JPH0232932B2 - Ryushikakohohooyobisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本特許は粉体の混合・造粒・コーテイングなど
に使用する粒子加工方法および装置に関する。 従来の技術 例えば、粉体に液を加えて造粒する場合、撹
拌羽根で撹拌することにより固液を分散・混合・
混練して粒子を形成する撹拌造粒法、気流中に
分散・混合させた粉体層に、液を噴霧して粉末同
士を付着凝集させて粒子を形成する流動造粒法、
回転する容器の中で粉体を転動混合させ、その
上に液を噴霧し粉末同士を付着凝集させる転動造
粒法、予め粉末と液とを混練しておき、それを
ダイスより押し出して粒子を形成する押出し造粒
法、粒になるべき成分を溶かすか懸濁した液
を、ノズルまたは回転円盤を用いて微粒化し、そ
れを熱風または乾燥空気によつて乾燥して粒子を
形成する噴霧造粒法が採用されている。 発明が解決しようとする問題点 粒子を加工して付加価値の高い製品を製造する
場合、屡々、粒度の揃つた、球形度のよい、而も
嵩密度の高い粒子が要望される。このような粒径
の揃つた球形度と嵩密度の高い粒子の形成手段と
して、上記造粒方法の何れにも夫々難点が認めら
れる。 即ち、公知の撹拌造粒法で造つた粒子は粒度分
布が広く、流動造粒法で造つた粒子は嵩密度が小
さく、また転動造粒法で造つた粒子は粒度分布が
広い。更に押出造粒法で造つた粒子は、粒度分布
は狭いが、球形度が低い。また噴霧造粒法で造つ
た粒子は、球形度はよいが、粒度分布が広い。 一方、実公昭53−11419号公報には回転刃と固
定刃を備えた破砕造粒装置が記載されているが、
破砕造粒によつて形成された粒子は粒度分布が広
く、球形度を実用上満足すべき水準に維持するこ
とも困難である。 このように粒度分布・球形度・嵩密度の各方面
から見て、現状では実用上満足すべき造粒方法が
見当たらない。 本発明の主要な目的は、在来の造粒方法に認め
られている上記の如き問題点の解決手段を提供す
ることにある。 問題点を解決するための手段 斯かる目的に鑑みて本発明は、容器の中に粉末
と所定量の液を投入し、撹拌方向に流動する造粒
過程の粒子を固定刃または回転刃に衝突させて粒
子に衝撃を加えると共に、撹拌羽根と固定刃また
は回転刃との間に粒子を挟み込んで、撹拌羽根と
固定刃または回転刃との相互作用によつて、粗大
粒子を選択的に破砕し、それによつて整粒作用を
行なわせながら、付着凝集・転動圧密・破砕整粒
を平行して行なわせる粒子加工方法、ならびに容
器の中に粉末と所定量の液を投入し、高速回転す
る撹拌羽根によつて撹拌を行い粉末を付着結合さ
せて粒子を形成する粒子加工装置において、円筒
状容器の中心に支承された回転軸に、回転方向に
向かつて下り勾配になつた傾斜面と略水平な面と
を併有する撹拌羽根を取付け、該撹拌羽根を円筒
状容器の底部に近接配置すると共に、上記撹拌羽
根の水平面の直上に近接して固定刃または回転刃
を取付けた粒子加工装置を要旨とする。 作 用 高速回転する撹拌羽根を円筒状容器の底部に取
付け、該撹拌羽根の直上部に鋭利な端部を有する
固定刃または回転刃を取付け、撹拌羽根と固定刃
または回転刃の相対運動を利用して整粒作用を促
進し、真球度と粒度分布の均一性に優れた嵩密度
の高い粒子を形成する。 実施例 １ 撹拌羽根１は、第１図AB、第２図および第３
図に示すように旋回流発生部として機能する回転
方向に向かつて下り勾配をなし25乃至50度の傾斜
角を有する傾斜面１ａと、該傾斜面の後方に連設
され整粒部として機能する略水平もしくは水平に
近い緩やかな曲面を持つた水平部１ｂから構成さ
れている。該撹拌羽根１の真上に、且つ、円筒状
容器４の内周壁面に近接して設けられた固定刃２
または回転刃３は、半径方向の長さが円筒状容器
４の内周壁面から中心方向に測つて該円筒状容器
