション組成物が、フィロシリケートの乾燥重量に基づき、約10重量%から約90重量%の前記液体極性有機炭化水素担体を含む請求項34記載の方法。

請求項37

有機性液体及びフィロシリケートインターカレーション物を含む合成物の製造方法であって、以下の工程、すなわち、フィロシリケート、インターカラントモノマー、及び水を含むインターカレーション組成物にフィロシリケートを接触させ、該インターカラントモノマーとフィロシリケートとの重量比は少なくとも約1:20であり、該インターカラントモノマーの濃度はフィロシリケートの乾燥重量に基づき少なくとも約5重量%から約900倍量を上限とし、フィロシリケートの隣接する小板間を少なくとも約5Åの距離に離間させるに足る量で、該隣接するフィロシリケート小板の間にインターカラントモノマーがインターカレーションされたインターカレーション物を形成し、ならびに前記有機性液体とインターカレーション物を合わせる工程を含む方法。

技術分野

0001

本発明は、フィロシリケートまたは他の層状物等の膨潤可能な層状物の平板層の間に、1以上の官能基を有するモノマー有機化合物収着吸着及び/または吸収)させることにより製造され、隣接する層における層間間隔が少なくとも約5 Å、好ましくは少なくとも約10Åに広げられているインターカレーション(intercalation)した層状物、及びその剥離物(exfoliate)に関する。さらに詳細には、本発明は、好ましくはスメクタイト粘土であるフィロシリケート等の層状物の平ら小板の隣接する層間の内側表面の上に、少なくとも2層のモノマー有機化合物が収着され、層間間隔が、約100 Åを上限として、少なくとも約5 Å、好ましくは少なくとも約10 Å、さらに好ましくは少なくとも約20 Å、最も好ましくは少なくとも約30〜45 Åに広げられ、あるいは、規則性消失したインターカレーション物(intercalate)に関する。

0002

インターカレーションされた層状物は、好ましくは少なくとも2層の官能基を有するモノマー有機化合物が、好ましくはスメクタイト粘土であるフィロシリケート等の層状物の平らな小板(platelet)の隣接する層間の内側表面の上に収着されている。このようにして得られるインターカレーション物は、全体として親油性でも、もしくは全体として親水性でもなく、双方の性質組合わさっており、容易に剥離することができ、個々の小板の状態でポリマーと合わせて合成物を形成するか、極性有機溶媒と合わせて無数の用途を有する粘性組成物を形成することができる。

0003

得られる極性有機溶媒担体/インターカレーション物もしくは担体/剥離物、またはポリマー/インターカレーション物もしくはポリマー/剥離された小板合成物は、例えば、塩化ポリビニル可塑化のためなどの熱可塑性または熱硬化性ポリマー類の粘性及び弾性を高めるために、ガス非透過性が向上した食品用包装材用に、電気製品用構成部材用に、食品グレード飲料用容器用に、特に極性有機性液体の粘度を上昇させるため、ならびに、例えばガラス転移温度及び熱に対する耐性といった、弾性及び温度特性等の、マトリックスポリマーの1以上の物理的性質を変更させるために、可塑剤として有用である。

背景技術

0004

従来より、例えばナトリウムモンモリロナイト及びカルシウムモンモリロナイト等のスメクタイト粘土のごときフィロシリケート(phyllosilicate)類を、有機性アンモニウムイオン等の有機分子で処理して、有機分子をポリマーに結合させるため、そして層間にポリマーをインターカレーションさせ、それにより隣接するシリケート層の間の層間(積層間)間隔を実質的に増大させるために、隣接する平らな小板シリケート層の間に有機分子をインターカレーションすることがよく知られている。このように処理され、インターカレーションされたフィロシリケートは、少なくとも約10〜20Å且つ約100Åを上限とする層間間隔を有しており、次いで、例えばシリケート層が分離されて(例えば機械的に、強力な剪断混合によって)、剥離することができる。個々のシリケート層は、例えばポリアミド等のマトリックスポリマーの重合前、重合後または重合中にマトリックスポリマーと混合した場合(米国特許第4,739,007号、米国特許第4,810,734号及び米国特許第5,385,776号参照)、機械的強度及び/または高温に対する特性などの、ポリマーの1以上の特性を実質的に改良することが見出されている。

0005

ナノ合成物」とも称される、先行技術に示される合成物の例は、Allied Signal Inc.の公開された国際特許第 WO 93/04118号及び米国特許第5,385,776号に開示されており、これらは、インターカレーションを施した層状シリケート由来の個々の小板粒子をポリマーと混合して、剥離したインターカレーション物の添加により1以上の特性が改善されたマトリックスポリマーが形成されることを開示するものである。国際特許第 WO 93/04118号に開示されるように、シランカップリング剤または、マトリックスポリマーに適合性をもつ反応基を有する、第4級アンモニウム化合物などのオニウム陽イオンの吸着により、インターカレーション物が形成され、すなわち、隣接するシリケート小板の間の層間間隔が増大する。このような第4級アンモニウム陽イオンは、ナトリウムモンモリロナイトまたはカルシウムモンモリロナイトなどの親水性の高い粘土を、有機分子を収着することができる親油性粘土に変換することがよく知られている。

0006

有機的に修飾したシリケートにおける、ポリスチレン及びポリエチレンオキシド)の、溶媒を用いない直接的なインターカレーションが、「Synthesis andProperties of Two-Dimensional Nanostructures by Direct Intercalation ofPolymer Melts in Layered Silicates、Richard A. Vaiaら、Chem. Meter.、5巻、1694〜1696頁(1993)の出版物に開示されている。また、Adv. Materials、7巻、2号(1985)、154〜156頁、New Polymer Electrolyte Nanocomposites:Melt Intercalation of Poly(Ethylene Oxide) in Mica-Type Silicates、RichardA. Vaiaらに開示されるように、ポリ(エチレンオキシド)は、80℃にて2〜6時間加熱することによってナトリウムモンモリロナイト及びリチウムモンモリロナイトの中へ直接インターカレーションし、17.7Åのd−間隔となすことができる。インターカレーションに伴って、粘土小板の間に位置する水分子ポリマー分子置換される。しかしながら、インターカレーションされた物は明らかに剥離されえず、ペレットの形態にて調べられた。驚くべきことに、本発明によって剥離物を製造することができたのである。

0007

ポリビニルピロリドンPVP)、ポリビニルアルコール(PVA)及びポリ(エチレンオキシド)(PEO)を、モンモリロナイト粘土の小板の間にインターカレーションさせるこれまでの試みは、あまり成功していない。Levyら、Interlayer Adsorption of Polyvinylpyrrolidone on Montmorillonite、Journal ofColloid and Interface Science、50巻、3号、1975年3月、442〜450頁に記載の通り、絶対エタノールで連続的に洗浄し、次いで、種々の水分量の1% PVP(平均分子量40,000)/エタノール/水を接触させることにより、洗浄中に収着したエタノール溶媒分子を置換してPVPを収着させ、単イオン性(monoionic)モンモリロナイト粘土(Na、K、Ca及びMg)の小板間に、PVPを収着させて小板間隔を約約17.7Åに広げる試みがなされた。ナトリウムモンモリロナイトだけは、PVP/エタノール/水溶液を接触させた後に、5+% H2Oにて、20Åの基底間隔(basal spacing)を上回る(例えば26Å及び32Å)間隔を有していた。エタノールは、後でPVPを収着させるため、初期に基底間隔を増大させるのに必要であり、そして、水はナトリウムモンモリロナイト以外では、粘土小板間におけるPVPの収着に直接影響を及ぼさないと結論付けられた。この収着は時間を要する困難な作業であり、成功の確率は低かった。

0008

さらに、Greenland、Adsorption of Polyvinyl Alcohols by Montmorillonite、Journal of Colloid Sciences、18巻、647〜664頁(1963)に記載のごとく、12%のアセチル基を含むポリビニルアルコールは、収着されたポリビニルアルコール(PVA)に起因して約10Åだけ基底間隔を増大させるにとどまった。インターカラントポリマー含有溶液中のポリマーの濃度を0.25から4%に増大させるにつれて、収着されるポリマーの量は実質的に減少し、インターカラントポリマー含有組成物中1重量%以下のオーダーポリマー濃度でしか、収着が行われ難いかもしれないことが示唆されている。ポリマーを層状物の中にインターカレーションさせるための前記のような希釈工程は、例えば水等のポリマー担体からインターカレーション物を単離するためにインターカレーションされた層状物を乾燥させるに当たって格別にコストがかかるものと思われ、従って、市場化に向けてのさらなる働きは、明らかになされることがなかった。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、層状物の隣接する小板間に充分なインターカラントモノマーを収着またはインターカレーションさせ、隣接する小板間の間隔を広げて、個々の小板に容易に剥離できるインターカレーション物を製造することを目的とする。インターカレーション物は、担体物や活性化合物移送(delivery)のための粘性の担体物を得るべく、有機性溶液と組み合わせたり、高強度で稠密なポリマーマトリックスを形成すべく、マトリックスポリマーと組み合わせることができるものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、前記の目的を達成するために成し遂げられたものであり、その要旨は以下の通りである。

0011

(1)剥離することができるインターカレーション物であって、少なくとも約4重量%の水分含量を有する層状物を、芳香環ヒドロキシルポリヒドロキシルカルボニルカルボン酸ポリカルボン酸アルデヒドケトンアミンアミドエーテルエステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するインターカラントモノマーと接触させることによって形成され、該インターカレーション物が、インターカラントモノマーと層状物との重量比で少なくとも約1:20を有し、層状物の隣接する層間空間にインターカラントモノマーの収着及び複合が成し遂げられ、該層状物の主な隣接する小板間の間隔が、インターカラントモノマーを収着して多くとも5重量%の水分量にまで乾燥した後に測定すると、少なくとも約5Åに広げられているインターカレーション物。

0012

(2)フィロシリケートを剥離する方法であって、以下の工程、すなわち、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有する、少なくとも約2重量%のインターカラントモノマーを含むインターカレーション組成物と接触させて、隣接するフィロシリケート小板の間に、該隣接するフィロシリケート小板を少なくとも約5Åの距離まで離間させるに足る量でインターカレーションさせ、及びインターカレーションされたフィロシリケートの小板を分離する工程を含む方法。

0013

(3)合成物重量の約40重量%から約99.95重量%の量の有機性液体担体及び約0.05重量%から約60重量%のインターカレーションされたフィロシリケート物を含む合成物であって、該インターカレーションされたフィロシリケート物は、インターカレーション組成物を形成すべく、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するインターカラントモノマーと接触させることによって形成され、該インターカレーション組成物が、インターカラントモノマー:フィロシリケートの重量比で少なくとも約1:20を有して、フィロシリケートの隣接する層間空間にインターカラントモノマーの収着が成し遂げられ、フィロシリケートの主な隣接する小板間の間隔が、インターカラントモノマーを収着した後、フィロシリケートの乾燥重量に基づき多くとも約5重量%の水分含量にて測定した場合に、少なくとも約5Åに広げられている合成物。

0014

(4)熱可塑性ポリマー熱硬化性ポリマー及びこれらの組合せよりなる群から選択された、約10重量%から約99.95重量%のマトリックスポリマー、ならびに約0.05重量%から約60重量%のフィロシリケート物の剥離された小板を含有する合成物の製造方法であって、前記小板は、イオン結合静電気的結合キレート形成水素結合双極子/双極子、ファン・デル・ワールス力及びこれらの組合せよりなる群から選択される結合様式を介して、インターカラントモノマーがフィロシリケート小板の内側表面の間にインターカレーションして結合している、インターカレーションされたフィロシリケートに由来するものであり、以下の工程、すなわち、少なくとも約4重量%の水分含量を有するフィロシリケートを、水及びインターカラントモノマーと接触させ、該インターカラントモノマーは、芳香環、ヒドロキシル基、ポリヒドロキシル基、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するものであって、フィロシリケートの隣接する小板間を少なくとも約5Åの距離に広げるに足る量で、該隣接するフィロシリケート小板の間にインターカラントモノマーの収着を成し遂げ、前記マトリックスポリマーとインターカレーション物を合わせ、該インターカレーション物の離間した小板を、大部分が個々の小板となるまで剥離し、ならびに該剥離した小板を前記マトリックスポリマー全体に分散させる工程を含む方法。

0015

(5)有機性液体及びフィロシリケートインターカレーション物を含む合成物の製造方法であって、以下の工程、すなわち、フィロシリケート、インターカラントモノマー、及び水を含むインターカレーション組成物にフィロシリケートを接触させ、該インターカラントモノマーとフィロシリケートとの重量比は少なくとも約1:20であり、該インターカラントモノマーの濃度はフィロシリケートの乾燥重量に基づき少なくとも約5重量%から約900倍量を上限とし、フィロシリケートの隣接する小板間を少なくとも約5Åの距離に離間させるに足る量で、該隣接するフィロシリケート小板の間にインターカラントモノマーがインターカレーションされたインターカレーション物を形成し、ならびに前記有機性液体とインターカレーション物を合わせる工程を含む方法。

0016

かくのごとく、本発明によって、例えばフィロシリケート等の層状物を、官能基を有するインターカラントモノマーと接触させ、かかるインターカラントモノマーを層状物の隣接する小板間に収着またはインターカレーションすることによって形成されるインターカレーション物が提供される。隣接する小板間に充分にインターカラントモノマーが収着されて、隣接する小板間の間隔が、水分を除去(多くとも5重量%の含水量にまで除去)した後に測定した場合に、100Åを上限として、少なくとも約5Å、好ましくは約10〜45Åの範囲に広げられており、従って、インターカレーション物が小板へと容易に剥離されうる。インターカレーションされた複合体は、有機性液体と組み合わせて粘性の担体物を調製することができ、これは、担体の移送、または有効成分の移送のために有用であり、また、インターカレーションされた複合体は、マトリックスポリマーと組み合わせて、高強度及び稠密なるポリマーマトリックスを得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

まず、本明細書における用語の意味するところを、以下に説明する。

0018

「層状物」とは、スメクタイト粘土鉱物などの無機物であって、隣接する複数の層が結合した形であり、それぞれの層につき、約3 Åから約50 Å、好ましくは約10 Åの厚さを有するものである。

0019

「小板」とは、層状物の各々の層を意味する。

0020

「インターカレーション物」または「インターカレーションされた物」とは、層状物の隣接する小板の間に配された官能基を有する有機モノマー分子包含し、隣接する小板の間の層間間隔が少なくとも約5 Å、好ましくは少なくとも約10Åに増大された層状物を意味する。

0021

「インターカレーション」とは、前記インターカレーション物を形成するための工程を意味する。

0022

「インターカラントモノマー」または「インターカラント」または「モノマーインターカラント」とは、層状物の小板間に収着されて、インターカレーション物を形成すべく小板表面に複合する、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するモノマー有機化合物を意味する。

0023

「インターカレーション担体」とは、層状物のインターカレーションを成し遂げることができるインターカレーション組成物を形成するためにインターカラントモノマーと共に用いられる、有機溶媒を含有する水または有機溶媒不含の水を含んでなる担体を意味する。

