JP5810163B2 - 打錠用杵 - Google Patents

Description

本発明は、粉体（顆粒または粉末）材料を圧縮成型するための打錠機に用いられる打錠用杵に関し、より特定的には、生産用打錠機による打錠特性をよりスケールの小さい打錠機で模擬するために用いられる打錠用杵に関する。

打錠用粉体を圧縮成型して錠剤を製造する打錠部が外周に沿って複数配置された回転盤（ターンテーブル）と、打錠用粉体を蓄える定量器と、定量器内に配置され、その回転によって打錠用粉体を回転盤上に供給させる回転翼とを備えたロータリー打錠機（以下、単に打錠機と記載する）が公知である。このような打錠機では、回転盤が１回転する間に、打錠部への打錠用粉体の充填、打錠用粉体の計量、打錠用粉体の圧縮成型、及び圧縮成型された錠剤の取出といった工程が連続的に実施される。こうして製造された錠剤は、ベルトコンベアなどによって搬出される。

このような打錠機を用いて錠剤を製造する場合、打錠部において上下方向に配置された一対の杵セット及び筒状の臼を用いて打錠される。この杵セットは、下端に打錠面を備え上方から加圧ロールによる押圧を受ける上杵と、上端に打錠面を備え下方から加圧ロールによる押圧を受ける下杵とから構成され、上杵の打錠面と下杵の打錠面とが対向した状態で配置される。上杵及び下杵は、加圧ロールによって互いに近づく方向に押圧され、臼に充填された粉体を圧縮する。このような杵セット及び臼の組み合わせが、打錠機の製造能力に従って所定の数だけ配置されている。

ところで、このような打錠機においては、打錠条件や打錠用粉体の特性により、キャッピング（錠剤上面の剥離）、ラミネーション（層間剥離）、ステッキング（杵付着）等の打錠障害が発生する場合がある。このような打錠障害は歩留まりを低下させるため、打錠障害を回避するための様々な手法が提案されている。特許文献１は、耐久性と剥離性とに優れた打錠機用の杵を開示する。また、特許文献２は、低融点の生理活性成分を配合した錠剤を打錠する場合にステッキングを防止する打錠機用の杵を開示する。

特開２００６−３１５０７６号公報 特開２００８−０７４７１９号公報

医薬品開発においては、固形製剤、特に錠剤を開発する場合、打錠機の製造規模の違いにより、崩壊特性又は溶出特性（これらをまとめて「錠剤特性」と記載する場合がある）が異なる、いわゆるスケール効果を経験することがよくある。これは、製剤開発施設において小規模生産用の打錠機（以下「試験機」という）を用いて打錠処方を決定して、生産施設において大規模生産用の打錠機（以下「生産機」という）を用いて実際に製品を打錠すると、処方は同一でも錠剤特性が異なる錠剤が製造されることを意味する。加えて、製剤開発施設において小規模生産用の打錠機を用いた場合には良好に打錠を行うことができた場合でも、同じ打錠処方で大規模生産用の打錠機を用いて打錠したときに初めて、キャッピング、ラミネーション又はステッキングなどの打錠障害が発生することがある。

また、商業生産ではＰＴＰ包装と容器包装が一般に採用されているが、ＰＴＰ充填装置の錠剤充填シュートには「だるまシュート」と「Ｒシュート」の２種類があり、錠剤厚さが一定でない錠剤には「だるまシュート」が、厚さが制御されている錠剤には「Ｒシュート」が適用される。充填性の観点ではＲシュートの方が充填トラブルは少ないが、Ｒシュートの場合は許容範囲が中心錠剤厚さ±０．１ｍｍであることから錠剤厚さをシビアに制御する必要がある。しかしながら、商業生産されると製剤設計で予想していた錠剤厚さと異なることを経験しており、製剤設計の段階で商業生産における錠剤厚さを事前に評価することは意義がある。

したがって、試験機での打錠時には、生産機の打錠条件にできるだけ近い条件で打錠を行うことが好ましい。

上述した生産機及び試験機の基本的な構造は同じであって、杵セットの設置本数及び回転半径が異なる。理想的には、錠剤の開発スケジュールにおける早期段階から生産機を用いて打錠実験を行うことにより、課題の抽出及び製剤設計の改良を行うことが好ましい。しかしながら、この場合には大量の打錠用粉体が必要となるが、開発早期から生産機で実験できるほどの大量の原薬を合成することは現実的でない。そうすると、開発スケジュールの後期までは試験機で打錠処方を開発しておいて、大量の打錠用粉体を準備することができる後期において、生産機を用いて開発した打錠処方で打錠することになる。このように開発スケジュールにおける後期になって初めて生産機で打錠すると、スケール効果が発現してしまい、問題がある製剤特性及び良好でない打錠特性を備えた錠剤が製造されて、その解決に開発者が翻弄されたり、開発スケジュールが遅延したりする。

上述したスケール効果や打錠障害の原因の１つとして、生産機と試験機との総圧縮時間の差が考えられる。試験機のターンテーブルの半径は、生産機のターンテーブルの半径より小さいため、試験機と生産機とで同じ回転数でターンテーブルを回転させると、圧縮成型時間は生産機より試験機の方が長くなる。これは、回転数が同じであると、回転半径が小さい試験機では、杵セットが配設された位置における周速度が小さく、試験機の総圧縮時間が生産機の総圧縮時間よりも長くなるためである。

そこで、総圧縮時間を生産機と試験機とで同じにすることでスケール効果を最小限にすることが考えられる。このためには、試験機のターンテーブル回転数を上昇させて、試験機の周速度を生産機の周速度と等しくすれば良い。しかしながら、この方法では、試験機のターンテーブル回転数を相当高い回転数（例えば生産機の４倍）まで上昇させる必要があり、試験機の能力では不可能である。すなわち、周速度を一致させることにより総圧縮時間を生産機と試験機とで同じにすることで、生産機の打錠条件を模擬する手法は、現実的でなく、上述した問題を解決することができない。

それ故に、本発明の目的は、打錠機を改造することなく、試験機で生産機の打錠状態を模擬することを可能とする打錠用杵を提供することである。

本発明は、一対の杵から構成される杵セットの複数組を同一中心で回転させながら、加圧ロールを用いて一対の杵を互いに近づく方向に加圧することによって打錠を行う打錠機で使用する棒状の打錠用杵に関する。本発明に係る打錠用杵は、粉体を圧縮するための打錠面を一方端部に有する棒状部材と、棒状部材に接続されるベース部と、ベース部の端面の一部から突出する金属製の、ベース部と一体となる突出部とを含み、突出部に平坦面が設けられるヘッドとを備える。平坦面の径方向の寸法は、ヘッドの径の５％以上３５％以下である。

本発明によれば、平坦面の径方向の寸法に応じて、打錠機の回転数を上げることなく、圧縮停滞時間を小さくすることができるので、生産スケールの打錠機における打錠状態を、より規模の小さな打錠機で模擬することが可能となる。

