TW391922B - Screw for molding machine - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __.____B7 _______ 五、發明説明（1 ) 發明說明 發明領域 本發明相關於用於用來模製由熱塑性樹脂或類似者製 成的製品的單一螺桿擠製機及/或射出成形機的螺桿。 發明背景 爲實施製品自塑膠材料的成形，一般使用兩種型式的 成形機，亦即一種爲塑膠材料在熔化的同時混合及捏合且 擠出至模而形成製品的擠製機，而另一種爲上述的熔化塑 膠材料被射出至模內而形成製品的射出成形機》 圖6顯示上述擠製成形機的構造，其中一端設置有漏 斗2的筒3被支撐於機床1上，而螺桿4同軸嵌入筒3內 ，筒3的向前端另外設置有模5。另外，上述的筒3於沿 著筒3的中途設置有通氣口 6。 於操作時，塑膠材料饋送至漏斗2內，而螺桿4由馬 達7藉著減速機構8驅動，如此饋送的材料藉著旋轉的螺 桿4向前傳遞，且連續地逐漸從筒側受熱，熔化，混合， 及捏合。當熔化的材料到達通氣口 6的位置時，暫時發生 壓力的降低，且排出包含於材料內的氣態揮發物，然後熔 化材料再混合物及捏合，且繼續承受壓力直到通過模5 , 因而形成製品。 亦即’在上述筒.3的內部’從漏斗2.的設置位置於縱 向依序形成有饋送區1 0，壓縮區1 1 ，第—計量區丄2 ’通氣部份1 3，第二壓縮區1 4，及第二計量區} 5。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ： ' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（2 ) 於此，螺桿的形式對增進混合及捏合性能很重要，對 於螺桿的最基本形式，使用所謂的全螺紋螺桿，其中螺紋 從螺桿的開頭至終端以固定節距螺旋延伸。另外，爲增進 混合及捏合性能，對於計量區採用圓7所示的Du Image型 螺桿或Unimelt型螺椁成爲混合元件，Unimelt型螺椁於柱 塞的外周邊表面上具有條紋狀槽9，其不延伸至兩端且於 一端不可通過，該條紋狀槽9交替配置於相反方向以不互 相連逋，如圖8中螺桿的向前端所示。 圖7所本的Dulmage型螺桿爲由Dow Chemical公司所 發展，且具有相對於軸線傾斜及形成於整個周邊區域上的 凹槽。此Du Image型螺桿具有的已知優點爲可在不增加溫 度及壓力下增進混合及捏合效果，及可抑制擠製的擾動。 另外，圖8所示的Uni me It型螺桿具有的優異優點爲 增進樹脂的分散及混合，及防止擠製容量的降低，如日本 專利Koukoko第24493/1968號所述。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖9顯示用於上述成形機的傳統螺桿的構造，從相鄰 於漏斗2的饋送區1 0接續包含壓縮區1 1，第一計量區 1 2，通氣部份1 3，第二壓縮區1 4，及第二計量區 1 5，且其中第一及第二計量區1 2，1 5於向前端設置 有各具有Uni me It型螺桿的向前端混合元件1 2 a， 1 5 a ° 但是，在此種傳統螺桿中，於較大量擠製的情況中或 於擠製具有不同熔點的原料或由原始原料構成的原料與磨 碎塊的摻合物的情況中，具有較低熔點的原料較早熔化， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 且於供應部份及壓縮部份包圍具有高熔點的原料，因而造 成爲固體堵塞的凹槽內部的裂斷現象。因此，此種包圍現 象造成具有高熔點的原料的塑化延遲，而此延遲原料變成 魚眼核而成爲未熔化的物質被擠製。因此，必須施加高剪 力於此細小的未熔化物質以使其熔化，因此有螺桿的速度 增加造成樹脂計量區的上升，擠製量的減小，馬達容量的 增加等問題。 發明概說 本發明的目的爲提供用於單一螺桿擠製機及/或射出 成形機的螺桿，其克服發生於螺桿的供應部份及壓縮部份 的包圍現象，且細分物質，因而促進於計量區內的熔化， 以適當的黏性供應物質至混合區域，及使混合區域中的研 磨功效有效作用。 爲達成上述目的，根據本發明，提供有一種用於單一 螺桿擠製及/或射出成形機的螺桿，包含： 饋送區；一或更多偃的壓縮區；及設置有螺桿元件的 一或更多個的計量區，該螺桿元件包含中間混合元件及配 置於該中間混合元件的下游側一距離處的向前端混合元件 ，該中間混合元件的上游側由深螺紋槽螺桿構成，而該中 間混合元件的下游側由比該深螺紋槽螺桿的槽深度淺的淺 螺紋槽螺桿構成》因此，中間混合元件的上游側的壓縮比 小，具有低熔點的樹脂的熔化的開始受到遲延，因而減少 包圍現象的發生，同時，下游側的淺槽型螺紋螺桿區加速 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 丨-IU------·裝------釘. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - A7 B7 五、發明説明（4 ) 樹脂的熔化，具有適當黏性的熔化樹脂供應至向前端混合 元件。 