CN203994644U - 一种结构改良的押出机螺杆 - Google Patents

Abstract

一种结构改良的押出机螺杆，包括螺杆本体，其特征在于，在螺杆本体的后端设置长度为螺杆本体1/2至1/3的混练扩散段，所述的混练扩散段螺杆表面包含至少两种以上设置不同预设形态凸部结构的阻隔区，并使螺杆表面的凸部结构呈彼此交错的分布形态；所述的凸部结构包括横向矩形、方形和弧突形。本实用新型的押出机螺杆，熔融塑料在引入混练扩散段时在其间分布的阻隔区形成逐步前移的循环分流及回流，使熔融塑料获得充分的均匀混练，并藉由组分比热的不同使比热较高的塑料被扩散迁移至外层、而比热较低的塑料组合物则沿着螺杆表面逐步前移，引至螺杆末端能为料筒一端结合的T型模头押出而直接形成类层状合成纸膜。

Description

一种结构改良的押出机螺杆

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆押出机，特别是涉及一种结构改良的押出机螺杆。

背景技术

目前用在加工各式塑料质成品的押出机为获有预期的成品特质，皆会在押出机其间的料筒内结合的螺杆作一合宜的长径比L/D设计，并在螺杆的每一区段(如：引入塑料进行熔融的入料段、将熔融塑料朝前引入作合宜挤压的压缩段、将熔融塑料依据成品所需作合宜出料量控制的计量段)作一合宜的压缩比设计，以使预设形态的塑料在进入料筒内部后，在受到外周包覆的电热单元依所须温度以及螺杆转动剪切混练摩擦生热的加热，及为内部的螺杆加以持续引导位移时能达到预期的塑料混合、熔融，并进入料筒一端结合的T型模头(T-Die)押出，使之形成具有预期特质的塑料质成品。

而对上述押出机其间料筒内结合的螺杆形态则视成品所须而有不同的设计。以台湾地区公开的专利申请为例，如：公开在2012.7.1的公开号：201226645、名称为“发泡纤维不织布的制造方法及其制造设备”发明案，其是为因应不织布的设备，该设备包括具有螺杆之押出机、超临界二氧化碳供应装置、静态混炼器、纺丝头、承接装置以及空气延伸装置，该超临界二氧化碳供应装置与押出机螺杆是相通。公告在84.11.1的公告号：261931、名称为“塑料押出机螺杆结构”的实用新型案，该押出机的螺杆是具有相同牙深并依序缩小螺距之螺杆。公告在86.6.1的公告号：307232、名称“三螺杆式押出机改良构造”的实用新型案，该螺杆结构主要系由粗状主螺杆与两细状副螺杆所组成，其中，粗状主螺杆是设在押出机螺杆装置的中央，细状副螺杆则分列于粗状主螺杆左右两侧与其囓合，且粗状主螺杆的螺牙方向与细状副螺杆互为反向，当塑料粒自入料筒进入予以熔融密练时，可藉该三螺杆的设置使辗压的面积扩大同时增加生产量，并加强揉压均匀及辗压的过程，以获预期的密练效果。公告在87.6.11的公告号：333904、名称“押出机螺杆构造改良”的实用新型案，穿置于入料筒内的螺杆一端与马达连接并固定在机台上后，于另一端所延伸的圆柱凸缘外套设一橡胶衬套，再于该橡胶衬套外套设一套筒，使该套筒外套设一外套使其与入料筒的此端贴合后固定于机台上，而形成两端均有支撑的混合螺杆，以利在经长期使用后不致有一端倾斜，导致积料，使料混合不均的情事发生。公告在93.3.21的公告号：580983、名称为“押出机螺杆与螺缸装置改良结构”的实用新型案，披露的技术方案是： 螺杆的轴杆上缩小形成一缩小径部，并在螺缸内壁的进料段凹设以镗沟，且镗沟的深度为等深，直至终端才迅速变浅于斜向肩部，以对应于上述的缩小径部，作为当塑料粒由螺杆向前传动时，能顺利越过肩部以进入约略同等容纳体积的小径部内，以避免塑料粒的剪切力伤及螺杆的进料螺牙、或螺缸的镗沟，以提供高押出稳定性，及增加螺杆与螺缸的使用寿命。公告在98.12.1的证书号：M369845的“押出机螺杆结构改良”新型案披露，螺杆之前段设置混炼段，使混炼段与料筒之间隙维持在30～200公厘，便于物料通过混炼段后，受到强力剪切作用，被混炼成薄层，促使塑料破碎、分散，以获有省电、省力及塑料质量提升。公告在101.7.11的证书号：M433293的“可混炼超高分子量聚乙烯多壁式奈米碳管复合材料之押出机螺杆结构改良”新型案，其设计是：螺杆的前、中、后段为供给区、压缩区与计量区，该供给区、压缩区与计量区可视产出的强度要求而变化供给区、压缩区与计量区组块的长度与组块种类，产出的产品性质，如：比重、拉伸强度、拉伸率、弯曲强度、弯曲模数、缺口冲击强度、热变形温度、表面阻抗、膜收缩率与耐磨皆可改善，以获有省电、省力及聚乙烯多壁式奈米碳管复合材料质量更佳设置。

