JP3930005B2 - Molding material vacuum dryer - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機による樹脂成形の材料のような成形材料、例えば樹脂ペレットを乾燥するのに好適な成形材料真空乾燥装置に関する。 The present invention relates to a molding material vacuum drying apparatus suitable for drying a molding material such as a resin molding material by an injection molding machine, for example, resin pellets.
樹脂成形材料である樹脂ペレットの外周に水分が付着していたり、樹脂ペレット内に水分が含まれていると、成形時の加熱でそれらの水分が気化し、成型品の品質に悪影響を与えたり、不良品を発生させる虞があるので、射出成形機へ供給する成形材料に対して、供給前に乾燥処理が行われている。
この乾燥処理は一般的に熱風乾燥により行われているが、熱風乾燥を行うには大型の熱風乾燥装置を必要とし、通常その設定温度は120℃程度とされている。
しかし、加熱温度が水分の蒸発温度である100℃を越えると、成形材料の黄変や酸化が発生しやすい。また、熱風乾燥装置は使用電力量が多くて、射出成形製品の製造コストを引き上げる要因となり、吹き出す熱風によって室内の温度が上昇し、作業環境が悪化する虞がある。さらに、大型の熱風乾燥装置は、その据え付け場所を確保することも問題となる。
If moisture is attached to the outer periphery of resin pellets, which are resin molding materials, or if moisture is contained in the resin pellets, the moisture will evaporate due to heating during molding, which may adversely affect the quality of the molded product. Since there is a risk of generating defective products, a drying process is performed on the molding material supplied to the injection molding machine before supply.
This drying process is generally performed by hot air drying. However, a large hot air drying device is required to perform hot air drying, and the set temperature is usually about 120 ° C.
However, when the heating temperature exceeds 100 ° C., which is the evaporation temperature of moisture, the molding material tends to yellow or oxidize. In addition, the hot air drying apparatus uses a large amount of electric power and increases the manufacturing cost of the injection molded product. The hot air blown out increases the temperature in the room and may deteriorate the working environment. Furthermore, securing a place for installing the large-sized hot air drying apparatus is also a problem.
このため、水分蒸発温度を下げて、成形材料の黄変・酸化等を防ぐために、減圧手段として真空ポンプを使用し、減圧雰囲気で成形材料の乾燥を行い、また、成形材料を加熱乾燥する乾燥手段としてヒータを使用するようになっている。
ところが、従来の真空乾燥はバッチ方式で行われており、空気の対流による伝熱がないので、加熱効率が悪いという欠点がある。
また、乾燥した成形材料を射出成形機へ供給する際に、再度吸湿しないように、乾燥空気や、窒素ガス、アルゴンガス等の低露点の雰囲気で覆われた供給ホッパが必要となる。
Therefore, in order to lower the moisture evaporation temperature and prevent yellowing and oxidation of the molding material, use a vacuum pump as a decompression means, dry the molding material in a reduced pressure atmosphere, and dry the molding material by heating. A heater is used as a means.
However, the conventional vacuum drying is performed in a batch system, and there is no heat transfer due to air convection.
Further, when supplying the dried molding material to the injection molding machine, a supply hopper covered with a low dew point atmosphere such as dry air, nitrogen gas or argon gas is required so as not to absorb moisture again.
本発明が解決しようとする課題は、比較的低温で速やかに成形材料を乾燥することができ、成形材料の黄変・酸化等の変質を防ぐ成形材料真空乾燥装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a molding material vacuum drying apparatus which can quickly dry a molding material at a relatively low temperature and prevents deterioration of the molding material such as yellowing and oxidation.
