JPH04194586A

JPH04194586A - 熱風乾燥装置

Info

Publication number: JPH04194586A
Application number: JP2320960A
Authority: JP
Inventors: Takuo Yamamoto; 卓生山本; Kenji Fujimoto; 賢治藤本; Shinji Mehaku; 真二目伯
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-14
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JP2607179B2

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〕この発明は、ガス分離用中空糸膜からなるスダレ状中空
糸束エレメントが気体乾燥室内に内蔵されている除湿器
（ａ）、及び、ヒーターとファンとが備えられた樹脂乾
燥室を有する加熱乾燥器（ｂ）か有機的に連結されてい
る熱風乾燥装置に係わるものであり、この熱風乾燥装置
は、樹脂ペレット等を効率的に乾燥することに好適に使
用できる。

〔従来技術の説明〕

寸法及び形状の精度が高い成形物を得る成形法である精
密成形においては、原料のプラスチックスのチップ（ベ
レット）中の含水率か成形物の物性、寸法、形状などに
大きく影響することが知られている。

例えば、ポリカーボネートの精密成形においては、原料
のポリカーボネートを０．０２重量％以下の含水率にす
る必要かあり、射出成形、押出成形などの成形前にポリ
カーボネート樹脂の充分な乾燥を行う必要がある。

従来、熱風乾燥機、真空乾燥機を用いて前述のプラスチ
ックス樹脂の乾燥を行っていたか、その公知の乾燥法に
おける水分は、水分の除去効率か悪いために、目的の低
い含水率にするためには長時間を必要としており、工業
的に満足すべきものではなかった。

最近、ヒーターにより加熱された熱風をプラスチックス
樹脂のペレットと接触させて、その被乾燥物を加熱し、
水分を蒸発して除去する除湿方式である熱風乾燥装置が
開発されている。

しかし、前記の除湿方式の熱風乾燥装置において発生し
たｒ水分を含有する高湿度・高温気体１から水分を除去
する際には、はとんど吸湿剤が使用されているけれども
、その吸湿剤は寿命か極めて短く、安定な除湿を長期間
行うことができず、吸湿剤の再生を度々行う必要かある
という問題かあった。

また、前記の高湿度・高温気体は冷凍機で冷却して水分
を結露させて除去する除湿方法も用いられているか、こ
の場合には、複雑な装置及び付属装置が必要であり、さ
らに、熱風の冷却及び熱風の発生のための再加熱に多量
のエネルギーを必要とする欠点があった。

一方、特開昭５６−２８０２号公報には、スダレ状の中
空系束エレメントが開示されているか、その中空糸束エ
レメントは、液分離に使用されるものであった。

〔解決しようとする問題点〕

この発明は、成形用樹脂の除湿を低エネルギーで容易に
行うことができる、簡単な構造の熱風乾燥装置を提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は、減圧装置と連結している減圧室が気体乾燥
室の側面に設けられており、気体乾燥室の湿潤気体供給
口と乾燥気体排出口との間にはガス分離用のスダレ状中
空糸束エレメントがその気体流路に対して直角に内設さ
れており、さらに、前記減圧室と前記中空糸束エレメン
トの各中空糸の内部とが連結されている除湿器（ａ）、
ヒーター及びファンが設けられている樹脂乾燥室、湿潤
気体取出口及び乾燥気体吸入口を備えている加熱乾燥器
（ｂ）、並びに、前記除湿器（ａｌの湿潤気体供給口と加熱乾燥器ｆｂ）
の湿潤気体取出口とを連結する湿潤気体用導管（ｃ）、
及び、前記除湿器（ａ）の乾燥気体の排出口と加熱乾燥
器（ｂ）の乾燥気体の吸入口とを連結する乾燥気体用導
管（ｄ）からなることを特徴とする熱風乾燥装置に関す
る。

