JP2005331137A - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 材質や製品用途から加熱しないで乾燥させることが要求される製品や部品等の乾燥のほか、樹脂ぺレットのようにダストが出やすい被処理材であっても、非加熱乾燥が可能でかつ被処理材にダストなどを付着させない精密な乾燥が可能な乾燥装置の提供。
【解決手段】 乾燥室内の雰囲気を循環させる構成で、雰囲気を冷却・除湿した後に加温することを繰り返して低湿度雰囲気として乾燥させる構成とし、さらに雰囲気中の塵等を除去する集塵手段と、適宜測定した雰囲気中の電荷量を被乾燥製品の材質などに応じてダストなどが付着しない所要の電荷値に制御する手段を備えることで、水分とダストを同時除去でき、かつ被処理材にダストを再付着させることがない。
【選択図】 図2

Description

この発明は、空気中の水分を除去して被処理材を乾燥させる非加熱乾燥装置であり、その雰囲気の電荷を制御して発生する塵なども除去、被処理材に付着、再付着させずに、高速乾燥を実現した乾燥装置に関する。

塗装を施した製品や部品は、一般にその塗装樹脂に応じた加熱乾燥が施されて被膜の硬化を完了させる。すなわち、塗装後の製品や部品は、高温の温風で乾燥させるか、ヒーターの近くで強制的に乾燥させるなどの手段が採用される。

また、樹脂ぺレットのように塗装はしないが、水洗浄により濡れている場合は、温風等で乾燥させることが一般的である。あるいは、混練にて製造された樹脂ぺレットは、その融点以下の温度で乾燥させてぺレット化する。

一方、複数の材質の長所を併せ持つ複合材料による製品や部品は、塗装が必要な場合、特に組立後に塗装及び乾燥が困難となる際には、個別に塗装や乾燥を完了した後、組立て複合化することになる。
特開2004-107675 特開2003-200421

かかる被乾燥製品や部品等には、その材質あるいは製品用途から、乾燥の入熱で材料自体の反りや膨張が発生して被膜の剥離を招来することがあるため、加熱しないで乾燥させる方法が求められる場合がある。

また、樹脂ぺレットのように流動時あるいは温風を用いる乾燥時にダストを発生させる可能性がある場合、集塵用フィルターを備えた乾燥装置を必要とするが、温風が高温であるため集塵用フィルターの損傷が大きく、頻繁な交換を要することがある。

この発明は、材質やは製品用途から加熱しないで乾燥させることが要求される製品や部品等の乾燥のほか、樹脂ぺレットのようにダストが出やすい被処理材であっても、非加熱乾燥が可能でかつ被処理材にダストなどを付着させない精密な乾燥が可能な乾燥装置の提供を目的としている。

発明者は、乾燥装置において、空気中の水分とダストを同時且つ相互に影響することなく除去することを目的に種々検討した結果、乾燥室内の雰囲気を循環させる構成で、雰囲気を冷却・除湿した後に加温することを繰り返して低湿度雰囲気として乾燥させる構成とし、さらに雰囲気中の塵等を除去する集塵手段と、適宜測定した雰囲気中の電荷量を被乾燥製品の材質などに応じてダストなどが付着しない所要の電荷値に制御する手段を備えることで、水分とダストを同時除去でき、かつ被処理材にダストを再付着させることがないことを知見し、この発明を完成した。

すなわちこの発明は、乾燥室内の雰囲気を排気又は導入可能に且つ循環させる雰囲気循環手段と、雰囲気循環手段の雰囲気循環入側に設けて雰囲気中の塵等を除去する集塵手段と、雰囲気循環手段内に設けて、雰囲気を冷却・除湿した後に加温する冷却・加温手段と、雰囲気循環手段の雰囲気循環出側に設けて測定した雰囲気中の電荷量を所要の電荷値に制御する雰囲気電荷制御手段とを備えたことを特徴とする乾燥装置である。

