JP5165924B2

JP5165924B2 - 錠剤の製造方法

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Description

本発明は、粉末を圧縮成形により打錠して錠剤を製造する方法に関する。

食品や医薬品などで、錠剤の形態の製品は非常に多くの種類が商品化されている。錠剤が安定に生産できるかどうかは、粉末層と打錠機と打錠条件に依存している。特に粉末層の力学的な特性は大きく影響する。例えば、粉末層の引張強度が著しく低いと、打錠後の錠剤の強度は低くなってしまう。

錠剤を成形する装置は、大きく分類するとロータリー式、エキセントリック式（レシプロ式）、直動式（モーターで駆動）の３種類がある。ロータリー式に比べて、エキセントリック式や直動式は打錠速度が低速であるため、これらは実験機として使用されることが多く、商業生産では一般的にはロータリー式の打錠機が使用されている。各方式では杵の動作（位置と速度）が異なり、また粉末充填後の状態も各方式によって異なっているかもしれないので、各方式の打錠性（打錠のしやすさ）を単純に比較することはできない。

打錠を安定に行えるかどうかは、打錠条件も大きく影響する。特に、ロータリー式では高速で打錠するので、打錠中に粉末層に存在していた空気が粉末層の外部に排出されにくくなり、結果的にキャッピングが生じ易くなる。そのため、通常ロータリー式では多段圧縮を採用している。例えば、二段圧縮では、予圧ロールを用いて比較的低圧で粉末層を予備圧縮し、その後、本圧ロールで所望の密度に打錠する。これによって錠剤内の空気が少なくなってキャッピングが生じにくくなる。キャッピングとは、錠剤の成分粒子相互の接着が十分でないために、錠剤の上面が帽子のように剥がれる現象である。

特許文献１では、所望の空隙率になるように上下の杵間距離を求め、その距離になるまで圧縮成形を行い、そのときの圧縮力・壁面力・錠剤の排出力などを測定してキャッピングのしやすさを評価している。しかし、キャッピングには打錠後の空気圧も影響するところ、同文献ではこれが考慮されておらず、キャッピング特性の評価には不十分である。

特許文献２及び３には、二段圧縮機において、杵の自重やガイドレールによる杵の押しつけ力で、杵で粉末層を予備圧縮して空気を抜くと、キャッピングしにくくなると記載されている。本圧の前に空気を排出しておけば、打錠後の錠剤内の空気圧は低減するので、相対的にはキャッピングしにくくなる。しかし、二段圧縮においては、予圧前の圧縮よりも、予圧（一段目）と本圧（二段目）の圧縮量（変位量）や、予圧・本圧間の時間（空気圧の緩和が起こるから）が、キャッピング特性に大きく影響する。特許文献２及び３では、その点に着目していない。また、上述の特許文献１とは逆に、これらの特許文献では粉末層の強度との関係が明確になっていない。

特許文献４では、臼とのクリアランスを０．０１〜０．０３５ｍｍに設定した杵や、そのクリアランスで１．５〜３．５ｍｍの長さのチップが付いた杵を使用している。特許文献５では、真空吸引源と接続して、臼内の空気を逃げやすくして錠剤内の空気圧を低減させている。しかし、これらの特許文献は、粉末層の強度が考慮されていない点で、上述の特許文献２及び３と同様である。

いずれにしても、キャッピングの発生に対しては、粉末層の強度などの力学特性、臼・杵からの外力による応力、錠剤内の空気圧を総合的に評価することが不可欠であり、上述の各特許文献に記載の操作条件は必要条件ではあるが、十分条件にはなっていない。

特開平３−２９１５４８号公報特開平４−１１１９９７号公報特開平９−２０６９９８号公報特開平７−８５４０号公報実公平７−１９６７９号公報

したがって本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る錠剤の製造方法を提供することにある。

本発明は、粉末を圧縮成形により打錠して錠剤を製造する方法において、
目的とする錠剤内の空気圧を、打錠機で打錠する時の運転速度に応じて導出する第１のステップと、目的とする錠剤の最大引張応力を導出する第２のステップと、前記空気圧及び前記最大引張応力からキャッピングを起さない最大運転速度を導出する第３のステップと、粉末の打錠を、前記最大運転速度以下で行う第４のステップとを含む錠剤の製造方法を提供するものである。

