JPH0467900A - 平板状繊維材料の乾燥方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ふとんなどのような平板状繊維材料を乾燥す
る方法および装置に関する。

従来の技術 ふとんは、木綿または麻などの平板状繊維材料の充填層
を、木綿または麻などの布によって覆った構成を有して
いる。このふとんを洗濯するにあたっては、先ず、ふと
んを水で丸洗いし、次に脱水を行って、丸洗い時の含水
率を１００％としたとき、脱水後にはたとえば５０％程
度とし、この後に、乾燥を行う、従来、高含水の平板状
繊維材料、たとえばふとんの乾燥方法は、空気を適宜の
温度まで加熱し、この加熱空気をふとんである被乾燥物
と接触させ、被乾燥物の温度を上昇させてその含有水分
を被乾燥物の表面に拡散させ、同じ加温空気の持つ熱に
よって、この水分を蒸発させ、蒸発水分を排気と共に外
部に排出する方法がとられている。

発明が解決しようとする課題 しかし、この従来の方法では、平板状繊維材料の表面か
ら加熱させて昇温し、平板状繊維材料の表面から内部へ
の熱の移動は、平板状繊維材料の構造的性状と熱伝導の
特性によって決まる熱量に限られ、特に繊維材料は一般
に熱伝導率が小さいために、その中心部の昇温か遅くな
り、水分の蒸発が促進されにくい。したがって、従来の
乾燥の方法では単位時間当りの水分の蒸発量を大きくす
ることができず、結果として乾燥時間が著しく長いため
、連続化が難しく、しかも回分操作のために過度の労力
も必要である。特に大きな欠点は、繊維材料の裏表面か
ら中心層に向かって伝達する、熱の移動速度に比例して
起こる水蒸気の蒸発速度が遅いために、製品の風合が悪
くなり、品質の面で劣ることである。

本発明の目的は、被乾燥物を連続して能率よく乾燥する
ことができるようにし、しかも乾燥後の製品の品質の向
上を図ることができる平板状繊維材料の乾燥方法および
装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、平板状繊維材料を、遠赤外線で乾燥し、 次に、マイクロ波で誘電加熱して乾燥することを特徴と
する平板状繊維材料の乾燥方法である。

該た本発明は、乾燥装置本体と、 前記本体内に被乾燥物を搬送する搬送手段と、搬送手段
の搬送経路の途中に設けられ、遠赤外線を放射して遠赤
外線乾燥領域を形成するガスバーナと、 搬送手段の搬送経路のガスバーナよりも下流側に設けら
れ、マイクロ波を放射してマイクロ波乾燥領域を形成す
るマイクロ波発生手段と、遠赤外線乾燥領域とマイクロ
波乾燥領域との各下流側から熱風をそれぞれ供給し、各
上流側がら排出する熱風供給手段とを含むことを特徴と
する平板状繊維材料の乾燥装置である。

作　　用 本発明に従えば、ふとんなどの被乾燥物を、先ず、遠赤
外線によって、含有水分が予め定める量まで減少するよ
うに乾燥させ、その後、引続いて、マイクロ波によって
誘；加熱を行い、これによって被乾燥物の含有水分を予
め定める目標値となるまで連続的に乾燥を行う。すなわ
ち遠赤外線によって、被乾燥物の表面付近の部分を積極
的に乾燥させ、これによって平板状ＩＩ＆維材料の表面
付近の層の含水率を低下させ、このとき平板状繊維材料
の中心層の含水率は高く、したがって遠赤外線の放射に
よって被乾燥物はその厚み方向に含有水分の大きな勾配
が生じる。この状態で被乾燥物にマイクロ波が放射され
ることによって、その被乾燥物が誘電加熱される。この
マイクロ波は、−船釣に、水に吸収されやすい性質を有
している。被乾燥物の表面付近の層は、上述のように、
遠赤外線によって含水率が低くなるように予め乾燥され
ているので、マイクロ波エネルギは被乾燥物の中心層ま
で容易に到達し、したがってその中心層が選択的に加熱
され、これによって生じた中心層がらの水蒸気および水
滴は、含水率の小さい表面付近の層を通過して外部に放
散される。このようにして、被乾燥物の表面付近の層だ
けでなく、中心層も丈な、充分に乾燥して、乾燥の均一
化が発生してしまうことが防がれる。

しかも本発明に従えば、乾燥の後工程をマイクロ波によ
る誘電加熱によって行うので、被乾燥物が膨らんで極め
て風合の良い製品が得られ、このことは特に、ふとんの
乾燥のために好都合である。