合成纸(synthetic paper)，又叫石膜纸、化工薄膜纸、聚合物纸、塑料纸等，是以聚烯烃等树脂和无机填充物为主要原料，通过挤出工艺加工而成的。按结构的不同，合成纸分为单层合成纸、三层合成纸、五层合成纸等。具有多层结构的合成纸的制作，通常是在树脂和无机填充物押出形成的纸膜外表面贴合聚丙烯等树脂膜后，再延伸形成两外表面包覆聚丙烯膜的多层结构。另一种方法是采用多挤出机共挤出的方法得到所需的多层结构，如CN94217511.5公开了一种聚丙烯合成纸及其制造装置，是以三层共挤压方式，对聚丙烯树脂组合物及树脂组合物分由一台主押出机及二台副押出机加以挤压，并汇流经同一T形模头压出而构成纸面层/中间层/纸面层的板片，再经冷却成型，双轴延伸，电汇处理及视厚度需要再予以积层贴合后经卷取的合成纸。该方法采用的设备通常包括三台押出机，即一台主挤出机及二台副挤出机，将聚丙烯树脂及无机物组合物分别由主挤出机及副挤出机挤压，挤压物汇流经同一T型模头而成为三层板片，再经冷却成型、延伸、电晕等处理而成多层合成纸。采用这一方法的还包括CN97104273.X、CN99105768.6、CN99111159.1、CN03135321.5和CN201210031029.7等。CN03156314.7、200510095687.2则公开了五层合成纸及其制备方法，系采用5台押出机共挤出的方法制作。

现有的押出机以树脂组合物的塑化、混炼、挤出成型为目的，在合成纸的制作中，难以通过单一的押出机一次形成具有层状结构的合成纸。

发明内容

本发明针对现有技术中押出机存在的上述问题，提供一种结构改良的押出机螺杆，因应具有层状结构合成纸膜的押出加工成型，以期通过所述的押出机螺杆的结构改良，而利用单一押出机直接押出成型，制得一种具有类层状结构的合成纸。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种结构改良的押出机螺杆，包括螺杆本体，其特征在于，所述螺杆本体的后端设置混练扩散段，所述混练扩散段螺杆表面包含至少两种以上设置不同预设形态凸部结构的阻隔区，并使混练扩散段螺杆表面的凸部结构呈彼此交错的分布形态。

本实用新型的主要目的，是对结合在押出机其间料筒内部的螺杆进行新的设计，押出机螺杆通常区分有入料段、压缩段、计量段(靠后段落)所构成；本实用新型中螺杆的靠后段落是设为一混练扩散段(优选采用多段模块化结构)，在该混练扩散段螺杆表面是包含至少两种以上设置不同预设形态凸部结构的阻隔区，并使该截混练扩散段螺杆面分布的凸部结构是呈彼此交错开形态；以利熔融塑料和无机矿粉在引入该混练扩散段时在其间分布的包含凸部结构的阻隔区形成逐步往复前移的多次循环分流及回流，使该熔融无机矿粉塑料能获以充分的均匀混练，并藉由熔融无机矿粉塑料其间包含至少两种上不同比热的成份，能在多次循环分流及多次回流过程中使比热较高的塑料被扩散迁移至外侧层、而平均比热较低的无机矿粉塑料则沿着螺杆表层面逐步在分流及回流下前移，以使类层状熔融无机矿粉塑料在引至螺杆末端能为料筒一端结合的T型模头押出而形成一所需的类层状合成纸膜。

