JP6719336B2 - 粉粒体の散布方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体の散布方法に関する。

粉粒体を被散布物に定量的に散布する場合にホッパーが使用される場合がある。一般にホッパーは、上方から内部に向かって粉粒体を投入可能な上部開口を上端に有すると共に、投入した粉粒体を下方に排出可能な排出口を下端に有し、上方から下方に向かって内径が狭くなる内面を有する。ホッパーに関する従来技術として、例えば特許文献１には、被散布物に粉粒体を定量的に散布する定量フィーダ装置にホッパーを用いて粉粒体を供給する場合に、その重量圧力によって粉粒体の流動性が変化してしまい、粉粒体の散布精度が低下するという課題を解決するために、ホッパーと定量フィーダ装置との間に、ホッパーの排出口径よりも細径の部分を有するインナー管を介在させ、そのインナー管の下端の排出口を定量フィーダ装置内の粉粒体の堆積物に挿入することが記載されている。

また特許文献２には、ホッパー内に一時的に貯蔵されている粒状造粒体の量が少ない状態でホッパーの上部開口から粒状造粒体を追加投入した場合に、粒状造粒体の落下高さが高いために粒状造粒体に落下衝撃による潰れが発生するという課題を解決するために、ホッパー内に、投入された粒状造粒体を受けてホッパーの傾斜した内面に向け分散させて落下させる分散板を配置することが記載されている。また特許文献３には、粒度調整した粉粒体をホッパーに投入しても、ホッパー内で経時的に粒度構成の偏差が生じる結果、陶磁器質タイルなどの製品の品質に偏りが生じてしまうという課題を解決するために、ホッパーの上部開口に、上方から投入される粉粒体がホッパー内の中央で凸となることを阻止する阻流手段を設けることが記載されている。

特開２０１４−１４４７８１号公報 特開２００３−６３５８９号公報 特開２００１−２０６５５２号公報

ホッパーの上部開口から粉粒体を供給して下端の排出口から定量的に排出する場合に、ホッパー内に粉粒体が一時的に貯蔵され粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に粉粒体を供給すると、その新たに供給された粉粒体の落下の衝撃によりホッパー内の粉圧変動が発生し、排出口からの粉粒体の排出量が変動するという問題がある。特許文献２及び３に記載の技術は、ホッパー内に、上部開口から供給された粉粒体をホッパーの内面側に分散させる「傘」を設置することで、粉粒体堆積物上に粉粒体が直接落下することによる衝撃を和らげるものであるが、この技術は、ホッパー内の粉粒体堆積物の上面を均一に保つことができないため、ホッパー内の粉粒体の流れが不均一になるおそれがあり、粉粒体の排出量の変動防止に有効ではない。また、ホッパーに振動を付与して、ホッパー内の粉粒体堆積物の上面を均一に保つ方法が考えられるが、この方法は、ホッパー内の分級や圧密を引き起こすおそれがある。

本発明の課題は、被散布物上に粉粒体を高い散布精度で定量散布し得る粉粒体の散布方法を提供することに関する。

本発明者らは、上部開口から下端の排出口に向かって内径が狭くなる内面を有するホッパー内に粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に粉粒体を供給しつつ、該排出口から粉粒体を排出する場合に、その粉粒体堆積物に対する粉粒体の供給が、該排出口からの粉粒体の排出量に与える影響に着目し、主として斯かる影響を排除する観点から、前記課題を解決するべく種々検討した結果、粉粒体堆積物上に粉粒体を供給することによって形成される「粉粒体の山」が、該排出口及びホッパーの傾斜した内面との関係において適切な位置に存するように粉粒体の供給位置を制御することが有効であるとの知見を得た。

本発明は、前記知見に基づきなされたもので、供給部からその下方のホッパーに粉粒体を供給し、該ホッパーの下端の排出口から粉粒体を排出して被散布物上に散布する、粉粒体の散布方法であって、前記ホッパーは、前記供給部から供給された粉粒体を一時的に貯蔵可能な貯蔵部を有し、該貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、鉛直方向に対して傾斜する傾斜面を有し、前記貯蔵部内に粉粒体が一時的に貯蔵され粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に前記供給部から粉粒体を供給して粉粒体の山を形成・維持しつつ、前記排出口から粉粒体を排出する粉粒体排出工程を有し、前記粉粒体排出工程において、前記粉粒体堆積物上の前記粉粒体の山が前記排出口の延長領域と重ならず且つ前記傾斜面と接触しないように、前記供給部からの粉粒体の供給を制御する、粉粒体の散布方法である。

