JP3710186B2

JP3710186B2 - 粉末圧縮成形装置

Info

Publication number: JP3710186B2
Application number: JP01345396A
Authority: JP
Inventors: 忠嗣谷野; 義広青木; 耕治佐藤; 泰一水田
Original assignee: Shionogi and Co Ltd
Current assignee: Shionogi and Co Ltd
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JPH09206998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末等を圧縮成形して錠剤等を製造する粉末圧縮成形装置（打錠機）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より広く用いられている粉末圧縮成形装置を、図２を参照しつつ説明する。図２に示すように、従来の粉末圧縮成形装置では、例えば水平に回転する円盤１０の円周上に一定間隔で設けられた貫通臼穴１１の下方をそれぞれ下杵２０で塞ぎ、その状態で各臼穴に所定量の粉末１を充填し、各臼穴１１の上方から上杵３０を挿入し、上杵３０及び下杵２０を所定圧力で加圧することにより粉末１を錠剤２等に成形することが行われている。ここで、臼穴１１に充填された粉末１に空気が含まれていると、成形後、成形した錠剤を放出する際にキャッピングやラミネーション等が発生したり、上杵３０及び／又は下杵２０と臼穴１１との隙間から粉末が噴出するおそれがある。そのため、従来より、粉末を圧縮する際、傾斜した予圧ローラ４０，４１及び本圧ローラ５０，５１により２工程に分けて加圧を行い、予圧ローラ４０，４１によりあらかじめ粉末中に含まれていた空気を排出すること（脱気）が行われている。
【０００３】
しかしながら、予圧ローラ４０，４１による予圧は上杵３０及び下杵２０を垂直方向に瞬間的に加圧することにより行われる。粉体１の流動性が良い場合、このような瞬間的な脱気であっても特に問題はない。ところが、例えばビタミンＥ（コハク酸トコフェロール）等のようなワックス状の物質や液状物質を多量に含む粉末の場合、粉体の流動性が悪く、瞬間的な圧縮では十分に脱気できない。そこで、本出願人は、例えば特開平４−１１１９９７号公報に示されるように、予圧ローラ４０，４１による予圧に先立って、摺り切り板１３から予圧ローラ４０にかけての上杵搬送レイル１２を低くして（図３参照）、上杵３０の自重により臼穴１１内の粉末１を徐々に圧縮し、空気の移動に追従し得るように緩慢な予備圧縮を行うことを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧縮成形される粉末１の種類や円盤１０の回転速度によっては、遠心力により上杵３０が充分に下降せず、脱気圧力が充分に得られない場合がある。すなわち、上杵３０の自重が必ずしも最適な脱気圧力を与えるとは限らず、粉末１の粘性が高い場合、上杵３０の重量不足により脱気が十分に行われない場合もありうる。また、圧縮成形する粉末の種類に応じてそれに適する自重を有する上杵３０を用意し、その都度上杵３０を交換することも考えられるが、その場合、装置の構成が複雑になったり、上杵３０の交換のために稼働率が低下するという問題点を有する。
【０００５】
本発明は、上記従来の粉末圧縮成形装置の問題点を解決するためになされたものであり、圧縮成形する粉末の性質に応じて、上杵による予備圧縮圧力を調節可能とし、上杵を強制的に加圧することにより予備圧縮による脱気をより完全なものとする粉末圧縮成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の粉末圧縮成形装置は、水平方向に搬送される搬送手段上に一定間隔で設けられた貫通臼穴と、前記臼穴のそれぞれに垂直方向の上下からそれぞれ嵌装され、前記臼穴と共に所定方向に搬送される上杵及び下杵と、前記臼穴の底部を前記下杵で塞いだ状態で前記臼穴に所定量の粉末を充填する粉末充填手段と、前記上杵及び下杵を垂直方向に加圧し、前記臼穴に充填された粉末を圧縮成形する加圧手段と、前記粉末充填手段と前記加圧手段との間に設けられ、前記上杵を所定の圧力で垂直下方に加圧し、前記臼穴に充填された粉末を脱気する脱気手段とを具備する。
【０００７】
上記構成において、前記脱気手段は、前記上杵と当接し、当接面の垂直方向の高さが徐々に低くなるガイドレイルであることが好ましい。
