JP6239588B2 - 環境にやさしい高強度樹脂複合材 - Google Patents

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Description

本発明は、高強度樹脂複合材に関するものであり、より詳しくは、ＰＬＡ（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂とＰＨＡ（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ）樹脂が混合されたブレンド（ｂｌｅｎｄ）樹脂を基材（ｍａｔｒｉｘ）として用いるため、高強度、軽量化を有しつつ環境にやさしい樹脂複合材に関する。
高強度樹脂複合材とは、熱可塑性樹脂のような樹脂を繊維で補強した素材を意味する。このような高強度樹脂複合材には、軽量化および高強度特性がある。
通常、高強度樹脂複合材と言えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を意味するが、繊維強化プラスチックは、樹脂内に炭素繊維のような繊維が含浸されている形態である。しかし、繊維強化プラスチックの場合、炭素繊維の含量が増加するほど引張強度が著しく低下し、成形性が良くないという問題点がある。
また、高強度樹脂複合材において樹脂は、通常、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂のような相溶熱可塑性樹脂が用いられる。
しかし、相溶熱可塑性樹脂の場合、使用後の廃棄時に分解されないため環境汚染の要因になる。
このような問題点を解決するために、近年では生分解性樹脂を高強度樹脂複合材に適用しようとしている。しかし、生分解性樹脂の場合、大抵、強度等の物性が相溶熱可塑性樹脂に比べて良くないという問題点がある。
本発明に関連する背景技術として、韓国特許公開公報第１０―２００９―００９９２１５号（２００９．０９．２２．公開）に開示されている連続繊維で補強された高強度熱可塑性複合材の製造工程がある。
本発明の目的は、既存の相溶熱可塑性樹脂を基材とする樹脂複合材と比較して同等以上の高強度を表すことができ、さらに、自然に分解できるため環境低負荷性を有する高強度樹脂複合材を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材は、基材；および前記基材の一面または両面に形成され、繊維強化剤を含む補強材層；を含み、前記基材はＰＬＡ（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂とＰＨＡ（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ）樹脂を含む生分解性樹脂で形成されていることを特徴とする。
このとき、前記生分解性樹脂は、前記ＰＬＡ樹脂１００重量部に対して、前記ＰＨＡ樹脂が１０重量部ないし５０重量部混合されていることがより好ましい。
また、前記生分解性樹脂は、アイオノマーをさらに含んでもよい。
一方、前記ＰＨＡ樹脂は下記［式１］で表される繰り返し単位を含んでもよい。
Figure 0006239588
 （前記式１で、Ｒ１は水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１ないし１５のアルキル基、ｎは１または２）
前記目的を達成するための本発明の別の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材は、第１基材；前記第１基材上に形成され、繊維強化剤を含む補強材層；および前記補強材層上に形成される第２基材；を含み、前記の第１基材と第２基材のうち一つ以上はＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂を含む生分解性樹脂で形成されることを特徴とする。
このとき、前記の第１基材と第２基材が共に生分解性樹脂を含むことが好ましい。
本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材は、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂が混合されたブレンド樹脂を基材として用い、繊維強化剤を用いて基材上に補強材層を別途に形成する。
その結果、既存の相溶熱可塑性樹脂基材の高強度樹脂複合材に対して、同等以上の物性を確保でき、また、廃棄後には基材の生分解が可能なため環境低負荷性を表すことができる。
本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材を概略的に表したものであり、基材の一面に補強材層が形成されている例を表したものである。 本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材を概略的に表したものであり、基材の両面に補強材層が形成されている例を表したものである。 本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材を概略的に表したものであり、第１基材と第２基材の間に補強材層が形成されている例を表したものである。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、詳しく後述してある実施例および図面を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるのではなく、相違する多様な形態に具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。
