JP2009501117A - 粒子材料の移送方法および粒子材料用移送装置 - Google Patents

Abstract

第１の特徴として、本発明は垂直距離を克服するために、コンテナからシュート（２）を下って後続の加工段階へ粒子材料を移送する方法に関する。さらに、本方法はシュート（２）内にヘッド（１１）を備え、ヘッドがシュートの軸方向に可動し、ヘッド（１１）をシュート（２）の上部へ動かして前記粒子材料をヘッド（２）の頂部上に充填し、ヘッド（１１）をシュート（２）の下部へ下げて、ヘッド（１１）を通って後続の加工段階へ粒子材料を送る通路（２６）を開く段階を有する。本発明は前記方法を実行する移送装置にも関する。

Description

本発明は一般に、例えば錠剤製造産業においてコンテナから錠剤プレス機へ粒子材料を充填するといった制御方法で、第１の位置から第２のより下方位置へ粒子材料を移送する分野に関する。従って、本発明は垂直距離を克服するために、コンテナからシュートを下って後続の加工段階へ粒子材料を移送する方法に関する。

本発明は前記方法を実行する移送装置にも関する。

粉末を錠剤やカプセル型にプレスする業界、より正確には製薬業界では、製造工程は、混合粉末を後続の錠剤成形機やカプセル充填機に効率的に充填できるか否かに左右される。しかしながら、本発明は、製薬業界以外の産業および／または粉末だけでなく粒剤、錠剤、丸薬などの移送に適用できることは注目すべきである。

通常、製薬工場は技術領域と加工領域に分かれている。加工領域は、下流加工領域上の天井空間にある技術領域とは違う階やフロアに位置する。上流加工領域では異なる材料とそれに適した活性薬剤を使用して互いを混合し、均一な粉末を形成する。この加工段階から、粉末はフロアを通って、例えば錠剤プレス機など、下方の加工領域内の後続の加工段階へと移送される。混合粉末は上流加工領域で使用する中間バルクコンテナ内に貯蔵されて移送される。前記コンテナは上部に配置されてコネクタまたは粉末充填ポイントに結合されて、中間コンテナの出口は出口弁で閉じられる。コネクタからシュートまたはパイプがフロアを通って錠剤プレス機へと通じており、これによってコンテナとプレス機の間の垂直距離を克服する。粉末が移送シュートから２つの階の間にある技術領域内部へ漏れ出してはならない。下弁は、プレス機への流量を制御するためにシュートとプレス機の間に設置される。

前記中間バルクコンテナの出口弁が開くと粉末がシュート内に落下し、その下端が下弁によって閉じられる。この自然落下が粉末の均一性に悪影響を及ぼす。粉末の均一性は良好かつ正確でなければならず、というのも薬剤は混合が不正確であれば人体に有害となるか無効となる恐れがあるからである。

粉末が自然落下する間、コンテナ弁が開いているとシュート内に存在する気柱は下弁を通って下向きに押し下げられ、下弁が開いていれば、錠剤プレス機内に粉末が充満する。下弁が閉じていると、気柱は粉末の流れによって、または粉末の落下時に、上向きに押し上げられる。微粒子または軽粒子の混合によって気柱が上向きに流動化し、すなわち微粒子または軽粒子が粉末混合から外れて、より大きな粒子または重い粒子はシュートの下弁方向へより速い速度で落下する。このメカニズムは水簸と呼ばれ、粉末の分離が生じる。分離によって、微粒子または軽粒子が活性薬剤であれば、錠剤の活性薬剤含有量は下方に変化し、微粒子または軽粒子が不活性であれば、上向きに変化することは異常ではない。活性薬剤含有量に対する許容限度外の錠剤を使用することは、活性薬剤含有量でのこの変化の範囲では異常ではなく、この結果、製造した一部または全原料が不良品となってしまうのである。

水簸分離を伴うこの課題を解決する一つの解決策は、シュート内の粉末の落下速度を低下させることである。この課題を解決する従来の試みでは主に４つの異なる方法を採用している。

第１の方法では、シュートの材料としてねじ曲がる柔軟なポリエチレン、または同種原料のチューブまたはライナーを使用する。粉末がシュートの頂部に到達すると、チューブの全長がねじれて、粉末がねじれたライナーの頂部で停止する。チューブが所定の速度で頂部から下向きにねじれを戻すと、自然落下との関連で粉末の流れる速度が低下する。

