JP4684509B2 - Method and apparatus for sealing capsules and capsules suitable for use in said method and apparatus - Google Patents

Abstract

The invention is concerned with a method of sealing a hardshell capsule having coaxial body parts which overlap when telescopically joined with each other, thereby forming a gap around a circumference of the capsule, comprising the steps of individually applying a sealing liquid including a solvent uniformly to the external edge of the gap of a capsule to be sealed to form a liquid ring around the circumference of the capsule, removing excess sealing liquid from the exterior of the capsule, drying the capsule by applying thermal energy from outside while gently tumbling and conveying the capsule on a spiral path. <IMAGE>

Description

【０００１】
本発明は、部分的に重畳する同軸本体部分を有する入れ子的に接合されるカプセルを、その後の溶媒及び熱エネルギーの適用によってシールする方法及び装置に関する。本発明はさらに、そのような方法及び装置に特に適したカプセル設計に関する。
【０００２】
本発明を使用することによってシールされるカプセルは、好ましくは、ハードシェルゼラチンカプセル又は化学的及び物理的性質に関して薬学的に許容しうる材料もしくは他の組成物から製造される他のカプセルである。
【０００３】
他の剤形と比較してそのようなカプセルに関して解決すべき課題は、内容物の外への漏れ又はその汚染を避けるために、同軸本体部分を十分にシールしなければならないということである。さらには、安全性のために、カプセルの内容物又はカプセルそのものに対する不正操作が明らかになり、外から見えるべきであり、カプセルをシールする技術は、製造時間及びコストを下げ、製品の欠陥によるむだを減らすため、大規模大量生産に適していなければならない。
【０００４】
ＥＰ０１１６７４３Ａ１及びＥＰ０１１６７４４Ａ１は、入れ子的に接合されると重畳する同軸のハードシェルキャップ部分及び本体部分を有するようなカプセルをシールする同様な方法及び装置をそれぞれ開示している。使用される方法は、メッシュのバスケットの中でランダムな向きにある、又はキャップ部分が直立した向きにあるカプセルのバッチを、キャップ部分と本体部分との重畳部内に毛管作用を生じさせるシール流体に浸漬するか、シール流体又はその蒸気を重畳部の継ぎ目に吹き付けるかする工程と、エアブロワによってカプセル表面からシール流体を除去する工程と、バスケットを乾燥機に通しながらカプセルに熱エネルギーを印加する工程とを含む。両文献は、広い範囲のシール流体及び特定の温度ならびに熱エネルギー印加モードの使用を開示している。これらの開示内容を引用例として本明細書に取り込む。
【０００５】
ＥＰ−０１８０５４３Ａ１もまた、同軸本体部分を有する、入れ子的に接合されるカプセルを、後でシール液をキャップと本体との接合部の重畳領域に適用し、過剰なシール液を除去し、熱エネルギーを印加して乾燥させることによってシールする方法を開示している。この文献は特に、キャップと本体とを正確に同軸に位置決めするためのうね型構造をキャップ及び／又は本体の中に有する、そのような方法に使用するのに適したカプセルの種々の設計を記載している。この文献の開示内容もまた、引用例として本明細書に取り込む。
【０００６】
同軸本体部分を有する入れ子的に接合されるカプセルを、その後の溶媒及び熱エネルギーの適用によってシールするための従来システムは、シールの質及びシールの質に影響する工程パラメータの制御性に関して部分的に不完全である。
【０００７】
本発明は、部分的に重畳する本体部分を有する入れ子的に接合されるカプセルを、その後の溶媒及び熱エネルギーの適用によってシールする改良された方法及び装置ならびに当該方法及び装置に特に適した改良されたカプセル設計を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的に関して、本発明は、請求の範囲に定義される、部分的に重畳する本体部分を有する入れ子的に接合されるカプセルをシールする方法及び装置ならびにカプセル設計を提供する。
【０００９】
以下、添付図面を参照して、一例として本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
まず、本発明の方法及び装置ならびにカプセルを含むシステムを一般的に列挙して説明して、その主要な特徴及び態様を強調する。以下のリストは、整然としてもいないし包括的でもないが、本発明のシステムを従来方法から区別する態様を簡潔に述べる。
【００１１】
本発明は以下の特徴を提供する。
【００１２】
配向されたカプセルを必要とせず、それが操作を簡素化し、方法の信頼性を増す。
【００１３】
シール流体の適用が空間的に制御されて良好なシールのための湿潤区域が最適化され、最小限の粘着性及び最速の乾燥が得られる。
【００１４】
シール流体の温度を制御して、効率的な吸い上げ及び最適な溶解速度を達成することができる。たとえば、ゼラチンカプセルを使用するシステムは周囲温度を超える温度を要し、ＨＰＭＣ（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）システムは高温の溶媒及び周囲温度乾燥で最高で働くため、これは、加熱系及び冷却系の両方の使用を暗示する。
【００１５】
カプセルの本体部分、すなわちキャップと本体との間の隙間の周囲の空間に適用されるシール流体の量を調節して、過剰な湿潤を防ぐことができる。
【００１６】
シール流体をカプセルの周囲に均一に適用して、必要な全面シールを得る。
【００１７】
過剰なシール流体は、エアジェット及び／又は吸気の組み合わせによって除去する。
【００１８】
システムは、カプセルサイズの変更が最小限の部品変更しか要しないように設計されている。
【００１９】
システムは、ゼラチンカプセルの場合、アルコール／水混合物をはじめとする広範囲のシール流体で働くように設計されており、引用例として取り込むＥＰ０１１６７４３Ａ１及びＥＰ０１１６７４４Ａ１に記載のようにアルコール／水混和物に限定されない。他の材料、たとえばデンプン、ＨＰＭＣなどでできたカプセルの場合、代替溶媒系が必要である。本発明は、シール及び乾燥の臨界的パラメータ、たとえば温度、溶媒組成、時間、気流の広範囲の制御を提供して、最適な方法を使用し、十分に制御することを可能にする。
【００２０】
粘着又は表面損傷の危険を減らすため、シール後のカプセルの輸送は、装置の表面及び互いとの接触を最小限にする方法で達成される。
【００２１】
カプセルの乾燥速度を入念に制御して、溶媒が蒸発するとき内側の重畳面が互いにしっかりと接着するが、流体がカプセル材料の本体の中に拡散する時間はないことを保証する。
【００２２】
キャップにおける本体への確実な接着は、ゼラチン長鎖分子が絡み合うのに要する最小時間に匹敵しうる強度で表面が溶着する条件で重畳面どうしが接触することを要する。これが、システムが調節される乾燥速度をセットする。
【００２３】
接着される表面の間の接触圧は、カプセルの正確な製造制御から生じる干渉力と流体吸収によるゼラチンの膨張との組み合わせによって維持される。
【００２４】
すべての面を均一な速度で乾燥させることは、ゆがみ又は不十分なシールを回避するために必要であり、本発明の乾燥バスケット装置のエアブロー式カプセルタンブル機構によって達成される。
【００２５】
乾燥方法の実施態様は、空気流を、カプセルの強力な接着を達成するために必要な温度、時間、水分プロフィールを達成するように選択される温度、流量及び湿度を制御しながら使用する。
【００２６】
カプセルは、カプセルをやさしくタンブルしながらも輸送速度の制御を提供して、すべての面が均一に乾燥し、カプセルどうしが付着しないことを保証する乾燥バスケット装置の中で乾燥させる。
【００２７】
乾燥バスケット装置中のヘリカルスクリューの面、材料及び形状は、運転中にカプセルが滞留せず、それとの接触による損傷が最小限になることを保証するように設計されている。
【００２８】
乾燥バスケット装置を形成する構造の多孔度は、低い空気抵抗及びカプセル上の均一な気流を保証するように設計されている。
【００２９】
幅及び場所が調節可能な２個以上の並列な高圧エアジェットが、乾燥バスケット装置の最低地点の線に沿って、表面に付着する傾向を示すカプセルを浮き上がらせるの十分な速度で上に向けて発される。
【００３０】
軸方向並進速度が回転速度の関数であるため、乾燥バスケット装置の回転速度の制御が乾燥時間の制御を可能にする。
【００３１】
