CN213166790U - 生物降解塑料专用螺杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物降解塑料专用螺杆。该生物降解塑料专用螺杆包括螺杆杆体，螺杆杆体由一端至相对的另一端依次形成输送段、压缩段以及均化段，输送段设置有输送螺棱，压缩段设置有压缩主螺棱以及压缩副螺棱，均化段设置有均化螺棱，螺杆杆体的长径比为20‑30，第一个输送螺棱深度与均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5‑3.5:1。该专用螺杆的螺杆杆体包含了输送段、压缩段及均化段，螺杆杆体作用是在生产制造生物降解塑料制品时，使原料熔融、混合和挤出。通过在压缩段的压缩主螺棱后方设置压缩副螺棱，可使物料与机筒有较大接触面积，从而提高熔融效率，实现用于两种或两种以上的生物降解塑料在共混挤出过程。

Description

生物降解塑料专用螺杆

技术领域

本实用新型涉及塑料制造技术领域，特别是涉及一种生物降解塑料专用螺杆。

背景技术

人类每年生产制造各种塑料的总量超过3.3亿吨，每年产生的塑料垃圾达到2.75亿吨，迄今为止，在垃圾填埋场或自然环境中积聚或分布着超过50亿吨塑料垃圾。因此，全球大多数的国家和地区均出台并实施了限塑禁塑的政策和法规，共同努力推动塑料往更环保的方向发展。用生物基、生物降解和可降解塑料代替依赖石油的塑料是减少环境影响的可行选择，特别是生物降解塑料，因其最终可分解成二氧化碳和水，而备受关注。

常见的生物降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基脂肪酸酯、聚(己二酸-对苯二甲酸丁二酯)、聚己内酯、聚碳酸亚丙酯等。这些生物降解塑料均具有其独特的性能，但是作为单一材料使用时，往往存在一些不足。例如，聚乳酸单独使用时，因为脆性太大，限制了其被广泛使用。所以使用两种或两种以上的生物降解塑料进行共混，是行业内较为常见的作法。但是，不同种类的生物降解塑料之间一般是热力学不相容的，在挤出共混和加工过程中，需通过合适的方法使它们充分混合均匀，而挤出机螺杆的设计对此尤为重要。现有技术中的螺杆很难做到均匀混合的目的。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可用于两种或两种以上的生物降解塑料在共混挤出过程中能够达到充分混合均匀目的的生物降解塑料专用螺杆。

一种生物降解塑料专用螺杆，包括螺杆杆体，所述螺杆杆体由一端至相对的另一端依次形成输送段、压缩段以及均化段，所述输送段设置有输送螺棱，所述压缩段设置有压缩主螺棱以及压缩副螺棱，所述均化段设置有均化螺棱，所述螺杆杆体的长径比为20-30，所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5-3.5:1。

