二軸押出機による押出混練技術

二軸押出技術を基礎からしっかり理解!日々の実務・トラブルに対応しよう

二軸押出機による押出混練技術

価格 57,200円(税抜 52,000円) 出版社 情報機構
発刊日 2016年12月16日 体裁 B5判 229ページ
ISBN 978-4-86502-121-9 書籍番号 BC161201

本書のポイント

  • ●二軸押出機の仕組み・要素・構成を理解する!
  • 単軸押出と二軸押出の違いは?どんな時二軸押出機を活用すべき?
  • ●二軸押出機の実用に必須のポイントも解説!トラブル対策に役立てよう!
  • 各種条件設定・パラメータが物性に及ぼす影響とは?
  • 二軸押出機の点検・整備保全・メンテナンスの勘所をおさえよう!
  • ●コンパウンディング技術・ポリマーアロイ・ブレンド他各種応用技術を詳説
  • 反応押出・リアクティブプロセッシング…混練による構造制御とは?
  • ナノ分散 ナノコンポジットの技術概要から評価・スケールアップまで!
  • フィルムの押出成形のポイントは?
  • 炭素繊維やセルロースナノファイバーへの活用など最近のトピックもしっかり解説
  • ●二軸押出のスクリュデザイン、セグメントの組み合わせを理解する!
  • 二軸押出のスクリュとその特徴・混練分散挙動は?
  • プロセス別のスクリュ形状は?スクリュデザインの手法は?
  • スクリュミキシングエレメントの組み合わせの考え方とその応用は?
  • ●シミュレーション・可視化の方法・評価についてしっかり押さえる!
  • 各種シミュレーションの詳細をわかりやすく解説!二軸押出機を用いた分散挙動の評価は?
  • ★機械メーカー、樹脂メーカー・ベテラン技術者・研究者など多様な執筆者16名が二軸押出技術を完全解説!
  • 二軸押出機による混練の可視化技術とは?

執筆者紹介

同志社大学
田中 達也
旭化成株式会社
大田 佳生
株式会社日本製鋼所
富山 秀樹
株式会社池貝
久家 立也
福井大学
田上 秀一
福井大学
植松 英之
山形大学
井上 隆
住友化学株式会社
森冨 悟
株式会社プラスチック工学研究所
辰巳 昌典
有限会社エスティア
橋爪 慎治
長岡国際技術士事務所
長岡 猛
京都市産業技術研究所
仙波 健
押出成形技術支援事務所
古橋 善男
株式会社池貝
林﨑 芳博
株式会社日本製鋼所
福澤 洋平
タキロン株式会社
髙瀬 博文

目次

第1章 二軸押出機の基本と実践

第1節 混練・分散と混練押出機
  • 1.二軸混練押出技術の基礎
  •  1.1 混練用KDセグメント技術
  • 2.今後の展望
  •  2.1 高トルク化と高容量化技術
  •  2.2 混練用セグメント技術
  •  
第2節 二軸押出機と他押出機の違いと比較
  • 1.各種押出機(混練機)の比較
  • 2.各種押出機の特徴
  •  2.1 完全噛合型同方向回転二軸押出機
  •   2.1.1 完全噛合型同方向回転二軸押出機の歴史
  •   2.1.2 完全噛合型同方向回転二軸押出機のスクリュエレメントとバレルの特徴
  •   2.1.3 完全噛合型同方向回転二軸押出機の混練性能
  •  2.2 完全噛合型異方向回転二軸押出機
  •  2.3 非噛合型同方向回転押出機
  •  2.4 非噛合型異方向回転二軸押出機
  •  2.5 単軸押出機
  •  2.6 特殊単軸押出機
第3節 二軸押出機の特徴・要素と点検・保全のポイント
  • 1.二軸押出機の特徴
  •  1.1 二軸押出機の分類と流動特性
  •  1.2 噛合型同方向回転二軸押出機の特徴
  •  1.3 スクリュデザイン(構成)の考え方
  • 2.二軸押出機の保全・メンテナンス
  •  2.1 保全の必要性
  •  2.2 スクリュの点検とメンテナンス
  •  2.3 シリンダの点検とメンテナンス
  •  2.4 減速機の点検とメンテナンス
  •  2.5 押出機運転時の保全
第4節 二軸押出機の条件設定と物性の影響
  • 1.二軸押出機の特徴と混練・分散の適切条件
  • 2.混練時の回転、温度、圧力の関係
  • 3.混練時の樹脂温度の制御技術
  • 4.シリンダ温度設定の仕方
  • 5.滞留時間の適切化と最適な運転条件
  • 6.二軸押出機における材料条件
  •  6.1 樹脂に添加剤を混ぜる方法
  •  6.2 溶融しない添加剤を混ぜる方法
  •  6.3 溶融する添加剤を混ぜる方法

