JP6882125B2 - 粉粒体散布装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体散布装置及びそれを用いた粉粒体散布方法に関する。

粉粒体を散布対象物に散布する粉粒体散布装置には、多くの場合、該粉粒体の散布密度が均一であることが求められる。斯かる要望に応える技術として、本出願人は、先に、平面視における排出口搬送方向と直交する方向の長さが、該搬送方向の長さに比して長い排出口、及び搬送方向の最大幅と粉粒体が排出される方向の長さとがそれぞれ所定範囲である移動路を有するホッパーと、該排出口から排出される粉粒体を搬送方向に搬送して散布する搬送手段とを備えており、該排出口及び搬送手段との隙間が、粉粒体の最大粒子径の１倍以上である、粉粒体散布装置を提案している（特許文献１）。この粉粒体散布装置は、連続搬送される基材に対して、粉粒体を該基材の幅方向に均一に定量性良く散布することができる。

また、特許文献２には、粉粒体落下部を中心として複数の粉粒体流路が下流に向かって扇状に拡散するよう区画形成された粉粒体拡散部と、その下流に位置し、且つ１以上の粉粒体層均し板が配置された粉粒体層均し部とを有する粉粒体均し装置が開示されている。特許文献２によれば、粉粒体拡散部の中心に落下した粉粒体は、粉粒体拡散部の各粉粒体流路に分散され、更に粉粒体層均し部の粉粒体層均し板により、装置幅方向において均一の粉粒体層を形成する。

特開２０１５−０３０５９５号公報 実開平６−４７２２５号公報

特許文献１及び２に記載の粉粒体散布装置は、粉粒体が散布された粉粒体含有物品を製造することができる。粉粒体含有物品の中には、該物品の性質等の観点から、粉粒体の散布密度が異なるように、粉粒体が偏在した状態で散布されたものがある。このような粉粒体含有物品の製造に関し、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、粉粒体の均一散布を目的とするものではあるが、粉粒体を偏在させて散布することを目的とするものではない。また、粉粒体を偏在させて散布するために、特許文献１及び特許文献２に記載の粉粒体散布装置を２台以上用いることが考えられるが、装置の数を増やした分、製造ラインが長くなり、工程数も多くなることで、製造ライン全体の管理が煩雑化する問題が生じる。

したがって本発明は、前述した従来技術において達成困難な課題を解消し得る粉粒体散布装置を提供することにある。

本発明は、内部に粉粒体を貯蔵可能であり且つ該粉粒体の排出口を有するホッパーと、該ホッパーから排出された前記粉粒体を散布位置まで搬送して散布する搬送手段とを備えた粉粒体散布装置であって、前記搬送手段は、前記ホッパーから排出された前記粉粒体を受け取る受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段とを有し、前記受取手段は、前記粉粒体を受け取るトラフを備えており、前記トラフは、一対の側壁を有し、該一対の側壁間に、前記粉粒体が搬送される搬送流路が形成されており、前記トラフにおける前記一対の側壁間に前記搬送流路を複数の分割流路に仕切る１以上のガイドを備え、前記分割流路として、入口幅が出口幅よりも小さい流路と、入口幅が出口幅よりも大きい流路とが形成されている、粉粒体散布装置を提供するものである。

また本発明は、前記粉粒体散布装置を用いて、前記散布対象物に前記粉粒体を偏在させた状態に散布する、粉粒体含有物品の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、粉粒体を偏在した状態に散布することができ、例えば、粉粒体の散布密度が異なる複数の部位を有する粉粒体含有物品を得ることができる。

図１は、本発明の粉粒体散布装置の実施形態を模式的に示す斜視図である。 図２は、図２に示す受取手段の斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。 図３は、図２に示す受取手段を用いて、粉粒体を搬送する様子を模式的に示す斜視図である。 図４は、図１に示す粉粒体散布装置を用いて製造した粉粒体含有物品における、粉粒体の分布を模式的に示す拡大斜視図である。 図５は、図２に示す受取手段の平面図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るトラフにおけるガイドの位置関係のバリエーションを示す平面図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る側壁の鉛直方向における断面形状のバリエーションを示す正面図である。 図８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。

