JP5921935B2 - コーティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、医薬品、食品、農薬等の粉粒体のコーティング、混合、乾燥等を行うコーティング装置に関し、特に、軸線回りに回転駆動される通気式の回転ドラムを備えたコーティング装置に関する。

医薬品、食品、農薬等の錠剤、ソフトカプセル、ペレット、顆粒、その他これらに類するもの（以下、これらを総称して粉粒体という。）にフィルムコーティングや糖衣コーティング等を施すために、回転ドラムを備えたコーティング装置が使用されている。

この種のコーティング装置は、例えば下記の特許文献１〜３に開示されている。

特許文献１は、水平な軸線回りに回転駆動される通気式の回転ドラムを備えたコーティング装置を開示している。回転ドラムの周壁部は多角形の横段面形状を有し、周壁部の各辺面は多孔部（通気部）によって通気性が与えられている。そして、周壁部の各辺面の外周側にそれぞれジャケットが装着され、ジャケットと周壁部の各辺面との間にそれぞれ通気チャンネルが形成される。また、回転ドラムの他端側、即ちモータ等を含む回転駆動機構が設置されている側には、回転ドラムに対する乾燥エア等の処理気体の通気を制御する通気機構が配備されている。この通気機構は、回転ドラムの回転に伴って所定位置に来た通気チャンネルをそれぞれ給気ダクトと排気ダクトに連通させる機能を有する。

特許文献２、３は、いわゆるジャケットレス構造のコーティング装置を開示している。この方式のコーティング装置は、回転ドラムの周壁部に上記のジャケット（通気チャンネル）を有していない。特許文献２のコーティング装置では、回転ドラム（１）の周壁部を円筒形状の内側壁部（２５）で覆うと共に、内側壁部（２５）の所定位置に第１開口部（３１）と第２開口部（３２）を設け、第１開口部（３１）から周壁部の多孔部を介して回転ドラム（１）の内部に給気し、周壁部の多孔部を介して第２開口部（３２）から排気するようにしている。また、特許文献３のコーティング装置では、ドラム（１）の前面開口部（７）からドラム（１）の内部に給気し、ドラム（１）の周壁部と摺接するシールダクト（７２）に、周壁部の多孔部を介してドラム（１）の内部から排気するようにしている。

特開２００１−５８１２５号公報 特開平８−２６６８８３号公報 特開２０１０−９９５５５号公報

特許文献２の段落００５８、特許文献３の段落００１８に記載されているように、ジャケットレス構造のコーティング装置は、回転ドラムの周壁部を洗浄槽の洗浄液中に浸漬し、回転ドラムを回転させながら洗浄を行うことができる（いわゆる溜め洗い）。しかしながら、回転ドラムを洗浄液中で回転させるだけでは、回転ドラムの内部や多孔部（通気部）等を十分に洗浄することは難しい。

本発明の課題は、いわゆるジャケットレス構造のコーティング装置において、回転ドラムを効果的に洗浄することができる構成を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、処理すべき粉粒体が内部に収容され、その軸線回りに回転駆動される通気式の回転ドラムを備え、回転ドラムは、回転ドラムの内部と外部とを連通させる通気部を周壁部に有するコーティング装置において、回転ドラムの外周側に、洗浄液を貯留する洗浄槽が配設されていると共に、洗浄液に気泡を混在させる気泡発生手段を備え、洗浄槽に貯留され、気泡が混在した洗浄液中に回転ドラムの周壁部を浸漬し、回転ドラムを回転させながら洗浄を行うことを特徴とするコーティング装置を提供する。この構成によれば、洗浄槽の洗浄液中での回転ドラムの回転と、洗浄液中に混在した気泡の相乗作用により、回転ドラムの周壁部や通気部、回転ドラムの内部等を効果的に洗浄することができる。洗浄液中に混在させる気泡の直径は、周壁部の通気部（通気孔）の直径よりも小さいことが好ましく、個数基準のメジアン径が例えば５００μｍ〜０．５μｍ、好ましく２００μｍ〜０．５μｍ、より好ましくは１００μｍ〜０．５μｍ（微細気泡）である。また、通気部（通気孔）が長径と短径を有する形状に形成されている場合は、通気部（通気孔）の短径に対して、個数基準のメジアン径が少なくとも２０分の１のサイズより小さいことが好ましい。通気孔に対して気泡径が大きすぎると、通気孔の洗浄力が低下する。

