(57)【要約】【課題】２種以上の粉粒体を簡易な構成で偏在が生じないように迅速に混合することのできる粉粒体混合方法及び粉粒体混合装置を提供する【解決手段】粉粒体混合装置１０は、天面部１４に第１粉粒体投入口１２及び第２粉粒体投入口１３を有すると共に、下端部１７に排出シュートが設けられた堆積部１６を有する中空筒状の外郭体１８と、外郭体１８の内部において第２粉粒体投入口１３の下方に設けられ、第２粉粒体投入口１３から落下する粉粒体Ｂを横方向に送り出す送り出し装置１９とからなり、第１粉粒体投入口１２から投入されて堆積部１６に向けて落下する１種以上の粉粒体（Ａ）の流れに、第２粉粒体投入口１３から投入された残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を送り出し装置１９を介して横方向に送り出して合流させることにより、２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を流下させつつ混合して堆積部１６に堆積させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体を混合する混合方法であって、
１種以上の粉粒体（Ａ）を流下させ、残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を前記粉粒体（Ａ）の流れに送り込んで合流させ、前記２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を流下させつつ混合する粉粒体混合方法。
【請求項２】
前記１種以上の粉粒体（Ａ）の流れが略鉛直方向の流れである請求項１記載の粉粒体混合方法。
【請求項３】
前記粉粒体（Ａ）の流れに送り込まれる残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）の平均粒径が、前記流下する１種以上の粉粒体（Ａ）の平均粒径の４〜１２倍である請求項１又は２に記載の粉粒体混合方法。
【請求項４】
前記混合された粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））が袋詰めされるものである請求項１〜３のいずれかに記載の粉粒体混合方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の粉粒体混合方法に用いる粉粒体混合装置であって、
天面部に第１粉粒体投入口及び第２粉粒体投入口を有すると共に、下端部に排出シュートが設けられた堆積部を有する中空の外郭体と、該外郭体の内部において前記第２粉粒体投入口の下方に設けられ、前記第２粉粒体投入口から投入されて落下する粉粒体を横方向に送り出すように方向転換させる送り出し装置とからなり、
前記第１粉粒体投入口から投入されて前記堆積部に向けて落下する前記１種以上の粉粒体（Ａ）の流れに、前記第２粉粒体投入口から投入された前記残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を前記送り出し装置を介して横方向に送り出して合流させることにより、前記２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を混合して前記堆積部に堆積させる粉粒体混合装置。
【請求項６】
前記送出し装置は、水平方向の回転軸を中心に回転する回転体である請求項５記載の粉粒体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉粒体混合方法とその装置に関し、特に粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体を、各粉粒体の分級が生じないように混合する混合方法及び混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用品や食料品、或いは工業用原料等として、多種、多様の粉粒体が市場に供給されており、これらの粉粒体は、袋や容器に収容されて製品化され、流通や販売に供されるのが一般的である。また粉粒体は、粒径、比重、形状等が異なる２種以上のものを混合した状態で製品化されることが多く、このような２種以上の粉粒体を混合する場合には、当該２種以上の粉粒体を分級させることなく均一に混合した後に、袋や容器に収容する必要がある。
【０００３】
