JP5889773B2 - 粉粒体の散布方法及び散布装置並びにそれを用いた発熱体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体、特に潮解性や吸湿性の高い粉粒体の散布方法及び散布装置並びにそれを用いた発熱体の製造方法に関する。

従来、連続搬送される基材上に、粉粒体を定量的に供給する方法及びその装置について工夫されたものが種々ある。例えば特許文献１には、粉体供給機（スクリューフィーダ）から供給された粉粒体の連続流の一部をバキュームで吸引することにより、粉粒体を間欠的に散布する転写式粉粒体散布装置が開示されている。
また、特許文献２には、供給装置、スクリューフィーダからなる搬出装置、継ぎ手手段及び計量装置を有する粉粒体定量供給搬出装置が開示されている。前記継ぎ手手段は、スクリューフィーダの上流にあって、バイブレータによって振動するようにされている。また前記継ぎ手手段は、供給装置の取り出し口から分離されている。これにより、スクリューフィーダに供給される粉粒体の固形化を防止できるとされる。そして、バイブレータやスクリューフィーダの振動が継ぎ手手段から供給装置へ伝わりにくいので、計量装置が供給装置の粉粒体の減少量を適切測定でき、粉粒体を精度よく供給できるとされる。
しかし、これらの技術は、潮解性や吸湿性が高く凝集しやすい粉粒体、あるいは少しの圧力でも塊となり易い性質の粉粒体の供給を想定するものではなく、その防止は特別考慮されていない。

特開平０４−３４１３６８号公報 特開平１１−１５３４７３号公報

散布する粉粒体が僅かな圧力で固まるものや、塩化マグネシウムを含む食塩（塩化ナトリウム）などの潮解性の高いもの、高吸水性ポリマーなどの吸湿性の高いものである場合、搬送工程において、機械の圧力や空気中の水分の吸収によって凝塊してしまうことがある。特に、搬送工程がスクリューフィーダによってなされる場合、粉粒体の塊がスクリューに噛んでその回転速度を狂わせてしまうことがある。スクリューフィーダによる単位時間あたりの切り出し量は、スクリューの保持できる粉粒体の体積（スクリューのピッチ間距離や山の深さによって変動）及びスクリュー回転速度によって決まるので、その回転速度の狂いは粉粒体の連続的な定量搬出を乱す。これでは、連続搬送される基材に対する粉粒体の散布量にムラが生じて好ましくない。

そこで本発明は、連続搬送される基材上に散布する粉粒体の散布量が均一化し、散布量を制御し得る粉粒体の散布方法及び散布装置、並びにそれを用いた発熱体の製造方法に関する。

本発明は、連続搬送される基材上に粉粒体を散布する方法であって、粉粒体を一時貯留する供給部から前記粉粒体をスクリューフィーダで連続的に切り出し、切り出した粉粒体を落下させて振動搬送部で受け取り、該振動搬送部が備える振動体の振動で前記粉粒体を分散させながら搬送し、前記振動搬送部の散布口から前記粉粒体を前記基材上に連続散布する粉粒体の散布方法を提供するものである。

また本発明は、粉粒体の供給部と、該供給部からの粉粒体を搬送し散布する搬送部とを備える粉粒体の散布装置であって、前記搬送部は、前記供給部内から粉粒体を切り出すスクリューフィーダと、該切り出された粉粒体を振動によって分散しながら搬送する振動搬送部とを有する粉粒体の散布装置を提供するものである。

さらに本発明は、基材を連続搬送して、該基材上に、前記粉粒体の散布装置を用いて電解質の粉粒体を散布する工程と、前記電解質を含まず、かつ被酸化性金属の粒子及び水を含む塗料を塗工する工程とを、この順、逆順、又は同時に行う発熱体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及び散布装置、並びにそれを用いた発熱体の製造方法は、連続搬送される基材上に散布する粉粒体の散布量が均一化し、散布量を制御し得るという優れた効果を奏する。

本発明の粉粒体の散布装置の好ましい一実施形態（第１実施形態）を示した構成図である。 図１のスクリューフィーダ及び振動搬送部の位置関係を示した構成図である。 第１実施形態のスクリューフィーダから振動搬送部への粉粒体の受け渡しの様子を示した部分拡大斜視図である。 第１実施形態の装置を用いた粉粒体の散布方法を示したフローチャート図である。 本発明に係る発熱体の製造方法の好ましい一実施形態として、その製造工程を模式的に示す説明図である。 図５の発熱体の製造方法において幅方向に発熱体が並列する場合の粉粒体の散布する様子を模式的に示す説明図である。 本発明の粉粒体の散布装置の別の好ましい一実施形態（第２実施形態）を示した構成図である。 第２実施形態のスクリューフィーダから振動搬送部への粉粒体の受け渡しの様子を示した部分拡大斜視図である。 本発明の粉粒体の散布装置のさらに別の好ましい一実施形態（第３実施形態）を示した構成図である。 第３実施形態の振動搬送部における振動制御方法を示したフローチャート図である。

本発明をその好ましい一実施形態に基づいて以下に説明する。
まず、本発明の粉粒体の散布方法に用いられる好ましい散布装置の一実施形態（第１実施形態）について、図１及び図２を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態の粉粒体の散布装置１００を示した構成図である。図２は、図１の装置のスクリューフィーダ及び振動搬送部の位置関係を示した構成図である。図３は、第１実施形態のスクリューフィーダから振動搬送部への粉粒体の受け渡しの様子を示した部分拡大斜視図である。

本実施形態の粉粒体の散布装置１００は、大きく貯蔵部１０、供給部２０及び搬出部３０に区分される。
貯蔵部１０は、供給部２０の上流（上方）に配置され、貯蔵タンク１１、粉粒体の配給パイプ１２、並びに配給パイプ１２内の第１バタフライ弁１３、ロータリーバルブ１４、及び第２バタフライ弁１５を有する。貯蔵タンク１１内にある集積粉粒体Ｍ１は、配給パイプ１２を通って下方の供給部２０へと配給される。その配給量及び配給のタイミングは、第１バタフライ弁１３、ロータリーバルブ１４、及び第２バタフライ弁１５の開閉によって調整される。

供給部２０は、集積粉粒体Ｍ１の一部を一時貯留しつつ搬出部３０へと供給するためのホッパからなる（以下、供給部２０をホッパ２０ともいう。）。ホッパ２０には、貯留本体部２１と、貯留本体部２１に対して、集積粉粒体Ｍ１の配給受け口２２、貯留本体部２１内の貯留粉粒体Ｍ２を攪拌するアジテータ２３、貯留粉粒体Ｍ２の供給口２４が備えられている。なお、供給部２０は、図１に示すように、貯蔵部１０から粉粒体が配給されるよう、配給受け口２２に貯蔵部１０の配給パイプ１２が挿入されているが、配給パイプ１２と配給受け口２２とは接合されていない。供給口２４は、貯留本体部２１の半球形状の底面の外壁がなく開口された部分である。この位置に後述のスクリュー３１が入り込んで粉粒体Ｍ２と直接接触するようにされている。ホッパ２０は、前述の配給パイプ１２から配給される集積粉粒体Ｍ１を配給受け口２２から受けて貯留本体部２１で所定量（所定高さ）まで貯留粉粒体Ｍ２として貯留しておくことができる。散布装置１００の稼働時には、後述のスクリューフィーダ３が回転することで供給口２４を介してホッパ２０内の貯留粉粒体Ｍ２を一定量ずつスクリューフィーダ３へと供給する。また稼働時には、アジテータ２３が回転しホッパ２０内の貯留粉粒体Ｍ２を攪拌する。
ホッパ２０においては、図１に示すように、上方の配給受け口２２から集積粉粒体Ｍ１の一部が落下するようにして積み上がり、積み上げられた貯留粉粒体Ｍ２の堆積圧による推進によって、下方の供給口２４から貯留粉粒体Ｍ２が一定量ずつ切り出され供給される。この場合、貯留粉粒体Ｍ２が圧力を利用しつつも出過ぎないよう、ホッパの形状は、供給口へ向かって狭まる先細り形状であることが好ましい。また、貯留粉粒体Ｍ２は配給されたものから順に供給されることが、粉粒体の品質保持の観点から好ましい。特に潮解性や吸湿性の高いものである場合は、凝塊しないよう内部に止まり続けないことが好ましい。正常な粉粒体の供給を妨げる現象として、粉粒体の排出がファンネルフローの状態になったり、貯留本体部２１内でブリッジやラットホールが形成されたりすることが挙げられるが、この解消としてアジテータ２３の攪拌が効果的である。なお、アジテータ２３の駆動は、後述のスクリューフィーダの駆動部３５でなされてもよいし、アジテータ２３用に別途設けた独立した駆動部（図示せず）によってなされてもよい。

