JP7022056B2 - 粉粒体の充填装置および充填方法 - Google Patents
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Description
本開示は、フレキシブルコンテナバッグ（Flexible Containers: 以降、「フレコンバッグ」とする。）に対して粉粒体を充填する装置および方法に関する。
フレコンバッグは、軽量かつ安価な粉粒体充填用容器として広く利用されている。フレコンバッグに対しては、粉粒体をより高い充填率にて充填することが求められている。このような観点から、従来の粉粒体充填装置としては、例えば、特許文献１に記載の装置が知られている。
特許文献１の装置は、粉体を充填したフレコンバッグを載せた支持台を上昇させた後、支持台を落下させる動作を繰り返し行うことにより、フレコンバッグ内の粉体に衝撃を与えて粉体の充填率を高めるようにするものである。
近年、フレコンバッグに充填された粉粒体の充填率をより高めることに加えて、粉粒体が充填されたフレコンバッグの保管・輸送の観点から、取り扱い性をより高めることが求められている。
従って、本開示の目的は、粉粒体が充填されたフレコンバッグの取り扱い性をより高めることができる粉粒体の充填装置および充填方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本開示の粉粒体の充填装置および充填方法は以下のように構成する。
本開示の一の態様によれば、フレコンバッグに対して、粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、床面または基台上に配置されたフレコンバッグを吊り上げる吊り上げ装置と、粉粒体供給装置によって粉粒体が充填されたフレコンバッグを、吊り上げ装置により吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ装置による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作と、を含むタッピング処理を吊り上げ装置に実行させる制御装置と、を備える、粉粒体の充填装置を提供する。
本開示の別の一の態様によれば、フレコンバッグに対して、粉粒体を供給して充填する粉粒体充填工程と、粉粒体が充填されたフレコンバッグを吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ動作による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作とを実行するタッピング工程とを、含む、粉粒体の充填方法を提供する。
本開示の粉粒体の充填装置および充填方法によれば、粉粒体が充填されたフレコンバッグの取り扱い性をより高めることができる。
（本開示の態様）
本開示の第１態様にかかる粉粒体の充填装置は、フレコンバッグに対して、粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、床面または基台上に配置されたフレコンバッグを吊り上げる吊り上げ装置と、粉粒体供給装置によって粉粒体が充填されたフレコンバッグを、吊り上げ装置により吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ装置による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作と、を含むタッピング処理を吊り上げ装置に実行させる制御装置と、を備えるものである。
本開示の第１態様にかかる粉粒体の充填装置は、フレコンバッグに対して、粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、床面または基台上に配置されたフレコンバッグを吊り上げる吊り上げ装置と、粉粒体供給装置によって粉粒体が充填されたフレコンバッグを、吊り上げ装置により吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ装置による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作と、を含むタッピング処理を吊り上げ装置に実行させる制御装置と、を備えるものである。