以下、本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材について詳しく説明する。
図１は、本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材を概略的に表したものであり、基材の一面に補強材層が形成されている例を表したものである。
図１を参照すると、本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材は、基材１１０および補強材層１２０を含む。
本発明にかかる樹脂複合材において、基材１１０は外力による荷重を、樹脂複合材と接したり連結する部品等に効果的に伝達する役割をすると共に、さらに、補強材層１２０に含まれている繊維強化剤を支持する役割をする。
基材１１０は、フィルム、織物（Ｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ）、不織布（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ）、ペルト（ｐｅｌｔ）等の形態でもよい。また、基材１１０は単層形態あるいは２層以上積層された形態でもよい。
このとき、基材１１０は生分解性樹脂を含む。このとき、生分解性樹脂は、ＰＬＡ（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂とＰＨＡ（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ）樹脂が混合されたブレンド（ｂｌｅｎｄ）樹脂を用いることが好ましい。
本発明の発明者らは、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂が混合されたブレンド樹脂の場合、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂等のような相溶熱可塑性樹脂に対して、同等レベルの機械的物性を表し得ることを見出した。
よって、本発明にかかる樹脂複合材は、前記のＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂が混合されたブレンド樹脂を基材として用いることにより、強度等の特性に非常に優れ、さらに、廃棄後に生分解が可能だという長所がある。
ＰＨＡ樹脂は、下記［式１］で表される繰り返し単位を含んでもよい。
Figure 0006239588
 （式１で、Ｒ１は水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１ないし１５のアルキル基、ｎは１または２）
より具体的には、前記式１で表される繰り返し単位は、ｎが１でＲ１がメチル基である３―ヒドロキシブチレート（３―ｈｙｄｒｏｘｙ ｂｕｔｙｒａｔｅ）、ｎが１でＲ１がエチル基である３―ヒドロキシバレラート（３―ｈｙｄｒｏｘｙ ｖａｌｅｒａｔｅ）、ｎが１でＲ１がプロピル基である３―ヒドロキシヘキサノエート（３―ｈｙｄｒｏｘｙ ｈｅｘａｎｏａｔｅ）、ｎが１でＲ１がペンチル基である３―ヒドロキシオクタノエート（３―ｈｙｄｒｏｘｙ ｏｃｔａｎｏａｔｅ）、ｎが１でＲ１が炭素数１５のアルキル基である３―ヒドロキシオクタデカノエート（３―ｈｙｄｒｏｘｙ ｏｃｔａｄｅｃａｎｏａｔｅ）等を例示することができる。
一方、本発明にかかる樹脂複合材においてＰＬＡ樹脂は、強度確保の役割をし、ＰＨＡ樹脂はＰＬＡ樹脂の脆性を改善する役割をする。このような点でＰＬＡ樹脂の含量比が増加するほど強度が高くなり、ＰＨＡ樹脂の含量比が増加するほど靭性が増加すると言える。
本発明において、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂の混合比は、特に制限されるものではない。但し、実験の結果、ＰＬＡ樹脂１００重量部に対して、ＰＨＡ樹脂が１０重量部ないし５０重量部混合されている場合の方が、それ以外の場合に比べて物性により優れた。
それに対して、ＰＨＡ樹脂が、ＰＬＡ樹脂１００重量部に対して１０重量部未満で含有された場合、ＰＬＡ樹脂の脆性改善が多少不十分になり得る。また、ＰＨＡ樹脂がＰＬＡ樹脂１００重量部に対して５０重量部を超える場合、ＰＨＡ樹脂の凝集が発生して樹脂複合材の強度が多少低下し得る。
よって、ＰＨＡ樹脂はＰＬＡ樹脂１００重量部に対して、１０重量部ないし５０重量部で混合されることが最も好ましい。
また、前記生分解性樹脂は、アイオノマー（ｉｏｎｏｍｅｒ）をさらに含んでもよい。アイオノマーは、反応性相溶化剤として作用し得る。