また本発明は、前記の本発明の粉粒体の散布方法を用いて、前記被散布物としての基材上に前記粉粒体を散布する工程を有する、機能性シートの製造方法である。

また本発明は、粉粒体の供給部と、該供給部の下方に配され、該供給部から供給された粉粒体を下端の排出口から排出するホッパーとを備えた粉粒体散布装置であって、前記ホッパーは、前記供給部から供給された粉粒体を一時的に貯蔵可能な貯蔵部を有し、該貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、鉛直方向に対して傾斜する傾斜面を有し、前記貯蔵部内に粉粒体が一時的に貯蔵され粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に前記供給部から粉粒体を供給して粉粒体の山を形成・維持しつつ、前記排出口から粉粒体を排出した場合に、該粉粒体堆積物上の該粉粒体の山が、該排出口の延長領域と重ならず且つ前記傾斜面と接触しないように、該供給部から粉粒体を供給する粉粒体散布装置である。

本発明によれば、ホッパーへの粉粒体の供給がホッパーからの粉粒体の排出に与える影響が最小限に抑えられ、ホッパー内の粉粒体堆積物の上面を均一に保ちつつ、ホッパーへの粉粒体の供給及びホッパーからの粉粒体の排出の両方がなされるため、ホッパー内の粉粒体の流れが不均一になり難く、被散布物上に粉粒体を高い散布精度で定量散布することができる。また、このような定量性に優れた粉粒体の散布方法は、基本的に、その実施に際して特殊な設備は不要で、既存の設備を用いて実施することができるため、製造コストなどの点でも有利である。

図１は、本発明の粉粒体の散布方法に使用可能な粉粒体散布装置の一実施態様を模式的に示す側面図である。 図２は、図１に示す粉粒体散布装置におけるホッパーの斜視図である。 図３は、本発明の粉粒体の散布方法の一実施態様である、図１に示す粉粒体散布装置を用いた粉粒体の散布方法の要部の説明図である。 図４は、図１に示す粉粒体散布装置における排出口及びその近傍を模式的に示す側面図である。 図５は、本発明の粉粒体の散布方法に使用可能な粉粒体散布装置の他の実施態様の要部（供給部及びホッパー）を模式的に示す斜視図である。 図６は、実施例及び比較例の散布定量性を示すグラフである。

以下、本発明について、その好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。図１には、本発明の粉粒体の散布方法に使用可能な粉粒体散布装置の一実施態様の概略構成が示されている。図１に示す粉粒体散布装置１０は、粉粒体Ｐの供給部１と、供給部１の下方に配され、供給部１から供給された粉粒体Ｐを下端の排出口２ｂから排出するホッパー２と、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを図中符号Ｘ１で示す方向に搬送し、その搬送中の粉粒体Ｐの下方を方向Ｘ１とは逆方向Ｘ２に連続搬送される被散布物としての基材１００上に散布する粉粒体搬送手段３とを備える。

供給部１は、図示しない粉粒体Ｐの供給タンクと接続され、該供給タンクから供給された粉粒体Ｐを下端の排出口から排出してホッパー２内に供給する。供給部１は、粉粒体Ｐの排出量を調整するバルブを具備しており、そのバルブの開閉操作によってホッパー２に対する粉粒体Ｐの供給量を調整することができる。供給部１は円筒状をなし、粉粒体Ｐの排出口を有する下端部が、ホッパー２の上部開口２ａからその内部（貯蔵部２０）に挿入されている。

ホッパー２は、供給部１から供給された粉粒体Ｐを一時的に貯蔵可能な貯蔵部２０と、貯蔵部２０の下方に位置し、下端に粉粒体Ｐの排出口２ｂを有する排出部２１とを含んで構成されている。

ホッパー２の貯蔵部２０は、粉粒体Ｐの貯蔵空間を画成する内面として、鉛直方向Ｚに対して傾斜する傾斜面２０Ａを有する。傾斜面２０Ａは図２に示すように、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐの搬送方向Ｘ１（基材１００の搬送方向Ｘ２）及び鉛直方向Ｚの双方に対して直交する、垂直方向Ｙに延びている。

より具体的には貯蔵部２０は、図１に示す如き、粉粒体Ｐの搬送方向Ｘ１に沿う断面視ないし側面視において、上底が下底より長い台形形状をなしており、粉粒体Ｐの貯蔵空間を画成する内面として、図２に示すように、鉛直方向Ｚ及び水平方向の双方に対して傾斜する傾斜面２０Ａと、該傾斜面２０Ａと対向する傾斜面対向面２０Ｂと、搬送方向Ｘ１に延び且つ垂直方向Ｙに離間する一対の内側面２０Ｃ，２０Ｃとを有している。傾斜面２０Ａは搬送方向Ｘ１の上流側、傾斜面対向面２０Ｂは搬送方向Ｘ１の下流側に位置している。貯蔵部２０の傾斜面２０Ａ以外の３つの内面２０Ｂ，２０Ｃは、何れも鉛直方向Ｚに延びる鉛直面である。これら貯蔵部２０の４つの内面２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、何れも粉粒体Ｐの移動路２２を画成する内面２１０に連接されている。このように、貯蔵部２０は上方から下方に向かって内径が狭くなる内面を有しているところ、斯かる構成において、粉粒体Ｐの上部開口２ａからの供給量が、粉粒体Ｐの排出口２ｂからの排出量を上回るように制御することで、貯蔵部２０内に粉粒体Ｐが一時的に貯蔵されるようになり、その際、貯蔵部２０内に粉粒体堆積物Ｐ１が形成される。

