JP6412973B2

JP6412973B2 - 粉粒体の散布装置および散布方法

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Publication number: JP6412973B2
Application number: JP2017063595A
Authority: JP
Inventors: 俊輔酒井
Original assignee: Daio Paper Corp
Current assignee: Daio Paper Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: WO2018180265A1; JP2018164895A

Description

本発明は、一定方向に流れるシート上に粉粒体を散布する方法および散布する装置に関する。

従来の粉粒体の散布装置は、外部から供給された粉粒体を一時的に貯留するホッパーと、前記ホッパーの側壁から外方へ向かって延在する散布管と、前記散布管内に配置され、ホッパー内の粉粒体を散布管の先端部へ向かって送り出すスクリューを有する。スクリューによって送り出された粉粒体は、散布管の先端から落下し、散布管の下方を流れるシート上に散布される。

このとき、散布管に設けられた粉粒体の出口は一カ所（散布管の先端）であるため、下方を流れるシートのうち、散布管の直下部分には、粉粒体が多く散布されるが、その周辺部分には粉粒体の散布量が少なくなるという問題があった。すなわち、シートの流れ方向と交差する方向（Cross Direction方向、CD方向）に粉粒体を均一に散布することができないという問題があった。特に、２枚の不織布の間隙に高吸収性樹脂（Super Absorbent Polymer、SAP）を挟み込んだシート（SAPシート）を製造する際には、CD方向に散布する量をより細かく制御する必要があり、現状の設備においては、そのような制御ができていないという問題があった。

粉粒体の散布方法や散布装置に関連する先行技術文献としては、下記特許文献１および２がある。
下記特許文献１に係る複合シートの製造方法は、複数の滑落板を上下方向に互い違いとなるように配置し、液体吸収性粒状物（以下、「粒状物」という。）が、滑落板に沿って、その上を反転しながら滑落し、滑落板の下方を流れる表面シートの上に落下する構成となっている。そして、この滑落板に案内溝やガイド部材を設けることで、シートの幅方向の目的部分（凹部）にのみ粉粒体を供給し、その他の部分に粉粒体を供給しないようにすることができる旨が開示されている。

下記特許文献２に係る粉粒体の散布方法は、散布管の両端部下方に矯正ガイドが設けられ、当該ガイドが基材を横断する方向に搖動する構成となっている。そして、この搖動によって、粉粒体の散布幅を広げたり、狭めたりすることを可能にしている。

特開２０１０−２２０７６８号公報特開２００４−１８８２８５号公報

しかし、前記特許文献１に係る製造方法は、各凹部に供給する粒状物の量を時間によって変更したり、粒状物の供給場所を時間によって変更したりすることができない。また、前記特許文献２に係る散布方法は、粉粒体の供給量を時間によって変更することはできるが、散布場所を幅方向全体に供給するか、中央部に供給するかの二者択一しかできない。したがって、前記特許文献１および２は、製造時に粉粒体の散布の細かな制御が求められる製品の製造に適さないという問題があった。

そこで、本発明の主たる課題は、時間によって粉粒体を散布する場所や量を変えることができる粉粒体の散布方法および散布装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
（１）移動体の上に粉粒体を散布する散布装置であって、
前記散布装置は、前記移動体の上方に配置する、一重管である散布管を有し、
前記散布管の軸方向の一部分は環状体からなり、
前記環状体は、粉粒体の散布孔を備え、かつ、周方向に回転可能であり、
前記環状体を回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記粉粒体の散布量の調整が可能な構成であることを特徴とする散布装置。

（作用効果）
環状体を回転させることで、散布孔の位置を変えることができる。散布管の高さ方向を基準に考えると、散布孔を下方へ向けるほど、粉粒体の散布量が多くなる。反対に、散布孔を上方へ向けるほど、粉粒体の散布量が少なくなる。本発明に係る散布装置は、前記のように散布孔の位置を変えることで、粉粒体の散布量を調整できる。

（２）前記散布管の軸方向の一部分は複数の環状体からなり、
前記複数の環状体は、それぞれ粉粒体の散布孔を備え、かつ、互いに独立して回転可能であり、
前記複数の環状体を個別に回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記散布管の軸方向における散布量の調整が可能な構成である前記（１）記載の散布装置。

