JP2001525243A - 押出し装置 - Google Patents

押出し装置

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JP2001525243A
JP2001525243A JP2000524065A JP2000524065A JP2001525243A JP 2001525243 A JP2001525243 A JP 2001525243A JP 2000524065 A JP2000524065 A JP 2000524065A JP 2000524065 A JP2000524065 A JP 2000524065A JP 2001525243 A JP2001525243 A JP 2001525243A
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クラインケ アンドレアス
ファーヴェルク カール−ペーター
ヨーフム アルフォンス
ランゲ アルミン
クルル ハラルト
ローゼンベルク イェルク
マイアー ヴェルナー
ルートヴィヒ ヨッター カール
トラップ ブルクハルト
ブライテンバッハ イェルク
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、押出し装置、特に熱可塑性又はペースト状の材料又は高粘度の溶融物用の押出し装置、並びに、この種の押出し装置の使用に関する。押出し装置は、ケーシング（１１）と、該ケーシング内に配置された少なくとも１つの搬送スクリュー（１２）と、前記ケーシングの端面で、駆動装置とは遠い方の各搬送スクリューの端部の近くに配置された流出開口（２０）とを有している。駆動装置とは遠い方の各搬送スクリュー（１２）の端部（１４）と流出開口（２０）との間に、流出開口（２０）の内面側を擦過する少なくとも１つのストリッパー機構（２１）が配置されている。装置は、特にグラニュール、有利には作用物質を含有するグラニュールを製造するのに適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、押出し装置、特に熱可塑性又はペースト状の材料又は高粘度の溶融
物用の押出し装置、並びに、この種の押出し装置の使用に関する。
【０００２】 公知の押出し装置は、通常ほぼ円筒状のケーシングを有していて、該ケーシン
グ内には、少なくとも一つの搬送スクリューが配置されている。搬送スクリュー
の一端の近くでケーシングは流入部を有していて、該流入部を介して押出し装置
には、当初一般に粉末形状又はグラニュール形状である被押出し材料が供給され
る。搬送スクリューはモータ軸によって駆動される。ケーシングの端面側には、
駆動装置とは遠い方の搬送スクリュー端部の近くで流出開口が設けられている。
押出し装置は区分毎に温度制御可能である。被押出し材料は、搬送中に搬送スク
リューによって溶融され、混合され、次いで流出開口を介して押し出され、該流
出開口においては材料は連続的なストランドの形状で流出する。流出開口は、多
数の細孔を有する孔付き板又は孔付き条片として構成でき、前記細孔を介して相
応の細い製品ストランドが製造される。
【０００３】 この種の押出し装置は例えばグラニュールを製造するために使用される。この
場合、特に重要な使用分野は溶融押出しによる製薬学的なグラニュールの製造に
ある。製薬学的な分野での押出し装置の使用は、例えばアメリカ合衆国特許第４
８８０５８５号明細書に記載されている。この場合押出し装置においては、ポリ
マーの結合剤及び固有の製薬学的な作用物質が場合によっては別の添加剤と共に
溶融され、互いに混合されかつ押出し装置の孔付き板を介して多数の連続する製
品ストランドの形状で押し出される。押出し装置の直後には造粒装置、例えばい
わゆるホット・カット装置が配置されていて、該造粒装置は、押出し装置から流
出する連続的な製品ストランドを回転するナイフによって小さな円筒状の製品（
グラニュール）に分割する。次いでグラニュールは捕集装置内に落下する。この
時点ではグラニュールは、まだ熱可塑的に変形可能でありひいてはグラニュール
形状を落下中に又は捕集装置内で変えることができる。プロセス制御によって、
例えば円筒状のグラニュールの縁部を丸め成形することができ、これによってい
わゆるペレットが形成される。
【０００４】 作用物質を含有するグラニュールもしくはペレットは、従来の配合物に対して
