JP3241768B2 - 流動コーティング装置、それを使用するコーティング方法およびそれを使用して製造したコーティング物 - Google Patents

流動コーティング装置、それを使用するコーティング方法およびそれを使用して製造したコーティング物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転する目皿板を備えた
流動コーティング技術に関する。
【0002】
【従来の技術】流動造粒・コーティング装置は食品、医
薬、飼料、洗剤、化粧品、トナー、触媒等の造粒、コー
ティングのために多くの工業分野で広く利用されている
が、造粒装置としては造粒された粒子の見掛比重が小さ
く、また粒子形状が不定形となり、粒度分布が広いこ
と、コーティング装置としてはコーティング効率が低い
こと、被コーティング材が崩れ易いこと、コーティング
被膜が緻密でないことなどの欠点を有している。
【0003】このため、これらの欠点を改良し、さらに
製造能率を高めるために種々の改良装置が提案され、そ
の或るものは実用化されて来た。
【0004】たとえば、流動層室底部の目皿板は固定し
たままで、流動空気の吹き出し方向を接線方向とし、吹
き出した流動空気が旋回流となるようにした提案(特公
昭54−11263号公報、特開昭60−7930号公
報)があり、その前者は攪拌機をも具備しているが、こ
れらは造粒、乾燥のための装置であって、コーティング
装置としての適性は不明である。
【0005】目皿板が回転する装置も多く提案されてい
る。特開昭62−258734号公報は通気網を有する
回転板を備えたもの、特公昭63−33900号公報は
通常の小孔を有する回転目皿と攪拌バーを組み合わせた
ものであるが、共に混合、造粒、乾燥、解砕等のための
装置である。
【0006】また、特開昭61−165577号公報は
接線方向に流動空気を吹き出す目皿板を回転させるもの
で、これも造粒、乾燥機である。
【0007】回転目皿板を有するコーティング装置とし
ては、特公昭63−2212号公報、特公昭63−22
13号公報、特公昭60−25182号公報、特公昭6
1−8734号公報、特公昭61−8735号公報、特
公昭61−8736号公報、特開昭59−95924号
公報などが挙げられる。
【0008】これらのうち、特公昭63−2213号公
報に開示された装置は斜面を有する特殊な回転円板と解
砕ロータを有する装置であり、特公昭63−2212号
公報、特公昭60−25182号公報は隙間から空気を
外向きに吹き出す機構の多層のリングからなる回転円板
を開示している。特公昭61−8734号公報は回転円
板上に攪拌羽根を有するもの、特公昭61−8735号
公報は解砕機を有するもの、特公昭61−8736号公
報は円板の目皿を通過する空気と、回転円板と機壁の間
隙(スリット)を通る空気とを独立に制御するもの、特
開昭59−95924号公報は上記スリットを通る空気
の調節機構に関するものであり、上記4件を適宜組み合
わせた装置が市販されて広く利用されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の装置の
うち、特公昭63−2213号公報、特公昭61−87
35号公報の装置は回転板が特殊で製作に費用がかか
り、また解砕装置の作動を要するなどコーティングには
あまり適していない。
【0010】また、特公昭63−2212号公報、特公
昭60−25182号公報は中心部を除いて回転板のほ
ぼ全面とから空気が吹き出すので、回転の遠心力によっ
て粒子が少なくなった内側から空気が吹き抜けてしま
い、良好な流動が達成されないこと、および回転板の構
造が複雑で洗浄し難い欠点があり、また前記通風の不均
一なことのためコーティング液の濃度が比較的希薄なも
のしか適用できず、コーティングの能率が良くない。
【0011】さらに、特公昭61−8734号公報、特
公昭61−8736号公報、特開昭59−95924号
公報等に開示されている装置は、回転板の比較的外側に
目皿があり、かつ後者2件は目皿板と器壁の隙間からの
通風と目皿板からの通風を独立に制御できるので、これ
らの欠点が解消された装置であるものの、その解決のた
めに機構が複雑になり、高価な装置となる欠点があっ
た。
【0012】本発明の目的は、何ら複雑な付属的機構を
必要とせず、単純に打抜き穿孔された回転目皿板を用い
るだけで、従来の複雑な目皿板や付属機構を備えた装置
を用いたのと同等以上の効果を挙げることができる流動
コーティング技術を提供するものである。
【0013】本発明の他の目的は、良質のコーティング
物を製造することのできる流動コーティング技術を提供
することにある。
【0014】本発明の他の目的および特徴は、以下の説
明からさらに明らかとなるであろう。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の流動コーティン
グ装置は目皿板の穿孔等による開口部が目皿板の外縁近
傍に位置し、かつ目皿開口部の総開口面積が目皿板と処