上記構成において、気泡発生手段として、気泡が混在した洗浄液を洗浄槽中に噴射する気泡流噴射ノズル（バブリングジェットノズル）を用いることができる。気泡流噴射ノズルから洗浄槽の洗浄液中に噴出する洗浄液の噴流と気泡の相乗効果により、回転ドラムをより効果的に洗浄することができる。あるいは、気泡発生手段として、加圧溶解型、気液二相流旋回型のマイクロ／ナノバブル発生装置を用いることができる。このようなバブル発生装置を用いることで、より微小な気泡を発生させることができ、洗浄力を高めることができる。

上記構成において、洗浄槽は、洗浄液をオーバーフローさせて洗浄槽から排出するオーバーフロー排出部を、回転ドラムの回転方向に対して、回転方向前方側に有する構成とすることができる。洗浄槽の洗浄液中に分散した不溶性の汚れ成分（粒子状の汚れ物や油分等）を気泡により洗浄液面に浮上させ、オーバーフロー排出部から洗浄層外に排出することにより、洗浄液の清浄度を維持し、洗浄液中の汚れ成分が回転ドラムに再付着することを防止して、洗浄効果を高めることができる。

上記構成において、回転ドラムは、回転時に、洗浄槽の洗浄液を回転方向前方に流動させる流動板を周壁部に有する構成とすることができる。回転ドラムの回転時、洗浄液中で回転方向前方側に移動する流動板により、洗浄液中の気泡が流動板の回転方向前方側に保持され、周壁部の通気部を介して回転ドラムの内部に流通せしめられるので、特に洗浄しにくい周壁部の通気部も効果的に洗浄することができる。すなわち、周壁部の通気部を通過する洗浄液の流通速度は緩慢になりやすく、通気部（通気孔）の孔壁面等に洗浄液中の気泡がトラップされて、洗浄力が十分に得られないことがあるが、流動板により、通気部を通過する洗浄液の流通速度が高められるため、気泡のトラップが起こりにくく、気泡の流通性が向上することにより、洗浄効果が高められる。また、回転ドラムの回転時、流動板による洗浄液の撹拌効果により、通気部（通気孔）に対する洗浄液の流通が活発になる効果が得られる。具体的には、流動板の回転方向への移動により、流動板の回転方向前面側では洗浄液に陽圧が生じ、回転方向背面側では洗浄液に陰圧が生じるため、流動板の回転方向前方側の通気部（通気孔）から洗浄液が回転ドラムの内部に流れ込み、回転方向背面側の通気部（通気孔）から回転ドラムの外部に流れ出でるという、洗浄液の循環流／渦流が発生する。この洗浄液の循環流／渦流により、洗浄力が向上する。この流動板は、回転方向に所定間隔で複数設けられているのが好ましい。

本発明によれば、いわゆるジャケットレス構造のコーティング装置において、回転ドラムを効果的に洗浄することができる。

本発明の実施形態に係るコーティング装置の回転ドラムの縦断面図である。 回転ドラムの縦断面図である。 回転ドラムと洗浄槽の周辺部を示す一部横断面図である。 回転ドラムの周壁部周辺の一部拡大横断面図｛図４（ａ）｝、図４（ａ）のＢ部の拡大図｛図４（ｂ）｝である。

図１に示すように、この実施形態に係るコーティング装置は、水平線と平行又は略平行な軸線Ｘ回りに回転駆動される回転ドラム１を備えている。回転ドラム１は、ケーシング２の内部に回転自在に収容され、その後端部側に配設される回転駆動機構３によって回転駆動される。また、回転ドラム１は、ケーシング２の内部において、内部ハウジング４の内部に収容され、内部ハウジング４の内部空間はその外部に対して気密にシールされている。さらに、回転ドラム１の内部には、膜材液等のスプレー液を粉粒体層に向けて噴霧する１又は複数のスプレーノズル５ａを備えたスプレーノズルユニット５が配置される。

ケーシング２の前端部は給気チャンバ２ａを構成している。給気チャンバ２ａの前面は、点検窓２ｂ１を有する前面パネル２ｂで閉塞され、給気チャンバ２ａの後部は、回転ドラム１の前端開口部１ｅと連通する。また、給気チャンバ２ａには、図示されていない給気ダクトが接続され、給気ダクトを介して供給される熱風等の処理気体は、ケーシング２の給気チャンバ２ａに流入した後、給気チャンバ２ａから前端開口部１ｅを介して回転ドラム１の内部に流入する。給気チャンバ２ａの前面を閉塞する前面パネル２ｂは、スライド機構６により、スプレーノズルユニット５と共にケーシング２の前方側にスライド移動させることができ、これにより、スプレーノズルユニット５を回転ドラム１の内部からケーシング２の外部に引き出すことができる。