以下、本発明について、その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、本発明の粉粒体散布装置の一実施形態である粉粒体散布装置１が示されている。粉粒体散布装置１は、内部に粉粒体Ｐを貯蔵可能であり且つ該粉粒体の排出口を有するホッパー２と、ホッパー２から排出された粉粒体Ｐを散布位置まで搬送して散布する搬送手段３とを備えている。搬送手段３は、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される散布対象物Ｂ上に粉粒体Ｐを散布することができる。この粉粒体散布装置１は、粉粒体Ｐを含む物品を製造する、粉粒体含有物品１０の製造に好適に用いられるものである。尚、散布対象物Ｂの搬送装置は、粉粒体散布装置１を構成するものではない。

図１に示すように、ホッパー２は、ベースプレート４上に立設された支持部材５によって、同じくベースプレート４上に固定された搬送手段３（受取手段３０）よりも上方位置に固定されている。

ホッパー２は、図１に示すように、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を貯蔵可能な空間を有し、その内部空間に粉粒体Ｐを一時的に貯蔵可能になされている。このように、ホッパー２は、その内部に粉粒体Ｐを少なくとも一時的に貯蔵できればよい。粉粒体Ｐは、貯蔵部２０の上部開口から粉体供給装置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の移動路を有し、且つ貯蔵部２０側とは反対側の端部の排出部２１の下端には、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、移動路を介して排出口２３より排出可能になされている。

本実施形態のホッパー２には計量装置３７が取り付けられている。計量装置３７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量可能なものが用いられる。連続して計量可能とは、計量データのサンプリングタイムが１秒以下であることをいう。計量装置３７によって計量されたホッパー２及びホッパー２内に貯蔵されている粉粒体Ｐの全質量の計量データは、データの取得のたびに、制御部（不図示）に送信されるようになっている。計量装置３７の具体例としては電気式計量器が挙げられ、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。

制御部は、後述する受取手段３０の振動数及び／又は振幅を制御する機能と、計量装置３７から送信された計量データを受信する機能とを有しており、該計量データに基づいて、受取手段３０の振動数及び／又は振幅を制御することができる。更に制御部は、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。

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３５とを有している。搬送手段３は、振動発生手段３５により受取手段３０を振動させることによって、受取手段３０上の粉粒体Ｐを所定の搬送方向に搬送可能になされている。受取手段３０は、粉粒体Ｐを受け取るトラフ３１を有している。トラフ３１は、図２に示すように、板状の部材であり、トラフ３１の上面３１ａにおいて、排出口２３から排出される粉粒体Ｐを受け取り、所定の搬送方向Ｘに搬送する。
受取手段３０は、図１に示すように、ホッパー２の下方に配置されている。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粉粒体Ｐと接触するのは、ホッパー２の排出口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。例えば、本実施形態の受取手段３０は、トラフ３１の上面３１ａにおいて、ホッパー２の排出口２３と対向する排出口対向部２５よりも搬送方向Ｘの後方側に平板部３２を有しているが、該平板部３２は、粉粒体Ｐと接触しない粉粒体非接触部である。また、本実施形態における粉粒体Ｐと接触する粉粒体接触部は、トラフ３１の上面３１ａにおける平板部３２と一対の側壁３４，３４とに囲まれた領域である。
本実施形態において振動発生手段３５は、受取手段３０の粉粒体非接触部における下面に固定されている。

搬送手段３は、振動発生手段３５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を所定の搬送方向Ｘに搬送可能になされている。所定の搬送方向Ｘは、受取手段３０において、粉粒体Ｐが排出口２３からトラフ３１の上面３１ａに排出される排出位置から散布位置に向かう方向であり、図２（ａ）中の矢印方向Ｘで示される方向である。
粉粒体散布装置１は、振動発生手段３５に印加する電圧及び周波数を制御する制御部（不図示）を備えており、該制御部によって、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、前記制御部による制御下、振動発生手段３５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、斯かる状態から振動発生手段３５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２（ａ）に示すように、受取手段３０の搬送方向Ｘの先端部３０ａから落下して、受取手段３０の下方の散布対象物上に散布される。散布対象物は、連続搬送されていても良い。

受取手段３０は、前述のように、粉粒体Ｐを受け取るトラフ３１を備えている。トラフ３１は、図２（ａ）に示すように、一対の側壁３４，３４を有している。本実施形態においてトラフ３１には、搬送方向Ｘに沿うその両側部それぞれに、上面３１ａから上方であるホッパー２側に突出する一対の側壁３４，３４が設けられている。また、トラフ３１には、一対の側壁３４，３４間に、粉粒体Ｐが搬送される搬送流路７が形成されている。搬送流路７は、トラフ３１の上面３１ａにおいて、ホッパー２の排出口２３と対向する排出口対向部２５と、散布位置との間の領域であり、トラフ３１の上面３１ａにおいて、粉粒体Ｐが搬送方向Ｘに搬送される領域である。

