JP3052082B1

JP3052082B1 - 粒状プラスチック材料の乾燥方法およびその装置

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Publication number: JP3052082B1
Application number: JP11067228A
Authority: JP
Inventors: 重嗣中村
Original assignee: 中村科学工業株式会社
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: JP2000263549A

Abstract

【要約】【課題】設備費が安く、熱効率に優れた樹脂ペレット
の乾燥方法およびその装置【解決手段】ホッパドライヤ82の上部に設けられた投
入口からペレット80を投入し、ホッパドライヤ内に大気
を所望の温度に加熱した循環ガスを循環することにより
ペレットを乾燥し、所望の水分量に乾燥されたペレット
をホッパドライヤの下部に設けた排出口84から排出しプ
ラスチック成形機へ供給するペレットの乾燥方法におい
て、ホッパドライヤ内を循環する循環ガス中に窒素ガス
を注入し循環ガスと共に加熱してホッパドライヤ中に吹
き込み、窒素発生器100からの窒素104の混入しホッパド
ライヤ中の余剰の循環ガスを排気する。窒素の混入によ
り加熱乾燥用の熱風中には空気が次第に稀薄となるた
め、水分が蓄積されることがなく、また窒素ガスそのも
のが水分を殆ど含有しないため、従来方法と比較して何
等の遜色なくペレットを乾燥することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック材料、
特にペレット状または粒状のプラスチック材料の乾燥方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックは吸湿性があるので、大気
中に放置すると大気の温湿度により、０．数％から数％
の水分を含有する。プラスチック成形機に供給されるプ
ラスチック原料は通常ペレット状、すなわち粒状プッラ
スチック材料（以下単にペレットと称する。）として供
給されるが、このペレットに規定以上の水分が含有され
ていると、加水分解を起こし、樹脂が劣化し、成形品の
強度および靭性が劣化する。また、溶融樹脂の流動性が
過剰化し、そのため金型内で過剰充填が起こり、バリの
発生や形状不良等の問題が発生する。

【０００３】そこで、プラスチック成形機に供給される
プラスチック原料は、ホッパドライヤと称されるペレッ
ト乾燥装置を用い、プラスチック原料の含有する水分を
所定の含有量まで乾燥する必要がある。例えば、包装さ
れた状態のナイロン６６の場合、開封時には０．１％程
度であるが、開封して大気中に３〜４時間放置すると、
通常大気中の水分を吸収し、水分量は０．３〜０．５％
になってしまう。そのため、プラスチック成形機へ供給
するためには、水分率を０．１％以下に乾燥しなければ
ならない。

【０００４】従来用いられているペレットの乾燥装置の
基本的な構造は、粒状プラスチックを充填したホッパド
ライヤに乾熱空気を送風し、ホッパドライヤの上端に取
り付けられた原料投入口から投入されたペレットが、ホ
ッパドライヤの内部の空間をゆっくり降下してホッパド
ライヤ下端の原料排出口から排出される間に、所定の水
分率まで乾燥するものである。

【０００５】例えば、図３に示した「ドライバース」と
称されるペレットの乾燥装置の概略図について説明する
と、空気取入れ口５０から取入れた外気は、乾燥効率を
改善するため、プレクーラ５２により、１５℃まで冷却
される。冷却された空気は送気回路４０ａによりロータ
リ式除湿器５４の除湿部５４ａを通過する間に含有する
水分が除去され送気ブロワ５６の吸気側に接続される。
送気ブロワ５６からの吐出された冷却空気は送気加熱用
ヒータ６２により加熱されホッパドライヤ６４に吹き込
まれる。

【０００６】このロータリ式除湿器５４は除湿剤が充填
され、図４の断面図に示すように、円筒状であって、軸
心を中心とし除湿部５４ａ、冷却部５４ｂおよび加熱部
５４ｃに分割され、矢印方向に回転するようになってい
る。図４の断面図において、除湿部５４ａには、前段で
説明したように、送気回路４０ａからの冷却空気が背面
から手前に向けて通過し、冷却空気が除湿される。

