JPH0246319B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、医薬品、食品、農薬、肥料等の分野
において、粉体圧縮装置により粉体圧縮を行なう
に際し、圧縮圧に差のない圧縮成形物を製造する
新規な粉体圧縮装置に関するものである。 従来から一般に使用されている粉体圧縮装置の
大きな欠点の一つは、１乃至10tonの押圧を用い
てローラー圧縮部位により乳糖単味、セラミツク
粉体、抗生物質、酸化防止剤等の大略水分10％以
下の粉体を固化する際、線圧約300Kg／cm以上の
圧縮圧がローラの巾方向全域に一様にかからない
ということである。圧縮圧が一様にかからないこ
とにより粉体の成形硬度、密度等が異なる圧縮成
形物しかできないのが常であつた。従つて圧密度
が製品特性に影響を与える場合、例えば医薬品の
圧縮成形等においては、圧縮成形した薬剤の安定
性、崩壊性（溶解性）あるいは力価等が圧縮部分
により異なるため、製品品質が一定に保たれない
ことや収率の低下をもたらす等の大きな障害原因
となつているのが現状である。 一般に粉体を圧縮固化する目的は、粉体からな
る団塊をえることと、フレーク状の粉粒体固化物
をつくることである。（フレーク状の粉粒体固化
物は破砕機で破砕して、粒状物をえることができ
る。） この場合、粉体と圧縮ローラ表面との摩擦係数
が小さい粉体を扱うとき、圧縮ローラ表面を粉体
がスリツプし易くなり、圧縮固化せずに圧縮ロー
ラ間を通過する、いわゆる未圧縮粉体が多くな
る。特に圧縮ローラの両端部には、粉体の漏れ防
止のためのシール板が設けられているため、それ
が圧縮ローラ間への粉体の移動のブレーキにな
り、そのために圧縮ローラの両端近くでは未圧縮
粉体が多くなる。未圧縮粉体が多くなると、それ
を圧縮固化物と分離して再圧縮固化を行なう必要
があり、生産効率を落すとともに、２度圧縮によ
る品質劣化を起すことがある。 かかる未圧縮粉体の量を減らすとともに、ロー
ラ巾方向全域での圧縮分布を均一にするために、
粉体の圧縮ローラへの挟み込みをよくするべく、
ローラ表面を波形にしたり、ローラ表面に細い溝
をつけたり、表面が凹状になつた成形用ローラ
と、表面が凹状になつた成形用ローラとを組合せ
たりしていたが、表面を波形にした圧縮ローラで
は、ローラ間のカミ合せに問題があり、均一な厚
みのフレークができにくく、またローラ表面に細
い溝をつけるのは、ローラ表面が平滑な面では実
施し易いが、ローラ表面形状が複雑な部分では実
施し難く、さらに凹状ローラと凸状ローラとの組
み合せによる圧縮成形では、大部分の粉体は圧縮
力分布を均一に圧縮固化が可能であるが、粉体と
ローラ表面との摩擦の小さい一部の粉体を扱う場
合、ローラ端部にあてたサイドシール板近傍で未
圧縮粉体が特に多くなり、ものによつては、ロー
ラ中央部でも十分圧縮固化しない欠点も生じた。 本発明者らは、できるだけ多種の物性の粉体を
取扱うことのできるように凹状ローラと凸状ロー
ラの組合せにおいて、その中央部に細い溝をつけ
た粉体圧縮装置を用いていたが、或る種の流動性
のよい粉体では、ローラの両端近くで未圧縮粉体
が、各粉体処理量の30％前後にも達して実用性に
適さなかつた。またこのような粉体圧縮装置で
は、ローラ周辺部の形状は比較的簡単でないの
で、ローラ表面の摩擦特性を改善するための加工
は難しく、ために圧縮固化性をよくすることは困
難であつた。 本発明者らは、これらの種々な難関を克服でき
る実用性な均一圧縮装置について種々検討を行な
つてきた結果、一対の凹状ローラと凸状ローラか
らなる圧縮ローラ間に粉体を挟み込むように、圧
縮ローラを回転させ、粉体を圧縮ローラの間に通
して圧縮固化させる粉体圧縮装置において、上記
凹状圧縮ローラの溝の両端壁部および凸状圧縮ロ
ーラの凸部の両端壁部を互いに嵌合する傾斜面と
すると共に、その傾斜角度を20〜85゜とし、かつ、
溝の深さおよびに凸部の高さを0.5〜10mmとし、
かつ上記圧縮ローラの表面に該圧縮ローラの両端
より内側へ夫々、少なくとも圧縮ローラ巾の1/20
以上の部分に粉粒噴射成形加工を施して硬化した
