(57)【要約】  溶融材料からペレットを製造する装置であって、溶融材料が出てくるノズル（１）が配置された有孔板（２）を有し、有孔板（２）の反対側に少なくとも一つの刃（３）を備えるカッタヘッドとカッタシャフト（５）とを有するモータ駆動カッタ装置が配置される。装置は筐体（６、６ａ、６ｂ）内に切削チャンバ（７）を有し、チャンバは有孔板（２）と隣接し、カッタ装置の少なくとも一つの刃（３）を少なくとも囲み、チャンバを介して冷却剤が流れ、冷却剤の求心的な流れが回転エリアに少なくとも生じ、その後存在する冷却剤とペレットとを切削チャンバ（７）の出口（１１）へと搬送する。入口ノズル装置（９）が、調節可能なスロット幅を有する環状スロットノズルとして実装される。【選択図】  図１
2015519235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材料からペレットを製造する装置であって、
前記溶融材料が出てくるノズル（１）が配置された有孔板（２）を有し、前記有孔板（２）の反対側に少なくとも一つの刃（３）を備えるカッタヘッドとカッタシャフト（５）とを有するモータ駆動カッタ装置が配置され、前記少なくとも一つの刃（３）が前記有孔板（２）の前記ノズル（１）上を回転して通過し、それによって前記出てきた溶融材料のペレットを切削し、前記装置は筐体（６、６ａ、６ｂ）内に切削チャンバ（７）を有し、前記チャンバは前記有孔板（１）と隣接し、前記カッタ装置の前記少なくとも一つの刃（３）を少なくとも囲み、前記チャンバを介して冷却剤が流れ、入口装置（８、９）から前記切削チャンバ（７）内に導入され、その工程において前記溶融材料の前記ペレットが前記冷却剤内で凝固し、前記入口装置が前記少なくとも一つの刃（３）の回転エリアにおいて前記切削チャンバ（７）を周方向に囲む独立した入口チャンバ（８）と、前記入口チャンバ（８）と前記切削チャンバ（７）との間で前記切削チャンバ（７）の周囲で周方向に配置された入口ノズル装置（９）とを有し、これによって前記冷却剤が外部から内側に放射状に又は外部から内側に実質上放射状に異なる側面より周方向に前記切削チャンバ（７）内に導入可能であり、前記冷却剤の求心的又は少なくとも略求心的な流れが前記回転エリアに少なくとも生じ、その後存在する前記冷却剤と前記ペレットとを前記切削チャンバ（７）の出口（１１）へと搬送する装置であって、前記入口ノズル装置（９）は、調節可能なスロット幅を有する環状スロットノズルとして実装される、装置。
【請求項２】
前記スロットノズル（９）及び／又は前記入口チャンバ（８）は少なくとも、好ましくはテフロン（登録商標）又は琺瑯からなる断熱材及び／又は非粘着性の材料で覆われる、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１のプリアンブルに記載の、医薬品有効成分を含んだ材料又は材料混合物、又は高分子溶融材料等のプラスチック溶融材料等からペレット化する等の、溶融材料をペレット化する装置に関し、特に、対応する溶融材料から医薬品を製造することを目的としている。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶融材料は今日例えば粒化により加工及び処理される。一般的に、溶融材料、特にこれまでのところプラスチック等の造粒には、押出機や溶融ポンプがよく用いられてきた。これらの押出機及び溶融ポンプは、溶融したプラスチック原料を有孔板のノズルを介して、水等の冷却剤の中へと押し出す。この過程において、ノズルの開口部より出てきた材料は、そこで少なくとも一つの回転する刃を備えたカッタ装置により切削され、ペレットが製造される。水中造粒の方法を実行する対応する装置として、例えばＡｕｔｏｍａｔｉｋ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ  ＧｍｂＨ社の製品名ＳＰＨＥＲＯ（登録商標）のような水中ペレット製造機が知られている。
【０００３】
