JP5934526B2

JP5934526B2 - 粒子供給装置

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Publication number: JP5934526B2
Application number: JP2012049440A
Authority: JP
Inventors: 近藤　肇; 肇近藤
Original assignee: Livedo Corp
Current assignee: Livedo Corp
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: JP2013184761A

Description

本発明は、粒子供給装置に関する。

従来より、シート部材上に高吸収性樹脂の粒子を供給し、当該シート部材上に他のシート部材を重ねて接合することにより吸収シートを製造することが行われている。例えば、特許文献１の装置では、一端がホッパに接続したシリンダの内部にフィーダ・スクリューを配置し、シリンダの側面に弧状のスロットを形成し、フィーダ・スクリューの回転により超吸収性粉末を前進させてスロットから送り出す装置が開示されている。また、特許文献２の吸収体製造装置では、外周面に複数の充填凹溝部が形成された計量ローラーが設けられ、ホッパーから排出された粉粒体が計量ローラーにより搬送されて供給シュートにて一時的に収容され、シャッターの開閉により粉粒体が連続シート上に間欠的に供給される。

特表平６−５１００１５号公報特開２０１１−１７７２９９号公報

ところで、連続シート上に高吸収性樹脂の粒子（粉粒体）を連続的に供給する場合に、特許文献１のように、シリンダ内においてフィーダ・スクリューの回転により粒子を前進させて弧状のスロットから粒子を供給する手法では、連続シートの幅方向において均等に粒子を供給することが困難である。また、実際には、ホッパ内の粒子の残量に応じてフィーダ・スクリューの回転の挙動が変化するため、連続シート上への一定量の粒子の供給を安定して行うことが容易ではない。また、特許文献２の装置では、計量ローラーの外周面に形成された複数の充填凹溝部内に粒子を充填するため、粒子を連続シート上に連続的に供給することが不可能である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、幅方向に均等な量の粒子を連続シート上に連続的に安定して供給することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、連続シート上に吸収材料または消臭材料の粒子を供給する粒子供給装置であって、水平方向を向く回転軸を中心とする平らな円筒面である外側面を有し、前記回転軸を中心として回転するシリンダ部と、前記シリンダ部の上方にて吸収材料または消臭材料の粒子を保持するとともに、前記回転軸の真上近傍にて前記シリンダ部の前記外側面に近接する供給口から前記外側面上に前記粒子を連続的に供給するタンク部と、前記シリンダ部の下方にて前記回転軸に垂直かつ水平な方向に連続シートを連続的に搬送する搬送機構とを備え、前記シリンダ部から前記連続シート上に前記粒子が連続的に供給され、前記タンク部が、前記シリンダ部の回転方向における前記供給口の前側に配置され、前記回転軸に平行かつ前記外側面に近接する下エッジと前記外側面との間に微小隙間を形成する隙間形成部と、前記回転軸に平行な幅方向に関して、前記外側面と共に前記粒子が前記微小隙間を通過する範囲を制限する幅制限部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粒子供給装置であって、前記隙間形成部が、前記タンク部の本体に対する上下方向の固定位置が変更可能な部材である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の粒子供給装置であって、前記幅制限部が、前記幅方向における前記供給口の幅を規定する一対の部材であり、前記供給口の幅が変更可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の粒子供給装置であって、前記タンク部が、前記回転方向における前記供給口の前側および後側にそれぞれ配置されるとともに、法線が前記幅方向に垂直な前面部および後面部を備え、前記タンク部において前記前面部と前記後面部との間にて前記粒子が保持され、前記後面部が、前記供給口から上方に向かって離れるに従って前記回転方向の後側へと傾斜し、前記前面部が、上下方向に平行、または、前記供給口から上方に向かって離れるに従って前記回転方向の後側へと傾斜する。

