JP2020033162A - 材料供給装置および材料供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料損失を少なく抑えた状態で副材料を導入することができ、後続の装置における主材料および副材料の配合比を所望の状態に近づけることができる、材料供給装置を提供する。【解決手段】振動フィーダ（搬送装置）１０は、主材料および副材料を、搬送面１１０ａに載せて、搬送面１１０ａの長手方向である搬送方向に沿って搬送する。主材料供給装置２０は、搬送面１１０ａの搬送方向の上流側の端部側に位置し、主材料を供給する。副材料供給装置３０は、搬送面１１０ａの搬送方向の中途部に位置し、副材料を定量供給する。制御部４０は、振動フィーダ１０、主材料供給装置２０、および副材料供給装置３０の動作を制御する。この制御部４０は、主材料供給装置２０および振動フィーダ１０を動作させた結果、搬送面１１０ａの少なくとも中途部に主材料が行き渡った時期に、副材料供給装置３０を動作させる。【選択図】図１

Description

本発明は、材料供給装置および材料供給方法に関する。詳細には、複数種類の材料をそれぞれ定量供給して、後続の装置に導入するための装置および方法に関する。

従来、粉粒体（粉体および／または粒体。以下、単に「粉粒体」と称する。）を後続の装置に導入するために、粉粒体を構成する各材料を搬送装置に供給し、当該搬送装置によって搬送方向に沿って搬送する場合がある。材料は、搬送装置の搬送方向の下流側の端部で、後続の装置へと受け渡される。斯かる用途に用いられる搬送装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１には、粉粒体を計量して搬送するために、振動フィーダを搬送装置として利用することが記載されている。この種の振動フィーダは、特許文献１にも記載があるように、搬送用トラフを有する。搬送用トラフが、搬送方向に対して斜め上方に振幅を有する振動を繰り返すことにより、搬送用トラフ内に投入された粉粒体が、搬送方向に搬送される。

特開平７−１７９２１６号公報

上記のような振動フィーダを用いて粉粒体を搬送方向に搬送する場合、粉粒体の性質（粒径、吸湿性、潮解性、帯電性等）によっては、搬送用トラフの内表面に粉粒体が付着しやすい場合があった。搬送用トラフの内表面に一部の粉粒体が付着してしまうと、材料損失が生じて、混合材料の配合比が不正確となる。

この種の問題は、以下のような場合に、特に顕著となる。すなわち、例えば樹脂等の主材料に対し、当該主材料よりもはるかに少量の顔料等の副材料を混合した混合材料を、後工程の押出成形等に用いる場合がある。斯かる混合材料を製造するために、単に上記のような振動フィーダを用いた場合、主材料よりも粒径が小さい顔料（副材料）は、とりわけ搬送用トラフの内表面に付着しやすい性質を有するため、搬送途中で失われやすい。しかも、含有量がもともと少ない顔料の一部が搬送途中で失われると、混合材料の全体的な配合比が所望の値から大きく外れてしまう虞がある。

特許文献１にも、材料損失を防ぐための措置として、振動フィーダの底面に沿って往復するスクレーパを用いるとの記載がある。しかしながら、掛かる措置だけでは、上述のような副材料の材料損失を抑制するために、必ずしも十分とは言えなかった。また、スクレーパのような付加的な部材を設けることなく、材料損失を抑制することができれば、より望ましい。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、材料損失を少なく抑えた状態で副材料を導入することができ、後続の装置における主材料および副材料の配合比を所望の状態に近づけることができる、材料供給装置および材料供給方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、搬送装置と、主材料供給装置と、副材料供給装置と、制御部と、を備える材料供給装置を提供する。前記搬送装置は、粉体または粒体である主材料、および前記主材料よりも重量比が小さい少なくとも１種類の粉体または粒体である副材料を、搬送面に載せて、前記搬送面の長手方向である搬送方向に沿って搬送する。前記主材料供給装置は、前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部側に位置し、前記主材料を供給する。前記副材料供給装置は、前記搬送面の前記搬送方向の中途部に位置し、前記副材料を定量供給する。前記制御部は、前記搬送装置、前記主材料供給装置、および前記副材料供給装置の動作を制御する。この制御部は、前記主材料供給装置および前記搬送装置を動作させた結果、前記搬送面の少なくとも前記中途部に前記主材料が行き渡った時期に、前記副材料供給装置を動作させる。

本願の第２発明では、第１発明に係る材料供給装置において、前記搬送装置は、前記搬送面を振動させる発振部を有する振動フィーダである。

本願の第３発明では、第１発明または第２発明に係る材料供給装置において、前記主材料供給装置および前記副材料供給装置は、それぞれ一定量の材料を供給する定量供給装置である。

本願の第４発明では、第１発明から第３発明までのいずれか１つに係る材料供給装置において、この材料供給装置は、前記搬送面の前記搬送方向の下流側の端部に到達した前記主材料および前記副材料を、この下流側の端部から落下させて、後続の混合装置に提供する。また、この混合装置は、攪拌により前記主材料および前記副材料を混合する。

本願の第５発明では、第１発明から第４発明までのいずれか１つに係る材料供給装置において、前記副材料は、第１副材料と、第２副材料とを含む。前記第２副材料は、前記主材料に対する重量比が前記第１副材料よりも小さく、前記第１副材料とは異なる種類の材料である。また、前記副材料供給装置は、第１副材料供給装置と、第２副材料供給装置とを有する。前記第１副材料供給装置は、前記搬送面の前記搬送方向の中途部である第１の位置の上方に位置し、前記第１副材料を定量供給する。前記第２副材料供給装置は、前記搬送面の、前記第１の位置よりも前記搬送方向の下流側である第２の位置の上方に位置し、前記第２副材料を定量供給する。

