(57)【要約】【課題】連続的に搬送されている粉体の色を、実用的に粉体を選別できるレスポンスタイムで精度よく測定することが可能な粉体の色測定装置、およびそれを用いた粉体の選別システムを提供する。【解決手段】粉体の色測定装置は、粉体を連続的に搬送するための搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記粉体の厚さを調整する厚さ調整手段と、前記厚さ調整手段によって厚さが調整された前記粉体の色を測定する測色手段と、を備える。粉体の選別システムは、粉体の粉体供給装置と、前記粉体供給装置から供給された前記粉体の色を測定する色測定装置と、前記色測定装置にて測定された前記粉体の色に基づいて前記粉体を選別する選別装置と、を備え、前記色測定装置が、上記の粉体の色測定装置である。【選択図】図１
2018132415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を連続的に搬送するための搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送されている前記粉体の厚さを調整する厚さ調整手段と、
前記厚さ調整手段によって厚さが調整された前記粉体の色を測定する測色手段と、を備えることを特徴とする粉体の色測定装置。
【請求項２】
前記厚さ調整手段が、加圧ローラによって前記粉体の表面を加圧する手段であることを特徴とする請求項１に記載の粉体の色測定装置。
【請求項３】
粉体の粉体供給装置と、前記粉体供給装置から供給された前記粉体の色を測定する色測定装置と、前記色測定装置にて測定された前記粉体の色に基づいて前記粉体を選別する選別装置と、を備える粉体の選別システムであって、
前記色測定装置が、請求項１または請求項２に記載の粉体の色測定装置であることを特徴とする粉体の選別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の色測定装置および粉体の選別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントなどの粉体の品質を管理する指標の一つとして、粉体の色が利用されている。この粉体の色を測定する方法として、上方に開口を有する収容容器に粉体を収容し、透明で且つ上記開口よりも小さなガラス板（板状部材）を有する測色装置を用い、そのガラス板を粉体の表面に当接させ、さらに、開口から所定深さまで下方に押し下げ、その押し下げられた粉体表面の色を測定する方法が知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７６５３５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８７５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載されている粉体の色を測定する方法は、バッチ式で、粉体を収容容器に収容する作業が必要となる。このため、短時間で粉体の色を測定するのが難しいという問題がある。例えば、セメントを生産する場合、セメント原料の切替時は、セメントの色の変動が大きくなるおそれがあるため、セメントの生産工場内にて連続的に搬送されているセメントの色を短時間で精度よく測定できることが望ましい。また、セメントの混和材として用いるフライアッシュについても、色により品質差があるため、フライアッシュの色を短時間で精度よく測定できることが望ましい。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、連続的に搬送されている粉体の色を、実用的に粉体を選別できるレスポンスタイム（応答速度）で精度よく測定することが可能な粉体の色測定装置、およびそれを用いた粉体の選別システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の粉体の色測定装置は、粉体を連続的に搬送するための搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されている前記粉体の厚さを調整する厚さ調整手段と、前記厚さ調整手段によって厚さが調整された前記粉体の色を測定する測色手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような構成とされた本発明の粉体の色測定装置は、厚さ調整手段によって厚さが調整された粉体の色を、測色手段によって測定するので、粉体の厚さによる色の変動を抑制することができ、粉体の色を短時間で精度よく測定することができる。
【０００８】
本発明の粉体の色測定装置においては、前記厚さ調整手段が、加圧ローラによって前記粉体の表面を加圧する手段であることが好ましい。
この場合、加圧ローラによって粉体の表面が加圧されることにより、粉体の表面が平坦でかつ密度が一定となるので、粉体の表面状態や密度による色の変動を抑制することができ、粉体の色をより精度よく測定することができる。
【０００９】
本発明の粉体の選別システムは、粉体の粉体供給装置と、前記粉体供給装置から供給された前記粉体の色を測定する色測定装置と、前記色測定装置にて測定された前記粉体の色に基づいて前記粉体を選別する選別装置と、を備える粉体の選別システムであって、前記色測定装置が、上述の粉体の色測定装置であることを特徴としている。