本発明によれば、幅方向に均等な量の粒子を連続シート上に連続的に安定して供給することができる。

請求項２の発明では、粒子の連続シート上への供給量を容易に変更することができ、請求項３の発明では、粒子の連続シート上への供給幅を容易に変更することができる。

粒子供給装置を示す側面図である。粒子供給装置を示す正面図である。２つの内側面部を示す図である。タンク部の下部を拡大して示す図である。補助板部材を示す図である。

図１は本発明の一の実施の形態に係る粒子供給装置１を示す図である。図１では、互いに直交する２つの水平方向をＸ方向およびＹ方向として示し、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な鉛直方向（上下方向）をＺ方向として示している。

粒子供給装置１は、高吸収性ポリマー（ＳＡＰ（Super Absorbent Polymer））等の高吸収性樹脂の粒子（以下、単に「粒子」という。）を不織布等の連続シート９上に供給する装置である。連続シート９上の粒子は、他の装置において当該連続シート９と他の連続シートとの間に挟まれて吸収シートの連続体が製造される。吸収シートの連続体は所定の長さに切断され、使い捨ておむつや軽失禁用の吸収パッド等の吸収性物品に利用される。本実施の形態において用いられる吸収材料の粒子は、例えば、ポリアクリル酸部分中和物架橋体、澱粉−アクリル酸グラフト重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体ケン化物、アクリロニトリル共重合体もしくはアクリルアミド共重合体の加水分解物、または、これらの架橋体、カチオン性モノマーの架橋体、または、ポリアミノ酸の架橋体等の粒子である。連続シート９の表面に吸収体（の連続シート）が予め設けられ、当該吸収体上に粒子が供給されてもよい。

粒子供給装置１は、水平方向（図１中のＸ方向）を向く回転軸Ｊ１を中心として回転するシリンダ部２１と、シリンダ部２１の上方（図１中の（＋Ｚ）側）にて吸収材料の粒子を保持するタンク部３と、シリンダ部２１の下方にて回転軸Ｊ１に垂直かつ水平な方向（図１中のＹ方向）に連続シート９を連続的に搬送する搬送機構４とを備える。

シリンダ部２１は、例えば鉄やアルミニウム等の金属、あるいは、ゴムやシリコン等にて形成され、その外側面２１１は、回転軸Ｊ１を中心とする平らな円筒面である。シリンダ部２１はギヤードモータ２２１を有する回転機構２２に接続され、ギヤードモータ２２１の駆動によりシリンダ部２１が、例えば毎分１５〜２０回転（１５〜２０ｒｐｍ）の回転速度にて回転軸Ｊ１を中心として図１中の時計回りに回転する。回転機構２２では、シリンダ部２１に取り付けられるスプロケットのギア比や、ギヤードモータ２２１の減速比が任意に設定可能であり、また、ギヤードモータ２２１に対してインバータによる制御が行われる。したがって、シリンダ部２１の回転速度を広範囲にて任意に変更することが可能である。なお、図１では、回転機構２２の筐体２２０を二点鎖線にて示している。搬送機構４は、それぞれがＸ方向に平行な中心軸を中心とする複数のローラ４１を有する。連続シート９は複数のローラ４１に案内されて（＋Ｙ）方向に連続的に移動する。

図２は（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向を向いて見た粒子供給装置１を示す図である。図１および図２に示すように、タンク部３は略箱状であり、法線が回転軸Ｊ１の方向（すなわち、連続シート９の幅方向であり、以下、「幅方向」という。）に垂直な板状の前面部３１および後面部３２と、Ｙ方向の両端が前面部３１および後面部３２に対してそれぞれ固定される２つの板状の外側面部３３と、前面部３１、後面部３２および２つの外側面部３３の上端が固定される上面部３０とを備える。前面部３１、後面部３２、外側面部３３および上面部３０はタンク部３の本体であり、例えばステンレス鋼にて形成される。