以下、この発明の各要件について、図面も参照にして、
さらに詳しく説明する。

第１図は、この発明の熱風乾燥装置の一例を示す断面図
である。

第２〜４図は、この発明の熱風乾燥装置に使用するスダ
レ状中空糸束エレメントの製造過程での中間構造を説明
する斜視図であり、第４図は、前記の中空糸束エレメン
トの一例を示す斜視図である。

この発明の熱風乾燥装置は、第１図に示すように、主と
して、真空ポンプなどの減圧装置１０と連結している減
圧室１１を側部に有すると共に、スダレ状中空糸束エレ
メント１２を多段に内蔵している気体乾燥室１３を有す
る除湿器体）、及び、ヒーター２０及びファン２１か設
けられている樹脂乾燥室２２を有する加熱乾燥器（ｂ）
からなり、そして、両者が湿潤気体用導管（ｃ）及び乾
燥気体用導管（ｄｌで有機的に連結されているものであ
る。

前記の除湿器（ａ）は、第１図に示すように、真空ポン
プなとの減圧装置ＩＯと連結している減圧室１１が気体
乾燥室１２の側面に設けられており、気体乾燥室１２の
湿潤気体供給口１４と乾燥気体排出口１５との間には、
ガス分離用のスダレ状中空糸束エレメント１２がその被
処理気体流路に対して直角にして、好ましくは多段（特
に５〜２０段）、内設されており、さらに、前記減圧室
１１と前記中空糸束エレメント１２の各中空糸の内部（
各中空糸の端部の開口部）とが連結されていて各中空糸
内が減圧されるものである。

前記の減圧室１１１よ、前記の減圧装置１０（′こよっ
て、約５〜２００　ｔｏｒｒ、特に１０〜５０ｔｏｒｒ
程度に減圧されうることが好ましい。

前記の除湿器（ａ）においては、前記湿潤気体供給口１
４と乾燥気体排出口１５との間の差圧か、約０．０１〜
０゜５気圧、特に０．Ｏ１〜０．２気圧程度となるよう
に、スダレ状中空糸束エレメントを、気体乾燥室１３内
に、約５〜２０段の範囲内で、平行に配置することが好
ましい。

前記の除湿器（ａ）は、第１図に示されていないか、例
えば、減圧装置１０と連結した２つ減圧室１１が気体乾
燥室１３の２つの側部（側面）に形成されていて、その
気体乾燥室１２の内部に、隣同士の中空糸束エレメント
がその各中空糸の方向を互いに交差するように、約５〜
１５段の多段に平行に配置されていてもよい。

前記の中空糸束エレメントは、第２図に示すように、例
えば、両側に一対の支持部材１．１′を有すると共にそ
の一対の支持部材の各両端部を互いに連結する一対の棒
状体２．２′　とがらなる方形の枠体３が使用されてお
り、第５図に示すように、その枠体３の棒状体２．２″
上に、Ｕ字型のガス分離用の中空糸２が多数配列されて
スダレ状の糸束を形成していて、該糸束か各中空糸の端
部を開口状態で樹脂板５によって結束・固着されている
ものか好ましい。

前記の枠体は、支持部材および棒状体か、アルミニウム
、真鍮、鉄（ステンレス）等の金属材料、あるいは、セ
ラミック、カーボン等の無機材料、又は、ベークライト
、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリスチレン、ポリイミ
ド等の耐熱性の有機高分子材料で形成されていることが
好ましい。

前記枠体において、棒状体は、径か４〜１０ｍｍ程度で
ある円柱、円筒等であり、そして、その長　゛さか約５
〜２００ｃｍ、特にｌＯ〜１００ａｎ程度であって、さ
らに、一対の棒状体はその間隔か約５〜２００ａ［＋１
特にｌＯ〜１００ａｎ程度であり、前記一対の支持体と
共に長方形又は正方形の枠体を形成しつるものであれば
よい。そして、前記の支持部材は、−辺が約０．５〜８
　ｃｍ、特に０．５〜６ｃＩＩ］程度の四角柱、又は、
厚さが０．５〜５ｃｍ程度であって幅か０．５〜８ｃｍ
程度である板状体であることが好ましい。

