专利名称：树脂颗粒的干燥装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种对作为树脂成型机的成型原料的非结晶化树脂颗粒或结晶化树脂颗粒上所附着的水分、或所含有的结合水进行干燥的树脂颗粒的干燥装置及其方法。
背景技术：
例如日本专利第3233419号公报所示，公知有在减压条件下将投入于干燥料斗内的树脂颗粒加热，而将表面附着的水分或所含有的结合水干燥的干燥装置。这种树脂干燥装置对结晶化树脂颗粒的干燥较为有效。但是，在利用上述树脂颗粒的干燥装置而在与结晶化树脂颗粒同样的条件下对例如聚酯类树脂那样的非结晶化树脂颗粒进行干燥时，存在会使非结晶化树脂颗粒软化、熔融的问题。
当树脂颗粒软化时，树脂颗粒彼此附着在一起而成块状化，无法以树脂颗粒单位来进行干燥。而且，在成块状化的树脂颗粒中，不能作为树脂成型机的成型原料而直接使用。另一方面，当树脂颗粒熔融时，除了以上的缺点外，熔融后的树脂颗粒还会附着于料斗的内表面、料斗内的用于搅拌树脂颗粒的搅拌叶片的表面上。由于附着的树脂本身具有绝热特性，因此无法有效地对树脂颗粒进行加热。特别是，在非结晶化树脂颗粒中，由于急剧的加热而容易熔融，会明显出现上述缺点。
为解决以上缺点，提出了例如日本特开2005-28683号公报所示的干燥装置，其备有使粒状树脂结晶化的结晶化料斗和干燥该结晶化料斗中已结晶化的树脂的干燥料斗，在结晶化料斗的内部，以沿上下方向配置并令下端开口的中空状，在进行绝热处理后的旋转轴的外表面上设置搅拌翼，使旋转轴旋转并且经由该旋转轴将热风供给到结晶化料斗内部。
但是，该干燥装置需要是分别备有用于使非结晶化树脂颗粒结晶化的结晶化料斗和用于干燥已结晶化的树脂颗粒的干燥料斗的结构的专用设备，存在装置自身大型化且高成本化的问题。
发明内容
本发明提供一种使用一台装置可分别有效地干燥非结晶化树脂颗粒和结晶化树脂颗粒的树脂颗粒的干燥装置及其方法。而且，提供一种可实现装置自身小型化且可有效地干燥树脂颗粒的树脂颗粒的干燥装置及其方法。
图1是表示树脂颗粒的干燥装置的整体立体图。
图2是树脂颗粒的干燥装置的局部省略中央纵剖视图。
图3是上部缸体以及下部缸体的放大剖视图。
图4是表示干燥装置1的控制概略的电气框图。
图5是表示树脂颗粒的导入状态的说明图。
图6是表示干燥状态的说明图。
图7是表示向缓冲料斗的排出状态的说明图。
图8是表示将树脂颗粒提供给树脂成型机的状态的说明图。
图9是表示第一缸体部中的非结晶化树脂颗粒的加热状态的说明图。
图10是表示多段构成各缸体部的例子的说明图。
具体实施例方式
下面，根据表示实施方式的附图对本发明进行说明。
在图1到图3中，树脂颗粒的干燥装置1包括投入料斗部3、第一缸体部5、第二缸体部7以及排出料斗部9。投入料斗部3，在料斗容器11的上部经由上部开闭装置13而安装进口(intake)部15。树脂颗粒经由与进口部15连接的导入软管17而被导入。
上部开闭装置13由以向水平方向移动的方式而被支承于料斗容器11的上部开口以及进口部15的下部开口之间的开闭板13a、和使该开闭板13a往复移动的气缸等动作部件13b构成。开闭板13a由可弹性变形的例如薄状不锈钢板等构成，在其一部分上形成有使料斗容器11的上部以及进口部15之间连通的开口部13c。
在投入料斗部3的下部连通安装有水平方向具有轴线的第一缸体部5的所图示的左端部。该第一缸体部5具有例如不锈钢等金属制的上段缸体19；第一移送螺杆21，在该上段缸体19内可旋转地被支承；电动马达23，使该第一移送螺杆21以所要求的移送速度旋转；以及第一加热部件25，对上段缸体19以及第一移送螺杆21加热。
在上段缸体19上，在所图示的左端侧设置有空气导入口19a，而在所图示的中央部以及右端侧分别设置有空气排出口19b。在空气导入口19a上连接有供气软管19c，而在各排出口19b上分别连接有排气软管19d。
