JPH06114834A - 真空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原材料である合成樹脂粉粒体を真空加熱方式
により，短時間，省エネルギーにて乾燥する。更に，合
成樹脂粉粒体の吸い上げ，乾燥，及び合成樹脂成形機へ
の供給まで連続自動供給する。 【構成】 原料である合成樹脂粉粒体を，吸い上げる機
構を有する供給受け口が除湿乾燥装置の最上端にあり，
その下側に上自動開閉バルブを介して二重構造の真空除
湿乾燥装置本体があり，その内部には遠赤外線を放射す
る塗料をコーティングしたＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイプ
とヒートパイプにより構成された熱交換器がある。真空
除湿乾燥装置本体の下側に２段締めの下自動開閉バルブ
を経て，原材料を一時的に蓄えておく貯蔵タンクがあ
り，最下端には合成樹脂成形機に取り付け可能なフラン
ジまで縦形に構成され，除湿乾燥された合成樹脂粉粒体
を短時間，省エネルギーにて連続自動供給出来る様にし
た事を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，真空加熱方式により原
材料の除湿乾燥を短時間で行い、更に乾燥された原材料
を合成樹脂成形機に連続供給する事を可能にした装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原材料の中には吸湿し易い材料が多種あ
り，製品を成形する際，その含水が多様な悪影響を及ぼ
し，満足した製品が得られない場合が非常に多い。それ
を取り除く為，乾燥機を使用しているが，従来の乾燥機
を大別すると大気中にて行う方法と真空を使用して行う
方法の２種類に分ける事が出来る。大気中にて行う方法
を更に分類すると熱風を循環させて原材料を加熱し水分
を気化蒸発させる方法と近年になって提唱されつつある
マイクロ波を使用して原材料の内部加熱を行い気化蒸発
させる方法とがある。前者の熱循環方式は，除湿乾燥さ
れた水分の移動を熱風によって行い，移動された水分を
別に設置された吸着剤などにより処理している。後者の
マイクロ波使用方式においては，前者の熱循環方式の熱
風加熱をマイクロ波におきかえただけのものである。ま
た他方前記大気中にて行う方法と異なり真空を使用して
行う方法は真空により水の沸騰点が下がるという現象を
用いて比較的低温で除湿乾燥する方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱循環方式にあ
っては，熱風の源を外部の空気に頼るしかない為，効率
が悪くかなりの高温を必要とする。これは原材料の乾燥
効率を高めているが，原材料の種類によっては３時間近
く要する為，高温度と長時間により原材料の品質の劣化
を招き易く，使用にあたっては運転経費及び設備規模の
増大，設備投資の増加となっている。マイクロ波使用方
式にあたっても，前者同様経費の増加及び設備投資増は
否めない。真空を使用して行う方法にあっては，バッチ
式間欠作動により，非効率的な手作業が多い為に気化熱
などの影響を受け，原材料の最終水分率の不安定が起こ
るなどの問題があり，一般的に真空乾燥機は，実用化面
で衰微しているのが現状である。本発明はこの様な問題
点を解決し，更に効率アップと最終水分率の安定を計る
為の種々の栂造改善を計り，従来の１／３から１／５の
短時間で所定の水分率に達した原材料を合成樹脂成形機
に連続的に供給出来る装置を安価に提供するものであ
る。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明の構成を，図１，図
２，図３，図４に基づいて説明する。請求項１記載の発
明は，吸込み空気と共に原材料を吸い上げる吸い上げ機