また本発明は、粉末を圧縮成形により打錠して錠剤を製造する方法において、
目的とする錠剤の最大引張応力を導出する第１のステップと、目的とする錠剤内の空気圧を、打錠機で打錠する時の運転速度に応じて導出する第２のステップと、前記空気圧及び前記最大引張り応力からキャッピングを起さない最大運転速度を導出する第３のステップと、粉末の打錠を、前記最大運転速度以下で行う第４のステップとを含む錠剤の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、キャッピングの起こりにくい錠剤を容易に製造できる。したがって本発明によれば、錠剤の製造時におけるリードタイムの短縮化、製造経費の低減、生産性の向上が可能になる。更にキャッピングが起こりにくくなることに起因して、粉末の処方の自由度が広がり、錠剤の効能の向上が図られる。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本発明の製造方法を実施するために用いられる打錠機は、水平方向に搬送されるコンベアや垂直な軸を中心として回転する円盤等の搬送手段上に、一定間隔で貫通臼穴を設け、各臼穴のそれぞれに垂直方向の上下からそれぞれ上杵及び下杵を嵌装し、臼穴内の上杵と下杵との間に粉末を充填し、上杵と下杵をそれぞれ垂直方向に加圧して粉末を圧縮成形して錠剤を製造するものである。

図１には、本発明の製造方法に好適に使用される打錠機の模式図が示されている。図１（ａ）に示す打錠機１０においては、台座１１の中央部上に立シャフト１２が配設されている。立シャフト１２は、台座１１に取り付けられた軸受（図示せず）によって軸支されている。立シャフト１２には、ベルト（図示せず）を介してモーター（図示せず）の回転駆動力が伝達され、同図中、矢印で示す方向に回転するようになっている。立シャフト１２には、所定の厚みを有する盤状体である円形のロータリーテーブル１３が固定されている。ロータリーテーブル１３はその中心が、立シャフト１２の軸心と一致するように立シャフト１２に取り付けられている。ロータリーテーブル１３は、立シャフト１２に固定された状態で、該ロータリーテーブル１３の水平面内において立シャフト１２と同方向に回転するようになっている。

ロータリーテーブル１３には、複数の臼孔１４が設けられている。臼孔１４は、ロータリーテーブル１３をその厚み方向に貫通している。臼孔１４は、ロータリーテーブルの円周と同心であって、且つロータリーテーブルよりも半径の小さな円の円周上に一定間隔を置いて配置されている。

ロータリーテーブル１３の上部には、臼孔１４の数と同数の上杵１５が設置されている。一方、ロータリーテーブル１３の下部には、同様に臼孔１４の数と同数の下杵１６が設置されている。上杵１５及び下杵１６はその横断面形状が臼孔１４の横断面形状と同じになっており、臼孔１４内に隙間なく貫入可能になっている。上杵１５及び下杵１６はそれらの軸心が、臼孔１４の中心と一致する位置に設置されている。

上杵１５及び下杵１６は、ロータリーテーブル１３の回転移動に同期して該ロータリーテーブル１３と同方向に回転移動が可能になっている。したがって、ロータリーテーブル１３が回転移動しても、上杵１５及び下杵１６の軸心と、臼孔１４の中心との位置関係は変化しない。これと共に上杵１５及び下杵１６は、その軸心に沿って上下方向へ摺動可能になっている。これによって上杵１５及び下杵１６は、臼孔１４内へ挿入可能になっている。

図１（ｂ）に示すように、上杵１５の垂直方向の高さは、上杵搬送レール２１により制御される。一方、下杵１６の垂直方向の高さは、下杵１６の底部が摺動する下杵搬送レール２２により制御される。

打錠機１０には更に、粉末貯留枡としてのフィードシュー１７が設置されている。フィードシュー１７は、先に述べたロータリーテーブル１３の上面に近接して位置している。ロータリーテーブル１３と異なり、フィードシュー１７は固定状態になっている。ロータリーテーブル１３は、フィードシュー１７の下面に近接して水平方向に移動する。フィードシュー１７は、ロータリーテーブル１３の水平面と直交する複数の壁部１８から構成されている。壁部１８の上面及び下面の少なくとも一部は開放されている。壁部１８は、原料粉末の漏れ出しを防ぐために閉鎖形をなしている。

