JP2000256606A - 生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチおよびその製造方法 - Google Patents
生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチおよびその製造方法Info
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Abstract
用カラ−マスタ−バッチを提供すること。 【解決手段】 「生分解性樹脂、着色顔料、および必要
に応じて添加される添加剤のみからなる実質的に可塑剤
を含まないカラ−マスタ−バッチ」および「密閉された
ケ−スの中で2本の混練用のロ−タが反対方向に回転す
ることにより一定量の投入配合材料を混練する機構を有
する混練機を用いることを特徴とするカラ−マスタ−バ
ッチの製造方法」
Description
形用、インフレーション成形用等の生分解性樹脂組成物
に使用されるカラ−マスタ−バッチおよびその製造方法
に関する。
していない生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチおよび
その製造方法に関する。
は、安定性、耐久性のあることが特徴であり、包装材、
建築資材、自動車、その他様々な分野に使用され、大量
消費されている。それらの使用後の廃棄処分方法として
は、焼却処分や、埋め立て処分が挙げられるが、ポリオ
レフィンやポリ塩化ビニル等の難分解性の樹脂は、焼却
の際には高発熱量による焼却炉の損傷や、有害性廃ガス
の発生が問題となり、一方、埋め立て処分の場合は、環
境中にいつまでも残留することによる環境汚染が問題に
なっている。
澱粉主体のプラスチック、低置換度セルロース系エステ
ル、微生物による天然ポリエステル、化学合成による脂
肪族ポリエステル樹脂等が生分解性のあるプラスチック
として、その製法、用途等が検討されている。これらの
内、加工性、コスト、機械特性、耐水性等の点で比較的
バランスがとれていて、様々な用途に使いやすい樹脂と
して注目されているものとして、化学合成で得られる脂
肪族ポリエステル樹脂が挙げられる。
能脂肪族アルコールと、α,ω−2官能脂肪族ジカルボ
ン酸の重縮合で得られるポリエステル樹脂で代表される
が、一般的に融点が低く、従来のポリオレフィンの代替
としては使用できるものではない。ところが、ある種の
ポリエステル樹脂は融点が100℃以上で、熱可塑性を
有することが知られており、合成検討が行われてきた。
すなわち、コハク酸と1,4−ブタンジオールから得ら
れるポリエステル樹脂、コハク酸とエチレングリコール
から得られるポリエステル樹脂、シュウ酸とネオペンチ
ルグリコールから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸
と1,4−ブタンジオールから得られるポリエステル樹
脂、シュウ酸とエチレングリコールから得られるポリエ
ステル樹脂等がそれらに相当する。このうち、シュウ酸
から得られるポリエステル樹脂は特に熱安定性が悪く、
高分子量に至らないが、コハク酸から得られるポリエス
テル樹脂は熱安定性が比較的良好であり、合成の工夫が
行われてきた。しかし、これらコハク酸系の脂肪族ポリ
エステル樹脂であっても、一般的な装置を用いて重縮合
する場合、高分子量にするのは難しく、実用的な機械強
度を有する樹脂は得られにくい。
基をポリイソシアネート等を用いてウレタン結合により
高分子量化することが行われている。ここで用いるポリ
イソシアネートは芳香族系よりも脂肪族系の方が生分解
性に優れた性質を示すことから、ヘキサメチレンジイソ
シアネート等がしばしば用いられる。
ステル樹脂を高分子量化し、機械特性を確保して、射出
成形、ブロー成形、繊維化、フィルム化等の加工に対応
させているのが現状である。
る場合、一般的にカラ−マスタ−バッチを使用する。し
かしながら、通常使用されている方法でカラ−マスタ−
バッチを製造しようとしても可塑剤を添加しないと樹脂
と着色顔料が混じらない。
ロ−ルの混練機を使用して温度120℃程度で 可塑剤と着
色顔料を混練した後、粉体とする(これを通常、ワック
ス練りという)。この粉体と生分解性樹脂を押出機にか
けてカラ−マスタ−バッチを製造するというのが一般的
な方法である。このように、脂肪族ポリエステル樹脂に
代表される生分解性樹脂用のカラ−マスタ−バッチを製
造する際、可塑剤としては、分子量4000〜5000程度のポ