構２と原材料及び吸い込み空気を分離する空気分離機構
３を有する供給受け口１と上自動開閉バルブ４を介して
連結された真空除湿乾燥機本体７に，除湿乾燥時におけ
る真空除湿乾燥装置本体７外部への放熱を極力抑える為
に内壁９を設け，更に外部の適当な位置に襞を設けたヒ
ートパイプ１１とＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイプ１０で構
成された熱交換器８を装備し，更に下自動開閉バルブ２
２があり，その下側に除湿乾燥された原材料を蓄えてて
おく貯蔵タンク１２，そして最下端のフランジ１４にて
合成樹脂成形機の原材料受け口１５に連続供給される様
構成した装置である。請求項２記載の発明は，請求項１
記載の真空除湿乾燥装置本体７の内部に従来の加熱装置
として多く使用されているニクロム線を使用せずニクロ
ム線の欠点である断線のしやすさ，設定温度保持の為の
自動温度調節器の必要性，成形機の振動による故障等を
除外したＰ．Ｔ．Ｃセラミックス発熱体を内蔵し，外壁
の表面積を増大する為適当な位置に襞を設けたＰ．Ｔ．
Ｃ内蔵襞付きパイプ１０を縦方向に数本適宜配置した物
で構成された熱交換器８を使用したものである。従来の
常識では，原材料の種類毎に加熱設定温度を替える必要
があると考えられていたが特定の温度と時間があれば，
原材料の種類毎に温度の設定替えが必要でない事がわか
った。請求項３記載の発明は，請求項２記載のＰ．Ｔ．
Ｃ内蔵襞付きパイプ１０の熱を更に遠い位置まで早く伝
える事が可能な熱伝導係数が大きいヒートパイプ１１を
使用し，更に外壁の表面積を増大する為，適当な位置に
襞を設けた物で構成された熱交換器８を使用した物であ
る。請求項４記載の発明は，請求項２及び請求３記載の
原材料へ熱を早く伝える手段として，伝導及び対流の他
に放射を利用する為に，熱交換器８の外壁に遠赤外線を
放射する塗料をコーティングしたものである。請求項５
記載の発明は，請求項１記載の除湿乾燥装置において内
壁９を設ける事により内壁９と真空除湿乾燥装置本体７
との間に空間が生じ，熱交換器８からの熱が真空除湿乾
燥装置本体７外部へ逃げる事を，極力防ぐ事に関したも
のである。請求項６記載の発明は，請求項１記載の除湿
乾燥装置において，真空ポンプ５を使用して真空除湿乾
燥装置本体７の下方より貯蔵タンク１２内の高温乾燥空
気をバイバスと空気量を適当調節てきるバルブを通して
適当量吸引し，所定の真空度を保持したまま吸引された
高温乾燥空気を真空除湿乾燥装置本体７内の下方より原
材料の表面に触れさせながら，上方より真空ポンプ５を
介して大気中に最大限の水分を放出させたものである。
請求項７記載の発明は，上自動開閉バルブ４を経て供給
された原材料を安定した除湿乾燥された原材料として成
形機に自動供給する目的で，真空除湿乾燥装置本体７に
原材料が滞留する時間を一定にさせる為に，先入れ傘２
０と先出し傘２１にて先に入れた原材料が順序よく先に
出る事が出来る様に設けたものである。請求項８記載の
発明は，請求項１記載の除湿乾燥装置において所定の真
空度を保持する事が絶対条件であり，下自動開閉バルブ
２２の閉鎖作動時に原材料の咬み込みがあると所定の真
空度を保持する事が出来ない為，仕切作動板２４にて先
に原材料を咬み込み真空除湿乾燥装置本体７から貯蔵タ
ンク１２への原材料の流れを止め，その後中板２６にて
完全にバルブを閉める機構を用いた下自動開閉バルブ２
２に関したものである。請求項９記載の発明は，掃除の
際に上フタ１６を真空除湿乾燥装置本体７より分離させ
る事により真空除湿乾燥装置本体固定スプリング３２に
かかる重量が減り，それにより下フタ板２７が上側に持
ち上げられ貯蔵タンク１２が簡単に真空除湿乾燥装置本
体７より分離出来，掃除が出来る様にしたものである。

