[发明专利]塑料挤出螺杆的混合段

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年1月17日提交的美国临时专利申请序列号61/928,855的优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及具有混合段的挤出螺杆。

背景技术

对熔化的塑料与包括着色剂的添加剂进行混合是在通过口模将熔化的塑料挤出成挤出形状之前，或者在注射成型过程中将熔化的塑料注射到模具内之前的重要的步骤。通常，塑料颗粒和各种添加剂被供入到挤出机的供料器中，挤出机通常包括筒及在该筒内旋转的挤出螺杆。通常，筒是具有受热壁的精确的圆柱形孔。螺杆通常是狭长的螺旋钻状元件，其具有大体为圆柱形的螺杆基轴以及从该主体上凸出的连续的螺旋脊或“螺棱(flight)”。螺旋的螺棱具有狭窄的(宽度通常为约1cm)、连续的平坦表面，该表面优选地极近地偏移于筒的内壁。优选地，螺棱构造成使得挤出物不能在螺棱与筒的内壁之间流动，而是从该内壁上被“拭除”。挤出物通常为塑料颗粒、部分熔化的塑料颗粒、熔化的塑料以及可能有的添加剂的组合物。未熔化的塑料与熔化的塑料的比例根据挤出物是接近入口还是接近出口而变化。在螺棱的匝(turns)之间限定了通道。随着挤出螺杆在筒内旋转，这种通道顺着筒的长度输送挤出物。在大多数情况下，挤出螺杆包括：供入段，其中通道的深度大体恒定并且相对较深(对于直径为100mm的螺杆来说，近似为15mm)；传输段，其中通道的深度减小；以及第一计量段，其中通道的深度缩减(对于直径为100mm的螺杆来说，近似为7mm)并且恒定。在现有技术中，这种通道的深度被称作“牙底深度”。通常，筒的内壁包括用于将塑料颗粒熔化成高粘度的熔融塑料材料的加热带。为了实现彻底的混合，挤出螺杆通常包括混合段。混合段的目的在于在第二计量段之前尽可能地将熔化的塑料与添加剂混合在一起，该第二计量段推动挤出物进入到口模或注射模具中。

发明内容

本发明的挤出螺杆包括混合段。该混合段具有用于接收挤出物的入口端以及用于排放挤出物的出口端。混合段包括混合段基轴、拭除棱以及屏障棱。混合段基轴的形状大体为圆柱形。拭除棱与屏障棱以交替的方式设置在混合段基轴上，并且被设置成随其从入口端向出口端延伸而显示出螺旋状。拭除棱具有与挤出筒的壁大体配合的外表面。在屏障棱的外表面与挤出筒的壁之间存在偏移。拭除棱与屏障棱相比具有更大的螺旋角。拭除棱与屏障棱限定了朝向出口端变窄的入口通道。屏障棱与拭除棱还限定了朝向出口端变宽的出口通道。

混合通道切入到拭除棱及屏障棱中。混合通道设置成限定大体取向成与拭除棱及屏障棱成直角的螺旋状。因此，混合通道具有取向为与拭除棱及屏障棱成约直角的通道壁表面。由于混合通道壁表面相对于拭除棱及屏障棱的这种相对取向，所以从入口端向出口端流动的部分挤出物在该部分挤出物碰到混合通道的内壁表面时改变方向。部分挤出物的这种方向改变使得挤出物的混合得到改善。

附图说明

图1是包括混合段的挤出螺杆的实施方案的侧向正视图。

图2是混合段的一个实施方案的侧向正视图。

图3是图2中示出的混合段的一个实施方案的平面投影图。

图4是包括混合段的挤出螺杆的第二实施方案的侧向正视图。

图5是混合段的第二实施方案的侧向正视图。

图6是图2中示出的混合段的平面投影图。

具体实施方式

参照附图，图1和2示出了包括混合段10的示例性实施方案的挤出螺杆2。挤出螺杆2设置成在挤出筒5内沿箭头R所示的方向旋转，在图1中仅部分地示出了挤出筒5。技术熟练的读者可以理解，挤出筒5至少延伸到挤出螺杆2的整个长度上。技术熟练的读者还可理解的是，挤出筒5具有用于接收挤出螺杆2的精确限定的圆柱形孔，并可典型地包括一般设置在供入端附近的用于加热并熔化塑料挤出物的加热带。还可参考美国专利US5,215,764，其通过引用并入本文。