スクリュー形状の選択は、押出プロセスにおける材料の溶融、混合、搬送にどのような影響を及ぼしますか?

スクリュー形状の選択は、押出プロセスにおける材料の溶融、混合、搬送に大きな影響を与えます。その方法は次のとおりです。

溶融: スクリューの形状は、押出機バレル内での材料の滞留時間と熱伝達の有効性を決定するため、溶融プロセスに大きな影響を与えます。スクリューが長くなり、長さと直径の比率が増加すると、材料を加熱要素に長時間さらすことができ、包括的な溶解が促進されます。この滞留時間の延長は、融点が高いか熱伝導率が低い熱可塑性プラスチックにとって特に有益です。バリア スクリューのような特殊なスクリュー設計は、流路に戦略的にバリアや遮断物を導入し、材料が熱にさらされる時間を効果的に延長します。これらの中断により、圧力とせん断が増加したゾーンが作成され、ポリマー凝集体を破壊することでより完全な溶融が促進され、熱伝達効率が向上します。

混合: スクリューの形状は、押出プロセスにおける材料の均一な混合を達成するのに役立ちます。混合セクション、混練ブロック、分配混合要素などのさまざまな混合要素をスクリュー設計に組み込むと、添加剤、着色剤、または複数のポリマー成分のブレンドが強化されます。これらの要素は物質の流れを乱し、無秩序な動きを引き起こし、分子間の相互作用を促進します。これらの要素の配置、サイズ、構成によって、達成される混合の程度が決まります。たとえば、混練ブロックの数が増えると、材料に追加のせん断力と伸張力が加わり、混合の強度が増し、添加剤や充填剤の分散と均一な分布が促進されます。

搬送: スクリューの形状は、単位時間あたりに搬送される材料の量とスクリューに沿った圧力の蓄積に影響を与えるため、押出機の搬送効率に直接影響します。スクリューの螺旋状のフライトはコンベヤーとして機能し、材料をフィードセクションからダイに向かって押し出します。これらのフライトの深さ、ピッチ、形状は、搬送効率を決定する上で重要な役割を果たします。フライト深さが大きいほど、1 回転あたりに輸送できる材料の量が多くなり、ピッチが大きいほど材料の流れが速くなります。ただし、これらのパラメーターを最適化するには、過度のせん断や材料の劣化を防ぐために慎重な考慮が必要です。供給ゾーンの深さと計量ゾーンの深さの比を表すスクリューの圧縮比は、搬送効率に影響します。圧縮比が高くなると、スクリューに沿った圧力の蓄積が増加し、材料の輸送に役立ちますが、溶解および混合プロセスにも影響を与えます。

コニカルツインスクリュー