JP2011528282A - 定体積圧密化によるタブレット成形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、本発明の目的は、一定体積での圧密化を保持することができ、かつ任意の製品種類、速度及び保持時間に容易に適合・調整可能なプレスを提案することである。
・前記混合物を収容するための少なくとも1つのダイが内部に配置されている回転盤、
・第1パンチと第2パンチとを含む少なくとも1つの圧密化アセンブリ、この第1及び第2パンチはダイに対向して回転盤の両側に位置し、ダイと同軸に並進移動可能なように装着されている、
・それぞれ第1パンチ及び第2パンチの軸方向変位(移動)を制御するための第1制御手段及び第2制御手段、この第1及び第2制御手段は第1及び第2パンチがダイと共に閉じ込め体積を画成する固定された軸方向位置に第1及び第2パンチを保持するために共働する手段を含む、
を備えていて、下記の点を特徴とする:
前記第1制御手段が第1パンチを圧密化位置に変位させるための圧密化カム(圧縮カム)を含んでおり、
・この圧密化カムは、前記第1パンチをその上で動かすことができるカム路を備え、このカム路は第1パンチの軸に対して実質的に垂直な平面部分を含み、この平面部分は、決められた圧密化保持時間の間、第1パンチをダイ内で設定された軸方向圧密化位置に保持するために5°〜170°の範囲内の角度領域にわたる長さをもち、
・第2制御手段も、少なくとも前記圧密化保持時間の間、第2パンチをダイ内で設定された軸方向圧密化位置に保持するための手段を備え、
・前記圧密化保持時間の間、閉じ込め体積をタブレットの成形のための圧密化体積に対応する一定体積に保持するようになっている。
平面カム部分がある長さを持つことは、複数のパンチが同時にカム路上に存在することを意味するので、それにより、圧密化保持工程を有する圧密化サイクルに従ってタブレットの成形速度をさらに増大させることが可能となる。実際、複数のパンチが同時に平面カム部分にあることは、圧密化サイクルを少しシフトさせるだけで、同じ平面カム部分上で複数のタブレットが同時に圧密化されうることを意味する。
・カム路の平面部分が35°〜90°の範囲内の角度領域にわたる長さを持つ;
・圧密化カムのカム路が、平面の圧密化保持部分より上流に位置する圧力上昇部分をさらに備え、この圧力上昇部分は、第1パンチを、圧密化を保持する軸方向位置に向かって、ダイへの第1パンチの挿入方向に軸方向に変位させるようになっている;
・圧密化カムのカム路が、圧密化保持用の平面部分より下流に位置する圧力低下部分をさらに備え、この圧力低下部分は、第1パンチを、圧密化を保持する軸方向位置から離れるように、ダイからの第1パンチの引抜き方向に軸方向に変位させるようになっている;
・第1パンチが、回転盤の回転方向に応じて圧密化カムのカム路上での第1パンチの転動(ローリング)と第1パンチの軸方向変位の両方を可能にするための少なくとも1つのベアリングローラーを備える;
・前記ベアリングローラーが、第1パンチに対して半径方向の回転軸で、該第1パンチの軸と同軸で第1パンチの一端に配置されている;
・第1パンチが、それに対して半径方向に向かう案内ユニットをさらに備え、第1制御手段がこの案内ユニットを受け入れるように配置された溝(グルーブ)を設けた少なくとも一つのガイドレールを備える;
・案内ユニットが、ダイの変位により画成される円形軌道の両側に設けた前記溝内を転動することができるように、第1パンチの両側に配置された2つのローラーを備える;
・圧密化カムが、第1パンチの通過時にカム路が受けた応力を測定するために、カム内に作製されたキャビティ内に配置された少なくとも1つの応力センサーを備える;
・圧密化カムが、カム内に作製された3つのキャビティ内に配置された3つの応力センサーを備え、これら3つのキャビティはそれぞれカム路の平面部分の中心と両端に形成されている;
・第2制御手段が第1の制御手段と同一の形態を有する;
・第2パンチが第1パンチと同一の形態を有する;
・第1パンチ及び第2パンチがそれぞれプレスの下側パンチ及び上側パンチに相当し、第1及び第2の制御手段がそれぞれ下側及び上側の制御手段に相当する。
5、6:駆動回転盤、7:下部(第1)制御手段、8:上部(第2)制御手段、
9、10:圧密化カム、11:抜き出しカム、12:ガイドレール、
33、43:ベアリングローラー、34、43:案内ユニット、
90、100:圧密化保持平面カム部分、91、101:圧力上昇カム部分
このロータリープレス装置は、中心駆動軸を介して既知の動力化システムにより回転駆動されるタレットを備える。このタレットは、少なくとも1つの圧密化ダイ2を備える中心回転盤1を備え、このダイ2は、決まった体積に圧密化されたタブレットの形成原料である成分混合物を受け入れるためのものである。
圧密化段階の圧密化保持時間に対応する平面部分90に加えて、圧密化カム9はさらに、圧力上昇部分91並びに圧力低下部分(図示せず)を備えていてもよい。