４の半径の1/3以下で、鋭利な尖端を有し、且つ、
撹拌羽根１の水平部１ｂより１mm乃至５mm上方
に、更に望ましくは撹拌羽根１の水平部１ｂから
垂直距離にして1.5mm乃至2.5mm上方に位置するよ
うに、そして刃面を略水平にまたは若干の勾配を
つけて取付ける。円筒状容器４内に配設される固
定刃２は、円筒状容器４の容量に応じて１枚乃至
複数枚取付ける。一方、回転刃３は、円筒状容器
４の上部から懸垂した回転刃（図示省略）または
撹拌羽根１の回転軸５に対して軸心を一致せしめ
た状態で支承された回転軸５ａに取付けられ、撹
拌羽根１の回転方向と逆方向に回転する。回転刃
３は前記固定刃２と同じく、撹拌羽根１の水平部
１ｂに対して刃面が略平行になるように取付け
る。 上記撹拌造粒装置の機能を、直径100mmの小型
実験機で行なつた実施例に基づいて説明する。こ
の装置の撹拌羽根１の旋回流発生部１ａの傾斜は
30度、その長さは30mm、整粒部１ｂの長さは20mm
で略水平になつている。撹拌羽根の回転方向に沿
う先端は円筒状容器４の内壁面との間に、0.5mm
の間隔を保つている。この撹拌羽根１を300乃至
1500rpmで回転する。容器壁の一カ所に容器直径
方向の幅15mm、円周方向の長さ13mm、厚さ0.2mm
の固定刃２を刃面を略水平方向に指向させた状態
で取付る。固定刃２の取付け位置を撹拌羽根１の
整粒部の翼面１ｂから垂直距離にして、1.0mm乃
至30mmの間で変化させ、取付け位置の影響を調べ
た。 粉末処理は、乳糖：60重量部、微結晶セルロー
ス：10重量部、コンスターチ：30重量部とし、そ
れらを前記円筒状容器４内に仕込み、撹拌しなが
ら35c.c.の水を滴下した後、約10分間、1500rpmで
撹拌した。 得られた粒子を乾燥し、粒度分布と嵩密度を測
定するとともに、粒形を観察した。計測結果を第
４図Ａ乃至Ｆならびに下記第１表に示す。尚、第
４図Ｇは、水平な整粒部を持たない在来の撹拌羽
根と固定刃を用いた後記比較例によつて得られた
粒子の粒度分布を示す。

【表】 上記実験結果から固定刃２の取付け位置が羽根
１の整粒部１ｂから測つた垂直距離で表示して20
mm以下になると、粒度分布が極めて均一になり公
知の押出造粒法で得られる粒子の粒度分布に匹敵
した状態が得られた。なお球形度については、第
５図に示す如く本発明によつて得られた顆粒は、
転動造粒法または噴霧造粒法に匹敵する水準に維
持されていることが確認された。 比較例 上記実施例１では回転方向に向かつて下り勾な
つた傾斜面１ａと略水平な整粒部１ｂとを併せ持
つた撹拌羽根１を用いたが、傾斜面と整粒面の効
果を確認するため、水平な整粒部１ｂを持たない
在来の撹拌羽根と上記実験に用いた固定刃２とを
組み合わせて、同じ処方による同一条件の実験を
行つた。その結果を第４図Ｇに示す。 第４図Ａ乃至Ｇから理解されるように、整粒部
として機能する水平部１ｂを持たない在来の撹拌
羽根には整粒効果が認められず、回転方向に向か
つて下り勾配に傾斜する面と略水平な面を併せ持
つ本発明の撹拌羽根１と固定刃２との相互作用に
よつて、始めて球形度の維持に効果的な整粒機能
が発現することが確認された。 実施例 ２ 次に、固定刃２の代わりに第２図に示すように
撹拌羽根１との対向面が水平面を形成し回転半径
方向の長さが15mmの回転刃３を用意し、該回転刃
を撹拌羽根１の回転軸１ａに対して同心配置され
た第２の回転軸５ｂに取付けた。この状態で回転
刃３の刃面を撹拌羽根１の水平部１ｂの上方に垂
直離間距離2.5mmを維持して対向配置し、その外
端が容器４周壁内面に沿つて移動するように該回
転刃３を回転駆動した。 本実施例においては、回転刃３の回転数を０乃
至500rpmの範囲に亘つて変化させながら造粒挙
動を観察した。尚、撹拌羽根１の回転数は
1000rpmで、処方と操作条件は上記実施例１と同
一に設定した。計測結果を第６図Ａ乃至Ｄに示