本開示の第２態様にかかる粉粒体の充填装置は、第１態様の充填装置において、吊り上げ装置は、フレコンバッグの上部に解除可能に係合する吊り上げ部材と、吊り上げ部材を昇降させる昇降装置と、を備え、昇降装置は、吊り上げ部材を介して吊り上げたフレコンバッグを、実質的に自由落下させる吊り上げ解除機能を有する、ものである。
本開示の第３態様にかかる粉粒体の充填装置は、第１または第２態様の充填装置において、制御装置は、吊り上げ動作にて床面または基台上から少なくとも８０ｍｍ以上の高さにまでフレコンバッグを吊り上げて、落下動作を行うように、タッピング処理を吊り上げ装置に実行させる、ものである。
本開示の第４態様にかかる粉粒体の充填方法は、フレコンバッグに対して、粉粒体を供給して充填する粉粒体充填工程と、粉粒体が充填されたフレコンバッグを吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ動作による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作とを実行するタッピング工程とを、含む、ものである。
本開示の第５態様にかかる粉粒体の充填方法は、第４態様の充填方法において、タッピング工程において、吊り上げ動作は、フレコンバッグの上部に解除可能に係合された吊り上げ部材を上昇させることにより行われ、落下動作は、吊り上げ部材による吊り上げを解除して、フレコンバッグを実質的に自由落下させることにより行われる、ものである。
本開示の第６態様にかかる粉粒体の充填方法は、第４または第５態様の充填方法において、タッピング工程において、吊り上げ動作にて床面または基台上から少なくとも８０ｍｍ以上の高さにまでフレコンバッグを吊り上げて、その後、フレコンバッグの落下動作を行う、ものである。
本開示の第７態様にかかるフレコンバッグの貯蔵方法は、第４から第６態様のいずれか１つに記載の粉粒体の充填方法により粉粒体が充填された充填量５００ｋｇ～１５００ｋｇのフレコンバッグを、２段以上で鉛直方向に重ねる、ものである。
（実施の形態）
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本開示の一の実施の形態にかかる粉粒体の充填装置の概略構成を図１に示す。本実施の形態の充填装置は、フレコンバッグに対して、粉粒体として吸水性樹脂粉粒体を所定量充填する装置である。
図１に示すように、充填装置１は、フレコンバッグ２に対して粉粒体を供給する粉粒体供給装置１０と、フレコンバッグ２を吊り上げる吊り上げ装置２０と、制御装置９とを備える。また、充填装置１は、パレット供給装置３０と、パレット５の搬送装置４０とを備えてもよい。
フレコンバッグ２は粉粒体の充填用容器として用いられる。フレコンバッグ２は、例えば、折り畳み可能な軽量材料により構成されており、また比較的安価な充填用容器でもある。図１に示すように、フレコンバッグ２は有底の袋型の構造を有している。フレコンバッグ２の上部には、粉粒体を充填するための開口部３と、後述するようにフレコンバッグ２を吊り上げるためのフックなどと取り外し可能に係合する複数の吊りベルト（係合部）４とが設けられている。吊りベルト４は、例えば、フレコンバッグ２の上部において、均等な間隔ピッチにて４箇所設けられているが、吊りベルト４の設置本数や設置間隔については様々な態様を採用してもよい。また、フレコンバッグ２は、パレット５上に載置された状態にて搬送される。
フレコンバッグ２は、好ましくは２層以上の複数層構造とされる。好ましいフレコンバッグ２は、内層と外層とを有する。内層を構成する材料は、粉粒体の漏れを防止しうる材質であることが好ましい。内層の材質として、防湿性を保有する材質であれば、より好ましく採用できる。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アルミラミネート材、またはアルミ蒸着材などを挙げることができる。また、外層を構成する材料も、強度に優れた織布などが好ましく用いられる。また、外層を構成する材料は、内層を構成する材料と同様に、粉粒体の漏れを防止しうる特性および防湿性を有するものが用いられ、具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル及びナイロンなどが好ましく用いられる。
