JP2021133267A - 粉粒体の散布方法及び粉粒体含有物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】散布対象物の搬送速度が変化する段階においても所望量の粉粒体を安定して散布可能な粉粒体の散布方法を提供する。【解決手段】本発明の粉粒体の散布方法は、散布対象物の搬送速度Ｖ1が閾値Ｖ1以上の場合に行う定常時制御と、閾値より低い場合に行う低速時制御を実施する。定常時制御では、ホッパー内の粉粒体の全質量を計測し、全質量の単位時間当たりの変化量に応じて搬送手段の搬送能力を制御して散布される粉粒体の単位時間当たりの散布量を目標散布量ｇと一致するように制御する第１搬送能力制御を行なう。低速時制御では、搬送速度Ｖ1を計測しつつ、搬送手段の搬送能力と粉粒体の単位時間当たりの散布量との関係に基づき、粉粒体の単位時間当たりの散布量が、搬送速度との関係で決定される加減速時の必要散布量に近づくように、搬送速度に応じて搬送手段の搬送能力を制御する第２搬送能力制御を行う。【選択図】図６

Description

本発明は、粉粒体の散布方法及び粉粒体含有物品の製造方法に関する。

種々の製品の製造において、連続搬送される基材等の被散布物に対して均一に粉粒体を散布させることが望まれている。このような課題を解決するために、本出願人は、ホッパーから排出された粉粒体を、搬送手段によって所定の一方向に搬送して散布する工程を備えた粉粒体の散布方法を提案した（特許文献１参照）。この方法は、ホッパー及び該ホッパー内に貯蔵されている前記粉粒体の全質量を連続して計量し、該全質量が閾値を下回ったら、該全質量が初期設定質量となるまで該ホッパー内に該粉粒体を補充する粉粒体補充操作と、前記全質量の単位時間当たりの変化量を測定し、該変化量に応じて前記搬送手段の搬送能力を制御することで、該搬送手段によって散布される前記粉粒体の単位時間当たりの散布量が、単位時間当たりの目標散布量と一致するようにする搬送能力制御操作とを独立して行うものである。

特開２０１７−９４２９４号公報

上述した散布方法によれば、一定の速度で連続搬送されるシート等の散布対象物に対して均一に粉粒体を散布させ得るものであるが、散布対象物の搬送速度が、定常運転時の速度に達しない装置の立ち上がり時や定常運転後の減速時においても、散布対象物に対して所望量の粉粒体を正確に散布する点において改善の余地があった。

したがって本発明の課題は、散布対象物の搬送速度が変化する段階においても、所望量の粉粒体を安定して散布することができる粉粒体の散布方法、及びそれを用いた高品質な粉粒体含有物品を製造可能な粉粒体含有物品の製造方法を提供することにある。

本発明は、ホッパーから排出された粉粒体を、搬送手段によって所定の一方向に搬送して、前記搬送手段とは別の搬送手段である散布対象物搬送手段により搬送される散布対象物上に散布する工程を備えた粉粒体の散布方法を提供するものである。前記粉粒体の散布方法においては、前記散布対象物の搬送速度が、閾値以上の場合に行う定常時制御と、前記散布対象物の搬送速度が、閾値より低い場合に行う低速時制御とを実施する。前記定常時制御においては、前記ホッパー及び該ホッパー内に貯蔵されている前記粉粒体の全質量を計測し、該全質量の単位時間当たりの変化量に応じて前記搬送手段の搬送能力を制御することで、該搬送手段によって散布される前記粉粒体の単位時間当たりの散布量を目標散布量と一致するように制御する第１搬送能力制御を行う。前記低速時制御においては、散布対象物の搬送速度を計測しつつ、予め取得した前記搬送手段の搬送能力と前記粉粒体の単位時間当たりの散布量との関係に基づき、前記粉粒体の単位時間当たりの散布量が、散布対象物の搬送速度との関係において決定される加減速時の必要散布量に近づくように、散布対象物の搬送速度に応じて前記搬送手段の搬送能力を制御する第２搬送能力制御を行う。
本発明は、前記の粉粒体の散布方法により、前記散布対象物としてのシート状の基材上に前記粉粒体を散布する工程を備える、粉粒体含有物品の製造方法を提供するものである。

