JPH05505765A - 粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法および装置 本発明は、粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法ならびにこの方法 を実施するための装置に関する。

材料の機械的な変形加工とは、種々の粒度の微細な粉末状のダスト形の材料また はこのような材料から成る混合物を、ブリケットの形の粗粒状の成形品またはエ ンドレスな帯状プレス成形品（Ｓｃｈｕｅｌｐｅとも呼ばれる）にプレス成形し 、それと同時に前記成形品を自由流動性の顆粒に粉砕することを意味する。

種々の構造のローラプレスが公知である。これらのローラプレスは２つの反対方 向に回転するローラを有しており、これらのローラの間で、粉末状の材料はブリ ケットまたは前記帯状プレス成形品にプレス成形される。ブリケットが最終製品 の所望の形状を有している場合には、ブリケットは微細成分と分離されて、それ 自体で使用される。たとえば製薬工業におけるタブレットプレスへの装入に対し て要求されるような自由流動性の粒子状の顆粒が所望される場合では、前記帯状 プレス成形品が、ローラプレスに後置された種々の装置、たとえばカムクラッシ ャで前粉砕される。前粉砕された材料は付加的な装置、たとえばハンマミルまた は回転ロータ運動または振動ロータ運動を行う摩擦ミルで、孔付き薄板またはそ の他のシーブ封入体を通過し、こうして、上限値を規定された粒度に粉砕される 。

このときに再び生じた微細成分は、付加的な作業工程においてシーブ装置を用い て有用粒子から分離されなければならない。このような微細粒子をローラプレス の供給ステーションに戻すことは、特に製薬工業において異なる成分と分量の混 合物を処理する場合には望ましくない、最終製品の申し分のない組成がもはや保 証されなくなってしまう。

公知のローラプレスはプレスローラに関して２つの異なる基本的な配置形式を有 している。

１、ローラは互いに鉛直な軸線に配置されており、材料装入は水平な軸線に位置 する押込み装置、つまりたいていはスクリュフィーダによって行われる。

２、ローラは水平な軸線に並んで配置されており、押込み装置はこれに対して垂 直な軸線に位置しており、この押込み装置は同じ（スクリュフィーダであるか、 または供給ホッパとして構成されている。この供給ホッパは、静的重畳に基づき ローラプレスのプレスゾーンに対する供給材料の直接供給を可能にしようとして いる。

公知の全ての方法では、前記帯状プレス成形品が、ローラプレスに続いて１つま たは複数の付加的な粉砕兼シーブ装置によって粉砕されなければならない。これ らの装置をクリーニングの目的で分解することは極めて大きな手間がかかり、こ のことは前と装置の使用を著しく困難にしている。

プレスローラを上下に配置することには、次のような欠点がある。すなわち、重 力に基づく装入が行われないことにより、プレスローラの幅全体にわたって粉末 の著しく悪化した分配を甘受しなければならない。

このことは、同じく次のような結果を招く。すなわち、たしかにローラの中央で は粉末が充分に供給されて、プレスされるが、しかじローラ周縁には、たいてい 極めて少量の粉末しか供給されなくなる。この場合、両縁範囲では、実際に前記 帯状プレス成形品が形成されなくなってしまう、粉砕によって生ぜしめられた微 細成分を有する微粒子は篩分されなければならず、このような微細粒子は多くの 場合、廃棄物として扱われる。

プレスローラを並んで配置することには、たしかに流動し易い材料の場合に材料 供給がローラ幅全体にわたって良好に保証されているという利点があるが、しか し粒子の「シュート」が重力によってしか促進されないという欠点もある。この ことは、特に不動に調量されたローラギャップを備えた固定ローラギャップ式の ローラプレス構成において云える。ローラプレスの始動時に、プレスローラの間 に充分に大ぎな抵抗が形成されるまでは、大量の材料が圧縮されずにローラギャ ップを通って、後置された機械に流入する。充填度の減少に基づき調量容器内の 前圧が減少して、供給される材料量が少しでも変化すると、直ちに圧縮度、ひい てはブリケットもしくは前記帯状プレス成形品の硬度も変化してしまう。粉砕さ れて、引き続きたとえば錠剤に加工された後では、錠剤の硬度、ひいては薬剤の 作用物質放出も変化してしまう。

