JPH0440052B2

JPH0440052B2 -

Info

Publication number: JPH0440052B2
Application number: JP14288984A
Authority: JP
Inventors: Norio Shirai; Jotaro Kishimoto; Yukihide Noguchi; Hideomi Ishibe; Chitsu Nagai
Original assignee: Nippon Seisen Co Ltd; Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nippon Seisen Co Ltd; Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1984-07-09
Filing date: 1984-07-09
Publication date: 1992-07-01
Also published as: JPS6121714A

Description

【発明の詳細な説明】〈技術分野〉本発明は供給源からの粉末を一旦供給ドラムの
孔に吸引充填した後、圧縮気体により逆圧をかけ
て前記ドラムの孔から容器に粉末を吐出填する粉
末充填機における固気分離装置に関する。

〈従来技術〉所定量の粉末を高速度で連続的に小分け計量し
容器に充填する粉末充填機としては、例えば第１
３図に示すように、粉末を供給するホツパ１、こ
の下部に隣接し複数個の隔離された計量室８を有
する回転ドラム２、回転ドラム２内にあつてかつ
計量室８より更に中心部に位置する固気分離装置
３、固気分離装置３を介して粉末をそれぞれ減圧
吸入、加圧吐出するための真空源４、圧搾空気源
５、また回転ドラムの下部にあつて容器６をドラ
ムの回転に同期して搬送するための容器搬送装置
７により構成されたものが知られている。

この種の粉末充填方式は、計量室８内に減圧吸
入した粉末を真空源まで達せしめず計量室８にと
どまるよう固気分離装置３のフイルタ部で粉末を
捕捉保持し、その計量室８が所定の位置まで移動
した後にこのフイルタ部を通じて圧搾空気等の逆
圧をかけ粉末を容器６内に吐出する操作を繰り返
し行なうものであるが、以上の操作を高速度で長
時間にわたり反復し、粉末を容器に精度よく充填
するにはフイルタ部を含め固気分離装置３の適切
な選択が極めて重要な事項となる。

従来、このような粉末充填機に採用されている
固気分離装置用フイルタとしては、 (イ) 細い金属製の繊維（ワイヤ）を束ねて形成し
た固気分離ワイヤ (ロ) ステンレスメツシユをプレート状に成型した
フイルタ (ハ) 焼結金属をプレート状に成型したフイルタ (ニ) テフロン等の樹脂や合成繊維素材で膜状ある
いは、プレート状に成型したフイルタ (ホ) 焼結金属等を円柱状に成型したフイルタ等がありいずれも公知である。

しかしながら、これらのフイルタを有する固気
分離装置を用いて、医薬品、農薬等でよく見受け
られる微細でかつ流動性の悪い粉末を充填する
と、前述の(イ)ではフイルタ部の開孔径が不均一
で、しかもその孔も空気流と同一方向に形成され
ているためワイヤ束の深部へ微細粉末が侵入し、
充填操作を繰り返し継続する事による経時的な目
詰まりを生じ、ひいては充填重量の低下あるいは
バラツキの増大を来たし易い。

また、回転ドラム内に装着した時、ワイヤ束表
面が平滑となりにくいため粉末が計量室内に残留
し易い。(ロ)、(ハ)、(ニ)では膜状あるいはプレート状
に成型しているためフイルタ部の厚みも(イ)に比べ
通常薄いので経時的な目詰まりは比較的少ないが
その形状に問題を有している。即ち、フイルタ１
１を固気分離装置３の本体である移動調節部材１
２に固定する方法として第１４図から第１７図に
示される方法が従来採用されている。第１４図は
フイルタ１１を移動調節部材１２の開口部１４に
溶接で固定するもの、第１５図はフイルタ１１を
移動調節部材に脱出しないように嵌め込み固定し
たもの、第１６図、第１７図はフイルタ１１をリ
ング状部材１３で固定したものである。しかしい
ずれの場合も、フイルタ１１周辺部即ち移動調節
部材１２の天面の周辺部が移動調節部材１２の開
口部１４を通じて行なわれる空気等の流通に関し
てデツドスペースＤとなり、その結果圧搾空気等
による粉末の吐出時、周辺部のデツドスペースＤ
に付着した粉末は空気の流れが無いために吐出さ
れなかつたり、あるいは大部分の粉末が計量室か
ら吐出された後で周辺部のデツドスペースＤに残
つた粉末がぱらぱらと落下する等して、充填重量
の精度を損ね、かつ容器外面および周辺部への粉
末飛散を生じて充填環境を汚染せしめるなどの欠
点が多い。

