JP4017385B2 - 固形剤製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定形状を有する固形タイプの入浴剤など、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在市販されている入浴剤の形態は、液状、粉末状、固形状、ゲル状などが一般的である。これらのうち固形入浴剤の製造法としては、たとえば、液状化させた入浴剤原料を所定の型に入れて冷却固化させた後に型抜きする方法、粉末の入浴剤原料を所定大きさに造粒する方法、入浴剤原料をカプセルに内包させる方法、粉末状の入浴剤原料を打錠成形機などを用いて加圧成形する方法、入浴剤原料を手作業により所定形状に固める方法などが知られている。
【０００３】
また、玩具類、植物、印刷物などの物品を内包させた固形入浴剤が、特開平１０−３０６０２１号公報、特開昭５０−６７１６号公報、特開平９−２４９５５１号公報などにおいて種々提案されている。これらの公報に記載の固形入浴剤は、浴湯に投入すると溶解が始まり、その後所定時間経過すると、内部に収容されていた物品が浴湯中あるいは浴湯表面に出現するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの公開公報では、入浴剤原料に内包物を混合した後、加圧することによって固形入浴剤を製造する方法も提案されているが、このような加圧成形法においては、成形時の圧力で内包物が変形しやすいので、加圧による内包物の変形が商品価値に悪影響を及ぼす玩具などを内包させることができないという難点がある。したがって、加圧成形方法で製造された固形入浴剤は、植物の凍結乾燥物など、サイズが比較的小さく、加圧してもその形状変化が商品価値に悪影響を及ぼさない物品が内包されたものに限られている。
【０００５】
このように、従来の加圧成形方法による固形入浴剤の場合、玩具などのように、加圧による変形が商品価値に悪影響を及ぼす物品を固形入浴剤中に内包させることができないので、変形のおそれのある玩具などが内包された固形入浴剤は、ほとんど市販されておらず、市販されている場合であっても、手作業で小規模に製造されたものが知られる程度であり、大量生産は行われていないのが実状である。
【０００６】
また、予め内包物を入浴剤原料に混合した後に加圧成形する方法によって製造された固形入浴剤の場合、製品ごとに内包物の位置が異なってしまうので、浴湯に投入して溶解が始まった後、内包物が浴湯中に出現されるまでの時間のばらつきが大きく、この時間を製造段階で管理することが困難である。
【０００７】
一方、打錠成形機などを用いて入浴剤原料を加圧成形することによって錠剤形状の固形入浴剤を製造する方法も実施されているが、この方法では、入浴剤原料に１００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の高圧力をかける必要がある。また、打錠成形機の場合、完成品の形状が扁平形状に限定され、いわゆる錠剤形状のものしか製造できないので、球形状あるいは卵形状をした固形入浴剤の製造は機械化が困難で、手作業に頼らざるを得ないのが実状である。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤を製造するにあたり、成形体の形状に制約を受けることなく、安定した品質で効率良く大量生産を可能とすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００１４】
このような構成とすることにより、成形用容器に充填された原料体の凹部であった場所に非水溶性の有形物が包埋された粗成形体を比較的低い圧力で一次成形した後、この粗成形体を一次成形より高い圧力で二次成形して仕上げ成形体とすることができるので、包埋される有形物に強い圧力を加えることなく、一定の位置に有形物を内包した固形剤を連続的に製造することができる。すなわち、内包された有形物が圧力で変形したり、有形物の包埋位置がばらついていない固形剤を安定した品質で、効率良く大量生産することができる。したがって、浴湯に沈めて所定時間経過すると浴湯中または浴湯表面に有形物が出現する有形物内包固形入浴剤などを、その成形体形状を制約されることなく、優れた品質安定性を保ちながら、効率良く大量生産することができる。
【００１５】
本発明に係る第２の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する一次成形用容器と、前記原料を前記一次成形用容器に充填する原料充填装置と、前記一次成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記一次成形用容器から取り出された前記粗成形体を収容する二次成形用容器と、前記二次成形用容器に収容された前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００１６】
このような構成とすることにより、第１の発明の固形剤製造装置と同様に、有形物内包固形入浴剤などを、その成形体形状を制約されることなく、安定した品質で、効率良く大量生産できる。また、一次成形装置に係る作業と二次成形装置に係る作業とを別々に行うことができるため、これらの作業に要する時間に長短差がある場合でもこれを解消することが可能である。
【００１７】
上記の第１または第２の発明の固形剤製造装置において、前記一次成形装置として、少なくとも一方向から原料を押圧して固形剤外形の少なくとも一部を形成する一次押圧部材を設けることにより、一次成形工程において、固形剤外形に近似した粗成形体を成形できるようになるので、二次成形工程を短縮化することができ、生産効率が向上する。なお、前記一次押圧部材は単数に限定しないので、互いに異なる複数方向から原料を押圧する複数の一次押圧部材を設ければ、原料全体に均等な圧力を加えることができるので、成形される粗成形体の密度分布が均等化し、二次成形を経て均一性に優れた固形剤を製造することができる。
【００１８】
また前記二次成形装置として、少なくとも一方向から粗成形体を押圧して固形剤外形を形成する二次押圧部材を設けることにより、固形剤の形状が、球形状、卵形状または回転楕円体形状などの複雑な形状である場合でも円滑かつ的確に成形することができる。なお、固形剤の形状を球形状、卵形状、回転楕円体形状などとする場合は、半球形状の凹部を有する二次押圧部材などを用いて、上下方向などの異なる二方向から粗成形体を押圧して成形することが望ましく、原料と接触する押圧部材や成形用容器の形状を変え、加圧方向を二方向以上とすれば、星型形状などの複雑な形状も成形することができる。また、一次成形装置と同様に、互いに異なる複数方向から粗成形体を押圧する複数の二次押圧部材を設ければ、粗成形体全体に均等な圧力を加えることができるので密度分布が均等化し、均一性に優れた固形剤を製造することができる。
【００１９】
前記一次押圧部材の加圧力は０．５〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ2、前記二次押圧部材の加圧力は１．０〜５ｋｇｆ／ｃｍ2とすること望ましい。この範囲の加圧力で成形用容器内の原料を一定形状の成形体に成形することができ、この成形体が有形物を内包するものである場合でも有形物が圧力で変形することがない。また、一次成形用容器から粗成形体を取り出して二次成形用容器に収容する場合に粗成形体が欠けたり、崩壊したりすることのない強度を備えたものとすることができる。
【００２０】
本発明に係る第３の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、前記原料の粒度範囲を調整する粒度調整装置と、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した成形体とする成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００２１】
上記の第１または第３の発明の固形剤製造装置において、前記成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
同様に上記の第２の発明の固形剤製造装置において、前記一次成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって一次成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
【００２２】
また、第１ないし第３の発明の固形剤製造装置において、原料の粒度調整装置を設けて原料の粒度範囲を調整することにより、成形用容器または一次成形用容器内の原料の加圧成形が容易になり、二回の加圧成形操作を一回で行うこともできるようになり、加圧成形作業を大幅に効率化することができる。たとえば固形入浴剤の加圧成形の場合は、原料を０．５〜５．０ｍｍメッシュの篩を用いて粒度調整することによって、卵形の成形体を一回の加圧成形操作で得ることができる。
【００２３】
また、第１ないし第３の発明の固形剤製造装置において、成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置として、加圧成形後の成形体の略中心部に有形物が位置するような深さの凹部を形成する機能を備えたものを用いることにより、成形体内の有形物の配置精度が高まり、常に有形物が成形体の略中心部に内包された固形剤を安定生産できるようになるので、たとえば有形物内包固形入浴剤の場合、浴湯に投入された固形入浴剤が溶け終わるころに有形物が出現するようにタイミングを設定することができ、そのタイミングも安定したものとなる。さらに凹部形成装置として、有形物を載置可能な平面部を底面の少なくとも一部に有する漏斗状凹部を形成する機能を備えたものとすることにより、凹部内に配置される有形物を底面まで的確に誘導し、底面上に安定状態に載置することができ、載置後の安定性も確保できるので、有形物の配置精度がより向上する。
【００２４】
本発明に係る固形剤製造装置では、粉体を主成分とする原料から様々な種類、用途、形状の固形剤を製造することができるが、とくに固形入浴剤の製造に好適であり、従来の錠剤形状に限定されることなく、球形状や卵形状の固形入浴剤あるいは有形物内包固形入浴剤を効率的に製造することができる。
【００２５】
本発明の固形剤製造装置で固形入浴剤を製造する場合、入浴剤原料としては、加圧によって成形可能な、粉体の入浴剤原料を主成分とするものであればよいが、有形物を内包させるための凹部の形成を容易にするため、液状の入浴剤原料は成形用容器に充填する前に予め粉体化して使用し、粉状の入浴剤原料は溶剤などで濡らした状態にして充填することが望ましい。また、入浴剤原料は、浴湯に溶解する水溶性材料を主成分とするものが好適であるが、入浴剤の種類によっては非水溶性材料などを含んでいてもよい。粉体の粒径はとくに限定されないので、凹部形成工程における凹部形成性、一次成形工程や二次成形工程における加圧成形性などを考慮して設定することができる。なお、入浴剤原料を充填する成形用容器は、加圧成形可能な容器であればよく、その形状やサイズなどはとくに限定されない。
【００２６】
また、本発明の固形剤製造装置で有形物内包固形入浴剤を製造する場合、内包させる非水溶性の有形物としては、玩具類、植物乾燥物、印刷物などを用いることができ、そのサイズや形状はとくに限定されないが、本発明の製造装置であれば、比較的大きく、形状が複雑な玩具類であっても、固形入浴剤の所定位置に内包させることができる。また、有形物の比重もとくに限定されないが、浴湯に沈めた固形入浴剤が溶解したときに浴湯表面に浮遊してくるように、浴湯の比重より小さい材料で形成されたものを採用することが望ましい。有形物を凹部底面に載置する方法はとくに限定されないが、装置の構造や作業性を考慮すれば、垂直方向に形成した凹部内へ有形物を落下させる方法が好適である。
【００２７】
また成形装置を用いて、凹部の上縁部に位置する入浴剤原料から順に凹部内へ入浴剤原料を壊落させながら加圧して有形物を入浴剤原料で包埋した成形体を形成することによって、入浴剤原料の壊落および加圧成形を連続的に行うことができるが、成形用容器に振動を与えて入浴剤原料を壊落させて有形物を包埋した後に加圧して粗成形体を形成することも可能であり、壊落した入浴剤原料を異なる複数方向から加圧して粗成形体を成形することもできる。