在其中一个实施例中，所述螺杆杆体的长径比为26；

和/或，所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为3:1。

在其中一个实施例中，所述输送段具有冷却通道；

和/或，所述冷却通道的内径为4-6mm，优选为5mm。

在其中一个实施例中，所述输送段上的相邻的输送螺棱间距相等；

和/或，所述输送螺棱的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08-0.12；

和/或，所述输送螺棱的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1-0.2，优选为0.12。

在其中一个实施例中，所述输送段上的输送螺棱间距等于所述螺杆杆体的直径。

在其中一个实施例中，所述输送段上的输送螺棱间距为40-60mm，输送螺棱棱宽为4-8mm，输送螺棱深度为4-8mm。

在其中一个实施例中，所述压缩主螺棱的主螺棱间距相等；和/或，所述压缩副螺棱的副螺棱间距相等；

和/或，所述压缩主螺棱的主螺棱间距与所述压缩副螺棱的副螺棱间距相等。

在其中一个实施例中，所述压缩主螺棱的主螺棱间距为40-60mm，主螺棱棱宽为4-8mm，第一个主螺棱深度为4-8mm，最后一个主螺棱深度为2-3mm；

和/或，所述压缩段上的副螺棱间距为40-60mm，副螺棱棱宽为4-8mm，第一个副螺棱深度为4-8mm，最后一个副螺棱深度为2-3mm。

在其中一个实施例中，所述均化螺棱的均化螺棱间距相等；

和/或，所述均化螺棱的均化螺棱间距为40-60mm，均化螺棱棱宽为4-8mm，均化螺棱深度为2-3mm。

在其中一个实施例中，所述均化段还设置有混炼区域，所述混炼区域设置在所述第一个均化螺棱与最后一个均化螺棱之间，所述混炼区域包括多个规律分布的混炼头；

和/或，所述混炼头为正方体结构，相邻的所述混炼头之间的间距相等。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆的螺杆杆体包含了输送段、压缩段以及均化段，螺杆杆体的主要作用是在生产制造生物降解塑料制品时，使原料熔融、混合和挤出。通过在压缩段的压缩主螺棱后方设置压缩副螺棱，可使物料与机筒有较大的接触面积，从而提高熔融效率。本实用新型的生物降解塑料专用螺杆可用于两种或两种以上的生物降解塑料在共混挤出过程中能够达到充分混合均匀的目的。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆在输送段设置了冷却通道，冷却通道可循环通入和排出水或油冷却介质，可实现物料在输送时不会或不易于黏附在螺杆杆体外壁上，确保物料的连续稳定输送。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆设置长径比(L/D)为20-30，优选为26，长径比取值大时，虽然有利于塑化和减少压力流、漏流，但是却增加了物料在机筒内的停留时间，聚乳酸树脂在过度加热后，其熔体强度会急剧下降，很容易变成液态状而导致无法冷却定型，因此，本实用新型优选长径比取直为26。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆设置所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5-3.5:1，且优选为3:1，所述压缩比为输送段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比，也即所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之比，比值越大，对塑料的塑化也越均匀，为使两种或以上的生物降解塑料充分混合，本实用新型此处取优选值3:1。例如，压缩比为3:1，可以通过把输送段第一个螺棱深度设为6mm和均化段最后一个螺棱深度设为2mm来实现。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆，设置输送段上的相邻的输送螺棱间距相等；和/或，所述输送螺棱的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08-0.12，对于大多数生物降解塑料的粘度小的物料而言，所述输送螺棱的输送螺棱棱宽尽量取大一些，虽然这样会增加主机的动力消耗，但是有助于避免熔体漏流。输送螺棱的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1-0.2，一般情况下，原料密度较大时，输送螺棱棱深应取较小值。实际生产时，大多数生物降解塑料的密度较大，所以取较小值，因此，本实用新型优选选择输送螺棱的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.12。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆设置由多个混炼头组成的混炼区，可实现熔体的轴向速度和剪切速率提高，从而增强物料的均化效果。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的生物降解塑料专用螺杆示意图。

附图标记说明

10、生物降解塑料专用螺杆；100、螺杆杆体；101、输送段；1011、输送螺棱；1012、冷却通道；102、压缩段；1021、压缩主螺棱；1022、压缩副螺棱；103、均化段；1031、均化螺棱；1032、混炼头。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也即，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1所示，本实用新型一实施例提供了一种生物降解塑料专用螺杆10。

一种生物降解塑料专用螺杆10包括螺杆杆体100。请参阅图1所示，螺杆杆体100由一端至相对的另一端依次形成输送段101、压缩段102以及均化段103。

输送段101设置有输送螺棱1011。压缩段102设置有压缩主螺棱1021以及压缩副螺棱1022。均化段103设置有均化螺棱1031。

螺杆杆体100的长径比为20-30。例如，螺杆杆体100的长径比为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或者其他非整数数值。优选地，螺杆杆体100的长径比为26。本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10设置长径比(L/D)为20-30，优选为26，长径比取值大时，虽然有利于塑化和减少压力流、漏流，但是却增加了物料在机筒内的停留时间，聚乳酸树脂在过度加热后，其熔体强度会急剧下降，很容易变成液态状而导致无法冷却定型，因此，本实用新型优选长径比取直为26。

输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5-3.5:1。例如，输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5:1、2.7:1、2.9:1、3:1、3.1:1、3.2:1、3.4:1、3.5:1，或者其他比值。

优选地，输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为3:1。本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10设置输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5-3.5:1，且优选为3:1，压缩比为输送段101第一个螺槽容积与均化段103最后一个螺槽容积之比，也即输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之比，比值越大，对塑料的塑化也越均匀，为使两种或以上的生物降解塑料充分混合，本实用新型此处取优选值3:1。例如，压缩比为3:1，例如，可以通过把输送段101第一个螺棱深度设为6mm和均化段103最后一个螺棱深度设为2mm来实现。

在一具体示例中，请参阅图1所示，输送段101具有冷却通道1012；本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10在输送段101设置了冷却通道1012，冷却通道1012可循环通入和排出水或油冷却介质，可实现物料在输送时不会或不易于黏附在螺杆杆体100外壁上，确保物料的连续稳定输送。

冷却通道1012的内径为4-6mm，优选为5mm。

在一具体示例中，输送段101上的相邻的输送螺棱间距相等。

和/或，输送螺棱1011的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08-0.12，例如输送螺棱1011的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08、0.09、0.1、0.11、0.12或者其他数值。本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10，设置输送段101上的相邻的输送螺棱间距相等；和/或，输送螺棱1011的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08-0.12，对于大多数生物降解塑料的粘度小的物料而言，输送螺棱1011的输送螺棱棱宽尽量取大一些，虽然这样会增加主机的动力消耗，但是有助于避免熔体漏流。

