JP7481321B2 - 粉体圧縮物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉体圧縮物の製造方法に関する。

粉体圧縮物として、粉乳を圧縮成形した固形乳が知られている（特許文献１）。この固形乳は、温水中に投入することで速やかに溶解する溶解性が要求されるとともに、輸送適性、すなわち輸送中や携行中に割れたり崩れたりの破壊が生じないような硬度が要求されている。固形乳は、その空隙率を大きくすることで溶解性を高めることができるが、空隙率を大きくすることによって硬度の低下が生じる。そこで、溶解性と輸送適性との観点から最適な空隙率が設定されている。なお、「空隙率」とは、粉体の嵩体積中に空隙が占める体積の割合を意味する。

粉乳をはじめとする粉体を圧縮成形する打錠機として、回転式打錠機が知られている（例えば、特許文献２を参照）。また、２つの臼孔部を有するスライドプレートを水平方向に往復動する打錠機（特許文献３を参照）が知られている。この特許文献３の打錠機では、成形ゾーンを挟んで２つの排出ゾーンが設けられており、一方の臼孔部を成形ゾーンに他方の臼部を一方の排出ゾーンにセットする第１の位置と、他方の臼孔部を成形ゾーンに一方の臼部を他方の排出ゾーンにセットする第２の位置との間でスライドプレートを往復動し、成形ゾーンにセットされた臼孔部の複数の臼孔にそれぞれ下杵と上杵とを進入させて粉体を圧縮成形し、排出ゾーンにセットされた臼孔部の複数の臼孔から粉体を圧縮成形した粉体圧縮物を押し出す構成である。

国際公開第２００６／００４１９０号 特開２０００―９５６７４号公報 特開２００７－３０７５９２号公報

ところで、粉体圧縮物について同一の空隙率（圧縮圧）を維持する場合、圧縮速度が高速になるほど硬度が低下する。このため、空隙率を維持しつつ粉体圧縮物の硬度を高くするには、圧縮速度を低く抑えることが有用であると考えられる。しかしながら、圧縮速度を抑えて粉体を圧縮した場合、粉体圧縮物の製造速度が低下し、生産効率が悪くなるという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、粉体圧縮物の生産効率の低下を抑えながら、硬度の向上を図ることができる粉体圧縮物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の粉体圧縮物の製造方法は、粉体を圧縮成形した固形状の粉体圧縮物の製造方法において、前記粉体を第１圧縮速度で圧縮する第１圧縮工程と、前記第１圧縮速度よりも遅い第２圧縮速度で、前記第１圧縮工程で圧縮された前記粉体の粉体圧縮物を、前記第１圧縮工程で圧縮された状態から、粉体圧縮物の目標の厚みに対応して決められた圧縮状態における粉体圧縮物の最終の厚みまで圧縮する第２圧縮工程とを有するものである。

本発明によれば、第１圧縮速度による第１圧縮に続けて第１圧縮速度よりも遅い第２圧縮速度で第２圧縮を行うので、第１圧縮速度による圧縮だけを行う場合に比べて、粉体圧縮物の硬度を向上することができるとともに、粉体圧縮物の生産効率の低下を抑えることができる。

打錠機の構成を示す説明図である。 第１圧縮の第１圧縮距離と第２圧縮の第２圧縮距離とを説明する説明図である。 圧縮速度比と粉体圧縮物の硬度比との関係を示すグラフである。

図１において、実施形態にかかる打錠機１０は、成形ゾーン１２と、この成形ゾーン１２の両側の取出ゾーン１３ａ、１３ｂとが設けられている。成形ゾーン１２は、粉体を固形状の粉体圧縮物（以下、単に圧縮物という）１４に圧縮成形するゾーンである。取出ゾーン１３ａ、１３ｂは、成形ゾーン１２で圧縮成形された圧縮物１４を回収トレー１５に取り出すゾーンである。なお、図１は、打錠機１０の構成を模式的に示している。

