技術專欄
塑膠機類
射膠螺桿簡介與影響塑化品質之主要因素
射膠螺桿之功能：
加料、輸送、壓縮、熔化、排氣、均化
螺桿之重要幾何尺寸：
螺桿直徑、進料段、壓縮段、計量段、進料牙深、
計量牙深
螺桿直徑（D）
‧與所要求之射出容積相關
射出容積 = 1/4π‧D2‧（射出行程）‧0.85
‧一般而言，D2與最高射出壓力成反比
‧D愈大，押出率愈大；Q ≒ 1.29D2HmNr‧60/1000 (kg/ Hr)
入料段
‧負責塑料的輸送、推擠與預熱
‧應保証入料段結束時開始熔融，預熱到熔點。

‧固態比熱↑、熔點↑、潛熱↑，加熱到熔點需
熱多，入料段應長固態熱傳導係數↓，傳熱慢
、塑料中心溫升慢，入料段應長預熱↑，入料段可短。

‧結晶性料最長（如：POM、PA）；非晶性料
次之（如：PS、PU）；熱敏性最短（如：PVC）。

壓縮段
‧負責塑料的混鍊、壓縮與加壓排氣，通過這一
段的原料應該已經幾乎全部熔解，但是不一定
會均勻混合。

‧在此區域，塑料逐漸熔融，螺槽體積必須相應
下降，否則料壓不實、傳熱慢、排氣不良。

‧對非晶性塑料，壓縮段應長一些，否則若螺槽
體積下降快，料體積未減少，會產生堵塞。

‧結晶型塑料實際上非全部結晶（如 PE：40～
90%結晶度，LDPE： 65%結晶度），因此目
前壓縮段有加長的趨勢。

‧一般佔25%螺桿工作長度。

‧尼龍(結晶性料)2~3圈，約佔15%螺桿的工作長
度。

‧高黏度、耐火性、低傳導性、高添加物，佔40% ~50%螺桿的工作長度。

‧PVC可利用佔100%螺桿的工作長度，以避免激
烈的剪切熱。

計量段
‧理論上到計量段之開始點，料應全部熔融，但至少要計量段 = 4D，以確保溫度均勻、混鍊均勻。

‧計量段長，則混鍊效果佳；計量段太長則易使熔體停留過久，而產生熱分解；太短則易使溫度不均勻。

‧一般佔20~25%螺桿工作長度。

‧PVC熱敏性，不宜停留過長，以免熱分解(可不要計量段)。

進料牙深、計量牙深
‧進料牙深愈深，在進料區之輸送量愈大，但需考慮螺桿強度。

‧計量牙深愈淺，塑化之發熱、混合性能指數愈高，
但需防範塑料燒焦，(計量牙深太淺，則剪切熱↑，
自生熱↑，溫升太高，尤其不利於熱敏性塑料。

) ‧計量牙深＝ KD ＝ (0.03～0.07)D
- D ↑，K 選小； D↓，細長比↑，熱穩定性差之塑料，K 選大
影響塑化品質之主要因素：
細長比、壓縮比、背壓、螺桿轉速、電熱溫度設定。

細長比
‧細長比=螺桿工作長度/螺桿直徑。

‧細長比大，則吃料易均勻，但容易過火。

‧熱穩定性較佳之塑料可用較長之螺桿，以提高混鍊
性而不慮燒焦；熱穩定性較差之塑料，可用較短之
螺桿或螺桿尾端無螺紋。

‧以塑料特性考量，一般細長比如下:
‧以混色能力考量，一般細長比如下
壓縮比
‧壓縮比=進料牙深/計量牙深
‧考慮料的壓縮性、裝填程度、回流、製品要密實、傳熱與排氣。

‧適當的壓縮比，可增加塑料之密度，使分子與分子之間結合更加緊密，有助於減少空氣的吸入，降低因壓力而產生之溫升，而影響輸出量的差異，而不適當之壓縮比將會破壞塑膠的物性。

‧壓縮比值越高，對塑料在料管內塑化過程中產生的溫升越高，對膠化中的塑料產生較佳的混鍊均勻度，相對的出料量大為減少。

‧高壓縮比適於不易熔塑料，特別具低熔化黏度、熱安定性塑料。

‧低壓縮比適於易熔塑料，特別具高熔化黏度性，熱敏性塑料。

背壓
‧增加背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功、消除未熔的塑膠顆粒、增加料管內原料密度及其均勻程度、減少射出收壓和翹曲等問題。