公知の全てのローラプレス構成には、製薬工業、食品工業等における使用を妨げ てしまうような別の欠点もある。

前記公知のローラプレスのプレスローラはその構造に基づき両側で支承されてい て、熟練した技術者の投入によって莫大な費用をかけてしか分解掃除され得ない 。

本発明の課題は、充分にダスト不含の圧縮された均質な製品を所望の形状で経済 的に製造することを可能にするような方法を提供することである。

本発明の別の課題は、粒子状の材料を連続的に圧縮して、所望の形状に経済的に もたらすことのできるような装置を提供することである。

本発明のさらに別の課題は、製品に接触する個別構成部分が藺単に分解され、製 薬工業の規定に応じた掃除の目的で各個別構成部分に分解されて、清潔性に関し てあらゆる面で検査され得るような装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の方法では、粒子状の材料を圧縮して、それと 同時に材料の体積を粉砕によってさらに減少させるようにした。

圧縮とは、粉末状、粒状、ペースト状およびスラリ状の材料のブリケラティング 、圧密、ベレット化および顆粒化を意味する。また、体積の減少とは、粉砕なら びに規定の粒度、つまり圧縮された材料をさらに圧縮するか、もしくは粉砕して 得られる粒度の形成を意味する。

このような粉砕は、粉砕と、これに続いて行われる分級をも意味する。

本発明による方法には、次のような利点がある。すなわち、プレスローラの間で 材料の圧縮を行なって、プレスローラ対の一方のローラと第３のローラとの間で 材料のそれぞれ所望の粒度を調節することができる。

しかし、圧縮された粒子の体積を後圧縮によってさらに減少させることも有利に なり得る。

本発明による方法を実施するための装置としては、意想外にも、３つのローラを 配置することが有利であることが判った。この場合、閉じられた室内でプレスロ ーラ対の下方に第３のローラが配置されている。

プレスローラ対と第３のローラとは、プレスローラ対のローラが運動可能に支承 されていて、ケーシングに対しても全体的にもシフト可能になるように配置され ていると有利である。しかし、一方のローラが定置に配置されていて、他方のロ ーラが前記一方のローラに対して鉛直方向と水平方向とでシフト可能に配置され ており、第３のローラがローラプレスの各ローラに対して水平方向と鉛直方向と で配置されていてもよい。

これによって、種々の多数の製品に合わせた調整が可能となる。

第３のローラの代わりに、シープ封入体を備えたロータ、有利にはロッドロータ を設ける変化形も可能である。この場合にロータは、このロータによって擦過さ れるシープ封入体と協働して、所望の粒度を得るための粉砕機能を引き受ける。

プレスローラ対がＯ〜９０°の角度で水平線から傾動可能に配置されていると有 利である。このことは、材料が流動性に応じて連続的に搬送され得るという利点 を持っている。

プレスローラおよび／または第３のローラが、被せ嵌め可能な冷却装置または加 熱装置を備えていると有利である。このことは、必要に応じて、異なるレオロジ 特性を有する材料の加工に対する迅速な適合を可能にする。

ローラの表面は種々の形式で形成されていてよい。

取扱いを簡単にするためには、成形されたプレスリングを支持体に被せ嵌めるこ とができる。プレスリングが使用されると、ローラ冷却装置を除去することな（ 交換を行うことができる。

特に第３のローラもしくはプレスリングの表面は平行に配置されたフライス加工 部を備えていてよい、このフライス加工部は０°よりも大きく９０“よりも小さ い角度、特に５〜４５°、有利には５〜２０°の角度で延びている。

