JPH029605A - 樹脂材料の圧力スイング式熱風乾燥方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力スイングを利用した新規な熱風式乾燥方
法とこの乾燥方法を実施するために使用される装置に間
する。

〔従来の技術〕

樹脂成形に使用される樹脂材料は、成形機で処理される
前に適度に乾燥させる必要があり、乾燥が不十分であフ
たり、乾燥状態にムラがあると、樹脂成形品の品質を低
下させてしまう。

このため、従来から樹脂材料を収容したホッパーにドラ
イヤーを設け、フロアなどでホッパー下部から熱風を吹
き込んで樹脂材料を乾燥させる、いわゆる熱風式の乾燥
方法が採用されている。

しかしながら、このような従来の熱風式乾燥方法では、
熱風温度を高くしたり、風量を増加させたりすると、樹
脂材料に酸化や黄変などの物性変化などの不具合を生じ
る。また、温度が低い場合には、酸化、黄変などの変化
がある程度防止されるが乾燥に長時閏を要するため、効
率が低下するなどの間３があった。

そこで、乾燥時閉を短縮するために、ホッパー内を減圧
させることによって、ホッパー内部に存在する水蒸気の
分圧を低下させて熱風乾燥する方法も考えられているが
、ホッパー内部を減圧して熱風乾燥する場合は、ガス導
入口より導入された乾燥ガスが一定の短ｗｒ経路を作フ
て排気口に移動するため、樹脂材料に温度ムラを生じて
成形品の品質を低下させるというｍＨを生じている。

また、一般に、樹脂材料を成形機で溶融して成形する樹
脂成形時においては、溶融時に不要なガスが発生しやす
く、このガスをそのまま放置しておくと樹脂材料により
では、光沢が悪くなフたり、表面をザラザラにして、品
質を劣化させたりする。

ところで、このような対策としては、ホッパー下部の成
形機との接続部近辺にベント管などを設けてガスの吸引
排出を行なうものが存在するが、ベント管により樹脂材
料から発生するガス抜きを行なう場合には、ベント管の
吸引作用によってペレットがベント管に入って閉寒させ
るなどの原因を生じている。

［発明が解決しようとする課Ｈ］ 本発明は、上記問題点を解決するために本発明者らの鋭
意検討の結果到達したもので、その第１の目的は、乾燥
ムラがなく、乾燥効率の良い＃Ｉ風風乾乾燥方法、その
乾燥方法を、効果的に実施できる乾燥Ｈ置を提供するこ
とにある。

また、第２の目的は、乾燥ムラが防止され、乾燥効率が
良い上に、樹脂成形時に生じる冑害なガスも効率良く除
去できる熱風式乾燥方法と、その乾燥方法を実施できる
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために提案される本発明は、間違し
た複数の発明を含んでおり、 第１の発明は、樹脂材料を収容したホッパー内に、加熱
された乾燥ガスを導入しながら、この乾燥ガスの導入に
よって生じた排気ガスを上記ホッパーより排出させて、
該ホッパー内に収容した樹脂材料を熱風乾燥させるよう
にした熱Ｍ乾燥方法において、特に、乾燥ガスをホッパ
ー内に導入しながら、上記ホッパー内部を減圧、加圧さ
せる工程を交互に繰り返し行なうようにした点にある。

第２の発明は、乾燥ガスをホッパー内に導入しながら、
ホッパー内部を減圧、加圧する工程を交互に行ない、そ
の減圧工程では、ホッパー内を負圧にしてホッパーの下
部より成形機の内部で発生したガスを吸引排出する一方
、加圧工程では、ホッパー内を正圧にして、乾燥ガスを
ホッパー内に導入するようにしたことを特徴としている
。

第３の発明は、第１の発明を実施する熱風式乾燥装置に
係るもので、ホッパーに設けたガス導入口と排気口をガ
ス供給源に接続して乾燥ガス流通ラインを形成するとと
もに、その乾燥ガス流通ラインには、この乾燥ガス流通
ラインを流通する乾燥ガスかつ／又は排気ガスの風量又
は風圧をＩＩ！１してホッパーの内圧を正、負に制御す
る圧力ｒ１４！Ｉ手段を設けてなり、この乾燥ガス流通
ラインに設けた圧力調整手段を所定のタイミングで切換
１ＩＦＪｌ！Ｆしてホッパー内部を交互に加圧、減圧さ
せるようにして熱風乾燥を行なう構成とされている。