【０００５】

【作用】本発明の作用を実施例と共に説明する。合成樹
脂成形機に除湿乾燥された原材料を連続供給する際の基
本的手順の概略を述べる。先ず吸い込み空気と共に送ら
れた所定の量の原材料が供給受け口１で吸い込み空気と
分離され，上自動開閉バルブ４を通過後，真空除湿乾燥
機本体７へと供給される。即刻上自動開閉バルブ４が閉
まり，同時に熱交換器８のＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイプ
１０に電圧が印加される。すると表面積を大きくする為
に襞を設けたヒートパイプ１１と，Ｐ．Ｔ．Ｃ内薙襞付
きパイプ１０とで構成された熱交換器８はＰ．Ｔ．Ｃセ
ラミックス発熱体の特性である初期突入電流が大きい事
と，理想的な定温発熱体である事より電源投入後，数分
間という極めて短時間で熱的平行状態に達し，その後は
Ｐ．Ｔ．Ｃセラミックス発熱体自体が自動的に自身を流
れる電流を調節する事により、その周囲を一定温度で加
熱し続ける。更に，詳述すると，真空除湿乾燥装置本体
７に取付けられた本体スイッチ６に制御された所定の量
の原材料は，上記熱交換器８の熱伝導により速やかに一
定温度に加熱され，更に熱交換器８にコーティングした
遠赤外線の放射効果により熱交換器８の保持している温
度より表面温度は約１割程度推移するが，温度差分の熱
エネルギーが放射エネルギーになり原材料の１粒１粒の
内部加熱を一層効率アップさせている。上記内容と並行
して真空ポンプ５の作用により，下自動開閉バルブ２２
に装備したバイパス回路を通して貯蔵タンク１２内の高
温乾燥空気を所定の真空度を保持しながら真空除湿乾燥
装置本体７内を連続的に通過させる。下方より上方へと
通過させる際，真空除湿乾燥装置本体７に供給され加熱
した原材料の表面に接触させながら表面に付着した付着
水及び，真空と加熱効果により表面に拡散してきた結合
水を含みつつ，湿潤した空気となり除々に最大飽和水蒸
気量となって，大気放出しながら除湿乾燥が進む。この
間合成樹脂成形機は成形を繰り返し行い，除湿乾燥され
た原材料を消費していく。電気制御部１８に設置したタ
イマーの指示により下自動開閉バルブ２２が開き，除湿
乾燥された原材料は自然落下にて貯蔵タンク１２へと供
給される。自然落下により貯蔵タンク１２が満タンにな
ると，上限スイッチ１３の指示により二段締めの構造を
有する下自動開閉バルブ２２は原材料を咬み込む事無く
閉められる。即刻上自動開閉バルブ４が開かれ供給受け
口１の作動により所定の原材料が真空除湿乾燥装置本体
７に供給され，取付けられた本体スイッチ６により制御
される。以上を１つの代表的パターンとしてサイクルを
組み，制御する事により、除湿乾燥された原材料を合成
樹脂成形機に連続供給する事を可能とした。

【０００６】

【発明の効果】以上のように本発明の真空加熱方式によ
る合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置によれば，下自動開閉
バルブを使用して原材料の咬み込みをなくし，原材料の
連続供給を実現した。除湿乾燥については，真空下にお
いて著しい低温化で水が沸騰する現象を活用して原材料
の表面に付着している付着水，及び原材料内部にある結
合水を気化蒸発させ，真空ポンプの吸引力により強制的
に原材料と分離し，真空ポンプを介して大気中に放出さ
せた。更に，この効果を助長する為，本発明は気化蒸発
させた水分を，下自動開閉バルブに設けたバイパスより
連続的に貯蔵タンクの高温乾燥空気を吸引し，真空除湿
乾燥装置本体内に滞留している原材料と接触させ最大飽
和水蒸気量として大気に放出を行う事により短時間に目
的の効果を達成出来た。この際，加熱された原材料が気
化蒸発で奪われた熱量をＰ．Ｔ．Ｃセラミックス発熱体
を用いて連続供給し，又効率の良い除湿乾燥を行う為
に，熱交換器としてＰ．Ｔ．Ｃ内蔵パイプに襞を付け表
面積を増大し，更に遠い位置まで熱を早く伝える事が可
能な襞を設けたヒートパイプを付け，接触面積を増加さ
せて熱伝導率を高め原材料の急速均一加熱が出来るよう
にした。更に，Ｐ．Ｔ．Ｃセラミックス発熱体の定温特
性とこれを用いた熱交換器の表面に，真空中にても性能
を発揮する遠赤外線を放射するする塗料をコーティング
する事により，付着水，結合水の気化蒸発を促進させる
と同時に熱交換器表面の温度を低温化し，原材料の加熱
による劣化を防いだ。更にＰ．Ｔ．Ｃセラミックス発熱
体の熱効率を高める為，真空除湿乾燥装置本体を二重構
造にして熱交換器からの熱が真空除湿乾燥装置本体外部
へ逃げる事を極力抑える事が出来た。又，本発明の根本
的事項である原材料の供給に対しては，真空除湿乾燥装
置本体の熱交換器に除湿乾燥された原材料の先入れ先出
しを可能にする傘を設け，除湿乾燥された原材料を順序
よく，ムラのないように成形機に供給出来るようにし
た。原材料の交換時における掃除のしやすさ等の装置の
取り扱いについては，真空除湿乾燥装置本体の上フタに
熱交換器を一体化し，簡単な止め金具で取り外しを行え
るようにした事と，熱交換器にＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパ
イプを縦方向に配列し，原材料の残留をなくす事に努め
た。更に，上フタを真空除湿乾燥装置本体より分離させ
る事により貯蔵タンクが簡単に真空除湿乾燥装置本体よ
り分離出来，掃除が出来るようにした。以上説明した本
発明に係わる真空加熱方式による合成樹脂乾燥装置は，
短時間，省スペース化，軽量化，省エネルギー化を実現
した。更に，言及すると現在の産業界が望んでいる方向
は，あらゆる商品の軽薄短少の方向に進む事であり，ひ
いては合成樹脂業界に，成形製品の精密化が強く要望さ
れている。精密成形品を製造する成形機はあっても，小
型成形機用の原材料の除湿乾燥装置が市場になく，商品
化の要望が強く打ち出されてきた。一成形機に一除湿乾
燥装置が合成樹脂成形には理想のシステムであり，この
要望を本発明は満足させ，産業界に寄与出来るものと確
認する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置における全体構成の略示縦断面図
である。