0024

「インターカレーション組成物」または「インターカラント組成物」とは、インターカラントモノマー、そのインターカラントモノマーのためのインターカレーション担体、及び層状物を含む組成物を意味する。

0025

「剥離物」または「剥離された物」とは、インターカレーションされた層状物の個々の小板であり、インターカレーションされた層状物の隣接する小板が、水、ポリマー、アルコールもしくはグリコールまたは他の種々の有機溶媒等の担体物全体にわたって、個々に分散することができるものである。

0026

「剥離」とは、インターカレーション物から剥離物を形成するための工程を意味する。

0027

「ナノ合成物」とは、インターカレーションされて剥離された層状物から得られた、個々の複数の小板が分散されている、モノマー、ポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含する混合物を意味する。

0028

マトリックスモノマー」とは、インターカレーション物または剥離物が混合または分散されたモノマーを意味する。

0029

「マトリックスポリマー」とは、熱可塑性または熱硬化性のポリマーであって、その中にインターカレーション物及び/または剥離物が混合または分散され、ナノ合成物を形成するものである。

0030

以下、本発明の実施の形態を説明する。

0031

前記インターカレーション物(1)において、前記インターカラントモノマーを含有する組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中の水及びインターカラントモノマーの重量に基づいて少なくとも約0.1重量%であることが好ましい。

0032

さらに、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、好ましくは少なくとも約1重量%、より好ましくは約2重量%、さらに好ましくは少なくとも約30重量%であるとよい。

0033

また、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、好ましくは約10〜約60重量%の範囲、特に好ましくは約50〜約90重量%である。

0034

あるいは、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、好ましくは接触される層状物の乾燥重量に基づき少なくとも約16重量%、より好ましくは約16重量%から約70重量%の範囲、特に好ましくは約16重量%から約35重量%未満の範囲、もしくは約35重量%から約55重量%未満の範囲、もしくは約55重量%から約70重量%未満の範囲にあるとよい。

0035

前記インターカレーション物(1)において、前記インターカラントモノマーが、炭素数6から24を有するアルコールであることが好ましく、あるいは、前記インターカラントモノマーは、アルコール及び多価アルコールよりなる群から選択される極性溶媒であることが好ましい。

0036

前記フィロシリケートを剥離する方法(2)において、前記インターカレーション組成物が、該インターカレーション組成物の総重量に基づき約5重量%から約50重量%、好ましくは約10重量%から約40重量%の水を含む水性担体を包含するとよい。

0037

前記有機性液体担体及びインターカレーションされたフィロシリケート物を含む合成物(3)において、インターカレーション物が、大部分は個々の小板にまで剥離されていることが好ましい。

0038

前記合成物(3)において、前記インターカレーション組成物が、フィロシリケート、インターカラントモノマー及び水を含み、該インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約4重量%であることが好ましい。

0039

また、前記合成物(3)において、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約15重量%、好ましくは少なくとも約20重量%より好ましくは少なくとも約30重量%、特に好ましくは約50重量%から約80重量%の範囲にあるとよい。

0040

さらに前記合成物(3)において、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度が、インターカレーション組成物中のフィロシリケートの乾燥重量に基づき、約50重量%から約100重量%の範囲にあり、モノマーにオニウムイオンまたはシランカップリング剤が含まれていないことが好ましい。

0041

また、前記合成物(3)において、前記インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、好ましくは少なくとも約16重量%、より好ましくは約16重量%から約70重量%の範囲、さらに好ましくは約16重量%から約35重量%の範囲、特に好ましくは約35重量%から約55重量%の範囲、あるいは、約55重量%から約70重量%未満の範囲であるとよい。

0042

前記合成物(3)において、さらに、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリビニルイミンポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート、ならびに、ジヒドロキシエチルテレフタレート、ジヒドロキシブチルテレフタレート、ヒドロキシエチルメチルテレフタレート、ヒドロキシブチルメチルテレフタレート及びこれらの組合せよりなる群から選択されたモノマーより重合されたポリマーならびにこれらの組合せよりなる群から選択されたマトリックスポリマーを包含することが好ましい。

0043

前記マトリックスポリマーは、ヒドロキシエチルテレフタレートのポリマーと、ジヒドロキシエチルテレフタレート及びジヒドロキシブチルテレフタレート、ならびにこれらの組合せよりなる群から選択されたモノマーより重合されたポリマーとの混合物であることがより好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。

0044

前記マトリックスポリマー及びフィロシリケート物の剥離された小板を含有する合成物の製造方法(4)において、前記フィロシリケートが、前記水、前記インターカラントモノマー、前記フィロシリケート、及び液体極性有機炭化水素担体を包含するインターカレーション組成物中の前記水と接触し、前記インターカレーション組成物は、前記フィロシリケートの乾燥重量に基づき約5重量%から約50重量%の水を含むものであることが好ましい。

0045

また、前記製造方法(4)で、前記インターカレーション組成物が、フィロシリケートの乾燥重量に基づき、約10重量%から約90重量%の前記液体極性有機炭化水素担体を含むことが好ましい。

0046

本発明の1実施態様によれば、インターカレーション物は、フィロシリケートを、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、芳香環族官能基及びこれらの組合せよりなる群から選択された静電気性官能基を有するモノマー有機化合物と接触させることによって調製される。

0047

本発明の他の実施態様によれば、インターカレーション物は、フィロシリケートを、カルボン酸及びその塩、ポリカルボン酸及びその塩、アルデヒド、ケトン、ならびにこれらの組合せよりなる群から選択された静電気性カルボニル官能基を有するモノマー有機化合物と接触させることによって調製される。

0048

本発明の他の実施態様によれば、インターカレーション物は、フィロシリケートを、アミン、アミド及びこれらの組合せよりなる群から選択された静電気性官能基を有するモノマー有機化合物と接触させることによって調製される。

0049

本発明の他の実施態様によれば、インターカレーション物は、フィロシリケートを、エーテル、エステル及びこれらの組合せよりなる群から選択された静電気性官能基を有するモノマー有機化合物と接触させることによって調製される。

0050

本発明の重要な特徴によれば、官能基を有するモノマー有機化合物及び担体(例えば、官能基を有するモノマー有機化合物用の他の溶媒を加えた水または水のみ)の重量に基づいて、少なくとも約2重量%、好ましくは少なくとも約5重量%の濃度の、官能基を有するモノマー有機化合物、より好ましくは少なくとも約10重量%のモノマー有機化合物、そして最も好ましくは、約30重量%から約80重量%の濃度で、上記の静電気性官能基を少なくとも1つ有するモノマー有機化合物と、層状物を混合することによって、最良の結果が達成され、官能基を有するモノマー有機化合物による層状物の小板間への収着が良好に成し遂げられる。水性液体中の官能基を有するモノマー有機化合物の濃度に関わらず、インターカレーション組成物は、官能基を有するモノマー有機化合物による層状物の隣接する小板間への効率的なインターカレーションを成し遂げるために、層状物の小板の内側表面に静電気性官能基を有するモノマー有機化合物による静電気的結合をなすべく、官能基を有するモノマー有機化合物:層状物の比率は、少なくとも1:20、好ましくは少なくとも1:10、より好ましくは少なくとも1:5、そして最も好ましくは約1:4 とするべきである。シリケート小板の間に収着され、結合された(複合した)官能基を有するモノマー有機化合物によって、隣接するシリケート小板間の分離及び間隔の拡張惹起こされる。

0051

記載を簡略化するために、前記した官能基を有するモノマー有機化合物を、以下、「インターカラント」または「インターカラントモノマー」または「モノマーインターカラント」と称する。特定の層状物(例えばフィロシリケート)またはインターカラントモノマーに限らず、市場に適用可能な方法で、より容易にそしてより完全に剥離を行うために、モノマーインターカラントが充分に収着され、約5Åから約100Åの範囲、好ましくは少なくとも約10Åにフィロシリケートの層間間隔が増大される。

0052

本発明によれば、スメクタイト粘土などのフィロシリケートは、1または2のインターカラントモノマー分子の2つの静電気性官能基と、例えばフィロシリケートなどの層状物の小板の内側表面の金属陽イオンとの間の結合を提供する、前記した静電気性官能基の1以上を有する有機モノマー化合物の収着によって、その後剥離するために充分にインターカレーションすることができる。収着と金属陽イオン相互作用、あるいはインターカラントモノマー分子の2つの官能基とフィロシリケートの層間陽イオンのとの間の結合、あるいは、スメクタイト小板層のヘキサ六方晶系または六方晶系の環の中の層間陽イオンとインターカラントモノマーの芳香環構造との間の結合は、イオン結合、静電気的結合、キレート形成、水素結合、双極子/双極子、ファン・デル・ワールス力及びこれらの組合せよりなる群から選択される結合様式によって提供される。

0053

フィロシリケートの隣接する小板の一方または双方の内側表面上において、1または2つのインターカラントモノマー分子の1または2つの負に荷電した原子電子共有するフィロシリケートの1以上の金属陽イオンを介した前記のごとき結合によって、官能基を有するモノマー有機分子と層状物の小板内側表面との接着が成し遂げられ、そして隣接するシリケートまたは他の層状物の小板間の層間間隔が、少なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Å、より好ましくは少なくとも約20Å、そして最も好ましくは約30Åから約45Åの範囲に増大される。前記負に荷電した原子とは、例えば、酸素イオウチッ素、及びこれらの組合せが可能である。

0054

このようなインターカレーションされたフィロシリケートは、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール及び/またはブタノール等の1以上の一価アルコールグリセロール及び例えばエチレングリコールプロピレングリコールブチレングリコールグリセリン等のグリコール及びこれらの組合せなどの多価アルコール、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、アミン、及び他の有機溶媒などといった液体担体または溶媒と混合する前または混合時に、個々のフィロシリケート小板へと容易に剥離することができる。これは、揺変性組成物中での溶媒の移送、または揺変性組成物中で担体もしくは溶媒に、溶解もしくは分散された、局所活性医薬などの活性を有するあらゆる疎水性もしくは親水性有機化合物の移送を意図するものである。あるいは、インターカレーション物及び/またはその剥離物は、有機化合物の粘度を増加させるために、またはマトリックスポリマーの1以上の特性を増強すべくポリマー/インターカレーション物及び/またはポリマー/剥離物の組成物を提供するために、ポリマーまたは他の有機モノマー化合物と混合することができる。

0055

本発明は、ヒドロキシル官能基、カルボニル官能基、カルボン酸官能基アミン官能基アミド官能基、エーテル官能基、エステル官能基及び/または芳香環官能基の少なくとも1つを有する有機モノマー(インターカラントモノマー)に層状のフィロシリケートを接触させて、例えばフィロシリケート等の層状物の隣接する小板の間にインターカラントモノマーまたはインターカラントモノマーの混合物を収着またはインターカレーションさせることによって形成されるインターカレーション物及びその剥離物に関する。

0056

隣接するフィロシリケート小板の間に充分にインターカラントモノマーが収着されて、隣接する小板間の間隔(層間間隔)が、少なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Åの距離(層状物の乾燥重量に基づき、多くとも5重量%の水分含量にまで水を除去した後に測定した値として)、さらに好ましくは約30〜45Åの範囲の距離に広げられ、かくしてインターカレーション物が容易に剥離されうるものとなり、場合によっては剪断の必要なく自然に剥離するものとなる。時により、インターカレーション物を剪断する必要があるが、これは、例えば、極性有機炭化水素等の極性有機溶媒担体、及び/またはポリマー溶融物とインターカレーション物とを混合して、容易に成し遂げることができ、小板含有合成物あるいはナノ合成物が提供され、かかる小板は、インターカレーションされた層状物(例えばフィロシリケート)の剥離によって得られるものである。

0057

インターカラントモノマーは、フィロシリケートに対して親和性を有するべきであり、しかしてインターカラントモノマーが、層間空間においてシリケート小板の間に収着されて小板に会合した状態を維持し、剥離後にもその会合状態が維持されうる。本発明によれば、インターカラントモノマーは、小板表面に充分に結合するために、芳香環及び/またはヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル官能基、またはこれらの官能基の組合せを有するべきであり、前記結合は、イオン結合、静電気的結合、キレート形成、水素結合、双極子/双極子、ファン・デル・ワールス力及びこれらの組合せよりなる群から選択される結合様式によるものと理論付けられる。

0058

このような、モノマー有機化合物の1または2つの官能基または芳香環構造の負に荷電した原子と電子を共有するフィロシリケートの金属陽イオンを介した、フィロシリケート小板の内側表面への結合によって、インターカラントモノマー分子と層状物の小板内側表面との接着が成し遂げられる。前記負に荷電した原子とは、例えば、酸素、イオウ、チッ素、及びこれらの組合せが可能である。小板の内側表面上の金属陽イオンに結合するのに充分な電気陰性度を有する原子とは、ポーリングスケールで少なくとも2.0、好ましくは少なくとも2.5の電気陰性度を有するものである。「極性部分」または「極性基」とは、共有結合しており、ポーリングのスケールで少なくとも0.5単位異なる電気陰性度を有する、2つの隣接する原子を有する部分として定義される。

0059

このようなインターカラントモノマーは、フィロシリケート小板に対して充分な親和性を有しており、前記した先行技術に開示されているオニウムイオンまたはシランカップリング剤等のカップリング剤またはスペーシング剤を必要とせずに、剥離のために充分な層間間隔を維持することができる。ナトリウムモンモリロナイト粘土の表面の電荷分布の概略図を、図1〜3に示す。図1で、ナトリウムモンモリロナイト粘土平面及び層間表面についてのイオン電荷分布を示すが、最も大きい円でNa+イオンを表し、マグネシウム及びアルミニウムイオンならびにSi及びO原子が、ナトリウムイオンの下方に配置されている。図2及び3に示されるように、O、Mg、Si及びAl原子の位置に対する表面Na+陽イオンの位置(図1及び2)に起因して、図3で概略的に示した粘土表面の電荷分布を有するのである。粘土表面全体にわたる正−負の電荷分布によって、粘土小板の表面上で、官能基を有する有機モノマーの前記極性官能基との、強い双極子/双極子引力が提供される。

0060

インターカレーション物を含有する及び/または剥離物を含有する組成物は、相分離されない安定な揺変性ゲルの形態とすることができ、香粧品ヘアケア及び医薬産業等において、種々の有効成分を移送するために用いることができる。

0061

インターカレーション組成物の混合及び/または押出などにより、層状物をインターカラントモノマー及び水と接触させることによって、層状物はインターカレーションされ、さらに随意に剥離されて、すなわち、隣接するフィロシリケート小板間にモノマーがインターカレーションし、随意に個々の小板にまで層状物が分離(剥離)する。

0062

インターカラントモノマー及び水に接触される層状物に対して与えられる剪断力に応じて、水の量は変えられる。1つの方法では、例えば粘土などの層状物の乾燥重量に基づき約25重量%から約50重量%、好ましくは約35重量%から約40重量%の水分含量にて、インターカレーション組成物の混和または押出が行われる。別の方法においては、層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約25重量%の水、好ましくは少なくとも約65重量%の水を用い、例えば、層状物及び水の総重量に基づき、水中で約20重量%未満の粘土、より好ましくは水中で約10重量%未満の層状物を用い、層状物の乾燥重量に基づき約2重量%から約90重量%のインターカラントモノマーが添加されて、粘土と水とでスラリーをつくる。