本願の第６発明では、第５発明に係る材料供給装置において、前記第１副材料は、材料に特定の機能を付与する添加剤である。また、前記第２副材料は、材料を着色する顔料である。

本願の第７発明では、第１発明から第６発明までのいずれか１つに係る材料供給装置において、前記主材料はポリ塩化ビニルである。

本願の第８発明では、第１発明から第７発明までのいずれか１つに係る材料供給装置において、１の前記副材料の、前記主材料に対する重量比は、０重量％よりも大きく、かつ、１０重量％以下である。

本願の第９発明は、粉体または粒体である主材料、および前記主材料よりも重量比が小さい少なくとも１種類の粉体または粒体である副材料を、搬送面に載せて、前記搬送面の長手方向である搬送方向に沿って搬送し、後続の装置へと導入する材料供給方法を提供する。この材料供給方法は、次のａ），ｂ），およびｄ）〜ｆ）の工程を含む。ａ）では、前記主材料のうちの一部を、前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部において、前記搬送面の上に載せて供給する。ｂ）では、前記ａ）で供給した前記主材料を搬送して、前記搬送面の少なくとも前記搬送方向の中途部に前記主材料を行き渡らせる。ｄ）では、前記ｂ）の後、前記副材料の全部を、前記搬送面の前記中途部において、前記主材料の上に載せて供給する。ｅ）では、前記ｄ）の後、前記主材料のうちの前記一部を除いた残余の分を、前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部において、供給する。ｆ）では、前記ｅ）の後、前記搬送面上の前記主材料および前記副材料の全てを搬送して、前記後続の装置へと送る。

本願の第１０発明では、第９発明に係る材料供給方法において、次のｃ）の工程を含む。ｃ）では、前記ｂ）の後、前記搬送面を一旦静止させる。また、前記ｄ）の工程は、前記ｃ）の状態の間に行われる。

本願の第１１発明では、第９発明または第１０発明に係る材料供給方法において、前記ａ）から前記ｆ）までの工程は、バッチ処理として行われる。

本願の第１発明〜第１１発明によれば、材料損失を少なく抑えた状態で副材料を導入することができ、後続の装置における主材料および副材料の配合比を所望の状態に近づけることができる。

特に、本願の第１発明によれば、副材料を、搬送面上の主材料の上に載せるように供給できる。その後、さらに主材料を搬送面に対して供給して当該主材料を搬送方向に沿って搬送すれば、副材料が搬送面に付着することを抑制しつつ、副材料を搬送方向の下流側の端部へと搬送することができる。したがって、従来は搬送面に付着して搬送途中に損失していた副材料の損失を抑制しつつ、後続の装置（例えば、混合装置）に主材料および副材料を供給することができる。その結果、従来よりも正確な重量比で主材料および副材料を配合できる。

特に、本願の第２発明によれば、副材料を主材料の上に載せるようにして搬送方向の下流側へと搬送する際に、振動によって、副材料が搬送方向に分散する。これにより、後続の装置（例えば、混合装置）に供給する前の段階で、予備的に、副材料の粒子同士を離散させることができる。よって、後続の装置等において、主材料と副材料とが偏りなく分布した混合材料を得やすくなる。

特に、本願の第３発明によれば、各材料を一定量ずつ導入することが可能となる。よって、所望の重量比で主材料および副材料を配合しやすくなる。

特に、本願の第４発明によれば、副材料が混合装置の攪拌槽内のデッドゾーン（例えば、隅の方）に分布してしまう虞が軽減される。よって、攪拌により、主材料と副材料とを良好に混合することが可能となる。

特に、本願の第５発明によれば、例えば制御部の制御によって、搬送面の全域に、前記主材料供給装置から供給された主材料が行き渡ったと推定される時期に、搬送装置を停止させた状態で、主材料の上に第１副材料および第２副材料を載せて供給することができる。この場合、第２の位置から搬送方向の下流側の端部までの距離は、第１の位置から搬送方向の下流側の端部までの距離よりも、短い。ここで、重量比が小さい副材料ほど、搬送面等に付着して損失すると、全体的な配合比に影響を与えやすい。この点、本構成では、重量比がより小さい第２副材料の方が、第１副材料よりも、後続の装置までの搬送距離が短いので、搬送途中に損失する虞が低減される。その結果、混合材料の最終的な配合比を所望の状態に近づけやすくなる。

ここで、一般的に、顔料の方が、添加剤よりもその粒径が小さいので、搬送面等に付着しやすく、搬送途中で損失する可能性が高い。この点、本願の第６発明によれば、顔料を、添加剤よりも搬送方向の下流側の位置で、主材料の上に載せて供給する。これにより、顔料の後続の装置までの搬送距離を短くし、搬送途中で失われてしまう虞を軽減することができる。その結果、所望の重量比で主材料、添加剤、および顔料を配合した混合材料を得やすくなる。

ポリ塩化ビニルを主材料に含み、かつ、適宜の添加剤や顔料等を副材料として含む混合材料は、プラスチック成形において需要が高い。この点、本願の第７発明によれば、このような汎用性の高い混合材料を、正確な重量比（配分）で製造することが容易となる。

本願の第８発明によれば、重量比が小さい副材料が、搬送途中で搬送面等に付着して損失する虞を低減できる。その結果、各材料の配合比が所望の値から大幅にずれてしまうことを防止できる。