第４の発明は、第２の発明を実施する熱風式乾燥装置に
係るもので、ホッパーは、排気口と、乾燥ガスの導入口
とを設け、成形機の内部で発生したガスを吸引して強制
排出するガス吸引口を下部に設け、成形機の上方に載置
される構成とされており、ガス導入口と排気口をガス供
給源に接続して乾燥ガス流通ラインを形成するとともに
、上記乾燥ガス流通ラインには、この乾燥ガス流通ライ
ンを流通する乾燥ガスかつ／又は排気ガスの風量又は風
圧を切換調整してホッパー〇内圧を正、負に制御する圧
力調整手段を設け、更に上記ガス吸引口はガスの後取り
を行なうガス抜取り制御手段を介してガス吸引源に接続
されてなり、圧力調整手段とガス抜取り制御手段とを所
定のタイミングで制御することによって、上記成形機の
作動時に成形機内部で生じたガスを吸引排出しながら、
上記ホッパー内部を交互に加圧、減圧させて熱風式乾燥
を行なう構成とされている。

以上の特徴を有した本発明方法では、ホッパーの加圧と
減圧が、乾燥ガスのホッパー内への供給量かつ／又は供
給圧あるいは排気ガスのホッパー外への排出量かつ／又
は排出圧を変化させることによって切換制御される構成
（第５の発明）にでき、また、ホッパーを射出成形機な
どの上の載置して使用する場合には、ホッパー内の加圧
と減圧の切換制御を、そのホッパーの載置された成形機
の動作工程に連動して行なわれるような構成（第６の発
明）にできる。

［作用］ 本発明によれば、次のような特異な作用がある。

すなわち、第１の発明では、加熱された乾燥ガスをホッ
パー内に供給しながら、ホッパーの内部を特定のタイミ
ングで交互に加圧、減圧させるので、ホッパーが減圧状
態になった時には、ホッパー内部の水菖気の分圧が低下
して乾燥が迅速に行なわれ、ホッパーが加圧状態になっ
た時には、ホッパー内に導入された加熱乾燥ガスは樹脂
層に拡散して均一温度に加熱するので乾燥ムラを生じる
ことがない。

つまり、第１の本発明では、樹脂材料を収容したホッパ
ー内部が、特定のタイミングで圧力スイングされること
になり、減圧時の欠点とされた乾燥ムラは加圧時に解消
され、加圧時に欠点とされた品質の低下は減圧時に解消
されることになり、これらの結果、乾燥効率が良くて、
乾燥ムラのない理想的な熱風乾燥が実現することになる
。

また、本発明では、ホッパー内部の圧力をスイングさせ
、ホッパー内部に収容された樹脂材料に環境外圧による
ショックを強制的に加えているため、樹脂材料の境膜係
数が大きくなり、効率の高い乾燥が行なわれる。

本発明の効果を確かめるために本発明者らが行なった実
験結果によると、従来の熱風乾燥方法に較べて４倍以上
の時間短縮が確認されきわめて効率の高い熱風乾燥方法
であることが判明した。

第２の発明方法では、熱風乾燥時には、ホッパー下部よ
り成形機の内部において生じたガスの抜取りが同時にな
されるので、成形機の作動時に発生する有害なガスが除
去され、成形品の品質劣化が防止される。

また、ホッパー内部を圧力スイングにより交互に加圧し
、減圧する作用は第１の発明と同じである。

第３の発明では、第１の発明方法が効果的に実施され、
第４の発明では、第２の発明方法が効果的に実施される
。

とくに、第３の発明では、ホッパー内部の圧力スイング
は、ホッパーのガス導入口と排気口とをガス供給源に接
続して形成される乾燥ガス流通ラインに設けた圧力調整
手段を切換制御することによってなされ、この圧力制御
手段では、乾燥ガス。

排気ガスの風量又は風圧を変化させて行なわれる。

更に、第４の発明では、第３の発明に於ける圧力スイン
グの切換制御の他に、圧力抜取り制御手段の制御を加え
てホッパーの下部からの吸引排出を行なうことによ７て
、熱風乾燥時にガスの抜取りも出来る。

第５の発明では、乾燥ガスの供給量や供給圧と、排気ガ
スの排出量や排出圧を制御することによってホッパー内
部を加圧、減圧でき、第６の発明では、ホッパーの圧力
スイングは成形機の動作工程に連動して制御される。

実施例 以下に図面をＩＩ！ｌ！シて、本発明の詳細な説明する
。

第１図は、本発明の第３の発明である熱風式乾燥装置の
基本構成を示すブロック図である。

図において、Ａは樹脂材料（不図示）を収容したホッパ
ーで、その上部には乾燥ガスの導入口ｌ、排気口２を設
けており、導入口ｌは送気管！３１を、排気口２は排気
管路３２を介してガス供給源Ｂ内に設けたリングブロア
ー４に接続され、これらは乾燥ガス流通ライン（Ｄ）を
形成している。