搬出部３０は、供給部２０にある貯留粉粒体Ｍ２を連続的に切り出すスクリューフィーダ３と切り出した粉粒体Ｍ３を振動によって徐々に分散させ搬送する振動搬送部４とを有する（図３参照）。
スクリューフィーダ３は、螺旋状のスクリュー３１、スクリュー３１を覆う外壁部３２、貯留粉粒体Ｍ２の取り込み口３３、円筒状の排出口３４、スクリュー３１を回転させる駆動部３５、及び駆動部３５を制御するスクリュー制御部３６を有する。スクリュー３１は取り込み口３３から略水平方向に長さをもつ。スクリュー３１は、駆動部３５と接続されてその動力で回転する。この螺旋状のスクリュー３１の回転によって、供給部２０にある貯留粉粒体Ｍ２が小分けに切り出され、外壁部３２内でスクリューの長手方向へと搬送される。そして、スクリュー端部にある排出口３４から粉粒体Ｍ３が連続的に排出される。排出口３４は、外壁部３２の下端よりも下方へと突き出しており、粉粒体Ｍ３を鉛直方向に落下させ易くしている。

螺旋状のスクリュー３１による粉粒体の小分け切り出しによって、貯留粉粒体Ｍ２がそれ自身の堆積圧でいっきに押し出されることを防止できる。そして切り出された粉粒体Ｍ３の振動搬送部４への排出量を制御できる。これにより、振動搬送部４での分散をし易くし効果的なものとすることができる。排出口３４から排出される粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの排出量（△Ｋ）は、主にスクリューの回転速度（Ｐ）等に左右される。スクリュー３１の回転速度（設定値）（Ｐ_０）は、粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）に合わせて設定される。回転速度（Ｐ_０）に沿って実際の回転速度（Ｐ）が安定することで切り出し量の均一化が保持され得る。しかし、切り出し対象の粉粒体が、例えば、潮解性や吸湿性のものである場合、回転するスクリューフィーダ内でも凝集や潮解が起こり、塊となり易い。粉粒体の塊をスクリュー３１が噛むことで回転速度を遅らせる原因となる。この場合、スクリュー３１は噛んだ塊を破砕しようとして回転速度が減速し、他方、破砕後はその反力でスクリュー３１が軽くなって回転速度が一時的に上昇してしまう。その結果、スクリュー３１の回転速度がブレて、単位時間（△Ｔ）あたりの粉粒体Ｍ３の排出量（△Ｋ）に経時的にムラができ均一化が阻害される。スクリュー回転速度の増減による単位時間（△Ｔ）あたり排出量（△Ｋ）のブレは、時間の区切り方にもよるが、例えば、１秒単位あるいは０．２秒単位で区切った場合、工場の生産ラインで連続搬送される基材に対してはより精度の高い散布が求められる。
そこで、本実施形態の装置１００においては、搬送部３０がスクリューフィーダ３と振動搬送部４とを組み合わせてなることで切り出された粉粒体Ｍ３の排出ムラを解消して均一化し、再び凝塊させずに基材８０上に好適に散布することができる。

振動搬送部４は、粉粒体Ｍ３が落下した状態の粉粒体Ｍ４を分散させながら搬送する搬送体としてのトラフ４１、トラフ４１を振動させる振動体４２、及び振動制御部４５を有する。振動搬送部４は、スクリューフィーダ３の排出口３４とは分離して下方に位置している。トラフ４１は粉粒体の搬送方向に沿う横長形状であり、上方が開放された凹部を有する。トラフ４１の一端側の下方に振動体４２が配置され、その位置で両者が固定されている。振動体４２が配置されたトラフ４１の上方には、スクリューフィーダ３の排出口３４が配されている。このトラフ４１の一端側が、排出口３４から落下する粉粒体Ｍ３の受け取り位置４３となる。受け取り位置４３で受け取られた粉粒体Ｍ４は、振動体４２の振動によってトラフ４１とともに振動して分散し、トラフ４１の他端側へと水平方向に進む。このトラフ４１の他端は、振動体４２の振動によって均等に分散した粉粒体Ｍ７を、連続搬送される基材８０上に均等に散布するための散布口４４となる。トラフ４１及び散布口４４の幅は、スクリューフィーダの排出口３４の幅より広く形成されている。トラフ４１は、受け取り位置４３で振動体４２に固定されて散布口４４で固定されない、片持ち梁の状態である。これにより、振動体４２の振動が、トラフ４１の受け取り位置４３から散布口４４へ徐々に増幅されて伝搬し、トラフ４１上にある粉粒体Ｍ４が好適に分散しながら散布口４４へと進行する。そして均等に分散され平らにならされた粉粒体Ｍ７として基材８０上に散布される。また、スクリューフィーダの排出口３４の幅より振動搬送部４のトラフ４１及び散布口４４の幅が広く形成されていることにより、スクリュー３１によって定量が切り出された粉粒体が幅方向に拡散し均一に散布される。基材８０はシート状であり、その幅は散布口４４の幅より広く形成されている。以下、基材８０を基材シート８０ともいう。

本実施形態において、トラフ４１の受け取り位置４３及び振動体４２は、排出口３４と鉛直線（ｊ_１）上に配置されている（図２（ａ）参照）。これにより、スクリュー３１で切り出された粉粒体Ｍ３の自重による落下衝撃力と振動体４２による振動の力とが組み合わさり相乗的な分散力となる。この配置がトラフ４１上での粉粒体Ｍ４の分散には効果的である。なお、トラフ４１の受け取り位置４３及び振動体４２と排出口３４とが鉛直線上にあるとは、トラフ４１の受け取り位置４３及び振動体４２と排出口３４とが略鉛直線上にあることも含む。略鉛直線上とは、落下と振動とによる相乗的な分散力が効果的に奏されるよう、受け取り位置４３、振動体４２及び排出口３４が重なる配置である。この場合、振動体４２の上面中心点が排出口３４及び受け取り位置４３と鉛直線上にある必要はなく、振動が効果的に伝わる程度にその一部が重なる配置であればよい。
さらに振動搬送部４の受け取り位置４３から散布口４４までの粉粒体の搬送方向に対し、これと直交する方向に沿ってトラフ４１を正面視したときに、受け取り位置４３の幅中心位置とスクリューフィーダの排出口３４の幅中心位置とが一致する配置とされている。なお前記搬送方向と直交する方向とは、搬送方向と同一水平面における直交方向であり、粉粒体の流れ方向をＭＤ方向（Machine Direction）としたときのＣＤ方向（Cross Direction）である。より具体的は、図２（ｂ−１）に示すように、振動搬送部４のトラフ４１の受け取り位置４３の幅の中央線ｊ_３と排出口３４付近の幅の中央線ｊ_２とが一致する。これにより、前記衝撃により分散し始めた粉粒体Ｍ４がトラフ４１上で幅方向（ＣＤ方向）に均等に拡がり易く好ましい。なおスクリュー３１は１軸の場合に限らず２軸あるいはそれ以上の場合がある。その場合であっても、図２（ｂ−２）に示すように、複数のスクリューを合わせた排出口３４の幅の中央線ｊ_４と受け取り位置４３の幅の中央線ｊ_３とが一致する。なお、受け取り位置４３の幅中心位置とスクリューフィーダの排出口３４の幅中心位置とが一致するとは、受け取り位置４３の幅中心位置とスクリューフィーダの排出口３４の幅中心位置とが略一致する場合をも含む。略一致するとは、受け取り位置４３の幅方向中央付近で粉粒体Ｍ４が受け取られる範囲で両者が実質的に一致することをいう。

本実施形態におけるトラフ４１は直方体形状であるが、本発明の搬送体としてはこれに限らず、受け取り位置４３から粉粒体を好適に分散して散布口４４で均等に散布できる形状を任意に採用することができる。例えば、搬送体の平面視形状として、台形形状であってもよく、受け取り位置４３から散布口４４に近づくにつれて幅が広がる形状や、逆に幅が狭まる形状であってもよい。また、搬送体の全体が円弧形状になっていてもよい。さらに本実施形態におけるトラフ４１の上方はすべて開放されたものであるが、これに限らず、例えば受け取り位置４３以外の上方が塞がれたものであってもよい。