フレコンバッグ２に充填される粉粒体は、供給通路であるシュータ１２内を流動して自然落下が可能な程度の流動性を有している。本開示に適用される粉粒体としては、例えば、米、麦、粟等の穀類、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等の粉体状化学薬品、ゼオライト、カオリン、タルク等の無機粉体、粉砕ポリエチレン、粉砕ポリプロピレン、粉砕ポリ塩化ビニル、吸水性樹脂等の粉体状高分子化合物、肥料、腐葉土等の粉体状園芸用材料、セメント、海砂、土砂等の粉体状土木材料が挙げられる。粉粒体の物性としては、JIS-K-6720 塩化ビニル樹脂試験方法3．3かさ比重の方法で測定されるところの、かさ比重が好ましくは０．３～０．９ｍＬ／ｇ、より好ましくは０．５～０．８ｍＬ／ｇであると、本開示において、より高い充填率が得られやすい。本実施の形態では、粉粒体として吸水性樹脂粉粒体が用いられる場合を例として説明する。
フレコンバッグ２に充填される粉粒体の好ましい一例である吸水性樹脂粉粒体は、生理用品や紙おむつなどの衛生材用途、保水剤や土壌改良剤などの農園芸用途、あるいは止水剤や結露防止剤などの工業資材用途などの広範な分野で利用されている粉粒体である。これらの各種用途で用いられる吸水性樹脂粉粒体は、適度に架橋された高分子化合物であり、例えば、澱粉－アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物および澱粉－アクリル酸グラフト共重合体の中和物などの澱粉系吸水性樹脂、酢酸ビニル－アクリル酸エステル共重合体のケン化物ならびにポリアクリル酸部分中和物などが知られている。本実施の形態の吸水性樹脂粉粒体は、例えば、中位粒径が１００～６００μｍ、より具体的には２００～５００μｍの粉粒体である。なお、中位粒径は、例えば国際公開ＷＯ２０１２／１７６３４２公報等に記載された方法に準じて測定される。また、吸水性樹脂粉粒体には、添加剤としてシリカ、酸化チタン、カオリン、タルク、ベントナイト、ゼオライトなどの微粉末を配合されたものが用いられてもよい。
パレット供給装置３０は、充填装置１におけるフレコンバッグ２の搬送ラインの上流側に配置されている。パレット供給装置３０は、複数のパレット５を積層した状態で収容し、収容されたパレット５を搬送ラインに順次供給する。また、パレット５は、例えば、平面視にて略四角形状を有し、側面にはフォークリフトの荷受け用の腕部（フォーク部）を挿入可能な開口が設けられている。
搬送装置４０は、複数台連なって設置されることにより搬送ラインを構成する。上流側に設けられた搬送装置４０はパレット供給装置３０に接続されており、パレット５自体またはパレット５に載置されたフレコンバッグ２とともにパレット５を搬送ラインに沿って搬送する。また、搬送装置４０は、粉粒体供給装置１０による粉粒体の充填位置にパレット５を位置決めするとともに、パレット５に載置された粉粒体充填済のフレコンバッグ２を充填位置から搬出するように、パレット５およびフレコンバッグ２の搬送を行う。搬送装置４０としては、様々な形態のものを採用してもよいが、例えば、チェーンコンベア形式のものを採用してもよい。
粉粒体供給装置１０は、粉粒体を供給可能に貯留するホッパ１１（図１においては下方の一部分のみを図示する。）と、ホッパ１１とフレコンバッグ２とを接続（連通）する供給通路であるシュータ１２とを備える。シュータ１２は、上端にてホッパ１１の下部に接続され、下端である供給口１６にて充填位置に位置決めされたフレコンバッグ２の開口部３に接続される。なお、シュータ１２の下端には、フレコンバッグ２の開口部３と解除可能に接続するために接続機構（クランプなど）が設けられていてもよい。
シュータ１２の上部には、ホッパ１１からフレコンバッグ２に対して供給する粉粒体の供給量を制御するカットゲート１３が設けられている。カットゲート１３は、ホッパ１１底部の開度を調整することで、粉粒体の供給量を制御する。