フィードシュー１７上には、粉末供給装置１９が設置されている。そして粉末供給装置１９からフィードシュー１７内に原料粉末２０が連続的に又は断続的に供給されるようになっている。

フィードシュー１７から見て、ロータリーテーブル１３の回転方向の下流側には、摺切板２５が設置されている。摺切板２５は固定状態になっており、且つその下面がロータリーテーブル１３の上面と接するように設置されている。ロータリーテーブル１３はその上面が摺切板２５の下面と接しながら摺動し、それによって臼孔１４内に充填され、そこから溢れ出た原料粉末が除去されるようになっている。

ロータリーテーブル１３の回転方向（臼孔１４の搬送方向）の摺切板２５の下流側には、上下一対の予圧ローラ２３ａ，２３ｂと同じく上下一対の本圧ローラ２４ａ，２４ｂが、ロータリーテーブル１３、上杵１５及び下杵１６を挟むように順に設けられている。したがって、予圧ローラ２３ａと本圧ローラ２４ａにより上杵１５の杵面を垂直下方に押下げ、同時に、予圧ローラ２３ｂと本圧ローラ２４ｂにより下杵１６の杵面を垂直上方に押し上げることにより、臼孔１４内の粉末を錠剤に圧縮成形する。打錠後は、上杵１５が上方に退避すると共に、下杵１６が上昇することで成形された錠剤が臼孔１４内から取り出される。

以上の構成を有する打錠機１０を用いて製造される錠剤の形状に特に制限はなく、従来公知の様々な形状を採用することができる。錠剤の大きさにも特に制限はなく、例えば直径は２〜１００ｍｍ、高さは１〜５０ｍｍとすることができる。目的とする錠剤の形状、大きさに応じて、打錠機の臼孔１４、上杵１５及び下杵１６の形状、大きさを変えることができる。

打錠開始から打錠終了までは、臼孔１４内の粉末層には臼や杵から力が作用しており、粉末層は三次元的に圧縮されることになるので、錠剤にキャッピングなどの破壊が生じることはない。しかし、打錠終了後に上杵１５が粉末層から離れた状態では、粉末層に作用する外力は臼による壁面圧のみになってしまうので、粉末層には大きなせん断応力が発生する。また、下杵１６で排出される時には、臼の壁面から摩擦力を受けることになり、更に大きなせん断応力が生じる。また、排出の途中で錠剤の一部が臼孔１４から外部に出た状態では、錠剤の側面では部分的に壁面圧及び摩擦力が作用しているため、局所的に大きなせん断応力が生じることになる。このように、打錠終了から錠剤の排出までの間で、粉末層には高いせん断応力が生じており、粉末層がその強度よりも大きな応力状態にあると、錠剤にはキャッピングなどの欠陥（部分的に破壊した状態）が生じてしまう。

比較的低速で打錠される場合は、上述のように外力のみによる応力状態を考えればよいが、比較的高速で打錠する場合は、それ以外に錠剤内の空気圧を考慮しなければならない。なぜならば、粉末層が比較的高速に圧縮されると粉末層の内部に存在する空気が粉末層の外部に移動することができなくなり、その結果、錠剤内部に空気圧が発生するからである。事実、比較的低速で打錠しているときにはキャッピングが発生しづらいが、高速で打錠するとキャッピングが発生しやすくなるので、空気圧の影響は大きいと考えられる。

本発明者らは、打錠のプロセスにおいて粉末層に生じている応力を予測し、予め定量化しておいた粉末層の強度曲線との大小関係からキャッピングが生じない条件を見出し、その条件下で打錠を行うことが有利であることを見出した。具体的には、打錠終了後の錠剤内の空気圧を予測し、錠剤内の空気圧が錠剤の最大引張応力よりも小さくなればキャッピングが生じにくくなることを見出した。