さらに本発明に従えば、遠赤外線乾燥領域とマイクロ波
乾燥領域とにおいて、熱風供給手段が設けられ、熱風は
搬送経路の下流側から上流側に導かれる。したがって被
乾燥物から放散される水蒸気および水滴などは、この熱
風によって乾燥装置本体から外部に、すなわち系外に排
出される。しかもこの熱風は上述のように搬送経路の下
流側から上流側に供給されるので、水蒸気および水滴な
どは、熱風によって、水蒸気および水滴などが多く存在
する搬送経路上流側に導かれることになり、各乾燥領域
の搬送経路の下流側では、この熱風によって含水率の低
下が行われ、好都合である。

上述の作用の説明では、被乾燥物に水が含まれるものと
して説明したけれども、水以外の液体が被乾燥物に含ま
れているときにもまた、同様にして本発明が実施される
。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の断面図である。

乾燥装置本体１には、搬送手段２の搬送経路３に沿って
矢符４の方向に、上流側から下流側に、ふとんなどの被
乾燥物５が搬送され、この搬送経路３の上流側には遠赤
外線乾燥領域６が形成され、この遠赤外線乾燥領域６よ
りも下流側にはマイクロ波乾燥領域７が形成される。搬
送手段２は、無端状のコンベアベルト８が案内ローラ９
，１０および１１．１２によって案内されて張架される
。

ローラ９，１０間でコンベアベルト８は水平に張架され
、この上張架部分８ａ上には入口１３から被乾燥物５が
乗載され、乾燥された後の被乾燥物５は出口１４から排
出される。出口１４は、上部が水平軸線まわりに角変位
可能に支持された蓋１５によって開閉可能に塞がれる。

コンベアベルト８は、その平面が第２図に示されるよう
に、網状であり、これによって加熱による水蒸気および
水滴などが放散されやすくなる。

このコンベアベルト８の材料は、マイクロ波を吸収しに
くく、しかも熱的または機械的に強い特性を持った材料
から成り、このような材料としては、たとえば、テフロ
ンコーティングした特殊ガラスクロスなどである。

被乾燥物５であるふとんは、水で丸洗いされ、その後、
遠心脱水または減圧吸引操作などによって、丸洗い時の
含水率を１００％とするとき、入口１３から送入される
被乾燥物５の含水率は５０％程度とされる。このコンベ
アベルト８は、その上張架部分８ａが搬送方向４となる
ように駆動されて走行される。

遠赤外線乾燥領域６では、コンベアベルト８の上張架部
分８ａに関して上下に、遠赤外線を放射する偏平なガス
バーナ１６，１７が設けられる。

これらのガスバーナ１６，１７から放射される遠赤外線
の波長は、たとえば４〜１０００μｍである。

マイクロ波乾燥領域７は、仕切板１８によって遠赤外線
乾燥領域６と仕切られており、この仕切板１８はマイク
ロ波乾燥領域７に沿って延びる延在部１９を有し、これ
によって各領域６．７間のガスの流れができるだけ少な
くなるようにされる。

マイクロ波乾燥領域７の上部２２は、導波管２１を介し
てマイクロ波発生源２２からマイクロ波が放射される。

このマイクロ波の周波数は、たとえば２４５０ＭＨｚで
ある。この開口部２０には、マイクロ波乾燥領域７内の
気体が入り込まないようにするために遮蔽部材２３がか
ぶせられる。この遮蔽部材２３は、マイクロ波損失が少
なく、しかも熱的に強い特性を持った材料、たとえば、
ポリイミド樹脂などから成る。

仕切板１８は、マイクロ波乾燥領域７に放射されたマイ
クロ波が遠赤外線乾燥領域６内に漏出する量を最小限に
くい止めるための働きをしている。

この仕切部材１８の延在部１９は、マイクロ波の漏出を
できるだけ少なくなるようにする働きをする。前述の入
口１３もまた、コンベアベルト８の上張架部分８ａに沿
って細長く延びる延在部２５が形成され、これによって
マイクロ波および気体が外部に漏出することを防ぐ。本
件乾燥装置本体１、間仕切り１８および延在部１９．２
５、さらにはｉ１５などは、マイクロ波の漏出を防ぐた
めに接地された導電性材料、たとえば金属などから成る
。

乾燥装置本体１において搬送手段２のローラ１０．１１
間では、コンベアベルト８は延在部２６に沿って移動さ
れ、これによってもまた、気体などの漏洩を防ぐととも
に、マイクロ波の漏出を防いでいる。搬送手段２のコン
ベアベルト８の上張架部分８によって搬送された被乾燥
物５は、マイクロ波乾燥領域７の下流側（第１図の左方
）に配置されたローラコンベア２７によって出口１４に
向けてさらに搬送される。