【０００７】一方、送気回路４０ａから分岐した冷却回
路４０ｂからの冷却空気は、冷却部５４ｂを、図４の断
面図において、背面から手前に向けて通過し、除湿剤再
生用ヒータ５８に接続されている。除湿剤再生用ヒータ
５８に流入した冷却空気は、加熱され除湿用加熱空気と
して、加熱再生回路４０ｃにより、再生部５４ｃへ送ら
れる。再生部５４ｃを図４において手前から背面に向け
て通過する。その間に除湿剤は加熱による再生が行われ
る。再生部５４ｃからの排気は排気ブロワ６０により大
気中に放散される。

【０００８】このロータリ式除湿器５４の作動を説明す
ると、図４の断面図に示すように、ロータリ式除湿器５
４は、矢印方向に回転するので、除湿機能の低下した除
湿剤は加熱再生部５４ｃにおいて、加熱空気により吸収
した水分を追い出すことによって除湿性が再生され、続
いて冷却部５４ｂにおいて冷却され、除湿部５４ａにお
いて除湿剤として機能を発揮するようになっている。

【０００９】また、特公平２−４２０４４号公報のホッ
パードライヤーの発明においては、ホッパー状の乾燥筒
２６に連接される加熱筒２２の一端を乾燥筒に接続し、
さらに加熱筒の他端と乾燥筒の間に送風ブロワー２９を
設けたホッパードライヤーに、ホッパドライヤを環流す
る加熱空気循環回路とは別に、再生式除湿装置３０を設
け、吸入した圧縮空気により除湿剤の吸着水の除去再生
を行うと共に、除湿空気を生成し、これをホッパドライ
ヤを環流する加熱空気回路に注入するものである。

【００１０】すなわち、この発明の再生式除湿装置３０
は、除湿剤を充填した同一構造の２本の除湿筒１１およ
び１２を備え、それぞれの除湿筒には吸排気口１４およ
び１５が取り付けられている。左右２個の吸排気口１４
は、３方弁１６を介して圧縮空気吸入口１７と排気口１
８に連結されており、もう一方の左右２個の吸排気口１
５は、一方向弁２０とオリフィス１９を介して、熱交換
チューブ２１およびヒータ２４に連通するノズル２３へ
除湿空気を送気する管路に接続されている。

【００１１】圧縮空気吸気口１７から吸入された圧縮空
気は、三方弁１６を切り替えることにより、いずれか一
方の除湿筒、例えば図３に示すように除湿筒１１に吸気
口１４を介して進入し、除湿筒１１で除湿された空気
は、一方向弁２０の流出方向が閉鎖されるので、排気口
１５からオリフィス１９を介して熱交換チューブ２１へ
供給される。

【００１２】一方、除湿筒１２の一方向弁２０は、除湿
筒１１からの除湿空気が熱交換チューブ２１の管路へ流
れることにより、流入側が閉塞されオリフィス１９を介
して除湿空気の一部が除湿筒１２内へ流入する。除湿筒
１２へ流入した乾燥空気は除湿剤１３内を流下する間に
除湿機能を回復させる。除湿筒１２で除湿に使用された
湿潤空気は排気口１４から三方弁１６を介して排気口１
８から大気中に排気される。

【００１３】また、真空乾燥法においては、図５に示す
ように、真空容器６６の中にペレット６８を入れ、真空
ポンプ７０を用いて真空容器６６内を０．１Ｔｏｏｒ程
度の真空に保ち、加熱槽７２内で所定の温度に加熱して
プラスチック材料６８に含有される水分率を低下するも
のである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記第一の方法では、
装置が複雑であると共に、設備費が高くつき、またホッ
パドライヤ６４からの排気は直接大気中に放散される。
また、再生部５４ｂからの排気は排気ブロワ６０により
大気中に放散されるため、熱効率が低く、熱気が直接大
気中に放散されるので、作業環境上好ましくない。

【００１５】また、特公平２−４２０４４号公報の発明
では、除湿剤を充填した同一構造の２本の除湿筒１１お
よび１２を備え、いずれか一方の除湿筒を循環空気の除
湿に使用する間に、もう一方の除湿筒は除湿剤の吸着水
の除去再生を行い、除湿筒を交互に使用するものである
ため、除湿筒の切替当初は除湿能力は高いが、時間と共
に除湿能力が漸次低下するという欠点がある。そのた
め、除湿能力は時間軸に対して鋸歯状になり、ペレット
の除湿が均一にならないという不都合がある。また、第
３の方法では、バッチ式であって、プラスチック成形機
に取り付けて連続的にペレットを連続的に供給するのに
は不向きである。

