攪拌造粒装置
【課題】 従来の攪拌造粒装置に比べて、製造時間、掃除などの手間、製造コストなどを低減して混合分散工程及び／又は造粒工程を行える装置を提供する。
【解決手段】 処理槽４の底部中央部に設けられ、処理槽４内で上方向に突出するチョッパ用回転軸３３に取付けられたチョッパ羽根１０と、処理槽４の上部から下方向に処理槽４内に突入された攪拌用回転軸９に取付けられた攪拌羽根７とを備え、攪拌羽根７は処理槽４内で上下方向に立体的に延びて処理槽４の下部域まで達する羽根であり、攪拌羽根７の形状は回転時にチョッパ羽根１０と干渉しないような形状とし、処理槽４内でチョッパ羽根１０の回転と攪拌羽根７の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする。
【解決手段】 処理槽４の底部中央部に設けられ、処理槽４内で上方向に突出するチョッパ用回転軸３３に取付けられたチョッパ羽根１０と、処理槽４の上部から下方向に処理槽４内に突入された攪拌用回転軸９に取付けられた攪拌羽根７とを備え、攪拌羽根７は処理槽４内で上下方向に立体的に延びて処理槽４の下部域まで達する羽根であり、攪拌羽根７の形状は回転時にチョッパ羽根１０と干渉しないような形状とし、処理槽４内でチョッパ羽根１０の回転と攪拌羽根７の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌処理と造粒処理の少なくとも一方を行う攪拌造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、攪拌造粒装置と呼ばれる装置が公知である。例えば、下記特許文献１には略円筒状の処理槽内に、垂直方向の回転軸を有する攪拌羽根と、水平方向の回転軸を有するチョッパと、上蓋に固定されたノズルとを有した攪拌造粒装置が開示してある。前記攪拌羽根は、基部に回転方向を下り傾斜とする翼部材を放射状に装着することにより構成され、各翼部材の先端部は、回転方向に先行するよう屈曲成形されている。
【０００３】
前記攪拌羽根を回転させると、処理槽に収容された原料粉体が、回転しながら遠心力によって径方向に移動するとともに、各翼部材に跳ね上げられて上昇運動を開始する。このようにして旋回・上昇する粒子は、ノズルから滴下あるいはスプレーされたバインダー液によって適度に凝集する一方、チョッパによって適当に剪断され、徐々に所望の粒径に造粒される。
【０００４】
ファンデーションのような微細な粒子を製造する場合には、微粉砕されたタルク、色素、液体香料及び油脂分等を上記のような攪拌造粒装置を用いて混合分散する。この場合、１回程度の混合分散処理では色ムラ等が発生するため、攪拌造粒装置による混合分散処理と粉砕装置による粉砕処理を２回〜３回程度、繰り返すことが行われている。
【特許文献１】特開平７−８７８２「攪拌造粒装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術であれば下記のような課題がある。
混合分散処理と粉砕処理を繰り返すので、製造ラインコストが高くなるとともに製造に時間がかかる課題がある。例えば、７色のファンデーションを考え、薄い色から濃い色まで１色当たり７種のバリエーションを製造する場合には、その組み合わせだけでも４９色が必要になる。同色系列の色に対してそれぞれ攪拌造粒装置、粉砕装置の組を用意するとしても７系列のラインが必要になる。
【０００６】
また、攪拌造粒装置と粉砕装置の掃除が大変である。特に特許文献１に示すような攪拌造粒装置では、処理槽内で上蓋に固定されたノズルによって染料による色付けを行う方法であるため、染料が処理槽の内周壁に付着してしまい、掃除作業に多くの時間がかかってしまうのである。さらに、粉砕装置のスクリーンの掃除や攪拌造粒装置から粉砕装置への粉体の移動にも手間がかかる。
【０００７】
また、上記攪拌造粒装置のような遠心造粒においては、攪拌羽根の回転による遠心力によって粒体は径方向に押し出され、螺旋状に回転しながら造粒されるため比重が大きい球形粒子となり、一般に溶けにくい粒子となる。また、打錠の際も比重が１．０程度で大きいため、割れやすい錠剤となる。したがって、従来の打錠用粒子は、攪拌造粒後に整粒機の処理を経て打錠する必要があるため、製造コストが高くなる問題があった。また、流動層造粒においては粒子の比重は０．４〜０．５程度となり、打錠用粒子として好ましい０．６〜０．７の比重を実現することは難しかった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる攪拌造粒装置を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
（ａ）従来の攪拌造粒装置に比べて、製造時間、掃除などの手間、製造コストなどを低減して混合分散工程及び／又は造粒工程を行える装置を提供する。
（ｂ）打錠用に好適な比重の粒子を簡単に造粒できるようにする。
（ｃ）打錠時のように粉体に圧力をかけて整形物にする場合に粉体同士の結合状態を改善できる攪拌造粒装置を提供する。
なお、上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は多面的に表現できるが、例えば、代表的なものを挙げると次のように構成したものである。なお、下記各発明において、各符号は後述する実施形態との対応関係を分かりやすくするために一例として示したものであり、本発明の各構成要素は、実施形態に記載した符号に係る構成に限定されないことは言うまでもない。
【００１０】
第１発明の攪拌造粒装置は、処理槽４の底部中央部に設けられ、前記処理槽４内で上方向に突出するチョッパ用回転軸３３に取付けられたチョッパ羽根１０と、前記処理槽４の上部から下方向に前記処理槽４内に突入された攪拌用回転軸９に取付けられた攪拌羽根７とを備え、前記攪拌羽根７は前記処理槽４内で上下方向に立体的に延びて前記処理槽４の下部域まで達する羽根であり、前記攪拌羽根７の形状は回転時に前記チョッパ羽根１０と干渉しないような形状とし、
前記処理槽４内で前記チョッパ羽根１０の回転と前記攪拌羽根７の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする。
【００１１】
本明細書において、「攪拌造粒装置」とは原材料の攪拌処理と造粒処理の少なくとも一つの処理を行える装置を言う。つまり、攪拌装置（混合分散装置とも言える）や造粒装置などを含む概念として用いている。
「攪拌羽根」の断面形状としては薄い板形のもの、円形のもの、楕円形のもの、又は三角形状のものなどが例示できる。立体的な攪拌羽根が回転することによって処理槽内の原材料は上下方向に攪拌される。
攪拌羽根とチョッパ羽根とが干渉しないようにする一方法として、上方から見たときに、前記チョッパ羽根がある処理槽の底部域においてチョッパ羽根の回りを攪拌羽根が取り囲むように配置する構成がある。
攪拌羽根の下端は処理槽の底壁まで達するように延びていることが好ましい。
【００１２】
攪拌羽根の外側端面と処理槽の内周壁との隙間は１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。造粒時の回転に関しては、チョッパ羽根の回転方向と攪拌羽根の回転方向は逆方向にすることが好ましい。チョッパ羽根と攪拌羽根を至近距離で逆方向にそれぞれ回転させることによって両者の相対速度を極めて大きくできる。本装置であれば、混合分散だけでなく、粉砕処理も行え、微細で均一な粒子を製造することができる。なお、チョッパ用回転軸と攪拌羽根用回転軸はそれらの軸心がほぼ一致するように配置することが好ましく、さらに好ましくは一致するように配置する。チョッパ用回転軸と攪拌羽根用回転軸はそれぞれ鉛直に配置することが一般的である。
【００１３】
第１発明であれば、処理槽の内周壁近くを回転する攪拌羽根によって上下に原材料を攪拌し、処理槽の中心部で回転するチョッパ羽根によって原材料を切断して攪拌又は造粒を行うので、従来の攪拌造粒装置のように処理槽の片側に水平方向の回転軸によって駆動されるチョッパ羽根を用いる構成に比べて攪拌性能又は造粒性能を向上させることができる。
【００１４】
第２発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７を前記攪拌用回転軸９に対して傾斜している螺旋形羽根６で構成したことを特徴とする。
螺旋形羽根は全体が帯形で立体的に構成される。
第２発明であれば、攪拌羽根を螺旋形羽根で構成したことによって原材料を上下方向に良好に攪拌することができる。
【００１５】
第３発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７を前記攪拌用回転軸９に対して傾斜している傾斜楕円体３８で構成したことを特徴とする。
攪拌羽根は交差する平面に含まれる２個の傾斜楕円体で構成することが好ましい。なお、１個の傾斜楕円体だけで攪拌羽根を構成することも可能である。また、３個以上の傾斜楕円体を設ける場合も考えられる。
