JP3757042B2

JP3757042B2 - 圧縮成形用金型

Info

Publication number: JP3757042B2
Application number: JP32312397A
Authority: JP
Inventors: 栄石川; 悦治中村; 健二林
Original assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH11158571A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、錠剤の製造等に用いられる圧縮成形用金型に好適な、耐腐食性に優れた焼結合金と、これを用いて形成した圧縮成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に錠剤は、打錠機に設けられた杵と臼とを用いて打錠末を圧縮成形することにより打錠される。即ち、回転盤に付設された臼内に臼孔を形成し、臼孔の下方に配置した下杵の位置を調整して臼孔内の空間を所定容積に設定し、この臼孔内に粉末薬剤等の打錠末を収容したのち上杵で圧縮して錠剤を形成し、その後、下杵で押し上げて上記錠剤を臼孔内から取り出すように構成してある。
上記杵と臼は、頻繁に繰り返される上記圧縮操作で容易に変形してはならないことから高い機械的強度が要求され、従来は超硬合金や合金工具鋼を用いて形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記合金工具鋼などを用いた従来の杵や臼は、その金属材料が基本的に腐食される性質を有するため、保管中は表面に油膜を形成したり、真空中で保管したりするなど、複雑で煩雑な保管処理が必要である。
また、錠剤を構成する薬物には強酸性物質を含む場合があり、これを打錠する場合には上記金属材料の腐食が一層進行し易く、打錠中に腐食が開始する虞れもある。
【０００４】
これらの腐食が杵や臼の表面に発生すると、表面の滑り性や打錠末との離型性が低下し、錠剤を臼孔から取出し難くなるうえ、杵臼の表面に打錠末が付着して打錠された錠剤表面が粗面になったり、錠剤表面にクラックを生じたり、錠剤表面に明瞭な刻印を形成できなくなったりする等の問題を生じる。また、上記腐食により生じた異物が錠剤に混入する虞れもあり、これらの結果、生産性が著しく低下する問題がある。
【０００５】
また、上記杵や臼には腐食防止のため一般にクロムメッキ等の表面処理を施しているが、この表面処理で腐食を完全に抑制することは容易ではなく、例えば下地の処理不良により処理膜が剥がれたり、処理膜の均一性不良によりピンホールが発生したりして、十分な防食効果を得ることができない場合がある。
そこで、従来は杵と臼の表面を頻繁に清掃したり、打錠雰囲気を低湿度に保持して腐食の進行を抑制するなどの対策が必要であり、生産管理やその他のメンテナンスの上でも極めて煩雑であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消し、杵や臼等の圧縮成形用金型に好適な、高い機械的性能と優れた耐腐食性を有する焼結合金と、この耐腐食性に優れた焼結合金を用いて形成し、保管処理や生産管理などのメンテナンス等が容易な圧縮成形用金型を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、次のように構成したものである。
即ち、本発明１は圧縮成形用金型に関し、焼結合金を用いて形成され、その焼結合金がクロム(Ｃr)を重量で２７〜３５％(以下、比率は全て重量％を示す)、タングステン(Ｗ)を１０〜２０％、炭素(Ｃ)を２〜３％、鉄(Ｆe)を１〜５％、ケイ素(Ｓi)を１〜３％、タンタル(Ｔa)とニオブ(Ｎb)の少なくともいずれか一方を０.２〜５％含有し、残部がコバルト ( Ｃ o) 及び不可避不純物からなり、且つこのコバルト(Ｃo)の含有比率が３６〜５３％の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明２は圧縮成形用金型に関し、焼結合金を用いて形成され、その焼結合金が、クロム(Ｃr)を２７〜３５％、タングステン(Ｗ)を１０〜２０％、炭素(Ｃ)を２〜３％、鉄(Ｆe)を１〜５％、ニッケル(Ｎi)を５％以下、ケイ素(Ｓi)を１〜３％、タンタル(Ｔa)とニオブ(Ｎb)の少なくともいずれか一方を０.２〜５％含有し、残部がコバルト ( Ｃ o) 及び不可避不純物からなり、且つこのコバルト(Ｃo)の含有比率が３６〜５３％の範囲内であることを特徴とする。
