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現場で使える発泡プラスチックハンドブック    
Practical Handbook of Plastic Foaming
[コードNo.2017S813]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 秋元英郎
■体裁/ B5判 140ページ
■発行/ 2017年9月8日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 21,600円(税・送料込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1187-6

 
★自動車の燃費向上対策の一つとして、発泡プラスチックを採用した車体の軽量化が進む!
★発泡剤から発泡成形手法、トラブルシューティング、シミュレーション、様々な用途展開まで、詳細に解説!
★発泡プラスチックについて丸ごと理解できるハンドブックが誕生!

キーワード

発泡体 / 多孔質体 / ポリスチレン / ポリエチレン / ポリプロピレン / 発泡剤(化学発泡剤 / 物理発泡剤 / 超臨界流体 / 熱膨張性マイクロカプセル) / 発泡成形(ビーズ発泡 / バッチ発泡 / プレス発泡 / 常圧二次発泡 / 発泡ブロー / 押出発泡 / 射出発泡) / 不活性ガス / 微細射出発泡成形 / 金型・製品設計 / トラブルシューティング / コアバック発泡 / 評価方法 / シミュレーション / 用途展開(自動車部品 / 食品容器・包材 / 輸送・梱包 / 電気・電子・電線 / 建材 / 履物)

刊行にあたって

シーエムシー出版からは2015年9月に私の監修による『プラスチック発泡技術の最新動向』が出版され、多くの企業研究者にご活用いただいている。問題点があるとすると、高価な書籍であったという点である。それでも私自身はそれにある程度満足していたのだが、今回シーエムシー出版より全ての章を私ひとりで書いてみないかとの提案を受けた。

今回の企画はタイトル『現場で使える発泡プラスチックハンドブック(Practical Handbook of Plastic Foaming)』にもあるように、研究開発・生産・営業の現場で疑問が生じたときに参照してもらえる内容を目指した。

内容的には、射出発泡成形の比重が高くなっていることはご容赦いただくが、射出発泡以外の発泡成形についても基本的で知っておくべきことは網羅したつもりである。

発泡成形は、プラスチックの成形の過程に発泡工程を含む成形方法であるため、プラスチック材料、発泡剤、成形装置、成形技術、評価技術、シミュレーション技術等の広範囲にわたる技術の集合からなる。また、出来上がった発泡製品の使われ方も多岐にわたる。

第1章では、そもそも発泡体、そしてもっと広義に多孔質体とはどのようなものであるかを解説した。第2章では、発泡成形において非常に重要である発泡剤について解説した。第3章では、各種発泡成形技術について解説した。第3章で解説した発泡成形のうち、不活性ガスを物理発泡剤として用いる射出発泡成形について第4章で詳しく解説し、容積可変の金型を用いて高倍率の発泡体を得るコアバック発泡技術については第5章で詳しく解説した。第6章では発泡体の評価方法について解説した。第7章では発泡成形において非常に重要な気泡の発生・成長について理論的に、しかも難しすぎないように解説した。第8章では射出発泡成形のシミュレーションの現状について紹介した。第9章では実際に使われている発泡製品の例を紹介した。最後に第10章では発泡成形用に設計されたプラスチック素材について解説した。

これらを1冊の本でカバーすることは私にとってもチャレンジであった。私自身がこれを執筆しようと考えた最大の理由は、発泡成形に関する良書が前出の本以外に見当たらなく、これを書き上げることが私のミッションに合致すると確信したことにある。

私のミッションは「優れたものづくり技術を伝え、教え、広めること」であるが、発泡成形は優れた技術であるにも関わらず、そのメリットが正しく理解されておらず、そのメリットを理解していても発泡成形の原理原則を正しく理解していないために欲しい結果が得られていないという事例を多く見てきた。

何事にも共通するが、成功への近道は正しい人から指導を受けることである。この本を手に取った皆さんに対して直接的に教え導くことはできないかもしれないが、この本を通じて発泡成形を正しく理解していただければ嬉しいことであり、もっと詳しく知りたい場合には直接コンタクトしていただいてもかまわない。そして一人でも多くの方が、小さな気泡が持つ大きな力を知り、積極的に活用していただければ幸いである。

