多層フィルム 成形 書籍
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★樹脂粘度の調整、樹脂の組み合わせ、樹脂層比構成、、、

★樹脂・フィルムメーカーが事例から明かす、正しいトラブル対策と理想的成形条件とは?

共押出多層フィルム成形

最適化とトラブル対策

〜3大不良現象(包みこみ/渦/界面不良)の解明と多層ダイの流路設計〜

発 刊 2011年10月31日   体 裁 B5判 312頁(上製本)   定 価 80,000(税抜)
※上製本が絶版につき、オンデマンド版30,000円(税抜)

■ 本書のポイント(こんな疑問、問題点に迫ります)

【1章】 共押出多層成形のメカニズムとトラブル対策
◎共押出固有の問題点(厚さ不均一、渦、層間界面不良)を正しく理解!  
◎なぜ不良現象を発生するのか?解決の鍵は「せん断」にあり!  
◎金型内面、多層界面、樹脂表面における
                   メルトフラクチャーの発生を抑制するには?
◎インフレーションフィルム成形のメカニズムと高機能化!
◎国内、欧州における多層フィルム成形装置メーカーの種類、
                            特徴と現状を詳説します!

【2章】 多層押出ダイの最適設計とトラブル対策
◎ダイの構成、成形メカニズムを正確に理解し最適な流路設計を!
◎微積分を使わない設計法、「離散化−抵抗法」とは?
◎運転温度、リップ開度、ダイ入口部圧力、押出量、、
                      成形工程最適化に必要な条件は?
◎ダイ流路の焼け、ダイ内の滞留、ゲルの発生、ダイ口開き、
   スウェル、ダイ筋、波打ち、、、トラブル事例から紐解く速効対処法!

【3章】 樹脂の流動解析、レオロジー特性と不良現象解明
◎樹脂の流動現象をいかに正確に理解するのか?
◎層比不良、界面不良、界面滑り、、、
             流動解析から発生原因の真実に迫る!
◎加工条件最適化のヒントは流動解析から!
◎シミュレーションから得た理論を簡潔に理解し、生産現場へフィードバック!

【4章】 巻取工程の最適化とトラブル対策
◎巻き取り工程に影響する多層構造特有のフィルム構造とは?
◎ウェブを欠陥無く、生産性の高い製造工程の構築に向けて!
◎冷却プロセスの適切に管理し生産性向上と高品質化の両立を実現!
◎冷却工程のポイントを理解し押出成形装置全体のバランスを最適化!

【5章】 多層フィルムの測定、分析技術
◎多層膜の械的性質、厚さ、化学組成を正確に評価!
◎フィルム・シートを正確に測定・することで厚さを適切に保つ!
◎赤外分光法でどこまで多層フィルムの物性、状態を正しく評価できるのか?

【6章】 多層フィルムの成形事例とその特性
◎耐ピンホール性、酸素バリア性と水蒸気バリア性、耐水性、
印刷適正、耐有機溶剤性、、、、、 各特性をどのように付与したのか?
◎樹脂構造をどう最適化する?品質の安定化は?
◎樹脂固有の特徴をどう生かし、欠点をいかに克服したのか?
◎樹脂・フィルムメーカーが成形事例をもとに解説します!

※詳細は以下項目をご覧ください!


■ 執筆者(敬称略)
井口CC技術士事務所
包装科学研究所
出光興産(株)
旭化成エンジニアリング(株)
サイバネットシステム(株)
横河電機(株)
住友化学(株)
日本合成化学工業(株)
(株)プラコー
児玉化学工業(株)
井口 勝啓
葛良 忠彦
金井 俊孝
後藤 義光
齋藤 圭一
佐々木尚史
城本 征治
渋谷 光夫
秦 範男
竹原 秀麿
島津製作所(株)
(株)プラスチック工学研究所
三菱電機(株)
電気化学工業(株)
(株)日本製鋼所
ダイプラ・ウィンテス(株)
フタムラ化学(株)
(株)クラレ
(株)カネカ
MICS化学(株)
(株)池貝
武内 誠治
辰巳 昌典
寺田 要
土佐 隆廣
富山 秀樹
西山 逸雄
花市 岳
羽田 泰彦
中島 亨
水谷 功
横田 新一郎
■ 目  次
◆ 第1章 共押出多層フィルム成形技術の最近のトラブル対策