【００２８】
前記入浴剤原料として、発泡性成分としての有機酸および炭酸塩と、浴湯へ入れた直後の固形入浴剤が浴湯中で沈降可能な分量の無水硫酸ナトリウムと、ジプロピレングリコールを含む溶剤で溶解したポリエチレングリコールとを含む液濡れ状態の粉末体を用いることにより、有形物を充填するための凹部が形成しやすくなり、比較的低圧で加圧成形する際の成形性、作業性も向上する。
【００２９】
なお、入浴剤原料の成分としては、発泡性成分としての有機酸および炭酸塩のほか、原料固化成分、原料固化成分の溶剤、比重調整剤、酵素、界面活性剤、香料、色素、各種薬効作用や温泉作用を有する成分などが挙げられ、各配合割合は入浴剤の種類、所定の目的などに応じて適宜決定することができる。
【００３０】
前記発泡性成分としての有機酸および炭酸塩は、固形入浴剤を浴湯中で速やかに崩壊、溶解させる作用、さらに、溶解により発生する炭酸ガスに基づく温浴効果などを期待して配合することができる。有機酸としては、たとえば、酒石酸、フマル酸、クエン酸、コハク酸などが挙げられる。炭酸塩としては、たとえば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、これらのカリウム塩などが挙げられる。これら有機酸と炭酸塩とを配合する場合には、入浴剤原料中に水分が実質的に含有されないように注意する必要がある。また、発泡成分としての有機酸および炭酸塩の配合割合は、質量比で通常１：１またはこれに近い割合で配合することが望ましい。
【００３１】
前記原料固化成分としては、たとえば、ポリエチレングリコール(以下、ＰＥＧという)、ポリプロピレングリコール(以下、ＰＰＧという)、ソルビトール、マンニトール、ブドウ糖、ショ糖などが挙げられる。後述する加圧成形時において加圧を低圧で行う場合などには、ＰＥＧの使用が好ましい。ＰＥＧの平均分子量は、成形性などを良好に行うために９５０〜３７００が好ましい。このようなＰＥＧとしては、市販品または市販品を所定分子量となるように混合した混合物などが挙げられる。
【００３２】
前記原料固化成分の溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。とくに、ＰＥＧの溶剤としては、ジプロピレングリコールの使用が好ましい。
【００３３】
前記比重調整剤としては、たとえば、固形仕上げ成形体を浴湯に入れた直後に浴湯中に沈降する量の無水硫酸ナトリウムなどが挙げられる。また、酵素、界面活性剤、香料、色素、各種薬効作用や温泉作用を有する成分などとしては、固形入浴剤の所定の目的などに応じて公知成分などから適宜選択して配合することができる。さらに、本発明の所定の目的を損なわない範囲であれば、上述の材料以外の他の成分を配合することも当然可能である。
【００３４】
前記二次成形装置によって形成された固形入浴剤の乾燥過程で、水蒸気を吹き付けて乾燥を促進させれば、固形入浴剤の表面だけで反応が起きて表面が中性塩で覆われる結果、入浴剤原料として配合されている香料の香気成分の放散が抑制され、安定した品質の入浴剤を製造することができる。このための乾燥装置として、水蒸気吹き付けによる乾燥装置を二次成形装置の下流側に配置することが好ましい。
【００３５】
さらに、固形仕上げ成形体が輸送時などに割れたり欠損したりするのを有効に防止するために、当該成形体を個別にシュリンク包装処理することもできる。シュリンク包装処理は公知の材料を用いて行うことができるが、このシュリンク包装処理は、とくに、二次成形装置により比較的低圧による加圧成形を行ったものに対して有効である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態の固形剤製造装置を示す平面図、図２は図１の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００３７】
本実施形態の固形剤製造装置１は、図１に示すように、矢印方向へ６０度単位で間欠的に回転する回転テーブル２の周縁に沿って６つの支持基盤３が等間隔に配置され、各支持基盤３には上下に貫通した円筒形状の成形用容器４がそれぞれ４つずつ配列され、各成形用容器４にはその下側から下部押圧部材６が挿入されている。これらの成形用容器４には加圧成形可能な粉体を含む入浴剤原料５が充填される。
【００３８】
回転テーブル２の周囲には、入浴剤原料５を成形用容器４に充填する原料充填装置７と、成形用容器４に出入可能であって成形用容器４に充填された入浴剤原料５表面に凹部８を形成する穿孔部材９と、凹部８の底面８ｂに非水溶性の有形物１０を載置する有形物載置装置（図示せず）と、成形用容器４に出入可能であって凹部８の上縁部８ａから凹部８へ入浴剤原料５を壊落させながら加圧して入浴剤原料５で有形物１０を包埋した一定形状の粗成形体１１を形成する上部押圧部材１２などが配置されている。なお、本実施形態では、後述するように、下部押圧部材６および上部押圧部材１２が一次成形装置として機能した後、引続き、二次成形装置としても機能する。
【００３９】
回転テーブル２は、各支持基盤３がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、二次成形ステージＥ、完成品排出ステージＦのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら、すなわち、６０度回転するごとに間欠的に停止しながら回転する。また、完成品排出ステージＦの下方から回転テーブル２の直径延長方向に向かって、有形物１０を内包した仕上げ成形体１３を乾燥装置および冷却装置（いずれも図示せず）へ搬送するためのベルトコンベア１６が配置されている。
【００４０】
ここで、図２を参照して、固形剤製造装置１を用いて有形物１０を内包した固形入浴剤の成形体１３を製造する工程について説明する。図２に示すように下面が下部押圧部材６で閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の成形用容器４に入浴剤原料５が充填されると、図１に示す回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材９が成形用容器４内へ下降して入浴剤原料５に凹部８を形成した後、上昇する。
【００４１】
この後、回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物１０が凹部８の底面８ｂに載置されると、回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、下部押圧部材６が入浴剤原料５の下面側を支えた状態で、上部押圧部材１２が成形用容器４内へ下降し、凹部８の上縁部８ａから凹部８へ入浴剤原料５を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって入浴剤原料５で有形物１０を包埋するとともに、上下面が半球状で円筒形状の粗成形体１１が形成される。
【００４２】
粗成形体１１が形成されると、回転テーブル２が６０度回転して、成形用容器４が二次成形ステージＥまで移動し、下部押圧部材６が粗成形体１１の下面を支えた状態で上部押圧部材１２が３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって仕上げ成形体１３が形成される。この後、回転テーブル２が６０度回転して成形用容器４が完成品排出ステージＦに到着すると、下部押圧部材６が下降して成形用容器４の下面が開放され、上部押圧部材１２が下降することによって、仕上げ成形体１３がベルトコンベア１６上に排出され、次の乾燥装置および冷却装置（いずれも図示せず）へ搬送される。
【００４３】
仕上げ成形体１３が排出されて空になった成形用容器４は、回転テーブル２が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰し、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル２の間欠的回転によって、４個ずつ６箇所に配置された成形用容器４のそれぞれについて順次実行される。このような工程をとることにより、玩具である有形物１０を内包する卵形状の固形入浴剤を効率良く製造することができる。
【００４４】
本実施形態では、一次成形工程において、入浴剤原料５の凹部８の底面８ｂであった場所に非水溶性の有形物１０が包埋された粗成形体１１を形成した後、二次成形工程において、この粗成形体１１を一次成形工程より高い圧力で再加圧して仕上げ成形体１３とするので、有形物１０に強い圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物１０を内包した仕上げ成形体１３、すなわち、内包された有形物１０が圧力で変形したり、有形物１０の位置がばらついたりすることがない固形入浴剤を効率的に製造することができる。
【００４５】
非水溶性の有形物１０は玩具であるが、植物乾燥物、印刷物などを内包させることもでき、そのサイズや形状はとくに限定されず、比較的大きく、形状が複雑な玩具類であっても、固形入浴剤に内包させることができる。また、有形物１０の比重は１より小さいので、浴湯に浸漬された固形入浴剤が溶け終わると浴湯表面に有形物１０が自動的に浮遊してくる。
【００４６】
また、凹部８の深さは、有形物１０が仕上げ成形体１３の略中心部に位置するように載置可能な深さとしているため、有形物１０が略中心部に内包された固形入浴剤を製造することが可能であり、有形物１０の配置精度が高い。一方、凹部８の内周面は漏斗状であり、この凹部８の底面８ｂは有形物１０を載置可能な平面であるため、凹部８に充填された有形物１０は底面８ｂまで的確に誘導され、底面８ｂ上に安定状態に載置され、この後の加圧成形工程などで移動することがなく、高い位置精度が得られる。
【００４７】
また、成形用容器４内の粗成形体１１を上下二方向から加圧成形するので、卵形状をした成形体でも円滑かつ的確に成形することができる。さらに、二次成形装置としても機能する上部押圧部材１２および下部押圧部材６による加圧力を３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2としたため、加圧に起因する変形が商品価値に悪影響を及ぼす可能性の高い玩具類を有形物１０として内包させても変形が発生しない。
【００４８】
本実施形態では、入浴剤原料５を成形用容器４に充填して粗成形体１１を形成するまでの一次成形工程と、粗成形体１１を加圧成形して仕上げ成形体１３を形成するまでの二次成形工程とを連続的に実施しているため、作業効率が高い。また、成形用容器４内において入浴剤原料５と接触する下部押圧部材６および上部押圧部材１２の凹状面はそれぞれ固形仕上げ成形体１３の上下凸状面と同じ形状であり、一次加圧工程で完成品形状に近似した粗成形体１１を成形できるため、二次加圧工程を短縮化して生産効率を向上させることができる。さらに、下部押圧部材６および上部押圧部材１２は互いに異なる複数方向から入浴剤原料５を押圧するので、入浴剤原料５および粗成形体１１全体に均等な圧力が加わり、形成される粗成形体１１および固形入浴剤の密度分布が均等化し、均一性に優れた固形入浴剤を製造することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、有形物１０を内包した固形入浴剤の成形体１３の製造について説明しているが、本発明はこれに限定するものではないので、たとえば、有形物１０の載置工程を省くことにより、有形物１０を内包しないタイプの固形入浴剤についても、手作業なしで、安定した品質で、効率良く大量生産することが可能である。この場合も、その完成品形状を限定することなく、球形状、卵形状、回転楕円体形状など様々な形状の固形入浴剤を製造することができる。
【００５０】
図３は本発明の第２実施形態である固形剤製造装置を示す平面図、図４および図５は図３の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００５１】
本実施形態の固形剤製造装置２０は、図３に示すように、矢印方向へ間欠的に回転する回転テーブル２１の周縁に沿って６つの支持基盤２２が等間隔に配置され、各支持基盤２２上には上下に貫通した円筒形状の一次成形用容器２３がそれぞれ４つずつ配列されている。これらの一次成形用容器２３には加圧成形可能な粉体を主成分とする入浴剤原料２４が充填される。
