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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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高分子・ポリマー材料の合成、重合反応の基礎、プロセスと工業化・実用化の総合知識 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

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フィルムの延伸・分子配向の基礎、過程現象の解明と構造形成、物性発現、評価方法
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高分子・ポリマー材料の合成、重合反応の基礎、プロセスと工業化・実用化の総合知識
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燃料電池、水素・アンモニアエネルギーの最新動向と今後日本企業がとるべき事業戦略
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TOF-SIMSの基礎と応用
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工場・プラントにおける防爆対応　火災・爆発災害防止に寄与する必要知識
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実験の実務：4日間コース
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実験の実務：実験条件・パラメーターの考え方と結果解釈
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非ニュートン流体中における気泡・液滴の運動機構・特性とその制御、スケールアップへの対応
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プラスチックのリサイクル促進に向けた材料設計・成形加工の技術と知識
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大気圧プラズマの基礎と最新応用技術
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固体酸化物形セルを用いた水素製造・利用技術の基礎と最新動向
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有機EOポリマーの基礎と超高速光制御デバイスへの応用
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増加する廃棄CFRP/CFRTPにおけるリサイクルの課題と炭素繊維回収の最先端およびRCF活用法と産業確立への指針
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二酸化炭素の有効利用技術とその最新動向
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プラスチック成形部材の劣化・破損・破壊のメカニズムと評価・改善方法、破面の特徴、トラブル対策
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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
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＜再生可能エネルギーの現状と将来＞カーボンニュートラル（CN）社会と新しい再エネの技術動向
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バイオマス利用のエタノール製造技術と課題
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【オンデマンド配信】ヒートシールの基礎、接合のメカニズムと品質管理・不具合対策
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【オンデマンド配信】GFRP＆CFRPのリサイクル技術の現状および最新動向と課題
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狙った機能を持つ高分子を作るために―重合反応の基礎・応用ー
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超臨界CO2プロセスの基礎と実用展開【LIVE配信】
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身近な刃物の切れ味とその科学的評価【LIVE配信】
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高分子フィルム・繊維の延伸プロセスにおける分子配向形成、結晶化とその制御
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熱可塑性エラストマーの総合知識
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AFM（原子間力顕微鏡）の基本原理と操作・測定・解析方法の基本と最適化・有効活用方法
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結晶性高分子の材料設計・改良・加工性向上に必要な基礎知識
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エポキシ樹脂２日間総合セミナー
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高分子材料の相溶性・相分離現象の基礎と相容化剤を用いたポリマーブレンド材料およびマテリアルリサイクルへの応用
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実験の実務：効率的、確実に目的を達成できる実験方法の考え方
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気体の吸着・脱着基礎と応用
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ゴム材料の分析手法および劣化現象とその分析
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XPSの基礎と測定・解析テクニック
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二酸化炭素の電解還元による資源化とその周辺技術の最新動向
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MOFが拓く未来：ガス分離技術と社会実装の最前線
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高機能化、高性能化のための表面処理法の基礎と表面分析法
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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
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シリコーンの基礎・特性と設計・使用法の考え方・活かし方
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化学分析・機器分析の実践的な進め方と業務への活かし方
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メタクリル系ポリマー活用のための入門講座
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【オンデマンド配信】衝撃現象・破壊の基礎と高速材料試験・構造要素強度評価方法
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断熱材料の利用/開発の肝心要材料の伝熱機構・熱物性を学ぶ
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二酸化炭素を原料とした液体合成燃料の製造技術と最新動向
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＜生産プロセスの技術革新へ＞基礎からよくわかる！フロー合成マイクロリアクターと新技術との融合
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蓄熱蓄冷および熱エネルギー搬送技術の基礎と最新の研究開発動向
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実験の実務：実験結果の解析と解釈
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電磁波シミュレーション技術
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分子動力学シミュレーションの基礎と高分子材料開発への応用 NEW
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接着制御・メカニズム解析の考え方と分析評価法
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廃プラスチックのリサイクル最新動向
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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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ゴム材料における摩擦・摩耗現象の理解と制御・対処に必要な基礎知識 NEW
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【製本版＋ ebook版】廃プラスチックのケミカルリサイクル―技術開発動向と展望― NEW

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
　封止・材料技術、ディスプレイや高速通信など先端応用に関わる開発課題まで～

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
　第２講　統計的推定と検定
　第３講　分散分析と回帰分析

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