（作用効果）
複数の環状体を互いに独立して回転させ、環状体ごとに散布孔の位置を変えることにより、散布管の軸方向における散布量を変えることができる。前記引用文献２と異なり、軸方向端部の散布量を多くし、軸方向中央部の散布量を少なくすることもできる。

（３）前記散布管の高さ方向において、
前記散布孔の下端幅が上端幅よりも狭い構成とした前記（１）記載の散布装置。

（作用効果）
粉粒体の散布量を少なくしたい場合、散布孔の位置を上方に位置させる。このとき、散布孔の下端幅が狭いため、粉粒体の散布量の微調整が可能である。他方、粉粒体の散布量を多くしたい場合、散布孔の位置を下方に位置させる。このとき、散布孔の上端幅が広いため、粉粒体を大量に散布することができる。

（４）前記散布孔に蓋をする蓋体をさらに有する前記（１）記載の散布装置。

（作用効果）
粉粒体を間欠散布する場合、環状体を頻繁に回転させ、散布孔を上下方向に往復移動させなければならない。このとき、環状体を高速回転すると、遠心力によって粉粒体が四方八方に飛び散るおそれがある。

この問題を解決するために蓋体を設けた。間欠散布を行う際は、散布孔を下側に向けて粉粒体が常に落下している状態とし、間欠的に散布孔を蓋体で塞ぐことにより、粉粒体を容易に間欠散布できる。

（５）前記散布管の内部に配置され、前記散布管の先端側へ向かって前記粉粒体を送る螺旋状の輸送体をさらに有し、
前記蓋体が前記輸送体に固定されている前記（４）記載の散布装置。

（作用効果）
輸送体を回転することで、粉粒体が散布管の先端側へ送られる。この輸送体に蓋体を固定し、輸送体の回転に伴って蓋体が回転する構成とした。回転する蓋体が間欠的に散布孔を塞ぐため、粉粒体の間欠散布を容易に実現できる。本形態では、特に高速で間欠散布できる。粉粒体を輸送するために、輸送体を高速回転させ、それに連れて蓋体も高速で回転するからである。

（６）前記散布孔の周辺に防風カバーをさらに有する前記（１）記載の散布装置。

（作用効果）
粉粒体は軽いことが多い。そのため、散布現場に風が流れている場合、それが微風であっても、その影響を受けて散布範囲が変わってしまう。そこで防風カバーを設置し、風の影響を防ぐ構成とした。

（７）前記散布孔の下方に粉粒体の分散板をさらに有する前記（１）記載の散布装置。

（作用効果）
散布孔から落下した粉粒体は、分散板に当たって分散し、分散した状態で移動体上に載る。したがって、粉粒体を分散して散布したい場合は、この分散板を利用すると良い。反対に、粉粒体を一定の箇所に集中的に散布したい場合は、粉粒体が分散板に当たらないように、遠方へ移動させると良い。

（８）前記散布管は、その先端側へ向かって斜め下に傾けて固定されている前記（１）記載の散布方法。

（作用効果）
散布管を斜め下方へ向けて固定することで、重力にしたがって、粉粒体が散布管の先端側へ移動する。したがって、散布管の内部に輸送体を設ける必要がなく、イニシャルコストを低減することができる。それとともに、輸送体の駆動に必要な電力が必要ないため、ランニングコストも低減することができる。

（９）散布装置を用いて、移動体の上に粉粒体を散布する散布方法であって、
前記散布装置は、前記移動体の上方に配置する、一重管である散布管を有し、
前記散布管の軸方向の一部分は環状体からなり、
前記環状体は、粉粒体の散布孔を備え、かつ、周方向に回転可能であり、
前記環状体を回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記粉粒体の散布量を調整することを特徴とする散布方法。