図２及び図３に示すように、回転ドラム１は、多角形（例えば１０角形）の横断面形状を有する周壁部１ａと、周壁部１ａの前端に連続した端壁部１ｂと、周壁部１ａの後端に連続した端壁部１ｃとを備えている。端壁部１ｂの前端にはマウスリング部１ｄが設けられ、端壁部１ｃの後端には、回転ドラム１を回転駆動する駆動系部品のマウント等に供される延在部１ｅが設けられている。周壁部１ａの各辺面には、それぞれ多孔部で形成される通気部が設けられている。この実施形態では、周壁部１ａの各辺面にそれぞれ多孔板を装着することによって通気部を形成している。

回転ドラム１の周壁部１ａの軸方向両端部には、例えばフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）等の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材で形成された環状のシールリング１３が設けられ、周壁部１ａの外周には、複数の流動板１４が回転方向に所定間隔で設けられている。この実施形態において、流動板１４は周壁部１ａの軸方向寸法とほぼ同じ長手方向寸法を有し、回転ドラム１の軸線と平行な向きで周壁部１ａの外周に配置される。また、流動板１４は、多角形の周壁部１ａの各頂部と各辺面にそれぞれ配置されている。ただし、流動板１４は、多角形の周壁部１ａの各辺面にのみ設けるようにしても良い。

図４に示すように、この実施形態において、流動板１４は、周壁部１ａの外周に固定された基部１４ａと、基部１４ａに、周壁部１ａの内外周方向への移動が許容された状態で装着されたシール部材１４ｂとを備えている。基部１４ａは、金属材等で平板状に形成され、回転ドラム１の軸線と平行な向きで周壁部１ａの外周に溶接等の適宜の手段で固定される。シール部材１４ｂは、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材で平板状に形成され、基部１４ａの一面側又は他面側に装着される。シール部材１４ｂは、周壁部１ａの内外周方向に縦長になった長穴１４ｂ１を有し、樹脂製又は金属製のワッシャ１４ｃを介して長穴１４ｂ１に挿通したボルト１４ｄを、基部１４ａに設けたボルト穴１４ａ１に螺合することによって、基部１４ａに装着される。シール部材１４ｂは、基部１４ａに装着された状態において、長穴１４ｂ１とボルト１４ｄの軸部との間の隙間の範囲内で、基部１４ａに対して、周壁部１ａの内外周方向に可動である。

図３に示すように、回転ドラム１の下方外周側に洗浄槽７が設けられている。この実施形態において、洗浄槽７は、内部ハウジング４の内部に設けられ、回転ドラム１の回転方向Ａに対して、回転方向前方側のバケット部７ａと回転方向後方側の延在部７ｂとで構成される。バケット部７ａは、回転ドラム１の周壁部に対向する部分が開口し（開口部７ａ１）、図３の紙面垂直方向の側壁部７ａ２、７ａ３に、それぞれ、回転ドラム１のシールリング１３と流動板１４が摺接する円弧状の摺接部７ａ４を備えている。また、図３の紙面垂直方向奥側の側壁部７ａ２に排気口７ａ５を備えている。この排気口７ａ５には、図示されていない排気ダクトが接続される。さらに、バケット部７ａは、気泡が混在した洗浄液を洗浄槽７中に噴射する気泡流噴射ノズル（バブリングジェットノズル）７ａ５を備えている。延在部７ｂは、バケット部７ａの回転方向後端部から回転ドラム１の周壁部１ａに沿って回転方向後方側に円弧状に延び、回転ドラム１のシールリング１３（および流動板１４）が摺接する円弧状の摺接部７ｂ１を備えている。この摺接部７ｂ１は、バケット部７ａの摺接部７ａ４と滑らかに連続する。尚、延在部７ｂは、回転ドラム１のシールリング１３（および流動板１４）と摺接するように、単純な円弧板で構成してもよい。

バケット部７ａの底壁部７ａ６と側壁部７ａ７には、それぞれ、排水口７ａ８とオーバーフロー口７ａ９が設けられている。排水口７ａ８は、排水弁７ａ９を介して配水管７ａ１０に接続され、オーバーフロー口７ａ９は、オーバーフロー弁７ａ１１を介して配水管７ａ１０に接続される。

