商品内容:
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●発刊 2005年5月31日
【執筆者紹介】
●井口CC技術士事務所 井口 勝啓 氏
●西沢技術研究所 代表 西沢 仁 氏
●(株)プラメディア ブロー押出グループ 部長 吉川 秀雄 氏
●(株)プラスチック工学研究所 技術部 部長 辰己 昌典 氏
●沢田技術士事務所 所長 沢田 慶司 氏
●東ソー(株) 四日市研究所 PO分野 開発グループ 幸田 真吾 氏
●本間技術士事務所 所長 本間 精一 氏
●京都工芸繊維大学 大学院 先端ファイブロ科学専攻 教授 石原 英昭 氏
【 目 次 】
第1章 トラブル現象とその解決策
第1節 押出成形での不良対策技術概論
1.成形不良の三大要因
1-1.寸法・形状の不良
1-2.外観・表面状態の不良
1-3.物性不良
1-4.その他の不良
2.成形不良対策の一般的手順
2-1.成形不良を見分ける
2-2.成形不良の実態を把握する
2-2-1.寸法・形状の検査方法
2-2-2.外観・表面状態の検査方法
2-2-3.物性の検査方法
2-3.成形不良の発生原因を明らかにする
2-3-1.成形不良現象と発生原因の相関
2-3-2.成形不良原因(現象)と
プラスチックの性質の相関
2-3-3.プロセス量の監視と記録
2-3-4.押出機内部の挙動観察
2-4.成形不良をなくす
第2節 (部分翻訳文献) 押出成形での外観不良
原文題名:Appearance Problems
出典:Understanding Extrusion
著者:Chris Rauwendaal
翻訳:井口勝啓
1.外観不良
1-1.筋(ライン)
1-2.めやに(Die Drool)
1-3.変色と劣化
1-4.ボイド(空洞)
1-5.ベントフロー
1-6.空気の巻き込み
1-7.ゲル
1-7-1.P−ゲルの除去
1-8.混合不良
第3節 (部分翻訳文献) 多層流れでの不安定現象
原文題名:Instabilities in Multi-layer Flow
出典:Extrusion Dies for Plastics and Rubber p.234
著者:Walter Michael
翻訳:井口勝啓
1.包み込み現象
2.界面の乱れ(不安定)
第4節 (部分翻訳文献) メルトフラクチャ−に
関するトラブルシューティング
原文題名:Troubleshooting Melt Fracture
出典:plasticstechnology October 2001
著者:Chris Rauwendaal
翻訳:井口勝啓
1.センサーで始める
2.トラブルシューティングのタイムライン
3.メルトフラクチャ−を止める
第5節 (部分翻訳文献) メルトフラクチャーか
界面の不安定現象か?
異なる問題には異なる対策が必要
原文題名:Melt Fracture or Interfacial Instability?
Different IIIs Needs Different Cures
出典:plasticstechnology March 2003
著者:Paul Waller
(Plastics Touchpoint Group,Inc.社長)
訳者:井口勝啓
1.メルトフラクチャー対策
2.界面の乱れを止める
第6節 (部分翻訳文献) ゲルの発生原因はなにか?
原文題名:What's Causing Your Gels?