2017年8月
秋元技術士事務所 秋元英郎

目 次

第1章発泡体・多孔質体
1発泡体・多孔質体とはどのようなものか
2自然界に存在する多孔質構造
3工業的な多孔質体の製造方法
4発泡体の形態:独立気泡と連続気泡
5身の回りにある代表的な発泡プラスチック製品
5.1発泡ポリスチレン
5.1.1押出法ポリスチレンフォーム(XPS)
5.1.2発泡スチレンシート(PSP)
5.1.3発泡スチロール(EPS)
5.2発泡ポリエチレン
5.3発泡ポリプロピレン
5.3.1ビーズ発泡ポリプロピレン
5.3.2架橋発泡ポリプロピレンシート
5.3.3非架橋発泡ポリプロピレン
5.3.4発泡ブローポリプロピレン
5.3.5射出発泡ポリプロピレン
第2章発泡成形と発泡剤
1発泡成形とは
2発泡剤の種類と特徴
2.1化学発泡剤
2.2物理発泡剤
2.3超臨界流体
2.4熱膨張性マイクロカプセル
第3章発泡成形の種類
1はじめに
2ビーズ発泡
3バッチ発泡
4プレス発泡
5常圧二次発泡
6発泡ブロー
7押出発泡
8射出発泡
第4章不活性ガスを発泡剤として用いる射出発泡成形
1超臨界流体を用いた微細射出発泡成形技術
1.1微細発泡成形とは
1.2微細発泡成形と超臨界流体
1.3バッチプロセスによる微細発泡
1.4バッチから射出へ
1.5成形プロセスで行う微細発泡の基本原理
1.6微細射出発泡成形のための設備
1.7微細射出発泡成形の利点
1.7.1軽量化
1.7.2薄肉化
1.7.3ソリ・ヒケ解消
1.7.4寸法精度向上
1.7.5型締力低減
1.7.6成形サイクル短縮
1.8利点を引き出す金型・製品設計
1.9微細射出発泡成形のトラブルシューティング
1.9.1ブリスター
1.9.2後膨れ
1.9.3スワールマーク
1.9.4微細射出発泡成形専用の材料
1.10微細射出発泡成形の用途
1.11今後の可能性
2超臨界流体を用いない物理発泡
2.1非超臨界ガス発泡技術の基本思想
2.2旭化成のプロセス
2.3三井化学のプロセス
2.4宇部興産機械のプロセス
2.5住友化学のプロセス
2.6積水化学工業のプロセス
2.7Sulzer Chemtechのプロセス
2.8東洋機械金属のプロセス
2.9Demag Ergotechのプロセス
2.10日立マクセルのプロセス
第5章コアバック射出発泡成形
1コアバック射出発泡成形とは
2コアバック発泡の種類
3コアバック発泡のウィンドウ
4コアバック発泡における気泡生成
5コアバック発泡における軽量化
6コアバック発泡における製品外観
6.1コアバック発泡における外観品質向上の基本的な考え方
6.2カウンタープレッシャー法
6.3キャビティコントロールによる外観改良
7コアバック発泡用材料
8コアバック発泡用成形機
8.1直圧式油圧成形機
8.2油圧タイバーロック式成形機
8.3型開用機構を別に備えた成形機
8.4型締とコアバックを別機構にしたハイブリッド成形機
8.5トグル式成形機
第6章プラスチック発泡体の評価方法
1密度と発泡倍率
2気泡径と気泡径分布
3独立気泡率・連続気泡率
4ソリッドスキン層厚み
5機械特性
5.1衝撃特性
5.2曲げ特性
6断熱性
第7章気泡の生成と成長
1発泡成形における気泡の挙動
2気泡の発生
2.1過飽和状態
2.2気泡核生成のドライビングフォース
3気泡の成長
4気泡の合一・破裂
5気泡成長の停止
6気泡の消失
第8章発泡成形のシミュレーションの現状
1はじめに
2従来の発泡シミュレーション
3気泡発生・成長を織り込んだCAE
4Moldex3Dで用いられている理論式
5解析例
5.1気泡径解析の例
5.2反り解析の例
5.3コアバック解析の例
6今後の課題
第9章発泡製品の用途
1はじめに
2自動車部品
2.1内装部品
2.1.1インスツルメントパネル
2.1.2ドアトリム
2.1.3サンバイザー
2.1.4センタークラスター周辺部品
2.2外装部品
2.3エンジンルーム部品
2.3.1HVAC
2.3.2エンジンカバー
2.3.3ファンシュラウド
2.4機能部品
2.4.1衝撃吸収パッド
2.4.2エアダクト
2.4.3ドアキャリア
3食品容器・包材
3.1カップ・トレー
3.2キャップシール
3.3飲料ボトル
4輸送・梱包
4.1緩衝材
4.2容器
5電気・電子・電線
5.1反射フィルム
5.2電線被覆
6建材
6.1断熱材
6.2
7履物
第10章発泡用材料の技術動向
1はじめに
2ビーズ発泡用材料
3押出発泡用材料
3.1押出発泡用ポリプロピレン
3.2押出発泡用ポリスチレン
3.3押出発泡用AES樹脂
4射出発泡成形用材料
4.1射出発泡成形用ポリプロピレン
4.2ポリプロピレン用添加剤
4.3射出発泡成形用ポリアミド



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