す。これから判るように、回転刃３の回転数が上
昇するに従つて、粗粒は減少するが、逆に微粉は
多くなる。しかし、全体として粒度分布は在来方
法による場合に比較して著しく均一である。 以下、本発明装置による造粒特性について詳述
する。撹拌羽根の高速回転に伴い、その旋回流発
生部１ａの働きにより粒子層が旋回流動を起こ
し、それが粒子に転動圧密作用を与えて球形化を
促進する。粒子が旋回流発生部１ａに沿つて移動
し撹拌羽根１の水平部分即ち、整粒部１ｂに到達
すると、粒径の大きな粒子は固定刃２の鋭利な尖
端に当たつて破砕され、粒径の小さな粒子は固定
刃２への衝突を避けて旋回移動する。また、撹拌
羽根１の水平部１ｂと固定刃２との間隙を通過す
ることのできない粗大粒子は破砕される。 このようにして旋回流動による転動圧密作用に
よる球形化と、粗大粒子の破砕乃至は磨砕による
整粒が平行して行なわれる。整粒効果は固定刃２
と撹拌羽根１の整粒部１ｂの相互作用によつて発
現するが、この際、撹拌羽根１の水平部１ｂと固
定刃２との垂直距離が重要になる。即ち、該垂直
距離が大きい場合には粗大粒子の破砕乃至磨砕効
果は小さく、得られる粒子の平均粒径が増大し、
一方、垂直距離が小さい場合には比較的粒径の小
さな粒子も撹拌羽根１の整粒部１ｂ上を転動する
間に固定刃２によつて破砕され、粒子の平均粒径
を減少させる。このようにして本発明装置は、撹
拌羽根１の整粒部１ｂと固定刃２との垂直距離を
調整することによつて、異なつた平均粒径を有す
る造粒物が得られるという注目すべき特徴を持つ
ている。 只注意しなければならないことは、固定刃２が
上り勾配に設けられたり、固定刃２の円筒状容器
４の半径方向に沿う長さが大き過ぎると、旋回流
の生成が妨げられ粒子層が停滞することである。
これを避けるために、固定刃２の円筒状容器４の
半径方向に沿う長さは必要以上に大きくしてはな
らない。 以上、固定刃２と撹拌羽根１との組合わせから
なる粒子加工装置についてその造粒機能を説明し
たが、該固定刃を撹拌羽根１と逆の相対回転方向
を有する回転刃３に置き換えても同様の造粒乃至
は粒子加工機能を発揮させることができる。即
ち、撹拌羽根１と回転刃３の相対回転方向が逆方
向になるようにそれぞれの回転数を設定すること
により、粒子と回転刃３との相対移動速度が固定
刃２を使用した場合に比較して一層大きくなり、
破砕または磨砕効果が更に促進される。これは粗
大粒子の低減に役立つが、反面、粒子を不定形に
する傾向を生む。従つて撹拌羽根１と回転刃３の
相対回転数は、加工対象粒子の粒径に応じて適宜
調整する必要がある。 発明の効果 粒子の加工に際し、円筒状容器の中心に支承さ
れた回転軸に回転方向に向かつて下り勾配になつ
た傾斜面と略水平な面とを併有した撹拌羽根を取
付け、該撹拌羽根を前記円筒状容器の底部に近接
配置すると共に、上記撹拌羽根の水平部の直上に
近接して固定刃または回転刃を取付け、撹拌方向
に流動する造粒過程の粒子を固定刃または回転刃
に衝突させて粒子に衝撃を加えると共に、撹拌羽
根と固定刃または回転刃との間に粒子を挟み込
み、撹拌羽根と固定刃または回転刃との相互作用
によつて粗大粒子を破砕し、それによつて整粒作
用を行なわせることにより、粒度分布の揃つた、
しかも球形度のよい顆粒が得られる。 以上の説明から理解されるように本発明装置を
使用することによつて在来の造粒粒子加工装置に
認められた種々の問題点が解消され、真球度の高
い、粒度分布の狭い、且つ所望の粒径を持つた球
形粒子が、能率よく製造される。 本発明の実施によつて、多くの利益がもたらさ
れる。例えば医薬の製造工程において細粒剤を形
成する場合、これ迄粒度分布を適当な範囲に収め
るために、造粒された粒子を篩別して所望の粒度
幅に区分し、規格外の粒子を回収するという厄介
な操作が行なわれてきたがこれは医薬のように含