図１は、打錠機の外観を示す図である。 図２は、図１に示す打錠機の内部構造を示す斜視図である。 図３は、打錠機による打錠工程を示す展開図である。 図４は、打錠機の圧縮時間を説明するための図である。 図５は、図１の打錠機の予圧ロールと本圧ロールとの間における下杵の支持方法を示す斜視図である。 図６は、図１の打錠機の予圧ロールと本圧ロールとの間における下杵の支持方法の他の例を示す斜視図である。 図７は、第１の実施形態に係る上杵の側面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図８は、第１の実施形態に係る下杵の側面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図９は、図７に示した上杵の斜視図である。 図１０は、図８に示した下杵の斜視図である。 図１１は、第１の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分の拡大図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図１２は、生産機用の下杵のヘッドを拡大した斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図１３は、図９、１１及び１２に示した形状のヘッドを有する打錠用杵と加圧ロールとの接触状態を模式的に示す図である。 図１４は、下杵が予圧ロールから下杵支持部材へと乗り移る様子を示す図である。 図１５は、第２の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図１６は、生産機用の打錠用杵のヘッド部分の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。 図１７は、図１５に示した形状のヘッドを有する打錠用杵と加圧ロールとの接触状態を模式的に示す図である。 図１８は、第３の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分を示す斜視図である。 図１９は、第４の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分を示す斜視図である。 図２０は、第５の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２１は、第５の実施形態の変形例に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２２は、第６の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２３は、第７の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２４は、第８の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２５は、第９の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２６は、第１０の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２７は、第１１の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。 図２８は、打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示すグラフである。 図２９は、打錠圧を変えて化合物Ａの粉体を打錠した錠剤の厚さと硬度の関係を示すグラフである。 図３０は、打錠圧を変えて化合物Ｂの粉体を打錠した錠剤の厚さと硬度の関係を示すグラフである。 図３１は、打錠圧を変えて化合物Ｃの粉体を打錠した錠剤の厚さと硬度の関係を示すグラフである。 図３２は、杵の接触面長さを変えた際の打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示すグラフである。 図３３は、第１の実施形態に係るヘッドを備え、かつ杵ヘッドの曲率半径を変えた杵である。 図３４は、杵ヘッドの曲率半径を変えた杵で打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示すグラフである。 図３５は、図１５に示した打錠用杵の打錠特性を評価するために用いた杵の断面図である。 図３６は、図１５に示した打錠用杵で打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示すグラフである。 図３７は、杵の段差を変えた際に打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示すグラフである。

＜打錠機の構成＞
図１は、打錠機の外観を示す図であり、図２は、図１に示す打錠機の内部構造を示す斜視図である。本発明に係る打錠用杵の説明に先立って、打錠機の基本的な構成を説明する。以下において説明する打錠機は、回転式粉体材料圧縮成型機である。打錠機には、動軸に配置される上杵及び下杵からなる杵セットが複数取り付けられる。

以下の説明においては、このような杵セットの下杵についてのみ言及する場合があるが、基本的に同じ構造を備える上杵についても下杵の構成が適用される。さらに、上述したように、生産機及び試験機の基本的な構造は同じであって、杵セットの本数及び回転半径が異なる。より具体的には、生産機に取り付けられる杵セットの本数は試験機の本数より多く、生産機の杵セットの回転半径が試験機の杵セットの回転半径よりも大きい。

図１の外観側面図及び図２の斜視図に示すように、打錠機１００は、回転軸フレーム１２０内に回転可能に設けられる立シャフト（図示せず）と、表面及び裏面がほぼ平坦な一枚の円板からなる回転盤１４０と、下杵保持部１５０と、上杵保持部１３０とを備える。なお、打錠機１００の基本的構成は、既に公知であり、上杵２００と下杵３００とにより、臼に充填した粉体材料を圧縮成型する。ここで、圧縮成型される対象は医薬品に限定されるものではなく、本発明は、食品、電池等の医薬品以外を打錠する技術への適用も可能である。

図２（Ａ）に示すように、回転盤１４０は、外周部分に近い部分においてその周方向に、所定の間隔をあけて複数の貫通孔１４２を有する（図示の都合上、貫通孔１４２は１ヶ所のみ明示）。これらの貫通孔１４２には、錠剤の原料として投入ホッパー１１０から投入された粉体材料が充填される臼とともに、上杵２００の下端部分及び下杵３００の上端部分が挿入可能である。上杵２００及び下杵３００から構成される杵セットが、予圧ロール４００及び本圧ロール５００（これらをまとめて「加圧ロール」と記載する場合がある）の間を通過することにより貫通孔１４２に充填された粉体材料を予備圧縮及び本圧縮して、錠剤に成型する。なお、予圧ロール４００及び本圧ロール５００は、上下一対に設けられている。上側の予圧ロール４００及び本圧ロール５００は上杵２００のヘッドに当接して上杵２００を下側へ押圧し、下側の予圧ロール４００及び本圧ロール５００は下杵３００のヘッドに当接して下杵３００を上側へ押圧する。なお、図２では上側の予圧ロール４００及び本圧ロール５００を図示していない。本発明に係る打錠用杵は、予圧ロール４００及び本圧ロール５００に当接する部分となるヘッド形状に特徴がある。

上杵保持部１３０は、平坦な上面を有した円盤であって、その周方向に間欠的に配置される複数の上杵２００を上下動可能に保持する。上杵保持部１３０と回転盤１４０との位置関係は、貫通孔１４２の中心軸と上杵２００の中心軸とが一致するように決定される。

下杵保持部１５０は、平坦な上面を有した円盤であって、その周方向に間欠的に配置される複数の下杵３００を上下動可能に保持する。下杵保持部１５０と回転盤１４０との位置関係は、貫通孔１４２の中心軸と下杵３００の中心軸とが一致するように決定される。

図３は、打錠機による打錠工程を示す展開図である。図３に示すように、打錠機１００は、回転盤１４０が１回転する間に、（１）粉体材料の充填、（２）圧縮成型、（３）成型された錠剤の取出しを含む一連の作業を連続的に行う。圧縮成型工程では、杵セットは、予圧ロール４００及びこれに隣接して設けられた本圧ロール５００から順に圧力を受け、臼に充填された粉体材料を圧縮成型する。

図４は、打錠機の圧縮時間を説明するための図である。打錠用杵のヘッドには、加圧ロールに接触する平坦面が設けられている。打錠機による総圧縮時間は、打錠用杵のヘッドの一部が加圧ロールに当接してから、平坦面が加圧ロール上に乗り上げるまでの動圧縮時間と、打錠用杵の平坦面が加圧ロールの周面上に乗り上げてから、平坦面が加圧ロールの周面と非接触となるまでの圧縮停滞時間とからなる。図４に示すように、動圧縮時間には打錠圧が上昇し、圧縮停滞時間には打錠圧は略一定となる。生産機と試験機とで回転数（角速度）を同じにした場合、打錠用杵の回転半径の差に起因する周速度の差によって、生産機における動圧縮時間及び圧縮停滞時間は、試験機と比べて短くなる。

図５は、図１の打錠機の予圧ロールと本圧ロールとの間における下杵の支持方法を示す斜視図である。打錠機１００においては、下杵３００が予圧ロール４００から離れてから本圧ロール５００へ乗り移るまでの間、下杵３００の下端面の位置が下杵支持部材６００によって維持され、下杵が落下することが防止されている。