【図２】下自動開閉バルブが開いた状態の略示断面図で
ある。

【図３】下自動開閉バルブが閉じた状態の略示断面図で
ある。

【図４】貯蔵タンクを分離可能にした状態の略示断面図
である。

【符号の説明】

１．供給受け口 ２．吸い上げ機構 ３．空気分離機構 ４．上自動開閉バルブ ５．真空ポンプ ６．本体スイッチ ７．真空除湿乾燥装置本体 ８．熱交換器 ９．内壁 １０．Ｐ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイプ １１．ヒートパイプ １２．貯蔵タンク １３．上限スイッチ １４．フランジ １５．成形機の原材料受け口 １６．上フタ １７．パトライト １８．電気制御部 １９．真空圧力ゲージ ２０．先入れ傘 ２１．先出し傘 ２２．下自動開閉バルブ ２３．上フタ板 ２４．仕切作動板 ２５．仕切作動板スプリング ２６．中板 ２７．下フタ板 ２８．Ｏリング 小 ２９．Ｏリング 大 ３０．エアーシリンダー ３１．原材料 ３２．真空除湿乾燥装置本体固定スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沼 良啓 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 今井 浩 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 高木 智 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料である合成樹脂粉粒体（以後原材料
   という）を，吸い込み空気と共に吸い上げる機構と，原
   材料及び吸い込み空気を分離する両機構を有する供給受
   け口を除湿乾燥装置の最上端に備え，その下側に上自動
   開閉バルブを介して供給された原材料を除湿乾燥可能な
   二重構造の真空除湿乾燥装置本体があり，その下部に
   は，下自動開閉バルブを経て，除湿乾燥された原材料を
   一時的に蓄えておく貯蔵タンクがあり，最下端には合成
   樹脂成形機に取り付け可能なフランジまで縦形に構成さ
   れ，除湿乾燥された原材料を合成樹脂成形機に連続供給
   出来るようにした事を特徴とする真空加熱方式による合
   成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。
2. 【請求項２】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体内に装備する熱交換器に，Ｐ．Ｔ．Ｃセ
   ラミックス発熱体を内蔵し外部の適当な位置に襞を設け
   たＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイプを適当配置し，使用した
   事を特徴とする真空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除
   湿乾燥装置。
3. 【請求項３】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体内に装備するＰ．Ｔ．Ｃ内蔵襞付きパイ
   プ外部の適当な位置にヒートパイプを設け，更にヒート
   パイプの外部に襞を設けた事を特徴とする真空加熱方式
   による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。
4. 【請求項４】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体内に装備する熱交換器の表面に，遠赤外
   線を放射する塗料をコーティングした事を特徴とする真
   空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。
5. 【請求項５】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体を二重構造した事を特徴とする真空加熱
   方式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。
6. 【請求項６】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体と大気とを連絡するバイパスを設け，通
   過する空気量を調節出来るバルブを装着する事を特徴と
   した真空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体内において，先に入れた原材料が順序正
   しく移動し，先に出る事が出来る様な装置を装着する事
   を特徴とする真空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除湿
   乾燥装置。
8. 【請求項８】 請求項１の除湿乾燥装置において真空除
   湿乾燥装置本体と貯蔵タンクを連結する下自動開閉バル
   ブに，原材料の咬み込みを防ぐ為の二段締めの構造を有
   する下自動開閉バルブを装着し，真空加熱方式により除
   湿した原材料を成形機に自動供給する事を特徴とした真
   空加熱方式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。
9. 【請求項９】 請求項１の除湿乾燥装置において除湿さ
   れた原材料を一時的に蓄えておく貯蔵タンクが，上フタ
   を真空除湿乾燥装置本体より分離する事により真空除湿
   乾燥装置本体より分離できる事を特徴とする真空加熱方
   式による合成樹脂粉粒体の除湿乾燥装置。