[發明專利]一種高分子材料軋制用超聲振動注軋嘴

在審

• 申請號: 201710197484.7
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107053633A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 彭太江;婁燕;李積彬;吳國輝;劉曉;王晨曦
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B29C47/14
• 分類號: B29C47/14;B29C47/08;B29C43/22;B29L7/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 胡玉

技術領域

本發明屬于高分子材料加工技術領域，尤其涉及一種高分子材料軋制用超聲振動注軋嘴。

背景技術

塑料制品常用擠出成型、注射成型、壓延成型、吹塑成型、中空成型、流延成型、發泡成型、熱成型和真空成型等方法加工而成。隨著現代加工技術的發展，采用軋制的方法亦可實現塑料制品的連續大批量生產。塑料制品軋制只需將把粉狀或粒狀物料由料斗加入到擠出機的機筒內，物料在螺桿旋轉的擠壓、推動作用下，通過機筒內壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實，通過機筒外部的加熱裝置和摩擦預熱，在高溫、高壓條件下熔融塑化，連續轉動的螺桿再把熔融物料推入注軋嘴，經過注軋嘴整形將熔融態塑料等速等壓地喂入以一定速度旋轉的軋輥之間，即可按照軋輥表面微結構形態成型為板材，然后通過切割得到所需產品。

顯示屏是電子消費類產品中的重要部件，顯示屏中的導光板常用光學級亞克力（PMMA）或聚碳酸酯（PC）為基材，通過光刻、注塑成型、激光雕刻單點金剛石加工等方法制造導光微結構而成。導光板軋制作為一種新的加工方法，具有生產效率高、生產成本低、生產工藝可控性好、設備簡單、產品質量均勻密實等特點。

針對導光板等高品質要求的塑料制品，它要求產品質量均勻、密實、高穩定性、高透光度、產品收縮率小、機械強度高、抗沖擊性強等。目前有采用注軋成型的方法進行制備的，但是現有的注軋嘴在塑料制品軋制過程中容易導致制品斷裂、厚度不均、制品出現連續線條狀縱向條紋等缺陷。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種高分子材料軋制用超聲振動注軋嘴，使物料在出料口沿整個寬度上等速等壓流出，以獲得高質量的塑料軋制品。

對此，本發明的技術方案為：

一種高分子材料軋制用超聲振動注軋嘴，其包括連接嘴、注軋嘴上顎和注軋嘴下顎；所述連接嘴內設有注入流道，所述注入流道的入口為圓形，所述注入流道的出口為扁平的矩形或跑道形；所述注軋嘴上顎和注軋嘴下顎連接，所述注軋嘴上顎和注軋嘴下顎之間設有融合流道和多個分流道，所述注入流道通過分流道與融合流道連通；所述融合流道的上方或下方設有超聲振動換能器，所述注軋嘴下顎內設有加熱裝置；所述融合流道的高度小于注入流道的出口的高度。其中，融合流道的出口厚度均勻，即各點的厚度一樣。所述注入流道的出口的高度小于入口的圓形的直徑。優選的，所述多個分流道對稱分布在注軋嘴上顎與注軋嘴下顎之間。優選的，所述注軋嘴上顎與注軋嘴下顎之間有對稱的流道結構。

優選的，所述融合流道的厚度為1~2mm。優選的，所述融合流道的厚度為軋制機軋輥之間的間隙的1.1~1.2倍。優選的，所述融合流道的寬度不小于多個分流道之間的最大距離。進一步優選的，所述融合流道的寬度與最外側的兩個分流道出口處之間的最大距離相當。

本發明的超聲波振動注軋嘴，將該注軋嘴的連接嘴固定連接于螺桿擠出機的出口，融合流道出口位置與軋制機軋輥對應。注軋嘴工作時，首先將加熱裝置通電，根據制品工藝要求，將注軋嘴預熱，當軋制開始時，給超聲振動換能器施加高頻交流信號，并使換能器處于振動狀態，由于超聲振動振幅較小，通常為幾微米到數十微米量級，流道厚度較小1~2mm，經過此處的流體將在超聲振動的作用產生變化，如流動性增強、劇烈振動將使流體壓強及流速均勻化、流體組織更加致密等。注軋嘴對熔融態塑料進行整形、冷卻處理，將具有一定厚度的塑性物料喂入軋制機的軋輥之間進行軋制。注軋嘴是塑料制品軋制工藝的關鍵設備，本發明的技術方案具有寬而薄的出料口，流道由圓形逐漸過渡變成狹縫形，物料沿著注軋嘴出口寬度方向均勻分布，等速等壓地擠出并送入軋輥進行軋制，從而獲得高質量的塑料軋制品，制品厚度均勻，解決了現有的注軋嘴制得的制品容易斷裂、厚度不均、制品出現連續線條狀縱向條紋等缺陷問題。

連接嘴出口流道經由分流道到融合流道，物料逐漸擴展變寬變薄并與軋制機軋輥有效寬度相適應。上下顎內的流道分隔板主要有兩個作用：（1）使螺桿機擠出的熔融態物料在經過螺桿擠出旋轉前進的過程中進入不同流道，改變流體的流動方向，使其由旋轉前進變為直線前進，并使各流道中的物料壓強、容量均勻，避免注軋嘴擠出物料速度沿寬度方向不一致而產生制品缺陷；（2）傳導熱量，使注軋嘴加熱段熱量快速傳導，保證流道內物料溫度均勻。