アイオノマーは、非極性の高分子鎖に少量のイオン基が含有されている限り、特に限定されなく、その例として、α―オレフィンとα，β―不飽和カルボン酸の共重合体、ポリスチレンにスルホン酸基が導入されている重合体、α―オレフィン、α，β―不飽和カルボン酸およびこれとそれぞれ共重合可能な単量体間の共重合体またはこれらの混合物を１価ないし４価の金属イオンで中和したものを用いてもよい。
前記アイオノマーは、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂の合算１００重量部に対して、２０重量部以下で含まれることがよい。アイオノマーの添加量が２０重量部を超える場合は、未反応のアイオノマーが残留して耐熱性や強度を低下させるおそれがある。
補強材層１２０は、基材の一面に形成される。また、補強材層１２０は繊維強化剤を含む。
補強材層１２０は、繊維強化剤を含むシートが基材１１０に接着または圧着されて形成できる。また、シートに製作されたものではない繊維強化剤自体も、プレス等によって基材に圧着しながら補強材層１２０にしてもよい。
本発明にかかる樹脂複合材において、補強材層に含まれる繊維強化剤は外力による荷重を支持する役割をする。このような繊維強化剤は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（Ａｒａｍｉｄ Ｆｉｂｅｒ）、ＵＨＭＷＰＥ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）等の産業用繊維が１種以上含まれてもよい。
前記補強材層１２０に含まれる繊維強化剤は、基材１１０の１００重量部に対して１０重量部ないし１００重量部が使用されてもよい。しかし、繊維強化剤の使用量は必ずしもこれに制限されるのではなく、使用用途に応じて多様に変化し得る。
前記図１に示した例では、基材１１０の一面に補強材層１２０が形成されている。しかし、補強材層１２０は、図２に示したように、基材１１０の両面に形成されてもよい。
図３は、本発明の実施例にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材を概略的に示したものであり、第１基材と第２基材間に補強材層が形成されている例を示したものである。
図３を参照すると、図示した環境にやさしい高強度樹脂複合材は、第１基材３１０、補強材層３２０および第２基材３３０を含む。
図３に示した例の場合、構造的には第１基材３１０と第２基材３３０間に補強材層３２０が介在されている形態を有する。
第１基材３１０と第２基材３３０は、フィルム、織物、不織布およびペルトのうち１種の形態や、或いは２種以上が積層された形態を有してもよい。
このとき、第１基材３１０または第２基材３３０、より好ましくは、第１基材３１０および第２基材３３０が共に、生分解性樹脂を含む。
前述の通り、本発明ではこのような生分解性樹脂として、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂が混合されたブレンド樹脂を用いる。また、生分解性樹脂にはアイオノマーが含まれてもよい。
補強材層３２０は、第１基材上に形成され、繊維強化剤を含む。
繊維強化剤は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＵＨＭＷＰＥ等の産業用繊維が１種以上含まれていてもよい。
図３に示した例の場合、補強材層３２０が第１基材３１０と第２基材３３０間に形成されているため、補強材層３２０が基材から離脱することを最大限抑えることができる。
上述のように、本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材は、軽量化および高強度特性を表し得るだけでなく、基材としてＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂が混合されたブレンド樹脂を用いることにより、生分解特性によって廃棄後に自然な分解が可能なため、環境汚染予防効果がある。
また、本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材の場合、圧着や接着等の方法だけでも製造が可能である。よって、基材内部に繊維強化剤が含浸される形態の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）に比べて簡単な工程により製造することができる。
また、繊維強化プラスチックの場合、繊維強化剤の含量が過度に高くなると引張強度が著しく低下し、成形性が良くなくなるという問題点があるが、本発明にかかる環境にやさしい高強度樹脂複合材の場合は、繊維強化剤を含む補強材層が基材と別の層に形成されるため、補強材層における繊維強化剤の含量あるいは密度を十分に高めることができる。
以下、本発明の好ましい実施例により本発明の構成および作用をより詳しく説明する。但し、これは本発明の好ましい例として提示するものであり、如何なる意味でもこれによって本発明が制限されると解釈してはならない。
ここに記載していない内容は、本技術分野における熟練者であれば十分に技術的に類推できるもののため、その説明は省略する。
１．樹脂複合材試片の製造
（１）実施例１
