(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部下端に円錐部を連設したコーン型等の混合容器本体からなる容器回転型混合機において、
該混合容器本体は少なくとも一端に被混合粉粒体を投入または排出するための気密蓋を備えた原料投入口または排出口を構成し、
また前記混合容器本体は該混合容器本体の中心軸に対して交差するように側方に突設した回転軸を水平架設し、
該水平架設した回転軸は回動伝達機構を介してモータと回動連結して被混合粉粒体が自重落下するような所定の回転速度によって混合容器本体を回転駆動する構成となし、
前記混合容器本体の内腔には左右の内壁から面の位置を異にし、該混合容器本体の中心軸と回転軸芯に対して平行突出すると共に、相互の対向する内端縁が中心軸方向に重なり合わない範囲に延出した少なくとも一対または二枚以上の混合ブレードを構成したことを特徴とする粉粒体混合装置。
【請求項２】
前記混合容器本体の中腹部位置に左右の内壁から突設した少なくとも一対または二枚以上の混合ブレードの長さが、その上下端を形成されるように設けられ混合容器本体の内壁端部から離間させた構造になることを特徴とする請求項１記載の粉粒体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッチ式で行う粉粒体の混合技術に係わり、高充填仕込みをしても優れた混合性能を発揮する粉粒体混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粉粒体を容器内で攪拌混合するバッチ式の混合装置としては、従来より容器回転型、容器固定型または複合型などのものが使用されている。即ち容器固定型の混合装置は、容器の内部に攪拌翼を配置し、回転機構により攪拌翼だけを回動させ、被混合粉粒体を攪拌・分散混合するものであり、複合型の混合装置は回転駆動により回動する攪拌翼を備えた容器を更に回転するように構成したものである。
【０００３】
しかし上記容器固定型や複合型のものは、回動する攪拌翼と被混合粉粒体が局部的に高摩擦状態を呈し、該部温度の上昇に伴って品質に影響を及ぼしたり、回動する攪拌翼によって被混合粉粒体を破砕して粒径変動を発生させるなどの問題を有するため、医薬品原料などの混合には不都合であった。また、この種の構造では、容器壁に回転軸を挿通する軸封機構を具備するため、異物混入の原因であったり、機密性の確保が困難であるばかりでなく、洗浄作業が困難になり、医薬品原料などの粉粒体を混合する装置としては不都合な点があり、一般に容器回転型の混合装置が使用されている。
【０００４】
容器回転型の混合装置は、被混合粉粒体を収容する容器を水平方向の回転軸を中心として回動することによって、収容した被混合粉粒体を転動流動させて拡散・分散混合を行うものであり、被混合粉粒体に対し局部的な摩擦、破砕、異物混入などの要因がないばかりでなく、気密性の確保、洗浄作業が容易である等の利点から、医薬品原料や高品質管理を要求される粉粒体の混合に適しているため、従来より種々の構造のものが使用されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記容器回転型の混合装置は、収容した被混合粉粒体を転動流動させて拡散・分散混合を行うものであるため、高充填仕込み状態で混合した場合、容器内腔での充分な転動流動が阻害されて混合性能の低下につながる。そのため混合性能の確保のためには低充填仕込み状態での混合作業となり、大型の混合容器を用意しなくてはならない等の問題を有していた。
【０００６】
このため、混合容器投入蓋に混合羽根を取り付け、回転軸と傾斜交差するように配置するなどの構造にしたコンテナミキサー型混合機（特公平４−４６９１号）が提案されているが、混合羽根が回転軸に傾斜交差する配置で、且つ混合容器回転方向が同一回転の場合、被混合粉粒体の移動が偏った働きとなり、混合状態が偏る傾向にあることや、混合羽根の出し入れでの密封操作の解除により発塵状態を呈し、作業環境の低下及び外部からの異物混入の可能等の問題が懸念される。また、この種の混合機では、混合羽根の配置と角度等が混合効率に大きく影響することから、特に高仕込み下における混合操作においては、混合羽根の配置、角度などを特定することが難しいと考えられている。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するものであり、高気密性を維持しながら、且つ混合効率に優れた粉粒体混合装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る粉粒体混合装置は、容器回転型混合機において、中心軸に対して交差する回転軸を有し、少なくとも一端に被混合粉粒体を投入または排出するための気密蓋を備えた原料投入口または排出口を構成してなる混合容器本体と、上記混合容器本体の左右の内壁から面の位置を異にし、該混合容器本体の中心軸と回転軸芯に対して平行突出すると共に、相互の対向する内端縁が中心方向に重なり合わない範囲に延出した少なくとも一対または２枚以上の混合ブレードと、上記回転軸を所定の回転速度で回転駆動する回転制御駆動機構とから構成したことを要旨とするものである。