また、上記構成において、前記ガイドレイルは垂直方向駆動手段に接続され、全体的に前記上杵に対する垂直方向の位置が調節可能であることが好ましい。
また、上記各構成において、前記ガイドレイルは前記当接面の傾斜角度が調節可能であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の粉末圧縮成形装置は、水平方向に搬送されるコンベアや垂直な軸を中心として回転する円盤等の搬送手段上に、一定間隔で貫通臼穴を設け、各臼穴のそれぞれに垂直方向の上下からそれぞれ上杵及び下杵を嵌装し、臼穴内の上杵と下杵との間に粉末を充填し、上杵と下杵をそれぞれ垂直方向に瞬間的に加圧し、粉末を錠剤等に圧縮成形するものであって、粉末を臼穴に充填した後、圧縮成形する前に、上杵により粉末を徐々に予備圧縮し脱気する。粉末に含まれる空気を有効に脱気するために、空気の移動に追従し得る緩慢な圧縮速度を得る必要があり、例えばガイドレイル等の脱気手段を複数の臼穴及びそれらに嵌装される上杵に対向する範囲に設け、ガイドレイルの上杵と当接する当接面の垂直方向の高さが徐々に低くなるように形成する。これにより、上杵を垂直下方に加圧する圧力を徐々に変化させることができる。上杵はガイドレイルにより強制的に垂直下方に押下げられるので、粉末の性質（粘性等）にかかわらず、脱気を行うことができる。
【０００９】
また、ガイドレイルを、エアーシリンダや油圧シリンダ等の垂直方向駆動手段に接続し、全体的に上杵に対する垂直方向の位置を調節可能とする。これにより、粉末の性質に応じて、脱気を十分に行うための最適な予備圧縮力を得ることができる。また、ガイドレイルを垂直面内で回転させる等により当接面の傾斜を調節可能とすることにより、同様に粉末の性質に適した予備圧縮力を得ることができる。
【００１０】
次に、本発明の粉末圧縮成形装置の好ましい一実施例を、図１を参照しつつ説明する。図１において、円盤１０は垂直な軸（図示せず）を中心として水平に回転している。複数の臼穴１１が円盤１０の外周部近傍の円周上に一定間隔で設けられている。各臼穴１１に対向するように、円盤１０の上方及び下方にはそれぞれ上杵３０及び下杵２０が配列され、図示しない搬送機構により円盤１０の回転と同期するように円周軌道上を搬送される。下杵２０の垂直方向の高さは、下杵２０の底部２４が摺動する下杵搬送レイル２２等により制御される。上杵３０の垂直方向の高さは、主として上杵３０に植設された上杵搬送ローラ３１と上杵搬送レイル１２の摺動面との当接により制御される。
【００１１】
円盤１０の所定の位置には摺り切り板１３が設けられており、円盤１０上に供給された粉末１を臼穴１１内に充填すると共に、余分な粉末１を除去し、臼穴１内の粉末の量を一定にする。円盤１０の回転方向（臼穴１１の搬送方向）の摺り切り板１３の下流側には、上下一対の予圧ローラ４０，４１と同じく上下一対の本圧ローラ５０，５１が、円盤１０、上杵３０及び下杵２０を挟むように順に設けられている。従って、予圧ローラ４０と本圧ローラ５０により上杵３０の頭部を垂直下方に押下げ、同時に、予圧ローラ４１と本圧ローラ５１により下杵２０の底部を垂直上方に押上げることにより、臼穴１１内の粉末を錠剤等に圧縮成形する。
【００１２】
摺り切り板１３と予圧ローラ４０，４１との間において、円盤１０及び上杵３０の上方には、上杵３０に植設された脱気予圧ローラ３２と当接するガイドレイル６０が設けられている。ガイドレイル６０は、複数（少なくとも３以上）の臼穴１１及びそれに嵌装される上杵３０と対向し得る水平方向の長さを有する。また、ガイドレイル６０の垂直方向の高さは、臼穴１１の搬送方向に向かって徐々に低くなるように設定されている。また、ガイドレイル６０はエアーシリンダ等の垂直方向駆動機構６１に接続され、矢印Ａで示すように、全体として垂直方向に上下可能である。また、矢印Ｂで示すように、ガイドレイル６０を垂直面内で回転させてもよい。
【００１３】
円盤１０の回転に伴って、上杵３０が円周軌道上を搬送されると、上杵３０に植設された脱気予圧ローラ３２がガイドレイル６０の当接面に当接し、ガイドレイル６０の形状に従って、上杵３０が垂直下方に強制的に押下げられる。その結果、臼穴１１内の粉末は予備圧縮され、脱気される。上杵３０を垂直下方に押下げるための押下げ力（加圧力）は、上杵３０の水平方向の搬送力とガイドレイル６０の当接面の傾斜角度により決定される。傾斜角度が小さいほど押下げ力は小さく、また傾斜角度が大きいほど押下げ力は大きい。例えば図１に示す実施例では、ガイドレイル６０の当接面が略Ｓ字形状を描くように形成されているが、この形状に限定されるものではなく、直線状に形成されていてもよく、また任意の曲線を描くように形成されていてもよい。また、予備圧縮時における上杵３０の押下げストロークは、上杵３０に植設された脱気予圧ローラ３２とガイドレイル６０の垂直方向の相対的な高さにより決定される。さらに、粉末中の空気の移動に追従し得る圧縮速度の緩慢さは、ガイドレイル６０の当接面の傾斜角度と臼穴１１等の搬送速度（円盤１０の回転速度）により決定される。