１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．５ｍｍの大きさのフィルム上に炭素繊維（フィルム重量の２５％）を配列した後、プレスによって樹脂複合材試片を製造した。このとき、フィルムはＰＬＡ樹脂１００重量部にＰＨＡ樹脂が２５重量部ブレンドされているものを用いた。
（２）実施例２
１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．５ｍｍの大きさのフィルム上に炭素繊維（フィルム重量の２５％）を配列した後、再度同じフィルムを載せ、プレスにより樹脂複合材試片を製造した。このとき、２枚のフィルムはＰＬＡ樹脂１００重量部にＰＨＡ樹脂が２５重量部ブレンドされているものを用いた。
（３）実施例３
２枚のフィルムのそれぞれにＰＬＡ樹脂１００重量部に対してサーリン１７０６（アイオノマー，デュポン製造）１０重量部がさらに含まれていることを除いては、実施例２と同様の樹脂複合材試片を製造した。
（４）実施例４
炭素繊維の使用量をフィルム重量の１００％にしたことを除いては、実施例２と同様の方法で樹脂複合材試片を準備した。
（５）比較例１
２枚のフィルム素材としてＰＥＴフィルム（ＬＧ化学製造）を用いたことを除いては、実施例２と同様の方法で樹脂複合材試片を準備した。
（６）比較例２
ＰＬＡ樹脂１００重量部とＰＨＡ樹脂２５重量部がブレンドされた溶融樹脂に炭素繊維３０重量部を撹拌して押出した後、実施例１と同じ大きさで炭素繊維がＰＬＡ樹脂に含浸された形態の樹脂複合材試片を準備した。
（７）比較例３
炭素繊維をＰＬＡ樹脂１００重量部に対して１００重量部使用したことを除いては、比較例２と同様の方法で樹脂複合材試片を準備した。
２．物性の評価方法
実施例１ないし４及び比較例１ないし３にかかる試片に対して、引張強度および屈曲強度を測定した。
引張強度（Ｋｇｆ／ｃｍ２）は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定した。
屈曲強度（Ｋｇｆ／ｃｍ２）は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０によって測定した。
３．物性の評価結果
実施例１ないし４及び比較例１ないし３にかかる試片に対する物性の評価結果を表１に示した。
Figure 0006239588
表１を参照すると、ＰＥＴ樹脂基材の比較例１にかかる樹脂複合材試片の物性と比較すると、実施例１ないし４にかかる樹脂複合材試片は、同等以上の物性を表した。このとき、比較例２にかかる樹脂複合材の基材が生分解されないＰＥＴフィルムを基材にすることを考慮すると、実施例１ないし４にかかる樹脂複合材は、同等以上の物性を有すると共に、生分解が可能なため十分に環境にやさしい素材として活用することができる。特に、ＰＬＡ樹脂フィルムを用いると共に、図３に示した形態の実施例２ないし実施例４にかかる樹脂複合材試片の場合は、強度により優れ、アイオノマーが含まれた実施例３にかかる樹脂複合材試片の場合は物性に最も優れた。
一方、ＦＲＰ形態の比較例２にかかる試片の場合、実施例１に対して強度が多少低く、炭素繊維含量が高い比較例３にかかる試片は、引張強度が非常に低かった。
本発明は、図面に示した実施例を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術が属する分野で通常の知識を有する者であればこれにより多様な変形および均等な他実施例が可能だという点を理解すると考える。
よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって定められなければならない。
１１０：基材、１２０：補強材層、３１０：第１基材、３２０：補強材層、３３０：第２基材

Claims (7)

  1. 基材；および
    前記基材の一面または両面に形成され、繊維強化剤からなる補強材層；を含み、
    前記基材は、ＰＬＡ（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）樹脂とＰＨＡ（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ）樹脂を含む生分解性樹脂で形成され、
    前記生分解性樹脂は、アイオノマーをさらに含み、
    前記アイオノマーは、
    α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸との共重合体、
    ポリスチレンにスルホン酸基が導入されている重合体、
    α−オレフィンと、α，β−不飽和カルボン酸と、α−オレフィン及びα，β−不飽和カルボン酸のそれぞれと共重合可能な単量体との共重合体、または
    これらの混合物を１価ないし４価の金属イオンで中和した重合体であり、
    前記アイオノマーは、前記ＰＬＡ樹脂と前記ＰＨＡ樹脂の合算１００重量部に対して、２０重量部以下で含まれており、
    前記生分解性樹脂は、前記ＰＬＡ樹脂１００重量部に対して、前記ＰＨＡ樹脂が２５重量部〜５０重量部混合されていることを特徴とする環境にやさしい高強度樹脂複合材。
  2. 前記ＰＨＡ樹脂は、
    下記［式１］で表される繰り返し単位を含むことを特徴とする請求項１に記載の環境にやさしい高強度樹脂複合材。
