JPH0769257B2 - シート状試料の乾燥秤量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙等のシート状試料を乾燥させる機能と、そ
の乾燥したシート状試料を秤量する機能とを併せ持った
乾燥秤量装置に関するものである。

〔従来の技術〕

紙の抄造工程管理、品質管理を適正に行なうためには、
紙等の含有する水分や絶乾坪量を測定する必要がある。

JISP8127は、そのような測定を適切に行なうためのシー
トの乾燥方法を示し、これによれば、一般化学実験用恒
温乾燥器を用いて乾燥温度105±３℃の下、試験片たる
シート状試料約2gを秤量瓶に入れ、蓋を取り、加熱する
ものとなっている。

しかし、この方法は乾燥に１〜２時間を要し、また秤量
瓶へのシート状試料の出し入れ、デシケータによる放冷
等手数を要するので、近頃ではより簡易かつ迅速に試験
できる乾燥機能と重量測定機能とを併せ持った自動乾燥
秤量装置が使用されている。

このような装置としては、特公昭61−44248号公報に示
される電子式水分測定天びんがある。これは、乾燥用赤
外線ランプと電子天秤とを備え、乾燥用赤外線ランプで
試料を乾燥させてその乾燥の終了を自動的に捉え、しか
る後秤量して秤量値を表示しようとするものである。

また、特開昭61−260133号公報のものは、天秤と乾燥装
置とを有し、乾燥装置には赤外線加熱部材を備えてなる
ものである。

この他、株式会社島津製作所製の電子式水分計EB−280M
OCのように熱源にセラミックヒータを用いた赤外線照射
による乾燥装置と天秤を併せ持ったものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来の自動乾燥秤量装置は、赤外線
ランプあるいはセラミックヒータ等他の赤外線照射材か
らの赤外線を試料に照射して乾燥するので、局部的に過
乾燥を生じ易く、均一な乾燥が困難であることから精度
上問題がある。

また、均一な乾燥のためには、赤外線ランプ等を離す等
しなけらばならないが、そうすると乾燥に時間がかかっ
て絶乾重量を迅速に得ることができず、紙などの製造工
程の管理に生かせなくなるという問題を生じる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記課題を解決するため、シート状試料の加
熱乾燥部と、前記シート状試料を秤量する秤量部とが一
体化されたシート状試料の乾燥秤量装置において、前記
加熱乾燥部が隔壁を介して乾燥室と空気加熱室とに形成
されており、空気加熱室には減湿空気を供給するための
配管が接続されていると共に、空気加熱室内部には減湿
空気を50℃以上150℃以下に加熱するヒーターが設けら
れ、かつ前記隔壁の下部に吹出口が設けられて空気加熱
室で加熱された減湿空気を乾燥室へ供給可能とされてお
り、他方、乾燥室天部に該乾燥室へ供給された減湿空気
の排出口が設けられた構成を採用している。

また、必要に応じて、加熱された減湿空気の秤量部への
流入を防ぐクーリングエア吹出部が加熱乾燥部と秤量部
との間に設置された構成を採用している。

〔作用〕

シート状試料の乾燥と秤量の開始に際し、減湿空気が減
湿空気供給源と空気加熱室とを接続している配管を通っ
て空気加熱室に吹き出される。空気加熱室では、この減
湿空気の流れをヒーターで50℃以上150℃以下、好まし
くは70℃以上100℃以下に加熱する。ここに使用する減
湿空気は、露点が−40℃程度のものが望ましい。

加熱された減湿空気は、空気加熱室と乾燥室の間の隔壁
下部に設けられた吹出口から乾燥室内に吹き込まれ、該
乾燥室内に置かれたシート状試料に接触して急速にその
水分を奪う。また、シート状試料の回りには加熱減湿空
気がむらなく均一に当たり、シート状試料は局部的に過
乾燥を生ずることなく均一に乾燥される。