本实用新型的押出机螺杆，混练扩散段上设置的阻隔区包含至少两种以上的预设形态凸部结构，所述的凸部结构包括但不限于，横向矩形、方形、弧突形等。优选地，如具体实施方式中是以横向矩形、方形、弧突形作为实施，所述混练扩散段由模块化的3段阻隔区构成，螺杆表面分别设置横向矩形、方形和弧突形凸部结构，而横向矩形的凸部结构分布在混练扩散段靠前段落，方形的凸部结构则分布在偏靠中间段落，弧突形的凸部结构则分布在靠近末端，使该熔融塑料能受到横向矩形凸部结构形成一较大阻力作逐步的分流及回流，及在进入方形凸部结构时作阻力略低的分流及回流，并在末端接触该弧突形凸部结构能形成阻力减小而顺畅的分流、回流及最后的稳定的类层状流体，此层状流以准备进入末端料筒衔接的T型模头作押出。

进一步，所述的混练扩散段长度为整体螺杆长度的1/2至1/3为较佳实施。

进一步，螺杆本体的长径比(L/D)是以界于38/1至26/1之间为较佳实施，更优选地是以35∶1作为实施。

本实用新型所揭露的螺杆优选地采用组合式模块化设计，即该螺杆可采用分体结构，螺杆本体由段和/或区组合而成。段和/或区之间采用螺杆连接，或采用键连接，或采用焊接连接，螺杆的每段和/或区的中轴线为同一直线。

本实用新型针对现有的结合在押出机其间料筒内部的螺杆作一新形态的设计，以因应成型出具有类层状结构合成纸膜的押出作动，通过在螺杆靠后段落设置一模块化的混练扩散段，由至少两种以上包含不同预设形态凸部结构的阻隔区构成，并使该混练扩散段的长度为整体螺杆长度的1/2至1/3，以利熔融无机矿粉塑料在引入至该混练扩散段时能受到其间分布的凸部结构滞留而形成一往复逐步前移的多次循环分流及回流机制，使该熔融无机粉末塑料能获得充分的均匀混练，并藉由熔融无机矿粉塑料配方中其间包含至少两种以上不同比热的成份，能在多次循环分流及多次回流过程中使比热较高的塑料被扩散迁移至外层，而平均比热较低的无机矿粉塑料则沿着螺杆表层面逐步在分流及回流下前移，以使类层状熔融无机矿粉塑料在引至螺杆末端能为料筒一端结合的T型模头押出而形成类层状合成纸膜。

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。本实用新型的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1系本实用新型的螺杆结合在押出机其间料筒的侧视示意图。

图1-1系图1的A部位的局部放大图。

图1-2系图1的B部位的局部放大图。

图1-3系图1的C部位的局部放大图。

图2系本实用新型的螺杆在对引入的熔融塑料及无机矿粉组合物进行逐步分流及合流的实施示意图。

图3系包含本实用新型螺杆的押出机押出成品作后续加工流程的简图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型所述押出机螺杆的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。

本实用新型对押出机的螺杆结构改良(如图1)，主要是对结合在押出机其间料筒3内 部的螺杆本体1进行。螺杆本体1沿物料流动方向区分有入料段11、压缩段12、混练扩散段2所构成；即本实用新型对押出机螺杆的改良部位是在：螺杆本体1的靠后段落设为一段多模块的混练扩散段2，在该混练扩散段2表层面设置至少两种以上包含不同预设形态凸部结构的阻隔区21，在具体实施方式中，所述的阻隔区21其中的凸部结构是以横向矩形、方形和弧突形作为具体实施(如图1-1、图1-2和图1-3)，而横向矩形的凸部结构211分布在混练扩散段2靠前段落，方形的凸部结构212则分布在偏靠中间段落，弧突形的凸部结构213则分布在靠近末端，并使设置在混练扩散段2的横向矩形、方形、弧突形的凸部结构211、212、213分布范围是以1∶3∶3的比例实施，而在该截混练扩散段2层面分布的凸部结构是呈彼此错开的形态，及对该混练扩散段2的长度必须为整体螺杆本体1长度的1/2至1/3，而对整体螺杆本体1设置的长径比(L/D)是以界于38/1至26/1之间作为实施，而较佳是以35∶1作为实施。