前面部３１の外形は矩形であり、図１に示すように、その法線はＸ方向およびＺ方向に垂直である。後面部３２は、その法線がＸ方向およびＺ方向に垂直な上部３２１と、その法線がＸ方向に垂直かつＺ方向に対して傾斜する下部３２２とを有する。下部３２２では、（−Ｚ）方向に向かうに従って前面部３１と後面部３２との間の距離が減小する。また、各外側面部３３の法線はＹ方向およびＺ方向に垂直であり、Ｙ方向の両端のエッジは前面部３１および後面部３２に倣った形状である。すなわち、外側面部３３は、（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の双方のエッジがＺ方向に平行な上部３３１と、（＋Ｙ）側のエッジがＺ方向に平行であり、かつ、（−Ｙ）側のエッジがＺ方向に対して傾斜する下部３３２とを有する。図２に示すように、両外側面部３３の内側には、２つの内側面部３４がそれぞれ設けられる。（＋Ｘ）側から（−Ｘ）方向を向いて見た場合の各内側面部３４の外形は、外側面部３３とほぼ同じである。

図３は２つの内側面部３４を示す図であり、図３では、図２中のタンク部３の本体（すなわち、前面部３１、後面部３２、外側面部３３および上面部３０）およびシリンダ部２１を省略している。内側面部３４は、その法線がＹ方向およびＺ方向に垂直な上部３４１および下部３４２と、その法線がＹ方向に垂直かつＺ方向に対して傾斜する中央部３４３とを有し、中央部３４３を介して上部３４１と下部３４２とが連結する。幅方向（Ｘ方向）における両内側面部３４間の間隔は上部３４１では一定であり、中央部３４３では、上部３４１側から下部３４２側に向かうに従って漸次減小し、下部３４２では一定である。

内側面部３４の上部３４１は、Ｙ方向の両端において幅方向の外側（他方の内側面部３４とは反対側）に突出する２つの突出板３４４を有する。各突出板３４４には幅方向に長い２つの調整孔３４５（いわゆる、長孔）が形成されており、２つの調整孔３４５はＺ方向に離れている。内側面部３４の（＋Ｙ）側の突出板３４４は、各調整孔３４５および図２の前面部３１に設けられる貫通孔の双方に挿入されるボルトのナットとの締結により前面部３１に対して固定され、（−Ｙ）側の突出板３４４は、各調整孔３４５および後面部３２に設けられる貫通孔の双方に挿入されるボルトのナットとの締結により後面部３２に対して固定される。

図２に示すタンク部３では、前面部３１、後面部３２、および、２つの内側面部３４により囲まれる内部空間３９０にて粒子が保持される。当該内部空間３９０のＺ方向に垂直な断面積は、（＋Ｚ）側から（−Ｚ）方向に向かって、すなわち、シリンダ部２１に近づくに従って、漸次減小する（ただし、断面積が変化しない部分も含む。）。タンク部３には、上限センサ３８１および下限センサ３８２が設けられており、タンク部３内の粒子の高さが下限センサ３８２の位置よりも低くなると、上面部３０に設けられる補充口からタンク部３内に粒子が補充され、タンク部３内の粒子の高さが上限センサ３８１の位置まで到達すると、補充口からの粒子の補充が停止される。

前面部３１の下部には、その法線がＸ方向およびＺ方向に垂直な矩形の板部材３５（以下、「前方板部材３５」という。）が取り付けられる。詳細には、各辺がＸ方向またはＺ方向に平行な前方板部材３５には、Ｚ方向に長い複数の調整孔３５２（いわゆる、長孔）がＸ方向に配列形成される。前方板部材３５は、各調整孔３５２および前面部３１に設けられる貫通孔の双方に挿入されるボルトのナットとの締結により前面部３１に対して固定される。このとき、前方板部材３５におけるＸ方向に平行な下側のエッジ３５１（以下、「下エッジ３５１」という。）が、シリンダ部２１の外側面２１１に近接するように、前方板部材３５が配置される。前方板部材３５は、例えばステンレス鋼にて形成される。

