JP4985899B2 - 混練物製品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混練物の成型機、更に詳しくは、種々の性状の混練物を成型して、所定の大きさ及び形状の製品、具体的には例えば、医薬品、殺菌剤、殺虫剤、石鹸、クレヨン、口紅などを、高品質で且つ生産性良く製造することができる混練物の成型機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、混練物（例えば、粘土状やワックス状などの形態であってよい）を成型するには、成型すべき混練物を適当な長さ及び大ささに切断し、成型金型の所定位置に置き成型する方法や、連続して供給される混練物を連続的に成型する方法が知られている。また、成型の際に混練物が金型に付着するのを防ぐ目的で、金型内部に貫通孔を設け、該貫通孔に冷却水を流して、金型を冷却することが行われている。
【０００３】
混練物の成型機（成形機）としては、従来より、種々の装置が提案されている。例えば、特開平８−１２７８００号には、成形孔を有する型本体と、その成形孔内に一方の開口側から抜き差し可能な可動型と他方の開口側から抜き差し可能な可動型とを備え、その成形孔の内周面と両可動型の型打ち面とで石鹸を型打ち成形する装置において、その型打ち成形された石鹸から両可動型を離反させる際に、一方の可動型からの石鹸の離反に要する力を他方の可動型からの石鹸の離反に要する力よりも大きくする手段が設けられ、その一方の可動型の石鹸から離反する方向への移動に石鹸が追従するのを規制できるように、前記成形孔の内周面の少なくとも一部は可動型の移動方向に対し傾斜するテーパ面とされている石鹸の成形装置が開示されている。
【０００４】
特開平８−１２７８００号に開示された石鹸の成形装置では、型本体とその両側に設けられた二つの可動型とから成型ユニットが形成されており、複数の前記成型ユニットが直線的に配置されている。
ところで、成型機の設置面積を少なくして、単位面積当たりの生産性を向上させるためには、前記成型ユニットは、直線的に配置するよりも、例えば、環状に集約した形態で配置するのが好ましい。
粉末圧縮成型における例であるが、例えば、特開平８−７１７９９号には、回転盤とともに移動される鋼製の下杵の下部に形成された断面円形の軌道接触部が摺動する上昇斜面を有した斜状軌道部と、前記上昇斜面の傾斜上端から水平に連なり前記軌道接触部が摺動する重量設定面を有した水平軌道部とを備えた鋼製の重量調節軌道により、前記回転盤に取り付けられた臼の臼孔内にその下方から挿入された前記下杵の高さ位置を設定して、前記臼に対する粉末材料の充填深さが決定されるようにした回転式粉末圧縮成型において、前記下杵に対する磁気吸着手段を、前記重量調節軌道における少なくとも前記水平軌道部の内の前記斜状軌道部側と前記斜状軌道部との範囲に渡って設けた回転式粉末圧縮成型機が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
混練物を成型するうえで生産性を向上させることは非常に重要であり、この際に考慮すべき事柄のうちでも、以下の三つは特に重要である。
▲１▼複数の金型（成型型）を使用し、且つ成型時間を短縮する（金型を効率的に冷却する）こと。
▲２▼成型機の設置面積を少なくし、単位面積当たりの処理数を増加させること。
▲３▼金型への混練物材料の搬入及び成型型からの混練物製品の搬出を迅速に行うこと。
【０００６】
前述の▲１▼〜▲３▼の事柄について、以下に詳しく説明する。
＜▲１▼について＞
成型機に装着される金型の個数が一個であれば、金型に貫通孔を開け、この孔に冷媒液を導入して金型を十分に冷却し得る場合には、生産性を向上させる目的で、製品一個当たりの成型時間を短縮することが従来行われてきた。しかしながら、製品の生産性を重視して成型時間を短縮すると、一個の金型を冷却する場合でも、金型に混練物が付着するなどの障害が発生し易い。金型に混練物が付着するような場合には、製品も当然損傷又は変形して品質が低下しており、製品として到底満足できない物である。
複数の金型を使用すれば、一個の金型を使用する場合に比べて、当然生産性は向上するが、複数の金型を効率的に冷却することは非常に困難である。それ故、成型時間の短縮は、一個の金型を使用する場合に比べて一層難しい。また、複数の金型を冷却するための機構が複雑になり過ぎないように工夫が必要である。
【０００７】
＜▲２▼について＞
成型機が広い設置面積を必要とするものであれば、単位面積当たりの処理数（例えば、混練物の成型数）は低下する。それ故、特に複数の金型を有する成型機の場合、広い設置面積を必要としない構造の成型機とすることが好ましい。
【０００８】
＜▲３▼について＞
単位時間当たりの成型数を増加させるために、金型への混練物材料の搬入及び金型からの混練物製品の搬出を迅速に行うことが好ましい。従って、前記搬入及び搬出を迅速に行い得るように、好適な搬入及び搬出方法を選択する必要がある。
【０００９】
特開平８−１２７８００号に開示された石鹸の成形装置では、複数の成型ユニットが直線的に配置されており、全ての成型ユニットを均一に冷却することや単位面積当たりの処理数を増大させることは難しい。それ故、特開平８−１２７８００号に開示された成形装置では、前記▲１▼，▲２▼の問題を解決することは困難である。
また、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機では、臼内に所定方向から搬入された被成型物（粉末）は、所定形状に成型された後、臼から前記所定方向と逆の方向に搬出される（成形品は、搬入方向と逆方向に押し戻される）。それ故、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機では、臼への被成型物の搬入方向及び臼からの成形品の搬出方向が同一ではなく、被成型物及び成形品の移動作業などを全て同一方向（この場合、被成型物の搬入方向）から行わなければならず、前記▲３▼の問題を解決することは困難である。
前述の如く、従来技術では前記▲１▼〜▲３▼の問題を解決することは困難である。従って、種々の性状の混練物から、大きさ及び形状の異なる各種製品を成型するに当たり、高い生産性を維持しながら高品質の製品を得ることができる混練物の成型機が望まれていた。
【００１０】
本発明は前記従来技術の問題点を解決するためのものであり、その目的とするところは、高い生産性を有し、 混練物の成型金型への付着や成型品におけるクラックの発生などの成型障害を起こすことなく、連続して且つ円滑に混練物を成型することができる混練物の成型機を提供することにある。
【００１１】
本発明者らは混練物を成型する際に障害が発生する機構について鋭意検討した結果、成型する金型の表面温度が前記障害に大きく影響すること、及び成型時間も成型障害に大きく影響することが判り、そして金型の表面温度を低下させ且つ成型時間を短縮することにより、付着性を有する混練物を成型しても成型金型（具体的には、例えば杵及び／又は臼）への混練物の付着がなく、高い生産性を保持したまま円滑に混練物を成型し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の混練物製品の製造方法は、
(i) 直線状の軸部(1) と、
(ii)前記軸部(1) を回転させるための駆動手段と、
(iii) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着された第一の回転盤(2) と、
(iv)前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の一方の側に装着された第二の回転盤(3) と、
(v) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の他方の側に装着された第三の回転盤(4) と、
(vi)前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第二の回転盤(3) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第一の固定盤(5)と、
(vii) 前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第三の回転盤(4) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第二の固定盤(6) と、
(viii)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の固定手段と、
(ix)前記第一の回転盤(2) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた、両側が開口している複数の臼(8) と、
(x) 前記第二の回転盤(3) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第一の杵(7) と、
(xi)前記第三の回転盤(4) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第二の杵(9) と、
(xii) 前記第一の固定盤(5) 上の前記第二の回転盤(3) 側に設けられた環状の第一の軌道レール(14)と、
(xiii)前記第二の固定盤(6) 上の前記第三の回転盤(4) 側に設けられた環状の第二の軌道レール(15)とからなり、また、