第一加热部件25包括插入于第一移送螺杆21轴内的多个轴加热器25a、以及相对于上段缸体19的外周面而分开地安装的多个平面状加热器25b。对所述多个轴加热器25a以及平面状加热器25b进行通电控制，以便对整个上段缸体19进行加热，或使温度从所图示的左侧朝向右侧缓慢变高。
在第一缸体部5的所图示的右端下部连通有水平方向具有轴线的第二缸体部7，且以向与第一缸体部5相反的水平方向延伸的方式来安装。第一缸体部5以及第二缸体部7的连接口部5a/7a形成为与上段缸体19内径相一致大小的开口。
第二缸体部7具有下段缸体27，具有与上段缸体19一致的内径，由不锈钢等金属制成；第二移送螺杆29可旋转地轴支承在该下段缸体27内；电动马达30，使该第二移送螺杆29以所要求的进给速度旋转；以及第二加热部件31，将下段缸体27以及第二移送螺杆29加热至所要求的温度。
在下段缸体27的所图示的左端侧、中央部以及右端侧分别形成排气口27a，这些排气口27a上分别连接有排气软管27b。
第二加热部件31包括插入于第二移送螺杆29的轴内的轴加热器31a、以及卷绕在整个下段缸体27的外周面上的平面状加热器31b。对上述第二加热部件31进行通电控制，以便对下段缸体27大致均匀地加热。
空气供给装置33经由供气软管19c与上述上段缸体19的空气导入口19a连接，而鼓风机或真空泵等排气装置35经由排气软管19d/27b与各排出口19b/27a连接。作为空气供给装置33，希望的是供给除湿后的干燥空气的结构。另外，在第一以及第二缸体19/27的外周面上卷绕玻璃棉等绝热材料37。
在第二缸体部7的所图示的左侧下部安装排出料斗部9。该排出料斗部9包括缓冲料斗39、和经由下部开闭装置43而安装在该缓冲料斗39的下部的排出料斗41。
缓冲料斗39可暂时存储自第二缸体部7排出的除湿后的树脂颗粒。此外，下部开闭装置43包括开闭板43a，以向水平方向移动的方式而被支承于缓冲料斗39以及排出料斗41之间，且由容易弹性变形的薄状不锈钢板等构成；以及气缸等动作部件43b，使该开闭板43a选择性地向水平方向移动。在开闭板43a的一部分上形成有连通缓冲料斗39以及排出料斗41之间的开口部43c。
排出料斗41是在将已除湿干燥的树脂颗粒供给到树脂成型机(未图示)的原料供给部时暂时存储树脂颗粒的部件，在排出料斗41的下部安装有喷射部45。
在上述进口部15上连接来自压气装置47的排气软管47a，此外，在喷射部45上连接来自压气装置47的供气软管47b。压气装置47由例如鼓风机构成，借助切换阀49对供气以及排气进行切换，在进口部15内形成负压而将树脂颗粒导入料斗容器11内。而且，压气装置47将压缩空气供给到喷射部45内，而将干燥后的树脂颗粒输送到树脂成型机的原料供给部(未图示)。
另外，在上述料斗容器11、缓冲料斗39的投入上限位置以及排出料斗41的下限位置上分别安装检测内部树脂颗粒量的物位传感器55、57、59，当在内部树脂颗粒达到所要求量时分别输出检测信号。此外，在上段缸体19以及下段缸体27上，朝水平方向分别安装有多个温度传感器61/63以及真空传感器65/66。
在图4中，在控制机构67的输入侧经由输入控制机构68而连接有上述各种物位传感器55、57、59、61/63、65/66。其中的物位传感器55在向料斗容器11内投入了所要求量的未干燥的非结晶化树脂颗粒或结晶化树脂颗粒时，向控制机构67输出投入完成信号。而且，物位传感器57在向缓冲料斗39内投入了所要求量的已干燥的树脂颗粒时，向控制机构67输出排出完成信号。进而，物位传感器59在被导入到排出料斗41内的干燥后的所要求量的树脂颗粒完成向树脂成型机的原料供给部的供给时，向控制机构67输出供给完成信号。