重要な配合物変種を成す。前記グラニュールもしくはペレットは、例えば肥料添
加物又は植物処理剤として直接使用される。製薬学的な分野でもグラニュール形
状での作用物質の直接な取込みも可能である。しかしながら薬剤においてはグラ
ニュールもしくはペレットは、しばしばカプセル内に充填されるか又は従来のよ
うに錠剤に圧縮される。この場合特に重要なことは、不相容性の作用物質を種々
のグラニュール又はペレットの混合によって単一の用量形状で、例えばカプセル
又は錠剤として提供できるという可能性にある。更にグラニュール及びペレット
は、無塵の継続処理を可能にするという利点を有する。
【０００５】 しかしながら、溶融物の押出し及び次いで行われるホット・カットによりグラ
ニュールを製造する従来の製造形式には問題がある。カッティング装置のナイフ
により細断した後では、グラニュールはまだ熱くしかも熱可塑的に変形可能であ
る。この時点にグラニュール粒子が互いに又は機械壁部に衝突した場合には、相
互粘着又は相互結合が生じ、これによって最終的に、押出し装置及びホット・カ
ット作業が停止されかつ機械が浄化されねばならない。これに次いで製造プロセ
スが再開される。
【０００６】 粒子の相互粘着又は相互結合は結局、押出される製品ストランドの温度を下げ
ることによって回避される。押出物の温度は、特に孔付き板の領域で例えば押出
し装置温度を下げることによって低下されるか、又は、押出し装置温度が変わら
ない場合、押出し装置の処理量を高めることによって低下される。しかしながら
、温度の低下に伴ってポリマー溶融物の流動特性が変化する。特にこれによって
、溶融物の粘性が増大し、従って結果的に孔付き板の若干の孔が閉塞される。こ
の問題点は特に、製薬学的なグラニュールを製造する場合に生じ、この場合製造
基準において通常５０ー５００個の孔を有する孔付き板が使用される。孔は通常
０．５ｍｍ乃至数ｍｍ範囲の直径を有している。個々の孔の閉塞によって、不均
一な流過量が生ぜしめられ、この場合、自由な孔における多量の流過量によって
剪断作用に基づき溶融物が加熱されるのに対して、ほぼ閉塞された孔において及
びこれに応じて材料流が減少される場合には放射による溶融物冷却が生ずる。こ
れによって、グラニュールサイズが異なることになり、特に、流過量の多い孔に
おいて形成される大きな熱いグラニュールは粘着傾向にありかつ流過量の少ない
孔において形成される小さなグラニュール粒子は微細な製品の割合を増大させる
。この場合にも結局のところ製造プロセスが停止されかつ機械の浄化が実施され
ねばならない。
【０００７】 本発明の課題は、特に熱可塑性又はペースト状の材料又は高粘度の溶融物を小
さな流出開口を介して確実に押し出すことのできる押出し装置を提供することに
あり、この場合、装置はグラニュール又はペレットを製造するのに適し、しかも
製品ストランドの温度が従来の押出し装置に比較して低下され、これによりグラ
ニュール又はペレットの相互粘着並びにホット・カット後の押出し装置の壁部と
の粘着が確実に阻止されるようにする。
【０００８】 前記課題は本発明によれば、ケーシングと、該ケーシング内に配置された少な
くとも１つの搬送スクリューと、前記ケーシングの端面で、駆動装置とは遠い方
の各搬送スクリュー端部の近くに配置された流出開口とを有する押出し装置にお
いて、駆動装置とは遠い方の各搬送スクリュー端部と流出開口との間に、流出開
口の内面側を擦過する少なくとも１つのストリッパー機構が配置されていること
によって、解決された。
【０００９】 本発明による押出し装置によって、被押出し材料、例えばポリマーの結合剤、
製薬学的な作用物質及び別の添加剤が、まず従来の形式で溶融されかつ搬送中に
搬送スクリューによって互いに混合される。使用可能な作用物質、結合剤及び添
加剤は、例えばドイツ国特許第１９５３９３６３号明細書から公知である。溶融
物は流出開口を介して押出されかつ押出物は最終的に個々のグラニュール粒子に
細断される。しかしながら、従来のストランド押出しとは異なって押出物は押出
物内で生ずる圧力によって搬出されるのではなく、特別なストリッパー機構によ
り押出し装置の流出開口を介して搬送される。従って、本発明による装置は公知
の押出し装置とは、付加的なストリッパー機構を使用することのみが異なってい
るので、本発明による装置の製作費用は著しく高価にはならずしかも既存の押出
し装置にも容易に本発明によるストリッパー機構を追加装備することができる。