図５に示すように、下杵支持部材６００は、予圧ロール４００の周面に接触しないように、かつ、本圧ロール５００の周面に接触しないように設けられる。この下杵支持部材６００は、予圧ロール４００の周面から本圧ロール５００の周面までの間に設けられた、下杵３００の下端面が描く回転軌跡を包含する平板状の部材である。下杵支持部材６００の上面は、予圧ロール４００の上端とほぼ同レベルに設定されている。また、回転板１４０の径方向においては、下杵支持部材６００は、下杵３００の下端面を支持するのに十分な大きさを備え、予圧ロール４００及び本圧ロール５００の回転の障害とならない位置に設けられている。図５に示すように、下杵３００は、回転盤１４０が回転することによって、予圧ロール４００から下杵支持部材６００へ受け渡される。

下杵３００の下端面が予圧ロール４００の周面に乗り移ると、下杵３００は、予圧ロール４００から所定の押圧力を受ける。これにより、粉体材料が予備圧縮される。その後、下杵３００が予圧ロール４００から下杵支持部材６００へ受け渡される。下杵３００は、下杵支持部材６００の表面を摺動した後、本圧ロール５００の周面に乗り移る。下杵３００の下端面が本圧ロール５００の周面に乗り移ると、下杵３００は、本圧ロール５００から所定の押圧力を受ける。これにより、粉体材料が本圧縮されて錠剤が成型される。

上述したように、下杵支持部材６００は、予圧ロール４００及び本圧ロール５００の回転の障害とならないよう、それぞれの周面との間に間隙が生じるように配置されている。予圧ロール４００の上端と下杵支持部材６００の上面とはほぼ同一レベルではあるが、この間隙部分に位置する予圧ロール４００の周面と下杵支持部材６００との間には段差がある。この段差があることにより、予圧ロール４００から下杵支持部材６００へと下杵３００が乗り移る際に下杵３００が跳ねてしまう可能性がある。そこで、本発明では、下杵３００が跳ねてしまうという問題を回避できるように、ヘッド形状が設計されている。

図６は、図１の打錠機の予圧ロールと本圧ロールとの間における下杵の支持方法の他の例を示す斜視図である。下杵支持部材８００は、下杵７００の下端面の一部のみを支持する点で、図５に示した下杵支持部材６００とは相違する。具体的に、図６に示すように、下杵支持部材８００は、予圧ロール４００の周面に接触しないように、かつ、本圧ロール５００の周面に接触しないように設けられる。下杵支持部材８００は、円弧を描くレール上の部材であり、下杵７００の下端面のうち、回転盤１４０の回転中心側の一部のみを支持する。下杵支持部材８００は、予圧ロール４００及び本圧ロール５００の回転の障害とならないように設けられている。

下杵７００の下端面が予圧ロール４００の周面に乗り移ると、下杵７００は、予圧ロール４００から所定の押圧力を受ける。これにより、粉体材料が予備圧縮される。その後、下杵７００が予圧ロール４００から下杵支持部材８００へ受け渡される。下杵７００は、下杵支持部材８００の表面を摺動した後、本圧ロール５００の周面に乗り移る。下杵７００の下端面が本圧ロール５００の周面に乗り移ると、下杵７００は、本圧ロール５００から所定の押圧力を受ける。これにより、粉体材料が本圧縮されて錠剤が成型される。

上述したように、下杵支持部材８００は、予圧ロール４００及び本圧ロール５００の回転の障害とならないよう、それぞれの周面との間に間隙が生じるように配置されている。予圧ロール４００の上端と下杵支持部材８００の上面とはほぼ同一レベルではあるが、この間隙部分に位置する予圧ロール４００の周面と下杵支持部材８００との間には段差がある。ただし、下杵支持部材８００は、下杵７００の下端面の外周部のみを支持しているため、図５の例とは異なり、予圧ロール４００から下杵支持部材８００へと下杵７００が乗り移る際に下杵７００が跳ねるという問題は生じにくい。

ここで、生産機として用いられる打錠機の回転半径Ｒは生産数量に依存するが、一般的に１３０〜３００ｍｍであり、加圧ロール半径ｒ１は、１００〜１３０ｍｍであり、回転数の最大値Ｎは、６０〜１１０ｒｐｍである。また、一般的に試験機として用いられる打錠機の回転半径Ｒは、５０〜１５０ｍｍであり、加圧ロール半径ｒ１は、３０〜９５ｍｍであり、回転数の最大値Ｎは、４０〜８０ｒｐｍである。ただし、生産機として用いられる打錠機のうち、回転半径が１３０〜１５０ｍｍ程度のものは、試験機としても用いられる場合がある。本発明の意図は打錠工程のスケール効果を試験機で明らかにすることである。

＜打錠用杵の構成＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る打錠用杵を説明する。上杵及び下杵の打錠面形状が異なる場合があるが、ヘッドの構成は同一であるので、以下に説明する打錠用杵のヘッドは、上杵及び下杵の両方に適用できる。

（第１の実施形態）
図７は、第１の実施形態に係る上杵の側面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）であり、図８は、第１の実施形態に係る下杵の側面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。また、図９は、図７に示した上杵の斜視図であり、図１０は、図８に示した下杵の斜視図である。なお、以下において、打錠用杵の断面図は、打錠用杵の中心軸を含む縦断面を表す。また、図９に示す破線は等高線を表す。

図７及び９を参照して、上杵２００は、打錠面２３２が形成された棒状部材２２０と、棒状部材２２０に接続されるヘッド２１０とを備える。打錠面２３２は、棒状部材２２０の一方端部に形成された凹面であり、臼に充填された粉体を圧縮するためのものである。ヘッド２１０は、棒状部材２２０の他方端部に接続され、加圧時に加圧ロールに接触する平坦面２１４を有する。平坦面２１４は、上杵２００の中心軸と直交する面である。上杵２００は、例えば、円柱形状の金属部材を切削加工することによって作製できる。また、棒状部材２２０には、上杵２００の回転を阻止するためのキーを嵌合させるキー溝２２２が形成されている。

図９に示すように、ヘッド２１０は、棒状部材２２０と同軸の円柱形状を有する、金属製のベース部２１１と、ベース部２１１の端面２１８の一部から突出する、金属製の突出部２１２とを含む。突出部２１２は、円錐台に近似する凸部の一部を切り欠いた形状を有している。より詳細には、突出部２１２は、ヘッド２１０の端面２１８から先細りであり、平坦面２１４と、円錐面の一部よりなる曲面２１５と、ベース部２１１の端面２１８に対して傾斜する傾斜面２１６とを有する。平坦面２１４は、圧縮停滞時間に加圧ロールの周面から押圧を受ける部分である。打錠用杵の径方向における平坦面２１４の寸法は、平坦面２１４と試験機の加圧ロールとの接触時間、すなわち試験機における圧縮停滞時間が、生産機における圧縮停滞時間とほぼ等しくなるように設定することができるし、総圧縮時間をほぼ等しくなるように設定することもできる。

