JP2003277621A - 木質繊維物質含有樹脂組成物 - Google Patents
木質繊維物質含有樹脂組成物Info
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Abstract
衝撃強度、曲げ強度などの機械的特性に優れる木質繊維
物質含有樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】(A)熱可塑性樹脂を100重量部、
(B)木質繊維物質を70〜400重量部、および
(C)(メタ)アクリレート系重合物を0.1〜40重
量部含有する木質繊維物質含有樹脂組成物であって、該
(C)(メタ)アクリレート系重合物の結晶化開始温度
が、5℃〜50℃であり、そして該(C)(メタ)アク
リレート系重合物が、アルキル基の炭素数が16〜30
のアルキル(メタ)アクリレート(c1)を20〜80
モル%およびポリアルキレングリコール鎖を有する(メ
タ)アクリレート(c2)80〜20モル%含有する重
合物である、木質繊維物質含有樹脂組成物。
Description
樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、木粉、樹皮、パ
ルプ、紙、竹粉等の木質繊維物質が配合され、そして得
られる成形品の外観および成型加工性に優れ、かつ衝撃
強度、曲げ強度などの機械的特性に優れる木質繊維物質
含有樹脂組成物に関する。
に、資源が豊富であり、そして繰り返し生産ができると
いう優れた材料であることから、建築用資材、装飾材
料、家庭用具として幅広く使用されている。これら木材
製品の加工方法は、切る、彫る、削るといった方法のみ
であり、樹脂のように自由な大きさや形に成型すること
ができない。また、多湿環境下で使用すると腐食して外
観不良を引き起こし、商品価値が低下することがある。
ていること、ならびに押出し成型、射出成型、カレンダ
ー成型、ブロー成型等の幅広い成型加工方法によって自
由な形に成型できることから、ボトル、薬品・灯油等の
タンク類、自動車の内外装品、医療器具、電機等の工業
部品、パイプ、電線被覆材、床材、壁紙、農業用ビニ
ル、ホース、チューブ、建材、食品包装材等に幅広く使
用されている。このように、成型加工が容易でかつ機械
的強度に優れる熱可塑性樹脂が、木質風合いを持つなら
ば、建築用資材、装飾材料などとして、さらに幅広く利
用することが可能になる。
表面への木目調印刷が行われている。具体的には、特開
昭53−16072号公報には、透明性のインキにて木
目柄を印刷した透明性の熱可塑性樹脂フィルムを、樹脂
基材上に重ねて加熱加圧することにより、木質感に富む
化粧材を安価に製造する方法が記載されている。特開平
4−212852号公報には、透明なフィルムあるいは
透明な紙に、透明なインキで木目柄を施し、かつ、この
シートをパール顔料入りの接着剤で積層することによ
り、天然の木材に近い木質感を出す方法が報告されてい
る。
質調の熱可塑性樹脂を得ることができるが、木質調の風
合いや肌触りを出すことができない。この問題を解決す
るために、木粉、樹皮、パルプ、紙、竹粉等の木質繊維
物質を熱可塑性樹脂に配合する方法が検討されている。
さらに、昨今の環境問題により、製材所で発生するのこ
ぎり屑やかんな屑、あるいは建築廃材などの木質材料の
焼却処分が困難となってきている。これらの木質材料の
再利用の一環として、木質材料を木粉とし、この木粉に
樹脂を高濃度に練り込んで成型品を作ることによって、
焼却処分する木質材料の量を削減して、環境負荷の軽減
を行なう試みが多く行われている。具体的な樹脂への配
合方法として、特開昭58−204049号公報には、
150メッシュより細かくした乾燥木粉を熱可塑性樹脂
に添加する方法が記載されている。特開昭63−236
575号公報では、木質繊維粉体を含む塩化ビニル系樹
脂成形体を木用着色剤および塗料材で加飾することによ
り、より天然の木質材料に近い風合いを出す方法が報告
されている。
を配合することにより、天然の木質調風合いおよび肌触
りを出すことが可能となる。しかし、木質繊維物質は、
熱可塑性樹脂と混ざりにくく、成型加工が困難であり、
押出し成型加工時等に成形品の外観不良、生産性の著し
い低下、目やにの発生、ストランド成型不可能などの問
題が発生する。そのため、木質繊維物質入り熱可塑性樹
脂の使用は、強度があまり要求されない用途に限定され
ている。さらに、木質繊維物質が押出成型加工が行える
程度の量、例えば、ポリオレフィンに対して20〜30
重量部で配合された樹脂の成型しか行われていなかっ
た。
号公報には、天然ワックス、脂肪酸、脂肪酸エステル等
のワックスを添加する方法が記載されている。また、有
機過酸化物と多塩基酸との併用(特開平9−31624
7号公報)、エチレン/酢酸ビニル等の熱可塑性エラス
トマーの併用(特開平10−251523号公報)、お