第３発明であれば、攪拌羽根を傾斜楕円体で構成したことによって原材料を上下方向に良好に攪拌することができる。
【００１６】
第４発明は、第１発明から第３発明のいずれか一つに記載の発明において、前記攪拌羽根７は前記処理槽４の内周壁４ａに対応する外側端面１３を有していることを特徴とする。
第４発明であれば、処理槽の内周壁近くに存在する原材料を効率よく攪拌することができる。
【００１７】
第５発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７は前記処理槽４の内周壁４ａに対応して下方に延びる跳上げ翼部５１を備えており、前記跳上げ翼部５１は回転したときに内周壁４ａ周辺の原材料を前記処理槽４の中央部域に向けて跳ね上げるように傾斜角度θを持って構成してあることを特徴とする。
前記跳上げ翼部は少なくとも一つ設けられるが、攪拌用回転軸に２個〜６個ぐらい取付けることも可能である。
第５発明であれば、跳上げ翼部の存在によって内周壁近くに存在する原材料を前記処理槽の中央部域に向けて跳ね上げて原材料の攪拌を向上させることができる。
【００１８】
第６発明は、第５発明において、前記跳上げ翼部５１の先端部５７を前記処理槽４の内周壁４ａに当接させたことを特徴とする。
前記先端部はテフロン（登録商標）で製造することが好ましい。処理槽の内周壁に当接しても内周壁を痛めることなく円滑に当接することができるからである。
第６発明であれば、跳上げ翼部の先端部を処理槽の内周壁に当接させることによって内周壁近くに存在する原材料を削るように跳ね上げて原材料の攪拌を向上させることができる。
【００１９】
第７発明は、第５発明から第６発明のいずれか一つに記載の発明において、前記跳上げ翼部５１を下方に延びる基材５２と、その基材５２に対して径方向にその位置を調整移動可能な当接部材５３で構成したことを特徴とする。
第７発明であれば、当接部材を処理槽の内周壁に当接させる場合に当接部材が処理槽の径方向に移動できるので、当接圧力の調整を簡単に行うことができる。
【００２０】
第８発明は、第１発明から第７発明のいずれか一つに記載の発明において、前記処理槽４の内周壁４ａに水平な回転軸５４を有するチョッパ５５を設け、そのチョッパ羽根５６を避けるように前記内周壁４ａ近くを回転する攪拌羽根７の形状を形成したことを特徴とする。
【００２１】
「チョッパ羽根を避けるように前記内周壁近くを回転する攪拌羽根の形状を形成する」形態としてはチョッパ羽根と干渉する攪拌羽根の部分をなくしたり、間隔をおいたりする方法がある。チョッパ羽根と干渉する部分を避けるために、攪拌羽根の所定部分を内側に湾曲した構造とすることもできる。これらの形態は、螺旋形羽根、傾斜楕円体、又は跳上げ翼部を有したいずれの攪拌羽根でも採用できる。
第８発明であれば、垂直方向に回転軸を有するチョッパと水平方向に回転軸を有するチョッパによって原材料は強力に切断され、攪拌又は造粒の性能を高めることができる。
【００２２】
第９発明は、第８発明において、前記水平な回転軸５４を有するチョッパ５５を処理槽４から着脱自在に構成したことを特徴とする。
第９発明であれば、原材料、使用する用途又は製造しようとする粉体物によって水平な回転軸を有するチョッパを使用するか否かを選択することができ、攪拌又は造粒の融通性、多様性を確保することができる。
【００２３】
第１０発明は、第１発明から第９発明のいずれか一つに記載の発明において、前記処理槽４を本体槽３と上蓋２で構成し、前記攪拌用回転軸９を前記上蓋２に貫通して、前記本体槽３内に突入させるように構成し、前記上蓋２と前記攪拌用回転軸９を前記本体槽３に対して相対的に上下に移動させる昇降装置２７を設けたことを特徴とする。
【００２４】
相対的に上下に移動させる場合は、本体槽側を固定し、上蓋と攪拌用回転軸側を移動させることが好ましい。
第１０発明であれば、清掃時やメンテナンス時に昇降装置を駆動させて、攪拌羽根を本体槽から上方に退避させることができるので、処理槽の内側、攪拌羽根、チョッパの各部材において、清掃やメンテナンスが行いやすい。
【００２５】
第１１発明は、第１発明から第１０発明のいずれか一つに記載の発明において、前記攪拌用回転軸９内に設けられ、製造時に供給する液体を圧送する送液通路１５と、前記攪拌用回転軸９と一緒に回転し、前記送液通路１５からの液体を放出するノズル１６とを設けたことを特徴とする。
ノズルは攪拌羽根用回転軸の中心から外にずれた位置に取付けられることが好ましい。その場合、攪拌羽根をその回転軸に取付ける支材にノズルを設けることが好ましい。
【００２６】
第１１発明であれば、ノズルは回転軸と一緒に回転しながら、チョッパ羽根と攪拌羽根によって激しく運動している原材料の内側から液体を放出するので、材料との分散性、混合性を高めることができる。
また、激しく運動している材料の内側から液体を放出することによって放出された液体が処理槽の内周壁に付着することを抑制又は防止することができ、処理槽内周壁を汚すことを低減して、清掃作業を簡単化できる。
【００２７】
第１２発明は、第１１発明に記載の発明において、前記送液通路１５と前記ノズル１６の組を複数組設けたことを特徴とする。
第１２発明であれば、送液通路とノズルの組を複数組設けたことによって、同じ造粒時間帯に造粒に必要な複数種類の液体を原材料に供給することができ、造粒処理の多様性を高めることができる。
【００２８】
第１３発明は、第１発明から第１２発明のいずれか一つに記載の発明において、前記チョッパ用回転軸３３と前記処理槽４の密閉構造として、凹部と凸部を有した同心形遊嵌部４１の組み合わせを複数組設け、前記チョッパ用回転軸３３の基台１７側から空気を前記同心形遊嵌部４１へ圧力をかけて送り込むように構成したことを特徴とする。
前記同心形遊嵌部は円形にすることが好ましく、さらにその同心形嵌合部は少なくとも２組形成されていることが好ましい。
第１３発明であれば、簡単な構成でエアパッキン部を形成することができる。
【００２９】
第１４発明は、第１発明から第１３発明のいずれか一つに記載の発明において、前記チョッパ羽根１０，５６は、その周囲に突起物３６を有していることを特徴とする。
第１４発明であれば、チョッパ羽根はその周囲に突起物を有しているので、チョッパ羽根が回転する際に、造粒される粒の表面が凹凸状になって、打錠時などのように粉体に圧力をかけて整形物にする場合に粉体同士の結合状態を改善して、整形物の欠け、ひび割れなどの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す攪拌造粒装置の要部縦断面図、図２は本体槽を上蓋で閉じた状態を示す要部縦断面図、図３は本体槽から上蓋を上方に引き上げた状態の要部縦断面図、図４は図２のIV−IV線横断面図であり、螺旋形羽根とチョッパを上方から見た図である。
【００３１】
この攪拌造粒装置１は、上蓋２と本体槽３から構成された処理槽４と、本体槽３の底部中央部に設けられたチョッパ５と、処理槽４内の上下方向の大部分をカバーして回転する螺旋形羽根６とを含んで構成してある。螺旋形羽根６は前記攪拌羽根７の一例である。処理槽４は全体が略円筒形に形成してある。
【００３２】
チョッパ５は本体槽３の下部に設けられたチョッパ駆動モータ３２のチョッパ用回転軸３３を本体槽３内に向けて突出させ、そのチョッパ用回転軸９にチョッパ羽根１０を取付けた構成になっている。本実施形態に示す構成では、チョッパ羽根１０は水平方向に延び、先端が上向いた羽根板で構成してある。チョッパ羽根１０は１０，０００ｒｐｍが可能な馬力の大きな駆動モータが使用される。また、１０，０００ｒｐｍ程度を実現するために、機械的なパッキンではなく、エアパッキン部１１が設けてある。このエアパッキン部１１の構造については後述する。
【００３３】
図１に示すように、螺旋形羽根６は上蓋２を上下方向に貫通する攪拌用回転軸９に一対の支材１２・１２によって固定してある。螺旋形羽根６は処理槽４の上下方向に剛性の高い細長い平板を螺旋形の帯状に配設して構成してある。また、螺旋形羽根６の外側端面１３を処理槽４の内周壁４ａに０．５ｍｍ〜６ｍｍに近接させてある。螺旋形羽根６の下端６ａはチョッパ羽根１０の配設位置よりも下になるように底壁に向かって延びており、螺旋形羽根６の上端６ｂは上蓋２と本体槽３の接合面４２よりも上になるように上蓋２の上内壁に向かって延びている。
【００３４】
図４に示すように、前記外側端面１３は上方から見ると処理槽４の内周壁４ａの円と近接した同心円形になっており、対応した形状になっている。螺旋形羽根６の内側端面１４も上方から見ると内周壁４ａの円と同心円形になっており、その同心円内にチョッパ５が設けられた構成にしてある。上方から見ると、チョッパ羽根１０は螺旋形羽根６の円形の内側端面１４に干渉せず、かつ近接するようにチョッパ羽根１０の先端が延びている状態である。
【００３５】