図８及び１０を参照して、下杵３００は、打錠面３３２が形成された棒状部材３２０と、棒状部材３２０に接続されるヘッド３１０とを備える。上杵２００と同様に、打錠面３３２は、棒状部材３２０の一方端部に形成された凹面であり、臼に充填された粉体を圧縮するためのものである。また、棒状部材３２０には、上杵３００の回転を阻止するためのキーを嵌合させるキー溝３２２が形成されている。

図１１は、図８及び１０に示した打錠用杵のヘッド部分の拡大図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。図１１において、破線は等高線を表す。ヘッド３１０は、棒状部材３２０と同軸の円柱形状を有するベース部３１１と、ベース部３１１の端面３１８の一部から突出する突出部３１２とを含む。突出部３１２は、円錐台に近似する凸部の一部を切り欠いた形状を有している。より詳細には、突出部３１２は、ヘッド３１０の端面３１８から先細りであり、平坦面３１４と、円錐面の一部よりなる曲面３１５と、ベース部３１１の端面３１８に対して傾斜する傾斜面３１６とを有する。平坦面３１４は、圧縮停滞時間に加圧ロールの周面に乗り上げて押圧を受ける部分である。打錠用杵の径方向における平坦面３１４の寸法ｄ１は、平坦面３１４と試験機の加圧ロールとの接触時間、すなわち試験機における圧縮停滞時間が、生産機における圧縮停滞時間とほぼ等しくなるように設定することができるし、総圧縮時間をほぼ等しくなるように設定することもできる。

ここで、下杵３００の移動方向における平坦面３１４の寸法は、ヘッド３１０のベース部３１１の直径の５％以上３５％以下に設定されている。より好ましくは、上杵３００の移動方向における平坦面３１４の寸法は、ヘッド３１０のベース部３１１の直径の５％以上２５％以下である。更に好ましくは、上杵３００の移動方向における平坦面３１４の寸法は、ヘッド３１０のベース部３１１の直径の５％以上２０％以下である。尚、図１１では、下杵３００のヘッド部分を代表して説明したが、図７及び９に示した上杵２００のヘッド形状は、下杵３００のヘッド形状と同じである。したがって、上杵２００の移動方向における平坦面２１４の寸法は、ヘッド２１０のベース部２１１の直径の５％以上３５％以下に設定されている。より好ましくは、上杵２００の移動方向における平坦面２１４の寸法は、ヘッド２１０のベース部２１１の直径の５％以上２５％以下である。更に好ましくは、上杵２００の移動方向における平坦面２１４の寸法は、ヘッド２１０のベース部２１１の直径の５％以上２０％以下である。、

図１２は、生産機用の下杵のヘッドを拡大した斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。図１２に示すように、ヘッド３６０は、円柱形状のベース部３６１と、ベース部３６１の端面の全体から突出する順テーパー状の突出部３６３とを有する。突出部３６３は、略円錐台形状であって、下杵３５０の中心軸と直交する平坦面３６４と、ベース部３６１の外周縁と平坦面３６４とを滑らかに接続する曲面３６５とを有する。平坦面３６４は、圧縮停滞時間に加圧ロールに乗り上げて押圧を受ける面である。ここで、平坦面３６４の径方向の長さｄ１は、ヘッド３６０のベース部３６１の直径の３９％〜５０％程度である。

図１３は、図９、１１及び１２に示した形状のヘッドを有する打錠用杵と加圧ロールとの接触状態を模式的に示す図である。図１３において、実線は、下杵と加圧ロールとが最初に接触する位置を示し、破線は、下杵の平坦面が加圧ロール上に乗り移った位置を示す。また、図１３においては、図１２に示した生産機用の杵を示しているが、図９及び１１に示した打錠用杵は、図１２に示した打錠用杵と共通する曲面を有するため、以下の説明が同様に当てはまる。

上述したように、打錠機における総圧縮時間は、圧縮力が上昇する動圧縮時間と、圧縮力が略一定の圧縮停滞時間とに分解でき、次の数式によって表される。なお、次式右辺の第１項が動圧縮時間であり、第２項が圧縮停滞時間である。

ここで、
Ｎ：ターンテーブル回転数（ｒｐｍ）、
Ｒ：打錠用杵の中心軸の回転半径（ｍｍ）、
ｄ１：打錠用杵の移動方向における平坦面の長さ（ｍｍ）、
ｄ２：打錠用杵と加圧ロールとの接触点から、加圧ロールの中心軸を含む鉛直面までの距離（ｍｍ）
である。

また、数１で用いられるｄ２は、次の数式によって求められる。

ここで、
ｒ１：加圧ロールの半径（ｍｍ）、
ｒ２：打錠用杵のヘッドの曲面の曲率半径（ｍｍ）、
ΔＴ：打錠用杵と加圧ロールとが最初に接触した状態から、打錠用杵の平坦面が加圧ロールに乗り上げるまでの鉛直方向における圧縮距離（ｍｍ）
である。

試験機の総圧縮時間と、生産機の総圧縮時間とを合わせるためには、まず、生産機及び生産機で用いる打錠用杵のパラメータを用いて、生産機の総圧縮時間を求める。次に、試験機のパラメータを用いて、求めた生産機の総圧縮時間と等しくなるような試験機用杵の平坦面の長さｄ１を計算により求める。移動方向における平坦面の寸法が、求めた長さｄ１となるように作製した打錠用杵を用いることによって、試験機の回転数を生産機と同じにしたままで、生産機と同じ総圧縮時間を実現することができる。

さらには、試験機と生産機の動圧縮時間および圧縮停滞時間を合わせるためには、まず、生産機及び生産機で用いる打錠用杵のパラメータを用いて、生産機の圧縮停滞時間を求める。次に、試験機のパラメータを用いて、求めた生産機の圧縮停滞時間と等しくなるような試験機用杵の平坦面の長さｄ１を計算により求める。加えて生産機の動圧縮時間を求め、試験機のパラメータを用いて、求めた生産機の動圧縮時間と等しくなるような試験機用杵の打錠用杵のヘッドの曲面の曲率半径ｒ２を計算により求める。このような打錠用杵を用いることによって、試験機の回転数を生産機と同じにしたままで、生産機と同じ動圧縮時間および圧縮停滞時間を実現することができる。

具体的な打錠用杵の作製方法としては、図１２に示した生産機用の下杵３５０の突出部３６３の一部を切削する方法がある。このような作製方法に限定されるものではなく、円柱形状の金属部材を切削加工して図１１に示すヘッド形状を実現しても良いが、従来の杵を利用することにより、試作機用の杵の製造を容易かつ安価に実現できる。

＜動作＞
次に、本実施の形態に係る上杵２００及び下杵３００を用いた場合の、打錠機１００の動作について説明する。

打錠機１００において、上杵２００及び下杵３００から構成される杵セットを所定の数だけ打錠機１００の回転盤１４０に設置して、粉体材料（打錠用粉体）を投入用ホッパー１１０から投入して打錠準備を行う。