図４は図１のタンク部３の下部を拡大して示す図である。図２および図３に示すように、各内側面部３４の下部には板部材３６（以下、「側方板部材３６」という。）が取り付けられ、側方板部材３６は内側面部３４の外側の面に当接する。図４に示すように、側方板部材３６の外形は略三角形であり、側方板部材３６の一辺は前面部３１に当接し、他の一辺は後面部３２に当接する。側方板部材３６は、例えば樹脂にて形成され、その下端はシリンダ部２１の外側面２１１にほぼ当接する。側方板部材３６の下端部には、後述のフェルト部材３７との干渉を避ける切込部３６３が形成される。また、両側方板部材３６には貫通孔３６１が設けられ、幅方向に伸びる棒部材３６２（図３参照）が貫通孔３６１に挿入されて固定される。

後面部３２の下端部にはＸ方向に長い帯状のフェルト部材３７が設けられる。フェルト部材３７は、断面形状がＬ字状かつＸ方向に長い補強部材３７１と後面部３２との間に挟まれて保持される。フェルト部材３７の下端は側方板部材３６の切込部３６３に配置され、シリンダ部２１の外側面２１１に当接して摺動する。タンク部３の下部には、前方板部材３５、２つの側方板部材３６およびフェルト部材３７により囲まれる供給口３９が形成される。供給口３９は、回転軸Ｊ１の真上近傍にてシリンダ部２１の外側面２１１に近接し、供給口３９から外側面２１１上に粒子が連続的に供給される。

既述のように２つの側方板部材３６の下端はシリンダ部２１の外側面２１１にほぼ当接し、後面部３２に取り付けられるフェルト部材３７も外側面２１１に当接する。したがって、供給口３９から外側面２１１の各部位上に供給された粒子は、シリンダ部２１の回転方向における後側（すなわち、供給口３９に対向する外側面２１１上の部位の進行方向の後側であり、図１中のほぼ（−Ｙ）側）、および、回転軸Ｊ１に平行な幅方向（Ｘ方向）に移動することが抑制され、外側面２１１の当該部位と共に回転方向における前側（図１中のほぼ（＋Ｙ）側）に移動する。回転方向における供給口３９の前側に配置された前方板部材３５は、その下エッジ３５１とシリンダ部２１の外側面２１１との間に一定の高さ（Ｚ方向の幅）の微小隙間８１を形成し、幅方向の各位置において微小隙間８１を通過する粒子が一定量に制限される。

微小隙間８１を通過した粒子は、図１に示すシリンダ部２１の下方、かつ、回転軸Ｊ１よりも（＋Ｙ）側に配置された傾斜板５１を介して、連続的に移動する連続シート９上に供給される。連続シート９において粒子が供給される領域には接着剤（例えば、ホットメルト接着剤）が塗布されており、連続シート９上の各位置に供給された粒子は当該位置にて保持される。実際には、一定の回転速度にて回転するシリンダ部２１の外側面２１１では、常時、一定量の粒子が微小隙間８１を通過するため、幅方向において均等な量の粒子が連続シート９上に連続的に安定して供給される。既述のように、連続シート９には他の連続シート９ａ（図１中にて二点鎖線にて示す。）が被せられ、粒子が２つの連続シート９，９ａの間に挟まれて吸収シートの連続体が製造される。吸収シートの連続体は所定の長さに切断されて吸収性物品の製造に用いられる。

粒子供給装置１では、微小隙間８１を形成する隙間形成部である前方板部材３５の位置を調整することにより、粒子の連続シート９上への供給量を変更することも可能である。具体的には、図２の前方板部材３５と前面部３１との固定に用いられるボルトとナットとの締結を緩めた後、Ｚ方向に長い調整孔３５２に沿って前方板部材３５を移動して前面部３１に対する前方板部材３５のＺ方向の位置が変更され、当該ボルトと当該ナットとが再度締結される。これにより、前方板部材３５の下エッジ３５１とシリンダ部２１の外側面２１１との間の微小隙間８１の高さ（Ｚ方向の幅）が変更され、幅方向の各位置において微小隙間８１を通過する粒子の量が変更される。