【００５２】
回転テーブル２１の周囲には、入浴剤原料２４を一次成形用容器２３に充填する原料充填装置２５と、一次成形用容器２３に出入可能であって一次成形用容器２３に充填された入浴剤原料２４に凹部２６を形成する穿孔部材２７と、凹部２６の底面２６ｂに非水溶性の有形物２８を載置する有形物載置装置（図示せず）と、一次成形装置である上部押圧部材３０などが配置されている。上部押圧部材３０は、一次成形用容器２３に出入可能であって、凹部２６の上縁部２６ａから凹部２６内へ入浴剤原料２４を壊落させながら加圧し、入浴剤原料２４で有形物２８を包埋した一定形状の粗成形体２９を形成するものである。
【００５３】
回転テーブル２１は、各支持基盤２２がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、粗成形体排出ステージＧのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら、すなわち、６０度回転するごとに間欠的に停止しながら回転する。
【００５４】
また、粗成形体排出ステージＧの下方から回転テーブル２１の直径延長方向に向かって、粗成形体２９を搬送するためのベルトコンベア３１が配置され、ベルトコンベア３１の搬送方向に沿って、粗成形体２９を収容する二次成形用容器３２と、二次成形装置である上部押圧部材３４および下部押圧部材３５とが配置されている。上部押圧部材３４および下部押圧部材３５は、二次成形用容器３２に出入可能であって二次成形用容器３２に収容された粗成形体２９を上下方向から加圧して仕上げ成形体３３の形状とする。さらに、ベルトコンベア３１と平行に、仕上げ成形体３３を冷却装置（図示せず）へ搬送するベルトコンベア３６が配置されている。
【００５５】
ここで、図４および図５を参照して、固形剤製造装置２０を用いた固形入浴剤製造工程について説明する。図４に示すように支持基盤２２で下面が閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の一次成形用容器２３に入浴剤原料２４が充填されると、図３に示す回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転し、一次成形用容器２３は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材２７が一次成形用容器２３内へ下降して入浴剤原料２４に凹部２６を形成した後、上昇する。
【００５６】
この後、回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転して、一次成形用容器２３は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物２８が凹部２６の底面２６ｂに載置されると、回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転し、一次成形用容器２３は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、一次成形用容器２３の下面が支持基盤２２で閉塞された状態で上部押圧部材３０が一次成形用容器２３内へ下降し、凹部２６の上縁部２６ａから凹部２６へ入浴剤原料２４を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することにより、入浴剤原料２４で有形物２８を包埋し、上面のみが半球状で円筒形状の粗成形体２９が形成される。なお、上部押圧部材３０による加圧作業は、回転テーブル２１がさらに６０度回転するまで継続される。
【００５７】
上部押圧部材３０による加圧成形後、回転テーブル２１が６０度回転して、一次成形用容器２３が粗成形体排出ステージＧに到着すると、一次成形用容器２３の下面が開放され、上部押圧部材３０が一次成形用容器２３の下面付近まで下降して、粗成形体２９がベルトコンベア３１上に排出され、次の二次成形工程へ搬送される。
【００５８】
粗成形体２９が排出されて空になった一次成形用容器２３は、回転テーブル２１が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰して、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル２１の間欠的回転によって、４個ずつ６箇所に配置された一次成形用容器２３のそれぞれについて順次実行される。
【００５９】
一方、ベルトコンベア３１によって搬送される粗成形体２９は、図５に示すように、下部押圧部材３５で下面が閉塞された円筒形状の二次成形用容器３２内に収容され、二次成形用容器３２の上方から挿入される上部押圧部材３４および下部押圧部材３５によって上下方向から３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧され、仕上げ成形体３３が形成される。仕上げ成形体３３の形状が完成すると、二次成形用容器３２から上部押圧部材３４が離脱し、下部押圧部材３５が二次成形用容器３２の上面付近まで上昇し、仕上げ成形体３３が二次成形用容器３２の上面部分に現れる。これらの仕上げ成形体３３は、隣接するベルトコンベア３６に載せられ、冷却装置（図示せず）へ搬送される。このような工程をとることにより、玩具である有形物２８を内包する卵形状の固形入浴剤の成形体３３を効率良く製造することができる。
【００６０】
本実施形態では、一次成形装置である上部押圧部材３０により、入浴剤原料２４の凹部２６の底面２６ｂであった場所に有形物２８が包埋された粗成形体２９を形成して一次成形用容器２３から一旦取り出した後、この粗成形体２９を二次成形用容器３２に収容して二次成形装置である下部押圧部材３５および上部押圧部材３４によって一次成形工程より高い圧力で再加圧して仕上げ成形体３３とするので、有形物２８に圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物２８を内包した仕上げ成形体３３を連続的に製造することができる。
【００６１】
仕上げ成形体３３に内包された非水溶性の有形物２８は玩具であるが、これ以外に、植物乾燥物、印刷物などを内包させることもでき、そのサイズや形状はとくに限定されず、比較的大きく、形状が複雑な玩具類でも内包させることができる。また、有形物２８の比重を１より小さいものとすれば、固形入浴剤として浴湯に入れた後、固形入浴剤が溶解したとき有形物２８は浴湯中に浮遊することとなる。
【００６２】
本実施形態では、入浴剤原料２４を一次成形用容器２３に充填して粗成形体２９を形成するまでの一次成形工程と、一次成形用容器２３から取り出した粗成形体２９を二次成形用容器３２に収容して仕上げ成形体３３を形成するまでの二次成形工程とを分けて行っているので、比較的長い作業時間を要する一次成形用容器２３に係る作業と、これより作業時間が短い二次成形用容器３２に係る作業とを同期させることができ、生産性を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、一次成形工程を回転テーブル２１に配列された複数の一次成形用容器２３を間欠的に回転させながら実施し、二次成形工程をベルトコンベア３１に沿って配置された二次成形用容器３２で実施しているが、これに限定しないので、一次成形用容器２３およびこれに係る原料充填装置２５や穿孔部材２７などと、二次成形用容器３２およびこれに係る上部押圧部材３４、下部押圧部材３５などを直線状に配列することもできる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、有形物２８を内包した固形入浴剤の製造について説明しているが、本発明はこれに限定するものではないので、たとえば、有形物２８の載置工程を省けば、有形物２８を内包しないタイプの固形入浴剤も安定した品質で、効率良く大量生産することが可能である。この場合も、その完成品形状を限定することなく、球形状、卵形状、回転楕円体形状など様々な形状の固形入浴剤を製造することができる。
【００６５】
図６は本発明の第３実施形態の固形剤製造装置を示す平面図、図７は図６の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００６６】
本実施形態の固形剤製造装置４０では、図６に示すように、矢印方向へ６０度単位で間欠的に回転する回転テーブル４１の周縁に沿って６つの成形用容器４２が等間隔に配置されている。各成形用容器４２は上下に貫通した円筒形状であり、これらの成形用容器４２には加圧成形可能な粉体を主成分とする入浴剤原料５１が収容可能である。
【００６７】
回転テーブル４１の周囲には、入浴剤原料５１を成形用容器４２に充填する原料充填装置（図示せず）と、成形用容器４２に出入可能であって成形用容器４２に収容された入浴剤原料５１に凹部４４を形成する穿孔部材４３と、凹部４４の底面４４ｂに非水溶性の有形物４５を載置する有形物載置装置（図示せず）と、成形用容器４２に出入可能であって凹部４４の上縁部４４ａから凹部４４へ入浴剤原料５１を壊落させながら加圧して入浴剤原料５１で有形物４５を包埋した一定形状の粗成形体４６を形成する上部押圧部材４７と、粗成形体４６を加圧して仕上げ成形体４８に仕上げる下部押圧部材５０などが配置されている。本実施形態では、後述するように、上部押圧部材４７が一次成形装置として機能した後、上部押圧部材４７および下部押圧部材５０が二次成形装置として機能する。
【００６８】
回転テーブル４１は６０度間隔で矢印方向へ回転可能であり、各成形用容器４２がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、二次成形ステージＥ、完成品排出ステージＦのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら回転する。また、完成品排出ステージＦの下方から回転テーブル４１の直径延長方向に向かって、有形物４５を内包した仕上げ成形体４８を冷却装置（図示せず）へ搬送するためのベルトコンベア４９が配置されている。
【００６９】
ここで、図７を参照して、固形剤製造装置４０を用いて有形物４５を内包した固形入浴剤を製造する工程について説明する。図７に示すように下面が閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の成形用容器４２に入浴剤原料５１が充填されると、図６に示す回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転して、成形用容器４２は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材４３が成形用容器４２内へ下降して入浴剤原料５１に凹部４４を形成した後、上昇する。この場合、穿孔部材４３の加圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。
【００７０】
この後、回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転して、成形用容器４２は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物４５が凹部４４の底面４４ｂに載置されると、回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転し、成形用容器４２は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、上部押圧部材４７が成形用容器４２内へ下降し、凹部４４の上縁部４４ａから凹部４４へ入浴剤原料５１を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって入浴剤原料５１で有形物４５を包埋するとともに、上面のみが半球状で円筒形状の粗成形体４６が形成される。
【００７１】