0063

インターカラントモノマーの収着は、層状物の隣接する小板の層間間隔が、乾燥時に測定した場合、少なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Å、より好ましくは少なくとも約20Å、そして最も好ましくは約30〜45Åの間隔にまでに広げられるに足る程度、充分になされるべきである。本明細書中に開示したモノマーインターカラントを用いて、容易に剥離することができるインターカレーション物を得るためには、インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーと層状物(好ましくは、ナトリウムベントナイトなどの水膨潤性スメクタイト粘土)との重量比は、少なくとも約1:20、好ましくは少なくとも約1:12から1:10、より好ましくは少なくとも約1:5、そして最も好ましくは約1:5から約1:3 にするとよい。

0064

層状物のインターカレーションの際のインターカレーション組成物中のインターカラントモノマーの濃度は、インターカレーション組成物中のインターカラントモノマーとインターカラント担体(水と種々の有機性液体溶媒または水のみ)との総重量に基づき、少なくとも約15重量%、より好ましくは少なくとも約20重量%、例えば約20〜30重量%から約90重量%の範囲のインターカラントモノマー濃度であることが望ましい。

0065

剥離が充分に行われる層間間隔は、前記官能基を有するインターカラントモノマーを直接的にインターカレーションさせた場合には、オニウムまたはシランカップリング剤を前もって収着させない限りは、決して達成されていない。そしてかかる層間間隔によって、極性有機化合物または極性有機化合物含有組成物担体または溶媒の中に小板を組み込む前または組み込む際に、より容易で且つより完全な剥離が行われるものであり、担体または溶媒の移送のため、または担体もしくは溶媒に溶解もしくは分散された活性化合物の投与のための、予測しえないほど粘性の高い担体組成物が提供される。

0066

極めて高い粘度を得ることができるので、このような組成物、特に粘性の高いゲルは、パーマ液用の酸化剤、局所投与用の医薬などの活性化合物の移送のために特に有用である。また、このような組成物は、例えば、香粧品、油田採掘液、塗料潤滑剤(油脂等の製造における、特に食品グレードの潤滑剤)等の流動性を修飾する際の極性溶媒と小板との混合として有用である。これらインターカレーション物及び/または剥離物は、極性有機性担体/ポリマー/インターカレーション物及び/または小板合成物からの、ポリマー性物質の製造において、マトリックス熱可塑性または熱硬化性ポリマーと混合するうえでも、特に有用である。

0067

一旦剥離されれば、インターカレーション物の小板は、ほぼ完全に個々の小板に分離され、元は隣接していた小板は最早、平行して間隔を保った配置を維持せず、ポリマー溶融物の全体にわたって、主に単独な状態の、インターカラントモノマーが被覆(均一にまたは不均一に)された小板として自由に動く。しかして、強度、または温度に対する耐性などの1以上の特性を強化したり、あるいは、担体物の粘度及び揺変性を維持すべく担体または溶媒材料に混合して用いられる。

0068

インターカラントモノマー分子が小板表面に複合した、主に単独な状態のフィロシリケート小板は、担体または溶媒の全体にわたって、ランダムに、均質にそして均一に、ほぼ単独の小板として分散され、しかして、組成物から活性有機化合物を投与するために、香粧品成分または薬剤などの活性有機化合物を添加した後においてさえも、担体/小板組成物に新たな予測されえない粘度が与えられる。

0069

認識されるように、剥離された個々の小板の厚さ(約10Å)は、平坦な対向する小板面のサイズに比べて、比較的小さい。小板は、約200から約2,000の縦横比を有する。このような細かく分割された小板粒子をポリマー溶融物にまたは極性有機性液体担体に分散させると、合成物中の特定の容量の小板粒子について、ポリマー溶融物または担体と小板粒子とが非常に広い面積で接触することとなり、合成物中での小板の均質性度合いが高くなる。ミクロンを下回るサイズ(ナノスケール)にて分散された、高い強度及び引張応力を有する小板粒子は、旧来のミクロンサイズの補強フィラー匹敵する程度に負荷した場合よりも、ポリマーに対して強い機械的補強力を与え、極性有機性液体担体に高い粘度を付与し、また、旧来のフィラーを匹敵する程度に負荷した場合よりも、マトリックスポリマーの透過性を低減させることができる。

0070

本発明のインターカレーション物及び剥離物を形成するためには、例えばフィロシリケートなどの層状物が、膨潤、あるいは、インターカラントモノマーの収着により、インターカレーションされなければならない。かかるインターカラントモノマーは、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステル、及びこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を包含するものである。

0071

本発明の好ましい実施態様によれば、剥離のために充分にインターカレーションを成し遂げるため、インターカラントモノマーと接触させる前または接触中に、フィロシリケートが、その乾燥重量に基づき、少なくとも約4重量%から該フィロシリケートの乾燥重量の50倍重量まで、好ましくは約7重量%から約100重量%、より好ましくは約25重量%から約50重量%の水を含むとよい。好ましくは、効率的なインターカレーションを行うため、インターカレーション担体に接触せしめる前に、フィロシリケートが少なくとも約4重量%の水を含むようにすべきである。効率的に剥離を行うために、インターカレーション組成物からフィロシリケートに接触せしめられるインターカラントモノマーの量は、インターカラントモノマー/フィロシリケート重量比として(フィロシリケートの乾燥重量に基づき)少なくとも約1:20、好ましくは少なくとも約3.2:20、そしてさらに好ましくは約4〜14:20となるように供給されるべきであり、しかして、例えばフィロシリケート等の層状物の小板の間へのインターカラントモノマーの収着及び複合(インターカレーション)が効率よく行われる。

0072

インターカラントモノマーの収着のために、インターカレーション組成物中、層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約2重量%、好ましくは少なくとも約5重量%のインターカラントモノマー、より好ましくは少なくとも約50重量%から約100重量%のインターカラントモノマー濃度を有する、固体または液体(原液原体)もしくは、前記の官能基のいずれかを有しない有機溶媒(例えばヘプタンなどの脂肪族炭化水素)を含有した水性溶液またはそのような有機溶媒を含有しない水溶液)組成物の形態にて、モノマーインターカラントは導入される。

0073

かかるインターカラントモノマーは、層状物の乾燥重量に基づき約20重量%の水、好ましくは少なくとも約30重量%の水から層状物乾燥重量の50倍重量もしくはそれ以上の水との層状物/インターカラントモノマー混合物に加えて、固形としても添加することができる。押出または混和を行う場合には、インターカレーション組成物中に好ましくは約30重量%から約50重量%の水、さらに好ましくは約30重量%から約40重量%の水を含んで、インターカレーション物によって収着される水を少なくするとよく、これによってインターカレーション後の乾燥に要するエネルギー消費を抑えることができる。

0074

モノマーインターカラントは、少なくとも層状物の主な層間、好ましくはほとんどすべての層間、さらに好ましくはすべての層間に導入するとよく、しかしてインターカレーション後に剥離した小板粒子は、好ましくは主に約5層以下、より好ましくは主に1から2層、そして最も好ましくは主に単層の厚さのものとなる。

0075

本発明を実施するうえでは、インターカラントモノマーを充分に収着して隣接するフィロシリケート小板の層間間隔が、フィロシリケートを乾燥させて測定した場合、少なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Åにまで増大される、膨潤性を有する層状物を種々用いることができる。膨潤性を有する、有用な層状物としては、例えば、モンモリロナイト、特にナトリウムモンモリロナイト、マグネシウムモンモリロナイト及び/またはカルシウムモンモリロナイト、ノンロナイトバイデライト、ボルコスコイト(volkonskoite)、ヘクトライトサポナイト、サウコナイト、ソボカイト(sobockite)、スティブンサイト、スビンフォルダイト(svinfordite)、バーミキュライト等のスメクタイト粘土鉱物などといった、フィロシリケート類が挙げられる。他の有用な層状物には、イライト及び層状イライト/スメクタイト鉱物の混合物(レクトライト、タロソバイト(tarosovite)、レディカイト(ledikite)及び前記粘土鉱物とイライトの混合物など)などのマイカ鉱物が包含される。

0076

層上にほとんどまたは全く電荷を有しない、他の層状物も、インターカラントモノマーでインターカレーションして、少なくとも約5Å、好ましくは少なくとも約10Åにまで層間間隔を広げることができれば、本発明において有用でありうる。膨潤性を有する好ましい層状物は、構造単位(formula unit)当たり約0.15から約0.9電荷の範囲で層上に負電荷を有し、層間空間内に、その負電荷に見合う数の交換可能な金属陽イオンを有する、2:1タイプのフィロシリケートである。最も好ましい層状物は、モンモリロナイト、ノンロナイト、バイデライト、ボルコンスコイト、ヘクトライト、サポナイト、サウコナイト、ソボカイト、スティブンサイト及びスビンフォルダイトなどのスメクタイト粘土鉱物である。

0077

本明細書中で使用される「層間間隔」なる語は、層状物においていかようにも離層(剥離)が起きる前に集合している状態で、隣接する層の内側の面の間の距離を言及する。層間間隔は、層状物が「風乾」(例えば、層状物の乾燥重量に基づき、約3〜6重量%の水、例えば5重量%の水を含有する状態まで乾燥)されて測定される。

0078

好ましい粘土材料は、通常、Na+、Ca2+、K+、Mg2+、NH4+等及びそれら組合せなどを包含する層間陽イオンを含むものである。

0079

インターカレーションされた層状物が容易に個々の小板にまで剥離または離層されるよう、インターカレーションされた層状物小板表面にインターカラントモノマー分子が充分に複合するために、本発明において有用な膨潤性を有する層状物内にインターカレーションされるインターカラントモノマーの量は、層状シリケート物の乾燥重量に基づき、実質的に約2重量%から約90重量%の範囲、好ましくは少なくとも約10重量%から約90重量%の範囲で変動させることができる。本発明の好ましい実施態様において、使用されるモノマーインターカラントの量は、インターカレーションがなされる層状物の乾燥重量に基づき、好ましくは、100グラムの層状物(乾燥重量)当たり、約8グラムから約80〜90グラムのインターカラントモノマー量の範囲、好ましくは、100グラムの層状物当たり、少なくとも約10グラムから約80〜90グラムのインターカラントモノマー量の範囲である。さらに好ましい量は、100グラムの層状物(乾燥重量)当たり、約20グラムから約60グラムのインターカラントモノマー量である。

0080

モノマーインターカラントは、2つの方法のうち1つの方法で層状物の層間空間内へ導入される(空間の中に収着される)。インターカレーションの好ましい方法において、層状物は、インターカラントモノマー/水溶液中またはインターカラントモノマー、水及び官能基を有するインターカラントモノマーのための有機溶媒中で、層状物を含むインターカレーション組成物を形成すべく、例えば押出または混和等によって完全に混合される。

0081

剥離のために充分にインターカレーションを成し遂げるために、層状物/インターカラントモノマーの混合物は、層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約8重量%、好ましくは少なくとも約10重量%のインターカラントモノマーを含有する。

0082

インターカラントモノマー担体(好ましくは水または、有機溶媒を含んだ水)は、まず担体中にインターカラントモノマーを可溶化または分散させることにより添加することができる。もしくは、乾燥したインターカラントモノマーと比較的乾燥したフィロシリケート(好ましくは、少なくとも約4重量%の水を含有する)を混合して、その混合物にインターカレーション担体を添加するか、または乾燥したインターカラントモノマーを添加する前にフィロシリケートにインターカレーション担体を加えてもよい。いずれの場合においても、比較的少量のインターカレーション担体(特に水、例えば、フィロシリケートの乾燥重量に基づき、少なくとも約4重量%の水)を付すことで、小板間のインターカラントモノマーの、非常に優れた収着及び複合がなされることが見出されている。

0083

スラリーの形態にてフィロシリケートをインターカレーションする場合(例えば、約408 kg(900ポンド)の水、約45.4 kg(100ポンド)のフィロシリケート及び約11.3kg(25ポンド)のインターカラントモノマーを使用)、インターカレーション組成物中の水の量は、少なくとも約30重量%という好ましい最少値から、とくに限定しない上限値まで、適宜変更することができる。フィロシリケートのインターカレーション物は、インターカレーション組成物から容易に分離される。

0084

また別の方法としては、インターカラントモノマー(乾燥していても溶液状態でもよい)添加前に、インターカレーション担体、例えば、水、または有機溶媒を含んだ水を、直接フィロシリケートに添加することができる。モノマーインターカラント分子の収着は、層状物の乾燥重量に基づき、少なくとも約2重量%、好ましくは少なくとも約5重量%のインターカラントモノマー、さらに好ましくは少なくとも約50重量%のインターカラントモノマーを含有するインターカレーション組成物中で、乾燥または液体のインターカラントモノマーに層状物を曝すことにより行ってもよい。インターカレーション組成物を熱、圧力、超音波によるキャビテーション、または超短波に曝すことにより、収着を補助してもよい。

0085

層状物の小板間にインターカラントモノマーをインターカレーションし、そのインターカレーション物を剥離する別の方法においては、少なくとも約4重量%の水、好ましくは約10から約15重量%の水を含有する層状物が、層状物の乾燥重量に基づき少なくとも約8重量%、好ましくは少なくとも約10重量%のインターカラントモノマーを提供するに充分な割合で、インターカラントモノマーの水溶液と混合される。次いで、その混合物は、より迅速に層状物とインターカラントモノマーとのインターカレーションを成し遂げるために、好ましくは押出される。

0086

インターカラントモノマーは、フィロシリケートに対して親和性を有するべきであり、しかしてインターカラントモノマーが、層間空間においてシリケート小板の間に収着されて小板に会合した状態を維持し、剥離後にもその会合状態が維持されうる。本発明によれば、インターカラントモノマーは、小板表面に充分に結合するために、芳香環、ヒドロキシル、ポリヒドロキシル、カルボニル、カルボン酸、ポリカルボン酸、アルデヒド、ケトン、アミン、アミド、エーテル、エステルまたはこれらの組合せよりなる群から選択される官能基を有するべきであり、前記結合は、イオン結合、静電気的結合、キレート形成、水素結合、双極子双極子、ファン・デル・ワールス力及びこれらの組合せよりなる群から選択される結合様式によるものと理論付けられる。

0087

1または2つのインターカラントモノマー分子の、1もしくは2つの官能性モノマー分子またはモノマー芳香環分子の負に荷電した原子と電子を共有するフィロシリケートの金属陽イオンを介した、このようなフィロシリケート小板の内側表面への結合によって、ヒドロキシル及び/または芳香環分子と層状物の小板内側表面との接着が成し遂げられる。このようなインターカラントモノマーは、フィロシリケート小板に対して充分な親和性を有するものであり、前記した先行技術に開示されているオニウムイオンまたはシランカップリング剤等のカップリング剤またはスペーシング剤を必要とせずに、剥離のために充分な層間間隔を維持することができる。