例えば、粉体としては粉乳が用いられ、打錠機１０によって圧縮物１４としての固形乳が圧縮成形される。打錠機１０及び圧縮成形の手法は、粉乳以外の粉体から圧縮物１４を作製する場合にも有用である。粉体は、特に限定されず、金属、触媒、界面活性剤等の無機化合物、糖質、粉末油脂、タンパク質等の有機化合物、これらの混合物等を挙げることができる。また、作製される圧縮物１４についても、特に限定されず、食品や薬品としての圧縮物、工業的な製品としての圧縮物等とすることができる。

打錠機１０には、スライドプレート１７が水平方向（図中左右方向）にスライド自在に設けられている。このスライドプレート１７は、そのスライド方向の一端側（図中左側）の第１臼部１７ａと、他端側（図中右側）の第２臼部１７ｂとを有している。第１臼部１７ａ及び第２臼部１７ｂには、スライドプレート１７の厚み方向（上下方向）に貫通した複数の臼孔１８がマトリクス状にそれぞれ配されている。

上記スライドプレート１７は、図示されるように、第１臼部１７ａを成形ゾーン１２に、第２臼部１７ｂを取出ゾーン１３ｂにそれぞれセットした第１スライド位置と、第２臼部１７ｂを成形ゾーン１２に、第１臼部１７ａを取出ゾーン１３ａにそれぞれセットした第２スライド位置とにスライド機構（図示省略）によってスライドされる。

成形ゾーン１２には、スライドプレート１７の下方に下杵部２１が配され、また上方に上杵部２２が配されている。また、各取出ゾーン１３ａ、１３ｂには、スライドプレート１７よりも上方にそれぞれ押出部２４ａ、２４ｂが配されている。下杵部２１は、アクチュエータ２６で上下動される。上杵部２２と押出部２４ａ、２４ｂとは連結部材で連結されており、アクチュエータ２７によって一体に上下動する。

下杵部２１は、その上部に複数の下杵３１が立設され、上杵部２２は、その下部に複数の上杵３２が立設されている。下杵３１及び上杵３２は、臼部の複数の臼孔１８にそれぞれ対応してマトリクス状に配列している。これにより、成形ゾーン１２にセットされている第１臼部１７ａまたは第２臼部１７ｂのいずれか一方の各臼孔１８内に下杵３１と上杵３２とが嵌挿される。後述するように、臼孔１８内において、嵌挿された下杵３１の上端面と上杵３２の下端面との間で粉体を圧縮物１４に圧縮成形する。

アクチュエータ２６、２７は、制御部３４で駆動が制御される、例えばサーボモータで構成されており、下杵部２１、上杵部２２を上下動させる。この例ではアクチュエータ２６、２７としてのサーボモータの速度を変化させることで、詳細を後述するように、圧縮成形する際の圧縮速度すなわち下杵３１、上杵３２の移動速度を変化させている。アクチュエータ２６、２７としては、サーボモータに限定されず、また下杵部２１、上杵部２２の移動速度を変化させる手法もこれに限定されるものではない。例えば、油圧シリンダー等を用いてもよい。また、この例では、圧縮成形の際には、下杵３１、上杵３２の両方を互いに近づく方向に移動させるが、一方を固定し他方だけを移動させてもよい。

打錠機１０には、粉体を臼孔１８に供給する漏斗３６が設けられている。漏斗３６は、その底面がスライドプレート１７の上面に近接して配されている。この漏斗３６の底面には、スライドプレート１７の幅方向（スライド方向と直交する方向）に延びたスリット状の底部開口が設けられている。漏斗３６は、下杵３１、上杵３２による圧縮成形に先立って、成形ゾーン１２にセットされている臼部の上方を往復動する。この往復動の間に、漏斗３６内にホッパー（図示省略）から粉体が供給されることにより、底部開口を介して一定量の粉体を臼孔１８内に供給する。このように、漏斗３６は、ホッパーとともに粉体供給部を構成している。成形圧縮時には、漏斗３６は、下降する上杵部２２、押出部２４ａ、２４ｂと干渉しない位置に移動する。なお、粉体を臼孔１８内に供給する際には、下杵３１が臼孔１８に嵌挿された状態で行われる。また、漏斗３６の底面がスライドプレート１７の上面と摺動してもよい。