粗成形体４６が形成されると、回転テーブル４１が６０度回転して成形用容器４２が二次成形ステージＥまで移動し、成形用容器４２の下面が開放され、下部押圧部材５０が上昇して成形用容器４２内へ入り、上部押圧部材４７および下部押圧部材５０が粗成形体４６の上下面を３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって仕上げ成形体４８が形成される。この後、下部押圧部材５０が下降し、回転テーブル４１が６０度回転して成形用容器４２が完成品排出ステージＦに到着すると、成形用容器４２の下面が開放され、上部押圧部材４７が成形用容器４２の下面付近まで下降することによって、仕上げ成形体４８がベルトコンベア４９上に排出され、次の冷却装置（図示せず）へ搬送される。
【００７２】
仕上げ成形体４８が排出されて空になった成形用容器４２は、回転テーブル４１が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰し、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル４１の間欠的回転によって、６箇所に配置された一次成形用容器４２のそれぞれについて順次実行される。このような工程をとることにより、玩具である有形物４５を内包する卵形状の固形入浴剤を安定した品質で大量生産することができる。その他の機能、効果などは前述した固形剤製造装置１と同様である。
【００７３】
図８ないし図１１は本発明の第４実施形態を示す図で、図８は固形剤製造装置と付帯装置を含む製造フロー図、図９の（ａ）は固形剤製造装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【００７４】
本実施形態における製造フローは、図８に示すように、固形入浴剤の原料粉体をホッパ６０から攪拌機６１に装入して攪拌し、調整タンク６２を介して原料投入機６３に供給する。一方、原料粉体に添加する結着剤を攪拌機６４で攪拌して、原料投入機６３からの原料粉体とともに混合機６５に供給する。原料粉体と結着剤の混合粉体（入浴剤原料）を定量切り出し機６６を介して篩い機６７に供給し、所定の粒度（本実施形態では０．５〜５．０ｍｍメッシュ、好ましくは２ｍｍメッシュ）に調整する。
【００７５】
粒度調整後の入浴剤原料を固形剤製造装置７０に供給して、固形入浴剤を製造する。本実施形態の固形剤製造装置７０では、図９に示すように、回転テーブル７１の周縁に沿って２個１組の成形用容器７２が等間隔に配置されている。成形用容器７２は、円筒状の外壁と下金型７２ａからなる容器であり（図１０参照）、これらの成形用容器７２には入浴剤１個分の入浴剤原料が収容可能である。
【００７６】
回転テーブル７１の周囲には、入浴剤原料を成形用容器７２に充填する原料充填装置７３と、成形用容器７２に出入可能であって成形用容器７２に収容された入浴剤原料に凹部を形成する凹部形成装置７４と、凹部の底面に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置７５と、成形用容器７２に出入可能であって凹部の上縁部から凹部へ入浴剤原料を壊落させながら加圧して入浴剤原料で有形物を包埋した一定形状の成形体１００（図１１参照）を形成する成形装置７６と、成形体１００を成形装置７６から排出する押上装置７７などが配置されている。押上装置７７の近傍には図８に示す製品取出装置７８，冷却装置８０および包装装置９０が設置されている。
【００７７】
図１０は原料充填装置の概略構成を示す正面図である。ホッパ７３ａ内の入浴剤原料は、オーガスクリューを内蔵した供給口７３ｂから固形入浴剤１個分の原料が成形用容器７２に充填される。図１１は成形装置の概略構成を示す正面図でり、図１２は押上装置の概略構成を示す正面図である。図１０に示すように成形用容器７２に入浴剤原料が充填されると、回転テーブル７１が順次回転して凹部形成装置７４で凹部が形成され、有形物載置装置７５で凹部に有形物が載置され、成形装置７６で卵形の成形体１００に成形される。成形装置７６は、卵形に対応した上金型７６ａを備え、上金型７６ａを押し下げることによって下金型７２ａとの間で入浴剤原料を卵形に成形する。このときの加圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。
【００７８】
この後、回転テーブル７１が１５度回転して、成形用容器７２は押上装置７７へ移動し、ここで成形体１００は、押上装置７７が下金型７２ａを押し上げることによって成形用容器７２から排出され、製品取出装置７８により後続の冷却装置８０装置に送られる。冷却装置８０の後段には包装装置９０があり、さらに箱詰め装置、梱包装置（いずれも図示せず）がある。成形体１００は冷却後、包装装置９０でシュリンク包装、アルミ包装を施されたうえで、箱詰め、梱包され、製品として出荷される。成形体１００が取り出された後の成形容器７２は、下金型押付装置７９により下金型７２ａが所定の位置に押し下げられて、最初の原料充填ステージに戻る。
【００７９】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
平均分子量５００のＰＥＧ６．７質量部および平均分子量３７００のＰＥＧ６．７質量部を、温度６０℃の下で、ジプロピレングリコール６．７質量部に溶解し、平均分子量２１００のＰＥＧ溶液を調製した。次いで、クエン酸２７．２質量部、炭酸ナトリウム２７．２質量部、無水硫酸ナトリウム２５．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８０】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき、玩具を内包した卵形の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された卵形の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８１】
（実施例２）
平均分子量５００のＰＥＧ９．５質量部および平均分子量３７００のＰＥＧ９．５質量部を、温度６０℃の下で、ジプロピレングリコール１．１質量部に溶解し、平均分子量２１００のＰＥＧ溶液を調製した。次いで、コハク酸２７．２質量部、炭酸水素ナトリウム２７．２質量部、無水硫酸ナトリウム２５．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８２】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき、玩具を内包した回転楕円体形状の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された回転楕円体形状の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８３】
（実施例３）
平均分子量５００のＰＥＧ１０．０質量部を、温度６０℃で、ジプロピレングリコール１０．１質量部に溶解してＰＥＧ溶液を調製した。次いで、クエン酸１３．６質量部、コハク酸１３．６質量部、炭酸水素ナトリウム２６．２質量部、無水硫酸ナトリウム２６．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８４】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき玩具を内包した球形状の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された球形状の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係る第１または第３の発明は、加圧成形品である固形剤の形状が錠剤形状などに限定されることがなく、また、製造工程を機械化することが可能となるため、安定した品質で、効率良く大量生産することができ、包埋される有形物に強い圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物を内包した固形剤を安定的に効率良く生産することができるという効果を奏する。また、本発明に係る第２の発明は、上記第１または第３の発明の効果に加えて、一次成形装置に係る作業と二次成形装置に係る作業とを別々に行うことで作業時間差を解消し、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【００８８】
本発明に係る第１ないし第３の発明において、粉体原料の粒度調整装置を設けて原料の粒度範囲を調整することにより、成形用容器または一次成形用容器内の原料体の加圧成形が容易になり、二回の加圧成形操作を一回で行うこともできるようになり、加圧成形作業を大幅に効率化することができる。
【００８９】
本発明に係る第１ないし第３の発明において、成形用容器または一次成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって成形用容器または一次成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の固形剤製造装置を示す平面図である。
【図２】 図１の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図３】 第２実施形態の固形入浴剤製造装置を示す平面図である。
【図４】 図３の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図５】 図３の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図６】 第３実施形態の固形剤製造装置を示す平面図である。
【図７】 図６の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図８】 第４実施形態の固形剤製造装置と付帯装置を含む製造フロー図である。
【図９】 （ａ）は図８の固形剤製造装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１０】 図９（ａ）の原料充填装置の概略構成を示す正面図である。
【図１１】 図９（ａ）の成形装置の概略構成を示す正面図である。
【図１２】 図９（ａ）の押上装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１，２０，４０，７０ 固形剤製造装置
２，２１，４１，７１ 回転テーブル
３，２２ 支持基盤
４，４２，７２ 成形用容器
５，２４，５１ 入浴剤原料
６，３５，５０ 下部押圧部材
７，２５，７３ 原料充填装置
８，２６，４４ 凹部
８ａ，２６ａ，４４ａ 上縁部
８ｂ，２６ｂ，４４ｂ 底面
９，２７，４３ 穿孔部材
１０，２８，４５ 有形物
１１，２９，４６ 粗成形体
１２，３０，３４，４７ 上部押圧部材
１３，３３，４８ 成形体
１６，３１，３６，４９ ベルトコンベア
２３ 一次成形用容器
３２ 二次成形用容器
６０ ホッパ
６１ 攪拌機
６２ 調整タンク
６３ 原料投入機
６４ 攪拌機
６５ 混合機
６６ 定量切り出し機
６７ 篩い機
７２ａ 下金型
７３ａ ホッパ
７３ｂ 供給口
７４ 凹部形成装置
７５ 有形物載置装置
７６ 成形装置
７６ａ 上金型
７７ 押上装置
７８ 製品取出装置
７９ 下金型押付装置
８０ 冷却装置
９０ 包装装置
Ａ 原料充填ステージ
Ｂ 穿孔ステージ
Ｃ 有形物載置ステージ
Ｄ 一次成形ステージ
Ｅ 二次成形ステージ
Ｆ 完成品排出ステージ
Ｇ 粗成形体排出ステージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定形状を有する固形タイプの入浴剤など、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在市販されている入浴剤の形態は、液状、粉末状、固形状、ゲル状などが一般的である。これらのうち固形入浴剤の製造法としては、たとえば、液状化させた入浴剤原料を所定の型に入れて冷却固化させた後に型抜きする方法、粉末の入浴剤原料を所定大きさに造粒する方法、入浴剤原料をカプセルに内包させる方法、粉末状の入浴剤原料を打錠成形機などを用いて加圧成形する方法、入浴剤原料を手作業により所定形状に固める方法などが知られている。
【０００３】