振動体４２の振動は、振動制御部４５が制御する振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）によって調整されるが（図１の符号６０５参照）、振幅や振動数（周波数によって変動）が大きすぎると、粉粒体がうまく分散しきれないまま散布口４４に到達してしまう。逆に振幅や振動数が小さすぎると、粉粒体がトラフ４１上で前進できず滞留してしまう。また、振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）の好適な設定は、トラフ４１の長さ（ｎ_１）及び幅（ｎ_２）との関係によって任意に設定することができる。これらのトラフ４１の長さ（ｎ_１）及び幅（ｎ_２）、並びに振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）の関係は、要求される粉粒体の散布量のレベルによっても異なるため一義的に定められないが、最も効率よくトラフ４１が振動するよう、振動体４２の周波数（ｈ）をトラフ４１の固有振動数と一致するように設定し、その後にトラフ４１の散布口４４付近で粉粒体の均一な分散が完了するように振動体４２の振幅（ｒ）を設定するのが好ましい。このようにすることで、トラフ４１上で粉粒体が滞留することなく、かつ均一に分散した粉粒体を基材８０上に散布できる。
なお、前述の周波数（ｈ）設定の基準となるトラフ４１の固有振動数は、この種の装置に用いられる方法を用いて測定でき、例えば、加速度計とＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザを組み合わせて測定される。より詳細には、トラフ４１の先端に加速度計を取り付けて振動波を収集し、ＦＦＴアナライザでＦＦＴ周波数解析を行う。これにより固有振動数付近に波長ピークが現れる。また、散布口４４付近で粉粒体の均一な分散が完了するように振幅（ｒ）を設定する方法は、例えば、散布口４４を直接目視して調整してもよく、散布口４４から落下する粉粒体をＣＣＤカメラで検知して、粉粒体の画素分布が幅方向で均一になるように振幅を設定してもよい。さらに、振動体４２によるトラフ４１の振動をより効率的なものとするため、トラフ４１上の粉粒体が滞留せずにできるだけ少ない（軽い）ほうがよく、できるだけ早く散布口４４まで到達した方がよい。このため、散布口４４付近で粉粒体が広がりきる状態が、もっとも速く到達しつつ、均一に分散している状態となり好ましい。そのための設定方法としては、例えば、粉粒体が分散しきれないような速い振幅から始めて徐々に振幅を（ｒ）小さくしていき、散布口４４付近で広がりきる振幅（ｒ）を設定する方法が挙げられる。また、周波数（ｈ）と振幅（ｒ）の設定後に散布量の補正をリニアに行う場合、トラフ４１の固有振動数によって振動の具合が大きく左右される振動体４２の周波数（ｈ）を調整するよりも、振動体４２の振幅（ｒ）を調整する方がリニアな調整が効くため好ましい。

以上のとおり、本実施形態の粉粒体の散布装置１００において、スクリューフィーダ３と振動搬送部４との組み合わせが粉粒体の均等散布に好適である。つまり、スクリューフィーダ３がホッパ２０内の粉粒体を小分けに切り出して粉粒体の押進圧力を適度に緩和し、その後の分散をし易くする。そして、スクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）の変動等による粉粒体Ｍ３の排出量（△Ｋ）のブレが生じても、その後の振動搬送部４がこれを受けてブレを調整するよう振動によって粉粒体を効果的に分散し均一散布できる。また、スクリューフィーダ３の排出口３４と振動搬送部４の受け取り位置４３との配置により、振動搬送部４における振動部４２の振動が直接的に落下した粉粒体Ｍ４に伝わり易く、トラフ４１の幅で粉粒体が偏りなく均等に分散され得る（分散粉粒体Ｍ５→Ｍ６）。加えてトラフ４１の片持ち梁で振動を搬送方向に増幅させて粉粒体の分散と搬送とがバランスよく実現される。これにより、粉粒体Ｍ４の滞留や凝塊が防止され、粉粒体Ｍ７の迅速かつ効率的な均等散布が実現される。さらに回転速度（Ｐ_０）のみの設定でなく、これと振幅（ｒ_０）及び周波数（ｈ_０）とを組み合わせて設定することで、散布量として要求される様々なレベルに応じたより精度の高い粉粒体の均等散布を達成することができる。

さらに本実施形態の粉粒体の散布装置１００において、下記のような制御機構があると、より精密な粉粒体Ｍ７の散布とすることができ好ましい。この点を以下に説明する。
散布装置１００は、第１計量手段５を備える。第１計量手段５は、スクリュー制御部３６、及び粉粒体供給量制御部１６と電気的に接続されている。第１計量手段５として、例えば電気式計量器を用いることができ、具体的には、ロードセル式計量器や電磁式計量器、音叉式計量器等を用いることができる。
第１計量手段５は、供給部２０、スクリューフィーダ３、及びこれら内部にある粉粒体の全質量（Ｋ_ｔ）を連続して計量する。スクリュー制御部３６は、第１計量手段５から連続計量した複数のデータを受信して（図１の符号６０１参照）、これをもとに、時間に対する計量値の全質量（Ｋ_ｔ）の変化率、つまり粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたり減少量（排出量）（△Ｋ_ｔ）を算出する。そして、スクリュー制御部３６は、算出した減少量（排出量）（△Ｋ_ｔ）と予め定められた粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）とを比較し、両者が一致するよう駆動部３５へ指示してスクリュー３１の回転速度を制御する（図１の符号６０２参照）。たとえば、△Ｋ_ｔ＞△Ｋ_０ならスクリュー３１の回転速度（Ｐ_ｔ）を遅らせ排出量を抑制し、△Ｋ_ｔ＜△Ｋ_０ならスクリュー３１の回転速度（Ｐ_ｔ）を速めて排出量を上げる。

粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの減少量（△Ｋ_ｔ）は、例えば、以下の式（１）に基づいて算出することが好ましい。さらに、△Ｋ_ｔと△Ｋ_０との偏差ε（＝△Ｋ_ｔ−△Ｋ_０）の許容幅は、質量比で目標排出量△Ｋ_０の±１％未満が好ましく、これを超える偏差εが生じた場合の回転速度の増減は、下記式（２）に基づいて行うことが好ましい。下記式（２）はＰＩ（Proportional Integral）制御の式であり、偏差εが０になるようにスクリュー３１の回転速度（Ｐ_ｔ）を変更する。具体的には、偏差εが発生した場合、偏差εの１００／Ｋ_Ｐ倍の回転速度の修正を瞬時に行い（以降、比例動作という。）、比例動作による回転速度の修正と同じ値の修正を積分定数Ｋ_Ｉの時間を掛けて実行する。なお、ＰＩ制御では、まず、Ｐ動作で偏差に対して一定の比率の補正量を加える（以下、オフセットという。）。このＰ動作のオフセットだけでは目標値からの残留偏差が残るので、Ｉ動作で目標値からの残留偏差を無くすよう調整する。これにより、スクリューフィーダにおける切り出し量のブレの抑制に効果的である。
△Ｋ_ｔ＝（Ｋ_ｔn−Ｋ_{ｔ（n+ΔＴ）}）・・・・・・式（１）
Ｋ_ｔｎ＝ある時点での計量値の全質量
Ｋ_{ｔ（n+ΔＴ）}＝Ｋ_ｔnよりΔＴ経過した時点での計量値の全質量
回転速度の変化量（％）＝（100／Ｋ_Ｐ）*｛ε＋（1／Ｋ_Ｉ）∫εdt｝・・式（２）
Ｋ_Ｐ＝比例定数
Ｋ_Ｉ＝積分定数
ε＝△Ｋ_ｔ−△Ｋ_０

また粉粒体供給量制御部１６は、第１計量手段５が連続計量した複数のデータを受信して（図１の符号６０３参照）、供給部２０、スクリューフィーダ３、及びこれら内部にある粉粒体の全質量（Ｋ_ｔ）の減少推移を把握する。これをもとに、ホッパ２０への粉粒体の配給の要否を判断する。具体的には、計量値が目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）を下回った場合に貯蔵部１０から粉粒体を配給し、目標上限量（Ｋ_ｍａｘ）で配給を止める。この粉粒体の配給は、粉粒体供給量制御部１６による貯蔵部１０のロータリーバルブ１４、第１バタフライ弁１３及び第２バタフライ弁１５の制御によりなされる（図１の符号６０４参照）。なお、各計量値（Ｋ_ｔ）に貯蔵部１０の質量が含まれないよう、ホッパ２０と貯蔵部１０の配給パイプ１２とは非接触の状態とされている。
この全質量（Ｋ_ｔ）の減少の把握は、間接的にホッパ２０内の貯蔵粉粒体Ｍ２の残量、ホッパ２０内の貯蔵粉粒体Ｍ２の堆積レベルを把握することにつながる。この堆積レベルは、粉粒体Ｍ２の堆積圧力のレベルを示し、スクリューフィーダによる粉粒体の切り出し易さのレベルを示す。したがって目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）は、スクリューフィーダの切り出しにおいて許容できる堆積レベルに相当する全質量（Ｋ_ｔ）の下限量である。また目標上限量（Ｋ_ｍａｘ）は、その許容できる堆積レベルに相当する全質量（Ｋ_ｔ）の上限量である。この観点から、目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）は、供給部２０及びスクリューフィーダ３の装置自体の質量並びにスクリューフィーダ内に取り込まれる粉粒体の一定量の合計（Ｋ_ｐ）に、ホッパ２０の容量の２％以上４０％以下に相当する粉粒体の質量を加えた値とすることが好ましく、３０％以上４０％以下に相当する粉粒体の質量を加えた値とすることがさらに好ましい。また、目標上限量（Ｋ_ｍａｘ）は、（Ｋ_ｐ）にホッパ２０の容量の５０％以上１００％以下に相当する粉粒体の質量を加えた値とすることが好ましく、５０％以上６０％以下に相当する粉粒体の質量を加えた値とすることがさらに好ましい。なお前述の「スクリューフィーダ内に取り込まれる粉粒体の一定量」とは、粉粒体の散布装置の稼働時においても常にスクリューフィーダ内の存在する粉粒体の質量のことである。またホッパ２０の容量とは、ホッパ２０内部に入れることのできる粉粒体の質量であり、ホッパ自体の重量は含まない。