第２の方法では、チューブまたはライナーを使用し、ライナーの両側に設置する２つのローラーの間で圧縮する。前記ローラーはシュートの頂部からスタートして適切な速度でチューブに沿って下降するため、粉末の落下速度が低下する。チューブまたはライナーの下端でローラーが離れ、粉末は下方の加工機へと落下する。

第３の方法では、硬いシュートの内側に柔軟なライナーを使用する。このシュートに沿って周期的に一連のピンチ弁または膀胱弁が外側からライナーを圧縮する。粉末がシュートの頂部に到達すると、粉末は最初に圧縮された範囲でのみ落下できる。やがて第１ピンチ弁が開くと、粉末は第２の圧縮地点まで落下する。粉末がシュートの底部に到達するまでこの手順を繰り返す。この装置内のライナーに圧縮操作を施せば施すほど、粉末の流れという観点からはより良い結果が得られるが、圧縮を解除するたびに粉末は自然落下して、次の圧縮に水簸の危険が高まる。

しかしながら、これらの３つの方法では柔軟なライナーを使用しており、その操作や周囲の鋭利な部材によって非常に簡単に損傷を受ける。さらに、ライナーはそのままでは清掃することができないため、異なる製品ごとに無公害生産設備が必要であり、ライナーを頻繁に交換しなければならない。

第４の方法では、パイプ内部で可動して、下方からパイプ内部に伸びるピストン棒に結合する硬いプラグを使用する。粉末流の速度を低下させるために、プラグは上下に移動可能である。この方法の最大の欠点は、パイプの長さが通常１〜数メートルあることである。ピストン棒にはパイプと同じ長さのストローク長が必要であるため、パイプの下には同じ大きさのエリアが必要である。さらに、粉末を誘導する機械をパイプの真下に設置することはできない。その代わりに、粉末が第２パイプに自然落下して機械に到達する必要がある。

従って、メンテナンスのほとんど不要なシュート、すなわち長期耐久性のあるシュートを提供することが非常に好ましい。上述のシュートには各製品間のメンテナンスと手作業での清掃が必要であり、それらは不必要に煩雑でコストがかかる。
現在、欠点のない完全に満足のいく減速調整機能を有する移送装置はない。

本発明は、充填操作での粉末速度を減速させる公知の方法での前述の欠点を取り除き、改良方法を提供することを目的とする。本発明の主要目的は、移送中の粉末の分離を削減または防止する能力に関して、第１に明示した型の改良方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、自浄式の移送装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、改良された耐久性を有する移送装置を提供することにある。本発明のさらなる目的は、ライナーまたは同種物のような消耗部品の不要な移送装置を提供することにある。

本発明では、少なくとも主要目的は、第１の明示方法と、独立クレイムに定義する特徴を有する移送装置によって達成される。さらに本発明の好適な実施例を従属クレイムに定義する。

本発明の第１の態様は、第１に明示した型の方法を提供する。その方法は、シュート内に該シュートの軸方向に可動であるヘッドを設けるステップと、前記粒子材料をヘッドの頂部上に充填するステップと、前記粒子材料を充填した後にヘッドを下げるステップと、粒子材料がヘッドを通って後続の加工段階（４）へ移行するように通路を開くステップとを含むことを特徴とする。