【００１６】本発明は、従来のペレットの乾燥装置の前
記のごとき問題点を解決すべくなされたものであって、
設備費が安く、作業環境に優れ、かつ熱効率に優れたペ
レットの乾燥方法およびその装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は熱効率を改
善するために、ホッパドライヤに吹き込んだ乾燥用空気
を再びホッパドライヤに循環することを着想した。そし
て、ペレットの加熱乾燥媒体として、空気を使用すると
きには、ペレットに含まれる水分は加熱空気に吸収され
るものの、空気は温度によって水分含有率に限度があ
り、ホッパドライヤを循環する加熱空気を除湿剤を通し
て除湿するか、あるいは別途に除湿空気を補給する必要
のあることに鑑み、循環する加熱媒体として空気以外の
ガス体について鋭意研究を重ねた結果、ホッパドライヤ
を循環する加熱空気に窒素を混入すると、加熱空気を除
湿することなく、あるいは除湿空気を補給することな
く、ペレットを乾燥できることを新たに見出して本発明
を完成した。

【００１８】本発明の請求項１のペレットの乾燥方法
は、ホッパドライヤの上部に設けられた投入口からペレ
ットを投入し、前記ホッパドライヤの内部空間にペレッ
トを所定の時間滞留させ、前記ホッパドライヤ内に大気
を所望の温度に加熱した循環ガスを循環することにより
ペレットを乾燥し、所望の水分量に乾燥されたペレット
を前記ホッパドライヤの下部に設けた排出口から排出し
プラスチック成形機へ供給するペレットの乾燥方法にお
いて、前記ホッパドライヤ内を循環する循環ガス中に窒
素ガスを注入し前記循環ガスと共に加熱して前記ホッパ
ドライヤ中に吹き込み、窒素ガスの混入により余剰とな
った前記循環ガスの一部をホッパドライヤから排気する
ことを特徴とする。

【００１９】また、本発明の請求項２のペレットの乾燥
装置は、上部にペレットの流入口を設け内部空間にペレ
ットを滞留させ下部にペレットの排出口を設けたホッパ
ドライヤと、送気側と前記ホッパドライヤとの間に送気
を加熱するヒータを介在させ熱風を前記ホッパドライヤ
へ送風する送風機と、圧縮空気を取入れ該空気中の酸素
等を分離し窒素を生成し該窒素を前記送風機の送気側に
注入する窒素発生器と、前記ホッパドライヤからの排気
を前記送風機の吸気側に循環する熱風循環回路と、前記
窒素発生器からの窒素の混入により前記ホッパドライヤ
中の余剰の循環ガスを排気する循環気排気口とからなる
ことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の請求項１に記載のペレットの乾燥方法
は、ホッパドライヤ中に充填したペレットに乾燥用の加
熱空気を循環させるペレットの乾燥方法において、窒素
発生器により作られた窒素ガスをホッパドライヤを循環
する加熱空気中に連続的に混入する。窒素は本来水分の
含有率が通常空気に比較して極めて低く、非常に乾燥し
ているので、高度な乾燥が行える。また、窒素の混入に
より、酸素分が殆どないため、プラスチック材料の酸化
が防止される。一方、窒素ガスの混入により過剰となっ
た加熱ガスは、ホッパドライヤに設けた排気口から水分
と共に排出される。

【００２１】本発明の請求項２に記載のペレットの乾燥
装置は、上部にペレットの流入口を設け内部空間にペレ
ットを滞留させ下部にペレットの排出口を設けたホッパ
ドライヤにより、ペレットが充分に乾燥が完了するまで
保持することができると共に、連続的に乾燥したペレッ
トを成形機に供給することができる。

【００２２】また、送風機は送気側とホッパドライヤと
の間に送気を加熱するヒータを介在させたので、熱風を
ホッパドライヤへ送風することができる。さらに、窒素
発生器は圧縮空気を取入れ該空気中の酸素等を分離し窒
素を生成し前記ホッパドライヤからの排気を前記送風機
の吸気側に循環する回路に接続したので、ペレット中を
循環する加熱乾燥気中に窒素を混入することができる。

