JP2001072817A - 樹脂組成物、及び成形品 - Google Patents

樹脂組成物、及び成形品

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JP2001072817A
JP2001072817A JP2000190930A JP2000190930A JP2001072817A JP 2001072817 A JP2001072817 A JP 2001072817A JP 2000190930 A JP2000190930 A JP 2000190930A JP 2000190930 A JP2000190930 A JP 2000190930A JP 2001072817 A JP2001072817 A JP 2001072817A
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ethylene
carboxylic acid
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JP2000190930A
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Tomonori Yamaguchi
友紀 山口
Hiroshi Matsumoto
寛 松本
Minoru Ueda
實 上田
Hitoshi Tateno
均 舘野
Hidenori Hashimoto
秀則 橋本
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Okura Industrial Co Ltd
Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
Okura Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】木質系材料を高濃度で配合することが可能であ
り、しかも成形加工性に優れたポリオレフィン系樹脂組
成物、及びそれからなる成形品を提供すること。 【解決手段】木質系材料(A)、分子中のカルボキシル
基の全部又は一部が金属イオンで中和されたエチレン・
不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)及びポリ
オレフィン系樹脂(エチレン・不飽和カルボン酸共重合
体アイオノマー(B)を除く。)(C)とからなり、か
つ(B)/(C)が、重量比で5/95〜100/0で
あることを特徴とする樹脂組成物、及び該樹脂組成物を
成形してなる成形品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性に優れた、
より詳しくは木質系材料を高濃度で含有しているにもか
かわらず、より複雑な異形押出成形が可能なポリオレフ
ィン系樹脂組成物、及びそれからなる成形品に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から、ポリオレフィン系樹脂に木粉
等の木質系材料を配合することは各方面で検討されてい
る。しかしながら、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン系樹脂は木質系材料との親和性に乏しい
ため、該組成物は一般に熱流動性に乏しく、また場合に
よっては機械的強度が低下するという問題があった。
【0003】このような問題点を解決する方法として、
変性ポリオレフィン樹脂、有機過酸化物を配合すること
が行われている。例えば、プロピレン系樹脂、植物性繊
維を主成分とする有機充填剤、変性ポリプロピレン系樹
脂及び有機過酸化物を特定量含有する複合樹脂組成物
(特公平1−22297号公報)や、ポリプロピレン系
樹脂、木粉(又は籾殻)、変性ポリプロピレン系樹脂、
有機過酸化物及び無機充填剤を配合した樹脂組成物(特
公昭62−5186号公報、特公平5−60502号公
報)等が提案されている。
【0004】また、他の方法として木質系材料自身にポ
リオレフィン系樹脂に対する親和性を付与する試みもな
されており、例えば、木質系材料中の水酸基に多塩基酸
無水物を付加エステル化して得られるエステル化木質系