よびアルカリ(土類)金属の酸化物と酸変性ポリオレフ
ィンとの併用(特開平10−237219号公報)が提
案されている。これらはいずれも、機械的強度がある程
度改善されているが、不十分であり、特に押出成型時の
製品の外観不良(ささくれ状態になる)、目やにの発
生、かつ、吐出量が低下するという問題は解決されてい
ない。
水性単量体とそれと共重合可能な単量体との共重合物を
用いる方法が報告されている。衝撃強度等の機械的強度
の向上が図られているが、成型加工時に要求される外観
の向上および生産性は未だ不十分である。
外観および成型加工性に優れ、かつ衝撃強度、曲げ強度
などの機械的特性に優れる木質繊維物質含有樹脂組成物
が望まれている。
性樹脂を100重量部、(B)木質繊維物質を70〜4
00重量部、および(C)(メタ)アクリレート系重合
物を0.1〜40重量部含有する木質繊維物質含有樹脂
組成物を提供し、ここで、該(C)(メタ)アクリレー
ト系重合物の結晶化開始温度は、5℃〜50℃であり、
そして該(C)(メタ)アクリレート系重合物は、アル
キル基の炭素数が16〜30のアルキル(メタ)アクリ
レート(c1)を20〜80モル%およびポリアルキレ
ングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート(c2)
80〜20モル%含有する重合物である。
のポリアルキレングリコール鎖を有する(メタ)アクリ
レートは式(1):
り、AOはオキシアルキレン基であり、そしてnは4〜
15である)で示される化合物である。
(メタ)アクリレート系重合物の重量平均分子量は3,
000〜300,000である。
熱可塑性樹脂(A)は、一般に市販されている熱可塑性
樹脂であれば、特に限定されず、例えば以下のものが使
用され得る:ポリプロピレン(PP)、低密度ポリエチ
レン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLD
PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、エチレン/
酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/アクリル酸
エステル共重合体(EEA)、エチレン/ビニルアルコ
ール共重合体、ポリオレフィンエラストマー等のオレフ
ィン系樹脂;ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル
/スチレン共重合体(AS)、アクリロニトリル/ブタ
ジエン/スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリ
ル/(メタ)アクリル酸エステル/スチレン共重合体
(AAS)、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体
(MS樹脂)、スチレン/ブタジエンゴム(SBR)、
アクリロニトリル/塩素化ポリエチレン/エチレン共重
合体(ACS)、スチレン/イソプレンゴム、メタクリ
ル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体(MBS樹
脂)等のスチレン系樹脂;ポリエステル;ポリカーボネ
ートなど。
物質(B)は、木、樹皮、パルプ、紙、竹粉等の木材ま
たは木質繊維の加工品であって、平均粒径が0.000
5〜5mmであることが好ましい。粒径が小さすぎる
と、木質繊維物質自体の取り扱い性および熱可塑性樹脂
との混合性が悪く、大きすぎると、最終的に得られる成
形品の強度および加工性が低下するおそれがある。ま
た、木質繊維物質(B)は、105℃で3時間乾燥した
後の乾燥残分が90%以上であることが好ましい。水分
含量が高いと、成型品に気泡が入るおそれがあるからで
ある。
アクリレート系重合物(C)は、モル換算で、アルキル
基の炭素数が16〜30のアルキル(メタ)アクリレー
ト(c1)を20〜80モル%およびポリアルキレング
リコール鎖を有する(メタ)アクリレート(c2)80
〜20モル%含有する重合物である。いずれか一方の
(メタ)アクリレート単量体が少なすぎるまたは多すぎ
ると、最終的に得られる成形品の強度および加工性が低
下するおそれがある。
ルキル(メタ)アクリレート(c1)の具体的な例とし
ては、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メ
タ)アクリレート、べへニル(メタ)アクリレート、イ
ソステアリル(メタ)アクリレート、カルナービル(メ
タ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート、コリ
ヤニル(メタ)アクリレート、メリシル(メタ)アクリ
レート等が挙げられ、これらの1種あるいは2種以上を
使用することができる。好ましいアルキル(メタ)アク