【００２３】また、ホッパドライヤには、前記窒素発生
器からの窒素の混入により前記ホッパドライヤ中の余剰
の循環ガスを排気する循環気排気口を設けたので、窒素
ガスの混入により過剰となった循環空気は水分と共に大
気中に排出される。以上のように構成された結果、窒素
の混入により加熱乾燥用の熱風中には空気が次第稀薄と
なるため、水分が蓄積されることがなく、除湿装置や除
湿空気の補充等が全く必要がない。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を以下
図面に従って説明する。図１は本発明の一実施の形態の
概略配置図である。未乾燥のペレット８０を収容するホ
ッパドライヤ８２の上部は円筒状で下部は円錐状に絞ら
れており、上部には図示しないがペレットの投入口があ
り、下端部はペレットの排出口８４が設けられている。
また、ホッパドライヤ８２の内部には上面から進入し、
中心部で下方に垂下し、先端部が円錐状に拡大され、か
つ全面に噴出口を設けた熱風注入管９６が配置されてい
る。

【００２５】送風機８８の送風側は、循環空気加熱用ヒ
ータ９０を介して送風管８６の一端に接続されており、
この送風管８６の先端は、熱風注入管９６の上端に接続
されている。この循環空気加熱用ヒータ９０は、図示し
ない温度調節計により送風温度が制御されている。ホッ
パドライヤ８２の上面には循環回路９２ａの一端が接続
され他の一端は循環フィルタ９４に接続されており、ホ
ッパドライヤ８２からの排出される循環ガスは循環フィ
ルタ９４に流入する。

【００２６】循環フィルタ９４で浄化された循環ガスの
大部分は出口９５ａから循環回路９２ｂにより、送風機
８８の吸気側へ循環する。また、窒素発生器１００は圧
縮空気入口１０２から空気を取り込み窒素（純度９８
％）を発生し、窒素供給回路１０４を介して送風機８８
の送気側に接続されるので、循環フィルタ９４のもう一
方の出口９５ｂからは、窒素ガスの注入により過剰とな
った循環ガスが排出される。なお、出口９５ｂからの循
環過剰ガスは、過剰ガス回路９７により、ホッパドライ
ヤ８２の排出口８４に送られ、必要に応じてペレット８
０のキャリヤガスとして用いられる。

【００２７】次に、本発明装置を用いて除湿試験を行っ
た。ペレットにはナイロン６６「アミラン」（登録商
標：東レ製）を用いた。また、本発明装置のホッパドラ
イヤ８２の容量は６０ｌとし、その他のダクトおよびヒ
ータ等の容量は２０ｌであった。循環風量は１．６ｌ／
ｍ³で、ホッパドライヤ８２への熱風吹込み温度は８０
℃とした。なお、ホッパドライヤからの排出温度は７０
℃であった。

【００２８】窒素ガスの添加量は、９０ｌ／ｍｉｎ、４
５ｌ／ｍｉｎ、２０ｌ／ｍｉｎの３種類について行い、
ペレットのホッパドライヤ８２内での滞留時間は約３時
間になるように排出口８４から取り出し、一時間毎に水
分量を測定し、残余の排出材料は上部の投入口から再度
ホッパドライヤ８２へ戻した。

【００２９】なお、比較のために「ドライバース」およ
び「真空乾燥法」についても同様の条件で除湿試験を行
った。除湿試験の試験条件は表１に、得られた除湿試験
の処理時間と水分率の測定結果は表２に示すとおりであ
り、図２はこれを水分率と処理時間の関係線図として示
した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表２および図２から明らかなように、本発
明例１〜３は従来法である真空乾燥あるいはドライバー
スに比較して、ペレットの含水率は処理時間に対応して
低減されており、従来方法と比較し何ら遜色なく、成形
前のプラスチック水分率の３時間の処理で０．１％以下
にするという水分率の目標値を充分に達成することがで
きることが確認された。

