(57)【要約】本発明は、軟質カプセルを成形する方法および装置に関し、新規な処理の柔軟性を提供する。この装置は、3方弁射出用楔(110)を備える。この3方弁射出用楔は、偽薬充填剤を用いてカプセル封入機を設定し、有効充填剤への迅速な切替えができるようにするものである。これによって有効成分の使用が節約される。
2005508276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a)少なくとも一つのキャスティングドラムと、
b)弁付き射出用楔と、を備えることを特徴とするカプセル封入用装置。
【請求項２】
前記弁付き射出用楔が、射出ポートおよび戻しポートを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも二つの充填剤ホッパ、および少なくとも2組の充填剤管路、ならびに少なくとも2組の戻し管路をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記弁付き射出用楔が、充填剤出口ポートおよび分配器/閉鎖プレートを備えることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記弁付き射出用楔が加熱要素を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記弁付き射出用楔が、少なくとも三つの弁位置を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記三つの弁位置が、閉鎖、有効充填剤、および偽薬充填剤の位置であることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも二つのポンプをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記ポンプが有効充填剤用ポンプおよび偽薬充填剤用ポンプであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記弁付き射出用楔が3方弁であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記弁付き射出用楔が、偽薬充填剤から有効充填剤に、かつその逆に切り替えるのに適合させられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記弁付き射出用楔が3方弁を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
押出デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
a)前記ポリマーをオンデマンドで溶融させる手段と、
b)3方弁付き射出用楔と、を備えることを特徴とするポリマーを基体に加えるための装置。
【請求項１５】
前記押出デバイスがチャンバおよび押出スロットを備えることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項１６】
前記押出デバイスがコートハンガーダイであることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも二つの充填剤ホッパ、少なくとも2組の充填剤管路、および少なくとも2組の戻し管路をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の装置。
【請求項１８】
a)協同してカプセル封入部位を構成する複数の可動ダイと、
b)有効充填材料を保持しポンピングする手段と、
c)偽薬充填材料を保持しポンピングする手段と、
d)前記カプセル封入部位と前記充填材料を保持しポンピングする手段との間に配置され、偽薬充填材料および有効充填材料からの切替えに適合させられた弁と、を備えることを特徴とするカプセルを形成するための装置。
【請求項１９】
有効剤戻し手段および偽薬剤戻し手段をさらに備えることを特徴とする請求項18に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、懸濁液、固体、半固体、粉末、錠剤、薬物、栄養素、および他の材料が充填された軟質カプセルなど、摂取可能なカプセル製品を製造するための改良型装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、カプセル封入フィルムのリボンを製造するための、溶融オンデマンドデバイスおよび押出ダイの使用を対象とする。この改良型装置は新規な射出用楔も備える。
【背景技術】
【０００２】
RP.Schererの米国特許第1,970,396号は、自動化プロセスで軟質ゼラチンカプセルを製造する初期の方法および機械を記載している。このプロセスは、重力供給方式スプレッダボックスの使用による二つのゼラチンシートまたはフィルムの形成に関し、液体ゼラチンを二つの別々のウェブ上で冷却し、次いでその二つのシートを潤滑にし、二つの共働するダイの間で互いに連通するように案内し、同時に、ダイの外面内の半空洞と位置合せしたシート間に適量の薬剤または他の充填材料を分注するものである。
【０００３】
イシカワ他の米国特許第4,817,367号は、基本的な機械にいくつかの改良を導入して、設定、操作を助け、作製されたカプセルの品質を改良したが、なお重力供給方式スプレッダボックスを使用してゼラチンリボンまたはシートを作製するものであった。
【０００４】
Parkhidehの米国特許第5,761,886号は、独立して可動であるロータリダイ、および単一のカプセルの成形中にダイの速度を変える能力を提供する、カプセルを成形する装置を開示している。Parkhidehのデバイスも、独立制御のキャスティングドラムを使用して、「設定」時間を短縮し、よりよい品質管理を提供するものである。Parkhidehは、非常に精巧なカプセル封入機を開示しているが、カプセル封入リボンの成形には、なお重力供給方式スプレッダボックスが使用されている。スプレッダボックスを使用する、キャスティングドラム上でのフィルムまたはリボンの作製を開示しているカプセル封入技法に関連する他の特許には、Ratko他の米国特許第5,246,638号、Stroud他の米国特許第5,735,105号、Stirn他の米国特許第2,774,988号、Schurig他の米国特許第6,022,499号、Schererの米国特許第2,288,327号が含まれる。
【０００５】