次に、本発明の粉粒体の散布方法及び該散布方法を用いた発熱体の製造方法の好ましい実施形態について、図１、４及び５を参照して、詳細に説明する。図４は、第１実施形態の粉粒体の散布装置１００を用いた粉粒体の散布方法を示したフローチャート図である。図５は、本発明に係る発熱体の製造方法の好ましい一実施形態として、その製造工程を模式的に示す説明図である。
ここで扱う粉粒体としては、例えば、発熱体に用いられる、５０μｍ以上１０００μｍ以下の平均粒径の固体状態の電解質である。より具体的には、発熱体に含有される被酸化性金属の粒子の表面に形成された酸化物の溶解が可能なものである。その例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は遷移金属の塩化物が好ましく用いられ、特に塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄が好ましく用いられる。この電解質の粉粒体を、連続搬送される長尺の基材シート８０上に所定坪量で均一に散布する。このような電解質を散布して製造される発熱体からなる発熱具は、主に体の特定の部位（肩、首、顔、目元など）の加温に好適に用いられもので、比較的その面積は小さい。この小さな発熱体に対して所定の坪量で電解質を含有させることが、発熱体の発熱特性（所定温度の安定的継続、所定温度へ上昇時間の短縮など）などの製品品質に必須となる。その発熱体の場合における電解質の坪量は、例えば、４ｇ／ｍ^２以上８０ｇ／ｍ^２以下、とりわけ５ｇ／ｍ^２以上３０ｇ／ｍ^２以下である。しかも発熱体は連続搬送される基材シート８０で製造されたものを小さく裁断して得られるため、電解質の散布は、単位時間あたりの散布坪量を精度よく均一化しなければならない。
本実施形態の粉粒体の散布方法は、潮解性や吸湿性が高く搬送工程で凝塊しやすい粉粒体の散布量の均一化に好適である。またこの散布方法を用いた発熱体の製造方法は、発熱特性が均一化し得る発熱体を好適に得ることができる。

まず、本発明の粉粒体の散布方法について、粉粒体の散布装置１００を用いた粉粒体の散布方法に基づいて説明する。
本実施形態においては、図４の基本フローに示すように、粉粒体Ｍ３の均一散布のための数値設定を各制御部に入力する（ステップＳ１）。具体的には、スクリュー制御部３６に対して、粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）とスクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）とＰＩ制御に用いる比例定数（Ｋ_Ｐ）と積分定数（Ｋ_Ｉ）とを入力する。また粉粒体供給量制御部１６に対して、目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）と目標上限量（Ｋ_ｍａｘ）とを入力する。さらに振動制御部４５に対して、振動体４２の振幅（ｒ_０）及び周波数（ｈ_０）を入力する。この場合、スクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）は粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）となるよう設定し、該目標排出量（△Ｋ_０）を好適に分散させて散布できる振動体４２の振幅（ｒ_０）及び周波数（ｈ_０）を設定する。

次に、前記入力された設定値に基づいて、スクリュー制御部３６及び振動制御部４５を稼働させる。スクリュー制御部３６は駆動部３５を介してスクリューを回転開始させ（図１の符号６０２）、振動制御部４５は振動体４２を振動開始させる（図１の符号６０５）（ステップＳ２）。その際、駆動部３５は、供給部２０のアジテータ２３をスクリュー３１の回転と連動させて回転させる。アジテータ２３の駆動用に独立した駆動部を備える場合は、その駆動部はスクリュー３１の回転と連動するよう、アジテータ２３を回転させる。
そして、第１計量手段５による供給部２０及びスクリューフィーダ３の計量を開始する（ステップＳ３）。なお本実施形態において、この第１計量手段５による計量の開始は、前記のステップ２の後に行うものとして示したが、これに限らず、同時でもよく、あるいは該計量がステップＳ２の前であってもよい。いずれの場合においても、運転開始初期時の粉粒体を含む供給部２０及びスクリューフィーダ３の全質量が適切に計量できるタイミングであればよい。

第１計量手段５による計量値（Ｋ_ｔ）がステップＳ１で入力した目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）を下回らない限り、スクリュー制御部３６はスクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）を維持させる。一方、スクリュー回転速度（Ｐ_０）を維持するように制御した場合に、前述のとおり粉粒体の塊によるスクリュー回転速度の変動が生じ得る。本発明においては、この場合でも搬送部３０がスクリューフィーダ３と振動搬送部４を組み合わせた工程であり、スクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）と振動体４２の振幅（ｒ_０）及び周波数（ｈ_０）との組み合わせにより、粉粒体の散布量の均一化が図られる。特に本発明においては、スクリューフィーダ３の排出口３４から切り出された粉粒体Ｍ３をそのまま落下させてトラフ４１の受け取り位置４３の直下の振動体４２で直接振動させる（図２参照）。このように、粉粒体Ｍ３からＭ４までの落下衝撃力と振動の力とが効果的に組み合わされて粉粒体をより分散させやすい。さらにスクリューフィーダ３の幅方向中心位置が振動搬送部４のトラフ４１の幅中心位置と略一致する配置であるので（図２参照）、幅方向のどちらかに粉粒体Ｍ４が偏ることなく、均等に分散させやすい。そして振動搬送部４は、スクリューフィーダ３で切り出しして落下させた粉粒体Ｍ４を粉粒体Ｍ５からＭ６へと散布直前まで振動させ分散させる。これにより、スクリューフィーダ３と振動搬送部４との組み合わせで、潮解性や吸湿性の高い粉粒体であっても、凝塊することなく均等に連続搬送される基材８０上に粉粒体Ｍ７として均等に散布することができる。

これに加え、図４の運転制御モード（Ａ）に示すように、前記変動に対してスクリュー制御部３６が、前記計量値（Ｋ_ｔ）に基づいてスクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）を調整するフィードバック制御を行えば、スクリューフィーダ３による粉粒体の排出量のブレも抑えられて好ましい。具体的には、前述のとおり、スクリュー制御部３６が、第１計量手段５から受信する計量値（Ｋ_ｔ）（図１の符号６０１）に基づいて算出する粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの排出量（△Ｋ_ｔ）と、粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）とを比較し（ステップＡ１）、△Ｋ_ｔ＜△Ｋ_０ならばスクリュー回転速度を加速させ、△Ｋ_ｔ＞△Ｋ_０ならばスクリュー回転速度を減速させるよう、駆動部３５に補正指令を出す（図１の符号６０２）（ステップＡ２）。これにより実際のスクリューの回転速度を目標のスクリュー３１の回転速度（Ｐ_０）に近づけて安定させ、粉粒体Ｍ３の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）で粉粒体を排出できる。そして振動搬送部４での分散もより効果的なものとなる。このスクリュー制御部３６によるフィードバック制御は、散布装置１００の運転中、繰り返し行われる。

加えて本実施形態の散布方法において、図４の充填モード（ホッパレベル制御）（Ｂ）に示すように、粉粒体供給量制御部１６によって、ホッパ２０内の粉粒体堆積レベルを、小分け切り出しに影響する目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）を下回らないよう制御する。具体的には、まず第１計量手段５から受信した計量値（Ｋ_ｔ）（＝供給部２０、スクリューフィーダ３、及びその内部の粉粒体の全質量）（図１の符号６０３）が目標下限量（Ｋ_ｍｉｎ）を下回ると、粉粒体供給量制御部１６の指令により、スクリュー制御部３６にスクリュー回転速度を記憶させる（図１符号６０７）（ステップＢ１）。
そして粉粒体供給量制御部１６が、貯蔵部１０のロータリーバルブ１４を回転させて、バタフライ弁１３及び１５を開いて粉粒体をホッパ２０へと供給する（図１符号６０４）（ステップＢ２）。その際、スクリュー制御部３６は前記の記憶したスクリュー回転速度を維持する（ステップＢ３）。したがって、スクリュー３１による粉粒体Ｍ３の切り出し量に対して、貯蔵部１０からの供給量が上回るように粉粒体供給量制御部１６が制御する。またその間、粉粒体供給量制御部１６が第１計量手段５による計量値（Ｋ_ｔ）を受信し（図１の符号６０３）、該計量値（Ｋ_ｔ）が、目標上限量（Ｋ_ｍａｘ）に至るかそれ以上となった時点で、バタフライ弁１３及び１５を閉じ、ロータリーバルブ１４の回転を停止する（図１の符号６０４）（ステップＢ４）。その時点で、粉粒体供給量制御部１６の指令に基づいて、スクリュー制御部３６は、ステップＢ３のスクリュー回転速度の維持を解除する（図１の符号６０７）。
この粉粒体供給量制御部１６によるホッパレベル制御は、前述のフィードバック制御の有無に関わらず、散布装置１００の運転中、繰り返し行われる。