この欠点を解消するには上記(ホ)で述べた円柱状
フイルタも考えられるが、第１８図に示すように
フイルタ１１の厚みが大であるため、厚みによる
圧力損失を生じ流動性の悪い粉末を高速度で吸入
するには適していない。

また、フイルタ１１が粉末に接触する面（天
面）の周辺部のデツドスペースＤはなくなるもの
のフイルタ側面部１１ａからも空気の吸入、吐出
が行なわれるためフイルタ側面部１１ａと計量室
８壁面の空隙Ｓに粉末が入り込み圧搾空気により
吐出する際、前述のフイルタと同様に粉末が後か
らぱらぱらと落下する。

〈発明の目的〉本発明は上記従来装置におけるデツドスペース
等の問題を解消し、圧力損失を出来るだけ小さく
し、しかも経時的な変化のすくない固気分離装置
の提供を目的とし、これにより流動性の悪い粉末
であつても、正確な量を迅速に長時間にわたつて
安定して供給することができるようにすることを
目的とする。

〈発明の構成〉本発明は、供給源からの粉末を一旦供給ドラム
の孔に吸引充填した後、圧縮気体により前記孔か
ら容器に粉末を吐出充填するようにした粉末充填
機の固気分離装置であつて、前記孔内に、該孔の
底面をなす固気分離フイルタと移動調節部材とを
有し、前記フイルタは前記移動調節部材の上面に
通気性材を介して間隔をもつて取付けてあること
を特徴とする粉末充填機の固気分離装置である。

〈実施例〉第１図から第４図にそれぞれ、実施例に係る固
気分離装置の縦断面を示す。

これらの実施例において、フイルタ２１は移動
調節部材２２の天面２２ａに対して直接取付ける
のではなく、通気性材２３を介在させることによ
り、天面２２ａから適当な間隔をもつて取付ける
ようにしている。すなわち、回転ドラム２（第１
３図参照）の計量室８である孔２４の底面をなす
フイルタ２１は、粉末の供給量に応じて適当に孔
２４内を移動させ、孔２４の深さを調節して孔２
４内への粉末充填量を調節する必要がある。この
ため、孔２４内を移動させて孔２４の深さを調整
できる移動調節部材２２にフイルタ２１を取付け
る必要がある。そしてさらに移動調節部材２２に
は粉末の吸引及び吐出のための通気路２５を設け
る必要がある。したがつて、移動調節部材２２の
天面部には必ず、前記通気路２５の開口の他に、
該開口と孔２４内壁との間にフイルタ２１を取付
けるべき前記移動調節部材２２の天面２２ａが幅
をもつて構成されることになる。そのため天面２
２ａに直接フイルタを載設すると、フイルタ周縁
部に通気性不良のデツドスペースＤ（第１４図か
ら第１７図参照）ができてしまうのである。この
場合フイルタ１１をかなりの厚さに形成すれば、
デツドスペースの影響を多少解消できるが、微細
な粉末の固気分離を行なうフイルタ１１にあつて
はその厚みの増大は大きな圧損を生じさせること
になり、孔２４内への粉末の迅速かつ正確な充填
が不可となる。そこで本発明では通気性材２３を
介在させてフイルタ２１を取付けることにより、
上記デツドスペースの問題と圧損の問題を一挙に
解決したのである。

第１図はリング状の通気性材２３を介してその
上にフイルタ２１を取付けたものである。この場
合、通気性材２３は良好な通気性を有するほどよ
い。また通気性材とフイルタまた通気性材と移動
調節部材とを取付ける場合、その方法としては取
付部（接合部）の空気の流動が損なわれない限り
いかなる方法でもよいが、例えば拡散接合が好ま
しい。通気性材２３をリング状に形成しているの
で、内部の空間部２６は空気が自由に通過するこ
とができる。第２図はリング状の通気性材２３と
フイルタ２１を同一材で一体に成形した例を示
す。この場合でも通気性材２３の部分はリング状
に形成されているので圧損の増大を招くことはな
い。第３図に示す例はフイルタ２１の厚みを薄く
することによつて、その吸引、吐出の強度によつ
てはフイルタ２１に変形、破損を招くこともある
ことから、フイルタ２１の補強を行なつたもので
ある。すなわち、フイルタ２１とリング状の通気
性材２３とで構成される空間部２６に通気性のよ
い材料からなる補強材２７を配置したものであ
る。補強材２７は十分通気性のよい材料を用いれ
ば圧損の増大を招くことなく、フイルタ２１の補
強を行なうことができる。第４図は通気性材２３
をリング状にせずに前記第３図における補強材２
７の役割をも兼ねて、移動調節部材２２とフイル
タ２１との間の全域に配置したものである。この
場合、フイルタ２１は通気性材２３の上面に固着
される。通気性材２３は通気性の大なるものが好
ましい。