リレート単量体としては、アルキル基の炭素数が16〜
22の直鎖飽和アルキル(メタ)アクリレートである。
アルキル基の炭素数が16未満であると、(メタ)アク
リレート系重合物(C)の結晶化開始温度が、5℃より
低くなるおそれがある。
有する(メタ)アクリレート(c2)としては、ポリエ
チレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロ
ピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチ
レングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラ
メチレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、メト
キシポリエチレングリコールモノ、オクトキシポリエチ
レングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらのうち
の1種あるいは2種以上を使用することができる。特に
好ましいポリオキシアルキレングリコール鎖を有する
(メタ)アクリレート単量体は、下記式(1):
り、AOはオキシアルキレン基であり、そしてnは4〜
15である)で示される化合物である。
は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブ
チレン基等が挙げられ、好ましくはオキシエチレン基で
ある。(AO)nは、単独重合体あるいはブロック重合体
でもよい。nは4〜15、好ましくは8〜12である。
は、重量平均分子量が3,000〜300,000であ
ることが好ましく、5,000〜100,000である
ことがより好ましい。重量平均分子量が3,000未満
の場合、成形品の外観不良を伴い、重量平均分子量が3
00,000より大きい場合、成形品の外観不良だけで
なく衝撃・曲げ強度の低下も伴う。
の結晶化開始温度は、好ましくは5℃〜50℃であり、
より好ましくは20℃〜30℃である。ここで、結晶化
開始温度とは、重合物の熱的特性を示し、DSC(示差
走査熱量測定装置)において測定可能な重合物中の結晶
部位が溶融を開始する温度である。通常、結晶化開始温
度は、DSCにおいて、冷却条件下、発熱が開始された
温度を測定することにより特定可能である。例えば、図
1に示すステアリルメタクリレートとメトキシポリエチ
レングリコールとの重合物の示差熱分析による発熱グラ
フにおいて、発熱開始前の勾配の延長線Aと、発熱開始
後の勾配の延長線Bとの交点Cを結晶化開始温度とす
る。すなわち、ステアリルメタクリレートとメトキシポ
リエチレングリコールとの重合物の結晶化開始温度は2
6℃である。上記(メタ)アクリレート系重合物(C)
の結晶化開始温度が5℃未満の場合、成型加工時の生産
性低下および外観不良を引き起こすおそれがあり、50
℃より高い場合、成形品の衝撃強度などの機械的特性の
低下を招くおそれがある。
は、上記アルキル基の炭素数が16〜30のアルキル
(メタ)アクリレート(c1)およびポリアルキレング
リコール鎖を有する(メタ)アクリレート(c2)以外
に、本発明の樹脂組成物の特徴を損なわない範囲で、そ
の他の共重合可能な単量体を含有する重合物であっても
よい。
は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合などの通
常用いられる重合方法により製造可能である。
熱可塑性樹脂(A)を100重量部、木質繊維物質
(B)を70〜400重量部、および(メタ)アクリレ
ート系重合物(C)を0.1〜40重量部含有する。
(A)100重量部に対して、70〜400重量部、好
ましくは100〜300重量部、特に好ましくは150
〜300重量部含有される。木質繊維物質(B)の添加
量が70重量部未満の場合は、成形品において木質調風
合いが出ず、添加量が400重量部を超えると、成形品
の外観不良、成型加工時の生産性低下、および衝撃強度
の低下を引き起こす。
熱可塑性樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは
1〜20重量部含有される。(メタ)アクリレート系重
合物(C)の添加量が0.1重量部未満の場合は、成形
品の機械的強度の低下、外観不良、目やに発生、ストラ
ンド成型性、吐出量の低下などが起こる。一方、添加量
が40重量部を超えると、成形品の外観不良および機械
的強度の低下が起こる。
は、最終的に得られる成形品に求められる性質に応じ
て、例えば以下に挙げる種々の添加剤を含んでいてもよ
い:ステアリン酸などの高級脂肪酸;ステアリルアルコ
ールなどの高級アルコール;ペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトールなどの多価アルコール;パラフィ