前記の中空糸束エレメントは、第３図に示すように、前
述の枠体３の一対の棒状体２及び２′の間にガス分離用
の中空糸が巻き掛けらたスダレ状の糸束を形成し、そし
て、第４図に示すように、その枠体の一方の棒状体２′
の部分に樹脂板５か成形された糸束を作成して、最後に
、糸束の樹脂板５を一部切除することによって製造する
ことができる。

すなわち、前記の中空糸束エレメントは、第５図に示す
ように、前述の該枠体３の前記一対の棒状体２及び２°
の間に互いにほぼ平行に配列されていると共に片側の棒
状体２に巻き掛けられている「多数本のＵ字型のガス分
離用中空糸（各中空糸先端に開口部６を有する）４１か
らなる「二層状のスダレ状の糸束１と、前記の各中空糸
４が巻き掛けられている「片側の棒状体２１に相対する
反対側に位置する「他の棒状体２゛１及びｒ各中空糸４
の先端部１を含む部分を一体に結束・固着し、前記各中
空糸４の先端を開口させている樹脂板５とがらなってい
ることが好ましい。

前記の中空糸は、例えば、水蒸気の透過速度の大きく、
優れたガス分離性能を有する中空糸分離膜であれば、ど
のような材料から形成されているものであってもよいか
、例えば、その材質は芳香族ポリイミド、ポリスルホン
、ポリアミド、セルロース、シリコン樹脂などを挙げる
ことができ、特に、耐熱性の高い芳香族ポリイミド製の
ガス分離用の中空糸が好適である。

芳香族ポリイミドからなる中空糸としては、特開昭６０
−１５０８０６号公報、特開昭６１−１３３１０６号公
報に示されているような方法などで製造された単一構造
（表面に緻密層と内部に多孔質層とがらなる単一非対称
性構造）の非対称性中空糸、あるいは、特開平２−１６
９０１９号公報、特願平１−７０４４６号明細書などに
記載されている方法などで製造された二層押出構造（外
層か表面の緻密層と内部の多孔質層とがらなり、内層が
多孔質層からなる二層押出構造を有する中空糸である）
の非対称性中空糸を好適に挙げることができる。

前記の単一膜構造の非対称性中空糸は、例えば、ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカル
ボン酸成分と、ジアミノジメチルジフェニレンスルホン
、ジアミノジフェニルメタン、４．４′−ジアミノジフ
ェニルエーテルなどの芳香族ジアミン成分とを、略等モ
ル、パラクロルフェノールなどのフェノール系溶媒中で
、重合およびイミド化して、可溶性の芳香族ポリイミド
の溶液を調製し、その溶液を製膜用ドープ液として使用
して、チューブ・イン・オリフィスタイプの紡糸用ノズ
ルから、窒素雰囲気中に中空糸状に押し出し、次いて、
エタノール水溶液からなる凝固液中で凝固させて、非対
称性構造の中空糸とすることにより、好適なガス透過速
度及び選択透過性を有−する非対称性中空糸（単一構造
）を製造することがてきる。

前記の中空糸は、水蒸気の透過速度（ＰＨ２０，３０℃
）が、ｌＸｌ０−３〜１０ＸＩ　０−３ａ！／ｃｎｒ−
ｓｅｃ−ａｎＨｇ程度であって、水蒸気の透過速度（Ｐ
Ｈ２０）と窒素ガスの透過速度（ＰＮ２．３０°Ｃ）と
の比（ＰＨ２０／ＰＮ２）で示される選択透過性（分離
度）が５００〜１００００程度であることが好ましい。

また、前記の中空糸は、外径か５０〜１０００μｍ、特
に８０〜５００μｍ程度であり、厚さか１０〜５００μ
ｍ、特に２０〜２００μｍ程度てあって、極（薄い緻密
層（表面層）と厚い多孔質層（内部層）とが連続して一
体となっている非対称性構造が形成されている中空糸で
あることが、好適である。