本発明の粉粒体の散布方法によれば、散布対象物の搬送速度が変化する段階においても、所望量の粉粒体を安定して散布することができる。
本発明の粉粒体含有物品の製造方法によれば、散布対象物の搬送速度が変化する段階においても、所望量の粉粒体を安定して散布することができ、高品質な粉粒体含有物品を製造可能であり、生産性にも優れる。

図１は、本発明で用いられる粉粒体の散布装置の一実施形態を模式的に示す側面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、ホッパー及び該ホッパー内に貯蔵される粉粒体の全質量の計測値に基づき、全質量の単位時間当たりの変化量を算出する方法を説明する図である。 図３（ａ）は、ホッパー及び該ホッパー内に貯蔵される粉粒体の質量の計測値の経時変化、該全質量の単位時間当たりの変化量、及び該変化量に基づく振動発生手段の振幅の変化の程度を示すグラフ、（ｂ）は振動発生手段の別な振幅の例を示すグラフである。 図４は、散布対象物の搬送速度と、該散布対象物搬送方向時の目標散布量との関係を示すグラフである。 図５は、振幅パラメータと粉粒体の単位時間当たりの散布量との関係を示すグラフである。 図６は、図１の散布装置によって実行される粉粒体散布制御の一実施形態の内容を示すフローチャートである。

以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明（粉粒体の散布方法及び粉粒体含有物品の製造方法）に好適に用いられる粉粒体の散布装置の一実施形態が示されている。図１に示す散布装置１は、粉粒体Ｐを内部に一時的に貯蔵するホッパー２と、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを一方向（搬送方向Ｘ）に搬送し、散布対象物搬送手段７０で、散布対象物の搬送方向Ｙに連続搬送されるシート状の散布対象物８０上に散布する搬送手段３とを備えている。ホッパー２は、搬送手段３と、後述する受取手段３０との両方の上方に配されている。搬送手段３は、粉粒体Ｐの散布に用いるもので、散布対象物搬送手段７０とは異なる。搬送手段３は、散布対象物搬送方向Ｙにおける特定の位置となる散布対象物搬送手段７０の上方の空間に、図示しない基体やフレームなどに固定されている。また、散布装置１は、散布対象物搬送手段７０の上方空間に固定されている。

散布対象物搬送手段７０は、複数のロール７１と、これらロールの外周に巻き掛けられた搬送ベルト７２と、複数のロール７１の何れか１つのロール７１を回転駆動する駆動源となる駆動モータ７３を備えている。搬送ベルト７２は、散布装置１の搬送手段３から連続落下する粉粒体Ｐの落下位置を含む範囲に配されている。搬送ベルト７２は、駆動モータ７３が起動してロール７１の１つが駆動ロールとして回転駆動されると、ロール回転方向に移動するようになっている。
散布対象物８０は、粉粒体の散布対象であって、搬送ベルト７２に静電的、あるいは散布領域以外の散布対象物部位がロール（図示せず）との間で挟時されることで搬送ベルト７２と同方向に移動可能とされている。このため、本実施形態では、搬送ベルト７２の移動速度を散布対象物８０の搬送速度（以下「ライン速度」と記す）Ｖとみなしている。

駆動モータ７３は、制御部４０と信号線を介して接続されていて、制御部４０からの信号に応じて、その起動と停止、回転出力（回転速度）が制御されるようになっている。
ライン速度Ｖは、回転速度検出手段７４で検出される回転速度情報に基づき、制御部４０で算出することができる。回転速度検出手段７４としては、例えばエンコーダ、より詳細にはロータリーエンコーダを用いることができる。回転速度検出手段７４は制御部４０と信号線を介して接続されている。エンコーダを取り付ける対象は、例えば、散布対象物搬送手段７０のロール７１や散布対象物状の散布対象物８０を抱かせた状態で回転する駆動ロール（図示せず）、駆動モータ７３の回転軸等が挙げられる。本実施形態では、駆動モータ７３の回転軸の回転を検出して制御部４０に送信される。