興味深い一参照は、Morelandの米国特許第4,028,024号である。この特許は、ゼラチン容器に入れた薬物を作製するプロセスおよび装置を開示している。ゼラチンおよび有効剤は、柱状に共に押し出される。次いで、この柱を、ホイールの中にカプセルを形成するための半空洞を有する一対の回転ホイールで摘み取る。
【０００６】
こうした以前に使用された機械は、構造および操作上の多くの欠点がある。欠点の多くは、機械の「設定」に関係するものである。たとえば、ダイ対ダイのタイミング、ポンプのタイミング、リボンの成形、および楔の調整は、機器を保護し、良品質の製品を提供する際に全て重要である。本発明の一態様は、溶融オンデマンド押出技法および/または弁付き楔を使用して、設定時間を短縮し、コストを下げ、製品の品質を向上させるものである。本発明の装置およびプロセスは、高粘度または処理温度のために、従来は、標準のロータリダイカプセル封入機では使用不可能であったカプセル材料の使用を可能にする。
【０００７】
軟質カプセルの作製に関連する基本技術、装置、およびプロセスの一般的考察は、Lee & Febiger出版のThe Theory and Practice of Industrial Pharmacy (Lachman、Liberman、およびKanig)第3版に記載されている。
【０００８】
ロータリダイプロセスを使用して軟質カプセルを製造する従来の技術は、通常、スプレッダボックス計量システムを使用して、フィルムまたはシートを、冷却した表面、すなわちキャスティングドラム上で注型するものである。本発明は、シート、リボン、またはフィルムを製造するその方法による従来の技術と異なる。本発明のプロセスでは、押出ダイをスプレッダボックスの代替として使用する。さらに、フィルム形成組成物は、溶融状態で保持されずに、凝固することができ、必要な量だけをキャスティングドラム上に位置させる直前に溶かす。また、本発明による新規な弁付き楔は、カプセル封入機の経済的な設定を提供する。
【０００９】
ゼラチンフィルムを製造する従来のプロセスでは、ゼラチンと可塑剤と水を混合し、その混合物を真空状態で撹拌しながら加熱する。ゼラチンおよび添加剤は、ゼラチン溶融物と呼ばれる溶融した均質の混合物が作製されるまで、真空で撹拌しながら加熱される。これは、約45〜65℃で行われる。この溶融系を、フィルムのステージングおよび注型中に、ゼラチンを溶融状態で維持する加熱タンク内に排出する。ステージングは2〜3日間にわたることがある。カプセル化の前に、着色剤、防腐剤、甘味料、香料、テクスチャ調整剤など他の添加物をゼラチン溶融物に混合することができる。
【００１０】
従来技術のカプセル封入プロセス中、溶融したゼラチン溶融物は、計量デバイス(スプレッダボックス)に移送され、この計量デバイスは、リボンをキャスティングドラム上で求められた厚さに注型するために使用される。通常、計量デバイスは、ゲートボックス(高さ可変のスロットに適合させられた後部を持つ加熱チャンバまたはボックス)を使用する加熱リザーバからなり、材料は、重力によってスロットを通って回転キャスティングドラム上に流れる。フィルムの厚さは、主にスロットの高さによって決定される。Parkhidehの米国特許第5,761,886号の項目8はスプレッダボックスである。計量デバイスの第2のタイプは、ドクターブレードを使用してゼラチンを回転キャスティングドラム上に計量するものである。ドクターブレードに隣接して取り付けられた回転シリンダが、ゼラチンが流れるのを助ける働きをする。リボンの厚さは、a)ドクターブレードとキャスティングドラムの表面の間の間隙、およびb)スプレッダボックスシリンダの速度によって決定される。注型されたリボンは、スプレッダボックスから出た後、回転キャスティングドラム上で凝固し、これが行われるのに10〜15秒かかる。典型的なスプレッダボックスは、大気が通気されており、圧力を維持して注型プロセスを容易にすることができず、またはそのように設計されていない。
【００１１】
Stirn他の米国特許第2,775,257号は、従来技術のゼラチンフィルム注型機に関連するいくつかの欠点を論じている。この特許を参照すると、キャスティングホッパの使用が記載されているが、空気に露出されたゼラチン組成物の表面が蒸発によって水分を失い、比較的硬く非柔軟なスカムまたは膜が形成されることが判明した。さらに、表面からの水分の蒸発によってもたらされたゼラチン組成物の変化によって、フィルムに望ましくないばらつきが生じた。Stirn他は、鉱油など不活性液体の層をゼラチン組成物の表面上に配することによって、ホッパからの蒸発が防止されることを発見した。この参照によれば、リボンを形成するためのキャスティングホッパまたはスプレッダボックスの使用が詳細に記載されている。
【００１２】
従来技術のプロセスでは、溶融ゼラチンの保持タンクから計量デバイス(またはスプレッダボックス)への移送は、2方向のうちの1方向で行われている。一般の方法では、溶融ゼラチンのタンクをカプセル封入機の上に吊るし、または取り付け、溶融材料が加熱した管を通って計量デバイスのリザーバ内に重力供給されるようになっている。従来使用されている他の移送方法は、ぜん動性またはローブポンプシステムを用いて、溶融ゼラチンを、加熱管を通って床置きゼラチンステージングタンクからポンプで送るものである。ポンプ供給システムの一つの欠点は、ポンプケーシング/構成要素および直列の連結が、フィルム形成組成物の融点以上で維持されなければならないことである。経路内に冷たい領域が存在すると、材料が凍結し、流れが阻害される。さらに、重力およびポンプシステムはどちらも、流れを制御してスプレッダボックスが過剰に充填されるのを防止する方策が必要である。
【００１３】
従来のプロセスは、ゼラチン溶融物を、製造の始めからカプセル封入の直前まで溶融状態に維持することにも依存する。カプセル封入機への供給に使用するタンクは、タンク全体がフィルム形成組成物の溶融温度よりも高温で維持される必要がある。ゼラチンまたは他のフィルム形成組成物の溶融状態の維持が長引くと、ポリマーの劣化を招き、長引いたステージングの後、カプセルを作製する際にゼラチンが無効になる。ゼラチン溶融物は、通常、96時間以上ステージングすると、許容できない劣化が生じる可能性がある。
【００１４】
