一种环保石头纸挤出成型螺杆及环保石头纸挤出机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及环保石头纸生产设备领域，具体涉及一种环保石头纸挤出成型螺杆及挤出机。


背景技术：

[0002]
石头纸是一种介于纸张和塑料之间的新型材料，既可替代传统的部分功能性纸张、专业性纸张，又能替代传统的大部分塑料包装物。它能为社会节省大量的林木资源，又能减少造纸过程中产生的二次污染。石头纸是以储量大、分布广的石灰石矿产资源为主要原材料(碳酸钙含量为70～80％)，以高分子聚合物为辅料(含量为20～30％)，利用高分子界面化学原理和高分子改性的特点，经特殊工艺处理后，采用聚合物挤出、吹制成型工艺制成。但是现有技术的石头纸生产中，当碳酸钙的添加量超过70％时，物料熔融状态下的流动性差，在挤出机对物料进行作业时，物料都无法达到良好的分散性和挤出稳定性，而影响石头纸的生产制造。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型为解决在石头纸生产中，当物料的碳酸钙添加量超过70％时，物料的挤出稳定性差的问题，提供一种环保石头纸挤出成型螺杆及挤出机，具有良好的对物料的分散性、稳定的挤出量和挤出压力，尤其适用于石头纸配方材料的挤出生产。
[0004]
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0005]
一种环保石头纸挤出成型螺杆，包括轴部、设置在轴部端部的用于连接至挤出设备的连接柄及设置在轴部上的螺纹，螺杆上设置有稳压段；所述稳压段的轴部等直径，螺纹等螺距，稳压段的螺纹后侧倒角r2是前侧倒角r1角度的2～3倍，稳压段的螺纹的前侧倒角r1所对应的半径范围为3～7mm，后侧倒角r2所对应的半径范围为6～19mm。
[0006]
进一步地，所述螺杆上还设置有均化段，所述均化段位于连接柄与稳压段之间，均化段的轴部直径逐渐变大，均化段设置有主螺纹和副螺纹，所述主螺纹的外径大于副螺纹的外径，所述副螺纹的螺距大于主螺纹的螺距，所述主螺纹与副螺纹之间形成第一螺旋槽，所述第一螺旋槽的底径等径，且在靠近连接柄的一端的底径大于均化段轴部的直径。
[0007]
进一步地，副螺纹朝向连接柄的一端与主螺纹封闭相交、另一端与主螺纹形成开口状。
[0008]
进一步地，所述连接柄与均化段之间依次设置有入料段和熔融段，所述入料段和熔融段的轴部等直径、螺纹等螺距，所述熔融段的螺纹牙顶上开设有反流槽口；均化段与稳压段之间依次设置有定量段、阻隔段、负压排气段和压缩段，所述定量段的轴部等直径、螺纹等螺距，所述阻隔段为两段式菠萝头结构，并交错设置，所述负压排气段的轴部小于阻隔段的轴部直径。
[0009]
一种环保石头纸挤出机，包括螺筒和所述的螺杆，所述压缩段的压缩比范围为1.5～ 2.0。
[0010]
进一步地，所述螺筒包括下料段，所述下料段与入料段的位置相对应，下料段设置有下料口，所述下料段内设置有多条喂料螺旋槽，所述喂料螺旋槽的深度沿着螺杆由后向前的方向逐渐变浅，喂料螺旋槽的旋向与螺杆旋向相反，螺筒在对应熔融段、均化段、定量段、阻隔段、压缩段及稳压段均设置有加热装置，螺筒在对应螺杆负压排气段设置有真空排气窗。
[0011]
进一步地，下料段上还设置有冷却水套，所述冷却水套位于下料口的后侧。
[0012]
进一步地，所述螺筒还包括均化排气段，所述均化排气段与负压排气段的位置相对应，所述真空排气窗设置在均化排气段上，均化排气段沿真空排气窗方向设置有均化凹槽，所述均化凹槽与真空排气窗相连通。
[0013]
进一步地，所述均化凹槽的径向截面呈弧形，均化凹槽轴向大于真空排气窗的长度，并在远离真空排气窗的一端呈逐渐缩小并闭合的锥头形。