【００１０】
このような構成とされた本発明の粉体の選別システムは、色測定装置として、上述の粉体の色測定装置を用いるので、粉体の色を短時間で精度よく測定することができる。よって、連続的に搬送されている粉体を、精度よく選別することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、連続的に搬送されている粉体の色を、実用的に粉体を選別できるレスポンスタイムで精度よく測定することが可能な粉体の色測定装置、およびそれを用いた粉体の選別システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る粉体の色測定装置およびその装置を用いた粉体の選別システムの概略説明図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る粉体の色測定装置およびその装置を用いた粉体の選別システムの概略説明図である。
【図３】本発明例１と本発明例２で測定したＬ値の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第一実施形態）
以下に、本発明の第一実施形態について、添付した図１を参照して説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る粉体の色測定装置を用いた粉体の選別システムの概略説明図である。
【００１４】
図１において、粉体の選別システム１は、粉体１０を供給するための粉体供給装置２０と、色測定装置３０と、選別装置４０と、を備える。
本実施形態において粉体１０の特性は、特には制限はないが、例えば、色測定装置３０にて粉体１０の色として、Ｌ値（明度指数）を測定する場合、粉体１０のＬ値は、４０以上７５以下の範囲にあることが好ましい。Ｌ値が４０未満の場合は、粉体１０の色が黒過ぎて光の吸収の影響により正確な測定ができないおそれがある。また、Ｌ値が７５より大きい場合は、粉体１０の色が白すぎて光が乱反射を起こすため正確な測定ができないおそれがある。
【００１５】
粉体供給装置２０は、所定量の粉体１０を連続的に色測定装置３０に供給するための装置である。本実施形態では、粉体供給装置２０は、計量ホッパを備えており、計量ホッパによって計量された粉体が色測定装置３０に供給されるように構成されている。
【００１６】
色測定装置３０は、粉体１０を連続的に搬送するための搬送手段３１と、搬送手段３１によって搬送されている粉体１０の厚さを調整する厚さ調整手段である加圧装置３４と、厚さが調整された粉体１０の色を測定する測色手段３５と、を備える。
搬送手段３１は、ベルト３２と回転ローラ３３とからなる。回転ローラ３３が回転することによって、ベルト３２が移動する。搬送手段３１による粉体１０の搬送速度は、１００ｍｍ／秒以下であることが好ましい。搬送速度が１００ｍｍ／秒を超えると、測色手段３５で測定する光の波長（周波数）がドップラー効果によって変調し、色の測定値の精度が低下するおそれがある。また、粉体１０の搬送速度は１０ｍｍ／秒以上であることが好ましい。搬送速度が１０ｍｍ／秒未満となると、色測定の作業効率が低下する。
【００１７】
加圧装置３４は、３つの加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃを有する。この加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃによってベルト３２の上にある粉体１０の表面が加圧（転圧）され、粉体１０が締め固められることにより粉体の表面が平坦となり、また粉体の密度が一定となる。加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、表面が平滑であり、さらには粉体が付着しにくい材料で形成されていることが好ましい。加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの材料の例としては、鋼材、硬質ゴム、硬質プラスチック等が挙げられる。
【００１８】
加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、粉体供給装置２０側から順にベルト３２との間の隙間が狭くなっていて、粉体１０に係る圧力が順に強くなるようにされている。こうすることによって、粉体１０の表面をより平坦にでき、かつ密度をより一定とすることができる。加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。隙間が１０ｍｍ以下では、粉体１０を締め固める作用が不十分で、粉体１０の表面の平坦性が低下して、色の測定値の精度が低下するおそれがある。また、隙間が５mm未満の場合は、粉体が過剰に締め固められて、粉体１０の表面にひび状の欠損部が生じて、色の測定値の精度が低下するおそれがある。
【００１９】