しかし、前記フライス加工部は、０°よりも大きく９０”　よりも小さい角度で 互いに交差して延びていてもよい、この場合、１〜３０°の延びが有利である。

したがって、前記フライス加工部（凹部）は軸線に対して斜めでかつ交差して二 重に構成されて延びていてよい、しかし、前記フライス加工部は、中心軸線に対 して見てフライス加工部の歯面が等しい勾配または異なる勾配の角度を有するよ うに構成されていてもよい。

前記フライス加工部は異なる深さを有していてもよい。

別の変化形では、調整ねじを用いてローラ表面に対して無段階に調節可能なスク レーパが設けられていてよい、このスクレーパは、場合によっては粘着性のある 材料の二重プレスを回避する目的で使用することができる。スクレーパエツジと ローラ表面との間の間隔は、調整ねじによって無段階に自動的に調節可能であり 、この場合、かき取りが高率良く行われてもローラ表面との金属接触は生じない 、スクレーパが、１８０°だけ回転可能に構成されていると有利である。また。

シープ封入体を収容できるようにスクレーパを構成することも可能である。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

第１図は本発明による装置の断面図であり、第２図は本発明による装置の１変化 形を示す断面図であり、 第３図はローラ冷却／加熱ユニットの断面図であり、第３Ａ図、第３Ｂ図９第３ Ｃ図、第３Ｄ図はローラの表面もしくはローラ支持体に被せ嵌め可能なプレスリ ングの表面を示しており、 第４図はスクレーパの横断面図である。

第１図には、符号ｌで調量装置が示されている。調量装置１は制御可能な調量ス クリュ２と、押込みスクリュ３とに接続されている。プレス室はプレスローラ４ とプレスローラ５との間に形成される。プレスローラ対４．５の下方には、第３ のローラ６が設けられている。全てのローラは支承されたケーシング４′、５′ 、２９によフて取り囲まれている。　゛ローラ支承部のケーシング４′には、圧 力シリンダ９が固定されており、この圧力シリンダはたとえばハイドロリックシ リンダとして構成されている。圧力シリンダ９は公知の形式でＵ字形抗張部材１ ０を介して、揺動体（図示しない）に支承されたケーシング４′。

５′と結合されていて、両プレスローラ４，５を互いに向かってシフトさせるこ とができる。調量スクリュ２と、押込みスクリュ３とに対しては、各１つの駆動 装置Ｍｌ、Ｍ２が設けられている。

第２図に示した変化形では、第１図に示したローラ６の代わりにロータ７が設け られている。このロータは、シープ封入体１３を擦過するように配！されている 。

第３図には、プレスローラ４．５および／または粉砕ローラ６に用いられる、被 せ嵌め可能な冷却・加熱ユニットが示されている。このユニットはローラ支持体 １４を有しており、このローラ支持体は交換可能なプレスリング１５によって取 り囲まれている。ローラ冷却装置１６は中空体から成っており、この中空体は冷 却／加熱媒体の供給用の接続部１６′と、冷却／加熱媒体の導出用の接続部１６ ″とを備えている。シールリング１８は旋回可能な前壁１７とローラ支持体１４ との間に設けられている。別のシールリング１８′はローラ支持体１４と、ケー シングの後壁との間に設けられている。両シールリング１８．１８’　は製品を 案内する室と、機械的な機械構成部分との間の密な閉鎖を保証している。