材料とポリオレフィン系樹脂とからなるポリオレフィン
系樹脂組成物(特開平9−316248号公報等)が提
案されている。
【0005】上述した方法によって、木質系材料を含む
ポリオレフィン樹脂組成物の成形加工がある程度可能と
なり、また得られる成形品の機械的強度も改善された。
しかしながら、これらの方法によっても溶融状態におけ
る木質系材料とポリオレフィン系樹脂の界面接合性が不
十分であって、ポリオレフィン系樹脂中に木質系材料が
取り込まれないため、得られる成形品の表面が荒れた
り、複雑な形状に異形押出成形を行った場合、エッジ部
で樹脂切れを起こし易く、正確な形状に押出成形するこ
とができないという問題があった。そして、このような
傾向は、木質系材料の配合割合が高くなるほど顕著であ
った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、木質系材料
を高濃度で配合することが可能であり、しかも成形加工
性に優れたポリオレフィン系樹脂組成物、及びそれから
なる成形品を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記事情
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、エチレン・不飽和カルボ
ン酸共重合体アイオノマー(B)は溶融状態においても
木質系材料(A)に対して親和性に優れていること、エ
チレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)
を特定量配合した木質系材料(A)を含有する樹脂組成
物は、高濃度で木質系材料を配合した場合であっても、
優れた成形加工性を示すことを見いだし本発明に到っ
た。
【0008】すなわち、本発明は、次の樹脂組成物及び
成形品である。 (1)木質系材料(A)、分子中のカルボキシル基の全
部又は一部が金属イオンで中和されたエチレン・不飽和
カルボン酸共重合体アイオノマー(B)及びポリオレフ
ィン系樹脂(エチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイ
オノマー(B)を除く。)(C)とからなり、かつ
(B)/(C)が、重量比で5/95〜100/0であ
ることを特徴とする樹脂組成物。 (2)木質系材料(A)の含有率が30〜70wt%で
あることを特徴とする(1)記載の樹脂組成物。 (3)(1)又は(2)記載の樹脂組成物を成形加工し
てなる成形品。 (4)少なくとも(1)又は(2)記載の樹脂組成物か
らなる層を積層してなる積層成形品。 (5)(1)又は(2)記載の樹脂組成物と他の材料を
複合してなる複合成形品。 (6)(1)又は(2)記載の樹脂組成物を異形押出成
形してなる成形品。 (7)(1)又は(2)記載の樹脂組成物を発泡成形し
てなる成形品。
【0009】
【実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳細に説
明する。本発明で用いられる木質系材料(A)とは、リ
グノセルロース、セルロース又はこれらの誘導体を含む
物質の総称であり、例えば、木粉、木質繊維、パルプ、
ワラや籾殻等の植物繊維、或いはパーティクルボード等
の研磨時に発生するサンダー粉等が挙げられる。特に、
本発明においては木粉、サンダー粉を用いるのが好まし
い。
【0010】更に、本発明おいては木質系材料(A)と
して、木質系材料に多塩基酸無水物を付加エステル化し
たエステル化木質系材料を使用することも可能である。
このエステル化木質系材料は、上述した木質系材料
(A)中に存在する水酸基に、無水マレイン酸、無水フ
タル酸、無水コハク酸、無水テトラヒドロフタル酸、無
水ヘキサヒドロフタル酸、無水イタコン酸、無水アジピ
ン酸等の多塩基酸無水物がエステル基を介して化学的に
結合したものであり、未処理の木質系材料に比べると、
ポリオレフィン系樹脂に対する親和性が優れているの
で、大量の木質系材料の配合が可能となるので好まし
い。なお、特に好ましい多塩基酸無水物は無水マレイン
酸である。また、この場合の、エステル化によって木質
系材料中に導入される多塩基酸無水物の割合は木質系材
料に対して、概ね0.5〜20wt%、好ましくは1.