乾燥空気パラメータの制御がサーボ制御システムを使用して達成されて、外的変化の場合でも均一な条件を維持する。
【００３２】
完全なシールシステムの実施態様は、カプセル充填ラインの環境での設置に適合するようにする設置面積の小さな自蔵式ユニットである。
【００３３】
したがって、本発明のシステムは、従来のカプセル充填ラインと適合する速度で、充填直後に液充填カプセルをシールすることができる。
【００３４】
本発明の装置は標準のホッパから供給を受けることができるため、充填機の送り出しを本発明のシール装置の送り込みに綿密に結合する必要はない。これは、充填機又はシール装置の短時間の停止に備えて、緩衝量を使用して製造流を平滑にすることができる。
【００３５】
従来技術のシールシステムに対する本発明の方法及び装置の基本的な改良点は、重畳部全長にわたって完全な均一吸い上げを保証するための、カプセルの本体部分の隙間形状の制御と、隙間を完全に閉じさせ、本体部分どうしが完全に付着するような方法で溶媒を除去する乾燥工程及びこの工程に適当な装置の設計とにある。
【００３６】
カプセル設計
本発明のシールシステムにおける使用にもっとも適したカプセル設計は、入れ子的に接合されると部分的に同心的に重畳する二つの半部分からなる。二つの半部分の間でシールを実施する基本的な方法は、溶媒又はシール液を重畳領域で二つの半部分の間の隙間に導入して、溶媒が蒸発するとき、内面が柔らかなうちに接触し、融合するようにする。
【００３７】
この方法によって良好なシールを達成するためには、シール液、すなわち溶媒が、接着される表面と表面との隙間をすべて満たさなければならない。カプセルの場合、これは、キャップと本体との間の重畳領域の全長である。接着される二つの面は、内面どうしが合わされたとき柔らかく粘着性であって接着を形成するような溶媒と反応しなければならない。これは、溶媒が蒸発して表面どうしを接触させる前に溶媒が隙間の中にある温度及び時間を制御することによって達成することができる。最後に、溶媒を除去する操作は、接着させる二つの面に力を加えて接着が形成する間それらを合わせて保持することを要する。
【００３８】
本発明は、カプセルの設計、溶媒の適用及び乾燥の機構においてこれらの課題を解決する。
【００３９】
隙間への溶媒の均一な充填を支持するため、カプセルは、溶媒を隙間に導入する間、両表面を所定距離まで均一に離間させる機構を有するように設計されている。隙間が、ある場所では広く、他の場所では存在しないならば、その区域での溶媒の分布が変動し、カプセルの周囲のいくつかの地点で不十分なシールにつながる。隙間は、溶媒が除去されると完全に閉じることができ、接着が形成する。閉じる力は限られた強さであり、引き合わされる表面に対する抵抗あるとそれが結合強度を減らすかもしれない。また、カプセル内の製品がカプセル材料の溶媒ではないとき、それが隙間に浸透するならば、それがシール溶媒の作用を妨害するため、カプセル設計は、カプセル内の製品による隙間の汚染が防止されるような設計であることが好ましい。
【００４０】
本発明の重要な側面は、カプセル製造の許容差及びパラメータ、たとえば温度、時間、溶媒量、溶媒位置、シールシステムによる乾燥条件の制御によってこれらの要件すべてが達成される際の精度である。
【００４１】
カプセルの他のすべての要件、たとえば外観、製造性、飲み込み易さなどを維持しながらも必要な隙間制御を達成するために、多様なカプセルの設計がある。多数の適当な設計が引用例としてＥＰ−０１８０５４３Ａ１の開示に取り込まれている。一つの好ましい実施態様は、場合によってキャップ中の凹み又は溝に係合することができる、本体中の少なくとも３個の出っ張りの対称配置を使用する。これらの機構が軸方向の位置決めを提供し、キャップを本体に対して同心的に保持して均一な隙間を設ける。正確な実施態様は、一つ以上の変形、たとえば軸方向の盛り上がった環状物とそれにはまり合う溝、一つ以上の面における均一に粗化された面、多数の出っ張りと凹み、複数の周方向の溝と凹みならびにらせん状のうねと凹みを含むことができる。
【００４２】
隙間サイズは、吸い上げられる溶媒の量が、表面を改質して柔らかく粘着性にして、押し合わせると接着させることができるほど十分に隙間の内面に行き渡るのに十分な量になるように選択される。この量は、材料、温度及び表面を接着させるために適用される力に依存する。通常、隙間は、０．０５mm〜０．５mmの範囲内である。通常、隙間をはじめに充填するために必要な溶媒の量は、５μl〜２０μlである。
【００４３】
溶媒が除去されるとき隙間を閉じることができるよう、移動のためのいくらかの余裕を設けなければならない。これは、多数の設計によって達成することができ、共通の特徴は、それらの設計が、隙間が閉じることを防ぐのに十分な剛性を維持する、隙間の中に延びる機構を有しないということである。離間機構が使用される場合、溶媒の作用によって軟化するとゆがみを起こして必要な動きを許容する離間機構の設計が特に有利である。そのような機構の例を図１に示す。
【００４４】
この図に示す離間機構の形状は、隙間が閉じるとき出っ張りの材料が流れ込むための周辺空間があるような形状である。最小限の流れで収容される付形物の変形を許す原理に従うならば、他の実施態様の対応する設計が可能である。
【００４５】
溶媒が存在する間に製品が隙間領域にしみ込むことを防ぐためには、カプセルの内部領域に露呈した隙間の端部にシールを設けること、カプセルの外側から内側へ正の圧力を加えて製品の隙間への流れ込みを防ぐこと及び／又は製品を固定化して狭い隙間への流れ込みを防ぐことを要する。
【００４６】
本発明の方法及び装置で使用されるカプセルの好ましい実施態様は、固定機構の適切な設計によって隙間の頂上部をシールすることである。
【００４７】
溶媒適用
シールの第二の要件は、キャップと本体との間で隙間の内面を改質して、それらを引き寄せるとき内面が柔らかく粘着性になるようにすることである。前記のように、これは、シール液又は溶媒のタイプ及び量ならびにその温度の制御を要する。本発明は、この分野に関連するか、引用例として取り込まれる従来の特許出願で記載されたタイプの、広い範囲の溶媒で概念を具現化する機構を提供する。内容物からシールされて遮断される十分に制御された隙間を有するカプセルの使用が、内面を所要量の溶媒で含浸させやすくする。
【００４８】
本発明の好ましい実施態様では、溶媒は、隙間の外縁に対し、その円周で均一に提示される。隙間の空間が均一であるならば、表面張力効果が溶媒を外部から隙間に均一に引き込む。外面の軟化を防ぐため、過剰な溶媒はできるだけ速やかに除去する。
【００４９】
溶媒を隙間に適用するための多様な技術がある。たとえば、カプセルの周囲のいくつかの点から隙間の外縁に向けて発射し、適量の溶媒をカプセルに送達するように設計された期間だけ継続させるスプレー、スプレーを、適当な溶媒を小出しする圧電又は熱インクジェットヘッドの配列によって置き換える上記の装置、接触によって溶媒を必要な位置に移すスポンジ、ブラシ、ウィックなどの構造、及び蒸気をカプセル上で直接凝縮するために隙間の開放端に向けられる溶媒蒸気のジェットがある。
【００５０】
所要量を隙間入口の周囲で均一に小出しすることに加え、システムは、材料を軟化させる前に、カプセル表面に付いた過剰な液体溶媒を除去しなければならない。これは、液体を吸い取るための吸気、液体を表面から飛ばすためのエアジェット、接触して液体を吸収するための吸い上げ、過剰な液体を飛ばすための遠心力、過剰な液体を飛ばすための振とう又はこれらの手段の組み合わせを含む種々の手段によって達成することができる。
【００５１】
本発明のシール装置の好ましい実施態様は、重畳隙間の外部開口に向けられた、円周上で１２０°離間した３個のスプレーノズルを使用し、過剰な液体をエアジェットと吸気との組み合わせによって除去する。溶媒が適用される量及び場所の正確な制御に加えて、カプセルの温度、溶媒及び雰囲気の温度を所定の限界内に保持しなければならない。必要な制御の水準は、材料及び環境の可変性に依存する。装置は、広い範囲の環境で作動するための適切な条件を提供するために適当な温度制御システムを設けられている。
【００５２】
溶媒除去
第三の要件は、表面が乾くときそれらを合わせて保持するための力を発生させる方法で隙間中の溶媒を除去することである。究極的な溶媒除去方法は、蒸気としてであり、その輸送は、適切な温度での気流中への取り込みによって達成される。隙間から空気への溶媒の輸送は、いくつかの機構、たとえば露出した液面からの蒸発を支持するための隙間に沿っての流動、外面から蒸発させるためのカプセルキャップ材料中への拡散、カプセル本体材料中への拡散及び内容物の流体との混合又はその中への吸収ならびにキャップ及び本体両方のカプセル材料への拡散及び結合によって実施される。
【００５３】
これらの方法はすべて、空気を導入することなく溶媒を除去する方法で乾燥工程に関与することができる。これが起こると、大気圧がキャップ表面と本体表面とを、平方メートルあたり１００，０００ニュートンまでの圧で押し合わせる。
【００５４】
温度を上昇させると、これらの輸送機構すべてが加速する。しかし、過剰な温度は、良好な接着の形成を妨げる状況、たとえば、表面をゆがませる蒸気泡形成、空気取り込みを許す液体の過剰な流速、カプセルの内側から隙間を通して空気を押し退ける内圧上昇、カプセルをゆがませる熱応力又は剛性を増して閉止を妨げる外面の過度の乾燥につながる。
【００５５】
本発明は、上記機構のいずれかによって温度及び気流を最適化して、シールの質を落とすことなく、工業的に許容しうる速度でカプセルの乾燥を達成する。
