M092:押出機混練 | 技術セミナーの開催・書籍出版　サイエンス＆テクノロジー＜Ｓ＆Ｔ＞

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書籍書籍番号:M092(押出機混練)

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押出機混練

～混練技術の基礎から応用、トラブル要因解析とその対策～

著者	大田佳生氏（樹脂コンパウンドコンサルタント）※元・旭化成(株) 【専門】押出機を使った樹脂コンパウンド技術、押出機のシミュレーション、樹脂組成物開発【経歴】 1981年　東京理科大学修士修了、同年旭化成(株)入社。モノマー工場では、反応器の改造・蒸留塔新設工事に従事し、その後、ポリマーアロイ開発、シミュレーションソフト開発、混練技術開発、押出機の設計・設置・立ち上げ・製造のトラブル支援に従事した。在籍中、押出機スクリュデザイン（スクリュ構成）、ベントインサート、メヤニ除去装置等の開発と特許出願を行う。 2019年　旭化成(株)を退社後、コンサルタントとして現在に至る。専門書共著7件、学会誌・業界誌投稿7件、特許出願56件
発刊日	2024年11月20日
体裁	B5判並製本 249頁
価格(税込) 各種割引特典	60,500円 ( E-Mail案内登録価格 57,475円 ) S&T会員登録とE-Mail案内登録特典について定価：本体55,000円＋税5,500円 E-Mail案内登録価格：本体52,250円＋税5,225円
価格(税込) 各種割引特典	(送料は当社負担) アカデミー割引価格 42,350円（38,500円＋税）
ISBNコード	978-4-86428-326-7
Cコード	C3058

概要

POINT
混練に必要な樹脂の基礎知識、各種混練機紹介、
単軸押出機の基礎技術と生産上のトラブル解析、
二軸押出機の本体設備と付帯設備、
二軸押出機の混練要素解説、スケールアップ時に発生する課題、
生産時におけるトラブルの要因とその対策、粉体原料の搬送技術、
3次元流動解析によるスクリュエレメントの混練性能解析　　　など、多数の実用的解説を収録！

【目次概要】

１章：熱可塑性樹脂の重要な温度特性、コンパウンディングに与える影響を解説

２章：各種混練機の特徴、コンパウンディング工程例

３章：単軸押出機の構造とスクリュの役割、混練性能に与える影響、
　　　混練性向上やトラブル対策手法

４章：二軸押出機本体に付属する設備、備品の役割、構造及び技術

５章：押出機本体以外の周辺設備（冷却、分級、輸送等）の構造と特徴

６章：二軸スクリュの運転効率と性能評価に関するパラメータについて
　　　　　シミュレーション解析と実験データをもとに解説

７章：流動特性、混練性能を理解するためのスクリュ構成の基礎と応用例

８章：押出機の各工程トラブルの原因とその対策
　　　（ベントアップ、メヤニ、ストランド切れ、ペレット、炭化物、異物、重量式供給機）

９章：二軸押出機における粉体原料の搬送技術や粉体原料に起因するトラブル

１０章：スクリュエレメントの混練を理解することに役立つ
　　　　完全かみ合い型二軸押出機のスクリュ形状計算

１１章：スクリュエレメントと圧力特性と発熱量特性の関係性(3 次元流動解析)

書籍趣旨

　現在、プラスチック（以下、樹脂）は、日用雑貨、工業用品、電子機器・OA機器や自動車の様々な分野で使われている。顧客の要求に応じた高性能・高機能な樹脂を製造するため、押出工程にて、樹脂に各種の強化材、充填剤、難燃剤、安定剤、可塑剤、着色剤等を添加し、溶融混練してペレットにする。このペレットは射出成形機を使って部品を成形し、この部品を組み立て工場にて組み立て最終製品になる。
　近年、樹脂の高性能化、高機能化の要望と押出機の高性能化とあいまって、コンパウンディングの混練技術は、さらに高度化・複雑化する傾向にある。しかし、押出機に関する混練技術、本体設備、付帯設備、各工程別トラブルの原因と対策等の技術は、書籍、押出機メーカーの技術書、論文、セミナー資料や特許の公知文献に数多くあるが、これらの技術はまとめられていないのが実情である。

(まえがきより抜粋)