トラフ３１は、一対の側壁３４，３４間に、搬送流路７を複数の分割流路７０に仕切る１以上のガイド３３を備えている。本実施形態のトラフ３１は、図２（ａ）に示すように、搬送流路７に２個のガイド３３を備えており、該ガイド３３によって３つの分割流路７０が形成されている。分割流路７０は、排出口２３から排出された粉粒体Ｐが流入する入口７１と、該分割流路７０を通じて該粉粒体Ｐが流出する出口７２とを有する。

トラフ３１の上面３１ａには、図２（ａ）に示すように、分割流路７０として、入口７１の幅が出口７２の幅よりも小さい流路７４と、入口７１幅が出口７２の幅よりも大きい流路７３とが形成されている。以下、入口７１の幅が出口７２の幅よりも小さい流路７４を幅拡大化流路７４ともいい、入口７１幅が出口７２の幅よりも大きい流路７３を幅縮小化流路７３ともいう。本実施形態のトラフ３１の上面３１ａには、図２（ａ）に示すように、幅拡大化流路７４と、該幅拡大化流路７４を直交方向Ｙに挟む２つの幅縮小化流路７３とが形成されている。

幅拡大化流路７４は、入口７１の幅が出口７２の幅よりも小さいことにより、該出口７２において粉粒体Ｐの低密度に流出することができる。具体的には、図３に示すように、幅拡大化流路７４は、搬送方向Ｘに向かうにつれ、直交方向Ｙの幅が拡大化しているため、該流路７４に流入した粉粒体Ｐの密度を搬送方向Ｘに漸次小さくすることができる。
また、幅縮小化流路７３は、入口７１の幅が出口７２の幅よりも大きいことにより、該出口７２において粉粒体Ｐの高密度に流出することができる。具体的には、図３に示すように、幅縮小化流路７３は、搬送方向Ｘに向かうにつれ、直交方向Ｙの幅が縮小化しているため、該流路７３に流入した粉粒体Ｐの密度を搬送方向Ｘに漸次大きくすることができる。

このように、本発明に係る粉粒体散布装置１は、搬送流路７において搬送される粉粒体Ｐの密度を幅拡大化流路７４及び幅縮小化流路７３の各流路で異ならせることができるため、直交方向Ｙにおいて、粉粒体Ｐの散布密度を異ならせることができる。例えば、図４に示す粉粒体含有物品１０は、本発明に係る粉粒体散布装置１により散布対象物Ｂに粉粒体Ｐを散布して製造されたものであり、散布対象物Ｂの長手方向と、粉粒体散布装置１の直交方向Ｙとが一致するように、搬送方向Ｘに散布対象物Ｂを連続搬送させながら、粉粒体Ｐを散布したものである。図４に示す粉粒体含有物品１０は、長手方向において粉粒体Ｐの散布分布がそれぞれ異なる領域１０ａと領域１０ｂとを有している。図４はこれら領域１０ａ，１０ｂ間の境界部分を示す拡大図である。粉粒体Ｐの散布密度が高い高密度領域１０ａには、幅縮小化流路７３から流出した粉粒体Ｐが散布されており、粉粒体Ｐの散布密度が低い低密度領域１０ｂには、幅拡大化流路７４から流出した粉粒体Ｐが散布されている。このように、本発明に係る粉粒体散布装置は、異なる散布密度、即ち粉粒体Ｐを偏在した状態で散布することができる。以下、粉粒体Ｐを偏在した状態で散布することを偏在散布ともいう。また、本発明に係る粉粒体散布装置は、その１台のみで偏在散布を行うことができるため、粉粒体散布装置を２台以上用いて、製造ライン全体の管理が煩雑化する問題も生じ得ない。さらに粉粒体散布装置１は、粉粒体Ｐが一対の側壁３４，３４により形成された搬送流路７を通じて散布されるため、搬送方向Ｘ以外の想定外の方向から粉粒体Ｐが散布される不都合が生じ難くなり、粉粒体Ｐの偏在散布を精度良く行うことができる。