本発明の成形材料真空乾燥装置は、成形材料を収納して加熱乾燥する乾燥ホッパと、乾燥剤を貯蔵して加熱する乾燥剤貯蔵槽とを設け、前記乾燥ホッパと第1の真空ポンプとを排気路を介して連絡し、前記乾燥剤貯蔵槽に流路開閉弁を設けた外気導入路を連結し、前記乾燥ホッパの下部と前記乾燥剤貯蔵槽とを別の排気路で連絡したものであって、前記乾燥ホッパと前記乾燥剤貯蔵槽とを隣接して設けると共に、これら乾燥ホッパと乾燥剤貯蔵槽との境界部にヒータを設置し、該ヒータによって前記乾燥ホッパ内の成形材料及び前記乾燥剤貯蔵槽内の乾燥剤を共に加熱することを特徴とするものである。
請求項2に係る成形材料真空乾燥装置は、請求項1に係る成形材料真空乾燥装置において、前記別の排気路に流路開閉弁を設け、前記別の排気路における乾燥剤貯蔵槽と前記流路開閉弁との間を、乾燥剤乾燥用流路によって第2の真空ポンプに連絡したことを特徴とするものである。
請求項3に係る成形材料真空乾燥装置は、請求項1乃至2のいずれか1つに係る成形材料真空乾燥装置において、前記乾燥ホッパと成形材料貯蔵タンクとが輸送パイプで連絡され、前記排気路が、流路開閉弁を設けた第1流路と、圧力調整弁を設けた第2流路とを並列に有することを特徴とするものである。
The molding material vacuum drying apparatus of the present invention is provided with a drying hopper for storing and heating and drying the molding material, and a desiccant storage tank for storing and heating the desiccant, and the drying hopper and the first vacuum pump are provided. which communicates through an exhaust passage, and connecting the desiccant air introduction passage provided with a flow path opening and closing valve to the storage tank and communicating the lower and the desiccant reservoir of the drying hopper in another exhaust path The drying hopper and the desiccant storage tank are provided adjacent to each other, and a heater is installed at the boundary between the drying hopper and the desiccant storage tank, and the molding material in the drying hopper and the heater are installed by the heater. The desiccant in the desiccant storage tank is heated together .
A molding material vacuum drying apparatus according to a second aspect is the molding material vacuum drying apparatus according to the first aspect, wherein a flow opening / closing valve is provided in the another exhaust passage, and the desiccant storage tank and the flow in the another exhaust passage are provided. The passage opening / closing valve is connected to the second vacuum pump by a desiccant drying passage.
A molding material vacuum drying apparatus according to
請求項1に係る発明によれば、成形材料を低真空状態で加熱乾燥するので、比較的低温で水分が蒸発して短時間で乾燥できるばかりか、成形材料乾燥中に乾燥空気を乾燥ホッパ下部から噴出させると、成形材料が攪拌されるので、成形材料の温度が均一となってさらに速やかに乾燥され、この結果、成形材料の黄変・酸化等の変質を防ぎ、電力消費量が少なくて済み、温度上昇による作業環境の悪化も抑制できる。
また、乾燥剤貯蔵槽を通過した乾燥空気を供給して乾燥ホッパ内を大気圧に戻すことができるので、成形材料が再吸湿することが無く、再吸湿を防ぐような特殊構造の供給ホッパが不要となる。熱風発生装置を利用せずに、同じヒータで成形材料及び乾燥剤を直接加熱するので、さらに使用電力を少なくすることができ、装置の構造も簡略化される。
According to the first aspect of the present invention, since the molding material is heated and dried in a low vacuum state, moisture can evaporate at a relatively low temperature and can be dried in a short time. Since the molding material is agitated, the temperature of the molding material becomes uniform, and the molding material is dried more quickly. As a result, the molding material is prevented from being yellowed and oxidized and the power consumption is low. In addition, deterioration of the working environment due to temperature rise can be suppressed.
Also, since the drying air that has passed through the desiccant storage tank can be supplied to return the inside of the drying hopper to atmospheric pressure, there is no supply hopper with a special structure that prevents the molding material from reabsorbing moisture and preventing reabsorption. It becomes unnecessary. Since the molding material and the desiccant are directly heated with the same heater without using the hot air generator, the power consumption can be further reduced, and the structure of the apparatus is simplified.
請求項2に係る発明によれば、乾燥剤貯蔵槽内の乾燥剤は、乾燥ホッパにおいて真空乾燥が行われている間も乾燥再生されるので、常に十分乾燥した空気を供給することが可能となる。 According to the invention of claim 2, desiccant in the desiccant reservoirs, since dried reproduced while the vacuum drying is performed in the drying hopper, it can be supplied always enough dry air It becomes.