ンワックス、モンタン酸ワックスなどのワックス類;ス
テアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛などの金属石鹸類;ス
テアリルステアレート、ペンタエリスリトールテトラス
テアレートなどの脂肪酸エステル類;脂肪酸アミド、メ
チレンビス脂肪酸アミド、エチレンビス脂肪酸アミドな
どの滑剤;ジオクチル錫マレエートなどの錫化合物;ジ
フェニルモノデシルホスファイトなどのホスファイト化
合物;珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、ハイ
ドロタルサイト、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化マ
グネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、ゼオライト、
シリカなどの無機充填剤;ジベンゾイルメタンなどのβ
ジケトン化合物;エポキシ化大豆油などのエポキシ化合
物;ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペートなど
の可塑剤;ポリメチルメタクリレート、4−フッ化エチ
レン重合物などのアクリル系またはフッ素系の加工肋
剤;顔料;酸化防止剤;帯電防止剤;防曇剤;難燃剤;
紫外線吸収剤;抗菌剤;防黴剤など。
は、押出し成型、射出成型、カレンダー成型、ブロー成
型等の通常用いられる種々の方法によって成形され得
る。特に、押出し成型によって成形されることが好まし
い。
る。
した2Lの四つ口フラスコに、トルエン500gを仕込
み、105℃に昇温した。次いで、予め混合しておいた
メトキシポリエチレングリコール(9モル)モノメタク
リレートとステアリルメタクリレートとの混合物500
g(モル比1/1)に重合触媒として日本油脂株式会社
製パーブチルOを20g溶解した混合溶液を、トルエン
に4時間かけて滴下した。滴下終了後、パーブチルOを
2g追触媒し、3時間熟成させ、そして脱溶剤して重合
物Aを得た。
は26℃であった。結晶化開始温度の測定チャートを図
1に示す。
クリレート単量体を用いて、上記製造例1と同様に重合
物B〜Hを得た。なお、各重合物の結晶化開始温度は表
1に示すとおりである。
(株)製DSC(示差走査熱量測定装置)を用いて、以
下の条件下で結晶化開始温度の測定チャートを作成し、
得られた重合物の結晶化開始温度を測定した。 DSC測定条件:昇温条件:30℃→100℃、10℃/分 100℃、30分間保持 冷却条件:100℃→−50℃、−5℃/分
フの発熱開始前の勾配の延長線Aと、発熱開始後の勾配
の延長線Bとの交点Cを求めて、結晶化開始温度とし
た。
に示す各組成物の成分を、ヘンシェルミキサーにて混合
し、(株)東洋精機製作所製の二軸押出機を使用して、
C1/C2/C3/D=185℃/180℃/175℃
/175℃、回転数40rpmで、木質繊維含有樹脂組
成物ぺレットを作成した。
下に示すように衝撃試験、曲げ試験、および押し出し試
験を実施した。結果を表2に示す。
成]得られた木質繊維含有樹脂組成物のペレットを、1
85℃で3分間混練りし、9インチロールを用いて、厚
さ0.5mmのシートにした。得られたシートを185
℃でプレスして(予熱1分/50kgf/cm2、加圧
5分/100kgf/cm2)、厚さ0.5mmで表面
の平滑なシートを作成した。
験用試験片を、温度20℃、湿度50%中で48時間ア
ニーリングを行い、アイゾット衝撃試験を行なった。な
お、試験は10試験片についての平均値を求めた。平均
値が2.5KJ/m2以上を合格とした。
験用試験片を、温度20℃、湿度50%中で48時間ア
ニーリングを行い、曲げ試験を行なった。なお、試験は
10試験片についての平均値を求めた。平均値が10N
/mm2以上を合格とした。
二軸押出機を使用して、C1/C2/C3/D=185
℃/180℃/185℃/185℃、回転数40rpm
で丸棒を成型し、外観および吐出量を、以下の評価指標
によって評価した。
で評価した。
で評価した。 合否判定:吐出量40g/分以上が合格。
比較例1〜6と比べて、衝撃強度、曲げ強度、外観、お
よび吐出量が優れている。
アクリレート系重合物とは異なる単量体を用いた重合物
を(C)として用いた場合(比較例1〜3)は、実施例
と比較して、成形品の外観、成型加工時の生産性(吐出
量)、成形品の衝撃強度および曲げ強度が劣っていた。
(c2)としてポリオキシアルキレングリコール鎖を有
しないグリシジルメタクリレートを用いた場合(比較例
4)は、成型加工時の生産性(吐出量)は合格値を示し
たが、成形品の外観、成形品の衝撃強度および曲げ強度
が劣る結果を示した。(C)において(c1)と(c
2)のモル比が本発明の樹脂組成物の範囲外である重合
物を用いた場合(比較例5)は、成形品の外観、成型加