測色手段３５は、加圧ローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃによって加圧された粉体１０の色を計測する手段である。この測色手段３５で計測される色（色彩）の値（測色値）は、測定対象の粉体が有する色彩の差異を計測できる指標であればどのような値でも適用できる。測色値としては、ハンターＬａｂ表色系におけるＬ値（明度指数）、ａ値、ｂ値を使用することができる。また、特定の波長の光に対する透過率や反射率を使用することができる。これら測色値は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。例えば、セメントや石炭灰（フライアッシュ）では、Ｌ値を用いることが好ましい。
【００２０】
測色手段３５による色の計測は、連続的に行ってもよいし、周期的に行ってもよい。色の計測を周期的に行う場合、その間隔は、色の変動の起こり易さを考慮して調整することが好ましい。例えば、セメントを生産する場合、セメント原料の切替時は、セメントの色の変動が大きくなるおそれがあるため、測色手段３５による色の計測の間隔を短くする、あるいは搬送手段３１による粉体１０の搬送速度を遅くするなどによって、生産されたセメントの色を短い間隔で測定することが好ましい。色の計測は、０．１〜１０秒の間隔で行うことが好ましい。
【００２１】
選別装置４０は、色測定装置３０にて測定された粉体１０の色に基づいて粉体１０を選別する。選別方法としては、特に制限はなく、粉体１０の物性や使用目的に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、測色手段３５で測定された測色値が、予め設定した設定値の範囲を超えている粉体は異常品として、選別装置４０の外部に排出され、測色値が設定値の範囲にある粉体は正常品として、選別装置４０を通って、所定のタンクに貯留されるように構成されている。
【００２２】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第二実施形態に係る粉体の色測定装置を用いた粉体の選別システムの概略説明図である。なお、第一実施形態と同一の構成のものについては、同一の符号を付して記載し、詳細な説明を省略する。
【００２３】
図２に示す第二実施形態の粉体の選別システム２は、色測定装置３０の厚さ調整手段が、擦切り板３６とされている点で、第一実施形態の粉体の選別システム１と相違する。
擦切り板３６では、粉体１０は加圧されないので、例えば、樹脂製の粉体や中空の粉体など圧力によって変形しやすい粉体の色の測定に有用である。擦切り板３６とベルト３２との間の隙間は、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
【００２４】
以上のような構成とされた第一実施形態および第二実施形態の粉体の選別システムで用いた粉体の色測定装置によれば、厚さ調整手段によって厚さが調整された粉体の色を、測色手段によって測定するので、粉体の厚さによる色の変動を抑制することができ、連続的に搬送されている粉体の色を短時間で精度よく測定することができる。例えば、色測定装置にて粉体の色として、Ｌ値を測定する場合、測定されたＬ値の誤差は±０．５以内、および測定値の標準偏差は２．０以下であることが好ましい。
【００２５】
特に、第一実施形態の粉体の選別システムで用いた粉体の色測定装置によれば、厚さ調整手段が加圧ローラによって粉体の表面を加圧する手段とされており、加圧ローラによって粉体の表面が加圧されることにより、粉体の表面が平坦でかつ密度が一定となるので、粉体の表面状態や密度による色の変動を抑制することができ、粉体の色をより精度よく測定することができる。
【００２６】
また、第一実施形態および第二実施形態の粉体の選別システムは、色測定装置として、上述の粉体の色測定装置を用いるので、連続的に搬送されている粉体の色を短時間で精度よく測定することができ、これによって、粉体の選別を精度よく行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、第一実施形態では、厚さ調整手段として、３個の加圧ローラを用いているが、加圧ローラの個数は１個であってもよい。但し、加圧ローラの数は２個以上の複数個として、段階的に粉体の厚さが薄くなるように調整することが好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明に係る粉体の色測定装置について評価した評価試験の結果について説明する。
【００２９】
色測定対象粉体として、石炭灰Ａ〜Ｅを用意した。石炭灰Ａ〜ＥのＬ値（明度指数）は、下記の通りである。なお、下記のＬ値は、測色色差計（日本電色工業（株）製、型式：ＺＥ２０００）を用い、バッチ式にて測定した値である。
石炭灰Ａ：５８．１
石炭灰Ｂ：３８．０
石炭灰Ｃ：４０．０
石炭灰Ｄ：７５．０
石炭灰Ｅ：７７．０
【００３０】
［本発明例１］
石炭灰ＡのＬ値を、図１に示した色測定装置３０を用いて測定した。なお、測色手段３５としては、コニカミノルタ（株）製、高速非接触インライン測色システムを用いた。粉体の搬送速度は１００ｍｍ／秒、加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間は７ｍｍとした。Ｌ値の測定間隔を１秒とし、１２０秒間（測定回数１２０回）測定した。その結果を図１に示す。測定したＬ値の平均値は５８．１であり、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差（誤差）は±０であった。また、測定値の標準偏差０．０６であった。この本発明例１によれば、図１に示した色測定装置３０によれば、連続的に搬送されている石炭灰の色を、実用的に粉体の選別が可能なレスポンスタイムで精度よく測定できることが確認された。