冷却剤としての空気中でホットカットペレット化を実行するためのシステムがかなり長い間市場にあるが、押し出された熱可塑性物質をペレット化するための機械の製作が比較的容易であったからであろう。これらの装置において、有孔板から出てきた溶融物のストランドは、できるだけその表面近くで回転する刃によって切断され、固有の慣性によってストランド材料の小片状のペレットへと成形される。刃の回転によって、空気が筐体の周囲及び内部から引き込まれ、その空気によって、ペレットが幾分自由にそして遠心力により切削場所から離れるように方向づけられる。これらのシステムで起こる問題は、刃の冷却が不十分なことによるものであり、時間が経つと過熱状態となって膠着を起こすと共に、特に大量のペレットを実際の製造条件の下で生産する際の高い処理速度において、このようなシステムが一般的に膠着及び閉塞へと向かう傾向にある。更に、この方法で生産されたペレットは、特に溶融材料の粘性が比較的高いときに、円筒状で不規則な形状になりがちである。一方特に医薬材料の場合、均一なサイズの多量の球状ペレットが、下流の用途において要求される場合が多い。
【０００４】
一般的に、ホットカットペレット化法を用いた粒化の際、一つ以上の刃からなるカッタ装置がその上を通過する平らな表面で終端する一つ以上のノズル装置を介して、溶融高分子マトリクス等を加圧する。出てきたストランドを、刃又は複数の刃により、いわゆるペレットと呼ばれる小さな単位へと切削するが、各ペレットは切削当初は溶融状態である。その後、冷却により、ペレットを高分子マトリクスの凝固温度以下にして凝固させると、溶融物固有の膠着性と表面又は互いの粘着傾向とが失われる。従来技術によれば、このような方法を採用する方法及び機械が更に細分化され、水中ホットダイフェースペレット化として知られる、水又は類似した液体を冷却剤として使用した方法及び機械と、空冷式ホットダイフェースペレット化として知られる方法及び機械とがある。後者の方法は、液体媒体を除く気体（空気が好ましい）だけにより、又は気体と液滴との混合物からなる霧により、切削後の最初の冷却が行われるものである。後者のグループは、製造過程では後工程である追加的な冷却方法の種類によって更に区別され、即ち、水膜を切削チャンバの壁の表面に流す方法と機械であって、このチャンバは、略円筒形又は円錐の先端を切った形状を有し、水膜内にペレットが落ちて水と共に切削装置から運び出される。これらは、水リングペレット製造機（ｗａｔｅｒ  ｒｉｎｇ  ｐｅｌｌｅｔｉｚｅｒｓ）とも呼ばれる。
【０００５】
しかしながら、水に接触することが望ましくない製品を粒化する場合には、切ったばかりのまだ溶融状態のペレットを冷却及び輸送するガスだけで冷却するペレット製造機が使用される。一方、従来技術に対応する機械では、まず、切ったばかりのペレットを切削装置の遠心力によって外側に放射状に加速し、次に、冷却プロセス工程を比較的ゆっくり進行させるのが一般的であり、それゆえに、ペレットは、表面との接触が可能となるまでに比較的長い距離を自由飛行により進まなければならない。この結果、低い処理能力であっても、このようなペレット製造機は非常に大型になってしまう。このような大きさとそれに関連した低冷却剤ガス流量とにより、内部の乱流が発生することとなり、ペレットの一部分が筐体部品及び他の機械部品とすぐに接触し、膠着してしまう可能性がある。更に、周囲空気が一般に冷却剤ガスとして吸い込まれるが、それ自身既に塵及び望ましくない物質を含んでいる可能性があり、そのため、温度、水分及び塵が無い等の特性を監視することは、不可能でなくても困難である。可能な限りトラブル無くペレット製造機を動作させるために、ペレットを十分早く冷却し、筐体又は切削部品と又は他のペレットと接触するまでに既にその表面が凝固されていることが望ましい。冷却速度は主に温度差に依存し、次に気体の体積要素同士の交互の迅速な交換に依存し、この技術分野では乱流度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）と呼ばれる。レイノルズ数を、乱流度のパラメータとして使用可能である。これに関連して、冷却効果は、主に高分子溶融物の特性（具体的には、温度、熱容量、表面積、熱伝導率、粒径、比表面積）と冷却剤ガスそのものの特性（具体的には、温度、熱容量、乱流度、冷却剤ガス／高分子ペレット質量流量比）に依存する。これらの要因のほとんどが、材料定数又はプロセス技術により定まるパラメータのどちらかであるので、冷却効果の強度に影響を及ぼす可能性はごく少数である。結局、高分子ペレットの熱容量が冷却剤ガスへと移動するのである。筐体の部品や他の機械の部品との熱交換が無視されるなら、溶融材料の熱容量の差は、冷却剤ガスの熱容量の差に等しい。
