具体实施方式

在图1中，实施方式的压片机10设置有：成型区域12、及该成型区域12的两侧的取出区域13a、13b。成型区域12是将粉末压缩成型为固体状的粉末压缩物(以下，简称为压缩物)14的区域。取出区域13a、13b是将在成型区域12被压缩成型的压缩物14取出至回收托盘15的区域。需要说明的是，图1示意性示出了压片机10的构成。

例如，可使用奶粉作为粉末，通过压片机10将作为压缩物14的固体奶压缩成型。压片机10和压缩成型的方法对于由除奶粉以外的粉末制作压缩物14的情况也是有用的。粉末没有特别限定，可以列举出：金属、催化剂、表面活性剂等无机化合物、糖质、粉末油脂、蛋白质等有机化合物、它们的混合物等。另外，对于所制作的压缩物14也没有特别限定，可以是作为食品、药品的压缩物、作为工业制品的压缩物等。

压片机10中以在水平方向(图中左右方向)上自由滑动的方式设置有滑板17。该滑板17具有其滑动方向的一端侧(图中左侧)的第1臼部17a、及另一端侧(图中右侧)的第2臼部17b。在第1臼部17a和第2臼部17b分别以矩阵状配置有在滑板17的厚度方向(上下方向)上贯通的多个臼孔18。

如图所示，使上述滑板17通过滑动机构(省略图示)在第1滑动位置和第2滑动位置之间滑动，所述第1滑动位置是将第1臼部17a设置于成型区域12、将第2臼部17b设置于取出区域13b时的位置，所述第2滑动位置是将第2臼部17b设置于成型区域12、将第1臼部17a设置于取出区域13a时的位置。

在成型区域12，在滑板17的下方配置有下冲头部21、且在上方配置有上冲头部22。另外，在各取出区域13a、13b，在滑板17的上方分别配置有挤出部24a、24b。下冲头部21通过致动器26而上下移动。上冲头部22与挤出部24a、24b通过连接构件而连接，通过致动器27而一体地上下移动。

在下冲头部21的上部竖立设置有多个下冲头31，在上冲头部22的下部竖立设置有多个上冲头32。下冲头31和上冲头32以分别对应于臼部的多个臼孔18的方式排列成矩阵状。由此，在设置于成型区域12的第1臼部17a或第2臼部17b的任一者的各臼孔18内插入下冲头31和上冲头32。如后所述，在臼孔18内，在插入的下冲头31的上端面与上冲头32的下端面之间将粉末压缩成型为压缩物14。

致动器26、27由通过控制部34控制驱动的例如伺服电机构成，使下冲头部21、上冲头部22上下移动。该例中通过改变作为致动器26、27的伺服电机的速度，从而如下详细说明的那样改变了进行压缩成型时的压缩速度即下冲头31、上冲头32的移动速度。作为致动器26、27，不限定于伺服电机，另外改变下冲头部21、上冲头部22的移动速度的方法也不限定于此。例如，也可以使用液压缸等。另外，该例中，在进行压缩成型时，使下冲头31、上冲头32这两者沿彼此接近的方向移动，但也可以固定一者而仅使另一者移动。

在压片机10中设置有将粉末供给至臼孔18的漏斗36。漏斗36以其底面与滑板17的上表面接近的方式配置。在该漏斗36的底面设置有在滑板17的宽度方向(与滑动方向垂直的方向)上延伸的狭缝状的底部开口。在基于下冲头31、上冲头32的压缩成型之前，使漏斗36在设置于成型区域12的臼部的上方往复移动。在该往复移动过程中，将粉末从料斗(省略图示)供给至漏斗36内，由此通过底部开口将一定量的粉末供给至臼孔18内。如此，漏斗36与料斗一起构成了粉末供给部。在进行成型压缩时，漏斗36移动至不与下降的上冲头部22、挤出部24a、24b发生干扰的位置。需要说明的是，在将粉末供给至臼孔18内时，在下冲头31被插入臼孔18中的状态下进行。另外，漏斗36的底面可以与滑板17的上表面滑动。