(xiv) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) と前記第二の杵(9) とは、同一軸線上に配置されて一つの成型ユニットを形成し、そして、
(xv)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の間で、前記第一の回転盤(2) と前記第二の回転盤(3) と前記第三の回転盤(4) とを一緒に同一方向に回転させる場合に、前記第一の軌道レール(14)により前記第一の杵(7) に所定の往復運動を行わしめ、前記第二の軌道レール(15)により前記第二の杵(9) に所定の往復運動を行わしめるところの混練物の成型機〔以下、イと称する〕において、
前記回転に伴い、以下の工程：
(a) 前記第二の杵(9) を前記第二の回転盤(3) 側に移動させることにより、前記第二の杵(9) の端面で前記臼(8) の一方の開口部を閉鎖する工程、
(b) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) との間に搬入された前記混練物材料を、前記第一の杵(7) の端面で前記第三の回転盤(4) 側に押圧することにより、前記臼(8) の他方の開口部から前記臼(8) 内に押し込む工程、
(c) 前記臼(8) 内に押し込まれた前記混練物材料を、前記第二の杵(9) の位置を保持した状態で前記第一の杵(7) により前記第三の回転盤(4) 側に押圧して前記混練物製品に成型する工程、及び
(d) 前記第一の杵(7) と前記第二の杵(9) とを前記第三の回転盤(4) 側に移動させて、前記混練物製品を前記第三の回転盤(4) 側に搬出する工程を為し、
この際、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9)の各々に設けた冷媒液を流す流路に、該冷媒液を流すことで、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9) が冷却されるところの混練物材料から混練物製品を製造する方法であって、
前記混練物材料がノニオン界面活性剤（プルロニック型）を含む材料であることを特徴とする。
以下の混練物の成型機が好ましい。
ロ）前記軸部(1) に軸線に沿って形成された前記流路をなす貫通孔の一端に冷媒液入口(10)が形成され、その他端に冷媒液出口(11)が形成され、そして前記貫通孔の前記第一の回転盤(2) に対応する部分には、前記臼(8) の流路に冷媒液を供給するための冷媒液口が形成されているイの混練物の成型機。
ハ）複数の前記成型ユニットの前記第一の杵(7) 又は前記第二の杵(9) が各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、前記第一の軌道レール(14)又は前記第二の軌道レール(15)の周回軌道上に分布する異なる位置にあり、そして前記回転が連続して行われる場合、複数の前記成型ユニットが、前記工程(a) ないし(d) からなる一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、前記混練物製品が連続生産されるイ又はロの混練物の成型機。
ニ）前記臼(8) の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面が設けられているイないしハの一つに記載の混練物の成型機。
【００１２】
【発明の実施の形態】
軸部は、通常、金属製で直線状に形成されている。また、前記軸部は、通常、冷媒液の流路としての、軸線に沿って形成された貫通孔を有し、例えば、前記貫通孔の一端に冷媒液入口が形成され、他端に冷媒液出口が形成されている。前記貫通孔の形態は冷媒液が冷却すべき場所（例えば、臼）を効率良く冷却し得るように適宜選択されてよい。例えば、前記貫通孔は、前記軸部の一端から他端に連続して形成し、これから所望により分岐してもよいし、又は、前記貫通孔は、幾つかの部分に分けて形成し、例えば、前記臼に冷媒液を供給するための冷媒液口を設け、これらの冷媒液口を適するライン（例えば、冷却水用チューブ）により接続してもよい。
【００１３】
軸部の材質、大きさ及び形状、前記軸部に形成される冷媒液入口及び冷媒液出口の大きさ及び形状は、混練物の種類、成型機の大きさや形状等を考慮して適宜選択してよい。
前記軸部を所定の回転数で回転させるための駆動手段としては、慣用の駆動手段を用いることができる。例えば、前記駆動手段は、モータなどの動力発生源と、プーリー、ベルト、チェーンなどの動力伝達手段と、歯車などの減速機構を適宜組み合わせたものであってよい。
前記軸部を回転させることにより回転可能に該軸部に軸着された形態で、例えば、前記軸部に直接固定された形態で、又は例えば、前記軸部に減速機構を介して固定された形態で、第一の回転盤（便宜的にこのように呼ぶ。他の回転盤についても同様。）が設けられている。また、前記第一の回転盤の両側には、同様の形態で、第二の回転盤（前記第一の回転盤の一方の側）及び第三の回転盤（前記第一の回転盤の他方の側）が、各々、設けられている。
更に、前記第二の回転盤の前記第一の回転盤の反対側には、前記軸部を回転させることにより回転不能に該軸部に軸着されて、第一の固定盤が装着され、前記第三の回転盤の前記第一の回転盤の反対側には、同様の形態で、第二の固定盤が装着されている。
前記軸部を回転させても前記第一の回転盤及び前記第二の回転盤を回転不能に（前記軸部の回転に伴って回転しないように）するために、適する固定手段（例えば台車や床など）に前記第一の回転盤及び前記第二の回転盤を固定する。
【００１４】
前記第一の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の臼が設けられている。前記臼は両側から杵を内部に挿入し得るように、両側が開口している。また、前記臼の大きさ及び形状は、成型すべき混練物の種類や形状に応じて適宜選択する。
前記第二の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の第一の杵（又はＡ杵）が設けられ、また、前記第三の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の第二の杵（又はＢ杵）が設けられ、前記第一の杵と前記臼と前記第二の杵とは同一軸線上に配置されて一つの成型ユニットを形成している。
【００１５】
臼とＡ杵とＢ杵とで構成される成型ユニットの材質は特に限定されず、成型すべき混練物材料に応じて適する材質を選定すればよい。前記材質は一般的には合金工具鋼であり、通常、ＳＫＳ（ＪＩＳ）と称される材質を使用することができる。混練物材料が摩耗性を有する場合には、耐摩耗性及び耐衝撃性に優れた超合金（超鋼）を使用することが好ましく、また、混練物材料が酸性である場合には、耐酸性のステンレス鋼やプラスチック類を使用することが好ましい。更に、必要に応じて、前記成型ユニットの表面に、クロム、ボロン、ダイヤモンドブラック、チタンナイトレート、アモルファスシリコンなどの皮膜を形成してもよい。
臼、Ａ杵及びＢ杵によって形成される成型キャビティの大きさや形状は、目的とする混練物製品に応じて種々の大きさや形状を選択してよく、具体的な形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形などが挙げられる。
【００１６】
前記第一の固定盤上の前記第二の回転盤側には、環状の第一の軌道レールが設けられている。また、前記第二の固定盤上の前記第三の回転盤側には、環状の第二の軌道レールが設けられている。前記軌道レールは、単純で故障が少なく且つメンテナンスが容易である。
前記第一の軌道レール及び前記第二の軌道レールは、前記第一の固定盤及び前記第二の固定盤の間で、前記第一の回転盤と前記第二の回転盤と前記第三の回転盤とを一緒に同一方向に回転させる（ロータリー式）場合に、前記成型ユニットの前記第一の杵及び前記第二の杵に所定の往復運動を行わしめるための機構であり、具体的には例えば、杵と接触する平面を平坦部及び傾斜部を組み合わせて形成した凸条の形態であってよい。
前記平面と接触する前記第一の杵及び前記第二の杵の一端部には、前記平面の状態に応じて（例えば、平坦部であるか又は傾斜部であるか、固定盤からの高さが高められるのか、変わらないか、低められるのかに応じて）、前記第一の杵及び前記第二の杵を移動させるために、例えば、ローラー又はボールベアリングなどを装着するとよい。
【００１７】
前記回転に伴い、以下の工程が行われる。
(a) 前記第二の杵(9) を前記第二の回転盤(3) 側に移動させることにより、前記第二の杵(9) の端面で前記臼(8) の一方の開口部を閉鎖する工程。
これにより、臼と第二の杵とで、例えば円柱状の凹所（キャビティ）が形成される。
(b) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) との間に搬入された前記混練物材料を、前記第一の杵(7) の端面で前記第三の回転盤(4) 側に押圧することにより、前記臼(8) の他方の開口部から前記臼(8) 内に押し込む工程。
これにより、臼内に成型すべき所定量の混練物材料が搬入される。
(c) 前記臼(8) 内に押し込まれた前記混練物材料を、前記第二の杵(9) の位置を保持した状態で前記第一の杵(7) により前記第三の回転盤(4) 側に押圧して前記混練物製品に成型する工程。
これにより、混練物材料は、所定形状（例えば、円盤状）の混練物製品（例えば、錠剤）に成型される。
(d) 前記第一の杵(7) と前記第二の杵(9) とを前記第三の回転盤(4) 側に移動させて、前記混練物製品を前記第三の回転盤(4) 側に搬出する工程。