ホッパー２の排出部２１は、図２に示すように、内部に粉粒体Ｐの移動路２２を有すると共に、その移動路２２の下端に粉粒体Ｐの排出口２ｂを有し、貯蔵部２０の内部空間と排出口２ｂとが移動路２２を介して連通している。排出部２１は直方体形状をなし、排出口２ｂは、平面視において、垂直方向Ｙの長さＷが搬送方向Ｘ１の長さＳに比して長い長方形形状をなしている。移動路２２を画成する４つの内面２１０は、何れも鉛直方向Ｚに延びる鉛直面である。尚、ホッパー２の垂直方向Ｙの長さＷは、ホッパー２の高さ方向の全長にわたって一定である。

粉粒体搬送手段３は、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。粉粒体搬送手段３は、ホッパー２の下端に位置する排出口２ｂに対して隙間Ｇを置いて配置されており、より具体的には、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面３０ａと排出口２ｂ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の排出口２ｂの直下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。

粉粒体搬送手段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１０は、振動発生手段３１に印加する電圧及び周波数を制御する制御部３２を備えており、この制御部３２によって、受取手段３０の振動数及び振幅を制御し、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３２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が、制御部３２からの指令によって振動発生手段３１が作動して受取手段３０が振動を開始すると、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Ｘ１で示す方向に搬送され、最終的には図１に示すように、受取手段３０の搬送方向Ｘの先端部から落下して、受取手段３０の下方を図中符号Ｘ２で示す方向に連続搬送されている基材１００上に散布される。

制御部３２は、ホッパー２内に貯蔵された粉粒体Ｐを含めた、ホッパー２の総重量を適宜測定して、ホッパー２内の粉粒体Ｐの経時的な重量変化等の情報を取得することが可能であり、その取得情報に基づいて振動発生手段３１を制御する。また制御部３２は、振動発生手段３１のみならず、供給部１とも電気的に接続されており、前記取得情報に基づいて供給部１が備えるバルブの開閉度を調整し、それによってホッパー２に対する粉粒体Ｐの供給量を調整し得る。

受取手段３０としては、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、平板状のものが好ましく、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、鉄、ステンレス、アルミニウム、プラスチック等が挙げられる。

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、振動フィーダ等の公知の振動発生手段が挙げられる。中でも振動フィーダは、振動発生手段３１として好ましく用いられる。また、振動発生手段３１の振動数は特に制限されないが、粉粒体の搬送性並びに散布の均一性及び定量性等の観点から、好ましくは５０Ｈｚ以上、さらに好ましくは１００Ｈｚ以上、そして、好ましくは５００Ｈｚ以下、さらに好ましくは３００Ｈｚ以下、より具体的には、好ましくは５０〜５００Ｈｚ、さらに好ましくは１００〜３００Ｈｚである。

粉粒体Ｐの被散布物たる基材１００は帯状シートであり、未使用状態ではロール状に巻回されたロール状物である。図１に示す形態においては、このロール状物から基材１００を連続的に巻き出すと共に、接着剤塗布手段４により基材１００の片面に接着剤１０１を塗布し、その基材１００の接着剤塗布面に対して受取手段３０から粉粒体Ｐを散布する。基材１００上に散布された粉粒体Ｐは接着剤によって固定される。基材１００の搬送方法は特に制限されず、例えば搬送ロールあるいはベルトコンベア等の公知の搬送装置により連続搬送することができる。尚、基材１００及びその搬送装置は、粉粒体散布装置１０を構成するものではない。

本実施態様の粉粒体の散布方法は、前述した構成の粉粒体散布装置１０を用い、供給部１からその下方のホッパー２に粉粒体Ｐを供給し、ホッパー２の下端の排出口２ｂから粉粒体Ｐを排出して被散布物たる基材１００上に散布する方法であり、図３に示すように、ホッパー２の貯蔵部２０内に粉粒体Ｐが一時的に貯蔵され粉粒体堆積物Ｐ１が形成された状態で、その粉粒体堆積物Ｐ１上に供給部１から粉粒体Ｐを供給して粉粒体の山Ｐ０を形成・維持しつつ、排出口２ｂから粉粒体Ｐを排出する粉粒体排出工程を有する。