シュータ１２の途中には、エア（空気）を供給するためのブロワ１４が接続されている。シュータ１２に接続されたフレコンバッグ２に対して、シュータ１２を通してブロワ１４によりエアが供給可能となっている。また、シュータ１２は、上下方向に伸縮可能な伸縮部１５を有している。後述するように、シュータ１２に接続されたフレコンバッグ２が吊り上げられた際に伸縮部１５が縮むことで、フレコンバッグ２の吊り上げ動作が阻害されないようになっている。また、後述するように、シュータ１２に接続されたフレコンバッグ２が落下する際に伸縮部１５が伸びることで、フレコンバッグ２の落下動作が阻害されないようになっている。
充填位置には、フレコンバッグ２内に充填された粉粒体の重量を測定するロードセル１７が設けられている。パレット５を介してフレコンバッグ２がロードセル１７上に配置され、ロードセル１７によりフレコンバッグ２内の粉粒体の充填量が測定される。ロードセル１７は、粉粒体の充填量を荷重データとして制御装置９に出力し、この荷重データに基づいて、カットゲート１３の開閉（すなわち、粉粒体の供給／供給停止）が制御される。なお、ロードセルによりフレコンバッグ２内に充填された粉粒体の重量を測定する構成は、その他の形態を採ることもできる。例えば、フレコンバッグ２を吊り上げる架構を設け、架構全体の重量を測定するようにロードセルを設置して、フレコンバッグ２内に充填された粉粒体の重量を測定するような形態を採用してもよい。
吊り上げ装置２０は、充填位置において、搬送装置４０の上にパレット５を介して配置されたフレコンバッグ２を、搬送装置４０の上方に離間させる吊り上げ動作を行う装置である。吊り上げ装置２０は、フレコンバッグ２の上部に設けられた吊りベルト４と係合する複数の吊りチェーン２１と、吊りチェーン２１を昇降させる昇降装置２２とを備える。本実施の形態では、搬送装置４０および搬送装置４０上に配置されたパレットを基台として、基台の上方へ離間するようにフレコンバッグ２を吊り上げる場合を例とするが、床面からフレコンバッグ２が吊り上げられる場合であってもよい。
吊りチェーン２１は、下端にフックなどの係合部材が設けられ、フレコンバッグ２の吊りベルト４にフックが解除可能に係合することで、フレコンバッグ２を吊り上げ可能とする。本実施の形態では、吊りチェーン２１が吊り上げ部材の一例となっているが、吊り上げ部材としては、粉粒体充填済のフレコンバッグ２を吊り上げることができるものであればよく、ベルトやワイヤなどを採用してもよい。
昇降装置２２は、吊りチェーン２１の上部に接続され、吊りチェーン２１を昇降および昇降位置に保持を行う装置である。また、昇降装置２２は、吊りチェーン２１を上昇させることでフレコンバッグ２を吊り上げ、所定の高さ位置に吊り上げたフレコンバッグ２を実質的に自由落下させるように、吊りチェーン２１の保持を解除する機能（吊り上げ解除機能）を有している。このような機能を有する昇降装置２２としては、例えば、エアシリンダ装置を用いてもよい。例えば、エアシリンダ内にエアを注入することにより発生させた力を利用して吊りチェーン２１を上昇させ、注入されたエアを急速に抜くことにより吊りチェーン２１の保持を解除するようにしてもよい。また、昇降装置２２としては、その他、ワンウェイクラッチなどクラッチを用いた巻き上げ機構を採用してもよく、特に落下の際に機械的な抵抗が少ない機構が好ましい。
制御装置９は、充填装置１におけるそれぞれの構成装置の動作を、互いに関連付けながら制御を行う装置である。具体的には、パレット供給装置３０によるパレット５の供給動作、搬送装置４０によるパレット５またはフレコンバッグ２の搬送動作、および粉粒体供給装置１０による粉粒体の充填動作が実行されるように、それぞれの動作が制御装置９により制御される。さらに、後述する吊り上げ装置２０によるフレコンバッグ２のタッピング処理が、制御装置９により実行される。
次に、このような構成を備える本実施の形態の充填装置１により、フレコンバッグ２への粉粒体の充填方法について説明する。充填装置１により行われる充填方法のフローチャートを図２に示し、充填方法の工程説明図を図３に示す。なお、図２のフローチャートでは、フレコンバッグ２をさらに略して「フレコン」と称している。
まず、図２のフローチャートのステップＳ１において、パレット供給装置３０よりパレット５が搬出される。搬出されたパレット５は、搬送装置４０により、粉粒体供給装置１０の下方位置である充填位置に搬送されて、充填位置に位置決めされる。