まず、目的とする錠剤内の空気圧を、打錠機で打錠する時の運転速度に応じて導出する第１のステップについて説明する。

図２に示すように、実際に打錠を行う打錠機に備えられている臼及び杵と同じ臼３０及び杵３１を用意し、杵３０と臼３１とのクリアランスを、実際に打錠を行う打錠機と同じに設定しておく。臼内に、実際に打錠を行う原料粉末と同じ粉末を充填する。比較的低速（おおよそ１０ｍｍ／ｍｉｎ以下）の圧縮速度で粉末を圧縮して、所望の密度になるように打錠する。そのままの状態下に、ポンプ３２で所定の時間にわたり圧力をかけて粉末層３３内に空気を透過させる。その時に差圧計３５で圧力を測定する。そして透過した空気を空気貯め３４で捕捉して、その体積を測定する。この操作を複数点の密度で測定しておく。このようにして、打錠開始から打錠終了までの粉末層３３における密度（ｇ／ｃｍ^３）と、空気透過係数（ｍ^３／（ｓｅｃ・Ｐａ））との関係を求める。両者の関係は、例えば図３に示すように、密度と、空気透過係数の対数とが直線関係となることがわかった。

図３に示す結果を得た後に、その結果と、錠剤内の空気圧に関する数理モデルとを用いて錠剤内の空気圧を算出する。圧縮過程での錠剤内の空気圧に関するモデルと記号を図４に示す。図４の下部が錠剤内部を表し、それに連結している同図の上部が錠剤外部を表している。錠剤の体積に対して、粉体の真密度に相当する体積を除いた部分が空気の体積になる。錠剤内部の空気は、圧縮によって外部に移動しようとする。高速に圧縮されると、外部に移動しきれない空気が錠剤内部に残存するので、残存した体積に応じて圧力が上昇する。圧縮過程における圧力と空気の流量との関係は、空気透過係数Ｃを使うと（１）式で表される。なお、空気透過係数Ｃは、図３に示したように、錠剤の密度ρの関数である。

粉末は高速に圧縮されるので、空気の体積と圧力との関係は断熱圧縮に近いと考えられる。したがって、空気を理想気体と考えれば、（２）式のようにポリトロープ変化の式が成り立つ。断熱圧縮を仮定しているので、本発明ではポリトロープ指数κをκ＝１．４とした。

臼内への充填時に粉末に随伴していた空気は、圧縮過程で一部が錠剤内に残存し、残りは外部に排出される。排出量の計算に、（３）式で表される空気の保存則と、（４）式で表される空気の状態式を用いる。

これらの式を展開して、最終的に圧縮過程の空気圧に関する基礎式として、以下に示す（５）式を得る。

（５）式中の空隙体積及び空隙体積の時間変化は、錠剤高さを用いればそれぞれ以下に示す（６）式と（７）式で表される。

（６）式及び（７）式を（５）式に代入すると、以下に示す（８）式が得られる。

なお（８）式のままでは錠剤内の空気圧の解析解を得ることが困難である。そこで微小時間によって離散化する。即ち、分割数をｎ、打錠開始から打錠終了までの時間をｔ_ｃとすると、微小時間はΔｔ＝ｔ_ｃ／ｎで表され、ステップｉ（０≦ｉ≦ｎ−１）における空気圧や錠剤高さは、以下のように置き換えられる。

これらを前記の（８）式に代入すると、以下に示す（９）式が得られる。

（９）式において、各時刻における杵の位置は幾何学的に求められるので、錠剤高さはすべてのステップｉ（０≦ｉ≦ｎ−１）で既知量である。また空気圧の初期値（ｉ＝０）は既知量、即ち大気圧であり、時間を発展させていけば各時刻における空気圧を求めることができる。したがって（９）式を用いれば、打錠機の運転速度（即ち、粉末層の圧縮速度）や粉末の処方などの各種の条件下で圧縮されたときの錠剤内の空気圧を算出することができる。本実施形態においては、ロータリー式の打錠機を用いているので、ここで言う運転速度とは、ロータリーテーブルの回転速度のことである。なお（９）式は陽的に解いているので、分割数が少ないと解が振動したり、場合によっては圧力が負圧になったりする。本発明者らは、そのような不都合が生じない分割数は１００００以上であることを確認している。