【００３３】

【発明の効果】本発明のペレットの乾燥方法およびその
装置の発明は、ホッパドライヤの上部に設けられた投入
口からペレットを投入し、前記ホッパドライヤの内部空
間にペレットを所定の時間滞留させ、前記ホッパドライ
ヤ内に大気を所望の温度に加熱した循環ガスを循環する
ことによりペレットを乾燥し、所望の水分量に乾燥され
たペレットを前記ホッパドライヤの下部に設けた排出口
から排出しプラスチック成形機へ供給するペレットの乾
燥方法において、前記ホッパドライヤ内を循環する循環
ガス中に窒素ガスを注入し前記循環ガスと共に加熱して
前記ホッパドライヤ中に吹き込み、前記窒素発生器から
の窒素の混入により前記ホッパドライヤ中の余剰の循環
ガスを排気する循環気排気口を設けたので、窒素ガスの
混入により過剰となった循環空気は水分と共に大気中に
排出される。以上のように構成された結果、窒素の混入
により加熱乾燥用の熱風中には空気が次第稀薄となるた
め、水分が蓄積されることがなく、また窒素ガスそのも
のが水分を殆ど含有しないため、除湿装置や除湿空気の
補充等が全く必要がなく、従来方法と比較して何等の遜
色なくペレットを乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概略配置図である。

【図２】本発明方法および従来例の水分率と処理時間の
関係線図である。

【図３】「ドライバース」と称される従来の樹脂ペレッ
トの乾燥装置の概略配置図である。

【図４】前記図３で用いられるロータリー除湿器のＡ−
Ａ線における断面図である。

【図５】真空乾燥装置の概略配置図である。

【符号の説明】

４０ａ・・・送気回路、４０ｂ・・・冷却回路、４０ｃ
・・・再生回路、５０・・・空気取入れ口、５２・・・
プレクーラ、５４・・・ロータリ式除湿器、５４ａ・・
・除湿部、５４ｂ・・・冷却部、５４ｃ・・・再生部、
５６・・・送風機、５８・・・再生用ヒータ、６０・・
・排気ブロワ、６２・・・送気加熱用ヒータ、６４・・
・ホッパドライヤ、６６・・・真空容器、６８・・・ペ
レット、７０・・・真空ポンプ、７２・・・加熱槽、８
０・・・ペレット、８２・・・ホッパドライヤ、８４・
・・排出口、８６・・・送風管、８８・・・送風機、９
０・・・ヒータ、９２ａ及び９２ｂ・・・循環回路、９
４・・・循環ガス用フィルタ、９５ａ・・・循環ガス出
口、９５ｂ・・・過剰ガス出口、９７・・・過剰ガス排
出回路、１００・・・窒素発生器、１０２・・・圧縮空
気取入れ口、１０４・・・窒素供給回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29B 13/06 F26B 17/00 - 17/34 F26B 21/00 - 21/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ホッパドライヤの上部に設けられた投入
口から粒状プラスチック材料を投入し、前記ホッパドラ
イヤの内部空間に粒状プラスチック材料を所定の時間滞
留させ、前記ホッパドライヤ内に大気を所望の温度に加
熱した循環ガスを循環することにより粒状プラスチック
材料を乾燥し、所望の水分量に乾燥された粒状プラスチ
ック材料を前記ホッパドライヤの下部に設けた排出口か
ら排出しプラスチック成形機へ供給する粒状プラスチッ
ク材料の乾燥方法において、前記ホッパドライヤ内を循環する循環ガス中に窒素ガス
を注入し前記循環ガスと共に加熱して前記ホッパドライ
ヤ中に吹き込み、窒素ガスの混入により余剰となった前
記循環ガスの一部をホッパドライヤまたはホッパドライ
ヤからの循環ガス経路から排気することを特徴とする粒
状プラスチック材料の乾燥方法。
【請求項２】上部に粒状プラスチック材料の流入口を
設け内部空間に粒状プラスチック材料を滞留させ下部に
粒状プラスチック材料の排出口を設けたホッパドライヤ
と、送気側と前記ホッパドライヤとの間に送気を加熱す
るヒータを介在させ熱風を前記ホッパドライヤへ送風す
ると共に前記ホッパドライヤからの循環ガスを吸気する
送風機と、圧縮空気を取入れ該空気中の酸素等を分離し
窒素を生成し該窒素を前記送風機の送気側に注入する窒
素発生器と、前記ホッパドライヤからの循環ガスを前記
送風機の吸気側に循環する熱風循環回路と、前記ホッパ
ドライヤまたは前記熱風循環回路に取付けられ前記窒素
発生器からの窒素の混入により前記循環ガス中の余剰と
なった循環ガスを排気する循環ガス排気口とからなるこ
とを特徴とする粒状プラスチック材料の乾燥装置。