なお、第５図に示すように、高さH₁と幅W₁の
比H₁／W₁は１以上が好ましい。実施例での寸法
の一例を上げると、W₁＝1.7mmで、H₁＝5.5mm、
その場合フイルタ２１の厚みを1.0mm、直径を9.4
mmとした。

以上の様に通気性材２３を介在させることによ
り吸引、吐出の際におけるデツドスペースは解消
される。が通気性材２３を設けることにより生ず
る１つの問題がある。それは通気性材２３の側面
からも空気が一部出入りすることから、通気性材
２３と回転ドラムの孔２４の内壁との間に侵入し
た粉が、孔２４から粉末を吐出する際に、フイル
タ２１上に正規に充填された粉末の吐出に遅れ
て、ぱらぱらと落下することである。この問題に
対しては、本発明者らは通気性材２３の孔２４内
壁に対向する側周面２３ｂを閉塞することにより
解決した。閉塞は種々の方法で行なうことができ
る。例えば通気性材２３が金属素材からなる場合
は、側面を研磨し開孔部をつぶす事も可能である
し、これ以外の場合には通気性のない薄膜を接着
したり、コーデイング剤等を塗布してもよい。要
するに側面から空気等の出入がないように表面処
理するか、そのような構造を有していればよい。
なお、フイルタ２１については厚みが薄いのでそ
の側周面を閉塞するほどのこともないが、フイル
タ２１につても側周面を閉塞してもよい。

次に本発明について行なつた各テストとその結
果について説明する。

〈テスト１〉第６図から第９図に示すように、フイルタＡ
（本発明）、フイルタＢ、フイルタＣ、フイルタＤ
（Ｂ，Ｃ，Ｄは従来例）を粉末充填機の回転ドラ
ムに装着し、高速ビデオカメラ（VTR）で粉末
の吐出状態を調査すると共に吐出後、計量室内の
粉末残留有無について肉眼観察した。尚、使用粉
末は平均粒子径３〜5μmに微粉砕した医薬用粉末
を用いた。本粉末はカサ比重約4.0、安息角約70
〜80°であり流動性の非常に悪いものである。

充填速度は120本／分、吸引真空−760mmHg、
吐出圧1.0Kg／cm²の条件で実施した。結果を表１
に示す。

表１に示すように、本発明の固気分離装置Ａで
は吐出状態は良好で粉末飛散もないが、Ｂ，Ｃで
は大部分の粉末塊が吐出した後で少量の粉末片が
吐出され容器周辺部に飛散する原因となつてい
る。Ｄの吐出状態も良好と言えずワイヤ表面及び
ワイヤと回転ドラム内壁面の間に付着した粉末も
吐出され易く粉末飛散が認められた。なお、第６
図から第９図において下方に示した円とクロスハ
ツチングは孔２４の面積と通気が良好に行なわれ
る部分（クロスハツチング部）を示す。

〈テスト２〉実施例１と同一条件でフイルタ側面部を閉塞し
た場合の効果の有無を調査した。対象としたフイ
ルタは第６図のＡのように側面を研磨して閉塞し
たもの……Ａ、第６図のＡで側面を閉塞していな
いもの……A₁、第１８図のように円柱状のフイ
ルタで側面を閉塞したもの……Ｆ、同じく閉塞無
しのもの……F₁の４種である。結果を表２に示
す。

表２の結果からフイルタ側面を閉塞していない
ものA₁，F₁では回転ドラム壁との空隙部に粉末
を吸い込み易く粉末吐出時に大部分の粉末塊が容
器に移行した後でぱらぱらと落下し粉末飛散を伴
つている。

一方、側面閉塞したフイルタＡ，Ｆでは前述の
空隙部に粉末を吸い込み難く、仮に粉末が入り込
んでも吐出時に側面部へは空気が流れないため良
好な吐出が得られると推測される。

〈テスト３〉表３に示す５種のフイルタを充填機に装着し各
フイルタ当り充填操作を10000回繰り返して実施
し、経時的に充填重量の変化、充填重量のバラツ
キ、フイルタの通気量の変化を調査した。

充填重量の測定には、精密電子天秤を用いた。
フイルタの通気量は第１０図のように固気分離装
置を介して減圧吸引した時の空気流量をロータメ
ータ２８を用いて測定した。