ί 較佳實施例的敘述 以下參考附圖說明本發明的實施例。 圖1顯示通氣型擠製機中螺桿的構造’從相鄰於漏斗 的部份開始連續包含饋送區1 〇，壓縮區1 1 ’第一計量 區12，通氣部份13 ’第二壓縮區14 ’及第二計量區 15。第一計量區12及第二計量區15於各自的向前端 部份（於下游側之側）設置有具有由圖8所示的Uni me It 型螺桿構成的向前端混合元件1 2 a，1 5 a的螺桿元件 〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 於上述的第一計量區12中的螺桿元件的中間部份在 上述的向前端混合元件1 2 a的上游側一距離處另外設置 有圖7所示的Du Image型螺桿的中間混合元件1 2 b。中 間混合元件1 2 b的上游側由深螺紋槽螺桿1 6構成，而 上述中間混合元件1 2 b的下游側由比上述深螺紋槽螺桿 1 6的槽深度淺的淺螺紋槽螺桿1 7構成。 於操作時，饋入擠製機的筒內的材料藉著旋轉的螺桿 經由饋送區1 0及壓縮區1 1向前傳遞，且在其傳遞至第 一計量區12的同時從筒側逐漸受熱及熔化。然後，熔化 的樹脂於中間混合元件1 2 b細分，且於淺螺紋槽螺桿 1 7實施熔化的進一步加速，直到熔化的樹脂具有適當的 黏性。然後，熔化的樹脂被饋送至向前端混合元件1 2 a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ 7 - A7 ______._ B7_ 五、發明説明（5 ) ，且經由通氣部份1 3，第二壓縮區14，及第二計量區 1 5而從模擠製。 亦即，因爲於中間混合元件1 2 b的上游側，螺桿的 槽深度大且壓縮比小，所以於上游側的具有低熔點的樹脂 的熔化的開始受到遲延，因而造成包圍現象發生的減少， 使得中間混合元件的細分容易實施。同時，因爲於中間混 合元件1 2 b的下游側，螺桿的槽深度如上所述較淺，因 而實施材料熔化的加速，所以熔化的樹脂成爲具有適當的 黏性，且被引入前端混合元件12a。. 比較傳統螺桿與根據本發明的螺桿的實驗結果如下所 示： 丨

單一螺桿擠製機 SE — 9 0DV (φ9 Omm，L/D =3 2，通氣型） 所用的原料 透明HI— PS (與30%的研磨塊混 合） 所用的模 T D S — 1〇〇〇 (唇寬1000mm 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ) 薄片厚度 〇.5mm 擠製的性能 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公整） ~ 8 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) 螺桿 物料 模出口處的 魚眼 速率 通過率 樹脂溫度 習 知 9 0 rpm 190 kg/Η 2 2 0。。 有 本發明 9 0 rpm 240 kg/H 215〇C 很小 筒內樹脂壓力的變化的測量結果顯示於圖2至5。 圖2及4分別顯示於相應於傳統型及本發明的筒內的 螺桿的不同位置的部份處的壓力的測量值。另外，圖3.及 5 的（a) ， ( b ) ’ （c) ， ( d ) ， ( e )，及（f )分別顯示由壓力偵測器於圖2及圖4中的位置N ο . 1 'N〇 . 2 ........ No · 6處所測得的壓力的變動波形 〇 於此，如圖3的（c ) ， （ d ) ， （ e )，及（f ) 所示，很清楚傳統型於位置No . 3，No . 4，No . 5，及No · 6處的壓力變動顯著不規則，此顯示於各點 有顯著的斷裂現象發生。 同時，如圖5的（c ) ，( e )，及（f )所示，很 清楚本發明於位置N 〇.3，No. 5,及No. 6處的 壓力變動小，即使於位置N 〇 . 3斷裂現象也變小。另外 於下游側的位置N 〇 . 5及N 〇 . 6，細分於中間混合元 件實施，因而壓力變動的寬度小且規則，顯示良好的塑化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -° (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁)