ホッパー２は、図１に示す如き側面視、即ち、搬送手段３による粉粒体Ｐの搬送方向Ｘと直交する方向から見た場合において、上底が下底より長い台形形状をなしている貯蔵部２０と、該貯蔵部２０の下端に連接され、該側面視において長方形形状をなす直方体形状の排出部２１とを含んで構成されている。貯蔵部２０は内部に粉粒体Ｐの貯蔵が可能な空間を有し、その内部空間に粉粒体Ｐを一時的に貯蔵することが可能になされている。粉粒体Ｐは、貯蔵部２０の上部開口を通じ、粉体供給装置９０によって貯蔵部２０の内部空間に供給される。排出部２１は内部に粉粒体Ｐの移動路２２を有し、且つ排出部２１の下端（貯蔵部２０側とは反対側の端部）には、粉粒体Ｐの排出口２３が形成されており、貯蔵部２０の内部空間と排出口２３とが移動路２２を介して連通している。ホッパー２は、斯かる構成により、内部に一時的に貯蔵した粉粒体Ｐを、移動路２２を介して排出口２３から排出することが可能になされている。

搬送手段３は、振動フィーダーであり、図１に示すように、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを受け取る受取手段３０と、受取手段３０を振動させる振動発生手段３１とを含んで構成されている。搬送手段３は、ホッパー２の下端に位置する排出口２３に対して隙間Ｇを置いて配置されている。より具体的には、搬送手段３は、受取手段３０の上面３０ａ、即ち、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを受け取って搬送する上面３０ａと排出口２３との間に所定の隙間Ｇが形成されるように配置されている。振動発生手段３１は、受取手段３０の下面３０ｂに固定されている。受取手段３０において、粉粒体Ｐの受け取り及び搬送に利用される（粉粒体Ｐと接触する）のは、ホッパー２（排出口２３）の下方に位置する部分及びその近傍であり、それ以外の部分は基本的に粉粒体Ｐと接触しない粉粒体非接触部であるところ、振動発生手段３１は、受取手段３０の該粉粒体非接触部における下面３０ｂに固定されている。

搬送手段３は、振動発生手段３１を作動させて受取手段３０を振動させることによって、受取手段３０上の粉粒体Ｐを所定の方向に搬送可能になされている。粉粒体散布装置１は、振動発生手段３１に印加する電圧及び振動周波数を制御する制御部４０を備えており、該制御部４０によって、受取手段３０の振動周波数及び／又は振幅を制御し、延いては受取手段３０上の粉粒体Ｐの搬送状態を制御する。即ち、制御部４０による制御下、振動発生手段３１の非作動時には、受取手段３０は振動していないため、受取手段３０上の粉粒体Ｐの搬送は停止又は抑制されている。斯かる状態から振動発生手段３１を作動させると、受取手段３０が振動を開始することによって、受取手段３０上の粉粒体Ｐの停止又は抑制が解除され、粉粒体Ｐは、図中符号Ｘで示す方向に搬送され、最終的には図１及び図２に示すように、受取手段３０の端部から落下して、受取手段３０の下方を連続搬送されている基材１０上に散布される。

振動発生手段３１によって発生する振動を受取手段３０上の粉粒体Ｐに適切に伝えるようにする観点から、受取手段３０は平板状のものであることが好ましく、より具体的には、図１に示す如き扁平な平板部材が好ましい。斯かる平板部材からなる受取手段３０の材質は特に制限されないが、例えば、各種プラスチックや各種金属などが挙げられる。

振動発生手段３１としては、受取手段３０上の粉粒体Ｐを所望の一方向に搬送させ得る振動成分を発生可能なものであれば良く、例えば、圧電セラミック等の圧電素子、振動フィーダー等の公知の振動発生手段が挙げられる。
搬送手段３は、好ましくは振動フィーダーである。振動フィーダーは、その振動の振幅又は振動周波数の制御がなされることにより、搬送手段３の搬送能力を制御するように構成されている。本実施形態では、振動周波数ではなく、振幅を制御することで、搬送能力が制御されるようになっているが、振動周波数を変更してもよい。

ホッパー２には計測装置５０が取り付けられている。計測装置５０としては、ホッパー２及びホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐの全質量を連続して計測可能なものが用いられる。連続して計測可能とは、計測データのサンプリングタイムが例えば１秒以下であることをいう。計測装置５０によって計測されたホッパー２及びホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐの全質量の計測データは、データの取得のたびに、先に述べた制御部４０に送信されるようになっている。計測装置５０の具体例としては電気式計測器が挙げられ、具体的には、ロードセル式計測器や電磁式計測器、音叉式計測器等を用いることができる。