粒径、比重、形状等の異なる２種以上の粉粒体を均一に混合するための装置としては、機械的な作用によって攪拌混合を行うもの（例えば、特許文献１参照）や、噴射された圧縮エアーによって攪拌混合を行うもの（例えば、特許文献２参照）等、各種の混合装置が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２９０８３号公報
【特許文献２】
特開平７−３２３６３号公報
【０００５】
【発明が解決使用とする課題】
２種以上の粉粒体を均一に混合するための上記従来の混合装置によれば、いずれも多量の粉粒体を一度に混合して混合物を形成した後に、得られた混合物をスクリューコンベア等を介して搬送し、搬送された混合物を、袋詰めする工程や、打錠成形、射出成形等を行う工程などの、製品化するための次工程に引き渡すものであるため、多量の混合物を効率良く混合形成できるように大掛りな装置を要することになる。また、２種以上の多量の粉粒体を精度良く均一に混合するためには相当の時間を要することになる。さらに、混合形成された混合物は、製品化するための次工程に搬送されるまでの間に、スクリューコンベア等の搬送装置の内部で振動や攪拌等の作用を受けることによりその均一性が損なわれると共に、各粉粒体が分級することになって、混合割合にばらつきが生じることになりやすい。
【０００６】
本発明は、２種以上の粉粒体を簡易な構成で分級が生じないように迅速に混合することのできる粉粒体混合方法及び粉粒体混合装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、混合形成された混合物の各粉粒体が搬送時に分級するのを回避しつつ混合物の袋詰め等を行って、２種以上の粉粒体からなる混合物をばらつきなく容易に製品化することを可能にする粉粒体混合方法及び粉粒体混合装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体を、各粉粒体の分級が生じないように混合する混合方法であって、１種以上の粉粒体（Ａ）を流下させ、残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を前記粉粒体（Ａ）の流れに送り込んで合流させ、前記２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を流下させつつ混合する粉粒体混合方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００９】
また、本発明は、上記粉粒体混合方法に用いる粉粒体混合装置であって、天面部に第１粉粒体投入口及び第２粉粒体投入口を有すると共に、下端部に排出シュートが設けられた堆積部を有する中空の外郭体と、該外郭体の内部において前記第２粉粒体投入口の下方に設けられ、前記第２粉粒体投入口から投入されて落下する粉粒体を横方向に送り出すように方向転換させる送り出し装置とからなり、前記第１粉粒体投入口から投入されて前記堆積部に向けて落下する前記１種以上の粉粒体（Ａ）の流れに、前記第２粉粒体投入口から投入された前記残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を前記送り出し装置を介して横方向に送り出して合流させることにより、前記２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を混合して前記堆積部に堆積させる粉粒体混合装置を提供することによって、上記目的を達成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の好ましい実施形態に係る粉粒体混合装置１０は、粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を混合して得られる製品として、例えば入浴剤を製造する装置に組み込まれて用いられ、当該２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を各粉粒体（Ａ），（Ｂ）の分級が生じないように略均一に混合し、得られた混合物２６を当該粉粒体混合装置１０の下方に配置された４方シール充填包装装置１１に送り出して、この４方シール充填包装装置１１によって２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））からなる混合物２６を袋詰めすることにより、入浴剤を製造可能にしたものである。