0〜10wt%である。
【0011】樹脂組成物中の木質系材料(エステル化木
質系材料を含む。)(A)の含有率は30〜70wt%
となるようにするのが好ましい。木質系材料(A)の含
有量が30wt%未満では、当該樹脂組成物を成形加工
して得られる成形品の線膨張率が大きいばかりか、木質
感にも乏しいものとなり、逆に70wt%を越えると成
形そのものが困難となり、得られる成形品が脆くなるの
で好ましくない。
【0012】本発明で用いられるエチレン・不飽和カル
ボン酸共重合体アイオノマー(B)とは、エチレンと
α、β−不飽和カルボン酸との共重合体の、分子中のカ
ルボキシル基の一部又は全部を1〜3価の金属イオンで
中和したイオン性共重合体を意味している。ここで、
α、β−不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、マレイン酸水
素メチルなどであり、エチレン成分が70〜98wt
%、特には75〜96wt%、α、β−不飽和カルボン
酸成分が2〜30wt%、特には4〜25wt%である
ことが好ましい。また、α、β−不飽和カルボン酸とし
ては、特にアクリル酸とメタクリル酸が好適である。更
に、エチレンとα、β−不飽和カルボン酸以外の他の不
飽和エステル成分として、0〜30wt%の範囲でアク
リル酸エチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メ
チルなどが共重合されていても良い。なお、1〜3価の
金属イオンの代表例としてはナトリウムイオン、カリウ
ムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニ
ウムイオン等が挙げられる。
【0013】更に、本発明で用いられるポリオレフィン
系樹脂(エチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノ
マー(B)を除く。)(C)としては、炭素数2〜20
のα−オレフィンの単独重合体又は共重合体であれば特
に制限はなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン等で代
表されるα−オレフィンの単独重合体、及びエチレン・
プロピレン共重合体で代表されるα−オレフィンの共重
合体やエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メ
タ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル
酸アルキルエステル共重合体等のα−オレフィンと他の
重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。本発明にお
いては、要求される特性に応じて、上記ポリオレフィン
系樹脂(C)を単独で或いは2種以上を任意の割合で混
合して使用できる。
【0014】本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物中にエ
チレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)
を特定量以上含有させることを最大の特徴とするもので
あり、具体的にはエチレン・不飽和カルボン酸共重合体
アイオノマー(B)とポリオレフィン系樹脂(エチレン
・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)を除
く。)(C)の配合割合、すなわち(B)/(C)、が
重量比で5/95〜100/0、好ましくは10/90
〜100/0の範囲とする必要がある。この配合割合が
5/95未満では、得られる樹脂組成物の成形加工性が
不十分で、本発明の目的を達成することができない。
【0015】その他に、本発明の樹脂組成物には、必要
に応じて、従来公知の変性ポリオレフィン系樹脂を配合
することも可能である。また、無機系の充填剤、例え
ば、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維等、
或いは有機系の充填剤、例えばポリエステル、ポリアミ
ド繊維等、その他に難燃剤、各種安定剤、滑剤等の添加
剤や染料、顔料等の着色剤等を添加することも可能であ
る。
【0016】本発明の樹脂組成物は、成形加工性に優れ
ていることから押出成形機や射出成形機等の通常の成形
手段を用いて各種成形品とすることができるのである
が、特に、従来困難とされていた異形押出成形に好適に
使用できる。また、本発明の樹脂組成物を単独で成形加