本実施形態のトラフ３１は、図５に示すように、直交方向Ｙにおける両側縁が、直交方向におけるトラフ３１長さＬ１０を二等分するトラフ中心線ＣＬと平行である。本実施形態におけるガイド３３は、トラフ３１の直交方向Ｙにおける両側縁及びトラフ中心線ＣＬと平行ではない。幅拡大化流路７４及び幅縮小化流路７３をより容易に形成する観点から、ガイド３３は、トラフ中心線ＣＬと平行な線に対して傾斜していることが好ましい。以下、トラフ中心線ＣＬと平行な線を単に平行線ともいう。ガイド３３が、トラフ中心線ＣＬと平行な線に対して傾斜するとは、ガイド３３の少なくとも一部が、平面視においてトラフ中心線ＣＬと平行な線に対して傾斜していればよい。
また、ガイド３３は、トラフ中心線ＣＬと平行な平行線に対する傾斜角度が、好ましくは５°以上、より好ましくは１０°以上であり、また好ましくは４５°以下、より好ましくは３０°以下である。

ガイド３３は、前記平行線に対して傾斜可能に、ボルト等の公知の固定部材によって、トラフ３１の上面３１ａに固定することができる。例えば、ガイド３３をトラフ３１の上面３１ａにボルトで固定した場合、該ボルトを緩めることで、ガイド３３の前記平行線に対する傾斜角度を調整することができる。

粉粒体横漏れや飛散防止の観点から、ガイド３３は、トラフ３１の厚み方向Ｚの高さｄ３が、側壁３４の同方向の高さｄ２よりも低いことが好ましい。また、ガイド３３の厚み方向Ｚの高さｄ３は、側壁３４の同方向の高さｄ２に対して、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上であり、また好ましくは９５％以下、より好ましくは９０％以下である〔図２（ｂ）参照〕。
同様の観点から、ガイド３３の厚み方向Ｚの高さｄ３は、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの好ましくは１０倍以上、より好ましくは１５倍以上であり、また好ましくは２５倍以下、より好ましくは２０倍以下である。

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子径ｒを測定することが好ましい。

本実施形態のホッパー２は、直交方向Ｙにおける排出口２３が、一対の側壁３４，３４間に納まる大きさである。粉粒体横漏れや飛散防止の観点から、一対の側壁３４，３４間の距離Ｌ９は、ホッパー２の排出口２３の直交方向Ｙにおける長さＬ１５に比して大きいことが好ましい。一対の側壁３４，３４間の距離Ｌ９は、直交方向Ｙにおけるこれら側壁３４，３４間の最短距離である。直交方向Ｙにおける排出口２３の長さＬ１５は、一対の側壁３４，３４間の距離Ｌ９に対して、好ましくは９０％以上、より好ましくは９２％以上であり、また好ましくは９８％以下、より好ましくは９５％以下である〔図２（ｂ）参照〕。一対の側壁３４，３４間の距離Ｌ９は、搬送流路７の直交方向Ｙの長さである。
また、一対の側壁３４，３４間の距離Ｌ９と、直交方向Ｙにおける排出口２３の長さＬ１５との差（Ｌ９−Ｌ１５）は、好ましくは２ｍｍ以上、より好ましくは２．５ｍｍ以上であり、また好ましくは５ｍｍ下、より好ましくは３．５ｍｍ以下である〔図２（ｂ）参照〕。

また、前述の偏在散布をより確実に行う観点から、トラフ３１、ガイド３３、側壁３４、又は分割流路７０等の寸法は以下の範囲であることが好ましい。
トラフ３１は、搬送方向Ｘの長さＬ７は、直交方向Ｙの長さＬ１０に対して、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上であり、また好ましくは５倍以下、より好ましくは４倍以下である（図５参照）。

一対の側壁３４，３４により形成される搬送流路７の搬送方向Ｘの長さＬ６は、トラフ３１の同方向Ｘの長さＬ７に対して、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上であり、また好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下である（図５参照）。本実施形態において、搬送流路７の搬送方向Ｘの長さＬ６と、一対の側壁３４，３４の搬送方向Ｘの長さとは一致している。
搬送流路７の直交方向Ｙの長さＬ９は、トラフ３１の同方向Ｙの長さＬ１０に対して、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上であり、また好ましくは９８％以下、より好ましくは９０％以下である（図５参照）。