理筒の内壁との環状間隙の面積の0.2〜0.6倍の範囲に
あるものであって、このようにすることにより、流動空
気が粒子の少ない所を吹き抜けたりすることなく、良好
な流動状態が得られる。そして、上記目皿板の開口は開
口上部に蓋を有し、かつ目皿板の半径方向ないし半径方
向と30°以内の斜め後方外側に向けて空気が吹き出す
ようになっているのが好ましい。このような開口は目皿
板をプレスで蓋部が切り離されないように打ち抜くこと
により容易に得られる。
【0016】ここに「目皿板の総開口面積」とは、前記
した打抜きによって斜め後方外側に向けて空気が吹き出
すようにした開口部の面積の合計を意味する。前記比率
が0.2未満では粒体集積部を通過する風量が少なく、乾
燥能力が不足となり、0.6を超えると吹き抜け現象を起
こし易く、転動不足となり、被覆膜の緻密さが劣るよう
になる。
【0017】また、空気の吹き出す方向については、半
径方向と30°を超える角度で斜め後方外側にすると、
噴霧空気と吹き出し空気との衝突で気流が乱れ、スプレ
ーパタンや流動状態に悪影響が生じるおそれがある。斜
め方向に開口することにより、粒子の破損や漏れを防ぐ
ことができる効果もある。
【0018】また、本発明の装置においては、コーティ
ング液の噴霧装置を回転目皿板の直上に設けるのが良
い。従来から行われている流動室上方からの噴霧では、
回転目皿板を用いても、コーティング液の固型分濃度を
高くすると粒体表面に達する前に乾燥して、いわゆるダ
スティング現象を起こし、コーティング効率が低下す
る。なお、逆に、従来技術すなわち静止目皿板で噴霧装
置を目皿板の直上に設けたものは転動作用がないため、
生成被膜の緻細性が劣ることと、コーティング液の固型
分濃度を高くすると団粒が発生することなどの欠点があ
る。
【0019】本発明の装置を用いて顆粒などの粒子のコ
ーティングを施すには、該粒子を装置に仕込んで、目皿
板を回転させつつ、その目皿板の下から空気などの気体
を送って流動させ、適宜コーティング液を噴霧すればよ
く、特に複雑な制御は不要である。
【0020】本発明の方法によってコーティングを実施
すれば、被コーティング粒子は流動作用と転動作用を受
け、特に、噴霧装置を目皿板の直上に近接的に位置する
ように設ければ、コーティング液の濃度を従来に比して
格段に上げることができ、このためコーティング時間の
短縮、乾燥所要熱量の低減等の合理化効果が達成され、
またコーティング粒子の生成被膜が緻密になり、少ない
コーティング量で所期の効果が達成可能であるため、前
記合理化効果はさらに著しくなる。
【0021】なお、コーティングの実施の可否は、液の
粘度に依存するところが大である。従来の常識として、
コーティング液の粘度は100cps以下とされていた
が、本発明の方法によれば、後記実験例1の16%のも
ので290cps、20%のもので980cpsであ
り、表1には示さなかったが、22%(1590cp
s)まで実施可能であったことにより、本発明の方法は
コーティング液の粘度が1500cps以下の液であれ
ば実施可能と考えられる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。
【0023】図1は本発明による流動コーティング装置
の一実施例の全体的略断面図、図2はその目皿板部の略
斜視図、図3(a) および(b) は目皿板の要部の部分平面
図、図4は目皿開口部の拡大部分斜視図である。
【0024】まず、本発明の流動コーティング装置の全
体構成は、下部にテーパ部1aを有する略円筒状の処理
筒1と、この処理筒1の流動室1bの底部に回転可能に
設けられ、その一部に複数個の目皿開口部3を有する目
皿板2と、この目皿板2の直上に近接して設けられたコ
ーティング液噴霧用のスプレーノズル(噴霧装置)4
と、コーティング製品であるコーティング物を捕集する
バグフィルタ5とを備えてなる。
【0025】また、処理筒1の底部には、目皿板2の下
方から気体を供給するための気体供給口6が設けられる
一方、頂部近くには気体排出口7が設けられている。
【0026】なお、目皿板2の回転用のモータなどの駆
動源については図示されていない。
【0027】本実施例において、目皿板2の目皿開口部
3は外周縁の近くに位置しており、該目皿板2の外周縁
と処理筒1の内壁との間には、環状間隙8が形成されて
いる。
【0028】目皿開口部3は、たとえば目皿板2の一部
にプレスで打ち抜くことにより穿孔される。
【0029】すなわち、図4に示すように、本実施例の
目皿開口部3は、上部に蓋部3a、側方に側壁部3bを
有し、かつ目皿板2の外周側に略台形の開口3cを有す
るようプレスで部分的に穿孔されている。
【0030】開口3cは目皿板2の半径方向に対して3
0°以内の角度αをなし、半径方向ないし半径方向と3
0°以内の回転方向に対して斜め後方に気体を吹き出す
よう形成されている(図3(b) 参照)。
【0031】また、開口3cの全部の総開口面積は、目
皿板2と処理筒1の内壁との間の環状間隙8の面積に対
して0.2〜0.6の範囲にあるようになっている。