粒子供給装置１では、粒子の連続シート９上への供給幅を変更することも可能である。具体的には、図２の内側面部３４と前面部３１および後面部３２のそれぞれとの固定に用いられるボルトとナットとの締結を緩めた後、幅方向に長い調整孔３４５に沿って内側面部３４を移動して前面部３１および後面部３２に対する内側面部３４のＸ方向の位置が変更され、当該ボルトと当該ナットとが再度締結される。これにより、両内側面部３４間の間隔、並びに、両内側面部３４にそれぞれ固定される両側方板部材３６間の間隔が変更される。

また、図５に示すように、側方板部材３６と略同形状であり、かつ、Ｚ方向に長い凹部３６１ａを有する２つの補助板部材３６ａを、図３中に二点鎖線にて示すように、両側方板部材３６の内側に設ける、すなわち、両内側面部３４の内側の面に接触するように配置することにより、供給口３９の幅方向の長さが実質的に変更される。このように、粒子供給装置１では、幅方向における一対の側方板部材３６の位置を変更することにより、または、一対の補助板部材３６ａを一対の側方板部材３６の内側に配置することにより、供給口３９の幅が変更可能である。換言すると、幅方向に関して粒子が微小隙間８１を通過する範囲を制限する幅制限部が、幅方向における供給口３９の幅を規定する一対の側方板部材３６または一対の補助板部材３６ａにより実現される。

以上に説明したように、図４の粒子供給装置１では、回転軸Ｊ１の真上近傍の供給口３９からシリンダ部２１の外側面２１１上に粒子を連続的に供給するタンク部３が設けられ、タンク部３が、供給口３９の前側にて微小隙間８１を形成する前方板部材３５と、幅方向に関して、外側面２１１と共に粒子が微小隙間８１を通過する範囲を制限する一対の側方板部材３６（または、一対の補助板部材３６ａ）とを有する。これにより、幅方向に均等な量の粒子を連続シート９上に連続的に安定して供給することができる。また、粒子供給装置１では、特定の部材（例えば、シリンダ部２１）に大きな負荷がかかることもないため、粒子供給装置１の故障の発生を抑制して、粒子供給装置１の稼働率を高くすることができる。

また、前方板部材３５が、タンク部３の本体に対する上下方向の固定位置が変更可能な部材であることにより、吸収シートの設計に合わせて粒子の連続シート９上への供給量を容易に変更することができる。

さらに、外側面２１１が平らな円筒面であるシリンダ部２１が用いられる粒子供給装置１では、一対の側方板部材３６の位置を変更することにより、または、一対の補助板部材３６ａを配置することにより供給口３９の幅を変更して、粒子の連続シート９上への供給幅を容易に変更することが可能となる。なお、図４の前方板部材３５は、幅方向において所定位置からの距離を示す目盛りが付された部材３５３を有するため（本実施の形態では、当該部材３５３の下側のエッジが下エッジ３５１である。）、供給口３９を所望の幅に設定することが容易に可能となる。

粒子供給装置１では、後面部３２（の下部３２２）が、供給口３９から上方に向かって離れるに従って回転方向の後側へと傾斜し、前面部３１が、上下方向に平行である。その結果、前面部３１と後面部３２との間にて保持される粒子を後面部３２にて下方へと滑らせて供給口３９から円滑に排出することができ、粒子の連続シート９上への連続的な供給をより安定して行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施の形態において、シリンダ部２１の回転速度の変更により、連続シート９のＹ方向の各位置に供給される粒子の量が変更されてもよい。また、好ましい粒子供給装置１では、図１の搬送機構４が有するエンコーダの出力信号が回転機構２２の制御部に入力され、シリンダ部２１の回転速度が連続シート９の移動速度に合わせて調整される。これにより、連続シート９の移動速度が変動した場合でも、およそ一定量の粒子を連続シート９上に継続して供給することが可能である。