図１に示すように、攪拌用回転軸９と支材１２には、送液通路１５が形成してあり、支材１２に設けられたノズル１６によって、造粒中の材料に油などの所定の液体を放出できるように構成してある。図１に示す構成では、２個の支材１２・１２のうち、下側の支材１２の下部に一対のノズル１６・１６が取付けた例が示してある。下側の支材１２の位置は、高速で回転するチョッパ羽根１０にも近く、重力によって落下しつつある原材料が螺旋形羽根６によって上方に攪拌される空間なので、ノズル１６・１６から噴射された液体が材料中に均等に混合させやすい。
【００３６】
次に、エアパッキン部１１について説明する。
図５はチョッパ周辺の拡大縦断面図である。
本体槽３の下側には基台１７が設けられ、その基台１７中にチョッパ駆動モータのチョッパ用回転軸３３が軸受１８によって軸支されている。チョッパ用回転軸３３の収容空間１９には外部から加圧された空気を導入する空気通路２０が連通してある。
【００３７】
基台１７の上部壁２１にはチョッパ用回転軸３３が貫通する挿通孔２２が設けてある。上部壁２１の上面は本体槽３の底壁として使用され、挿通孔２２の周囲に円形凸部２３が２組同心円状に形成してある。
【００３８】
一方、チョッパ５はチョッパ用回転軸３３に固定されるとともに、基部２４と押え部材２５によってチョッパ羽根１０を挟み込んで固定する構成になっている。また、前記基部２４の下壁には円形凹部２６が２組同心円状に形成してあり、前記円形凸部２３と遊嵌しつつ、チョッパ５の基部２４は回転できるように構成してある。上記構成によって、空気通路２０から収容空間１９に入れられた圧力空気は、挿通孔２２とチョッパ用回転軸３３の隙間、円形凸部２３と円形凹部２６の隙間を経て、本体槽３内に吹き出すことになる。なお、円形凸部２３と円形凹部２６で前記同心形遊嵌部４１を構成する。
【００３９】
また、収容空間１９内で空気通路２０より下方のチョッパ用回転軸３３には、チョッパ用回転軸３３に接触しない形で、チョッパ用回転軸３３よりも直径が０．２５ｍｍ程度大きいよりもオイルシール（図示せず）が複数個設けられ、チョッパ駆動モータ側（下方側）に圧入空気が漏れないように構成してある。
なお、基部２４側に円形凸部を設け、上部壁２１側に円形凹部を設ける構成も採用できる。
【００４０】
また、図２及び図３に示すように、本体槽３に付設して設けられた昇降装置２７の可動部２８には、上記上蓋２、攪拌用回転軸９及び螺旋形羽根６の他に攪拌羽根駆動モータ８、減速機２９、ホッパー３０などが設けられ、その可動部２８を本体槽３に対して上下移動させることによって、図２に示す状態と図３に示す状態を取り得るように構成してある。
【００４１】
上記構成の攪拌造粒装置の作用についてファンデーション製造工程を例にとって説明する。
まず、図３に示すように、上蓋２を本体槽３から離した状態で処理槽４の内部、チョッパ５、螺旋形羽根６などの清掃を行った後、図２に示すような造粒可能状態にする。
ホッパー３０からのファンデーション材料として微粉砕されたタルク、色素、液体香料などの各材料を処理槽４内に投入する。そして、螺旋形羽根６をチョッパ羽根１０よりも低速で回転させながら、チョッパ羽根１０を螺旋形羽根６の回転方向とは逆方向に６００ｒｐｍ〜１０，０００ｒｐｍで回転させることにより、各材料の混合、分散、粉砕を行う。
【００４２】
また、ファンデーション製造の終わりには、送液通路１５（図１参照）を介して、ファンデーションを固めるための油脂分などをノズル１６・１６（図１参照）から噴射する。このように、一台でファンデーションの製造ができる。
なお、チョッパ羽根１０の回転を１０，０００ｒｐｍ程度まで上げてもエアパッキン部１１によって処理槽４内の密閉状態が維持されているので、機械的なパッキンを用いた場合のように摩擦熱でパッキンが破損してしまうことがない。
【００４３】
また、チョッパ羽根１０の回転によって図５において符号３５で示す下方に押し付ける空気流が発生して円形凸部２３と円形凹部２６の圧力が高まるととともに、空気通路２０を経て導入された加圧空気が円形凸部２３と円形凹部２６の僅かな隙間を経て噴出するので、上記空気流３５による圧力と隙間から噴出する加圧空気の流れに打ち勝って処理槽４内の粉体が収容空間１９側へ漏れ出ることはなくなる。
【００４４】
さらに本攪拌造粒装置であれば、下記のような効果がある。
螺旋形羽根６とチョッパ羽根５が近接して逆方向で回転するので、相対速度が大きくなり、従来の遠心式の攪拌造粒装置では十分に混合、分散しづらい材料の組み合わせであっても良好に混合、分散処理を行うことができる。
【００４５】
また、螺旋形羽根６とチョッパ羽根１０によって粉砕処理も行えるので、サブミクロンの造粒であっても良好な造粒を行うことができる。
螺旋形羽根６の低速回転とチョッパ羽根１０の高速回転によって原材料の粉の投入から、混合、分散、粉砕等の各工程が処理槽４の中で連続的に行うことができる。したがって、製造工程が簡素化できコストを下げることができる。
【００４６】
また、攪拌用回転軸９内に設けられた送液通路１５から螺旋形羽根６の回転に連動するノズル１６から液を噴射することができるので、激しく動く粉体の中で液が噴射されることになって均一性を高めることができる。さらに粉の中で液が噴射されるので、液が処理槽４の内周壁４ａに付着しにくく、掃除が行いやすくなる。
【００４７】
さらに本体槽３に対して、上蓋２と螺旋形羽根６が一体的に上方に移動することによって、本体槽３から螺旋形羽根６を退避させることができるので、螺旋形羽根６と処理槽４の内周壁４ａを掃除しやすいとともに、チョッパ羽根１０の掃除・メンテナンス等も行いやすくなる。
また、従来の上蓋に固定されたノズルから噴射する従来方式の処理槽に比べて、同じ容量の処理槽であれば、一回で処理できる原材料の量を大幅に増やすことができる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、医薬品や食品などの打錠顆粒として、８メッシュ〜１５０メッシュの顆粒を混合分散工程から造粒工程を経て製造する場合の例である。
図６（Ａ）は打錠に適した粉体を製造するのに好適なチョッパ羽根を示す平面図、図６（Ｂ）はその模式的な側面図である。
【００４９】
このチョッパ羽根１０は、羽根１０の全周囲に上下方向に互い違いに突起物３６を形成したことを特徴としている。図６に示すチョッパ羽根１０は、前記突起物３６が略三角形の突片３７となっており、鋸羽根となっているものが示してある。
【００５０】
原材料として、ラクトアース６０重量％、コンスターチ２０重量％を主剤として、アビセル重量５％、試薬１５重量％とバインダーＨＰＣＬ（水溶液に溶剤したもの）を用意した。
上記原材料を本装置に投入して混合分散し、上記バインダーを１分〜２分間、ノズルによって粉体の中で噴霧した。粉体は湿潤粉体の塊となり、この塊を中心部下部にあるチョッパによって切断し、回転数を変化させて造粒・整粒を行う。６００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍ程度に回転数を遅くすると顆粒状になり、２０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ程度に回転数を速くすると細粒状になる。
この場合、チョッパ羽根が処理槽内で３６０゜左右対称位置となる回転の中心位置に配置されていることによって、バランスの取れたシャープな造粒が得られる。
【００５１】
また、螺旋形羽根がチョッパに比べてゆっくりと回転するため、遠心造粒とは異なって上下に攪拌し、チョッパの回転数によって破砕造粒するため、造粒後の比重が遠心造粒装置に比べて小さくなる。具体的には遠心造粒装置の比重を１とすると、本造粒装置は０．６〜０．７程度の比重になり軽くなる。流動層造粒の比重が０．４〜０．５程度であることを考えると、本造粒装置によって製造される顆粒又は細粒は、打錠用粒子として最適の造粒ができることになる。
【００５２】
また、図６に示すように、羽根の周囲に上下方向に互い違いに突起物を形成したチョッパ羽根を用いることによって、前記湿潤粉体の塊をチョッパ羽根で細かく切断していくときに、塊の表面が凹凸状になって、打錠時に粉体同士の結合を強固にすることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７、図８はそれぞれ本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
図７は、攪拌羽根７を平行ではなく、交差する方向の平面（図示せず）に含まれる２個の傾斜楕円体３８・３８によって構成した例を示す図である。傾斜楕円体３８・３８の外側端面１３・１３は処理槽の内周面に対応した円形に形成されている。
上側の傾斜楕円体３８と下側の傾斜楕円体３８の間には隙間３９が形成されているが、２つの傾斜楕円体３８を接触させて構成してもよい。なお、傾斜楕円体３８を粉体が上に乗りにくいように湾曲させてもよい。
【００５４】