リエチレン ワックス、ステアリン酸アミド、ステアリ
ン酸塩、およびフタル酸エステル系などの化合物が使用
される。このようにして製造されたカラ−マスタ−バッ
チを生分解性樹脂と混ぜてインジェクション成型、Tダ
イフィルム成型、インフレ−ションフィルム成型、押出
シ−ト成型などでフィルムやシ−ト等の生分解性樹脂か
らなる各種成形体を製造する。
可塑剤であるポリエチレンワックス、ステアリン酸アミ
ド、ステアリン酸塩などは生分解性を有していない。一
方、生分解性樹脂中の非生分解性物質の量は、1%以下
に規定されつつある。
は、近年、環境ホルモン物質として使用が制限される動
きもあるので使用しないほうが望ましい。
れているとフィルムを成型する際に重要なファクタ−で
あるメルトテンションが低下するためブレンドしないほ
うが望ましい。しかしながら、従来のブレンド法(たと
えば、3本ロ−ル)では可塑剤なしでカラ−マスタ−バ
ッチを製造することは困難であった。したがって、これ
ら生分解性を有していない可塑剤を使用せずに主として
生分解性樹脂と着色顔料だけをブレンドしたカラ−マス
タ−バッチおよびその製造方法が求められていた。
クトンを生分解性を有する可塑剤として生分解性樹脂を
成型する際に使用することも一部では行われているが、
カラ−マスタ−バッチの場合には、溶融粘度が低いため
べたべたになり混入することができない。ポリカプロラ
クトンを放射線照射処理したものも同様に混入すること
ができない。
した結果、密閉されたケ−スの中で2本の混練用のロ−
タが反対方向に回転することにより一定量の投入配合材
料を混練する機構を有する混練機を用いて混練すること
により実質的に可塑剤を含まないカラ−マスタ−バッチ
が得られることを見いだし、本発明を完成させた。
脂、着色顔料、および必要に応じて添加される添加剤の
みからなる実質的に可塑剤を含まない生分解性樹脂用カ
ラ−マスタ−バッチ」である。
スの中で2本の混練用のロ−タが反対方向に回転するこ
とにより一定量の投入配合材料を混練する機構を有する
混練機を用いて混練することを特徴とする生分解性樹
脂、着色顔料、および必要に応じて添加される添加剤の
みからなる実質的に可塑剤を含まない生分解性樹脂用カ
ラ−マスタ−バッチの製造方法」である。
る生分解性樹脂としては、主として脱水縮合型の脂肪族
ポリエステル樹脂やポリカプロラクトンのような環状エ
ステルモノマ−を開環重合したラクトン系樹脂、酢酸セ
ルロ−スのようなセルロ−スエステル系樹脂、及びポリ
乳酸樹脂などが含まれ、特に制限はない。
ては特に限定されるものではないが、融点が100℃以
上で、熱可塑性を有するもの、比較的生分解性の高くな
いものが好ましく、前記コハク酸と1,4−ブタンジオ
ールから得られるポリエステル樹脂、コハク酸とエチレ
ングリコールから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸
とネオペンチルグリコールから得られるポリエステル樹
脂、シュウ酸と1,4−ブタンジオールから得られるポ
リエステル樹脂、シュウ酸とエチレングリコールから得
られるポリエステル樹脂等が例示できるが、特に好まし
くはコハク酸と1,4−ブタンジオールから得られるポ
リエステル樹脂であ る。
分子量としては、20,000以上、更に好ましくは4
0,000以上の範囲である。上限は特にないが、実用
上500,000程度のものも使用できる。
しては、ウレタン結合を含むものを使用することができ
る。
脂は、前記脂肪族ポリエステル樹脂を、好ましくは脂肪
族ジイソシアネート化合物により高分子量化したもので
ある。脂肪族ジイソシアネート化合物としては、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメ
チルエステル{OCN-(CH2)4-CH(-NCO)C
OOCH3)}、トリメチルヘキサメチレンジイソシア
ネート等が例示される中でもヘキサメチレンジイソシア
ネートが好ましい。またウレタン結合を含む脂肪族ポリ
エステル樹脂の好ましい数平均分子量として は、2
0,000以上、さらに好ましくは40,000以上の
範囲である。
脂としては、昭和高分子(株)製のビオノーレ#100
0、#3000、#6000のシリーズが挙げられる。
ば、特開平4-189822号、特開平4-189823号、特開平5-28
7402号および特開平5-295071号公報等に記載されてい
る。
なものはポリカプロラクトンであり、例えばアルコール