【００１１】
ここで、本実施形態によれば、この入浴剤は、酸化カルシウム、フマル酸、炭酸ナトリウム、及び吸水ポリマーを含む例えば表１に示すような配合を有している。この入浴剤は、これらの組成物を通水袋に入れて身体の例えば肩こりや腰痛を感じる部分に粘着して使用する。そして、浴槽に浸かると配合中の酸化カルシウムが水和反応により発熱して、温熱効果を得るものである。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
また、本実施形態によれば、この入浴剤に配合される酸化カルシウムは、平均粒径が1000〜1400μｍ、比重が0.9〜1.0の粉粒体であり、フマル酸は、平均粒径が180〜250μｍ、比重が0.8〜1.1の粉粒体である。また、炭酸ナトリウムは、平均粒径が90〜125μｍ、比重が0.5〜0.8の粉粒体であり、吸水ポリマーは、平均粒径が250〜355μｍ、比重が0.63〜0.71の粉粒体である。
【００１４】
粒径、比重、又は形状の異なるこれらの４種の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））のうちの、平均粒径及び形状が略同様のフマル酸、炭酸ナトリウム、吸水ポリマーの３種の粉粒体（Ａ）は、公知の各種の混合装置を用いて、配合割合に即して各粉粒体を分級させることなく略均一に分散した状態に混合することが容易であると共に、得られた混合物は、搬送時に各粉粒体が分級し難い混合物となる。一方、残りの１種の粉粒体（Ｂ）である酸化カルシウムは、その平均粒径及び形状がこれらの３種の粉粒体（Ａ）とは顕著に相違しており、特にその平均粒径がフマル酸、炭酸ナトリウム又は吸水ポリマーの平均粒径の４〜１２倍であることから、配合割合に即したこれらの３種の粉粒体（Ａ）との略均一な分散混合が困難と考えられ、また略均一に混合されたとしても、各種の搬送装置を介した搬送中に分級が生じやすいものと考えられる。
【００１５】
本実施形態によれば、平均粒径及び形状が略同様のフマル酸、炭酸ナトリウム、吸水ポリマーの３種の粉粒体（Ａ）と、平均粒径及び形状がこれらの３種の粉粒体（Ａ）とは顕著に相違する酸化カルシウムとを、配合割合に即して略均一に分散させた状態で効率良く且つ迅速に混合することを可能にすると共に、搬送中の分級を回避してバラツキのない製品を得ることを目的として、本発明の粉粒体混合装置１０及び粉粒体混合方法を採用するに至ったものである。
【００１６】
そして、本実施形態の粉粒体混合装置１０は、粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を、各粉粒体（Ａ），（Ｂ）の分級が生じないように混合する混合方法に用いる混合装置であって、図１及び図２に示すように、天面部１４に第１粉粒体投入口１２及び第２粉粒体投入口１３を有すると共に、下端部１７に排出シュート１５が設けられた堆積部１６を有する中空の外郭体１８と、この外郭体１８の内部において第２粉粒体投入口１３の下方に設けられ、第２粉粒体投入口１３から投入されて落下する粉粒体Ｂを横方向に送り出すように方向転換させる送り出し装置１９とからなり、第１粉粒体投入口１２から投入されて堆積部１６に向けて落下する１種以上の粉粒体（Ａ）の流れに、第２粉粒体投入口１３から投入された残りの１種以上の粉粒体（Ｂ）を送り出し装置１９を介して横方向に送り出して合流させることにより、２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））を流下させつつ混合して堆積部１６に堆積させるものである。
【００１７】
本実施形態の粉粒体混合装置１０を構成する外郭体１８は、平断面が縦横150〜200ｍｍ程度の大きさの矩形形状となった中空箱体２４の下半部分に縦断面が略三角形状の中空傾斜部２５を連接一体化してなるものである。そして、外郭体１８の下端部１７に位置する中空傾斜部２５の下半部分が２種以上の粉粒体（（Ａ）＋（Ｂ））の混合物２６を堆積させる堆積部１６となっていると共に、中空傾斜部２５の下端部は、堆積部１６に堆積された混合物２６を後述する４方シール充填包装装置１１の可動シュート２７に向けて排出する排出口を備えた排出シュート１５となっている。
【００１８】