また、玩具類、植物、印刷物などの物品を内包させた固形入浴剤が、特開平１０−３０６０２１号公報、特開昭５０−６７１６号公報、特開平９−２４９５５１号公報などにおいて種々提案されている。これらの公報に記載の固形入浴剤は、浴湯に投入すると溶解が始まり、その後所定時間経過すると、内部に収容されていた物品が浴湯中あるいは浴湯表面に出現するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの公開公報では、入浴剤原料に内包物を混合した後、加圧することによって固形入浴剤を製造する方法も提案されているが、このような加圧成形法においては、成形時の圧力で内包物が変形しやすいので、加圧による内包物の変形が商品価値に悪影響を及ぼす玩具などを内包させることができないという難点がある。したがって、加圧成形方法で製造された固形入浴剤は、植物の凍結乾燥物など、サイズが比較的小さく、加圧してもその形状変化が商品価値に悪影響を及ぼさない物品が内包されたものに限られている。
【０００５】
このように、従来の加圧成形方法による固形入浴剤の場合、玩具などのように、加圧による変形が商品価値に悪影響を及ぼす物品を固形入浴剤中に内包させることができないので、変形のおそれのある玩具などが内包された固形入浴剤は、ほとんど市販されておらず、市販されている場合であっても、手作業で小規模に製造されたものが知られる程度であり、大量生産は行われていないのが実状である。
【０００６】
また、予め内包物を入浴剤原料に混合した後に加圧成形する方法によって製造された固形入浴剤の場合、製品ごとに内包物の位置が異なってしまうので、浴湯に投入して溶解が始まった後、内包物が浴湯中に出現されるまでの時間のばらつきが大きく、この時間を製造段階で管理することが困難である。
【０００７】
一方、打錠成形機などを用いて入浴剤原料を加圧成形することによって錠剤形状の固形入浴剤を製造する方法も実施されているが、この方法では、入浴剤原料に１００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の高圧力をかける必要がある。また、打錠成形機の場合、完成品の形状が扁平形状に限定され、いわゆる錠剤形状のものしか製造できないので、球形状あるいは卵形状をした固形入浴剤の製造は機械化が困難で、手作業に頼らざるを得ないのが実状である。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤を製造するにあたり、成形体の形状に制約を受けることなく、安定した品質で効率良く大量生産を可能とすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００１４】
このような構成とすることにより、成形用容器に充填された原料体の凹部であった場所に非水溶性の有形物が包埋された粗成形体を比較的低い圧力で一次成形した後、この粗成形体を一次成形より高い圧力で二次成形して仕上げ成形体とすることができるので、包埋される有形物に強い圧力を加えることなく、一定の位置に有形物を内包した固形剤を連続的に製造することができる。すなわち、内包された有形物が圧力で変形したり、有形物の包埋位置がばらついていない固形剤を安定した品質で、効率良く大量生産することができる。したがって、浴湯に沈めて所定時間経過すると浴湯中または浴湯表面に有形物が出現する有形物内包固形入浴剤などを、その成形体形状を制約されることなく、優れた品質安定性を保ちながら、効率良く大量生産することができる。
【００１５】
本発明に係る第２の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する一次成形用容器と、前記原料を前記一次成形用容器に充填する原料充填装置と、前記一次成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記一次成形用容器から取り出された前記粗成形体を収容する二次成形用容器と、前記二次成形用容器に収容された前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００１６】
このような構成とすることにより、第１の発明の固形剤製造装置と同様に、有形物内包固形入浴剤などを、その成形体形状を制約されることなく、安定した品質で、効率良く大量生産できる。また、一次成形装置に係る作業と二次成形装置に係る作業とを別々に行うことができるため、これらの作業に要する時間に長短差がある場合でもこれを解消することが可能である。
【００１７】
上記の第１または第２の発明の固形剤製造装置において、前記一次成形装置として、少なくとも一方向から原料を押圧して固形剤外形の少なくとも一部を形成する一次押圧部材を設けることにより、一次成形工程において、固形剤外形に近似した粗成形体を成形できるようになるので、二次成形工程を短縮化することができ、生産効率が向上する。なお、前記一次押圧部材は単数に限定しないので、互いに異なる複数方向から原料を押圧する複数の一次押圧部材を設ければ、原料全体に均等な圧力を加えることができるので、成形される粗成形体の密度分布が均等化し、二次成形を経て均一性に優れた固形剤を製造することができる。
【００１８】
また前記二次成形装置として、少なくとも一方向から粗成形体を押圧して固形剤外形を形成する二次押圧部材を設けることにより、固形剤の形状が、球形状、卵形状または回転楕円体形状などの複雑な形状である場合でも円滑かつ的確に成形することができる。なお、固形剤の形状を球形状、卵形状、回転楕円体形状などとする場合は、半球形状の凹部を有する二次押圧部材などを用いて、上下方向などの異なる二方向から粗成形体を押圧して成形することが望ましく、原料と接触する押圧部材や成形用容器の形状を変え、加圧方向を二方向以上とすれば、星型形状などの複雑な形状も成形することができる。また、一次成形装置と同様に、互いに異なる複数方向から粗成形体を押圧する複数の二次押圧部材を設ければ、粗成形体全体に均等な圧力を加えることができるので密度分布が均等化し、均一性に優れた固形剤を製造することができる。
【００１９】
前記一次押圧部材の加圧力は０．５〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ2、前記二次押圧部材の加圧力は１．０〜５ｋｇｆ／ｃｍ2とすること望ましい。この範囲の加圧力で成形用容器内の原料を一定形状の成形体に成形することができ、この成形体が有形物を内包するものである場合でも有形物が圧力で変形することがない。また、一次成形用容器から粗成形体を取り出して二次成形用容器に収容する場合に粗成形体が欠けたり、崩壊したりすることのない強度を備えたものとすることができる。
【００２０】
本発明に係る第３の発明は、粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、前記原料の粒度範囲を調整する粒度調整装置と、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した成形体とする成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置である。
【００２１】
上記の第１または第３の発明の固形剤製造装置において、前記成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
同様に上記の第２の発明の固形剤製造装置において、前記一次成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって一次成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
【００２２】
また、第１ないし第３の発明の固形剤製造装置において、原料の粒度調整装置を設けて原料の粒度範囲を調整することにより、成形用容器または一次成形用容器内の原料の加圧成形が容易になり、二回の加圧成形操作を一回で行うこともできるようになり、加圧成形作業を大幅に効率化することができる。たとえば固形入浴剤の加圧成形の場合は、原料を０．５〜５．０ｍｍメッシュの篩を用いて粒度調整することによって、卵形の成形体を一回の加圧成形操作で得ることができる。
【００２３】
また、第１ないし第３の発明の固形剤製造装置において、成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置として、加圧成形後の成形体の略中心部に有形物が位置するような深さの凹部を形成する機能を備えたものを用いることにより、成形体内の有形物の配置精度が高まり、常に有形物が成形体の略中心部に内包された固形剤を安定生産できるようになるので、たとえば有形物内包固形入浴剤の場合、浴湯に投入された固形入浴剤が溶け終わるころに有形物が出現するようにタイミングを設定することができ、そのタイミングも安定したものとなる。さらに凹部形成装置として、有形物を載置可能な平面部を底面の少なくとも一部に有する漏斗状凹部を形成する機能を備えたものとすることにより、凹部内に配置される有形物を底面まで的確に誘導し、底面上に安定状態に載置することができ、載置後の安定性も確保できるので、有形物の配置精度がより向上する。
【００２４】
本発明に係る固形剤製造装置では、粉体を主成分とする原料から様々な種類、用途、形状の固形剤を製造することができるが、とくに固形入浴剤の製造に好適であり、従来の錠剤形状に限定されることなく、球形状や卵形状の固形入浴剤あるいは有形物内包固形入浴剤を効率的に製造することができる。
【００２５】
本発明の固形剤製造装置で固形入浴剤を製造する場合、入浴剤原料としては、加圧によって成形可能な、粉体の入浴剤原料を主成分とするものであればよいが、有形物を内包させるための凹部の形成を容易にするため、液状の入浴剤原料は成形用容器に充填する前に予め粉体化して使用し、粉状の入浴剤原料は溶剤などで濡らした状態にして充填することが望ましい。また、入浴剤原料は、浴湯に溶解する水溶性材料を主成分とするものが好適であるが、入浴剤の種類によっては非水溶性材料などを含んでいてもよい。粉体の粒径はとくに限定されないので、凹部形成工程における凹部形成性、一次成形工程や二次成形工程における加圧成形性などを考慮して設定することができる。なお、入浴剤原料を充填する成形用容器は、加圧成形可能な容器であればよく、その形状やサイズなどはとくに限定されない。
【００２６】
また、本発明の固形剤製造装置で有形物内包固形入浴剤を製造する場合、内包させる非水溶性の有形物としては、玩具類、植物乾燥物、印刷物などを用いることができ、そのサイズや形状はとくに限定されないが、本発明の製造装置であれば、比較的大きく、形状が複雑な玩具類であっても、固形入浴剤の所定位置に内包させることができる。また、有形物の比重もとくに限定されないが、浴湯に沈めた固形入浴剤が溶解したときに浴湯表面に浮遊してくるように、浴湯の比重より小さい材料で形成されたものを採用することが望ましい。有形物を凹部底面に載置する方法はとくに限定されないが、装置の構造や作業性を考慮すれば、垂直方向に形成した凹部内へ有形物を落下させる方法が好適である。
【００２７】
また成形装置を用いて、凹部の上縁部に位置する入浴剤原料から順に凹部内へ入浴剤原料を壊落させながら加圧して有形物を入浴剤原料で包埋した成形体を形成することによって、入浴剤原料の壊落および加圧成形を連続的に行うことができるが、成形用容器に振動を与えて入浴剤原料を壊落させて有形物を包埋した後に加圧して粗成形体を形成することも可能であり、壊落した入浴剤原料を異なる複数方向から加圧して粗成形体を成形することもできる。
【００２８】
前記入浴剤原料として、発泡性成分としての有機酸および炭酸塩と、浴湯へ入れた直後の固形入浴剤が浴湯中で沈降可能な分量の無水硫酸ナトリウムと、ジプロピレングリコールを含む溶剤で溶解したポリエチレングリコールとを含む液濡れ状態の粉末体を用いることにより、有形物を充填するための凹部が形成しやすくなり、比較的低圧で加圧成形する際の成形性、作業性も向上する。
【００２９】
なお、入浴剤原料の成分としては、発泡性成分としての有機酸および炭酸塩のほか、原料固化成分、原料固化成分の溶剤、比重調整剤、酵素、界面活性剤、香料、色素、各種薬効作用や温泉作用を有する成分などが挙げられ、各配合割合は入浴剤の種類、所定の目的などに応じて適宜決定することができる。
【００３０】