【０００９】
ここで上記焼結合金は、粉末状の原料金属から通常の手法により所定形状の焼結金属を形成したものである。
また、上記圧縮成形用金型とは、粉末材料等を圧縮して所定の形状に成形する場合に用いる金型をいい、例えば、錠剤を成形するための打錠機に用いる杵と臼等をいう。
【００１０】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態の杵と臼を用いた、回転式打錠機の概略断面図である。
【００１１】
図１に示すように、この回転式打錠機(１)の回転盤(２)には、周方向に所定間隔をおいて複数の臼(３)を配置してあり、この臼(３)内に臼孔(3a)を形成してある。
上記臼孔(3a)の上方には、上杵(４)を臼孔(3a)に対して上下動可能に上杵保持盤(５)に保持してある。また、臼孔(3a)の下方には下杵(６)を下杵保持盤(７)に上下動可能に保持し、この下杵(６)の杵先を上記臼孔(3a)内に下方から突入させてある。
【００１２】
上記上杵(４)の上方には、上杵(４)の上端に設けた頭部と接触するように上杵ガイドレール(８)を配置してあり、一方、下杵(６)の下方には、下杵(６)の下端に設けた頭部と接触するように下杵ガイドレール(９)を配置してある。
そして、上記回転盤(２)と上杵保持盤(５)及び下杵保持盤(７)は同軸に回転駆動され、この回転により上杵(４)と下杵(６)はそれぞれ両ガイドレール(８・９)に案内されて所定位置で上下に駆動される。
【００１３】
上記臼(３)と上杵(４)と下杵(６)とは、いずれも焼結合金で形成してあり、この焼結合金は、クロムを２７〜３５％、タングステンを１０〜２０％、炭素を２〜３％、鉄を１〜５％、ケイ素を１〜３％、タンタルとニオブの少なくともいずれか一方を０.２〜５％、場合によってはさらに５％以下のニッケルを含有し、残部がコバルト及び不可避不純物からなり、且つこのコバルトの含有比率が３６〜５３重量％の範囲内であり、通常の手法により焼結してある。
【００１４】
上記回転式打錠機では次の手順で錠剤が打錠される。
最初に、下杵ガイドレール(９)により下杵(６)が所定高さに位置決めされて臼孔(3a)内の空間が所定容積に設定され、充填ゾーンにおいてこの臼孔(3a)内に打錠末(10)が充填される。次いで、圧縮ゾーンにおいて上杵(４)が上杵ガイドレール(８)に案内され下方へ移動して圧縮ローラに導かれ、上記打錠末(10)が圧縮されることにより打錠される。
その後、上杵ガイドレール(８)に案内されて上杵(４)が持ち上げられ、取出しゾーンにおいて下杵(６)が下杵ガイドレール(９)により押し上げられ、臼孔(3a)から上記圧縮成形された錠剤が取出される。
【００１５】
次に、上記焼結合金の具体的な組成とその物性値や腐食性等を、従来の合金工具鋼と比較しながら説明する。
【００１６】
【実施例１】
コバルトを５０％、クロムを３０％、タングステンを１２％、炭素を２.５％、鉄を３％、ケイ素を２％、タンタルとニオブを合計で０.５％含有する組成の原料粉末を、通常の手法により焼結させて焼結合金からなる杵と臼を得た。
上記焼結合金の機械的強度は、引張り強さが７９kgf／mm²、圧縮応力が１６３kgf／mm²、硬さが５５ＨＲＣであり、従来杵臼の材料として用いられている合金工具鋼の物性値と同程度であった。
【００１７】
上記の焼結合金で形成した杵と臼の腐食性を、従来の合金工具鋼からなる杵臼(以下、従来品という)と比較した結果は下記の表１に示す通りであった。即ち、従来品は洗浄時に腐食の発生がみられ、また保管時にも腐食を生じており、さらに強酸性物質との接触により腐食が大きく加速されたのに対し、本実施例１の杵臼ではいずれの場合も全く腐食されなかった。
なお、比較に用いた上記従来品は、鉄を９５％、クロムを１％、タングステンを１.５％、炭素を１％、ケイ素を０.３５％、マンガンを０.８％、リンを０.０３％、イオウを０.０３％含む合金工具鋼(ＳＫＳ２)で製造したものである。
【００１８】
【表１】