ステージングの延長が必要な場合は、ゼラチンをステージングタンク内で冷却し、凝固させて、劣化を防ぐことができる。しかし、主な欠点は、タンクの内容物全体を再び溶融しなければならないことである。必要とされる60℃までゼラチン塊の温度を上げるには、材料を8〜15時間、弱加熱する必要がある。システムを急速に加熱すると、熱が特定の場所に集中し、組成物の劣化および焦げが生じることがある。したがって、カプセル封入機を停止する場合は、1)材料が劣化する材料の加熱を継続するか、2)ゼラチンを凝固させることを決定しなければならない。凝固させると、その後に再び溶融する必要があり、それには時間が掛かり、コストが高くなる。カプセル封入機を停止した結果、溶融物が捨てられることも多く、それは著しい資源の無駄である。熱劣化は、しばしば添加物の添加によって悪化し、使用可能なステージング時間を大幅に縮めることがある。
【００１５】
従来のプロセスおよび装置の他の欠点は、フィルム形成組成物が比較的低粘度でなければならないことである。スプレッダボックスは、材料が出口スロットから流れ出ることができるように、充分に低い粘度に依拠する。ドクターブレードおよび回転シリンダを使用すると、わずかに粘度の高い材料をフィルムに注型することができるようになるが、こうした計量システムにはなお約20,000〜25,000cpsの制限がある。したがって、従来の機器および方法では、高粘度のフィルム形成組成物の使用が除外される。フィルムを形成するためのたいていの代替ポリマー組成物は、ゼラチンの粘度よりも著しく高い粘度を有する。
【００１６】
ゼラチンベースではないフィルム形成組成物の一例が、国際出願番号第PCT/US00/18420号の「FILM FORMING COMPOSITIONS COMPRISING MODIFIED STARCHES AND IOTA-CARRAGEENAN AND METHODS FOR MANUFACTURING SOFT CAPSULES USING SAME」に開示されている。総じて、この出願は、i)イオータカラゲーナン約12〜24重量%、ii)化工デンプン約30〜60重量%、iii)可塑剤約10〜60重量%、iv)二塩基亜燐酸ナトリウム緩衝系約1〜4重量%を含む、軟質乾燥シェルを含む食用軟質カプセルを開示している。こうした組成物の粘度は、10,000から約30,000cpsを超えることがあり、従来のカプセル封入機での使用は難しいことが判明している。本発明の一態様は、こうしたゼラチンフリー組成物を、本明細書で開示するカプセル封入システムで効果的に使用できることの発見に属する。
【００１７】
従来の機器および方法のさらなる制約は、スプレッダボックスを使用して積層リボンを成形するのが非常に難しいことである。積層リボンは、他のリボン上にリボンが注型されたものである。積層リボンは、フィルムの機能特性の改変、すなわち乾燥特性の改変、または標準のカプセル封入ポリマーと混合できない充填材料を保持するのに適することが多い。本発明の新規な溶融オンデマンド押出装置の使用によって、積層リボンを簡単に作製することができる。
【特許文献１】
米国特許出願第10/016,352号
【特許文献２】
米国特許第1,970,396号
【特許文献３】
米国特許第4,817,367号
【特許文献４】
米国特許第5,761,886号
【特許文献５】
米国特許第5,246,638号
【特許文献６】
米国特許第5,735,105号
【特許文献７】
米国特許第2,774,988号
【特許文献８】
米国特許第6,022,499号
【特許文献９】
米国特許第2,288,327号
【特許文献１０】
米国特許第4,028,024号
【特許文献１１】
米国特許第2,775,257号
【特許文献１２】
国際出願番号第PCT/US00/18420号
【非特許文献１】
The Theory and Practice of Industrial Pharmacy (Lachman、Liberman、およびKanig)第3版、Lee & Febiger
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
固体フィルム形成材料からカプセル封入に適したフィルムを作製する装置を開示する。この装置は、
a)少なくとも一つのキャスティングドラムと、
b)前記フィルム形成材料をオンデマンドで溶融する手段と、
c)ポンプ手段と、
d)押出デバイスと、を備える。
【００１９】
本発明のカプセル封入装置は、当業者には周知の従来のキャスティングドラムを使用し、その上にフィルム形成材料を押出すものである。こうしたドラムは、サイズを変えることができ、空気または液体で冷却することができる。通常、こうしたキャスティングドラムは、ステンレス鋼またはクロム鉄である。
【００２０】
本プロセスおよび装置の一態様では、フィルム形成材料を大量に準備し、凝固させることができる。材料を、ブロックまたはブリック内に注型し、55ガロンのドラム内に充填することができる。したがって、フィルム形成材料を劣化させる心配なく、長期間保管することができる。本装置およびプロセスの他の態様では、固体フィルム形成材料を、キャスティングドラム上へのフィルムの付着/押出しレートと概ね等しいレートで連続して溶融する。代表的「溶融オンデマンド」デバイスを以下に記載する。溶融した材料は、次いで、加圧下で押出デバイスにポンプで送られる。押出デバイスは、コートハンガーの形の内部空洞を有して、フィルムの平らな一定の押出しを容易にする。
【００２１】
フィルム形成材料または組成物は、カプセル封入または被包技術に有用な、当業者に周知の任意の材料でもよい。通常、こうしたフィルム形成材料には、デンプン、ゼラチン、カラゲーナン、ゴム、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)など合成材料からなるグループから選択される少なくとも一つの成分が含まれる。通常、フィルム形成材料は水性ベースを有し、摂取可能と考えられる。本明細書で使用する、用語「摂取可能」は、人の消化管または水を擬した条件下で溶けるフィルム形成材料を指すために使用される。
【００２２】
本出願の装置およびプロセスに使用することができる、一つの特に好ましいフィルム形成材料または組成物は、イオータカラゲーナン、およびヒドロキシプロピルタピオカデンプン、ヒドロキシプロピルトウモロコシデンプン、酸で薄めたヒドロキシプロピルコーンスターチ、自生ジャガイモデンプン、ヒドロキシプロピルジャガイモデンプン、事前糊化化工コーンスターチからなるグループから選択される少なくとも一つの化工デンプンを含む組成物であり、前記デンプンは、水和温度が約90℃未満であり、化工デンプンのイオータカラゲーナンに対する重量比は1.5:1から約4.0:1までである。このフィルム形成組成物は、乾燥させた場合、本質的に、イオータカラゲーナンと化工デンプンの混合物、水、可塑剤、および緩衝材を含む、42〜84重量%のゲル形成剤からなる。一般に、任意のヒドロキシプロピル野菜デンプンが、フィルム形成組成物の作製に有用である。
【００２３】