これにより、混練物製品は混練物材料が搬入される側と反対側に搬出される。
【００１８】
本成型機において、複数の前記成型ユニットの前記第一の杵(7) 又は前記第二の杵(9) が各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、前記第一の軌道レール(14)又は前記第二の軌道レール(15)の周回軌道上に分布する異なる位置にあるように構成すると、前記回転が連続して行われる場合、複数の前記成型ユニットが、前記工程(a) ないし(d) からなる一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、前記混練物製品が、効率良く連続生産される。
【００１９】
前記成型ユニットの形状を工夫すると、混練物材料の成型が容易となる。例えば、前記臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面を設けると、余分な混練物材料が、成型時に混練物材料の搬入側に自動的に排出されるので、余分な混練物材料の処理がし易い。
【００２０】
前述のように、前記成型ユニットにおいて、前記混練物材料の前記臼への搬入方向及び前記混練物製品の前記臼からの搬出方向を同一にして、搬入、成型及び搬出を行わしめる。このように、混練物材料の臼への搬入方向及び成型された混練物製品の臼からの搬出方向を同一にすると、混練物材料及び混練物製品の流れが一方向に統一され、従来の成型機（例えば、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機）のように、混練物材料及び混練物製品が同じルートを往復するように移動する場合に比べて、成型金型への混練物材料の搬入及び成型金型からの混練物製品の搬出を迅速に行い易い。
【００２１】
本成型機は、種々の成型用の混練物材料に適用することができる。本成型機で使用し得る成型用の混練物材料は、成型障害のない混練物材料であってもよいが、成型障害が生じ易い混練物材料、特に成型時に臼や杵に付着しやすい混練物材料であってもよい。本成型機は、成型障害が生じ易い混練物材料を成型する上で特に有効である。
前記混練物材料の具体例は、例えば、熱可塑性物、水及び溶媒をバインダーとする混練物、石鹸材料等である。混練物材料には、目的に応じて、単一又は複数の有効成分を所定比率で配合することができる。有効成分の種類は特に限定されず、例えば、医薬品、殺菌剤、殺虫剤、酸及びアルカリ、界面活性剤等を包含する。
【００２２】
混練物材料における有効成分の含有率は、有効成分の種類や活性などに応じて広い範囲で変化させることができる。例えば、石鹸材料の場合は、界面活性剤を９９. ９重量％以上含んでもよく、反対に、例えば農薬材料の場合は、０．００１重量％の微量の農薬を含んでいてもよい。
【００２３】
【実施例】
以下に、添付図面に基づいて、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、下記実施例は単に説明のためのみのものであり、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
図１に、本発明の一実施例の混練物の成型機の斜視図（概略構成図）を示す。本例は、軸部１に第一の回転盤２（軸部１に固定されている）、第二の回転盤３（軸部１に固定されている）、第三の回転盤４（軸部１に固定されている）、第一の固定盤５（図２の台車１６に固定されている）及び第二の固定盤６（図２の台車１６に固定されている）が取り付けられた、全体として円柱状の本体に、第一の杵と臼と第二の杵とからなる成型ユニットを１６組み備えたものであり、全体が非常に小型軽量に設計されているのが判る。
【００２４】
図２は、図１の混練物の成型機の説明図（要部概略縦断面図）である。第二の回転盤３には第一の杵７（以下、Ａ杵とも呼ぶ）が、第三の回転盤４には第二の杵９（以下、Ｂ杵とも呼ぶ）が、各々取り付けられており、第一の回転盤２に取り付けられた臼８と組み合わされて、一つの成型ユニットを構成している。軸部１には、その軸方向に沿って冷媒液を流すための貫通孔が設けられており、また、軸部１の一端には冷媒液入口１０が、他端には冷媒液出口１１が、各々設けられている。冷媒液入口１０及び冷媒液出口１１は各々、ロータリージョイント１２及びロータリージョイント１３により、適切な冷媒液供給源に連結させることができる。また本例では、前記貫通孔は、図２中の左右の部分に分けられており、第一の回転盤２に冷媒液口１９，２０が設けられている。冷媒液口１９，２０は、例えば、冷却水用チューブにより接続される。
第一の固定盤５には第一の軌道レール１４（以下、Ａ軌道レールとも呼ぶ）が、第二の固定盤６には第二の軌道レール１５（以下、Ｂ軌道レールとも呼ぶ）が、各々設けられており、第一の回転盤２、第二の回転盤３及び第三の回転盤４を軸部１の回りに回転させることにより、前記Ａ杵及び前記Ｂ杵を所定の様式で往復運動させることができる。
図２の成型機は全体が、車輪を有する台車１６の上に載置されており、移動可能である。
【００２５】
図３に、図２の成型機の第二の回転盤３の平面図〔図３（ａ）〕及び側面図〔図３（ｂ）〕を示す。第二の回転盤３には、１６本の第一の杵７を通す貫通孔１７が同一円周上に配列して設けられている。また、第二の回転盤３の中央部には、軸部１を通すための貫通孔１８が設けられている。
【００２６】
＜本発明の混練物の成型機の作動状態の説明＞
図４は、本成型機を使用する混練物材料の成型工程（一回転工程）における杵ストロークに基づく杵作動図である。図４において、一回転工程の種々の段階におけるＡ杵及びＢ杵の先端部の位置が、基準点からの長さ（ｍｍ）として示されている。
図５は図４の成型工程における実際の杵の動きを説明するための図である。以下、図５に基づいて、また必要に応じて前記図１〜図３を参照して、本成型機の作動状態を説明する。なお、以下の説明は、便宜上一つの成型ユニットに関して行う。図４の成型機は、二回転／分の能力を有しており、回転が連続して行われる場合、複数の成型ユニットのＡ杵又はＢ杵は各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、Ａ軌道レール又はＢ軌道レールの周回軌道上に分布する異なる位置にあるので、複数の成型ユニットが、一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、混練物製品が、成型ユニットの回転に応じて、生産性良く連続生産される。
【００２７】
図２において、回転可能な第一の回転盤２の円周方向には、複数の臼８が所定の間隔で装着されている。
第一の回転盤２は、白８に対応して設けられた複数の第一の杵７（Ａ杵）を図中左右方向に摺動自在に保持する第二の回転盤３（Ａ杵保持盤）と、臼８に対応して設けられたＢ杵を図中左右方向に摺動自在に保持する第三の回転盤４（Ｂ杵保持盤）とを、同軸方向に回転させる。Ａ杵の頭部（ボールベアリング構造）は第一の軌道レール１４（図５のＡ杵軌道レール）と接触し、Ｂ杵の頭部（ボールベアリング構造）は第二の軌道レール１５（図５のＢ杵軌道レール）と接触している。
【００２８】
図５の充填ゾーン（突き上げ軌道）においてＡ杵軌道レール（図５の左側）は、第二の回転盤３の回転につれてＢ杵側へ突き出し、Ａ杵を圧縮ゾーン（静止軌道）へと導き、脱圧ゾーン（搬出軌道）において、Ａ杵軌道レールは、更にＢ杵側へ突き出している。
そのため、第二の回転盤３の回転に伴なって充填ゾーンで混練物材料２１が臼８内に充填された混練物２２は、圧縮ゾーンでＢ杵側へと移動するＡ杵で連続的に圧縮成型され、圧縮成型された錠剤２３は、脱型ゾーン（搬出軌道）で、Ｂ杵側へと動くＡ杵により、臼８内からをＢ杵側に連続的に搬出される。
【００２９】
図６に、本成型機における成型金型の冷却方法の一例を示す。図６に示すように、Ａ杵、臼（臼取付盤に装着されている）及びＢ杵には各々、冷媒液を流すための流路（貫通孔）が設けられており、冷媒液は前記流路の一方の開口部から流入し、他方の開口部から流出する。
図６の金型において、冷却装置（図示せず）から圧送された冷媒液は、図１のロータリージョイント１２から軸部１内に流入し、複数のＡ杵（第一の杵７）、臼８及びＢ杵（第二の杵９）を各々冷却し、ロータリージョイント１３から流出して前記冷却装置へ戻る。冷媒液は、このような一連の動きにより、金型全てを冷却することができる。
【００３０】
本成型機における金型の冷却には、種々の方法を用いてよい。図７に、冷媒液循環ルートの異なる幾つかの例を示す。
図７の▲１▼は、図６場合の冷媒液循環ルートを示す。図７の▲２▼は、分配弁により、冷媒液循環ルートを二つ（Ａ杵及び臼を冷却する第一ルートと、Ｂ杵を冷却する第二ルート）に分けた場合の冷媒液循環ルートを示す。図７の▲３▼は、分配弁により、冷媒液循環ルートを三つ（Ａ杵を冷却する第一ルートと、臼を冷却する第二ルートと、Ｂ杵を冷却する第三ルート）に分けた場合の冷媒液循環ルートを示す。
図７の▲３▼の冷媒液循環ルートは、具体的には例えば、図８のように各装置を配列して構成される。
【００３１】
図９〜図１１は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための図である。
図９に示すように、Ａ杵と臼（臼取付盤）との間に搬入された混練物材料は、次いで、図１０に示すように、Ａ杵によって図中右方向に押圧されて臼内に押し込まれるとともに（Ｂ杵は、予め所定位置に移動している）、Ａ杵及びＢ杵により挟持され、成型される（本例では、Ａ杵で押圧することにより、錠剤に成型される）。成型された錠剤は、次いで、図１１に示すように、Ａ杵により図中右方向に更に押圧されて（Ｂ杵は、予め所定位置に移動している）、臼から搬出される。