　本書が押出機を扱う生産現場や樹脂組成物開発に従事する人たちが実務で使える「実用書」となるよう、筆者がポリマーアロイ開発、押出機シミュレーションソフト開発、混練技術開発、押出機の基礎設計、押出機の導入・立ち上げと生産技術支援等に関わってきた実務経験と前述の公知文献を基にされた解説を、本書に多数収録いたしました。
　解説はやさしく丁寧であり、自身の知識・知見を惜しみなく読者に教示し、業界へ還元したいという著者の熱い思いが随所に見られます。実務で困ったとき、理解を深めたいとき、幾度となく本書を開いていただきたいという著者の思いを第一に、次の一歩を踏み出すための力が得られる１冊でありたいと願って編集に携わりました。読者の皆様にも、実際にそう感じていただければ幸いです。

（本書企画担当）

1.　熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の特徴
2.　熱可塑性樹脂の複合化技術
3.　結晶性樹脂と非晶性樹脂の特徴の違い
4.　結晶性樹脂の結晶化温度（Tc）
5.　コポリマーの構造の特徴とガラス転移温度の関係
6.　樹脂の加工温度（Tp）
7.　樹脂の熱分解温度（Td）
8.　樹脂の溶融粘度（分子量）がコンパウンディングに与える影響

おわりに

第2章　混練機の概要

はじめに
1.　混練機の種類
2.　連続式とバッチ式コンパウンディング工程例
3.　バッチ式混練機
　3.1　加圧・密閉型バッチミキサー
4.　連続式混練機
　4.1　単軸押出機
　4.2　BUSS社ニーダー
　4.3　1.5軸押出機
　4.4　8軸スクリュ付き単軸押出機（MRS）
　4.5　遊星ギア押出機
　4.6　二軸押出機の種類
　4.7　斜軸二軸押出機（コニカルスクリュ）
　4.8　リング軸式12軸押出機
　4.9　平行軸式8軸押出機
5.　各種押出機の特徴まとめ
おわりに

第3章　単軸押出機の基礎

はじめに
1.　単軸押出機レイアウト
2.　単軸押出機のスクリュ構成と圧縮比計算
3.　単軸押出機の分配混合スクリュと分散混合スクリュの相違
4.　単軸押出機混練スクリュの種類
5.　単軸押出機のせん断速度溝深さによる影響
6.　単軸押出機のスクリュピッチ長さの影響
7.　単軸押出機のスクリュ条数
8.　ブレークアップ現象
9.　バリアフライトスクリュによるブレークアップ現象の対策
10.　フライト根本の形状
11.　変形シリンダーを用いた混練性向上
12.　スクリュ軸を前後に移動し，混練性を調整
13.　単軸押出機の酸素濃度低減技術
14.　単軸押出機のスケールアップ
　14.1　理論的なスケールアップ
　14.2　スケールアップの計算結果
15.　単軸押出機のトラブル対策
　15.1　樹脂の劣化物対策
　15.2　未溶融物対策
　15.3　異物混入対策
おわりに

第4章　二軸押出機本体設備

はじめに
1.　二軸押出機の概要
2.　二軸押出機の開発の歴史
3.　二軸押出機本体の設備
　3.1　モーター特性
　3.2　ギアボックス
　3.3　スクリュエレメント
　　3.3.1　標準スクリュエレメント
　　3.3.2　特殊混練スクリュエレメント①
　　3.3.3　特殊混練スクリュエレメント②
　3.4　バレル
　3.5　バレルヒーター
　3.6　バレル保温カバー
　3.7　バレル冷却
　3.8　サイドフィードバレルとサイドフィーダー
　3.9　ベントインサート
　3.10　ベントポート
　3.11　デミスター，コンデンサー，真空ポンプ
　3.12　ダイ部
おわりに

第5章　押出機の周辺設備

はじめに
1.　供給装置
　1.1　供給機の種類
　1.2　供給機の粉体ブロッキング防止技術
　1.3　多種原料の供給方法
　1.4　混合装置
　　1.4.1　タンブラー
　　1.4.2　V型混合器
　　1.4.3　スーパーミキサー（ヘンシュルミキサー）
　　1.4.4　横型ミキサー
2.　ストランド冷却装置
3.　ペレタイザー
　3.1　ドラム式ストランドペレタイザー
　3.2　ファン式ペレタイザー（ファンカッター）
　3.3　アンダーウォーターストランドペレタイザー
　3.4　ウォーターリングペレタイザー
　3.5　ミスト吹き付け方式ホットカットペレタイザー
　3.6　アンダーウォーターカットペレタイザー
4.　ペレットクーラー
　4.1　横型振動式ペレットクーラー
　4.2　流動床式ペレットクーラー
　4.3　スパイラルクーラー
5.　分級機
　5.1　振動篩
　5.2　回転式分級機
6.　外潤剤ブレンダー
7.　空気輸送装置（ニューマ）
8.　製品タンク
おわりに