また、リングブロアー４の吐出口には、制御バルブ６を
接続しており、この制御バルブ５と平行に接続した開放
弁１０を閉じ、制御バルブ５を閏いてリングブロアー４
を駆動した時には、乾燥ガスはホッパー入内に圧送され
てホッパー入内は正圧となり、逆に開放バルブｌ０Ｉｔ
間き、制御バルブ６を閉じた時には、乾燥ガスのホッパ
ー入内への供給が停止され、排気ガスの唆引量が増大し
てホッパー入内が負圧になるようになっている。

この実施例では、リングブロアー４の吐出口に設けたパ
ルプ５が、圧力調整手段を構成しているが、ガス供給ｆ
ｉＢに真空ポンプを設けて、乾燥ガスの風量を一定にし
、供給圧を変化させるような構成にしてもよく、更に乾
燥ガス流通ライン（Ｄ）にエジェクターなどを付加して
、ホッパー入内部の圧力を正、負に変化させるようにし
ても良い。

なお、この例では、ガス供給４Ｂより供給された乾燥ガ
スは、ヒータ６によって加熱されに後、導入口ｌよりホ
ッパー入内部に供給され、ホッパー入内の樹脂層を通じ
て樹脂材料を乾燥させた乾燥ガスは、排気口２から排気
管路３２を通じてガス供給ｉ１［Ｂに戻る構成となって
いる。

なお、このような本発明において使用される乾燥ガスは
、通常の樹脂材料に対しては乾燥したエアーが採用され
るが、乾燥加熱時に酸化を嫌う樹脂材料に対しては窒素
ガスなどの不活性ガスが使用される。

次いで、上記構成の本発明１ｍ置を使用した場合におけ
る本発明方法について説明する。

本発明の第１発明の特徴は、乾燥ガスをホッパー内に導
入してホッパー入内に収容されに樹脂材料を熱風乾燥さ
せる時に、ホッパー入内部を加圧。

減圧する工程を繰り返して行なう点にあり、実施例で示
した装置では、加圧工程時には、圧力調整手段を構成す
る制御バルブ５を閏き、減圧時には制御バルブ５を閉じ
ることによってなされる。

また、本発明に於ける加圧、減圧工程は、相互に相対す
る概念として理解されるべきであり、減圧工程は、ホッ
パー入内部の水蒸気の分圧を低下させて乾燥時間を短縮
させる意味合からして、常圧よりも充分に低い圧が得ら
れるようにすることが望ましいが、加圧工程は減圧工程
に較べて、ホッパー入内に導入された乾燥ガスが短絡路
を生じることなく、充分に拡散できるものであればよく
、その概念には常圧を含んでもよい。

第２図は、第４の本発明装置を示したもので、第１図に
示した第２の発明の構成に加えて、ホッパーＡの下部に
は、ガス吸引ロアが設けられ、更にこのガス吸引ロアは
、吸気ライン８によりガス供給［Ｂに接続され、このラ
イン８にはガス抜取り制御手段りを構成する制御バルブ
９が介設されている。また、ホッパーＡは成形機Ｃの上
に直接載置される構成となっている。

このような構成の第４の発明装置では、ホッパーＡの加
圧工程時には、加熱された乾燥ガスをホッパー入内で効
果的に拡散させるために均一温度の加熱が出来、減圧工
程時には、成形機Ｃの内部で発生した冑害なガスの抜き
取りが行なわれる。

ところで、このような装置において重要なことは、ホッ
パー入内部を減圧して、ガスの抜取りを行なう時、ホッ
パー入内に滞留した加熱乾燥ガスを不要に吸引放出して
放熱させないことであり、実際の装置ではこの点を考慮
して、ホッパーＡの減圧時の圧力値が設定される。

第３図は、上記第２図に示した第４発明の乾燥装置をよ
り具体的にしたブロック図である。

本実施例では乾燥ガスとして、空気を使用している。

図において、Ａはホッパー本体で、外Ｒ１Ｂの内部に内
壁１７を設けて２重壁構造になっており、ホッパーＡの
コーン状の底部（下部）と本体部とは隔！ｔ１８により
分離されている。

このホッパーＡの上部側壁には、乾燥ガスの導入口１１
ａと排気口１１ｂが設けられ、さらに上部には樹脂材料
３０・・・を投入するための“材料投入口１２を設け、
下部には収容した樹脂材料３０拳・・を排出する排出口
１９を設けている。