[0014]
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
[0015]
本实用新型的螺杆的稳压段轴部等直径，螺纹等螺距，定量、稳定推动物料前进、挤出，且稳压段的螺纹后侧倒角r2是前侧倒角r1角度的2～3倍，以保证物料的压力和稳定性挤出效果，所述稳压段的螺纹的前侧倒角r1所对应的半径范围为3～7mm，后侧倒角r2的所对应的半径范围为6～19mm，前侧倒角r1偏小以保证螺杆能够为物料提供足够的推力实现挤压效果，后侧倒角r2较r1大则增加了与物料的接触面积，使物料与螺杆之间摩擦力增大，达到单独螺旋内回流及稳压的效果。
[0016]
本实用新型的螺杆上设置熔融段，熔融段的螺纹牙顶上开设有反流槽口，在运送物料前进时，物料在螺杆的推进和挤压下，易从反流槽口流出，流向相邻的螺旋槽内，达到对物料的定量、混合和稳压喂料的效果；均化段的轴部直径逐渐变大，并设置有主螺纹和副螺纹，主螺纹的外径大于副螺纹的外径，在运送物料时，物料可通过副螺纹的压顶的间隙逆流至副螺纹的螺旋槽内，使物料达到非线性交叉混合的目的，进一步提升物料混合效果，提升碳酸钙在整个物料中的分散性。
[0017]
本实用新型的挤出机包括螺杆和螺筒，螺筒的下料段设置有多条喂料螺旋槽，喂料螺旋槽的旋向与螺杆旋向相反，增大物料与螺杆和螺筒之间的摩擦力，增加喂料量和供料稳定性，更适合石头纸的物料配方生产加工。螺筒在对应螺杆负压排气段的位置为均化排气段，均化排气段沿真空排气窗方向设置有均化凹槽，使物料在此处形成涡流，达到充分排气、物料均化和稳定输出的目的。
附图说明
[0018]
图1是本实用新型一种环保石头纸挤出成型螺杆的结构示意图；
[0019]
图2是本实用新型的均化段结构示意图；
[0020]
图3是图1中d处局部放大图；
[0021]
图4是本实用新型阻隔段的结构示意图；
[0022]
图5是图1中a-a剖视结构示意图；
[0023]
图6是本实用新型密封槽的结构示意图；
[0024]
图7是本实用新型挤出机的结构示意图；
[0025]
图8是本实用新型螺筒的结构示意图；
[0026]
图9是图8的局部放大示意图；
[0027]
图10是图9的b-b处剖视结构示意图；
[0028]
图11是图8的c-c处剖视结构示意图。
[0029]
附图中标号为：1为连接柄，101为密封槽，2为入料段，3为熔融段，301为反流槽口，4为均化段，401为主螺纹，402为副螺纹，403为第一螺旋槽，5为定量段，6为阻隔段，7为负压排气段，8为压缩段，9为稳压段，10为螺筒，11为下料段，1101为下料口， 1102为喂料螺旋槽，1103为冷却水套，12为加热装置，1201为电热片，1202为热电偶， 13为真空排气窗，14为均化排气段，1401为均化凹槽。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
[0031]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，此外，术语“前”和“后”，是以螺杆带动物料前进的方向为“前”，反之为“后”，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。
[0032]