【００３２】
混練物材料の成型を好適に行わしめるために、杵や臼に種々の工夫をしてもよい。図１２〜図１４は、臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面（テーパー部）が設けられている臼を使用した本成型機における、成型時の金型の動き及び混練物材料の挙動を説明するための図である。前記傾斜面の傾斜角度は、適宜選択してよい。
【００３３】
図１２において、混練物材料をＡ杵とＢ杵とで押圧すると、余分な混練物材料の一部はテーパー部からＡ杵側に排出される。図１３の如く、混練物材料をＡ杵で更に押圧すると、余分な混練物材料が更にテーパー部からＡ杵側に排出されるので、Ａ杵と臼とＢ杵とで形成される成型キャビティ内の混練物材料の充填量を一定にすることができる。
図１３に示す段階で製品錠剤の全体形状を整える。成型圧力は、押込み寸法に応じて変更してよい。
【００３４】
製品錠剤を成型した後、図１４のように、Ａ杵で製品錠剤をＢ杵に押し出す。結果として、製品錠剤と余分な混練物材料とを分けて、別々の方向から搬出することができる。
すなわち、臼に図１２〜図１４のようなテーパー部を設けることにより、以下の利点が生じる。
a)混練物材料を臼内に押し入れ易い。
b)余分な混練物材料は、成型時に混練物材料の搬入側（混練物製品の搬出側の反対側）に自動的に排出されるので、余分な混練物材料の処理がし易い。
c)余分な混練物材料が、カスとして混練物製品に付着されることが防止される。
【００３５】
図１５に、本発明の混練物の成型機の実機の一例を示す。また図１６に、図１５の実機の成型ユニット部分の拡大図を示す。
【００３６】
＜本発明の混練物の成型機の性能評価試験＞
以下に、図１５の本成型機を使用して混練物製品を成型する場合の例を、比較例とともに示す。
イ）混練物材料の調製
ノニオン界面活性剤（プルロニック型）９９. ９重量％及び染料０．１重量％からなる材料を混合し、加熱・混練・押し出しして、所定量の混練物材料を得た。
ロ）成型実施例１
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水（冷媒液）を流す。Ａ杵、Ｂ杵及び臼からなる成型ユニットでの加圧保持時間を約１０秒に設定して、前記イ）で調製した混練物材料から混練物製品を成型した。
ハ）成型比較例１
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水を流さず、加圧保持時間を設定しないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
ニ）成型比較例２
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水を流さないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
ハ）成型比較例３
加圧保持時間は設定しないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
【００３７】
評価結果：
成型実施例１及び成型比較例１〜３で得た結果を、下記表１に示す。なお、結果の評価は、混練物材料の金型への付着の有無及び混練物製品におけるクラックの発生の有無を目視にて確認することにより行った。
【００３８】
表１の結果より、Ａ杵、Ｂ杵及び臼からなる成型ユニットの冷却が不十分であると混練物材料が金型に付着し易くなり、また、加圧保持時間が適切に設定されない場合には、混練物製品にクラックが発生することが判る。
本成型機では、成型ユニットを十分に冷却することができ、また加圧保持時間を適切に設定し得るので、外観の優れた混練物製品を生産性よく成型することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の混練物の成型機を用いれば、種々の性状の混練物材料から、有効成分の含有率を広い範囲で変化させて、適する混練物製品を成型することができる。
また、本成型機では、付着性の混練物であっても、混練物の成型金型への付着や、成型品におけるクラックの発生などの成型障害を起こすことなく、連続して且つ円滑に成型品を得ることができ、例えば錠剤などの成型品の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例の混練物の成型機の斜視図（概略構成図）である。
【図２】図２は、図１の混練物の成型機の説明図（要部概略縦断面図）である。
【図３】図３は、図２の成型機の第二の回転盤の平面図〔図３（ａ）〕及び側面図〔図３（ｂ）〕である。
【図４】図４は、本成型機を使用する混練物材料の成型工程（一回転工程）における杵ストロークに基づく杵作動図である。
【図５】図５は、図４の成型工程における実際の杵の動きを説明するための図である。
【図６】図６は、本成型機における成型金型の冷却方法の一例を示す図である。
【図７】図７は、本成型機の成型金型の冷却における、冷媒液循環ルートの異なる例を示す図である。
【図８】図８は、図７の▲３▼の冷媒液循環ルートの具体的な各装置の配列を示す図である。
【図９】図９は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第一の図である。
【図１０】図１０は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第二の図である。
【図１１】図１１は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第三の図である。
【図１２】図１２は、臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面が設けられている臼を使用した本成型機における、成型時の金型の動き及び混練物材料の挙動を説明するための第一の図である。
【図１３】図１３は、図１２の場合と同様の挙動を説明するための第二の図である。
【図１４】図１４は、図１２の場合と同様の挙動を説明するための第三の図である。
【図１５】図１５は、本発明の混練物の成型機の実機の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５の実機の成型ユニット部分の拡大図である。
【符号の簡単な説明】
１：軸部 ２：第一の回転盤
３：第二の回転盤 ４：第三の回転盤
５：第一の固定盤 ６：第二の固定盤
７：第一の杵（Ａ杵） ８：臼
９：第二の杵（Ｂ杵） １０：冷媒液入口
１１：冷媒液出口 １２，１３：ロータリージョイント
１４：第一の軌道レール（Ａ杵軌道レール）
１５：第二の軌道レール（Ｂ杵軌道レール）
１６：台車 １７，１８：貫通孔
１９，２０：冷媒液口 ２１：混練物材料
２２：混練物 ２３：錠剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、混練物の成型機、更に詳しくは、種々の性状の混練物を成型して、所定の大きさ及び形状の製品、具体的には例えば、医薬品、殺菌剤、殺虫剤、石鹸、クレヨン、口紅などを、高品質で且つ生産性良く製造することができる混練物の成型機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、混練物（例えば、粘土状やワックス状などの形態であってよい）を成型するには、成型すべき混練物を適当な長さ及び大ささに切断し、成型金型の所定位置に置き成型する方法や、連続して供給される混練物を連続的に成型する方法が知られている。また、成型の際に混練物が金型に付着するのを防ぐ目的で、金型内部に貫通孔を設け、該貫通孔に冷却水を流して、金型を冷却することが行われている。
【０００３】
混練物の成型機（成形機）としては、従来より、種々の装置が提案されている。例えば、特開平８−１２７８００号には、成形孔を有する型本体と、その成形孔内に一方の開口側から抜き差し可能な可動型と他方の開口側から抜き差し可能な可動型とを備え、その成形孔の内周面と両可動型の型打ち面とで石鹸を型打ち成形する装置において、その型打ち成形された石鹸から両可動型を離反させる際に、一方の可動型からの石鹸の離反に要する力を他方の可動型からの石鹸の離反に要する力よりも大きくする手段が設けられ、その一方の可動型の石鹸から離反する方向への移動に石鹸が追従するのを規制できるように、前記成形孔の内周面の少なくとも一部は可動型の移動方向に対し傾斜するテーパ面とされている石鹸の成形装置が開示されている。
【０００４】
特開平８−１２７８００号に開示された石鹸の成形装置では、型本体とその両側に設けられた二つの可動型とから成型ユニットが形成されており、複数の前記成型ユニットが直線的に配置されている。
ところで、成型機の設置面積を少なくして、単位面積当たりの生産性を向上させるためには、前記成型ユニットは、直線的に配置するよりも、例えば、環状に集約した形態で配置するのが好ましい。
粉末圧縮成型における例であるが、例えば、特開平８−７１７９９号には、回転盤とともに移動される鋼製の下杵の下部に形成された断面円形の軌道接触部が摺動する上昇斜面を有した斜状軌道部と、前記上昇斜面の傾斜上端から水平に連なり前記軌道接触部が摺動する重量設定面を有した水平軌道部とを備えた鋼製の重量調節軌道により、前記回転盤に取り付けられた臼の臼孔内にその下方から挿入された前記下杵の高さ位置を設定して、前記臼に対する粉末材料の充填深さが決定されるようにした回転式粉末圧縮成型において、前記下杵に対する磁気吸着手段を、前記重量調節軌道における少なくとも前記水平軌道部の内の前記斜状軌道部側と前記斜状軌道部との範囲に渡って設けた回転式粉末圧縮成型機が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