-9 - 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（7 ) 〇 結果，很明顯本發明提供顯著的有利效果，例如魚眼 的減少，2 6 %的擠製的增加，及模出口處樹脂溫度有5 °C的減小。 雖然在上述的例子中，使用Dulmage型螺桿於向前端 混合元件，但是可使用任何的混合元件，例如銷型，鑽石 切割型，齒輪盤型，多邊多條紋型等，且可製成根據樹脂 的選擇而適合樹脂的構造。 另外，上述例子顯示通氣型螺桿的構造，但是本發明 也可應用於非通氣型螺桿。另外，本發明不限於擠製機， 也可應用於射出成形機的螺桿。 如上所述的根據本發明的標的的構造容許具有低熔點 的樹脂的熔化延遲開始，包圍現象發生的減少，中間混合 元件的容易細分，於中間混合元件的下游側的熔化的加速 ，以適當黏性的熔化樹脂供應至向前端混合元件·，因而可 防止樹脂溫度的上升，輸送量的減小，馬達容量的增加等 〇 圖式的簡要敘述 圖1說明根據本發明的用於單一螺桿擠製機的螺桿的 雄也 * 稱：β , 圖2顯示於傳統螺桿的筒內的每一區的壓力的偵測值 t 圖3 (a)至3 (f)分別顯示_2的點No . 1， 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公釐) .—--·----^裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ir -10 - A7 __：___B7_'_ 五、發明説明（8 ) N 〇 · 2 .......N 〇 . 6.處的壓力的變動； 圖4顯示於根據本發明的螺桿的筒內的每一區的壓力 的偵測值； 圖5 (a)至5 (f)分別顯示圖4的點No . 1 ， N 〇 . 2 .......N 〇 . 6處的壓力的變動； 圖6顯示一般單一螺桿擠製機的構造； 圖7爲Dumage型螺桿的側視圖； 圖8爲Unimelt型螺桿的側視圖； 圖9顯示用於單一螺桿擠製機的傳統螺桿的構造。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 -

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第85108741號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年3月修正 1 . 一種成形機甩螺桿，包含： 饋送區；. > . —或更多個壓縮區；及 一或更多個計量區’含有中間混合元件’設置於該中 間混合元件的下游側一距離處的向前端混合元件’設置於 該中間混合元件的上游側並具有一槽深度的深螺紋槽螺桿 區，及配置於該中間混合元件與該向前端混合元件之間並 具有比該深螺紋槽螺桿區的深度淺的深度的淺螺紋槽螺桿 區；' . 其中該中間混合元件具有一設有數個分開且獨立的凹 槽於其上的圓柱形外表面，該凹槽是配置如此使得該凹槽 相對於中間混合元件的旋轉軸線以一角度對齊且該凹槽是 相互隔開；及 該向前端混合元件具有一設有數個分開且獨立的凹槽 於其上的圓柱形外表面，該凹槽是配置如此使得該凹槽相 對於向前端混合元件的旋轉軸線以一角度對齊，及該凹槽 是以交替方式配置使得兩鄰接的凹槽之一沿著該角度並朝 著該向前端混合元件的下游端延伸，該兩鄰接的另一凹槽 沿著該角度並朝著該向前端混合元件的上游端延伸，而該 兩鄰接的凹槽的部分是以重疊的方式相互隔開。 .2.如申請專利範圍第1項之成形機用螺桿，其中該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀#面之注意事項再填寫 -裝· 、tr._ 線

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第85108741號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年3月修正 1 . 一種成形機甩螺桿，包含： 饋送區；. > . —或更多個壓縮區；及 一或更多個計量區’含有中間混合元件’設置於該中 間混合元件的下游側一距離處的向前端混合元件’設置於 該中間混合元件的上游側並具有一槽深度的深螺紋槽螺桿 區，及配置於該中間混合元件與該向前端混合元件之間並 具有比該深螺紋槽螺桿區的深度淺的深度的淺螺紋槽螺桿 區；' . 其中該中間混合元件具有一設有數個分開且獨立的凹 槽於其上的圓柱形外表面，該凹槽是配置如此使得該凹槽 相對於中間混合元件的旋轉軸線以一角度對齊且該凹槽是 相互隔開；及 該向前端混合元件具有一設有數個分開且獨立的凹槽 於其上的圓柱形外表面，該凹槽是配置如此使得該凹槽相 對於向前端混合元件的旋轉軸線以一角度對齊，及該凹槽 是以交替方式配置使得兩鄰接的凹槽之一沿著該角度並朝 著該向前端混合元件的下游端延伸，該兩鄰接的另一凹槽 沿著該角度並朝著該向前端混合元件的上游端延伸，而該 兩鄰接的凹槽的部分是以重疊的方式相互隔開。 .2.如申請專利範圍第1項之成形機用螺桿，其中該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀#面之注意事項再填寫 -裝· 、tr._ 線 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一或更多個計量區包含第一計量區及配置於該第一計量區 下游側一距離處的第二計量區，該第一計量區包括該中間 混合元件，該前進端混合元件，該深螺紋槽螺桿區，及該 淺螺紋槽螺桿區。 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -2 -