加熱減湿空気はシート状試料中の水分を奪いつつ上昇
し、乾燥室の天部の排出口から乾燥室外に出る。

シート状試料の乾燥が終了すると加熱減湿空気の供給が
停止され、秤量部によりシート状試料の絶乾重量が測定
される。

また、加熱減湿空気が供給される間、クーリングエア吹
出部が加熱乾燥部と秤量部との間にクーリングエアを吹
き出してエアカーテンを形成し、加熱された減湿空気が
秤量部へ流入するのを防ぐ。

〔実施例〕

第１図ないし第５図に基づいて、本発明の実施例を説明
する。

第１図及び第２図で示されるように、シート状試料の乾
燥秤量装置は、シート状試料１の加熱乾燥部２と、該加
熱乾燥部２の下のシート状試料１を秤量する秤量部３
と、該秤量部３の下の前記加熱乾燥部２および秤量部３
を制御するための制御部４とが一体化されてなってい
る。

前記加熱乾燥部２は、箱体を備え、その中に乾燥室５と
空気加熱室６とが一枚の隔壁７を境にして前後に形成さ
れている。

なお、空気加熱室６は乾燥室５と切り離して構成し、両
者間を通気的に連通させるパイプで結ぶようにしてもよ
いものである。

前記乾燥室５の前部に対応する箱体部分は乾燥室の開閉
扉８となっており、また、前記乾燥室５中にはその床板
を貫いて秤量部３の天秤皿９が挿入されており、更に乾
燥室５の天部に対応する箱体部分には後述の加熱減湿空
気を乾燥室５外へ排出するための排出口10が開設されて
いる。

なお、天秤皿９に載せられた符号11で示されるものは、
シート状試料１を相互に重なり合わないようにして支え
るための支持部材である。該支持部材11は、第３図で示
されるように、足のついた格子状の台12の上にジグザグ
に折られた通気性の良い網板13が固着されて成るもので
ある。なお、網板に替えて針金を屈曲成形したものを台
12に固着するようにしてもよいものである。

シート状試料１は、ジグザグの板13の各溝中に挿入され
ることにより、一枚ないしは数枚ずつ間隔を置いて支え
られることになる。

また、箱体の上に載せられた符号15で示されるものは、
必要に応じて設けられるシート状試料１の予備乾燥室で
ある。この予備乾燥室15の中にシート状試料１を入れて
おき、前記排出口10からの加熱減湿空気を導入してシー
ト状試料１の予備乾燥を行なおうとするものである。

このように、前記乾燥室の上方に予備乾燥室を設ける場
合には、前記排出口から出た加熱減湿空気によってシー
ト状試料の予備的乾燥を行なうことが出来るので、複数
の試料を連続して測定する場合には、予備乾燥室で予備
乾燥させたシートを乾燥室に入れることにより乾燥時間
を更に短縮化し秤量をさらに迅速化することができるも
のである。

前記空気加熱室６の後部に対応する箱体部分の上側に
は、該空気加熱室６の中に減湿された空気を導入するた
めの配管16が接続されている。

この配管16は圧縮機等の空気供給源17から至っており、
その途中には除湿装置18,フイルタ20,減圧弁19,電磁弁2
1が配置されている。なお、図示の除湿装置18は活性ア
ルミナ等の吸湿剤を充填した容器であるが、冷凍式空気
除湿装置であってもよい。また、電磁弁21は制御部４に
よって開閉をコントロールされるようになっている。

前記の如く減湿空気を用いるのは、減湿しない空気では
少なくとも100℃以上（JISP8127の方法では105±３℃）
に加熱する必要があるのに対して、減湿空気を用いれば
第４図で示すように100℃以下で乾燥できるという本発
明者等の知見に基づくものである。

即ち、この図は、（シート状試料の重量）／（シート状
試料の絶乾重量）と乾燥時間との関係を、相対湿度60％
の空気を25℃から75℃まで加熱する場合と露点−40℃の
減湿空気を同様に加熱する場合とについて求めたもので
ある。この図から明らかなように、通常の空気を75℃と
いう低温で用いればJISP8127の方法による絶乾重量が得
られないのであるが、減湿空気を用いることによって75
℃という低温でしかも短時間で絶乾重量を得ることが出
来る。