図８に示す攪拌羽根９は、攪拌羽根７が上下方向に複数に分割されている構成の一例を示す図である。攪拌羽根７は螺旋形やその他の立体的に傾斜した曲面であってもよい。この場合も、その外側端面１３が処理槽の内周面に対応した円形に形成されていることは同じである。
【００５５】
（第４実施形態）
図９は本発明の第４実施形態を説明するための攪拌造粒装置の説明図であり、処理槽の要部縦断面図である。
この攪拌造粒装置は、処理槽４に水平な回転軸５４を有する第２チョッパ５５を設け、そのチョッパ羽根５６を避けるように内周壁４ａ近くを回転する攪拌羽根７の形状を形成してある。第２チョッパ５５は本体槽３の内周壁４ａに設けられ、第２チョッパ５５が設けられた攪拌羽根７の位置はチョッパ羽根５６が回転できるような空間が設けてある。
また、第２チョッパ５５は処理槽４から着脱自在に構成してあり、適宜、必要な時に第２チョッパ５５を取付けることができるように構成してある。
【００５６】
（第５実施形態）
図１０、図１１はそれぞれ本発明の第５実施形態に係る攪拌造粒装置の説明図であり、図１０は処理槽の模式的な要部縦断面図、図１１は模式的な平面図である。
この攪拌造粒装置においては、攪拌羽根７は処理槽４の内周壁４ａに対応して下方に略Ｌ字形に延びる跳上げ翼部５１を備えている。
【００５７】
攪拌用回転軸９には、径方向に延びる支材１２が取付けられ、その支材１２に一対の跳上げ翼部５１が固定してある。跳上げ翼部５１は、支材１２の両端部から略Ｌ字形に延びる基材５２と、当接部材５３とで構成してある。当接部材５３は、基材５２に対して処理槽４の径方向にその位置を調整移動可能なように構成してある。
本実施形態に示す構成では、当接部材５３に長孔５８（図１０参照）を設け、基材５２に対する固定位置を長孔５８と固定具６０によって調整することによって当接部材５３の突出量を変化できるように構成してある。
【００５８】
当接部材５３の先端部５７はテフロン（登録商標）で構成してあり、処理槽４の内周面４ａに当接するように配置される。
また、図１１に示すように、跳上げ翼部５１が回転したときに内周壁４ａ周辺の原材料を矢印５９・５９に示すように処理槽４の中央部域に向けて跳ね上げるように、当接部材５３の先端部５７は、内周壁４ａに対して傾斜角度θを持って構成してある。
攪拌用回転軸９の下端位置には所定の液を噴出するノズル１６が設けてある。
【００５９】
本実施形態の構成であれば、図１１に示すように、跳上げ翼部５１の先端部５７は回転方向６１に先行するように傾斜角度θを持つように構成してあるので、内周壁４ａ近くの原材料は矢印５９・５９に示すように処理槽４の中央部域側に跳ね上げられるように移動する。このような構成であれば、処理槽４の周辺部と中央部の原材料の移動が促進されるので、攪拌又は造粒の能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は本発明の第１実施形態を示す攪拌造粒装置の要部縦断面図である。
【図２】図２は本体槽を上蓋で閉じた状態を示す要部縦断面図である。
【図３】図３は本体槽から上蓋を上方に引き上げた状態の要部縦断面図である。
【図４】図４は図２のIV−IV線横断面図であり、螺旋形羽根とチョッパを上方から見た図 である。
【図５】図５はチョッパ周辺の拡大縦断面図である。
【図６】図６（Ａ）は打錠に適した粉体を製造するために使用されるチョッパ羽根を示す平面図、図６（Ｂ）はその模式的な側面図である。
【図７】図７は本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
【図８】図８は本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
【図９】図９は第４実施形態を説明するための攪拌造粒装置の説明図であり、処理槽の要部縦断面図である。
【図１０】図１０は第５実施形態を説明するための処理槽の模式的な要部縦断面図である。
【図１１】図１１は第５実施形態を説明するための処理槽の模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…攪拌造粒装置、２…上蓋、３…本体槽、４…処理槽、４ａ…内周壁、６…螺旋形羽根、７…攪拌羽根、９…攪拌用回転軸、１０…チョッパ羽根、１３…外側端面、１５…送液通路、１６…ノズル、１７…基台、２７…昇降装置、３３…チョッパ用回転軸、３６…突起物、３８…傾斜楕円体、４１…同心形遊嵌部、５１…跳上げ翼部、５２…基材、５３…当接部材、５４…水平な回転軸、５５…第２チョッパ、５６…チョッパ羽根、５７…先端部、θ…傾斜角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌処理と造粒処理の少なくとも一方を行う攪拌造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、攪拌造粒装置と呼ばれる装置が公知である。例えば、下記特許文献１には略円筒状の処理槽内に、垂直方向の回転軸を有する攪拌羽根と、水平方向の回転軸を有するチョッパと、上蓋に固定されたノズルとを有した攪拌造粒装置が開示してある。前記攪拌羽根は、基部に回転方向を下り傾斜とする翼部材を放射状に装着することにより構成され、各翼部材の先端部は、回転方向に先行するよう屈曲成形されている。
【０００３】
前記攪拌羽根を回転させると、処理槽に収容された原料粉体が、回転しながら遠心力によって径方向に移動するとともに、各翼部材に跳ね上げられて上昇運動を開始する。このようにして旋回・上昇する粒子は、ノズルから滴下あるいはスプレーされたバインダー液によって適度に凝集する一方、チョッパによって適当に剪断され、徐々に所望の粒径に造粒される。
【０００４】
ファンデーションのような微細な粒子を製造する場合には、微粉砕されたタルク、色素、液体香料及び油脂分等を上記のような攪拌造粒装置を用いて混合分散する。この場合、１回程度の混合分散処理では色ムラ等が発生するため、攪拌造粒装置による混合分散処理と粉砕装置による粉砕処理を２回〜３回程度、繰り返すことが行われている。
【特許文献１】特開平７−８７８２「攪拌造粒装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術であれば下記のような課題がある。
混合分散処理と粉砕処理を繰り返すので、製造ラインコストが高くなるとともに製造に時間がかかる課題がある。例えば、７色のファンデーションを考え、薄い色から濃い色まで１色当たり７種のバリエーションを製造する場合には、その組み合わせだけでも４９色が必要になる。同色系列の色に対してそれぞれ攪拌造粒装置、粉砕装置の組を用意するとしても７系列のラインが必要になる。
【０００６】
また、攪拌造粒装置と粉砕装置の掃除が大変である。特に特許文献１に示すような攪拌造粒装置では、処理槽内で上蓋に固定されたノズルによって染料による色付けを行う方法であるため、染料が処理槽の内周壁に付着してしまい、掃除作業に多くの時間がかかってしまうのである。さらに、粉砕装置のスクリーンの掃除や攪拌造粒装置から粉砕装置への粉体の移動にも手間がかかる。
【０００７】
また、上記攪拌造粒装置のような遠心造粒においては、攪拌羽根の回転による遠心力によって粒体は径方向に押し出され、螺旋状に回転しながら造粒されるため比重が大きい球形粒子となり、一般に溶けにくい粒子となる。また、打錠の際も比重が１．０程度で大きいため、割れやすい錠剤となる。したがって、従来の打錠用粒子は、攪拌造粒後に整粒機の処理を経て打錠する必要があるため、製造コストが高くなる問題があった。また、流動層造粒においては粒子の比重は０．４〜０．５程度となり、打錠用粒子として好ましい０．６〜０．７の比重を実現することは難しかった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる攪拌造粒装置を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
（ａ）従来の攪拌造粒装置に比べて、製造時間、掃除などの手間、製造コストなどを低減して混合分散工程及び／又は造粒工程を行える装置を提供する。
（ｂ）打錠用に好適な比重の粒子を簡単に造粒できるようにする。
（ｃ）打錠時のように粉体に圧力をかけて整形物にする場合に粉体同士の結合状態を改善できる攪拌造粒装置を提供する。
なお、上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は多面的に表現できるが、例えば、代表的なものを挙げると次のように構成したものである。なお、下記各発明において、各符号は後述する実施形態との対応関係を分かりやすくするために一例として示したものであり、本発明の各構成要素は、実施形態に記載した符号に係る構成に限定されないことは言うまでもない。
【００１０】