【００５６】
以下、カプセルをシールするための装置の好ましい実施態様を詳細に説明する。
【００５７】
一つの好ましい実施態様では、効果的なシールのための要件及び装置のすべてが自蔵式機で実現される。
【００５８】
この実施態様は、いかなる供給源からいからなる速度ででもカプセルを受けることができる入力ホッパを有する。通常、カプセルは、コンベヤ又は空気輸送システムを使用して送られる。
【００５９】
この段階でカプセルは、シールシステムによる機械的輸送の間にカプセルの内容物が漏れ出すのを防ぐのに十分な部分的シールのために、カプセルのキャップ及び本体中の機構によって機械的に閉じた状態に保持される。
【００６０】
ホッパは、カプセルを、カプセルをシール装置に運び入れる多数の入力管に送るように設計されている。カプセルは、重力によってホッパから管に送られ、その動きは、０．５cm〜５．０cmの距離の範囲及び滑らかでつまりのない動きを保証するように設計された速度での入力管の垂直方向往復運動によって支援される。
【００６１】
場合によっては、ホッパと送り管との間にカプセル配向ステーションを挿入して、カプセルが所定の向きで管に入ることを保証してもよい。この機能は、効率的なシールには不要であるが、使用される溶媒の量を最小限にするか、カプセル外面の軟化を制限するように設計された減量スプレーパターンヘッドと組み合わせて使用してもよい。
【００６２】
一つの実施態様では、６個の投入管が使用され、この数は、以下の説明のための例とみなされるが、要求される生産量を満たすために、いかなる数の並列経路を有する実施態様を使用してもよい。
【００６３】
投入管中のカプセルは、開放サイクルがシステム制御装置によって制御される機械的ラッチによって動きを妨げられる。シール機能を具現化するためには、多数の動作を精密なタイミング及び関係で実施しなければならない。好ましい実施態様では、これらの動作すべてをプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）によって制御して、異なるカプセル設計及び材料に適する範囲の溶媒系の要件を満たすようシーケンス及びタイミングを調節することができるようにしている。ＰＬＣが一つの機械が異なる方法、材料及びカプセルサイズとで作動することを可能にすることが本発明の特徴である。
【００６４】
制御装置によって要求される動作は、ソレノイド、空気弁及びシリンダ、モータならびにカムをはじめとする範囲の作動器の組み合わせによって達成することができる。
【００６５】
シールサイクルが開始すると、ＰＬＣが、カプセルを制止するラッチを解放し、各管中の先頭のカプセルを、シールが起こる位置に落とし込む。この地点は、スプレーバーとして知られている。スプレーバーは、溶媒がカプセルの中央部分に噴霧される間、カプセルを定位置に保持して、溶媒がキャップと本体との重畳部の端部の全周囲で均一に接触するようにするための機構を有する。これは、各カプセルを、多数の小さな孔が中に位置する環状多岐管で包囲することによって達成される。これらの孔は、それらから出る液体が所望の場所でカプセルに達するように位置決めされ、傾斜している。カプセルが配向されていない場合、溶媒と遭遇するカプセルの区域は、カプセルの配向がどうであろうと、隙間の端部が溶媒に浸るようなものでなければならない。カプセルが配向される場合、溶媒によってカバーされる区域は、隙間の端部の周囲の区域だけに減らすことができる。所望の範囲をカバーするため、孔は、通常４５°傾斜し、カプセルの周囲で均一に離間している。
【００６６】
各スプレーバーは、カプセル送り管それぞれのための孔、通常は６個の孔を有し、液体は、スプレーバー内の多岐管によってスプレーノズルに送られる。液体は、ノズルを、制御弁を介して永久的に加圧される供給源に接続することによって加圧することにより、ノズルからカプセルに押し出される。カプセルに送り込まれる溶媒の形態及び量は、ＥＦＤ弁制御装置により、弁が開放している時間及び供給圧を調節することによって制御される。必要とされないときの溶媒送り出しを防ぐため、さらなるインタロック弁を送り出しラインに含めてもよい。
【００６７】
システムは通常、カプセルサイズ及び材料に依存して、カプセルあたり２０μl〜２００μlの範囲の量の液体を１バールゲージ〜５バールゲージの範囲の圧力及び０．１秒〜１．０秒の範囲のスプレー時間で送り出す。
【００６８】
カプセルの周囲の環状空間への溶媒の流れ込みの速度及び量を調節して、キャップと本体との間の隙間への溶媒の均一な浸透を保証するのに望ましい形態を達成することができる。これは、エアゾールミストを形成するための高い速度、表面上に液体ジェットを形成するための中庸の速度及びカプセルにちょうど触れるまで拡大する液リングを形成するための低い速度のような条件を含む。
【００６９】
システムは、すべての区域が溶媒を十分に供給されることを保証するため、隙間に吸収されることができるよりも多くの溶媒をカプセルに供給する。過剰な溶液は、真空吸引及び／又はエアジェットによってカプセルの周囲から除去する。この作用はまた、ＰＬＣによって制御され、空気／溶媒は、スプレーノズルに隣接して位置するさらなる孔の配列を介して各カプセルの周囲の区域から除去される。これらの孔は、第二の多岐管によってスプレーバーに相互接続され、そこから、真空ポンプ及び溶媒蒸気が凝縮することができる収集容器及び液トラップに接続される。
【００７０】
溶媒スプレー及び過剰分の除去が完了すると、カプセルは、溶媒を隙間中の定位置に有するが、外面に対する溶媒の作用から、なおも粘着性である。その後、カプセルは、シールが正しく形成し、カプセルどうしが付着したり、他の面に付着することによって表面的に損傷したりしないよう、入念に制御された条件の下で乾燥させなければならない。
【００７１】
好ましい実施態様でこれを達成する方法は、スプレーバーを、送り出し管から離れるように回転させて、カプセルを乾燥バスケットへの入り口と整合させる。これは、回転することができるシリンダの中にスプレーバーを取り付けることによって達成される。スプレーバーからカプセルを取り出すためには、シリンダを１２０°回転させ、プッシュロッドとエアジェットとの組み合わせによってカプセルをはじき出す。カプセルは、６０°傾斜した個々の送り管の中を垂直に落下して乾燥バスケットの一端に入る。
【００７２】
高いスループットを維持するためには、スプレーバーが取り付けられているシリンダは、３個のスプレーバーのための固定具を１２０°間隔で有する。はじき出すためのこの回転が、次のサイクルの開始に備えて新たなスプリングバーを送り管の下に配置する。
【００７３】
さらなる機構が、ＰＬＣによって命令されると、スプレーバーシリンダを反対方向に回転させて、カプセルを、シリンダではなく別の出口に送り込む別個のシュートに放り込む。これは、診断又は工程の計測を実施するために、シール後、乾燥の前に機械からカプセルを取り出すことを可能にする。
【００７４】
機械が異なるサイズのカプセルとで作動し、しかもカプセル送り及びシール動作の両方の正確な制御を維持するためには、カプセルサイズの変更を受け入れるためにいくらかのハードウェア変更を実施しなければならない。好ましい実施態様は、これらの変更を少数のアクセスしやすい項目、たとえば送り管アセンブリ、スプレーバー及び出力ふるいに限定する。
【００７５】
加えて、機械が正しく作動することを保証するため、多数のセンサを使用して、カプセル及び流体が利用可能であり、正しく輸送されたことを保証してもよい。これらは、カプセルが利用可能であることを決定するための、入力ホッパ中の光学センサ、管の中、スプレーバーと乾燥シリンダとの間の光ファイバセンサ、適切な場所の圧力及び真空センサならびに流量センサを含む。
【００７６】
充填後にカプセルがはじき出されて入るバスケットは、内部にらせん形のガイドを有する管状のオープンメッシュ構造を含む。シリンダは、内部らせんが、カプセルが回転によって持ち上げられたとき側方からその上に落ちるカプセルをシリンダの軸に沿って移動させるよう、ゆっくりと回転する。このようにして、カプセルは、内部らせんガイドのらせん経路をたどりながらシリンダの周囲で穏やかに（やさしく）タンブルする。
【００７７】
乾燥バスケット機能
溶媒が隙間に導入されたのちカプセルを乾燥させる際の条件は、良好なシールの達成にとって決定的である。乾燥において達成しなければならない主要機能は以下である。
【００７８】
―カプセルを乾燥区域に通して輸送して大容量貯蔵容器に入れる。
―カプセルが大容量貯蔵容器に入るときには十分に乾燥していて互いに付着することがないよう、カプセルが乾燥区域の中にある時間を制御する。
―空気をすべてカプセル上に流して速やかで均一な乾燥を達成する。
―カプセル間の接触を最小限にしてカプセルどうしが付着することを防ぐ。
―カプセルとバスケットとの接触を最小限にして壁への付着を防ぐ。
―カプセルの機械的衝撃を最小限にして損傷を防ぐ。
【００７９】
乾燥バスケット装置は、好ましくは、ステンレススチールメッシュから主に製造される円筒形構造を含む設計を有する。好ましくは二重らせんガイドである内側の材料もまた、ステンレススチール材料である。
【００８０】
シリンダの寸法は、好ましくは、長さ６００〜１，０００mm及び直径１００mm〜２００mmであり、長さ８００mm及び直径１６０mmが好ましい実施態様である。長さに対する直径の比率は、機械的性能の態様を制御するように選択され、長さは、乾燥区域中で必要な期間の関数であり、直径は、処理されるカプセルの量の関数である。
【００８１】