以上の操作によって、図５に示すように、打錠開始から打錠終了までの粉末層における空気透過特性を利用して、打錠機の運転速度と、打錠後の錠剤内の空気圧との関係が得られる。なお図５において、運転速度の単位がｒｐｍとなっているのは、本実施形態においては打錠機としてロータリー式のものを用いているからである。以上の操作においては、粉末層の空気透過特性を一度だけ測定しておけば、種々の運転速度に対しても、空気圧を求めることができるので、非常に有利である。なお、生産機で空気圧を実測することが現実的には困難であったため、前記のように計算によって空気圧を予測したが、測定が可能であれば空気圧を実測してもよい。

次に、目的とする錠剤の最大引張応力を導出する第２のステップについて説明する。本発明においては、上記のように図５に示す関係を求めるステップとは別に、目的とする錠剤の最大引張応力を予め求めておくものである。これら第１のステップと第２のステップとは独立の工程であり、それらの順序は問わない。

錠剤の最大引張応力は、図６（ａ）に示す方向で錠剤が破断する力である。図６（ａ）において錠剤の断面積をＡ、最大荷重をＰとすると、最大引張応力σは、σ＝Ｐ／Ａで表される。しかし、錠剤は一般に小形のものであり、且つ硬度が十分に高くないので、引張試験機のチャックに把持させることが容易でない。したがって図６（ａ）に示す方法で最大引張応力σを測定することは容易でない。

そこで本発明者らは種々検討した結果、目的とする錠剤の最大引張応力σを予め求めるための試料として、該錠剤と同一組成を有する中実円筒状の試料を用い、図６（ｂ）に示す方法で圧縮試験を行って得られた最大荷重の値から、最大引張応力σが求められることを見出した。図６（ｂ）に示す測定方法を採用することで、小形であり、且つ硬度が十分に高くない測定試料である錠剤、つまり粉末の圧縮成形物の最大引張応力を容易に求めることができる。

測定試料Ｓは、図６（ｂ）に示す中実円筒状の形状をしており、半径がｂ、厚みがｈである。図６（ｂ）は測定試料Ｓを平面視した図である。測定試料の半径方向に沿う断面は矩形状をしている。測定試料Ｓは、その内部に空気が含まれないようにするために、できるだけ低速で圧縮して成形する。例えば１ｍｍ／ｍｉｎ又はそれ以下の圧縮速度で圧縮することで、空気の影響が十分に排除された測定試料を得ることができる。また、測定試料Ｓの密度は、目的とする錠剤の密度になるようにする。このように調製された試料Ｓを、図６（ｂ）に示すような状態となるように試験器に設置し、一定の圧縮速度で圧縮する。圧縮速度は０．１〜１ｍｍ／ｍｉｎとすることが、再現性の良い結果が得られる観点から好ましい。圧縮試験によって測定試料Ｓが破壊するまでの最大荷重Ｐが得られる。この値Ｐと、上述のｂ、ｈの値から、以下の演算を行うことで、最大引張応力σが得られる（参考文献：小林繁夫、近藤恭平著、「工学基礎講座７弾性力学」、培風館、昭和６２年５月３０日、ｐ．８３〜８４）。

以上のようにして、目的とする錠剤の最大引張応力σが求められる。続いて、この値、及び先に求めた粉末層に対する打錠機の運転速度と打錠後の錠剤内の空気圧との関係に基づき、打錠機の最大運転速度を決定する（第３のステップ）。その上で、対象とする粉末の打錠を、当該最大運転速度以下で行う（第４のステップ）。

詳細には、錠剤内の空気圧が最大引張応力σを超えないような打錠機の運転速度で行う。このようにして得られた錠剤においては、錠剤の強度が空気圧に優っているので、該錠剤にキャッピングが発生しにくくなる。打錠機の運転速度は、空気圧が最大引張応力σを超えない限り、その値に特に制限はないが、錠剤の生産性を考慮すると、錠剤内の空気圧が最大引張応力σを超えないような最大運転速度で打錠を行うことが好ましい。なお、図１に示す打錠機１０を用いた打錠においては、予圧及び本圧のうち、少なくとも本圧の打錠条件を上述のようにすることで、キャッピングの起こりにくい錠剤を首尾良く製造することができる。

以上のとおり、上述の圧縮条件を採用することで、キャッピングの起こりにくい錠剤を生産性よく容易に製造することができる。したがって、錠剤の製造時におけるリードタイムの短縮化を図ることができ、また製造経費の低減、生産性の向上が可能になる。更にキャッピングが起こりにくくなることに起因して、錠剤を構成する粉末の処方の自由度が広がる。このことは、錠剤の効能の向上につながる。