などの活性水素含有化合物を開始剤とし、ε−カプロラ
クトンを常法の開環重合を行うことにより得られるもの
である。前記開始剤の官能数は、特に制限はなく、2官
能や3官能のものが好ましく使用できる。ポリカプロラ
クトンの分子量は、低分子量から高分子量まで使用でき
るが、低分子量のポリカプロラクトンを使用した場合
は、混練樹脂の耐熱性や機械強度の低下が大きくなるの
で添加量が制限されるが、樹脂組成物の溶融粘度が低下
し、成形性が向上する等のメリットが現れる。しかし高
分子量のポリカプロラクトンを使用する方が配合率を多
くすることができ、耐熱性、機械特性、生分解性をいず
れも高くバランスさせることが可能であり、より好まし
い。
0、さらには40,000〜100,000のポリカプロラクトンが好
ましく使用できる。ラクトン系樹脂の数平均分子量はJI
S K6726の規定による 相対粘度1.15〜2.80を有するもの
であり、1.50〜2.80を有するものが好ましい。
有するものも問題なく使用可能であるが、こ のような
分子量の非常に高いポリカプロラクトンを得るのは難し
く、現実的ではない。また、使用するポリカプロラクト
ンは、ε−カプロラクトンの単独重合体以外に、バレロ
ラクトンや、グリコリド、ラクチドなどのコモノマー構
成単位を、例えば20モル%以下含まれる共重合体も使
用可能である。
学工業(株)製のPCLH7、PCLH4、PCLH1
等が挙げられる。なお、ラクトン系樹脂は放射線照射処
理されたものでも構わない。ラクトン系樹脂を放射線照
射処理する方法は特開平10-287733号公報に開示されて
おり、放射線照射処理されたラクトン系樹脂組成物は特
願平10-80459号明細書に記載されている。
トン系樹脂とのブレンド物も本発明における生分解性樹
脂として使用されるが、このブレンド物については特開
平9-67513号公報、特 願平10-176646号明細書に記載さ
れている。
ロキシカルボン酸の重合体も本発明における生分解性樹
脂の中に含まれる。ポリヒドロキシカルボン酸の重合体
は特開平6-65360号や 特開平6-184417号公報に開示され
ている。
上記脂肪族ポリエステル樹脂、ラクトン系樹脂との3成
分ブレンド物はたとえば、特開平10-120889号公報に開
示されている。
アセテ−ト、セルロ−スプロピオネ−ト、セルロ−スブ
チレ−ト、セルロ−スアセテ−ト・ブチレ−ト等の有機
酸エステルがあるが、セルロ−スアセテ−トが最も一般
的である。また、硝酸セルロ−スや硫酸セルロ−スおよ
び硝酸・硫酸混成セルロ−スなどを混合して用いても良
い。
レンドして本発明のカラ−マスタ−バッチのための生分
解性樹脂として適用できる。
−マスタ−バッチに使用される着色顔料は有機顔料およ
び無機顔料いずれも特に制限されずに用いることができ
る。
ン、亜鉛華、リトポン、鉛白、鉛丹、モリブデンホワイ
ト、タルク等)、黒顔料(カ−ボンブラック、酸化鉄
黒、チタンブラック、 等)、黄色・オレンジ色顔料
(黄鉛、モリブデンオレンジ、黄色酸化鉄、チタニウム
イエロ−、ストロンチウムクロメ−ト、リサ−ジ等)、
赤色顔料(モリブデン赤、べんがらなど)、青色顔料
(群青、紺青、コバルトブル−など)、緑色顔料(酸化
クロ−ム、クロ−ムグリ−ン、コバルトグリ−ンな
ど)、紫色顔料(コバルト紫、マンガン紫など)、パ−
ル顔料(二酸化チタン被覆雲母、酸化鉄被覆雲母な
ど)、金属粉顔料(アルミニウム粉、ブロンズ粉、ステ
ンレス粉、ニッケル粉等)などが挙げられる。
アリリド系顔料、縮合アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン
系顔料、イソインドリノン系顔料、アントラキノン系顔
料、金属錯体顔料な ど、具体的には、フタルイミド系
イエロ−、ハンザイエロ−顔料、ベンズイミダゾロン顔
料Pigment Yellow 12、Pigment Yellow 81、PigmentYel
low 91、Pigment Red 187)、橙・赤色顔料(溶性アゾ
系顔料、不溶性アゾ系顔料、縮合アゾ系顔料、縮合多環
系顔料など)、青・緑・紫色顔料(フタロシアニン系顔
料、具体的には、無金属フタロシアニン、銅フタロシア
ニン、フタロシアニングリ−ン、フタロシアニンブル−
のジアルキルアミン誘導体など、ジオキサジン系顔料、
アントラキノン系顔料など)。
(カオリン、タルク、雲母など)、炭酸カルシウム、微
粉シリカ、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化アル