第1節 共押出多層フィルムの機能、および多層化の目的とトラブル対策
  1. フィルム多層化の目的
    1-1. フィルム多層化の種類と特徴
    1-2. 共押出成形による多層化の目的
  2. 各種共押出多層フィルムの機能と応用例
    2-1. 共押出多層ガスバリア性フィルム・シート
    2-2. ポリプロピレン系共押出フィルム
    2-3. イージーピールフィルム
    2-4. 粘着フィルム
    2-5. ストレッチフィルム・ラップフィルム
    2-6. 防曇性フィルム
  3. 共押出成形におけるトラブルとその対策
    3-1. 層厚制御
    3-2. 層間接着性

第2節 共押出成形での不良現象の種類、発生原因と対策
  1.共押出成形での不良に係わるキーワード
  2.共押出成形での三大不良現象の原因と対策
    2-1. 包みこみ
    2-2. 合流部での渦
    2-3. 界面の乱れ

第3節 共押出多層成形における外観不良トラブルとその対策
  1. 多層押出成形装置概要
  2. フイルム・シート成形装置概要
  3. 多層押出における問題点
    3-1. 溶融樹脂の粘度差における問題点
        (低粘度樹脂の廻りこみ、層転換現象)
    3-2. 流路断面形状における構成変化(2次流れの発生)
    3-3. 層表面及び層界面におけるメルトフラクチャー
  4. 多層押出金型における種類と特徴
    4-1. ダイの分類
    4-2. フラットダイの種類
    4-3. サーキュラーダイの種類
    4-4. 成形品の厚み精度にかかわる要素
  5. 金型デザインの最新技術
    5-1. スタックプレートダイ技術

第4節 フイルム・シート成形における幅方向のバラツキ防止技術
  1. 厚み調整機構の基本
  2. スタックプレートダイにおける多層フイルムの各層厚み精度の向上
  3. 多層Tダイにおける合流部の挙動
  4. ギャーポンプによるMD方向の押出精度向上
  5. 金型精度と自動制御TダイによるCD方向の押出精度向上

第5節 多層インフレーションフィルム成形のメカニズムと応用展開
  1. インフレーションフィルム成形の典型的なモデル
  2. 多層フィルム成形用の典型的なダイ
  3. 水冷式インフレーションフィルム成形法
  4. バブル内部安定体を用いる成形法
  5. 複数のエアリングを用いる成形法
  6. バブル内部冷却装置を併用する成形法
  7. ダブルバブル式成形法
  8. インフレーションフィルム成形の高機能化、自動化技術

第6節 多層フィルム成形装置メーカのあらまし
  1. 押出成形機メーカについて
    1-1. 国内メーカ
    1-2. 海外メーカ
  2. 多層フィルム成形装置メーカについて
    2-1. 国内メーカ
    2-2. 海外メーカ
  3. フィードブロック・Tダイメーカについて
    3-1. 国内メーカ
    3-2. 海外メーカ
  4. 関連機器メーカについて
  

 
◆ 第2章 押出ダイの最適設計とトラブル対策

第1節 Tダイ流路設計の基本と最適化
  1. 比較対象のあらまし
    1-1. ストレート型マニフォールドの弱点
    1-2. 在来の解析手法の要点
  2. 離散化−抵抗法による最適流路の設計計算式の導入
    2-1. 前提条件と仮定
    2-2. 離散系での計算式の導入
      2-2-1. マニフォールド径Diの計算式
      2-2-2. プリランド傾斜角φの計算式
    2-3. 離散系から連接系・連続系へ(実用的な設計計算式の導入)
      2-3-1. マニフォールド径D(z)の計算式
      2-3-2. プリランド傾斜角φの計算式
  3. 流路設計上の留意点
    3-1. 先行して設定すべき寸法とその影響
      3-1-1. マニフォールド径D0(←表記:小さいゼロ)の影響
      3-1-2. プリランド隙間hの影響
    3-2. 流れ指数nの影響
      3-2-1. マニフォールド径D(z):流れ指数n
      3-2-2. プリランド傾斜角φ:流れ指数n
    3-3. 汎用性について
    3-4. 偏指数則流体への対応
    3-5. マニフォールドの等価円の計算式
4. 最適流路の設計例
5. 設計図の妥当性の検証:数値シミュレーション