また、前記空気加熱室６中には、二基のセラミック製ヒ
ータ22が並置されている。これらのヒータ22は前記配管
16から導入された減湿空気を50℃以上150℃以下に、よ
り望ましくは70℃以上100℃以下の所定の設定温度に加
熱するようになっている。50℃以上としたのは、それよ
りも低い温度であると乾燥を効果的に行なうのが事実上
困難となるからであり、また150℃以下としたのは、そ
れよりも温度が高いとシート状試料に焼け焦げ等の損傷
を及ぼすからである。

前記乾燥室５内の隔壁７の下部には前記ヒータ22で加熱
された減湿空気を乾燥室５内に導入するための吹出口23
が設けられている。

該吹出口23の近傍には、そこから乾燥室５の方に吹き出
す減湿空気の温度を検知する温度センサ24が設置されて
いる。この温度センサ24からの信号は前記制御部４内に
組み込まれる温度コントローラ25に送られ、予め設定さ
れた温度と比較され、その差に基づき前記ヒータ22の温
度が制御される。図示例の場合、温度コントローラ25の
設定温度は70℃〜80℃である。

前記秤量部３は、電子天秤を主体に構成され、制御部４
に制御されつつ、前記天秤皿９上のシート状試料１の重
量を測定するようになっている。

前記秤量部３と加熱乾燥部２との間には、加熱された減
湿空気の秤量部への流入を防ぐクーリングエア吹出部28
が設置されている。該クーリングエア吹出部28は、前記
天秤皿９の支持棒を乾燥室５の下で取り囲む環状パイプ
30の内周に沿って多数の小孔あるいはスリット31を設け
てなるものである。

前記環状パイプ30には冷却された空気が供給され、該空
気は前記小孔あるいはスリット31から環状パイプ30の中
心に向かって吹き出してエアカーテンを生成する。この
ため、前記乾燥室５の床板と支持棒との間に存在する隙
間32からは乾燥室５内の加熱減湿空気が秤量部３の方に
漏れ出なくなる。

制御部４は電子天秤を制御するため、二通りの制御手段
を備えている。

そのうち一つは、一定時間間隔で測定を継続して恒量と
なったときに終了とするもので、図示例の場合は約２分
毎に重量を読み取り、その重量変化が予め設定した微少
重量以内となったときに絶乾として乾燥終了と判断しよ
うとするものである。

他の一つは、乾燥終了時間が解っている場合等に使用さ
れるもので、タイマ機能により一定時間後に秤量するよ
うにコントロールするものである。

これらの制御手段は、公知の電気回路等を使用するので
その詳しい説明は省略する。

次に、前記乾燥秤量装置の作用について説明する。

支持部材11のジグザグの網板13の間にシート状試料１を
一枚ないしは数枚ずつ入れて、これを開扉した乾燥室５
内の天秤皿９の上に置く。本実施例では、シート状試料
１として、坪量46〜49g/m²，水分８％，サイズ100mm×1
00mmの新聞用紙を16枚用いた。

しかる後、制御部４の電源スイッチ26を入れて装置を起
動させ、また空気切替スイッチ27を切り替えて電磁弁21
を開き、減湿空気を配管16から空気加熱室６内に送る。
本実施例の場合、露点−40℃以下の減湿空気を減圧弁19
により一定圧力にして流量20〜30リットル／分で送っ
た。

減湿空気は、空気加熱室６内でヒータ22に接触しつつ上
から下に流れ、加熱減湿空気となって吹出口23から乾燥
室５内に流れ込む。減湿空気の加熱温度は温度センサ24
により感知され、その温度と制御部４の設定温度との比
較に基づきヒータ22の温度がコントロールされる。本実
施例では、制御部４の設定温度は90℃とした。また、ヒ
ータ22は150Wのセラミック製のものを２基用いた。