前記発泡性成分としての有機酸および炭酸塩は、固形入浴剤を浴湯中で速やかに崩壊、溶解させる作用、さらに、溶解により発生する炭酸ガスに基づく温浴効果などを期待して配合することができる。有機酸としては、たとえば、酒石酸、フマル酸、クエン酸、コハク酸などが挙げられる。炭酸塩としては、たとえば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、これらのカリウム塩などが挙げられる。これら有機酸と炭酸塩とを配合する場合には、入浴剤原料中に水分が実質的に含有されないように注意する必要がある。また、発泡成分としての有機酸および炭酸塩の配合割合は、質量比で通常１：１またはこれに近い割合で配合することが望ましい。
【００３１】
前記原料固化成分としては、たとえば、ポリエチレングリコール(以下、ＰＥＧという)、ポリプロピレングリコール(以下、ＰＰＧという)、ソルビトール、マンニトール、ブドウ糖、ショ糖などが挙げられる。後述する加圧成形時において加圧を低圧で行う場合などには、ＰＥＧの使用が好ましい。ＰＥＧの平均分子量は、成形性などを良好に行うために９５０〜３７００が好ましい。このようなＰＥＧとしては、市販品または市販品を所定分子量となるように混合した混合物などが挙げられる。
【００３２】
前記原料固化成分の溶剤としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。とくに、ＰＥＧの溶剤としては、ジプロピレングリコールの使用が好ましい。
【００３３】
前記比重調整剤としては、たとえば、固形仕上げ成形体を浴湯に入れた直後に浴湯中に沈降する量の無水硫酸ナトリウムなどが挙げられる。また、酵素、界面活性剤、香料、色素、各種薬効作用や温泉作用を有する成分などとしては、固形入浴剤の所定の目的などに応じて公知成分などから適宜選択して配合することができる。さらに、本発明の所定の目的を損なわない範囲であれば、上述の材料以外の他の成分を配合することも当然可能である。
【００３４】
前記二次成形装置によって形成された固形入浴剤の乾燥過程で、水蒸気を吹き付けて乾燥を促進させれば、固形入浴剤の表面だけで反応が起きて表面が中性塩で覆われる結果、入浴剤原料として配合されている香料の香気成分の放散が抑制され、安定した品質の入浴剤を製造することができる。このための乾燥装置として、水蒸気吹き付けによる乾燥装置を二次成形装置の下流側に配置することが好ましい。
【００３５】
さらに、固形仕上げ成形体が輸送時などに割れたり欠損したりするのを有効に防止するために、当該成形体を個別にシュリンク包装処理することもできる。シュリンク包装処理は公知の材料を用いて行うことができるが、このシュリンク包装処理は、とくに、二次成形装置により比較的低圧による加圧成形を行ったものに対して有効である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態の固形剤製造装置を示す平面図、図２は図１の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００３７】
本実施形態の固形剤製造装置１は、図１に示すように、矢印方向へ６０度単位で間欠的に回転する回転テーブル２の周縁に沿って６つの支持基盤３が等間隔に配置され、各支持基盤３には上下に貫通した円筒形状の成形用容器４がそれぞれ４つずつ配列され、各成形用容器４にはその下側から下部押圧部材６が挿入されている。これらの成形用容器４には加圧成形可能な粉体を含む入浴剤原料５が充填される。
【００３８】
回転テーブル２の周囲には、入浴剤原料５を成形用容器４に充填する原料充填装置７と、成形用容器４に出入可能であって成形用容器４に充填された入浴剤原料５表面に凹部８を形成する穿孔部材９と、凹部８の底面８ｂに非水溶性の有形物１０を載置する有形物載置装置（図示せず）と、成形用容器４に出入可能であって凹部８の上縁部８ａから凹部８へ入浴剤原料５を壊落させながら加圧して入浴剤原料５で有形物１０を包埋した一定形状の粗成形体１１を形成する上部押圧部材１２などが配置されている。なお、本実施形態では、後述するように、下部押圧部材６および上部押圧部材１２が一次成形装置として機能した後、引続き、二次成形装置としても機能する。
【００３９】
回転テーブル２は、各支持基盤３がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、二次成形ステージＥ、完成品排出ステージＦのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら、すなわち、６０度回転するごとに間欠的に停止しながら回転する。また、完成品排出ステージＦの下方から回転テーブル２の直径延長方向に向かって、有形物１０を内包した仕上げ成形体１３を乾燥装置および冷却装置（いずれも図示せず）へ搬送するためのベルトコンベア１６が配置されている。
【００４０】
ここで、図２を参照して、固形剤製造装置１を用いて有形物１０を内包した固形入浴剤の成形体１３を製造する工程について説明する。図２に示すように下面が下部押圧部材６で閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の成形用容器４に入浴剤原料５が充填されると、図１に示す回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材９が成形用容器４内へ下降して入浴剤原料５に凹部８を形成した後、上昇する。
【００４１】
この後、回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物１０が凹部８の底面８ｂに載置されると、回転テーブル２が矢印方向へ６０度回転して、前記成形用容器４は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、下部押圧部材６が入浴剤原料５の下面側を支えた状態で、上部押圧部材１２が成形用容器４内へ下降し、凹部８の上縁部８ａから凹部８へ入浴剤原料５を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって入浴剤原料５で有形物１０を包埋するとともに、上下面が半球状で円筒形状の粗成形体１１が形成される。
【００４２】
粗成形体１１が形成されると、回転テーブル２が６０度回転して、成形用容器４が二次成形ステージＥまで移動し、下部押圧部材６が粗成形体１１の下面を支えた状態で上部押圧部材１２が３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって仕上げ成形体１３が形成される。この後、回転テーブル２が６０度回転して成形用容器４が完成品排出ステージＦに到着すると、下部押圧部材６が下降して成形用容器４の下面が開放され、上部押圧部材１２が下降することによって、仕上げ成形体１３がベルトコンベア１６上に排出され、次の乾燥装置および冷却装置（いずれも図示せず）へ搬送される。
【００４３】
仕上げ成形体１３が排出されて空になった成形用容器４は、回転テーブル２が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰し、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル２の間欠的回転によって、４個ずつ６箇所に配置された成形用容器４のそれぞれについて順次実行される。このような工程をとることにより、玩具である有形物１０を内包する卵形状の固形入浴剤を効率良く製造することができる。
【００４４】
本実施形態では、一次成形工程において、入浴剤原料５の凹部８の底面８ｂであった場所に非水溶性の有形物１０が包埋された粗成形体１１を形成した後、二次成形工程において、この粗成形体１１を一次成形工程より高い圧力で再加圧して仕上げ成形体１３とするので、有形物１０に強い圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物１０を内包した仕上げ成形体１３、すなわち、内包された有形物１０が圧力で変形したり、有形物１０の位置がばらついたりすることがない固形入浴剤を効率的に製造することができる。
【００４５】
非水溶性の有形物１０は玩具であるが、植物乾燥物、印刷物などを内包させることもでき、そのサイズや形状はとくに限定されず、比較的大きく、形状が複雑な玩具類であっても、固形入浴剤に内包させることができる。また、有形物１０の比重は１より小さいので、浴湯に浸漬された固形入浴剤が溶け終わると浴湯表面に有形物１０が自動的に浮遊してくる。
【００４６】
また、凹部８の深さは、有形物１０が仕上げ成形体１３の略中心部に位置するように載置可能な深さとしているため、有形物１０が略中心部に内包された固形入浴剤を製造することが可能であり、有形物１０の配置精度が高い。一方、凹部８の内周面は漏斗状であり、この凹部８の底面８ｂは有形物１０を載置可能な平面であるため、凹部８に充填された有形物１０は底面８ｂまで的確に誘導され、底面８ｂ上に安定状態に載置され、この後の加圧成形工程などで移動することがなく、高い位置精度が得られる。
【００４７】
また、成形用容器４内の粗成形体１１を上下二方向から加圧成形するので、卵形状をした成形体でも円滑かつ的確に成形することができる。さらに、二次成形装置としても機能する上部押圧部材１２および下部押圧部材６による加圧力を３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2としたため、加圧に起因する変形が商品価値に悪影響を及ぼす可能性の高い玩具類を有形物１０として内包させても変形が発生しない。
【００４８】
本実施形態では、入浴剤原料５を成形用容器４に充填して粗成形体１１を形成するまでの一次成形工程と、粗成形体１１を加圧成形して仕上げ成形体１３を形成するまでの二次成形工程とを連続的に実施しているため、作業効率が高い。また、成形用容器４内において入浴剤原料５と接触する下部押圧部材６および上部押圧部材１２の凹状面はそれぞれ固形仕上げ成形体１３の上下凸状面と同じ形状であり、一次加圧工程で完成品形状に近似した粗成形体１１を成形できるため、二次加圧工程を短縮化して生産効率を向上させることができる。さらに、下部押圧部材６および上部押圧部材１２は互いに異なる複数方向から入浴剤原料５を押圧するので、入浴剤原料５および粗成形体１１全体に均等な圧力が加わり、形成される粗成形体１１および固形入浴剤の密度分布が均等化し、均一性に優れた固形入浴剤を製造することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、有形物１０を内包した固形入浴剤の成形体１３の製造について説明しているが、本発明はこれに限定するものではないので、たとえば、有形物１０の載置工程を省くことにより、有形物１０を内包しないタイプの固形入浴剤についても、手作業なしで、安定した品質で、効率良く大量生産することが可能である。この場合も、その完成品形状を限定することなく、球形状、卵形状、回転楕円体形状など様々な形状の固形入浴剤を製造することができる。
【００５０】
図３は本発明の第２実施形態である固形剤製造装置を示す平面図、図４および図５は図３の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００５１】
本実施形態の固形剤製造装置２０は、図３に示すように、矢印方向へ間欠的に回転する回転テーブル２１の周縁に沿って６つの支持基盤２２が等間隔に配置され、各支持基盤２２上には上下に貫通した円筒形状の一次成形用容器２３がそれぞれ４つずつ配列されている。これらの一次成形用容器２３には加圧成形可能な粉体を主成分とする入浴剤原料２４が充填される。
【００５２】
回転テーブル２１の周囲には、入浴剤原料２４を一次成形用容器２３に充填する原料充填装置２５と、一次成形用容器２３に出入可能であって一次成形用容器２３に充填された入浴剤原料２４に凹部２６を形成する穿孔部材２７と、凹部２６の底面２６ｂに非水溶性の有形物２８を載置する有形物載置装置（図示せず）と、一次成形装置である上部押圧部材３０などが配置されている。上部押圧部材３０は、一次成形用容器２３に出入可能であって、凹部２６の上縁部２６ａから凹部２６内へ入浴剤原料２４を壊落させながら加圧し、入浴剤原料２４で有形物２８を包埋した一定形状の粗成形体２９を形成するものである。
【００５３】
回転テーブル２１は、各支持基盤２２がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、粗成形体排出ステージＧのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら、すなわち、６０度回転するごとに間欠的に停止しながら回転する。