本実施態様の粉粒体の散布方法が解決しようとする主たる課題の１つは、粉粒体Ｐをホッパー２の上部開口２ａから供給して下端の排出口２ｂから定量的に排出する場合に、ホッパー２内に粉粒体Ｐが一時的に貯蔵され粉粒体堆積物Ｐ１が形成された状態で、その粉粒体堆積物Ｐ１上に粉粒体Ｐを供給すると、その供給された粉粒体Ｐの落下の衝撃により粒体堆積物Ｐ１における粉圧変動が発生し、排出口２ｂからの粉粒体Ｐの排出量が変動するという課題である。この課題を解決するために、本実施態様では前記粉粒体排出工程において、粉粒体堆積物Ｐ１上の粉粒体の山Ｐ０が、排出口２ｂの延長領域Ｓ、即ち排出口２ｂを鉛直方向Ｚの上方に向けて仮想的に延長した場合のその延長領域と重ならず且つ傾斜面２０Ａと接触しないように、供給部１からの粉粒体Ｐの供給を制御する。このように、供給部１と粉粒体堆積物Ｐ１との間に形成される粉粒体の山Ｐ０に着目して、その粉粒体の山Ｐ０の位置を排出口２ｂ及び傾斜面２０Ａとの関係において適切に制御するべく、粉粒体Ｐの供給を制御することで、ホッパー２への粉粒体Ｐの供給がホッパー２からの粉粒体Ｐの排出に与える影響が最小限に抑えられ、ホッパー２内の粉粒体堆積物Ｐ１の上面Ｐ１ａを均一即ち実質的に凹凸の無い水平に保ちつつ、ホッパー２への粉粒体Ｐの供給及びホッパー２からの粉粒体Ｐの排出の両方がなされるため、ホッパー２内の粉粒体の流れが不均一になり難く、排出口２ｂから粉粒体Ｐを高い精度で定量的に排出することが可能となる。尚、前記の「粉粒体の山Ｐ０が排出口２ｂの延長領域Ｓと重ならない」というのは、粉粒体の山Ｐ０の傾斜面の接線の水平方向に対する角度が該粉粒体の山Ｐ０を構成する粉粒体Ｐの安息角となる、接線に着目し、該接線が排出口２ｂと重ならないことを意味する。つまり、粉粒体の山Ｐ０は通常、略円錐状をなし、粉粒体堆積物Ｐ１側の裾部と、粉粒体堆積物Ｐ１から最も遠い位置にある頂部とを有し、該裾部から該頂部に向かって漸次縮径するような傾斜面を有するところ、粉粒体Ｐの種類等によっては、該裾部において該頂部に近い側よりも該傾斜面の傾斜が若干緩やかになる場合があるが、前記の「粉粒体の山Ｐ０が排出口２ｂの延長領域Ｓと重ならない」は、そのような裾部即ち粉粒体の山Ｐ０の裾の縁で排出口２ｂと重なる場合までは排除していない、という意味である。

本実施態様では、前記粉粒体排出工程において、「粉粒体の山Ｐ０が、排出口２ｂの延長領域Ｓと重ならず且つ傾斜面２０Ａと接触しないようにする」ために、粉粒体Ｐの安息角を用いて粉粒体Ｐの供給を制御する。粉粒体Ｐの安息角は、粉粒体の山Ｐ０の傾斜面と粉粒体堆積物Ｐ１の上面Ｐ１ａとのなす角度であり、粉粒体Ｐに固有の値である。より具体的には、図３に示す如き、傾斜面２０Ａが断面となるようなホッパー２の鉛直方向Ｚに沿う断面視（搬送方向Ｘ１に沿う断面視）において、供給部１の中央と傾斜面２０Ａの上端との間の離間距離Ｘを、粉粒体Ｐの水平方向における供給位置（粉粒体供給位置）の指標とし、この粉粒体供給位置Ｘについて、下記式Ａで規定する大小関係が成立するように粉粒体Ｐの供給を制御する。下記式Ａ中の符号の意味は下記の通りである。
・ホッパー上部幅Ｄ：ホッパー２の上部開口２ａにおける、排出口２ｂと重複しない部分（図３中符号Ｓで示す幅を持った領域以外の領域）の搬送方向Ｘ１の長さ
・粉粒体供給幅ｄ：供給部１の搬送方向Ｘ１の長さ
・粉粒体供給高さｈ：供給部１と粉粒体堆積物Ｐ１の上面Ｐ１ａとの間の距離
・安息角θ：粉粒体Ｐの安息角

ホッパー上部幅Ｄ（図３参照）は、粉粒体供給幅ｄと同じかそれよりも大きいことが好ましく、粉粒体供給幅ｄの２倍以上がさらに好ましい。
粉粒体供給幅ｄ（図３参照）は、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの３倍以上が好ましく、該最大粒子径ｒの２倍以上がさらに好ましい。最大粒子径ｒについては後述する。
粉粒体供給高さｈ（図３参照）は、０ｍｍでも良く、即ち粉粒体の山Ｐ０が形成されないよう、粉粒体Ｐをホッパー２内に供給しても良い。また、粉粒体供給高さｈの上限に関しては、特段の制限はないが、これに関連して、供給部１の下端部から排出された粉粒体Ｐの全量がホッパー２内に確実に入るようにする観点から、図３に示すように、粉粒体Ｐの排出口を有する下端部が、ホッパー２の上部開口２ａよりも低い位置に存することが好ましい。