【０００６】
従って、ペレット化装置の切削チャンバへの冷却流体の体積流量を簡便に調節できれば、水やプロセス空気等の液体及びガス状の冷却流体双方を供給する際に望ましい。
【０００７】
ドイツ公開特許ＤＥ  １０  ２００９  ００６  １２３  Ａ１は、ペレット製造機の切削チャンバ用に流れを最適化した入口ノズル装置を示す、熱可塑性材料をペレット化するための方法及び装置を既に記載しているが、環状ノズル配置のスロット幅を簡便に調整できることは記載されていない。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術の欠点を克服し、特に、経済的で比較的構造的に簡単な方法でペレットが膠着する傾向を減らしながら、均一且つ一定の形状で均一なペレットサイズでの用途が柔軟なペレット化を効果的に行う、溶融材料をペレット化する装置を提供することである。
【０００９】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する装置によって達成される。本発明の好適な実施態様は、従属クレームによって規定される。
【００１０】
本発明の装置は、溶融材料からペレットを製造する装置であって、溶融材料が出てくるノズルが配置された有孔板を有し、有孔板の反対側に少なくとも一つの刃を備えるカッタヘッドとカッタシャフトとを有するモータ駆動カッタ装置が配置され、少なくとも一つの刃が有孔板のノズル上を回転して通過し、それによって出てきた溶融材料のペレットを切削する。装置は筐体内に切削チャンバを有し、チャンバは有孔板と隣接し、カッタ装置の少なくとも一つの刃を少なくとも囲み、チャンバを介して空気や水等の冷却剤が流れ、入口装置から切削チャンバ内に導入され、その工程において溶融材料のペレットが冷却剤内で凝固する。入口装置が少なくとも一つの刃の回転エリアにおいて切削チャンバを周方向に囲む独立した入口チャンバと、入口チャンバと切削チャンバとの間で切削チャンバの周囲で周方向に配置された入口ノズル装置とを有し、これによって冷却剤が外部から内側に放射状に又は外部から内側に実質上放射状に異なる側面より周方向に切削チャンバ内に導入可能であり、冷却剤の求心的又は少なくとも略求心的な流れが回転エリアに少なくとも生じ、その後存在する冷却剤とペレットとを切削チャンバの出口へと搬送する。本発明によれば、この設計において、入口ノズル装置は、調節可能なスロット幅を有する環状スロットノズルとして実装される。
【００１１】
このように本発明の装置によれば、スロットノズルのスロット幅を調節することにより冷却及び輸送媒体の体積流量を調節し、ペレットが切削後にすぐに分離するよう効果的に、即ち非常に超過した流量を効果的に選択可能となる。
【００１２】
有効には、スロットノズル及び／又は入口チャンバは少なくとも、好ましくはテフロン（登録商標）又は琺瑯からなる断熱材及び／又は非粘着性の材料で覆われてもよい。これによって、そこを通過した冷却剤が望ましくない加熱から保護され、そこに滞留する特に溶融材料等の堆積物によるスロットノズルの閉塞が少なくとも低減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
以下、添付の図面に基づいて、実施例により本発明を詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るペレット化装置の縦概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、有孔板２のノズル１から出てきた医薬溶融材料等の溶融材料をペレット化するための装置の縦概略断面図である。
【００１５】