本願の第９発明によれば、副材料が搬送面に付着することを抑制しつつ、副材料を主材料の上に載せるようにして搬送方向の下流側の端部へと搬送することができる。これにより、従来は搬送面に付着して搬送途中に損失していた副材料の損失を抑制しつつ、後続の装置（例えば、混合装置）に主材料および副材料を供給することができる。その結果、従来よりも正確な重量比で主材料および副材料を配合できる。

特に、本願の第１０発明によれば、例えば搬送の方法として搬送面を振動させる方式のものを採用した場合であっても、副材料の搬送面に対する供給時には搬送面を一時的に静止させることで、副材料を定量供給することが容易となる。すなわち、振動等の影響で副材料の供給量が不安定となってしまうことを防止できる。

特に、本願の第１１発明によれば、後続の装置が混合装置等のバッチ処理を行う装置の場合に、各材料の導入もバッチ式で行うことで、円滑に主材料および副材料を導入することができる。とりわけ、後続の装置が混合装置の場合に、材料の導入を連続処理で行う場合と比べて、主材料および副材料をより確実に混合することが容易となる。

本実施形態に係る材料供給装置の概略的な側面図である。 本実施形態に係る材料供給装置の概略的な平面図である。 本実施形態に係る材料供給装置の電気的な構成を示したブロック図である。 本実施形態に係る材料供給方法における、１バッチに相当する処理の流れを示したフローチャートである。

以下では、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

＜１．材料供給装置の概略＞
本実施形態に係る材料供給装置１００は、押出成形あるいは射出成形等の種々の方法によって樹脂製品を成形する際に、その前工程として、樹脂を主材料として含む混合材料を後続の装置へ供給するために用いられる。

ここで、本実施形態の「（混合）材料」は、主材料としての粉粒体であるポリ塩化ビニルと、副材料としての粉粒体である添加剤および顔料とを、含んでいる。

本実施形態の添加剤は、「第１副材料」として導入されるものである。添加剤は、混合材料（材料）に、特定の機能を付与するために添加される。具体例を挙げると、添加剤は、紫外線防止剤あるいは酸化防止剤とすることができる。添加剤の重量比は、主材料よりも小さい。具体的には、本実施形態では、添加剤の主材料に対する重量比は、０．１重量％を上回り、かつ、１０重量％を下回る。

本実施形態の顔料は、「第２副材料」として導入されるものである。顔料は、混合材料（材料）を着色するために添加される。具体例を挙げると、顔料は、ウルトラマリンあるいはアズライトとすることができる。顔料の主材料に対する重量比は、添加剤の主材料に対する重量比よりも、さらに小さい。本実施形態では、顔料の主材料に対する重量比は、０．１重量％かそれを下回る。ただし、顔料の主材料に対する重量比は、０重量％よりも大きい。

上述の主材料（樹脂材料）、添加剤、および顔料は、本実施形態に係る材料供給装置１００が有する搬送面１１０ａに対して、それぞれ一定量ずつ導入され、当該搬送面１１０ａの長手方向である搬送方向に沿って搬送される。搬送面１１０ａにおける搬送方向の下流側の端部に到達した主材料、添加剤、および顔料は、後続の混合装置１０３へと供給（導入）される。すなわち、材料供給装置１００は、混合材料に含まれる各材料を計量して搬送面１１０ａに供給するとともに、供給された材料を当該搬送面１１０ａに沿って搬送し、後続の装置へと受け渡す。

＜２．材料供給装置の構成＞
以下では、本実施形態に係る材料供給装置１００の構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、材料供給装置１００の概略的な側面図である。図２は、材料供給装置１００の概略的な平面図である。図１および図２に示すように、材料供給装置１００は、振動フィーダ（搬送装置）１０と、主材料供給装置２０と、副材料供給装置３０と、制御部４０とを主として備えている。

＜２−１．搬送装置の構成＞
図１および図２に示す振動フィーダ１０は、「搬送装置」の実施の一形態である。振動フィーダ１０は、平面状の搬送面１１０ａを振動させることにより、搬送面１１０ａ上の粉粒体を、当該搬送面１１０ａの長手方向（搬送方向）に沿って搬送する装置である。本実施形態の搬送面１１０ａは、概ね水平に配置されている。図１に示すように、振動フィーダ１０は、トラフ１１と、弾性部材１２と、架台１３と、モータ１４と、偏心部材１５とを有する。

トラフ１１は、供給された粉粒体（主材料および副材料）を内部に収容して、搬送方向に搬送するための部材である。トラフ１１は、上下方向に薄い略直方体状の筐体である。トラフ１１は、底面部１１０と、側面部１１２と、蓋部１１３とを含む。トラフ１１の底面部１１０は、搬送方向に長い略矩形の平板である。底面部１１０の上面は、粉粒体を載置する搬送面１１０ａとなる。

側面部１１２は、底面部１１０の上記矩形の各辺（４辺）から上方に向かって延びる。側面部１１２は、トラフ１１の前面、左右１対の側面、および後面をなす。本実施形態では、搬送方向の下流側にトラフ１１の前面が、搬送方向の上流側にトラフ１１の後面が、それぞれ配置される。トラフ１１の底面部１１０の前端部には、板面を貫通する貫通孔（図示省略）が設けられている。