在挤出部24a、24b的下部设置有多个挤出体38。挤出部24a、24b的挤出体38与上冲头32同样地分别对应于臼部的多个臼孔18地排列成矩阵状。在滑板17移动至第1滑动位置的状态下，挤出部24b的挤出体38被插入第2臼部17b的臼孔18内，另外在滑板17移动至第2滑动位置的状态下，挤出部24a的挤出体38被插入第1臼部17a的臼孔18内。由此，通过挤出体38从臼孔18内挤出被压缩成型的压缩物14并取出至回收托盘15。

通过压片机10制作的压缩物14的形状没有特别限定。作为压缩物14的形状，例如可以列举出：圆盘状、透镜状、立方体形状、在立方体的表面设置有凹部、凸部的形状等。

基于上述压片机10的压缩物14的压缩成型的步骤如下。滑板17被移动至例如第1滑动位置。在移动该滑板17后，致动器26被驱动而下冲头部21上升，各下冲头31分别被插入至第1臼部17a所对应的臼孔18内，在堵塞了臼孔18的底部的状态下停止。然后，漏斗36以从第1臼部17a的一端移动至另一端(该例中从右端到左端)后返回一端的方式进行往复移动。此外，通过在此期间向漏斗36供给粉末，从而通过漏斗36的底部开口使一定量的粉末供给至臼孔18内。

接着，通过驱动致动器27而使上冲头部22和挤出部24a、24b下降。由此，上冲头部22的各上冲头32分别被插入第1臼部17a的各臼孔18中。之后，上冲头部22持续下降的同时下冲头部21开始再次上升。由此，在各臼孔18内，粉末在下冲头31的上端面与上冲头32的下端面之间被压缩。在进行该压缩时，改变(切换)下冲头31的上端面与上冲头32的下端面接近的压缩速度。即，首先以第1压缩速度V₁进行第1压缩，在该第1压缩之后以第2压缩速度V₂进行第2压缩。压片机10中，使第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢。

通过用上述的下冲头31和上冲头32将粉末压缩，而可形成压缩物14。通过解除基于下冲头31和上冲头32的压缩，从而压缩物14的厚度(上下方向的长度)较被压缩的状态发生膨胀。因此，压片机10中，对于压缩结束时的下冲头31的上端面与上冲头32的下端面的间隔即在维持压缩的状态下的压缩物14的最终厚度，基于解除了压缩的状态下的最终成型体即压缩物14的目标厚度(以下，称为目标厚度)，将解除了压缩时的压缩物14的膨胀考虑在内而确定。

压缩结束之后，下冲头部21下降、上冲头部22上升，从臼孔18中抽出各下冲头31和各上冲头32。此时，压缩物14残留于臼孔18内。

接着，滑板17从第1滑动位置移动至第2滑动位置，第2臼部17b被设置于成型区域12。成型区域12中，按照与使用了上述的第1臼部17a的粉末的压缩成型相同的步骤，使用第2臼部17b，在各臼孔18内由粉末压缩成型为压缩物14。

另一方面，通过将滑板17移动至第2滑动位置，从而将第1臼部17a与臼孔18内的压缩物14一起设置于取出区域13a。由于挤出部24a、24b与上冲头部22一体地下降，因此如上所述在使用第2臼部17b压缩成型为压缩物14时，挤出体38被插入第1臼部17a的各臼孔18内。由此，通过挤出体38，从臼孔18将第1臼部17a的各臼孔18内的压缩物14挤出至回收托盘15上。回收托盘15在压缩物14被挤出后移动，新的回收托盘15被设置于取出区域13a。