図１に概略的に示したペレット化装置は、ノズル１を設けた有孔板２を有し、ノズル１の配列は略回転対称であり、装置のその他の設計もまた回転対称又は略回転対称である。図１に示すように、有孔板２と関連して、少なくとも一つの刃３を備えるカッタ装置があり、刃のシャフト５上に配置された刃の支持体４で構成される。カッタ装置は、（図１には示されない）モータによって駆動され、少なくとも一つの刃３が有孔板２内のノズル１上を通過し、それによって例えばノズル２から出てきた医薬溶融材料等のペレットを切削する。溶融材料は従来の方法で溶融され、例えば（図１には示されない）押出機や溶融ポンプによって、有孔板２のエリアへと運ばれ、そこでノズル１の外へと押し出される。この装置は、外部筐体領域６ａと内部筐体領域６ｂとを備えた筐体６内に切削チャンバ７を有し、このチャンバは有孔板２に隣接している。本発明によれば、動作中、切削チャンバ７は、通常空気又は水等の冷却剤で満たされており、この冷却剤は更に切削チャンバ内を流れており、切削チャンバ７によって、少なくとも一つの刃３と刃の支持体と共に少なくとも刃のシャフト５の一部を囲む。刃のシャフト５は、有孔板２とは反対側の筐体の部分で、筐体６を外部へと液密に通過しており、（図１には示されない）モータは、刃のシャフト５を介した回転運動をするよう少なくとも一つの刃３を駆動するよう設けられる。
【００１６】
本発明によれば、入口装置が設けられ、少なくとも一つの刃３の回転エリアで切削チャンバ７を周方向に囲む独立した入口チャンバ８を有し、入口チャンバ８と切削チャンバ７の間に周方向に延伸するよう配置された入口ノズル装置９を有し、図１に示す場合の入口ノズル装置９は、周方向に延伸する環状ギャップノズルであって、外周上で一定のノズル幅、例えば３ｍｍであって調節可能な幅を有する。本発明によれば、入口チャンバ８の断面は、入口チャンバ８内の冷却剤の入口開口部１０から始まって、外周に沿って、即ち少なくとも一つの刃３の回転方向である周方向に減少する。
【００１７】
図１に示した設計によると、周方向に一定流量の冷却剤が入口ノズル装置９内を流れ、本発明によれば、そこでの入口ノズル装置９は、絞り装置として実装可能であり、その内部の通路上で冷却剤が断熱的に膨張し冷却する。更に、図１に示すように、入口チャンバ８と切削チャンバ７との間の入口ノズル装置９が環状に設計されていることによって、本発明によれば、冷却剤は、外部から内側へと放射状に又は外部から内側へと実質的に放射状に全ての側面から切削チャンバ７へと周方向に導入される。この工程において、求心的な又は少なくとも実質的に求心的な冷却剤の流れが、少なくとも一つの刃３の回転するエリアにおいて少なくとも形成される。この実施形態における入口ノズル装置９は、スロット幅を調節可能なスロット幅を有する環状スロットノズルとして設計され、周方向において、外周上の入口チャンバ８の全ての領域から冷却剤を常に流すことが可能である。入口ノズル装置９のスロット幅を調節する可能性は、図１に記載の通り、少なくとも一つの刃３が回転するエリアで少なくとも切削チャンバ７を囲み、有孔板２とは反対側の第一のノズル表面を有する壁要素６ｃの可能な変位によって生じる。この壁要素は、外部筐体部６ａ即ち接続する内部筐体部６ｂによって有孔板２の側に存在する入口ノズル装置９のノズル表面、内部リング１４、並びに回転可能な副尺ネジ１３に対して装置全体の軸方向に変位（図１の両矢印）可能である（図１の両矢印）。副尺ネジ１３を備えた図１に示す装置の代わりに、入口ノズル装置９のスロット幅の軸方向の調節もまた（図１には示されない）筐体６内のゲートガイドにより実施可能である。スロット幅の調節が可能であることにより、スロット幅が適切であれば、入口ノズル装置がそこを介して切削チャンバ７へ入ってくる冷却剤の例えばスロットル装置として機能し、通過しながら断熱的に膨張し冷却するよう、入口ノズル装置の配列（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を選択可能である。
【００１８】
図１に示すように、入口装置とは反対側の切削チャンバ７の領域に出口１１が配置される。回転領域の後に、ペレットが配置された冷却剤は、切削チャンバ７の出口１１の領域へと流れ、そこで切削チャンバ７の壁に対して好ましくは例えば１０°未満の角度に方向づけられ、冷却剤内に存在する溶融材料のペレットに回転動作が加わる。
【００１９】
図１に示した装置は、例えば医薬品又はペレットを適切な溶融材料から製造する用途に関して機能する。
【図１】
2015519235.tif 000003
【国際調査報告】
2015519235.tif 000004
2015519235.tif 000005
2015519235.tif 000006
2015519235.tif 000007
2015519235.tif 000008
2015519235.tif 000009