打錠機１００を起動して回転盤１４０が回転して、打錠機１００が安定して作動すると、充填位置に回転移動してきた臼に粉体材料が充填される。下杵３００は下側の予圧ロール４００の位置まで回転移動して、下杵３００のヘッド３１０の平坦面３１４が下側の予圧ロール４００の周面に乗り移り、下側の予圧ロール４００から所定の押圧力を受ける。下杵３００と対になっている上杵２００は同じように上側の予圧ロール４００の位置まで回転移動して、上杵２００のヘッド２１０の平坦面２１４が上側の予圧ロール４００の周面に乗り移り、上側の予圧ロール４００から所定の押圧力を受ける。この結果、上杵２００と下杵３００との間で、粉体材料が予備圧縮される。

予備圧縮が終わると、下杵３００が予圧ロール４００から下杵支持部材６００へ受け渡される。下杵支持部材６００の表面を摺動した下杵３００は、本圧ロール５００の周面に乗り移り、本圧ロール５００から所定の押圧力を受ける。これにより、粉体材料が本圧縮されて打錠が完了する。

本実施形態では、上杵２００及び下杵３００を用いた試験機での総圧縮時間と、上杵２５０及び下杵３５０を用いた生産機での総圧縮時間とをほぼ同じにできるので、試験機で生産機の打錠状態をより正確に模擬することができる。さらには、上杵２００及び下杵３００を用いた試験機での圧縮停滞時間と、上杵２５０及び下杵３５０を用いた生産機での圧縮停滞時間とをほぼ同じにできるので、試験機で生産機の打錠状態をより正確に模擬することもできる。

図１４は、下杵が予圧ロールから下杵支持部材へと乗り移る様子を示す図である。上述したように、予圧ロール４００の周面と下杵支持部材６００との間の間隙部分には段差がある。生産機用の下杵３５０におけるヘッド３６０の曲面３６５と、本実施の形態に係る下杵３００におけるヘッド３１０の曲面３１５とが同じ形状である。したがって、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、下杵支持部材６００の端縁部分に接触した曲面３１５によって下杵３００がガイドされるので、下杵３００を緩やかに下杵支持部材６００上に乗り移らせることができ、下杵３００の跳ね上がりを防止できる。

＜その他の実施形態＞
以下、本発明の第２〜第１１の実施の形態について説明する。以下の各実施形態では、上杵及び下杵のヘッド形状が異なるのみで、他の構成は同じである。したがって、以下においては、各実施形態と第１の実施形態との相違点を中心に説明する。また、以下の説明で説明するヘッド形状は、上杵及び下杵の両方が備えているものである。

（第２の実施形態）
図１５は、第２の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）であり、図１６は、生産機用の打錠用杵のヘッド部分の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。

本実施形態に係る打錠用杵のヘッドは、ベース部３１１と、第１テーパー部３２１と、第２テーパー部３２２とを含む。ベース部３１１は、棒状部材と同軸の円柱形状を有する。第１テーパー部３２１は、ベース部３１１と同軸の略円錐台形状を有し、ベース部３１１の端面全体に接続されている。第１テーパー部３２１は、順テーパー形状であり、円錐面に近似する曲面３２３と、平坦な端面３２４とを有する。第２テーパー部３２２は、ベース部３１１と同軸の略円錐台形状を有し、第１テーパー部３２１の端面３２４の中心部から突出している。第２テーパー部３２２は、順テーパー形状であり、円錐面に近似する曲面３２５と、圧縮停滞時間に加圧ロールと接触する平坦面３１４とを有する。第１テーパー部３２１から連続して形成される端面３２４及び平坦面３１４はいずれも、棒状部材の中心軸と直交する平面上にあり、両者の間には高さｄ３の段差が設けられている。尚、本実施形態では、第１テーパー部３２１と第２テーパー部３２２とが突出部を構成する。また、ベース部３１１と、第１テーパー部３２１と、第２テーパー部３２２とは、いずれも金属によって形成されている。

一方、図１６に示す生産機用の打錠用杵のヘッドは、棒状部材と同軸の円柱形状を有するベース部３７１と、ベース部３７１の端面全体から突出する突出部３７３とを有する。突出部３７３は、ベース部３７１と同軸の略円錐台形状であり、円錐面に近似する曲面３７５と、平坦面３７４とを有する。

本実施形態に係る打錠用杵の平坦面３１４の径方向の寸法ｄ１は、第１の実施形態と同様に、平坦面３１４と試験機の加圧ロールとの接触時間、すなわち試験機における圧縮停滞時間が、生産機で生産機用の杵を使用した場合の圧縮停滞時間とほぼ等しくなるように設定できる。本実施形態では、平坦面の大きさを生産機用杵より小さくすることによって、生産機における圧縮停滞時間を模擬することに加えて、ヘッドに段差を設けることによって、生産機における動圧縮時間の再現も図られている。以下、この点を更に説明する。

図１７は、図１５に示した形状のヘッドを有する打錠用杵と加圧ロールとの接触状態を模式的に示す図である。前述したように、打錠機における総圧縮時間は、圧縮力が上昇する動圧縮時間と、圧縮力が略一定の圧縮停滞時間とに分解でき、次の数式によって表される。なお、次式の第１項が動圧縮時間であり、第２項が圧縮停滞時間である。

ここで、
Ｎ：ターンテーブル回転数（ｒｐｍ）、
Ｒ：打錠用杵の中心軸の回転半径（ｍｍ）、
ｄ１：打錠用杵の移動方向における平坦面の長さ（ｍｍ）、
ｄ２：打錠用杵と加圧ロールとの接触点から、加圧ロールの中心軸を含む鉛直面までの距離（ｍｍ）
である。

また、数３で用いられるｄ２は、次の数式によって求められる。

ここで、
ｒ１：加圧ロールの半径（ｍｍ）、
ΔＴ：打錠用杵と加圧ロールとが最初に接触した状態から、打錠用杵の平坦面が加圧ロールに乗り上げるまでの鉛直方向における圧縮距離（ｍｍ）、
ｄ３：ヘッド部に設けられた段差高さ（ｍｍ）
である。

試験機の動圧縮時間と、生産機の動圧縮時間とを合わせるためには、まず、生産機及び生産機で用いる打錠用杵のパラメータを用いて、生産機の動圧縮時間を求める。次に、試験機のパラメータを用いて、求めた生産機の動圧縮時間と等しくなるような試験機用杵の段差高さｄ３を計算により求める。さらには、生産機及び生産機で用いる打錠用杵のパラメータを用いて、生産機の圧縮停滞時間を求め、次に試験機のパラメータを用いて、求めた生産機の圧縮停滞時間と等しくなるような試験機用杵の移動方向における平坦面の長さｄ１を計算により求める。ｄ１となる平坦面３１４と第１テーパー部３２１の端面との段差が求めた高さｄ３となるように作製した打錠用杵を用いることによって、試験機の回転数を生産機と同じにしたままで、生産機と同じ動圧縮時間と圧縮停滞時間を実現することができる。

ここで、平坦面３１４と第１テーパー部３２１との段差の高さｄ３は、０ｍｍより大きく４ｍｍ以下に設定される。この範囲内でも、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが杵形状から好ましく、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることがより好ましい。