第6章　二軸スクリュの混練技術

はじめに
1.　押出機運転シミュレーション
2.　スクリュポンプの式
3.　充満率，滞留時間
　3.1　搬送スクリュの充満率の計算
　3.2　充満率の計算値と実測値の比較
　3.3　滞留時間測定
4.　樹脂圧力
　4.1　各種スクリュエレメントの無次元圧力勾配値
　4.2　流動解析値と実測値の比較
5.　樹脂温度
　5.1　押出機内樹脂温度の計算
　5.2　樹脂温度の計算値と実測値の比較
6.　分配混合・分散混合
　6.1　分配混合・分散混合の考え方
　6.2　二軸スクリュのフライトチップ周辺の混練
　6.3　スクリュエレメントの溝深さ方向せん断速度分布解析
　6.4　二軸押出機スクリュエレメントの分配混合と分散混合の比較
　6.5　ニーディングディスクの角度による発熱量と溝深さ方向のせん断速度分布の比較
　6.6　スクリュエレメント長さが分配混合・分散混合に与える影響
7.　スケールアップ時のトラブル原因とその対策
　7.1　二軸押出機のスケールアップの考え方及び計算方法
　7.2　スケールアップ時のトラブル事例の原因とその対策
おわりに

第7章　スクリュ構成の組み方の基礎と応用

はじめに
1.　スクリュ構成の基本
　1.1　押出機全体のスクリュ構成の基本
　1.2　混練部のスクリュ構成における圧力分布の考え方
　1.3　スクリュ構成例
　1.4　スクリュ構成例の圧力分布と充満率分布
　1.5　樹脂に応じたスクリュ構成の基本
　1.6　樹脂シール上流部のスクリュの選定
2.　スクリュ構成の応用
　2.1　ペレット/ガラス繊維コンパウンドのスクリュ構成
　2.2　ペレット/粉体フィラー/ガラス繊維のスクリュ構成
　2.3　スクリュ構成による液状添加技術
　2.4　溶融粘度の異なる樹脂同士の溶融混練
　2.5　溶融粘度比が大きいペレット同士のスクリュ構成による分散性への影響
　2.6　溶剤を含む樹脂の脱気用バレル構成
　2.7　超臨界（炭酸ガス）のスクリュ構成
3.　樹脂組成物の製造例
　3.1　PA/エラストマーアロイ製法例
　3.2　PA/PPEの製法例
　3.3　PP/EPDMの動架橋の製法
　3.4　MAHグラフト反応用押出機
　3.5　木粉のコンパウンド用押出機
おわりに

第8章　各工程別トラブルの原因とその対策

はじめに
1.　ベントアップ
　1.1　ベントアップ発生箇所及び原因とその対策
　1.2　ベントアップの検知技術
　1.3　ベントアップ防止装置（ベントインサートの使い分け）
　1.4　ベントインサートに加熱，冷却，表面処理をしてベントアップを防止する技術
　1.5　ベントアップ防止装置（インサート形状交換以外）
　1.6　ダイ圧上昇によるベントアップ
2.　メヤニ
　2.1　メヤニの種類
　2.2　メヤニ発生防止技術
　2.3　メヤニ除去技術
3.　ストランド切れ
　3.1　ストランド切れが起こる原因の位置
4.　ペレットトラブル
　4.1　ペレットトラブルの位置
5.　炭化物トラブル
6.　異物トラブル
7.　重量式供給機において起こるトラブル
おわりに