对前述构成的螺杆本体1在结合入押出机其间料筒3作为无机矿粉塑料押出实施(如图2)，可藉预设的包含至少两种以上组分的无机矿粉塑料(在此是指包含聚丙烯及以碳酸钙粉为主之多种无机矿粉的组合物)由押出机的料斗引入押出机其间料筒3内，在受到外周包覆的电热单元依设定温度与螺杆剪切摩擦生热的加温，以使塑料可在入料段11区间完成熔融，并藉螺杆本体1的引导进入压缩段12，以对熔融无机矿粉塑料施以合宜挤压，而该熔融无机矿粉塑料在引入混练扩散段2时则能在其间分布的阻隔区21内形成逐往复步前移的循环分流及回流机制(在此，熔融无机矿粉塑料在受到横向矩形凸部结构211作用形成一较大阻力并作逐步的分流及回流，在进入方形凸部结构212时则作阻力略低的分流及回流，及在末端接触该弧突形凸部结构213则形成阻力减小而顺畅的分流及回流，以开始准备进入末端衔接的T-Die作押出)，使该熔融无机矿粉塑料能获以充分的均匀混练，并藉由熔融无机矿粉塑料其间包含的至少两种以上不同比热的无机矿粉塑料组分能在循环分流及回流过程中使比热较高的塑料(在此比热较高的聚丙烯却有较轻的比重，界于0.90-0.91)，此时实际操作过程中螺杆表面温度高于料桶内侧表面，致使聚丙烯成份逐渐被迁移扩散至外侧，同时黏稠度也因处较低温度逐渐增加而呈平流层状(1aminarflow)，而平均比热较低的无机矿粉塑料(在此平均比热低于PP的比热，但是平均比重则界于0.90-0.91的PP与比重约2.71的CaCO₃间)则沿着螺杆混练扩散段2表层面逐步在分流及回流下前移，且以稳定的活塞流方式(plug flow)移动，以使熔融塑料在引至螺杆末端能为料筒3一端结合的T-Die押出而形成一所需的类层状合成纸膜。

对前述的熔融塑料在引至螺杆末端并为料筒一端结合的T-Die押出形成的类层状合成 纸膜4再作后续加工(如图3)，可朝前经气冷5及回火6作层状合成纸膜4其间内应力的消除，再进入延伸区间7以对层状合成纸膜4施以合宜的横向及纵向延伸，以使层状合成纸膜4能获有所须的厚度、透气、密度降低及减重处理。

Claims (7)

1.一种结构改良的押出机螺杆，包括螺杆本体，其特征在于，所述的螺杆本体的后端设置混练扩散段，所述混练扩散段螺杆表面包含至少两种以上设置不同预设形态凸部结构的阻隔区，并使混练扩散段螺杆表面的凸部结构呈彼此交错的分布形态。

2.根据权利要求1所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，所述的凸部结构为横向矩形、方形或弧突形。

3.根据权利要求1所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，所述混练扩散段由模块化的3段阻隔区构成，螺杆表面分别设置横向矩形、方形和弧突形凸部结构，横向矩形的凸部结构分布在混练扩散段靠前段落，方形的凸部结构分布在中间段落，弧突形的凸部结构分布在末端段落。

4.根据权利要求3所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，混练扩散段表面设置的横向矩形、方形和弧突形的凸部结构其分布范围是1∶3∶3。

5.根据权利要求1所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，所述的混练扩散段长度为螺杆本体长度的1/2至1/3。

6.根据权利要求1所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，所述的螺杆本体的长径比L/D界于38/1至26/1之间。

7.根据权利要求1所述的结构改良的押出机螺杆，其特征在于，所述螺杆本体采用多段模块化结构。