散布装置１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、振動発生手段３１に印加する電圧又は振動周波数を制御して、振動発生手段３１を作動させて搬送能力を増減する方向に制御する。詳細には、振動発生手段３１が作動しないように制御部４０によって制御されている場合には、受取手段３０は振動していないので、受取手段３０上の粉粒体Ｐの搬送は停止又は抑制されている。この状態から振動発生手段３１を作動させると、受取手段３０が振動を開始することによって、受取手段３０上の粉粒体Ｐの停止又は抑制が解除され、粉粒体Ｐは搬送方向Ｘに搬送される。その後、搬送された粉粒体Ｐは、図１に示すように、受取手段３０の端部から落下して、受取手段３０の下方を連続搬送されている散布対象物８０上に散布される。

制御部４０は、上述のとおり、受取手段３０の振動周波数及び振幅の少なくとも一方を制御して、振動の強弱を制御する機能を有する。これに加えて、制御部４０は、後述する計量装置５０から信号線を介して送信される計量データ及び回転速度検出手段７４から送信される回転検出信号を受信できるようになっている。更に制御部４０は、ホッパー２の貯蔵部２０上に設置されている粉体供給装置９０に信号線を介して接続されており、貯蔵部２０内への粉粒体Ｐの供給も制御する機能を有する。制御部４０としては、例えば制御処理用ソフトウエアがインストールされたコンピュータを用いることができる。

粉粒体の散布装置１を用いた散布の対象となる粉粒体Ｐとしては、例えば吸水性ポリマー粒子、砂糖、活性炭、小麦粉、ポリエチレンペレット、ポリプロピレンペレット、ポリエチレンテレフタレートチップ、ポリカーボネートチップ、ポリエチレングラニュール、ポリアクリル酸ブチルビーズ等の有機物の粉粒体や、金属粉、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、ガラス、石灰等の無機物の粉粒体が挙げられる。粉粒体Ｐの形状は特に制限されず、例えば、球状、碁石状、楕円形、楕円柱、針状、キュービック状等が挙げられる。粉粒体の散布装置１によれば、粉粒体Ｐが真球状の場合は勿論のこと、真球状以外の形状であっても、散布対象物８０の搬送方向Ｙ及び／又は幅方向に均一に定量性良く散布することができる。

散布対象物８０は、連続搬送し得るシート状の部材であることが好ましい。シート状の部材としては、各種製法による不織布、樹脂フィルム、織物、編み物、紙等、及びこれらのうちの同種又は異種のものを複数枚積層した積層体等が挙げられる。本発明においては、シート状の部材を散布対象物８０とし、そのシート状の部材を基材として、該基材上に粉粒体Ｐを散布することにより、シート状の粉粒体含有物品を製造することも好ましい。但し、本発明における散布対象物８０は、シート状の部材に限られず、粉粒体の散布対象となり得る任意のものを散布対象物とすることができる。

粉粒体の散布装置１を用いて、連続搬送される散布対象物状の散布対象物８０上に粉粒体を散布する粉粒体の散布方法の一例として、被酸化性金属の粒子、及び水を含む発熱散布対象物を製造する際に、連続搬送される繊維散布対象物からなる散布対象物状の基材上に、吸水性ポリマーの粒子、金属粒子、固形の電解質等を散布して、発熱組成物を形成する方法が挙げられる。この散布対象物状の基材の発熱組成物の層に、塩化ナトリウム等の電解質や吸水性ポリマーといった粉粒体を、本発明の粉粒体の散布装置を用いて散布することにより、これら粉粒体が均一な状態で配置された発熱体を得ることができる。このような発熱体であれば、発熱ムラの少ない、優れた発熱特性を得られることが期待できる。また、不織布等のシート状の基材上に吸収性ポリマーの粒子を散布し、接着剤等で該粒子を基材状又はシート間に固定することで、シート状の吸収体を製造することもできる。本発明の粉粒体の散布方法や粉粒体含有物品の製造方法は、発熱体やシート状の吸収体等の製造に好ましいものであるが、他の機能性散布対象物の製造方法にも適用可能である。