本発明による装置の操作中、要求されただけの量のフィルム形成材料を溶融オンデマンドデバイスで溶融し、圧力下でキャスティングドラムに輸送する。このフィルム形成材料を溶融する装置は、溶融格子を備える。この格子は、固体フィルム形成材料の上方、または固体フィルム形成材料の下方でもよい。本発明による装置およびプロセスは、容積式ポンプの存在も必要とする。このポンプを使用して、溶融したフィルム形成材料を溶融装置から押出デバイスに輸送する。こうした容積式ポンプは、歯車ポンプ、ローブポンプ、サインポンプ、ウォームポンプ、およびアルキメデスねじからなるグループから選択することができる。
【００２４】
好ましくは、本発明による装置はさらに、前記フィルム形成組成物を溶融する前記手段と前記押出デバイスの間に配置されたリザーバ手段を備える。押出デバイスは通常、チャンバおよび押出スロットを備える。好ましくは、押出デバイスは、「コートハンガー」ダイである。さらに好ましくは、カプセル封入装置は、弁付き射出用楔を備える。
【００２５】
本発明は、摂取可能なフィルムを作製する装置にも関する。前記装置は、
a)少なくとも一つのキャスティングドラム、
b)固体の摂取可能なフィルム形成組成物をオンデマンドで溶融させる手段、
c)溶融した組成物を押出デバイスに輸送するポンプ手段、および
d)前記組成物を溶融させる前記手段と前記押出デバイスの間に配置されたリザーバ手段を備える。
【００２６】
リザーバ手段は、カプセル封入機を停止せずに、溶融オンデマンドデバイスの外の変化を可能にする量の溶融組成物を含む本質的に小さいタンクである。
【００２７】
本発明は、カプセル封入に適したフィルムを作製するプロセスにも関し、このプロセスは、
a)液体ゲル塊を用意するステップ、
b)前記液体ゲル塊を凝固させるステップ、
c)要求に応じて前記固体ゲル塊の一部だけを溶融し、溶融したゲル塊を押出デバイスにポンピングするステップ、および
d)溶融ゲル塊を前記押出デバイスを介して押し出すステップを含む。
【００２８】
さらに、カプセルを形成する装置も開示する。この装置は、
a)協同してカプセル封入部位を構成する複数の可動ダイ、
b)有効充填材料を保持しポンピングする手段、
c)偽薬充填材料を保持しポンピングする手段、および
d)前記カプセル封入部位と前記充填材料を保持しポンピングする手段の間に配置され、偽薬充填材料と有効充填材料との間の切替えに適合させられた弁を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図1は、通常の従来技術の軟質カプセル機10の正面斜視図を示す。この機械を作動させるモータ12は、底部の切欠き図で示してある。右側にあるキャスティングドラム9は、外板の切欠き部分の下に示してある。充填剤ホッパ2は、ポンプおよびポンプハウジング3の上に示してある。要素4は、ポンプ持上げハンドルである。ゼラチンリボン(図示せず)は、スプレッダボックス8内で液体としてスタートし、スプレッダボックス8は、熱を使用してゼラチンを液体状態に維持する。スプレッダボックス8は通常、重力供給方式であり、従来の技法を用いて、ゼラチン溶融物をキャスティングドラム9上に載せる。キャスティングドラム9は回転し、その結果、ゼラチンの連続シートまたはリボンが形成される。溶融したゼラチンをキャスティングドラム上で冷却すると、柔軟なゼラチンリボンが作製され、このゼラチンリボンは、オイルローラアセンブリ7を縫うように通る。通常、食用潤滑材がリボンの両側に塗られて、リボンをロータリダイ(図示せず)に移送する助けをする。この機械では、リボンをねじって、リボンがリボンローラ5を通り、次いで楔13に渡されるのを可能としている。二つのリボンを、機械の両側にある同一のアセンブリ(図示せず)を使用して同じ方法で成形する。一つのドラム上で成形されたゼラチンリボンは、カプセルの一方側にシェル材料を提供する。ロータリダイは、ヨークアセンブリ6の後側に収容される。ゼラチンリボンは、協働するダイ(図示せず)の上を縫うように通って互いに連通する。圧力をダイに加えてダイを互いに押し付ける。この力を、楔アセンブリからの熱と併せて、二つのゼラチンのリボンが共に封止されるようにし、ダイ上の空洞に沿って切断して、半形成の空のカプセルを作製する。同時の動作で、ポンプアセンブリ3は、充填材料(すなわち、栄養剤、薬剤など)を計量し、管14を通って射出用楔内に、次いで充填材料分配デバイスまたは楔内の射出口を介して半形成の空のカプセル内に分注する。ダイの回転により、封止および切断プロセスが継続されて、完全な充填されたカプセルが形成される。出力シュート11は、完成したカプセルを受ける。設定および他の非製造段階中、充填材料は、戻りホース12を介して充填剤ホッパ2に戻される。
【００３０】
対照的に、本発明の装置は、スプレッダボックス8を衛生的なコートハンガー押出ダイと取替えたものである。さらに、溶融ゼラチン用保持タンクを溶融オンデマンドデバイスと取替えている。最後に、本発明の装置は、一つは偽薬充填剤用で、一つは有効充填剤用の二つの充填剤ホッパ、2組の充填剤管路14、および2組の戻り管路12を有する。本発明の装置は、有効充填剤から偽薬充填剤への、またその逆の迅速な切替えを可能にする弁付き射出用楔も有する。
【００３１】
本発明の一実施形態は、図5〜図7に示したように、楔の射出における弁の配置に関する。カプセル封入機を「設定」する場合、通常、カプセル封入機は充填材料を射出せずに稼働する。あるいは、カプセル封入機は有効充填剤を使用して稼働する。楔に弁を配置することによって、偽薬を用いて機械を設定し、次いで有効充填材料に迅速に切り替えることができる利点が提供される。これは、非常に少量の原料で軟質カプセルを作製し、有効材料を節約することができる利点がある。この実施形態では、第2のホッパおよびポンプを利用して偽薬充填材料を充填する。
【００３２】
図2は、本発明に有用な溶融オンデマンドデバイスの一つのバージョンを示す図である。デバイス20は通常、絶縁された壁21および溶融格子38で構成される。固体フィルム形成組成物は、デバイス20内のブロック22で表されている。デバイス20の内部へは、ドア23を通ってアクセスする。固体フィルム形成材料22は溶融格子38上で担持される。この溶融格子38は、わずかに勾配が付けられており、固体22と溶融格子38の間に溶融したフィルム形成材料30の領域が提供される。この溶融材料30は、ゲートウエイ32を通って歯車ポンプ24内に入る。歯車ポンプ24は、管路34に必要な圧力を提供し、管路34は、押出ダイまで続く加熱ホース36に連結される。圧力フィードバック管路28および圧力逃がし弁26は、マニホルドブロック40内に配置される。圧力逃がし弁26は、加熱ホース36を通って押出ダイ(図示せず)に流れる、または溶融格子38を通って固体フィルム形成材料22と溶融格子38の間の溶融材料30のプールに再循環される、溶融材料30の量を制御する。