特定の1態様において、本プレスは、植物材料を主成分とする粉末状組成物の圧密化に使用される。圧密化は、コーヒー、茶もしくはチコリのような植物成分、又はハーブティーを作ることができるタイム、ローズマリー、ライムの花、チョウセンニンジン、イチョウ、マージョラム、ミント、バーベナ、ショウガ、野生ヤマイモ類、マンネンロウ(Rosmarinus officinalis)族の植物、並びにそれらの混合物のような植物成分に対して適用しうる。本発明において適用される植物は、一般に粒状又は破砕もしくは粉砕された葉の形態をとり、場合により周知の1種又は2種以上の予備処理を経ている。本発明に係る方法は、特に、セルロース、ヘミセルロース、リグニン及びそれらの混合物といった材料に適用されうる。本発明はまた、木材繊維、藻類、茶、香りハーブ、植物茎の乾燥粉砕物、コンポスト、ドライフラワー(他の植物材料を加えて完成される)にも適用されうる。
本発明のプレスは、初期体積をもつ粉末を、所望の圧密化体積になるまで次第に圧密化し、この所望の圧密化体積に粉末を所定時間の間保持することができる。これにより、粉末状の組成物から固体の圧密化製品を得ることができる。
(実施例1)
平均粒子サイズが1mmで、120℃に20分間保持した後の揮発分減量が4%の焙煎粉砕コーヒー(材料)を、制御された一定体積に到達させることができる圧密化システムによって圧密化した。この圧縮に使用したパンチは、直径32mmのチャンファーつき円形パンチである。上記材料7グラムを充填高さ27.3mmの閉じ込めチャンバーに導入する。最終圧縮高さを8.3mmに設定したので、70%の体積減少になる。この圧縮高さを850ミリ秒の時間保持する。測定された最大力は40kNで、850ミリ秒の保持時間後にはわずか20kNとなる。従って、これから、凝集性のタブレットを得るために保持時間を確保することが必要であることが推論されうる。本例の場合、凝集性のある運搬可能なタブレットを得るための最小保持時間は850ミリ秒である。850ミリ秒で生じた力は20kNである。この保持力の低下率は50%に等しい。
平均粒子サイズが1mmで、120℃に20分間保持した後の揮発分減量が3.3%の焙煎粉砕コーヒー(材料)を、制御された一定体積に到達させることができる圧密化システムによって圧密化した。この圧縮に使用したパンチは、直径32mmのチャンファーつき円形パンチである。上記材料7グラムを充填高さ27.3mmの閉じ込めチャンバーに導入する。最終圧縮高さを8.3mmに設定したので、70%の体積減少になる。この圧縮高さを800ミリ秒の時間保持する。測定された最大力は40kNで、800ミリ秒の保持時間後にはわずか20kNとなる。従って、これから、凝集性のタブレットを得るために保持時間を確保することが必要であることが推論されうる。本例の場合、凝集性のある運搬可能なタブレットを得るための最小保持時間は400ミリ秒である。400ミリ秒で生じた力は30kNである。この保持力の低下率は25%に等しい。
ユーロタブ(Eurotab、登録商標)30458という名称の洗剤組成物を、凝集性で運搬可能なタブレットを得るために一定体積保持時間を維持することが必要であるかどうかをチェックするために試験する。圧密化すべき組成を下の表1に示す。
レッテンマイアー社が販売するARBOCELTM TF415(セルロース)を、凝集性で運搬可能なタブレットを得るために一定体積保持時間を維持することが必要であるかどうかをチェックするために試験する。この試験のために、直径32mmのチャンファー付き円形パンチを使用する。このARBOCELTM TF415 8.45グラムを、充填高さが28mmの圧密化チャンバーに導入する。最終圧縮高さを9mmに設定したので、68%の体積減少になる。この圧縮高さを800ミリ秒の時間保持する。測定された最大力は21kNで、800ミリ秒の保持時間後にはわずか8kNとなる。従って、これから、凝集性のタブレットを得るために保持時間を確保することが必要であることが推論されうる。本例の場合、凝集性のある運搬可能なタブレットを得るための最小保持時間は300ミリ秒である。300ミリ秒で生じた力は18kNである。この保持力の低下率は14.3%に等しい。
例えば、2つの排出口を備えたプレス(即ち、同じダイ/パンチアセンブリについて1回転で2個のタブレットが生成する)を作ることを決めるかもしれない。その場合、平面カム部分の角度領域は必ず180°以下、好ましくは170°以下とすべきである。そうなると、このプレスの回転速度は、所望の一定体積圧密化保持時間をとるために平面カム部分に対する選択した角度領域に応じて調整される。
Claims (13)
- 少なくとも1種の成分の混合物からタブレットを製造するためのプレス装置であって、
・前記混合物を収容するための少なくとも1つのダイ(2)が内部に配置されている回転盤(1)、
・第1パンチ(3)と第2パンチ(4)とを含む少なくとも1つの圧密化アセンブリ、前記第1及パンチ第2パンチはダイ(2)に対向して回転盤(1)の両側に配置され、ダイ(2)と同軸に並進移動可能なように装着されている、