混練物を成型するうえで生産性を向上させることは非常に重要であり、この際に考慮すべき事柄のうちでも、以下の三つは特に重要である。
▲１▼複数の金型（成型型）を使用し、且つ成型時間を短縮する（金型を効率的に冷却する）こと。
▲２▼成型機の設置面積を少なくし、単位面積当たりの処理数を増加させること。
▲３▼金型への混練物材料の搬入及び成型型からの混練物製品の搬出を迅速に行うこと。
【０００６】
前述の▲１▼〜▲３▼の事柄について、以下に詳しく説明する。
＜▲１▼について＞
成型機に装着される金型の個数が一個であれば、金型に貫通孔を開け、この孔に冷媒液を導入して金型を十分に冷却し得る場合には、生産性を向上させる目的で、製品一個当たりの成型時間を短縮することが従来行われてきた。しかしながら、製品の生産性を重視して成型時間を短縮すると、一個の金型を冷却する場合でも、金型に混練物が付着するなどの障害が発生し易い。金型に混練物が付着するような場合には、製品も当然損傷又は変形して品質が低下しており、製品として到底満足できない物である。
複数の金型を使用すれば、一個の金型を使用する場合に比べて、当然生産性は向上するが、複数の金型を効率的に冷却することは非常に困難である。それ故、成型時間の短縮は、一個の金型を使用する場合に比べて一層難しい。また、複数の金型を冷却するための機構が複雑になり過ぎないように工夫が必要である。
【０００７】
＜▲２▼について＞
成型機が広い設置面積を必要とするものであれば、単位面積当たりの処理数（例えば、混練物の成型数）は低下する。それ故、特に複数の金型を有する成型機の場合、広い設置面積を必要としない構造の成型機とすることが好ましい。
【０００８】
＜▲３▼について＞
単位時間当たりの成型数を増加させるために、金型への混練物材料の搬入及び金型からの混練物製品の搬出を迅速に行うことが好ましい。従って、前記搬入及び搬出を迅速に行い得るように、好適な搬入及び搬出方法を選択する必要がある。
【０００９】
特開平８−１２７８００号に開示された石鹸の成形装置では、複数の成型ユニットが直線的に配置されており、全ての成型ユニットを均一に冷却することや単位面積当たりの処理数を増大させることは難しい。それ故、特開平８−１２７８００号に開示された成形装置では、前記▲１▼，▲２▼の問題を解決することは困難である。
また、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機では、臼内に所定方向から搬入された被成型物（粉末）は、所定形状に成型された後、臼から前記所定方向と逆の方向に搬出される（成形品は、搬入方向と逆方向に押し戻される）。それ故、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機では、臼への被成型物の搬入方向及び臼からの成形品の搬出方向が同一ではなく、被成型物及び成形品の移動作業などを全て同一方向（この場合、被成型物の搬入方向）から行わなければならず、前記▲３▼の問題を解決することは困難である。
前述の如く、従来技術では前記▲１▼〜▲３▼の問題を解決することは困難である。従って、種々の性状の混練物から、大きさ及び形状の異なる各種製品を成型するに当たり、高い生産性を維持しながら高品質の製品を得ることができる混練物の成型機が望まれていた。
【００１０】
本発明は前記従来技術の問題点を解決するためのものであり、その目的とするところは、高い生産性を有し、 混練物の成型金型への付着や成型品におけるクラックの発生などの成型障害を起こすことなく、連続して且つ円滑に混練物を成型することができる混練物の成型機を提供することにある。
【００１１】
本発明者らは混練物を成型する際に障害が発生する機構について鋭意検討した結果、成型する金型の表面温度が前記障害に大きく影響すること、及び成型時間も成型障害に大きく影響することが判り、そして金型の表面温度を低下させ且つ成型時間を短縮することにより、付着性を有する混練物を成型しても成型金型（具体的には、例えば杵及び／又は臼）への混練物の付着がなく、高い生産性を保持したまま円滑に混練物を成型し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の混練物製品の製造方法は、
(i) 直線状の軸部(1) と、
(ii)前記軸部(1) を回転させるための駆動手段と、
(iii) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着された第一の回転盤(2) と、
(iv)前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の一方の側に装着された第二の回転盤(3) と、
(v) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の他方の側に装着された第三の回転盤(4) と、
(vi)前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第二の回転盤(3) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第一の固定盤(5)と、
(vii) 前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第三の回転盤(4) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第二の固定盤(6) と、
(viii)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の固定手段と、
(ix)前記第一の回転盤(2) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた、両側が開口している複数の臼(8) と、
(x) 前記第二の回転盤(3) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第一の杵(7) と、
(xi)前記第三の回転盤(4) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第二の杵(9) と、
(xii) 前記第一の固定盤(5) 上の前記第二の回転盤(3) 側に設けられた環状の第一の軌道レール(14)と、
(xiii)前記第二の固定盤(6) 上の前記第三の回転盤(4) 側に設けられた環状の第二の軌道レール(15)とからなり、また、
(xiv) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) と前記第二の杵(9) とは、同一軸線上に配置されて一つの成型ユニットを形成し、そして、
(xv)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の間で、前記第一の回転盤(2) と前記第二の回転盤(3) と前記第三の回転盤(4) とを一緒に同一方向に回転させる場合に、前記第一の軌道レール(14)により前記第一の杵(7) に所定の往復運動を行わしめ、前記第二の軌道レール(15)により前記第二の杵(9) に所定の往復運動を行わしめるところの混練物の成型機〔以下、イと称する〕において、
前記回転に伴い、以下の工程：
(a) 前記第二の杵(9) を前記第二の回転盤(3) 側に移動させることにより、前記第二の杵(9) の端面で前記臼(8) の一方の開口部を閉鎖する工程、
(b) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) との間に搬入された前記混練物材料を、前記第一の杵(7) の端面で前記第三の回転盤(4) 側に押圧することにより、前記臼(8) の他方の開口部から前記臼(8) 内に押し込む工程、
(c) 前記臼(8) 内に押し込まれた前記混練物材料を、前記第二の杵(9) の位置を保持した状態で前記第一の杵(7) により前記第三の回転盤(4) 側に押圧して前記混練物製品に成型する工程、及び
(d) 前記第一の杵(7) と前記第二の杵(9) とを前記第三の回転盤(4) 側に移動させて、前記混練物製品を前記第三の回転盤(4) 側に搬出する工程を為し、
この際、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9)の各々に設けた冷媒液を流す流路に、該冷媒液を流すことで、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9) が冷却されるところの混練物材料から混練物製品を製造する方法であって、
前記混練物材料がノニオン界面活性剤（プルロニック型）を含む材料であることを特徴とする。
以下の混練物の成型機が好ましい。
ロ）前記軸部(1) に軸線に沿って形成された前記流路をなす貫通孔の一端に冷媒液入口(10)が形成され、その他端に冷媒液出口(11)が形成され、そして前記貫通孔の前記第一の回転盤(2) に対応する部分には、前記臼(8) の流路に冷媒液を供給するための冷媒液口が形成されているイの混練物の成型機。