安装于上段缸体19中的多个温度传感器61分别检测出在上段缸体19的例如图示的水平方向的左侧、中央部以及右侧的各位置的温度，并向控制机构67输出。另外，安装在下段缸体27上的温度传感器63检测出下段缸体27的温度，并向控制机构67输出。
安装在上段缸体19以及下段缸体27上的真空传感器65/66检测出上段缸体19以及下段缸体27内的真空度，并向控制机构67输出。
在控制机构67的输出侧连接阀驱动机构69，基于来自物位传感器55以及59的信号，将与阀驱动机构69连接的切换阀49切换控制至供气或排气。
在控制机构67的输出侧连接开闭驱动机构71，基于来自起动开关(未图示)或各物位传感器55/57/59的信号，选择性地令各个动作部件13b/43b进行开动作或闭动作。
在控制机构67的输出侧连接加热控制机构73，基于来自温度传感器61/63的检测信号，控制对第一以及第二加热部件25/31的附加电流，并控制利用上段缸体19以及下段缸体27加热树脂颗粒的温度。
在控制机构67的输出侧连接排气驱动机构75，该排气驱动机构75基于来自真空传感器65的信号来驱动控制排气装置35，并使上段缸体19以及下段缸体27内保持为所要求的减压状态。
在控制机构67的输出侧连接供气驱动机构77，驱动所连接的空气供给装置33，而至少向上段缸体19内供给所要求量的空气。
在控制机构67的输出侧连接马达控制机构79，驱动控制所连接的电动马达23以及30，而使树脂颗粒以所要求的移送速度移送到上段以及下段缸体19/27内。
下面，对借助如上所述构成的干燥装置1进行的树脂颗粒的干燥作用进行说明。
首先，说明结晶化树脂颗粒的干燥作用，对起动开关进行接通操作，则动作部件13b进行开动作而打开料斗容器11的上部开口，并且动作部件43b进行封闭动作而封闭缓冲料斗39和排出料斗41之间，其后将切换阀49切换至排气侧而将进口部15内排气，由此经由导入软管17将未干燥的结晶化树脂颗粒CRP吸引并导入到料斗容器11内。(参照图5)
然后，当导入料斗容器11内的结晶化树脂颗粒CRP达到所要求量而物位传感器55输出导入完成信号时，使动作部件13b向封闭方向动作，并封闭料斗容器11的上部开口。
在进行上述动作时，对第一加热部件25中的各个轴加热器25a以及平面状加热器25b进行通电控制，以便使得整个上段缸体19相对于水平方向成为一定的温度，并且对第二加热部件31的轴加热器31a以及平面状加热器31b进行通电控制，以便整个下段缸体27成为与上段缸体19同样的加热温度，由此加热为所需要的温度。另外，使空气供给装置33动作而至少将所要求量的空气导入上段缸体19内，同时使排气装置35动作对上段缸体19以及下段缸体27内进行排气，使其内部成为所要求的减压状态。
接着，驱动电动马达23/30，使第一以及第二移送螺杆21/29以所要求的进给速度旋转，将料斗容器11内的结晶化树脂颗粒CRP边搅拌边从上段缸体19的图示的左侧向右侧移送，而且将其边搅拌边从下段缸体27的图示的右侧向左侧移送，在上述的减压状态下进行加热。由此使附着于结晶化树脂颗粒CRP上的水分或所含有的结合水干燥。
此时，结晶化树脂颗粒CRP由于树脂结晶化而具有高耐热性，所以即便从导入上段缸体19内的最初阶段起就以高温进行加热，也不会软化或熔融。另外，从结晶化树脂颗粒CRP放出的水蒸气随着从空气导入口19a流向各个空气排出口19b以及排气口27a的空气流而被排出。(参照图6)如图7所示，向下段缸体27内的图示的左侧移送的干燥后的结晶化树脂颗粒CRP自重下落而贮存于缓冲料斗39内，当缓冲料斗39内的结晶化树脂颗粒CRP达到所要求量而从物位传感器57输出排出完成信号时，分别中断电动马达23/30的驱动、空气供给装置33以及排气装置35的驱动，其后使动作部件43b进行开动作来使贮存于缓冲料斗39内的结晶化树脂颗粒CRP向排出料斗41自重下落。然后，由切换至供气侧的切换阀49供给压缩空气，而将排出料斗41内的结晶化树脂颗粒CRP向树脂成型机的原料供给部压送。(参照图8)另外，与上述动作并行而使动作部件13b进行开动作，接着将干燥的结晶化树脂颗粒CRP导入料斗容器11内。