乾燥ガスの導入口１１ａは、ヒータ１５を内蔵した導入
管１４に連なり、この導入管１４の他端間口はホッパー
入内のほぼ底部に至っている。

ヒータ１５は、乾燥ガス導入口１１ａより導入された、
乾燥空気を高温に加熱する。

排気口１１ｂは、乾燥ガス導入口１１ａより圧送され、
ヒータ１５で加熱された乾燥ガスが、ホッパーＡの樹脂
材料を通じて生じる排気ガスを排出するものであり、排
気管路２８に接続されている。

なお、１３はホッパーＡが成形機（第２１！Ｉｌｔ照）
の上に載置された場合に、成形機の内部で発生するガス
を吸引排出するためホッパーＡの下部に設けたガス吸引
口であり、この実施例では、上記した隔壁１８により、
排気ガスと成形機の内部で生じたガスとが混じり合わな
いようにしている。

排気口１１ｂは排気管１２１を介してブロア２２の吸引
口に接続されており、この排気管路２１の途中には、圧
力計２９．排気ガスに含まれた塵埃を取り除くフィルタ
２３、排気ガスを冷却する熱交換器２４が設けられてお
り、他方の乾燥ガス導入口１１ａは、送気管ｇ１２７を
介してブロワ２２の吐出口に接続され、その送気管路２
７の途中には減圧調整バルブ２５を設けており、減圧調
整バルブ２５は、一端が大気に開放される別のバルブ２
３と並列してブロア２２の吐出口に接続されるようにし
ている。

そして、ホッパーＡの下部に設けたガス嘘引口１３は、
別の吸気管ｇｌ１２８を通じてブロワ２２の吸引口に接
続されている。

なお、２１’はブロワ２２の吸引口と吐出口閏には設け
たバイパスバルブ２１であり、ホッパーへの内部に圧送
する空気速度を調整している。

これらのバイパスバルブ２１．　　大気放出バルブ２３
及び減圧調整パルプ２５はコントローラ（不図示）によ
って制御されており、ホッパーＡの加圧工程時には、大
気放出バルブ２３を閉じ、減圧調整バルブ２５を問いて
、ブロワ２２からの圧送空気を送気管路２７を通じて導
入口１１ａよりホッパー入内部に送給するが、圧送空気
は、途中のヒータ１５によって加熱され、加熱ガス導入
管１４０間口より、図の破線で示すような経路でホッパ
ー入内に収容された樹脂材料３０・・・を乾燥させて、
排気ガスとなって、排気口１１ｂより排出されていく、
この場合、本発明では、ホッパーＡの内部は加圧状態に
されるので、ホッパー入内に導入された加熱ガスは広範
囲に拡散して、樹脂層を均一に加熱出来ることになる。

一方、減圧工程時には大気放出バルブ２３を開放し、減
圧調整バルブ２５を絞る。

この結果、ホッパー入内の水Ｍ気の分圧は低下し、乾燥
効率が増大するとともに、ガス吸引口１３は吸引動作を
開始して、成形＊＜不図示）の内部で発生したガスをホ
ッパＡの外壁１６．内壁１７゜隔壁１８で囲まれた隔室
２０を通じて排出することになる。

このように、本発明によればホッパー内の加圧減圧を交
互に繰り返して、圧力スイングさせ石ことにより、ガス
抜きが充分行えると同時に、効率の高い乾燥が容易に実
施可能となり、均一に乾燥された樹脂材料が提供ｉ’ｉ
Ｔ能となる。

尚、上記実施例では、ブロワを使用することによってホ
・ソバ−の圧力スイングを行なっているが、このような
ものに限らず、例えばダイヤフラムを用いた真空ポンプ
、コンプレッサ、あるいは空スエジェクタなどを用いて
ホッパーの内部を加圧。

減圧制御するようにしてもよいことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、乾燥ガスをホッパー内に導入しながら
、ホッパー内部を加圧、減圧状態に交互に圧力スイング
させることにより、乾燥ムラがなく、乾燥効率の著しく
改善された熱風式乾燥が実現できる。