前記寸法に関するこの実施態様では、長さは、乾燥バスケット中のカプセル滞留時間が１０秒〜１００秒になるように選択される。
【００８２】
円筒形乾燥バスケットは、その軸を水平にして配向される。好ましい実施態様では、バスケットは、ローラによって制約されて、水平軸を中心にして自由に回転することができる。ローラは、ローラの１個を駆動して乾燥バスケットを回転させるのに十分な機能を提供するように製造することもできるし、一端で継手によって直接駆動することもできる。支持及び回転駆動の方法は、バスケット中に自由な気流を提供し、洗浄及び清潔さを維持するための要件と適合していなければならない。
【００８３】
一つの実施態様では、内部二重らせんは、バスケットが回転するとき、カプセルを一つの軸方向にタンブルさせる機能を有する。らせんのピッチ及び形は、すべてのカプセルが軸方向に同じ速度で輸送されることを保証するのに重要である。この実施態様では、らせんは、中央軸からシリンダのメッシュまで延びる羽根から製造される。各羽根は、中央軸からシリンダのメッシュワイヤまで延びる、直径方向に対向する２本のアームからなる。各羽根は、隣接する羽根に対して一定角だけ回転した状態で軸に取り付けられている。この角度は通常１２°である。羽根は、通常は厚さ０．７５mmのステンレススチール板材から打ち抜かれ、場合によっては、低い表面エネルギーを保証するためにＰＴＦＥコーティングされていてもよい。軸及びシリンダへの羽根の取り付けは、その設計に組み込まれる機械的固定具によって達成される。これを容易にするため、軸は、所望のらせんピッチを提供するために選択される間隔で羽根を収容するための円形の溝を有する。このピッチは通常、５．９９３mmであり、１１８枚の羽根が１７９．８mmのらせんピッチで二重らせん構造を形成する。軸は、直径方向に対向する平坦部を有し、羽根は、羽根を軸にはめてスライドさせ、軸上の所望の溝で回転によってロックすることができるよう、その中央の孔に対応するプロフィールを有する。シリンダへの羽根の取り付けは、円筒形メッシュの内側に取り付けられた軸方向ワイヤに適合する、羽根の外寄りプロフィール上の溝によって達成される。典型的な実施態様では、３０本のワイヤが、羽根の配置に適合するよう、１２°離して使用される。バスケットへの羽根の組み付けは、羽根を軸にはめてスライドさせ、定位置にロックするまで回転させることによって達成される。外側シリンダのメッシュは、良好な気流を許す開放区域を最大限にしながらもカプセルを収容する機能と、羽根のための取り付け固定具を提供する機能とを組み合わせるように構成される。これを達成するため、直径０．１６mmのステンレススチールワイヤの別個のリング１３４個が、円周で１２１の増分で配設されたステンレススチールの直径０．２mmの縦方向ワイヤ３０本の周囲に溶接されている。縦方向ワイヤは周方向ワイヤの内側にあり、それらが羽根のための取り付け機構として働くようになっている。
【００８４】
代替態様は、取り外し易さを考慮して、別々のセクションで構成された別々のバスケットを使用する。この実施態様では、３cmのらせん構造を用いて、各らせんが２４０mmのピッチを有し、バスケットが１８５mmの内径を有するようにしている。バスケットの外側アーム及びらせんアームは、それぞれが中に形成された３本のアームと、溝付きリムとを有する平坦な打ち抜き材から製造されて、中心軸を中心に６°のオフセットで積層されると、層どうしは、溝によって約４mm離間し、必要なピッチの内部らせんを形成する。一端からの駆動が全セクションを回転させることができるよう、公知の機構がセクションどうしを連結する。
【００８５】
前記実施態様における乾燥バスケットの構造は、カプセルが乾燥区域を通過するとき必要な輸送条件を達成する手段の例である。また、この概念は、多様な設計及び構築技術を使用して達成することができる。これは、図２に示すように、バスケットが回転するとカプセルがバスケット中を一方向に移動するように設けられた平坦な斜めのバッフルを有する長方形断面のバスケットを含むが、これに限定されない。
【００８６】
長方形断面は、製造コストを有意に下げることができる。
【００８７】
さらなる代替態様は、コンベヤベルトが、カプセルの周囲に空気を循環させるためのオープンメッシュ構造を有し、場合によっては振動又はエアジェットを使用してカプセルを互い又はベルトに付着させないようにすることもできるコンベヤベルトシステムであるか、暖気が、カプセルの重さが上昇気流の空力抵抗よりもかろうじて大きくなるように調節される速度で垂直管の底に供給される対向流落下管である。したがって、気流速度を調節することによってカプセルの下降速度を調節して、過剰な流体を乾燥させて除くのに十分な通過時間を得ることができる。
【００８８】
円筒形乾燥バスケット装置のさらなる好ましい実施態様では、中央の機構が、らせんが乾燥バスケットの長手に沿って２〜４回の巻きを形成するように斜めになった３本の絡み合うらせんを形成する３本のアームを有する。
【００８９】
外側シリンダ及びらせんアーム両方のオープンメッシュ性が、空気を乾燥バスケットに通してカプセルと自由に混合させる。
【００９０】
バスケットを収容するために、バスケットは、空気が出入りするための通気口を有する中実な（solid）周壁の容器に収容される。空気は、バスケットの底の２個以上の軸方向スリットを介して入る。スリットは、進入する空気が、カプセルが壁又は互いのいずれにも付着しないことを保証するタンブル動を高めるためにカプセルをバスケットの内面から持ち上げるのに十分であるような高い速度を有することを保証する大きさである。空気は、カプセル送りとは反対側端部に位置する開口を介してチャンバを出る。
【００９１】
乾燥バスケットに供給される空気は、多量の空気を高速で供給することができるコンプレッサ装置から送られる。空気を所望の温度に調節するため、加熱又は冷却熱交換機がコンプレッサとスリット入り口点との間に取り付けられている。部屋からコンプレッサに入る空気は、圧縮によって温度を上げられ、したがって、さらなる調節なしで、周囲温度と周囲温度よりも３０℃高い温度との間で乾燥機に入る。加熱又は冷却により、範囲は、５℃〜８０℃の範囲内に制御することができる。冷却熱交換機は、好ましくは、車に使用されるものと同様な形態の空水システムである。乾燥バスケットからの排気は、さらなる高容量空気ポンプによって引き取られ、このポンプが空気及び溶媒蒸気をダクト構造に通して機械から離す。
【００９２】
そして、排気は、部屋の中に通すこともできるし、ダクト及び煙突を介して外気に通すこともできるし、凝縮器／スクラバに通して溶媒を除去し、排気を放出に備えて調節することもできる。
【００９３】
抽出系の選択は、運用の場所及び使用する溶媒に依存する。
【００９４】
大容量空気供給及び抽出ポンプの使用が、バスケット内の圧力を調節することを可能にする。周囲空気中への溶媒放出を避ける場合には、乾燥機中のすべての場所で圧力が室圧未満であることが重要である。ＰＬＣが、両ポンプを駆動するモータを制御することができ、ひいては、圧力及び流量を独立して調節することができる。
【００９５】
乾燥バスケット中のらせんの作用は、乾燥バスケット中のカプセルの滞留時間が単に回転速度によって制御されることを意味する。カプセルは、バスケットの端に達すると、ふるいに落ち込み、貯蔵容器又は輸送機構の上に落ちる。
【００９６】
使用される溶媒が部屋の空気中に放出されるべきではない場合、さらなる機構をシステムに含めて、すべての溶媒が浄化空気によって除去されることを保証することができる。これらは、区域に放出される蒸気が除去されることを保証するための、排気ポンプに接続された実質的に閉じた容積を形成するスプレーバーシリンダアセンブリの周囲の保護シールド、オペレータが、シール動作を開始する前に、機能の目視チェックとして、溶媒を付着させたスプレーバーを見て、気流を圧力均衡させて溶媒を含有する容積のすべてが大気圧未満に保持されていることを確認することを可能にする、送り管アセンブリの定位置に収まる透明な保護シールドと、溶媒蒸気を損失することなくカプセルを出すことができる、出口に設けられた気流構造（極端な場合には、乾燥機を離れるカプセルをシールされた容器に収容し、この容器に空気を吹き込んで残留溶媒蒸気を除去することができる）、気流が残留溶媒蒸気を除去することを許すスプレー後の期間中に機械の液体供給部品へのアクセスを防ぐための制御インタロック及び／又は長期的劣化が起こらないことを保証するための、溶媒の液体又は蒸気と接触するすべての材料の選択を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカプセルの重畳するシール部分の細部を拡大して示す。
【図２】 本発明の方法及び装置で使用される乾燥バスケットの概略構造ならびにその作動中のカプセルの経路を示す。[0001]
The present invention relates to a method and apparatus for sealing nested joint capsules having partially overlapping coaxial body portions by subsequent application of solvent and thermal energy. The invention further relates to a capsule design that is particularly suitable for such a method and apparatus.