また、外郭体１８には、その上端開口を覆って開閉可能な天面部１４が設けられていると共に、当該天面部１４に形成された開閉可能な第１粉粒体投入口１２と第２粉粒体投入口１３の上方には、各々第１計量マス２８と第２計量マス２９が設けられている。各計量マス２８，２９には、各々、第１粉粒体供給シュート３０と第２粉粒体供給シュート３１の各供給口が開口接続しており、粉粒体混合搬送装置３２を介して搬送される、平均粒径及び形状が僅かに異なるフマル酸、炭酸ナトリウム、吸水ポリマーの３種の粉粒体の混合物である第１粉粒体（Ａ）を、第１計量マス２８によって所定の配合量となるように計量する。また粉粒体搬送装置３３から搬送される、平均粒径及び形状が異なる残りの１種の粉粒体である酸化カルシウムの粉粒体を、第２粉粒体（Ｂ）として第２計量マス２９によって所定の配合量となるように計量する。
【００１９】
本実施形態によれば、粉粒体混合装置１０を構成する送り出し装置１９は、水平方向の回転軸２２を中心に回転する例えば回転羽根や回転ドラム等の回転体２３によって構成されている。すなわち、送り出し装置１９は、外郭体１８の内部において第２粉粒体投入口１３の下方に配置されて設けられ、例えば200〜1000ｒｐｍ程度の回転数でＲ方向に高速回転させることにより、第２粉粒体投入口１３から投入されて落下する第２粉粒体（Ｂ）を横方向に送り出すように方向転換させ、第１粉粒体投入口１２から投入されて堆積部１６に向けて例えば100〜200cm／秒程度の流下速度で略垂直下方に落下する、第１粉粒体（Ａ）の流れに合流させることができるようになっている。
【００２０】
そして、本実施形態の粉粒体混合装置１０によれば、各計量マス２８，２９によって所定の配合量に各々計量された第１粉粒体（Ａ）と第２粉粒体（Ｂ）とを、第１粉粒体投入口１２及び第２粉粒体投入口１３の開口量を制御してこれらの落下量をコントロールしつつ外郭体１８の内部に落下させると共に、送り出し装置１９としての回転体２３を高速回転させるだけの簡易な構成によって、予め設定された所定の配合割合に応じて、第１粉粒体（Ａ）と第２粉粒体（Ｂ）とを分級させることなく略均一に混合して行くことが可能になる。
【００２１】
すなわち、本実施形態によれば、第１粉粒体（Ａ）は、その自重によって第１粉粒体投入口１２から堆積部１６に向けて帯状の流れとして略垂直下方に落下して行く際に、粉粒体の粒子間の接触が緩くなってこれらの間に相当の隙間が生じると共に、回転体２３を介して横方向から送り出された平均粒径の大きな第２粉粒体（Ｂ）は、当該回転体２３によって落下方向が連続的に変更されるので、緩くなった第１粉粒体（Ａ）の隙間の間に容易に入り込むようにして、第２粉粒体（Ｂ）の流れは停滞せずにスムーズに第１粉粒体（Ａ）の流れに合流混合されることになる。これによって堆積部１６には、第１粉粒体（Ａ）に平均粒径の大きな第２粉粒体（Ｂ）が分級することなく略均一に分散混入した混合物２６が、迅速に形成されて堆積してゆくことになる。
【００２２】
また、本実施形態によれば、粉粒体混合装置１０は、上述のように簡易且つコンパクトな構成を備えていると共に、特に混合物２６を少量づつ形成する用途にも適しており、例えば上述の入浴剤を製造する装置に組み込んで、図１に示すように、形成した混合物２６を袋詰めして製品化するための４方シール充填包装装置１１の直上に配置して用いることにより、長距離の搬送工程を不要とし、且つ混合形成された混合物２６を直ちに袋詰めして、各粉粒体（Ａ），（Ｂ）が略均一に分散混合された状態を容易に保持することが可能になる。
【００２３】
ここで、４方シール充填包装装置１１は、例えば特開２０００−５３１０４号公報に記載の４方シール充填包装装置に種々の改良を加えたものであり、一回転あたり複数個の窪みが外周面に列設され、接触状態で連続回転する一対のシールロール３４へ、くい込み状に挿入される一対のフィルム状の包装材料３５を連続供給して熱融着しながら、シールロール３４の接触部の接線方向に上下に直線的に出入りする可動シュート２７を介して混合物２６を供給してゆくことにより、供給された第１粉粒体（Ａ）と第２粉粒体（Ｂ）との混合物２６を４方シールしつつ包装材料３５に袋詰めして製品化するものである。
【００２４】