遠赤外線機乾燥領域６において、コンベアベルト８の上
張架部分８ａとガスバーナ１６，１７との間には熱風噴
射ノズル２８．２９が設けられ、このノズル２８．２９
には、熱源３０からの比較的高温度の気体が熱交換器３
１によってさらに昇温され、たとえばその温度は９８℃
とされ、その温度を有する熱風は、ダンパなどの流量制
御弁３２Ｐ介して管路３３からノズル２８．２９に供給
される。また同様にして、熱交換器３１がらの熱風はダ
ンパーなどの流量制御弁３４を経て、マイクロ波乾燥領
域７のノズル３６．３７に供給される。ノズル３６．３
７は、マイクロ波乾燥領域７において、コンベアベルト
８の上張架部分８ａに関して上下に、それぞれ配置され
、その搬送経路の下流側に配置される。

遠赤外線乾燥領域６およびマイクロ波乾燥領域７の搬送
方向４の上流側には、管路３８，３９がそれぞれ設けら
れ、各領域６．７内の気体は排気ファン４０．４１によ
って誘引されて大気放散される。

第３図は（１）は、被乾燥物５であるふとんの一部の断
面図である。木綿または麻などの平板状繊維材料４２は
、それと同様な材料から成る布４３によって覆われて構
成されている。丸洗いされて脱水された後の入口１３か
ら送入される被乾燥物５の含水率は、第３図（２）の参
照符１１で示されるように約５０％であり、厚み方向（
第１図および第３図（１）の上下方向）に−様である。

このような被乾燥物が搬送手段２によって入口１３から
遠赤外線乾燥領域６に搬送されると、ガスバーナ１６，
１７の遠赤外線の放熱を受けて、急速にふとん５の上下
の表面付近の層４４．４５が加熱されて減湿される。こ
のとき中心部分４６には比較的多量の水分が残存してい
る。こうして被乾燥物５は遠赤外線乾燥領域６を通過し
た後には、第３図（２）の参照符１２で示されるように
、中心層４６と表面付近の層４４．４５との間で大きな
含水率の勾配を有している。

遠赤外線乾燥領域６において被乾燥物５から蒸発した水
蒸気および水分はノズル２８．２９からの熱風によって
搬送経路３の下流側から上流側に（第１図の左方から右
方に）熱風によって移動され、管路３８から排気ファン
４０によって誘引される。したがって遠赤外線乾燥領域
６の搬送経路３の下流側、すなわちノズル２８．２９付
近寄りでは、気体の湿度は低く、そのため後続のマイク
ロ波乾燥領域７に搬送される被乾燥物５の含水率を比較
することができる。

マイクロ波乾燥領域７では、被乾燥物５の表面付近の層
４４．４５の含水率が小さいので、水によってマイクロ
波が吸収されることなく、中心層４６に到達する。これ
によって含水率の高い中心層４６の水分が加熱されて蒸
発される。中心層４６からの水蒸気および水滴は、表面
付近の層４４４５を円滑に通抜け、マイクロ波乾燥領域
７内の空間に排出される。ノズル３６．３７からの熱風
は、このような被乾燥物５からの水蒸気および水滴を搬
送経路３の上流側に導き、管路３９から排気ファン４１
によって誘引されて排出される。このようにして、マイ
クロ波を用いて被乾燥物５の中心層４６付近の水分を除
去して乾燥することが可能である。マイクロ波乾燥領域
７のノズル３６゜３７が設けられている上流寄りの位置
では、気体中の湿度が低く、したがって乾燥後の被乾燥
物５の含水率を充分に低下させることができる。マイク
ロ波乾燥領域７に搬送されてきた被乾燥物５では、表面
付近の層４４．４５に比べて中心層４６が高い含水率と
なっているので、その被乾燥物へのマイクロ波の浸透力
が深く、その結果、被乾燥物５の中心層４６が選択的に
加熱され、乾燥効果が向上するとともに、最終的に、被
乾燥物５の厚み方向に均一に乾燥することが可能となる
。またガスバーナ１６，１７による遠赤外線乾燥領域６
と、それに後続するマイクロ波によるマイクロ波乾燥領
域７とを、コンベアベルト８を備える搬送手段２によっ
て被乾燥物５を搬送させながら、乾燥を行うことができ
るので、連続的な乾燥動作を達成することができる。こ
のようにして目標値の含水率に低減した被乾燥物５は、
１２１５が開かれることによって、瞬時に、ローラコン
ベア２７によって１枚ずつ、乾燥装置本体１の外部に搬
送される。この蓋１５が開かれて被乾燥物５が本体１か
ら排出されるとき、マイクロ波発生源２２は一時的に発
振を停止し、マイクロ波の漏出に対する安全性が確保さ
れる。