前記粉粒体排出工程において、「粉粒体の山Ｐ０が、排出口２ｂの延長領域Ｓと重ならず且つ傾斜面２０Ａと接触しないようにする」ための前提として、ホッパー２内に粉粒体堆積物Ｐ１が形成される必要がある。この観点から前記粉粒体排出工程においては、供給部１からの粉粒体Ｐの単位時間当たりの供給量Ｓ１を、排出口２ｂからの粉粒体Ｐの単位時間当たりの排出量Ｓ２よりも多くすることが好ましい。

また前記粉粒体排出工程においては、「粉粒体の山Ｐ０が排出口２ｂの延長領域Ｓと重ならず且つ傾斜面２０Ａと接触しないようにする」ことに加えてさらに、「粉粒体の山Ｐ０が内側面２０Ｃと接触しないようにする」ことが好ましく、そのように供給部１からの粉粒体Ｐの供給を制御することが好ましい。これにより、被散布物たる基材１００上に粉粒体Ｐをより高い散布精度で定量散布することが可能となる。

前述した本発明の特徴的な構成は、主として、ホッパーへの粉粒体の供給方法の工夫に関するものであったが、これに加えてさらに、ホッパーからの粉粒体の排出方法を工夫することも、被散布物上に粉粒体を高い散布精度で定量散布し得るようにする上で有効である。斯かる観点から、本実施態様の粉粒体の散布方法においては主に排出部２１に関して、下記（１）〜（３）が採用されている。

（１）排出口２ｂは平面視（粉粒体Ｐの排出方向と直交する方向の断面視）において、垂直方向Ｙの長さＷが搬送方向Ｘ１の長さＳに比して長い、即ちＷ＞Ｓである（図２参照）。
（２）移動路２２は、搬送方向Ｘ１の最大幅Ｓが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの２倍以上５倍未満、即ち２≦Ｓ／ｒ＜５である（図４参照）。
（３）移動路２２は、粉粒体Ｐの排出方向の長さＴが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの１倍以上、即ちｒ≦Ｔである（図２及び図４参照）。

粉粒体Ｐの最大粒子径ｒは公知の方法により測定することができ、具体的には例えば、乾式篩法（ＪＩＳ Ｚ８８１５−１９９４）、動的光散乱法、レーザー回折法、遠心沈降法、重力沈降法、画像イメージング法、ＦＦＦ（フィールド・フロー・フラクショネーション）法、静電気検知体法、コールター法等が挙げられる。これらの中でも、レーザー回折法又はコールター法で測定した最大粒子径ｒを採用することが、再現性と精度の点から好ましい。特に、対象とする粉粒体の形状が不定形である場合、あるいは粉粒体の粒子径が５ｍｍ程度以下である場合は、レーザー回折法を用いて粉粒体の最大粒径ｒを測定することが好ましい。本発明の方法では、特に、最大粒子径が５ｍｍ以下の粉粒体を均一散布することが容易となるので好ましく、その場合にはレーザー回折法を用いて粉粒体の最大粒径ｒを測定することが好ましい。

前記（１）に関し、排出部２１の下端に位置する排出口２ｂの平面視形状は、排出部２１内の移動路２２における粉粒体Ｐの流れに少なからず影響を及ぼす。本発明者らの知見によれば、排出口２ｂの平面視形状が、長方形形状又はそれに準じた形状、即ち「一方向に長い形状」であると、真円形状や正方形形状の場合に比して、移動路２２における粉粒体Ｐの流れが定常流化されやすく、前記課題の解決に繋がる。前記（１）は斯かる知見に基づき採用されたものであり、排出口２ｂにおいては、「垂直方向Ｙの長さＷ＞搬送方向Ｘ１の長さＳ」なる大小関係が成立している。長さＷと長さＳとの比は、Ｗ／Ｓとして、好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、そして、好ましくは１０００以下、さらに好ましくは１００以下、より具体的には、好ましくは２〜１０００、さらに好ましくは５〜１００である。尚、長さＷは、排出口２３の幅方向Ｙにおける最大長さを意味する。

前記（２）に関し、移動路２２の最大幅Ｓが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として短すぎると、移動路２２において粉粒体Ｐの詰まりが発生するおそれがあり、また、移動路２２の最大幅Ｓが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として長すぎると、移動路２２における粉粒体Ｐの流れを定常流化することが困難となり、基材１００に対して粉粒体Ｐを垂直方向Ｙに均一に定量性良く散布できないおそれがある。移動路２２の最大幅Ｓは、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として、好ましくは３倍以上４倍未満である。