また、この発明は、上記構成の乾燥装置において、
雰囲気が、空気又は窒素ガスあるいは空気と窒素ガスとの混合雰囲気である構成、あるいは上記構成に加えて、
乾燥室内で被処理材を送風と向流方向に載置移動させるか、あるいは振動、回転又は傾斜を与える載置・移動手段、
乾燥室内壁、雰囲気循環手段内通路壁の一方又は両方に、壁の電荷値を雰囲気と同様値にする壁面電荷制御手段、
雰囲気循環手段内で雰囲気中の雑菌を除去するUV/EB照射手段を備え、前記照射に伴い発生したオゾン等の除去手段とを備える殺菌手段、
乾燥室内の床に、沸点が高く水と相溶性がある有機物を配置して雰囲気中あるいは被処理材により持ち込まれた水分を除去する水分除去手段、のいずれかあるいは全てが付加された構成を併せて提案する。

この発明によると、例えば雰囲気温度は30〜35℃程度であるが湿度が25%程度と、塗装処理した製品や洗浄後の製品を急速に乾燥させることが可能であるとともに、適宜測定した雰囲気中の電荷量を被乾燥製品の材質などに応じて帯電などでダストを吸引することがないよう所要の電荷値に制御するため、被処理材にダスト等を付着させることがなく、極めて良好な仕上がりが得られるという作用効果に加え、乾燥に要するエネルギーが従来の加熱型の装置より遙かに少ないという、省エネ効果に優れている。

またこの発明によると、樹脂ぺレットなどのような発塵し易いものでも、樹脂ぺレットを送風と向流方向に載置移動させるか、あるいは振動、回転又は傾斜を与える載置・移動手段を併用して、急速乾燥が可能で、且つ発生したダストを吸着分離し、処理した樹脂ぺレットに再付着させることがない。

またこの発明によると、乾燥室内壁と雰囲気循環手段内通路壁の一方又は両方に、壁の電荷値を雰囲気と同様値にすることで、ダストが当該通路壁に帯電にて吸着されるようなことがない。

さらにこの発明によると、雰囲気中の雑菌を除去するUV/EB照射手段を備え、前記照射に伴い発生したオゾン等の除去手段とを備えるため、UV/EB照射に伴うリスクが減少して安全に雰囲気の殺菌処理を行うことができる。

この発明による乾燥装置は、乾燥室内の雰囲気を循環させる過程で冷却・除湿した後に加温することを繰り返して低湿度雰囲気とし、被処理材を乾燥させることを特徴とし、さらに集塵手段と雰囲気中の電荷量を被所要の電荷値に制御する手段を備えることで、水分とダストを同時除去しながら被処理材にダストを再付着させることがない特徴を有する。

この発明において、乾燥室内の雰囲気を排気又は導入可能に且つ循環させる雰囲気循環手段は、実施例に示すごとく、乾燥室に循環通路を接続して送風ファンを備えた構成で乾燥室内の空気循環させることができれば、公知のいずれの通路やファンなどの構成をも採用でき、当該循環通路の入側、出側、途中のいずれかに排気用あるいは外気導入用の可変ダンパーを設けることもできる。

この発明において、雰囲気循環手段の雰囲気循環入側に設けて雰囲気中の塵等を除去する集塵手段は、被処理材を想定したダストの種類やその大きさや量に応じて、公知の各種フィルター用マテリアル類を適宜選定して組み合せた多層フィルター構成とするほか、各種の流体内を通過させるフィルターを用いることもできる。

フィルター用マテリアルには、一般的な布、不織布、紙類の他、ガラス繊維、樹脂繊維、公知の有機や無機材の吸着粒子を配置あるいは吸着剤を塗布した布、不織布、紙類、シート材、また各種フィルター類とラビリンス構造を採用したフィルター、電気的なフィルター、あるいは微粒子の補足性能に優れたH.E.P.A.やU.L.P.A.フィルターなど、除去したいダストの種類やその大きさや量に応じて適宜選定組み合せることができる。