粉粒体の散布装置１を用いて、連続搬送される散布対象物状の散布対象物８０上に粉粒体Ｐを散布する場合には、ホッパー２における排出口２３を通じて該ホッパー２内に貯留されている粉粒体Ｐを落下させ、搬送手段３の受取手段３０上に散布する。粉粒体Ｐの落下に連れてホッパー２内での粉粒体Ｐの貯留量は次第に減少してくる。ホッパー２内での粉粒体Ｐの量は、ホッパー２及びホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐの全質量の形で計量装置５０によって連続的に計測される。
なお、以下の説明においては、簡便のため、ホッパー２及びホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐの全質量のことを「ホッパー込み粉粒体質量」とも言う。ホッパー込み粉粒体質量Ｗの連続計測に先立ち、粉粒体Ｐの満充填状態でのホッパー込み粉粒体質量Ｗ_１を予め測定しておくことが好ましい。粉粒体Ｐの満充填状態でのホッパー込み粉粒体質量Ｗ_１を予め測定しておくことで、ホッパー２から落下した粉粒体Ｐの質量Ｗ_Ｐを、Ｗ_１−Ｗの計算から容易に算出することができる。

散布対象物状の散布対象物８０上に粉粒体Ｐを定量で安定的に散布するためには、搬送手段３における受取手段３０上に落下した粉粒体Ｐが、定量で散布対象物８０上に散布されるように、受取手段３０の振幅や振動周波数を制御することが望ましい。受取手段３０の振幅や振動周波数は、振動発生手段３１によって制御される。振動発生手段３１による振動の制御は、具体的には以下の基準に従い行われることが好ましい。すなわち、ホッパー込み粉粒体質量Ｗを連続的に測定し、ホッパー込み粉粒体質量Ｗの単位時間当たりの変化量ΔＷを算出する。ΔＷは（Ｗ_ａ−Ｗ_ｂ）／ｔで定義される。Ｗ_ａは、ある時刻でのホッパー込み粉粒体質量であり、Ｗ_ｂは、時間ｔ経過後のホッパー込み粉粒体質量である。ΔＷは制御部４０において演算される。ホッパー２の質量は不変であるから、ΔＷは、ホッパー２内における粉粒体Ｐの質量の減少速度に等しい。この質量減少速度ΔＷに応じて、搬送手段３の搬送能力を制御し、該搬送手段３によって散布対象物８０上に散布される粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量ΔＳを、単位時間当たりの目標散布量ΔＳ_ｔに一致させる第１搬送能力制御操作を行う。この第１搬送能力制御操作を行う工程を、第１搬送能力制御工程という。第１搬送能力制御工程においては、例えばΔＷがΔＳ_ｔよりも少ない場合には、搬送手段３の搬送能力を高めて散布量ΔＳを増加させる制御工程を行う。逆に、ΔＷがΔＳ_ｔよりも多い場合には、搬送手段３の搬送能力を低めて散布量ΔＳを減少させる制御工程を行う。

搬送手段３の搬送能力は、例えば振動発生手段３１の振動の振幅若しくは振動周波数又はそれら両者を制御することで変更が可能である。振動発生手段３１の制御には、例えばＰ制御（比例制御）、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御などの公知のフィードバック制御方法を採用することができる。これらの各種の制御方法における係数は、トライアル・アンド・エラーによって決定することができる。
特に、第１搬送能力制御における、前記粉粒体の単位時間当たりの散布量を前記目標散布量と一致させる制御を、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により行うことが、単位時間当たりの散布量と目標散布量を一致させる観点から好ましい。

ホッパー込み粉粒体質量の質量減少速度ΔＷは、種々の方法で算出することができる。例えば所定時間ｔ（秒）毎にホッパー込み粉粒体質量を計測し、計測した該ホッパー込み粉粒体質量と、ｔ（秒）前に計測した該ホッパー込み粉粒体質量との差分を算出し、その差分値をｔ（秒）で除した値を質量減少速度ΔＷと定義することができる。ｔの値は１秒以上３００秒以下であることが好ましい。一例として、図２（ａ）に示すとおり、５秒ごとにホッパー込み粉粒体質量を測定し、最新の測定値と、５秒前の測定値との差分をとり、その差分を５秒で除すことで、質量減少速度ΔＷを算出できる。