前記の中空糸束エレメントでは、前記枠体の一対の棒状
体間に配置されているＵ字型の中空糸か、１００〜１０
０００本、特に５００〜５０００本程度の本数であるこ
とが好ましい。

前記の中空糸束エレメントにおいて、樹脂板を形成して
いる樹脂は、例えば、シリコンゴム、ニトリルゴム、シ
リコン系樹脂、エポキシ樹脂、アルリル系樹脂等の架橋
型（加熱硬化型又は常温硬化型）樹脂であればよく、特
にシリコンゴムが最適である。

前記の中空糸エレメントは、第５図に示すように、樹脂
板５か埋設された中空糸と共に、棒状体２′に沿って、
一部切除されていて、その結果、その樹脂板５の前面に
は、一部現れている棒状体２′の両側に沿って、各中空
糸４の先端部がそれぞれ開口している開口部６が多数形
成されている。

前記の中空糸束エレメントの製法としては、第２図に示
す「前述の一対の支持部材１及びｌｏ　と、一対の棒状
体２及び２′　とがらなる方形の枠体」を使用し、第３
図に示すように、該枠体の一対の棒状体２及び２°の間
に、連続した長尺のガス分離用中空糸４を、隣同士互い
にほぼ平行となり一定の間隔となるように多数回巻き掛
けて、二層のスダレ状の糸束を形成し、次いで、中空糸
４が前記枠体に多数回巻き掛けられている一方の棒状体
２°を含む部分を硬化性樹脂を注入するための金型内に
配置して、該金型内に硬化性樹脂を充填して、該樹脂を
硬化させ、前記棒状体２゛　と各中空糸４の巻き掛は部
とを一体に結束・固着している樹脂板５（第４図に示す
）を形成し、最後に、該樹脂板５及び各中空糸４の一部
をナイフ等の切除用機具によってそれぞれ切除して各中
空糸の先端を開口させて、第５図に示すようなスダレ状
中空糸束エレメントを製造する方法を挙げることができ
る。

前記の枠体への中空糸の巻き掛けは、例えば、棒状体２
及び２′の間の中央を軸芯として回転する枠体３に、該
枠体３の棒状体２の長手方向に沿って往復しながら供給
される長尺の中空糸４を、巻き掛けて行うことが好まし
い。

前記の製法において、樹脂板５の形成は、静置された金
型を用いる硬化成形法、あるいは、金型を高速で回転さ
せる遠心成形法のいずれで行ってもよい。

前記の中空糸束エレメントは、第１図に示すように各中
空糸の開口している開口部６を有する樹脂板側を、真空
ポンプなどの減圧装置１０と連結された減圧室１１の開
口部に、充分に密封状態で接続し設置されていればよく
、必要であれば、前述のように密封状態で接続するため
に、前記中空糸束エレメント１２の樹脂板５の部分の周
囲に適当なブロックか取りつけられていてもよい。

前記の加熱乾燥器（ｂｌは、第１図に示すように、電気
的な加熱用のヒーター２０が樹脂乾燥室２２の底部（及
び側壁）に設けられており、そして、小型の送風用のフ
ァン２１が樹脂乾燥室２２の側壁の上部に設けられてい
て、さらに、前記底部のヒーター２０の周辺に乾燥気体
吸入口２４が形成されていると共に、前記樹脂乾燥室２
２の上部に湿潤気体取出口２３か形成されているもので
あることが好ましい。

前記の加熱乾燥器（ｂ）は、第１図に示すように、前記
の除湿器（ａ）において除湿された乾燥気体が乾燥気体
吸入口２４から導入されて、その気体かヒーター２０に
よって加熱されて送風用のファン２１によって樹脂乾燥
室２２へ送り込まれ、そして、前記の樹脂乾燥室２２内
の樹脂のベレット２３から水分を蒸発して除去し、その
結果発生した湿潤気体を湿潤気体取出口２３から送り出
すことができる構造になっていることが好ましい。