【００３３】
歯車ポンプ24を圧力逃がし弁26と共に慎重に制御して、押出ダイに溶融フィルム形成材料を安定かつ一定して供給することができる。一実施形態では、リザーバは、溶融オンデマンドデバイス20のポンプと押出デバイス(図示せず)の間に配置される。
【００３４】
図3を参照すると、押出デバイスの一実施形態が分解図で示してある。主本体50は、コートハンガー型空洞68およびリップ72を備える。入口ポート52は、溶融フィルム形成材料が、約10〜35psi(約70〜245kPa)の圧力下で押出デバイスに入る場所である。主本体67の前面はシム66と接触している。このシムは、切欠き69、およびボルト60を受け容れる多数の穴64を含む。シムの切欠き69を調整して、リボンの厚さを変更することができる。一代替実施形態では、シムを省くことができ、前部プレート62がその中に配置された開口部または切欠きを有することができる。ボルト60は、前部プレート62、シムを通って、押出デバイスの主本体50内に没入する。主本体50の前面67に隣接する側部に、加熱要素58、末端部56、および電気的接続用ポート70がある。ガスケット54は、主本体50と末端部56の間に配置される。
【００３５】
主本体内に備えられた加熱要素58は、サーミスタ(図示せず)によって慎重に制御される。押出デバイスから出る点でのフィルム形成材料の温度は、高品質のフィルムを押し出すために重要である。本発明者らは、許容可能なリボンを得るには、リップ72での圧力も重要であると判断する。さらに、リップの高さも重要である。リップは、高さが約1〜2.5cm(1/2〜1インチ)とするべきである。
【００３６】
さらに、押出デバイスの開口面における圧力差の変動は、2%以下でなければならない。通常、押出デバイス内のフィルム形成組成物の圧力は、入口ポート52で、約10〜12psi(約70〜約85kPa)である。コートハンガーの設計は、フィルム形成組成物の粘度および温度に応じて変更することができる。押出デバイスの設計で重要なことは、層流および層の厚さが、開口部またはシムの切欠き69全体にわたり、押出デバイスのリップ72の下に生じることである。所与の温度での一定の加圧、およびコートハンガー空洞68の設計によって、多様なフィルム形成材料をキャスティングドラム上に注型して、許容可能なカプセル封入フィルムを得ることができる。
【００３７】
図4は、代替溶融オンデマンドデバイスであり、より具体的には、ドラムアンローダ80として知られているものである。この特定のデバイスは、55ガロンのドラム96内に固体フィルム形成材料を有する。このドラムは、底部94上に位置する。溶融オンデマンドデバイス80はさらに、モータ82、シャフト90に連結された歯車箱86を備え、シャフト90は、ポンプ100および分配マニホルド102に連結される。タイバー84は、空気圧シリンダ92およびタイロッド88と連通して、ユニット全体を垂直に上下に移動させる。プラテンまたは溶融格子98を加熱し、固体フィルム形成材料をドラム96内で溶融し、それによってポンプ10の空洞内に押し込み、分配マニホルド102を介して外に出す。こうした溶融オンデマンドデバイスの代表的なものは、ITW Dynatec of Hendersonville,TNによって製造されたDynadrum(商標)55、Industrial Machine Manufacturing,Inc.of Richmond,Virginia、およびRobotech AG of Switzerlandによって製造されたUniflow Productである。
【００３８】
この溶融オンデマンドデバイスは、当初、熱い溶けた接着剤を包装などに適用するために開発されたものである。こうした機械を実質的に修正して、ロータリダイプロセスを用いた軟質カプセルの製造に有用なフィルム形成組成物に対応するように作製した。修正には、フィルム形成材料に接触するフィルムの腐食を防止する保護部分、および押出ダイに必要な流れを得るための溶融プラテン98への修正が含まれる。プラテンまたは溶融格子98は通常、陽極化し、ポリテトラフルオロエチレン(Teflon(登録商標))で被覆したアルミニウムから作製される。Teflonの表面を使用して、溶融格子98に向かって移動する固体フィルム形成材料の摩擦力を低減する。この溶融オンデマンドデバイスは、空気圧シリンダ92を利用して、加熱したプラテン98を55ガロンのドラム内に押し付け、それによってフィルム形成材料を溶融し、歯車ポンプ100によって移動させる。分配マニホルド102は、それに連結された一つまたは複数のホースユニットを有することができる。こうした電気的に加熱したホース(図示せず)は、好ましくは、空洞を無くし、それによって汚染を防止する、一体のステンレス鋼のホース継手を有する。こうした加熱ホースは、高粘度フィルム形成材料を洗浄することができるように構成されなければならない。こうしたホースは、Viking Industries,Inc.of New Smyrna Beach,Floridaから入手可能である。
【００３９】
図2および図4に示した溶融オンデマンドデバイスの重要な一利点は、フィルム形成材料が焦げるのが防止されることである。フィルム形成材料に熱を加えると、錯体ポリマーが破壊され劣化し、温度および時間が増すにつれてそれが続行される。フィルム形成材料を溶融状態で維持する従来技術の方法および装置では、通常は酸素が存在するために焦げが生じる。本発明者らは、溶融オンデマンドデバイス内の固体フィルム形成材料に加える熱を慎重に制御することによって、システム内の酸素を除去して、焦げを大幅に低減し、実際になくすことができると判断した。
【００４０】
カプセル産業でのこうした溶融オンデマンドデバイスの使用は独自のものであり、従来の方法および装置に勝る莫大な利益をもたらすものである。本発明によるシステムは、各溶融ゾーンの温度の安定、一つのゾーンから他のゾーンへの熱伝達の低減、高温でのフィルム形成材料の酸素からの隔離、衛生的で簡単に洗浄可能なデバイスを提供する。
【００４１】
