JPH0813462B2 - 樹脂材料の圧力スイング式熱風乾燥方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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
関する。

〔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
ったり、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、ブ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間を要するた
め、効率が低下するなどの問題があった。

そこで、乾燥時間を短縮するために、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絡経路を作っ
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問題を生じている。

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
っては、光沢が悪くなったり、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塞さ
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題］ 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
熱風式乾燥方法と、その乾燥方法を効果的に実施できる
乾燥装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有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、関連
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
ようにした熱風乾燥方法において、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
又は風圧を調整してホッパーの内圧を正，負に制御する
圧力調整手段を設けてなり、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の内圧を正，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、ホッパー内部の水蒸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、この圧力調
整手段では、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
行なことによって、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 以下に図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

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１、排気口２を
設けており、導入口１は送気管路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５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を開いてリング
ブロアー４を駆動した時には、乾燥ガスはホッパーＡ内
に圧送されてホッパーＡ内は正圧となり、逆に開放バル
ブ10を開き、制御バルブ５を閉じた時には、乾燥ガスの
ホッパーＡ内への供給が停止され、排気ガスの吸引量が
増大してホッパーＡ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
バルブ５が、圧力調整手段を構成しているが、ガス供給
源Ｂ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Ａ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、ガス供給源Ｂより供給された乾燥
ガスは、ヒータ６によって加熱された後、導入口１より
ホッパーＡ内部に供給され、ホッパーＡ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を通じてガス供給源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、上記構成の本発明装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Ａ内に収容された樹脂材料を熱風乾燥
させる時に、ホッパーＡ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
開き、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Ａ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Ａ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、ガス吸引口７が設けられ、更にこのガス吸引口７
は、吸気ライン８によりガス供給源Ｂに接続され、この
ライン８にはガス抜取り制御手段Ｄ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Ａ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の内部で発生した有害なガスの抜
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Ａ内部を減圧して、ガスの抜
取りを行なう時、ホッパーＡ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、外壁16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）と本体部とは隔壁18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・・・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1
4に連なり、この導入管14の他端開口はホッパーＡ内の
ほぼ底部に至っている。ヒータ15は、乾燥ガス導入口11
a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２図参照）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は排気管路21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2
9,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、送気管路27を介してブロワ22の吐
出口に接続され、その送気管路27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23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吸引口13は、
別の吸気管路28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の吸引口と吐出口間には設けた
バイパスバルブ21であり、ホッパーＡ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
圧調整バルブ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を開いて、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Ａ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14の開口より、図の
破線で示すような経路でホッパーＡ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Ａ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Ａ内の水蒸気の分圧は低下し、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、成形機（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、圧力スイングさせることにより、ガ
ス抜きが充分に行えると同時に、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可
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
ホッパー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，あるいは空気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、乾燥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２図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図は第２図に示した熱
風式乾燥装置の更に具体的な構成図である。 （符号の説明） Ａ……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 1,11a……乾燥ガスの導入口 2,11b……排気口 30……樹脂材料

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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装置。
4. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。