具体的な打錠用杵の作製方法としては、図１６に示した生産機用の突出部３７３の一部を切削すれば良い。従来の杵を利用することにより、試作機用の杵の製造を容易かつ安価に実現できる。

本実施形態に係る打錠用杵を試験機で使用すれば、生産用杵を生産機で使用したときと略等しい動圧縮時間及び圧縮停滞時間を実現できるので、試験機を用いてより生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第３の実施形態）
図１８は、第３の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分を示す斜視図である。

図１８に示すように、下杵３０００のヘッドは、棒状部材と同軸の円柱形状を有するベース部３１１と、ベース部３１１の端面３０１２の中心部から突出する突出部３０１３とを有する。突出部３０１３には、平坦面３０１４が形成されている。なお、図１８に示すヘッドにおける点線は等高線を示している。

本実施形態においても、図１８に示すヘッドの平坦面３０１４の径方向の寸法は、試験機で使用した際の圧縮停滞時間が、生産機で生産用杵を使用したときの圧縮停滞時間と略等しくなるように設定されている。したがって、本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第４の実施形態）
図１９は、第４の実施形態に係る打錠用杵のヘッド部分を示す斜視図である。

図１９に示すように、下杵３１００のヘッドは、棒状部材と同軸の円柱形状を有するベース部３１１と、ベース部３１１の端面３１１２上の帯状領域から突出する突出部３１１３とを有する。突出部３１１３は、台形の横断面形状を有し、平坦面３１１４を有する。なお、図１９に示すヘッドにおける点線は等高線を示している。

本実施形態においても、図１９に示すヘッドの平坦面３１１４の径方向の寸法は、試験機で使用した際の総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間が、生産機で生産用杵を使用したときの総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間と略等しくなるように設定されている。したがって、本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第５の実施形態）
図２０は、第５の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。なお、図２０〜２７においては、ベース部材の端面に相当する位置が破線で示されている。

本実施形態に係る下杵３２００は、第３の実施形態（図１８）に係るものと同一形状のヘッドと、環状の弾性部材３２２０とを備える。弾性部材３２２０は、平坦面３０１４を含む平面とベース部材３１１の端面３０１２との間の空間において、金属製の突出部３０１３の側面と、ベース部材３１１の端面３０１２とを覆うように取り付けられている。本実施形態では、平坦面３０１４と、弾性部材３２２０の外面とは略同一面を構成している。弾性部材３２２０は、例えば、軟質ゴムによって形成できる。ただし、加圧ロールと弾性部材３２２０との接触によって、圧縮停滞時間に影響しない限り、軟質ゴム以外の材料で弾性部材３２２０を形成しても良い。本実施形態に係る打錠用杵によれば、弾性部材３２２０を設けることによって、加圧ロールから下杵支持部材への乗り移り時の跳ね上がりを緩和することが可能となる。なお、軟質ゴムが加圧ロールと接触している際には打錠圧力は小さく、粉体は成型されないが、加圧時に加圧ロールに接触してほぼ一定の打錠圧力を発生する平坦面で粉体が成型される。

図２１は、第５の実施形態の変形例に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２１に示す下杵３３００のヘッドは、図２０の例と同様に、第３の実施形態に係るものと同一形状のヘッドと、環状の弾性部材３３２０とを備える。ただし、図２１に示す弾性部材３３２０は、図２０に示す弾性部材３２２０と形状が異なる。具体的には、弾性部材３３２０は、円錐台形状を有し、平坦面３０１４と同一面を構成する平面と、円錐面とを有する。弾性部材３３２０を取り付けることにより、ヘッド形状は、生産機用の打錠用杵のヘッド形状とほぼ同じとなる。

（第６の実施形態）
図２２は、第６の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。なお、以下の説明においては、上述した実施の形態と同じ構成要素については同じ参照符号を付して、繰り返しの説明を省略する。

図２２に示すように、下杵３４００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面から突出する突出部３１２と、円滑凸部３４１８とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４に接続される曲面３１５及び円滑斜面３４１６とを有する。円滑凸部３４１８は、平坦面３１４よりも低く形成されている。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第７の実施形態）
図２３は、第７の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２３に示すように、この下杵３５００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面から突出する突出部３１２とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４及びベース部３１１に接続される曲面３５１５及び円滑斜面３５１６とを有する。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第８の実施形態）
図２４は、第８の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２４に示すように、この下杵３６００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面から突出する突出部３１２とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４及びベース部３１１の外周部に接続される傾斜面３６１２及び３６１６を有する。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。
（第９の実施形態）
図２５は、第９の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２５に示すように、この下杵３７００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面から突出する突出部３１２とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４及びベース部３１１の外周縁に接続される円滑曲面３７１２及び３７１６を有する。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第１０の実施形態）
図２６は、第１０の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２６に示すように、下杵３８００のヘッドは、第８の実施系形態（図２４）に係る下杵３６００の平坦面３１４を棒状部材の中心軸側に平行移動させたものである。具体的には、下杵３８００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面３１８から突出する突出部３１２とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４及びベース部３１１に接続される傾斜面３８１２及び３１６を有する。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

（第１１の実施形態）
図２７は、第１１の実施形態に係る打錠用杵のヘッドを示す断面図である。

図２７に示すように、下杵３９００のヘッドは、円柱形状のベース部３１１と、ベース部３１１の端面３１８から突出する突出部３１２とを有する。突出部３１２は、平坦面３１４と、平坦面３１４及びベース部３１１に接続される円滑曲面３９１２及び３９１６を有する。本実施形態に係る打錠用杵によっても、試験機と生産機とで総圧縮時間、もしくは、動圧縮時間および／または圧縮停滞時間を合わせることができるので、試験機において生産機に近い打錠状態を模擬することが可能となる。

以下、試験機で生産機の打錠状態を模擬した実施例を、比較例及び対象例と共に説明する。

（粉体の製造）
化合物Ａ０．８ｋｇ、賦形剤６６．４ｋｇ、結合剤１．２ｋｇ、崩壊剤７．２ｋｇを混合し、４．８％結合剤水溶液２５．２ｋｇを添加して造粒した。さらに、流動層乾燥機を用いて乾燥して、整粒機で整粒した。一方、賦形剤２３．３ｋｇ、崩壊剤２３ｋｇ、色素０．２３ｋｇを混合した後、整粒品と滑沢剤１ｋｇを追加して滑沢混合して打錠用粉体を製造した。

化合物Ｂ１１ｋｇ、賦形剤３３ｋｇ、安定化剤５５ｋｇ、結合剤６．６ｋｇ、崩壊剤１１ｋｇを混合し、溶媒４０ｋｇを加えて造粒した。さらに、流動層乾燥機を用いて乾燥して、整粒機で整粒した。その後結合剤６．６ｋｇ、崩壊剤７．５ｋｇを加えて混合した後、滑沢剤１．３ｋｇを加えて滑沢混合して打錠用粉体を製造した。