この発明において、雰囲気循環手段内に設けて、雰囲気を冷却・除湿した後に加温する冷却・加温手段は、一般的な冷媒を圧縮、拡散させて利用する冷房装置の冷却用熱交換器と排熱用熱交換器を並べて順次雰囲気の冷却・除湿並びに加熱に使用してエネルギー効率の向上を図る構成の他、工場や各種装置等で発生する冷熱、高熱を個別にあるいは適宜組み合せて利用する構成など、雰囲気を冷却して除湿した後に適当な温度に加温できれば、公知のいずれの構成も採用できる。

この発明において、循環する雰囲気は、空気又は窒素ガスの単体ガスあるいは空気と窒素ガスとの混合ガス雰囲気を被処理材に応じて適宜選定するが、通常は空気を用い、酸化を嫌う被処理剤の場合は窒素ガス雰囲気とすることができる。雰囲気温度は、例えば25℃〜50℃が好ましく、さらに乾燥効率や装置全体エネルギー効率から雰囲気温度は30〜35℃程度で湿度が25%程度以下となるように制御することが好ましい。

この発明において、乾燥室内で被処理材を除湿した雰囲気の送風と向流方向に載置移動させるか、あるいは振動又は傾斜を与える載置・移動手段は、例えば実施例に示すごとく、載置用テーブルに載置した被処理材に対して、循環通路の入側(乾燥室の出側)に向かって除湿乾燥した空気を循環通路の出側(乾燥室の入側)より送風する、または被処理材を除湿した雰囲気の送風と向流方向に搬送することで、発生するダストなどが被処理材に再付着することを防止しながら乾燥させることが可能となる。

もちろん、乾燥室内で被処理材を一定間隔で搬送することでダスト除去量を一定にすることができる。また、載置用テーブルは、雰囲気の送風に対して浅く傾斜させたり、発塵を促すほどでないが、微振動を与えて雰囲気を送風することで積極的にダストを除去することもできる。

この発明において、雰囲気循環手段の雰囲気循環出側近傍に設け、測定した雰囲気中の電荷量を所要の電荷値に制御する雰囲気電荷制御手段として、最も簡単な構成は、公知の負イオン発生装置のような空気をイオン化する装置を付加するもので、例えば公知の針状の空気イオン化電極を用いた構成で負イオンを生じさせて、乾燥室などで正イオンを生じている雰囲気を電気的に中和させることができる。もちろん、正イオンを発生させる装置構成と併用することもできる。

また、負イオンを生じさせて、雰囲気を電気的に中和させるだけでなく、さらに過剰に負イオンを生じさせて雰囲気全体を負イオン化することも可能である。被処理材の材質に応じて、ダストを付着しやすくなる電荷は異なることが知られており、当該材質に応じてダストを付着しないように雰囲気の電荷を所要値に制御することが望ましい。

雰囲気中の電荷量を測定するのは、例えば上述のごとく雰囲気を電気的に中和させるのか、負イオン化するのか要請に応じて、発生させる負イオン量を適宜制御するためであり、負イオン発生装置により副次的に生成するオゾン量を低減するためにも、オゾンセンサの併用と共に乾燥室や雰囲気循環通路内の複数箇所で適宜測定することが望ましい。

この発明において、乾燥室内壁、雰囲気循環手段内通路壁の一方又は両方に、壁の電荷値を雰囲気と同様値にする壁面電荷制御手段は、例えば、負イオンを生じさせて雰囲気全体を負イオン化した場合、乾燥室内で補足されて負イオンによって負極性に帯電した空気に含まれるダストが、乾燥室内壁、雰囲気循環手段内通路壁に付着しないように、当該室内壁や通路内壁面を負極性に帯電させることを目的とするもので、乾燥室内壁、循環通路内壁に公知の表面電位発生手段を付設して、適宜帯電させることができる。

この発明において、乾燥室内壁、循環通路内壁で、適宜帯電防止のアースを設けることもでき、上述の除電や所要電荷に維持する手段との併用、設置箇所に応じて単独使用など、適宜利用できる。