また、ホッパー内部を減圧させた時に、ホッパー下部に
設けたガス吸引口よりガスを吸引させるようにした発明
では、乾燥ムラがなく、乾ｆ＆効率の著しく改善された
乾燥と同時に有害なガスを効果的に除去できるので、樹
脂成形品の品質を良好に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の熱風式乾燥装置の基本構成を示すブ
ロック図、第２１ｔＭは本発明の別の熱風式乾燥装置の
基本的な構成を示すブロック図、第３因は第２１ＦＴに
示した＃１風式乾燥装置の更に具体的な構成図である。 （符号の説明） 八φφ・ホッパー Ｂ・・・ガス供給源 Ｃ・・・成形機 Ｄ・・・乾燥ガス流通路 ５．２５・・・圧力調整手段 ９・・・ガス抜取り手段 ６、１３・・・ガス吸引口 １、ｌｌａ・・・乾燥ガスの導入口 ２、ｌｌｂ・・・排気口 ３０・・・樹脂材料 第３図 特許出願人　株式会社　松井製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）樹脂材料を収容したホッパー内に、加熱された乾燥
   ガスを導入しながら、この乾燥ガスをホッパー内の樹脂
   層を通じて生じた排気ガスを上記ホッパー内より排出さ
   せて、該ホッパー内に収容した樹脂材料を熱風乾燥させ
   るようにした樹脂材料の熱風乾燥方法において、 上記乾燥ガスをホッパー内に導入しながら、上記ホッパ
   ー内部を減圧、加圧させる工程を交互に繰り返し行なう
   ようにしたことを特徴とする樹脂材料の圧力スイング式
   熱風式乾燥方法。 ２）成形機の上方に載置されるようにした、樹脂材料を
   収容したホッパー内に、加熱された乾燥ガスをホッパー
   内の樹脂層を通じながら生じた排気ガスを上記ホッパー
   内より排出させて、上記ホッパー内に収容した樹脂材料
   を熱風乾燥させるようにした樹脂材料の熱風乾燥方法に
   おいて、 上記乾燥ガスを導入しながら、上記ホッパー内部を減圧
   、加圧する工程を交互に行ない、その減圧工程では、上
   記ホッパー内を負圧にして上記ホッパーの下部より成形
   機の内部で発生したガスを吸引排出する一方、 加圧工程では、上記ホッパー内を正圧にして、上記乾燥
   ガスをホッパー内に導入するようにしたことを特徴とす
   る樹脂材料の圧力スイング式熱風乾燥方法。 ３）乾燥させるべき樹脂材料を収容し、かつ排気口と、
   乾燥ガスの導入口とを設けたホッパーを備えた樹脂材料
   の熱風式乾燥装置において、 上記ガス導入口と排気口をガス供給源に接続して乾燥ガ
   ス流通ラインを形成するとともに、上記乾燥ガス流通ラ
   インには、この乾燥ガス流通ラインを流通する乾燥ガス
   かつ／又は排気ガスの風量又は風圧を調整して上記ホッ
   パーの内部を正、負圧に制御する圧力調整手段を設けて
   なり、 上記乾燥ガス流通ラインに設けた圧力調整手段を所定の
   タイミングで切換制御してホッパー内部を交互に加圧、
   減圧させるようにした圧力スイング式熱風乾燥載置。 ４）乾燥させるべき樹脂材料を収容し、かつ排気口と、
   乾燥ガスの導入口とをその上部に設け、成形機の内部で
   発生したガスを吸引して強制排出するガス吸引口を下部
   に設けるとともに、成形機の上方に載置されるようにし
   たホッパーを備えた樹脂材料の熱風式乾燥装置において
   、 上記ガス導入口と排気口をガス供給源に接続して乾燥ガ
   ス流通ラインを形成するとともに、上記乾燥ガス流通ラ
   インには、この乾燥ガス流通ラインを流通する乾燥ガス
   かつ／又は排気ガスの風量又は風圧を調整してホッパー
   の内部を正、負圧に制御する圧力調整手段を設けるとと
   もに、上記ガス吸引口はガスの抜取りを行なうガス抜取
   り制御手段を介してガス吸引源に接続されており、上記
   圧力調整手段とガス抜取り制御手段とを所定のタイミン
   グで制御することによって、上記成形機の作動時に成形
   機内部で生じたガスを抜取りながら、上記ホッパー内部
   を交互に加圧、減圧させて熱風式乾燥を行なうようにし
   た熱風式乾燥装置。 ５）上記ホッパーの加圧と減圧が、乾燥ガスのホッパー
   内への供給量かつ／又は供給圧あるいは排気ガスのホッ
   パー外への排出量かつ／又は排出圧を変化させることに
   よって切換制御される構成とした請求項１または２に記
   載の圧力スイング式熱風乾燥方法。 ６）上記加圧と減圧の切換制御が、上記ホッパーが載置
   された成形機の動作工程に連動して行なわれるようにし
   た請求項２に記載の熱風式乾燥装置。