図5は斜視図であり、全般的に110で示す弁付き射出用楔に関する本発明の他の態様を示すものである。カプセル封入機のこの楔は、二つのロータリダイのニップがカプセルを完成する直前に、1枚のフィルムの間に充填材料を挿入するデバイスである。通常、射出用楔を加熱してフィルムを事前処理してからカプセル形成し、射出用楔は楔の頂部またはその付近にいくつかの充填剤出口ポート111を有する。出口ポート111の数は、ロータリダイの空洞の列の数と同じである。弁付き楔110は、米国特許第5,761,886号の要素27および13、ならびに米国特許第6,022,499号の項目26で示されたような従来の楔および閉鎖弁に取って代わるものである。本発明の楔は、偽薬充填材料から有効充填材料に、かつその逆に迅速に切り替えることができる点で従来技術のものとは異なる。これによって、高価な有効充填材料を無駄にせずに、機械を設定することができる。通常、カプセル封入機の設定中に、充填材料を使用せずに、機械設定の一部を行うことができる。機械の設定を完了するには、充填材料を使用する必要がある。本発明による弁付き楔は、偽薬および有効充填材料の使用を可能にする別々のポンピングおよびリザーバが必要である。
【００４２】
したがって、操作の際は、カプセル封入機の操作者は、偽薬充填剤を使用して機械の設定を開始することができる。これは、レバー112を偽薬位置にすることによって行うことができる。図6を参照されたい。カプセル封入機の適切な設定が完了した後、操作者はレバー112を図7に示した有効位置に移動させる。弁付き射出用楔を備えたカプセル封入装置は、少量の軟質カプセルを製造するのに特に有用である。偽薬から有効充填剤に切り替えるこの能力は、軟質カプセルを製造するために必要な有効材料の量、および最終製品の品質に関して、従来技術に進歩をもたらすものである。
【００４３】
弁付き射出用楔は、実質的に各射出ポート111に対する三方向弁である。三方向弁は周知のものであるが、本発明の新規な態様では、その弁をロータリダイカプセル封入プロセスに適用する。
【００４４】
図5Aは、図5で示した弁付き射出用楔の分解斜視図を示す。当業者には理解されるように、図5、図5A、図6、および図7にて説明したこの弁付き射出用楔は、一つの充填剤出口ポート111しかないため、1列のカプセルしか作製しない。商業規模の弁付き射出用楔は、多数の、すなわち5〜15の充填剤出口ポートを備える。
【００４５】
図5、図5A、図6、および図7を参照すると、要素113〜116は、フィッティングでのクイックスタートプッシュであることが好ましい。フィッティング113は有効剤戻しポート、114は有効剤射出ポート、115は偽薬戻しポート、116は偽薬射出ポートである。弁は、有効充填剤が選択された場合は、偽薬充填剤を射出ポート116から再循環し、偽薬戻しポート115を出て偽薬充填剤リザーバ(図示せず)まで戻すように設計される。同様にして、偽薬が選択された場合は、有効材料を再循環させる。有効剤も偽薬も選択されない場合(閉鎖位置)は、偽薬および有効剤を再循環させる。楔の頂部118は、ダイのニップに非常に近接して位置付けられる。要素119は、加熱要素を配置するための開口部である。
【００４６】
図6では、偽薬充填剤の流路120は、出口ポート111を通って楔の頂部118付近で外に出る溝124内に位置付けられる。有効剤の流れの管路122は、レバーを下げて、有効剤射出口114が管路122と位置合せされ、管路122が管路124と位置合せされ、管路124が出口ポート111と位置合せされる位置に移動させることによって開放される。要素111は、楔の両側にある出口ポートである。例示の目的で、1組だけの出口ポートを示してある。商業生産では、対の出口ポート111の数は、ロータリダイの側面の空洞の数と等しい。
【００４７】
図8は、本発明による方法のブロック図であり、各ブロックは装置の構成要素を示す。本発明の本質は、溶融オンデマンドデバイスをポンプと共に使用して、層流を使用する押出デバイスに、キャスティングドラム上に高品質のリボンを注型する技術を提供することにある。本明細書で記載した装置およびプロセスを用いて製造したリボンは、厚さが非常に均一で欠陥が非常に少ないものである。
【００４８】
本発明は、フィルム形成組成物のステージングの態様、およびキャスティングドラム上でリボンを作製する方法が従来技術と異なる。フィルム形成組成物は、従来技術に記載されている方法で、または新規の組成物を使用して作製してもよい。本発明では、液体のフィルム形成組成物を溶融オンデマンドデバイスの容器(たとえば55ガロンのドラム)またはリザーバ内に入れ、凝固できるようにする。
【００４９】
さらに、本発明は、スプレッダボックスを押出ダイに取替えた点で従来技術と異なる(図13を参照)。このダイは、フィルム形成組成物が、圧力下で層流の下でスロットを通ってポンピングされる点で、スプレッダボックスとは異なる。リボンの一様な厚さも、ダイの開口部にわたって等圧を加える押出ダイの設計によってもたらされる。さらに、押出ダイは、ダイの出口スロット(リップ)を横切る流量が実質的に均一であるように内部的に設計される。これは、押出リップに材料を供給する、慎重に設計された「コートハンガー」空洞によって達成される(図10および図11を参照)。この空洞は、幾分「コートハンガー」の形をしており、押出ダイの一体的部分である。押出ダイの本体は、フィルム形成組成物の融点より摂氏温度で数度(すなわち2〜10℃)高くなるまで加熱される。スプレッダボックスと違い、材料のリザーバは存在せず、リボンは圧力下で押し出される。
【００５０】
加圧したフィルム形成材料を使用してフィルムを作製する押出ダイの能力によって、フィルム形成ポリマーの対応する粘度を、従来技術のスプレッダボックス技法によって課せられた粘度の制限よりもはるかに高くすることができるようになった。注型温度で80,000〜120,000cpsの範囲の粘度を有して形成されたフィルムの例が作製された。
【００５１】
図13は、図3で示したものとわずかに異なる押出ダイの斜視図を示す。図13によるダイは、概して130であり、フィルム形成材料入口ポート132、後部プレート134、および前部プレート136を備える。前部プレート136および後部プレート134は、多数のボルト138で互いに取り付けられている。ダイから押し出されるリボンは要素140として示してある。押出スロット142は、後部プレート134と前部プレート136の間の開口部である。
【００５２】
図9は、押出ダイの後部プレート134の上面平面図である。連結ボルト穴144は、ダイをカプセル封入機に取り付けるためのものであり、ボルト穴146は、前部プレート136を後部プレート134に取り付けるためのものである。図10は、ダイの「コートハンガー」空洞146を示す後部プレートの側面図である。
【００５３】