第３Ａ図に示したように、プレスリング１５の表面はフライス加工部２６を備え ている。このフライス加工部は回転軸線に対して１５°の角度で互いに平行に延 びている。

第３Ｂ図には、交差して平行に延びるフライス加工部２６′を備えたプレスリン グ１５の表面が示されている。このライス加工部２６′は１５°の交差角度を有 している。

第３Ｃ図には、異なる歯面角度を有するプレスリング１５の表面が示されている 。

第３Ｄ図には、歯面角度を異ならせて、フライス加工部２６′を交差状に配置し た場合に形成される歯が詳細に示されている。

前記ローラ４，５．６の表面も、前記交換可能なプレスリングの表面と同様に構 成されていてよい。

第４図には、第３図と同様にケーシング５’　、６’と、さらに付加的に所属の 揺動軸２７との部分断面図が示されている。この揺動軸によって、ケーシングの 互いに相対的なシフトがはじめて可能になる。揺動軸２７の延長上では、ビン２ ８にスクレーパ２０が取り付けられている。このスクレーパ２０はエツジ２１を 有しており、このエツジはローラ５の表面をかき取る。

スクレーパ２０とローラ５とは、ケーシング部分２９によって取り囲まれている 。スクレーパ２０は調整ねじ２３，２３’　を備えており、この調整ねじは当接 面２５に作用する。切欠き２４はシープ封入体１３を懸吊するために設けられて いる。ローラ５の表面と、スクレーパ２ｏのエツジ２１との間の調節されたギヤ ツブは、ケーシング５′が移動した場合でも、揺動軸２７とビン２８とケーシン グ５′との固い結合に基づき一定のままとなる。

運転時では、調量装置１から粉末または種々の粉末の混合物が、制御可能な調量 スクリュ２によって押込みスクリュ３に搬送される。押込みスクリュ３は粉末を 受け取って、この粉末を互いに向かって回転するプレスローラ４，５のプレス室 内に搬送する。定置のケーシング４′に固定されたハイドロリックシリンダ９は 圧力を負荷されて、揺動体に運動可能に支承されたケーシング５′に固定された Ｕ字形抗張部材１０を介して、両プレスローラ４，５を互いに向かって引き寄せ る。粉末は両ローラの間で脱気されて、エンドレスな帯状プレス成形品に圧縮成 形される。

両プレスローラ４，５の下方には、別のローラ６が設けられており、このローラ の目的は、成形された前記帯状プレス成形品を再び粉砕することにある。

両プレスローラ４，５は同じ回転数で同期的に回転しているので、ローラ６はロ ーラ４の回転数とは異なる回転数で運転される。すなわち、摩擦が形成される訳 である。プレスローラ４．５が斜めに配置されていることに基づき、これらのロ ーラの間で成形された前記帯状プレス成形品は自動的に次のローラ対４，６によ って引き込まれて、摩擦と、特殊なローラ表面と、両ローラ４，６間のｌＩ！ｙ 可能な間隔とに基づき所望の粒度に粉砕される。

高圧縮されたブリケットを製造するためには、前記帯状プレス成形品の代わりに 、前成形されたブリケットが第１の弛緩後にもう一層プレスされる。プレスロー ラ４，５．６はこの場合、同じ回転数で同期的に回転する。すなわち、摩擦は形 成されない、プレスローラ対４，５が斜めに配置されていることに基づき、ブリ ケットは、形成された第２のローラ対４，６によって自動的に引き込まれる。両 ローラ４，６の間に生ぜしめられるプレス力に基づき、第２回目は前プレス時よ りも一層高い力でプレスされる。ローラ６はローラ５と同様に揺動体に運動可能 に支承されているので、ローラ対４．６の間のローラギャップをローラ対４゜５ の間で行われた前プレス時よりも小さく調節することによっても、高い圧細が達 成され得る。このような択一的な構成に対して付加的に、ローラ６も、運動可能 なプレスローラと同様にたとえばハイドロリック的な力を負荷される。

ローラ６の代わりにシーブ封入体１３を備えたロッドロータ７を使用する場合、 ロッドロータ７はシーブ封入体１３に向かって回転する。ロータロッドとシープ 封入体との間に形成された鋭角な角度と、ロータの回転運動または振動運動とに 基づき、前記帯状プレス成形体は圧潰によって粉砕されて、シーブ封入体１３の 目開きに押し通される。