このようにしてマイクロ波による加熱乾燥を、遠赤外線
による乾燥の後工程として用いるので、被乾燥物５内に
残留している水分は、マイクロ波乾燥領域７において表
面付近の層４４．４５に向って急激に蒸発する経過を辿
って乾燥する。したがって被乾燥物５の材料４２は、全
体的に膨らんだ形状に仕上がって、極めて風合の良い製
品が得られる。

もしも仮に、高含水産の状態にある被乾燥物５を、その
ままマイクロ波だけで乾燥しようとすると、水分に対す
るマイクロ波の高い吸収特性に起因して、直接、マイク
ロ波の照射を受ける被乾燥物５の表面部分だけが強く加
熱されて、厚み方向に乾燥の不均一化が発生してしまう
という問題がある。また、マイクロ波だけで乾燥に必要
なエネルギを賄うとすると、その設備が高価となって、
経済性からみて問題もある。

そこで本発明の上述の実施例では、遠心脱水または減圧
吸引操作などによって含水率がたとえば３０％程度にな
ったふとんである被乾燥物５を、まず遠赤外線によって
その被乾燥物５の上下の両表面付近の層４４．４５を積
極的に乾燥し、これらの両層４４，４５と中心層４６と
の間に急激な含有水分の勾装置２（前述の第３図（２）
参照）を形成した後、マイクロ波を被乾燥物５に放射す
ることによって、マイクロ波エネルギの伝達は、被乾燥
物５の中心層４６まで容易に到達し、その中心層４６だ
けが選択的に加熱され、これによって効率よく、厚み方
向に均一な乾燥を行うことができるようになる。

さらに、遠赤外線とマイクロ波の各加熱工程を組合わせ
ることによって、マイクロ波だけの設備の構成と比べて
、価格的に安価となり、経済的な利点も大きくなり、し
かもこのように遠赤外線とマイクロ波とによる各乾燥の
工程を組合わせて、乾燥の操作を連続化することもまた
可能になる。

しかも本発明では、遠赤外線の乾燥の後工程としてマイ
クロ波を用いるので、被乾燥物５であるふとんが全体的
に膨らみ、極めて風合の良い製品が得られる。

本発明はふとんなどの被乾燥物を乾燥することがだけで
なく、その他の用途にもまた広範囲に実施することがで
きる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、ふとんなどの被乾燥物を
、遠赤外線で乾燥した後に、マイクロ波で誘電加熱する
ようにしたので、連続的に能率よく、しかも被乾燥物の
中心層まで、水分などの液体を除去して充分に乾燥する
ことが可能になる。

さらにまた、遠赤外線による乾燥の後工程でマイクロ波
による誘電加熱を行うので、被乾燥物である平板状繊維
材料が膨らみ、極めて風合のよい製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図はコンベア
ベルト８の平面図、第３図は被乾燥物５を乾燥するとき
の動作を説明するための図である。 １・・・乾燥装置本体、２・・・搬送手段、３・・・搬
送経路、４・・・搬送方向、５・・・被乾燥物、６・・
・遠赤外線乾燥領域、７・・・マイクロ波乾燥領域、８
・・・コンベアベルト、１３・・・入口、１４・・・出
口、１６・・・遠赤外線ガスバーナ、２２・マイクロ波
発生源、２８゜２９；３６，３７・・ノズル、３０・・
熱源、３１熱交換器、４０，４１・・排気ファン、４４
．４５・表面付近の層、４６・・・中心層 代理人　　弁理士　西教　圭一部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板状繊維材料を、遠赤外線で乾燥し、次に、マ
   イクロ波で誘電加熱して乾燥することを特徴とする平板
   状繊維材料の乾燥方法。
2. （２）乾燥装置本体と、 前記本体内に被乾燥物を搬送する搬送手段と、搬送手段
   の搬送経路の途中に設けられ、遠赤外線を放射して遠赤
   外線乾燥領域を形成するガスバーナと、 搬送手段の搬送経路のガスバーナよりも下流側に設けら
   れ、マイクロ波を放射してマイクロ波乾燥領域を形成す
   るマイクロ波発生手段と、 遠赤外線乾燥領域とマイクロ波乾燥領域との各下流側か
   ら熱風をそれぞれ供給し、各上流側から排出する熱風供
   給手段とを含むことを特徴とする平板状繊維材料の乾燥
   装置。