請求項3に係る発明によれば、排気路からの排気によって成形材料を真空吸引する際に、圧力調整弁を操作して成形材料の吸引力を調節することができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の成形材料真空乾燥装置は、図1に示すように、成形材料である樹脂ペレット30を低真空状態で加熱乾燥させて、射出成形機へ供給するものであって、樹脂ペレット30を加熱乾燥する乾燥ホッパ1、ヒータ2、樹脂ペレット30を貯蔵した成形材料貯蔵タンク25、成形材料貯蔵タンク25と乾燥ホッパ1とを接続する輸送パイプ9、筒状の乾燥剤貯蔵槽14、乾燥ホッパ1へ連絡された第1の真空ポンプ3、乾燥剤貯蔵槽14へ連絡された第2の真空ポンプ17、及び、供給ホッパ23を備える。
また、成形材料真空乾燥装置は、図2に示すように、電気制御ボックス41を介して操作される。電気制御ボックス41の表面には、メインスイッチ42及びタッチパネル方式の操作部45と共に、自動温度調節計43が取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the molding material vacuum drying apparatus of the present invention heats and
Further, the molding material vacuum drying apparatus is operated via an electric control box 41 as shown in FIG. An automatic temperature controller 43 is attached to the surface of the electric control box 41 together with the
乾燥ホッパ1及び乾燥剤貯蔵槽14は外気に対して密封されており、乾燥ホッパ1が乾燥剤貯蔵槽14の中心を貫通すると共に、乾燥ホッパ1と乾燥剤貯蔵槽14との間を空気が流通するようになっている。
乾燥剤貯蔵槽14の内部には、合成ゼオライト系吸着剤等の乾燥剤31が充填されている。そして、乾燥ホッパ1の底面は、乾燥剤貯蔵槽14の底面の上方に位置して、乾燥剤貯蔵槽14内の乾燥剤31により被覆され、断熱性の高い二重構造となっている。
また、乾燥剤貯蔵槽14の側面には、乾燥ホッパ1の内部を透視できる樹脂量監視窓28が形成されると共に、ここに樹脂量監視センサ15が設置される。
樹脂量監視センサ15は、高さを変えて複数個設置し、電気制御ボック41の操作部45によって、いずれかの樹脂量監視センサ15を選択できるようにすると良い。
さらに、乾燥ホッパ1と乾燥剤貯蔵槽14の境界面に沿ってヒータ2が装着され、乾燥ホッパ1の内部及び乾燥剤貯蔵槽14の内部を同時に加熱するようになっている。
The
The
Further, a resin amount monitoring window 28 through which the inside of the
A plurality of resin amount monitoring sensors 15 may be installed at different heights so that any one of the resin amount monitoring sensors 15 can be selected by the operation unit 45 of the electric control box 41.
Further, a heater 2 is mounted along the boundary surface between the
乾燥ホッパ1の底部中心から下方に排出管32が延び、排出管32の基部に乾燥空気噴出リング24が周方向に沿って設置される。
また、排出管32の下端部は供給ホッパ23の上部に挿入され、排出管32下端の排出口には空気の流通を遮断する真空遮断弁13が設置されると共に、そのやや上方には樹脂ペレット30の排出を遮断するシャッタ12が設置される。
さらに、供給ホッパ23の下端は射出成形機に接続され、供給ホッパ23の下端排出口よりやや上方に樹脂残量監視窓29が形成されると共に、ここに樹脂残量監視センサ16が設置されている。
A
Further, the lower end portion of the
Further, the lower end of the supply hopper 23 is connected to an injection molding machine, a resin remaining
乾燥ホッパ1の上部には輸送パイプ9の一端が開口し、輸送パイプ9の他端部に設けられた吸引パイプ8が、成形材料貯蔵タンク25内へ挿入される。また、輸送パイプ9の中間部にはピンチバルブ7が設置されている。
なお、輸送パイプ9の一端には落下ガイド板を設け、計量な樹脂ペレット30が輸送パイプ9から静かに乾燥ホッパ1内へ落下するようになっている。
One end of the transport pipe 9 is opened above the
Note that a drop guide plate is provided at one end of the transport pipe 9 so that the measured
乾燥ホッパ1は排気路33を介して第1の真空ポンプ3と連絡されている。排気路33の中間部は、第1流路34aと第2流路34bとを並列に有し、並列部分よりも乾燥ホッパ1寄りには圧力計5が設置され、さらにその上流側に防塵フィルタ6が装着されている。