また、本実施形態によれば、４方シール充填包装装置１１には、４方シールにより包装材料３５で混合物２６を袋詰めした各包装体３６のヘッドスペースを小さくするために、シールロール３４とシールパターンの異なる一対の二次シールロール３７がシールロール３４の下方に配置されている。一般的に４方シール充填包装では袋の充填率は５０％前後であるので、袋の上部に広い空間が生じ、充填された粉粒体が自由に動き回れる為、せっかく均一に分散させた粉粒体が輸送時の振動等で簡単に分級してしまい、本発明の効果が無くなってしまう。そこで、二次シールロール３７を追加する事によって袋の上部空間を潰して袋内で粉粒体を固定すれば、簡単に分級する事はなくなる。さらに、本実施形態によれば、縦横に連続して形成される包装体３６を個々の包装体３６として切断分割するためのトリミング装置３８が、二次シールロール３７の下方に設けられている。またトリミング装置３８により個々に切断分割された包装体３６は、搬送コンベア３９に集積されて次工程に搬送されることになる。
【００２５】
そして、本実施形態によれば、第１粉粒体（Ａ）と第２粉粒体（Ｂ）とが略均一に混合されて堆積部１６に堆積した混合物２６は、当該堆積部１６の直下において４方シール充填包装装置１１によって少量ずつ袋詰めされることになり、混合物２７の各粉粒体（Ａ），（Ｂ）が搬送時に偏在するのを効果的に回避しつつ混合物２６の袋詰めを行うことが可能になって、バラツキのない精度の良い製品を確実に得ることが可能になる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、上述の配合の入浴剤に限定されることなく、粒径、比重、又は形状の異なる２種以上の粉粒体を混合して得られる種々の混合物を形成するべく各種の製品に用いることができ、これらの混合物は、家庭用品や食料品の他、工業用原料等であっても良い。また混合物を袋詰めする装置の直前において２種以上の粉粒体を混合する必要は必ずしもなく、混合された混合物は、搬送装置により次工程に搬送して用いることもできる。さらに、２種以上の粉粒体を少量ずつ混合する場合に限定されることなく、多量の粉粒体を混合する際に用いることもできる。その場合は、各計量マス２８，２９は不要となり、粉粒体搬送装置３２，３３から直接外郭体１８の内部へ各粉粒体（Ａ），（Ｂ）を供給しても良い。
【００２７】
また、上方から下方に向かって流下させる１種以上の粉粒体は、略鉛直下方への流れを介して流下させる必要は必ずしもなく、例えば傾斜面等を介して斜めに流下させることもできる。さらにまた、残りの１種以上の粉粒体を横方向に送り出す送出し装置は、回転羽根や回転ドラム等の回転体によるものである必要は必ずしもなく、例えば空気等を噴射して方向転換させることにより、横方向に送り出すようなものであっても良い。なお、回転羽根を使用した場合には、平均粒径の大きな粉粒体（Ｂ）の各粒子は断続的な流れになり、一方、空気等を噴射するものの場合には、平均粒径の大きな粉粒体（Ｂ）の各粒子を拡散させる効果がある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の粉粒体混合方法及び粉粒体混合装置によれば、２種以上の粉粒体を簡易な構成で分級が生じないように迅速に混合することができる。また、堆積部に堆積した粉粒体の混合物を、当該堆積部の直下において袋詰め等するようにすれば、混合形成された混合物の各粉粒体が搬送時に分級するのを回避しつつ混合物の袋詰め等を行って、２種以上の粉粒体からなる混合物をばらつきなく容易に製品化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体混合装置を組み込んだ製造装置の構成を説明する略示断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る粉粒体混合装置の構成を説明する略示断面図である。
【符号の説明】
１０  粉粒体混合装置
１１  ４方シール充填包装装置
１２  第１粉粒体投入口
１３  第２粉粒体投入口
１４  天面部
１５  排出シュート
１６  堆積部
１７  外郭体の下端部
１８  外郭体
１９  送り出し装置
２２  回転軸
２３  回転体（送り出し装置）
２６  混合物
２７  可動シュート
３４  シールロール
３５  包装材料
Ａ    第１粉粒体（１種以上の粉粒体）
Ｂ    第２粉粒体（残りの１種以上の粉粒体）
【図１】
2004195336.tif 000004
【図２】
2004195336.tif 000005