第2節 ダイの最適設計と各種トラブル対策
  1. 各種樹脂に対応したダイの設計
    1-1. 用途に合わせたダイと設計要素
    1-2. 小ロット・多品種対応汎用製品向けダイ
     1-1-1. 生産条件に最適化される専用ダイ
     1-1-2. 押出条件とダイの最適化
    1-3. ダイの構造および役割
     1-3-1. 樹脂導入部
     1-3-2. マニホールド
     1-3-3. プレランド
     1-3-4. セカンダリーマニホールド
     1-3-5. リップランド
  2. ダイ押出時のトラブル事例とその対処法
    2-1. 偏肉不良
    2-2. 共押出での留意点
      2-2-1. 巻き込み現象
      2-2-2. 層界面のM(W)パターン
    2-3. ダイ流路の焼け
    2-4. ダイ内の滞留・ゲルの発生
    2-5. ダイ口開き(変形)現象
    2-6. ドローレゾナンス
    2-7. スウェル現象
    2-8. ダイ筋
    2-9. 波打ち現象
   3. ダイの今後の課題

第3節 多層フィルム用マルチマニホールドTダイ、フィードブロックにおける
                                   樹脂の厚み制御
  1. フィードブロック付Tダイ
   1-1. ブロック積み重ね式フィードブロック 
    1-1-1. 単管樹脂を広げる
    1-1-1. フローコントロールピンの構造
    1-1-1. 合流部のスキマ調整
    1-1-1. チョークバー付フィードブロック
    1-1-1. 加工精度
   1-2. ベイン式フィードブロックの特徴
   1-3. フィードブロック用Tダイの特徴s 2.マルチマニホールドTダイ
   2-1.マルチマニホールドTダイ
   2-2. 並列配置のマルチマニホールドTダイ
    2-2-1, ダイ本体外側斜め取付のマルチホールドダイ
    2-2-2, マルチマニホールドTダイ+フィードブロック
   2-3. 並列配置のマルチマニホールドTダイ
   2-4. マルチマニホールドTダイの各層厚み調整
  3. 超多層成形
  4. 将来の多層シート例

第4節 ハイブリッド型Tダイの特性とフィルムの機能化、多層化技術
  1. ハイブリッド型Tダイの流路特性
   ・Tダイの特徴と基本設計
   ・ハイブリッド型Tダイの特徴
  2. 多層化技術

 
◆ 第3章 樹脂の流動解析、レオロジー特性と不良現象解明

第1節 高分子加工でのレオロジー
  1. プラスチック成形加工における成形性とその評価方法
  2. 剪断流動性の評価
   2-1. メルトインデックス(MIあるいはMFR)
   2-2. キャピラリーレオメーター
   2-3. コーン&プレートレオメーター
   2-4. 樹脂性状とレオロジーの関係
   2-5. ダイスウェル
   2-6. スパイラルフロー
  3. 伸長流動特性の評価方法
   3-1. 伸長粘度
   3-2. 溶融張力

第2節 ポリマーメルトの粘性流れの特徴と簡易解析の手順・実際
  1. ポリマーメルトの粘性流れの特徴
   1-1. 指数則流体 
    1-1-1. 指数則流体とは
    1-1-2. 指数則(構造粘性)の発現理由
    1-1-3. 指数則流体の特性パラメータm、nの算定方法
    1-1-4. 指数則の応用例
   1-2. カローモデル
   1-3. 粘度の温度依存性
  2. 簡易流れ解析の手順と実際
   2-1. 一般的な解析方法のあらまし
   3-2. 代表的流路での簡易解析の手順
   3-3. 代表的流路での簡易解析の実際
    3-3-1. 円管
    3-3-2. 平行溝(スリット隙間)
    3-3-3. 円錐館
    3-3-4. テーパ溝
   3-4. 代表的流路での状態量の計算式(まとめ)
   3-5. BASICプログラムによる試算結果例
    3-5-1. 指数則流体の特性パラメータm,n値の試算
    3-5-2. 各種流路での流れの状態流の試算データ

