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No.R02V0881

発泡プラスチックの技術と市場 2019

出版日 2019年10月
価格
印刷タイプ 88,000円(税込)
ページ数 B5判 198ページ
発行<調査・編集> (株)シーエムシー出版

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レポート内容

■ポイント■
 ・緩衝性、柔軟性、断熱・保温性、吸音性、軽量化など、優れた特性を有する発泡プラスチック!
 ・軽量化や静粛性のニーズが高まっている自動車部品への採用が増加中!
 ・2017年には86万トン強の需要量があり、金額ベースの市場規模は6,100億円程度。現在もその市場は拡大中!

■概要■
 発泡プラスチックとは、合成樹脂中にガスを細かく分散させ、発泡状(フォーム)または多孔質形状に成形されたものを指す。
 発泡プラスチックは、樹脂の持つ本来の機能と発泡化による特性の組み合わせによって、緩衝性、柔軟性、断熱・保温性、吸音性、軽量化など、様々な性質を発揮する機能性素材に位置付けられる。その用途は、身近に利用している食品容器をはじめ、包装通函、植物育苗部材、緩衝材・物流資材・保護材、電子部材、住宅設備部材、建材、土木資材、雑貨、自動車部品、スポーツ用品部材など、非常に幅広い用途に採用されている。
 発泡プラスチックの市場は拡大基調にある。2017年には86万トン強の需要量があり、金額ベースの市場規模は6,100億円程度と見られる。2018年から2019年にかけての市場は、東京オリンピックに備えた競技場やホテルなどの建築需要に加え、消費税増税を控えた一般住宅やマンションなどの駆け込み需要も加わり、特に建材、土木資材、住宅設備部材の需要が伸びると予想されている。オリンピックを迎える2020年になると、こうした建築需要は一段落すると予想されるが、その後も「大阪万博2025」や「IR(統合型リゾート)」などの新たな建築需要も想定されるので、依然として高い需要が見込まれるとする見方もある。
 また、市場拡大を牽引している用途分野の一つに自動車分野がある。自動車では燃費向上や省エネルギーを実現する軽量化へのニーズが高まっている。そのため、従来から発泡プラスチックが使用されているバンパーやシートクッションなどのほか、ドアパッドやフロアダクトなど、これまで金属や樹脂の使われていた部品の代替として、次第に採用が増加している。この傾向は、今後も世界中の自動車メーカーで継続的に続くものと考えられる。 そのほかにも、車内の静粛性の向上による快適さの追求やエンジンの騒音規制強化の動きもあり、吸音材としての使用量や使用箇所の拡大が期待できる。
 本書【技術編】では、第一線でご活躍中の専門家の方々にお願いし、発泡プラスチック概論、成形技術、各種発泡剤、ポリウレタンフォーム、MuCell、自動車部材への応用、セルロースナノファイバー強化プラスチック発泡体など、注目のトピックスを中心に執筆して頂いた。
 【市場編】では、まず発泡プラスチック全体の市場を分析し、続いて機能性、各種発泡プラスチックや発泡剤の市場動向について解説。用途別需要動向についても徹底解説。最後に主要メーカー動向について調べあげた。
 発泡プラスチックの研究、製造、販売などをされている方々へ向けて、マーケティング活動の一助となれば幸いである。

■キーワード■
発泡プラスチック/成形技術/化学発泡剤/物理発泡剤/超臨界流体/ポリウレタンフォーム/トラブル対策/MuCell/断熱材/自動車部材/ポリ乳酸/セルロースナノファイバー/市場動向/断熱・保温性/緩衝・クッション性/軽量化/吸音性/熱可塑性樹脂フォーム/熱硬化性樹脂フォーム/発泡ゴム、エラストマー/エンジニアリングプラスチック/建築資材/土木資材/自動車/食品包装/搬送資材/工業資材/メーカー動向

-CONTENTS-

【技術編】
<1>発泡プラスチックとは
1.発泡プラスチックの形態
2.発泡成形と発泡剤
 ・化学発泡剤
 ・物理発泡剤
 ・熱膨張性マイクロカプセル
3.発泡成形の種類
 ・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

<2>ガスアシストによる射出発泡・中空・圧空成形の原理と現状
1.はじめに
2.ガスアシスト射出発泡成形の原理
 ・射出発泡成形
 ・ガスアシスト射出発泡成形法
 ・ガス供給装置
 ・金型構造
  -エジェクターピン・ボックスタイプ
  -エジェクターピン・シールタイプ
 ・成形方法
3.射出中空成形の原理
 ・射出中空成形
 ・金型構造とガス注入ピン
 ・成形方法
4.射出圧空成形法の原理
 ・射出圧空成形
 ・金型構造とガス注入ピン
 ・成形方法
5.おわりに