输送螺棱1011的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1-0.2，例如输送螺棱1011的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2或者其他数值。优选地，输送螺棱1011的输送螺棱棱深为输送螺棱间距优选为0.12。输送螺棱1011的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1-0.2，一般情况下，原料密度较大时，输送螺棱棱深应取较小值。实际生产时，大多数生物降解塑料的密度较大，所以取较小值，因此，本实用新型优选选择输送螺棱1011的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.12。

在一具体示例中，输送段101上的输送螺棱间距等于螺杆杆体100的直径。

在一具体示例中，输送段101上的输送螺棱间距为40-60mm，输送螺棱棱宽为4-8mm，输送螺棱深度为4-8mm。

在一具体示例中，压缩主螺棱1021的主螺棱间距相等；和/或，压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等；

和/或，压缩主螺棱1021的主螺棱间距与压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等。

在一具体示例中，压缩主螺棱1021的主螺棱间距为40-60mm，主螺棱棱宽为4-8mm，第一个主螺棱深度为4-8mm，最后一个主螺棱深度为2-3mm。

和/或，压缩段102上的副螺棱间距为40-60mm，副螺棱棱宽为4-8mm，第一个副螺棱深度为4-8mm，最后一个副螺棱深度为2-3mm。

各个相邻的副螺棱与主螺棱之间的间距均相等，各个相邻的副螺棱与主螺棱之间的间距优选为15mm。

在一具体示例中，均化螺棱1031的均化螺棱间距相等。

和/或，均化螺棱1031的均化螺棱间距为40-60mm，均化螺棱棱宽为4-8mm，均化螺棱深度为2-3mm。

在一具体示例中，均化段103还设置有混炼区域，混炼区域设置在第一个均化螺棱1031与最后一个均化螺棱1031之间，混炼区域包括多个规律分布的混炼头1032；本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10设置由多个混炼头1032组成的混炼区，可实现熔体的轴向速度和剪切速率提高，从而增强物料的均化效果。

和/或，混炼头1032为正方体结构，相邻的混炼头1032之间的间距相等。

例如，相邻的混炼头1032之间的间距为5mm，混炼头1032的高度为2mm，混炼头1032的边长为10mm。

可理解，在其他实施例中，混炼头1032的结构和形状不限于上面，混炼头1032的结构和形状还可以是三角形状、平行四边形状或者其他形状。

本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10的螺杆杆体100包含了输送段101、压缩段102以及均化段103，螺杆杆体100的主要作用是在生产制造生物降解塑料制品时，使原料熔融、混合和挤出。通过在压缩段102的压缩主螺棱1021后方设置压缩副螺棱1022，可使物料与机筒有较大的接触面积，从而提高熔融效率。本实用新型的生物降解塑料专用螺杆10可用于两种或两种以上的生物降解塑料在共混挤出过程中能够达到充分混合均匀的目的。

实施例1

本实施例提供了一种生物降解塑料专用螺杆10。

如图1所示，一种生物降解塑料专用螺杆10，包括螺杆杆体100，螺杆杆体100长度为1300mm。螺杆杆体100由一端至相对的另一端依次形成输送段101、压缩段102以及均化段103。输送段101长度为520mm。压缩段102长度为455mm，均化段103长度为325mm。

输送段101设置有输送螺棱1011。压缩段102设置有压缩主螺棱1021以及压缩副螺棱1022。均化段103设置有等距等深的均化螺棱1031。螺杆杆体100的长径比为26，输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为3:1，压缩比为3:1是通过把输送段101的第一个输送螺棱深度6mm和均化段103的最后一个均化螺棱深度设为2mm来实现的。

输送段101具有冷却通道1012；冷却通道1012的内径为5mm。

输送段101上的相邻的输送螺棱间距相等；输送段101上的输送螺棱间距等于螺杆杆体100的直径。具体地，输送螺棱间距为50mm，输送螺棱棱宽为6mm，输送螺棱深度为6mm。

压缩主螺棱1021的主螺棱间距相等，压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等；压缩主螺棱1021的主螺棱间距与压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等。具体地，压缩主螺棱1021的主螺棱间距为50mm，主螺棱棱宽为6mm，第一个主螺棱深度为6mm，最后一个主螺棱深度为2mm。

压缩段102上的副螺棱间距为50mm，副螺棱棱宽为4mm，第一个副螺棱深度为6mm，最后一个副螺棱深度为2mm。副螺棱与主螺棱之间的间距为15mm。

均化螺棱1031的均化螺棱间距相等，均化螺棱1031的均化螺棱间距为50mm，均化螺棱棱宽为6mm，均化螺棱深度为2mm。

均化段103还设置有混炼区域，混炼区域包括多个规律分布的混炼头1032。混炼头1032为正方体结构，相邻的混炼头1032之间的间距相等。相邻的混炼头1032之间的间距为5mm，混炼头1032的高度为2mm，混炼头1032的边长为10mm。