前記（３）に関し、移動路２２の長さＨが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として短すぎると、移動路２２内において粉粒体Ｐの流れが定常流化することが困難となり、基材１００に対して粉粒体Ｐを垂直方向Ｙに均一に定量性良く散布できないおそれがある。移動路２２の長さＨは、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として、好ましくは５倍以上、さらに好ましくは１０倍以上である。移動路２２の長さＨの上限値としては、粉粒体Ｐの流れの定常流化の観点からは制限されないが、装置の適正な大さの観点から決定することができ、例えば、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの１００倍以下であることが好ましい。

また、ホッパー２内における粉粒体Ｐの流れの定常流化及び流動性のさらなる向上の観点から、前記（１）〜（３）を具備することに加えてさらに、排出口２ｂと粉粒体搬送手段３（受取手段３０）の上面３０ａとの隙間Ｇ（図１及び図４参照）は、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの１倍以上、即ちｒ≦Ｇであることが好ましい。隙間Ｇが狭すぎると、隙間Ｇにおいて粉粒体Ｐの詰まりが発生し、基材１００に対して粉粒体Ｐを垂直方向Ｙに均一に定量性良く散布できないおそれがある。隙間Ｇは、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒを基準として、好ましくは１．５倍以上、さらに好ましくは２倍以上、そして、好ましくは１０倍以下、さらに好ましくは５倍以下、より具体的には、好ましくは１．５倍以上１０倍以下、さらに好ましくは２倍以上５倍以下である。隙間Ｇが粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの１０倍以下であると、粉粒体Ｐの排出速度を一定に保ち易い。特に、粉粒体搬送手段３に振動発生手段３１を備えている場合、振動発生手段３１の振幅又は振動数により粉粒体Ｐの排出量を制御できるが、隙間Ｇが最大粒子径ｒの１０倍以下であると、ホッパー２の排出口２ｂから排出される粉粒体Ｐの排出量を制御し易いので好ましい。

粉粒体Ｐとしては、吸水性ポリマー粒子、砂糖、活性炭、小麦粉、ＰＥペレット、ＰＰペレット、ＰＥＴチップ、ＰＣチップ、ＰＥグラニュール、ＰＢＡ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、塩化マグネス、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、基材１００の幅方向Ｙに均一に定量性良く散布することができる。

粉粒体Ｐと接触するホッパー２の内面、即ち貯蔵部２０の内面２０Ａ〜２０Ｃ及び排出部２１の内面２１０の素材としては、粉粒体Ｐが付着しにくい素材であることが好ましい。例えば、粉粒体として、塩化ナトリウム等の潮解性を有するものや、吸水性ポリマーのように吸水による変性を来たすような材料を使用する場合には、ホッパー２の内面として、熱伝導性が比較的低い素材を用いることが好ましい。熱伝導率としては、粉粒体Ｐの散布が行われる作業時の温度下において、２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のものを使用すると好ましい。熱伝導性の低い材料をホッパー２の内面として使用することで、ホッパー２内の結露を防止しやすくなるからである。また、ホッパー２の内面の素材としては、該内面とは反対側の外面の素材よりも、熱伝導性の低い素材などを選択することも可能である。そのような相対的に熱伝導性の低い内面をホッパー２に採用した場合には、特に、粉粒体Ｐとして吸水性ポリマーを用いる場合では、吸水性ポリマーが吸水によって膨張する、吸水性ポリマーどうしが粘着性を発現して互いに結着する、という不都合が生じ難くなる。また、ホッパー２の内面の素材としては、粉粒体Ｐに起因する腐食が発生しにくいものであることが好ましく、具体的には例えば、ステンレス鋼、ガラス、ジルコニア、窒化ケイ素等のセラミック材料等が挙げられる。さらに例えば、樹脂粉体のような非導電性材料で、粉粒体Ｐどうしの間あるいは粉粒体Ｐとホッパー２の内面との接触により静電気が発生し得る材料を粉粒体Ｐとして使用する場合には、ホッパー２の内面として、導電性を有する素材を用いることが望ましく、そうすることにより静電気の発生を防止できる。そのような材料としては、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅のような金属材料、導電性セラミック、導電性樹脂のような導電性を付与した材料等が挙げられる。

また、ホッパー２の内面としては、粉粒体Ｐが円滑に排出口２ｂへと流れ出るような表面性状を有することが好ましい。従って、ホッパー２の内面は、表面が滑らかであって、且つ動摩擦係数が低いことが好ましい。特に、ホッパー２の内面のうち、貯蔵部２０の傾斜面２０Ａがそのような性状であることが好ましい。具体的には、ホッパー２の内面の表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に従って測定された値で、１０μｍ以下、特に１μｍ以下であることが好ましい。

本発明の粉粒体の散布方法は、基材上に機能性粉体が配された機能性シートの製造方法に適用することができる。斯かる機能性シートの製造方法は、例えば前記実施態様の粉粒体の散布方法を用いて、被散布物としての基材１００上に粉粒体Ｐとしての機能性粉体を散布する工程を有する。