・それぞれ第1パンチ(3)及び第2パンチ(4)の軸方向変位を制御するための第1制御手段(7)及び第2制御手段(8)、この第1及び第2の制御手段(7, 8)は、第1及び第2のパンチ(3, 4)がダイ(2)と共に閉じ込め体積(V)を画成している固定された軸方向位置に、第1及び第2のパンチ(3, 4)を保持するために共働する手段を含んでいる、
を備えていて、下記の点を特徴とする:
前記第1制御手段(7)が第1パンチ(3)を圧密化位置に変位させるための圧密化カム(9)を備えており、
・この圧密化カム(9)は、前記第1パンチ(7)をその上で変位させることができるカム路を備え、このカム路は第1パンチ(3)の軸に対して実質的に垂直な平面部分(90)を含み、この平面部分(90)は、所定の圧密化保持時間の間、第1パンチ(3)をダイ(2)内で固定された圧密化軸方向位置に保持するために5°〜170°の範囲内の角度領域にわたる長さをもち、
・第2制御手段(8)も、少なくとも前記圧密化保持時間の間、第2パンチ(4)を前記ダイ(2)内で固定された圧密化軸方向位置に保持するための手段を備え、
・前記圧密化保持時間の間、閉じ込め体積(V)をタブレットの成形のための圧密化体積に対応する一定体積に保持するようになっている。 - カム路の平面部分(90)が35°〜90°の範囲内の角度領域にわたる長さをもつことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 圧密化カム(9)のカム路が、圧密化保持用平面部分(90)より上流に位置する圧力上昇部分(91)をさらに備え、この圧力上昇部分(91)は、第1パンチ(3)を、軸方向圧密化保持位置に向かって第1パンチ(3)のダイ(2)への挿入方向に軸方向に変位させるようになっていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。
- 圧密化カムのカム路が、圧密化保持用平面部分(90)より下流に位置する圧力低下部分をさらに備え、この圧力低下部分は、第1パンチ(3)を、軸方向圧密化保持位置から離れるようにダイ(2)からの第1パンチ(3)の引き抜き方向に軸方向に変位させるようになっていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の装置。
- 第1パンチ(3)が、回転盤(1)の回転方向に応じた圧密化カム(9)のカム路上での第1パンチ(3)の転動とこの第1パンチ(3)の軸方向変位の両方を可能にするように配置された、少なくとも1つのベアリングローラー(33)を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- ベアリングローラー(33)が、第1パンチ(3)に対して半径方向の回転軸をもち、第1パンチ(3)の軸と同軸に第1パンチ(3)の一端に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 第1パンチ(3)が、第1パンチ(3)に対して半径方向に向う案内部材(34)をさらに備え、第1制御手段(7)がこの案内部材(34)を受け入れるように配置された溝を設けた少なくとも一つのガイドレール(12)を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の装置。
- 案内部材(34)が、ダイ(2)の変位により画成される円形軌道の両側に設けた前記溝内を転動することができるように第1パンチ(3)の両側に配置された2つのローラー(34)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
- 圧密化カム(9)が、第1パンチ(3)の通過時にカム路が受けた応力を測定するために、カム(9)内に作製されたキャビティ内に配置された少なくとも1つの応力センサー(C1; C2; C3)を備えていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の装置。
- 圧密化カム(9)が、カム(9)内に作製された3つのキャビティ内に配置された3つの応力センサー(C1; C2; C3)を備え、これら3つのキャビティはそれぞれカム路の平面部分(90)の中心と両端に形成されていることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 第2制御手段(8)が第1制御手段(7)と同一の形態を有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の装置。
- 第2パンチ(4)が第1パンチ(3)と同一の形態を有することを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の装置。
- 第1パンチ(3)及び第2パンチ(4)が、それぞれ本プレスの下側パンチ(3)及び上側パンチ(4)に相当し、第1制御手段(7)及び第2制御手段(8)が、それぞれ下側制御手段(7)及び上側制御手段(8)に相当することを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の装置。
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