このような追加装備は比較的簡単に実現される。それというのも、従来の押出し
装置の場合にも搬送スクリューは直接流出開口のところまで、例えば孔付き板の
ところまで達しているのではなく、実際には必ず中間室が設けられていて、該中
間室内には今や本発明により提案されたストリッパー機構を配置できるからであ
る。
【００１０】 本発明による装置によって多くの利点が得られる。押出物及び／又は押出し装
置の流出開口の温度を、細断されたグラニュールの相互粘着又は相互結合が確実
に回避されるまで、下げることができる。しかしながら、従来の押出し装置の場
合とは異なって押出物の温度低下によって、押出物の粘性が増大するにも拘わら
ず、流出開口の孔が閉塞されることはない。むしろこのような閉塞は、流出開口
の細孔の内面側の連続的な掻取りによって確実に阻止される。ストリッパー機構
は、直接流出開口の内面側を占める押出し材料に作用するのみならず、事実上溶
融物に付加的なエネルギを投入することはないので、搬送プロセス自体により不
所望の温度増大が生ぜしめられることはない。本発明による装置によって、ペー
スト状材料及び高粘性の溶融物を極めて小さな孔直径を有する孔付き板を使用し
た場合でも難なく押し出すことができる。通常このために、１−５個の孔を有す
る実験室規模の押出し装置を使用して最良のプロセスパラメータが規定される。
この場合、数百個の孔を有する産業生産規模へのスケールアップには、何等付加
的な問題を伴わない。
【００１１】 比較的低い温度での押出しによって、溶融押出しの適用範囲が著しく拡大され
る。例えば、従来の押出し装置において適用される温度では損傷される虞れのあ
る熱の影響を受けやすい主要成分を含む、作用物質を含有した溶融物も押出すこ
とができる。
【００１２】 プロセス進行中に、しかも特に押出しプロセススタート時に押出し装置の個々
の構成部材の不可避な遊び及び場合によって生ずる温度及び圧力変動を考慮する
ために、ストリッパー機構は有利には弾性的に流出開口の内面側に圧着される。
このことは例えばストリッパー機構に作用する押圧ばねによって達成される。
【００１３】 有利には、ストリッパー機構は対応配置された搬送スクリューと回動不能に結
合されているので、流出開口の内面側は連続的に掻き取られる。例えばストリッ
パー機構は、搬送スクリューの先端に固定されているシャフトを有することがで
きる。このために搬送スクリューは有利には、前記シャフトが回動不能に係合す
る切欠きを有している。ストリッパー機構のシャフトと切欠きの底部との間には
上述の押圧ばねを配置することができる。従って、本発明による装置は、従来の
押出し装置の搬送スクリューの先端の簡単な修正によって実現できる。
【００１４】 本発明による装置は、無駄スペースなしに作業するので、ポリマーの作用物質
溶融物の崩壊の危険は生じない。
【００１５】 有利にはストリッパー機構はトラバースナイフとして構成されている。この場
合前記ナイフは、例えば焼入れされた材料、有利には焼入れされた金属から形成
される。
【００１６】 押出し装置の流出開口は、有利には孔付き板として構成されていて、この場合
孔付き板は通常、５０乃至５００個の孔を有し、該孔の直径は０．５ー１０ｍｍ
である。孔付き板自体は有利には温度制御可能である。
【００１７】 押出し装置が例えば二軸スクリュー・押出し装置として構成される場合には、
各軸には有利には別個のストリッパー機構が対応配置される。
【００１８】 本発明による装置は、特にグラニュールを製造するのに適し、この場合押出し
装置には、造粒装置、例えば回転するナイフを備えたカット・オフ装置が後置さ
れている。特に有利には、本発明による装置は作用物質を含有したグラニュール
、例えば製薬学的なグラニュール、植物処理剤、肥料添加物質及び添加物又は食
品添加物を製造するために使用される。
【００１９】 次に本発明を添付図面に基づき説明する。
【００２０】 第１図では部分断面図で、本発明による押出し装置の有利な実施例を図示して
いる。従来の押出し装置のように、本発明による押出し装置１０も円筒状のスク
リューケーシング１１を有していて、該ケーシングの内部には、搬送スクリュー
１２が回転可能に配置されている。搬送スクリュー１２のスクリュー軸１３は、
軸先端１４で孔付き板１８の手前に達している。温度制御可能な孔付き板１８は
、孔付き板ホルダ１９内に配置されていてかつ押出し装置１０の端面側の閉鎖部