然后，在压送排出料斗41内的结晶化树脂颗粒CRP而从物位传感器59输出压送完成信号时，使动作部件43b进行闭动作而封闭缓冲料斗39以及排出料斗41之间的通道，其后将切换阀49切换至排气侧，接着将除湿干燥的结晶化树脂颗粒CRP导入料斗容器11内。
接着，对干燥例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等聚酯类的非结晶化树脂颗粒NCRP时的作用进行说明。
如上所述，非结晶化树脂颗粒NCRP在进行急剧加热时，具有比结晶化树脂颗粒CRP更易软化、易熔融的特性。因此，在将非结晶化树脂颗粒NCRP导入料斗容器11内之前，对设置于上段缸体19中的各轴加热器25a以及平面状加热器25b进行通电控制而加热，以便使上段缸体19的所图示的左侧为低温区域、中间部为中温区域、右侧为高温区域。该通电控制是基于来自设置于上段缸体19的各处的各温度传感器61的温度检测信号来执行的。
另一方面，对于下段缸体27，对轴加热器31a以及平面状加热器31b进行通电控制而加热，以便在整个水平方向上成为大致均匀的温度。
在上述状态中，当在将既定量的非结晶化树脂颗粒NCRP导入料斗容器11内的状态下以所要求的移送量驱动电动马达23旋转时，如图9所示，伴随第一移送螺杆21的旋转，使导入上段缸体19的所图示的左侧的非结晶化树脂颗粒NCRP从图示的左侧向右侧通过低温加热区域、中温加热区域以及高温加热区域，由此缓慢进行加热而使之结晶化。由此提高耐热性。
另外，将导入到上段缸体19的所图示的左侧的空气排气至所图示的中央部以及右侧而形成空气流，通过该空气流来避免对非结晶化树脂颗粒NCRP的过度加热，并防止软化或熔融。
上述非结晶化树脂颗粒NCRP当被向上段缸体19内的所图示的右侧移送时，通过由加热而进行的结晶化来提高耐热性。并且，在下段缸体27内移送的非结晶化树脂颗粒NCRP在内部的空气经由排出口27而被排气的所要求的减压状态下，被第二加热部件31加热，由此除去附着的水分和内部的结合水而使之干燥。
此时，在下段缸体27内，经由空气导入口19a而供给的空气的一部分从排气口27a排出，由此形成空气流，因而放出的水蒸气随着该空气流而向外部排出，从而使干燥效率化。
本实施例在干燥结晶化树脂颗粒CRP时，进行通电控制而加热干燥，以便使整个上段缸体19以及下段缸体27成为所要求的温度。另一方面，在干燥非结晶化树脂颗粒NCRP时，以朝向上段缸体19的移送方向缓慢进行高温化的方式来对第一加热部件25进行通电控制，以对非结晶化树脂颗粒NCRP进行缓慢的加热而结晶化并提高耐热性，之后，借助整体被加热至所要求的温度的下段缸体27来进行加热而干燥。由此，通过一台干燥装置1，可有效地对非结晶化树脂颗粒NCRP和结晶化树脂颗粒CRP两者进行干燥。
在上述说明中，对非结晶化树脂颗粒NCRP进行结晶化的上段缸体只使用1台不能充分进行结晶化时，或同样下段缸体27只使用1台不能有效对已结晶化的树脂颗粒进行干燥时，可以如图10所示将结晶化用的第一缸体81部以及干燥用的第二缸体83部分别设置为多段构成(在图示的例子中为各2段。)。
在上述说明中，也可以具有以下的构成在干燥非结晶化树脂颗粒NCRP时，不将空气导入第一缸体部内而进行结晶化，其后在通过第二缸体部进行干燥时，从移送方向上游侧导入空气而形成空气流。另外，干燥非结晶化树脂颗粒NCRP时，作为导入至第一或第二缸体部内的气体也可以是氮气等惰性气体。