【０００９】
【作用】
容器固定型における被混合粉粒体の混合速度は、被混合粉粒体に与える力（剪断力、分散力）、仕込み率、混合容器の容積、粉粒体物性、被混合粉粒体の粒径比、配合比などによって左右されることが解っている。従って、高仕込み率下においても被混合分粒体に与える力を確保することができれば混合作業、混合性能を改善することができる。
【００１０】
上記粉粒体混合装置は、中心軸と平行に設けた少なくとも一対または２枚以上の混合ブレードを回転軸と平行となるように、また、左右の混合ブレードが面の位置を異にするように構成したことにより、混合容器本体の回転に伴って左右の混合ブレードに掬いあげられた被混合粉粒体の落下高さが異なるようになると同時に、１８０゜回転する毎に左右の混合ブレードの高さ位置が反転する。
【００１１】
この左右の混合ブレードからの落下と高さ位置の交代によって、被混合粉粒体は交互に転動しながら剪断作用を受けて畳み込みが行われ、高効率的に混合される。左右の混合ブレードは、混合容器本体への仕込み率が大きくなっても、被混合粉粒体が交互に転動しながら剪断作用を受けて畳み込みが行われるように、混合容器本体の内腔に交錯衝突する空間を維持するため、優れた混合性能を発揮することができる。また、混合ブレードが水平位置時には混合ブレード直下部に空間ができ、被混合粉粒体層は分割され、分散移動してさらに高効率的に混合される。
【００１２】
また上記構造では、完全に密閉した混合容器内で混合作業がなされるため、被混合粉粒体への異物の混入がなく製品の管理を確実なものにすることができると共に、作業空間への微粉の飛散がなく良好な作業環境を維持することが可能となる。
【００１３】
更に上記装置は、混合容器内に混合ブレードを互い違いに平行に設置した簡単な構造であるため、洗浄が容易にでき高品質を要求される医薬品などの品質管理においても製品間の交叉汚染を防止できるなどの利点がある。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る粉粒体混合装置の一実施例を図面を用いて説明する。
符号１は、円筒部２の下端に円錐部３を連設したコーン型の混合容器本体１である。該混合容器本体１は、中心軸ＣＬと直交するように側方に突設した回転軸５を水平架設してなる円環状の容器ホルダ４に対して、該円筒部２を取り外し可能に内挿し、クランプ機構によって固設する構成になる。
【００１５】
上記水平架設した回転軸５は、容器ホルダ４に取り付けた混合容器本体１を片持ちまたは両持ちによって軸支すると共に、該回転軸５を回動伝達機構を介してモータ６と回動連結してなり、該モータ６と接続した回転速度制御機構（図示せず）により、被混合粉粒体２０が自重落下するような所定の回転速度によって、混合容器本体１の中心軸ＣＬと直交する回転軸による回転軸芯ＲＬの回りを回転駆動する構成となる。
【００１６】
符号７は混合容器本体１の頂端部に開口したカラー状の原料投入口、符号９は混合容器本体１の円錐部３下端に開口したカラー状の混合物排出口であり、それぞれ原料投入口７、混合物排出口９の端部には、気密蓋８，１０を開放または気密閉止自在に枢設してなる。
【００１７】
符号１１Ｒ，１１Ｌは、上記混合容器本体１の内腔に設けた一対の混合ブレードであり、それぞれ混合容器本体１の円筒部２と円錐部３の内壁に外側の辺を固設し、混合容器本体１の中腹部に位置して上下端１２，１３が形成されるように設けられている。また該両混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌは、その面が混合容器本体１の回転軸芯ＲＬと平行になるように、また内端縁１４，１４が中心軸ＣＬを越えないところで離間Ｇ位置してなる。
【００１８】
上記構成の粉粒体混合装置は図５に示すような、作用によって投入した粉体または粒体、或はそれらの混合体を均一に混合する。
（１）図５の（ａ−１）（ａ−２）は、被混合粉粒体２０を原料投入口７から混合容器本体１に投入した状態を示すもので、混合容器本体１の中心軸ＣＬは鉛直に向いている。この状態から回転軸芯ＲＬを中心として回動すると、一対の混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌに乗った被混合粉粒体２０が混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌの上下端１２，１３及び内端縁１４から自重によって滑り落下しながら図５の（ｂ）に至る。