ミニウム等がある。
前記各種生分解性樹脂との合計量に対して10〜50%、好
ましくは、20〜40%、さらに好ましくは、30%程度であ
る。
スの中で2本の混練用のロ−タが反対方向に回転するこ
とにより一定量の投入配合材料を混練する機構を有する
混練機」とは、具体的には、バンバリ−ミキサ−(イン
テンシブミキサ−、インタ−ナルミキサ−とも呼ばれて
いる)のことであり、これは、オ−プンロ−ルより加熱
効率が良い。しかも、加圧ラムにより配合材料に圧力が
かけられた状態において、混練が行われるため、混練効
果が極めて大きい。したがって、押出機などでは製造で
きなかった可塑剤を含まない生分解性樹脂のカラ−マス
タ−バッチを製造することができると予想される。
性樹脂によって異なるが、通常、生分解性樹脂の軟化点
(または融点)より5〜50℃高い温度、好ましくは、10
〜20℃高い温度である。 生分解性樹脂用カラ−マスタ
−バッチを製造する際の生分解性樹脂と着色顔料との混
合比率は通常、使用される着色顔料によって異なるが、
着色顔料の含有量が生分解性樹脂と着色顔料との合計量
に対して10〜70%、好ましくは、20〜50%、さらに好ま
しくは、30%程度である。着色顔料の含有量10%未満だ
と、効率が悪く、着色顔料の含有量が50%を越えると十
分に混練されないことがある。
の生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチと混合される生
分解性樹脂を成型する際に使用される滑剤や離型剤等が
これに含まれる。
明するが、これらによって本発明が限定されるものでは
ない。
レ#1001(コハク酸/1,4−ブタンジオール共重
合体、昭和高分子(株)製)70重量部、と、ポリカプロ
ラクトン「PCLH7」(ダイセル化学工業(株)製、
数平均分子量70,000)30重量部、カ−ボンブラッ
ク(三菱#4 5)30重量部とを東洋精機製作所製バンバ
リ−ミキサ−(BR-600)で、加熱温度150℃、2本の混
練用のロ−タの回転数:30rpm、樹脂圧:100〜120k
g/cm2でトルクが安定するまで約10分間混練した。組
成物を粉砕して良好な生分解性樹脂用黒色カラ−マスタ
−バッチの粉末を得ることができた。
n,t #R-101)を50重量部使用した以外は実施例1と同
様 に良好な生分解性樹脂用白色カラ−マスタ−バッチ
の粉末を得ることができた。
外は実施例1と同様に良好な生分解性樹脂用白色カラ−
マスタ−バッチの粉末を得ることができた。
トミル(ME-15)を使用した以外は実施例1と同様に行
っ て、組成物を粉砕したが、均一なカラ−マスタ−バ
ッチを得ることができなかった。
n,t #R-101)を50重量部使用した以外は比較例1と同
様 に行って、組成物を粉砕したが、均一なカラ−マス
タ−バッチを得ることができなかっ た。
D:28、スクリュ−回転数:15 rpm、押出温度、シリン
ダ −先端部の温度:150℃)を使用した以外は実施例1
と同様に行ったが、連続したストラ ンドとして押出す
ことができなかった。不連続のストランドを粉砕した
が、均一なカラ−マスタ−バッチを得ることができなか
った。
30rpm)を使用した以外は実施例1と同様に行って、
組成物を粉砕したが、均一なカラ−マスタ−バッチを得
ることができなかった。
で2本の混練用のロ−タが反対方向に回転することによ
り一定量の投入配合材料を混練する機構を有する混練機
を用いて混練することにより、生分解性樹脂、着色顔
料、および必要に応じて添加される添加剤のみからなる
実質的に可塑剤を含まない生分解性樹脂用カラ−マスタ
−バッチを得ることができた。
Claims (13)
- 【請求項1】 生分解性樹脂、着色顔料、および必要に
応じて添加される添加剤のみからなる実質的に可塑剤を
含まない生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項2】 生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル樹脂
である請求項1に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項3】 脂肪族ポリエステル樹脂がコハク酸及び
/又はアジピン酸をジカルボン 酸成分とするポリエステ
ル樹脂である請求項2に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項4】 脂肪族ポリエステル樹脂がコハク酸及び