化合物Ｃ５０．０ｋｇ、賦形剤７２．０ｋｇ、崩壊剤７．５ｋｇを混合した後に、１２．３％結合剤水溶液３６．７ｋｇを加えて造粒した。さらに、流動層乾燥機を用いて乾燥して、整粒機で整粒した。この操作を２回繰り返して２６８ｋｇの顆粒を製造し、さらに、崩壊剤３０ｋｇ、滑沢剤２ｋｇを加えてタンブラー混合機で混合して打錠用粉体を製造した。

＜Ａ．図１１に示した打錠用杵の評価＞
以下、試験機で生産機の打錠状態を模擬した実施例を、比較例ととともに説明する。

（実施例１）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（比較例１）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、図１２に示すヘッドを備えた生産機用の上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり１４４ｍｇで打錠した。

（対照例１）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、図１２に示すヘッドを備えた生産機用の上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、３８本仕立ての生産機にセットして、１錠あたり１４４ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表１に示す。

図２８に、打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を、図２９に、平均厚さと平均硬度との関係を示す。生産機では打錠圧を１５００ｋｇｆとしても厚さは２．７ｍｍ以上にしかならない（対照例１）が、試験機を用いて生産機用杵で打錠すると１２００ｋｇｆで打錠しても約２．６ｍｍの厚さになる（比較例１）。しかし、実施例１で示すように試験機を用い、表１に示すように総圧縮時間が生産機と同じになるように第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵を用い、打錠すると１２００ｋｇｆで打錠しても錠剤厚さは２．７ｍｍと、生産機で得られる厚さとほぼ同じになった。また、図２９に示すように、試験機と生産機用杵を用いて打錠すると錠剤の厚さと硬度は、生産機と生産機用杵を用いて得られたそれらとは異なった錠剤特性になった。しかし実施例１で得られた錠剤は生産機と生産機用杵を用いて得られた錠剤特性に近似した。

（実施例２）
化合物Ｂの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径６．５ｍｍ 曲率半径６．５ｍｍ）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１２０ｍｇで打錠した。

（比較例２）
化合物Ｂの打錠用粉体を用いて、図１２に示すヘッドを備えた生産機用の上杵及び下杵（杵先端直径６．５ｍｍ 曲率半径６．５ｍｍ）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり１２０ｍｇで打錠した。

（対照例２）
化合物Ｂの打錠用粉体を用いて、図１２に示すヘッドを備えた生産機用の上杵及び下杵（杵先端直径６．５ｍｍ 曲率半径６．５ｍｍ）を、４５本仕立ての生産機にセットして、１錠あたり１２０ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表２に示す。

図３０に、化合物Ｂを含有した打錠用粉体を用いて打錠した際の平均厚さと平均硬度との関係を示す。実施例２で示すように試験機を用い、表２に示すように総圧縮時間を生産機での総圧縮時間に近似させたら、試験機と第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵を用いて打錠すると錠剤の厚さと硬度は、生産機と生産機用杵を用いて得られたそれらと近似した錠剤特性になった。一方、比較例２で得られた錠剤は生産機と生産機用杵を用いて得られた錠剤特性に近似しなかった。このように第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵を用いれば、いろいろな打錠用粉体に対して生産機で得られる錠剤特性に近似する錠剤を得ることができた。

（実施例３）
化合物Ｃの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり３００ｍｇで打錠した。

（比較例３）
化合物Ｃの打錠用粉体を用いて、図１２に示すヘッドを備えた生産機用の上杵及び下杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり３００ｍｇで打錠した。

（比較例４）
化合物Ｃの打錠用粉体を用いて、図１２に示す生産機用のヘッドを備えた上杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）と、図１１に示す第１の実施形態に係るヘッドを備えた下杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）とを、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり３００ｍｇで打錠した。

（比較例５）
化合物Ｃの打錠用粉体を用いて、図１１に示す第１の実施形態に係るヘッドを備えた上杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）と、図１２に示す生産機用のヘッドを備えた下杵（杵先端直径９．５ｍｍ 曲率半径９．５ｍｍ）とを、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠あたり３００ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表３に示す。

化合物Ｃの打錠用粉体は、図１２に示す生産機用の打錠用杵を用いて試験機で打錠してもキャッピングのような打錠障害は発生せず、同じ打錠用杵を用いて生産機で打錠すると、キャッピングが発生することが予め分かっている。すなわち、スケール効果が発現することが明らかな打錠用粉体を用いて、本実施の形態に係る打錠機用の杵を評価する。図３１に示すように、錠剤厚さと硬度との関係は、実施例３及び比較例３〜比較例５で同じ傾向が見られた。このことは第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵または下杵を用いて打錠しても錠剤厚さと硬度との関係には影響しないことを示すが、キャッピング発生の有無については評価できていない。

次に、打錠特性について評価した。実施例３及び比較例３〜比較例５で打錠した錠剤を用いて落下試験を実施して、キャッピング発生の有無を評価した。具体的には、この落下試験は、１回２０錠を２ｍの高さから落下させて大理石と衝突させて発生する錠剤の変化を目視で観察した。なお、落下回数は１０回である。この結果を表４に示す。

試験機で打錠した錠剤に、生産機で打錠した錠剤と同様のキャッピングが発生したので、生産機の打錠状態を正確に模擬できていることになり、試験結果としては良好であると言える。

表４に示すように、比較例３のように上下の杵とも生産機用の杵を用いて試験機で打錠した場合、キャッピングは全く発生していない。これは、試験機において、生産機の打錠状態を適切に模擬できていないことを示す。これに対して、実施例３においては、３回ともキャッピングが発生している。すなわち、圧縮停滞時間が短くなるように平坦面を小さくした打錠用杵を上杵及び下杵の両方に用いると、生産機におけるキャッピングの発生を模擬することができた。なお、比較例４及び比較例５では、上下の一方の杵のみを第１の実施形態に係る打錠用杵に変更したものであるが、キャッピングはほぼ発生していない。これは、上杵及び下杵の両方に第１の実施形態に係る打錠用杵を用いなければ、生産機の打錠状態を正しく模擬できないことを示す。

次に、杵の接触面長さ(底面径)を変化させた場合の錠剤厚さの違いについて評価した。その結果、生産機の圧縮停滞時間と同じ圧縮停滞時間以下になるように杵の接触面長さを設定すれば生産機での錠剤厚さを推定することができることがわかった。

（実施例１）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッド（杵の接触面長さ６．７ｍｍ）を備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（実施例４）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッド（杵の接触面長さ５．０ｍｍ）を備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（実施例５）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッド（杵の接触面長さ４．０ｍｍ）を備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（実施例６）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッド（杵の接触面長さ２．４ｍｍ）を備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（実施例７）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッド（杵の接触面長さ１．６ｍｍ）を備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表５に示す。

図３２に、実施例１及び４〜７、比較例１に係る打錠用杵を試験機で用いた場合の、打錠圧と錠剤厚さとの関係を示す。

次に、図１１で動圧縮時間を生産機と同じになるようにするには表６のように杵ヘッドの曲率半径ｒ２を大きくすることで対応できる。以下に動圧縮時間を変えた場合の結果を示す。動圧縮時間を短くすることで平均厚さも若干厚くなることが確認できた。

（実施例１）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第１の実施形態（図１１）に係るヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。ただし、杵ヘッドの曲率半径は２０ｍｍとした。

