可塑化に関する教科書では、通常、スクリューの固体搬送セクション内のプラスチックを、プラスチック顆粒間で移動しない固体床として扱います。次に、この固体床とバレル壁、スクリュー供給面、およびスクリュー溝面との間の理想的な運動状態および摩擦を計算することによって、前方への搬送速度が決定されます。
このアプローチは現実とは大きく異なり、異なる形状のプラスチック顆粒の供給を分析するために使用することはできません。プラスチックの顆粒が小さい場合、バレルの壁によって前方に引っ張られるときに層状になって転がり、徐々に圧縮されて固体のプラグを形成します。顆粒の直径がスクリュー チャネルの深さとほぼ同じである場合、顆粒の軌道は基本的にスクリュー チャネルに沿った半径方向の直線運動にわずかな角度を持った直線運動が加わります。粒が大きいとプラスチックがスクリュー溝内に緩く配置されるため、搬送速度が遅くなります。顆粒が十分に大きくなり、その直径が圧縮セクションに入ったときにスクリューチャネルの深さを超えると、プラスチックがスクリューとバレルの間に詰まります。前方への引っ張り力がプラスチック顆粒を平らにするのに必要な力を上回るのに不十分な場合、プラスチックはスクリューチャネル内で動かなくなったままとなり、前方に移動しません。
プラスチックが融点に近づくと、バレルと接触しているプラスチックが溶け始め、溶融膜が形成されます。この溶融膜の厚さがスクリューとバレルの間の隙間を超えると、スクリュー リブの先端が溶融膜をバレルの内壁からスクリュー リブの根元に向かって放射状に削り取り、徐々に溶融膜をスクリュー リブの前進面上の渦-状の流動領域-溶融池-に収束させます。
溶融セクションのスクリューチャネルの深さが徐々に浅くなり、溶融池が圧縮されるため、固体床がバレルの内壁に向かって押し付けられ、高温バレルから固体床への熱伝達プロセスが加速されます。同時に、スクリューの回転により固体層とバレルの内壁との間の溶融膜にせん断作用が生じ、溶融膜と固体層との界面で固体が溶融する。固体層が前方に螺旋を描くにつれて、その体積は徐々に減少し、溶融池の体積は徐々に増加します。固体層の厚さの減少率がスクリューチャネルの深さの減少率よりも低い場合、固体層がスクリューチャネルを部分的または完全にブロックし、可塑化の変動を引き起こしたり、過剰な局所圧力と摩擦熱の増加による局所的な過熱を引き起こす可能性があります。
スクリューの均質化セクションでは、固体床がその小さいサイズのために破壊され、溶融池中に分散された小さな固体粒子が形成されます。これらの固体粒子は、周囲の溶融物との摩擦と熱伝達によって溶融します。この時点で、スクリューの主な機能は、プラスチック溶融物を撹拌して均一な混合を確保することです。溶融速度の分布は、バレル壁近くの最高速度からスクリュー チャネルの底部近くの最低速度までの範囲になります。スクリュー溝の深さが浅く、溶融粘度が高い場合、溶融分子間の摩擦が激しくなります。
溶融速度、溶融粘度、溶融温度範囲、温度とせん断速度に対する粘度の敏感性、高温分解ガスの腐食性、プラスチック粒子間の摩擦係数に大きな違いがあるため、通常の汎用ネジは、特有の溶融特性を持つプラスチック（PC、PA、高分子量 ABS、-高分子量-、 PP-R、PVCなど）。通常、この現象はスクリュー速度を下げることで解消されますが、生産効率に影響を与えることは避けられません。これらのプラスチックを効率的に可塑化するために、当社はこれらのプラスチックに特化した可塑化スクリューとバレルを開発しました。これらの特殊なスクリューとバレルは、前述のプラスチックの固体摩擦係数、溶融粘度、溶融速度などの重要な問題に対処するように設計されています。