第3節 多層押出成形のシミュレーション・流動解析技術と解析事例
  1.多層共押出成形における不良現象予測
   1-1. 異種材料の多層流れにおける包み込み現象
   1-2. 樹脂合流部での渦の発生
   1-3. 多層押出での不安定現象
  2.多層共押出成形解析に必要な要素技術
   2-1. 多層界面位置の決定
   2-2. 3次元多層共押出解析
   2-3. 壁面での樹脂のすべり

第4節 ダイ内外における多層流動状態の解析と不良現象の解明
  1.ダイ内の流動解析
   1-1. 層比不良現象
   1-2. 界面不良現象
   1-3. 界面滑り現象
  2.ダイ外の流動解析
   2-1. 層比不良現象の影響

 
◆ 第4章 巻取工程の最適化とトラブル対策

第1節 ウェブハンドリング技術の基礎とトラブル対策
  1. ウェブのスリップ防止技術
   1-1. オイラーのベルト公式
   1-2. スリップ発生条件と防止対策
   1-3. 空気巻き込みを考慮したスリップ発生条件と防止対策1)
  2. ウェブのシワ防止技術
   2-1. 代表的なシワの種類
   2-2. シワ発生防止技術
  3. ウェブのラミネート技術

第2節 多層フィルムの巻き取りにおける内部応力予測と評価手法
  1. マイクロスリットフィルム製品
  2. 解析モデル
   2-1. 仮定
  3. 半径方向弾性率の測定
  4. 内部応力計算
   4-1. 計算条件
   4-2. 計算結果
  5. 巻き取り製品の評価
   5-1. 超音波法による密度分布測定
   5-2. 空気同伴量の測定

第3節 多層フィルムの巻取/巻出におけるテンション制御とトラブル対策
  1. テンション制御の原理
   1-1. 引張る力と引張られる力
   1-2. テンション制御用アクチュエータとアクチュエータの制御方式
     1-2-1. 回転速度とトルク
     1-2-2. 速度制御用アクチュエータと同期
     1-2-3. トルク制御アクチュエータと滑り
   1-3. ウェブにはたらく3種類のトルク
  2. テンション制御の方式
   2-1. ウェブの駆動とニップ
   2-2. 速度制御
   2-3. トルク制御
  3. テンション制御システムの構築の基礎
   3-1. テンション制御システムの構築
    3-1-1. 主軸の決定
    3-1-2. 制御のパート分け
    3-1-3. 最小構成のテンション制御システム
    3-1-4. 中間主軸のあるテンション制御システム
   3-2. 機械仕様とアクチュエータの選び方
    3-2-1. 慣性の大きい駆動負荷の速度制御
    3-2-2. 巻出しのモータ制御
    3-2-3. ライン速度が遅い機械におけるモータ制御

第4節 リーフディスク型フィルターによる異物除去と
             冷却ロール引取装置、巻取装置の最適化
  1. リーフディスク型フィルターによる異物除去
  2. 冷却ロール引取装置の最適化
  3. ドローレゾナンスによるMD方向の厚み精度不良
  4. 巻取機の最適化

 
◆ 第5章 多層フィルム成形における特性評価
第1節 多層フィルムの機械的性質測定技術
1. SAICASの原理
  1-1. 切刃
  1-2. 剥離現象
    1-2-1. 定常型剥離
    1-2-2. 非定常型剥離
    1-2-3. 臨界垂直荷重Fvc
  1-3. 切削現象
    1-3-1. 2次元切削における力のつりあい
    1-3-2. せん断角φ
    1-3-3. 最小エネルギー説
    1-3-4. 平行2次元切削・切込み2次元切削
    1-3-5. "みなしせん断強度"
    1-3-6. プラスチックの引張特性と切削様式
  1-4. SAICASデータの基本パターン
  1-5. 各種測定法
  1-6. 各種測定例
    1-6-1. PMMA樹脂の切込み2次元切削
    1-6-2. ポリウレタン系塗装膜の切込み2次元切削
    1-6-3. 多層膜の切込み2次元切削
    1-6-4. 多層膜の剥離
    1-6-5. ラミネート膜の剥離
    1-6-6. ピール試験