排気路33の吸気口には、軽量な樹脂ペレット30が吸い込まれるのを防ぐために、吸い込み防止メタルプレートが設置されている。
また、第1流路34aに流路開閉弁4が設けられ、第2流路34bに圧力調整弁10及び開閉弁11が設置されている。なお、圧力調整弁10はニードル式の圧力調整バルブとし、一度調節したら、二回目からはほとんどその調節量のまま使用できるようにする。
The
A suction-preventing metal plate is installed at the intake port of the
Further, the flow path opening /
乾燥ホッパ1の下部に設けられた乾燥空気噴出リング24と乾燥剤貯蔵槽14とは、別の排気路36によって連絡される。
別の排気路36の乾燥剤貯蔵槽14寄りには防塵フィルタ21が装着され、防塵フィルタ21より乾燥空気噴出リング24寄りには、乾燥空気導入バルブ22より成る流路開閉弁が設けられる。
また、乾燥剤貯蔵槽14と乾燥空気導入バルブ22との間において、別の排気路36は乾燥剤乾燥用流路35を介して第2の真空ポンプ17と連絡される。乾燥剤乾燥用流路35には流路開閉弁18が設置されている。
さらに、乾燥剤貯蔵槽14に外気導入路37が接続され、外気導入路37に外気導入バルブ19より成る流路開閉弁及び防塵フィルタ20が設置される。
また、排気路33の並列部分よりも下流側と、乾燥剤乾燥用流路35の流路開閉弁18よりも下流側とは、共通排気バルブ26より成る開閉弁を有する共通流路38によって連結されている。
The dry
A dustproof filter 21 is mounted on the
Further, another
In addition, an outside
Further, the downstream side of the parallel portion of the
なお、乾燥ホッパ1、乾燥剤貯蔵槽14、供給ホッパ23及び各排気路を構成する配管の接続部分は、Oリング、パッキング等により密封されている。
また、上記したように、各空気流路には防塵フィルタ6,20,21が設置されており、目詰まりが発生した場合には、簡単に掃除や交換ができるようになっている。
さらに、ピンチバルブ7、シャッタ12及び真空遮断弁13は、それぞれエアシリンダASで開閉駆動される。エアシリンダASには押し・引きいずれの方向においても近接スイッチが設けられて、開放信号及び閉鎖信号を発するようになっている。
In addition, the connection part of the
Further, as described above, the
Further, the pinch valve 7, the shutter 12, and the vacuum shut-off
樹脂ペレット30の乾燥は次のように行われる。
電気制御ボックス41のメインスイッチ42を入れると、自動温度調節計43のスイッチが入って、ヒータ2が加熱を開始し、乾燥すべき樹脂ペレット30が乾燥ホッパ1内に充填されるのを待つ。
同時に、ヒータ2は乾燥剤貯蔵槽14内の乾燥剤31を加熱する。加熱温度は、自動温度調節計43で指示される。
Drying of the
When the
At the same time, the heater 2 heats the desiccant 31 in the
次いで、乾燥ホッパ1のシャッタ12を閉じ、輸送パイプ9のピンチバルブ7を開くと、ピンチバルブ7のエアシリンダASからの開放信号を受けて第1の真空ポンプ3が作動する。さらに、第2流路34bの開閉弁11を開けてから、圧力調製バルブ10を開いて吸引圧力を調節すると、乾燥ホッパ1内が減圧されて、成形材料貯蔵タンク25内の樹脂ペレット30が輸送パイプ9を通して吸引され、輸送パイプ9の一端から乾燥ホッパ1内へ排出される。
なお、吸引パイプ8の上部への空気吸い込み量を調節することによって、樹脂ペレット30の吸引量を調節することもできる。
Next, when the shutter 12 of the
Note that the amount of suction of the
また、第1の真空ポンプ3を起動するのと同時に、第2の真空ポンプ17を起動させて流路開閉弁18を開き、乾燥剤貯蔵槽14内を減圧して、その内部に貯蔵されている乾燥剤31の乾燥排気を行う。
乾燥ホッパ1内の樹脂ペレット30が所定高さに達したことを樹脂量監視センサ15が検知すると、樹脂量監視センサ15の検知信号を受けて輸送パイプ9のピンチバルブ7が閉じ、乾燥ホッパ1への樹脂ペレット30の供給が停止する。
同時に、第2流路34bの開閉弁11が閉じ、流路開閉弁4が開いて第1の真空ポンプ3が真空排気を継続することにより、乾燥ホッパ1内の樹脂ペレット30の真空乾燥が行われる。
低真空雰囲気下では、水の蒸発温度が低いため、ヒータ2で加熱された水分が比較的低温で蒸発し、短時間で排出されるので、樹脂ペレット30が黄変しにくい。
At the same time as starting the
When the resin amount monitoring sensor 15 detects that the
At the same time, the opening / closing valve 11 of the second flow path 34b is closed, the flow opening /
In a low vacuum atmosphere, since the water evaporation temperature is low, the water heated by the heater 2 evaporates at a relatively low temperature and is discharged in a short time, so that the