如上所述，若使用了第2臼部17b的压缩成型、及压缩物14从第1臼部17a中的取出结束时，则滑板17移动至第1滑动位置。在该移动后，通过与上述同样的步骤，进行使用了第1臼部17a的压缩成型的同时将压缩物14从设置于取出区域13b的第2臼部17b的各臼孔18挤出至回收托盘15上。

之后，同样地将滑板17交替地移动至第1滑动位置和第2滑动位置，进行在成型区域12的粉末的压缩成型、及在取出区域13a或取出区域13b的压缩物14的取出。

如上所述，压片机10中，首先以第1压缩速度V₁进行第1压缩之后，以第2压缩速度V₂进行第2压缩。如图2(A)所示，第1压缩和第2压缩的压缩距离在该例中以第2压缩结束时即整个压缩行程结束时的状态为基准。基于下冲头31和上冲头32的压缩进行至下冲头31的上端面与上冲头32的下端面之间的冲头间隔为最终冲头间隔L为止。最终冲头间隔L是在整个压缩行程中被压缩后的状态下的压缩物14的最终厚度。该最终冲头间隔L是将如上所述在解除了压缩时压缩物14发生膨胀的情况考虑在内而确定的，小于压缩物14的目标厚度。

图2(B)示出第2压缩开始时即第1压缩结束时的状态，图2(C)示出第1压缩开始时的状态。从图2(C)所示的冲头间隔(L+L₁+L₂)的状态到图2(B)所示的冲头间隔(L+L₂)的状态为止的压缩为第1压缩。另外，从图2(B)所示的冲头间隔(L+L₂)的状态到图2(A)所示的最终冲头间隔L的状态为止的压缩为第2压缩。

第1压缩的第1压缩距离是在第1压缩中冲头间隔减少的距离L₁。第2压缩的第2压缩距离是在第2压缩中冲头间隔减少的距离L₂。由于在不解除压缩的情况下在第1压缩后继续进行第2压缩，因此该第2压缩距离L₂是从压缩物14通过第1压缩被压缩的状态到最终厚度(L)的压缩距离。

另外，第1压缩中的冲头间隔的变化速度为第1压缩速度V₁，第2压缩中的冲头间隔的变化速度为第2压缩速度V₂。需要说明的是，冲头间隔的变化速度在第1压缩之间、第2压缩之间发生变动的情况下，将平均速度设为第1压缩速度V₁、第2压缩速度V₂。

通过在第1压缩之后以比第1压缩速度V₁慢的第2压缩速度V₂进行第2压缩，从而与以跟该第1压缩速度V₁相同的压缩速度及相同的压缩距离(L₁+L₂)进行压缩的情况相比，能够提高压缩物14的硬度。而且，由于在第1压缩之后继续进行第2压缩，还能够缩短第2压缩距离L₂，因此基于以比第1压缩速度V₁慢的第2压缩速度V₂进行第2压缩的压缩时间的增加少。因此，压缩物14的制造速度的降低是轻微的。

在该例中，为了有效地提高压缩物14的硬度，以满足第2压缩条件的方式确定了第2压缩的方式即第2压缩速度V₂和第2压缩距离L₂的组合，所述第2压缩条件是：从通过第1压缩被压缩的状态压缩至在压缩压缩物14时压缩物14的硬度相对于压缩距离的变化率降低的状态。

发明人等对由第1压缩速度V₁、第1压缩距离L₁、第2压缩速度V₂、第2压缩距离L₂的各种组合得到的各压缩物进行了调查，结果发现：在使第2压缩速度V₂小于第1压缩速度V₁时，存在压缩物的硬度相对于第2压缩距离L₂的变化的变化率(增加率)降低的特异点(以下，称为硬度特异点)。另外，发明人等还发现：对应于该硬度特异点的第2压缩距离L₂根据第1压缩速度V₁发生变化，也受到第2压缩速度V₂的影响。