分割流路７０の搬送方向Ｘの長さＬ１は、搬送流路７の同方向Ｘの長さＬ６に対して、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上であり、また好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下である（図５参照）。分割流路７０の搬送方向Ｘの長さＬ１は、搬送方向Ｘにおける該流路７０の入口７１から出口７２までの長さである。本実施形態の幅縮小化流路７３のように、分割流路７０がガイド３３及び一方の側壁３４により形成されている場合、分割流路７０の搬送方向Ｘの長さＬ１は、流路７０におけるガイド３３の搬送方向Ｘの後端から前端までの同方向Ｘにおける最短距離である。また、本実施形態の幅拡大化流路７４のように、分割流路７０が２個のガイド３３により形成されている場合、分割流路７０の搬送方向Ｘの長さＬ１は、流路７０において搬送方向Ｘの最も前方にあるガイド３３の後端と、同方向Ｘの最も後方にあるガイド３３の前端までの同方向Ｘにおける最短距離である。

幅縮小化流路７３の入口７１の幅Ｌ２は、該流路７４の出口７２の幅Ｌ３に対して、好ましくは１０５％以上、より好ましくは１１０％以上であり、また好ましくは４００％以下、より好ましくは２００％以下である（図５参照）。
幅拡大化流路７４の入口７１の幅Ｌ４は、該流路７４の出口７２の幅Ｌ５に対して、好ましくは１０％以上、より好ましくは３０％以上であり、また好ましくは９５％以下、より好ましくは７０％以下である（図５参照）。
幅拡大化流路７４又は幅縮小化流路７３がガイド３３及び一方の側壁３４により形成されている場合、該流路７３，７４の入口７１の幅は、該流路７３，７４におけるガイド３３の搬送方向Ｘの後端と該側壁３４との直交方向Ｙにおける最短距離であり、該流路７３，７４の出口７２の幅は、該流路７４におけるガイド３３の搬送方向Ｘの前端と該側壁３４との直交方向Ｙにおける最短距離である。幅拡大化流路７４又は幅縮小化流路７３が２個のガイド３３により形成されている場合、該流路７３，７４の入口７１の幅Ｌ４は、該流路７３，７４において搬送方向Ｘの最も前方にあるガイド３３の後端と、他方のガイド３３との直交方向Ｙにおける最短距離であり、該流路７３，７４の出口７２の幅Ｌ５は、該流路７４において搬送方向Ｘの最も後方にあるガイド３３の前端と、他方のガイド３３との直交方向Ｙにおける最短距離である。

トラフ３１は、その厚み方向Ｚの高さｄ１が、側壁３４の同方向の高さｄ２に対して、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上であり、また好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下である〔図２（ｂ）参照〕。

本実施形態の受取手段３０は、トラフ３１の上面３１ａに、平面視において一方向に長い形状の２個のガイド３３が、搬送方向Ｘの前方側に開いたハの字状に配置されている。ガイド３３は、幅拡大化流路７４及び幅縮小化流路７３が形成されるように配置すれば、その個数や形状、配置位置等は特に制限されない。例えば、本発明に係るガイド３３は、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように配置することができる。なお、図６（ａ）〜（ｄ）に示す受取手段３０は、平板部３２を有していない。
図６（ａ）に示す受取手段３０は、平面視において一方向に長い形状の１個のガイド３３ａが、直交方向Ｙにおけるトラフ３１の中央部に配置されており、該ガイド３３ａの搬送方向Ｘの前端の位置が、トラフ３１の搬送方向Ｘの前端の位置と一致している。このトラフ３１の上面３１ａには、ガイド３３ａによって、幅拡大化流路７４及び幅縮小化流路７３が１つずつ形成されている。以下、一方向に長い形状の１個のガイド３３を、長ガイド３３ａともいう。
トラフ３１に設けられるガイド３３は、粉粒体Ｐの所望の散布分布に応じた個数にすることができ、図６（ａ）に示すように１個以上であればよく、複数本であってもよい。