図11は、コートハンガー空洞146および加熱要素(図示せず)用空洞150を示す、図10の線11-11に沿って切り取った断面図である。図12は、加熱要素用空洞150、および加熱要素150を制御するために使用するサーミスタ152を示す、図10の線12-12に沿って切り取った断面図である。
【００５４】
図14は、フィルム形成材料入口ポート132および多数のボルト穴154を示す前部プレート136の上面平面図である。図15も、フィルム形成材料入口ポート132および多数のボルト穴154を示す押出デバイス130の前部プレート136の側面平面図である。
【００５５】
図16は、フィルム形成材料入口ポート132を示す、図15の線16-16に沿って切り取った断面図である。
【００５６】
本発明のシステムは密閉されたシステムであるため、従来技術のスプレッダボックスに勝る他の利点がある。スプレッダボックスの開放リザーバは、フィルム形成材料から蒸発により水分が失われやすい。さらに、リザーバは、スプレッダボックスチャンバの充填剤を制御し、あふれ出るのを防ぐため、レベルフィードバック機構をさらに複雑にする必要がある。本発明の押出ダイは、密閉システムであり、水分の損失を心配せずに、所望の場合は高温で運転することができる。本発明の、制御され密閉されたシステムは、押し出されるフィルム形成材料のより良好な熱制御を示すものである。さらに、押出ダイにより、幾何学的に平らなリボンを作製することがほとんどできないスプレッダボックス固有の不正確さが克服される。本発明による押出ダイは、フィルムの厚さにばらつきが生じる要因を減らすことが判明した。本発明による装置およびプロセスを用いて作製したフィルムは、従来技術のスプレッダボックスを使用して作製したフィルムよりも、寸法的により正確であり、寸法のばらつきがはるかに少ないことが判明した。
【００５７】
さらに、それぞれ個々に異なるタイプのフィルム形成材料が供給される出口スロットを有する押出ダイを作製することができる。スロットは、非常に近接して、すなわち同じダイ本体に直列で配置することができる。あるいは、内部のダイの空洞/押出スロット内に出る多数の異なる供給物を受け容れるように押出ダイを設計することができる。こうすると、複数層のリボンの製造が可能になる。各層は、別の組成物を有することができ、やはりこのことによって、旧式スプレッダボックス技法に勝る分化および多様性がもたらされる。
【００５８】
本発明の装置で使用するポンプの好ましいタイプは、歯車ポンプであるが、他のタイプの小さいローブ、らせん状ウォーム、またはピストンポンプでも十分である。溶融オンデマンドデバイスは、溶融格子と概ね同じ温度でポンプを維持しなければならない。ポンプは、フィルム形成材料の流れが加熱管を通って押出ダイに流れるように強制する。ポンプの速度によって、押出ダイに送出される材料の量が決定され、したがってキャスティングドラム上に押し出されるフィルムの厚さが決定される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の装置およびプロセスは、軟質カプセルを作製するための高粘度フィルム形成システムの使用を可能にするものである。従来技術のスプレッダボックスシステムの一つの制約は、10,000〜15,000cpsを超える粘度を持つ組成物からリボンまたはフィルムを作製することができないことである。しかし、押出ダイは、80〜200,000cpsのフィルム形成組成物を簡単に処理することが示された。
【００６０】
本発明の装置およびプロセスの一利点は、溶融オンデマンド技術の使用によって、フィルム形成組成物の望ましくない熱劣化が克服されることである。ゼラチンは、軟質カプセルを作製するために使用される通常のポリマーシステムであるが、現行のスプレッダボックスプロセスを使用する場合、全使用にわたって材料を溶融状態で維持する必要がある。ゼラチンは、大幅な劣化が生じてシステムを軟質カプセルの作製に無効にしてしまうまで、96時間しか溶融状態で維持することができない。対照的に、本発明による装置およびプロセスは、フィルム形成材料を使用前に15〜30分しか加熱しない。これは、望ましくない劣化およびポリマー機能の損失が生じるには十分ではない。本発明による装置およびプロセスは、技術的現状に著しい進歩をもたらすものである。
【００６１】
上記で本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を提供したが、これは例示の目的であって限定的なものではない。理解されるように、当業者には明らかな、本開示に基づく他の修正形態、派生形態、および等価のものは全て本発明の特許請求の範囲に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】代表的な従来技術の機械を示す、部分的に切欠いた正面斜視図である。
【図２】本発明に有用な代表的溶融オンデマンドデバイスを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による押出デバイスを示す分解斜視図である。
【図４】55ガロンドラムから固体フィルム形成材料を移動させるのに適合させられた、代表的溶融オンデマンドデバイスを示す斜視図である。
【図５】有効充填剤と偽薬充填剤を切り替えるための弁を備えた充填材料分配デバイスまたは射出用楔を示す斜視図である。
【図５Ａ】本発明による弁付き射出用楔の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】偽薬充填剤の位置にある、充填材料分配デバイスまたは弁付き射出用楔を示す断面図である。
【図７】有効充填剤の位置にある充填材料分配デバイスの断面図である。
【図８】本発明によるリボン注型プロセスを示す、プロセスの流れ図である。
【図９】衛生的な低圧力コートハンガー押出ダイの一実施形態の後部プレートを示す上面図である。
【図１０】衛生的な低圧力コートハンガー押出ダイの一実施形態の後部プレートを示す側面図である。
【図１１】衛生的な低圧力コートハンガー押出ダイの一実施形態の後部プレートを示す平端面図である。
【図１２】衛生的な低圧力コートハンガー押出ダイの一実施形態の後部プレートを示す平端面図である。
【図１３】本発明に有用な組み立てた押出ダイを示す斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態による押出デバイスの前部プレートを示す上面平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による押出デバイスの前部プレートを示す側面平面図である。