量保証が厳しく、G.M.Pが強く要求される分野で
は、大きな問題である。ところが、本発明装置に
よると、極めて少量の粗大粒子を取り除くだけで
造粒された製品の大部分をそのまま製品化するこ
とができるから造粒操作が大幅に簡易化されると
共に生産性も著しく向上する。 また、徐放製剤を製造する場合、球形粒子の上
にワツクスコーテイングを施して粒子成分の溶出
を制御することが行なわれている。このときコー
テイングされる粒子の真球度が高い程、また粒子
表面の平滑度が高い程溶出性の制御が設計値通り
行なわれる。このように、近年盛んにその必要性
を叫ばれてきた「粒子設計」「粒子加工」の分野
で求められる直径１mm以下の真球度の高い球形顆
粒が、本発明装置により能率よく製造される。斯
くして本発明は、造粒またはコーテイング手段と
して使用した場合、医薬は勿論、農薬、食品、セ
ラミツク製品に至る広範な利用分野において真球
度と粒径分布の均一性向上ならびに嵩密度の向上
に対して注目すべき利益をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図ABは本発明装置の全体構造を例示する
縦断面図であり、第２図は本発明装置の異なれる
実施態様を例示する縦断面図、また第３図は撹拌
羽根の平面図である。第４図Ａ乃至Ｇは固定刃と
撹拌羽根の間隙寸法が造粒物の粒度分布に与える
影響を例示する線図、第５図は撹拌羽根と固定刃
の相互作用による球形度の変化を例示する線図、
第６図は回転刃と撹拌羽根の相対回転速度が粒度
分布に与える影響を例示する線図である。 １…撹拌羽根、１ａ…傾斜面（旋回流発生部）、
１ｂ…水平部（整粒部）、２…固定刃、３…回転
刃、４…円筒状容器（撹拌造粒槽）、５ａ，５ｂ
…回転軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 容器の中に粉末と所定量の液を投入し、撹拌
   方向に流動する造粒過程の粒子を固定刃または回
   転刃に衝突させて粒子に衝撃を加えると共に、撹
   拌羽根と固定刃または回転刃との間に粒子を挟み
   込んで、撹拌羽根と固定刃または回転刃との相互
   作用によつて、粗大粒子を選択的に破砕し、それ
   によつて整粒作用を行なわせながら、付着凝集・
   転動圧密・破砕整粒を平行して行なわせることを
   特徴とする粒子加工方法。 ２ 容器の中に粉末と所定量の液を投入し、高速
   回転する撹拌羽根によつて撹拌を行い粉末を付着
   結合させて粒子を形成する粒子加工装置におい
   て、円筒状容器の中心に支承された回転軸に、回
   転方向に向かつて下り勾配になつた傾斜面と略水
   平な面とを併有する撹拌羽根を取付け、該撹拌羽
   根を円筒状容器の底部に近接配置すると共に、上
   記撹拌羽根の水平面の直上に近接して固定刃また
   は回転刃を取付けたことを特徴とする粒子加工装
   置。 ３ 撹拌羽根の上方より上部で且つ垂直距離とし
   て１乃至20mm以内の箇所に、前記固定刃または回
   転刃を設けることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の粒子加工装置。 ４ 固定刃を容器上部から懸垂するか、容器壁に
   取付けるか、または撹拌羽根の回転軸の近傍に支
   承して取付けることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項に記載の粒子加工装置。 ５ 回転刃を撹拌羽根の回転軸に対し軸心を一致
   せしめて支承された第２の回転軸に取付けるか、
   容器上部から懸垂支承された第３の回転軸に取付
   け、該回転刃を前記撹拌羽根の回転方向と逆方向
   に回転することを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の粒子加工装置。