タンク部３内の粒子を供給口３９から円滑に排出するという観点では、回転方向における供給口３９の前側および後側にそれぞれ配置される前面部３１および後面部３２の双方が、供給口３９から上方に向かって離れるに従って回転方向の後側へと傾斜するように設けられてもよい。ただし、図１の粒子供給装置１では、前面部３１が上下方向に平行であることにより、タンク部３の上部にて大きな容量を確保しつつ、粒子を供給口３９から円滑に排出することが可能である。

図１の粒子供給装置１において、傾斜板５１がＺＸ平面に平行な面に対して反転され、シリンダ部２１からの粒子が当該傾斜板を介して、（−Ｙ）方向に連続的に移動する連続シート９上に供給されてもよい。また、連続シート９とシリンダ部２１との間の距離が小さくなるように、各構成が配置される場合には、傾斜板５１が省略されてもよい。

粒子供給装置１は、活性炭、シリカ、アルミナ、ゼオライト、イオン交換樹脂、モレキュラーシーブ等の消臭材料の粒子を連続シート９上に供給して、使い捨ておむつや軽失禁用の吸収パッド等の吸収性物品に利用される消臭シートを製造する用途に利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１粒子供給装置
３タンク部
４搬送機構
９連続シート
２１シリンダ部
３１前面部
３２後面部
３５前方板部材
３６側方板部材
３６ａ補助板部材
３９供給口
８１微小隙間
２１１外側面
３５１下エッジ
Ｊ１回転軸

Claims

連続シート上に吸収材料または消臭材料の粒子を供給する粒子供給装置であって、
水平方向を向く回転軸を中心とする平らな円筒面である外側面を有し、前記回転軸を中心として回転するシリンダ部と、
前記シリンダ部の上方にて吸収材料または消臭材料の粒子を保持するとともに、前記回転軸の真上近傍にて前記シリンダ部の前記外側面に近接する供給口から前記外側面上に前記粒子を連続的に供給するタンク部と、
前記シリンダ部の下方にて前記回転軸に垂直かつ水平な方向に連続シートを連続的に搬送する搬送機構と、
を備え、
前記シリンダ部から前記連続シート上に前記粒子が連続的に供給され、
前記タンク部が、
前記シリンダ部の回転方向における前記供給口の前側に配置され、前記回転軸に平行かつ前記外側面に近接する下エッジと前記外側面との間に微小隙間を形成する隙間形成部と、
前記回転軸に平行な幅方向に関して、前記外側面と共に前記粒子が前記微小隙間を通過する範囲を制限する幅制限部と、
を備えることを特徴とする粒子供給装置。
請求項１に記載の粒子供給装置であって、
前記隙間形成部が、前記タンク部の本体に対する上下方向の固定位置が変更可能な部材であることを特徴とする粒子供給装置。
請求項１または２に記載の粒子供給装置であって、
前記幅制限部が、前記幅方向における前記供給口の幅を規定する一対の部材であり、前記供給口の幅が変更可能であることを特徴とする粒子供給装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の粒子供給装置であって、
前記タンク部が、
前記回転方向における前記供給口の前側および後側にそれぞれ配置されるとともに、法線が前記幅方向に垂直な前面部および後面部を備え、
前記タンク部において前記前面部と前記後面部との間にて前記粒子が保持され、
前記後面部が、前記供給口から上方に向かって離れるに従って前記回転方向の後側へと傾斜し、
前記前面部が、上下方向に平行、または、前記供給口から上方に向かって離れるに従って前記回転方向の後側へと傾斜することを特徴とする粒子供給装置。