ローラ表面はフライス加工部を備えており、このフライス加工部はローラ全体に わたって横方向に延びている。前記フライス加工部は、粉砕用のローラ対に関し ては１５°の角度で加工されている。この角度は製品性賀や粉砕結果に応じて変 えることができる。

ローラ６においては、フライス加工が２重に行われると、つまりフライス加工が 正の角度と負の角度とで行われると、顆粒の収率に対して最良の結果が得られる ことが判った。粉砕ローラ６の局面に設けられたフライス加工部のピッチが適宜 に設定されると、自己掃除効果が特にすぐれている個々の歯が形成される。

ローラ全体にわたってこのように斜めに延びるフライス加工部の形状は同じく、 鋸刃の形状に似たような特別な形状を有している。すなわち、軸中心に対して、 著しく平らに構成されている肩部よりも著しく急勾配な角度を有するカッティン グエツジが存在している訳である。

交換可能なプレスリングの単純な構成により、種々の橿原の製品に合わせて異な る角度を有する構成が使用されるので経済的となる。それというのは、これによ って収率を最適にすることができるからである。

本発明による装置を用いると、上記の全ての製品をそのコンシステンシとは無関 係に均一に所望の形状に変えることが可能となり、しかもこの場合には、これに よって付加的な作業ステップ、たとえば粉砕ステラ特表平５−５０５７６５　（ ５） ブおよび篩分はステップが生じたり、廃棄物となる望ましくない微細成分が生じ ることはない。同じく、環境汚染が生じないように作業することが可能となる。

本発明による装置を用いると、特別な配置形式に基づき、特に高い密度のブリケ ットをプレス成形するが可能となる。

特表千５−５０５７６５　（６） 要　約　書 粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法において、前記材料を１つの 作業工程で圧縮して、その直後にダストなく粉砕する。この方法を実施するため の装置は、プレスローラ対（４，５）と、後置された第３のローラ（６）または シーブ封入体（１３）を備えたロータ（７）とから成っている。上記方法および 装置は、粉末状、粒状、ペースト状およびスラリ状の材料のブリケラティング、 圧縮、ペレット化および顆粒化の目的で、特に製薬学的な使用のために適してい る。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法において、粒子状の材料 を圧縮して、それと同時に材料の体積を粉砕によってさらに減少させることを特 徴とする、粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する方法。
2. ２．閉じられた室内でプレスローラ対（４，５）を用いて、粒子状の材料を連続 的に機械的に変形加工する装置において、プレスローラ対（４，５）の下方に第 ３のローラ（６）が配置されており、該ローラ（６）とプレスローラ対（４，５ ）とが、互いに一緒におよび／または互いに向かってシフト可能に配置されてい ることを特徴とする、粒子状の材料を連続的に機械的に変形加工する装置。
3. ３．前記ローラ（６）の代わりに、シーブ封入体（１３）を備えたロータ（７） が設けられている、請求項２記載の装置。
4. ４．プレスローラ対（４，５）が、水平線から０°よりも大きく９０°よりも小 さい角度で傾動可能に配置されている、請求項２記載の装置。
5. ５．プレスローラ対（４，５）と前記ローラ（６）とが、被せ嵌め可能な冷却装 置または加熱装置を備えている、請求項２記載の装置。
6. ６．前記ローラ（６）の表面が、平行に配置されたフライス加工部（２６）を備 えており、該フライス加工部が、回転軸線に対して０°よりも大きく９０°より も小さい角度で延びている、請求項２記載の装置。
7. ７．前記フライス加工部（２６′）が、０°よりも大きく９０°よりも小さい角 度で互いに交差して配置されている、請求項６記載の装置。
8. ８．前記フライス加工部（２６，２６′）が、互いに異なる深さと歯面角度とを 有している、請求項６記載の装置。
9. ９．調整ねじ（２３）を用いて無段階にロータ表面（２２）に向かって調節可能 なスクレーパ（２０）が設けられている、請求項２記載の装置。