以上のとおり本発明に係る散布装置および散布方法によれば、時間によって粉粒体を散布する場所や量を変えることができる。

本発明に係る散布装置の正面図である。図１の左側面図である。（ａ）（ｂ）環状体の回転を示した正面図である。（ｃ）輸送体の配置を示す図である。（ａ）（ｂ）散布孔の変形例を示す図である。（ａ）（ｂ）散布孔の変形例を示す図である。（ａ）防風カバーを取り付けた正面図である。（ｂ）Ａ-Ａ線の断面図である。（ａ）分散壁を配置した正面図である。（ｂ）Ｂ-Ｂ線の断面図である。（ａ）散布管の外側に蓋体を配置した平面図である。（ｂ）Ｃ-Ｃ線の断面図である。（ａ）輸送体に蓋体を固定した正面図である。（ｂ）Ｄ-Ｄ線の断面図である。（ａ）環状体の連結前の図である。（ｂ）環状体の連結後の図である。（ａ）固定管の中間に環状体を設けた正面図である。（ｂ）固定管の先端に環状体を設けた正面図である。（ｃ）固定管を斜めに取り付けた正面図である。

（散布装置の用途）
本発明に係る散布装置１５は、移動する移動体１０の上に粉粒体Ｐを散布するための装置である。
例えば、SAPシートの製造において、移動する下層シート（移動体１０の一種）の上にSAP（粉粒体Ｐの一種）を散布する際に用いる。参考までに、SAPを散布した後の工程についても述べると、粉粒体Ｐが載った下層シートの上に上層シートを重ね合わせ、上層と下層のシートをシールし、所定の間隔で切断することにより、SAPシートを得る。
その他の例としては、使い捨ておむつの製造において、移動する裏面側シート（移動体１０の一種）の上に載せたパルプ繊維（移動体１０の一種）の積繊体にSAPを散布する際にも用いることができる。
なお、前記移動体１０は、ベルトコンベア１１などによって下流側から上流側へ移動する。

（説明の進め方）
以下に本発明の詳細を説明する。
まず、（１）散布装置１５の構成と関連事項を説明する。具体的には、（Ａ）粉粒体Ｐ、（Ｂ）散布管１（環状体２、散布孔３）、（Ｃ）輸送体８、（Ｄ）蓋体１３、（Ｅ）防風カバー６、（Ｆ）分散板７、（Ｇ）その他の順序で説明する。
次に、（２）散布方法について説明する。具体的には、（Ｈ）粉粒体Ｐを散布する際の基本的なフロー、（Ｉ）粉粒体Ｐの散布量を調整する際のフローの順序で説明する。

（１）散布装置１５の構成と関連事項
（Ａ）粉粒体Ｐ
粉粒体Ｐとしては、尿などの体液を吸収するために用いる高吸収性樹脂（SAP）を例示できる。
この粉粒体Ｐの形状は、粉体状、粒子状、顆粒状、ペレット状等のさまざまな形態のものがあり、いずれも本発明において使用可能である。特に、粒子状のものが好適である。

（Ｂ）散布管１
散布管１は、粉粒体Ｐを散布するために用いる。

（ａ）形状・数
散布管１として、例えば、１本の直線状のパイプを用いることができる（図１）。そのほか、散布量を増やすためにパイプの数を２本以上にしたり、配置場所によってパイプの一部を湾曲したりしても良い。パイプの断面形状は特に限定されず、一般的な真円形のもののほか、楕円形や多角形のものを用いても良い。

（ｂ）素材
パイプの素材は、耐久性の観点から鉄鋼を用いることが好ましいが、価格が安価な樹脂製としても良い。

（ｃ）環状体２
散布管１は少なくとも一個の環状体２を有する（図１、図１１（ａ）（ｂ））。この環状体２の数は、複数（二個以上）にすることが好ましい。環状体２の数が増えると、散布量を調整できる範囲が広がるからである。具体的には、散布管１の軸方向のうち、移動体１０と対面する範囲に環状体２を配することが好ましく、そのことから三個〜七個程度が好ましい。

環状体２を配する位置は、移動体１０と対面する部分が好ましい。環状体２に設けた散布孔３から粉粒体Ｐが散布されるからである。例えば、散布管１の基端側の固定管４がホッパー５に固定され、固定部から水平方向に散布管１が延在している形態では、散布管１の先端側のうち、移動体１０と対面する位置に環状体２を配すると良い。