【００５４】
また、粗成形体排出ステージＧの下方から回転テーブル２１の直径延長方向に向かって、粗成形体２９を搬送するためのベルトコンベア３１が配置され、ベルトコンベア３１の搬送方向に沿って、粗成形体２９を収容する二次成形用容器３２と、二次成形装置である上部押圧部材３４および下部押圧部材３５とが配置されている。上部押圧部材３４および下部押圧部材３５は、二次成形用容器３２に出入可能であって二次成形用容器３２に収容された粗成形体２９を上下方向から加圧して仕上げ成形体３３の形状とする。さらに、ベルトコンベア３１と平行に、仕上げ成形体３３を冷却装置（図示せず）へ搬送するベルトコンベア３６が配置されている。
【００５５】
ここで、図４および図５を参照して、固形剤製造装置２０を用いた固形入浴剤製造工程について説明する。図４に示すように支持基盤２２で下面が閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の一次成形用容器２３に入浴剤原料２４が充填されると、図３に示す回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転し、一次成形用容器２３は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材２７が一次成形用容器２３内へ下降して入浴剤原料２４に凹部２６を形成した後、上昇する。
【００５６】
この後、回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転して、一次成形用容器２３は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物２８が凹部２６の底面２６ｂに載置されると、回転テーブル２１が矢印方向へ６０度回転し、一次成形用容器２３は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、一次成形用容器２３の下面が支持基盤２２で閉塞された状態で上部押圧部材３０が一次成形用容器２３内へ下降し、凹部２６の上縁部２６ａから凹部２６へ入浴剤原料２４を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することにより、入浴剤原料２４で有形物２８を包埋し、上面のみが半球状で円筒形状の粗成形体２９が形成される。なお、上部押圧部材３０による加圧作業は、回転テーブル２１がさらに６０度回転するまで継続される。
【００５７】
上部押圧部材３０による加圧成形後、回転テーブル２１が６０度回転して、一次成形用容器２３が粗成形体排出ステージＧに到着すると、一次成形用容器２３の下面が開放され、上部押圧部材３０が一次成形用容器２３の下面付近まで下降して、粗成形体２９がベルトコンベア３１上に排出され、次の二次成形工程へ搬送される。
【００５８】
粗成形体２９が排出されて空になった一次成形用容器２３は、回転テーブル２１が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰して、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル２１の間欠的回転によって、４個ずつ６箇所に配置された一次成形用容器２３のそれぞれについて順次実行される。
【００５９】
一方、ベルトコンベア３１によって搬送される粗成形体２９は、図５に示すように、下部押圧部材３５で下面が閉塞された円筒形状の二次成形用容器３２内に収容され、二次成形用容器３２の上方から挿入される上部押圧部材３４および下部押圧部材３５によって上下方向から３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧され、仕上げ成形体３３が形成される。仕上げ成形体３３の形状が完成すると、二次成形用容器３２から上部押圧部材３４が離脱し、下部押圧部材３５が二次成形用容器３２の上面付近まで上昇し、仕上げ成形体３３が二次成形用容器３２の上面部分に現れる。これらの仕上げ成形体３３は、隣接するベルトコンベア３６に載せられ、冷却装置（図示せず）へ搬送される。このような工程をとることにより、玩具である有形物２８を内包する卵形状の固形入浴剤の成形体３３を効率良く製造することができる。
【００６０】
本実施形態では、一次成形装置である上部押圧部材３０により、入浴剤原料２４の凹部２６の底面２６ｂであった場所に有形物２８が包埋された粗成形体２９を形成して一次成形用容器２３から一旦取り出した後、この粗成形体２９を二次成形用容器３２に収容して二次成形装置である下部押圧部材３５および上部押圧部材３４によって一次成形工程より高い圧力で再加圧して仕上げ成形体３３とするので、有形物２８に圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物２８を内包した仕上げ成形体３３を連続的に製造することができる。
【００６１】
仕上げ成形体３３に内包された非水溶性の有形物２８は玩具であるが、これ以外に、植物乾燥物、印刷物などを内包させることもでき、そのサイズや形状はとくに限定されず、比較的大きく、形状が複雑な玩具類でも内包させることができる。また、有形物２８の比重を１より小さいものとすれば、固形入浴剤として浴湯に入れた後、固形入浴剤が溶解したとき有形物２８は浴湯中に浮遊することとなる。
【００６２】
本実施形態では、入浴剤原料２４を一次成形用容器２３に充填して粗成形体２９を形成するまでの一次成形工程と、一次成形用容器２３から取り出した粗成形体２９を二次成形用容器３２に収容して仕上げ成形体３３を形成するまでの二次成形工程とを分けて行っているので、比較的長い作業時間を要する一次成形用容器２３に係る作業と、これより作業時間が短い二次成形用容器３２に係る作業とを同期させることができ、生産性を向上させることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、一次成形工程を回転テーブル２１に配列された複数の一次成形用容器２３を間欠的に回転させながら実施し、二次成形工程をベルトコンベア３１に沿って配置された二次成形用容器３２で実施しているが、これに限定しないので、一次成形用容器２３およびこれに係る原料充填装置２５や穿孔部材２７などと、二次成形用容器３２およびこれに係る上部押圧部材３４、下部押圧部材３５などを直線状に配列することもできる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、有形物２８を内包した固形入浴剤の製造について説明しているが、本発明はこれに限定するものではないので、たとえば、有形物２８の載置工程を省けば、有形物２８を内包しないタイプの固形入浴剤も安定した品質で、効率良く大量生産することが可能である。この場合も、その完成品形状を限定することなく、球形状、卵形状、回転楕円体形状など様々な形状の固形入浴剤を製造することができる。
【００６５】
図６は本発明の第３実施形態の固形剤製造装置を示す平面図、図７は図６の固形剤製造装置を用いて有形物を内包した固形入浴剤を製造する工程を示す説明図である。
【００６６】
本実施形態の固形剤製造装置４０では、図６に示すように、矢印方向へ６０度単位で間欠的に回転する回転テーブル４１の周縁に沿って６つの成形用容器４２が等間隔に配置されている。各成形用容器４２は上下に貫通した円筒形状であり、これらの成形用容器４２には加圧成形可能な粉体を主成分とする入浴剤原料５１が収容可能である。
【００６７】
回転テーブル４１の周囲には、入浴剤原料５１を成形用容器４２に充填する原料充填装置（図示せず）と、成形用容器４２に出入可能であって成形用容器４２に収容された入浴剤原料５１に凹部４４を形成する穿孔部材４３と、凹部４４の底面４４ｂに非水溶性の有形物４５を載置する有形物載置装置（図示せず）と、成形用容器４２に出入可能であって凹部４４の上縁部４４ａから凹部４４へ入浴剤原料５１を壊落させながら加圧して入浴剤原料５１で有形物４５を包埋した一定形状の粗成形体４６を形成する上部押圧部材４７と、粗成形体４６を加圧して仕上げ成形体４８に仕上げる下部押圧部材５０などが配置されている。本実施形態では、後述するように、上部押圧部材４７が一次成形装置として機能した後、上部押圧部材４７および下部押圧部材５０が二次成形装置として機能する。
【００６８】
回転テーブル４１は６０度間隔で矢印方向へ回転可能であり、各成形用容器４２がそれぞれ、原料充填ステージＡ、穿孔ステージＢ、有形物載置ステージＣ、一次成形ステージＤ、二次成形ステージＥ、完成品排出ステージＦのいずれかに位置するたびに間欠的に停止しながら回転する。また、完成品排出ステージＦの下方から回転テーブル４１の直径延長方向に向かって、有形物４５を内包した仕上げ成形体４８を冷却装置（図示せず）へ搬送するためのベルトコンベア４９が配置されている。
【００６９】
ここで、図７を参照して、固形剤製造装置４０を用いて有形物４５を内包した固形入浴剤を製造する工程について説明する。図７に示すように下面が閉塞された状態で原料充填ステージＡに位置する空の成形用容器４２に入浴剤原料５１が充填されると、図６に示す回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転して、成形用容器４２は穿孔ステージＢまで移動する。穿孔ステージＢにおいては、穿孔部材４３が成形用容器４２内へ下降して入浴剤原料５１に凹部４４を形成した後、上昇する。この場合、穿孔部材４３の加圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。
【００７０】
この後、回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転して、成形用容器４２は有形物載置ステージＣへ移動し、ここで、有形物４５が凹部４４の底面４４ｂに載置されると、回転テーブル４１が矢印方向へ６０度回転し、成形用容器４２は一次成形ステージＤへ移動する。一次成形ステージＤでは、上部押圧部材４７が成形用容器４２内へ下降し、凹部４４の上縁部４４ａから凹部４４へ入浴剤原料５１を壊落させながら、１ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって入浴剤原料５１で有形物４５を包埋するとともに、上面のみが半球状で円筒形状の粗成形体４６が形成される。
【００７１】
粗成形体４６が形成されると、回転テーブル４１が６０度回転して成形用容器４２が二次成形ステージＥまで移動し、成形用容器４２の下面が開放され、下部押圧部材５０が上昇して成形用容器４２内へ入り、上部押圧部材４７および下部押圧部材５０が粗成形体４６の上下面を３〜５ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力で加圧することによって仕上げ成形体４８が形成される。この後、下部押圧部材５０が下降し、回転テーブル４１が６０度回転して成形用容器４２が完成品排出ステージＦに到着すると、成形用容器４２の下面が開放され、上部押圧部材４７が成形用容器４２の下面付近まで下降することによって、仕上げ成形体４８がベルトコンベア４９上に排出され、次の冷却装置（図示せず）へ搬送される。
【００７２】
仕上げ成形体４８が排出されて空になった成形用容器４２は、回転テーブル４１が６０度回転することによって、再び原料充填ステージＡの位置に復帰し、以下、前述の工程を繰り返すこととなる。これらの工程は、回転テーブル４１の間欠的回転によって、６箇所に配置された一次成形用容器４２のそれぞれについて順次実行される。このような工程をとることにより、玩具である有形物４５を内包する卵形状の固形入浴剤を安定した品質で大量生産することができる。その他の機能、効果などは前述した固形剤製造装置１と同様である。
【００７３】
図８ないし図１１は本発明の第４実施形態を示す図で、図８は固形剤製造装置と付帯装置を含む製造フロー図、図９の（ａ）は固形剤製造装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【００７４】
本実施形態における製造フローは、図８に示すように、固形入浴剤の原料粉体をホッパ６０から攪拌機６１に装入して攪拌し、調整タンク６２を介して原料投入機６３に供給する。一方、原料粉体に添加する結着剤を攪拌機６４で攪拌して、原料投入機６３からの原料粉体とともに混合機６５に供給する。原料粉体と結着剤の混合粉体（入浴剤原料）を定量切り出し機６６を介して篩い機６７に供給し、所定の粒度（本実施形態では０．５〜５．０ｍｍメッシュ、好ましくは２ｍｍメッシュ）に調整する。