实施例2

本实施例提供了一种生物降解塑料专用螺杆10。

如图1所示，一种生物降解塑料专用螺杆10，包括螺杆杆体100，螺杆杆体100长度为1300mm。螺杆杆体100由一端至相对的另一端依次形成输送段101、压缩段102以及均化段103。输送段101长度为520mm。压缩段102长度为455mm，均化段103长度为325mm。

输送段101设置有输送螺棱1011。压缩段102设置有压缩主螺棱1021以及压缩副螺棱1022。均化段103设置有等距等深的均化螺棱1031。螺杆杆体100的长径比为26，输送螺棱1011的第一个输送螺棱深度与均化段103的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为3:1，压缩比为3:1是通过把输送段101的第一个输送螺棱深度6mm和均化段103的最后一个均化螺棱深度设为2mm来实现的。

输送段101具有冷却通道1012；冷却通道1012的内径为6mm。

输送段101上的相邻的输送螺棱间距相等；输送段101上的输送螺棱间距等于螺杆杆体100的直径。具体地，输送螺棱间距为50mm，输送螺棱棱宽为6mm，输送螺棱深度为5mm。

压缩主螺棱1021的主螺棱间距相等，压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等；压缩主螺棱1021的主螺棱间距与压缩副螺棱1022的副螺棱间距相等。具体地，压缩主螺棱1021的主螺棱间距为50mm，主螺棱棱宽为6mm，第一个主螺棱深度为6mm，最后一个主螺棱深度为2mm。

压缩段102上的副螺棱间距为50mm，副螺棱棱宽为4mm，第一个副螺棱深度为6mm，最后一个副螺棱深度为2mm。副螺棱与主螺棱之间的间距为10mm。

均化螺棱1031的均化螺棱间距相等，均化螺棱1031的均化螺棱间距为50mm，均化螺棱棱宽为6mm，均化螺棱深度为2mm。

均化段103还设置有混炼区域，混炼区域包括多个规律分布的混炼头1032。混炼头1032为等边三角形结构，相邻的混炼头1032之间的间距相等。相邻的混炼头1032之间的间距为5mm，混炼头1032的高度为2mm，混炼头1032的边长为10mm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，包括螺杆杆体，所述螺杆杆体由一端至相对的另一端依次形成输送段、压缩段以及均化段，所述输送段设置有输送螺棱，所述压缩段设置有压缩主螺棱以及压缩副螺棱，所述均化段设置有均化螺棱，所述螺杆杆体的长径比为20-30，所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为2.5-3.5:1。

2.根据权利要求1所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述螺杆杆体的长径比为26；

和/或，所述输送螺棱的第一个输送螺棱深度与所述均化段的最后一个均化螺棱深度之间的压缩比为3:1。

3.根据权利要求1所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述输送段具有冷却通道；

和/或，所述冷却通道的内径为4-6mm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述输送段上的相邻的输送螺棱间距相等；

和/或，所述输送螺棱的输送螺棱棱宽为输送螺棱间距的0.08-0.12；

和/或，所述输送螺棱的输送螺棱棱深为输送螺棱间距的0.1-0.2。

5.根据权利要求4所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述输送段上的输送螺棱间距等于所述螺杆杆体的直径。

6.根据权利要求5所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述输送段上的输送螺棱间距为40-60mm，输送螺棱棱宽为4-8mm，输送螺棱深度为4-8mm。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述压缩主螺棱的主螺棱间距相等；和/或，所述压缩副螺棱的副螺棱间距相等；

和/或，所述压缩主螺棱的主螺棱间距与所述压缩副螺棱的副螺棱间距相等。

8.根据权利要求7所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述压缩主螺棱的主螺棱间距为40-60mm，主螺棱棱宽为4-8mm，第一个主螺棱深度为4-8mm，最后一个主螺棱深度为2-3mm；

和/或，所述压缩段上的副螺棱间距为40-60mm，副螺棱棱宽为4-8mm，第一个副螺棱深度为4-8mm，最后一个副螺棱深度为2-3mm。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述均化螺棱的均化螺棱间距相等；

和/或，所述均化螺棱的均化螺棱间距为40-60mm，均化螺棱棱宽为4-8mm，均化螺棱深度为2-3mm。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的生物降解塑料专用螺杆，其特征在于，所述均化段还设置有混炼区域，所述混炼区域设置在所述第一个均化螺棱与最后一个均化螺棱之间，所述混炼区域包括多个规律分布的混炼头；

和/或，所述混炼头为正方体结构，相邻的所述混炼头之间的间距相等。

Images