【００１９】
（２）図５の（ｂ−１）（ｂ−２）は、混合容器本体１の中心軸ＣＬが水平になるように、上記（ａ）の状態から９０゜回転した状態を示すもので、側面から見た状態（ｂ−２）では、左右の混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌに掬い上げられた被混合粉粒体２０はそれぞれ該混合ブレード上に積載しているが、正面から見た状態（ｂ−１）では、両混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌの内端縁１４から落下する被混合粉粒体が「ｘ」字状の軌跡を持つように移動して左右からの畳み込みにより被混合粉粒体２０の混合がなされる。
また、水平になった該混合ブレード直下部には該混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌによる邪魔板効果により空間が発生し、この空間ができることにより該混合ブレード直下部でも被混合粉粒体２０の分散移動が働き、更に混合を促進する。
【００２０】
そして、右側の混合ブレード１１Ｒが左側の混合ブレード１１Ｌより低い位置にあるため、両方の内縁端１４，１４から落下する被混合粉粒体２０は、交錯位置で被混合粉粒体２０同志がぶつかり合い、剪断作用を受けると共に上記畳み込みには回転力（図５の矢印Ａ参照）が発生し優れた混合作用を発揮する。また同時に被混合粉粒体２０が円錐部３から放出され、円筒部２断面の拡大に伴う拡散混合がなされ、拡散混合作用を伴って更に混合を促進する。
【００２１】
（３）このまま９０゜回転すると、図５の（ｃ−１）（ｃ−２）のように、混合容器本体１が倒立して被混合粉粒体２０は、内腔の下側にある。この状態から回転軸芯ＲＬを中心として回動すると、一対の混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌに乗った被混合粉粒体２０が混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌの下端１３，１３及び内端縁１４，１４から自重によって滑り落下しながら図５の（ｄ）に至る。
【００２２】
（４）図５の（ｄ−１）（ｄ−２）は、混合容器本体１の中心軸ＣＬが水平になるように、上記（ａ）の状態から２７０゜回転した状態を示すもので、側面から見た状態（ｄ−２）では、左右の混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌに掬い上げられた被混合粉粒体２０はそれぞれ該混合ブレード上１１Ｒ、１１Ｌに積載しているが、正面から見た状態（ｄ−１）では、両混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌの内端縁１４，１４から落下する被混合粉粒体２０が「ｘ」字状の軌跡を持つように移動して左右からの畳み込みによる被混合粉粒体２０の混合がなされる。
また、水平になった該混合ブレード直下部には該混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌによる邪魔板効果により空間が発生し、この空間ができることにより該混合ブレード直下部でも被混合粉粒体２０の分散移動が働き混合を促進する。
【００２３】
更に、今度は右側の混合ブレード１１Ｒが左側の混合ブレード１１Ｌより高い位置にあるため、両方の内端縁１４，１４から落下する被混合粉粒体２０は、交錯位置でぶつかり合い、剪断作用を受けると同時に、左右混合ブレード１１Ｒ、１１Ｌからの被混合粉粒体２０の落下位置関係が（２）の場合と反転した畳み込み流れと回転（図５の矢印Ｂ参照）になる。従って、畳み込み方向が１８０゜毎に反転し優れた混合作用を発揮する。また同時に被混合粉粒体２０が円錐部３に押し込められるため、円錐部３による剪断・集合混合作用を伴って更に混合を促進する。
【００２４】
本発明の粉粒体混合装置は、上記（１）乃至（４）の繰り返しによって、左右の混合ブレード１１Ｒ，１１Ｌによる剪断、畳み込み作用と、円筒部２と円錐部３による拡散、集合、剪断作用の複合作用によって被混合粉粒体２０の完全均一な混合を短時間に且つ偏りなく達成することができ、而も確実な密閉下において実施することができる。
【００２５】
尚、前記実施例の説明では、円筒部２の下端に円錐部３を連設した円形断面のコーン型の混合容器本体１を示したが、該混合容器本体１は、正方形断面，菱形断面、または多角形断面等であっても同様に実施することができる。
【００２６】
次に本発明の該粉粒体混合装置（図６）の混合性の評価を、従来から知られている混合装置との比較によって行う。