[0002]
Capsules sealed by using the present invention are preferably hard shell gelatin capsules or other capsules made from pharmaceutically acceptable materials or other compositions with respect to chemical and physical properties.
[0003]
The problem to be solved with such capsules compared to other dosage forms is that the coaxial body part must be well sealed to avoid leakage of the contents or contamination thereof. Furthermore, for safety, tampering with the contents of the capsule or the capsule itself should be apparent and visible from the outside, and the technology of sealing the capsule reduces manufacturing time and costs and is wasted due to product defects. Must be suitable for large-scale mass production.
[0004]
EP0116743A1 and EP0116744A1 disclose similar methods and devices, respectively, for sealing capsules having coaxial hard shell cap portions and body portions that overlap when nested. The method used is to turn a batch of capsules in a random orientation in the mesh basket or in an upright orientation of the cap portion into a sealing fluid that creates capillary action in the overlap between the cap portion and the body portion. Immersing or spraying a sealing fluid or its vapor to the seam of the overlapping portion; removing the sealing fluid from the capsule surface by an air blower; and applying thermal energy to the capsule while passing the basket through the dryer. including. Both documents disclose the use of a wide range of sealing fluids and specific temperatures and thermal energy application modes. These disclosures are incorporated herein by reference.
[0005]
EP-0180543A1 also has a coaxially bonded body-joined capsule, which later applies sealing liquid to the overlap area of the cap-body joint, removes excess sealing liquid, and heat energy. Discloses a method of sealing by applying and drying. This document specifically describes various designs of capsules suitable for use in such a method, having a ridge structure in the cap and / or body for accurately coaxially positioning the cap and body. It is described. The disclosure of this document is also incorporated herein by reference.
[0006]
Conventional systems for sealing nested jointed capsules with coaxial body portions by subsequent application of solvent and thermal energy are partially related to seal quality and controllability of process parameters that affect seal quality. Incomplete.
[0007]
The present invention provides an improved method and apparatus for sealing nested joint capsules having partially overlapping body portions by subsequent application of solvent and thermal energy, and an improvement particularly suitable for the method and apparatus. The purpose is to provide a capsule design.
[0008]
To this end, the present invention provides a method and apparatus and capsule design for sealing a nested joint capsule having a partially overlapping body portion as defined in the claims.
[0009]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings.
[0010]
First, the method and apparatus of the present invention and a system including a capsule will be generally listed and described to emphasize its main features and aspects. The following list briefly describes how to distinguish the system of the present invention from conventional methods, although neither orderly nor comprehensive.
[0011]
The present invention provides the following features.
[0012]
There is no need for an oriented capsule, which simplifies operation and increases the reliability of the method.
[0013]
The application of the sealing fluid is spatially controlled to optimize the wet area for a good seal, resulting in minimal tack and fastest drying.
[0014]
The temperature of the sealing fluid can be controlled to achieve efficient wicking and optimal dissolution rates. For example, systems that use gelatin capsules require temperatures above ambient temperature, and HPMC (hydroxypropyl methylcellulose) systems work best with hot solvents and ambient temperature drying, which is why both heating and cooling systems Imply use.
[0015]
The amount of sealing fluid applied to the body portion of the capsule, i.e., the space around the gap between the cap and the body, can be adjusted to prevent excessive wetting.
[0016]
Seal fluid is applied evenly around the capsule to obtain the required full seal.
[0017]
Excess seal fluid is removed by a combination of air jets and / or intake air.
[0018]
The system is designed such that changing the capsule size requires minimal component changes.
[0019]
The system is designed to work with a wide range of sealing fluids, including alcohol / water mixtures in the case of gelatin capsules, and is not limited to alcohol / water mixtures as described in EP0116743A1 and EP0116744A1 which are incorporated by reference. For capsules made of other materials such as starch, HPMC, etc., an alternative solvent system is required. The present invention provides a wide range of control of critical parameters for sealing and drying, such as temperature, solvent composition, time, air flow, and allows optimal control to be used and well controlled.
[0020]
To reduce the risk of sticking or surface damage, transport of the capsule after sealing is accomplished in a manner that minimizes contact with the surface of the device and each other.
[0021]
Careful control of the drying rate of the capsule ensures that the inner overlapping surfaces adhere to each other as the solvent evaporates, but there is no time for the fluid to diffuse into the body of the capsule material.
[0022]
Reliable adhesion of the cap to the body requires the overlapping surfaces to contact each other under conditions where the surfaces are welded at a strength comparable to the minimum time required for the long gelatin chains to entangle. This sets the drying rate at which the system is adjusted.
[0023]
The contact pressure between the surfaces to be bonded is maintained by a combination of interference forces resulting from precise manufacturing control of the capsule and gelatin swelling due to fluid absorption.
[0024]
Drying all surfaces at a uniform rate is necessary to avoid distortion or poor sealing and is accomplished by the air blow capsule tumble mechanism of the drying basket apparatus of the present invention.
[0025]
Embodiments of the drying method use air flow while controlling the temperature, flow rate, and humidity selected to achieve the temperature, time, and moisture profile necessary to achieve strong capsule adhesion.
[0026]
The capsules are dried in a drying basket apparatus that provides controlled transport speed while gently tumbling the capsules to ensure that all surfaces are uniformly dried and the capsules do not stick together.
[0027]
The surface, material and shape of the helical screw in the drying basket apparatus is designed to ensure that the capsule does not stay during operation and damage due to contact with it is minimized.
[0028]
The porosity of the structure forming the drying basket apparatus is designed to ensure low air resistance and uniform airflow over the capsule.
[0029]
Two or more parallel high-pressure air jets of adjustable width and location are turned up at a rate sufficient to lift capsules that tend to stick to the surface along the lowest line of the drying basket apparatus. Be emitted.
[0030]
Since the axial translation speed is a function of the rotational speed, control of the rotational speed of the drying basket apparatus allows control of the drying time.
[0031]
Control of dry air parameters is achieved using a servo control system to maintain uniform conditions even in the case of external changes.
[0032]
An embodiment of a complete seal system is a self-contained unit with a small footprint that is adapted to be installed in a capsule filling line environment.
[0033]
Thus, the system of the present invention can seal liquid filled capsules immediately after filling at a rate compatible with conventional capsule filling lines.
[0034]
Since the apparatus of the present invention can be supplied from a standard hopper, it is not necessary to closely couple the filling machine feed to the feed of the sealing device of the present invention. This can use a buffering amount to smooth the production flow in preparation for a brief shutdown of the filling machine or sealing device.
[0035]
A fundamental improvement of the method and apparatus of the present invention over prior art sealing systems is the control of the gap shape of the capsule body to ensure complete uniform wicking over the entire length of the overlap and the closure of the gap completely. And a drying process for removing the solvent in such a manner that the main body parts completely adhere to each other, and a device design suitable for this process.
[0036]
Capsule design
The most suitable capsule design for use in the seal system of the present invention consists of two halves that overlap partially and concentrically when nested. The basic method of carrying out a seal between two halves is to introduce a solvent or seal liquid into the gap between the two halves in the overlap region so that when the solvent evaporates, the inner surface is soft. Make contact and merge.
[0037]
In order to achieve a good seal by this method, the sealing liquid, ie the solvent, must fill all the gaps between the surfaces to be bonded. In the case of a capsule, this is the total length of the overlapping area between the cap and the body. The two surfaces to be bonded must react with a solvent that is soft and tacky when the inner surfaces are brought together to form a bond. This can be accomplished by controlling the temperature and time that the solvent is in the gap before the solvent evaporates and contacts the surfaces. Finally, the operation of removing the solvent requires applying force to the two surfaces to be bonded to hold them together while the bond is formed.
[0038]
The present invention solves these problems in capsule design, solvent application and drying mechanisms.