図６（ｂ）に示す受取手段３０は、１個の長ガイド３３ａと、平面視において三角形の形状の１個のガイド３３ｂとが、直交方向Ｙに間隔を開けて配置されている。以下、平面視において三角形の形状のガイド３３ｂを、三角ガイド３３ｂともいう。三角ガイド３３ｂは、その底辺の位置が、トラフ３１の搬送方向Ｘの前端の位置と一致しており、該三角ガイド３３ｂの両端部を基点とした両側の斜辺により、２つの幅縮小化流路７３が形成されている。また、長ガイド３３ａは、図６（ｂ）に示すように、搬送方向Ｘの前方に向かうにつれ、直交方向Ｙにおいて三角ガイド３３ｂに寄るように傾斜して配されており、直交方向Ｙにおける該長ガイド３３ａと一方の側壁３４との間に、幅拡大化流路７４を形成している。

図６（ｃ）に示す受取手段３０は、２個の長ガイド３３ａが、搬送方向Ｘの後方側に開いたハの字状に配置されている。これら２個の長ガイド３３ａの間には、幅縮小化流路７３が形成されており、直交方向Ｙにおける２個の長ガイド３３ａそれぞれの外方側には、幅拡大化流路７４が形成されている。また、２個の長ガイド３３ａは、これらの各前端が、トラフ３１の前端、即ち受取手段３０の搬送方向Ｘの先端部３０ａから搬送方向Ｘの後方に離間して配置されている。このガイド３３と受取手段３０の搬送方向Ｘの先端部３０ａとの間の領域を、合流部Ｃともいう。合流部Ｃでは、各分割流路７０から流出した粉粒体Ｐが合流させることができ、粉粒体Ｐの散布密度の分布を微調整することができる。

図６（ｄ）に示す受取手段３０は、図６（ｃ）と同様に、２個の長ガイド３３ａが、搬送方向Ｘの後方側に開いたハの字状に配置されているが、これらガイド３３ａの搬送方向Ｘの前端部分が、受取手段３０の搬送方向Ｘの先端部３０ａから搬送方向Ｘに突出している。この前記先端部３０ａから突出した、ガイド３３ａの前端部分を前端突出部Ｊともいう。前端突出部Ｊを有することにより、粉粒体飛散を防止することができる。

本実施形態のトラフ３１は、搬送流路７に対して、搬送方向Ｘの後方に、トラフ３１の上面３１ａに載置された扁平な板状の平板部３２を有しているが、該平板部３２は、搬送流路７に含まれない。この平板部３２は、図２（ａ）に示すように、トラフ３１の上面３１ａにおいて、鉛直方向の上方に突出するように形成されており、直交方向Ｙの長さが、トラフ３１の同方向の長さと一致している。即ち、平板部３２は、直交方向Ｙにおけるトラフ３１の一方の側縁から他方の側縁に亘っている。本実施形態における受取手段３０は、図３に示すように、トラフ３１の直交方向Ｙの両側縁に亘る平板部３２を有している。斯かる構成により、トラフ３１の直交方向Ｙの全域に、振動をより均一に伝達させることができる。

トラフ３１、側壁３４、ガイド３３及び平板部３２は、それぞれ異なる材質であってもよいが、振動伝達性をより向上させる観点から、これら部材は同一材質であることが好ましい。トラフ３１、側壁３４、ガイド３３及び平板部３２の材質は特に制限されず、ステンレス、タングステン、チタン等の金属や、セラミックス、プラスチック等を用いることができる。

側壁３４，３４の鉛直方向における断面形状は特に制限されず、任意の形状とすることができる。例えば側壁３４，３４の鉛直方向における断面形状は、図７（ａ）に示すように、鉛直方向に沿った長辺を有する四角形であってもよく、図７（ｂ）に示すように、直交方向における内方の長辺の下端にＲ加工が施されている四角形であってもよく、図７（ｃ）に示すように、直交方向Ｙの幅が同方向Ｙの内方に向って拡大した台形であってもよい。即ち、側壁３４の直交方向Ｙの内方側の側面３４ａが、鉛直方向における断面視において、鉛直方向と平行な直線状をなしていてもよく〔図７（ａ）参照〕、曲線状をなしていてもよく〔図７（ｂ）参照〕、鉛直方向に対して傾斜した斜線状をなしていてもよい〔図７（ｃ）参照〕。なお、図７においては、トラフ３１に設けられるガイド３３を省略して図示している。

一対の側壁３４，３４は、これと別体のトラフ３１に接合されることで形成されても良いが、振動を効率的に伝達させるという観点から、トラフ３１と一体に形成されていることが好ましい。「一体に形成」とは、例えば、ブロック状の金属体から、トラフ３１及び一対の側壁３４，３４となる部分以外を切削して、トラフ３１の上面３１ａから突出した一対の側壁３４，３４が生じるように形成することや、側壁部分を有する型に溶融した金属を流し入れて型成形することが挙げられる。