蓋部１１３は、トラフ１１を上方から閉塞する、概ね矩形の平板状の部材である。図２に示すように、蓋部１１３には、板面を貫通する貫通孔１１３ａが、平面視で搬送方向に沿って複数設けられている。複数の貫通孔１１３ａは、蓋部１１３の幅方向中央部において搬送方向に延びる仮想直線Ｌ上に、一列に設けられる。また蓋部１１３の搬送方向の上流側の端部には、板面を貫通する貫通孔１１３ｂが設けられる。

図１に示す弾性部材１２は、トラフ１１を振動可能に支持する。弾性部材１２は、トラフ１１の位置の変化に応じて、弾性変形する。架台１３は、間に上記の弾性部材１２を介在させた状態で、トラフ１１を下方から支持する構造体である。架台１３は、例えば工場の床面に設置される。

モータ１４は、トラフ１１を振動させるために駆動される駆動源である。上記の偏心部材１５は、重心が回転軸芯からずれた状態とされている部材である。偏心部材１５には、モータ１４の回転動力が伝達される。モータ１４と偏心部材１５とを合わせたものが、本実施形態に係る「発振部」をなしている。

以上のような構成の振動フィーダ１０において、モータ１４が回転駆動されると、偏心部材１５が回転し、トラフ１１に、搬送方向に対し斜め上方に振幅を有する振動が生じる。別の言い方をすれば、上記の発振部が駆動することにより、トラフ１１には、前上方に向かう起振力Ｆが付与される。なお、起振力Ｆの方向を、図１中に細線矢印で示してある。トラフ１１内の粉粒体の各粒子は、起振力Ｆによって前上方に向かう圧力を受け、これにより、小刻みな移動を繰り返す。その結果、粉粒体がトラフ１１内を、搬送方向の下流側に向かって搬送される。

＜２−２．主材料供給装置の構成＞
主材料供給装置２０は、主材料としてのポリ塩化ビニルの粉粒体を、トラフ１１内に定量供給するための装置である。図１に示すように、主材料供給装置２０は、主材料を収容（貯留）するホッパ２１と、ホッパ２１から主材料を排出する排出部２２とを有する。主材料供給装置２０は、ホッパ２１から自重で落下する材料を後続の装置（ここでは、振動フィーダ１０）へと供給する供給装置である。本実施形態の主材料供給装置２０の排出部２２としては、バタフライ弁等の排出弁が用いられる。それ以外にも、排出部２２には公知の様々な方式の機構を採用し得るが、例えばスクリュー式あるいはテーブル式のフィーダを用いて定量供給を行ってもよい。

主材料供給装置２０は、トラフ１１（搬送面１１０ａ）の搬送方向の上流側の端部（本実施形態では、後方側の端部）の上方に位置する。主材料供給装置２０の下端部は、上述の蓋部１１３の貫通孔１１３ｂを通じて、トラフ１１の搬送方向の上流側の端部と接続される。

＜２−３．副材料供給装置の構成＞
図１および図２に示すように、副材料供給装置３０は、第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇと、第２副材料供給装置３２とを、有する。７つの第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｇは、第１副材料としての添加剤の粉粒体を、トラフ１内に定量供給するための装置である。第２副材料供給装置３２は、第２副材料としての顔料の粉粒体を、トラフ１内に定量供給するための装置である。

上記の第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｇおよび第２副材料供給装置３２はいずれも、副材料を収容するホッパ３１０（３２０）と、ホッパ３１０（３２０）から副材料を繰り出す繰出部３１１（３２１）とを有する。これらの副材料供給装置３１，３２は、ホッパ３１０（３２０）から自重で落下する材料を計量しつつ、そのうちの一定量を後続の装置（ここでは、振動フィーダ１０）へと供給する、定量供給装置である。副材料供給装置３１，３２の繰出部３１１（３２１）としては、公知の様々な方式の機構を採用し得るが、例えばスクリュー式あるいはテーブル式のフィーダを採用することができる。

これらの副材料供給装置３１，３２は、図１に示すように、トラフ１１（搬送面１１０ａ）の搬送方向の中途部の上方に位置する。図２に示すように、本実施形態では、複数の副材料供給装置３１，３２は、搬送方向に沿って千鳥状に並んで設けられる。

より具体的には、第１副材料供給装置３１は、搬送面１１０ａの搬送方向の中途部である第１の位置Ｐ１の上方に配置される。７つの第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｇは、搬送面１１０ａの搬送方向の上流側から下流側に向かって、この順に並んでいる。７つの第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｇは、主材料に対する重量比が互いに異なる、個別の種類の添加剤をホッパ３１０に収容する。７つの第１副材料供給装置３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｇは、好ましくは、供給する添加剤の主材料に対する重量比が、搬送方向の下流側に向かうにつれて小さくなるように配列される。なお、最も重量比が大きい副材料を供給する第１副材料供給装置３１が、最も重量比が小さい副材料を供給する第１副材料供給装置３１よりも上流側にあればよく、他の副材料のうち相対的に重量比が大きく変わらないものについては必ずしも上流側から順に並んでいなくてもよい。

第２副材料供給装置３２は、搬送面１１０ａの搬送方向の中途部の、上記第１の位置Ｐ１よりも下流側の位置である第２の位置Ｐ２の上方に配置される。図２に示すように、本実施形態では、１つの第２副材料供給装置３２が、上記の７つの第１副材料供給装置３１とともに、千鳥状の配列を形成する。