0088

図1〜3に示すように、O、Mg、Si及びAl原子の配置に対する表面Na+イオンの配置、ならびに、天然の粘土でのMg+2陽イオンからAl+3陽イオンへの置換(置換部位での実効負電荷は残存)は、図3に示す粘土表面の電荷分布に起因するものである。粘土小板表面全体にわたる、そして層間空間内の粘土小板表面上の、この正と負の交互の表面電荷によって、極性モノマー官能基及び/または芳香環官能性モノマー分子の、強い双極子/双極子引力が提供され、粘土のインターカレーション及び剥離後の小板表面上でのかかる極性分子の結合が成し遂げられる。

0089

有機性液体担体の粘土を増大させるために、合成物中の小板粒子の使用量は、約10%を下回ることが好ましい。合成物の約0.05重量%から約40重量%、好ましくは約0.5重量%から約20重量%、さらに好ましくは約1重量%から約10重量%の範囲内で小板粒子を負荷することによって、粘土が有意に増強される。概して、液体担体(例えば、グリセロールなどのグリコールといった、極性溶媒等)に導入される小板粒子の量は、合成物の混合物重量の約90重量%未満、好ましくは約0.01重量%から約80重量%、さらに好ましくは約0.05重量%から約40重量%、そして最も好ましくは、約0.05重量%から約20重量%、または約0.05重量%から約10重量%である。

0090

本発明の重要な特徴によれば、インターカレーションされたフィロシリケートが、例えば、10〜90%、好ましくは20〜80%のインターカラントモノマー(他の極性有機化合物担体と共に、またはかような化合物を加えずに)及び、10〜90%、好ましくは20〜80%の、極性有機性担体に分散して所望の小板粒子の使用量にて担体に添加する前または添加後に剥離を行なうことができる、インターカレーションされるフィロシリケートを含むような、濃縮状態で製造できる。

0091

本発明におけるインターカラントモノマー及び/または有機性液体担体(マトリックスモノマー)としての使用に好適な、1以上のヒドロキシ官能基を有する極性有機性化合物には、脂肪族アルコール芳香族アルコールアリール基で置換した脂肪族アルコール、アルキル基で置換した芳香族アルコール、及びフェノールなどの多価アルコールを包含する、あらゆるアルコールが包含される。

0092

好適なアルコールの例には以下のものが包含されるが、これらに限定されることはない。すなわち、1-ヘキサノール1-ヘプタノール、1-オクタノール、1-ノナロール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1-ドデカノール、1-トリデカノール1-テトラデカノール、1-ペンタデカノール、1-ヘキサデカノール、1-ヘプタデカノール1-オクタデカノール、1-ノナデカノール、1-エイコサノール、1-ヘキサコサノール、1-ヘントリアコンタノール、9-ヘキサデセン-1-オール、9-オクタデセン-1-オール、10-エイコセン-1-オール、2-メチル-1-ペンタノール、2-エチル-1-ブタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、3,5-ジメチル-1-ヘキサノール、2,2,4-トリメチル-1-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、2-オクタノール、2,6-ジメチル-4-ヘプタノール、及び2,6,8-トリメチル-4-ノナロールを包含する脂肪族アルコールが挙げられる。

0093

洗浄剤系列の脂肪族アルコールには、ココナッツタロー及び/またはパーム油から製造されるC8〜C18アルコール、C16、C18オレイルアルコール、C9〜C15混合アルコール、C6〜C22混合アルコール、ならびにエチレン及び他のオレフィン類から製造されるC13、C15アルコールなどの、C6〜C24のアルコールが包含される。さらに、洗浄剤系列のアルコールには、ラウリルアルコールミリスチルアルコールセチルアルコール、タローアルコール、ステアリルアルコール、及びオレイルアルコールが包含される。主にテトラメチル-1-ノナノールからなる、トリデシルアルコール(C13H28O)などの分岐した洗浄剤系列のアルコールも、インターカラントモノマー及び/または極性有機性液体担体として好適である。

0094

可塑剤系列のアルコールには、ヘキサノール(C6H14O)、4-メチル-2-ペンタノール(C6H14O)、オクタノール(C8H18O)、イソオクチルアルコール(C8H18O)、2-エチルヘキサノール(C8H18O)、イソノニルアルコール(C9H20O)、デカノール(C10H22O)、及びトリデシルアルコール(C13H28O)が包含される。

0095

マトリックスモノマーとして1以上の洗浄剤系列のアルコールを含有するナノ合成物(極性有機性液体担体としての1以上の洗浄剤系列のアルコールの中にフィロシリケート小板が分散されているもの)は、例えば、以下の表1に示す産業において有用である。

0096

0097

可塑剤系列のアルコールは、主として、例えば、塩化ポリビニル(PVC)などの可塑剤及び他の樹脂に使用されるが、表2に示すごとき他の産業及び消費製品においても幅広く使用される。

0098

0099

可塑剤系列のアルコールは、プラスチックにおいて、数多くの他の用途を有するものである。すなわち、ヘキサノール及び2-エチルヘキサノールは、アクリレート類、エチレン、及びプロピレンの重合における触媒系の一部として使用され、2-エチルヘキサノールのペルオキシジカーボネートは、塩化ビニルのための重合開始剤として利用され、様々なトリアルキル亜リン酸塩類は、プラスチック用の熱及び光安定剤としての用途が認められており、有機スズ誘導体は、PVCのための熱安定剤として使用され、オクタノールは、様々なプラスチックにおける炭酸カルシウムフィラーの適合性を改善するものであり、2-エチルヘキサノールは、発泡ポリスチレンビーズをつくるのに使用される。

0100

数多くのアルコール、特に炭素数8のアルコールは、潤滑剤耐磨耗剤添加物としてジアルキルジチオホスフェート亜鉛を製造するために用いられる。潤滑油に対する粘度指数を改良するためには、少量が使用される。様々な、性能が向上した油回収工程で、地下の貯蔵油を取り出すために、ヘキサノールまたはへプタノールを含有する調製物が利用され、アルコール及びその誘導体は、油製造において消泡剤としても使用される。

0101

2-エチルヘキサノール及びイソオクチルアルコールなどの可塑剤系列のアルコール、ならびにこれらのアルコールからつくられた界面活性剤は、農業分野化学製品用の乳化剤及び湿潤剤として使用される。

0102

洗浄剤系列の材料に対する、例えば、硫酸化エトキシ化、及びアミノ化などの工程と同様の工程を用いて、数多くの界面活性剤が可塑剤系列のアルコールからつくられる。これらの界面活性剤は、主として工業及び商業分野において適用されるものである。アミン及びトリアルキルアミンのいずれも、鉱石泡沫浮遊選鉱において使用され、アルコールは、鉱物濃縮物脱水またはエマルジョン破壊に使用されることもある。

0103

炭素数8までのアルコールは、鎖状または分岐状ヘキサノールの誘導体と同様に、専門の溶媒としての適用範囲を有する。2-エチルヘキサノールに対する他の適用分野としては、インクコーティング剤、及びポリエステル織物用の染料が挙げられる。鎖状アルコールのトリアルキルアミンは、はんだ融剤において使用され、そしてヘキサノールは、はんだ付融剤の溶媒として用いられる。

0104

本発明のインターカラントモノマーとして、及び/または極性有機溶媒(マトリックスモノマー)として、多価アルコールも好適に使用される。このような多価アルコールの例として、以下のものが挙げられる。

0105

(1)ペンタエリスリトール、テトラメチロールメタン

0106

0107

(2)ジペンタエリスリトール

0108

0109

(3)トリペンタエリスリトール

0110

0111

(4)トリメチロールエタン

0112

0113

(5)トリメチロールプロパン

0114

0115

(6)ジトリメチロールプロパン

0116

0117

ペンタエリスリトールの最も重要な産業上の用途は、様々な塗料、コーティング剤、及びワニスにあり、ここで、前記多価アルコールが有する4つの水酸基架橋形成能が重大である。アルキド樹脂は、フタル酸またはマレイン酸などの有機酸及び天然油脂種と、ペンタエリスリトールを反応させることによって製造される。

0118

ペンタエリスリトールを唯一アルコール基供給源として用いて得られる樹脂は、高い粘度及び速乾性を有するという特徴が認められる。これらの樹脂は、水及びガソリンに対して優れた耐性も呈するものであり、さらにはフィルム硬度及び接着性が向上している。アルキド樹脂の特性は、ペンタエリスリトールのすべてまたは一部を、グリコール、グリセロール、トリメチロールエタン、またはトリメチロールプロパンに置換することによって変化させることができ、これによって機能性が減じられうる。同様に、有機酸をアジピン酸などの長鎖を有する酸に置換し、あるいは、油成分(亜麻仁油ダイズ油等)の含量を変更することで、最終的に得られる産物の乾性硬度、及び磨耗特性が変わる。触媒及び実際の調製工程も、樹脂の特性全体に有意に影響を及ぼすものである。

0119

濃縮した硝酸を用いて四硝酸塩にまでペンタエリスリトールをニトロ化することにより形成される爆薬は、起爆薬導火線充填剤として一般的に使用される。少量のジペンタエリスリトールを含有するペンタエリスリトールを使用することで結晶作用が生じ、この結果、導火線の燃焼反応に重要な、優れた自由流動特性を有する嵩密度が高い産物が得られる。

0120

ペンタエリスリトールは、オレフィン酢酸ビニル及びアルコール、メチルメタクリレート及びウレタンを包含する様々なポリマーと共に、自己消失性、非滴下性、炎焼遅延性組成物において使用される。これらの物質の調製物には、リン化合物が添加される。火に曝されると、濃密な泡が産生され、火焔に耐性を有する障壁が形成される。

0121

ペンタエリスリトールを含有するポリマー組成物は、二次的な耐熱、耐光及び耐候性の安定剤としても、安定剤主成分としてのカルシウム、亜鉛、またはバリウム塩(通常、ステアリン酸塩)と共に使用される。ポリマーは、プラスチックまたは織物の形状などであってよい。ペンタエリスリトール及びトリメチロールプロパンアクリルエステルは、無溶媒ラッカー調製物における光照射による硬化において有用であり、主要なフィルム成分(通常、ウレタンのアクリル酸エステルエポキシ、またはポリエステル)に架橋能を提供する。特定の専用フィルムでは、ジペンタエリスリトール及びジトリメチロールプロパンが利用される。

0122

ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、またはトリメチロールエタンを用いてコーティングされた二酸化チタン顔料は、塗料またはプラスチック調製物において使用される場合に、向上した分散性を呈する。ポリオールは一般に、約0.1〜0.5%のレベルで添加される。

0123

グリコールもまた、本発明のインターカラントモノマー及び/または極性有機溶媒(マトリックスモノマー)の双方として好適である。グリセロールは、安全性の高い食品添加物であるので、他のほとんどすべての産業において別の態様に利用されているように、特に有用な多価アルコールである。

0124

グリセロールは、様々な野菜動物性脂肪に結合したかたちで存在しているが、食物として容易に消化され、非毒性であって、その炭化水素と共に代謝が起こる。香味及び着色剤においては、グリセロールは溶媒として使用され、これらに密度を添えるものである。グリセロールは、溶媒、湿潤剤、及び媒体としてシロップの成分に使用される。キャンディー及びアイシングでは、グリセロールによって砂糖結晶化が遅延される。グリセロールは、急速冷凍の際に食物に直接接触する場合の伝熱媒体として、ならびに食物加工及び包装のために使用される機械の潤滑剤として使用される。特にショートニング及びマーガリンでにおけるポリグリセロールの使用が増加してきている。

0125

薬物及び医薬品においては、グリセロールは多くの着色剤及びエリキシルの成分であり、スターチのグリセロールはゼリー及び軟膏に使用される。また、グリセロールは感冒薬及びグリセロール−フェノール溶液などの麻酔剤で、また治療用に、ならびに細菌学的培養用の培地にも用いられる。香粧品では、皮膚を軟化させて水分を保つべく、グリセロールは多くのクリーム及びローションに使用される。歯磨きでは、所望の滑らかさ、粘度を維持し、ペーストに光沢を与えるために、広く使用される。

0126

食肉包装材ならびに、グラシン紙及び油脂耐性紙などの特別なタイプの紙には、柔軟性及び強度を与えるために可塑剤を加える必要があり、グリセロールはこれらに使用される基材に完全に適合性を有し、これらに吸収同化され、そして結晶化したりあるいは揮発することがほとんどない。

0127

グリセロールは、油が使えない場合に代わりに潤滑剤として使用することができる。鉱物油よりも酸化に対する耐性を有するので、酸素コンプレッサーでの使用が推奨される。さらに、油性の潤滑剤を溶解してしまうような、ガソリンやベンゼンなどの流体に曝される、ポンプ及びベアリングの潤滑剤としても使用される。食物、医薬、及び香粧品の製造において潤滑剤と接触する機会が生じる場合には、油に代わってグリセロールを使用するとよい。

0128

グリセロールは、密度が高くまた低温での流動性保持能があり、修飾を施さなくても価値を有するので、潤滑剤として使用されることが多い。潤滑剤としての能力を高めるために、剥離されたフィロシリケート小板が、グリセロール中に分散される。ナノ合成物の粘度は、水、アルコール、またはグリコールを添加することによって低下させることができるが、フィロシリケート小板の負荷量を高めることで増大させうる。このようなナノ合成組成物のペーストは、パイプ接合部、ガス管パッキン、またはこれらと同様の適用範囲において使用可能である。高圧ゲージ及びバルブで使用するためには、グリセロールに石鹸を添加して、粘度が増加され、その潤滑剤としての能力が向上される。金属のダイ圧縮においては、不乾性潤滑剤としてグリセリン及びグルコースの混合物が用いられる。グリセロールは、繊維産業において、紡績編糸、及び織布などの作業で、いわゆる繊維油剤と組み合わせて使用されることも多い。

0129

粉砕したコルク及び糊料を用いてつくられたシート及びガスケットにも、柔軟性及び強度を添えるため、湿潤作用を有する可塑剤を添加する必要がある。グリセロールは、蒸気圧が低く、油及びグリースによって抽出されず、容易にコルクに吸収されて糊料に適合するので、前記用途に使用される。グリセロールは、食物と接触する王冠シーラー及びコルクストッパーに用いられる場合に、非毒性というさらなる要求を満たすものである。

0130

グリセロールは、セメント合成物、コーキング合成物、潤滑剤、及び圧力媒体に使用される。また、マスキング剤及び遮蔽剤、はんだ剤にも使用され、さらには、石鹸、洗剤などの洗浄用材料ならびに湿潤剤、また、アスファルトセラミック写真製品皮革及び木材処理などの産業分野における乳化剤及び皮膚の保護剤らびに接着剤等、多岐にわたる適用範囲を有する。

0131

ポリグリセロールは、グリセロールの特性の多くを有している。ジグリセロール(HOCH2CHOHCH2OCH2CHOHCH2OH)は、グリセロールの25倍程度の粘性を有する、高粘度の液体(65.6℃にて287 mm2/s(=cSt))である。ポリグリセロールによって、グリセロールより大きな可撓性及び機能性が賦与される。リアコンタグリセロール(riacontaglycerol、30倍濃縮されたグリセロール分子)までのポリグリセロールが市販されており、それ以上のものは、固形である。これらは水、アルコール及び他の極性溶媒に可溶性である。これらも湿潤剤として、グリセロールと同様に作用するが、グリセロールより極めて高い分子量を有し、沸点もかなり高い。ポリグリセロールマトリックスモノマーベースの、フィロシリケート小板を含有する本発明の産物は、表面活性剤、可塑剤、接着剤、潤滑剤、抗菌剤、特殊医薬品及び、規定食品に有用である。