【0032】本実施例において粒体に流動コーティング
操作を施す場合、まず処理筒1内に粒体を仕込み、目皿
板2を図示しない駆動源からの駆動力で回転させながら
気体供給口6を経て該目皿板2の下方から気体を送り込
む。
【0033】それにより、気体が目皿開口部3の開口3
cおよび環状間隙8から処理筒1内の流動室1bに流入
され、粒体を流動化させる。
【0034】そして、スプレーノズル4から流動室1b
内にコーティング液を噴霧することにより、粒体にコー
ティングが施される。
【0035】実験例1 流動層造粒コーティング装置FLO−5型(フロイント
産業株式会社製、400mmφ)の目皿板を図2,図3
(a) 等に示すようなものとした装置を本発明の流動コー
ティング装置として用意した。穿孔の形状は図4に示す
ように開口部は台形をなし、斜め後方外側に向けて開口
している。その角度(図3(b) の角α)は10°、開口
面積の合計は12.5cm2 とした。目皿板と処理筒の内壁
との環状間隙は0.2cmで、この間隙の面積は25.0cm2
であり、間隙の面積に対して開口部の面積は0.50であ
った。コーティング液噴霧用のスプレーノズルは図1お
よび図2に示したように、目皿板の直上のテーパ部に設
置した。
【0036】なお、比較のため、本発明の流動コーティ
ング装置と通常の流動層造粒コーティング装置FLO−
5型を用いた場合のそれぞれについて、コーティング液
の噴霧ノズルの位置を従来のように上方に設置した場合
(図1の二点鎖線4a参照))と目皿板の直上に設置し
た場合の実験を行った。
【0037】被コーティング粒子をパンクレアチン顆粒
とし、コーティング液としてヒドロキシプロピルメチル
セルロースフタレートHP−55(信越化学工業株式会
社製)をジクロルメタンとエタノールの7:3(w/w)の
混合溶剤に所定の濃度で溶解した液を用いて腸溶性顆粒
を試作した。なお、HP−55の1/8量のマイバセッ
ト(アセチル化モノグリセライド、イーストマン・コダ
ック社製)を可塑剤として加えた。仕込みは5Kg、送風
温度48℃とした。結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】実験例1と比較例3のHP−55の濃度8
%のコーティング顆粒について、コーティング量を変え
て、その耐一液性をみた結果を表2に示す。
【0040】
【表2】
【0041】表2の結果から、実験例1のコーティング
顆粒は比較例3のコーティング顆粒に比して、少ないコ
ーティング量で良好な耐一液性が得られることがわか
る。
【0042】また、上記両顆粒の表面および断面の走査
型電子顕微鏡写真を図5(a) ,(b)と図6(a) ,(b) に
示す。これらの写真から、実験例1の顆粒のほうが緻密
で平滑なコーティング層を形成していることがわかり、
この緻密なコーティング層のために、少ないコーティン
グ量で良好な耐一液性が得られたものと考えられる。
【0043】実験例2 開口部の角度αを5°、開口面積の合計を14.0cm
2 (間隙の面積に対して0.56)としたほか、実験例1
および比較例3と同様の装置を用いた。被コーティング
粒子としてdl−塩素イソプロテレノール20%含有顆
粒を用い、コーティング液としてエチルセルロースをジ
クロルメタンとエタノールの4:6(w/w) 混合溶剤に所
定の濃度で溶解した液を用いて徐放性顆粒を試作した。
コーティングおよびコーティング顆粒の結果を表3に示
す。
【0044】
【表3】
【0045】なお、エチルセルロース濃度を8%とした
ほか、比較例4と同様にして試験したところ、粒子によ
りコーティング層が不均一で、放出率のばらつきが大き
く、このため正確な徐放効果が得られなかった。
【0046】表3でわかるように、実験例2は比較例4
に比してエチルセルロース濃度を上げることができ、コ
ーティング所要時間は1/2に短縮できる。
【0047】また、実験例2のほうが同一のコーティン
グ量でより大きな徐放効果を達成することができた。
【0048】図7と図8はそれぞれ本発明の実験例2と
比較例4とにより得られた顆粒の表面の走査型電子顕微
鏡写真である。
【0049】実験例3 流動層造粒コーティング装置FLO−120型(フロイ
ント産業株式会社製、1200mmφ)の目皿板を実験例
1に示したと同様なものとした。ただし、開口部の角度
αを20°とし、開口面積の合計を45.0cm2 とした。
目皿板と装置内壁との間隙は0.4cmであり、この間隙の
面積は150.7cm2 であり、間隙の面積に対して開口部
の面積は0.299であった。
【0050】この装置を用いて実験例1と同様の顆粒を
同様のコーティング液でコーティングした。ただし、顆
粒の仕込量は100Kg、送風温度は50℃、HP−55
の濃度は20%とした。コーティングは順調で、コーテ
ィング効率99%、団粒発生率0.3%であった。コーテ
ィング量20%となるまでの所要時間は160分であっ
た。これに対して、FLO−120型を用いて上方より
噴霧する従来法では、HP−55の濃度は12%を超え