出典:plasticstechnology March 2002
著者:Chris Rauwendaal
訳者:井口勝啓
1.P−ゲルを防ぐ
2.E−ゲルを防ぐ
3.ゲル検出の実際
第7節 ゴム連続加硫における不良と対策
1.まえがき
2.ゴム連続加硫方式の種類と特徴
3.ゴム連続加硫における不良と対策
3-1 表面層の粘着
3-2 電気特性、物性の低下
3-3 ボイドの生成
3-4 ゴムのスコーチ、ヤケ
3-5 その他不良
第2章 押出成形装置に起因する
トラブル・問題点とその対応策
第1節 ソリッドベッドのブレークアップと
バリヤフライト型スクリュ
1.スクリュに係わる成形上の問題点
1-1.溶融モデル
1-2.ソリッドベッドのブレークアップと成形上の問題点
2.バリヤフライト型スクリュ
2-1.バリヤフライト型スクリュの構造的特徴と作用
2-2.バリヤフライト型スクリュの発明と
各種バリエーション
2-3.結晶性ポリマーと非晶性ポリマー
2-4.バリヤフライト型スクリュの設計・選択上の要点
第2節 混練不良とスクリュのミキシングエレメント
1.混合・混練不良に起因する問題点と評価尺度
2.分配型ミキシングエレメント
3.分散型ミキシングエレメント
4.ミキシングエレメントに関するゴールデンルール
第3節 ベント式押出機でのサージングと緩和策
1.ベント式押出機の概要と問題点
2.ベント式押出機でのサージングの
減衰の仕組み:思考実験
2-1.供給量がステップ状に変化した場合(ステップ応答)
2-2.供給量が矩形波状に変化した場合
3.ベント式押出機でのサージングの減衰:
シミュレーションによる検証
3-1.シミュレーションの基礎方程式,
設定条件,出力データ
3-2.サージファクタと変動周期の関係
3-3.サージファクタと充満長の関係
3-4.ベント式押出機第二ステージの動特性
4.ベント式押出機でのサージングの減衰特性:
実験データによる検証
5.スクリュデザイン
6.ベント式押出機でのポリマーの劣化問題
第4節 厚さプロファイルの周期的変動:
ダイの温度制御の見直し
1.ポリマーメルトの粘度の温度依存性
2.PID温度制御技術の基礎と歴史
3.温度制御の実際:コンピュータシミュレーション
3-1.シミュレーションプログラムの概要
3-2.代表的なシミュレーションデータ
ケース1.基準制御例
(PID定数をZiegler Nicholsの式
どおりにした場合)
ケース2.比例動作だけの場合
ケース3.比例ゲインを強くした場合
ケース4.比例ゲインを弱くした場合
ケース5.積分ゲインを強くした場合
ケース6.微分ゲインを強くした場合
ケース7.むだ時間が長過ぎる場合
第5節 究極のサージング対策:
ギヤポンプアシスト型押出機
1.ベント式押出機の問題点:ギヤポンプの必要性
2.ギヤポンプおよびギヤポンプアシスト型押出機の
等価モデル
3.ギヤポンプの容積効率
4.ギヤポンプによるサージングの減衰の仕組み
5.ギヤポンプによるサージングの減衰:
シミュレーションによる検証
6.ベント式押出機でのサージングの減衰:
究極の切札としてのギヤポンプ
7.ギヤポンプの問題点と取扱い上の注意点:
入口圧力の急変に要注意
第6節 フィルムシートの厚さむら対策:
プロファイル制御システム
1.厚さむらの発生原因と手動ダイの限界
2.プロファイル制御システムの構成要素と評価尺度
2-1.厚さ計
2-2.自動ダイ
2-3.制御方法
2-3-1.測定プロファイルのスムージング
2-3-2.ダイボルトマッピング
2-3-3.熱変位式自動ダイの操作量演算方法
2-3-4.自動ダイアクチュエータの操作方法
3.シミュレーションシステム
3-1.シミュレーションプログラムのあらまし
3-2.シミュレーション条件
3-3.シミュレーション結果から分かること
3-4.新旧自動ダイの性能評価に関する
シミュレーション結果
3-4-1.在来型自動ダイの場合
3-4-2.高性能型自動ダイの場合
第7節 Tダイでの流量むら:最適流路の設計
1.流量むらのパターンと発生原因
2.溶融樹脂の流れ特性
2-1.構造粘性
2-2.粘度の温度依存性
2-3.加工誤差の影響
3.ダイ調整の方法と限界
4.流路解析の基礎
4-1.解析の基礎になる計算式
4-1-1.圧損の一般式
4-1-2.円管での圧損と流れ抵抗の計算式
4-1-3.スリット隙間(平行溝)での
圧損と流れ抵抗の計算式
5.均等流量を叶える最適流路の設計計算式の導入
5-1.前提条件と仮定
5-2.離散系での計算式の導入
5-2-1.マニホールド径Dの計算式