[0039]
In order to support uniform filling of the solvent into the gap, the capsule is designed to have a mechanism that evenly separates both surfaces to a predetermined distance while introducing the solvent into the gap. If the gap is wide at one location and not present elsewhere, the solvent distribution in that area will fluctuate, leading to poor sealing at some points around the capsule. The gap can be completely closed when the solvent is removed, and a bond is formed. The closing force is a limited strength and it may reduce the bond strength if there is resistance against the attracted surface. Also, when the product in the capsule is not the solvent of the capsule material, the capsule design prevents the contamination of the gap by the product in the capsule, because if it penetrates into the gap, it interferes with the action of the sealing solvent. Such a design is preferable.
[0040]
An important aspect of the present invention is the accuracy with which all these requirements are achieved by control of capsule manufacturing tolerances and parameters such as temperature, time, solvent volume, solvent location, and drying conditions controlled by the sealing system.
[0041]
There are a variety of capsule designs to achieve the necessary gap control while maintaining all other capsule requirements, such as appearance, manufacturability, ease of swallowing, and the like. A number of suitable designs are incorporated by reference in the disclosure of EP-0180543A1. One preferred embodiment uses a symmetrical arrangement of at least three ledges in the body that can optionally engage a recess or groove in the cap. These mechanisms provide axial positioning and hold the cap concentric with the body to provide a uniform gap. The exact embodiment is one or more deformations, such as an axially raised annulus and a mating groove, a uniformly roughened surface on one or more surfaces, a number of bulges and depressions, a plurality of circumferential directions Grooves and recesses as well as helical ridges and recesses.
[0042]
The gap size is chosen so that the amount of solvent sucked up is sufficient to reach the inner surface of the gap enough to modify the surface to make it soft and sticky, and press to adhere. The This amount depends on the material, temperature and force applied to adhere the surfaces. Usually, the gap is in the range of 0.05 mm to 0.5 mm. Usually, the amount of solvent required to fill the gap first is 5 μl to 20 μl.
[0043]
Some allowance for movement must be provided so that the gap can be closed when the solvent is removed. This can be achieved by a number of designs and a common feature is that they do not have a mechanism that extends into the gap that maintains sufficient rigidity to prevent the gap from closing. is there. When a spacing mechanism is used, it is particularly advantageous to design the spacing mechanism to be distorted when softened by the action of the solvent to allow the necessary movement. An example of such a mechanism is shown in FIG.
[0044]
The shape of the separation mechanism shown in this figure is such that there is a peripheral space for the protruding material to flow in when the gap is closed. Corresponding designs of other embodiments are possible provided that the principle of allowing deformation of the shaped object accommodated with minimal flow is followed.
[0045]
To prevent the product from seeping into the gap area during the presence of the solvent, provide a seal at the end of the gap exposed in the inner area of the capsule, or apply positive pressure from the outside of the capsule to the inside of the gap. It is necessary to prevent the flow into the gap and / or to fix the product to prevent the flow into the narrow gap.
[0046]
A preferred embodiment of the capsule used in the method and apparatus of the present invention is to seal the top of the gap with an appropriate design of the locking mechanism.
[0047]
Solvent application
A second requirement for the seal is to modify the inner surface of the gap between the cap and the body so that the inner surface becomes soft and tacky when they are pulled together. As mentioned above, this requires control of the type and amount of sealing liquid or solvent and its temperature. The present invention provides a mechanism that embodies the concept with a wide range of solvents of the type described in the prior patent application related to this field or incorporated by reference. The use of capsules with well-controlled gaps that are sealed off from the contents makes it easier to impregnate the inner surface with the required amount of solvent.
[0048]
In a preferred embodiment of the invention, the solvent is presented uniformly on its circumference with respect to the outer edge of the gap. If the space of the gap is uniform, the surface tension effect draws the solvent uniformly from the outside into the gap. Excess solvent is removed as quickly as possible to prevent softening of the outer surface.
[0049]
There are a variety of techniques for applying solvents to the gaps. For example, a spray that fires from several points around the capsule toward the outer edge of the gap and continues for a period of time designed to deliver the appropriate amount of solvent to the capsule. The above devices replaced by an array of thermal ink jet heads, structures such as sponges, brushes, wicks, etc. that move the solvent to the required position by contact, and the solvent vapor directed to the open end of the gap to condense the vapor directly on the capsule There is a jet.
[0050]
In addition to dispensing the required amount evenly around the gap entrance, the system must remove excess liquid solvent on the capsule surface before softening the material. This includes suction to suck liquid, air jet to blow liquid from the surface, suction to touch and absorb liquid, centrifugal force to blow excess liquid, shaking to blow excess liquid Or it can be achieved by various means including a combination of these means.
[0051]
A preferred embodiment of the sealing device of the present invention uses three spray nozzles, 120 ° apart on the circumference, directed to the external opening of the overlapping gap, and excess liquid is combined by a combination of air jet and intake air. Remove. In addition to precise control over the amount and location of solvent applied, the capsule temperature, solvent and ambient temperature must be kept within predetermined limits. The level of control required depends on material and environmental variability. The device is provided with a suitable temperature control system to provide the proper conditions for operating in a wide range of environments.
[0052]
Solvent removal
The third requirement is to remove the solvent in the gaps in a way that generates a force to hold them together when the surface dries. The ultimate solvent removal method is as a vapor and its transport is achieved by incorporation into an air stream at the appropriate temperature. Solvent transport from the gap to the air can be accomplished by several mechanisms, such as flow along the gap to support evaporation from the exposed liquid surface, diffusion into the capsule cap material to evaporate from the outer surface, capsule Diffusion into the body material and mixing of the contents with the fluid or absorption into it and diffusion and bonding into the capsule material of both the cap and body.
[0053]
All of these methods can participate in the drying process in a way that removes the solvent without introducing air. When this happens, atmospheric pressure pushes the cap surface and body surface together with pressures up to 100,000 Newtons per square meter.
[0054]
Increasing the temperature accelerates all of these transport mechanisms. However, excessive temperatures can prevent the formation of good adhesion, such as vapor bubble formation that distorts the surface, excessive flow velocity of liquid that allows air uptake, increased internal pressure that pushes air through the gap from inside the capsule, capsule Increases thermal stress or stiffness that distorts the surface, leading to excessive drying of the outer surface that prevents closure.
[0055]
The present invention optimizes temperature and airflow by any of the above mechanisms to achieve capsule drying at an industrially acceptable rate without compromising seal quality.
[0056]
In the following, preferred embodiments of the device for sealing capsules will be described in detail.
[0057]
In one preferred embodiment, all of the requirements and equipment for effective sealing are realized in a self-contained machine.
[0058]
This embodiment has an input hopper that can receive the capsule at any rate from any source. Usually capsules are delivered using a conveyor or pneumatic transport system.
[0059]
At this stage, the capsule was mechanically closed by a mechanism in the cap and body of the capsule for a partial seal sufficient to prevent leakage of the capsule contents during mechanical transport through the sealing system. Kept in a state.
[0060]
The hopper is designed to send the capsule to a number of input tubes that carry the capsule into a sealing device. The capsule is fed by gravity from the hopper to the tube, and its movement is in the range of 0.5 cm to 5.0 cm and the vertical direction of the input tube at a speed designed to ensure smooth or flawless movement. Assisted by reciprocating motion.
[0061]
In some cases, a capsule orientation station may be inserted between the hopper and the feed tube to ensure that the capsule enters the tube in a predetermined orientation. This feature is not necessary for efficient sealing, but can be used in conjunction with a weight loss spray pattern head designed to minimize the amount of solvent used or limit the softening of the capsule outer surface. Also good.
[0062]
In one embodiment, six input tubes are used, and this number is considered an example for the following description, but an embodiment having any number of parallel paths to meet the required production volume. May be used.
[0063]
The capsule in the dosing tube is prevented from moving by a mechanical latch whose opening cycle is controlled by the system controller. In order to implement the sealing function, a number of operations must be performed with precise timing and relationships. In a preferred embodiment, all of these operations are controlled by a programmable logic controller (PLC) so that the sequence and timing can be adjusted to meet a range of solvent system requirements suitable for different capsule designs and materials. ing. It is a feature of the present invention that the PLC allows one machine to operate in different ways, materials and capsule sizes.
[0064]
The action required by the controller can be achieved by a range of actuator combinations including solenoids, pneumatic valves and cylinders, motors and cams.
[0065]
When the sealing cycle begins, the PLC releases the latch that restrains the capsule and drops the leading capsule in each tube into the position where the sealing occurs. This point is known as a spray bar. The spray bar is used to hold the capsule in place while the solvent is sprayed onto the central part of the capsule so that the solvent is in uniform contact all around the end of the overlap between the cap and the body. It has a mechanism. This is accomplished by surrounding each capsule with an annular manifold in which a number of small holes are located. These holes are positioned and inclined so that the liquid exiting them reaches the capsule at the desired location. If the capsule is not oriented, the area of the capsule that encounters the solvent must be such that the end of the gap is immersed in the solvent, regardless of the orientation of the capsule. If the capsule is oriented, the area covered by the solvent can be reduced to only the area around the end of the gap. To cover the desired area, the holes are typically inclined at 45 ° and are evenly spaced around the capsule.