別法として、所定時間ｓ（秒）毎にホッパー込み粉粒体質量を計測し、計測した該ホッパー込み粉粒体質量と、ｔ（秒）（ただしｓ≦ｔである。）前に計測した該ホッパー込み粉粒体質量との差分を算出し、その差分値をｔ（秒）で除した値を質量減少速度ΔＷと定義することもできる。ｓとｔの関係は、ｔ／ｓの値が１以上３０００以下であることが好ましい。またｓの値は０．１秒以上１０秒以下であることが好ましい。ｔの値はｓの値よりも大きいことを条件として、１秒以上３００秒以下であることが好ましい。一例として、図２（ｂ）に示すとおり、１秒ごとにホッパー込み粉粒体質量を測定し、最新の測定値と、５秒前の測定値との差分をとり、その差分を５秒で除すことで、質量減少速度ΔＷを算出できる。

図２（ａ）に示す質量減少速度ΔＷの算出方法は、図２（ｂ）に示す質量減少速度ΔＷの算出方法よりも、制御部４０における演算の負荷が小さいという利点を有する。一方、図２（ｂ）に示す質量減少速度ΔＷの算出方法は、図２（ａ）に示す質量減少速度ΔＷの算出方法よりも精密に質量減少速度ΔＷを算出できるという利点がある。

散布装置１から散布対象物８０上に粉粒体Ｐを均一に散布するには、散布装置１から供給される単位時間当たりの粉粒体Ｐの供給量を調整することが必要である。単位時間当たりの粉粒体Ｐの供給量を一定とした場合、ライン速度Ｖが変動してしまうと、ライン速度Ｖの速遅において散布対象物８０に散布される粉粒体の単位面積当たりの散布量が変動してしまう。このような散布量の変動は、製品とし許容範囲とそうでない場合とがあり、製品として許容ではない場合には廃棄処分とされる。このため、ライン速度（散布対象物搬送速度）Ｖの変動が大きく、定常走行になるまでの区間においては、散布対象物８０に対する粉粒体Ｐの散布を行わず、ライン速度Ｖが安定して定常走行になってから粉粒体Ｐを散布対象物８０に散布することが考えられる。

本実施態様では、ライン速度Ｖに応じて異なる制御形態を切り替可能としている。本実施態様では、切替時期としてライン速度の閾値Ｖ１を設定し、ライン速度Ｖが閾値Ｖ１以上の場合（定常速度である場合）に行う定常時制御と、ライン速度Ｖが閾値Ｖ１より低い場合（定常速度よりも低速である場合）に行う低速時制御とを行うようにした。
定常時制御では、先に説明した、散布される粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量を目標散布量と一致するように制御する第１搬送能力制御を制御部４０で行う。
低速時制御では、ライン速度Ｖを計測しつつ、予め取得した搬送手段３の搬送能力と粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量との関係に基づき、粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量が、ライン速度Ｖとの関係において決定される加減速時の必要散布量に近づくように、ライン速度Ｖに応じて搬送手段３の搬送能力を制御する第２搬送能力制御を、制御部４０で行うようにした。

より具体的に説明する。図４は、ライン速度Ｖと粉粒体Ｐの目標散布量ｇとの関係を示すグラフである。同図において、横軸は時間、左の縦軸はライン速度Ｖ、右の縦軸は目標散布量を示す。閾値Ｖ１は、ライン速度Ｖが定常速度になるか否かの境界として設定されている。このグラフは、装置の停止から立ち上がり時の状態を示すもので、ライン速度Ｖが低速時から定常時へと移る場合、すなわち低速時を基準としてみた場合、低速時からこれよりも速度の速い高速側へと移動する際のものである。図４において、閾値Ｖ１に達する時間Ｔよりも右方側の領域において制御は実行され、閾値Ｖ１に達する時間Ｔよりも左方側の領域において低速時制御は実行される。低速時制御と定常時制御は、制御部４０によって実行される。本実施態様では、搬送手段３の搬送能力と粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量との関係を予め取得している。予め取得しているとは、例えば、制御部４０の記憶部に記憶されていることを示す。

図５は、振幅パラメータと粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量との関係を示すグラフである。図５において、縦軸は単位時間当たりの粉粒体Ｐの質量（実散布量）を示し、横軸は搬送手段３の搬送能力に寄与する振幅パラメータを示す。本実施形態では、搬送手段３の振幅とその時の実散布量とを試験等によって予め求め、制御部４０の記憶部に記憶している。実際の制御は、この振幅パラメータとして選択された振幅を発生させる電圧値であり、この電圧値が制御部４０に記憶されている。