0132

エチレングリコールモノマー及びプロピレングリコールモノマー、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、及びヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートなどのグリコールは、インターカラントモノマー及び/または本発明のナノ合成物を形成するうえでの極性有機性担体(マトリックスモノマー)として有用である。他の好適なエチレングリコールには、ジエチレングリコールトリエチレングリコール、及びテトラエチレングリコールなどが包含される。

0133

トリエチレングリコールは、揮発性が低い優れた吸湿剤であり、天然ガス用の液体乾燥剤として使用される。樹脂の含浸剤及び他の添加剤蒸着性印刷用インク芳香族炭化水素パラフィン族炭化水素との分離剤、洗浄剤、ならびにポリ(エチレンテレフタレート)産物の洗浄装置における溶媒として、トリエチレングリコールは使用される。トリエチレングリコールの凝固点降下特性は、伝熱流体での使用において基礎をなす特性である。

0134

トリエチレングリコールは、ビニル可塑剤として所定の形態で使用される。トリエチレングリコールの脂肪酸誘導体は、乳化剤、解乳化剤、及び潤滑剤として使用される。トリエチレングリコールより誘導されるポリエステルは、グラスファイバーアスベスト、布、または紙のための低圧積層品に有用である。トリエチレングリコールは、積層剤として使用されるアルキド樹脂の製造において、また接着剤においても有用である。

0135

テトラエチレングリコールは、水及び多くの有機溶媒に混和しうる。テトラエチレングリコールより低級なグリコール類に属するものよりも吸湿性は低いものの、天然ガスの脱水等で、限定的に利用される湿潤剤である。他の用途としては、コルク、接着剤、及び他の物質の湿潤化及び可塑化等に使用される。

0136

テトラエチレングリコールは、可塑剤として直接的に使用されたり、あるいは可塑剤を製造するために脂肪酸を用いてエステル化することにより修飾して使用されたりする。テトラエチレングリコールは、シリコンゴム、ポリ(ビニルアセテート)、及びセルローストリアセテートなどの分離膜を可塑化するために直接的に使用される。セラミック材料にも可塑剤としてテトラエチレングリコールが利用され、耐火プラスチック及び成型セラミックにおいても、テトラエチレングリコールが使用される。さらには、テトラエチレングリコールは、シアノアクリレート及びポリアクリロニトリル接着剤の物理的特性を向上するためにも使用され、化学的に修飾してポリイソシアネートポリメタクリレートを形成し、接着剤として用いられるシリコン化合物に含有せしめられる。

0137

プロピレングリコールは、食品、医薬、香粧品及び、経皮的な摂取または吸収の可能性を孕んだ他の適用範囲において、一般に用いられている。プロピレングリコールの工業上用いられる等級は、通常他の用途に対する条件として指定されているものである。一般には、他のほとんどのグリコールと同様に、プロピレングリコールは無臭且つ無色であり、完全に水溶性であるのみならず、有機物に対して広範なる可溶性を有している。プロピレングリコールは、抗微生物剤としても知られており、有効な食品保存剤である。

0138

プロピレングリコールは、濃縮香味料産業において、香料用に重要な溶媒であり、品質の高い濃縮香味料を低価格で製造することを可能ならしめるものである。また、プロピレングリコールは、天然ゴムのための優れた湿潤剤でもあり、これによって柑橘及び他の乳化香味料を複合することが大いに簡易ならしめられる。プロピレングリコールもまた、エリキシル及び何らかの水溶性成分を含有する他の医薬調剤の溶媒としての用途や、日焼け止めローション、シャンプーシェービングクリーム、及び他の類似産物における溶媒としての用途も備えるものである。

0139

プロピレングリコールの水溶液は、優れた不凍性を呈し、従って、低温伝熱流体として価値を有する。これらの流体は一般に醸造及び酪農産業で使用され、また、食料雑貨小売店での冷蔵用陳列ケースにも使用される。プロピレングリコールもまた、有効な湿潤剤、保存剤、及び安定剤であり、半生セミモイスト)タイプのペットフードパン菓子類製品、食物香味料、サラダドレッシング、及びシェーブクリームなどの多様な適用範囲において使用される。また、印刷インクの溶媒及び可塑剤として、生け花の保存剤として、水硬性流体における安定剤としても使用される。一般市場及び産業用の、建築物暖房及び冷房システム化学プラント定置機関、及び太陽熱回収において使用される伝熱流体を、工業用の等級のプロピレングリコールを用いて調製することができる。

0140

ヒマシ油に対するジプロピレングリコールの高い溶解性によって、水硬性のブレーキ液調製剤の成分としての有用性が示唆され、他の特定の油に対する親和性によって、同様に切削油、繊維の潤滑剤、及び工業用石鹸における使用などが示される。芳香性または臭気の少ない等級のジプロピレングリコールが、香料産業における調製用溶媒として、及び消臭剤等の身体ケア用品に対する確立された基本標準である。

0141

トリプロピレングリコールは、他のグリコールによって申し分のない成果が得られない場合に多くの適用範囲を有する、優れた溶媒である。トリプロピレングリコールが有する印刷インク樹脂の可溶化能のゆえに、手についたインクのシミを除去する目的で製造されるクリームで使用することができる。水溶性及び多くの有機化合物に対する良好な溶解力に加えて、揮発性が低く沸点が高いという特性を併せ持っているので、トリプロピレングリコールもまた、繊維用石鹸及び潤滑剤、切削油濃縮液、ならびに多くの類似産物の、調製物による用途が導かれるものである。

0142

ポリウレタン産業で、水酸基末端を有するポリエステルポリオールの製造における中間体としての、ネオペンチルグリコールについての他の用途が提供される。基本的に同じ成分から出発して、柔から剛までの発泡物からエラストマー及び接着剤に及ぶ広範な特性を有する産物を、ネオペンチルグリコールをもとにして、ポリオールから製造することができる。このグリコールは熱、加水分解、及び紫外線に対する安定性を向上させるためにも用いられる。

0143

基材として貯溜したポリエステル中で、ネオペンチルグリコールを用いて、合成潤滑剤がつくられる。特別な、高性能航空機用潤滑剤に対して、ネオペンチルグリコールからつくったポリエステル濃化剤を包含させることで、優れた耐熱性及び粘度制御能が付与される。ネオペンチルグリコールは、ある種の屋外での適用にとって必要な、熱、加水分解、及び紫外線に対する安定性を向上させたポリマー可塑剤を製造するためにも使用される。

0144

トリメチルペンタンジオールは、カップリング剤として硬表面洗浄剤において、また、一時的または半永久的な毛髪染料において使用される。トリメチルペンタンジオールまたはその誘導体が関わる他の適用は、ウレタンコーティング剤の反応性希釈剤として、遮音剤、ガラス積層の接着剤として、殺細菌−殺真菌剤として、そしてポリ(塩化ビニル)接着剤の架橋剤として、ウレタンエラストマー、発泡物への含有が挙げられる。

0145

1,4-シクロヘキサンジメタノールが市場において重要な位置を占める他の分野は、ポリウレタン発泡物の製造である。2つの第一級水酸基によって、ジイソシアネートとの速やかな反応速度が達成され、これにより、かかるジオールの発泡物中での硬化剤として優れた用途が提供される。特に荷重支持特性などの、発泡物の物理特性を改善するうえでの寛容度が、このジオールによって提供される。一般的に、高い弾力性を有する発泡物を製造するうえで使用される1,4-シクロヘキサンジメタノールの添加量に伴って、荷重運搬能は増大する。1,4-シクロヘキサンジメタノールの他のポリウレタン誘導体には、広範なる硬度及び弾性力を備えた合成ゴム産物に有用なエラストマーが包含される。

0146

ヒドロキシピバニルヒドロキシピバレートすなわち3-ヒドロキシ-2,2-ジメチルプロピル3-ヒドロキシ-2,2-ジメチルプロピオネートは、室温では白色の結晶固形物であり、以下の化学式で表される。

0147

0148

これは、良好な耐候性及び酸性雨に対する耐性を有することが特に重要である、表面コーティング剤に使用するためのポリエステル樹脂を製造するのに使用される。

0149

ヒドロキシピバニルヒドロキシピバレートは、ほとんどのアルコール、エステル溶媒、ケトン、及び芳香族炭化水素に可溶性である。また、水には部分的に可溶性である。

0150

1つの芳香環に結合した1以上の水酸基を有する、アルキルフェノールクロロフェノールクレゾールヒドロキノンレゾルシノールピロカテコールポリヒドロキシベンゼン、及びモノマーフェノールアルデヒド、フェノールエーテル、及びアミノフェノールを包含するフェノールもまた、インターカラントモノマーとして及び/または極性有機性液体担体として好適な、ヒドロキシ官能基を有する極性有機化合物として機能する。好適なフェノールアルデヒド、フェノールエーテル及びアミノフェノールの例は以下の通りである。

0151

代表的な一価フェノールアルデヒド
o-ヒドロキシベンズアルデヒド、p-メトキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-p-トルアルデヒド、4-ヒドロキシ-o-トルアルデヒド、6-ヒドロキシ-m-トルアルデヒド、及び4-ヒドロキシ-m-トルアルデヒド。
代表的な二価フェノールアルデヒド
3,4-ジヒドロキシベンズアルデヒド、4-ヒドロキシ-3-メトキシベンズアルデヒド、3,4-ジメトキシベンズアルデヒドヘリオトロピン、3,4-メチレンジオキシベンズアルデヒドブルボナール、3-エトキシ-4-ヒドロキシベンズアルデヒド、3-ヒドロキシ-4-メトキシベンズアルデヒド、2-ヒドロキシ-3-メトキシベンズアルデヒド、2,5-ジヒドロキシベンズアルデヒド、及び2,4-ジホルミル-6-メトキシフェノール

0152

代表的な三価フェノールアルデヒド
4-ヒドロキシ-3,5-ジメトキシベンズアルデヒド。

0153

代表的な多価フェノールアルデヒド
1-ホルミル-2-ナフトール、4-ホルミル-1-ナフトール、2-ホルミル-1-ナフトール、3-ホルミル-1-ナフトール、及び2-アントロール-1-アルデヒド。

0154

代表的なフェノールエステル
メトキシベンゼン、4-メトキシトルエン、エトキシベンゼン、1-メトキシ-4-プロペニルベンゼン、1-アリル-4-メトキシベンゼン、フェニルエーテル、2-メトキシフェノール、1,2-ジメトキシベンゼン、1-アリル-3,4-ジメトキシベンゼン、オイゲノール、1-ヒドロキシル-2-メトキシ-4-シス-プロペニルベンゼン、1-ヒドロキシル-2-メトキシ-4-トランス-プロペニルベンゼン、サフロールイソサフロール、4-メトキシフェノール、4-ベンジロキシフェノール、1,4-ジメトキシベンゼン、2-エトキシナフタレン、及び2-メトキシナフタレン

0155

前記アミノフェノールの塩も好適であり、これら塩には、以下のものが挙げられる。すなわち、塩酸塩ヨウ化水素塩、シュウ酸塩酢酸塩クロル酢酸塩、トリクロル酢酸塩、硫酸塩、及びヒドロ硫酸塩。2-及び4-アミノフェノールは、強力な還元剤であり、塗料の腐食防止剤として、ナノ合成物中で機能を果たすことができる。2-アミノフェノール及び4-アミノフェノールの双方とも、皮革、毛皮、及び毛髪遮光剤(shading agent)として有用であり、3-アミノフェノールは、塩素化した熱可塑性ポリマー用の安定剤として有用である。誘導体には、2-アミノ-4-ニトロフェノール、2-アミノ-4,6-ジニトロフェノール、2-アミノ-4,6-ジクロロフェノール、3-(N,N-ジメチルアミノ)フェノール、3-(N-メチルアミノ)フェノール、3-(N,N-ジエチルアミノ)フェノール、3-(N-フェニルアミノ)フェノール、4-アミノ-2-ヒドロキシ安息香酸、4-(N-メチルアミノ)フェノール、4-(N,N-ジメチルアミノ)フェノール、4-ヒドロキシアセトアニリド、4-エトキシアセトアニリド、及びN-(4-ヒドロキシフェニル)グリシン

0156

代表的なアミノフェノール及びその塩及び誘導体
以下の式で表される2-アミノフェノール

0157

0158

以下の式で表される3-アミノフェノール

0159

0160

以下の式で表される4-アミノフェノール

0161

0163

代表的な直鎖状アルケン酸、CnH(2n-2)O2、構造名(慣用名)
プロペン酸アクリル酸)、トランス-2-ブテン酸クロトン酸)、シス-2-ブテン酸(イソクロトン酸)、3-ブテン酸(ビニル酢酸)、2-ペンテン酸(β-エチルアクリル酸)、3-ペンテン酸(β-ペンテン酸)、4-ペンテン酸(アリル酢酸)、2-ヘキセン酸イソヒドロアスコルビン酸)、3-ヘキセン酸(ヒドロソルビン酸)、トランス-2-ヘプテン酸2-オクテン酸、2-ノネン酸、トランス-4-デセン酸、シス-4-デセン酸、9-デセン酸(カプロオレイン酸)、10-ウンデセン酸ウンデシレン酸)、トランス-3-ドデセン酸(リンデリン酸)、トリデセン酸、シス-9-テトラデセン酸(ミリストオレイン酸)、ペンタデセン酸、シス-9-ヘキサデセン酸(シス-9-パルミトオレイン酸)、トランス-9-ヘキサデセン酸(トランス-9-パルミトオレイン酸)、9-ヘプタデセン酸、シス-6-オクタデセン酸ペトロセリン酸)、トランス-6-オクタデセン酸(ペトロセラジン酸)、シス-9-オクタデセン酸(オレイン酸)、トランス-9-オクタデセン酸(エライジン酸)、シス-11-オクタデセン酸、トランス-11-オクタデセン酸(バクセン酸)、シス-5-エイコセン酸、シス-9-エイコセン酸(ゴドレイン酸)、シス-11-ドコセン酸(セトオレイン酸)、シス-13-ドコセン酸(エルカ酸)、トランス-13-ドコセン酸(ブラシジン酸)、シス-15-テトラセン酸(セラコオレイン酸)、シス-17-ヘキサコセン酸(キシメン酸)、及びシス-21-トリアコンテン酸(ルメクェン酸)。

0164

代表的なポリ不飽和脂肪酸、構造名(慣用名)
代表的なジエン酸、CnH2n-4O2
2,4-ペンタジエン酸(β-ビニルアクリル酸)、2,4-ヘキサンジエン酸(ソルビン酸)、トランス-2,4-デカジエン酸、トランス-2,4-ドデカジエン酸、シス-9,シス-12-オクタデカジエン酸リノール酸)、トランス-9,トランス-12-オクタデカジエン酸(リノールエライジン酸)、5,6-オクタデカジエン酸(ラバレン酸)、及び5,13-ドコサジエン酸。