を成している。孔付き板１８内には、開口２０が切欠かれていて、該開口を介し
て搬送スクリュー１２が溶融された押出物を搬送する。従来の押出し装置から公
知の供給装置は図示されていないが、該供給装置によって、例えば粉末状のポリ
マーの結合剤及び粉末状の作用物質を押出し装置に供給でき、これら結合剤及び
作用物質は、加熱エレメント（同様に図示せず）によって溶融されて押出し可能
な溶融物を形成する。この場合、搬送スクリュー１２は同時に、溶融物の個々の
主要成分を均質に混合する混合機構として用いられる。
【００２１】 製薬学的なグラニュールを製造するために、孔付き板１８の開口２０は数ｍｍ
に過ぎない直径を有している。孔付き板１８は、数１００個の開口２０を有して
いる。
【００２２】 搬送スクリュー１２の軸先端１４には、トラバースナイフ（traversing knife
）２１として構成されたストリッパー機構が回動不能に固定されている。図示の
実施例ではトラバースナイフ２１は、ほぼ直径方向で向かい合って位置する２つ
のナイフウイング２２，２３を有している。トラバースナイフ２１のナイフシャ
フト２４は、固定ねじ２６によって軸先端１４内に切欠かれた孔１５内に保持さ
れている。孔は、固定ねじ２６の対応適合する雄ねじと協働する雌ねじ１６を有
している。固定ねじ２６の中央の切欠き２７の底部２６には、圧縮ばねが配置さ
れていて、該圧縮ばねは、トラバースナイフ２１のナイフシャフト２４に対して
作用しかつトラバースナイフを孔付き板１８の内面側に押圧する。
【００２３】 第２図では、本発明による押出し装置１０の第２実施例の部分的な正面図を図
示している。第２図で図示の変化実施例では、二軸スクリュー・押出し装置が用
いられ、この場合、両搬送スクリューのそれぞれはトラバースナイフ２１を備え
ている。孔付き板１８は、該孔付き板内に円形に配置された開口２０と共に部分
的に図示されている。
【００２４】 本発明による方法を実施するために、押出し装置１０には従来の形式でポリマ
ーの結合剤及び作用物質が供給され、これらの主要成分が混合及び溶融されかつ
搬送スクリュー１２を介して軸先端１４と孔付き板１８とによって制限された中
間室２８内に搬送される。中間室２８内で回転するトラバースナイフ２１は、押
出物を孔付き板１８の開口２０を介して押出しかつこのようにして、グラニュー
ル粒子の後での粘着を阻止するために、溶融された押出し物の温度が低下した場
合でも開口の閉塞を阻止する。
【００２５】 押出物は、連続的な製品ストランドの形式で開口２０から流出し、該製品スト
ランドは、自体公知のホット・カット装置（図示せず）によって小さな円筒状の
グラニュール粒子に細断される。プロセス制御に応じて、グラニュール粒子は前
記円筒形状で凝固されるか、又は、まだグラニュール粒子が熱可塑的に変形可能
である場合には、ペレットに丸め成形される。
【００２６】 本発明による押出し装置の利点は、以下に記述の比較実験によっても明らかで
ある。
【００２７】 例： Werner & Pfleiderer 社の二軸スクリュー・ニーダー ZSK ４０によって、 次の処方が処理された：
【００２８】
【表１】
【００２９】 溶融ストランドをカットするために、Werner & Pfleiderer 社のMWG 260/90の
ペレタイザーが使用された。
【００３０】 比較例１： 孔付き条片（１５×１ｍｍ）からの均質な搬出を得るために、通常構造の押出
し装置は以下の温度プロフィルで運転された：
【００３１】
【表２】
【００３２】 製品は一様に孔付き条片から到達するが、プロセスを短い稼動時間後に停止せ
しめるように強力にナイフ及びケーシングに付着する。
【００３３】 比較例２： 粘着を阻止するために、処理温度が下げられた：
【００３４】
【表３】
【００３５】 粘着傾向は著しく減少したが、孔を介した処理量は著しく変動し、これにより
異なる大きさのグラニュール粒子が得られた。短時間後に個々の孔は完全に閉塞
した。
【００３６】 例３： 押出し装置に本発明によるストリッパー機構が装備された。比較例２で記載の
温度プロフィルを維持して、非粘着性の均一なグラニュール粒子が得られた。個
々の孔を介した処理量は極めて一定であり、個々の孔の閉塞は長時間経過した後
でも生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による押出し装置の第１実施例の部分的な軸方向断面図。