振動発生手段３５としては、受取手段３０上、即ちトラフ３１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。中でも振動フィーダーは、振動発生手段３５として好ましく用いられる。また、振動発生手段３５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。

本実施形態の粉粒体散布装置１において、ホッパー２とトラフ３１とは、該ホッパーの排出口２３とトラフ３１との間に隙間Ｇが開くように配設されている〔図２（ｂ）参照〕。粉粒体Ｐの詰まりを抑制し、ホッパー２の排出口２３から円滑に粉粒体Ｐを排出する観点から、隙間Ｇは、粉粒体Ｐの最大粒子径ｒの１倍以上であることが好ましい（ｒ≦Ｇ）。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、搬送手段３に振動発生手段３５を備えている場合、振動発生手段３５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２３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の最大粒子径ｒは、前述の方法により測定することができる。

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Ｂの幅方向に均一に定量性良く散布することができる。

本実施形態のホッパー２は、図８に示すように、貯蔵部２０の内部空間を画成する内側壁２０ｉの一部が、水平方向及び垂直方向の両方向に交差する方向に延びる傾斜内側壁２０ｉｓである。ここで、本実施形態において垂直方向は、鉛直方向と一致する。また、内側壁２０ｉの傾斜内側壁２０ｉｓ以外の部分は全て水平方向と直交する垂直方向に延びる垂直壁である。より具体的には図８に示すように、粉粒体Ｐを貯蔵する貯蔵部２０の内部空間は、４枚の内側壁２０ｉ，２０ｉｓで画成されており、各内側壁２０ｉ，２０ｉｓは、それぞれ、粉粒体Ｐの移動路２２を画成する内側壁２１ｉと繋がっているところ、その４枚の内側壁２０ｉ，２０ｉｓのうち搬送方向Ｘの最下流側又は最上流側に位置する１枚の内側壁２０ｉｓを除く、残り３枚の内側壁２０ｉの全てが、垂直方向に延びる垂直壁である。ホッパー２は、全ての内側壁２０ｉが垂直壁であっても良いが、傾斜内側壁２０ｉｓを有することにより、貯蔵部２０から排出部２１に粉粒体Ｐの集合体が流れ込む際に、その集合体の流動方向と直交する方向の中央部分が周囲部分よりも流動速度が速くなることが抑制されるため、粉粒体Ｐの均一な散布により有利となる。

また、排出部２１では、図８に示すように、粉粒体Ｐの移動路２２を画成する内側壁２１ｉの全てが、水平方向と直交する垂直方向に延びる垂直壁となっている。換言すると、排出部２１の内部空間である移動路２２は、該排出部２１の貯蔵部２０との接続部側端部から排出口２３に向けて、搬送方向Ｘ及び搬送方向Ｘと直交する直交方向Ｙの何れに対しても同じ長さを有する直方体形状となっている。従って、本実施形態のホッパー２では、図８に示すように、搬送方向Ｘに関しては、貯蔵部２０の上底の長さが排出口２３の長さよりも長く、直交方向Ｙに関しては、貯蔵部２０の上底の長さが排出口２３の長さと同じになっている。ホッパー２はこの構造によって、粉粒体Ｐを排出口２３から安定的に定量排出することが容易になっている。

粉粒体Ｐと接触するホッパー２の内側壁２０ｉ，２０ｉｓ，２１ｉ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の内側壁として、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の内側壁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の内側壁の素材としては、該内側壁とは反対側に位置してホッパー２の外面を構成する外側壁よりも、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側壁をホッパー２に採用した場合には、特に、粉粒体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したり、粘着性を発現してお互いにくっついてしまうという不都合も生じ難くなるので、後述する本発明の効果を一層確実に奏する観点から好ましい。また、ホッパー２の内側壁２０ｉの素材としては、粉粒体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どうしの間や粉粒体Ｐと内側壁２０ｉ，２０ｉｓ，２１ｉとの接触により静電気が発生しうる材料を粉粒体Ｐとして使用する場合には、ホッパー２の内側壁２０ｉ，２０ｉｓ，２１ｉとして、導電性を有する素材を用いることが望ましい。導電性を有する材料をホッパーの内側壁として使用することで、静電気発生を防止できるからである。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の内側壁２０ｉ，２０ｉｓ，２１ｉとしては、粉粒体Ｐが円滑に排出口２３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の内側壁は、表面が滑らかであって、かつ、動摩擦係数が低いことが好ましい。特に、内側壁のうち、水平方向及び垂直方向の両方向に交差する方向に延びる傾斜内側壁２０ｉｓ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の内側壁２０ｉ，２０ｉｓ，２１ｉ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。

