二軸混練押出のスクリュ設計と条件設定

第1部 ポリマー混練時の樹脂の伝熱メカニズム

(2019年3月5日 10:00〜12:00)

　樹脂の溶融・混練メカニズムを扱うための基礎として、もう少し広い視点から材料の溶融 (融解) を引き起こす熱の伝わり方 (伝熱のメカニズム) を取り上げる。材料の溶融という事象を熱エネルギー的な見地から捉え、その後に伝熱学的な視点から材料内での熱伝わり方を数式的に記述する。また、プロセスモニタとして欠かせない温度測定についても触れる。

1. 熱と温度の関係
   1. エネルギーレベル指標としての温度
   2. 熱エネルギーのバランス
2. 伝熱現象として扱う
   1. 三つの伝熱形態
   2. 熱流束の概念と利用
   3. 定常と非定常
   4. 樹脂材料の溶融
   5. 熱物性値について
3. 移動現象を記述する
   1. 連続の式
   2. エネルギー方程式
   3. Navier – Stokes方程式
   4. 可塑化プロセスにおける伝熱
4. 温度測定
   1. 温度測定法
   2. 知っていると便利な温度マメ知識
• 質疑応答

第2部 二軸混練押出機の機械的特徴および各種混練技術

(2019年3月5日 12:50〜14:50)

　二軸混練押出機の機械的特徴と運転特性、フィラーコンパウンデイングを中心にした混練技術の解説および最近の応用技術を紹介する。

1. 二軸混練押出機の技術的変遷
   1. 二軸混練押出機の分類
   2. 二軸混練押出機の基本性能とその変遷
2. 二軸混練押出機の機械的特徴と成形特性
   1. 機械的特長
   2. 各部の構造と機能
   3. 成形特性
3. 二軸混練押出機による各種混練技術
   1. フィラーと物性要因
   2. 材料特性と運転に及ぼす影響
   3. フィード律則と改善技術
   4. フィラーの供給方法
      1. 一括フィード法
      2. サイドフィード法
      3. 低融点物質の混練方法
4. 二軸混練押出機のスケールアップ
   1. 機械的なスケールアップ
   2. 実践的なスケールアップと注意点
5. 二軸混練押出機の最近の動向
   1. 超高トルク二軸混練押出機
   2. 超深溝型二軸混練押出機
   3. コンパウンディング事例紹介
      • CNF 他
• 質疑応答

第3部 ミクロとマクロをつなぐスクリュー押出機内流動シミュレーション

(2019年3月5日 15:00〜17:00)

　1軸および2軸スクリュー押出機内流動解析手法の概要および解析結果の評価方法について解説する。とくに、流動解析から得られるマクロな物理量と押出機内のミクロな状態をどのように結び付けるかについて、例を交えて説明する。また、1軸押出機に対する古典的近似理論を最近のトピックスも交えて解説するほか、近年注目されつつある粒子法によるスクリュー押出機の流動解析についても紹介する。

1. スクリュー押出機の流動解析手法と結果評価
   1. 溶融充満状態に対する1軸および2軸押出し機内の流動解析手法
   2. 流速、圧力、温度、応力分布等の評価
   3. 粒子解析を利用した混合・分散評価
   4. 粒子解析を利用したクリアランスの考察
2. スクリュー押出機内のミクロ現象をマクロ情報から予測するための解析
   1. 粒子解析による凝集粒子の粒径分布の予測
   2. 繊維配向の予測解析
   3. 繊維破断の予測解析
   4. 軸スクリューに対する近似理論
   5. スクリュー溝に沿う方向の流速分布に対する古典理論
   6. スクリュー溝に直角断面内の流速分布に対する近似理論
   7. クリアランスの通過頻度予測理論
3. 粒子法によるスクリュー押出機内流動解析
   1. MPS (粒子) 法による未充満解析
   2. DEM (離散要素法) によるペレット挙動の解析
   3. DEMとMPS法による一貫解析