第１発明の攪拌造粒装置は、処理槽４の底部中央部に設けられ、前記処理槽４内で上方向に突出するチョッパ用回転軸３３に取付けられたチョッパ羽根１０と、前記処理槽４の上部から下方向に前記処理槽４内に突入された攪拌用回転軸９に取付けられた攪拌羽根７とを備え、前記攪拌羽根７は前記処理槽４内で上下方向に立体的に延びて前記処理槽４の下部域まで達する羽根であり、前記攪拌羽根７の形状は回転時に前記チョッパ羽根１０と干渉しないような形状とし、
前記処理槽４内で前記チョッパ羽根１０の回転と前記攪拌羽根７の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする。
【００１１】
本明細書において、「攪拌造粒装置」とは原材料の攪拌処理と造粒処理の少なくとも一つの処理を行える装置を言う。つまり、攪拌装置（混合分散装置とも言える）や造粒装置などを含む概念として用いている。
「攪拌羽根」の断面形状としては薄い板形のもの、円形のもの、楕円形のもの、又は三角形状のものなどが例示できる。立体的な攪拌羽根が回転することによって処理槽内の原材料は上下方向に攪拌される。
攪拌羽根とチョッパ羽根とが干渉しないようにする一方法として、上方から見たときに、前記チョッパ羽根がある処理槽の底部域においてチョッパ羽根の回りを攪拌羽根が取り囲むように配置する構成がある。
攪拌羽根の下端は処理槽の底壁まで達するように延びていることが好ましい。
【００１２】
攪拌羽根の外側端面と処理槽の内周壁との隙間は１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。造粒時の回転に関しては、チョッパ羽根の回転方向と攪拌羽根の回転方向は逆方向にすることが好ましい。チョッパ羽根と攪拌羽根を至近距離で逆方向にそれぞれ回転させることによって両者の相対速度を極めて大きくできる。本装置であれば、混合分散だけでなく、粉砕処理も行え、微細で均一な粒子を製造することができる。なお、チョッパ用回転軸と攪拌羽根用回転軸はそれらの軸心がほぼ一致するように配置することが好ましく、さらに好ましくは一致するように配置する。チョッパ用回転軸と攪拌羽根用回転軸はそれぞれ鉛直に配置することが一般的である。
【００１３】
第１発明であれば、処理槽の内周壁近くを回転する攪拌羽根によって上下に原材料を攪拌し、処理槽の中心部で回転するチョッパ羽根によって原材料を切断して攪拌又は造粒を行うので、従来の攪拌造粒装置のように処理槽の片側に水平方向の回転軸によって駆動されるチョッパ羽根を用いる構成に比べて攪拌性能又は造粒性能を向上させることができる。
【００１４】
第２発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７を前記攪拌用回転軸９に対して傾斜している螺旋形羽根６で構成したことを特徴とする。
螺旋形羽根は全体が帯形で立体的に構成される。
第２発明であれば、攪拌羽根を螺旋形羽根で構成したことによって原材料を上下方向に良好に攪拌することができる。
【００１５】
第３発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７を前記攪拌用回転軸９に対して傾斜している傾斜楕円体３８で構成したことを特徴とする。
攪拌羽根は交差する平面に含まれる２個の傾斜楕円体で構成することが好ましい。なお、１個の傾斜楕円体だけで攪拌羽根を構成することも可能である。また、３個以上の傾斜楕円体を設ける場合も考えられる。
第３発明であれば、攪拌羽根を傾斜楕円体で構成したことによって原材料を上下方向に良好に攪拌することができる。
【００１６】
第４発明は、第１発明から第３発明のいずれか一つに記載の発明において、前記攪拌羽根７は前記処理槽４の内周壁４ａに対応する外側端面１３を有していることを特徴とする。
第４発明であれば、処理槽の内周壁近くに存在する原材料を効率よく攪拌することができる。
【００１７】
第５発明は、第１発明において、前記攪拌羽根７は前記処理槽４の内周壁４ａに対応して下方に延びる跳上げ翼部５１を備えており、前記跳上げ翼部５１は回転したときに内周壁４ａ周辺の原材料を前記処理槽４の中央部域に向けて跳ね上げるように傾斜角度θを持って構成してあることを特徴とする。
前記跳上げ翼部は少なくとも一つ設けられるが、攪拌用回転軸に２個〜６個ぐらい取付けることも可能である。
第５発明であれば、跳上げ翼部の存在によって内周壁近くに存在する原材料を前記処理槽の中央部域に向けて跳ね上げて原材料の攪拌を向上させることができる。
【００１８】
第６発明は、第５発明において、前記跳上げ翼部５１の先端部５７を前記処理槽４の内周壁４ａに当接させたことを特徴とする。
前記先端部はテフロン（登録商標）で製造することが好ましい。処理槽の内周壁に当接しても内周壁を痛めることなく円滑に当接することができるからである。
第６発明であれば、跳上げ翼部の先端部を処理槽の内周壁に当接させることによって内周壁近くに存在する原材料を削るように跳ね上げて原材料の攪拌を向上させることができる。
【００１９】
第７発明は、第５発明から第６発明のいずれか一つに記載の発明において、前記跳上げ翼部５１を下方に延びる基材５２と、その基材５２に対して径方向にその位置を調整移動可能な当接部材５３で構成したことを特徴とする。
第７発明であれば、当接部材を処理槽の内周壁に当接させる場合に当接部材が処理槽の径方向に移動できるので、当接圧力の調整を簡単に行うことができる。
【００２０】
第８発明は、第１発明から第７発明のいずれか一つに記載の発明において、前記処理槽４の内周壁４ａに水平な回転軸５４を有するチョッパ５５を設け、そのチョッパ羽根５６を避けるように前記内周壁４ａ近くを回転する攪拌羽根７の形状を形成したことを特徴とする。
【００２１】
「チョッパ羽根を避けるように前記内周壁近くを回転する攪拌羽根の形状を形成する」形態としてはチョッパ羽根と干渉する攪拌羽根の部分をなくしたり、間隔をおいたりする方法がある。チョッパ羽根と干渉する部分を避けるために、攪拌羽根の所定部分を内側に湾曲した構造とすることもできる。これらの形態は、螺旋形羽根、傾斜楕円体、又は跳上げ翼部を有したいずれの攪拌羽根でも採用できる。
第８発明であれば、垂直方向に回転軸を有するチョッパと水平方向に回転軸を有するチョッパによって原材料は強力に切断され、攪拌又は造粒の性能を高めることができる。
【００２２】
第９発明は、第８発明において、前記水平な回転軸５４を有するチョッパ５５を処理槽４から着脱自在に構成したことを特徴とする。
第９発明であれば、原材料、使用する用途又は製造しようとする粉体物によって水平な回転軸を有するチョッパを使用するか否かを選択することができ、攪拌又は造粒の融通性、多様性を確保することができる。
【００２３】
第１０発明は、第１発明から第９発明のいずれか一つに記載の発明において、前記処理槽４を本体槽３と上蓋２で構成し、前記攪拌用回転軸９を前記上蓋２に貫通して、前記本体槽３内に突入させるように構成し、前記上蓋２と前記攪拌用回転軸９を前記本体槽３に対して相対的に上下に移動させる昇降装置２７を設けたことを特徴とする。
【００２４】
相対的に上下に移動させる場合は、本体槽側を固定し、上蓋と攪拌用回転軸側を移動させることが好ましい。
第１０発明であれば、清掃時やメンテナンス時に昇降装置を駆動させて、攪拌羽根を本体槽から上方に退避させることができるので、処理槽の内側、攪拌羽根、チョッパの各部材において、清掃やメンテナンスが行いやすい。
【００２５】
第１１発明は、第１発明から第１０発明のいずれか一つに記載の発明において、前記攪拌用回転軸９内に設けられ、製造時に供給する液体を圧送する送液通路１５と、前記攪拌用回転軸９と一緒に回転し、前記送液通路１５からの液体を放出するノズル１６とを設けたことを特徴とする。
ノズルは攪拌羽根用回転軸の中心から外にずれた位置に取付けられることが好ましい。その場合、攪拌羽根をその回転軸に取付ける支材にノズルを設けることが好ましい。
【００２６】
第１１発明であれば、ノズルは回転軸と一緒に回転しながら、チョッパ羽根と攪拌羽根によって激しく運動している原材料の内側から液体を放出するので、材料との分散性、混合性を高めることができる。
また、激しく運動している材料の内側から液体を放出することによって放出された液体が処理槽の内周壁に付着することを抑制又は防止することができ、処理槽内周壁を汚すことを低減して、清掃作業を簡単化できる。
【００２７】
第１２発明は、第１１発明に記載の発明において、前記送液通路１５と前記ノズル１６の組を複数組設けたことを特徴とする。
第１２発明であれば、送液通路とノズルの組を複数組設けたことによって、同じ造粒時間帯に造粒に必要な複数種類の液体を原材料に供給することができ、造粒処理の多様性を高めることができる。
【００２８】
第１３発明は、第１発明から第１２発明のいずれか一つに記載の発明において、前記チョッパ用回転軸３３と前記処理槽４の密閉構造として、凹部と凸部を有した同心形遊嵌部４１の組み合わせを複数組設け、前記チョッパ用回転軸３３の基台１７側から空気を前記同心形遊嵌部４１へ圧力をかけて送り込むように構成したことを特徴とする。