このように本実施形態の粉粒体の散布方法によれば、粉粒体、特に潮解性や吸湿性の高い粉粒体や圧力で塊となり易い粉粒体を、凝塊させることなく連続搬送される基材８０上に均等に散布することができる。

次に、前記粉粒体の散布方法を用いた発熱体の製造方法の好ましい実施形態について、図５を参照して説明する。発熱体の製造方法は、前記粉粒体の散布装置１０が用いられる。
本実施形態の発熱体の製造方法において扱う発熱体は、基材シート８０の少なくとも一面に発熱組成物の層（以降、発熱層とも称す。）を設けてなるものである。該発熱層は、少なくとも被酸化性金属の粒子、電解質及び水を含んで構成され、更に反応剤促進剤等を含んでもよい。基材シート８０は１枚でも２枚であってもよく、２枚の場合は両シート間に発熱層を挟持すると発熱層が包装材に貼り付くことが回避できて好ましい。電解質としては、前記で挙げたものが用いられる。基材シート８０としては、この種の物品に用いられるものを任意に採用でき、特に含水率の制御の観点から親水性の繊維を含む繊維シートや高吸水性ポリマーの粒子を含む繊維シートが好ましい。また発熱層に含まれる被酸化性金属としては、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。必要に応じて用いられる反応促進剤としては、例えば、活性炭（椰子殻炭、木炭粉、歴青炭、泥炭、亜炭）、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、ゼオライト、パーライト、バーミキュライト、シリカ等が挙げられる。

本実施形態の発熱体の製造方法においては、図５に示すように、原反ロール８０Ａから繰り出された連続長尺の基材シート８０上に、
（１）被酸化性金属の粒子と水とを含む塗料Ｎを塗工する工程（塗工工程８６）と、
（２）電解質の粉粒体Ｍ７を散布する工程（電解質散布工程８７）と
を備える。
前記（１）及び（２）の工程によって基材シート８０上に発熱層８１が形成される。さらに裁断工程８８で塗料Ｎが間欠塗工の場合には発熱層の無い部分で、又は連続塗工の場合には発熱層のある部分で幅方向に亘って裁断し、リピッチ工程８９で前後方向に分離したものを一定の間隔となるようピッチを整えて所定の大きさの発熱体８２が得られる。前記（１）及び（２）の工程において、裁断工程８８の前工程として、発熱層８１が形成された基材シート８０を幅方向で２列以上の複数列にスリットする工程を備えていてもよい。複数列のスリットは、基材シート８０の幅と略同じ幅で塗料Ｎ、あるいは塗料Ｎ及び粉粒体Ｍ７を付与する場合に行われることが好ましい。複数列のスリット後の、発熱層８１（基材シート８０）は、必要に応じて列間で拡幅し、裁断工程８８へと搬送される。
このように、被酸化性金属を含む塗料Ｎと電解質の粉粒体Ｍ７とを別工程で基材シート８０に含ませるので、塗料中の被酸化性金属の酸化を抑えて凝集物の沈殿を防ぎ、設備の腐食を防止できる。さらに電解質は固体状の粉粒体であるので、この固体状の電解質の散布によって、発熱体への水分の過剰添加が防止され、発熱特性を良好に制御できる。前記（１）の塗工工程と（２）の散布工程とは、この順でなされてもよく、（１）と（２）とを同時に行ってもよく、（２）の後に（１）を行ってもよい。散布された固体状の電解質は、発熱体の使用時までには塗料中の水に溶解し、発熱体の発熱層に均一に存在する。

前記（１）及び（２）の工程の順番がいずれであっても、電解質の粉粒体は、前記塗料に対して均一な量であることが発熱特性の観点から必要となる。基材シート８０上の塗料の塗布領域（又は塗工層の全域）（＝発熱層８１）または塗工予定領域に対して均一な量でなければならない。この観点から、発熱体の製造方法において、前述の粉粒体の散布方法を用いることで、発熱特性が良好な発熱体の得ることができる。
その後工程として、図示しないが、通気性の包材で覆って封止する。加えてさらに裁断して、包材に包まれた発熱具が得られる。

本実施形態の発熱体の製造方法において、得られる発熱体が、幅方向（ＣＤ（Cross Direction）方向）に分割されない場合は、電解質の粉粒体の散布の均一性は、流れ方向（ＭＤ（Machine Direction）方向）にある前後の塗工領域（前記（１）による塗料の塗工領域）同士で均一であればよい。ひとつの塗工領域内において電解質の粉粒体の散布に偏りがあっても、使用前までに塗工層中に溶解していればよい。
他方、得られる発熱体が基材シート８０のＣＤ方向に複数に分割される場合は、そのＣＤ方向に並ぶ塗工領域同士においても均一であることが必要となる。例えば、図６に示すように、ＣＤ方向に２つの発熱体（発熱体Ａと発熱体Ｂ）を並べて形成する場合、その位置に形成される発熱層８１Ａと発熱層８１Ｂとで電解質の散布量が均一であることが必要となる。この場合、前記粉粒体の散布方法において、トラフ４１の散布口４４付近に分岐板４６等を配して、幅方向に分散させることで、それぞれの量を均等に分散させることができる。このように、トラフ４１上で拡散された粉粒体は、散布口４４で２列以上の複数列に分岐されて、前記基材シート８０上に対し、連続散布される。なお、図６においては、流れ方向に塗料Ｎが間欠的に設けられているが、連続的に設けていてもよい。

前述のように粉粒体をＣＤ方向へ均一に分散させるにあたって、散布口４４の上方もしくは下方又は発熱層８１の上方にＣＣＤカメラ等の検知手段９０を設置して、粉粒体の分散状態を検知し、検知データを情報処理部９１で分析して、振動制御部４５に振動の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）を調節するよう指令をだすことも好ましい。このとき、検知手段９０では、例えば、検出エリアをＣＤ方向で複数に分割してそれぞれのエリアでの分散状態を検知することが好ましく、検知手段９０は、１機であってもよいし、複数機であってもよい。そして、情報処理部９１では、例えば、上記検出エリア１つ１つの中で粉粒体がどれだけの比率（面積率（Ｍ）＝検出エリア内の粉粒体の面積合計／検出エリアの面積）を占めるかを求め、このようにして求めた検出エリア同士で粉粒体の占める比率を比較し、粉粒体Ｍ７のＣＤ方向における分散状態を数値化する。この数値化の方法として、例えば、各検出エリア毎の粉粒体の面積率からその平均値（Ｍ_ａｖｅｇ）を算出し、該平均値（Ｍ_ａｖｅｇ）に対する各検出エリアの面積率（Ｍ）の割合（Ｍ／Ｍ_ａｖｅｇ）を算出し、これを分散状態の数値とする。

その数値に基づいて、情報処理部９１は、予め設定されたデータベースから分散に必要な振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）を導き、その情報を振動制御部４５へと送る。振動制御部４５は、その情報に基づいて振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）を調節する。例えば、検知手段９０が、散布口４４で粉粒体Ｍ６が分岐板４６付近に多く集まりすぎて幅方向に均一に分散されていない状態を検知すると、情報処理部９１で振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）の両者あるいはいずれかの数値を下げる指令を出し、振動制御部４５はこれを受けて振動を抑える。なお、周波数（ｈ）を下げた結果、トラフの固有振動数に近づく場合には、周波数（ｈ）を変更しないほうが好ましい。これにより、粉粒体の集積を抑えることができ、十分粉粒体を分散させることができる。

次に、図７及び８を参照して、本発明の粉粒体の散布装置に係る別の好ましい実施形態（第２実施形態）としての散布装置２００、及び散布装置２００による粉粒体の散布方法について説明する。図７は、第２実施形態の粉粒体の散布装置を示した構成図である。図８は、第２実施形態のスクリューフィーダ３から振動搬送部４への粉粒体の受け渡しの様子を示した部分拡大斜視図である。なお、図７においては装置の外側が密閉容器６０で覆われているが、各工程の理解のため、密閉容器６０を透明化して各部材の外形を実線で示した。また本実施形態においては、第１実施形態と同じ部材等については同一符号で示した。以下、第１実施形態と異なる点のみを説明する。

粉粒体の散布装置２００は、前述の粉粒体の散布装置１００の供給部２０及び搬出部３０（スクリューフィーダ３及び振動搬送部４）を密閉容器６０内に配置したものである。
この散布装置２００を用いる粉粒体の散布方法おいては、図４に示す工程と同一の工程が密閉容器６０内で実施される。これにより、粉粒体が供給部２０から搬出部３０の末端の散布口４４に至るまでの間、外気の湿気との接触が抑えられているので、粉粒体が凝塊し難く流動性を損なうことがない。そして、散布量の均一化の精度がさらに高められる。そしてこの密閉容器内での粉粒体の散布方法を用いた発熱体の製造方法においては、発熱特性に優れた発熱体がより好適に得られて好ましい。その際、密閉容器６０内の湿度を３０％以下及び温度を２８℃以下に調整されたドライエアを吹き込むことが好ましい。また、ドライエアは湿度２３％以下及び温度２３℃以下がより好ましく、湿度１０％以下及び温度２３℃以下がさらに好ましい。