粉粒体Ｐが散布される散布対象物は、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、散布対象物としては、シート状の基材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、基材とすることができる。そのような形態の例としては、「本発明の粉粒体散布装置を用いて、粉粒体を、連続搬送されるシート状の基材上に散布する、粉粒体の散布方法」の一例として、被酸化性金属の粒子、及び水を含む発熱シートを製造する際に、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、固形の電解質等の１又は２以上を散布して、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。尚、本発明の粉粒体散布装置及び粉粒体の散布方法は、発熱体の製造方法において好ましいものであるが、他の機能性シートの製造方法にも適用可能である。例えば、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を散布し、吸水性シートを製造することができる。

また、基材が水分を含む組成物等を含んでいることに起因して、該基材上に散布された粉粒体がその散布直後から該基材上を移動困難である場合には、排出口２３から均一な粉粒体散布が行われることが重要となる。その観点から、本発明の粉粒体散布装置は非常に有用なものである。

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、ホッパー２の排出部２１における排出口２３の平面視形状は、図８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り、例えば、長楕円形状、一方向に長い五角形以上の多角形形状とすることができる。尤も、前述したように、排出口２３の平面視形状は、搬送手段３による粉粒体Ｐの搬送方向Ｘと直交する直交方向Ｙの長さの方が搬送方向Ｘの長さよりも長いような、「一方向に長い形状」であることが好ましい。
また、排出口２３が直交方向Ｙに複数の区画に分割され、排出部２１が該複数の区画に１対１で対応する複数の移動路２２を有していても良い。
また、受取手段３０は、平板部３２を有していても良く、有していなくても良い。

１ 粉粒体散布装置
２ ホッパー
２０ 貯蔵部
２１ 排出部
２２ 移動路
２３ 排出口
３ 搬送手段
３０ 受取手段
３１ トラフ
３１ａ 上面
３１ｂ 下面
３２ 平板部
３３ ガイド
３４ 側壁
３５ 振動発生手段
７ 搬送流路
７０ 分割流路
７１ 入口
７２ 出口
７３ 幅縮小化流路
７４ 幅拡大化流路
Ｐ 粉粒体
Ｘ 搬送方向
Ｙ 直交方向

Claims (5)

1. 内部に粉粒体を貯蔵可能であり且つ該粉粒体の排出口を有するホッパーと、該ホッパーから排出された前記粉粒体を散布位置まで搬送して散布する搬送手段とを備えた粉粒体散布装置であって、
   前記搬送手段は、前記ホッパーから排出された前記粉粒体を受け取る受取手段と、該受取手段を振動させる振動発生手段とを有し、
   前記受取手段は、前記粉粒体を受け取るトラフを備えており、
   前記トラフは、一対の側壁を有し、該一対の側壁間に、前記粉粒体が搬送される搬送流路が形成されており、
   前記トラフにおける前記一対の側壁間に前記搬送流路を複数の分割流路に仕切る１以上のガイドを備え、前記分割流路として、入口幅が出口幅よりも小さい流路と、入口幅が出口幅よりも大きい流路とが形成されている、粉粒体散布装置。
2. 前記ガイドは、前記トラフにおける、前記粉粒体の搬送方向に直交する直交方向の長さを二等分するトラフ中心線と平行な線に対して傾斜している、請求項１に記載の粉粒体散布装置。
3. 前記ガイドは、前記トラフの厚み方向の高さが、前記側壁の同方向の高さよりも低く、前記粉粒体の最大粒子径の１０倍以上である、請求項１又は２に記載の粉粒体散布装置。
4. 前記一対の側壁間の距離は、前記ホッパーの前記排出口の、前記粉粒体の搬送方向に直交する直交方向における長さに比して大きく、その差が２ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１〜３の何れか１項に記載の粉粒体散布装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の粉粒体散布装置を用いて、散布対象物に前記粉粒体を偏在させた状態に散布する、粉粒体含有物品の製造方法。
   

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