<3>化学発泡剤
1.はじめに
2.発泡剤の概要
3.化学発泡剤
 ・有機系発泡剤
  -ADCA
  -DPT
  -OBSH
  -その他の有機系発泡剤
 ・無機系発泡剤
 ・複合発泡剤
 ・その他の発泡剤
4.発泡剤マスターバッチ
5.おわりに

<4>物理発泡剤・超臨界流体
1.はじめに
2.物理発泡と物理発泡剤
3.超臨界流体と超臨界発泡
 ・超臨界流体
 ・超臨界発泡
4.主な物理発泡剤
 ・フロンおよびフルオロカーボン類
 ・炭化水素
 ・二酸化炭素
 ・窒素
 ・混合系、添加剤その他
5.おわりに

<5>ポリウレタンフォームの成形技術及びトラブル対策の進め方
1.はじめに
2.ポリウレタンフォームの化学
 ・イソシアナートの化学
 ・ポリウレタンフォームの生成反応
 ・ポリウレタンフォームの製造時の化学量論について
3.ポリウレタンフォームの原料
 ・概要
 ・ポリイソシアナート
  -トルエンジイソシアナート(TDI)
  -ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)
  -TDI及びMDIの混合物
  -プレポリマー(Prepolymer)
 ・ポリオール
  -ポリエーテルポリオール
  -ポリエステルポリオール
 ・触媒
 ・発泡剤
 ・その他の原材料
4.発泡成形方法、発泡成形設備
 ・スラブ発泡法(ブロック発泡法)
 ・現場発泡法(スプレー発泡法)
5.ポリウレタンフォームの性能及び用途
 ・軟質フォーム
 ・硬質フォーム
6.トラブル対策の進め方
 ・トラブル対策の概要
 ・現場主義・現物主義の徹底及び基本に忠実
 ・トラブル対策に入る前に検討すべき事項
 ・トラブル原因の解析方法
  -化学的要因(Chemical factor)
  -機械的要因(Mechanical factor)
  -工程的要因(Processing factor)
  -その他の要因(マネジメント要因)(Management factor)
 ・トラブル対策の事例
7.結び

<6>MuCell(R)の新たな展開 薄肉ハイサイクル容器
1.MuCell(R)プロセスについて
2.薄肉ハイサイクルでのMuCellの利点
3.PLA(ポリ乳酸)成形へのMuCellの利用
4.既存パッケージ成形品への応用
5.MuCellシステムのハイサイクル成形への対応
6.ハイサイクル成形用新型インジェクターについて
7.可塑化能力向上のための新規スクリューデザイン
8.まとめ

<7>硬質ポリウレタンフォーム断熱材
1.はじめに
2.硬質ウレタンフォームの特長
 ・用途に応じた製品設計が可能
 ・自己接着力がある
 ・耐薬品性
 ・耐熱性
 ・燃焼性
3.硬質ウレタンフォームの種類
4.硬質ウレタンフォームの用途
5.硬質ウレタンフォームの建築断熱仕様事例
6.硬質ウレタンフォームの種類と断熱性能(熱伝導率)
 ・硬質ウレタンフォーム断熱材(ラミネートボード):JIS A 9521「建築用断熱材」
 ・吹付け硬質ウレタンフォーム:JIS A 9526「建築物断熱用吹付け硬質ウレタンフォーム」
7.硬質ウレタンフォームの品質管理
 ・硬質ウレタンフォーム断熱材(ラミネートボード)の品質管理
 ・吹付け硬質ウレタンフォームの品質管理
8.発泡剤の変遷
9.火災予防
10.おわりに

<8>発泡ポリプロピレンの自動車部材への応用
1.自動車に使われる発泡ポリプロピレン(PP)の全体像
 ・低発泡だが構造体として使われる場合
 ・平面形状で面積が広くない場合
 ・平面形状で大面積な場合
 ・緩衝材として耐衝撃性が求められる場合
 ・柔らかさが求められる場合
 ・その他 断熱 遮音、防振などの機能
2.発泡PPと成形加工方法
 ・射出成形
  -化学発泡
  -低圧ガス法
  -高圧ガス(超臨界ガス)法
 ・射出成形と圧縮成形とのハイブリッド
  -コアバック法
  -表皮貼合法
 ・熱成形
 ・EPP(ビーズ発泡成形)
 ・XPP(押出成形)
3.発泡用PPの性状
 ・軽量化と剛性
 ・耐衝撃性
 ・発泡倍率とセル形状
 ・成形不良
  -スワールマーク
  -ディンプル
  -発泡(形状)不良
  -破泡、連泡化
4.今後の展開