このドライエアは、例えば、散布装置２００の上流側から下流側へと流れて排出されるようにすれば、密閉容器内全体の湿度又は温度を効率よく一定に保つことができる。これにより、製造場所の気温や湿度などの気象条件の変化等に影響されることなく散布量の均一化を図ることができるので好ましい。
本実施形態の散布装置２００において、密閉容器６０は、たとえば、ガラスなどの非金属やＳＵＳ３１６などのステンレス鋼材といった電解質の粉粒体によって腐食しない、もしくは耐食性の高いものが好ましく、その密閉性とは、密閉容器６０の外部の湿度や温度が調整されていないエアの吸気がないことを指し、この条件を満たしていれば、外部と完全に遮断されていなくとも良い。ドライエアを吹き込む方法及びそのための装置としては、例えば、ヒートレス式エアドライヤやメンブレンエアドライヤ（出口空気大気圧露点−６０℃）などが挙げられる。

次に、図９及び１０を参照して、本発明の粉粒体の散布装置に係る別の好ましい実施形態（第３実施形態）としての散布装置３００、及び散布装置３００による粉粒体の散布方法について説明する。図９は、第３実施形態の粉粒体の散布装置を示した構成図である。図１０は、第３実施形態の振動搬送部４における振動制御方法を示したフローチャート図である。本実施形態においては、第１実施形態及び第２実施形態と同じ部材等については同一符号で示した。以下、第１実施形態及び第２実施形態と異なる点のみを説明する。

粉粒体の散布装置３００は、前述第２実施形態の粉粒体の散布装置２００の振動搬送部４に第２計量手段６が設置されている。第２計量手段６は、前述の第１計量手段５と同様のものを用いることができる。第２計量手段６は、振動搬送部４全体の質量を連続して計量し、計量値をデータとして振動制御部４５へ送る（図９符号６０６）。この計量値に基づいて、振動制御部４５は、連続して粉粒体の増減情報を算出し、振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）を適切なものに制御するフィードバック制御を行う。これにより、スクリューフィーダ３からの振動搬送部４への粉粒体Ｍ３の排出量（ｑ１）と振動搬送部４の散布口４４から搬送される基材８０上への粉粒体Ｍ７の散布量（ｑ２）とは、１対１の関係になるよう、振動制御部４５が振動体４２の振動を制御することができる。その結果、粉粒体の散布量の定量化が一層好適になされて好ましい。

この散布装置３００を用いる粉粒体の散布方法おいては、図１０に示す工程を実施する。図１０に示す工程においては、基準質量決定モード（Ｃ）と、運転制御モード（Ｄ）の後半の振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）の補正制御とが、図４に示す工程と異なる点であり、この点について以下に説明する。
基準質量決定モード（Ｃ）においては、振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）の補正の判断の基準となる質量を算出し決定する。まず基本フローのステップＳ１〜Ｓ３を実行すると、振動制御部４５におけるフィードバック制御と同時に第２計量手段６による計量を開始する。第２計量手段６は、開始時点での振動搬送部４（トラフ４１及び振動体４２）及びこの上に排出された粉粒体の全質量を計量し、振動制御部４５でこれを質量１（ｇ_１）として記憶する（図９の符号６０６）（ステップＣ１）。次に、ｔ秒後に第２計量手段６が再び振動搬送部４及びこの上に排出された粉粒体の全質量を計量し、これを振動制御部４５が質量２（ｇ_２）として記憶する（図９の符号６０６）（ステップＣ２）。振動制御部４５は、質量１（ｇ_１）及び質量２（ｇ_２）から下記式（３）に基づいて偏差（ｍ_１）を算出する（ステップＣ３）。なお、前述の振動搬送部４の上に排出された粉粒体とは、振動搬送体４に残っている粉粒体であり、散布されたものは含まれない。
（ｍ_１）＝ｇ_２−ｇ_１・・・・・式（３）

そして振動制御部４５は、算出した偏差（ｍ_１）と予め設定した許容偏差（ｍ_０）とを比較し、（ｍ_１≦ｍ_０）であれば質量２（ｇ_２）を基準質量（ｇ_ｓ）として記憶する（ステップＣ４）。一方（ｍ_１＞ｍ_０）である場合、質量２（ｇ_２）を新たな質量１（ｇ_１）としてシフトする。そして再びｔ秒後の振動搬送部４の質量を第２計量手段６が行う。この計量値を振動制御部４５が新たな質量２（ｇ_２）として記憶し、再度偏差（ｍ_１）を算出して予め設定した許容偏差（ｍ_０）とを比較する。これを（ｍ_１≦ｍ_０）となるまで繰り返し、（ｍ_１≦ｍ_０）となった時点で、そのときの質量２（ｇ_２）を基準質量（ｇ_ｓ）として記憶する。
このことを下記式（６）に示すと以下のとおりとなる。なお、待機時間とは、計量の周期であり任意の値である。許容偏差とは、振動搬送部４の振動によって生じる振動搬送部４の質量の計量値の振れの許容値であり、任意の値である。
ｍ_１＝（ｇ_２−ｇ_１）≦ｍ_０・・・・・・・式（６）
ｇ_１＝ｔ＊（ｎ−１）秒後の振動搬送部の質量
ｇ_２＝ｔ＊ｎ秒後の振動搬送部の質量
ｔ＝待機時間（秒）
ｎ＝測定回数（ｎは１以上の整数であり、ｍ_１≦ｍ_０となるまで１つずつ増加し続ける。）
ｍ_０＝許容偏差
ｍ_１＝算出された偏差

次に、基準質量（ｇ_ｓ）の決定以降、運転制御モード（Ｄ）において、スクリュー制御部３６によるスクリュー回転速度（Ｐ_０）のフィードバック制御（ステップＡ１，Ａ２）とともに、振動制御部４５が振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）をフィードバック制御する。具体的には、まず、第２計量手段６が計量する振動搬送部４（トラフ４１及び振動体４２）の質量を現在の質量（ｇ_ｎ）として振動制御部４５で記憶する。振動制御部４５は、現在の質量（ｇ_ｎ）と基準質量（ｇ_ｓ）とを比較してｇ_ｎ＝ｇ_ｓでない場合に、その差ｇ_ｎ−ｇ_ｓから振動体４２の振幅（ｒ）及び周波数（ｈ）を補正制御する（ステップＤ１）。具体的には、ｇ_ｎ−ｇ_ｓの差が正の値の場合は、トラフ４１上の粉粒体Ｍ４〜Ｍ６が基準質量（ｇ_ｓ）に対して多い、すなわちスクリューフィーダ３から受け取った粉粒体Ｍ３に対して散布口４４から散布される粉粒体Ｍ７の量が少なくなっており、粉粒体が散布口４４から十分に散布できていない状態である。このため、振幅（ｒ）もしくは周波数（ｈ）を調節して、散布量を増加させる。一方、ｇ_ｎ−ｇ_ｓの差が負の値の場合は、振幅（ｒ）もしくは周波数（ｈ）を調節して、散布量を減少させる。

本実施形態の散布装置３００及び該散布装置３００を用いた粉粒体の散布方法においては、振動搬送部４におけるフィードバック制御によって、散布量の均一化の精度がさらに高められる。そしてこの粉粒体の散布方法を用いた発熱体の製造方法においては、発熱特性に優れた発熱体がより好適に得られて好ましい。

本発明の粉粒体の散布装置及び散布方法は、発熱体の製造方法に好適に用いられるものとして示したが、これに限らず、例えば、おむつ、生理用ナプキンなどの衛生材への高吸水ポリマーの散布や、スナック食品への味付剤の散布など、粉粒体の種類や散布対象によって限定されず、広く用いることができる。

上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の粉粒体の散布方法、粉粒体の散布装置及び発熱体の製造方法を開示する。

＜１＞連続搬送される基材上に粉粒体を散布する方法であって、粉粒体を一時貯留する供給部から前記粉粒体をスクリューフィーダで連続的に切り出し、切り出した粉粒体を落下させて振動搬送部で受け取り、該振動搬送部が備える振動体の振動で前記粉粒体を分散させながら搬送し、前記振動搬送部の散布口から前記粉粒体を前記基材上に連続散布する粉粒体の散布方法。