[0066]
Each spray bar has a hole, usually six holes, for each capsule feed tube, and the liquid is sent to the spray nozzle by a manifold in the spray bar. Liquid is pushed from the nozzle into the capsule by pressurizing the nozzle by connecting it to a permanently pressurized source via a control valve. The form and amount of solvent delivered to the capsule is controlled by the EFD valve controller by adjusting the valve opening time and the supply pressure. Additional interlock valves may be included in the delivery line to prevent solvent delivery when it is not needed.
[0067]
The system typically sprays liquids in the range of 20 μl to 200 μl per capsule with pressures in the range of 1 bar gauge to 5 bar gauge and sprays in the range of 0.1 seconds to 1.0 seconds, depending on the capsule size and material. Send out in time.
[0068]
The rate and amount of solvent flow into the annular space around the capsule can be adjusted to achieve the desired form to ensure uniform penetration of the solvent into the gap between the cap and the body. This includes conditions such as high speed to form an aerosol mist, moderate speed to form a liquid jet on the surface, and low speed to form a liquid ring that expands until just touching the capsule.
[0069]
The system supplies more solvent to the capsule than can be absorbed into the gap to ensure that all areas are adequately supplied with solvent. Excess solution is removed from the periphery of the capsule by vacuum suction and / or air jet. This action is also controlled by the PLC, and air / solvent is removed from the area around each capsule via an array of additional holes located adjacent to the spray nozzle. These holes are interconnected to the spray bar by a second manifold from which they are connected to a vacuum pump and a collection vessel and liquid trap where the solvent vapor can condense.
[0070]
Upon completion of solvent spraying and excess removal, the capsule has the solvent in place in the gap, but is still sticky due to the action of the solvent on the outer surface. The capsules must then be dried under carefully controlled conditions so that the seal is properly formed and the capsules do not adhere to each other or become superficially damaged by adhering to other surfaces.
[0071]
A method of accomplishing this in the preferred embodiment is to rotate the spray bar away from the delivery tube to align the capsule with the entrance to the drying basket. This is accomplished by mounting a spray bar in a cylinder that can rotate. In order to remove the capsule from the spray bar, the cylinder is rotated 120 ° and the capsule is ejected by a combination of a push rod and an air jet. The capsule falls vertically into individual feed tubes inclined at 60 ° and enters one end of the drying basket.
[0072]
In order to maintain high throughput, the cylinder to which the spray bars are attached has fixtures for the three spray bars at 120 ° intervals. This rotation to pop out places a new spring bar below the feed tube in preparation for the start of the next cycle.
[0073]
When an additional mechanism is commanded by the PLC, the spray bar cylinder is rotated in the opposite direction to force the capsule into a separate chute that feeds another outlet rather than the cylinder. This allows the capsule to be removed from the machine after sealing and before drying in order to carry out diagnostics or process measurements.
[0074]
In order for the machine to work with different sized capsules and to maintain precise control of both capsule feeding and sealing operations, some hardware changes must be made to accommodate the capsule size changes. The preferred embodiment limits these changes to a small number of accessible items, such as feed tube assemblies, spray bars and output screens.
[0075]
In addition, a number of sensors may be used to ensure that the capsule and fluid are available and transported correctly to ensure that the machine operates correctly. These include optical sensors in the input hopper, fiber optic sensors in the tube, between the spray bar and the drying cylinder, pressure and vacuum sensors at appropriate locations and flow rates to determine that the capsule is available. Includes sensors.
[0076]
The basket into which the capsules are ejected after filling contains a tubular open mesh structure with a helical guide inside. The cylinder rotates slowly so that the inner helix moves the capsule that falls onto it from the side when the capsule is lifted by rotation, along the cylinder axis. In this way, the capsule gently tumbles around the cylinder while following the helical path of the internal helical guide.
[0077]
Drying basket function
The conditions for drying the capsule after the solvent has been introduced into the gap are critical to achieving a good seal. The main functions that must be achieved in drying are:
[0078]
-Transport the capsules through the drying area and place them in a large storage container.
Control the time the capsules are in the drying area so that they are sufficiently dry and do not stick together when entering the mass storage container.
-Flow all air over the capsule to achieve quick and uniform drying.
-Minimize contact between capsules to prevent them from sticking to each other.
-Minimize contact between the capsule and the basket to prevent adhesion to the wall.
-Minimize mechanical impact of the capsule to prevent damage.
[0079]
The drying basket apparatus preferably has a design that includes a cylindrical structure made primarily from stainless steel mesh. The inner material, preferably a double helix guide, is also a stainless steel material.
[0080]
The cylinder dimensions are preferably 600-1,000 mm long and 100-200 mm in diameter, with 800 mm length and 160 mm diameter being the preferred embodiment. The ratio of diameter to length is selected to control aspects of mechanical performance, the length is a function of the time required in the drying zone, and the diameter is a function of the amount of capsules processed. .
[0081]
In this embodiment for the dimensions, the length is chosen such that the capsule residence time in the drying basket is between 10 seconds and 100 seconds.
[0082]
The cylindrical drying basket is oriented with its axis horizontal. In a preferred embodiment, the basket is constrained by a roller and can rotate freely about a horizontal axis. The roller can be manufactured to provide sufficient functionality to drive one of the rollers to rotate the drying basket, or it can be driven directly by a joint at one end. Support and rotational drive methods must be compatible with the requirements to provide free airflow in the basket and to maintain cleaning and cleanliness.
[0083]
In one embodiment, the internal double helix has the function of tumbling the capsule in one axial direction as the basket rotates. The pitch and shape of the helix is important to ensure that all capsules are transported at the same speed in the axial direction. In this embodiment, the helix is made from vanes that extend from the central axis to the mesh of the cylinder. Each vane consists of two diametrically opposed arms extending from the central axis to the cylinder mesh wire. Each blade is attached to the shaft in a state of being rotated by a certain angle with respect to the adjacent blade. This angle is usually 12 °. The vanes are typically stamped out of a 0.75 mm thick stainless steel plate and in some cases may be PTFE coated to ensure low surface energy. Attachment of the vanes to the shaft and cylinder is accomplished by mechanical fixtures that are incorporated into the design. To facilitate this, the shaft has circular grooves to accommodate the vanes at intervals selected to provide the desired helical pitch. This pitch is typically 5.993 mm, and 118 blades form a double helix structure with a helical pitch of 179.8 mm. The shaft has a diametrically opposed flat portion, and the vane has a profile corresponding to its central hole so that the vane can be slid into the shaft and locked by rotation in the desired groove on the shaft. Have Attachment of the blade to the cylinder is accomplished by a groove on the outer profile of the blade that fits an axial wire attached to the inside of the cylindrical mesh. In a typical embodiment, 30 wires are used 12 ° apart to match the vane placement. Assembly of the vane to the basket is accomplished by sliding the vane around the shaft and rotating it until it locks in place. The mesh of the outer cylinder is configured to combine the function of accommodating the capsule while maximizing the open area allowing good airflow and the function of providing mounting fixtures for the vanes. To accomplish this, 134 separate rings of 0.16 mm diameter stainless steel wire are welded around 30 stainless steel 0.2 mm diameter wire longitudinally arranged in 121 increments. Has been. The longitudinal wires are inside the circumferential wires so that they serve as attachment mechanisms for the vanes.
[0084]
An alternative embodiment uses separate baskets made up of separate sections for ease of removal. In this embodiment, a 3 cm helix structure is used so that each helix has a pitch of 240 mm and the basket has an inner diameter of 185 mm. The basket's outer and helical arms are manufactured from flat stamped material each having three arms formed therein and a grooved rim, and are stacked at a 6 ° offset about the central axis. The layers are separated by about 4 mm by a groove to form an internal helix with the required pitch. A known mechanism connects the sections so that driving from one end can rotate the entire section.
[0085]
The structure of the drying basket in the above embodiment is an example of a means for achieving the necessary transport conditions when the capsule passes through the drying area. This concept can also be achieved using a variety of design and construction techniques. This includes, but is not limited to, a rectangular cross-section basket with a flat diagonal baffle provided such that the capsule moves in one direction through the basket as the basket rotates, as shown in FIG.
[0086]
A rectangular cross-section can significantly reduce manufacturing costs.
[0087]
A further alternative is that the conveyor belt has an open mesh structure for circulating air around the capsules, possibly using vibrations or air jets to prevent the capsules from sticking to each other or to the belt. Or a counter-flow drop tube that is fed to the bottom of a vertical tube at a rate such that the warm air is adjusted so that the weight of the capsule is barely greater than the aerodynamic drag of the updraft. Therefore, by adjusting the airflow velocity, the capsule lowering speed can be adjusted to obtain a sufficient transit time to dry out excess fluid.