第2章 二軸押出機の活用~各技術の詳細と注意点~

第1節 コンパウンディング技術~ナノフィラーのコンパウンディングを中心に~
  • 1.添加剤の効果
  • 2.樹脂の粘度の影響
  • 3.溶融混練時における混合条件の効果
  • 4.伸長流れの効果
第2節 ポリマーブレンド・アロイへの展開
  • 1.機械的な細化:mmからμmへ
  • 2.界面カップリング反応によるサブμm分散
  •  2.1 InsItu-formed共重合体の界面活性
  •  2.2 複数の反応による構造制御
  •  2.3 3成分系の濡れ制御
  • 3.引き抜き・引き込みによるナノ分散
  • 4.せん断誘起相溶解・相分解による共連続構造
  • 5.動的架橋
  • 6.エマルションとペレットの混合
  • 7.ゴムの脱架橋
第3節 反応押出・リアクティブプロセッシング
  • 1.相溶系アロイと非相溶系アロイ
  •  1.1 相溶系ポリマーアロイ
  •  1.2 非相溶系ポリマーアロイ
  • 2.ポリマーアロイの設計
  •  2.1 ポリマーアロイの設計の考え方
  •  2.2 弾性率・耐熱性の設計
  •  2.3 衝撃強度の発現
  • 3.リアクティブプロセッシング
  •  3.1 混練による構造制御
  •  3.2 リアクティブプロセッシングによる構造制御
  •  3.3 混練機内の解析
第4節 フィルム成形技術のポイント
  • 1.高機能性フィルム・シート成形に使用される成形装置概要
  • 2.押出機(単軸押出機及び二軸押出機)
  • 3.定量昇圧装置(ギヤポンプ装置)
  • 4.フィルタ装置(異物混入防止)
  • 5.高精度フィルム成形のための最新Tダイ技術
  • 6.冷却ロール装置
第5節 ナノ材料の分散制御
  • 1.ナノ分散における機能性付加分野
  • 2.ナノ分散における材料強度向上効果
  • 3.無機ナノコンポジットの製造技術
  • 4.高分子ナノコンポジットの製造技術
  • 5.ナノコンポジットの評価とスケールアップ
第6節 最近のトピックスと事例
  • 第1項 炭素繊維強化プラスチックの開発
  • 1.繊維強化樹脂用二軸押出機の概要
  •  1.1 非連続繊維の押出機への供給
  •  1.2 連続繊維の押出機への供給
  • 2.連続繊維供給押出成形
  •  2.1 繊維の供給
  •  2.2 押出機内での繊維の切断および混練
  • 3.連続繊維供給による押出機の物性例
  • 4.その他の展開
  • 第2項 セルロースナノファイバーのコンパウンディング技術
  • 1.セルロースとプラスチックのコンパウンディングにおける問題
  • 2.問題の解決手法-セルロースの化学修飾と同時複合解繊
  • 3.CNF/エンジニアリングプラスチックの特性
  •  3.1 CNF/ポリアミド6
  •  3.2 CNF/ポリアセタール
  •  3.3 CNF/ポリブチレンテレフタレート
  • 4.CNF/バイオプラスチック(ポリ乳酸)の特徴

第3章 スクリュデザインとセグメントの組み合わせ

第1節 スクリュの基本構造と混練分散挙動
  • 1.完全噛合型同方向回転二軸スクリュの基本構造と混練分散挙動
  •  1.1 主要エレメントの幾何形状特性
  • 2.異方向二軸スクリュの基本構造と混練分散挙動
第2節 二軸押出のスクリュとは
  • 1.同方向二軸スクリュ
  • 2.ニーデングロータユニットとその特徴
  • 3.スクリュ形状特性
  •  3.1 パラレル型異方向二軸スクリュ
  •  3.2 オレフィン系樹脂+木粉入り用スクリュ
  •  3.3 H-PVC用スクリュ
第3節 プロセス別のスクリュ形状と挙動
  • 1.スクリュ形状と混練・分散の関係
  • 2.一般的な二軸押出機の使用例
  • 3.溶融の途中から添加する二軸押出機の使用例
  • 4.複合した二軸押出機の使用例
第4節 スクリュミキシングエレメントの組み合わせの考え方とその応用
  • 1.スクリュパーツの種類
  • 2.スクリュパーツの基本的な配置
  • 3.低粘度溶融樹脂とスクリュ形状の関係
  • 4.中粘度溶融樹脂とスクリュ形状の関係
  • 5.高粘度溶融樹脂とスクリュ形状の関係
第5節 特殊なスクリュ形状
  • 1.フルフライトタイプのスクリュ
  • 2.ミキシングタイプのスクリュ
  • 3.フルフライトとミキシングスクリュの組み合わせ

第4章 二軸押出機を用いた押出混練技術のシミュレーションと評価

第1節 シミュレーション技術
  • 1.二軸スクリュ押出シミュレーション技術の発展
  • 2.FAN法シミュレーション
  •  2.1 概要
  •  2.2 FAN法の演算アルゴリズムについて
  •  2.3 FAN法による二軸スクリュ混練シミュレーション
  • 3.FEMによる3次元スクリュ流動解析
  •  3.1 概要
  •  3.2 FEMの演算アルゴリズムについて
  •  3.3 FEMによる3次元スクリュ混練シミュレーション
  • 4.粒子法シミュレーション
  •  4.1 概要
  •  4.2 MPS法の演算アルゴリズムについて
  •  4.3 二軸スクリュ押出機内における溶融樹脂の混練シミュレーション
第2節 二軸押出機を使用したナノコンポジット成形の分散制御と分散評価
  • 1.分散パラメータ
  • 2.カーボンナノチューブコンポジット
  •  2.1 カーボンナノチューブ(CNT)
  •  2.2 CNTの分散と分散評価手法
  •  2.3 押出機の分散に関わるパラメータ
第3節 樹脂の溶融混練・流動挙動とその可視化
  • 1.二軸押出機における混練技術
  • 2.分配と分散
  • 3.CAEにおけるミキシングセクションの可視化
  • 4.CAEによるスクリュ全体の可視化
  • 5.可視化解析二軸押出装置