るとダスティングが起こり、コーティング不能となる。
従来法でHP−55の濃度を8%とした時のコーティン
グ量20%となるまでの所要時間は208分であった。
【0051】実験例3によって得られたコーティング顆
粒を実験例1と同様に耐一液性を試験したところ、99
%の残存力価を示した。
【0052】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0053】(1).本発明によれば、目皿板の目皿開口部
の総開口面積が目皿板と処理筒の内壁との環状間隙の面
積に対して0.2〜0.6であることにより、粒体の良好な
流動状態が得られ、良質のコーティング物を得ることが
できる。
【0054】(2).また、目皿板の目皿開口部が、該目皿
板の半径方向ないし半径後方と30°以内の回転方向に
対し斜め後方外側に向けて気体が吹き出す開口を有する
ことにより、流動状態に悪影響を生じることなく、粒子
の破損や漏れを防止することができる。
【0055】(3).コーティング液の噴霧装置が目皿板の
上方に近接して位置していることにより、コーティング
液の濃度を大幅に高くすることができ、コーティング時
間の短縮や乾燥所要熱量の低減の他、コーティング被膜
の緻密化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による流動コーティング装置の一実施例
の全体的略断面図である。
【図2】その目皿板部の略斜視図である。
【図3】(a) ,(b) は目皿板の要部の部分平面図であ
る。
【図4】目皿開口部の拡大部分斜視図である。
【図5】(a) ,(b) はそれぞれ本発明の実験例1により
製造された顆粒の粒子構造の表面と断面を走査型電子顕
微鏡で撮影した写真である。
【図6】(a) ,(b) はそれぞれ比較例3により製造され
た顆粒の粒子構造の表面と断面を走査型電子顕微鏡で撮
影した写真である。
【図7】本発明の実験例2により製造された顆粒の粒子
構造の表面を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。
【図8】比較例4により製造された顆粒の粒子構造の表
面を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。
【符号の説明】
1 処理筒 1a テーパ部 1b 流動室 2 目皿板 3 目皿開口部 3a 蓋部 3b 側壁部 3c 開口 4 スプレーノズル(噴霧装置) 4a スプレーノズル 5 バグフィルタ 6 気体供給口 7 気体排出口 8 環状間隙 α 角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 隆康 静岡県藤枝市源助301 科研製薬株式会 社中央研究所内 (72)発明者 山本 新一 静岡県藤枝市源助301 科研製薬株式会 社中央研究所内 (72)発明者 岩崎 章 東京都新宿区高田馬場2丁目14番2号 フロイント産業株式会社内 (72)発明者 小川 正紀 東京都新宿区高田馬場2丁目14番2号 フロイント産業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭61−8735(JP,B2) 特公 昭61−5770(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 2/00 B01J 2/14 B01J 2/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理筒の下部に、回転する目皿板を備え
    た流動コーティング装置において、目皿開口部が目皿板
    の外縁近傍に位置し、目皿の総開口面積が目皿板と処理
    筒の内壁との間の環状間隙の面積に対して0.2〜0.6の
    範囲にあることを特徴とする流動コーティング装置。
  2. 【請求項2】 前記目皿板の目皿開口部が上部に蓋部、
    側方に側壁部を有し、該目皿板の半径方向ないし半径方
    向と30°以内の回転方向に対し斜め後方外側に向けて
    気体が吹き出す開口を有するように穿孔されていること
    を特徴とする請求項1記載の流動コーティング装置。
  3. 【請求項3】 コーティング液の噴霧装置が前記目皿板
    の上方に近接して位置していることを特徴とする請求項
    1または2記載の流動コーティング装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の流動コーテ
    ィング装置に粒体を仕込み、前記目皿板を回転させつつ
    該目皿板の下から気体を送って粒体を流動させ、前記噴
    霧装置からコーティング液を噴霧して粒体にコーティン
    グすることを特徴とするコーティング方法。
  5. 【請求項5】 請求項1、2または3記載の流動コーテ
    ィング装置を使用して粒体にコーティングを施してなる
    コーティング物。
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