如图1～图6所示，一种环保石头纸挤出成型螺杆，包括轴部、设置在轴部端部的用于连接至挤出设备的连接柄1及设置在轴部上的螺纹，螺杆在作业时，需与螺筒搭配使用，以达到对物料的挤出成型的目的，其中在螺杆后端进料，在螺杆前端出料。螺杆上设置有稳压段9；所述稳压段9的轴部等直径，螺纹等螺距，稳压段9的螺纹后侧倒角r2是前侧倒角r1角度的2～3倍，定量、稳定推动物料前进、挤出，以保证物料的压力和稳定性挤出效果。所述稳压段9的螺纹的前侧倒角r1所对应的半径范围为3～7mm，后侧倒角r2的所对应的半径范围为6～19mm，前侧倒角r1偏小以保证螺杆能够为物料提供足够的推力实现挤压效果，后侧倒角r2较r1大则增加了与物料的接触面积，使物料与螺杆之间摩擦力增大，达到单独螺旋内回流及稳压的效果。
[0033]
具体的，连接柄1的前端设置有密封槽101，所述密封槽101与螺杆上的螺纹旋向相同，以防止物料在此处逆行。
[0034]
所述螺杆上还设置有均化段4，所述均化段4位于连接柄1与稳压段9之间，所述均化段4的轴部直径逐渐变大，均化段4设置有主螺纹401和副螺纹402，所述主螺纹401的外径大于副螺纹402的外径。均化段4通过采用主副螺纹结构，使熔融状态的物料在进入主螺纹401螺旋段内熔融后，通过副螺纹402的牙顶间隙逆流进入副螺纹402的螺旋槽内，使物料达到非线性交叉混合的效果。所述副螺纹402的螺距大于主螺纹401的螺距，副螺纹 402螺距大于主螺纹401螺距是为了保证，在螺杆向前输送同时物料的不断熔融过程中，可以有越来越多的物料进入到副螺纹402的螺槽中，即第一螺旋槽403内，保证第一螺旋槽 403中物料量，使熔融物料能够完全通过副螺纹402向前输送。所述主螺纹401与副螺纹 402之间形成第一螺旋槽403，所述第一螺旋槽403的底径等径，且在靠近连接柄1的一端的底径大于均化段4轴部的直径，使从副螺纹402牙顶逆流进入第一螺旋槽403的物料能够充满第一螺旋槽403，使第一螺旋槽403能够较好地挤压推动物料前进，达到与主螺纹401 螺旋内的物料交叉混合的目的。
[0035]
进一步地，副螺纹402朝向连接柄1的一端与主螺纹401封闭相交、另一端与主螺纹401形成开口状，使熔融状态下的物料通过副螺纹402的牙顶间隙逆流至副螺纹的螺旋槽内，再经过副螺纹402另一端的开口挤压输送至下一段。
[0036]
通过螺杆上设置的均化段4，使石头纸物料在进入均化段4后，能够实现熔融后通过副螺纹402的牙顶反流向副螺纹402内输送，再通过副螺纹402末端与主螺纹401之间的开口挤压输送至下段，以进一步提升石头纸物料熔融后非线性交叉混合的效果，提升碳酸钙在物料中的分散性。
[0037]
所述连接柄1与均化段4之间依次设置有入料段2和熔融段3，所述入料段2和熔融段3的轴部等直径、螺纹等螺距。入料段2的设置为螺杆在使用时提供充足的入料空间。进一步提升碳酸钙的分散性及物料的混合效果，所述熔融段3的螺纹牙顶上开设有反流槽口 301；具体的，反流槽口301的数量为多个，间隔设置，当螺杆在作业时，螺杆在螺筒内转动，物料在熔融段3熔融后，充满螺纹牙顶与轴部、螺筒之间的螺旋槽的空间内，随着螺杆的转动，带动充满螺旋槽的物料向前推进和挤压，充满一个螺旋槽后的多余的物料便通过螺纹牙顶端的反流槽口301向螺杆推动的正方向或反方向运动，从而进入相邻螺旋的螺旋槽内，达到对物料的定量、混合、稳压输送的效果。
[0038]
所述均化段4与稳压段9之间依次设置有定量段5、阻隔段6、负压排气段7和压缩段8。所述定量段5的轴部等直径、螺纹等螺距，连接均化段4与阻隔段6，使熔融的物料定量输送至下段。所述阻隔段6为两段式菠萝头结构，并交错设置，具体的，菠萝头式结构为设置有多条螺纹线的短螺旋结构，两个菠萝头式结构的牙顶与牙底相对应，实现物料的单向通过，阻隔物料反流，同时控制物料流速及流量，实现在负压排气段8排气时，能够稳定排气不冒料。所述负压排气段7的轴部小于阻隔段6的轴部直径，负压排气段7设置双螺纹结构，螺纹等螺距，在该段排除物料内的水汽及混入的空气。所述压缩段8的轴部直径逐渐变大，压缩段8的螺纹等螺距，通过此段建立的压缩比，保证石头纸物料的流动性。