（実施例８）
化合物Ａの打錠用粉体を用いて、図３３に示す形状のヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。ただし、杵ヘッドの曲率半径は４０ｍｍとした。

これらの打錠条件を表６に示す。表６に示されるように、杵ヘッドの曲率半径ｒ２を変えることによって、圧縮停滞時間を生産機と同じにしつつ、試験機での動圧縮時間を生産機での動圧縮時間に近づけることができた。また、計算例１に示すように、計算上は、生産機と同じ動圧縮時間及び圧縮停滞時間になる杵を設計することもできる。

図３４に、実施例１及び８、比較例１に係る打錠用杵を試験機で用いた場合の、打錠圧と錠剤厚さとの関係を示す。実施例１と実施例８では圧縮停滞時間を生産機と同じにし、且つ、実施例８では杵ヘッドの曲率半径ｒ２を変えることによって、実施例１よりも試験機での動圧縮時間を生産機の動圧縮時間に近づけたことで、実施例８の錠剤厚さは実施例１の錠剤厚さより更に大きくなった。以上のことから、試験機での圧縮停滞時間と動圧縮時間をできる限り生産機での値に近づけることにより、生産機で得られる錠剤厚さにさらに近似できると考えた。

＜Ｂ．図１５に示した打錠用杵の評価＞
図３５は、図１５に示した打錠用杵の打錠特性を評価するために用いた杵の断面図である。

（実施例９）
図３５（Ａ）に示すヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径６ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして打錠を行った。図３５（Ａ）に示すヘッドは、平坦面の寸法が生産機用杵より小さく、かつ、段差が設けられている。化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第２の実施形態（図３５（Ａ））に係るヘッド（杵の接触面長さ４．７６ｍｍ）を備えた上杵及び下杵を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１２３ｍｇで打錠した。

（比較例６）
図３５（Ｂ）に示すヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径６ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして打錠を行った。化合物Ａの打錠用粉体を用いて、図３５（Ｂ）に示すヘッド（生産機用杵：接触面長さ１０ｍｍ）を備えた上杵及び下杵(直径６ｍｍ)を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１２３ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表７に示す。

図３６に、実施例９及び比較例６に係る打錠用杵を試験機で用いた場合の、打錠圧と錠剤厚さとの関係を示す。実施例９では、圧縮停滞時間が生産機における圧縮停滞時間と同じとなるように設定され、さらに、動圧縮時間が生産機における動圧縮時間と近い値に設定されている。このことから分かるように、インターナショナルタイプの杵では圧縮停滞時間のみを同じにしても生産機における打錠厚さの変化を推測することはできず、動圧縮時間も近似させるとよい事を見つけた。

次に、化合物Ａの打錠用粉体を用いて杵の段差が動圧縮時間に影響していることを確認することを目的に実施例１０、１１の実験を行った。

（実施例１０）
図３５（Ａ）に示すヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして打錠を行った。図３５（Ａ）に示すヘッドは、平坦面の寸法が生産機用杵より小さく、かつ、段差が１ｍｍ設けられている。化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第２の実施形態（図３５（Ａ））に係るヘッド（杵の接触面長さ４．８８ｍｍ、杵の段差１ｍｍ）を備えた上杵及び下杵を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（実施例１１）
図３５（Ａ）に示すヘッドを備えた上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして打錠を行った。図３５（Ａ）に示すヘッドは、平坦面の寸法が生産機用杵より小さいが、段差が２ｍｍ設けられている。化合物Ａの打錠用粉体を用いて、第２の実施形態（図３５（Ａ））に係るヘッド（杵の接触面長さ４．８８ｍｍ、杵の段差２ｍｍ）を備えた上杵及び下杵を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

（比較例７）
図３５（Ｂ）に示すヘッドを備えた生産に用いる上杵及び下杵（杵先端直径７．５ｍｍ：平型）を、１５本仕立ての試験機にセットして打錠を行った。化合物Ａの打錠用粉体を用いて、上杵及び下杵を、１５本仕立ての試験機にセットして、１錠当たり１４４ｍｇで打錠した。

これらの打錠条件を表８に示す。

図３７に、実施例１０及び１１、比較例７に係る打錠用杵を試験機で用いた場合に、打錠圧の違いが及ぼす錠剤厚さへの影響を示す。図３７に示す結果から、生産機用杵を用いて試験機で打錠した場合と比べて、実施例１０に係る打錠用杵を用いて試験機で打錠を行った場合の錠剤厚みが大きくなり、実施例１１に係る打錠用杵を用いて試験機で打錠を行った場合の錠剤厚みが更に大きくなることがわかる。この結果により、試験機と生産機とで圧縮停滞時間を揃え、動圧縮時間を近似させるほど生産機の打錠状態の再現性がより一層高まることが確認された。

本発明は、生産規模の打錠機の打錠状態を模擬するために、ラボスケールの打錠機で使用する打錠用杵に利用できる。

１００ 打錠機
２００ 上杵
３００、７００ 下杵
４００ 予圧ロール
５００ 本圧ロール
６００、８００ 下杵支持部材

Claims (5)

1. 一対の杵から構成される杵セットの複数組を同一中心で回転させながら、加圧ロールを用いて前記一対の杵を互いに近づく方向に加圧することによって打錠を行う打錠機で使用する棒状の打錠用杵であって、
   粉体を圧縮するための打錠面を一方端部に有する棒状部材と、
   前記棒状部材に接続されるベース部と、前記ベース部の端面の一部から突出する金属製の、前記ベース部と一体となる突出部とを含み、前記突出部に平坦面が設けられるヘッドとを備え、
   前記平坦面の径方向の寸法は、前記ヘッドの径の５％以上３５％以下である、打錠用杵。
2. 前記ベース部は、前記棒状部材と同軸の円柱形状を有し、
   前記突出部は、円錐台の一部を切り欠いた形状を有し、円錐面の一部よりなる曲面と、前記平坦面と、前記ベース部の端面に対して傾斜する傾斜面とを含む、請求項１に記載の打錠用杵。
3. 前記ベース部は、前記棒状部材と同軸の円柱形状を有し、
   前記突出部は、
   前記ベース部と同軸の円錐台形状を有し、前記ベース部の端面に接続される順テーパー状の第１テーパー部と、
   前記第１テーパー部と同軸の円錐台形状を有し、前記第１テーパー部の端面の中央部から突出する順テーパー状の第２テーパー部とを含み、
   前記第２テーパー部の端面が前記平坦面である、請求項１に記載の打錠用杵。
4. 前記第１テーパー部の端面を含む平面から前記平坦面までの高さが、０ｍｍよりも大きく４ｍｍ以下である、請求項３に記載の打錠用杵。
5. 前記平坦面の径方向の寸法は、生産スケールの打錠機における打錠時の総圧縮時間または圧縮停滞時間ならびに／または動圧縮時間と、前記生産スケールの打錠機より杵セットの回転半径が小さい試験用の打錠機における打錠時の総圧縮時間または圧縮停滞時間ならびに／または動圧縮時間とがほぼ等しくなるように設定される、請求項１に記載の打錠用杵。

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