【図２】 本発明による押出し装置の、二軸スクリュー・押出し装置として構成された第
２実施例の正面図。
【符号の説明】
１０ 押出し装置、 １２ 搬送スクリュー、 １４ 端部、 １８ 孔付き
板、 ２０ 流出開口、２１ トラバースナイフ、 ２２，２３ ナイフウイン
グ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１日（２０００．３．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフォンス ヨーフム ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン イム ツィンキヒ 88 (72)発明者 アルミン ランゲ ドイツ連邦共和国 ハイデルベルク フル トヴェングラーシュトラーセ ７ (72)発明者 ハラルト クルル ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン エルヴィン−ブリューニスホルツ ヴェーク ８ (72)発明者 イェルク ローゼンベルク ドイツ連邦共和国 エラーシュトラット ブルーフシュトラーセ 29 (72)発明者 ヴェルナー マイアー ドイツ連邦共和国 シッファーシュタット ケーニヒスベルガー シュトラーセ ９ (72)発明者 カール ルートヴィヒ ヨッター ドイツ連邦共和国 ハスロッホ フェーレ ンヴェーク 12エー (72)発明者 ブルクハルト トラップ ドイツ連邦共和国 シッファーシュタット ハールトシュトラーセ ２ (72)発明者 イェルク ブライテンバッハ ドイツ連邦共和国 マンハイム ハンス− ザックス−リング ７アー Ｆターム(参考） 4C076 AA31 BB01 CC15 EE09 EE16 FF01 4G004 LA03 4H061 AA03 AA10 FF08 FF12 GG25 GG26 GG67

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシングと、該ケーシング内に配置された少なくとも１つ
    の搬送スクリューと、前記ケーシングの端面で、駆動装置とは遠い方の各搬送ス
    クリューの端部の近くに配置された流出開口とを有する押出し装置において、駆
    動装置とは遠い方の各搬送スクリュー（１２）の端部（１４）と流出開口（２０
    ）との間に、流出開口（２０）の内面側を擦過する少なくとも１つのストリッパ
    ー機構（２１）が配置されていることを特徴とする、押出し装置。
  2. 【請求項２】 ストリッパー機構（２１）が、流出開口（２０）の内面側に
    弾性的に押し付けられている、請求項１記載の押出し装置。
  3. 【請求項３】 ストリッパー機構（２１）が、対応配置された搬送スクリュ
    ー（２１）と回動不能に結合されている、請求項１又は２記載の押出し装置。
  4. 【請求項４】 ストリッパー機構（２１）が、トラバースナイフとして構成
    されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の押出し装置。
  5. 【請求項５】 流出開口（２０）が、孔付き板として構成されている、請求
    項１から４までのいずれか１項記載の押出し装置。
  6. 【請求項６】 流出開口（２０）に、造粒装置が後置されている、請求項１
    から５までのいずれか１項記載の押出し装置。
  7. 【請求項７】 グラニュールを製造するために、請求項１から６までのいず
    れか１項記載の押出し装置の使用。
  8. 【請求項８】 作用物質を含有するグラニュール、特に製薬学的なグラニュ
    ール、植物処理剤、肥料添加物質及び添加物又は食品添加物を製造するために、
    請求項７記載の押出し装置の使用。
JP2000524065A 1997-12-10 1998-12-09 押出し装置 Withdrawn JP2001525243A (ja)

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DE19754873A DE19754873A1 (de) 1997-12-10 1997-12-10 Extrusionsvorrichtung
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