前記同心形遊嵌部は円形にすることが好ましく、さらにその同心形嵌合部は少なくとも２組形成されていることが好ましい。
第１３発明であれば、簡単な構成でエアパッキン部を形成することができる。
【００２９】
第１４発明は、第１発明から第１３発明のいずれか一つに記載の発明において、前記チョッパ羽根１０，５６は、その周囲に突起物３６を有していることを特徴とする。
第１４発明であれば、チョッパ羽根はその周囲に突起物を有しているので、チョッパ羽根が回転する際に、造粒される粒の表面が凹凸状になって、打錠時などのように粉体に圧力をかけて整形物にする場合に粉体同士の結合状態を改善して、整形物の欠け、ひび割れなどの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す攪拌造粒装置の要部縦断面図、図２は本体槽を上蓋で閉じた状態を示す要部縦断面図、図３は本体槽から上蓋を上方に引き上げた状態の要部縦断面図、図４は図２のIV−IV線横断面図であり、螺旋形羽根とチョッパを上方から見た図である。
【００３１】
この攪拌造粒装置１は、上蓋２と本体槽３から構成された処理槽４と、本体槽３の底部中央部に設けられたチョッパ５と、処理槽４内の上下方向の大部分をカバーして回転する螺旋形羽根６とを含んで構成してある。螺旋形羽根６は前記攪拌羽根７の一例である。処理槽４は全体が略円筒形に形成してある。
【００３２】
チョッパ５は本体槽３の下部に設けられたチョッパ駆動モータ３２のチョッパ用回転軸３３を本体槽３内に向けて突出させ、そのチョッパ用回転軸９にチョッパ羽根１０を取付けた構成になっている。本実施形態に示す構成では、チョッパ羽根１０は水平方向に延び、先端が上向いた羽根板で構成してある。チョッパ羽根１０は１０，０００ｒｐｍが可能な馬力の大きな駆動モータが使用される。また、１０，０００ｒｐｍ程度を実現するために、機械的なパッキンではなく、エアパッキン部１１が設けてある。このエアパッキン部１１の構造については後述する。
【００３３】
図１に示すように、螺旋形羽根６は上蓋２を上下方向に貫通する攪拌用回転軸９に一対の支材１２・１２によって固定してある。螺旋形羽根６は処理槽４の上下方向に剛性の高い細長い平板を螺旋形の帯状に配設して構成してある。また、螺旋形羽根６の外側端面１３を処理槽４の内周壁４ａに０．５ｍｍ〜６ｍｍに近接させてある。螺旋形羽根６の下端６ａはチョッパ羽根１０の配設位置よりも下になるように底壁に向かって延びており、螺旋形羽根６の上端６ｂは上蓋２と本体槽３の接合面４２よりも上になるように上蓋２の上内壁に向かって延びている。
【００３４】
図４に示すように、前記外側端面１３は上方から見ると処理槽４の内周壁４ａの円と近接した同心円形になっており、対応した形状になっている。螺旋形羽根６の内側端面１４も上方から見ると内周壁４ａの円と同心円形になっており、その同心円内にチョッパ５が設けられた構成にしてある。上方から見ると、チョッパ羽根１０は螺旋形羽根６の円形の内側端面１４に干渉せず、かつ近接するようにチョッパ羽根１０の先端が延びている状態である。
【００３５】
図１に示すように、攪拌用回転軸９と支材１２には、送液通路１５が形成してあり、支材１２に設けられたノズル１６によって、造粒中の材料に油などの所定の液体を放出できるように構成してある。図１に示す構成では、２個の支材１２・１２のうち、下側の支材１２の下部に一対のノズル１６・１６が取付けた例が示してある。下側の支材１２の位置は、高速で回転するチョッパ羽根１０にも近く、重力によって落下しつつある原材料が螺旋形羽根６によって上方に攪拌される空間なので、ノズル１６・１６から噴射された液体が材料中に均等に混合させやすい。
【００３６】
次に、エアパッキン部１１について説明する。
図５はチョッパ周辺の拡大縦断面図である。
本体槽３の下側には基台１７が設けられ、その基台１７中にチョッパ駆動モータのチョッパ用回転軸３３が軸受１８によって軸支されている。チョッパ用回転軸３３の収容空間１９には外部から加圧された空気を導入する空気通路２０が連通してある。
【００３７】
基台１７の上部壁２１にはチョッパ用回転軸３３が貫通する挿通孔２２が設けてある。上部壁２１の上面は本体槽３の底壁として使用され、挿通孔２２の周囲に円形凸部２３が２組同心円状に形成してある。
【００３８】
一方、チョッパ５はチョッパ用回転軸３３に固定されるとともに、基部２４と押え部材２５によってチョッパ羽根１０を挟み込んで固定する構成になっている。また、前記基部２４の下壁には円形凹部２６が２組同心円状に形成してあり、前記円形凸部２３と遊嵌しつつ、チョッパ５の基部２４は回転できるように構成してある。上記構成によって、空気通路２０から収容空間１９に入れられた圧力空気は、挿通孔２２とチョッパ用回転軸３３の隙間、円形凸部２３と円形凹部２６の隙間を経て、本体槽３内に吹き出すことになる。なお、円形凸部２３と円形凹部２６で前記同心形遊嵌部４１を構成する。
【００３９】
また、収容空間１９内で空気通路２０より下方のチョッパ用回転軸３３には、チョッパ用回転軸３３に接触しない形で、チョッパ用回転軸３３よりも直径が０．２５ｍｍ程度大きいよりもオイルシール（図示せず）が複数個設けられ、チョッパ駆動モータ側（下方側）に圧入空気が漏れないように構成してある。
なお、基部２４側に円形凸部を設け、上部壁２１側に円形凹部を設ける構成も採用できる。
【００４０】
また、図２及び図３に示すように、本体槽３に付設して設けられた昇降装置２７の可動部２８には、上記上蓋２、攪拌用回転軸９及び螺旋形羽根６の他に攪拌羽根駆動モータ８、減速機２９、ホッパー３０などが設けられ、その可動部２８を本体槽３に対して上下移動させることによって、図２に示す状態と図３に示す状態を取り得るように構成してある。
【００４１】
上記構成の攪拌造粒装置の作用についてファンデーション製造工程を例にとって説明する。
まず、図３に示すように、上蓋２を本体槽３から離した状態で処理槽４の内部、チョッパ５、螺旋形羽根６などの清掃を行った後、図２に示すような造粒可能状態にする。
ホッパー３０からのファンデーション材料として微粉砕されたタルク、色素、液体香料などの各材料を処理槽４内に投入する。そして、螺旋形羽根６をチョッパ羽根１０よりも低速で回転させながら、チョッパ羽根１０を螺旋形羽根６の回転方向とは逆方向に６００ｒｐｍ〜１０，０００ｒｐｍで回転させることにより、各材料の混合、分散、粉砕を行う。
【００４２】
また、ファンデーション製造の終わりには、送液通路１５（図１参照）を介して、ファンデーションを固めるための油脂分などをノズル１６・１６（図１参照）から噴射する。このように、一台でファンデーションの製造ができる。
なお、チョッパ羽根１０の回転を１０，０００ｒｐｍ程度まで上げてもエアパッキン部１１によって処理槽４内の密閉状態が維持されているので、機械的なパッキンを用いた場合のように摩擦熱でパッキンが破損してしまうことがない。
【００４３】
また、チョッパ羽根１０の回転によって図５において符号３５で示す下方に押し付ける空気流が発生して円形凸部２３と円形凹部２６の圧力が高まるととともに、空気通路２０を経て導入された加圧空気が円形凸部２３と円形凹部２６の僅かな隙間を経て噴出するので、上記空気流３５による圧力と隙間から噴出する加圧空気の流れに打ち勝って処理槽４内の粉体が収容空間１９側へ漏れ出ることはなくなる。
【００４４】
さらに本攪拌造粒装置であれば、下記のような効果がある。
螺旋形羽根６とチョッパ羽根５が近接して逆方向で回転するので、相対速度が大きくなり、従来の遠心式の攪拌造粒装置では十分に混合、分散しづらい材料の組み合わせであっても良好に混合、分散処理を行うことができる。
【００４５】
また、螺旋形羽根６とチョッパ羽根１０によって粉砕処理も行えるので、サブミクロンの造粒であっても良好な造粒を行うことができる。
螺旋形羽根６の低速回転とチョッパ羽根１０の高速回転によって原材料の粉の投入から、混合、分散、粉砕等の各工程が処理槽４の中で連続的に行うことができる。したがって、製造工程が簡素化できコストを下げることができる。
【００４６】
また、攪拌用回転軸９内に設けられた送液通路１５から螺旋形羽根６の回転に連動するノズル１６から液を噴射することができるので、激しく動く粉体の中で液が噴射されることになって均一性を高めることができる。さらに粉の中で液が噴射されるので、液が処理槽４の内周壁４ａに付着しにくく、掃除が行いやすくなる。
【００４７】
さらに本体槽３に対して、上蓋２と螺旋形羽根６が一体的に上方に移動することによって、本体槽３から螺旋形羽根６を退避させることができるので、螺旋形羽根６と処理槽４の内周壁４ａを掃除しやすいとともに、チョッパ羽根１０の掃除・メンテナンス等も行いやすくなる。
また、従来の上蓋に固定されたノズルから噴射する従来方式の処理槽に比べて、同じ容量の処理槽であれば、一回で処理できる原材料の量を大幅に増やすことができる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、医薬品や食品などの打錠顆粒として、８メッシュ〜１５０メッシュの顆粒を混合分散工程から造粒工程を経て製造する場合の例である。