工時の生産性(吐出量)、成形品の衝撃強度および曲げ
強度が劣る結果を示した。
樹脂組成物の範囲外である場合(比較例6)、実施例と
比較して、成形品の外観、成型加工時の生産性(吐出
量)、成形品の衝撃強度および曲げ強度が劣っていた。
比較例4は、衝撃強度、曲げ強度の著しい低下が確認さ
れた。
は、成型時の吐出量が多いため生産性が良く、得られる
成形品の衝撃強度および曲げ強度が強く、その外観が良
いなどの、優れた特徴を有している。本発明の木質繊維
物質含有樹脂組成物を用いることによって、外観が良
く、衝撃強度、曲げ強度などの機械的特性に優れる木質
調風合いのある樹脂成形品を得ることができる。
レングリコールとの重合物の示差熱分析による発熱グラ
フである。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)熱可塑性樹脂を100重量部、 (B)木質繊維物質を70〜400重量部、および (C)(メタ)アクリレート系重合物を0.1〜40重
量部含有する木質繊維物質含有樹脂組成物であって、 該(C)(メタ)アクリレート系重合物の結晶化開始温
度が、5℃〜50℃であり、そして該(C)(メタ)ア
クリレート系重合物が、アルキル基の炭素数が16〜3
0のアルキル(メタ)アクリレート(c1)を20〜8
0モル%およびポリアルキレングリコール鎖を有する
(メタ)アクリレート(c2)80〜20モル%含有す
る重合物である、木質繊維物質含有樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記(c2)のポリアルキレングリコー
ル鎖を有する(メタ)アクリレートが式(1): 【化1】 (式中、R1は水素またはメチル基であり、AOはオキ
シアルキレン基であり、そしてnは4〜15である)で
示される化合物である、請求項1に記載の木質繊維物質
含有樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記(C)の(メタ)アクリレート系重
合物の重量平均分子量が3,000〜300,000で
ある、請求項1または2に記載の木質繊維物質含有樹脂
組成物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002083492A JP4088091B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 木質繊維物質含有樹脂組成物 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003277621A true JP2003277621A (ja) | 2003-10-02 |
JP4088091B2 JP4088091B2 (ja) | 2008-05-21 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678308B2 (en) | 2004-04-01 | 2010-03-16 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Molded woody article and process for producing molded woody article |
CN103756346A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-30 | 东北林业大学 | 诱导β-结晶增韧的聚丙烯木塑复合材料及其制备方法 |
WO2021251362A1 (ja) | 2020-06-10 | 2021-12-16 | 古河電気工業株式会社 | 繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材 |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083492A patent/JP4088091B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103756346A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-30 | 东北林业大学 | 诱导β-结晶增韧的聚丙烯木塑复合材料及其制备方法 |
WO2021251362A1 (ja) | 2020-06-10 | 2021-12-16 | 古河電気工業株式会社 | 繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材 |
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---|---|
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