第2節 多層フィルムの厚さ測定とコントロール
  1. フィルム・シート厚さ測定制御システム
  2. フィルム厚さ測定技術
    2-1. β線式検出器
    2-2. X線式検出器
    2-3. 赤外線式検出器
  3. フィルム厚さ制御技術
    3-1. 厚さプロファイル制御の難しさ
    3-2. 仮想操作端対応最適化制御
    3-3. サンプル値PI制御
    3-4. エキスパートファジィ制御
    3-5. 有限整定応答制御
    3-6. CDニューロチューニング
    3-7. CD適応制御

第3節 1. 顕微赤外分光法・顕微ラマン分光法による多層フィルムの分析
  1. 赤外分光法とラマン分光法
  2. 顕微赤外分光システムと顕微ラマン分光システム
    2-1. 顕微赤外分光システム
    2-2. 顕微ラマン分光システム
  3. 多層フィルムの分析手法
    3-1. FTIRによる分析
    3-2. 顕微赤外分光法による多層フィルムの分析例
    3-3. 顕微ラマン分光法による多層フィルムの分析例

 

◆ 第6章 多層フィルムの成形事例とその特性

第1節 共押出多層成形によるPP系多層ハイバリアフィルムの構造と特性
  1. PP−EVOH共押バリアフィルム「ECOフィルム」について
    1-1. 設計コンセプト
    1-2 .フィルムの特徴
    1-3.品種及び物性
  2. 主な用途
    2-1. 畜肉加工品用途 (例:ソーセージ)
    2-2. 解決した課題と今後の展望

第2節 高ガスバリア性樹脂EVOHを用いた共押出多層成形
  1. EVOH樹脂の一般的性質
  2. EVOH樹脂の押出加工
    2-1. 加工方法
    2-2. 装置選択、押出機および流路の設計
      2-2-1. スクリューデザイン
      2-2-2. 流路設計 
    2-3. 成形加工時の注意事項
      2-3-1. 樹脂の取り扱い、乾燥
      2-3-2. EVOH樹脂の成形温度
      2-3-3. 立上げ、停止、パージング
  3. EVOH樹脂を用いた共押出成形
    3-1. 加工方法
    3-2. 共押出における樹脂の選択
    3-3. 共押出成形加工時の主な注意事項
    3-4. 多層フィルム・シートの二次成形
    3-5. 共押出におけるバリの回収再利用
    3-6. 典型的トラブルとその対処法
      3-6-1. 成形品へのコゲなどの異物、ブツの混入
      3-6-2. 成形品中での気泡発生
      3-6-3. 押出品の外観不良(流動不良、層間乱れ)
      3-6-4. 厚みおよび厚み分布不良
      3-6-5. 延伸あるいは熱成形による外観不良、破れ)

第3節 熱可塑性エラストマーを利用した共押出粘着フィルムの成形
  1.共押出粘着フィルム
   1-1. 共押出粘着フィルムに適応可能な粘着剤
   1-2, スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)
  2.粘着力の向上
   2-1. PStブロックと粘着力
   2-2. ブロック構造と粘着力
  3. フィッシュアイ(FE)対策
   3-1. FEの発生原因
   3-2. TPSの熱劣化によるFEの発生

第4節 多層チューブフィルムの作成方法と各製品の特性と応用
  1.多層チューブフィルムの成形方法
   1-1.歴史
   1-2. 水冷式多層インフレーション成形の特徴
    1.2.1. 多層チューブフィルム成形装置
    1.2.2. 成形方法
    (1)冷却によるフィルム品質への影響
      @ 外観・取り扱い性の変化
      A フィルムそり
    (2)フィッシュアイ 
      @異物混入
      A樹脂劣化
  2. 素材及び構成例

第5節 アモルファスビニルアルコール系樹脂
     「ニチゴーGポリマーTM」の特性とそれを用いた多層バリアフィルム例
1. 新規アモルファスビニルアルコール系樹脂とその特長
 1-1. 溶融成形性
 1-2. バリア性
 1-4. 可撓性付与グレード
 1-5. 水溶性と環境適応性

 
 

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