図６（Ａ）は打錠に適した粉体を製造するのに好適なチョッパ羽根を示す平面図、図６（Ｂ）はその模式的な側面図である。
【００４９】
このチョッパ羽根１０は、羽根１０の全周囲に上下方向に互い違いに突起物３６を形成したことを特徴としている。図６に示すチョッパ羽根１０は、前記突起物３６が略三角形の突片３７となっており、鋸羽根となっているものが示してある。
【００５０】
原材料として、ラクトアース６０重量％、コンスターチ２０重量％を主剤として、アビセル重量５％、試薬１５重量％とバインダーＨＰＣＬ（水溶液に溶剤したもの）を用意した。
上記原材料を本装置に投入して混合分散し、上記バインダーを１分〜２分間、ノズルによって粉体の中で噴霧した。粉体は湿潤粉体の塊となり、この塊を中心部下部にあるチョッパによって切断し、回転数を変化させて造粒・整粒を行う。６００ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍ程度に回転数を遅くすると顆粒状になり、２０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ程度に回転数を速くすると細粒状になる。
この場合、チョッパ羽根が処理槽内で３６０゜左右対称位置となる回転の中心位置に配置されていることによって、バランスの取れたシャープな造粒が得られる。
【００５１】
また、螺旋形羽根がチョッパに比べてゆっくりと回転するため、遠心造粒とは異なって上下に攪拌し、チョッパの回転数によって破砕造粒するため、造粒後の比重が遠心造粒装置に比べて小さくなる。具体的には遠心造粒装置の比重を１とすると、本造粒装置は０．６〜０．７程度の比重になり軽くなる。流動層造粒の比重が０．４〜０．５程度であることを考えると、本造粒装置によって製造される顆粒又は細粒は、打錠用粒子として最適の造粒ができることになる。
【００５２】
また、図６に示すように、羽根の周囲に上下方向に互い違いに突起物を形成したチョッパ羽根を用いることによって、前記湿潤粉体の塊をチョッパ羽根で細かく切断していくときに、塊の表面が凹凸状になって、打錠時に粉体同士の結合を強固にすることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７、図８はそれぞれ本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
図７は、攪拌羽根７を平行ではなく、交差する方向の平面（図示せず）に含まれる２個の傾斜楕円体３８・３８によって構成した例を示す図である。傾斜楕円体３８・３８の外側端面１３・１３は処理槽の内周面に対応した円形に形成されている。
上側の傾斜楕円体３８と下側の傾斜楕円体３８の間には隙間３９が形成されているが、２つの傾斜楕円体３８を接触させて構成してもよい。なお、傾斜楕円体３８を粉体が上に乗りにくいように湾曲させてもよい。
【００５４】
図８に示す攪拌羽根９は、攪拌羽根７が上下方向に複数に分割されている構成の一例を示す図である。攪拌羽根７は螺旋形やその他の立体的に傾斜した曲面であってもよい。この場合も、その外側端面１３が処理槽の内周面に対応した円形に形成されていることは同じである。
【００５５】
（第４実施形態）
図９は本発明の第４実施形態を説明するための攪拌造粒装置の説明図であり、処理槽の要部縦断面図である。
この攪拌造粒装置は、処理槽４に水平な回転軸５４を有する第２チョッパ５５を設け、そのチョッパ羽根５６を避けるように内周壁４ａ近くを回転する攪拌羽根７の形状を形成してある。第２チョッパ５５は本体槽３の内周壁４ａに設けられ、第２チョッパ５５が設けられた攪拌羽根７の位置はチョッパ羽根５６が回転できるような空間が設けてある。
また、第２チョッパ５５は処理槽４から着脱自在に構成してあり、適宜、必要な時に第２チョッパ５５を取付けることができるように構成してある。
【００５６】
（第５実施形態）
図１０、図１１はそれぞれ本発明の第５実施形態に係る攪拌造粒装置の説明図であり、図１０は処理槽の模式的な要部縦断面図、図１１は模式的な平面図である。
この攪拌造粒装置においては、攪拌羽根７は処理槽４の内周壁４ａに対応して下方に略Ｌ字形に延びる跳上げ翼部５１を備えている。
【００５７】
攪拌用回転軸９には、径方向に延びる支材１２が取付けられ、その支材１２に一対の跳上げ翼部５１が固定してある。跳上げ翼部５１は、支材１２の両端部から略Ｌ字形に延びる基材５２と、当接部材５３とで構成してある。当接部材５３は、基材５２に対して処理槽４の径方向にその位置を調整移動可能なように構成してある。
本実施形態に示す構成では、当接部材５３に長孔５８（図１０参照）を設け、基材５２に対する固定位置を長孔５８と固定具６０によって調整することによって当接部材５３の突出量を変化できるように構成してある。
【００５８】
当接部材５３の先端部５７はテフロン（登録商標）で構成してあり、処理槽４の内周面４ａに当接するように配置される。
また、図１１に示すように、跳上げ翼部５１が回転したときに内周壁４ａ周辺の原材料を矢印５９・５９に示すように処理槽４の中央部域に向けて跳ね上げるように、当接部材５３の先端部５７は、内周壁４ａに対して傾斜角度θを持って構成してある。
攪拌用回転軸９の下端位置には所定の液を噴出するノズル１６が設けてある。
【００５９】
本実施形態の構成であれば、図１１に示すように、跳上げ翼部５１の先端部５７は回転方向６１に先行するように傾斜角度θを持つように構成してあるので、内周壁４ａ近くの原材料は矢印５９・５９に示すように処理槽４の中央部域側に跳ね上げられるように移動する。このような構成であれば、処理槽４の周辺部と中央部の原材料の移動が促進されるので、攪拌又は造粒の能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は本発明の第１実施形態を示す攪拌造粒装置の要部縦断面図である。
【図２】図２は本体槽を上蓋で閉じた状態を示す要部縦断面図である。
【図３】図３は本体槽から上蓋を上方に引き上げた状態の要部縦断面図である。
【図４】図４は図２のIV−IV線横断面図であり、螺旋形羽根とチョッパを上方から見た図 である。
【図５】図５はチョッパ周辺の拡大縦断面図である。
【図６】図６（Ａ）は打錠に適した粉体を製造するために使用されるチョッパ羽根を示す平面図、図６（Ｂ）はその模式的な側面図である。
【図７】図７は本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
【図８】図８は本発明の第３実施形態を説明するための攪拌羽根の斜視図である。
【図９】図９は第４実施形態を説明するための攪拌造粒装置の説明図であり、処理槽の要部縦断面図である。
【図１０】図１０は第５実施形態を説明するための処理槽の模式的な要部縦断面図である。
【図１１】図１１は第５実施形態を説明するための処理槽の模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…攪拌造粒装置、２…上蓋、３…本体槽、４…処理槽、４ａ…内周壁、６…螺旋形羽根、７…攪拌羽根、９…攪拌用回転軸、１０…チョッパ羽根、１３…外側端面、１５…送液通路、１６…ノズル、１７…基台、２７…昇降装置、３３…チョッパ用回転軸、３６…突起物、３８…傾斜楕円体、４１…同心形遊嵌部、５１…跳上げ翼部、５２…基材、５３…当接部材、５４…水平な回転軸、５５…第２チョッパ、５６…チョッパ羽根、５７…先端部、θ…傾斜角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽(４)の底部中央部に設けられ、前記処理槽(４)内で上方向に突出するチョッパ用回転軸(３３)に取付けられたチョッパ羽根(１０)と、前記処理槽(４)の上部から下方向に前記処理槽(４)内に突入された攪拌用回転軸(９)に取付けられた攪拌羽根(７)とを備え、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)内で上下方向に立体的に延びて前記処理槽(４)の下部域まで達する羽根であり、前記攪拌羽根(７)の形状は回転時に前記チョッパ羽根(１０)と干渉しないような形状とし、
前記処理槽(４)内で前記チョッパ羽根(１０)の回転と前記攪拌羽根(７)の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする、攪拌造粒装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)を前記攪拌用回転軸(９)に対して傾斜している螺旋形羽根(６)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項３】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)を前記攪拌用回転軸(９)に対して傾斜している傾斜楕円体(３８)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に対応する外側端面(１３)を有している、攪拌造粒装置。