平均深さ50μｍ以上の凹凸面を設けた場合に、粉
体を均一に圧縮することを見出し、これに基づい
て本発明を完成した。すなわち、本発明者らは、
粉体と固体面との摩擦特性は、固体面に50μｍ以
上の平均深さの凹凸を施すことにより著しく変る
ことを見出すとともに、圧縮ローラの加工性を
種々検討した結果、50μｍ以上の平均深さの凹凸
をつくる梨地加工（Blasting Peening加工）又
は粉体溶射加工（サーモスプレー法）を施すこと
により良好な摩擦係数と耐摩耗率を得ることを見
出した。さらに、凹状圧縮ローラおよび凸状圧縮
ローラの互いに嵌合する両端壁部を20〜85゜の傾
斜面とし、かつ、溝の深さおよび凸部の高さを
0.5〜10mmとすることにより、両端壁部が粉体の
移動のブレーキとならず、ローラの両端近くでの
未圧縮粉体の発生をほぼ無くすことができること
を見出いだした。 したがつて、本発明は一対の圧縮ローラ間に粉
体を挟み込むように圧縮ローラを回転させ、粉体
を圧縮固化させる粉体圧縮装置として、上記圧縮
ローラの摩擦係数を増大させて粉体を挟み易く
し、圧縮ローラ表面全域において、粉体を一様に
圧縮固化させ、そのいわゆる圧縮固化性を大巾に
改善すると同時に、上記圧縮ローラの耐摩耗率を
増大させて、その耐久性を向上させた粉体圧縮装
置を新規に提供するものである。 本発明を図面につき説明すれば、第１図は本発
明ローラを用いた粉体圧縮装置側面の模式図を示
し、図中１は固定ローラ、２は可動ローラ、３は
供給ホツパ、４はスクリユ、５は粉体、６はモー
タ、７は成型品、矢印は回転方向を示す。第２図
は、両ローラ１，２の接線と両ローラの回転中心
を含む面における断面図を示す。該第２図に示す
両ローラが接する部分の端部に設けたローラの一
方の溝は傾斜角θが20〜85゜望ましくは45〜75゜で
あり、深さｌは0.5〜10mm望ましくは５〜８mmで
ある。なお、溝および凸部の角度は適宜アールを
有し、また溝および凸部の傾斜面は必ずしも直線
でない場合もあるが、この場合の傾斜角は平均値
をいうものとする。溝の堤の平均厚さは、強度的
に耐えうる厚さ以上であればよく、通常５〜10mm
以上が用いられる。溝の底面の横巾は、通常ロー
ラ直径の２倍程度のものまで用いられるが、好適
な成型品が得られる限り特に制限はない。また、
溝の堤部のローラ表面は、必ずしも底面と平行で
ある必要はなく、さらにローラ底面にローレツト
刻み等複数条の浅い深さの条溝を設けてもよい。 上記の如き形状を持つ一対の圧縮ローラ１，２
の間にホツパ３から供給される粉体を挟み込むよ
うに、モータ６でスクリユー４を回転させ、粉体
をローラ１，２の間に通して圧縮固化させる粉体
圧縮装置において、上記ローラ１，２の表面に該
ローラの両端より内側へ夫々、少なくともローラ
巾の1/20以上の部分に梨地加工又は粉粒溶射加工
等の粉粒噴射成形加工を施して硬化した平均深さ
50μｍ以上の凹凸面８を設ける。上記ローラ１，
２は、鉄または鉄の合金よりなり、その表面に施
す粉粒噴射成形加工としての梨地加工は例えばガ
ラスビーズをブラスト用研磨材としてのローラの
表面に吹きつけると周知の如く比較的光沢のある
梨地が生成されて、硬化した平均深さ50μｍ以上
の凹凸面８を得ることができる。また、梨地加工
に代る粉粒溶射加工は周知の如くローラの表面を
加熱してのち鉄又は鉄の合金の粉末又は粉粒をサ
ーモスプレー法により吹きつけてその表面に無数
溶着させると、硬化した平均深さ50μｍ以上の凹
凸面８を得ることができる。ローラの表面に施す
粉粒噴射成形加工は第３図、イ，ハに示す如くロ
ーラの表面全体に行つてもよく、また第３図、
ロ，ニに示す如くローラの一部分に行つてもよ
い。ローラ表面の一部分に粉粒噴射成形加工する
時は、該ローラの両側より内側へ夫々少なくとも
圧縮用ローラの巾の1/20以下の少ない面積に施し
ただけではその効果は少ない。すなわち、発明者
が、第３図イに示す如きローラ径100φの凹凸ロ
ーラを用いて、この凹凸ローラの表面にガラスビ
ーズ（FGB80型）を吹きつけて該ローラの両端
より一定寸法の種々異なる加工距離の部分だけに
梨地加工したものを粉体圧縮装置に組み込んで圧