本実施形態においては、粉末の圧縮成形を多段で行う場合には、以下の条件を採用することで、キャッピングの発生を一層効果的に防止することが可能になる。本発明者らが検討した結果、多段の圧縮成形において、最終の圧縮を行う圧縮変位の値に応じて、打錠終了後の錠剤内の空気圧が変化することが判明した。したがって、図７に示すような多段圧縮を行う場合、打錠開始時の粉末層の高さと打錠終了時（つまり本圧後）の粉末層の高さとの差をＡとし、最終の圧縮を行う前（つまり予圧後）の粉末層の高さと打錠終了時（つまり本圧後）の粉末層の高さとの差をＢとし、Ａに対するＢの比率（Ｂ／Ａ）を本圧比率と定義したとき、目的とする錠剤内の空気圧が最小となる本圧比率を予め求めておき、求められた本圧比率となるように粉末の打錠を行うことで、キャッピングが一層起こりにくくなる。

本圧比率と錠剤内の空気圧との関係は、錠剤内の空気圧と打錠時の運転速度との関係を求めることに関して上述した手順と同様の手順により求めることができる。この場合、打錠機の運転速度を一定にしておき、本圧比率を種々変更して錠剤内の空気圧を求める。これによって、ある運転速度下での本圧比率と錠剤内の空気圧との関係が決定される。つまり、ある運転速度下で、空気圧が最小となる本圧比率（以下、最小空気圧本圧比率という）が決定される。この操作を種々の運転速度にて行うとより安定な打錠ができる。そして、先に述べた手順で決定された打錠機の運転速度に対応する最小空気圧本圧比率を採用して、この最小空気圧本圧比率となるように粉末の圧縮を行う。以上の操作においては、粉末層の空気透過特性を一度だけ測定しておけば、種々の運転速度や本圧比率に対しても、空気圧を求めることができるので、非常に有利である。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、打錠機としてロータリー式の打錠機を用いた場合を例にとり説明したが、本発明の製造方法は他の形式の打錠機、例えばエキセントリック式や直動式の打錠機を用いても行うことができる。

また中実円筒状の測定試料を用いた圧縮試験によって目的とする錠剤の最大引張応力を求めるためには、前記実施形態のように数理モデルを用いることができる他に、例えば有限要素法等による数値計算を用いてもよい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。

〔実施例１〕
炭酸ナトリウムを４０％（重量％、以下同じ）、フマル酸を５２％、ポリエチレングリコール６０００を５％、デキストリンを２％、香料を１％、色素を微量の処方で、２種類の処方の粉末組成物を調製した（処方１及び処方２）。処方２の平均粒径は０．１３５ｍｍである。処方１は、処方２と同じ組成物に、同じ組成物を予め直径１ｍｍ、長さ２ｍｍ程度の針状の粒子として造粒した粉体を１％混合したものである。

各処方の粉末組成物に対して、空気透過性の測定を図２に示すように行って、粉末組成物の充填後から打錠終了までの空気透過性のデータを得た。得られた空気透過性のデータを用いて、錠剤の密度が１．４５ｇ／ｃｍ^３になるように、多段式のロータリー式打錠機で打錠したときに、キャッピングが生じなかった運転速度は両処方とも１６ｒｐｍ（ラウンド／分）以下であった。そこで、１０ｒｐｍ、１３ｒｐｍ、１６ｒｐｍの運転速度に対する打錠終了時の錠剤内の空気圧を計算した。処方１は０．１２ＭＰａ、０．１３ＭＰａ、０．１４ＭＰａであり、処方２は０．１７ＭＰａ、０．２０ＭＰａ、０．２３ＭＰａであった。なお、本圧比率は２５％に設定した。