5-2-2.プリランド傾斜角φの計算式
5-3.離散系から連接系・連続系へ
(実用的な設計計算式の導入)
5-3-1.マニホールド径Dの計算式
5-3-2.プリランド傾斜角φの計算式
5-3-3.マニホールドの断面形状の種類と
等価円の計算式
5-4.多様な樹脂に対応するための流路設計上の
工夫(汎用性の確保)
6.最適流路の設計例
6-1.プリランド隙間hの影響
6-2.流れ指数nの影響
7.設計図の妥当性の検証:数値シミュレーション
第8節 (部分翻訳文献) ベント型押出機に
起因する筋と汚点の発生防止
原文題名:Prevent Streaks & Specs From
Vented Extruders
出典:plasticstechnology May 2002
著者:Chris Rauwendaal
翻訳:井口勝啓
1.トラブルの発生部分と原因
2.問題の解決
第9節 押出成形CAE
1.2次元解析
2.3次元解析機能
3.3次元解析事例
3-1.フラットダイ3次元解析
3-2.多層フラットダイ押出解析
3-3.スパイラルマンドレルダイの解析
3-4.異形押出解析
第10節 押出成形装置に
起因するトラブル・問題点とその対応策
10-1 押出成形装置概要
10-2 コンパウンド装置
10-2-1 二軸押出機の種類と応用
(1) 同方向回転型2軸押出機
(2) 噛合型波状ネジタイプ
(3) 異方向回転2軸押出機
(4) 非噛合二軸押出機
10-2-2 2軸押出機3次元押出CAE解析技術の応用
10-2-3 2軸押出機を利用したコンパウンド成形事例
(1) 一括投入混練コンパウンド成形
(2) 個別投入混練コンパウンドペレット成形
(3) サイドフィード・コンパウンドペレット成形
(4) リアクティブプロセッシング
(5) 重合後処理
(6) オンライン成形
10-3 フィルム・シート成形装置
(1) フィルム・シート成形装置の概要
10-4 チューブ・パイプ成形装置・インフレーション成形装置
(1) チューブ・パイプ成形装置の概要
(2) チューブ・パイプ成形装置の種類と特徴
10-5 多層押出成形装置における問題点
(1) 溶融樹脂の粘度差における構成変形
(低粘度樹脂の廻りこみ,層転換現象)
(2) 流露断面形状における構成変形
(3) 層表面及び層界面における
メルトフラクチャー
10-6 サーキュラーダイの最新設計技術
第3章 実際の工程・各種材料に起因する
トラブル・問題点とその対応策
第1節 (部分翻訳文献)
押出成形のトラブルシューティング
※押出成形の不良対策では、正確な
プロセス情報に基づく理論的で着実な
アプローチが必要とされる。
原文題名:Troubleshooting Extrusion Problems
出典:Plastics Engineering/December'97
著者:Chris Rauwendaal and Jeff Anderson
(Rauwendaal Extrusion Engineering,Inc.)
Maria del Pilar Noriegar(Instituto de
Capacitacione.Investigacion del
Plastico y del Caucho)
翻訳:井口勝啓
1.必要条件
2.正確で信頼性の高い観測手段
3.他の必要条件
4.問題の主なタイプ
5.押出量の問題
5-1.押出量の不足
5-2.押出量の変動
6.外観上の問題
7.成形品の機能に関する問題
8.樹脂温度が高過ぎる問題
9.モータ負荷が高すぎる問題
10.磨耗の問題
11.押出成形不良の実例
11-1.押出不発
11-2.インフレーションフィルムでの
ダイラインと劣化
11-3.マスターバッチでの混練不良
11-4.高樹脂温度に起因する品質劣化
12.結論
第2節 異形押出成形
1.押出成形の不良現象
1-1.スパイダマーク(spider mark)
1-2.フィッシュアイ(fish eye)
1-3.偽フィッシュアイ、カラス、オイルマーク
1-4.ブロッキング(blocking)
1-5.メルトフラクチャ−(melt fracture)
1-6.サージング(脈動)(surging)
1-7.プレートアウト(plate out)
1-8.目ヤニ(eye discharges)
1-9.ブルーム(bloom)、またはブリード(bleed)
1-10.マイグレーション(移行性)(migration)
2.異形押出におけるトラブルの3大要因とその対策
2-1.異形成形用押出機とスクリューの使用(選定)と
その対策
2-1-1.スクリュー選定の必要性