【００１４】
次に、以上のように構成された本発明の粉末圧縮成形装置の動作を説明する。便宜上、臼穴１１、上杵３０及び下杵２０はそれぞれ図１中左から右へ順に搬送されるものとする。まず、図１の左端において、臼穴１１の底部は下杵２０により塞がれており、円盤１０上に供給された粉末１は臼穴１１内に落下する。この時点で、上杵３０は上杵搬送ローラ３１が上杵搬送レイル１２に当接し、円盤１０の上方に保持されている。次に、臼穴１１は右方向に進むと、摺り切り板１３が円盤１０上の余分な粉末を除去し、臼穴１１には所定量に粉末が充填される。同時に上杵３０の脱気予圧ローラ３２がガイドレイル６０に当接し、上杵３０の自重及びガイドレイル６０による押下げ力により、上杵３０が垂直方向に下降する。上杵３０の下降動作は、ガイドレイル６０の当接面の傾斜角度、ガイドレイルの垂直方向の高さ、臼穴１１等の搬送速度によって決定される。圧縮成形される粉末１が、例えばビタミンＥ等のように流動性が悪く、空気の移動が遅い場合、ガイドレイル６０の当接面の傾斜角度を小さくし、かつガイドレイル６０の有効部分の長さを長くする。このように、臼穴１１内の粉末を徐々に予備圧縮することにより、粉末１内の空気の移動に追従できる緩慢な圧縮速度が得られ、ガイドレイル６０の部分を通過する間に、粉末１内の空気をほぼ完全に脱気することができる。
【００１５】
臼穴１１、上杵３０及び下杵２０がさらに図中右に搬送されると、予圧ローラ４０，４１の部分に到達する。予圧ローラ４０，４１は、それぞれ上杵３０を垂直下方に押下げ、下杵２０を垂直上方に押上げる。予圧ローラ４０，４１による圧縮は、円盤１０の回転速度にもよるが、ほぼ瞬間的に行われる。本発明の粉末圧縮成形装置によれば、予圧ローラ４０，４１に到達する以前に、臼穴１１内の粉末はほぼ完全に脱気されているため、従来の装置と比較して、予圧ローラ４０，４１による圧縮速度及び／又は圧縮圧力を増加させても、キャッピングやラミネーション等が発生するおそれはほとんどない。従って、従来の装置でキャッピング等が発生したレベル以上に圧縮速度及び／又は圧縮圧力を増加させることができる。なお、好ましい脱気圧力としては、使用する上杵３０の自重を下限とし、それに＋５Ｋｇ加えた程度が実用的である。
【００１６】
予圧ローラ４０，４１の部分を通過した臼穴１１等は、本圧ローラ５０，５１の部分に到達する。本圧ローラ５０，５１は予圧ローラ４０，４１とほぼ同じ構成であり、予圧ローラ４０，４１によりあらかじめ所定形状に圧縮成形された粉末を、予圧ローラ４０，４１よりもさらに大きな圧縮圧力で圧縮することにより錠剤等に成形する。本発明によれば、予圧ローラ４０，４１による圧縮圧力を従来の装置よりも高くすることができる結果、本圧ローラ５０，５１による圧縮圧力も従来の装置よりも高くすることができる。そのため、従来の装置による場合よりも、さらに機械的強度の高い（硬い）錠剤等の製造が可能になる。また、従来の装置と比較して圧縮速度も増加させることができるため、臼穴１１等の搬送速度（円盤１０の回転速度）を高速化することができる。
【００１７】
本圧ローラ５０，５１の部分を通過すると、上杵３０の上杵搬送ローラ３１が上杵搬送レイル１２に当接し、上杵搬送レイル１２の形状に従って上杵３０が垂直上方に持上げられ、円盤１０の表面と上杵３０の下端との間に隙間が確保される。一方、下杵２０も下杵搬送レイル２２の形状に従って垂直上方に持上げられ、成形された錠剤２が臼穴１１の外部に押出される。押出された錠剤２を常法に従って回収することにより、粉末の圧縮成形が完了する。