影响塑化品质之主要因素:
- x/ W6 z, N5 g1 N+ R细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。
/ X# l% d/ o& H7 Y6 U" i6 \! f
1 r' N# V, |" r. C8 W细长比+ x' s! Y* ?6 H
细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。% g3 ] c3 e9 B3 U5 C* ~7 W
细长比大,则吃料易均匀,但容易过火。
7 O) T1 k, g b. r7 n% |8 P! _热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆,以提高混炼性而不虑烧焦;热稳定性较差之塑料,可用较短之螺杆或螺杆尾端无螺纹。
- L& u7 e1 Q7 |/ n3 n7 F以塑料特性考量,一般细长比如下: ( G! M. `2 p; t% K1 ?
塑料特性 | | | | | | | | | |
以混色能力考量,一般细长比如下: 6 k' V& C+ Q5 L6 Q0 V# u" H$ U
细长比 | | | | | 以色母在料管内混炼、染色、成型品质均匀,色差不良较小。 | | 用色料在料管内混炼染色、分散性均匀,对成品物性有较佳的保护作用。 |
压缩比
( Z: c' k8 d$ k7 I( ?7 ^压缩比=进料牙深/计量牙深9 d( A0 C, ]* o+ s$ l: {
考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传热与排气。
4 G4 ]1 L5 Q2 H; @; n适当的压缩比,可增加塑料之密度,使分子与分子之间结合更加紧密,有助于减少空气的吸入,降低因压力而产生之温升,而影响输出量的差异,而不适当之压缩比将会破坏塑料的物性。8 m3 o8 g' \1 `7 R
压缩比值越高,对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高,对胶化中的塑料产生较佳的混炼均匀度,相对的出料量大为减少。
; ?" N$ h; S) d0 j高压缩比适于不易熔塑料,特别具低熔化黏度、热安定性塑料。
* V; o7 a8 E+ o2 h+ ~- e低压缩比适于易熔塑料,特别具高熔化黏度性,热敏性塑料。
( k' B& _/ B! j, G" A& d [/ h( o8 v2 B6 Q
背压* j0 C" A' |& A! N" R8 p4 m
增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功、消除未熔的塑料颗粒、增加料管内原料密度及其均匀程度、减少射出收压和翘曲等问题。
) }$ }7 n* `/ `5 }0 a- W: k背压被运用来提高料管温度,其效果最为显著。1 d/ G3 Y$ `: h
背压过大,对热敏性较高的塑料易分解;对低黏度的塑料可能会产生'流鼻'现象。8 ?3 @+ i$ {, n; x0 ?
背压太小,射出的成品可能会有气泡。
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4 F8 O) L. I! p, r6 l螺杆转速6 v# }3 @, r) g' W+ T& s
螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。
5 F4 u7 y3 J, ~3 r6 t8 `小型螺杆槽深较浅,吸收热源快速,足够促使塑料在压缩段时软化,螺杆与料管璧间的磨擦热能较低,适宜高速旋转,增加塑化能力。2 r/ ?, _' \& z, `3 a
大型螺杆则不易快速旋转,以免塑化不均及造成过度摩擦热。( l/ x3 C9 B" I* @2 n1 S
对热敏性较高的塑料,射胶螺丝转速过大的话,塑料便会很容易被分解。
9 G2 _; C8 O. h5 o" v$ f" H k# ^! G通常各尺寸之螺杆有一定之转速范围,一般转速100~150 rpm太低,则无法熔化塑料;太高,则将塑料烧焦。
9 C" h/ R7 o. t, s目前最大表面速度1m/sec为限,对剪切敏感材料,低于0.5m/秒。
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电热温度设定
1 K" z( |0 w+ q& A使滞留于料管及螺杆内之冷硬树脂熔融以利螺杆之转动,提供树脂获得熔融所需的一部份热量。1 v" d8 G4 s0 _5 j+ ^$ F3 F
设定比熔胶温度低5~10℃(部份由摩擦热能提供)
% L3 T5 n, }: R) K9 f5 f3 s; q喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固(塞头)、牵丝等问题。+ W* g' }; h, L/ L. m
) g4 F# j5 `9 C' k: g& u
注一:以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。( u9 X# _' H$ w9 W) S' f, I
注二:管内之熔胶温度通常高于管外控制的温度,从喷嘴出料温示之。
2 e$ I5 I. h" T6 m1 V射胶螺杆之功能:
3 z( G x$ r, W! N3 Z加料、输送、压缩、熔化、排气、均化
. E1 L9 g, ]- y- }9 L: Y8 z螺杆之重要几何尺寸:
" A% l9 ^. A! i V螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深( s# F; \9 S4 @9 q
( T: ]/ D4 n" J- q7 V/ x* o' ~* A
螺杆重要几何尺寸的介绍:! x2 J5 b5 [" b3 Z
螺杆直径(D)与所要求之射出容积相关
8 n2 w& x3 Y, J7 Z5 c, r射出容积 = 1/4π×D2×(射出行程)×0.85
' b- m2 F& X) f* R" c- N一般而言,D2与最高射出压力成反比& B5 U: I, z* H# x' h
D愈大,押出率愈大;Q =1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr)
4 ~( @2 l; z B
4 D* T+ G6 P; e0 k" i7 x5 S入料段1 T: A) P" e8 V! R
负责塑料的输送、推挤与预热
+ g9 o9 e: @' F1 @7 O应保证入料段结束时开始熔融,预热到熔点。. ^9 ^8 G/ w0 c3 P2 E; I( o
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。1 |( q# C% E: ]
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)。
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" L5 w0 O. M# q- X, a# F压缩段
4 @( [0 Z* a. F5 a负责塑料的混炼、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。
|. u& F# i$ {. t& H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。9 V4 `: }3 h/ I; c( h1 d, h3 ]. P# I
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。- l H2 C- z& i& a" ?/ y! f
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。
0 v: i4 i1 Q8 L7 {9 h9 y# `一般占25%螺杆工作长度。
: d. M" ~) \$ {% L7 [- i尼龙(结晶性料)2~3圈,约占15%螺杆的工作长度。
$ N6 K0 W: \/ ~) E8 o$ x高黏度、耐火性、低传导性、高添加物,占40%~50%螺杆的工作长度。
' a; l% h5 j: `: ~/ ^PVC可利用占100%螺杆的工作长度,以避免激烈的剪切热。
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7 X/ ^1 w( a5 `: \; L3 k$ K计量段
, c# y( r! [$ v+ y A# n* W" @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、混炼均匀。/ B+ d- r6 L4 Q) k
计量段长,则混炼效果佳;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。
5 R, a) i7 D' T7 [- C" S一般占20~25%螺杆工作长度。
, x# J4 |0 K. C& s m3 W: v) z& QPVC热敏性,不宜停留过长,以免热分解(可不要计量段)。
- j9 V( }+ R' m1 `5 b8 G6 P+ K, u4 T7 D1 n7 A6 H
进料牙深、计量牙深5 Q1 u' t: E3 s9 C4 `" Y, @7 H
进料牙深愈深,在进料区之输送量愈大,但需考虑螺杆强度。
, ]3 X) c: e ^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。) % E5 T) x# M, W2 l- f9 T6 c3 d* S
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。
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