押出部２４ａ、２４ｂは、その下部に複数の押出体３８が立設されている。押出部２４ａ、２４ｂの押出体３８は、上杵３２と同様に、臼部の複数の臼孔１８にそれぞれ対応してマトリクス状に配列されている。スライドプレート１７が第１スライド位置に移動された状態では、押出部２４ｂの押出体３８が第２臼部１７ｂの臼孔１８内に挿入され、また第２スライド位置に移動された状態では、押出部２４ａの押出体３８が第１臼部１７ａの臼孔１８内に挿入される。これにより、押出体３８で臼孔１８内から圧縮成形された圧縮物１４を押し出して回収トレー１５に取り出す。

打錠機１０によって作製する圧縮物１４の形状は、特に限定されない。圧縮物１４の形状としては、例えば、円盤状、レンズ状、キューブ形状、キューブの表面に凹部や凸部を設けた形状等を挙げることができる。

上記の打錠機１０による圧縮物１４の圧縮成形の手順は次の通りである。スライドプレート１７が、例えば第１スライド位置に移動される。このスライドプレート１７の移動後に、アクチュエータ２６が駆動されて、下杵部２１が上昇し、各下杵３１が第１臼部１７ａの対応する臼孔１８内にそれぞれ嵌挿されて、臼孔１８の底部を塞いだ状態で停止する。この後に、漏斗３６が、第１臼部１７ａの一端から他端（この例では右端から左端）に移動してから一端に戻るように往復動する。そして、この間に漏斗３６に対して粉体が供給されることにより、漏斗３６の底部開口を介して臼孔１８内に一定量の粉体が供給される。

続いて、アクチュエータ２７が駆動されることによって、上杵部２２と押出部２４ａ、２４ｂが下降する。これにより、上杵部２２の各上杵３２が第１臼部１７ａの各臼孔１８にそれぞれ嵌挿される。この後に上杵部２２の下降が継続されるとともに、下杵部２１が再び上昇を開始する。これにより、各臼孔１８内において、下杵３１の上端面と上杵３２の下端面との間で粉体が圧縮される。この圧縮の際には、下杵３１の上端面と上杵３２の下端面とが近づく圧縮速度を変化させる（切り替える）。すなわち、まず第１圧縮速度Ｖ_１で第１圧縮を行い、この第１圧縮から続けて第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行う。打錠機１０では、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が遅くされている。

上記の下杵３１と上杵３２とによる粉体の圧縮により、圧縮物１４が形成される。下杵３１と上杵３２とによる圧縮を解除することにより、圧縮物１４の厚み（上下方向の長さ）が圧縮されている状態よりも膨張する。このため、打錠機１０では、圧縮終了時における下杵３１の上端面と上杵３２の下端面との間隔すなわち圧縮を維持した状態での圧縮物１４の最終の厚みは、圧縮を解除した状態での最終的な成形体である圧縮物１４の目標とする厚み（以下、目標厚みという）に基づき、圧縮を解除したときの圧縮物１４の膨張を考慮して決められている。

圧縮の完了の後、下杵部２１が下降され、上杵部２２が上昇して、各下杵３１及び各上杵３２が臼孔１８から抜かれる。このときに、圧縮物１４は、臼孔１８内に残る。

次に、スライドプレート１７が第１スライド位置から第２スライド位置に移動され、第２臼部１７ｂが成形ゾーン１２にセットされる。成形ゾーン１２では、上記の第１臼部１７ａを用いた粉体の圧縮成形と同じ手順で、第２臼部１７ｂを用いて、各臼孔１８内で粉体から圧縮物１４が圧縮成形される。

一方、スライドプレート１７が第２スライド位置に移動することにより、第１臼部１７ａが臼孔１８内の圧縮物１４とともに取出ゾーン１３ａにセットされる。押出部２４ａ、２４ｂは、上杵部２２と一体に下降するから、上記のように第２臼部１７ｂを用いて、圧縮物１４を圧縮成形する際に、第１臼部１７ａの各臼孔１８内に押出体３８が挿入される。これにより、押出体３８によって、第１臼部１７ａの各臼孔１８内の圧縮物１４が臼孔１８から回収トレー１５上に押し出される。回収トレー１５は、圧縮物１４が押し出された後に移動し、新たな回収トレー１５が取出ゾーン１３ａにセットされる。