    Figure 0006239588
     （式１で、Ｒ１は水素原子または置換もしくは非置換の炭素数１〜１５のアルキル基、ｎは１または２）
  3. 前記基材は、
    フィルム、織物（Ｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ）、不織布（Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆａｂｒｉｃ）およびペルト（ｐｅｌｔ）のうちの１種の単層形態か、或いは２種以上が積層された形態であることを特徴とする請求項１に記載の環境にやさしい高強度樹脂複合材。
  4. 前記繊維強化剤は、
    炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維（Ａｒａｍｉｄ Ｆｉｂｅｒ）およびＵＨＭＷＰＥ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）のうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の環境にやさしい高強度樹脂複合材。
  5. 第１基材；
    前記第１基材上に形成され、繊維強化剤からなる補強材層；および
    前記補強材層上に形成される第２基材；を含み、
    前記第１基材と前記第２基材のうちの一つ以上は、ＰＬＡ樹脂とＰＨＡ樹脂を含む生分解性樹脂で形成され、
    前記生分解性樹脂は、アイオノマーをさらに含み、
    前記アイオノマーは、
    α−オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸との共重合体、
    ポリスチレンにスルホン酸基が導入されている重合体、
    α−オレフィンと、α，β−不飽和カルボン酸と、α−オレフィン及びα，β−不飽和カルボン酸のそれぞれと共重合可能な単量体との共重合体、または
    これらの混合物を１価ないし４価の金属イオンで中和した重合体であり、
    前記アイオノマーは、前記ＰＬＡ樹脂と前記ＰＨＡ樹脂の合算１００重量部に対して、２０重量部以下で含まれており、
    前記生分解性樹脂は、前記ＰＬＡ樹脂１００重量部に対して、前記ＰＨＡ樹脂が２５重量部〜５０重量部混合されていることを特徴とする環境にやさしい高強度樹脂複合材。
  6. 前記第１基材および前記第２基材は、
    フィルム、織物、不織布およびペルトのうちの１種の単層形態か、或いは２種以上が積層された形態であることを特徴とする請求項５に記載の環境にやさしい高強度樹脂複合材。
  7. 前記繊維強化剤は、
    炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維およびＵＨＭＷＰＥのうちの１種以上を含むことを特徴とする請求項５に記載の環境にやさしい高強度樹脂複合材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3162833A1 (en) 2015-11-01 2017-05-03 Bio Bond IVS Bio-based and biodegradable resin suitable for production of composite materials
ES2746375T3 (es) 2016-08-02 2020-03-05 Fitesa Germany Gmbh Sistema y proceso para la preparación de telas no tejidas de ácido poliláctico
US11441251B2 (en) 2016-08-16 2022-09-13 Fitesa Germany Gmbh Nonwoven fabrics comprising polylactic acid having improved strength and toughness
CN109294184A (zh) * 2018-09-05 2019-02-01 安徽新翔包装材料有限公司 一种环保降解塑料袋及其制作工艺
CN112300553A (zh) * 2020-11-17 2021-02-02 扬州万盛实业有限公司 一种轻质高强隔热复合材料板材及其制备方法
CN115058033B (zh) * 2022-07-18 2024-02-23 南通大学 一种环保型聚乳酸纺织复合材料及其制备方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422398A (en) * 1993-04-23 1995-06-06 The University Of Connecticut Compatibilizer for polymer blends and the polymer blends derived therefrom
JP3609543B2 (ja) * 1995-07-13 2005-01-12 トヨタ自動車株式会社 脂肪族ポリエステル系ポリマーブレンド体およびその製造方法ならびに脂肪族ポリエステル系ポリマーブレンド体の成形加工方法