本発明の第２の態様では、請求項６の移送装置を提供する。

従って、本発明は、移送中の粉末を制御するためにシュート内部の可動部材を利用するという見識に基づき、その部材は後続の操作中に粉末の流れを妨害しない。

本発明の好適な実施例では、ヘッドは空気圧または真空によって移動する。これはシュートの長さはヘッドに付随する設備には影響しないことを意味する。

添付図面と以下に詳細に記載した好適な実施例により、上記に記載した本発明の特徴や利点およびその他の特徴や利点をより完全に理解できることは明白であろう。

図１は、粒子材料用供給／移送装置を複数階に設置した概略図である。請求項と同様に本説明でも「粒子材料」という語句を便宜上使用するが、この語句には粉末、粒剤、錠剤、丸薬などを含むことは注目すべきである。粉末は、上部に設置してシュートの上端やパイプ２に結合する、ミキサーなどのような固定ホッパー１ａや可動コンテナ１ｂの内部に蓄えられる。シュート２は参照番号３で略図示する床を通って下方へ伸び、参照番号４で略図示する後続の加工段階と結合する。錠剤プレス機、カプセル化装置、他のコンテナまたは同種の装置が後続の加工段階４を構成する。図１のシュート２は錠剤プレス機または類似の参照番号４とは別のフレーム５上に支持される。シュート２を上層階の下側から支持する場合もある。コントロールパネル６は移送装置の異なる機能を制御するように設置および配置する。コントロールパネル６を加工機器４または近接する壁に取り付けてもよい。

固定ホッパーまたは同様の物１ａや可動コンテナ１ｂのいずれかの出口弁７ａ、７ｂはシュート２内部への粉末の流れを制御する。図示する実施例では、出口弁７ａ、７ｂはレバー８ａ、８ｂで制御しているが、空気圧や電気を利用するなど他の方法でも制御できる。出口弁７ａ、７ｂは粉末充填段階の前に粉末がシュート２内に落下するのを防止する。

シュート２の断面は好適には円形であるが、シュート２の断面が軸方向全体を通じて均一であれば、楕円形、多角形など他の適した形状であってもよい。

図２にも参照図を示す。シュート２の下端には下弁９があり、図示する実施例ではアクチュエータ１０によって空気圧で制御されるが、手動、電気など他の方法で下弁９を制御してもよい。下弁９の機能はシュート２から後続の加工段階４への粉末の流れを制御することである。コンテナ出口弁７ｂと下弁９はシュート２の注入口と出口を完全に閉鎖する。シュート２の長さは用途に応じて大幅に変化し、通常の長さは約１．５〜３ｍである。図示する実施例ではシュート２の直径は約０．２ｍであるが、直径は移送する製品や用途などに応じて決まる。シュート２の下端にはシュート２内部にヘッド１１を具備する。

図３、図４、図５にも参照図を示す。図３、図４には減速器ヘッドまたはプラグ１１の断面図を、図５には斜視図を示す。ヘッド１１の外形は通常管状である。さらにヘッド１１には下部フランジ１２と上部フランジ１３があり、主要本体１４によって軸方向に離れている。ヘッド１１の主要本体１４内部と、前記下部フランジ１２と上部フランジ１３の間には管状ベローズ１５が伸びる。ベローズ１５は前記下部フランジ１２と上部フランジ１３でヘッド１１に固定される。ベローズ１５の外側と主要本体１４の内側によって決まる間隙１６には膨張装置１７による圧搾空気が充満する。膨張装置１７は、間隙１６と、主要本体１４の外側部分の間に設置される逆止め弁１８を有する。主要本体１４と、シュート２の内側の間の部分が空気で加圧されると、空気が膨張装置１７に入り、逆止め弁１８を通って間隙１６に入る。間隙１６が膨張すると、ベローズまたはピンチ弁１５が圧縮されて、ヘッド１１を介して自由通路２６を閉鎖する（図４参照）。下部フランジ１２と上部フランジ１３の全周には気密シール１９とガイドリング２０が設置される。ガイドリング２０の機能はヘッド１１とシュート２内部の間の摩擦を軽減することであり、気密シール１９の機能はフランジ１２、１３から空気が漏れないようにすることである。

間隙１６を収縮させるために、ヘッド１１には圧力軽減手段２１が備わっている。圧力軽減手段２１は、プッシュロッド２３によって軽減手段２１を作動させる作動ピン２２を具備する。作動ピン２２が作動するか前方に押し出されると、間隙１６からヘッド１１より下に自由空気通路が開き、ベローズ１５が本来の形状に戻る（図３参照）。

ベローズ１５を備えた主要本体１４は、ベローズ１５が円滑に制御された方法で圧縮されやすいように楕円形の断面形状を有する（図５参照）。上部フランジ１３の上には、操作中にシュート２の内部に沿って走行し、粒子材料がヘッド１１の外側へ漏れるのを防止するスクレーパーシール２５を備えた移行円錐部２４が備わっている。移行円錐部２４はシュート２からベローズ１５への粉末流の断面積を削減する。