第9章　二軸押出機における粉体原料の搬送技術

はじめに
1.　粉体原料に起因するトラブル
2.　貯蔵タンク及び移動ホッパーや供給機での粉体トラブルと対策
3.　貯蔵タンクにおける粉体トラブルと対策
4.　供給機ホッパーの形状によるブロッキングの発生のしやすさ
5.　粉体のブロッキング防止用供給機
6.　供給機における粉体のフラッシング現象
7.　貯蔵タンクの仕切弁の使い方
8.　重量式供給機の原料供給時の遅延タイム
9.　押出機供給ホッパー内壁における粉体付着防止
10.　二軸押出機のガス抜き技術
　10.1　微粉体の高搬送スクリュ構成技術
　10.2　各種搬送スクリュエレメントの微粉体の搬送能力
　10.3　粉体樹脂用スクリュ構成の圧力分布と充満率分布
　10.4　各種ニーディングディスクの粉体の搬送能力
　10.5　固体搬送部のガス抜き技術
　10.6　粉体原料をサイドから供給のガス抜き技術
　10.7　サイドフィードバレルのガス抜き形状（粉体の飛散防止）
　10.8　サイドフィーダーにおける各種ガス抜き技術
　10.9　サイドフィーダーによる嵩密度が低いリサイクル原料の供給技術
11.　ペレット/微粉フィラーのスクリュ構成
　11.1　ペレット/微粉フィラーのスクリュ構成（全量トップ供給）
　11.2　粉体フィラーの供給技術（ペレット/フィラーの混合物）
　11.3　粉体フィラーのサイドから供給する方法
おわりに

第10章　完全かみ合い型二軸押出機のスクリュ形状計算

はじめに
1.　計算条件
2.　2条スクリュの溝深さの計算
　2.1　溝深さH（θ）の計算
　2.2　空間体積の計算
　2.3　搬送能力，せん断速度の計算
3.　計算結果
　3.1　1条，2条，3条，4条スクリュの計算結果
　3.2　2条スクリュのかみ合い比（1.45，1.55，1.65，1.75）の計算結果
　3.3　2条バレルに3条，4条スクリュを設置した場合の計算結果
　3.4　スクリュ形状計算ソフトの計算例
おわりに

第11章　二軸スクリュエレメントの3次元流動解析

はじめに
1.　計算条件
2.　ZSK40スクリュエレメントの無次元圧力勾配値の計算値と実測値との比較
3.　非ニュートン流体との比較
4.　各種スクリュエレメントの圧力勾配，発熱量勾配の比較
　4.1　各種スクリュエレメントの無次元圧力勾配の比較
　4.2　各種スクリュエレメントの無次元発熱量勾配の比較
　4.3　各種スクリュエレメントの溝深さ方向せん断速度分布の比較
5.　スクリュエレメントの形状が圧力勾配と発熱量勾配に与える影響
　5.1　スクリュリード長さが圧力勾配と発熱量勾配に与える影響
　5.2　ニーディングディスクの長さが圧力勾配と発熱量勾配に与える影響
　5.3　ニーディングディスクの羽根角度が圧力特性と発熱量特性に与える影響
　5.4　2条ロータのリード長さが圧力特性と発熱量特性に与える影響
　5.5　幅広KDの羽根幅が圧力特性と発熱に与える影響
　5.6　3条ロータが圧力特性と発熱量特性に与える影響
　5.7　3条KDが圧力特性と発熱量特性に与える影響
　5.8　切り欠きスクリュが圧力特性と発熱量特性に与える影響
　5.9　2条切り欠きスクリュが圧力特性と発熱量特性に与える影響
6.　スクリュかみ合い比（Do/Di）が圧力特性と発熱量特性に与える影響
おわりに

補足説明資料

あとがき

概要

【目次概要】

書籍趣旨

(まえがきより抜粋)

（本書企画担当）

書籍書籍番号:M092(押出機混練)

押出機混練

概要

書籍趣旨

目次

概要

書籍趣旨

目次

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【オンデマンド配信】ファインバブル（マイクロバブル/ウルトラファインバブル）の特性、発生機構と利用・応用展開 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

【オンデマンド配信】二軸スクリュ押出機を用いたリアクティブプロセシング技術の基礎から応用へ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

【オンデマンド配信】ゾル-ゲル法の基礎と材料合成、(新規)材料開発で活用するための実用的な総合知識 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

【オンデマンド配信】物体色の測定(測色)・評価・クレーム対策 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

プラスチック発泡体の製法、評価方法、原理、不良原因とその対策 受講可能な形式：【ライブ配信】or【アーカイブ配信】のみ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