权利要求
1.一种树脂颗粒的干燥装置，其特征在于，包括投入料斗部，内部导入未干燥的树脂颗粒；第一缸体部，一侧端部与投入料斗部的排出部连通而连接，在纵长方向具有轴线的中空部内可旋转地支承有第一移送螺杆；第一开闭部件，至少对第一缸体部的导入开口进行开闭；第一电动马达，使第一移送螺杆以所要求的进给速度旋转；第一加热部件，相对于纵长方向分开地对第一缸体部加热；第二缸体部，与第一缸体部连续而并列配置，在中空部内可旋转地支承有第二移送螺杆；第二电动马达，以所要求的进给速度使第二移送螺杆旋转；第二加热部件，对第二缸体部进行整体地加热；排出料斗部，与第二缸体部的一侧端部连接，收纳在第一以及第二缸体部内移送了的树脂颗粒，并向树脂成型机的原料供给部排出；第二开闭部件，对第二缸体部以及排出料斗部的连接部进行开闭；空气导入部，至少将空气导入至第一缸体部内；排气部件，将第一以及第二缸体部内的空气排出；和控制机构，具有第一干燥模式，对第一加热部件分开地进行加热控制，并且对第二加热部件均匀地进行加热控制，在使所投入的非结晶化树脂颗粒结晶化后进行干燥；和第二干燥模式，对第一以及第二加热部件均匀地进行加热控制，对所投入的结晶化树脂颗粒进行干燥。
2.如权利要求1所述的树脂颗粒的干燥装置，其特征在于，第一加热部件由插入第一移送螺杆的轴内的多个轴加热器以及安装于第一缸体部外表面上的多个平面状加热器中的至少一方构成。
3.如权利要求1所述的树脂颗粒的干燥装置，其特征在于，控制机构在第一干燥模式时多阶段地对第一加热部件进行通电控制，以便使在第一缸体部内移送的树脂颗粒向着其移送方向缓慢地被高温加热，并在第二干燥模式时对第一加热部件进行通电控制，以便以大致一定的温度对在第一缸体部内移送的树脂颗粒进行加热。
4.一种树脂颗粒的干燥方法，其特征在于，在下述树脂颗粒的干燥装置中，所述树脂颗粒的干燥装置具有第一缸体部，一侧端部与内部导入树脂颗粒的投入料斗部的下部连接，在纵长方向具有轴线的中空部内可旋转地支承有第一移送螺杆；第二缸体部，相对于第一缸体部并列配置，在水平方向具有轴线的中空部内可旋转地支承有第二移送螺杆；存储料斗部，与第二缸体部的一侧端部连接，收纳从第二缸体部内排出的树脂颗粒，并向树脂成型机的原料供给部供给；空气导入部件，至少将空气导入至第一缸体部内；排气部件，排出第一以及第二缸体部内的空气而形成所要求的减压状态；在干燥结晶化树脂颗粒时，以所要求的温度加热整个第一以及第二缸体部，并在减压状态下干燥所移送的树脂颗粒；在干燥非结晶化树脂颗粒时，向着移送方向缓慢对第一缸体部进行加热使之高温化，在缓慢对所移送的树脂颗粒进行加热而使之结晶化之后，以所要求的温度加热整个第二缸体部，并在减压状态下干燥所移送的结晶化后的树脂颗粒。
5.如权利要求4所述的树脂颗粒的干燥方法，其特征在于，在令在第一缸体部内移送的非结晶化树脂颗粒结晶化时，在一边从空气导入部导入空气一边通过排气部件进行排气而在内部形成空气流的状态下形成所要求的减压状态。
全文摘要
使用一台装置可分别有效除湿干燥非结晶化树脂颗粒和结晶化树脂颗粒，可实现装置自身小型化并有效地除湿干燥树脂颗粒。在除湿干燥装置的控制机构中具有第一除湿干燥模式，对第一加热部件分开地进行加热控制，并且对第二加热部件均匀地进行加热控制，在对所投入的非结晶化树脂颗粒进行缓慢加热而使之结晶化后，对结晶化后的树脂颗粒整体进行加热而除湿干燥；和第二除湿干燥模式，对第一以及第二加热部件均匀地进行加热控制，对所投入的结晶化树脂颗粒进行除湿干燥。
文档编号F26B3/24GK1982823SQ20061016674
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者川濑初彦 申请人:星精密机械有限公司