工することはもちろん、本発明の樹脂組成物からなる層
と他の材料からなる層とを適宜組み合わせて積層した
り、共押出して積層成形品とすることも可能である。そ
の際に、使用する他の材料としてはポリエチレン、ポリ
プロピレン等のポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹
脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂はもちろんのこ
とアルミニウムや鉄等の金属箔や板、木材等が挙げられ
る。そして、例えば、表面層に本発明の樹脂組成物を、
裏面層に柔軟性に優れたエチレン・酢酸ビニル共重合体
(EVA)を配した積層成形体とした場合は、木質感に
優れた表面を有する柔軟性のあるシートが得られる。一
方、裏面層にポリプロピレンやナイロン等の硬質な樹脂
を使用した場合は、木質感に優れた表面を有する強靱な
シートが得られる。更に、前記シートにおける本発明の
樹脂組成物からなる表面層の上層に、透明フィルムを積
層することによって、例えば、透明で強靱なアイオノマ
ーフィルムを積層した場合には、更に前記シートに光沢
や、傷つき難いという特性を付与することができる。
【0017】また、本発明の樹脂組成物は、例えば、異
形押出成形したものを金属部材等にインサートして複合
化したり、木質感を必要とする部位に本発明の樹脂組成
物を、その他の部位は要求する各種特性に応じた熱可塑
性樹脂、例えば、柔軟性を必要とする場合は熱可塑性エ
ラストマーを、剛性や強度が必要な場合は無機質充填材
が配合された硬質のポリオレフィン系樹脂やポリアミド
樹脂、或いはポリエステル樹脂を使用して複合異形押出
成形するなどして複合化した複合成形品とすることも可
能である。
【0018】さらにまた、本発明の樹脂組成物を発泡成
形して木質感を有したままで柔軟で軽量な成形品とする
ことも可能である。発泡剤としてはアゾジカルボンアミ
ド、炭酸水素ナトリウム等の化学発泡剤、ブタン、ペン
タン等のガス発泡剤等が利用できる。また、発泡成形と
積層化、複合化を組み合わせることももちろん可能であ
る。
【0019】なお、本発明の樹脂組成物を上述したよう
に成形するに当たって成形加工条件としては、当該組成
物の温度が200℃を超えないように注意するのが好ま
しい。この温度が200℃を越えると木質系材料(A)
が分解してガスが発生するので好ましくない。また、本
発明においては、上述した木質系材料(A)、エチレン
・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)、及び
ポリオレフィン系樹脂(C)やその他の添加剤を直接成
形加工機に投入して成形加工することももちろん可能で
あるが、予めブレンダー、ニーダー、ミキシングロー
ル、バンバリーミキサー、1軸若しくは2軸の押出機等
の加熱混練装置、好ましくは冷却コントロールの効く2
軸押出機を用いてコンパウンド化しておくと、その後の
成形加工における取り扱いが容易になるので好ましい。
【0020】本発明の樹脂組成物から得られる成形品の
利用分野は特に制限されず、工業用部品材料、建築用材
料等の分野に好適に利用でき、中でも住宅水周り用部
材、家電製品、食器等に特に好適に利用できる。
【0021】具体的には、巾木、表面化粧板、ドア材、
外壁材、洗面化粧台、カウンター材、窓枠、壁材、廻り
縁木、手すり、取っ手、壁紙、建具天井材、畳、床、家
具の箱天井、扉、棚板、袖板、幕板、甲板、座板、厨房
部材、防水材、防かび材、防腐材、雨戸板、腰板、側
板、バスユニット床パン、バス天井、バス壁、バス、
桶、衛陶機器、便座、便蓋、食器などの材料として好適
に利用できる。
【0022】
【作用】本発明の樹脂組成物が優れた成形加工性を示す
理由については明らかではないが、エチレン・不飽和カ
ルボン酸共重合体アイオノマー(B)が木質系材料
(A)に対して、成形加工中の溶融状態においても優れ
た親和性を発揮して、溶融した樹脂中に木質系材料
(A)が取り込まれた状態となって流動するので成形加
工性が向上するものと思われる。すなわち、押出成形さ
れた成形品を高速で引き取った場合でも樹脂切れが起こ
りにくく、しかも、複雑な形状に異形押出成形した場合
であっても成形品の表面に木質系材料(A)が露出する
ことがないため表面平滑性に優れた成形品を、正確に金
型の形状通りに成形することが可能となるものと思われ
る。
【0023】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。各例
で使用した、原材料、組成物の製造方法および物性の測