【００７５】
粒度調整後の入浴剤原料を固形剤製造装置７０に供給して、固形入浴剤を製造する。本実施形態の固形剤製造装置７０では、図９に示すように、回転テーブル７１の周縁に沿って２個１組の成形用容器７２が等間隔に配置されている。成形用容器７２は、円筒状の外壁と下金型７２ａからなる容器であり（図１０参照）、これらの成形用容器７２には入浴剤１個分の入浴剤原料が収容可能である。
【００７６】
回転テーブル７１の周囲には、入浴剤原料を成形用容器７２に充填する原料充填装置７３と、成形用容器７２に出入可能であって成形用容器７２に収容された入浴剤原料に凹部を形成する凹部形成装置７４と、凹部の底面に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置７５と、成形用容器７２に出入可能であって凹部の上縁部から凹部へ入浴剤原料を壊落させながら加圧して入浴剤原料で有形物を包埋した一定形状の成形体１００（図１１参照）を形成する成形装置７６と、成形体１００を成形装置７６から排出する押上装置７７などが配置されている。押上装置７７の近傍には図８に示す製品取出装置７８，冷却装置８０および包装装置９０が設置されている。
【００７７】
図１０は原料充填装置の概略構成を示す正面図である。ホッパ７３ａ内の入浴剤原料は、オーガスクリューを内蔵した供給口７３ｂから固形入浴剤１個分の原料が成形用容器７２に充填される。図１１は成形装置の概略構成を示す正面図でり、図１２は押上装置の概略構成を示す正面図である。図１０に示すように成形用容器７２に入浴剤原料が充填されると、回転テーブル７１が順次回転して凹部形成装置７４で凹部が形成され、有形物載置装置７５で凹部に有形物が載置され、成形装置７６で卵形の成形体１００に成形される。成形装置７６は、卵形に対応した上金型７６ａを備え、上金型７６ａを押し下げることによって下金型７２ａとの間で入浴剤原料を卵形に成形する。このときの加圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。
【００７８】
この後、回転テーブル７１が１５度回転して、成形用容器７２は押上装置７７へ移動し、ここで成形体１００は、押上装置７７が下金型７２ａを押し上げることによって成形用容器７２から排出され、製品取出装置７８により後続の冷却装置８０装置に送られる。冷却装置８０の後段には包装装置９０があり、さらに箱詰め装置、梱包装置（いずれも図示せず）がある。成形体１００は冷却後、包装装置９０でシュリンク包装、アルミ包装を施されたうえで、箱詰め、梱包され、製品として出荷される。成形体１００が取り出された後の成形容器７２は、下金型押付装置７９により下金型７２ａが所定の位置に押し下げられて、最初の原料充填ステージに戻る。
【００７９】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
平均分子量５００のＰＥＧ６．７質量部および平均分子量３７００のＰＥＧ６．７質量部を、温度６０℃の下で、ジプロピレングリコール６．７質量部に溶解し、平均分子量２１００のＰＥＧ溶液を調製した。次いで、クエン酸２７．２質量部、炭酸ナトリウム２７．２質量部、無水硫酸ナトリウム２５．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８０】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき、玩具を内包した卵形の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された卵形の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８１】
（実施例２）
平均分子量５００のＰＥＧ９．５質量部および平均分子量３７００のＰＥＧ９．５質量部を、温度６０℃の下で、ジプロピレングリコール１．１質量部に溶解し、平均分子量２１００のＰＥＧ溶液を調製した。次いで、コハク酸２７．２質量部、炭酸水素ナトリウム２７．２質量部、無水硫酸ナトリウム２５．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８２】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき、玩具を内包した回転楕円体形状の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は４ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された回転楕円体形状の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８３】
（実施例３）
平均分子量５００のＰＥＧ１０．０質量部を、温度６０℃で、ジプロピレングリコール１０．１質量部に溶解してＰＥＧ溶液を調製した。次いで、クエン酸１３．６質量部、コハク酸１３．６質量部、炭酸水素ナトリウム２６．２質量部、無水硫酸ナトリウム２６．３質量部、色素０．１質量部および香料０．１質量部に、前記ＰＥＧ溶液を混合し、この溶液で濡れた状態の粉末状の入浴剤原料を調製した。
【００８４】
この入浴剤原料を用いて、図１および図２で説明した固形入浴剤製造方法に基づき玩具を内包した球形状の固形入浴剤を１０個製造した。この場合、二次成形時の圧力は３ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このようにして製造された球形状の固形入浴剤は、いずれも同位置に玩具が内包されており、浴湯に入れて溶解した後に出現した玩具にも変形などが認められなかった。
【００８７】
【発明の効果】
本発明に係る第１または第３の発明は、加圧成形品である固形剤の形状が錠剤形状などに限定されることがなく、また、製造工程を機械化することが可能となるため、安定した品質で、効率良く大量生産することができ、包埋される有形物に強い圧力を加えることなく、常に一定位置に有形物を内包した固形剤を安定的に効率良く生産することができるという効果を奏する。また、本発明に係る第２の発明は、上記第１または第３の発明の効果に加えて、一次成形装置に係る作業と二次成形装置に係る作業とを別々に行うことで作業時間差を解消し、生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【００８８】
本発明に係る第１ないし第３の発明において、粉体原料の粒度調整装置を設けて原料の粒度範囲を調整することにより、成形用容器または一次成形用容器内の原料体の加圧成形が容易になり、二回の加圧成形操作を一回で行うこともできるようになり、加圧成形作業を大幅に効率化することができる。
【００８９】
本発明に係る第１ないし第３の発明において、成形用容器または一次成形用容器を円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置し、原料充填から成形に至る装置類を回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置することにより、回転テーブルを回転させることによって成形用容器または一次成形用容器への原料充填から加圧成形までの一連の作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の固形剤製造装置を示す平面図である。
【図２】 図１の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図３】 第２実施形態の固形入浴剤製造装置を示す平面図である。
【図４】 図３の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図５】 図３の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図６】 第３実施形態の固形剤製造装置を示す平面図である。
【図７】 図６の固形剤製造装置による固形入浴剤製造工程を示す説明図である。
【図８】 第４実施形態の固形剤製造装置と付帯装置を含む製造フロー図である。
【図９】 （ａ）は図８の固形剤製造装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１０】 図９（ａ）の原料充填装置の概略構成を示す正面図である。
【図１１】 図９（ａ）の成形装置の概略構成を示す正面図である。
【図１２】 図９（ａ）の押上装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１，２０，４０，７０ 固形剤製造装置
２，２１，４１，７１ 回転テーブル
３，２２ 支持基盤
４，４２，７２ 成形用容器
５，２４，５１ 入浴剤原料
６，３５，５０ 下部押圧部材
７，２５，７３ 原料充填装置
８，２６，４４ 凹部
８ａ，２６ａ，４４ａ 上縁部
８ｂ，２６ｂ，４４ｂ 底面
９，２７，４３ 穿孔部材
１０，２８，４５ 有形物
１１，２９，４６ 粗成形体
１２，３０，３４，４７ 上部押圧部材
１３，３３，４８ 成形体
１６，３１，３６，４９ ベルトコンベア
２３ 一次成形用容器
３２ 二次成形用容器
６０ ホッパ
６１ 攪拌機
６２ 調整タンク
６３ 原料投入機
６４ 攪拌機
６５ 混合機
６６ 定量切り出し機
６７ 篩い機
７２ａ 下金型
７３ａ ホッパ
７３ｂ 供給口
７４ 凹部形成装置
７５ 有形物載置装置
７６ 成形装置
７６ａ 上金型
７７ 押上装置
７８ 製品取出装置
７９ 下金型押付装置
８０ 冷却装置
９０ 包装装置
Ａ 原料充填ステージ
Ｂ 穿孔ステージ
Ｃ 有形物載置ステージ
Ｄ 一次成形ステージ
Ｅ 二次成形ステージ
Ｆ 完成品排出ステージ
Ｇ 粗成形体排出ステージ
Claims (6)
- 粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置。
- 粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する一次成形用容器と、前記原料を前記一次成形用容器に充填する原料充填装置と、前記一次成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した粗成形体を成形する一次成形装置と、前記一次成形用容器から取り出された前記粗成形体を収容する二次成形用容器と、前記二次成形用容器に収容された前記粗成形体を前記一次成形装置より高い圧力で加圧して仕上げ成形体とする二次成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置。
- 粉体を主成分とする原料を加圧成形して固形剤とする固形剤製造装置であって、固形剤１個分の原料を収容する成形用容器と、前記原料を前記成形用容器に充填する原料充填装置と、前記成形用容器に充填された原料体に穴状の凹部を形成する凹部形成装置と、前記凹部内に非水溶性の有形物を載置する有形物載置装置と、前記凹部の上縁部から前記凹部内へ原料を壊落させながら加圧して原料で前記有形物を包埋した成形体とする成形装置とを備えたことを特徴とする固形剤製造装置。
- 前記成形用容器が円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置され、前記成形用容器に対する原料充填から成形に至る装置類が前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置された請求項１または３に記載の固形剤製造装置。
- 前記一次成形用容器が円形の回転テーブルの外周部にテーブル周方向に沿って複数個配置され、前記一次成形用容器に対する原料充填から成形に至る装置類が前記回転テーブルの外側にテーブル周方向に順に配置された請求項２記載の固形剤製造装置。
- 前記原料の粒度範囲を調整する粒度調整装置を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の固形剤製造装置。
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