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の粉末圧縮成形装置は、水平方向に搬送される搬送手段上に一定間隔で設けられた貫通臼穴と、臼穴のそれぞれに垂直方向の上下からそれぞれ嵌装され、臼穴と共に所定方向に搬送される上杵及び下杵と、臼穴の底部を下杵で塞いだ状態で臼穴に所定量の粉末を充填する粉末充填手段と、上杵及び下杵を垂直方向に加圧し、臼穴に充填された粉末を圧縮成形する加圧手段と、粉末充填手段と加圧手段との間に設けられ、上杵を所定の圧力で垂直下方に加圧し、臼穴に充填された粉末を脱気する脱気手段とを具備するので、例えば特開平４−１１１９９７号公報に示したような上杵の自重のみにより脱気を行う場合の効果に加えて、圧縮成形される粉末の流動性や粘着性等の物性が悪く、上杵の自重だけでは予備圧縮による脱気が十分には行えない場合であっても、上杵が強制的に垂直方向に押下げられるため、臼穴内の粉末の脱気をより確実に行うことができる。また、粉末を圧縮成形する加圧手段（例えば、予圧ローラ４０，４１及び本圧ローラ５０，５１）に臼穴、上杵及び下杵が到達する以前に、臼穴内の粉末が脱気手段（例えば、ガイドレイル６０）により強制的に脱気されているので、加圧手段による圧縮成形の際、従来の装置ではキャッピングやラミネーションが発生するレベルの圧縮圧力や圧縮速度で圧縮しても、キャッピングやラミネーションは発生しない。その結果、加圧手段による圧縮圧力や圧縮速度を増加させることができ、より機械的強度の高い（硬い）錠剤等を成形することができると共に、臼穴等の搬送速度（例えば、円盤１０の回転速度）を高め、粉末圧縮成形装置を高速化することができる。また、圧縮成形する以前に充分な脱気が行われているため、装置を長時間連続運転した後でも、キャッピングやラミネーッションはほとんど発生しない。さらに、下杵の先端に粉末が固着した場合であっても、上杵が強制的に垂直方向に押下げられるため、充分な脱気を行うことができる。
【００１９】
また、脱気手段として、上杵と当接し、当接面の垂直方向の高さが徐々に低くなるガイドレイルを用いることにより、従来の装置にガイドレイルを付加するという簡単な改造により、本発明の粉末圧縮成形装置を実現することができる。また、ガイドレイルを垂直方向駆動手段に接続し、全体的に上杵に対する垂直方向の位置を調節可能とすることにより、脱気する際の上杵の下降ストロークを調節することができる。その結果、粉末の性質、例えば粉末中に含まれている空気の割合等に応じて、上杵の下降ストロークを最適に調節することができる。また、ガイドレイルの当接面の傾斜角度を調節可能とすることにより、脱気の際の臼穴内の粉末を垂直方向に加圧する圧力を調整することができる。その結果、粉末の性質、例えば粉末の流動性や粘性等に応じて、最適な圧縮圧力を得ることができる。このように、臼穴等の搬送速度に応じて、ガイドレイルの当接面の傾斜角度及び／又はガイドレイルの上杵に対する相対的な位置（垂直方向の高さ）を適宜調節することにより、粉末の性質に応じて粉末中の空気の移動に追従し得る緩慢な圧縮速度を得ることができる。その結果、加圧手段による粉末の圧縮成形を行う前に、粉末をほぼ完全に脱気することができ、加圧手段による圧縮成形の際にキャッピングやラミネーション等の発生をほぼ完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉末圧縮成形装置の構成を示す側部断面図
【図２】従来より広く用いられている粉末圧縮成形装置の構成を示す側部断面図
【図３】例えば、特開平４−１１１９９７号公報に示された粉末圧縮成形装置の構成を示す側部断面図
【符号の説明】
１：粉末
２：錠剤
１０：円盤
１１：臼穴
１２：上杵搬送レイル
１３：摺り切り板
２０：下杵
２２：下杵搬送レイル
２４：下杵の底部
３０：上杵
３１：上杵搬送ローラ
３２：脱気予圧ローラ
４０：予圧ローラ
４１：予圧ローラ
５０：本圧ローラ
５１：本圧ローラ
６０：ガイドレイル
６１：垂直方向駆動機構

Claims

水平方向に搬送される搬送手段上に一定間隔で設けられた貫通臼穴と、前記臼穴に垂直方向の上下からそれぞれ嵌装され、前記臼穴と共に所定方向に搬送される上杵及び下杵と、前記臼穴の底部を前記下杵で塞いだ状態で前記臼穴に所定量の粉末を充填する粉末充填手段と、前記上杵及び下杵を垂直方向に加圧し、前記臼穴に充填された粉末を圧縮成形する加圧手段と、前記粉末充填手段と前記加圧手段との間に設けられ、前記上杵を所定の圧力で垂直下方に加圧し、前記臼穴に充填された粉末を脱気する脱気手段とを具備する粉末圧縮成形装置であって、
前記脱気手段は、前記上杵と当接し、当接面の垂直方向の高さが徐々に低くなるガイドレイルであり、
前記ガイドレイルは垂直方向駆動手段に接続され、全体的に前記上杵に対する垂直方向の位置が調節可能である粉末圧縮成形装置。
前記ガイドレイルは前記当接面の傾斜角度が調節可能である請求項１記載の粉末圧縮成形装置。