【請求項５】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に対応して下方に延びる跳上げ翼部(５１)を備えており、前記跳上げ翼部(５１)は回転したときに内周壁(４ａ)周辺の原材料を前記処理槽(４)の中央部域に向けて跳ね上げるように傾斜角度(θ)を持って構成してある、攪拌造粒装置。
【請求項６】
請求項５に記載の攪拌造粒装置において、前記跳上げ翼部(５１)の先端部(５７)を前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に当接させた、攪拌造粒装置。
【請求項７】
請求項５から請求項６のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記跳上げ翼部(５１)を下方に延びる基材(５２)と、その基材(５２)に対して径方向にその位置を調整移動可能な当接部材(５３)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に水平な回転軸(５４)を有するチョッパ(５５)を設け、そのチョッパ羽根(５６)を避けるように前記内周壁(４ａ)近くを回転する攪拌羽根(７)の形状を形成した、攪拌造粒装置。
【請求項９】
請求項８に記載の攪拌造粒装置において、前記水平な回転軸(５４)を有するチョッパ(５５)を処理槽(４)から着脱自在に構成した、攪拌造粒装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記処理槽(４)を本体槽(３)と上蓋(２)で構成し、前記攪拌用回転軸(９)を前記上蓋(２)に貫通して、前記本体槽(３)内に突入させるように構成し、前記上蓋(２)と前記攪拌用回転軸(９)を前記本体槽(３)に対して相対的に上下に移動させる昇降装置(２７)を設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌用回転軸(９)内に設けられ、製造時に供給する液体を圧送する送液通路(１５)と、前記攪拌用回転軸(９)と一緒に回転し、前記送液通路(１５)からの液体を放出するノズル(１６)とを設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の攪拌造粒装置において、前記送液通路(１５)と前記ノズル(１６)の組を複数組設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記チョッパ用回転軸(３３)と前記処理槽(４)の密閉構造として、凹部と凸部を有した同心形遊嵌部(４１)の組み合わせを複数組設け、前記チョッパ用回転軸(３３)の基台(１７)側から空気を前記同心形遊嵌部(４１)へ圧力をかけて送り込むように構成した、攪拌造粒装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記チョッパ羽根(１０，５６)は、その周囲に突起物(３６)を有している、攪拌造粒装置。
【請求項１】
処理槽(４)の底部中央部に設けられ、前記処理槽(４)内で上方向に突出するチョッパ用回転軸(３３)に取付けられたチョッパ羽根(１０)と、前記処理槽(４)の上部から下方向に前記処理槽(４)内に突入された攪拌用回転軸(９)に取付けられた攪拌羽根(７)とを備え、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)内で上下方向に立体的に延びて前記処理槽(４)の下部域まで達する羽根であり、前記攪拌羽根(７)の形状は回転時に前記チョッパ羽根(１０)と干渉しないような形状とし、
前記処理槽(４)内で前記チョッパ羽根(１０)の回転と前記攪拌羽根(７)の回転によって攪拌又は造粒を行うことを特徴とする、攪拌造粒装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)を前記攪拌用回転軸(９)に対して傾斜している螺旋形羽根(６)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項３】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)を前記攪拌用回転軸(９)に対して傾斜している傾斜楕円体(３８)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に対応する外側端面(１３)を有している、攪拌造粒装置。
【請求項５】
請求項１に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌羽根(７)は前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に対応して下方に延びる跳上げ翼部(５１)を備えており、前記跳上げ翼部(５１)は回転したときに内周壁(４ａ)周辺の原材料を前記処理槽(４)の中央部域に向けて跳ね上げるように傾斜角度(θ)を持って構成してある、攪拌造粒装置。
【請求項６】
請求項５に記載の攪拌造粒装置において、前記跳上げ翼部(５１)の先端部(５７)を前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に当接させた、攪拌造粒装置。
【請求項７】
請求項５から請求項６のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記跳上げ翼部(５１)を下方に延びる基材(５２)と、その基材(５２)に対して径方向にその位置を調整移動可能な当接部材(５３)で構成した、攪拌造粒装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記処理槽(４)の内周壁(４ａ)に水平な回転軸(５４)を有するチョッパ(５５)を設け、そのチョッパ羽根(５６)を避けるように前記内周壁(４ａ)近くを回転する攪拌羽根(７)の形状を形成した、攪拌造粒装置。
【請求項９】
請求項８に記載の攪拌造粒装置において、前記水平な回転軸(５４)を有するチョッパ(５５)を処理槽(４)から着脱自在に構成した、攪拌造粒装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記処理槽(４)を本体槽(３)と上蓋(２)で構成し、前記攪拌用回転軸(９)を前記上蓋(２)に貫通して、前記本体槽(３)内に突入させるように構成し、前記上蓋(２)と前記攪拌用回転軸(９)を前記本体槽(３)に対して相対的に上下に移動させる昇降装置(２７)を設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記攪拌用回転軸(９)内に設けられ、製造時に供給する液体を圧送する送液通路(１５)と、前記攪拌用回転軸(９)と一緒に回転し、前記送液通路(１５)からの液体を放出するノズル(１６)とを設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の攪拌造粒装置において、前記送液通路(１５)と前記ノズル(１６)の組を複数組設けた、攪拌造粒装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記チョッパ用回転軸(３３)と前記処理槽(４)の密閉構造として、凹部と凸部を有した同心形遊嵌部(４１)の組み合わせを複数組設け、前記チョッパ用回転軸(３３)の基台(１７)側から空気を前記同心形遊嵌部(４１)へ圧力をかけて送り込むように構成した、攪拌造粒装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の攪拌造粒装置において、前記チョッパ羽根(１０，５６)は、その周囲に突起物(３６)を有している、攪拌造粒装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２４４９（Ｐ２００８−１２４４９Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６９４８（Ｐ２００６−１８６９４８）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５０６１７２２３０）アキラ機工株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５０６１７２２３０）アキラ機工株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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