【００１９】
次に、上記杵臼(杵の外径７mm)を用い、打錠圧を１.０ton/杵、１.５ton/杵、２.０ton/杵、２.５ton/杵にそれぞれ設定して打錠したのち、各杵の寸法変化を調べたところ、いずれの打錠圧の場合にも、杵の全長及び杵先径に寸法変化を生じなかった。また、杵臼の表面は常に滑らかで離型性に優れており、打錠末を付着することがなく、打錠機に用いる杵や臼としての必要な物性及び機能を十分に備えていた。
【００２０】
上記打錠機の杵臼は、打錠を繰り返すことにより次第に昇温するが、この温度変化により杵臼の寸法が変化すると打錠圧や錠剤重量が設定値から外れてしまう虞れがある。
そこで、上記杵を６０℃で２４時間保管して昇温による寸法変化を従来品と比較したところ、本実施例１のものは下記表２に通り、従来品と同程度以下の寸法変化にとどまっており、杵や臼としての特性を十分に満足するものであった。
【００２１】
【表２】

【００２２】
【実施例２】
コバルトを４０％、クロムを３３％、タングステンを１７％、炭素を２.５％、鉄を３％、ケイ素を２％、ニッケルを３％、ニオブを１％の組成で、通常の手法により焼結させて、焼結合金からなる杵と臼を得た。
この焼結合金の機械的強度は、引張り強さが６４kgf／mm²、圧縮応力が１７０kgf／mm²、硬さが５８ＨＲＣであり、杵臼に必要な機械的強度を十分に備えていた。
また、この実施例２のものも、上記実施例１と同様に、優れた耐腐食性を備えていた。
【００２３】
なお、上記実施形態では、圧縮成形用金型を打錠機に用いる杵と臼に適用した場合について説明したが、本発明の圧縮成形用金型は、医薬品に限らず、農薬や食品など他の圧縮成形用粉末材料にも適用でき、さらにプラスチック粉末やセラミックス粉末、金属粉末など、他の粉末材料を成形する場合にも適用できることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、クロムを２７〜３５％、タングステンを１０〜２０％、炭素を２〜３％、鉄を１〜５％、ケイ素を１〜３％、タンタルとニオブの少なくともいずれか一方を０.２〜５％含有し、残部がコバルト及び不可避不純物からなり、且つこのコバルトの含有比率が３６〜５３％の範囲内である焼結金属を用いてあるので、基本的に腐食される性質を有しておらず、従来の合金工具鋼等に匹敵する高い機械的強度と、緻密な金属組織による均一な硬度分布を有する、耐腐食性に優れた焼結合金で形成された圧縮成形用金型を得ることができた。
【００２５】
また、上記の圧縮成形用金型は、高い機械的強度や昇温に対する良好な寸法安定性を有するとともに、優れた耐腐食性を有するため、保管処理や生産管理などのメンテナンス等を簡略にできるうえ、金型表面に腐食を生ずることがないので適正形状の製品を効率良く生産することが可能となった。
【００２６】
特に錠剤を成形するための打錠機に用いる杵と臼に適用した場合には、打錠末が強酸性物質を含む場合であっても杵臼の表面に腐食を生じる虞れがないので、簡単なメンテナンス等により良品の錠剤を高速で多量に生産でき、錠剤の生産性を大きく向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の杵と臼を用いた、回転式打錠機の概略断面図である。
【符号の説明】
１…回転式打錠機、
２…回転盤、
３…臼(圧縮成形用金型)、
3a…臼孔、
４…上杵(圧縮成形用金型)、
５…上杵保持盤、
６…下杵(圧縮成形用金型)、
７…下杵保持盤、
８…上杵ガイドレール、
９…下杵ガイドレール、
10…打錠末(圧縮成形用粉末材料)。

Claims

焼結合金を用いて形成され、その焼結合金が、クロム(Ｃr)を２７〜３５重量％、タングステン(Ｗ)を１０〜２０重量％、炭素(Ｃ)を２〜３重量％、鉄(Ｆe)を１〜５重量％、ケイ素(Ｓi)を１〜３重量％、タンタル(Ｔa)とニオブ(Ｎb)の少なくともいずれか一方を０.２〜５重量％含有し、残部がコバルト ( Ｃ o) 及び不可避不純物からなり、且つこのコバルト(Ｃo)の含有比率が３６〜５３重量％の範囲内であることを特徴とする、圧縮成形用金型。
焼結合金を用いて形成され、その焼結合金が、クロム(Ｃr)を２７〜３５重量％、タングステン(Ｗ)を１０〜２０重量％、炭素(Ｃ)を２〜３重量％、鉄(Ｆe)を１〜５重量％、ニッケル(Ｎi)を５重量％以下、ケイ素(Ｓi)を１〜３重量％、タンタル(Ｔa)とニオブ(Ｎb)の少なくともいずれか一方を０.２〜５重量％含有し、残部がコバルト ( Ｃ o) 及び不可避不純物からなり、且つこのコバルト(Ｃo)の含有比率が３６〜５３重量％の範囲内であることを特徴とする、圧縮成形用金型。
錠剤を成形するための打錠機(１)に用いる杵(４・６)と臼(３)とに適用した、請求項１又は請求項２に記載の圧縮成形用金型。