【００３１】
［本発明例２］
石炭灰ＡのＬ値を、図２に示した色測定装置３０を用いて測定した。なお、測色手段３５としては、コニカミノルタ（株）製、高速非接触インライン測色システムを用いた。石炭灰の搬送速度は１００ｍｍ／秒、擦切り板３６とベルト３２との間の隙間は７ｍｍとした。Ｌ値の測定間隔を１秒とし、１２０秒間（測定回数１２０回）測定した。その結果を図３に示す。測定したＬ値の平均値は５６．６であり、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差は−１．５であった。また、測定値の標準偏差は６．９４であった。本発明例２において、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差および標準偏差が大きくなったのは、石炭灰は、粒子径が微細で、かさ密度が大きいので、擦切り板３６では石炭灰の表面が平坦にならなかったためであると推察される。
【００３２】
［本発明例３〜本発明例８］
石炭灰の搬送速度および加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間を表１に記載した値としたこと以外は、本発明例１と同様にして石炭灰ＡのＬ値を測定した。表１に、測定したＬ値の平均値、そのＬ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差、標準偏差を、本発明例１の結果とともに示す。
【００３３】
［本発明例９〜１６］
色測定対象粉体として石炭灰Ｂ〜Ｅを用い、石炭灰の搬送速度および加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間を表２に記載した値としたこと以外は、本発明例１と同様にして石炭灰Ｂ〜ＥのＬ値を測定した。表２に、測定したＬ値の平均値、そのＬ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差、標準偏差を示す。
【００３４】
【表１】
2018132415.tif 000003
【００３５】
【表２】
2018132415.tif 000004
【００３６】
バッチ式で測定したＬ値が４０以下７５以下の範囲にある石炭灰Ａ、Ｃ、Ｄを用いて、石炭灰の搬送速度を１００ｍｍ／秒以下、加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲に設定した本発明例１、４、６、７、１０、１１、１３、１５においては、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差（誤差）が±０．５以内と小さく、また標準偏差が２．０以下と低いことから、連続的に搬送されている石炭灰の色を、実用的に粉体の選別が可能なレスポンスタイムで精度よく測定できることが確認された。
【００３７】
これに対して、バッチ式で測定したＬ値が３８．０の石炭灰Ｂを用いた本発明例９、Ｌ値が７７．０の石炭灰Ｅを用いた本発明例１６においては、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差および標準偏差が大きくなった。本発明例９においては、Ｌ値が３８．０の石炭灰は、黒色が強く、光の吸収量が大きくなりすぎたためであると考えられる。本発明例１６においては、Ｌ値が７７．０の石炭灰は、白色が強く、光の反射量が大きくなりすぎたためであると考えられる。
【００３８】
また、石炭灰の搬送速度が１２０ｍｍ／秒と早い本発明例８においては、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差および標準偏差が大きくなった。これは、石炭灰の搬送速度が速くなりすぎて、石炭灰の色［光の波長（周波数）］がドップラー効果によって変調したためであると推察される。
【００３９】
加圧ローラ３４ｃとベルト３２との間の隙間が４ｍｍと狭い本発明例３、１４、隙間が１０ｍｍと広い本発明例５、１２においては、Ｌ値の平均値とバッチ式で測定したＬ値との差および標準偏差が大きくなった。本発明例３、１４では、加圧ローラによって石炭灰が過剰に加圧されたことにより、石炭灰の加圧ローラとの接触面にひび状の欠損部が生じたためであると推察される。本発明例５、１２においては、加圧ローラによる石炭灰の加圧（転圧）が不十分で、石炭灰の表面が平坦にならなかったためであると推察される。
【符号の説明】
【００４０】
１、２  粉体の選別システム
１０  粉体
２０  粉体供給装置
３０  色測定装置
３１  搬送手段
３２  ベルト
３３  回転ローラ
３４  加圧装置
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  加圧ローラ
３５  測色手段
３６  擦切り板
４０  選別装置
【図１】
2018132415.tif 000005
【図２】
2018132415.tif 000006
【図３】
2018132415.tif 000007