定方法は次の通りである。 <原材料> (A)木質系材料 (A−1)木粉 ドイツ国レッテンマイヤー社製、商品名:リグノセルを
使用した。 (A−2)エステル化木質系材料 木粉に対して導入された無水マレイン酸が1.5wt%
であるエステル化木粉(以下MA木粉と略記する。)を
使用した。 (B)エチレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマ
ー エチレン、メタクリル酸、アクリル酸イソブチル3元共
重合体(重合比72/8/20(wt))のカルボキシ
ル基の70%が亜鉛イオンで中和されたアイオノマー
(ASTM D 1238によるメルトフローレート=
1.5g/10分)(以下、アイオノマーと略記す
る。)を使用した。 (C)ポリオレフィン系樹脂 (C−1)ポリプロピレン ホモポリプロピレン(ASTM D 1238によるメ
ルトフローレート=0.5g/10分、比重=0.9
1)を使用した。 (C−2)高密度ポリエチレン (ASTM D 1238によるメルトフローレート=
0.03g/10分、比重=0.96)を使用した。 (C−3)エチレン・不飽和カルボン酸共重合体 エチレン、メタクリル酸、アクリル酸イソブチル3元共
重合体(重合比72/8/20(wt)、ASTM D
1238によるメルトフローレート=10g/10
分)(以下、EMAAと略記する。)を使用した。 (C−4)エチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル
含量:33wt%、ASTM D 1238によるメル
トフローレート=1g/10分)(以下、EVAと略記
する。)を使用した。
【0024】<木質系材料含有樹脂組成物コンパウンド
の製造>表1〜3で示す組成の原材料を2軸押出機のホ
ッパーに投入し、バレル設定温度:160℃、スクリュ
ー回転数:250rpmで、押出機出口の樹脂温度が1
80〜190℃になるようにして加熱混練して樹脂組成
物コンパウンドを得た。
【0025】<押出成形試験>上記方法で得られたコン
パウンドを(株)東洋精機製作所製ラボプラストミルの
単軸押出機(シリンダー径20mmφ、L/D=25、
圧縮比2.3)を使用し、ガーベダイス(ASTM D
2230 記載のASTM Extrusion Di
e No.1、Garvey Type)から、温度
(C1/C2/C3/D=175℃/180℃/185
℃/190℃)、回転速度(30rpm)の条件で、押
出成形して、得られる成形品の表面状態、及びエッジ部
の正確性を目視、及び手触りで評価した。 表面状態の評価は ○;表面が平滑で、手触りがよい。 △;表面が肌荒れしていて、手で触るとザラザラしてい
る。 ×;表面が凹凸状になっている。 で示した。また、エッジ部の正確性は ○;エッジ部がシャープに成形されている。 △;エッジ部が若干丸みを帯びている。 ×;樹脂切れを起こし、エッジ部がまともに成形できな
い。 で示した。
【0026】実施例1〜4、比較例1 MA木粉(A−2)、ポリプロピレン(C−1)、高密
度ポリエチレン(C−2)及びアイオノマー(B)を表
1に示す割合で配合した樹脂組成物について押出成形試
験を行い、表面状態、エッジ部の正確性について評価し
た。結果を同じく表1に示す。表1からも明らかなよう
に、本発明の実施例1〜4に係る樹脂組成物は表面平滑
性、エッジ部の正確性共に優れているのに対して、アイ
オノマー(B)を配合していない比較例1に係る樹脂組
成物は木質系材料(A)としてのMA木粉(A−2)の
配合量が30wt%と少ないにも拘わらず、表面平滑
性、エッジ部の正確性が悪かった。
【0027】
【表1】
【0028】実施例5、6、比較例2〜5 表2に示す割合で配合した樹脂組成物について実施例1
と同様にして押出成形試験を行い、表面状態、エッジ部
の正確性について評価した。結果を同じく表2に示す。
表2からも明らかなように、本発明の実施例5、6に係
る樹脂組成物は木粉(A−1)、MA木粉(A−2)の
いずれを木質系材料(A)として使用した場合でも、ア
イオノマー(B)を使用していない比較例2〜5の樹脂
組成物に比べて良好な成形性を示した。
【0029】
【表2】
【0030】実施例7〜9、比較例6 表3に示す割合で配合した樹脂組成物について実施例1
と同様にして押出成形試験を行い、表面状態、エッジ部
の正確性について評価した。結果を同じく表3に示す。
表3からも明らかなように、本発明に係る実施例7〜9
に係る樹脂組成物は木質系材料(A)の配合割合が5
5.0wt%にも達しているにも拘わらず平面平滑性、
エッジ部の正確性共に優れていた。一方、比較例6に係