次に、充填位置のパレット５上に空のフレコンバッグ２を設置（載置）する（ステップＳ２）。具体的には、折りたたまれた状態のフレコンバッグ２をパレット５上に配置するとともに、フレコンバッグ２の開口部３をシュータ１２の供給口１６にクランプなどの接続機構を用いて取り付ける。また、フレコンバッグ２の複数の吊りベルト４を、吊り上げ装置２０の吊りチェーン２１の下端に設けられているフックなどの係合部材に引っ掛ける。
その後、ブロワ１４によりシュータ１２を通してフレコンバッグ２内にエアが注入される（ステップＳ３）。このエア注入により、フレコンバッグ２が膨らませた状態となり、粉粒体を受け入れ可能な状態となる。また、このフレコンバッグ２内へのエア注入の前後において、ロードセル１７のゼロ点調整が行われる。すなわち、空のフレコンバッグ２およびパレット５がロードセル１７上に載置された状態が、粉粒体の荷重がゼロとなるように調整が行われる。
次に、図３（Ａ）に示すように、粉粒体供給装置１０によるフレコンバッグ２への粉粒体の充填が開始される（ステップＳ４：粉粒体充填工程）。具体的には、カットゲート１３が開放されて、ホッパ１１内に貯留されている粉粒体がシュータ１２を通してフレコンバッグ２内に供給される。この間、ロードセル１７による荷重測定が行われており、予め設定された荷重値（すなわち、充填量）が検出されると、制御装置９によりカットゲート１３が閉止されて、粉粒体の供給が停止される。また、粉粒体の供給は段階的に行われてもよい。例えば、フレコンバッグ２への粉粒体の充填量が８００ｋｇである場合に、７７０ｋｇの充填量が検出されるまではカットゲート１３を全開にして粉粒体の供給を行い（大供給）、残りの３０ｋｇについては、カットゲート１３の開度を絞ってゆっくりと粉粒体の供給を行う（小供給）ようにしてもよい。このように段階的な供給を行う場合には、高速での充填をある程度維持しながら精度良い充填を行うことができる。
フレコンバッグ２への粉粒体が充填されると、次に、フレコンバッグ２を吊り上げて落下させるタッピング工程（処理）が行われる（ステップＳ５～Ｓ７）。
まず、それぞれの昇降装置２２にエアが注入されて、昇降装置２２より吊りチェーン２１を上昇させる。これにより、粉粒体が充填されたフレコンバッグ２は、それぞれの吊りチェーン２１により吊り上げられ、フレコンバッグ２の底部がパレット５上方に離間される（ステップＳ５：吊り上げ動作）。予め設定された高さ位置Ｈにまで、フレコンバッグ２が吊り上げられると、昇降装置２２による吊りチェーン２１の上昇が停止される。
このようにフレコンバッグ２に対する吊り上げ動作が行われることにより、図３（Ｂ）に示すように、フレコンバッグ２の主に側面に対してテンションが付加される。これにより、粉粒体が充填されたフレコンバッグ２は、幅方向に狭まりかつ上下方向に延びるように整形される。また、シュータ１２には伸縮部１５が設けられており、この吊り上げ動作の際に伸縮部１５が縮むため、吊り上げ動作がシュータ１２により阻害されることはない。
次に、図３（Ｃ）に示すように、昇降装置２２に注入されたエアを抜くことにより、吊り上げ動作による吊り上げを解除し、フレコンバッグ２を落下させる（ステップＳ６：落下動作）。この落下動作は、エアシリンダに注入されていたエアを急速に抜くことにより行われるため、粉粒体が充填されているフレコンバッグ２は、その自重により実質的に自由落下することになる。落下したフレコンバッグ２は、搬送装置４０上のパレット５に衝突する。
フレコンバッグ２が実質的に自由落下して衝突することにより、吊り上げられた高さ位置と自重に相当する位置エネルギが衝突エネルギとして、フレコンバッグ２内の粉粒体に付加される。これにより、充填された粉粒体の間に存在する空気（間隙）が取り除かれて、フレコンバッグ２内の粉粒体の充填率を高めることができる。
次に、制御装置９において、予め設定された落下回数（タッピング処理回数）だけタッピング処理が行われたかどうかが確認され（ステップＳ７）、設定落下回数未満である場合には、吊り上げ動作（ステップＳ５）および落下動作（ステップＳ６）が再び行われる。一方、ステップＳ７にて設定落下回数だけタッピング処理が行われたと判断された場合には、ステップＳ５～Ｓ７のタッピング処理が完了する。