关于硬度特异点存在的原因，推测是由于从压缩物内部的粉末颗粒的重排占主导的压缩状态变为在压缩物的内部塑性变形占主导的压缩状态。另外，由于第1压缩速度V₁越大、压缩物的内部的塑性变形所需的能量越大，因此推测根据第1压缩速度V₁而对应于硬度特异点的第2压缩距离L₂发生变化，而且该第2压缩距离L₂受到第2压缩速度V₂的影响。

基于上述的见解，通过以满足上述第2压缩条件的方式进行第2压缩，从而抑制压缩时间的增加、且有效地大幅增加压缩物14的硬度。需要说明的是，上述那样的压缩物的压缩状态的变化发生在前述的各种粉末中，在由各种粉末压缩成型为压缩物时，以满足第2压缩条件的方式进行第2压缩是有用的。

另外，也优选将第1压缩速度V₁相对于第2压缩速度V₂的比率即压缩速度比(＝V₁/V₂)设为5以上。通过将压缩速度比设为5以上，从而能够大幅增加压缩物14的硬度。

上述压片机10的构成是一个例子，只要能够在第1压缩和第2压缩中以改变压缩速度的方式进行压缩，其构成就没有限定。另外，在该例中，在第2压缩中进行压缩直至最终厚度，但在第2压缩之后也可以进一步进行从第2压缩速度改变了速度的压缩。此时，通过在第2压缩之后的压缩而将压缩物14压缩至最终厚度。

实施例

以第1压缩速度V₁、第1压缩距离L₁、第2压缩速度V₂、第2压缩距离L₂的各种组合进行压缩成型为压缩物14的实验1～110，评价了实验1～110中制作的各压缩物14的硬度。作为第1压缩速度V₁，设为1mm/秒、10mm/秒、100mm/秒，作为第1压缩距离L₁，设为5mm、10mm，作为第2压缩速度V₂，设为0.25mm/秒、1mm/秒、2mm/秒、10mm/秒、50mm/秒，作为第2压缩距离L₂，设为0.2mm、0.4mm、0.8mm、1.6mm。实验1～110中，除了第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢的例子之外，包括第1压缩速度V₁与第2压缩速度V₂相同的例子、第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁快的例子。另外，除了第1压缩速度V₁、第1压缩距离L₁、第2压缩速度V₂、第2压缩距离L₂不同之外，各压缩物14的制作条件相同。

表1-1～表1-3中示出实验1～110的第1压缩速度V₁、第1压缩距离L₁、第2压缩速度V₂、第2压缩距离L₂的组合。

[表1-1]

[表1-2]

[表1-3]

作为成为压缩物14的材料的粉末，使用奶粉。奶粉的组成是：蛋白11.1g/100g、碳水化合物57.7g/100g、脂质26.1g/100g。另外，用于压缩成型的奶粉是混合奶粉及其造粒物而成的，奶粉的大小(粒径)为5μm～150μm左右，奶粉的造粒物的大小为100μm～500μm左右。

与上述压片机10同样地，在臼孔内将奶粉在下冲头与上冲头之间压缩成型而制作了压缩物14。实验1～110中，将2.0g的奶粉压缩成型并作为压缩物14。压缩物14的形状是直径20mm、厚度(目标厚度)9.5mm的圆盘状。对于该目标厚度(9.5mm)，将最终冲头间隔L(最终厚度)设定为8.4mm而进行了压缩成型。

另外，作为参考实验R1～R6，制作了在压缩过程中不改变压缩速度地进行压缩成型而得到的压缩物(以下，称为参考压缩物)。将参考实验R1～R6的压缩速度V₀、压缩距离L₀示于表2。需要说明的是，参考压缩物的其它制作条件与压缩物14的情况相同。

[表2]