[0039]
如图1～图11所示，一种环保石头纸挤出机，包括本实施例中的螺杆和螺筒10，具体的，压缩段8的压缩比范围为1.5～2.0。
[0040]
所述螺筒10包括下料段11，所述下料段1与入料段2的位置相对应，并在下料段11 设置有下料口1101，所述下料段11内设置有多条喂料螺旋槽1102，所述喂料螺旋槽1102 自下料口1101起，喂料螺旋槽1102的深度沿着螺杆由后向前的方向逐渐变浅，喂料螺旋槽 1102的旋向与螺杆旋向相反，增大物料与螺杆和螺筒10之间的摩擦力。螺筒10在对应螺杆熔融段3、均化段4、定量段5、阻隔段6、压缩段8及稳压段9均设置有加热装置12，螺筒10在对应螺杆负压排气段7设置有真空排气窗13，所述加热装置12包括电热片1201 和热电偶1202，实现稳定控温和精准温差控制。
[0041]
下料段11上还设置有冷却水套1103，所述冷却水套1103位于下料口1101的后侧，冷却水套1103内通冷水对下料口1101处进行降温，螺筒10配合螺杆结构共同作用，增加喂料量和供料稳定性，更适合石头纸的物料配方生产加工。
[0042]
所述螺筒10还包括均化排气段14，所述均化排气段14与负压排气段7的位置相对应，所述真空排气窗13设置在均化排气段14上，均化排气段14沿真空排气窗13方向设置有均化凹槽1401，所述均化凹槽1401与真空排气窗13相连通。
[0043]
均化凹槽1401的径向截面呈弧形并，均化凹槽1401轴向大于真空排气窗13的长
度，并在远离真空排气窗13的一端呈逐渐缩小并闭合的锥头形，使物料在此处形成涡流，达到充分排气、物料均化和稳定输出的目的。
[0044]
在利用本实用新型所述的挤出机生产石头纸的时，包括以下步骤：
[0045]
a，称取原料：重质碳酸钙比例75％，聚乙烯比例23％，硬脂酸锌比例1％，硬脂酸镁比例 1％；
[0046]
b，将步骤a所得原料送入密炼机，得到造纸用原料颗粒；
[0047]
c，所述挤出机的挤出端通过连接管连接o型模头，将步骤b所得原料颗粒送入挤出机，对原料进行混炼、熔融、挤出、吹塑，得到碳酸钙环保纸膜；具体的工艺参数为：螺杆直径φ 120mm，长径比36:1，入料段2、熔融段3、均化段4处的温度为155～160℃，定量段5为 155℃，阻隔段6、负压排气段7、压缩段8及稳压段9的温度为160～165℃，连接管处的温度为165℃，模头处温度为170℃。螺杆转速为52转/min，模头压力41mpa，当高压高熔体强度的熔融物料经过o型模头挤出后，形成管状物料，在8个大气压的吹涨压力下，横向、纵向同时膨胀，横向达到5～8倍的吹涨比，纵向达到8～10倍拉伸比，经冷却定型、剖边、收卷，即可得到不同厚度规格和不同宽度规格的碳酸钙环保纸膜，即得到石头纸。其双向吹涨比和拉伸比大，所生产的碳酸钙环保纸膜具有密度低、不透明度高的优势，物理性能优越，本实施例中，吹胀比为6.1，拉伸比为8.5。
[0048]
通过本实用新型的螺杆及挤出的结构，并配合螺杆在使用时不同段对应的温度取值，能够达到较好的石头纸原料挤出成型效果，所得到的石头纸性能如下。性能数值厚度130μm克重143g/cm2密度1.1g/cm3白度88％不透明度86％挺度0.03n
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[0049]
以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

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