環状体２の断面形状は、真円状が好適である。環状体２の軸心を中心として回転する際に、回転しやすくなるからである。

複数の環状体２の連結は、例えば、一方の環状体２の端部に他方の環状体２の端部を差し込むことで行う。（図１０）。

（ｄ）散布孔３
環状体２には、散布孔３が設けられている。図示形態では、１個の環状体２について散布孔３を１つ設けているが、複数設けても良い。散布孔３を複数設ける場合は、周壁の一部分に集中して設けることが好ましい。散布孔３を環状体２の周方向に分散して設けた場合、粉粒体Ｐが様々な散布孔３から落下してしまい、散布量が調整しづらいからである。

散布孔３の面積は、所定量の粉粒体Ｐを排出できる面積であれば良い。具体的には、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度が妥当である。

散布孔３は、散布管１の軸方向に横長の形状にすることができる（図４（ａ））。このような形状にすることで、移動体１０のＣＤ方向に均一に散布できる。また、散布孔３の形状を横長にするとともに、散布管１の基端側から先端側へ向かってなだらかに下るように傾斜させても良い（図４（ｂ））。後ほど詳述するが、散布管１の基端側からは粉粒体Ｐが排出されやすく、反対に先端側は排出されづらいため、このような形状にすることで、移動体１０のＣＤ方向により均一に散布できる。

さらに、散布孔３の下端側の幅が上端側の幅よりも狭い構成にしても良い。このような散布孔３の例として、下端側が窄まった三角形を挙げることができる（図５（ａ））。この形状の利点は既述したため、ここでは説明を省く。また、図４（ｂ）と図５（ａ）を組み合わせた形状にして、それぞれの利点が得られるようにしても良い（図５（ｂ））。

（Ｃ）輸送体８
散布管１の内部には、粉粒体Ｐを輸送する輸送体８を設けることができる。この輸送体８の例としては、１本の鋼材を螺旋形状に巻いたものを挙げることができる（図３（ｃ））。そのほか、スクリューなどを用いても良い。
図示した輸送体８の外径は、散布管１の内径よりも若干短い。
また、輸送体８の先端は、散布管１先端側の環状体２Ａの散布孔３に隣接するように配置することが好ましい。この散布孔３を超えて、さらに先端側の位置に配置すると、散布管１の先端部で粉粒体１が詰まるおそれがあるからである。
なお、この輸送体８を設けず、散布管１を斜め下方に向けて配置し、粉粒体Ｐを散布管１の先端側へ重力によって移動させても良い（図１１（ｃ））。

（Ｄ）蓋体１３
粉粒体Ｐを間欠散布する際の便宜のために、蓋体１３を設けることもできる。例えば、ピストンシリンダ１４の先端にゴム板（蓋体１３）を設け、このシリンダ１４を散布管１の外方に配置する（図８）。そして、散布管１の散布孔３にこのゴム板を間欠的に押し当てることで、間欠散布を行うことができる。

上記では、散布管１の外方に蓋体１３を設ける例を示したが、散布管１の内側に蓋体１３を設けても良い（図９）。例えば、輸送体８にゴム板を取り付けても良い。この輸送体８の回転に伴って蓋体１３も回転するため、一定間隔で散布孔３が塞がれ、間欠散布が実現される。

（Ｅ）防風カバー６
散布装置１５には、必要に応じて、防風カバー６を設けても良い（図６）。防風カバー６は、粉粒体Ｐの散布時に、散布装置１５の周辺の気流に影響を受けることを防ぐものであり、図６では散布孔３を囲むように管状のカバーを設けている。気流の発生場所が明らかである場合は、発生場所と散布孔３の間に板材を配置し、その板材を防風カバー６としても良い。

（Ｆ）分散板７
また、必要に応じて、分散板７を設けても良い（図７）。この分散板７は、散布孔１の下方に斜めに傾斜して設けられ、散布孔３から落下した粉粒体Ｐは、分散板７に当たって拡散し、より広範囲に散布される。

（Ｇ）その他
散布装置１５には、散布管１に供給する粉粒体Ｐを一時的に貯留するホッパー５や、散布管１を支える支持部材等を設けることもできる。これらは本発明の要部ではないため、詳細な説明は省略する。

