発泡成形の基礎とトラブル対策

プラスチック発泡体はプラスチックを無数の気泡で膨らませた材料です。通常のプラスチック製品では、気泡の混入は外観や強度を損なう成形不良であり敬遠されるところですが、うまく気泡構造が制御された発泡体は軽量・剛性・断熱性・絶縁性・柔軟性など優れた特性を発揮します。軽量化による燃費向上が重要視される自動車分野などでは、近年発泡体の適用部品が増えています。一方、発泡体は材料中に気泡を発生させ大変形させるプロセスであるため、材料の不均一性や、条件の違いによって、思ったような発泡体が得られないことや安定して成形できないことがあります。 　そこで本講座では、初歩的なプラスチック発泡体の原理、製法、評価方法を中心に、不良原因と対策についても具体的な事例を交えながら広範囲に解説し、発泡現象の基本的かつ理論的な見方を身に着けていただきたいと思います。特に、発泡射出成形、超臨界バッチ発泡成形、プレス加圧発泡成形に関しては、実際の研究開発の経験からのアドバイスが出来ると思います。また、近年のプラスチック発泡成形に関する近年の研究開発動向についてもご紹介したいと思います。

1. はじめに
   1. プラスチック発泡体の市場
   2. プラスチック発泡体の特徴と用途
2. 発泡剤
   1. 物理発泡剤
      • 二酸化炭素
      • 窒素など
   2. 化学発泡剤
      • 炭酸水素ナトリウム
      • アゾジカルボンアミドなど
   3. その他の発泡剤
      • 熱膨張性マイクロカプセルなど
3. 成形方法
   1. 非連続的成形法
      • 加圧発泡
      • 注型発泡
      • バッチ発泡など
   2. 連続的成形法
      • 射出発泡
      • 押出発泡
      • ビーズ発泡など
4. プラスチック発泡体に用いられる樹脂の種類と流動特性の評価
   1. 熱可塑性樹脂
      • ポリスチレン
      • ポリエチレン
      • ポリプロピレンなど
   2. 熱硬化性樹脂
      • ポリウレタン
      • エポキシなど
   3. 樹脂の流動性
      • MFR
      • 動的粘弾性
      • キャピラリーレオメータ
      • 伸長粘度など
5. プラスチック発泡体の評価方法
   1. 機械的特性
      • 圧縮
      • 曲げ
      • 耐衝撃性
      • 動的粘弾性など
   2. 熱的特性
      • 熱伝導率
      • 熱収縮率
      • 線熱膨張率など
   3. その他の特性
      • 密度
      • 独立気泡率
      • 気泡構造観察など
6. 発泡に関連する原理、理論
   1. 古典的核生成論
   2. 気泡成長理論
7. トラブル対策 〜各種試験分析による原因の推定と対策方法〜
   1. 材料由来
      • 異物混入
      • 分散不良など
   2. 成形条件由来
      • 熱劣化
      • 各種成形不良など
   3. 反応条件由来
      • 架橋不足
      • 発泡剤分解不足など
8. 近年のプラスチック発泡体に関する研究開発動向
   1. プラスチック発泡成形分野における研究課題
   2. 気泡径制御に関するテーマ
   3. 発泡体強化、機能付与に関するテーマ