0165

代表的なトリエン酸、CnH2n-6O2
6,10,14-ヘキサデカトリエン酸(ヒラゴン酸)、シス-9,シス-12,シス-15-オクタデカトリエン酸リノレン酸)、シス-9,トランス-11,トランス-13-オクタデカトリエン酸(α−エレオステアリン酸)、トランス-9,トランス-11,トランス-13-オクタデカトリエン酸(β−エレオステアリン酸)、シス-9,シス-11,トランス-13-オクタデカトリエン酸(プニカ酸)、及びトランス-9,トランス-12,トランス-15-オクタデカトリエン酸(リノールエライジン酸)。

0166

代表的なテトラエン酸、CnH2n-8O2
4,8,12,15-オクタデカテトラエン酸(モロクチ酸)、シス-9,トランス-11,トランス-13,シス-15-オクタデカテトラエン酸(α−パリナリン酸)、トランス-9,トランス-11,トランス-13,トランス-15-オクタデカテトラエン酸(β−パリナリン酸)、及び5,8,11,14-エイコサテトラエン酸(アラキドン酸)。

0167

代表的なペンタエン酸、CnH2n-10O2
4,8,12,15,19-ドコサペンタエン酸イワシ酸
代表的な置換酸、構造名(慣用名)
2-メチルプロペン酸(メタクリル酸)、2-メチルプロパン酸(イソ酪酸)、2-メチル-シス-2-ブテン酸(アンゲリカ酸)、2-メチル-トランス-2-ブテン酸(チグリン酸)、3-メチル-2-ブテン酸(β,β−ジメチルアクリル酸)、2-メチルブタン酸、3-メチルブタン酸イソ吉草酸)、2,2-ジメチルプロパン酸(ピバリン酸)、2-エチルヘキサン酸、3,11-ジヒドロキシテトラデカン酸(イプロール酸)、2,15,16-トリヒドロキシヘキサデカン酸(ウスチリン酸)、9,10,16-トリヒドロキシヘキサデカン酸(アリューリチ(aleuritic)酸)、16-ヒドロキシ-7-ヘキサデセン酸(アンブレットール酸)、12-ヒドロキシ-シス-9-オクタデセン酸(リシノール酸)、12-ヒドロキシ-トランス-9-オクタデセン酸(リシノエライジン酸)、4-オキソ-9,11,13-オクタデカトリエン酸(リカン酸)、9,10-ジヒドロキシオクタデカン酸、12-ヒドロキシオクタデカン酸、12-オキソオクタデカン酸、18-ヒドロキシ-9,11,13-オクタデカトリエン酸(カムロレン酸)、12,13-エポキシ-シス-9-オクタデセン酸(ベルノール酸)、8-ヒドロキシ-トランス-11-オクタデセン-9-イン(ynoic)酸(キシメニノール酸)、8-ヒドロキシ-17-オクタデセン-9,11-ジイン酸(イサノール(isanolic)酸)、及び14-ヒドロキシ-シス-11-エイコセン酸(レスエロール(lesquerolic)酸)。

0168

脂環式化合物で置換された代表的な脂肪酸(慣用名)
代表的なシクロペンチル化合物
レプレノール酸、アレプレスチ酸、アレプリル酸、アレプリン酸、ヒドノカルピン酸、及びショールームグリン酸。

0169

代表的なシクロプロペニル化合物
マルバリン(malvalic)酸(ハルフェン(halphenic)酸)、ステルクリン酸、及びラクトバチルス酸。

0170

0171

代表的な分岐鎖を有する酸(慣用名)
2-メチルプロパン酸(イソ酪酸)、2-メチルブタン酸(イソペンタン酸)、3-メチルブタン酸(イソ吉草酸)、2,2-ジメチルプロパン酸(ネオペンタン酸)、2-エチルヘキサン酸、混合異性体イソノナン酸)2,2-ジメチルオクタン酸(ネオデカン酸)、及び混合異性体(イソステアリン酸)。

0172

代表的なトリアルキル酢酸
トリアルキル酢酸は、以下の一般構造式で示される、

0173

0174

(式中、R、R’、及びR”は、Cx2x+1を表し、xは1以上の数を表す。)
これに属するもののうち最も低級のもの(R=R’=R”=CH3)は、C5酸、トリメチル酢酸、あるいは2,2-ジメチルプロパン酸(また、ネオペンタン酸、ピバリン酸)と称される。また、属する高級トリアルキル酸について、製品は概して、異性体の混合物であり、これは、異性体が混合した供給原料を使用する結果、及び製造工程における化学的転位の結果生じるものである。

0175

トリアルキル酢酸は、ポリマー、医薬品、農業用化学製品、香粧品、及び金属加工用流体などの分野において、数多くの用途を有する。市場において重要なこれらの酸の誘導体には、塩化物ペルオキシエステル金属塩ビニルエステル、及びグリシジルエステルなどが包含される。

0176

ネオデカン酸またはVersatic 10と称されるC10トリアルキル酢酸は、室温下では液体であり、概して異性体混合物である。

0177

ネオデカン酸の金属塩もまた、ポリマーの調製における触媒として使用される。例えば、ネオデカン酸のビスマス、カルシウム、バリウム、及びジルコニウム塩は、ポリウレタンエラストマーの調製における触媒として使用されている。ネオデカン酸マグネシウム塩は、ポリオレフィン調製用の触媒系に用いられ、ネオデカン酸バナジウムコバルト、銅、または鉄塩は、共役ジエンブチルエラストマーのための硬化用触媒として使用される。

0178

ネオデカン酸金属塩は、塗料及びインクのための乾燥剤として、幅広い用途を有している。使用されるネオデカン酸金属塩には、銀、コバルト及びジルコニウム、さらには鉛、銅、マンガン、及び亜鉛等の塩が包含される。

0179

ネオデカン酸は、ポリ(塩化ビニル)熱安定化剤中の金属の担体としても使用される。この適用分野において使用される金属には、バリウム、カドミウム、及び亜鉛が包含される。スズもネオデカン酸塩として、無水マレイン酸のための熱安定化剤に挙げられている。

0180

接着促進剤
ネオデカン酸の用途として最近目覚ましいのは、ラジアルタイヤ用の接着促進剤における使用である。この適用分野では、ネオデカン酸のコバルトまたはニッケル塩が、スチールコードへのゴムの接着または結合を促進するために、タイヤ製造時に他の成分と共に使用される。その結果、接着強度が高く、熱による老化への耐性が良好になり、湿潤による老化への耐性が改善される。

0181

ネオデカン酸及びそのエステルは、エモリエント剤、乳化剤、及び可溶化剤として香粧品に使用される。ネオ酸の亜鉛または銅塩は、木材用の保存剤として使用される。

0182

アルデヒド
本発明のインターカラントモノマー及び/または極性有機性担体として好適な、代表的なアルデヒドには、以下のものが包含される。すなわち、ホルムアルデヒドアセトアルデヒドプロピオンアルデヒドブタナールn-ブチルアルデヒド)、2-メチルプロパナール(イソブチルアルデヒド)、ペンタナールn-バレルアルデヒド)、3-メチルブタナールイソバレルアルデヒド)、ヘキサナール(カプロアルデヒド)、ベンズアルデヒド、ヘプタナールヘプタアルデヒド)、オクタナールカプリルアルデヒド)、フェニルアセトアルデヒド、o-トルアルデヒド、m-トルアルデヒド、p-トルアルデヒド、サリチルアルデヒド(o-ヒドロキシベンズアルデヒド)、p-ヒドロキシベンズアルデヒド(4-ホルミルフェノール)、及びp-アニスアルデヒド(p-メトキシベンズアルデヒド)。

0183

用途
アルデヒドは、化学製品の中間体として最もその用途が認められるものである。対応するアルコール及び酸の前駆体として、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、及びブチルアルデヒドなどの製造がその例として挙げられる。低分子量のアルデヒドは、可塑剤産業の分野で重要な中間体である誘導体を形成するためのアルドール反応で濃縮されることも知られている。前記の通り、ブチルアルデヒドから製造される2-エチルヘキサノールは、ジ(2-エチルヘキシルフタレートの製造において使用される。アルデヒドは、溶媒(アルコール及びエーテル)、樹脂、及び染料の製造のための中間体としても使用される。イソブチルアルデヒドは、主な溶媒及びゴムの抗酸化剤の製造のための中間体として使用される。炭素数8〜13を有する脂肪族アルデヒドは、ほとんどすべてのタイプの香料及び芳香薬に使用される。アルデヒドのポリマー及びコポリマーも存在し、市場において重要なものである。

0184

ケトン
好適なケトンは、2つの脂肪族芳香族、または脂環族置換体に結合した、1以上のカルボニル基を含む有機化合物であり、以下の一般式によって表される

0185

0186

代表的なケトンには、脂肪族ケトンジケトン環状ケトン、及び芳香族ケトンが包含される。これらの例を以下に示す。

0187

構造名(通称または慣用名)
2-プロパノンアセトン)、2-ブタノンメチルエチルケトン)、2-ペンタノンメチルプロピルケトン)、3-メチル-2-ブタノン(メチルイソプロピルケトン)、4-メチル-2-ペンタノン(メチルイソブチルケトン)、2-ヘキサノンメチルn-ブチルケトン)、3-メチル-2-ペンタノン(メチルsec-ブチル-ケトン)、3,3-ジメチル-2-ブタノン(ピナコロン)、2-ヘプタノンメチルアミルケトン)、5-メチル-2-ヘキサノン(メチルイソアミルケトン)、2-オクタノンメチルヘキシルケトン)、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノンジアセトンアルコール)、3-ペタノン(ジエチルケトン)、2,4-ジメチル-3-ペンタノンジイソプロピルケトン)、2,6-ジメチル-4-ヘプタノンジイソブチルケトン)、3-ヘキサノン(エチルプロピルケトン)、3-ヘプタノンブチルエチルケトン)、3-オクタノン(エチルアミルケトン)、2,6,8-トリメチル-4-ノナノン(イソブチルヘプチルケトン)、3-ブテン-2-オンメチルビニルケトン)、3-メチル-2-ブテン-2-オン(メチルイソプロペニルケトン)、4-メチル-3-ペンテン-2-オン(メシチルオキシド)、4-メチル-4-ペンテン-2-オン(イソメシチルオキシド)、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン(イソフォロン)、3,5,5-トリメチル-3-シクロヘキセン-1-オン(β-イソフォロン)、2,3-ブタンジオンジアセチル)、2,3-ペンタンジオン、2,4-ペンタンジオン(アセチルアセトン)、2,5-ヘキサンジオンシクロペンタノンアジピックケトン)、シクロヘキサノン(ピメリックケトン)、シクロヘプタノン、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンアセトフェノンメチルフェニルケトン)、ベンゾフェノンジフェニルケトン)、1-フェニル-2-プロパノン(フェニルアセトン)、及びプロピオフェノンフェニルエチルケトン)。

0188

代表的な1,2-ジケトン
2,3-ペンタンジオン、2,3-ヘキサンジオン、3,4-ヘキサンジオン、4-メチル-2,3-ペンタンジオン、3,4-ヘプタンジオン、5-メチル-2,3-ヘキサンジオン、2,3-オクタンジオン、4,5-オクタンジオン、2,5-ジメチル-3,4-ヘプタンジオン、5-メチル-3,4-ヘプタンジオン、6-メチル-3,4-ヘプタンジオン、1,2-シクロペンタンジオン、1,2-シクロヘキサンジオンベンジル、1-フェニル-1,2-プロパンジオン、及び1,2-ナフタレンジオン。

0189

代表的な1,3-ジケトン
2,4-ヘキサンジオン、3,5-ヘプタンジオン、2,4-ヘプタンジオン、3,5-オクタンジオン、5-メチル-2,4-ヘキサンジオン、2,6-ジメチル-3,5-ヘプタンジオン、2,4-オクタンジオン、5,5-ジメチル-2,4-ヘキサンジオン、6-メチル-2,4-ヘプタンジオン、1,3-シクロペンタンジオン、1,3-シクロヘキサンジオン、5,5-ジメチル-1,3-シクロヘキサンジオン、1-フェニル-1,3-ブタンジオン、1-フェニル-1,3-ペンタンジオン、1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオン、及び1-フェニル-2,4-ペンタンジオン。

0190

代表的な環状ケトン、(CH2)xC=O
シクロプロパノンシクロブタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、シクロノナノン、シクロデカノン、シクロウンデカノン、シクロドデカノンシクロトリデカノン、シクロテトラデカノン、シクロペンタデカノンシクロヘキサデカノンシクロヘプタデカノン、シクロオクタデカノン、シクロノナデカノン、及びシクロコサノン。

0191

代表的な芳香族ケトン
産業上重要な芳香族ケトンには、アセトフェノン、プロピオフェノン、及びベンゾフェノンが包含される。

0192

本発明のインターカラントモノマーとして及び/または有機性液体担体(マトリックスモノマー)として使用するために好適な、1以上のアミンまたはアミド官能基を有する極性有機化合物には、アルキルアミン、アミノシクロアルカン及びアミノシクロアルカン置換体、環状脂肪族ジアミン脂肪族アミン、ならびに脂肪族アミドなどの、あらゆる有機アミン及び/またはアミドが包含される。

0193

フィロシリケートをインターカレーションするための、及び/または本発明のナノ合成物を製造するうえで剥離された層状物の個々の小板と混合するための、インターカラントモノマーとして及び/または有機性液体担体(マトリックスモノマー)として、アミン及びアミドは、単独でも、または混合物としても好適である。アミン及びアミドは、低級脂肪族アミン、アルキルアミン、環状脂肪族アミンまたはアミノシクロアルカン及びアミノシクロアルカン置換体、環状脂肪族ジアミン、脂肪族アミン、メチレンジアニリン及びフェニレンジアミンを包含する芳香族アミンジアミノトルエンジアリールアミンアルカノールアミンアニリン及びその誘導体を包含する、いかなる一級二級、及び/または三級アミンまたはアミドでも可能である。

0194

層状シリケート物をインターカレーション及び剥離するために使用されるインターカラントモノマーとして、及び/またはナノ合成物を形成するうえで個々の小板と混合するための極性有機性担体として有用な、好適なアミンの例は、以下の表4〜11に示すとおりである。

0195

0196

0197

0198

0199

0200

0201

0202

0203

ナノ合成物の用途
脂肪族アミン及びそれらアミン由来の化学製品は、多くの産業分野で使用されている。チッ素誘導体に対する用途は、織物柔軟剤、油田用化学製品、アスファルト乳化剤石油添加物、及び採鉱などである。

0204

特に脂肪族アミンを酢酸で中和して調製される酢酸塩などのアミン塩は、浮遊選鉱剤(採集剤)、腐食防止剤、及び潤滑剤として有用である。

0205

エトキシル化及びプロポキシル化したアミンは、織物及びプラスチック産業において、静電気防止剤として重要な用途を有している。エトキシル化物は、補助剤として農業分野においても使用される。アミン酸化物に対する用途の例には、洗浄剤、ならびにフォーム状製品の発泡圧剤及び安定剤として身体ケア用製品の分野において、またグラスファイバー用の分散剤として、さらにはガス回収システムにおける発泡成分などが包含される。