副材料供給装置３１,３２のレイアウトについてより詳しく説明すると、複数の副材料供給装置３１，３２は、上述の蓋部１１３の貫通孔１１３ａに対応するように、かつ、隣り合う副材料供給装置３１（３２）のホッパ３１０（３２０）が仮想直線Ｌを挟んで左右に振り分けて配置される。図１に示すように、搬送方向に隣り合う副材料供給装置３１（３２）は、側方から見たときに、ホッパ３１０（３２０）の一部が互いに重なる。

上述したように、本実施形態では、副材料を収容するホッパ３１０（３２０）が、蓋部１３３の上方の空間に、千鳥状に合理的に配置されている。そのため、トラフ１１の搬送方向の寸法を短く抑えつつ、ホッパ３１０（３２０）を大容量化することができ、また一度の搬送で多くの種類の主材料・副材料を投入することができる。その結果、オペレータによる主材料・副材料の充填の頻度を少なく抑えることができ、高効率化を図ることができる。また、混合材料を供給するための処理工程の数を少なく抑えることができ、掛かる点においても効率が向上する。

＜２−４．制御部の構成＞
図１および図３に示す制御部４０は、振動フィーダ１０、主材料供給装置２０、および副材料供給装置３０を動作制御するための手段である。図３は、制御部４０に電気的に接続される各部をブロック図で示している。本実施形態の制御部４０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、メモリ、および回路基板等を有する。制御部４０は、振動フィーダ１０のモータ１４、主材料供給装置２０の排出部２２、ならびに副材料供給装置３０の繰出部３１１（３２１）および計量部（図示量略）と、それぞれ電気的に接続されている。また、制御部４０は、タイマー４１に電気的に接続されている。タイマー４１は、搬送面１１０ａに対する材料の分布を推定するために用いられる。制御部４０は、メモリに記憶されたプログラムを一時的に読み出し、当該プログラムに基づいて、回路基板が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、上記のハードウェアとソフトウェアとの協働によって、材料供給装置１００における振動フィーダ１０のトラフ１１（搬送面１１０ａ）の振動およびその停止や、主材料・副材料の供給およびその停止等が、総合的に制御されながら進行する。

＜２−５．後続の装置の構成＞
図１および図２に示すように、本実施形態の材料供給装置１００の後段には、ホッパ１０２および混合装置１０３が設けられる。

図１に示すように、ホッパ１０２は、トラフ１１の搬送方向の下流側の端部の下方に配置される。ホッパ１０２の上端部は、上下方向に延びる通路１０４を介して、トラフ１１の前端部の上記貫通孔に接続される。これにより、トラフ１１の搬送方向の下流側の端部に到達した粉粒体が、上記貫通孔および通路１０４内を落下して、ホッパ１０２に供給される。ホッパ１０２の底部には、開閉可能なシャッター１０５が設けられる。後述もするように、ホッパ１０２内に１バッチ分の粉粒体（主材料および副材料）が貯留されると、シャッター１０５が開き、後続の混合装置１０３にこの粉粒体が一括で供給される。

混合装置１０３は、ホッパ１０２の下方に配置される。混合装置１０３は、攪拌槽１０３ａと、攪拌羽根１０３ｂとを有する。攪拌槽１０３ａは、内部に粉粒体を収容可能である。攪拌羽根１０３ｂは、攪拌槽１０３ａの底部に回転可能に設けられ、回転することにより攪拌槽１０３ａ内の粉粒体を攪拌し、混合する。混合装置１０３は、粉粒体の混合を、バッチ処理として行う。

＜３．材料供給方法＞
以下では、本実施形態に係る材料供給方法について、詳細に説明する。この材料供給方法は、主材料としての樹脂材料、ならびに副材料としての添加剤および顔料を、搬送面１１０ａに定量供給し、搬送方向に沿って搬送し、後続の装置へと導入するための方法である。本実施形態の材料供給方法は、上述の材料供給装置１００を用いて行われる。

以下では、本実施形態に係る材料供給方法を実現するために制御部４０が行う処理の流れについて、図４を参照しながら、順を追って説明する。

まず処理開始時点では、振動フィーダ１０は静止した状態とされる。この状態で、制御部４０は、主材料供給装置２０を動作させて、主材料のうちの一部を、トラフ１１の搬送面１１０ａ上に供給する（ステップＳ１０１）。より具体的には、本実施形態のステップＳ１０１では、１バッチ分の主材料のうちの約半分を、トラフ１１内に繰り出す。これにより、主材料のうちの一部が、トラフ１１の搬送方向の上流側の端部において、搬送面１１０ａの上に載せられる。

ステップＳ１０１の後、制御部４０は、振動フィーダ１０のモータ１４に電力を供給して、トラフ１１の振動を開始させる（ステップＳ１０２）。これにより、ステップＳ１０１で搬送面１１０ａの上に載せられた主材料の各粒子が、起振力Ｆを受けて、搬送方向の下流側に向かって徐々に移動する。なお、ステップＳ１０２で搬送面１１０ａの振動が開始された時点からの経過時間が、タイマー４１により監視（計測）される。

ステップＳ１０２の後、制御部４０は、タイマー４１からの信号を時々刻々と受信し、搬送面１１０ａの振動が開始されてから第１所定時間が経過したか否かの判断を繰り返す（ステップＳ１０３，Ｎｏ）。なお、この「第１所定時間」は、搬送面１１０ａの搬送方向の中途部、より具体的には、少なくとも副材料供給装置３１，３２が配列されている領域の下方に、主材料が行き渡るまでに掛かる時間を指す。第１所定時間は、例えば、振動フィーダ１０において現在設定されている振動の振幅および周期等、ならびに主材料の供給量等の数値に基づいて、計算により求められる。