その後、充填位置でのフレコンバッグ２の設置が解除、すなわち、シュータ１２への接続が解除されるとともに吊りチェーン２１への吊りベルト４の引っ掛けが取り外される（ステップＳ８）。設置が解除されたフレコンバッグ２は、パレット５上の載置された状態にて搬送装置４０により搬出され、充填位置から搬送ライン下流側へと送り出される（ステップＳ９）。
搬出されたフレコンバッグ２に対しては、充填されている粉粒体表面の均し作業およびフレコンバッグ２の開口部３の封止作業が行われる。
一方、制御装置９では、充填装置１において、次に粉粒体を充填すべきフレコンバッグ２があるかどうかが確認され、次のフレコンバッグ２があると判断された場合には、次のフレコンバッグ２に対してステップＳ１～Ｓ９までの工程が行われる。一方、次のフレコンバッグ２がないと判断された場合には、粉粒体の充填を終了する。
上述のフレコンバッグ２に対するタッピング処理は、例えば、粉粒体の充填量８００ｋｇのフレコンバッグ２を２００ｍｍ～４００ｍｍの高さ位置Ｈにまで吊り上げて、実質的に自由落下を行うタッピング動作を３～６回実施する。ただし、このような条件に限定されず、例えば、充填量５００ｋｇ～１５００ｋｇの範囲のフレコンバッグ２に対して、高さ位置Ｈを８０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲で設定して、１回～２０回のタッピング処理を行うようにしてもよい。特に、高さ位置Ｈおよびタッピング処理回数は、充填される粉粒体の特性および工程における処理時間に基づいて決定されることが望ましい。
本実施の形態の充填装置１による粉粒体の充填方法によれば、粉粒体が充填されたフレコンバッグ２に対して吊り上げ動作を行った後、実質的に自由落下させて、パレット５に衝突させる落下動作を行っている。
吊り上げ動作を行うことにより、フレコンバッグ２の主に側面に対してテンションを付加することができ、粉粒体が充填されたフレコンバッグ２を、幅方向に圧縮するような力を作用させることができる。これにより、粉粒体が充填されたフレコンバッグ２を、少なくとも幅方向に狭めるようにフレコンバッグ２の形態を整形する（シェイプする）ことができる。また、粉粒体に対しても内圧を付加することができ、粉粒体の間の空隙を減少させて、粉粒体同士がより密になった状態とすることができる。
その後、落下動作を行うことにより、充填された粉粒体の間に存在する空気（間隙）が取り除かれて、フレコンバッグ２内の粉粒体の充填率を高めることができる。フレコンバッグ２内に粉粒体が充填された状態にて、実質的に自由落下が行われるため、吊り上げ高さ位置と自重に相当する位置エネルギが衝突エネルギとして、フレコンバッグ２内の粉粒体に付加することができ、充填率をより高めることができる。また、全ての粉粒体が充填された後にタッピング処理が行われるため、充填された粉粒体の全てに対して、タッピング処理の効果を及ぼすことができる。
また、吊り上げ動作により幅方向に狭めるようにフレコンバッグ２が整形された状態にて、落下動作が行われるため、落下時の衝撃によってもフレコンバッグ２が幅方向に広がることを抑制できる。フレコンバッグ２内の粉粒体に対して、吊り上げによる内圧を付加した状態にて、落下動作による衝撃を与えているため、衝突エネルギを粉粒体に対して効果的に付与することが可能となる。よって、粉粒体の充填率をより高めることができる。また、落下動作により大きな衝撃を粉粒体に対して付加しているため、タッピング処理後のフレコンバッグ２において、発塵度（粉立ち）を少なくすることができる。
このように粉粒体が充填されたフレコンバッグ２は、パレット５上に載置された状態にて、輸送・保管が行われる。このような輸送・保管においては、パレット５とともに取り扱われるが、パレット５の幅よりもフレコンバッグ２が大きくはみ出さないようにすることが取り扱い性の観点からは望ましい。本実施の形態の充填装置および充填方法によれば、フレコンバッグ２が幅方向に狭まるように整形された状態にてタッピング処理が行われている。これにより、フレコンバッグ２をパレット５の内側に極力はみ出ることなく収めることができ、輸送・保管時の取り扱い性をより高めることができる。