EP0753539B1 (en) * 1995-07-13 2001-10-10 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Aliphatic polyester polymer blends based on poly(lactic acid), methods for manufacturing the same, and methods for molding the same
JP3720916B2 (ja) * 1996-06-19 2005-11-30 大日本印刷株式会社 生分解性を有する積層体
BR0208377A (pt) * 2001-03-27 2004-06-15 Procter & Gamble Composição ambientalmente degradável, saco, envoltório, laminado de múltiplas camadas, bem como pelìcula do referido laminado e pelìcula ambientalmente degradável
US6808795B2 (en) * 2001-03-27 2004-10-26 The Procter & Gamble Company Polyhydroxyalkanoate copolymer and polylactic acid polymer compositions for laminates and films
US7132490B2 (en) * 2002-03-29 2006-11-07 Mitshi Chemicals, Inc. Lactic acid-based resin composition
KR100504096B1 (ko) * 2003-08-08 2005-07-27 재단법인서울대학교산학협력재단 하이브리드 다축섬유구조 복합재료를 이용한 안전모
US7368503B2 (en) * 2003-12-22 2008-05-06 Eastman Chemical Company Compatibilized blends of biodegradable polymers with improved rheology
JP2005306932A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 生分解性合成紙及びその製造方法
BRPI0600787A (pt) * 2006-02-24 2007-11-20 Phb Ind Sa composição polimérica ambientalmente degradável e seu método de obtenção
US8449986B2 (en) * 2008-03-05 2013-05-28 Scout Materials Llc Multifunctional biocomposite additive compositions and methods
KR20090099215A (ko) * 2008-03-17 2009-09-22 (주)엘지하우시스 연속섬유가 보강된 고강도 열가소성 복합재의 제조공정
AU2009229406A1 (en) * 2008-03-24 2009-10-01 Biovation, Llc Biolaminate composite assembly and related methods
MX2008006155A (es) * 2008-05-09 2009-11-09 Grupo P I Mabe Sa De C V Articulo absorbente desechable, amigable con el medio ambiente.
US20100009104A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Composite America, LLC Laminate with Natural Fiber Composite
KR101081636B1 (ko) * 2009-02-17 2011-11-09 한일이화주식회사 자동차 내장재
KR101302335B1 (ko) * 2009-09-23 2013-08-30 (주)엘지하우시스 바닥재 및 그 제조 방법
US20110105644A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Toughened poly(trimethylene terephthalate) molding resins and molded articles therefrom
KR101262646B1 (ko) * 2010-03-15 2013-05-08 (주)엘지하우시스 Ｐｌａ 및 ｂｉｏ 블렌드 수지를 이용한 바닥재
CN102173153A (zh) * 2010-12-13 2011-09-07 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种纤维增强复合材料的制备方法

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