ステップＳ１０３において、搬送面１１０ａの振動が開始されてから第１所定時間が経過したと判断されたら（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、制御部４０は、振動フィーダ１０のモータ１４への電力の供給を遮断して、トラフ１１の振動を一旦停止させる（ステップＳ１０４）。これにより、搬送面１１０ａが静止し、主材料の各粒子の搬送方向への移動が停止する。この状態において、主材料は、搬送面１１０ａ上において、少なくとも副材料供給装置３１，３２が配列されている領域の下方に行き渡っている。別の言い方をすれば、上記の状態において、主材料は、搬送面１１０ａの第１の位置Ｐ１および第２の位置Ｐ２をカバーするように敷き詰められている。

ステップＳ１０４の後、トラフ１１の振動は停止させたままの状態で、制御部４０は、第１副材料供給装置３１および第２副材料供給装置３２を動作させて、副材料としての添加剤および顔料の１バッチ分の全量を、トラフ１１内に定量供給する（ステップＳ１０５）。これにより、添加剤および顔料の全部が、トラフ１１の搬送方向の中途部において、搬送面１１０ａ上の主材料の上に載せられる。

ステップＳ１０５の後、制御部４０は、主材料供給装置２０を動作させて、主材料のうちの残余の分を、トラフ１１内に供給する（ステップＳ１０６）。すなわち、本実施形態のステップＳ１０６では、１バッチ分の主材料のうちの上記の約半分を除いた残りの分を、トラフ１１内に繰り出す。これにより、主材料のうちの残余の分が、トラフ１１の搬送方向の上流側の端部において、搬送面１１０ａに対して供給される。

なお、主材料供給装置２０は、ステップＳ１０１において予め１バッチ分の主材料の全量を、トラフ１１の上部や、トラフ１１の上部に連通して設けられた一時ホッパに供給しておいてもよい。この場合であっても、トラフ１１の運転時間を２段階に区切ることで、第１所定時間において主材料の一部（例えば約半分）が搬送され、ステップＳ１０５以降に主材料の残余分がトラフ１１の上流側から搬送されるようになる。

ステップＳ１０６の後、制御部４０は、振動フィーダ１０のモータ１４に電力を供給して、トラフ１１の振動を再開させる（ステップＳ１０７）。これにより、ステップＳ１０４の時点で搬送面１１０ａ上に載せられていた主材料、およびステップＳ１０５でその主材料の上に載せられた副材料（添加剤および顔料）が、その後に搬送面１１０ａに対して供給された主材料によって搬送方向の下流側へと押されながら、下流側の端部に向かって移動する。別の言い方をすれば、１次供給された主材料とその上に載せられた副材料とは、２次供給された主材料によって搬送方向下流側へと押し出される。この際、副材料は、主材料の上に載った状態を略保ちながら、振動により主材料の上部で分散しつつ、搬送方向の下流側の端部へと搬送される。そのため、副材料は、トラフ１１の底面である搬送面１１０ａに付着し難い。これにより、副材料の搬送途中での材料損失を少なく抑えることができる。なお、搬送面１１０ａの搬送方向の下流側の端部に到達した粉粒体（主材料および副材料）は、順次、ホッパ１０２内へと落下する。この際、ホッパ１０２のシャッター１０５は閉鎖状態とされているので、ホッパ１０２内に粉粒体が次第に蓄積する。

ステップＳ１０７の後、制御部４０は、タイマー４１からの信号を時々刻々と受信し、搬送面１１０ａの振動が再開されてから第２所定時間が経過したか否かの判断を繰り返す（ステップＳ１０８，Ｎｏ）。なお、この「第２所定時間」は、搬送面１１０ａに対して供給された主材料および副材料の全て（全量）が、後続のホッパ１０２に送り切られるまでに掛かる時間を指す。第２所定時間は、例えば、振動フィーダ１０において現在設定されている振動の振幅および周期等、ならびに主材料および副材料の供給量等の数値に基づいて、計算により求められる。

ステップＳ１０８において、搬送面１１０ａの振動が再開されてから第２所定時間が経過したと判断されたら（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、制御部４０は、振動フィーダ１０のモータ１４への電力の供給を遮断して、トラフ１１の振動を停止させる（ステップＳ１０９）。これにより後続の装置に材料を導入するための、１バッチ分の処理が終了する。

上記のような流れにより、主材料および副材料の定量供給、ならびに後続の装置への搬送が、バッチ処理として進行する。これらの処理が終了した時点で、ホッパ１０２には、１バッチ分の主材料および副材料が充填されている。１バッチ分の主材料および副材料が充填されたことが、ホッパ１０２に搭載された計量装置（図示省略）等によって確認されたら、ホッパ１０２の底部のシャッター１０５が開き、後続の混合装置１０３へと、主材料および副材料が導入される。この際、副材料は、１次供給された主材料と、２次供給された主材料と、によって上下に挟まれた状態で、混合装置１０３の攪拌槽１０３ａ内へと充填される。よって、副材料が攪拌槽１０３ａ内のデッドゾーン（攪拌が十分に起こらない領域。例えば、攪拌槽１０３ａの隅の方。）に入り込んでしまう虞が軽減される。その結果、相対的に少量しか含まれない副材料が、混合材料の一部に密集して分布してしまう、といった事態が防止される。

以上に説明したように、本実施形態に係る材料供給装置１００は、振動フィーダ（搬送装置）１０と、主材料供給装置２０と、副材料供給装置３０と、制御部４０とを備える。制御部４０は、主材料供給装置２０および振動フィーダ１０を動作させた結果、搬送面１１０ａの少なくとも中途部に、主材料が行き渡ったと推定される時期に、副材料供給装置３０を動作させる。