/又はアジピン酸をジカルボン 酸成分とするポリエステ
ル樹脂およびポリカプロラクトンとのブレンド物である
請求項2に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項5】 生分解性樹脂がコハク酸及び/又はアジ
ピン酸をジカルボン酸分とする ポリエステル樹脂、ポ
リカプロラクトンおよびポリ乳酸とのブレンド物である
請求項1に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項6】 ポリカプロラクトンが放射線照射物であ
る請求項4または5に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項7】 脂肪族ポリエステル樹脂が1,4−ブタ
ンジオールをジオール成分とするポリエステル樹脂であ
る請求項2、3、4又は5に記載のカラ−マスタ−バッ
チ。 - 【請求項8】 脂肪族ポリエステル樹脂がポリエステル
樹脂を脂肪族ジイソシアネート化合物で高分子量化した
ものである請求項2〜7のいずれかに記載のカラ−マス
タ−バッチ。 - 【請求項9】 添加剤がタルクである請求項1に記載の
カラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項10】 生分解性樹脂が脂肪族ポリエステル樹
脂対ポリカプロラクトンの比率が100重量部対1〜2
00重量部である請求項1または4に記載のカラ−マス
タ−バッチ。 - 【請求項11】 生分解性樹脂がセルロ−スエステルを
含む請求項1に記載のカラ−マスタ−バッチ。 - 【請求項12】 密閉されたケ−スの中で2本の混練用
のロ−タが反対方向に回転することにより一定量の投入
配合材料を混練する機構を有する混練機を用いて混練す
ることを特徴とする生分解性樹脂、着色顔料、および必
要に応じて添加される添加剤のみからなる実質的に可塑
剤を含まない生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチの製
造方法。 - 【請求項13】 密閉されたケ−スの中で2本の混練用
のロ−タが反対方向に回転することにより一定量の投入
配合材料を混練する機構を有する混練機がバンバリ−ミ
キサ−である請求項12に記載の生分解性樹脂用カラ−
マスタ−バッチの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11062514A JP2000256606A (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
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ID=13202375
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JP11062514A Pending JP2000256606A (ja) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | 生分解性樹脂用カラ−マスタ−バッチおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000256606A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005002165A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Daicel Chem Ind Ltd | 生分解性樹脂組成物、農業用マルチフィルムおよび生分解性の抑制方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2000086965A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd | 着色剤組成物 |
-
1999
- 1999-03-10 JP JP11062514A patent/JP2000256606A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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Legal Events
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