粉粒体の被散布物たる基材１００は、シート状の基材であることが好ましいが、シート状の基材に限られない。シート状の基材としては、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。

また、基材１００としては、シート状の材料の上に機能性を有する材料や組成物を積層したものが挙げられる。例えば、フィルムや不織布等のシート状材料の上に、被酸化性金属及び水を含む発熱組成物を塗布するなどして配置したものを、基材１００とすることができ、このような基材１００を用いた機能性シートは発熱シートとして有用である。即ち発熱シートの製造方法として、本発明の粉粒体の散布方法を用いて、連続搬送される繊維シートからなるシート状の基材上に、高吸水性ポリマーの粒子、金属粒子、塩化ナトリウム等固形の電解質からなる群から選択される１種以上の粉粒体を散布する工程を有するものが挙げられる。斯かる製造方法によって製造された発熱シートによれば、基材１００上に粉粒体が高い散布精度で定量散布されているため、発熱ムラの少ない、優れた発熱特性を得られる。

図５には、本発明の粉粒体の散布方法に使用可能な粉粒体散布装置の他の実施態様が示されている。この他の実施態様については、前述した粉粒体散布装置１０と異なる構成部分を主として説明し、同様の構成部分は同一の符号を付して説明を省略する。特に説明しない構成部分は、粉粒体散布装置１０についての説明が適宜適用される。

図５に示す態様においては、供給部１Ａは、垂直方向Ｙの長さが搬送方向Ｘ１の長さよりも長い形状（平板状）をなしている。供給部１Ａの下端には図示しない粉粒体の排出口が形成されているところ、その粉粒体排出口を有する供給部１Ａの下端部は、ホッパー２の貯蔵部２０の一対の内側面２０Ｃ，２０Ｃ間を垂直方向Ｙに延びており、内側面２０Ｃとは接触こそしていないものの、該下端部の垂直方向Ｙの両端はそれぞれ内側面２０Ｃに近接している。このように、供給部１Ａの粉粒体排出口が貯蔵部２０の内側面２０Ｃに近接配置されていると、該粉粒体排出口における内側面２０Ｃの近傍から排出された粉粒体が、ホッパー２内の前記粉粒体堆積物上に供給される前に内側面２０Ｃに直接接触するようになるところ、これは、供給部１Ａからホッパー２への粉粒体の供給時にホッパー２内の粉粒体堆積物上に形成される前記「粉粒体の山」が、内側面２０Ｃに接触することを意味し、前述した円筒状の供給部１による粉粒体のホッパー２への供給方法では前記「粉粒体の山」をホッパー２の内面の何れにも接触させなかったのとは対照的である。供給部１Ａを用いてホッパー２内に粉粒体を供給した場合には、垂直方向Ｙにおける粉粒体堆積物の上面の偏りが効果的に防止され、粉粒体堆積物の上面の垂直方向Ｙでの均一性が向上し得る。斯かる効果をより確実に奏させるようにする観点から、供給部１Ａの粉粒体排出口を有する下端部の垂直方向Ｙの長さＷ１と、貯蔵部２０の内部空間を画成する一対の内側面２０Ｃ，２０Ｃの離間距離Ｗ２との差は、即ちＷ１−Ｗ２は、２ｈ／ｔａｎθと同じかそれよりも大きいことが好ましく、また、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの２倍以下が好ましい。ここでいう「ｈ」は粉粒体供給高さ（図３参照）であり、「θ」は粉粒体の安息角であり、詳細は前述した通りである。

本発明は、前記実施態様に制限されず適宜変更可能である。例えば、ホッパー２の排出部２１における排出口２ｂの平面視形状は、図３に示す如き長方形形状に限定されず、円形、楕円形、多角形形状等、任意に設定可能である。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例に限定されるものではない。

〔実施例１及び比較例１〜２〕
図１に示す粉粒体散布装置１０と基本構成が同じ粉粒体散布装置を用い、粉粒体供給位置Ｘ（図３参照）を適宜変更して、ホッパーの下方を一方向に連続搬送される基材（不織布、搬送速度４０．９５ｍ／秒）上に粉粒体を散布した。
粉粒体としては、最大粒子径及び安息角が下記表１に示す範囲にある吸水性ポリマー粒子を用いた。粉粒体の最大粒子径は、動的光散乱法によって測定し、測定装置として、ＨＯＲＩＢＡ社製レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ９５０Ｖ２を用いた。尚、各実施例及び比較例の粉粒体散布装置におけるホッパーは、その内外面全体がステンレス鋼で形成されていた。