これにより、副材料を、搬送面１１０ａ上の主材料の上に載せるように供給できる（ステップＳ１０５）。その後、さらに主材料を搬送面１１０ａに対して供給して（ステップＳ１０６）、当該主材料を搬送方向に沿って搬送する（ステップＳ１０７）。これにより、副材料が搬送面１１０ａに付着することを抑制しつつ、副材料を搬送方向の下流側の端部へと搬送することができる。したがって、従来はトラフの内表面に付着して搬送途中に損失していた副材料の損失を抑制しつつ、後続の装置（本実施形態では、混合装置１０３）に主材料および副材料を供給することができる。その結果、従来よりも正確な重量比で主材料および副材料を配合できる。

また、本実施形態において、「搬送装置」は、振動フィーダ１０である。これにより、副材料を主材料の上に載せるようにして搬送方向の下流側へと搬送する際に、振動によって、副材料が搬送方向に分散する。これにより、後続の装置（本実施形態では、混合装置１０３）に供給する前の段階で、予備的に、副材料の粒子同士を離散させることができる。よって、後続の装置等において、主材料と副材料とが偏りなく分布した混合材料を得やすくなる。

また、本実施形態では、材料供給装置１００の後続の装置として、混合装置１０３が設けられる。本実施形態の材料供給方法によれば、副材料が、混合装置１０３の攪拌槽１０３ａ内のデッドゾーン（例えば、隅の方）に分布してしまう虞が軽減される。よって、攪拌により、主材料と副材料とを良好に混合することが可能となる。

さらに、本実施形態では、副材料には、添加剤（第１副材料）と顔料（第２副材料）とが含まれる。添加剤を供給する第１副材料供給装置３１は、第１の位置Ｐ１の上方に配置される。顔料を供給する第２副材料供給装置３２は、第２の位置Ｐ２の上方に配置される。

これにより、制御部４０の制御によって、例えば搬送面１１０ａの搬送方向の略全域に、主材料供給装置２０から供給された主材料が行き渡ったと推定される時期に、振動フィーダ（搬送装置）１０を停止させた状態で、主材料の上に載せるように第１副材料および第２副材料を供給することができる。この場合、第２の位置Ｐ２から搬送方向の下流側の端部までの距離は、第１の位置Ｐ１から搬送方向の下流側の端部までの距離よりも、短い。その結果、以下の効果が期待できる。すなわち、重量比が小さい副材料ほど、搬送面１１０ａ等に付着して損失すると、全体的な配合比に影響を与えやすい。別の言い方をすれば、重量比が小さい副材料が少量でも失われると、配合比が所望の値から大きくずれてしまう。この点、本構成では、重量比がより小さい顔料（第２副材料）の方が、添加剤（第１副材料）よりも、後続の混合装置１０３までの搬送距離が短いので、搬送途中に損失する虞が低減される。これにより、混合材料の最終的な配合比を所望の状態に近づけやすくなる。

また、本実施形態に係る材料供給方法においては、主材料の一部を１次供給し（ステップＳ１０１）、搬送面１１０ａの少なくとも搬送方向の中途部に主材料を行き渡らせた状態で、搬送面１１０ａが一旦静止される（ステップＳ１０４）。そして、搬送面１１０ａを静止させた状態を保ちながら、副材料の全部が、搬送面１１０ａの中途部において、主材料の上に載せられる（ステップＳ１０５）。その後、主材料の残余の分が２次供給されて（ステップＳ１０６）、主材料および副材料の全量が、後続の装置（ホッパ１０２）へと送り切られる。

このように、本実施形態では、副材料の搬送面１１０ａに対する供給時には搬送面１１０ａを一時的に静止させる（ステップＳ１０４）ことで、副材料を定量供給することが容易となる。すなわち、振動等の影響で副材料の供給量が不安定となってしまうことを防止できる。

なお、本実施形態では、材料供給装置１００の振動等の影響で副材料の供給量が不安定となってしまうことを、より確実に防止するために、副材料供給装置３０とトラフ１１（蓋部１１３）の貫通孔１１３ａとの接続箇所に、振動吸収部材３９を設けている。本実施形態の振動吸収部材３９は、上下方向に伸縮性を有する蛇腹状の部材である。これにより、正確な量の副材料をトラフ１１に供給することができる。なお、図１に示すように、主材料供給装置２０とトラフ１１との接続箇所にも、上記と同様の蛇腹状の振動吸収部材２９が設けられる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、搬送装置は振動フィーダであるものとしたが、必ずしもこれに限らない。上記に代えて、搬送装置をスクリューコンベアあるいはベルトコンベア等としてもよい。

上記の実施形態では、トラフ１１の搬送面１１０ａは概ね水平であるものとしたが、必ずしもこれに限らない。上記に代えて、搬送面１１０ａが搬送方向に対して傾斜していてもよい。

上記の材料供給方法は、バッチ処理として行われるものとしたが、必ずしもこれに限らない。すなわち、材料供給方法を、連続処理で行ってもよい。

上記の実施形態では、主材料はポリ塩化ビニルの粉粒体であるものとしたが、これに限らない。主材料として、他の種々の樹脂材料を用いてもよいし、さらに言えば、樹脂に限らず、他の様々な材料を用いてもよい。