吹出口23を通過した加熱減湿空気は天秤皿９上のシート
状試料１に均一に接触して該試料から水分を奪いつつ上
昇し、排出口10から乾燥室５外に出る。

前記シート状試料１たる新聞用紙の絶乾に至る時間は、
前述の一定時間間隔で重量を測定する制御方式により７
〜８分であることが解った。

所定時間経過後に制御部４の作動で電磁弁21が閉じ、ま
たヒータ22がOFFとなる。

次いで、秤量部３が作動し、シート状試料１の絶乾坪量
の秤量を行なってその坪量等の測定値を表示器29で表示
する。

この秤量の後にシート状試料１を観察したところ、局部
的な過乾燥は生じないことが解った。

なお、予備乾燥室15を使用してシート状試料１を予め乾
燥させ、しかる後乾燥室５において乾燥させた場合は、
２〜３分で絶乾恒量に達することが解った。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のように、シート状試料の加熱乾燥部
と、前記シート状試料を秤量する秤量部とが一体化され
たシート状試料の乾燥秤量装置において、前記加熱乾燥
部が隔壁を介して乾燥室と空気加熱室とに形成され、空
気加熱室で減湿空気を加熱し、該加熱された減湿空気は
隔壁下部の吹出口から乾燥室下部へ供給できるから、乾
燥室内での加熱減湿空気の流れを円滑にし、その流れを
シート状試料に当てながらシート状試料の乾燥を行なう
ことが出来る。このため、乾燥室内に置かれたシート状
試料はその水分が急速に奪われることとなり、乾燥時間
ないし秤量時間を短縮化して、その測定結果を紙等の製
造工程管理、品質管理等に素早く生かせうるという効果
を奏する。

また、シート状試料の回りには加熱減湿空気が低温でむ
らなく均一に当たり、シート状試料は局部的に過乾燥を
生ずることなく均一に乾燥されることになるので、それ
だけ測定精度が向上するという効果も奏する。

また、加熱された減湿空気の秤量部への流入を防ぐクー
リングエア吹出部が加熱乾燥部と秤量部との間に設置さ
れる場合には、乾燥室内の加熱減湿空気が秤量部の方に
流出するのを阻止し、秤量部の環境を適正に保って秤量
部の誤動作等を防止する事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るシート状試料の乾燥秤量装置の実施例
に係り、第１図はその加熱乾燥部及び制御部のシステム
図、第２図は前記装置の全体の斜視図、第３図はシート
状試料の支持部材の斜視図、第４図は通常の空気と減湿
空気とについて試料重量／絶乾重量と乾燥時間との関係
を表わすグラフ、第５図はクーリングエア吹出部の斜視
図である。 1:シート状試料、2:加熱乾燥部、3:秤量部、4:制御部、
5:乾燥室、6:空気加熱室、7:隔壁、8:開閉扉、9:天秤
皿、10:排出口、15:予備乾燥室、16:配管、17:空気供給
源、18:除湿装置、19:減圧弁、20:フイルタ、21:電磁
弁、22:ヒータ、23:吹出口、24:温度センサ、25:温度コ
ントローラ、28:クーリングエア吹出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 孝 北海道苫小牧市王子町２―１―１ 王子製 紙株式会社苫小牧工場内 (56)参考文献 特開 昭57−35745（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シート状試料の加熱乾燥部と、前記シート
   状試料を秤量する秤量部とが一体化されたシート状試料
   の乾燥秤量装置において、前記加熱乾燥部が隔壁を介し
   て乾燥室と空気加熱室とに形成されており、空気加熱室
   には減湿空気を供給するための配管が接続されていると
   共に、空気加熱室内部に減湿空気を50℃以上150℃以下
   に加熱するヒーターが設けられ、かつ前記隔壁の下部に
   吹出口が設けられて空気加熱室で加熱された減湿空気を
   乾燥室へ供給可能とされており、他方、乾燥室天部に該
   乾燥室へ供給された減湿空気の排出口が設けられている
   ことを特徴とするシート状試料の乾燥秤量装置。
2. 【請求項２】加熱乾燥部と秤量部との間にエアカーテン
   を形成するためのクーリングエア吹出口が設置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のシート状試料の乾
   燥秤量装置。