0206

ジアミンに対する重要な用途には、腐食防止剤、浮遊選鉱剤、顔料湿潤剤除草剤、及びアスファルト乳化剤などが挙げられる。

0207

脂肪族アミン及びその誘導体は、油田において、腐食防止剤、界面活性剤、乳化/乳化破壊ならびにゲル化剤として幅広く使用されている。採鉱の産業分野では、アミン及びジアミンは、鉱物の回収及び精製、浮遊選鉱、ならびに選鉱において使用される。脂肪族ジアミンは、アスファルトエマルジョンを調製するためのアスファルト乳化剤として、重要な用途を有している。ジアミンは、エポキシ硬化剤、腐食防止剤、ガソリン及び燃料油の添加剤、ならびに顔料の湿潤剤としても使用されている。これらに加えて、アミンの誘導体、両性アミン、及び長鎖アルキルアミンは身体ケア用産業分野において、陰イオン性及び陽イオン性界面活性剤として使用されている。

0208

芳香族アミン
アニリン及びその誘導体
アニリン(ベンゼンアミン)は、最も簡単な第一級芳香族アミンである。

0209

0210

0211

0212

0213

0214

0215

ジアリールアミンは、ポリマー用の安定剤及び抗酸化剤、爆薬用の安定剤、重合阻害剤として、及び染料において産業上最も重要な価値を有するものである。ジアリールアミンは、ゴムの劣化を惹き起こす過酸化連鎖反応を阻止することによって、ゴムの抗酸化剤として機能する。市販されているほとんどすべての、ネオプレン、ブチル、スチレンブタジエンを含む合成ゴム、及びアクリロニトリル−ブタジエンゴムを、約1〜2%のアルキル化ジフェニルアミンを用いることによって保護することができる。

0216

ジフェニルアミン抗酸化剤は、屋根用アスファルト、潤滑剤グリース、シリコンエナメル、ポリアミド、アセタール樹脂、及び他の炭化水素を安定化させるためにも広範に使用される。また、グリコール熱交換液凍結防止剤)の腐敗防止剤として、及び鋼用の揮発性腐食防止剤として使用されている。また、三酸化イオウの安定化能も有する。

0217

0218

0219

0220

0221

アルカノールアミン及びその誘導体は、多岐にわたる家庭用品及び工業分野における実用範囲で使用される。非イオン性界面活性剤アルカノールアミド)は、高温にて、アルカノールアミンを脂肪酸と反応させることによって形成することができる。このアミドとしては、反応物を2:1の割合として製造した場合の液体で、水溶性のもの、あるいは、反応物を1:1の割合として製造した場合の固体で、水に難溶性のもの、すなわち、「スーパー」アミドなどを挙げることができる。これらの産物は、泡沫安定剤として有用であり、洗濯用洗浄剤、食器用洗剤液、シャンプー、及び香粧品の浄化作用を補助するものである。また、静電気防止剤、ガラスコーティング剤燃料ゲル化剤、掘穿泥水安定剤、乳化破壊剤、及び採鉱における浮遊選鉱にも使用される。室温にてアルカノールアミドを脂肪酸と反応させると、中性アルカノールアミン石鹸を製造することができる。アルカノールアミン石鹸は、香粧品、光沢剤金属加工液、繊維産業での適用品農業製品、家庭用クリーナー、及び医薬品などに配合される。

0222

アルキルアルカノールアミン
アミノエチルエタノールアミン及びその誘導体は、繊維、洗浄剤、織物柔軟剤、キレート剤、水処理、石油、油田及びガス調整製品、農業及び医薬製品、乳化剤、採鉱用化学薬品、腐食防止剤、ならびに香粧品用界面活性剤において使用される。

0223

ジメチルエタノールアミンジエチルエタノールアミン、及びこれらの誘導体は、農薬、腐食防止剤、薬剤及び医薬品、乳化剤、塗料及びコーティング剤、金属加工及び仕上げ剤、石油及び石油製品、ならびにプラスチック樹脂において使用される。

0224

一級、二級及び三級アミドを包含する、前記したすべてのアミンのアミドが、インターカラントモノマーとして、及び/または個々のフィロシリケート小板が分散される極性有機性担体として、本発明において有用である。代表的な一級脂肪族アミドは以下の表に示す通りである。

0225

0226

0227

本発明のインターカラントモノマーとして、及び/または有機性液体担体(マトリックスモノマー)としての使用に好適な、1以上のエーテルまたはエステル官能基を有する極性有機化合物には、飽和、不飽和、環状、芳香、及びカルボキシルエーテル及びエステルなどの、あらゆる有機エーテル及び/またはエステルが包含される。

0228

好ましいモノマーインターカラントは、カルボン酸及びジカルボン酸アルキル化誘導体であるエステルであり、特に好ましいのは、ジ-2-エチルへキシルフタレート(DOP)及びジ-2-エチルへキシルスクシネート(DOS)などの可塑剤である。

0229

他のアルキル化ジカルボン酸エステル誘導体には、以下の表に示す構造を有するジカルボン酸に由来するものが包含される。表中、R1及びR2は同じかまたは相違しており、それぞれ炭素数1から24、好ましくは炭素数6から18を有する、脂肪族直鎖または分岐鎖のアルキル基を表す。

0230

0231

0232

代表的なエステル
代表的な他の有用なエステルには、以下のものが包含される。

0233

ギ酸メチルギ酸エチル、ギ酸ブチル、酢酸メチル酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル酢酸イソプロピル酢酸ブチル酢酸イソブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸 t-ブチル、酢酸ペンチル酢酸イソアミル、酢酸 sec-ヘキシル、酢酸 2-エチルへキシル、エチレングリセロールジアセテート、酢酸 2-メトキシエチル、酢酸 2-エトキシエチル、酢酸 2-ブトキシエチル、酢酸 2-(2-エトキシエトキシ)エチル、酢酸 2-(2-ブトキシエトキシ)エチル、酢酸ベンジルグリセリルトリアセテート、エチル 3-エトキシプロピオネートグリセリルトリプロピオネートメチルアクリレートエチルアクリレートブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、メチルブチレートエチルブチレート、ブチルブチレート、メチルイソブチレート、エチルイソブチレート、イソブチルイソブチレートメチルステアレートエチルステアレートブチルステアレートドデシルステアレートヘキサデシルステアレート、ジメチルマレート、ジメチルオキザレート、ジメチルアジペートジエチルアジペート、ジ(2-エチルへキシル)アジペート、メチルベンゾエートエチルベンゾエートメチルサリチレート、エチルサリチレートジメチルフタレートジエチルフタレートジブチルフタレート、ジ(2-エチルヘキシル)フタレート、ジメチルイソフタレートジメチルテレフタレート、メチルアンスラニレート、ベンジルシンナメートジメチルカーボネートジエチルカーボネート、及びこれらの混合物。

0234

代表的なカルボン酸エステル
可塑剤
ジブチルフタレート(ジイソブチルフタレートを含む)、ジイソノニルフタレート、ジメチルフタレート(ジメチルイソフタレートを含む)及びジオクチルフタレートなどの、フタル酸無水エステル、トリメリト酸エステル、ジ(2-エチルへキシル)アジペート、及びジイソデシルアジペートなどのアジピン酸エステルエポキシ化エステルオレイン酸ブチルジブチルセバケートなどのセバシン酸エステルイソブチルステアレートなどのステアリン酸エステル

0235

界面活性剤
アンヒドロソルビトールモノラウレート、アンヒドロソルビトールモノオレアート、及びアンヒドロソルビトールモノステアレートなどの、カルボン酸エステル。

0236

ジエチレングリコールモノラウレートなどのジエチレングリコールエステル。

0237

エトキシル化アンヒドロソルビトールモノラウレート、エトキシル化アンヒドロソルビトールモノオレアート、エトキシル化アンヒドロソルビトールモノステアレート、エトキシル化アンヒドロソルビトールトリステアレートなどの、エトキシル化アンヒドロソルビトールエステルエチレングリコールジステアレート、及びエチレングリコールモノステアレート。

0238

グリセロールジラウレート、グリセロールモノオレアート、及びグリセロールモノステアレートなどのグリセロールエステル

0239

エトキシル化ヒマシ油、エトキシル化水素化ヒマシ油、及びエトキシル化ラノリンなどの、エトキシル化天然脂肪及び油脂。

0240

トール油酸のポリ(エチレングリコール)ジエステル、ポリ(エチレングリコールジラウレート)、ポリ(エチレングリコールジオレアート)、ポリ(エチレングリコールジステアレート)、ポリ(エチレングリコールモノラウレート)、ポリ(エチレングリコールモノオレアート)、ポリ(エチレングリコールモノパルミテート)、ポリ(エチレングリコールモノステアレート)、トール油酸のポリ(エチレングリコール)セスキエステルなどの、ポリ(エチレングリコール)エステル、ポリ(グリセロールモノステアレート)、及び1,2-プロパンジオールモノステアレート。

0241

香味料及び香料材料
香味料及び香料の材料である代表的なカルボン酸エステルは以下に挙げる通りである。

0242

ベンジルベンゾエートフェネチルイソブチレート、2-フェネチルフェニルアセテートセドリルアセテート、シトロネリルアセテート、シトロネリルホルメート、及び3,7-ジメチル-シス-2,6-オクタジエノールアセテート(ネリルアセテート)。

0243

その他種々のエステル
酢酸n-ブチル、ブチルアクリレート、ジラウリル-3,3'-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3'-チオジプロピオネート、酢酸エチル(100%ベース)、エチルアクリレート、及び2-エチルヘキシルアクリレートなどの一価アルコールのエステル。

0244

可塑剤または界面活性剤に包含されない脂肪酸エステルとしては、タローのメチルエステル、及びミリスチルミリステートが挙げられる。

0245

酢酸イソプロピル、メチルメタクリレート、モノマー、酢酸プロピル、酢酸ビニル、モノマー。

0246

酢酸2-(2-ブトキシエトキシ)エチル、酢酸 2-ブトキシエチル、及び炭素数14から18、及び/または炭素数16から18を有するモノグリセリド及び/またはジグリセリドの混合物などのグリセリド多価アルコールエステル

0247

0248

0249

0250

0251

0252

0253

0254

0255

本発明のインターカラントモノマーとして、及び/または分散された個々のシリケート小板を含有する極性有機性担体(マトリックスモノマー)として好適なエーテルには、一般式:Ar−O−Ar’、Ar−O−R、及びR−O−R’(式中、Arはアリール基及びRはアルキル基を表す)で示される化合物が包含される。上式において、RまたはAr基が同一であれば、この化合物は対称性エーテルである。対称性エーテルの例として、(ジ)メチルエーテル(CH3OCH3)及び(ジ)フェニルエーテル(C6H5OC6H5)が挙げられ、非対称性エーテルの例として、メチルエチルエーテル(CH3OCH2CH3)、及びメチルtert-ブチルエーテル(CH3OC(CH3)3)が挙げられる。

0256

代表的なエーテル
代表的な飽和エーテル
対称性
対称性の、代表的な飽和エーテルは、以下の通りである。

0257

メチルエーテル、2-メトキシエチルエーテルエチルエーテル、1-クロロエチルエーテル、n-プロピルエーテル、イソプロピルエーテル、n-ブチルエーテル、sec-ブチルエーテル、イソブチルエーテル、tert-ブチルエーテル、n-アミルエーテル、イソアミルエーテル、sec-アミルエーテル、n-ヘキシルエーテル、n-ヘプチルエーテル、n-オクチルエーテル。

0258

非対称性
非対称性の、代表的な飽和エーテルは、以下の通りである。

0259

メチルn-プロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、メチルn-ブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチル tert-ブチルエーテル、メチル tert-アミルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、エチル n-ブチルエーテル、エチル tert-ブチルエーテル、エチルn-アミルエーテル、エチル tert-アミルエーテル、イソプロピルtert-ブチルエーテル、2-エトキシエタノール、2-(2-エトキシ)エトキシエタノール、ビニルエーテルビニルメチルエーテルビニルエチルエーテル、ビニルn-ブチルエーテル、アリルエーテルビス(2-メタリル)エーテル、アリルエチルエーテル、アリルグリシジルエーテルエチニルエチルエーテル、エチニルブチルエーテル。

0260

代表的な環状エーテル
代表的な環状エーテルとしては、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、1,3-プロピレンオキシド、テトラヒドロフランフランテトラヒドロピラン、1,4-ジオキサンが挙げられる。

0261

代表的な芳香族エーテル
代表的な芳香族エーテルには、メチルフェニルエーテル、4-メトキシトルエン、エチルフェニルエーテル、1-メトキシ-4-トランス-プロペニルベンゼン、1-メトキシ-4-アリルベンゼンフェニル、2-メトキシフェノール、1,2-ジメトキシベンゼン、1,4-ジメトキシベンゼン、2-メトキシ-4-アリルフェノール、1,2-ジメトキシ-4-アリルベンゼン、1-アリル-3,4-メチレンジオキシベンゼン、1-プロペニル-3,4-メチレンジオキシベンゼン、2-メトキシ-4-シス-プロペニルフェノール、2-メトキシ-4-トランス-プロペニルフェノール、1-ベンジロキシ-2-メトキシ-4-トランス-プロペニルフェノール、1-ベンジロキシ-2-メトキシ-4-トランス-プロペニルベンゼン、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、2-tert-ブチル-4-メトキシフェノールと3-tert-ブチル-4-メトキシフェノールとの混合物。

0262

本発明の別の実施態様において、インターカレーション物は剥離され、そして1以上の溶融処理可能な熱可塑性及び/または熱硬化性の、マトリックスオリゴマーもしくはポリマーまたはこれらの混合物の中に分散することができる。本発明の方法におけるこの実施態様で使用されるマトリックスポリマーとしては、唯一の必要要件として溶融処理が可能である限りにおいて、広範囲に種々のものが可能である。

0263

本発明のかかる実施態様で、ポリマーは、少なくとも10、好ましくは少なくとも30の反復するモノマー単位を包含するものである。使用条件下において、マトリックスポリマーが流動しうる混合物を形成するようなメルトインデックスのものであれば、前記反復するモノマー単位の上限の数は決定的なものではない。最も好ましくは、マトリックスポリマーには、少なくとも約10から少なくとも約100の反復するモノマー単位が包含される。本発明の最も好ましい実施態様において、反復する単位の数は、処理温度にて、マトリックスポリマーが10分当たり約0.01から約12グラムのメルトインデックスを有するような数である。