次に図６に示すフローチャートを用いて、散布装置１によって実行される粉粒体散布制御の一実施形態の内容を説明する。この制御は、制御部４０によって実行される。
制御部４０は、ステップＳＴ１において、ライン速度Ｖを算出する。ライン速度Ｖの算出は、回転速度検出手段７４で検出される回転速度情報に基づいておこなわれる。制御部４０は、ステップＳＴ２において、ステップＳＴ１で算出したライン速度Ｖから図４を用いて目標散布量ｇを算出する。制御部４０は、ステップＳＴ３において、ステップＳＴ２で求めた目標散布量ｇから振動発生手段３１の振動振幅を導出する。ここでは、図５に示したグラフから目標散布量ｇに対応した振幅を選択する。

制御部４０は、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ１で算出したライン速度Ｖと予め設定された閾値Ｖ１とを比較する。そして、ライン速度Ｖが閾値Ｖ１より低い場合には、ステップＳＴ５において、低速時領域での運転であると判断して、第２搬送能力制御を実行する。具体的には、振動発生手段３１の振幅として導出されたデジタル値をアナログ電圧に変換し、該電圧を振動発生手段３１に供給する。すると、振動発生手段３１が振動し、粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量が、ライン速度Ｖとの関係において決定される加減速時の必要散布量〔目標散布量〕に近づくように制御される。
一方、ステップＳＴ４においてライン速度Ｖが閾値Ｖ１よりも低くない場合、例えば閾値Ｖ１以上の場合には、ステップＳＴ６に進んで、定常時制御内の（第１搬送能力制御）を実行して、この制御を終える。第１搬送能力制御についてはすでに述べたので、その詳細な制御内容は省略するが、搬送手段３によって散布される粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量を目標散布量と一致するように、振動発生手段３１の振幅として導出されたデジタル値をアナログ電圧に変換し、該電圧を振動発生手段３１に供給する。すると、振動発生手段３１が振動し、粉粒体Ｐの単位時間当たりの散布量が、ライン速度Ｖとの関係において決定される加減速時の必要散布量〔目標散布量〕に近づくように制御される。

このように、本実施形態では、ライン速度Ｖが閾値Ｖ１より低い場合には、粉粒体Ｐの単位時間当たり散布量にバラツキのあるものとして、供給散布量に寄与する振動発生手段３１の振幅を制御することができる。この結果、粉粒体Ｐの散布量を一定にして、粉粒体Ｐの散布を少ない誤差で且つ高い制御応答性で行うことができる。この結果、散布対象物搬送送度Ｖに応じて粉粒体Ｐの散布を散布対象物８０に行うことができ、粉粒体Ｐの供給安定性を向上させ、且つ粉粒体散布後の散布対象物の品質を更に向上させる粉粒体Ｐの散布方法を提供することができる。

本実施形態では、散布手段３が、散布対象物搬送方向Ｙにおける特定の位置となる散布対象物搬送手段７０の上方の空間に固定されているので、散布手段３が搬送ベルト７２の移動方向に移動場合よりも、散布位置にずれがなく、粉粒体Ｐの安定した散布を行える。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は、前記実施形態に制限されず適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態では、搬送手段３に振動フィーダーを用い、搬送手段３の搬送能力の制御を、振動フィーダーの振動の振幅又は振動周波数の制御により行っているが、振幅や振動周波数に上限値を設定し、該上限値を超えないように、振幅や振動周波数を制御してもよい。このような形態の場合、搬送手段３に対して過度な振動が継続的に付与されることを抑制できことから、装置の耐久性の向上につながる。斯かる上限値を設定しての制御は、定常時制御と低速時制御との両制御において実施してもよいし、何れか一方のみで実施しても良い。また、斯かる上限値を設定しての制御は、散布の継続中の全期間にわたって行うことが好ましい。

定常時制御で行う第１搬送能力制御は、継続的に実行してもよいし、間欠的に実行してもよい。
ホッパー２内の粉粒体Ｐは、図３（ａ）に示すように、散布対象物８０への粉粒体Ｐの散布により徐々に減少する。そのため、ホッパー込み粉粒体質量が予め設定された設定値を下回ったら、該ホッパー込み粉粒体質量が初期設定質量となるまで該ホッパー２内に該粉粒体Ｐを補充する粉粒体補充制御を行うようにしてもよい。この粉粒体補充制御は、例えば制御部４０から粉体供給装置９０に向けて動作指令を発し、粉体供給装置９０によって粉粒体Ｐをホッパー２内に供給することで行われる。