ハ）複数の前記成型ユニットの前記第一の杵(7) 又は前記第二の杵(9) が各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、前記第一の軌道レール(14)又は前記第二の軌道レール(15)の周回軌道上に分布する異なる位置にあり、そして前記回転が連続して行われる場合、複数の前記成型ユニットが、前記工程(a) ないし(d) からなる一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、前記混練物製品が連続生産されるイ又はロの混練物の成型機。
ニ）前記臼(8) の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面が設けられているイないしハの一つに記載の混練物の成型機。
【００１２】
【発明の実施の形態】
軸部は、通常、金属製で直線状に形成されている。また、前記軸部は、通常、冷媒液の流路としての、軸線に沿って形成された貫通孔を有し、例えば、前記貫通孔の一端に冷媒液入口が形成され、他端に冷媒液出口が形成されている。前記貫通孔の形態は冷媒液が冷却すべき場所（例えば、臼）を効率良く冷却し得るように適宜選択されてよい。例えば、前記貫通孔は、前記軸部の一端から他端に連続して形成し、これから所望により分岐してもよいし、又は、前記貫通孔は、幾つかの部分に分けて形成し、例えば、前記臼に冷媒液を供給するための冷媒液口を設け、これらの冷媒液口を適するライン（例えば、冷却水用チューブ）により接続してもよい。
【００１３】
軸部の材質、大きさ及び形状、前記軸部に形成される冷媒液入口及び冷媒液出口の大きさ及び形状は、混練物の種類、成型機の大きさや形状等を考慮して適宜選択してよい。
前記軸部を所定の回転数で回転させるための駆動手段としては、慣用の駆動手段を用いることができる。例えば、前記駆動手段は、モータなどの動力発生源と、プーリー、ベルト、チェーンなどの動力伝達手段と、歯車などの減速機構を適宜組み合わせたものであってよい。
前記軸部を回転させることにより回転可能に該軸部に軸着された形態で、例えば、前記軸部に直接固定された形態で、又は例えば、前記軸部に減速機構を介して固定された形態で、第一の回転盤（便宜的にこのように呼ぶ。他の回転盤についても同様。）が設けられている。また、前記第一の回転盤の両側には、同様の形態で、第二の回転盤（前記第一の回転盤の一方の側）及び第三の回転盤（前記第一の回転盤の他方の側）が、各々、設けられている。
更に、前記第二の回転盤の前記第一の回転盤の反対側には、前記軸部を回転させることにより回転不能に該軸部に軸着されて、第一の固定盤が装着され、前記第三の回転盤の前記第一の回転盤の反対側には、同様の形態で、第二の固定盤が装着されている。
前記軸部を回転させても前記第一の回転盤及び前記第二の回転盤を回転不能に（前記軸部の回転に伴って回転しないように）するために、適する固定手段（例えば台車や床など）に前記第一の回転盤及び前記第二の回転盤を固定する。
【００１４】
前記第一の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の臼が設けられている。前記臼は両側から杵を内部に挿入し得るように、両側が開口している。また、前記臼の大きさ及び形状は、成型すべき混練物の種類や形状に応じて適宜選択する。
前記第二の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の第一の杵（又はＡ杵）が設けられ、また、前記第三の回転盤内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して複数の第二の杵（又はＢ杵）が設けられ、前記第一の杵と前記臼と前記第二の杵とは同一軸線上に配置されて一つの成型ユニットを形成している。
【００１５】
臼とＡ杵とＢ杵とで構成される成型ユニットの材質は特に限定されず、成型すべき混練物材料に応じて適する材質を選定すればよい。前記材質は一般的には合金工具鋼であり、通常、ＳＫＳ（ＪＩＳ）と称される材質を使用することができる。混練物材料が摩耗性を有する場合には、耐摩耗性及び耐衝撃性に優れた超合金（超鋼）を使用することが好ましく、また、混練物材料が酸性である場合には、耐酸性のステンレス鋼やプラスチック類を使用することが好ましい。更に、必要に応じて、前記成型ユニットの表面に、クロム、ボロン、ダイヤモンドブラック、チタンナイトレート、アモルファスシリコンなどの皮膜を形成してもよい。
臼、Ａ杵及びＢ杵によって形成される成型キャビティの大きさや形状は、目的とする混練物製品に応じて種々の大きさや形状を選択してよく、具体的な形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形などが挙げられる。
【００１６】
前記第一の固定盤上の前記第二の回転盤側には、環状の第一の軌道レールが設けられている。また、前記第二の固定盤上の前記第三の回転盤側には、環状の第二の軌道レールが設けられている。前記軌道レールは、単純で故障が少なく且つメンテナンスが容易である。
前記第一の軌道レール及び前記第二の軌道レールは、前記第一の固定盤及び前記第二の固定盤の間で、前記第一の回転盤と前記第二の回転盤と前記第三の回転盤とを一緒に同一方向に回転させる（ロータリー式）場合に、前記成型ユニットの前記第一の杵及び前記第二の杵に所定の往復運動を行わしめるための機構であり、具体的には例えば、杵と接触する平面を平坦部及び傾斜部を組み合わせて形成した凸条の形態であってよい。
前記平面と接触する前記第一の杵及び前記第二の杵の一端部には、前記平面の状態に応じて（例えば、平坦部であるか又は傾斜部であるか、固定盤からの高さが高められるのか、変わらないか、低められるのかに応じて）、前記第一の杵及び前記第二の杵を移動させるために、例えば、ローラー又はボールベアリングなどを装着するとよい。
【００１７】
前記回転に伴い、以下の工程が行われる。
(a) 前記第二の杵(9) を前記第二の回転盤(3) 側に移動させることにより、前記第二の杵(9) の端面で前記臼(8) の一方の開口部を閉鎖する工程。
これにより、臼と第二の杵とで、例えば円柱状の凹所（キャビティ）が形成される。
(b) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) との間に搬入された前記混練物材料を、前記第一の杵(7) の端面で前記第三の回転盤(4) 側に押圧することにより、前記臼(8) の他方の開口部から前記臼(8) 内に押し込む工程。
これにより、臼内に成型すべき所定量の混練物材料が搬入される。
(c) 前記臼(8) 内に押し込まれた前記混練物材料を、前記第二の杵(9) の位置を保持した状態で前記第一の杵(7) により前記第三の回転盤(4) 側に押圧して前記混練物製品に成型する工程。
これにより、混練物材料は、所定形状（例えば、円盤状）の混練物製品（例えば、錠剤）に成型される。
(d) 前記第一の杵(7) と前記第二の杵(9) とを前記第三の回転盤(4) 側に移動させて、前記混練物製品を前記第三の回転盤(4) 側に搬出する工程。
これにより、混練物製品は混練物材料が搬入される側と反対側に搬出される。
【００１８】
本成型機において、複数の前記成型ユニットの前記第一の杵(7) 又は前記第二の杵(9) が各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、前記第一の軌道レール(14)又は前記第二の軌道レール(15)の周回軌道上に分布する異なる位置にあるように構成すると、前記回転が連続して行われる場合、複数の前記成型ユニットが、前記工程(a) ないし(d) からなる一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、前記混練物製品が、効率良く連続生産される。
【００１９】
前記成型ユニットの形状を工夫すると、混練物材料の成型が容易となる。例えば、前記臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面を設けると、余分な混練物材料が、成型時に混練物材料の搬入側に自動的に排出されるので、余分な混練物材料の処理がし易い。
【００２０】
前述のように、前記成型ユニットにおいて、前記混練物材料の前記臼への搬入方向及び前記混練物製品の前記臼からの搬出方向を同一にして、搬入、成型及び搬出を行わしめる。このように、混練物材料の臼への搬入方向及び成型された混練物製品の臼からの搬出方向を同一にすると、混練物材料及び混練物製品の流れが一方向に統一され、従来の成型機（例えば、特開平８−７１７９９号に開示された回転式粉末圧縮成型機）のように、混練物材料及び混練物製品が同じルートを往復するように移動する場合に比べて、成型金型への混練物材料の搬入及び成型金型からの混練物製品の搬出を迅速に行い易い。
【００２１】
本成型機は、種々の成型用の混練物材料に適用することができる。本成型機で使用し得る成型用の混練物材料は、成型障害のない混練物材料であってもよいが、成型障害が生じ易い混練物材料、特に成型時に臼や杵に付着しやすい混練物材料であってもよい。本成型機は、成型障害が生じ易い混練物材料を成型する上で特に有効である。
前記混練物材料の具体例は、例えば、熱可塑性物、水及び溶媒をバインダーとする混練物、石鹸材料等である。混練物材料には、目的に応じて、単一又は複数の有効成分を所定比率で配合することができる。有効成分の種類は特に限定されず、例えば、医薬品、殺菌剤、殺虫剤、酸及びアルカリ、界面活性剤等を包含する。
【００２２】
混練物材料における有効成分の含有率は、有効成分の種類や活性などに応じて広い範囲で変化させることができる。例えば、石鹸材料の場合は、界面活性剤を９９. ９重量％以上含んでもよく、反対に、例えば農薬材料の場合は、０．００１重量％の微量の農薬を含んでいてもよい。