回転ドラム１を洗浄する際は、先ず、排水弁７ａ９を閉、オーバーフロー弁７ａ１１を開にした状態で、気泡流噴射ノズル７ａ４又は他の給液手段により、洗浄水等の洗浄液を洗浄槽７に供給する。洗浄層７に供給された洗浄液は、回転ドラム１の周壁部１ａの通気部（多孔部）から回転ドラム１の内部にも入り、洗浄槽７内で図３に示す液面Ｌまで水位が上昇する。このようにして、洗浄槽７に洗浄液を溜めた後、回転ドラム１を回転させ、気泡流噴射ノズル７ａ４から洗浄液中に洗浄液の気泡流を噴射させながら洗浄を行う。洗浄槽７の洗浄液中での回転ドラム１の回転と、気泡流噴射ノズル７ａ４から洗浄液中に噴出する洗浄液の噴流及び気泡の相乗効果により、回転ドラム１の周壁部や通気部、回転ドラム１の内部等を効果的に洗浄することができる。また、気泡流噴射ノズル７ａ４から噴射される洗浄液の気泡流によって、バケット部７ａの内部の洗浄も促進される。

さらに、この実施形態では、回転ドラム１の周壁部１ａに流動板１４を設けているので、回転ドラム１の回転時、洗浄槽７の洗浄液が流動板１４によって回転方向前方に流動せしめられると共に、洗浄液中の気泡が流動板１４の回転方向前方側に保持され、周壁部１ａの通気部（多孔部）を介して回転ドラム１の内部に流通せしめられる。すなわち、周壁部１ａの通気部を通過する洗浄液の流通速度は緩慢になりやすく、通気部（通気孔）の孔壁面等に洗浄液中の気泡がトラップされて、洗浄力が十分に得られないことがあるが、流動板１４により、通気部を通過する洗浄液の流通速度が高められるため、気泡のトラップが起こりにくく、気泡の流通性が向上する。そのため、特に洗浄しにくい周壁部１ａの通気部も効果的に洗浄することができる。また、洗浄槽７の洗浄液が流動板１４によって液面Ｌから回転方向前方にすくい上げられ、周壁部１ａに跳ね掛けられることによる跳ね掛け洗浄の効果も期待できる。このような跳ね掛け洗浄の効果により、回転ドラム１の周壁部１ａのみならず、回転ドラム１の内部のスプレーノズルユニット５やバッフル等の洗浄促進も期待できる。さらに、流動板１４の回転方向への移動により、流動板１４の回転方向前面側では洗浄液に陽圧が生じ、回転方向背面側では洗浄液に陰圧が生じるため、流動板１４の回転方向前方側の通気部（通気孔）から洗浄液が回転ドラム１の内部に流れ込み、回転方向背面側の通気部（通気孔）から回転ドラム１の外部に流れ出でるという、洗浄液の循環流／渦流が発生する。この洗浄液の循環流／渦流により、洗浄力が向上する。なお、周壁部１ａの各頂部は、流動板１４を設けない場合でも、その周辺部には上記の洗浄液の循環流／渦流がある程度発生するが、周壁部１ａの各辺面は、流動板１４を設けないと、特に回転方向中央の周辺部で洗浄液の循環が緩慢になる。従って、洗浄性の点から、流動板１４は、周壁部１ａの各辺面に設けるのが効果的であり、好ましくは、各辺面の回転方向中央の周辺部での洗浄液の循環を促進するように、１又は複数の洗浄板１４を各辺面に設置するのが良い。また、回転方向に隣接する流動板１４間の間隔は、最も大きな高さを有する流動板１４の高さよりも大きくするのが好ましい。

洗浄時、気泡流噴射ノズル７ａ４から洗浄液中に常時噴射される気泡流によって、液面Ｌの付近の洗浄液はオーバーフロー口７ａ９からオーバーフローし、オーバーフロー弁７ａ１１を介して配水管７ａ１０に排出される。洗浄液中に分散した不溶性の汚れ成分（粒子状の汚れ物や油分等）は気泡の作用により液面Ｌに浮上し、オーバーフロー口７ａ９からオーバーフローする洗浄液に伴って配水管７ａ１０に排出される。そのため、洗浄槽７中の洗浄液の清浄度が維持され、洗浄液中の汚れ成分が回転ドラム１に再付着することを防止して、洗浄効果を高めることができる。

上記のようにして回転ドラム１の洗浄を行った後、排水弁７ａ９を開いて、洗浄槽７の洗浄液を配水管７ａ１０に排出する。洗浄液を排出した後、排水弁７ａ９とオーバーフロー弁を閉じると、洗浄槽７のバケット部７ａの内部に空間部が形成されるが、この空間部は、粉粒体の処理時に排気チャンバとなる。すなわち、この実施形態において、バケット部７ａは排気部材を兼ねている。