一方、それぞれの処方に対して、中実円柱状の錠剤を製作し、それを図６（ｂ）に示すように圧縮した。中実円柱状の錠剤は、処方１及び処方２の両方とも、半径ｂが３０ｍｍ、高さｈが１８．２ｍｍ、密度が１．４５ｇ／ｃｍ^３になるように、それぞれ３個ずつ成形した。それぞれの錠剤の最大荷重を測定した結果、処方１については２２３．５Ｎ、２４４．５Ｎ、２５１．０Ｎであり、処方２については４２８．０Ｎ、４０３．５Ｎ、３８６．０Ｎであった。上述のとおり、円柱状の錠剤では、最大荷重Ｐ、半径ｂ、高さｈとすれば、最大引張応力は前記の式（１０）で得られる。この式を用いて、それぞれの処方の最大引張応力を算出し、算出結果を平均すると、処方１では０．１４ＭＰａ、処方２では０．２４ＭＰａであった。以上のように、キャッピングが生じない速度の場合は、空気圧が最大引張応力よりも小さくなっていることが確認された。

〔比較例１〕
実施例１と同様の処方を用い、実施例１よりも高い速度で打錠を行った。その結果、得られた錠剤にキャッピングが生じやすくなった。１９ｒｐｍの速度の場合で空気圧を算出すると、処方１では０．１５ＭＰａ、処方２は０．２５ＭＰであった。これは実施例１で示した各処方の最大引張応力よりも大きくなっている。

〔比較例２〕
実施例１では本圧比率を２５％に設定した。なぜならば、その本圧比率で空気圧が最小となったからである。比較例２として、実施例１において本圧比率を５０％とした場合の空気圧を計算した。その結果、１６ｒｐｍの速度で、処方１では０．２４ＭＰａ、処方２は０．３０ＭＰａであった。これは実施例１で示した各処方の最大引張応力よりも大きくなっている。

本発明の製造方法に好適に用いられる打錠機の一例を示す模式図である。粉末層の空気透過性を利用して、錠剤内の空気圧と打錠機の運転速度との関係を求める装置を示す模式図である。錠剤の密度と空気透過係数との関係を示すグラフである。圧縮過程での錠剤内の空気圧に関するモデルと記号を示す説明図である。打錠機の運転速度と打錠後の錠剤内の空気圧との関係を示すグラフである。錠剤の最大引張応力の測定方法を示す模式図である。本圧比率の定義を示す模式図である。

符号の説明

１０打錠機
１３ロータリーテーブル
１４臼孔
１５上杵
１６下杵
１７フィードシュー
１８壁部
１９粉末供給装置
２０原料粉末

Claims

粉末を圧縮成形により打錠して錠剤を製造する方法において、
目的とする錠剤内の空気圧を、打錠機で打錠する時の運転速度に応じて導出する第１のステップと、目的とする錠剤の最大引張応力を導出する第２のステップと、前記空気圧及び前記最大引張応力からキャッピングを起さない最大運転速度を導出する第３のステップと、粉末の打錠を、前記最大運転速度以下で行う第４のステップとを含む錠剤の製造方法。
前記第１のステップでは、予め求めた粉末層の密度と、該粉末層の空気透過係数の関係とを利用して、目的とする錠剤内の空気圧を導出する請求項１に記載の錠剤の製造方法。
前記第２のステップでは、目的とする錠剤の前記最大引張応力を予め求めるための試料として、該錠剤と同一組成を有する中実円筒状の試料を用い、該試料をその半径方向へ圧縮したときに得られる最大荷重から、該錠剤の最大引張応力を求める請求項１又は２記載の錠剤の製造方法。
粉末の圧縮成形を多段で行い、
打錠開始時の粉末層の高さと打錠終了時の粉末層の高さとの差をＡとし、最終の圧縮を行う前の粉末層の高さと打錠終了時の粉末層の高さとの差をＢとし、Ａに対するＢの比率（Ｂ／Ａ）を本圧比率と定義したとき、目的とする錠剤内の空気圧が最小となる本圧比率を予め求めておき、
求められた本圧比率となるように粉末の打錠を行う請求項１ないし３の何れかに記載の錠剤の製造方法。
粉末を圧縮成形により打錠して錠剤を製造する方法において、
目的とする錠剤の最大引張応力を導出する第１のステップと、目的とする錠剤内の空気圧を、打錠機で打錠する時の運転速度に応じて導出する第２のステップと、前記空気圧及び前記最大引張り応力からキャッピングを起さない最大運転速度を導出する第３のステップと、粉末の打錠を、前記最大運転速度以下で行う第４のステップとを含む錠剤の製造方法。