上記のようにして、第２臼部１７ｂを用いた圧縮成形と、第１臼部１７ａからの圧縮物１４の取り出しが完了すると、スライドプレート１７が第１スライド位置に移動する。この移動後、上記と同様な手順により、第１臼部１７ａを用いた圧縮成形が行われるとともに、取出ゾーン１３ｂにセットされている第２臼部１７ｂの各臼孔１８から圧縮物１４が回収トレー１５上に押し出される。

以降、同様にスライドプレート１７を第１スライド位置と第２スライド位置とに交互に移動し、成形ゾーン１２での粉体の圧縮成形と、取出ゾーン１３ａまたは取出ゾーン１３ｂでの圧縮物１４の取り出しを行う。

上述のように、打錠機１０では、まず第１圧縮速度Ｖ_１で第１圧縮を行ってから、第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行う。第１圧縮及び第２圧縮の圧縮距離は、この例においては、図２（Ａ）に示すように、第２圧縮の終了時すなわち全圧縮行程の終了時における状態を基準にしている。下杵３１と上杵３２とによる圧縮は、下杵３１の上端面と上杵３２の下端面との間の杵間隔が最終杵間隔Ｌとなるまで行われる。最終杵間隔Ｌは、全圧縮行程で圧縮された状態の圧縮物１４の最終の厚みである。この最終杵間隔Ｌは、上述のように圧縮を解除したときに圧縮物１４が膨張することを考慮して決められており、圧縮物１４の目標厚みよりも小さい。

図２（Ｂ）は、第２圧縮の開始時すなわち第１圧縮の終了時における状態を、図２（Ｃ）は、第１圧縮の開始時の状態をそれぞれ示している。図２（Ｃ）示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_１＋Ｌ_２）の状態から、図２（Ｂ）に示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_２）の状態になるまでの圧縮が第１圧縮である。また、図２（Ｂ）に示される杵間隔（Ｌ＋Ｌ_２）の状態から、図２（Ａ）に示される最終杵間隔Ｌの状態になるまでの圧縮が第２圧縮である。

第１圧縮の第１圧縮距離は、第１圧縮において杵間隔の減少する距離Ｌ_１となる。第２圧縮の第２圧縮距離は、第２圧縮において杵間隔の減少する距離Ｌ_２となる。圧縮を解除することなく第１圧縮から続けて第２圧縮を行うので、この第２圧縮距離Ｌ_２は、圧縮物１４を第１圧縮で圧縮された状態から最終の厚み（Ｌ）までの圧縮距離である。

また、第１圧縮における杵間隔の変化速度が第１圧縮速度Ｖ_１であり、第２圧縮における杵間隔の変化速度が第２圧縮速度Ｖ_２である。なお、第１圧縮の間、第２圧縮の間に杵間隔の変化速度が変動するような場合では、平均速度を第１圧縮速度Ｖ_１、第２圧縮速度Ｖ_２とする。

第１圧縮の後に第１圧縮速度Ｖ_１よりも遅い第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行うことで、その第１圧縮速度Ｖ_１と同じ圧縮速度及び同じ圧縮距離（Ｌ_１＋Ｌ_２）で圧縮を行った場合よりも、圧縮物１４の硬度を高くすることができる。しかも、第２圧縮を第１圧縮に続けて行い、また第２圧縮距離Ｌ_２を短くすることができるので、第１圧縮速度Ｖ_１よりも遅い第２圧縮速度Ｖ_２で第２圧縮を行うことによる圧縮時間の増加は小さい。したがって、圧縮物１４の製造速度の低下が軽微である。