＜２＞前記粉粒体の落下は、前記スクリューフィーダが備える粉粒体の排出口と、該排出口とは分離しその下方にある前記振動搬送部の前記粉粒体受け取り位置及び前記振動体とが並ぶ鉛直線上でなされ、該落下した粉粒体を前記受け取り位置から前記振動体の振動で分散させながら他端の前記散布口へと水平方向に搬送する前記＜１＞に記載の粉粒体の散布方法。
＜３＞前記供給部及び前記スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体の全質量を第１計量手段が連続計量し、該計量した複数の計量値に基づいてスクリュー制御部が粉粒体の単位時間あたりの減少量を算出し、かつ、該算出した減少量を単位時間あたりの目標排出量に一致させるように前記スクリュー制御部が前記スクリューフィーダのスクリュー回転数を制御する前記＜１＞又は＜２＞に記載の粉粒体の散布方法。
＜４＞前記スクリュー制御部が、前記第１計量手段から受信する計量値（Ｋ_ｔ）に基づいて算出する粉粒体の単位時間（△Ｔ）あたりの排出量（△Ｋ_ｔ）と、粉粒体の単位時間（△Ｔ）あたりの目標排出量（△Ｋ_０）とを比較し、△Ｋ_ｔ＜△Ｋ_０ならばスクリュー回転速度を加速させ、△Ｋ_ｔ＞△Ｋ_０ならばスクリュー回転速度を減速させるよう、駆動部に補正指令を出す前記＜３＞に記載の粉粒体の散布方法。
＜５＞前記連続計量された値が、供給部、スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体を併せた合計質量の目標下限量を下回ると、粉粒体供給量制御部が、前記目標上限量になるまで供給部に粉粒体を供給制御する前記＜３＞又は＜４＞に記載の粉粒体の散布方法。
＜６＞前記振動搬送部及びこの上に排出された粉粒体の全質量を第２計量手段が連続計量し、振動制御部が、前記の計量した値に基づいて、式（６）で算出した前記計量値の偏差（ｍ_１）が許容偏差（ｍ_０）以下となるときの前記振動搬送部の質量（ｇ_２）を基準質量（ｇ_ｓ）とし、かつ該基準質量（ｇ_ｓ）と乖離する前記振動搬送部の質量（ｇ_ｎ）が計量されると、基準質量（ｇ_ｓ）と一致する振動搬送部の質量（ｇ_ｎ）となるよう前記振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。
ｍ_１＝（ｇ_２−ｇ_１）≦ｍ_０・・・・・・・式（６）
ｇ_１＝ｔ＊（ｎ−１）秒後の振動搬送部の質量
ｇ_２＝ｔ＊ｎ秒後の振動搬送部の質量
ｔ＝待機時間（秒）（待機時間とは、計量の周期であり任意の値である。）
ｎ＝測定回数（ｎは１以上の整数であり、ｍ_１≦ｍ_０となるまで１つずつ増加し続ける。）
ｍ_０＝許容偏差（許容偏差とは、振動搬送部の振動によって生じる振動搬送部の質量の計量値の振れの許容値であり、任意の値である。）
ｍ_１＝算出された偏差
＜７＞前記振動搬送部の前記散布出口で粉粒体の幅方向分散状態を検知手段にて検知し、該検知した情報に基づいて、振動制御部が前記振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する前記＜１＞〜＜６＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。
＜８＞前記粉粒体が潮解性又は吸湿性を有する前記＜１＞〜＜７＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。
＜９＞前記粉粒体が散布された前記基材をその幅方向で複数列にスリットする工程を備えている前記＜１＞〜＜８＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。
＜１０＞前記振動搬送部の前記粉粒体は、前記散布口で複数列に分岐されて、前記基材に連続散布される前記＜１＞〜＜９＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。
＜１１＞前記粉粒体の平均粒径は、５０μｍ以上１０００μｍ以下である前記＜１＞〜＜１０＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法。

＜１２＞粉粒体の供給部と、該供給部からの粉粒体を搬送し散布する搬送部とを備える粉粒体の散布装置であって、
前記搬送部は、前記供給部内から粉粒体を切り出すスクリューフィーダと、該切り出された粉粒体を振動によって分散しながら搬送する振動搬送部とを有する粉粒体の散布装置。
＜１３＞前記スクリューフィーダは、前記切り出した粉粒体を下方へ落下させる排出口を有し、前記振動搬送部は、前記排出口から落下する粉粒体を受け取り分散しながら搬送する搬送体と該搬送体を振動させる振動体を有し、前記搬送体は前記分散された粉粒体を散布する散布口を備えており、
前記振動搬送部は前記排出口とは分離して下方に位置し、前記搬送体における前記落下する粉粒体の受け取り位置及び前記振動体が、前記排出口と鉛直線上に配置されている前記＜１２＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜１４＞前記受け取り位置から前記散布口までの前記粉粒体の搬送方向に対し、これと直交する方向に沿って前記搬送体を正面視したときに、前記搬送体の幅中心位置と、前記排出口の幅中心位置とが一致している前記＜１３＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜１５＞前記供給部、前記スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体の全質量を連続して計量する第１計量手段と、前記スクリューフィーダのスクリュー回転数を制御するスクリュー制御部とを有し、
前記スクリュー制御部は、前記第１計量手段による複数の計量値に基づいて前記スクリューフィーダにおける粉粒体の単位時間当たりの減少量を算出し、かつ、この単位時間当たりの減少量を単位時間当たりの目標排出量に一致させるように前記スクリューフィーダのスクリュー回転数を制御する前記＜１２＞〜＜１４＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置。
＜１６＞前記供給部の上流に貯蔵部が配されており、
前記第１計量手段による計量値が、供給部、スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体を併せた合計質量の目標下限量を下回ると、前記合計質量の目標上限量になるまで前記貯蔵部から前記供給部に粉粒体を供給制御する粉粒体供給量制御部を有する前記＜１５＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜１７＞前記供給部、前記スクリューフィーダ及び前記振動搬送部は、密閉容器で覆われており、前記密閉容器内に温度及び湿度が調整されたドライエアを吹き込む前記＜１２＞〜＜１６＞のいずれか１項に記載の粉粒体の散布装置。
＜１８＞前記ドライエアは、湿度を３０％以下及び温度を２８℃以下に調整されている前記＜１７＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜１９＞前記振動搬送部の散布口で粉粒体の幅方向分散状態を検知する検知手段と、
該検知した情報に基づいて、前記振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する振動制御部とを有する前記＜１２＞〜＜１８＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置。
＜２０＞前記散布装置は、前記供給部の上方に配置される貯蔵部を具備し、該貯蔵部は、貯蔵タンク、粉粒体の配給パイプ、並びに配給パイプ内の第１バタフライ弁、ロータリーバルブ、及び第２バタフライ弁を有する前記＜１２＞〜＜１９＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置。
＜２１＞前記供給部は、貯留本体部と、該貯留本体部に対して、集積粉粒体の配給受け口、前記貯留本体部内の貯留粉粒体を攪拌するアジテータ、前記貯留粉粒体の供給口が備えられているホッパからなる前記＜１２＞〜＜２０＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置。
＜２２＞前記振動搬送部の前記搬送体及び搬送体散布口の幅は、前記スクリューフィーダの前記排出口の幅より広く形成されている前記＜１３＞〜＜２１＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置。
＜２３＞前記貯蔵部から前記供給部への粉粒体の配給は、前記粉粒体供給量制御部による前記貯蔵部のロータリーバルブ、第１バタフライ弁及び第２バタフライ弁の制御によりなされる前記＜１６＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜２４＞振動搬送部の質量を連続して計量し、その計測値を振動制御部へ送る第２計量手段が、振動搬送部に設置されている前記＜１９＞に記載の粉粒体の散布装置。
＜２５＞前記第１計量手段又は前記第２計量手段として、電気式計量器であるロードセル式計量器、電磁式計量器、又は音叉式計量器を用いる前記＜１５＞又は＜２４＞に記載の粉粒体の散布装置。

＜２６＞基材を連続搬送して、前記連続搬送される該基材上に、前記＜１＞〜＜１１＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布方法を用いて電解質の粉粒体を散布する工程と、前記電解質を含まず、かつ被酸化性金属の粒子及び水を含む塗料を塗工する工程とを、この順、逆順、又は同時に行う発熱体の製造方法。
＜２７＞基材を連続搬送して、前記連続搬送される該基材上に、前記＜１２＞〜＜２５＞のいずれか１に記載の粉粒体の散布装置を用いて電解質の粉粒体を散布する工程と、前記電解質を含まず、かつ被酸化性金属の粒子及び水を含む塗料を塗工する工程とを、この順、逆順、又は同時に行う発熱体の製造方法。
＜２８＞前記電解質は、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、塩化第一鉄又は塩化第二鉄が用いられる前記＜２６＞又は前記＜２７＞に記載の発熱体の製造方法。
＜２９＞前記粉粒体の平均粒径は、５０μｍ以上１０００μｍ以下である前記＜２６＞〜＜２８＞のいずれか１に記載の発熱体の製造方法。
＜３０＞前記基材は、親水性の繊維を含む繊維シート、又は高吸水性ポリマーの粒子を含む繊維シートである前記＜２６＞〜＜２９＞のいずれか１に記載の発熱体の製造方法。