【００２３】
【実施例】
以下に、添付図面に基づいて、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、下記実施例は単に説明のためのみのものであり、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
図１に、本発明の一実施例の混練物の成型機の斜視図（概略構成図）を示す。本例は、軸部１に第一の回転盤２（軸部１に固定されている）、第二の回転盤３（軸部１に固定されている）、第三の回転盤４（軸部１に固定されている）、第一の固定盤５（図２の台車１６に固定されている）及び第二の固定盤６（図２の台車１６に固定されている）が取り付けられた、全体として円柱状の本体に、第一の杵と臼と第二の杵とからなる成型ユニットを１６組み備えたものであり、全体が非常に小型軽量に設計されているのが判る。
【００２４】
図２は、図１の混練物の成型機の説明図（要部概略縦断面図）である。第二の回転盤３には第一の杵７（以下、Ａ杵とも呼ぶ）が、第三の回転盤４には第二の杵９（以下、Ｂ杵とも呼ぶ）が、各々取り付けられており、第一の回転盤２に取り付けられた臼８と組み合わされて、一つの成型ユニットを構成している。軸部１には、その軸方向に沿って冷媒液を流すための貫通孔が設けられており、また、軸部１の一端には冷媒液入口１０が、他端には冷媒液出口１１が、各々設けられている。冷媒液入口１０及び冷媒液出口１１は各々、ロータリージョイント１２及びロータリージョイント１３により、適切な冷媒液供給源に連結させることができる。また本例では、前記貫通孔は、図２中の左右の部分に分けられており、第一の回転盤２に冷媒液口１９，２０が設けられている。冷媒液口１９，２０は、例えば、冷却水用チューブにより接続される。
第一の固定盤５には第一の軌道レール１４（以下、Ａ軌道レールとも呼ぶ）が、第二の固定盤６には第二の軌道レール１５（以下、Ｂ軌道レールとも呼ぶ）が、各々設けられており、第一の回転盤２、第二の回転盤３及び第三の回転盤４を軸部１の回りに回転させることにより、前記Ａ杵及び前記Ｂ杵を所定の様式で往復運動させることができる。
図２の成型機は全体が、車輪を有する台車１６の上に載置されており、移動可能である。
【００２５】
図３に、図２の成型機の第二の回転盤３の平面図〔図３（ａ）〕及び側面図〔図３（ｂ）〕を示す。第二の回転盤３には、１６本の第一の杵７を通す貫通孔１７が同一円周上に配列して設けられている。また、第二の回転盤３の中央部には、軸部１を通すための貫通孔１８が設けられている。
【００２６】
＜本発明の混練物の成型機の作動状態の説明＞
図４は、本成型機を使用する混練物材料の成型工程（一回転工程）における杵ストロークに基づく杵作動図である。図４において、一回転工程の種々の段階におけるＡ杵及びＢ杵の先端部の位置が、基準点からの長さ（ｍｍ）として示されている。
図５は図４の成型工程における実際の杵の動きを説明するための図である。以下、図５に基づいて、また必要に応じて前記図１〜図３を参照して、本成型機の作動状態を説明する。なお、以下の説明は、便宜上一つの成型ユニットに関して行う。図４の成型機は、二回転／分の能力を有しており、回転が連続して行われる場合、複数の成型ユニットのＡ杵又はＢ杵は各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、Ａ軌道レール又はＢ軌道レールの周回軌道上に分布する異なる位置にあるので、複数の成型ユニットが、一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、混練物製品が、成型ユニットの回転に応じて、生産性良く連続生産される。
【００２７】
図２において、回転可能な第一の回転盤２の円周方向には、複数の臼８が所定の間隔で装着されている。
第一の回転盤２は、白８に対応して設けられた複数の第一の杵７（Ａ杵）を図中左右方向に摺動自在に保持する第二の回転盤３（Ａ杵保持盤）と、臼８に対応して設けられたＢ杵を図中左右方向に摺動自在に保持する第三の回転盤４（Ｂ杵保持盤）とを、同軸方向に回転させる。Ａ杵の頭部（ボールベアリング構造）は第一の軌道レール１４（図５のＡ杵軌道レール）と接触し、Ｂ杵の頭部（ボールベアリング構造）は第二の軌道レール１５（図５のＢ杵軌道レール）と接触している。
【００２８】
図５の充填ゾーン（突き上げ軌道）においてＡ杵軌道レール（図５の左側）は、第二の回転盤３の回転につれてＢ杵側へ突き出し、Ａ杵を圧縮ゾーン（静止軌道）へと導き、脱圧ゾーン（搬出軌道）において、Ａ杵軌道レールは、更にＢ杵側へ突き出している。
そのため、第二の回転盤３の回転に伴なって充填ゾーンで混練物材料２１が臼８内に充填された混練物２２は、圧縮ゾーンでＢ杵側へと移動するＡ杵で連続的に圧縮成型され、圧縮成型された錠剤２３は、脱型ゾーン（搬出軌道）で、Ｂ杵側へと動くＡ杵により、臼８内からをＢ杵側に連続的に搬出される。
【００２９】
図６に、本成型機における成型金型の冷却方法の一例を示す。図６に示すように、Ａ杵、臼（臼取付盤に装着されている）及びＢ杵には各々、冷媒液を流すための流路（貫通孔）が設けられており、冷媒液は前記流路の一方の開口部から流入し、他方の開口部から流出する。
図６の金型において、冷却装置（図示せず）から圧送された冷媒液は、図１のロータリージョイント１２から軸部１内に流入し、複数のＡ杵（第一の杵７）、臼８及びＢ杵（第二の杵９）を各々冷却し、ロータリージョイント１３から流出して前記冷却装置へ戻る。冷媒液は、このような一連の動きにより、金型全てを冷却することができる。
【００３０】
本成型機における金型の冷却には、種々の方法を用いてよい。図７に、冷媒液循環ルートの異なる幾つかの例を示す。
図７の▲１▼は、図６場合の冷媒液循環ルートを示す。図７の▲２▼は、分配弁により、冷媒液循環ルートを二つ（Ａ杵及び臼を冷却する第一ルートと、Ｂ杵を冷却する第二ルート）に分けた場合の冷媒液循環ルートを示す。図７の▲３▼は、分配弁により、冷媒液循環ルートを三つ（Ａ杵を冷却する第一ルートと、臼を冷却する第二ルートと、Ｂ杵を冷却する第三ルート）に分けた場合の冷媒液循環ルートを示す。
図７の▲３▼の冷媒液循環ルートは、具体的には例えば、図８のように各装置を配列して構成される。
【００３１】
図９〜図１１は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための図である。
図９に示すように、Ａ杵と臼（臼取付盤）との間に搬入された混練物材料は、次いで、図１０に示すように、Ａ杵によって図中右方向に押圧されて臼内に押し込まれるとともに（Ｂ杵は、予め所定位置に移動している）、Ａ杵及びＢ杵により挟持され、成型される（本例では、Ａ杵で押圧することにより、錠剤に成型される）。成型された錠剤は、次いで、図１１に示すように、Ａ杵により図中右方向に更に押圧されて（Ｂ杵は、予め所定位置に移動している）、臼から搬出される。
【００３２】
混練物材料の成型を好適に行わしめるために、杵や臼に種々の工夫をしてもよい。図１２〜図１４は、臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面（テーパー部）が設けられている臼を使用した本成型機における、成型時の金型の動き及び混練物材料の挙動を説明するための図である。前記傾斜面の傾斜角度は、適宜選択してよい。
【００３３】
図１２において、混練物材料をＡ杵とＢ杵とで押圧すると、余分な混練物材料の一部はテーパー部からＡ杵側に排出される。図１３の如く、混練物材料をＡ杵で更に押圧すると、余分な混練物材料が更にテーパー部からＡ杵側に排出されるので、Ａ杵と臼とＢ杵とで形成される成型キャビティ内の混練物材料の充填量を一定にすることができる。
図１３に示す段階で製品錠剤の全体形状を整える。成型圧力は、押込み寸法に応じて変更してよい。
【００３４】
製品錠剤を成型した後、図１４のように、Ａ杵で製品錠剤をＢ杵に押し出す。結果として、製品錠剤と余分な混練物材料とを分けて、別々の方向から搬出することができる。
すなわち、臼に図１２〜図１４のようなテーパー部を設けることにより、以下の利点が生じる。
a)混練物材料を臼内に押し入れ易い。
b)余分な混練物材料は、成型時に混練物材料の搬入側（混練物製品の搬出側の反対側）に自動的に排出されるので、余分な混練物材料の処理がし易い。
c)余分な混練物材料が、カスとして混練物製品に付着されることが防止される。
【００３５】
図１５に、本発明の混練物の成型機の実機の一例を示す。また図１６に、図１５の実機の成型ユニット部分の拡大図を示す。
【００３６】
＜本発明の混練物の成型機の性能評価試験＞
以下に、図１５の本成型機を使用して混練物製品を成型する場合の例を、比較例とともに示す。
イ）混練物材料の調製
ノニオン界面活性剤（プルロニック型）９９. ９重量％及び染料０．１重量％からなる材料を混合し、加熱・混練・押し出しして、所定量の混練物材料を得た。
ロ）成型実施例１
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水（冷媒液）を流す。Ａ杵、Ｂ杵及び臼からなる成型ユニットでの加圧保持時間を約１０秒に設定して、前記イ）で調製した混練物材料から混練物製品を成型した。
ハ）成型比較例１
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水を流さず、加圧保持時間を設定しないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