また、乾燥ホッパ1内で樹脂ペレット30の真空乾燥を行っている間に、タイマーで設定した時間ごとに、外気導入バルブ19及び乾燥空気導入バルブ22を開く。すると、外気導入路37から導入されて乾燥剤貯蔵槽14を通過した乾燥空気が、乾燥ホッパ1の底部中央に設置された乾燥空気噴出リング24から間欠的に噴出して、乾燥ホッパ1内の樹脂ペレット30を攪拌する。
この結果、乾燥ホッパ1内の樹脂ペレット30の温度が均一化されると共に、流速の速い乾燥空気によって水分排出が促進されて、速やかで均一な乾燥が行われる。
In addition, while the
As a result, the temperature of the
供給ホッパ23内の樹脂ペレット30の残量が少なくなったことを樹脂残量監視センサ16が検知すると、樹脂残量監視センサ16が検知信号を発し、この検知信号を受けて流路開閉弁4及び流路開閉弁18が閉じる。また、乾燥空気導入バルブ22及び外気導入バルブ19が開く。
この結果、乾燥ホッパ1からの真空排気が停止すると共に、外気導入路37から導入されて乾燥剤貯蔵槽14を通過した乾燥空気が乾燥ホッパ1内に流入し、乾燥ホッパ1内が大気圧に戻り、乾燥ホッパ1内と供給ホッパ23内との間には圧力差が無くなる。
When the remaining resin monitoring sensor 16 detects that the remaining amount of the
As a result, the vacuum evacuation from the
乾燥ホッパ1内が大気圧に戻ったことを圧力計5で確認したら、真空遮断弁13を開き、さらにシャッタ12を開く。
すると、乾燥ホッパ1内の乾燥終了した樹脂ペレット30が、供給ホッパ23へ全量落下する。
次いで、第2の真空ポンプ17を作動した状態で、外気導入バルブ19を閉じてから、流路開閉弁18を3〜5秒程度開くと、乾燥ホッパ1、乾燥剤貯蔵槽14及び供給ホッパ23の内部が減圧され、供給ホッパ23内は、乾燥した樹脂ペレット30が再吸湿するための水分を殆ど含まない雰囲気となる。
次に、シャッタ12を閉じてから、真空遮断弁13を閉じると、真空遮断弁13のエアシリンダに設けられた近接スイッチからの閉鎖信号を受けて、ピンチバルブ7が開く。
そして、上記した樹脂ペレット30の真空吸引及び真空乾燥の過程を必要回数繰り返す。
When the
Then, the
Next, when the outside air introduction valve 19 is closed while the second vacuum pump 17 is operated, and the flow path opening / closing valve 18 is opened for about 3 to 5 seconds, the
Next, when the shutter 12 is closed and then the vacuum shut-off
The process of vacuum suction and vacuum drying of the
乾燥ホッパ1内における樹脂ペレット30の真空乾燥中に真空排気量が不足した時は、流路開閉弁18を閉じて共通排気バルブ26を開き、第1の真空ポンプ3と第2の真空ポンプ17とによって、乾燥ホッパ1の真空排気を行う。
一方、乾燥剤貯蔵槽14内の乾燥剤31が再生不良を起こした場合には、流路開閉弁4及び開閉弁11を閉じ、共通排気バルブ26を開き、第1の真空ポンプ3と第2の真空ポンプ17とによって、乾燥剤貯蔵槽14の真空排気を行う。なお、共通排気バルブ26の開閉操作は、電気制御ボックス41の操作部45によって行う。
また、上記実施例では、樹脂ペレット30を乾燥ホッパ1内で真空乾燥させている間に、第2の真空ポンプ17を作動させて乾燥剤貯蔵槽14の真空吸引を同時に行っているが、乾燥剤31の吸湿量が一定以上となった場合のみ、或いは定期的に乾燥剤貯蔵槽14の真空排気を行っても良い。
When the amount of vacuum exhaust is insufficient during the vacuum drying of the
On the other hand, when the desiccant 31 in the
In the above embodiment, while the
1 乾燥ホッパ
2 ヒータ
3 第1の真空ポンプ
4 流路開閉弁
5 圧力計
6 防塵フィルタ
7 ピンチバルブ
8 吸引パイプ
9 輸送パイプ
10 圧力調整弁
11 開閉弁
12 シャッタ
13 真空遮断弁
14 乾燥剤貯蔵槽
15 樹脂量監視センサ
16 樹脂残量監視センサ
17 第2の真空ポンプ
18 流路開閉弁
19 外気導入バルブ
20 防塵フィルタ
21 防塵フィルタ
22 乾燥空気導入バルブ
23 供給ホッパ
24 乾燥空気噴出リング
25 成形材料貯蔵タンク
26 共通排気バルブ
28 樹脂量監視窓
29 樹脂残量監視窓
30 樹脂ペレット
31 乾燥剤
32 排出管
33 排気路
34a 第1流路
34b 第2流路
35 乾燥剤乾燥用流路
36 別の排気路
37 外気導入路
38 共通流路
41 電気制御ボックス
42 メインスイッチ
43 自動温度調節計
45 操作部
AS エアシリンダ
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