この例では、圧縮物１４の硬度を効率的に高めるために、第１圧縮で圧縮された状態から圧縮物１４を圧縮した際に、圧縮距離に対する圧縮物１４の硬度の変化率が低下した状態にまで圧縮するという第２圧縮条件を満たすように、第２圧縮の態様すなわち第２圧縮速度Ｖ_２及び第２圧縮距離Ｌ_２の組み合わせを決めている。

発明者らは、第１圧縮速度Ｖ_１、第１圧縮距離Ｌ_１、第２圧縮速度Ｖ_２、第２圧縮距離Ｌ_２の種々の組み合わせから得られた各圧縮物を調べた結果から、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２を小さくしたときに、第２圧縮距離Ｌ_２の変化に対する圧縮物の硬度の変化率（増加率）が低下する特異的な点（以下、硬度特異点と称する）が存在することを見出した。また、発明者らは、その硬度特異点に対応する第２圧縮距離Ｌ_２は、第１圧縮速度Ｖ_１によって変化し、第２圧縮速度Ｖ_２の影響も受けることも見出した。

硬度特異点が存在するのは、圧縮物の内部の粉体の粒子の再配列が支配的な圧縮状態から、圧縮物の内部で塑性変形が支配的な圧縮状態に変化するためであると推察される。また、第１圧縮速度Ｖ_１が大きいほど、圧縮物の内部の塑性変形に必要なエネルギーが大きくなるため、第１圧縮速度Ｖ_１に応じて硬度特異点に対応する第２圧縮距離Ｌ_２が変化し、またその第２圧縮距離Ｌ_２が第２圧縮速度Ｖ_２の影響を受けるものと推察される。

上記の知見に基づき、上記第２圧縮条件を満たすように第２圧縮を行うことで、圧縮時間の増加を抑えながら、効率的に圧縮物１４の硬度を大きく向上させている。なお、上記のような圧縮物の圧縮状態の変化は、前述の各種粉体で生じるものであり、各種粉体から圧縮物を圧縮成形する際に、第２圧縮条件を満たすように第２圧縮を行うことは有用である。

また、第１圧縮速度Ｖ_１の第２圧縮速度Ｖ_２に対する比率である圧縮速度比（＝Ｖ_１／Ｖ_２）を５以上とすることも好ましい。圧縮速度比を５以上とすることにより、圧縮物１４の硬度を大きく増大させることができる。

上記打錠機１０の構成は、一例であり、第１圧縮と第２圧縮とで圧縮速度を変化させて圧縮できるものであれば、その構成は限定されない。また、この例では、第２圧縮において、最終厚みまで圧縮を行っているが、第２圧縮に続けて、第２圧縮速度から速度を変化させた圧縮をさらに行ってもよい。この場合、第２圧縮よりも後の圧縮で最終の厚みまで圧縮物１４を圧縮する。

第１圧縮速度Ｖ_１、第１圧縮距離Ｌ_１、第２圧縮速度Ｖ_２、第２圧縮距離Ｌ_２の種々の組み合わせで圧縮物１４を圧縮成形する実験１～１１０を行い、実験１～１１０で作製された各圧縮物１４の硬度を評価した。第１圧縮速度Ｖ_１としては、１ｍｍ／秒、１０ｍｍ／秒、１００ｍｍ／秒、第１圧縮距離Ｌ_１としては、５ｍｍ、１０ｍｍ、第２圧縮速度Ｖ_２としては、０．２５ｍｍ／秒、１ｍｍ／秒、２ｍｍ／秒、１０ｍｍ／秒、５０ｍｍ／秒、第２圧縮距離Ｌ_２としては、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．８ｍｍ、１．６ｍｍとした。実験１～１１０には、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が遅い例の他に、第１圧縮速度Ｖ_１と第２圧縮速度Ｖ_２とが同じ例、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が速い例が含まれる。また、第１圧縮速度Ｖ_１、第１圧縮距離Ｌ_１、第２圧縮速度Ｖ_２、第２圧縮距離Ｌ_２が異なる他は、各圧縮物１４の作製条件は同じとした。