[0088]
In a further preferred embodiment of the cylindrical drying basket device, the central mechanism forms three intertwined spirals that are slanted so that the spiral forms 2-4 turns along the length of the drying basket. It has a book arm.
[0089]
The open mesh nature of both the outer cylinder and the helical arm allows air to pass freely through the drying basket and mix with the capsule.
[0090]
In order to accommodate the basket, the basket is housed in a solid peripheral container with a vent for air to enter and exit. Air enters through two or more axial slits at the bottom of the basket. The slit ensures that the incoming air has a high velocity that is sufficient to lift the capsule from the inner surface of the basket to enhance tumble movement ensuring that the capsule does not adhere to either the wall or each other. It is the size to do. Air exits the chamber through an opening located at the end opposite the capsule feed.
[0091]
The air supplied to the drying basket is sent from a compressor device that can supply a large amount of air at a high speed. A heating or cooling heat exchanger is installed between the compressor and the slit entry point to adjust the air to the desired temperature. The air entering the compressor from the room is raised in temperature by compression and therefore enters the dryer between ambient temperature and 30 ° C. above ambient temperature without further adjustment. By heating or cooling, the range can be controlled within the range of 5 ° C to 80 ° C. The cooling heat exchanger is preferably an air-water system of the same form as that used for cars. The exhaust from the drying basket is drawn off by a further high capacity air pump, which pumps air and solvent vapor away from the machine through the duct structure.
[0092]
The exhaust can then be passed through the room, through the duct and chimney to the outside air, or through a condenser / scrubber to remove the solvent and to adjust the exhaust for release. You can also.
[0093]
The choice of extraction system depends on the location of the operation and the solvent used.
[0094]
The use of a large volume air supply and extraction pump allows the pressure in the basket to be adjusted. When avoiding solvent release into the ambient air, it is important that the pressure is less than the room pressure at all locations in the dryer. The PLC can control the motors that drive both pumps, and thus can adjust the pressure and flow independently.
[0095]
The action of the helix in the drying basket means that the residence time of the capsules in the drying basket is simply controlled by the rotational speed. When the capsule reaches the end of the basket, it falls into the sieve and falls onto the storage container or transport mechanism.
[0096]
If the solvent used should not be released into the room air, an additional mechanism can be included in the system to ensure that all solvent is removed by the purified air. These are protective shields around the spray bar cylinder assembly that form a substantially closed volume connected to the exhaust pump to ensure that the vapor released into the area is removed, the operator can Before starting the procedure, as a visual check of the function, look at the spray bar with the solvent attached and pressure balance the air flow to make sure that all of the volume containing the solvent is kept below atmospheric pressure. A transparent protective shield that fits in place in the feed tube assembly and an airflow structure at the outlet that allows the capsule to escape without loss of solvent vapor (in extreme cases, the dryer The leaving capsule can be contained in a sealed container and air can be blown into this container to remove residual solvent vapor), and the airflow removes residual solvent vapor Control interlocks to prevent access to the machine's liquid supply components during the post-spray period and / or all contact with solvent liquids or vapors to ensure long-term degradation does not occur Includes selection of materials.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an enlarged detail of an overlapping seal portion of a capsule of the present invention.
FIG. 2 shows the schematic structure of a drying basket used in the method and apparatus of the present invention and the capsule path during its operation.

Claims (8)

互いに入れ子的に接合されると重畳し、それにより、カプセルの円周に隙間を形成する同軸本体部分を有するハードシェルカプセルをシールする方法であって、
個別に、溶媒を含むシール液を、シールするカプセルの隙間の外縁に均一に適用してカプセルの円周に液リングを形成する工程と、
過剰なシール液をカプセルの外面から除去する工程と、
円筒形乾燥バスケット装置を用いてカプセルを乾燥させる工程と、を含み、
円筒形乾燥バスケット装置は、長さ６００〜１０００ｍｍ及び直径１００ｍｍ〜２００ｍｍの円筒内に設けられたらせん経路を有するとともに、水平に配向された円筒の軸を中心に回転可能な構成となっており、円筒形乾燥バスケット装置中のカプセル滞留時間が１０秒以上になる速度で、円筒形乾燥バスケット装置を回転させることによって、カプセルをらせん経路上でタンブルさせ、移動させながら熱エネルギーを加えることによってカプセルを乾燥させる、方法。A method of sealing a hard shell capsule having a coaxial body portion that overlaps when nested together and thereby forms a gap around the circumference of the capsule, comprising:
Individually applying a sealing liquid containing a solvent to the outer edge of the gap of the capsule to be sealed to form a liquid ring on the circumference of the capsule;
Removing excess sealing liquid from the outer surface of the capsule;
Drying the capsule using a cylindrical drying basket apparatus,
The cylindrical drying basket apparatus has a spiral path provided in a cylinder having a length of 600 to 1000 mm and a diameter of 100 mm to 200 mm, and is rotatable about a horizontally oriented cylinder axis. By rotating the cylindrical drying basket device at a speed where the capsule residence time in the cylindrical drying basket device is 10 seconds or more, the capsule is tumbled on the spiral path and the capsule is removed by applying heat energy while moving. The way to dry . 前記過剰なシール液をエアジェットと吸気との組み合わせによって除去する、請求項１記載の方法。  The method of claim 1, wherein the excess sealing liquid is removed by a combination of air jet and intake air. カプセルにちょうど触れるまで拡大する液リングが形成するようにシール液の適用中の流速を制御する、請求項１又は２記載の方法。  3. A method according to claim 1 or 2, wherein the flow rate during application of the sealing liquid is controlled so as to form a liquid ring that expands until it just touches the capsule. 互いに入れ子的に接合されると重畳し、それにより、カプセルの円周に隙間を形成する同軸本体部分を有するハードシェルカプセルをシールするための装置であって、
個別に、溶媒を含むシール液を、シールするカプセルの隙間の外縁に均一に適用してカプセルの円周に液リングを形成するための手段と、
過剰なシール液をカプセルの外面から除去するための手段と、
カプセルを乾燥させるための手段としての円筒形乾燥バスケット装置と、を含み、
円筒形乾燥バスケット装置は、長さ６００〜１０００ｍｍ及び直径１００ｍｍ〜２００ｍｍの円筒内に設けられたらせん経路を有するとともに、水平に配向された円筒の軸を中心に回転可能となっており、円筒形乾燥バスケット装置中のカプセル滞留時間が１０秒以上になる速度で、円筒形乾燥バスケット装置を回転させることによって、カプセルをらせん経路上でタンブルさせ、移動させながら熱エネルギーを加えることによってカプセルを乾燥させる、装置。An apparatus for sealing a hard shell capsule having a coaxial body portion that overlaps when nesting together and thereby forms a gap around the circumference of the capsule,
Individually, means for uniformly applying a sealing liquid containing a solvent to the outer edge of the gap of the capsule to be sealed to form a liquid ring around the circumference of the capsule;
Means for removing excess sealing liquid from the outer surface of the capsule;
A cylindrical drying basket apparatus as a means for drying the capsules,
The cylindrical drying basket apparatus has a spiral path provided in a cylinder having a length of 600 to 1000 mm and a diameter of 100 mm to 200 mm, and is rotatable about a horizontally oriented cylinder axis. at a rate drying capsule residence time in the basket apparatus is equal to or greater than 10 seconds, by rotating the cylindrical drying basket device, capsules were tumble on helical paths, drying the capsule by applying thermal energy while moving , Equipment. 個別にシール液を適用するための前記手段が、カプセルの円周に均一に離間し、重畳隙間の外部開口に向けられた複数のスプレーノズルと、シール液、カプセル及び隙間の雰囲気の温度を制御するための手段とを含む、請求項４記載の装置。  The means for applying the sealing liquid individually controls the temperature of the sealing liquid, capsules and the atmosphere of the gap, and a plurality of spray nozzles that are evenly spaced around the circumference of the capsule and directed to the external opening of the overlapping gap 5. The apparatus of claim 4, comprising means for performing. 円筒形乾燥バスケット装置が、らせん経路として、円筒内に配設された内部羽根構造を有する、請求項４又は５記載の装置。 6. A device according to claim 4 or 5 , wherein the cylindrical drying basket device has an internal vane structure disposed in the cylinder as a helical path . 前記円筒形乾燥バスケット装置が、通気口を備えた中実な壁を有する容器によって包囲され、量及び速度を調節された空気を乾燥バスケット装置に送るための手段が設けられている、請求項６記載の装置。7. The cylindrical drying basket apparatus is surrounded by a container having a solid wall with a vent, and means are provided for sending a quantity and speed controlled air to the drying basket apparatus. The device described. 前記乾燥バスケット装置が、長方形の断面を有し、内部羽根構造として、前記円筒内に斜めに設けられた平坦なバッフルを有する、請求項６又は７記載の装置。The device according to claim 6 or 7, wherein the drying basket device has a rectangular cross section and has a flat baffle provided obliquely in the cylinder as an internal blade structure.

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