前記の樹脂乾燥室２２内の温度（発生する湿潤気体の温
度）は、約２５〜２５０°Ｃ程度であり、そして、樹脂
乾燥室で発生する湿潤気体は、水分の濃度が約０．０ｌ
−１ｏ重量％程度であることが好ましい。

そして、前記の加熱乾燥器（ｂ）で発生した湿潤気体は
、該加熱乾燥器（ｂ）の湿潤気体取出口２３と除湿器（
ａ）の湿潤気体供給口１４とを連結している湿潤気体導
管（ｃ）を経由して除湿器ｆａｌに送り込まれるのであ
る。

さらに、除湿器（ａ）においては、湿潤気体が前記のス
ダレ状中空糸束エレメントの各中空糸の外面と接触させ
て、水分を減圧状態の中空糸内へ選択的に透過させるこ
とによって、除湿し乾燥し、得られた乾燥気体を乾燥気
体排出口１５から排出するのである。

この発明の熱風乾燥装置においては、必要であれば、湿
潤気体導管（ｃ）又は乾燥気体導管（ｄ）の途中に送風
用の小型ファンがさらに内設されていてもよい。

この発明の熱風乾燥装置においては、中空糸を経由して
減圧室へ水分等の気体が少しづつ除去されるので、第１
図に示すように、乾燥気体導管（ｄ）の途中において、
大気等を分離膜モジュール３０（図示してされてないが
真空ポンプ等によって分離膜の透過側が減圧されている
）に通して、乾燥された気体（空気等）を補給すること
が好ましい。

〔実施例〕

゛　　以下、この発明を実施例によってさらに詳しく説
明する。しかし、この発明はそれらの実施例によって限
定されるものてはない。

参考例１第２図に示すようなアルミニウム製の枠体（径４ｍｍの
円柱の一対の棒状体と、−辺１ａｎの四角柱の一対の支
持部材とがらなる枠体であり、棒状体の長さか１５０ｍ
ｍであり、一対の棒状体の間隔か約１８０ｍｍである。

）を回転させながら、ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物と芳香族ジアミンとがら得られた芳香族ポリイミド
製の非対称性中空糸（宇部興産■製、宇部ポリイミド分
離膜：Ｄタイプ）を供給して、１０００回巻き付けて、
第３図に示すような二層スダレ状の糸束を形成した。

前記の枠体上に形成された二層スダレ状の糸束を使用し
て、その糸束の枠体の一方の棒状体を固定シール用の金
型枠内に差し込み設置して、−波型のシリコンゴムを金
型内に注入し、２５℃の硬化温度で前記シリコンゴムを
硬化させ、樹脂板を成形し、第４図に示すような形状の
糸束を形成した。

最後に、前記の樹脂板を有する糸束について、ナイフで
樹脂板及び中空糸の一部を切除し、第５図に示すような
各中空糸の先端か開口されたスダレ状中空糸束エレメン
ト（有効膜面積：０．５ｒｒｌ’）を作成した。

実施例１第１図に示すような熱風乾燥装置において、前記参考例
１て製造した１０段の中空糸束エレメント１２（縁膜面
積；５イ）を、その中空糸束の部分か気体乾燥室１３の
内部になるようにし、一方、その中空糸束エレメント１
２の各中空糸束の開口部（樹脂板部分）６を、真空ポン
プｌＯと連結している減圧室１１に密封・接続した状態
になるようにして設置した除湿器（ａ）を作成し、そし
て、第１図に示すように、前記除湿器（ａ）と加熱乾燥
器（ｂ）とを、湿潤気体導管（ｃ）及び乾燥気体導管（
ｄ）によって連結して、熱風乾燥装置を組み立てた。