表１－１～表１－３に実験１～１１０についての第１圧縮速度Ｖ_１、第１圧縮距離Ｌ_１、第２圧縮速度Ｖ_２、第２圧縮距離Ｌ_２の組み合わせを示す。

圧縮物１４の材料となる粉体としては粉乳を用いた。粉乳の組成は、タンパク１１．１ｇ／１００ｇ、炭水化物５７．７ｇ／１００ｇ、脂質２６．１ｇ／１００ｇであった。また、圧縮成形に用いた粉乳は、粉乳とその造粒物とが混合したものであり、粉乳の大きさ（粒径）は，５μｍ～１５０μｍ程度であり，粉乳の造粒物の大きさは，１００μｍ～５００μｍ程度であった。

上記打錠機１０と同様に、臼孔内において下杵と上杵との間で粉乳を圧縮成形して圧縮物１４を作製した。実験１～１１０では、２．０ｇの粉乳を圧縮成形して圧縮物１４とした。圧縮物１４の形状は、直径２０ｍｍｍ、厚み（目標厚み）９．５ｍｍの円盤状とした。この目標厚み（９．５ｍｍ）に対して、最終杵間隔Ｌ（最終厚み）を８．４ｍｍに設定して圧縮成形を行った。

また、参考実験Ｒ１～Ｒ６として、圧縮中に圧縮速度を変化させないで圧縮成形した圧縮物（以下、参考圧縮物という）を作製した。参考実験Ｒ１～Ｒ６についての圧縮速度Ｖ_０、圧縮距離Ｌ_０を表２に示す。なお、参考圧縮物のその他の作製条件は、圧縮物１４のものと同じである。

なお、参考実験Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６では、圧縮距離Ｌ_０が１０ｍｍであるが、粉体（粉乳）を実質的に圧縮している圧縮距離（杵間隔）はそれよりも短い。また、実験１～１１０において、第１圧縮距離Ｌ_１が１０ｍｍであるものについても、やはり粉体（粉乳）を実質的に圧縮している圧縮距離（杵間隔）はそれよりも短い。このため、実験１～１１０における実質的なトータルの圧縮距離と、参考実験Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６における実質的な圧縮距離とは等しいと評価されるものであった。

実験１～１１０で作製された圧縮物１４の硬度を測定し、これらの圧縮物１４の硬度を、圧縮速度Ｖ_０と第１圧縮速度Ｖ_１が等しく、かつ上記のように実質的な圧縮距離が等しい圧縮成形で作製された参考圧縮物について測定された硬度と比較した。すなわち、第１圧縮速度Ｖ_１が１ｍｍ／秒の実験１、２、５、６等の圧縮物１４の硬度は、圧縮速度Ｖ_０が１ｍｍ／秒の参考実験Ｒ２の参考圧縮物の硬度と比較した。同様に、第１圧縮速度Ｖ_１が１０ｍｍ／秒の実験７、８、１３、１４等の圧縮物１４の硬度は、圧縮速度Ｖ_０が１０ｍｍ／秒の参考実験Ｒ４の参考圧縮物の硬度と比較し、第１圧縮速度Ｖ_１が１００ｍｍ／秒の実験３、４、９，１０等の圧縮物１４の硬度は、圧縮速度Ｖ_０が１００ｍｍ／秒の参考実験Ｒ６の参考圧縮物の硬度と比較した。

上記の比較において、実験１～１１０のうちで第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２を遅くして圧縮成形した各実験で作製された圧縮物１４の硬度は、比較した参考圧縮物の硬度よりも高くなっていた。これにより、粉体を第１圧縮速度で圧縮した後に、この第１圧縮速度よりも遅い第２圧縮速度で、第１圧縮工程で圧縮された圧縮物１４を、さらに圧縮物１４の最終の厚みまで圧縮することにより、圧縮物１４の硬度が向上することがわかり、圧縮成形に要する時間の増加を抑えながら圧縮物１４の硬度を向上できることがわかる。