図７は、比較評価に使用したコンテナミキサー型混合機（特公平４−６９１号）の構造原理を示すもので、容器内に容器蓋から延びる混合ブレードを回転軸と傾斜交差するように配置した構造になっている。また、図８は混合容器の形状を異にするＶ型混合機（Ｖ−６０）の外形を示すものである。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
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【００２９】
【表３】
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【００３０】
【表４】
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【００３１】
【表５】
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【００３２】
各表は、混合度の評価結果を示すものであり、
（１）表１は、混合時間及び仕込み率が及ぼす混合到達度標準偏差への影響を示すグラフ、
（２）表２は、混合時間及び仕込み率が及ぼす混合到達度への影響を示すグラフ、
（３）表３は、混合時間及び混合機の種類が及ぼす錠剤の崩壊時間への影響を示すグラフ、
（４）表４は、混合時間及び混合機の種類が及ぼす粉粒体の比容積への影響を示すグラフ、
（５）表５は、混合時間及び混合機の種類が及ぼす錠剤の硬度への影響を示すグラフ、
である。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る粉粒体混合装置は、少なくとも一対または２枚以上の混合ブレードを回転軸と平行になるように、また、左右の混合ブレードが面の位置を異にするように構成したことにより、混合容器本体の回転に伴って左右の混合ブレードに掬い上げられた被混合粉粒体の落下高さが異なるようになると同時に、１８０゜回転する毎に左右の混合ブレードの高さ位置が反転する。
【００３４】
この左右の混合ブレードからの落下と高さ位置の交代によって、被混合粉粒体は交互に転動しながら畳み込みされ剪断、拡散、集合作用の複合作用を受け、高効率的に混合されるようになり、混合容器本体への仕込み率が大きくなっても混合性能を維持することができる特徴を有する。
【００３５】
また本発明の構造では、完全に密閉した混合容器内で混合作用がなされるため、被混合粉粒体への異物の混入がなく製品の管理を確実なものにすることができると共に、作業者についても作業空間への微粉の飛散がなく作業環境を維持することができる。
【００３６】
混合容器本体の回転に伴って１８０゜回転する毎に左右の混合ブレードの高さ位置が反転するので、混合容器回転方向が同一方向でも転動流動の流れ方向が変わり、偏りのない混合ができる。
【００３７】
更に本発明の粉粒体混合装置は、混合容器内に混合ブレードを互い違いに平行に配置した簡単な構造であるため、製品切り替えなどの場合の洗浄が容易にでき、品質管理における有効性を発揮するなどの特徴を有するものであり、本発明実施の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる粉粒体混合装置の一実施例を示す一部切欠した透視的な斜視図である。
【図２】同正面から見た縦断面図である。
【図３】同側面から見た縦断面図である。
【図４】同平断面図である。
【図５】本発明の粉粒体混合装置による混合の様子を示すもので、（ａ−１）は初期姿勢位置の正面図、（ａ−２）は同側面図、（ｂ−１）は９０゜回転位置の正面図、（ｂ−２）は同側面図、（ｃ−１）は１８０゜回転位置の正面図、（ｃ−２）は同側面図、（ｄ−１）は２７０゜回転位置の正面図、（ｄ−２）は同側面図である。
【図６】本発明に係わる粉粒体混合装置の混合評価に使用した構造及び容量を示す縦断面図（ａ）と平断面図（ｂ）である。
【図７】本発明に対応する粉粒体混合装置の混合評価に使用したコンテナミキサ−型混合機の構造及び容量を示す縦断面図（ａ）と平断面図（ｂ）である。
【図８】本発明に対応する粉粒体混合装置の混合評価に使用したＶ型混合機の正面図である。
【図９】本発明に対応する粉粒体混合装置の混合評価に使用したＷコーン型混合機の正面図である。
【符号の説明】
１  混合容器本体
２  円筒部
３  円錐部
４  容器ホルダ
５  回転軸
６  モータ
７  原料投入口
８  気密蓋
９  混合物排出口
１０  気密蓋
１１Ｒ，１１Ｌ  混合ブレード
１２，１３  上下端
１４  内端縁
ＣＬ  混合容器の中心軸
ＲＬ  混合容器の回転軸芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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