粉粒体補充制御は、第１搬送能力制御が各欠的に行われる場合、第１搬送能力制御と次の第１搬送能力制御の間に行うようにしてもよい。粉粒体補充制御は、第１搬送能力制御と同時に実行してもよい。
また、粉粒体補充制御が行われている場合に、散布対象物８０に対して粉粒体Ｐを散布する場合は、第１搬送能力制御により供給してもよいし、第１搬送能力制御とは異なるパラメータを用いた第１搬送能力制御とは個別に制御形態で散布対象物８０に対して粉粒体Ｐを供給するようにしてもよい。

前述したように、第１搬送能力制御における、前記粉粒体の単位時間当たりの散布量を前記目標散布量と一致させる制御を、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により行うことが、一致させる制御を高精度に行う観点から好ましい。また、定常時制御が、第１搬送能力制御を行う複数回の第１搬送能力制御工程と、第１搬送能力制御を中断する中断工程を含む場合、第１搬送能力制御工程と前記中断工程との切り替え時に前記ＰＩ制御又はＰＩＤ制御における積分偏差値をリセットすることが、中断後、運転を再開した際の供給量を安定させる観点から好ましい。第１搬送能力制御を中断する中断工程には、第１搬送能力制御における制御手法とは異なる手法による、搬送能力の制御を行う場合も含まれる。

１ 散布装置
２ ホッパー
３ 散布手段
７０ 散布対象物搬送手段
８０ 散布対象物
Ｐ 粉粒体
Ｖ１ 閾値
Ｘ 搬送方向（所定の一方向）

Claims (7)

1. ホッパーから排出された粉粒体を、搬送手段によって所定の一方向に搬送して、前記搬送手段とは別の搬送手段である散布対象物搬送手段により搬送される散布対象物上に散布する工程を備えた粉粒体の散布方法であって、
   前記散布対象物の搬送速度が、閾値以上の場合に行う定常時制御と、前記散布対象物の搬送速度が、閾値より低い場合に行う低速時制御とを実施し、
   前記定常時制御においては、前記ホッパー及び該ホッパー内に貯蔵されている前記粉粒体の全質量を計測し、該全質量の単位時間当たりの変化量に応じて前記搬送手段の搬送能力を制御することで、該搬送手段によって散布される前記粉粒体の単位時間当たりの散布量を目標散布量と一致するように制御する第１搬送能力制御を行い、
   前記低速時制御においては、散布対象物の搬送速度を計測しつつ、
   予め取得した前記搬送手段の搬送能力と前記粉粒体の単位時間当たりの散布量との関係に基づき、前記粉粒体の単位時間当たりの散布量が、散布対象物の搬送速度との関係において決定される加減速時の必要散布量に近づくように、散布対象物の搬送速度に応じて前記搬送手段の搬送能力を制御する第２搬送能力制御を行う、粉粒体の散布方法。
2. 前記粉粒体の散布に用いる散布手段が、散布対象物の搬送方向における特定の位置に固定されている、請求項１に記載の粉粒体の散布方法。
3. 前記搬送手段が、振動フィーダーであり、
   前記搬送手段の搬送能力の制御を、該振動フィーダーの振動の振幅又は振動周波数の制御により行う、請求項１又は２に記載の粉粒体の散布方法。
4. 前記搬送手段の搬送能力の制御を、前記振動の振幅及び振動周波数に上限値を設定し、該上限値を超えないように行う、請求項３に記載の粉粒体の散布方法。
5. 第１搬送能力制御における、前記粉粒体の単位時間当たりの散布量を前記目標散布量と一致させる制御を、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御により行う、請求項１〜４の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法。
6. 前記定常時制御は、第１搬送能力制御を行う複数回の第１搬送能力制御工程と、第１搬送能力制御を中断する中断工程を含んでおり、第１搬送能力制御工程と前記中断工程との切り替え時に前記ＰＩ制御又はＰＩＤ制御における積分偏差値をリセットする、請求項５に記載の粉粒体の散布方法。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法により、前記散布対象物としてのシート状の基材上に前記粉粒体を散布する工程を備える、粉粒体含有物品の製造方法。
   

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