次の実施例では操作中の装置について述べる。粒子材料を収容するコンテナ１ｂを上部に設置してシュート２の上端に結合する。コンテナ弁７ｂと下弁９は閉じている。ヘッド１１をシュート２の下端に設置し、ベローズ１５は図２、図３のように開いている。間隙１６に約４バールの空気圧を加圧して、図４のようにベローズ１５を閉じる。強度が弱いベローズ１５には通路２６を閉鎖するためにより低い空気圧が必要である。好適には、図４に示すように間隙１６を膨張させて、ヘッド１１の通路２６を確実に閉鎖する。通路２６の代わりとして（図示せず）、粒子材料がヘッドの外周とシュートの内側の間を通過してもよい。さらに、通路２６または代用通路は任意の適切な手段で開閉してもよい。

次に、ヘッド１１の下部に約０．５バールの空気圧を加圧して、ヘッドをシュート２の内側で上に押し上げる。ヘッド１１の下部にかかる空気圧が大きいまたは低いと、その結果ヘッド１１は異なる速度で動くことになる。空気圧は、シュート２の下端にあって圧縮空気ポンプまたは同種の物に結合される空気供給結合部２７を通って供給される。ヘッドが上がるとシュートから放出される空気がコンテナ弁７ｂの下に排出される。ヘッド１１がシュート２の上端に到達すると、コンテナ弁７ｂが開く。コンテナ弁７ｂが開くと、コンテナ１ｂ内の粉末がヘッド１１の頂部に充填されて、すなわちヘッド１１の移行円錐部２４をピンチ弁またはベローズ１５まで満たす。粉末充填中は、ヘッド１１は真下の空気圧によって保持される。次に、ヘッド１１の下部の空気圧はシュート２の下端にある空気排出口から排出される。空気圧が低下すると、ヘッド１１は下に移動する。ヘッド１１の下部を真空または不完全真空にしてヘッド１１の低下速度を増大させることは任意である。粉末はゆっくりと制御された状態で、適切な所定速度でヘッド１１について下へ移動する。シュート２内のヘッド１１の位置は、ヘッド１１の移行円錐部２４内に設けられるリングマグネット２９を検出するライナー位置センサー２８が決定する。ヘッド１１がシュート２の下端に到達すると、起動リングまたは同種の物３０が作動ピン２２を操作する。起動リング３０が上昇して作動ピン２２を押し上げて係合すると、間隙１６が収縮して通路２６が開く。開いた通路２６を通って粒子材料が下弁９に到達する。ヘッド１１の下部の加圧／減圧操作を管理するために、全ての操作中、下弁９は閉鎖されている。機器４または後続の加工段階の粉末受け入れ準備が整うと、下弁９が開く。

１回の粉末を使い切ると、コンテナ弁７ｂと下弁９が閉じる。ピンチ弁１５が閉じてヘッド１１が上述の通りシュート２の上端へ移動する。この動作の間、スクレーパー２５がシュート２の内側を掻き出す。ヘッド１１の頂部に蓄積した少量の粉末は、ヘッド１１がシュート２の上端にあるときに簡単に除去される。シュート２を清掃するその他または補助的な清掃方法では、シュート２の下端にヘッド１１を配置して、ピンチ弁１５を閉じる。水および／または洗浄剤をヘッド１１の上に充填し、次にヘッド１１を上下に繰り返し移動させてシュート２の清掃に使用する。洗浄完了後にピンチ弁１５を開き、ヘッド１１と開いている下弁９から排水する。このように洗浄した後、次の回の粉末を充填する前に、例えばシュート２とヘッド１１全体に暖気を吹き付けるなどして、シュート２とヘッド１１を完全に乾燥させる必要がある。

メンテナンスやヘッド１１の交換中に、シュート２からヘッド１１を取り外すことができることも好適である。例えば、シュート２の上環を取り外し、上述のように空気圧を利用してヘッド１１をシュート２の頂上に押し上げると、ヘッド１１を手動で取り外すことができる。別の方法では、シュート２の下環を取り外すと、シュート２の下端からヘッド１１を手動で取り外すことができる。また、シュート２からヘッド１１を取り外す別の方法は、シュート２を利用して、ヘッドが最下部にあるときにヘッド１１の真上で分割する方法である。シュート２のこの下側部分を回転させることにより、ヘッド１１を手動で取り外しやすくなる。