この発明において、雰囲気循環手段内で雰囲気中の雑菌を除去するUV/EB照射手段を備え、前記照射に伴い発生したオゾン等の除去手段とを備える殺菌手段は、雰囲気中の雑菌を除去することができるため、雰囲気にUV照射あるいはEB照射することが行われ、極めて殺菌力が強く有効な手段であり、この発明の乾燥装置でもこれを利用することができる。

UV照射装置あるいはEB照射装置の選定は、被処理材や雰囲気循環量等に応じて適宜選定するが、いずれも照射量が適正であったとしても、照射雰囲気中に酸素が存在する場合、酸素が活性化されてオゾンが発生しやすくなるため、高純度の窒素ガスを供給して、酸素濃度を低減させることで雰囲気中にオゾンが生成することがない。

しかし、空気などの雰囲気でオゾンの発生が不可避である場合は、オゾン等の除去手段を用いる必要がある。例えば、活性炭や金属系の触媒等が有効であり、この発明装置では雰囲気が十二分に低湿化されているため、活性炭の作用効果を疎外することが少ない。また同様に、マンガン系の金属触媒を利用するオゾン分解装置も、雰囲気が十二分に低湿化されているため、触媒表面に化合物などの付着することがなく、オゾンの分解処理能力が維持される利点がある。

この発明において、乾燥室内の床に、沸点が高く水と相溶性がある有機物を配置して雰囲気中あるいは被処理材により持ち込まれた水分を除去する水分除去手段は、特に被処理材により持ち込まれて床に付着した水分を除去するのに有効な方法であり、床に配置したエチレングリコールが直ちに水分を除去して、雰囲気による乾燥で処理するより早く除去できる。もちろん、これは搬送装置などの載置・移動手段の下部に配置して置くことも有効である。

実施例1
図1に示す構成は、乾燥装置を所謂クリーンルーム化したもので、乾燥室1はその内壁面は帯電防止用アース7が設けられ、循環通路8にはエアー(不活性ガス)循環用送風ファン5により吸引された雰囲気が、乾燥室1から循環通路8の集塵用フィルター2、水分除去のための冷却器3、加温器4、除電器6を通過して乾燥室1へ戻る構成からなる。

除電器6は、乾燥室1の内壁面の帯電防止用アース7とあいまって、乾燥室1内の電荷量を計測して、雰囲気の電荷を中和し静電気による被乾燥材へのダストの付着を防止する機能を有する。

実施例2
図1の基本構成を樹脂ペレットの乾燥に適用した構成が図2に示す乾燥装置である。図で乾燥室1の左下側に設けた循環通路8の入口8aより、乾燥室1内の雰囲気は温度センサー10で測温されてから導入され、冷却器3、加温器4を経て図の乾燥室1の右側天井の送風口8bより室内に導入される。

前記温度センサー10は、その測定データを冷却器3、加温器4に送り、冷却・加熱により室温を35℃の一定に保ち、所定の低湿度に保持され、乾燥条件を一定に維持する機能を有する。

樹脂ペレットは乾燥室1の天井側に設けたペレット供給口11より乾燥用テーブル12上に供給・載置されるが、この乾燥用テーブル12の傾斜を変動可能に構成してあり、また、振動や回転を与えることで、乾燥時間の短縮を図っている。

また、乾燥後のペレットにダストが再付着しないように、循環させている雰囲気エアーは、送風口8bより循環通路8の入口8aの方向に送風する構成である。乾燥後のペレットは、乾燥用テーブル12の傾斜と回転を利用してペレット受箱13に回収される。

実施例3
図3に示す乾燥装置は、上述の実施例2、図2と同様構成において、乾燥用テーブル12に換えてベルトコンベア14を配置した構成であり、ベルト(振動)コンベアにより、乾燥対象物を搬送する際、コンベア振動と送風により、対象物のダストを除去する。

実施例4
図4には、フィルターによるダスト除去の構成を示すが、上述のいずれの乾燥装置にも採用できる。空気中の雑菌を完全に殺菌する必要がある場合、取り扱う被乾燥材、繁殖する雑菌の種類に応じて照射装置20で照射するUV、EBを選択する。