‧背壓被運用來提高料管溫度，其效果最為顯著。

‧背壓過大，對熱敏性較高的塑料易分解；對低黏度的塑料可能會產生"流鼻"現象。

‧背壓太小，射出的成品可能會有氣泡。

螺桿轉速
‧螺桿的轉動速度直接影響塑料在螺旋槽內的切變。

‧小型螺桿槽深較淺，吸收熱源快速，足夠促使塑料在壓縮段時軟化，螺桿與料管璧間的磨擦熱能較低，適宜高速旋轉，增加塑化能力。

‧大型螺桿則不易快速旋轉，以免塑化不均及造成過度摩擦熱。

‧對熱敏性較高的塑料，射膠螺絲轉速過大的話，塑料便會很容易被分解。

‧通常各尺寸之螺桿有一定之轉速範圍，一般轉速 100 ～150 rpm太低，則無法熔化塑膠；太高，則將塑料燒焦。

‧目前最大表面速度1m/sec為限，對剪切敏感材料，低於0.5m/sec。

電熱溫度設定
‧使滯留於料管及螺桿內之冷硬樹脂熔融以利螺桿之轉動，提供樹脂獲得熔融所需的一部份熱量。

‧設定比熔膠溫度低5～10℃(部份由摩擦熱能提供) ‧噴嘴溫度的調整也可用來控制流涕、凝固(塞頭)、牽絲等問題。

‧結晶性塑料一般溫度控制：
‧非結晶塑料：
註一：以上均是以不添加玻璃纖維的非強化塑膠為標準。

註二：管內之熔膠溫度通常高於管外控制的溫度，從噴嘴出料溫示之。

v 一般塑料性質與成型作業之關係
PE料
屬流動性良好、熱安定性佳的塑料，但分子配性強容易變形，高密度PE料有明顯的結晶化溫度，最好增大射出速度。

對厚肉製品而言，增快射出速度尤為重要：可改良製品的表面光澤、防止翹曲、減少成型收縮率等。

因此，螺桿設計及止逆配備尤需精密，若有損耗及傷痕，加料時會產生漸慢現象。

（因塑料逆流而產生射入模具的量減少，熔料倒迴於計量部，使進料段的新料滯留，造成新陳代謝失效，因而形成成型品品質不堅實，縮水度強，不良率高的現象。

）
PP料
屬流動性良好塑料，近似PE料。

PP料從280℃附近會開始劣化，所以加熱溫度宜在270℃以下操作，其分子配向性很強，在低溫成型時，易因分子配向而翹曲及扭曲，宜注意。

PA料
俗稱尼龍料，其黏度對加熱溫度敏感性高，亦是吸濕性大的塑料，所以射出溫度及乾燥溫度須高。

塑料在未達乾燥程度絕對不可放入熔膠筒內，因帶水份很強而易於卡住在加料段的桿槽裡，形成入料困難的現象。

成形時，在射嘴處最易冷卻，倘在冷卻時增大射出壓力操作，易致使止逆閥破裂，所以射嘴處之溫度控制必須適當。

為防止塑料因加料溢入模具，宜用有控制性的射嘴。

在換用其他塑料進行射出時，應注意原尼龍加熱溫度是270℃以上，而一般料加熱溫度只在200℃左右即行運作，因此必須加熱融膠筒至尼龍加熱溫度後再行運作，否則易使螺桿之止逆閥與分膠頭折斷。

因尼龍料屬高溫時流動性佳的塑料，本身不易熔解，熔解後又易冷卻凝固
，必須注意成型方法方能產生良好效果。

POM料
俗稱塑膠鋼，易起熱分解，宜注意成型時的溫度管理，POM料不可在熔膠筒內滯留過長時間，否則易過火、黃色化。

熔化後的氣體很濃，射嘴及法蘭的各部接觸點最易腐蝕，宜用好的材質。

PBT料
和PET同屬飽和性聚酯類，具熔融度高、成型性良好、結晶性迅速、固化速度快的特性。

熔膠筒溫度宜控制在230℃~270℃，模溫宜設定在40℃~90℃。

欲得光澤良好的表面時，宜昇溫，必要時需進行充分的預備乾燥。

所需射出壓力約在500~1300kg/m2。

PS、AS、ABS一般料
屬乙烯類，乃一般普通料，這些料較易成型。

唯ABS常
用於鍍金品，其注意事項如下：(1) 熔膠管溫度宜高，約220℃~250℃；(2) 射出溫度宜慢(用二次加壓法)、射出壓力宜低；(3) 不可用離模劑；(4) 不可有收縮下陷及熔接線之流痕；(5) 成品表面不可有創痕。

PC料
此料熔融黏度高，射出壓力大，管內溫度過高或滯留時間久時，易起熱分解、變色及降低物性，須注意模溫以85℃~120℃為準。

對厚的成品尤其不易成型，因成品易生殘留應力，會造成日後破裂，因此宜用粉末狀的矽利康作離模劑，勿用液狀離模劑。

PMMA料
俗稱壓克力料，此料特性是韌性強、料流不良，宜在低溫成型。

轉速宜慢，使管內不起溫昇。

設計模具時宜加大澆道、應加大射嘴孔。

壓克力成型屬技術性加工成型，操作時須闢淨室以隔離灰塵、漏斗宜清潔、取模宜輕巧、帶白手套等以保持乾淨。

硬質PVC料
此料最易燒焦、產生酸性氣體，所以管內溫度宜取170℃-l90℃加熱，應避免 200℃以上高溫加熱，模溫取50 ℃-60 ℃。

塑料滯留時間宜短，以最慢轉加料法使管內不昇溫度，以慢射出法使氣體可排出於模體。

模具排氣孔宜大，螺桿需加電鍍、不必用止逆裝置、射嘴孔應加大、每次需射到底，使不含滯料在管內。

停止操作時，須把溫度慢慢降低，一直操作至不良成品時促使內部滯料全部射出。

含玻璃纖維的塑料
含玻纖塑料的流動性低於非強化樹酯，所以常增加熔膠筒加熱溫度與模溫及射出壓力等以方便成形。

同時模具的澆口、橫澆道、澆口等的尺寸，也須大於一般塑料。

成型收縮率甚小於非強化樹酯，呈方向性的流動，所以澆口方向宜設法減少配向所致的不良影響。

成型品的結合線強度常低於其他部份，在設計製品模具時需加注意
，宜於熔接處增設排氣孔，使不致包風。

模具各部份(特別是澆口部)或螺桿組件，熔膠管等磨耗很快，宜注意材質及表面的硬度處理。