透明導電膜の基礎と塗布型透明導電膜の最新動向 受講可能な形式：【Live配信(アーカイブ配信付)】or【アーカイブ配信】のみ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

細孔分布測定におけるガス吸着法・水銀圧入法の測定と解析手法 受講可能な形式：【Live配信】or【アーカイブ配信】のみ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

DXとGXを支える次世代半導体実装用樹脂・基板材料の開発と技術動向 受講可能な形式：【Live配信】のみ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

ダイコーティングの基礎理論とトラブル対策 受講可能な形式：【Live配信】or【アーカイブ配信】のみ 【 2 名 同 時 申 込 で 1 名 無 料 】 対 象 セ ミ ナ ー

FTIRの基礎と異物分析への実践応用テクニック、コツ・ノウハウ
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高分子・ポリマ－材料の重合、製造における研究実験から生産設備へのスケールアップ技術
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粘度の基礎と実用的粘度測定における留意点と結果の解釈
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実験の実務：実験を効率化して確実に成果を生む実験ノート（記録）の書き方
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イオン交換樹脂を使いこなすための必須知識と応用のポイント
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産業分野の排熱回収技術とバイナリー発電
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レオロジー測定・データ解釈の勘どころ
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ポリマーアロイの基本、構造・物性および新規ポリマーアロイの材料設計の必須＆実践知識
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衝撃工学の基礎と衝撃緩衝・吸収特性の評価および強度設計への展開
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テラヘルツ波デバイス・計測システムの開発と素材識別、非接触・非破壊・異物検査などへの応用
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金属材料の破壊、破損メカニズムとその解析法
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高分子材料（樹脂・ゴム材料）における変色劣化の機構とその防止技術
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DXとGXを支える次世代半導体実装用樹脂・基板材料の開発と技術動向
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湿気・湿度現象の科学と各産業分野における調湿技術の現状および研究開発動向
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【オンデマンド配信】改正安衛法「自律的」化学物質管理への転換に学ぶ実情に即した管理手法と考え方
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高分子材料の劣化 ―そのメカニズム解析方法と対策事例および環境問題―
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プラスチック廃棄物が抱える問題と高分子複合材料メカニカルリサイクル技術
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包装における多層化フィルムの加工技術とリサイクル課題・展望
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水素エネルギー市場の最新動向と水素戦略、およびビジネス展開
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＜海外／日本における風力発電の技術動向と展望＞風力発電の現状と日本の技術
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X線光電子分光法（XPS、ESCA）の基礎と実務活用テクニック・ノウハウ
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水中に存在するPFAS(有機フッ素化合物)の分離・回収技術動向と今後の展望
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樹脂用添加剤“超”入門
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プラスチック製品の強度設計
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3Dプリンティング材料:その現状と開発動向、今後の予測、ビジネスチャンス
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高分子材料の粘弾性の基礎と応力/ひずみの発生メカニズムとその制御・評価技術
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溶融製膜/溶液製膜によるフィルム成形技術の基礎と実際
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有機-無機材料のハイブリッド化、合成技術と構造・特性制御、応用
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流体工学の基礎と流れの制御・抵抗低減手法
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【オンデマンド】プラスチック製品の強度安全率を高めるための設計・成形技術、材料選定 NEW
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プラスチックの難燃化メカニズムと難燃剤選定・配合のコツ
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量子化学計算の基礎と実践方法＜Gaussian・GaussViewの使い方＞
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光触媒による二酸化炭素の光燃料化・高付加価値資源化技術動向と今後の展望
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リビング重合技術　高度な制御を可能にする精密重合と応用展開
リビング重合(精密重合)によるポリマー構造制御・高機能化を加速させる基礎・応用事例

匂い・香りの科学と評価・可視化・応用技術
～センシング技術の進展と呼気ガス分析・香り再現・演出等への展開～

光半導体とそのパッケージング・封止技術
～LED,レーザ,フォトダイオード,光ICなど、光半導体の種類・原理・用途から
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グリーン燃料とグリーン化学品製造―技術開発動向とコスト―
グリーン水素/CO2回収/アンモニア合成/バイオメタン・LPG・エタノール
グリーン液体燃料・e-fuel/バイオナフサ・化学品製造の世界の動向

【Excel演習で学ぶ】わかりやすい統計解析入門講座
　
　第１講　統計学の基本概念
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