上記の実施形態では、第１副材料は７種類であるものとしたが、これに限らず、６種類以下でも、あるいは８種類以上であってもよい。同様に、第２副材料が２種類以上あってもよい。

また、副材料は、必ずしも第１副材料および第２副材料の両方を含んでいなくてもよい。例えば、１種類の添加剤のみ、あるいは１種類の顔料のみが、主材料（樹脂材料）とともに導入されてもよい。

２つ以上の副材料供給装置３０のそれぞれから、同じ種類の副材料を搬送面１１０ａに対して供給してもよい。また、１つの副材料供給装置３０を用いて、複数種類の副材料を、順次供給することにしてもよい。副材料供給装置３０は、計量部を有しない容量式のものであってもよい。

上記の実施形態では、材料供給装置１００の後続の装置は混合装置１０３（およびホッパ１０２）であるものとしたが、これに限定されず、公知の様々な装置（例えば乾燥装置等）を後段に設けることができる。

上記の実施形態の材料供給方法において、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２に代えて、トラフ１１の振動を開始させた後に、主材料のうちの一部をトラフ１１の搬送面１１０ａ上に供給（１次供給）することとしてもよい。その場合、主材料の供給が開始された時点からの経過時間が、タイマー４１により監視されることとすればよい。

また、各部の細部の構成やレイアウトは、本願の各図に示されたものと異なっていてもよい。例えば、搬送装置の駆動源は必ずしもモータ１４ではなくてもよい。また、材料供給装置３０のレイアウトは、必ずしも千鳥状ではなくてもよい。

１０ 振動フィーダ（搬送装置）
１４ モータ（発振部）
２０ 主材料供給装置
３０ 副材料供給装置
３１ 第１副材料供給装置
３２ 第２副材料供給装置
１００ 材料供給装置
１０３ 混合装置（後続の装置）
Ｐ１ 第１の位置
Ｐ２ 第２の位置

Claims (11)

1. 粉体または粒体である主材料、および前記主材料よりも重量比が小さい少なくとも１種類の粉体または粒体である副材料を、搬送面に載せて、前記搬送面の長手方向である搬送方向に沿って搬送する搬送装置と、
   前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部側に位置し、前記主材料を供給する主材料供給装置と、
   前記搬送面の前記搬送方向の中途部に位置し、前記副材料を定量供給する副材料供給装置と、
   前記搬送装置、前記主材料供給装置、および前記副材料供給装置の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記主材料供給装置および前記搬送装置を動作させた結果、前記搬送面の少なくとも前記中途部に前記主材料が行き渡った時期に、前記副材料供給装置を動作させる、
   材料供給装置。
2. 前記搬送装置は、前記搬送面を振動させる発振部を有する振動フィーダである、材料供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の材料供給装置であって、
   前記主材料供給装置および前記副材料供給装置は、それぞれ一定量の材料を供給する定量供給装置である、材料供給装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の材料供給装置であって、
   前記材料供給装置は、前記搬送面の前記搬送方向の下流側の端部に到達した前記主材料および前記副材料を、この下流側の端部から落下させて、後続の混合装置に提供し、
   前記混合装置は、攪拌により前記主材料および前記副材料を混合する、材料供給装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の材料供給装置であって、
   前記副材料は、
   第１副材料と、
   前記主材料に対する重量比が前記第１副材料よりも小さく、前記第１副材料とは異なる種類の材料である、第２副材料と、
   を含み、
   前記副材料供給装置は、
   前記搬送面の前記搬送方向の中途部である第１の位置の上方に位置し、前記第１副材料を定量供給する第１副材料供給装置と、
   前記搬送面の、前記第１の位置よりも前記搬送方向の下流側である第２の位置の上方に位置し、前記第２副材料を定量供給する第２副材料供給装置と、
   を有する、材料供給装置。
6. 請求項５に記載の材料供給装置であって、
   前記第１副材料は、材料に特定の機能を付与する添加剤であり、
   前記第２副材料は、材料を着色する顔料である、材料供給装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の材料供給装置であって、
   前記主材料はポリ塩化ビニルである、材料供給装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の材料供給装置であって、
   １の前記副材料の、前記主材料に対する重量比は、０重量％よりも大きく、かつ、１０重量％以下である、材料供給装置。
9. 粉体または粒体である主材料、および前記主材料よりも重量比が小さい少なくとも１種類の粉体または粒体である副材料を、搬送面に載せて、前記搬送面の長手方向である搬送方向に沿って搬送し、後続の装置へと導入する材料供給方法であって、
   ａ）前記主材料のうちの一部を、前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部において、前記搬送面の上に載せて供給し、
   ｂ）前記ａ）で供給した前記主材料を搬送して、前記搬送面の少なくとも前記搬送方向の中途部に前記主材料を行き渡らせ、
   ｄ）前記ｂ）の後、前記副材料の全部を、前記搬送面の前記中途部において、前記主材料の上に載せて供給し、
   ｅ）前記ｄ）の後、前記主材料のうちの前記一部を除いた残余の分を、前記搬送面の前記搬送方向の上流側の端部において、供給し、
   ｆ）前記ｅ）の後、前記搬送面上の前記主材料および前記副材料の全てを搬送して、前記後続の装置へと送る、
   材料供給方法。
10. 請求項９に記載の材料供給方法であって、
    ｃ）前記ｂ）の後、前記搬送面を一旦静止させ、
    前記ｄ）は、前記ｃ）の状態の間に行われる、材料供給方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の材料供給方法であって、
    前記ａ）から前記ｆ）までの工程は、バッチ処理として行われる、材料供給方法。

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