充填重量のバラツキは、各時点で10回の重量を
測定し、それらの値の変動係数を計算して評価し
た。

吐出状態は前述のとおりVTRで観察し、安定
した吐出を示しているか否か判定した。

尚、使用粉末は実施例と同一であり充填量を調
整するための計量室（内径9.5mm）深さは30mm、
吸引真空−760mmHg、吐出圧1.0Kg／cm²、吐出後
のフイルタを逆洗するための空気圧４Kg／cm²、充
填速度120本／分とした。

結果を表４および第１１図、第１２図に示す。

足部を有する該固気分離装置のフイルタＡ、フ
イルタＥは充填重量、通気量とも経時による低下
は少ない。しかしながらフイルタ側面を閉塞して
いないフイルタA₁では各調査時点での試料間の
重量バラツキがやや大きい。フイルタＤおよびＦ
では充填回数が10000回近くなると通気量が小さ
いため粉末の吸引力が弱まりその結果、計量室内
の粉末が圧密されず吐出時に粉末がぱらぱらと落
下する現象、いわゆる吐出不良が発生する。また
充填重量も大巾に低下している。

Ｄ，Ｆのいずれも平均開孔径が大きいため微粉
末がフイルタ深部にまで侵入し易く、粉末吐出
後、高圧の圧搾空気による逆圧をかけて逆圧洗浄
してももとに復帰しにくく通気量の低下を招いて
いる。

一方、フイルタＥでは平均開孔径は該フイルタ
と同様非常に小さいが厚みを有するため圧力損失
も大きい。従つて空気の通過量も最初から非常に
少ない。そのため充填重量も不充分でありテスト
を開始した直後から吐出不良を発生している。

以上述べたように医薬品等で使用する微細な粉
末を高速で長時間精度よくかつ安定した充填操作
を繰り返すためには開孔径の小さく薄いフイルタ
素材を選定すべきであり、また、フイルタ周辺部
のデツドスペースを極力なくすべきである。

この観点から本発明の該固気分離装置の構造を
用いればデツドスペースをなくし薄いフイルタ素
材でも移動調節部材に連結可能であり非常に有用
であることが判明した。

〈効果〉本発明は以上の構成よりなり、固気分離フイル
タを移動調節部材に対して通気性材を介して間隔
をもつて取付けるようにしたので、従来生じてい
たデツドスペースの発生が解消され、回転ドラム
の孔内の全断面領域で空気の流通が行なわれて吐
出時に粉末が孔内に残留するような不都合が解消
される。しかも、本発明ではフイルタ自身の厚み
を厚くする必要がないので圧損も小さく、目詰ま
りによる経時的な圧損増大もわずかである。した
がつて長期に亘つて、正確な粉末量を、迅速に、
安定して供給することができる。また通気性材の
側周面を閉塞するようにすれば、該側周面からの
空気の出入が防止され、側周面と孔内壁との空隙
に粉末が入り込み、それが吐出の際にぱらぱらと
後から落下するという不都合が解決される。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図はそれぞれ、本発明の実施例
に係る固気分離装置の縦断面図、第５図は実施例
の固気分離装置の一部の拡大断面図、第６図から
第９図はテスト１に供した各固気分離装置の断面
図、第１０図はロータメータ２８によるフイルタ
２１の通気量測定を示す図、第１１図、第１２図
はそれぞれテスト３の結果を示す図、第１３図は
従来の粉末供給機の概略を示す断面図、第１４図
から第１８図はそれぞれ従来の固気分離装置を示
す縦断面図である。２１……フイルタ、２２……移動調節部材、２
２ａ……移動調節部材の天面、２３……通気性
材、２４……回転ドラムの孔、２５……通気路、
２６……空間部、２７……補強材。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１供給源からの粉末を一旦供給ドラムの孔に吸
引充填した後、圧縮気体により前記孔から容器に
粉末を吐出充填するようにした粉末充填機の固気
分離装置であつて、前記孔内に、該孔の底面をな
す固気分離フイルタと移動調節部材とを有し、前
記フイルタは前記移動調節部材の上面に通気性材
を介して間隔をもつて取付けてあることを特徴と
する粉末充填機の固気分離装置。２通気性材は孔内壁に沿つたリング状に形成さ
れている特許請求の範囲第１項記載の粉末充填機
の固気分離装置。３通気性材はフイルタと同一素材で一体成形さ
れている特許請求の範囲第２項記載の粉末充填機
の固気分離装置。４通気性材はフイルタと移動調節部材との間の
全空間を充たしている特許請求の範囲第１項記載
の粉末充填機の固気分離装置。５通気性材は孔内壁に対向する側面を閉塞して
孔内壁面側への通気を防止している特許請求の範
囲第１項から第４項のいずれかに記載の粉末充填
機の固気分離装置。