射胶螺杆之功能:
加料、输送、压缩、熔化、排气、均化
螺杆之重要几何尺寸:
螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深
螺杆直径(D)
·与所要求之射出容积相关射出容积 = 1/4π·D2·(射出行程)·0.85
·一般而言,D2与最高射出压力成反比
·D愈大,押出率愈大;Q ≒ 1.29D2HmNr·60/1000 (kg/ Hr)
入料段
·负责塑料的输送、推挤与预热
·应保证入料段结束时开始熔融,预热到熔点。
·固态比热↑、熔点↑、潜热↑,加热到熔点需热多,入料段应长固态热传导系数↓,传热慢、塑料中心温升慢,入料段应长预热↑, 入料段可短。
·结晶性料最长(如:POM、PA);非晶性料次之(如:PS、PU);热敏性最短(如:PVC)。
压缩段
·负责塑料的混链、压缩与加压排气,通过这一段的原料应该已经几乎全部熔解,但是不一定会均匀混合。
·在此区域,塑料逐渐熔融,螺槽体积必须相应下降,否则料压不实、传热慢、排气不良。
·对非晶性塑料,压缩段应长一些,否则若螺槽体积下降快,料体积未减少,会产生堵塞。
·结晶型塑料实际上非全部结晶(如 PE:40~90%结晶度,LDPE: 65%结晶度),因此目前压缩段有加长的趋势。
·一般占25%螺杆工作长度。
·尼龙(结晶性料)2~3圈,约占15%螺杆的工作长度。
·高黏度、耐火性、低传导性、高添加物,占40%~50%螺杆的工作长度。
·PVC可利用占100%螺杆的工作长度,以避免激烈的剪切热。
计量段
·理论上到计量段之开始点,料应全部熔融,但至少要计量段 = 4D,以确保温度均匀、混链均匀。
·计量段长,则混链效果佳;计量段太长则易使熔体停留过久,而产生热分解;太短则易使温度不均匀。
·一般占20~25%螺杆工作长度。
·PVC热敏性,不宜停留过长,以免热分解(可不要计量段)。
进料牙深、计量牙深
·进料牙深愈深,在进料区之输送量愈大,但需考虑螺杆强度。
·计量牙深愈浅,塑化之发热、混合性能指数愈高,但需防范塑料烧焦,(计量牙深太浅,则剪切热↑,自生热↑,温升太高,尤其不利于热敏性塑料。)
·计量牙深 = KD = (0.03~0.07)D- D ↑,K 选小; D↓,细长比 ↑,热稳定性差之塑料,K 选大
影响塑化质量之主要因素:
细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。
细长比
·细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。
·细长比大,则吃料易均匀,但容易过火。
·热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆,以提高混链性而不虑烧焦;热稳定性较差之塑料,可用较短之螺杆或螺杆尾端无螺纹。
·以塑料特性考量,一般细长比如下:
塑 料 特 性 | 细长比 |
热固性 | 14~16 |
硬质PVC、高黏度PU等热敏性 | 17~18 |
一般塑料 | 18~22 |
PC、POM等高温稳定性塑料 | 22~24 |
·以混色能力考量,一般细长比如下