上記の硬度の比較とは別に、壊れやすさ等の基準から、実験１～１１０で作製された圧縮物１４の硬度を評価した。この評価結果を表１－１～表１－３の硬度評価の欄に示す。また、参考実験Ｒ１～Ｒ６で作製された圧縮物の硬度を同様に評価した評価結果を表２の硬度評価の欄に示す。評価欄の評価結果（Ａ～Ｄ）の意味は、次の通りである。
Ａ：硬い。手で握る、５ｃｍ程度の高さから落とすなどの衝撃を与えても割れ欠けしない。
Ｂ：ある程度硬い。手で握る、コンベアで輸送するなどしても割れ欠けしない許容硬度。
Ｃ：ある程度柔い。手で握ると、割れ欠けすることがある。
Ｄ：柔い。手で握ると、容易に割れ欠けする。

上記のように４段階に硬度評価を行った場合に、圧縮速度Ｖ_０が１０ｍｍ／秒の参考実験Ｒ４で作製された参考圧縮物の硬度評価は「Ｃ」であるが、これに対応する第１圧縮速度Ｖ_１が１０ｍｍ／秒であり、かつ第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が遅かった圧縮物１４の硬度評価は、「Ａ」または「Ｂ」となり、いずれも参考圧縮物よりも硬度評価が高くなった。また、圧縮速度Ｖ_０が１００ｍｍ／秒の参考実験Ｒ６で作製された圧縮物の硬度評価は「Ｄ」であるが、これに対応する第１圧縮速度Ｖ_１が１００ｍｍ／秒であり、かつ第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２が遅かった多くの圧縮物１４の硬度評価が「Ａ」ないし「Ｃ」となり、硬度評価が参考圧縮物よりも高くなった。なお、硬度評価の変化にかかわらず、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２を遅くして圧縮成形した全ての圧縮物１４について、比較した参考圧縮物よりも硬度が向上したことは、上述の通りである。

さらに、実験１～１１０で作製された圧縮物１４についての圧縮速度比（＝Ｖ_１／Ｖ_２）と硬度比との関係を調べた。この圧縮速度比と硬度比との関係を図３に示す。硬度比は、実験１～１１０で作製された圧縮物１４の硬度（Ｈ）の、圧縮速度Ｖ_０と第１圧縮速度Ｖ_１が等しく、かつ実質的な圧縮距離が等しい参考圧縮物の硬度（Ｈ_０）に対する比率（＝Ｈ／Ｈ_０）とした。

図３のグラフより、圧縮速度比が「５」以上になると、大きな硬度比、すなわち大きな硬度の増加が得られることがわかる。したがって、第１圧縮速度Ｖ_１よりも第２圧縮速度Ｖ_２を遅くして、圧縮速度比が「５」以上とすることは、圧縮物１４の大きな硬度の増加をもたらすうえで有用であることがわかる。

１０ 打錠機
１４ 粉体圧縮物
１８ 臼孔
３１ 下杵
３２ 上杵

Claims (3)

1. 粉体を圧縮成形した固形状の粉体圧縮物の製造方法において、
   前記粉体を第１圧縮速度で圧縮する第１圧縮工程と、
   前記第１圧縮速度よりも遅い第２圧縮速度で、前記第１圧縮工程で圧縮された前記粉体の粉体圧縮物を、前記第１圧縮工程で圧縮された状態から、粉体圧縮物の目標の厚みに対応して決められた圧縮状態における粉体圧縮物の最終の厚みまで圧縮する第２圧縮工程とを有し、
   前記第１圧縮速度をＶ _１ 、前記第２圧縮速度をＶ _２ としたときに、圧縮速度比Ｖ _１ ／Ｖ _２ が５以上であること
   を特徴とする粉体圧縮物の製造方法。
2. 前記第２圧縮工程は、前記第１圧縮工程で圧縮された状態から粉体圧縮物を圧縮した際に圧縮距離に対する粉体圧縮物の硬度の変化率が低下した状態にまで圧縮するように、前記第１圧縮工程で圧縮された状態から前記最終の厚みまでの圧縮距離と前記第２圧縮速度との組み合わせが設定されていること
   を特徴とする請求項１に記載の粉体圧縮物の製造方法。
3. 前記粉体は粉乳であること
   を特徴とする請求項１または２に記載の粉体圧縮物の製造方法。
   

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