（２）散布方法
（Ｈ）粉粒体Ｐ散布の基本フロー
以下に、粉粒体Ｐを散布する際の基本的な流れを説明する。
まず、散布装置１５のホッパー５に粉粒体Ｐを供給する。供給された粉粒体Ｐは、一時的にホッパー５内に貯留される。次に、輸送体８を用いて、散布管１の基端側から先端側へ粉粒体Ｐを輸送する。散布管１の先端側へ移動した粉粒体Ｐは、環状体２に形成された散布孔３から落下し、散布管１の下方を移動体１０上に載る。

（Ｉ）粉粒体Ｐ散布量の調整フロー
粉粒体Ｐの散布量を調整したい場合は、環状体２を回転させる。具体的には、散布量を多くしたい場合は、環状体２に設けた散布孔３を下方に位置させ、散布量を少なくしたい場合は、散布孔３を上方に位置させる。

例えば、図１の状態から環状体２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅを下方（図２の時計回り）に回転し、散布量を多くするとともに、環状体２Ｃを上方（図２の反時計回り）に回転し、散布量を少なくした（図３（ａ））。
別の例では、同じく図１の状態から環状体２Ａ、２Ｂを下方へ回転し、環状体２Ｄ、２Ｅを上方へ回転し、散布孔３の位置を基端側から先端側へ向かってなだらかに下がるようにした（図３（ｂ））。このような状態にすることで、散布管１の軸方向において、粉粒体Ｐの散布量を均一にすることができる。通常、散布管１内において、基端側は粉粒体Ｐの量が多いため、粉粒体が排出されやすく、先端側は粉粒体Ｐの量が少ないため、粉粒体Ｐが散布されづらいからである。

この環状体２の回転速度が速すぎると、粉粒体Ｐが四方八方に飛び散ってしまう。逆に、回転速度が遅すぎると、散布量が上手く調整できない。一般的に、散布管１の下方を流れる移動体１０の移動速度が高速だからである。したがって、２s^-1〜１７s^-1程度にすることが好適である。

なお、環状体２の回転方向は、時計回り、反時計回りのどちらでも良い。回転範囲は、１周としても良いし、半周の長さを往復回転させても良い。

１：散布管、２：環状体、３：散布孔、４：固定管、５：ホッパー、６：防風カバー、７：分散板、８：輸送体、１０：移動体、１１：ベルトコンベア、１３：蓋体、１４：シリンダ、１５：散布装置、Ｐ：粉粒体

Claims

移動体の上に粉粒体を散布する散布装置であって、
前記散布装置は、前記移動体の上方に配置する、一重管である散布管を有し、
前記散布管の軸方向の一部分は環状体からなり、
前記環状体は、粉粒体の散布孔を備え、かつ、周方向に回転可能であり、
前記環状体を回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記粉粒体の散布量の調整が可能な構成であることを特徴とする散布装置。
前記散布管の軸方向の一部分は複数の環状体からなり、
前記複数の環状体は、それぞれ粉粒体の散布孔を備え、かつ、互いに独立して回転可能であり、
前記複数の環状体を個別に回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記散布管の軸方向における散布量の調整が可能な構成である請求項１記載の散布装置。
前記散布管の高さ方向において、
前記散布孔の下端幅が上端幅よりも狭い構成とした請求項１記載の散布装置。
前記散布孔に蓋をする蓋体をさらに有する請求項１記載の散布装置。
前記散布管の内部に配置され、前記散布管の先端側へ向かって前記粉粒体を送る螺旋状の輸送体をさらに有し、
前記蓋体が前記輸送体に固定されている請求項４記載の散布装置。
前記散布孔の周辺に防風カバーをさらに有する請求項１記載の散布装置。
前記散布孔の下方に粉粒体の分散板をさらに有する請求項１記載の散布装置。
前記散布管は、その先端側へ向かって斜め下に傾けて固定されている請求項１記載の散布方法。
散布装置を用いて、移動体の上に粉粒体を散布する散布方法であって、
前記散布装置は、前記移動体の上方に配置する、一重管である散布管を有し、
前記散布管の軸方向の一部分は環状体からなり、
前記環状体は、粉粒体の散布孔を備え、かつ、周方向に回転可能であり、
前記環状体を回転させ、前記散布孔の位置を変更して、前記粉粒体の散布量を調整することを特徴とする散布方法。