粉粒体の処理時、回転ドラム１が回転することにより、周壁部１ａのシールリング１３と流動板１４は、バケット部７ａの摺接部７ａ４に摺接する。特に、流動板１４のシール部材１４ｂは内外周方向に可動であり、回転ドラム１の回転に伴う遠心力を受けて外周方向に移動し、上記の遠心力に見合う力で、バケット部７ａの摺接部７ａ４に圧接する。これにより、図４に示すように、回転ドラム１の周壁部１ａの外周側に、流動板１４によって区画された通気空間Ｓ１が形成さる。

温風又は冷風等の処理気体は、給気ダクトを介してケーシング２の給気チャンバ２ａに流入した後、給気チャンバ２ａから前端開口部１ｅを介して回転ドラム１の内部に流入する。回転ドラム１の内部に流入した処理気体は、回転ドラム１の内部の粉粒体層を通過し、粉粒体層の乾燥に寄与した後、周壁部１ａの通気部を介して通気空間Ｓ１に入り、通気空間Ｓからバケット部７ａの開口部７ａ１を介して、バケット部７ａの空間部（排気チャンバ）に入り、バケット部７ａの排気口７ａ５から排気ダクトに排気される。

スプレーノズルユニット５のスプレーノズル５ａから粉粒体層に噴霧された膜材液等のスプレー液は、回転ドラム１の回転に伴う攪拌混合作用によって各粉粒体粒子の表面に展延され、粉粒体層を通過する処理気体によって乾燥される。これにより、各粉粒体粒子の表面にコーティング被膜が形成される。

尚、上記の実施形態において、流動板１４は、周壁部１ａの外周に固定された基部１４ａと、基部１４ａに、周壁部１ａの内外周方向への移動が許容された状態で装着されたシール部材１４ｂとで構成しているが、流動板の全体をフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材等で一体の平板状に形成して、周壁部１ａの外周に固定してもよい。また、各流動板は、回転ドラム１の回転方向に対して前傾姿勢となるように、周壁部１ａの外周に固定してもよい。これにより、流動板の回転方向前面側において、上述した洗浄液の陽圧発生が促進される。さらに、各流動板は、平板状のものに限らず、周壁部１ａから外周側に向かって回転方向寸法が漸次増大する断面形状、例えば逆三角形状又は逆台形形状の断面形状を有する板状のものであってもよい。これにより、流動板の回転方向前面側において、上述した洗浄液の陽圧発生が促進されると共に、流動板の回転方向背面側において、上述した洗浄液の陰圧発生が促進される。また、気泡流噴射ノズル７ａ４に代えて、洗浄槽７の洗浄液中に気泡を発生させる気泡生成ノズルを用いても良い。また、本発明は、周壁部の横断面形状が多角形の回転ドラムを備えたコーティング装置に限らず、周壁部の横断面形状が円形、円錐形、多角円錐形の回転ドラムを備えたコーティング装置にも同様に適用可能である。さらに、回転ドラムが水平線と平行又は略平行な軸線回りに回転駆動されるコーティング装置に限らず、回転ドラムが水平線に対して傾斜した軸線回りに回転駆動されるコーティング装置にも同様に適用可能である。

１ 回転ドラム
１ａ 周壁部
７ 洗浄槽
７ａ５ 気泡流噴射ノズル
７ａ９ オーバーフロー口

Claims (4)

1. 処理すべき粉粒体が内部に収容され、その軸線回りに回転駆動される通気式の回転ドラムを備え、該回転ドラムは、該回転ドラムの内部と外部とを連通させる通気部を周壁部に有するコーティング装置において、
   前記回転ドラムの外周側に、洗浄液を貯留する洗浄槽が配設されていると共に、前記洗浄液に気泡を混在させる気泡発生手段を備え、
   前記回転ドラムの洗浄時に、前記洗浄槽に洗浄液が貯留され、前記気泡発生手段の作動により前記気泡が混在した前記洗浄液中に前記回転ドラムの周壁部を浸漬し、前記回転ドラムを回転させながら洗浄を行い、
   前記洗浄槽は、前記洗浄液をオーバーフローさせて前記洗浄槽から排出するオーバーフロー排出部を、前記回転ドラムの回転方向に対して、回転方向前方側に有することを特徴とするコーティング装置。
2. 前記気泡発生手段は、気泡が混在した洗浄液を前記洗浄槽中に噴射する気泡流噴射ノズルであることを特徴とする請求項１に記載のコーティング装置。
3. 前記回転ドラムは、回転時に、前記洗浄槽の洗浄液を回転方向前方に流動させる流動板を前記周壁部に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のコーティング装置。
4. 前記流動板は、回転方向に所定間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコーティング装置。

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