縮固化される粉体の未圧縮率を測定すると、第５
図の如くなつて、ローラ全巾に対するローラ端か
らの加工距離の比が1/20以上でないと、成形され
る粉体の未圧縮率が20％以上になつて実用に供し
得なくなることが判明した。 すなわち、この種粉体圧縮装置においては通常
圧縮ローラのサイドシール近傍における粉体のロ
ーラ間への挟みこみが不十分で、未圧縮粉体の生
成が多いことから、ローラの両端に近い部分に粉
粒噴射加工を施した。用いた成形用のローラとし
ては、表面が凹面および凸面の形状をなすローラ
のそれぞれ一対のローラを用いて、ローラ端面か
ら加工を残す部分の距離を変えて、それぞれにつ
き圧縮固化を行つたところ、第５図のようにな
り、いずれもローラ端面より1/20以上の部分に粉
粒噴射加工を施すことにより、未圧縮粉体を著し
く減らすことができた。 なお、圧縮ローラの表面に粉粒噴射加工を施す
と第１表の如く摩擦係数を増大することができる
と同時に耐摩耗率を減少することができて、ロー
ラの寿命を延ばすことができる。

【表】 さらに、梨地加工をローラの表面に施す場合に
ローラ径100φの平ローラを用いてその表面に噴
射するガラスビーズとして粒経範囲63〜37μｍか
ら2000〜1410μｍの数種類の粒径の異なるガラス
ビーズを用いて、加工を施したローラで粉体を圧
縮固化したところ、第４図に示すごとく、ガラス
ビーズ番号FGB−150（粒径約125〜105μ）より粒
径範囲の大きいビーズを使用したときにより未圧
縮率を小さく出来た。梨地加工は加工費が溝加工
に比べると安いばかりでなく、複雑な形状の成形
用ローラでも容易に加工でき、また必要な部分の
みの加工も可能である。特にローラの表面が凹状
および凸状をなす二つの圧縮ローラを用いた粉体
圧縮装置においては、ローラ端面に近い部分は複
雑な形状をなしており、溝加工を行ないにくい
が、梨地加工ではこのような部分の加工も容易で
ある。 上記実施例に詳記した如く一対の圧縮ローラ間
に粉体を挟み込むように、圧縮ローラを回転さ
せ、粉体を圧縮ローラの間に通して圧縮固化させ
る粉体圧縮装置において、上記圧縮ローラの表面
に該圧縮ローラの両端より内側へ夫々、少くとも
圧縮ローラ巾の1/20以上の部分に粉粒噴射成形加
工を施して硬化した平均深さ50μｍ以上の凹凸面
を設けた簡単な構成により、ローラの摩擦係数を
増大させて粉体の圧縮固化を良好にすると同時に
その耐摩耗性を良好にして長時間の使用に耐え得
るようにしたもので、ローラの圧縮力が均一化し
未圧縮粉体発生が少なくなつてその実用的価値の
大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ローラを用いた粉体圧縮装置
の模式図、第２図は第１図の装置に用いる一対の
ローラの断面図、第３図イ乃至ニは夫々第２図の
ローラに粉粒噴射成形加工を施した場合の説明
図、第４図はローラに梨地加工を施す場合のガラ
スビーズ番号と粒体の未圧縮率の関係線図、第５
図はローラに梨地加工を施す場合のローラ端から
の加工距離と粒体の未圧縮率の関係線図である。 １，２……ローラ、８……凹凸模様を施した部
分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の圧縮ローラ間に粉体を挟み込むよう
   に、圧縮ローラを回転させ、粉体を圧縮ローラの
   間に通して圧縮固化させる粉体圧縮装置におい
   て、 上記一対の圧縮ローラの一方を、その外周面
   に、両端部を突出すると共に中央部を凹状とした
   溝を形成して凹状ローラとする一方、他方のロー
   ラの外周面には上記溝と嵌合する凸部を設けて凸
   状ローラとし、上記凹状ローラの溝の両端壁部お
   よび凸状ローラの凸部の両側壁部を20〜85゜の傾
   斜面とすると共に、溝深さ及び凸部の高さを0.5
   〜10mmとし、かつ、 上記凹状および凸状の圧縮ローラの表面に、各
   圧縮ローラの両端より内側に夫々少なくとも圧縮
   ローラ幅の1/20以上の部分に粉粒噴射成形加工を
   施して硬化し平均深さ50μｍ以上の凹凸面を設け
   たことを特徴とする粉体圧縮装置。