以下に、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。

（実施例１）
図７に示す粉粒体の散布装置２００と基本構成が同じ装置を用い、メンブレンエアドライヤを用いてドライエアを吹き込むことで、密閉容器６０内を湿度２０〜２１％、温度２３℃に保った。なお、密閉容器外の室内環境は、温度２３℃、湿度３０〜７０％であった。ホッパは最大秤量５ｋｇのものを使用し、ホッパ内には粉粒体を３ｋｇ投入した。スクリューフィーダ３はクボタ社製、商品名：２軸スクリュー式カセットウェイングフィーダ、型番：ＣＥ−Ｗ−０Ｄを用い、目標排出量を３．３６０ｋｇ／ｈに設定し、フィードバック制御をＯＦＦとした。振動搬送部４はシンフォニアテクノロジー社製の振動フィーダＣＦ−１（標準トラフ付）を用い、振動制御部は、同社製の振動フィーダコントローラＣ１０−１ＶＣＦを用い、振幅４５％、周波数７０Ｈｚに設定した。
上記の設定でトラフ４１の散布口４４から散布された電解質の粉粒体Ｍ７（塩化ナトリウム 粒度２５０〜４００μｍ程度）の重量を第１計量手段（ロードセル式計量器）を用いて連続計量し、重量を発熱体１枚当たりの時間で区切り、発熱体３００枚相当の散布量の変動を測定した。

（比較例１）
実施例１において、振動搬送部４を取り除いてスクリューフィーダ３の排出口３４から排出される電解質の粉粒体Ｍ３の重量変動を測定した。その他の条件は、実施例１と同様にした。

（比較例２）
実施例１において、振動搬送部４を取り除いてスクリューフィーダ３の排出口３４から排出される電解質の粉粒体Ｍ３の重量変動を測定した。スクリューフィーダ３の回転速度のフィードバック制御を行った。なお、フィードバック制御には式２に示すＰＩ制御を用い、ＰＩ制御定数は、以下のように設定した。
比例定数Ｋ_Ｐ＝２００
積分定数Ｋ_Ｉ＝２００
このため、偏差εが発生した場合、比例動作により偏差の５０％に相当するスクリューフィーダ３の回転速度の補正を瞬時に行い、比例動作と同じ量の回転速度の補正を２０秒かけて実行する。
その他の条件は、実施例１と同様にした。

実施例１及び比較例１，２それぞれの発熱体３００枚相当の散布量の変動データから、それぞれ平均値、最大値、最小値及び標準偏差を算出した。そして、スクリューフィーダに設定された目標排出量を１とした指数を下記の表１に示す。

表１に示す結果から明らかなように、実施例１は、比較例１及び比較例２に比して、標準偏差σが小さく、従って、粉粒体の散布精度が優れているとわかる。

１０ 貯蔵部
１６ 粉粒体供給量制御部
２０ 供給部
３０ 搬出部
３ スクリューフィーダ
３１ スクリュー
３２ 外壁部
３３ 取り込み口
３４ 排出口
３５ 駆動部
３６ スクリュー制御部
４ 振動搬送部
４１ トラフ
４２ 振動体
４３ 受け取り位置
４４ 散布口
４５ 振動制御部
５ 第１計量手段
６ 第２計量手段
８０ 基材（基材シート）
１００，２００，３００ 粉粒体の散布装置

Claims (10)

1. 連続搬送される基材上に粉粒体を散布する方法であって、潮解性又は吸湿性を有する粉粒体を一時貯留する供給部から前記粉粒体をスクリューフィーダで連続的に切り出し、切り出した粉粒体を落下させて振動搬送部で受け取り、該振動搬送部が備える振動体の振動で前記粉粒体を分散させながら搬送し、前記振動搬送部の散布口から前記粉粒体を前記基材上に連続散布しており、
   前記供給部、前記スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体の全質量を第１計量手段が連続計量し、該計量した複数の計量値に基づいてスクリュー制御部が粉粒体の単位時間あたりの減少量を算出し、かつ、該算出した減少量を単位時間あたりの目標排出量に一致させるように前記スクリュー制御部が前記スクリューフィーダのスクリュー回転数を制御し、
   前記振動搬送部の前記散布出口で粉粒体の幅方向分散状態を検知手段にて検知し、該検知した情報に基づいて、振動制御部が前記振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する、粉粒体の散布方法。
2. 前記粉粒体の落下は、前記スクリューフィーダが備える粉粒体の排出口と、該排出口とは分離しその下方にある前記振動搬送部の前記粉粒体受け取り位置及び前記振動体とが並ぶ鉛直線上でなされ、該落下した粉粒体を前記受け取り位置から前記振動体の振動で分散させながら他端の前記散布口へと水平方向に搬送する請求項１記載の粉粒体の散布方法。
3. 前記連続計量された値が、供給部、スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体を併せた合計質量の目標下限量を下回ると、粉粒体供給量制御部が、前記目標上限量になるまで供給部に粉粒体を供給制御する請求項１又は２に記載の粉粒体の散布方法。
4. 前記振動搬送部及びこの上に排出された粉粒体の全質量を第２計量手段が連続計量し、振動制御部が、前記の計量した値に基づいて、式（６）で算出した前記計量値の偏差（ｍ_１）が許容偏差（ｍ_０）以下となるときの前記振動搬送部の質量（ｇ_２）を基準質量（ｇ_ｓ）とし、かつ該基準質量（ｇ_ｓ）と乖離する前記振動搬送部の質量（ｇ_ｎ）が計量されると、基準質量（ｇ_ｓ）と一致する振動搬送部の質量（ｇ_ｎ）となるよう前記振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する請求項１〜３のいずれか１項に記載の粉粒体の散布方法。
   ｍ_１＝（ｇ_２−ｇ_１）≦ｍ_０・・・・・・・式（６）
   ｇ_１＝ｔ＊（ｎ−１）秒後の振動搬送部の質量
   ｇ_２＝ｔ＊ｎ秒後の振動搬送部の質量
   ｔ＝待機時間（秒）（待機時間とは、計量の周期であり任意の値である。）
   ｎ＝測定回数（ｎは１以上の整数であり、ｍ_１≦ｍ_０となるまで１つずつ増加し続ける。）
   ｍ_０＝許容偏差（許容偏差とは、振動搬送部の振動によって生じる振動搬送部の質量の計量値の振れの許容値であり、任意の値である。）
   ｍ_１＝算出された偏差
5. 粉粒体の供給部と、該供給部からの粉粒体を搬送し散布する搬送部とを備える粉粒体の散布装置であって、
   前記搬送部は、前記供給部内から潮解性又は吸湿性を有する粉粒体を切り出すスクリューフィーダと、該切り出された粉粒体を振動によって分散しながら搬送する振動搬送部とを有しており、
   前記粉粒体の散布装置は、前記供給部、前記スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体の全質量を連続して計量する第１計量手段と、該第１計量手段による複数の計量値に基づいて前記スクリューフィーダにおける粉粒体の単位時間当たりの減少量を算出し、かつ、この単位時間当たりの減少量を単位時間当たりの目標排出量に一致させるように前記スクリューフィーダのスクリュー回転数を制御するスクリュー制御部と、
   前記振動搬送部の散布口で粉粒体の幅方向分散状態を検知する検知手段と、該検知した情報に基づいて、前記振動搬送部が備える振動体の振幅及び周波数の少なくともいずれか１つを調整する振動制御部とを有する、粉粒体の散布装置。
6. 前記スクリューフィーダは、前記切り出した粉粒体を下方へ落下させる排出口を有し、前記振動搬送部は、前記排出口から落下する粉粒体を受け取り分散しながら搬送する搬送体と該搬送体を振動させる振動体を有し、前記搬送体は前記分散された粉粒体を散布する散布口を備えており、
   前記振動搬送部は前記排出口とは分離して下方に位置し、前記搬送体における前記落下する粉粒体の受け取り位置及び前記振動体が、前記排出口と鉛直線上に配置されている請求項５記載の粉粒体の散布装置。
7. 前記受け取り位置から前記散布口までの前記粉粒体の搬送方向に対し、これと直交する方向に沿って前記搬送体を正面視したときに、前記搬送体の幅中心位置と、前記排出口の幅中心位置とが一致している請求項６記載の粉粒体の散布装置。
8. 前記供給部の上流に貯蔵部が配されており、
   前記第１計量手段による計量値が、供給部、スクリューフィーダ及びこれら内部にある粉粒体を併せた合計質量の目標下限量を下回ると、前記合計質量の目標上限量になるまで前記貯蔵部から前記供給部に粉粒体を供給制御する粉粒体供給量制御部を有する請求項５〜７のいずれか１項に記載の粉粒体の散布装置。
9. 前記供給部、前記スクリューフィーダ及び前記振動搬送部は、密閉容器で覆われており、前記密閉容器内に温度及び湿度が調整されたドライエアを吹き込む請求項５〜８のいずれか１項に記載の粉粒体の散布装置。
10. 基材を連続搬送して、前記連続搬送される該基材上に、請求項５〜９のいずれか１項に記載の粉粒体の散布装置を用いて電解質の粉粒体を散布する工程と、前記電解質を含まず、かつ被酸化性金属の粒子及び水を含む塗料を塗工する工程とを、この順、逆順、又は同時に行う発熱体の製造方法。
    

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