る樹脂組成物は表面状態が極めて悪く成形品とはいえな
いものであった。
【0031】
【表3】
【0032】実施例10 木粉(A−1)40重量部とアイオノマー(B)60重
量部からなるコンパウンドが表面層(厚み0.2mm)
に、EVA(C−4)が裏面層(厚み0.6mm)にな
るように550mm幅のTダイを用いて幅550mm、
厚み0.8mmの2層シートを成形した。得られたシー
トの表面は平滑であり、押出成形性も良好であった。ま
た、表面層に本発明の樹脂組成物を使用し、裏面層に柔
軟性に優れたEVA(C−4)を使用しているので表面
のスクラッチ強度に優れ、かつ柔軟で表面強度の強いシ
ートが得られた。
【0033】実施例11 MA木粉(A−2)60重量部とアイオノマー(B)4
0重量部からなるコンパウンド50重量部、アイオノマ
ー(B)50重量部及び有機発泡剤(アゾジカルボンア
ミド)0.5重量部の割合でタンブラーミキサーにて混
合し、当該混合物を550mm幅のTダイを用いて幅5
50mm、厚み0.8mm、発泡倍率1.5倍の発泡シ
ートを成形した。得られたシートは柔軟性があり、表面
状態も良好であった。
【0034】実施例12 MA木粉(A−2)30重量部とアイオノマー(B)7
0重量部からなる本発明の樹脂組成物を表面層とし、M
A木粉(A−2)55重量部、アイオノマー(B)20
重量部、ポリプロピレン(C−1)25重量部からなる
本発明の樹脂組成物を裏面層として、2層異形押出成形
を行い幅50mm、厚み7mm(表面層厚み:1mm、
裏面層厚み:6mm)の2層異形押出成形品を得た。こ
の際の押出成形性、表面平滑性、エッジ部正確性は良好
であった。得られた成形品の表面は柔軟性、スクラッチ
強度に優れており、しかも裏面層の存在により全体とし
ての剛性の高いものであった。
【0035】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、溶融状態におい
ても木質系材料とポリオレフィン系樹脂との親和性が改
善されていて、それらの界面接合性に優れているので、
木質系材料の濃度が50wt%を越えた場合でも、複雑
な形状に成形加工することが可能となった。また、発泡
剤を添加した場合には良好な発泡性を示した。また、エ
チレン・不飽和カルボン酸共重合体アイオノマーが、恐
らく分子中に存在する親水基がしっとりとした手触り感
を生み出すために、通常のポリオレフィン系樹脂のみか
らなる組成物からは予想できない、極めて良好な天然素
材的木質感を有する成形品を得ることができるという副
次的な効果も有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 23/00 C08L 23/00 97/02 97/02 (72)発明者 上田 實 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社内 (72)発明者 舘野 均 千葉県市原市椎の木台2−9−6 (72)発明者 橋本 秀則 千葉県市原市有秋台西2−4−1

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】木質系材料(A)、分子中のカルボキシル
    基の全部又は一部が金属イオンで中和されたエチレン・
    不飽和カルボン酸共重合体アイオノマー(B)及びポリ
    オレフィン系樹脂(エチレン・不飽和カルボン酸共重合
    体アイオノマー(B)を除く。)(C)とからなり、か
    つ(B)/(C)が、重量比で5/95〜100/0で
    あることを特徴とする樹脂組成物。
  2. 【請求項2】木質系材料(A)の含有率が30〜70w
    t%であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成
    物。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の樹脂組成物を成形加
    工してなる成形品。
  4. 【請求項4】少なくとも請求項1又は2記載の樹脂組成
    物からなる層を積層してなる積層成形品。
  5. 【請求項5】請求項1又は2記載の樹脂組成物と他の材
    料を複合してなる複合成形品。
  6. 【請求項6】請求項1又は2記載の樹脂組成物を異形押
    出成形してなる成形品。
  7. 【請求項7】請求項1又は2記載の樹脂組成物を発泡成
    形してなる成形品。
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