前記の熱風乾燥装置の加熱乾燥器（ｂ）の樹脂乾燥室２
２の内部に、含水率０．１８重量％のポリカーボネート
樹脂のチップ１０ｋｇを入れて、樹脂乾燥室２２の内部
の温度を１２０°Ｃになるように設定して、ファン２Ｉ
を作動させて、該樹脂に加熱空気（熱風）を送り込み樹
脂の加熱による乾燥を行うと共に、加熱乾燥器（ｂ）で
発生した湿潤気体を、減圧室１１が真空ポンプｌＯで約
−７４０ｍｍＨｇ以下に減圧されている除湿器（ａｌへ
送風して、該除湿器（ａ）でスダレ状中空糸束エレメン
ト１２による除湿を行い、得られた乾燥気体を加熱乾燥
器（ｂ）へ循環させて、前記ポリカーボネート樹脂の乾
燥を、３時間、連続的に行った。

前記の乾燥において、ポリカーボネート樹脂チップの含
水率は、３時間後において、０．０１１重量％であった
。

また、前記の乾燥において、除湿器１ａ）の乾燥気体排
出口１５から排出される気体（空気）の露点は、３０分
後に４°Ｃ，１時間後に一１６°Ｃ１１゜５時間後に一
２３°Ｃ１２時間後に−２７・°Ｃ１２，５時間後に一
２８°Ｃ１そして、３時間後に一３０°Ｃであった。

〔本発明の作用効果〕

この発明の熱風乾燥装置は、ヒーター及びファンを内設
された樹脂チップの加熱乾燥器とスダレ状中空糸束エレ
メントを内蔵する湿潤気体の除湿器とが有機的に連結し
ている熱風乾燥装置であり、樹脂チップ等の水分を、低
い水分含有率にまで、低エネルギーで、効率的に除去す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の熱風乾燥装置の一例を示す断面図
である。第２〜４図は、この発明の熱風乾燥装置に使用するスダ
レ状中空糸束エレメントの製造過程での中間構造を説明
する斜視図であり、第４図は、前記の中空糸束エレメン
トの一例を示す斜視図である。（ａ）：除湿器、（ｂ）：加熱乾燥器、（ｃ）：湿潤気
体導管、（ｄ）：乾燥気体導管。ｌ：支持部材、２：棒状体、３：枠体、４：中空糸、５
：樹脂板、６：中空糸の開口部。１０：減圧装置（真空ポンプ）、ｌｌ：減圧室、１２：
中空糸束エレメント、１３：気体乾燥室、２０：ヒータ
ー、２１：ファン、２２：樹脂乾燥室、２３：樹脂チッ
プ。特許出願人　　宇部興産株式会社第１図３０分離腰モンユール第２図第３図２　　　　　　　３　枠体第４図第５図手続補正書１、事件の表示特願平２−３２０９６０号２、　発明の名称熱風乾燥装置３、　補正をする者事件との関係　特許出願人山口県宇部市西本町１丁目１２番３２号（０２０）　　
宇部興産株式会社発送日；平成３年３月１２日５、　補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄６、補正の内容（１）明細書第２１頁第２行の「第４図」を「第５図」
に補正する。　　　　　　　　　　以上３、−・

Claims

【特許請求の範囲】減圧装置と連結している減圧室が気体乾燥室の側面に設
けられており、気体乾燥室の湿潤気体供給口と乾燥気体
排出口との間にはガス分離用のスダレ状中空糸束エレメ
ントがその気体流路に対して直角に内設されており、さ
らに、前記減圧室と前記中空糸束エレメントの各中空糸
の内部とが連結されている除湿器（ａ）、ヒーター及びファンが設けられている樹脂乾燥室、湿潤
気体取出口及び乾燥気体吸入口を備えている加熱乾燥器
（ｂ）、並びに、前記除湿器（ａ）の湿潤気体供給口と加熱乾燥器（ｂ）
の湿潤気体取出口とを連結する湿潤気体用導管（ｃ）、
及び、前記除湿器（ａ）の乾燥気体の排出口と加熱乾燥
器（ｂ）の乾燥気体の吸入口とを連結する乾燥気体用導
管（ｄ）からなることを特徴とする熱風乾燥装置。