このようにフレコンバッグ２に対して、タッピング処理にて幅方向に狭まるような整形を行っていることにより、例えば、コンテナを用いた輸送が行われる際には、幅方向の空間をより効率的に利用することができ、輸送効率をより高めることができる。
また、このようなフレコンバッグ２は、保管効率を高めるため、複数段に積み重ねた状態、例えば、２段に積み重ねた状態（すなわち、２段積み状態）にて保管（貯蔵）されることが多い。
以下、本開示の実施例を記載するが、実施例により本開示は何ら制限を加えられるものではない。
（実施例）
本開示の充填装置を用いて、粉粒体として、吸水性樹脂アクアキープＳＡ６０（住友精化社製、かさ比重０．７ｍＬ／ｇ、中位粒径３５０μｍ）を、フレコンバッグ（萩原工業株式会社製、材質：ポリプロピレン）に充填量８００ｋｇにて充填を行った。粉粒体の充填は、約２０個／時間の頻度で行い、高さ３００ｍｍで３回落下させてタッピング処理を行った。フォークリフト運転者６名により、充填後のフレコンバッグを倉庫に移動させて２段積みで保管する作業を３０日間行った（１日の作業時間：約８時間）。
本開示の充填装置を用いて、粉粒体として、吸水性樹脂アクアキープＳＡ６０（住友精化社製、かさ比重０．７ｍＬ／ｇ、中位粒径３５０μｍ）を、フレコンバッグ（萩原工業株式会社製、材質：ポリプロピレン）に充填量８００ｋｇにて充填を行った。粉粒体の充填は、約２０個／時間の頻度で行い、高さ３００ｍｍで３回落下させてタッピング処理を行った。フォークリフト運転者６名により、充填後のフレコンバッグを倉庫に移動させて２段積みで保管する作業を３０日間行った（１日の作業時間：約８時間）。
（比較例）
充填装置において保守点検中となった昇降装置２２を稼動させなかった（すなわち、落下動作なし）以外は実施例と同様に、充填量８００ｋｇにてフレコンバッグを２０個充填し、所定の倉庫の一区画に２段積みで保管した。
充填装置において保守点検中となった昇降装置２２を稼動させなかった（すなわち、落下動作なし）以外は実施例と同様に、充填量８００ｋｇにてフレコンバッグを２０個充填し、所定の倉庫の一区画に２段積みで保管した。
ここで、実施例として、本実施の形態の充填方法により粉粒体の充填が行われたフレコンバッグ２を、２段積み状態とした場合の模式図を図４（Ａ）に示す。また、比較例として、従来の充填方法により粉粒体の充填が行われたフレコンバッグ５２を、２段積み状態とした場合の模式図を図４（Ｂ）に示す。
図４（Ｂ）の比較例にかかるフレコンバッグ５２では、フレコンバッグ５２に対して吊り上げ動作が行われていない。そのため、フレコンバッグ５２における特に側面には吊り上げ動作によるテンションが付加されることなく、幅方向に狭めるような整形処理が行われない。さらに、このような吊り上げ動作を行うことなく、例えば特許文献１のようにフレコンバッグ５２を載せた支持台を落下させることで粉粒体に衝撃を与えると、フレコンバッグ５２の側面が膨らむように広がることになる。そのため、フレコンバッグ５２の幅は、パレット５の幅Ｗを大きく越えてしまう場合もある。
このような比較例のフレコンバッグ５２は、上方から力が加わった場合に、経時的に幅方向へさらに膨らみ易い状態となっている。そのため、図４（Ｂ）に示すように、２段積み状態とすると、下段のフレコンバッグ５２が幅方向へさらに膨らみ、それに伴って、上下段の間のパレット５が傾く（例えば、水平方向に対する傾斜角θにて傾く）おそれがある。このような場合にあっては、フォークリフトの荷受け用の腕部を、パレット５に挿入することが難しく、取り扱い性が低下する。
これに対して、本実施の形態のフレコンバッグ２は、タッピング処理において、吊り上げ動作が行われ幅方向に狭まるように整形された状態にて、落下動作が行われたものである。そのため、フレコンバッグ２をパレット５の幅Ｗ内を極力はみ出ずに収めることができる。さらに、フレコンバッグ２に対して上方からの力が加わった場合であっても、比較例のフレコンバッグ５２と比べて、経時的に幅方向へと膨らみ難い状態とすることができる。よって、図４（Ａ）に示すように、２段積み状態とした場合であっても、上下段の間のパレット５が傾くことを抑制でき、フォークリフトでの取り扱い性を高めることができる。