【図１６】前部プレートを示す、図15の線16-16に沿って切り取った断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
2  充填剤ホッパ
3  ポンプハウジング
5  リボンローラ
6  ヨークアセンブリ
7  オイルローラアセンブリ
8  スプレッダボックス
9  キャスティングドラム
10  軟質カプセル機
11  出力シュート
12  戻りホース
14  管
16  モータ
20  溶融オンデマンドデバイス
21  壁
22  固体フィルム形成材料
23  ドア
24  歯車ポンプ
26  圧力逃がし弁
28  管路
30  溶融材料
32  ゲートウエイ
34  管路
36  加熱ホース
38  溶融格子
40  マニホルドブロック
50  主本体
52  入口ポート
54  ガスケット
56  末端部
58  加熱要素
60  ボルト
62  前部プレート
64  穴
66  シム
67  主本体
68  コートハンガー型空洞
69  シムの切欠き
70  電気的接続用ポート
72  リップ
80  溶融オンデマンドデバイス
82  モータ
84  タイバー
88  タイロッド
90  シャフト
92  空気圧シリンダ
94  底部
96  ドラム
98  溶融格子
100  ポンプ
102  分配マニホルド
110  弁付き楔
111  充填剤出口ポート
112  レバー
113  有効剤戻しポート
114  有効剤射出ポート
115  偽薬戻しポート
116  偽薬射出ポート
117  誘導ポート
118  楔の頂部
119  ガスケット
120  偽薬充填剤の流路
121  上部案内プレート
122  管路
123  分配器/閉鎖プレート
124  溝
125  溝
126  下部案内プレート
127  ブロック
128  コネクタ
130  押出デバイス
132  フィルム形成材料入口ポート
134  後部プレート
136  前部プレート
138  ボルト
140  フィルム
142  押出スロット
144  連結ボルト穴
146  ボルト穴
148  コートハンガー空洞
150  加熱要素用空洞
152  サーミスタ
【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月1日(2003.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル封入のための装置であって、
a)リボンを作製するための少なくとも一つのキャスティングドラムと、
b)前記リボンを少なくとも一つのロータリダイに輸送するためのリボンローラと、
c)少なくとも二つの充填剤ホッパと、
d)少なくとも二つの充填剤管路と、
e)弁付き射出用楔と連通している少なくとも2組の戻し管路と、を備え、
前記弁付き射出用楔が少なくとも2方弁を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記弁付き射出用楔が、射出ポートおよび戻しポートを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも二つの充填剤ホッパ、および少なくとも2組の充填剤管路、ならびに少なくとも2組の戻し管路をさらに備え、
前記楔が少なくとも3方弁を備えることを特徴とする請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記弁付き射出用楔が、充填剤出口ポートおよび分配器/閉鎖プレートを備えることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記弁付き射出用楔が加熱要素を備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記弁付き射出用楔が、少なくとも三つの弁位置を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記三つの弁位置が、閉鎖、有効充填剤、および偽薬充填剤の位置であることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも二つのポンプをさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の装置。
【請求項９】
前記ポンプが有効充填剤用ポンプおよび偽薬充填剤用ポンプであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記弁付き射出用楔が3方弁であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記弁付き射出用楔が、偽薬充填剤から有効充填剤に、かつその逆に切り替えるのに適合させられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記弁付き射出用楔が3方弁を備えることを特徴とする請求項2に記載の装置。
【請求項１３】
押出デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
a)前記ポリマーをオンデマンドで溶融させる手段と、
b)3方弁付き射出用楔と、を備えることを特徴とするポリマーを基体に加えるための装置。
【請求項１５】
前記押出デバイスがチャンバおよび押出スロットを備えることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項１６】
前記押出デバイスがコートハンガーダイであることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも二つの充填剤ホッパ、少なくとも2組の充填剤管路、および少なくとも2組の戻し管路をさらに備え、前記楔が少なくとも3方弁を備えることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項１８】
a)協同してカプセル封入部位を構成する複数の可動ダイと、
b)有効充填材料を保持しポンピングする手段と、
c)偽薬充填材料を保持しポンピングする手段と、
d)前記カプセル封入部位と前記充填材料を保持しポンピングする手段との間に配置され、偽薬充填材料および有効充填材料からの切替えに適合させられた弁と、を備えることを特徴とするカプセルを形成するための装置。
【請求項１９】
有効剤戻し手段および偽薬剤戻し手段をさらに備えることを特徴とする請求項18に記載の装置。
【国際調査報告】
2005508276.tif 000049
2005508276.tif 000050
2005508276.tif 000051