本発明は上記に記載して図示する実施例にのみ限定されるものではない。従って、本移送方法および移送装置は添付の請求項の範囲内のあらゆる種類の方法に変更することができる。
「上部」、「下部」などに対するすべての記述は図面と関連して解釈されるべきであり、図面は参照番号が通常の方法で解読できるような状態で正しく判断されるべきである、ということは注目すべきである。

また、便宜上「粒子材料」という語句が請求項および発明の詳細な説明に使用されているが、これは粉末剤、粉末、粒剤、錠剤、丸薬などを含むと理解すべきであることにも注目すべきである。

本発明による移送装置の略側面図である。 ヘッドが最下部にあるシュートとヘッドの断面図である。 ピンチ弁が開いているヘッドの拡大断面図である。 ピンチ弁が閉じているヘッドの拡大断面図である。 ヘッドの斜視図である。

符号の説明

１ａ 固定ホッパー、１ｂ 可動コンテナ、２ シュート、４ 加工段階（処理プロセス）、５ フレーム、６ コントロールパネル、７ａ 出口弁、７ｂ 出口弁、９ 下弁、１０ アクチュエータ、１１ ヘッド、１２ 下部フランジ、１３ 上部フランジ、１４ 主要本体、１５ 管状ベローズ。

Claims (12)

1. 垂直距離を克服するために、第１の上部位置から、シュート（２）を下って、第２の下部位置に位置する後続の加工段階（４）へ粒子材料を移送する方法であって、
   シュート（２）内に、シュートの軸方向に可動であるヘッド（１１）を設けるステップと、
   前記粒子材料をヘッド（２）の頂部上に充填するステップと、
   前記粒子材料を充填した後にヘッド（１１）を下げるステップと、
   粒子材料がヘッド（１１）を通って後続の加工段階（４）へ移行するように通路を開くステップとを含む方法。
2. 前記粒子材料がヘッド（１１）内の通路（２６）を通過している、請求項１に記載の方法。
3. ヘッドがシュート（２）の上部へ移動するように、ヘッド（１１）の下部に空気圧をかける、請求項１または２に記載の方法。
4. ヘッドがシュート（２）の下部へ移動するように、ヘッド（１１）の下部に少なくとも部分的な真空をかける、請求項１、２または３に記載の方法。
5. ヘッド（１１）は、中空であり、弁（１５）を備え、シュート（２）の上部への移動中および粒子材料の充填中、ならびにシュート（２）の下部へ移動する間に、弁が閉鎖されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記弁（１５）が空気圧で操作される、請求項５に記載の方法。
7. 第１の上部位置から、第２の下部位置に配置された後続の加工段階（４）へ粒子材料を移送するように構成されたシュート（２）を備えている粒子材料の移送装置であって、
   シュート（２）の内部にヘッド（１１）が装備されていて、
   ヘッド（１１）は、粒子材料をヘッド（１１）の頂部上に充填する第１の上部位置と、粒子材料がヘッド（１１）を通って後続の加工段階（４）へ流れることが可能な第２の下部位置との間を往復可動することが可能であることを特徴とする移送装置。
8. 粒子材料がヘッド（１１）内の通路（２６）を通って流れることが可能である、請求項７に記載の移送装置。
9. ヘッド（１１）は、その外表面に気密シール（１９）を備えていて、空気圧によって第１の上部位置と第２の下部位置との間を移動することができる、請求項７または８に記載の移送装置。
10. ヘッド（１１）は、中空であり、粒子材料がヘッド（１１）を通過できるように設置されて通路（２６）の開閉用として配設された弁（１５）を備えている、請求項７、８または９に記載の移送装置。
11. 弁（１５）が空気圧で操作される、請求項９に記載の移送装置。
12. スクレーパーシール（２５）を備えている移行円錐部（２４）をさらに具備し、
    操作中に前記スクレーパーシールがシュート２内側に沿って走行するように構成され、それによって粒子材料がヘッド（１１）の外側に漏れ出すことを防止する、請求項７〜１１のいずれか１つに記載の移送装置。

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