1. 효율적인 고체 이송 및 용융 달성
고체 이송 : 스크류의 공급부는 호퍼에서 공급되는 PPR 펠릿(고형 입자)을 전방으로 이송하며 점차적으로 압축합니다. 나사의 기하학적 매개변수(예: 홈 깊이 및 나선 각도)는 이송 효율을 직접적으로 결정합니다.
강제 용융: PPR은 뚜렷한 용융점(약 140~160도)을 갖는 결정질 폴리머입니다. 스크류 회전과 외부 가열을 통해 재료는 압축 영역에서 강렬한 전단, 마찰 및 압축을 거쳐 안정적인 용융물을 형성합니다. 스크류 압축비 설계(공급 섹션 홈 깊이와 계량 섹션 홈 깊이의 비율)가 특히 중요합니다.{4}}적절한 압축비(일반적으로 PPR의 경우 2.5~3.5)는 PPR 펠렛의 완전하고 균일한 용융을 보장하여 녹지 않은 "피쉬 아이" 또는 결정질 반점이 형성되는 것을 방지합니다.
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2. 적절한 혼합 및 균질화 제공
PPR 소재에는 필수 첨가제(예: 항산화제, 컬러 마스터배치)를 추가해야 하며 분자량 분포가 성능에 큰 영향을 미칩니다. 나사 설계는 다음 방법을 통해 균질화를 달성합니다.
분포 혼합: 첨가제와 색상 마스터배치를 용융물 전체에 균일하게 분산시켜 색상 변형이나 첨가제 응집을 방지합니다.
분산 혼합: 특수 스크류 기능(예: 배리어 섹션, 핀 및 혼합 요소)을 통해 높은 전단력을 생성하여 응집된 첨가제 입자를 분해하고 균일하게 분산시키는 동시에 PPR 분자 사슬의 방향 및 재배열을 촉진하여 용융 강도를 향상시킵니다.
온도 균질화: 원주 방향과 축 방향 모두에서 용융물의 온도 차이를 최소화하여(일반적으로 ±1~2도 이내로 제어됨) 국부적인 과열로 인한 재료 품질 저하 또는 국부적인 과냉각으로 인한 압출의 어려움을 방지합니다.
3. 안정적이고 제어 가능한 용융 압력 설정
배압 생성: 특정 홈 깊이와 길이를 통해 스크류의 계량 섹션은 다이에서 충분한 압력을 생성합니다(PPR 파이프 압출에는 일반적으로 15-30MPa가 필요함). 이 압력은 다이, 필터 스크린 및 금형의 저항을 극복하여 용융물이 금형을 조밀하고 지속적으로 채우는 데 필요합니다.
압력 변동 억제: 파이프 외경과 벽 두께를 균일하게 유지하려면 안정적인 압력이 중요합니다. 고성능-나사 설계(예: 분할 나사 및 BM{2}}형 나사)는 압력 맥동을 크게 줄여 일반적으로 변동을 ±1% 이내로 유지할 수 있습니다.
4. PPR 소재의 고유한 유변학적 특성에 적응
PPR 용융물은 전단박화 거동(즉, 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 감소함)과 넓은 분자량 분포를 나타냅니다. 대상 나사 설계에는 다음이 포함됩니다.
낮은 압축비: PE 또는 PPH보다 낮은 압축비로 과도한 전단으로 인해 PPR 분자 사슬이 파손되거나 분해되는 것을 방지합니다.
더 긴 용융 및 계량 구역: PPR의 넓은 용융 온도 범위를 수용하여 장기간 열 노출로 인한 황변을 방지하면서 충분한 가소화를 보장합니다.
적절한 길이-대-직경 비율(L/D): PPR 파이프 압출은 일반적으로 30:1~36:1의 L/D 비율을 사용합니다. L/D 비율이 충분하면 저온-압출(내부 응력 감소)과 높은 출력이 보장되지만, 비율이 지나치게 길면 재료 품질이 저하될 수 있습니다.
5. 출력과 에너지 소비의 균형
기하학적 치수는 이론적 전달 용량을 결정합니다. 나사 홈 깊이, 피치, 루트 직경과 같은 매개변수는 단위 시간당 전달될 수 있는 용융물의 양을 종합적으로 결정합니다. 깊은 그루브는 출력을 증가시키지만 믹싱 효율성을 저하시킵니다. 얕은 홈은 반대 효과를 갖습니다.
전력 효율성 최적화: 우수한 스크류 설계는 가소화 품질을 유지하면서 모터 입력 에너지의 더 많은 부분이 비효율적인 마찰이나 역류로 낭비되지 않고 재료의 내부 에너지 및 압력 에너지로 변환되도록 보장합니다. 일반적으로 고-효율성 나사는 에너지 소비를 15~25%까지 줄일 수 있습니다.