0264

本発明の実施において、マトリックスポリマーとして用いるための熱可塑性樹脂及びゴムは、極めて広範囲なものから選択できる。単独で、または混合物として使用しうる、有用な熱可塑性樹脂の例は、ポリ(ピバロラクトン)、ポリ(カプロラクトン)等のごときポリラクトン類;1,5-ナフタレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ビフェニルジイソシアネート、4,4'-ジフェニルイソプロピリデンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ジフェニルジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3'-ジメトキシ-4,4'-ビフェニルジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4'-ジイソシアナートジフェニルメタン等のごときジイソシアネート類と、水酸基末端を有する直線状長鎖ポリエステル類との反応由来のポリウレタン類;ポリ(テトラメチレンアジペート)、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(1,4-ブチレンアジペート)、ポリ(エチレンスクシネート)、ポリ(2,3-ブチチレンスクシネート)、ポリエーテルジオール類等のごとき、ジオール類ベースのポリエーテル類;ポリ[メタンビス(4-フェニル)カーボネート]、ポリ[1,1-エーテルビス(4-フェニル)カーボネート]、ポリ[ジフェニルメタンビス(4-フェニル)カーボネート]、ポリ[1,1-シクロヘキサンビス(4-フェニル)カーボネート]等のごときポリカーボネート類;ポリスフォン類;ポリエーテル類;ポリケトン類;ポリ(4-アミノ酪酸)、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)、ポリ(6-アミノヘキサン酸)、ポリ(m-キシレンアジパミド)、ポリ(p-キシレンセバカミド)、ポリ(2,2,2-トリメチルヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタラミド)(NOMEX)、ポリ(p-フェニレンテレフタラミド)(KEVLAR)等のごときポリアミド類;ポリ(エチレンアゼラート)、ポリ(エチレン-1,5-ナフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンオキシベンゾエート)(A-TELL)、ポリ(パラ−ヒドロキシベンゾエート)(EKONOL)、ポリ(1,4-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート)(KODEL)(シス)、ポリ(1,4-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート)(Kodel)(トランス)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブリレンテレフタレート等のごときポリエステル類;ポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド)、ポリ(2,6-ジフェニル-1,4-フェニレンオキシド)等のごときポリ(アリーレンオキシド)類;ポリ(フェニレンスルフィド)等のごときポリ(アリーレンスルフィド)類;ポリエーテルイミド類ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルクロリドのごときビニルポリマー類及びビニルポリマー類のコポリマー類ポリビニルブチラール、ポリビニリデンクロリド、エチレン−ビニルアセテートコポリマー類等;ポリエチルアクリレート、ポリ(n-ブチルアクリレート)、ポリメチルメタクリレートポリエチルメタクリレート、ポリ(n-ブチルメタクリレート)、ポリ(n-プロピルメタクリレート)、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、エチレン−アクリル酸コポリマー類、エチレン−ビニルアルコールアクリロニトリルコポリマー類、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー類、エチレン−エチルアクリレートコポリマー類、メタクリル化ブダジエン−スチレンコポリマー類等のポリアクリル類、ポリアクリレート及びそのコポリマー類;低密度ポリ(エチレン)、ポリ(プロピレン)、塩素化低密度ポリ(エチレン)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(エチレン)、ポリ(スチレン)等のポリオレフィン類イオノマー類;ポリ(エピクロロヒドリン類);グリセロール等のジオール類、トリメチロールプロパン、1,2,6-ヘキサントリオール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエーテルポリオール類ポリエステルポリオール類、などと、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4'-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のポリイソシアネートとの重合産物のごときポリ(ウレタン);及び2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのナトリウム塩と4,4'-ジクロロジフェニルスルフォンとの反応物のごときポリスルフォン類;ポリ(フラン)等のフラン樹脂類;セルロースアセテートセルロースアセテートブチレートセルロースプロピオネート等のセルロースエーテルプラスチック類;ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリ(ジメチルシロキサンコフェニルメチルシロキサン)等のシリコン類タンパク質プラスチック類;ならびにこれらの2以上のものの混合物である。

0265

本発明の実施態様を行ううえでマトリックスポリマーとして有用な、加硫可能且つ熱可塑性ゴムもまた、広範囲のものを利用できる。かかるゴムの例としては、臭化ブチルゴム塩化ブチルゴム、ポリウレタンエラストマー類、フルオロエラストマー類ポリエステルエラストマー類、ブタジエン/アクリロニトリルエラストマー類シリコンエラストマー類、ポリ(ブタジエン)、ポリ(イソブタジエン)、エチレン−プロピレンコポリマー類、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー類、スルフォン化エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー類、ポリ(クロロプレン)、ポリ(2,3-ジメチルブタジエン)、ポリ(ブタジエン−ペンタジエン)、クロロスルフォン化ポリ(エチレン)類、ポリ(スルフィド)エラストマー類、ポリ(スチレン)、ポリ(ビニル−トルエン)、ポリ(t-ブチルスチレン)、ポリエステル類等のガラス質のまたは結晶性ブロック製のブロックコポリマー類ならびにポリ(ブタジエン)、ポリ(イソプレン)、エチレン−プロピレンコポリマー類、プロピレンコポリマー類、エチレン−ブチレンコポリマー類、ポリエーテル等のごときエラストマーブロック類、例えば、KRATON(商標名)でShell Chemical Companyにより製造されている、ポリ(スチレン)−ポリ(ブタジエン)−ポリ(スチレン)ブロックコポリマーが挙げられる。

0266

マトリックスポリマーとして有用な熱硬化性樹脂には、例えばポリアミド類;ポリアルキルアミド類;ポリエステル類;ポリウレタン類;ポリカーボネート類;ポリエポキシド類;及びそれらの混合物が挙げられる。

0267

マトリックスポリマーとして使用するのに最も好ましい熱可塑性ポリマー類は、ポリアミド類、ポリエステル類、ならびにα,β不飽和モノマー類及びコポリマー類のポリマー類などの熱可塑性ポリマー類である。本発明の方法において使用しうるポリアミド類は、少なくとも2つの炭素原子によって互いに隔てられるポリマー鎖の完全部分として、反復するカーボンアミド基が存在することにより特徴が示される合成直鎖状ポリカーボンアミド類である。このタイプのポリアミド類には、当該技術分野において一般にナイロンとして知られるポリマー類が含まれ、これは、一般式

0268

0269

(式中、R13は、少なくとも2、好ましくは約2から約11の炭素原子を有するアルキレン基、または、少なくとも約6、好ましくは約6から約17の炭素原子を有するアリーレンであり、R14は、R13及びアリール基より選択される基を表す)で示される反復単位を有し、ジアミン及び二塩基酸より得られる。また、例えばテレフタル酸及びアジピン酸よりなる二塩基酸の混合物とヘキサメチレンジアミンとの濃縮によるごとき、既知の方法で得られるコポリアミド類及びターポリアミド類もまた、好ましいポリアミド類に包含される。前記のポリアミド類は、当該技術分野においてよく知られており、例えば、30%のヘキサメチレンジアンモニウムイソフタレート及び70%のヘキサメチレンジアンモニウムアジペートのコポリアミド、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ナイロン6,6)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(ナイロン6,10)、ポリ(ヘキサメチレンイソフタラミド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(ヘプタメチレンメラミド)(ナイロン7,7)、ポリ(オクタメチレンスベラミド)(ナイロン8,8)、ポリ(ノナメチレンアゼラミド)(ナイロン9,9)、ポリ(デカメチレンアゼラミド)(ナイロン10,9)、ポリ(デカメチレンセバカミド)(ナイロン10,10)、ポリ[ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン-1,10-デカンカルボキサミド)]、ポリ(m-アジパミド)、ポリ(p-キシレンセバカミド)、ポリ(2,2,2,-トリメチルヘキサメチレンテレフタラミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(p-フェニレンテレフタラミド)及びポリ(メタフェニレンイソフタラミド)等などである。

0270

マトリックスポリマーとして使用するのに他のポリアミド類は、アミノ酸及びその誘導体、例えばラクタム類の重合によって形成されるものである。これらの有用なポリアミド類の例は、ポリ(4-アミノ酪酸)(ナイロン4)、ポリ(6-アミノヘキサン酸)(ナイロン6)、ポリ(7-アミノヘプタン酸)(ナイロン7)、ポリ(8-アミノオクタン酸)(ナイロン8)、ポリ(9-アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(10-アミノデカン酸)(ナイロン10)、ポリ(11-アミノウンデカン酸)(ナイロン11)及びポリ(12-アミノドデカン酸)(ナイロン12)等である。

0271

マトリックスポリマーとして使用するのに好ましいポリアミド類は、ポリ(カプロラクタム)、ポリ(12-アミノドデカン酸)及びポリ(ヘキサメチレンアジパミド)である。

0272

ナノ合成物を形成するために剥離物との混合物において使用されうる他のマトリックスまたはホストポリマーは、直鎖状ポリエステル類である。ポリエステルのタイプは、本発明を左右するものではなく、特定の状況において使用するために選択される特定のポリエステル類は、最終的な形態に所望される物理的特性及び性質、すなわち、引張強さ、引張応力等に本質的に依存する。かくのごとく、物理的特性において広い多様性を有する直線状の熱可塑性ポリエステル類が多数存在することは、本発明のナノ合成物を製造するうえで、剥離された層状物小板との混合物での使用のために好適である。

0273

本発明においてマトリックスポリマーとして使用するために特に選択されるポリエステルは、所望に応じて、ホモポリエステル、コポリエステル、またはその混合物でありうる。ポリエステルは、通常は、有機ジカルボン酸と有機性ジオールとの濃縮によって調製され、そして、インターカレーション物の剥離前または剥離後に層状物と接触する間にポリエステルのinsitu重合を行うために、その反応物をインターカレーション物、または剥離されたインターカレーション物に添加することができる。

0274

本発明のかかる実施態様でマトリックスポリマーとして使用するのに好適なポリエステル類は、芳香族、環状脂肪族及び脂肪族ジオール類と、脂肪族、芳香族及び環状脂肪族ジカルボン酸類との濃縮により得られるもので、環状脂肪族、脂肪族または芳香族ポリエステル類でありうる。

0275

本発明のかかる実施態様を実施するうえでマトリックスポリマーとして利用できる、有用な環状脂肪族、脂肪族及び芳香族ポリエステル類の例としては、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンドデケート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ[エチレン(2,7-ナフタレート)]、ポリ(メタフェニレンイソフタレート)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(エチレンスクシネート)、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(エチレンセバケート)、ポリ(デカメチレンアゼレート)、ポリ(デカメチレンアジペート)、ポリ(デカメチレンセバケート)、ポリ(ジメチルプロピオラクトン)、ポリ(パラ−ヒドロキシベンゾエート)(EKONOL)、ポリ(エチレンオキシベンゾエート)(A-tell)、ポリ(エチレンイソフタレート)、ポリ(テトラメチレンテレフタレート)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタレート)、ポリ(デカメチレンテレフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(トランス)、ポリ(エチレン-1,5-ナフタレート)、ポリ(エチレン-2,6-ナフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート)(KODEL)(シス)、及びポリ(1,4-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート)(KODEL)(トランス)などが挙げられる。

0276

ジオールと芳香族ジカルボン酸の濃縮により調製されるポリエステル化合物は、本発明の前記実施態様においてマトリックスポリマーとして特に好適である。かかる有用性をもつ芳香族カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸及びo-フタル酸、1,3-ナフタレンジカルボン酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ジフェニルジカルボン酸、4,4'-ジフェニルスルフォンジカルボン酸、1,1,3-トリメチル-5-カルボキシ-3-(p-カルボキシフェニル)-イダンジフェニルエーテル4,4'-ジカルボン酸及びビス-p-(カルボキシフェニル)メタン等が挙げられる。前記の芳香族ジカルボン酸のうち、ベンゼン環を有するもの(テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸など)が、本発明を実施するうえでの使用に好ましいものである。これらの好ましい酸前物質(acid precursor)のうち、テレフタル酸が特に好ましい酸前物質である。

0277

本発明の最も好ましい実施態様では、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリビニルアミン、及びそれらの混合物からなる群より選択されるポリマーにインターカレーション物が組入れられる。選択可能なこれらのポリエステルのうち、ポリ(エチレンテレフタレート)及びポリ(ブチレンテレフタレート)が最も好ましい。

0278

本発明の剥離物を用いたナノ合成物を形成するための、さらに別の有用な熱可塑性ホモポリマー類及びコポリマーマトリックスポリマー類には、α,β不飽和モノマー類、あるいは以下の式

0279

0280

(式中、R15及びR16は、同じかまたは互いに異なっており、シアノ、フェニル、カルボキシ、アルキルエステルハロアルキルまたは1以上の塩素もしくはフッ素で置換されたアルキル、または水素原子を表す)で示されるモノマーの重合により形成されるポリマー類が挙げられる。このような好ましいホモポリマー類及びコポリマー類の例は、エチレン、プロピレン、ビニルアルコール、アクリロニトリル、ビニリデンクロリド、アクリル酸のエステル類、メタクリル酸のエステル類、クロロトリフルオロエチレン及びビニルクロリド等のホモポリマー類及びコポリマー類である。好ましいものは、ポリ(プロピレン)、プロピレンコポリマー類、ポリ(エチレン)、及びエチレンコポリマー類である。より好ましいものは、ポリ(エチレン)及びポリ(プロピレン)である。

0281

本発明の混合物には、種々の任意に配合可能な成分、極性有機性液体に一般的に使用される添加物を含有させることができる。このような任意成分には、凝集剤(nucleating agent)、フィラー、可塑剤、衝撃修飾剤鎖伸張剤、可塑剤、着色剤、鋳型脱離潤滑剤、静電気防止剤、色素火炎抑制剤などが包含される。これらの任意成分、及びその適切な添加量は、当該技術分野においてよく知られている。

0282

担体または、医薬品などの担体に溶解されたもしくは担体に分散された有効成分を移送するのに好適な粘性組成物を形成するための、液体担体または溶媒組成物中に含まれる、インターカレーションされ、且つ/または剥離された層状物の量は、組成物の意図される用途及び所望の粘度に依存して、広範囲に変えることができる。例えば、5,000〜5,000,000cpsの極めて高い粘度を有する溶媒ゲルを形成する場合には、組成物の総重量の約10から約30重量%といった比較的多量のインターカレーション物が使用される。しかしながら、例えば0.1〜5重量%程度の比較的低濃度のインターカレーション物及び/またはその剥離物を用いても、組成物のpHを約0〜6もしくは約10〜14の範囲に調整し、且つ/または、例えば約25℃から約200℃、好ましくは約75℃から約100℃の範囲の、室温よりも高い温度に組成物を加熱することによって、極めて高い粘度を有するものとすることもできる。

0283

小板の負荷量は、組成物の約10%を下回ることが好ましい。組成物総重量の約0.01重量%から約40重量%、好ましくは約0.05重量%から約20重量%、さらに好ましくは約0.5重量%から約10重量%の範囲内で、インターカレーション物または小板粒子を負荷することによって、組成物の粘度が有意に増大する。概して、担体/溶媒へ導入されるインターカレーション物及び/または小板粒子の量は、組成物の総重量に基づき、約20重量%未満、好ましくは約0.05重量%から約20重量%、さらに好ましくは約0.01重量%から約10重量%、そして最も好ましくは、約0.01重量%から約5重量%である。

0284

本発明の重要な特徴によれば、本発明のインターカレーション物及び/または小板/担体組成物は、例えば、約10〜90%、好ましくは約20〜80%のインターカレーション物及び/または層状物の剥離小板、そして、約10〜90%、好ましくは約20〜80%の担体/溶媒といった、例えばマスターゲルのごとき濃縮状態で製造できる。このマスターゲルは、後になってから、追加の担体または溶媒を用いて希釈混合し、組成物の粘度を所望のレベルにまで減じることができる。

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