2-1-2.一軸機と二軸機との比較
2-1-3.一軸スクリューの設計と選定
2-2.異形ダイ内(金型)の樹脂の剪断流の変化と
その対策
2-2-1.ダイ内の樹脂の流れ
2-2-2.ダイ形状と製品形状の違い
2-3.異形ダイのスリットの流速はランド長に
逆比例しスリットの3乗倍に比例する。
2-3-1.スリットの3乗倍流れる
3.異形押出における吐出変動、寸法変動の原因と
その対策
3-1.材料の選定とコンパウンド工程の重要性
3-2.供給部分での材料の食い込み変動
3-3.スクリュ磨耗度の点検
3-4.ダイとサイザに関連する不良対策
4.異形押出成形における適切なトラブルの解決手段
4-1.寸法上のトラブルとその解決法
4-2.表面不良のトラブルとその解決法
4-3.物性低下のトラブルとその解決法
第3節 フィルム押出成形
1.はじめに
2.せん断流動域の現象
3.伸長流動域での現象
4.おわりに
第4節 押出ラミネート成形 接着トラブルと対策
1.接着の概論
1-1.濡れ
1-2.相互作用
1-3.材料の力学的性質
2.押出ラミネート成形条件
2-1.押出樹脂温度
2-2.押出ラミネート成形速度
2-3.エアギャップ長さ
2-4.チルロール温度、基材温度
2-5.表面処理
3.押出ラミネート成形に用いる材料
3-1.押出PE
3-1-1.粘度
3-1-2.密度
3-1-3.PEに含まれる添加剤
3-2.その他の材料
3-2-1.基材
3-2-2.アンカーコート剤
第5節 ノーアンカー押出ラミネート成形
1.押出ラミネート成形条件
1-1.PEの表面酸化
1-1-1.樹脂温度
1-1-2.成形速度
1-2.基材の表面処理
1-3.エージング処理
2.基材
2-1.プラスチックフィルム
2-2.金属
2-3.紙類
2-4.織布・不織布
2-5.印刷インキ
3.その他
3-1.耐水性
3-2.被包装物の影響
第6節 押出成形トラブルと対策
〜ポリカーボネート(PC)の押出成形を中心に〜
1.はじめに
2.基本特性
2-1.溶融粘度特性
2-2.PvT特性
2-3.残留ひずみ
3.押出工程と成形不良
3-1.可塑化工程
3-2.ダイ工程
3-3.賦形工程
3-4.冷却工程
3-5.切断
4.PCを例にした成形不良と対策
4-1.パイプの成形
4-1-1.ダイとサイジングダイの間でのダレ
4-1-2.ダイライン
4-1-3.残留ひずみ
4-1-4.そり
4-2.シートの成形
4-2-1.バンクマーク
4-2-2.ギヤマーク
4-2-3.粘着マーク
4-2-4.剥離マーク
4-2-5.分子配向ひずみ
(光学ひずみ、加熱収縮)
4-2-6.そり
5.むすび
第7節 ゴム、エラストマー押出しにおけるトラブルと対策
1.まえがき
2.ゴム材料の特徴
3.ゴム用押出機と押出挙動
4.押出における不良とその対策
4-1 脈動、押出量減少の原因と対策
4-2 融着線(フローライン)の原因と対策
4-3 目やに
4-4 ボイド
4-5 表面肌荒れ(メルトフラクチャー)
4-6 その他不良
4-7 PEの押出しにおける不良
5.参考文献
(2)ゴム押出挙動の特徴
第8節 (部分翻訳文献) <成形加工ガイド>PETシート
の押出成形における問題点と対策
※PETシートの押出成形上のキーポイントは
除湿と成形温度および圧力の安定化である。
訳者注:本文献はシート成形一般に役立つ。
原文題名:Extruding PET can be a piece of cake
出典:PLASTICS WORLD/JULY 1994
著者:Charles Lodge
翻訳:井口勝啓
1.除湿
2.溶融樹脂温度プロファイルの制御
3.垂れ下がりの最小化
4.粉砕品の再利用
5.自動化の必要性
第9節 (部分翻訳文献) ベントアップ問題の解決方法
原文題名:How to Fix Vent-flow Problems
出典:plasticstechnology January 2002
著者:Chris Rauwendaal
翻訳:井口勝啓
1.スクリュ側の問題点対策
2.手っ取り早い対策
3.ベントポート側の問題点対策
4.好ましくないベントの設計
第10節 (部分翻訳文献) 金属接触による摩耗問題対策
(訳注:スクリュ,バレルのかじり問題について)
原文題名:Look Out for Metal-to-Metal Wear
出典:plasticstechnology May 2003
著者:Chris Rauwendaal
翻訳:井口勝啓
1.摩耗問題の発見
ケース1.コンタミネーション(異物)
ケース2.スクリュの変形