<9>セルロースナノファイバーのプラスチック発泡体への複合化
1.セルロースナノファイバー(CNF)とは
2.CNF強化プラスチックについて
3.CNF強化プラスチックの発泡成形に関する研究動向
4.アルケニル無水コハク酸(ASA)変性CNF強化HDPE系の事例紹介
 ・ASA変性CNF強化HDPEについて
 ・ASA変性CNF強化HDPEのバッチ式物理発泡成形
5.アセチル化CNF強化PA6系での事例紹介
 ・概要
 ・アセチル化CNF強化PA6
 ・アセチル化CNF強化PA6の発泡射出成形
 ・アセチル化CNF強化PA6発泡体の機械的・熱的特性
6.アセチル化CNF強化熱可塑性エラストマー系の事例紹介
 ・概要
 ・アセチル化CNF強化熱可塑性エラストマーの発泡射出成形
7.まとめ

【市場編】
<1>発泡プラスチックの市場動向
1.概要
 ・原料合成樹脂
 ・成形法
  -注型発泡成形法
  -溶融発泡成形法
  -固相発泡成形法
2.需要動向
3.用途動向
4.メーカー動向

<2>発泡プラスチックの機能性
1.断熱・保温性
 ・ビーズ法ポリスチレンフォーム(EPS)
 ・押出法ポリスチレンフォーム(XPS)
 ・硬質ウレタンフォーム
 ・フェノールフォーム
2.緩衝・クッション性
3.軽量化
4.吸音性
5.その他
 ・加工性・切削性
 ・耐熱性
 ・軽量・浮力性
 ・光反射性

<3>各種発泡プラスチックの市場動向(各項目共通:概要、需要と用途動向、メーカー動向)
1.熱可塑性樹脂フォーム
 ・低密度ポリエチレン(LDPE)
 ・高密度ポリエチレン(HDPE)
 ・ポリプロピレン(PP)
 ・ポリ塩化ビニル(PVC)
 ・ポリスチレン(PS)
 ・アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)
2.熱硬化性樹脂フォーム
 ・軟質ウレタンフォーム
 ・硬質ウレタンフォーム
 ・フェノール樹脂
3.発泡ゴム、エラストマー
 ・押出発泡ゴム、エラストマー
 ・板状発泡ゴム
 ・フッ素系ゴム
 ・シリコーンゴム
 ・ウレタンエラストマー
4.エンジニアリングプラスチックなど
 ・変性ポリフェニレンエーテル(変性PPE)
 ・ポリカーボネート(PC)
 ・ポリアミド(PA)
 ・バラ状緩衝材
 ・FRP発泡複合体(CFRP、GFRP)

<4>発泡剤の市場動向
1.化学発泡剤
 ・概要
 ・需要動向
 ・メーカー動向
2.物理発泡剤ほか
 ・概要
  -超臨界流体
  -熱膨張性マイクロカプセル
  -HFO-1233zd(ハイドロフルオロオレフィン)
 ・需要動向
 ・メーカー動向

<5>用途別需要動向(各項目共通:概要と市場動向、参入メーカー)
1.建築資材
2.土木資材
3.自動車
4.食品包装
5.搬送資材
6.工業資材
7.その他

<6>メーカー動向(各項目共通:概要、製品と用途、生産)
1.アキレス
2.旭化成
3.イノアックコーポレーション
4.カネカ
5.倉敷紡績(クラボウ)
6.JSP
7.積水化学工業
8.積水化成品工業
9.東邦化学工業
10.東レ
11.東洋クオリティワン
12.ニチアス
13.日清紡ケミカル
14.ブリヂストン
15.古河電気工業

■著者一覧■
秋元 英郎
秋元技術士事務所
新保 實
(株)SMS;金沢工業大学 名誉教授
鈴木 康公
KANGOLL
重松 広信
三協化成(株)
依田 智
(国研)産業技術総合研究所
岩崎 和男
岩崎技術士事務所
吉里 成弘
トレクセルジャパン(株)
大川 栄二
(一社)日本ウレタン断熱協会
小林 豊
(株)プライムポリマー
河村 達次
(株)プライムポリマー
伊藤 彰浩
(地独)京都市産業技術研究所

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