循環させる空気は、必要に応じて照射装置20前で抵抗材21にて減速させ、照射装置20でUVまたはEBを照射する。フィルター2はダスト除去の必要性に応じて、その数量と細かさを変更するもので、例えば図示のように粗フィルター2a、中フィルター2b、細フィルター2cの3枚を使用する。

なお、粗フィルター2aには多量の活性炭が配置されており、ここでUVまたはEBの照射に伴い発生したオゾンを分解するよう構成してある。また、粗フィルター2aは頻繁に交換するため、発生したオゾンが乾燥室1内に入り込むことがない。

この後、空気中の電荷を測定し、適時必要な電荷を持った空気を生成して乾燥室1の内に送り、電荷を持った空気にて洗浄(中和)することにより、静電気による被乾燥材へのコンタミの再付着を防止することができる。

この発明による乾燥装置は、雰囲気温度は30〜35℃程度で、湿度が25%程度維持されるため、塗装処理した製品や洗浄後の製品を急速に乾燥させることができる。また同時に、適宜測定した雰囲気中の電荷量を被乾燥製品の材質などに応じて帯電などでダストを吸引することがないよう所要の電荷値に制御するため、被処理材にダスト等を付着させることがなく、極めて良好な仕上がりが得られる。この発明による乾燥装置で、乾燥に要するエネルギーは主に送風と冷却のみであり、上記実施例では従来の加熱型の装置より35%〜45%少ないという、省エネ効果に優れている。

この発明による乾燥装置の構成を示す説明図である。 樹脂ぺレットの乾燥装置における循環空気の流れを示す説明図である。 樹脂ぺレットの乾燥装置における循環空気の流れを示す他の構成の説明図である。 この発明による乾燥装置の殺菌及び集塵を行う装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

1 乾燥室
2 フィルター
2a 粗フィルター
2b 中フィルター
2c 細フィルター
3 冷却器
4 加温器
5 送風ファン
6 除電器
7 アース
8 循環通路
8a 入口
8b 送風口
10 温度センサー
11 ペレット供給口
12 乾燥用テーブル
13 ペレット受箱
14 ベルトコンベア
20 照射装置
21 抵抗材

Claims (8)

1. 乾燥室内の雰囲気を排気又は導入可能に且つ循環させる雰囲気循環手段と、雰囲気循環手段の雰囲気循環入側に設けて雰囲気中の塵等を除去する集塵手段と、雰囲気循環手段内に設けて、雰囲気を冷却・除湿した後に加温する冷却・加温手段と、雰囲気循環手段の雰囲気循環出側に設けて測定した雰囲気中の電荷量を所要の電荷値に制御する雰囲気電荷制御手段とを備えた乾燥装置。
2. 雰囲気は、空気又は窒素ガスあるいは空気と窒素ガスとの混合雰囲気である請求項1に記載の乾燥装置。
3. 雰囲気は、25℃〜50℃の温度である請求項1に記載の乾燥装置。
4. 乾燥室内で被処理材を送風と向流方向に載置移動させるか、あるいは振動、回転又は傾斜を与える載置・移動手段が付加された請求項1に記載の乾燥装置。
5. 乾燥室内壁、雰囲気循環手段内通路壁の一方又は両方に、壁の電荷値を雰囲気と同様値にする壁面電荷制御手段が付加された請求項1に記載の乾燥装置。
6. 雰囲気循環手段内で雰囲気中の雑菌を除去するUV/EB照射手段を備え、前記照射に伴い発生したオゾン等の除去手段とを備える殺菌手段が付加された請求項1に記載の乾燥装置。
7. 乾燥室内の床に、沸点が高く水と相溶性がある有機物を配置て雰囲気中あるいは被処理材により持ち込まれた水分を除去する水分除去手段が付加された請求項1に記載の乾燥装置。
8. 載置・移動手段に、沸点が高く水と相溶性がある有機物を配置て雰囲気中あるいは被処理材により持ち込まれた水分を除去する水分除去手段が付加された請求項4に記載の乾燥装置。

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