ニ）成型比較例２
Ａ杵、Ｂ杵及び臼に冷却水を流さないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
ハ）成型比較例３
加圧保持時間は設定しないこと以外は成型実施例１と同様にして、混練物製品を成型した。
【００３７】
評価結果：
成型実施例１及び成型比較例１〜３で得た結果を、下記表１に示す。なお、結果の評価は、混練物材料の金型への付着の有無及び混練物製品におけるクラックの発生の有無を目視にて確認することにより行った。
表１の結果より、Ａ杵、Ｂ杵及び臼からなる成型ユニットの冷却が不十分であると混練物材料が金型に付着し易くなり、また、加圧保持時間が適切に設定されない場合には、混練物製品にクラックが発生することが判る。
本成型機では、成型ユニットを十分に冷却することができ、また加圧保持時間を適切に設定し得るので、外観の優れた混練物製品を生産性よく成型することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の混練物の成型機を用いれば、種々の性状の混練物材料から、有効成分の含有率を広い範囲で変化させて、適する混練物製品を成型することができる。
また、本成型機では、付着性の混練物であっても、混練物の成型金型への付着や、成型品におけるクラックの発生などの成型障害を起こすことなく、連続して且つ円滑に成型品を得ることができ、例えば錠剤などの成型品の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例の混練物の成型機の斜視図（概略構成図）である。
【図２】図２は、図１の混練物の成型機の説明図（要部概略縦断面図）である。
【図３】図３は、図２の成型機の第二の回転盤の平面図〔図３（ａ）〕及び側面図〔図３（ｂ）〕である。
【図４】図４は、本成型機を使用する混練物材料の成型工程（一回転工程）における杵ストロークに基づく杵作動図である。
【図５】図５は、図４の成型工程における実際の杵の動きを説明するための図である。
【図６】図６は、本成型機における成型金型の冷却方法の一例を示す図である。
【図７】図７は、本成型機の成型金型の冷却における、冷媒液循環ルートの異なる例を示す図である。
【図８】図８は、図７の▲３▼の冷媒液循環ルートの具体的な各装置の配列を示す図である。
【図９】図９は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第一の図である。
【図１０】図１０は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第二の図である。
【図１１】図１１は、本成型機における成型時の金型の動きを説明するための第三の図である。
【図１２】図１２は、臼の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面が設けられている臼を使用した本成型機における、成型時の金型の動き及び混練物材料の挙動を説明するための第一の図である。
【図１３】図１３は、図１２の場合と同様の挙動を説明するための第二の図である。
【図１４】図１４は、図１２の場合と同様の挙動を説明するための第三の図である。
【図１５】図１５は、本発明の混練物の成型機の実機の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５の実機の成型ユニット部分の拡大図である。
【符号の簡単な説明】
１：軸部 ２：第一の回転盤
３：第二の回転盤 ４：第三の回転盤
５：第一の固定盤 ６：第二の固定盤
７：第一の杵（Ａ杵） ８：臼
９：第二の杵（Ｂ杵） １０：冷媒液入口
１１：冷媒液出口 １２，１３：ロータリージョイント
１４：第一の軌道レール（Ａ杵軌道レール）
１５：第二の軌道レール（Ｂ杵軌道レール）
１６：台車 １７，１８：貫通孔
１９，２０：冷媒液口 ２１：混練物材料
２２：混練物 ２３：錠剤
Claims (4)
- (i) 直線状の軸部(1) と、
(ii)前記軸部(1) を回転させるための駆動手段と、
(iii) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着された第一の回転盤(2) と、
(iv)前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の一方の側に装着された第二の回転盤(3) と、
(v) 前記軸部(1) を回転させることにより回転可能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第一の回転盤(2) の他方の側に装着された第三の回転盤(4) と、
(vi)前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第二の回転盤(3) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第一の固定盤(5) と、
(vii) 前記軸部(1) を回転させても回転不能に該軸部(1) に軸着され、且つ前記第三の回転盤(4) の前記第一の回転盤(2) の反対側に装着された第二の固定盤(6) と、
(viii)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の固定手段と、
(ix)前記第一の回転盤(2) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた、両側が開口している複数の臼(8) と、
(x) 前記第二の回転盤(3) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第一の杵(7) と、
(xi)前記第三の回転盤(4) 内に、所定間隔を置いて同一円周上に配列して設けられた複数の第二の杵(9) と、
(xii) 前記第一の固定盤(5) 上の前記第二の回転盤(3) 側に設けられた環状の第一の軌道レール(14)と、
(xiii)前記第二の固定盤(6) 上の前記第三の回転盤(4) 側に設けられた環状の第二の軌道レール(15)とからなり、また、
(xiv) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) と前記第二の杵(9) とは、同一軸線上に配置されて一つの成型ユニットを形成し、そして、
(xv)前記第一の固定盤(5) 及び前記第二の固定盤(6) の間で、前記第一の回転盤(2) と前記第二の回転盤(3) と前記第三の回転盤(4) とを一緒に同一方向に回転させる場合に、前記第一の軌道レール(14)により前記第一の杵(7) に所定の往復運動を行わしめ、前記第二の軌道レール(15)により前記第二の杵(9) に所定の往復運動を行わしめるところの、混練物の成型機において、
前記回転に伴い、以下の工程：
(a) 前記第二の杵(9) を前記第二の回転盤(3) 側に移動させることにより、前記第二の杵(9) の端面で前記臼(8) の一方の開口部を閉鎖する工程、
(b) 前記第一の杵(7) と前記臼(8) との間に搬入された前記混練物材料を、前記第一の杵(7) の端面で前記第三の回転盤(4) 側に押圧することにより、前記臼(8) の他方の開口部から前記臼(8) 内に押し込む工程、
(c) 前記臼(8) 内に押し込まれた前記混練物材料を、前記第二の杵(9) の位置を保持した状態で前記第一の杵(7) により前記第三の回転盤(4) 側に押圧して前記混練物製品に成型する工程、及び
(d) 前記第一の杵(7) と前記第二の杵(9) とを前記第三の回転盤(4) 側に移動させて、前記混練物製品を前記第三の回転盤(4) 側に搬出する工程を為し、
この際、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9) の各々に設けた冷媒液を流す流路に、該冷媒液を流すことで、前記第一の杵(7) 、前記臼(8) 及び前記第二の杵(9) が冷却されるところの、混練物材料から混練物製品を製造する方法であって、
前記混練物材料がノニオン界面活性剤（プルロニック型）を含む材料であることを特徴とする製造方法。 - 前記混練物の成型機において、前記軸部(1) に軸線に沿って形成された前記流路をなす貫通孔の一端に冷媒液入口(10)が形成され、その他端に冷媒液出口(11)が形成され、そして前記貫通孔の前記第一の回転盤(2) に対応する部分には、前記臼(8) の流路に冷媒液を供給するための冷媒液口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
- 前記混練物の成型機において、複数の前記成型ユニットの前記第一の杵(7) 又は前記第二の杵(9) が各々、一連の成型工程に要する全時間を前記成型ユニットの数で等分配した時間単位ごとに等間隔で、前記第一の軌道レール(14)又は前記第二の軌道レール(15)の周回軌道上に分布する異なる位置にあり、そして前記回転が連続して行われる場合、複数の前記成型ユニットが、前記工程(a) ないし(d) からなる一連の成型工程における個々の工程を順に経ることにより、前記混練物製品が連続生産されることを特徴とする請求項１又は２記載の製造方法。
- 前記混練物の成型機において、前記臼(8) の混練物材料が搬入される側の端部の内周面に、外側に向かうにつれて内径が拡張するように傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の一つに記載の製造方法。
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