需要说明的是，参考实验R2、R4、R6中，压缩距离L₀为10mm，但实质上对粉末(奶粉)进行压缩的压缩距离(冲头间隔)比该压缩距离短。另外，实验1～110中，第1压缩距离L₁为10mm，对此实质上对粉末(奶粉)进行压缩的压缩距离(冲头间隔)也比该压缩距离短。因此，可评价为实验1～110中的实质的总压缩距离与参考实验R2、R4、R6中的实质的压缩距离相等。

测定实验1～110中制作的压缩物14的硬度，将这些压缩物14的硬度与对通过压缩速度V₀与第1压缩速度V₁相等、且如上所述实质的压缩距离相等的压缩成型而制作的参考压缩物进行测定而得到的硬度进行比较。即，对第1压缩速度V₁为1mm/秒的实验1、2、5、6等的压缩物14的硬度与压缩速度V₀为1mm/秒的参考实验R2的参考压缩物的硬度进行比较。同样地，对第1压缩速度V₁为10mm/秒的实验7、8、13、14等的压缩物14的硬度与压缩速度V₀为10mm/秒的参考实验R4的参考压缩物的硬度进行比较，对第1压缩速度V₁为100mm/秒的实验3、4、9、10等的压缩物14的硬度与压缩速度V₀为100mm/秒的参考实验R6的参考压缩物的硬度进行比较。

在上述的比较中，实验1～110中以第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢的方式进行压缩成型的各实验中制作的压缩物14的硬度高于进行比较的参考压缩物的硬度。由此可知，通过以第1压缩速度将粉末压缩后，以比该第1压缩速度慢的第2压缩速度将第1压缩工序中被压缩的压缩物14进一步压缩至压缩物14的最终厚度，压缩物14的硬度得到提高，能够抑制压缩成型所需的时间的增加且提高压缩物14的硬度。

除了上述的硬度的比较之外，基于容易破坏度等基准，评价了实验1～110中制作的压缩物14的硬度。将该评价结果示于表1-1～表1-3的硬度评价一列中。另外，将同样地评价了参考实验R1～R6中制作的压缩物的硬度得到的评价结果示于表2的硬度评价一列中。评价项目的评价结果(A～D)的含义如下所述。

A：硬。即使施加用手握住、从5cm左右的高度掉落等冲击也不会破裂缺损。

B：有些硬。即使用手握住、用输送机运输等也不会破裂缺损的允许硬度。

C：有些软。用手握住时有时发生破裂缺损。

D：软。用手握住时容易发生破裂缺损。

如上所述以4个等级进行硬度评价时，压缩速度V₀为10mm/秒的参考实验R4中制作的参考压缩物的硬度评价为“C”，但与其对应的第1压缩速度V₁为10mm/秒、且第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢的压缩物14的硬度评价为“A”或“B”，硬度评价均高于参考压缩物。另外，压缩速度V₀为100mm/秒的参考实验R6中制作的压缩物的硬度评价为“D”，但与其对应的第1压缩速度V₁为100mm/秒、且第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢的大部分压缩物14的硬度评价为“A”或“C”，硬度评价高于参考压缩物。需要说明的是，无论硬度评价的变化如何，如上所述，对于以第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢的方式进行压缩成型的全部压缩物14，与进行比较的参考压缩物相比，硬度提高。

进而，调查了实验1～110中制作的压缩物14的压缩速度比(＝V₁/V₂)与硬度比的关系。将该压缩速度比与硬度比的关系示于图3。硬度比是实验1～110中制作的压缩物14的硬度(H)相对于压缩速度V₀与第1压缩速度V₁相等、且实质的压缩距离相等的参考压缩物的硬度(H₀)的比率(＝H/H₀)。

由图3的图可知：压缩速度比为“5”以上时，可以得到大的硬度比、即硬度大幅增加。因此，可知使第2压缩速度V₂比第1压缩速度V₁慢且将压缩速度比设为“5”以上对于使压缩物14的硬度大幅增加是有用的。

附图标记说明

10压片机

14粉末压缩物

18臼孔

31下冲头

32上冲头