実施例のフレコンバッグ２を２段積みしたものは、作業を継続した３０日間において、運転者および現地作業者から苦情や問題が伝えられることはなかった。それに対し、比較例のフレコンバッグ５２を２段積みしたものは、スポット的な作業であるにも関わらず、フォークリフト運転者から「運搬や２段積みがしにくい」と苦情が寄せられた。また、比較例において、約２ヶ月間放置された２段積みフレコンバッグは、上部からホイストで吊り上げて位置調整をしなければフォークリフトの爪が入らない程度に傾斜が認められたものも発生した（これらは再度、実施例の方法により再充填された）。
また、通常、５００ｋｇ以上の質量を有する物体を、複数回落下させることは、充填率向上を目指したとしても、フレコンバッグ内部における粉粒体同士の衝突や摩擦が懸念される。驚くべきことに、前記実施例の前後における、吸水性樹脂の諸特性を比較したところ、実質的な差異は認められなかった。この点にも本開示の意外な効果があると考えられる。
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
１ 充填装置
２ フレコンバッグ
３ 開口部
４ 吊りベルト（係合部）
５ パレット
９ 制御装置
１０ 粉粒体供給装置
１１ ホッパ
１２ シュータ
１３ カットゲート
１４ ブロワ
１５ 伸縮部
１６ 供給口
１７ ロードセル
２０ 吊り上げ装置
２１ 吊りチェーン
２２ 昇降装置
３０ パレット供給装置
４０ 搬送装置
２ フレコンバッグ
３ 開口部
４ 吊りベルト（係合部）
５ パレット
９ 制御装置
１０ 粉粒体供給装置
１１ ホッパ
１２ シュータ
１３ カットゲート
１４ ブロワ
１５ 伸縮部
１６ 供給口
１７ ロードセル
２０ 吊り上げ装置
２１ 吊りチェーン
２２ 昇降装置
３０ パレット供給装置
４０ 搬送装置
Claims (7)
- フレキシブルコンテナバッグ（以降、「フレコンバッグ」とする。）に対して、粉粒体を供給する粉粒体供給装置と、
床面または基台上に配置されたフレコンバッグを吊り上げる吊り上げ装置と、
粉粒体供給装置により粉粒体が充填されたフレコンバッグを、吊り上げ装置により吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ装置による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作と、を含むタッピング処理を吊り上げ装置に実行させる制御装置と、を備える、粉粒体の充填装置。 - 吊り上げ装置は、
フレコンバッグの上部に解除可能に係合する吊り上げ部材と、
吊り上げ部材を昇降させる昇降装置と、を備え、
昇降装置は、吊り上げ部材を介して吊り上げたフレコンバッグを、実質的に自由落下させる吊り上げ解除機能を有する、請求項１に記載の粉粒体の充填装置。 - 制御装置は、吊り上げ動作にて床面または基台上から少なくとも８０ｍｍ以上の高さにまでフレコンバッグを吊り上げて、落下動作を行うように、タッピング処理を吊り上げ装置に実行させる、請求項１または２に記載の粉粒体の充填装置。
- フレキシブルコンテナバッグ（以降、「フレコンバッグ」とする。）に対して、粉粒体を供給して充填する粉粒体充填工程と、
粉粒体が充填されたフレコンバッグを吊り上げて、床面または基台上方に離間させる吊り上げ動作と、吊り上げ動作による吊り上げを解除してフレコンバッグを落下させて、フレコンバッグを床面または基台に衝突させる落下動作とを実行するタッピング工程とを、含む、粉粒体の充填方法。 - タッピング工程において、吊り上げ動作は、フレコンバッグの上部に解除可能に係合された吊り上げ部材を上昇させることにより行われ、落下動作は、吊り上げ部材による吊り上げを解除して、フレコンバッグを実質的に自由落下させることにより行われる、請求項４に記載の粉粒体の充填方法。
- タッピング工程において、吊り上げ動作にて床面または基台上から少なくとも８０ｍｍ以上の高さにまでフレコンバッグを吊り上げて、その後、フレコンバッグの落下動作を行う、請求項４または５に記載の粉粒体の充填方法。
- 請求項４から６のいずれか１つに記載の粉粒体の充填方法により粉粒体が充填された充填量５００ｋｇ～１５００ｋｇのフレコンバッグを、２段以上で鉛直方向に重ねる、フレコンバッグの貯蔵方法。
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