〔評価試験〕
各実施例及び比較例について、市販のロードセル（Ａ＆Ｄ製）を用いて常法に従って、基材への粉粒体の散布重量を０．１秒間隔で測定した。その結果を図６に示す。図６の縦軸Ｃｐは平均散布量に対して上下限±１０％とした工程能力指数を示し、このＣｐの数値が大きいほど、粉粒体の散布量の経時的な変化が小さく、散布定量性は高評価となる。
図６に示す通り、実施例１は、粉粒体供給位置Ｘについて前記式Ａで規定する大小関係が成立していることに起因して、斯かる大小関係が成立していない比較例１及び比較例２に比してＣｐが大きく、散布定量性に優れる結果となった。

１０ 粉粒体散布装置
１，１Ａ 供給部
２ ホッパー
２ａ 上部開口
２ｂ 排出口
２０ 貯蔵部
２０Ａ 傾斜面
２０Ｂ 傾斜面対向面
２０Ｃ 内側面
２１ 排出部
２２ 移動路
３ 粉粒体搬送手段
３０ 受取手段
３１ 振動発生手段
３２ 制御部
４ 接着剤塗布手段
１００ 基材
１０１ 接着剤
Ｐ 粉粒体
Ｐ０ 粉粒体の山
Ｐ１ 粉粒体堆積物
Ｘ１ 粉粒体搬送手段による粉粒体の搬送方向
Ｘ２ 被散布物の搬送方向
Ｙ 垂直方向

Claims (10)

1. 供給部からその下方のホッパーに粉粒体を供給し、該ホッパーの下端の排出口から粉粒体を排出して被散布物上に散布する、粉粒体の散布方法であって、
   前記ホッパーは、前記供給部から供給された粉粒体を一時的に貯蔵可能な貯蔵部を有し、該貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、鉛直方向に対して傾斜する傾斜面を有し、
   前記貯蔵部内に粉粒体が一時的に貯蔵され粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に前記供給部から粉粒体を供給して粉粒体の山を形成・維持しつつ、前記排出口から粉粒体を排出する粉粒体排出工程を有し、
   前記粉粒体排出工程において、前記粉粒体堆積物上の前記粉粒体の山が前記排出口の延長領域と重ならず且つ前記傾斜面と接触しないように、前記供給部からの粉粒体の供給を制御する、粉粒体の散布方法。
2. 前記粉粒体排出工程における粉粒体の供給の制御を、粉粒体の安息角を用いて行う請求項１に記載の粉粒体の散布方法。
3. 前記粉粒体排出工程において、前記供給部からの粉粒体の単位時間当たりの供給量を、前記排出口からの粉粒体の単位時間当たりの排出量以上とする請求項１又は２に記載の粉粒体の散布方法。
4. 前記被散布物は所定方向に搬送されており、前記傾斜面は、該被散布物の搬送方向及び前記鉛直方向の双方に対して直交する、垂直方向に延びている請求項１〜３の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法。
5. 前記貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、前記搬送方向に延び且つ前記垂直方向に離間する一対の内側面を有し、
   前記粉粒体排出工程において、前記粉粒体の山が該内側面と接触しないように、前記供給部からの粉粒体の供給を制御する請求項４に記載の粉粒体の散布方法。
6. 前記貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、前記傾斜面と対向する鉛直面を有し、該傾斜面が前記搬送方向の上流側、該鉛直面が該搬送方向の下流側に位置している請求項４又は５に記載の粉粒体の散布方法。
7. 前記排出口は平面視において、前記垂直方向の長さが前記搬送方向の長さに比して長い請求項４〜６の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法。
8. 前記ホッパーは、前記貯蔵部と前記排出口との間を結ぶ粉粒体用移動路を有し、
   前記移動路は、その前記搬送方向の最大幅が粉粒体の最大粒子径の２倍以上５倍未満、その粉粒体が排出される方向の長さが粉粒体の最大粒子径の１倍以上である請求項４〜７の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の粉粒体の散布方法を用いて、前記被散布物としての基材上に前記粉粒体を散布する工程を有する、機能性シートの製造方法。
10. 粉粒体の供給部と、該供給部の下方に配され、該供給部から供給された粉粒体を下端の排出口から排出するホッパーとを備えた粉粒体散布装置であって、
    前記供給部は、前記ホッパーに対する粉粒体の供給量を調整するためのバルブを備え、
    前記ホッパーは、前記供給部から供給された粉粒体を一時的に貯蔵可能な貯蔵部を有し、該貯蔵部は、粉粒体の貯蔵空間を画成する内面として、鉛直方向に対して傾斜する傾斜面を有し、
    前記貯蔵部内に粉粒体が一時的に貯蔵され粉粒体堆積物が形成された状態で、その粉粒体堆積物上に前記供給部から粉粒体を供給して粉粒体の山を形成・維持しつつ、前記排出口から粉粒体を排出した場合に、該粉粒体堆積物上の該粉粒体の山が、該排出口の延長領域と重ならず且つ前記傾斜面と接触しないように、該供給部から粉粒体を供給する粉粒体散布装置。