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PERFECTIONNEMENTS AU PROCEDE ET AUX MACHINES DE FABRICATION DE CAPSULES
REMPLIES EN MATIERE PLASTIQUE.
La présente invention concerne un procédé et une machine pour la fabrication de capsules en matière plastique remplies de liquide à partir de matière plastique telle que de la gélatine molle.
On a déjà proposé divers types d'appareillages pour la fabrica- tion des capsules en gélatine molle, appareillage qui présentaient divers inconvénients. Dans les machines à production continue en général on mettait en forme des bandes de gélatine molle en y pratiquant des cavités motrices symétriques que l'on remplissait par l'action individuelle d'une pompe de me- sure puis on scellait les cavités matrices ainsi formées. Dans certains cas, on a réalisé l'opération sans complète immersion dans un liquide de sorte que les cavités sont formées dans le liquide et que les bandes de gélatine sont scellées l'une à l'autre en étant immergées. Ces deux procédés présen- tent des inconvénients notables. Quand les capsules sont formées dans un li- quide, les surfaces sont enduites du liquide.
Avec du liquide coûteux tel que les vitamines, ceci peut élever le prix de façon inacceptable à cause de la perte inévitable de liquide et de son exposition à la contamination.
Un type beaucoup plus ordinaire de machine est celle dans laquelle les cavi- tés à capsules sont formées conjointement avec l'introduction d'une charge prémesurée de liquide. Pour ces machines il est nécessaire qu'une pompe de mesure à fonctionnement précis soit prévue et cette pompe doit fonctionner en relation avec les cavités matrices d'où des problèmes compliqués de tempo- risation.
La présente invention concerne un procédé et une machine surmon- tant les inconvénients précités et permettant l'obtention de capsules en matière plastique remplies de liquide sans mesure individuelle des charges pour ces capsules.
Le procédé selon l'invention de fabrication de capsules en ma-
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tière plastique remplies de liquide consiste à successivement former des ca- vités en forme de coupelles dans une première bande de matière plastique, déplacer la dite première bande contenant les cavités de façon uniforme et. continue sous une décharge uniforme et continue de liquide (comme il est dé- fini ci-après), à mettre de façon uniforme et continue en juxtaposition avec la première bande contenant les cavités remplies une seconde bande de matiè- re plastique, recouvrir les cavités remplies et successivement découper par pression les parties des bandes entourant les cavités remplies pour réunir périphériquement les parties découpées et former ainsi successivement des capsules remplies de liquide.
Selon l'invention également une machine de fabrication de capsu- les en matière plastique comprend des moyens pour successivement former des cavités en forme de coupelles dans une première bande de matière plastique, des moyens pour décharger un liquide de façon uniforme et continue (comme il est défini ci-après), des moyens pour déplacer la dite première bande con- tenant les cavités de façon uniforme et continue au-dessous de la dite dé- charge de liquide,
et des moyens de scellement pour mettre de façon uniforme et continue en juxtaposition avec la première bande contenant les cavités remplies une seconde bande en matière plastique pour recouvrir les cavités remplies et pour découper successivement par pression les parties des bandes entourant les cavités remplies pour réunir périphériquement les parties dé- coupées et former ainsi successivement des capsules remplies de liquide.
De petites particules solides peuvent être en suspension dans le liquide de façon à former une pâte diluée; et dans la mesure où il s'a- git d'un liquide il est bien entendu qu'un liquide dans lequel sont en sus- pension certaines particules solides se comporterait de la même fagon et est inclus dans la signification du terme "liquide".
On peut réaliser les capsules en matière telle que la gélatine molle ou autre matière plastique analogue présentant la propriété d'être unie à l'une à l'autre quand on coupe deux filme- voisins de la matière avec une lame de découpage émoussée, On peut utiliser les capsules en ces matiè- res comme récipients pour des vitamines, des matières colorantes, des plas- tifiants, des agents de modification etc... On a utilisé de telles capsules comme récipients d'éther pour aider au démarrage des moteurs à combustion interne.
On a trouvé la gélatine molle particulièrement utile pour les usages pharmaceutiques car quand elle est absorbée elle n'est absolument pas nuisible et certains pensent même qu'elle a une certaine valeur nutri- tive. On peut plastifier la gélatine avec des matières telles que la gly- cérine et l'eau et elle peut contenir des aromatisants, des matières odo- rantes, colorantes et analogues.
Il est commode de'fabriquer les capsules dans une cavité matri- ce d'un aspect entièrement différent de celui de la capsule terminée..En utilisant un rouleau matrice à cavité unique au contact du film de gélatine et en faisant le vide sous le film, le film de gélatine est aspiré dans la cavité matrice de sorte qu'il se forme une cavité matrice revêtue de géla- tine, et retenue contre le rouleau. On peut alors remplir la cavité, lui juxtaposer un second film de gélatine molle et réaliser le découpage final des parties des deux films formant la capsule sous l'action de bords sur- élevés du rouleau matrice à cavité appuyant contre un rouleau de scelle- ment lisse. Comme le rouleau de scellement est lisse et cylindrique, il ne se pose pas de problème de temporisation et la machine est ainsi nette- ment simplifiée.
On a trouvé que si on fait passer les cavités capsules recou- vertes de gélatine à une vitesse uniforme sous un liquide s'écoulant uni- formément, le liquide remplit les cavités revêtues de gélatine de façon uni- forme de sorte que les charges successives sont uniformes. Pratiquement tout le liquide estplacé dans les cavités et si on règle soigneusement la vitesse de décharge du liquide et si le rouleau matrice à cavité est de construction uniforme, il n'y a ni perte de liquide, ni bulle d'air dans
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la capsule.
En utilisant une pompe à engrenage précise entraînée conjointe- ment par un entraîneur à vitesse variable avec le rouleau matrice de forma- tion de capsules, on obtient des capsules d'une uniformité au moins aussi grande que celles qu'on obtenait jusqu'ici par les mesures individuelles des charges des capsules individuelleso Dans des conditions opératoires fa- cilement réalisées dans l'industrie et une précision supérieure à 1 % on obtient facilement un fonctionnement pendant des périodes de temps prolon- gées.
On peut placer les zones de scellement de la machine dans une atmosphère inerte telle que l'azote ou l'anhydride carbonique si l'humidité ou l'oxygène de l'atmosphère normale -a une influence nuisible sur le conte- nu de la machine.
On peut placer un revêtement sur l'intérieur de la matière for:- mant le film.
Ceci est possible car aucune partie de la machine n'est au con- tact des parties du film formant l'intérieur de la capsule. Avec les diverses formes de dispositifs de mesure une matière utilisée sur l'intérieur tendrait à gommer ou à s'accumuler sur diverses surfaces et à empêcher la machine de fonctionner. Comme matière de ce genre, on peut utiliser un mastic, de la gomme sandaraque ou une résine du type silicone.
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante correspondant au dessin annexé sur lequel-.
La figure 1 est une vue latérale schématique d'une machine per- fectionnée de fabrication de capsules selon l'invention.
La figure 2 est une vue agrandie du point précis de remplissage et de scellement des capsules.
La taille et la forme des capsules terminées sont au choix de l'opérateur. Les capsules peuvent être rondes, elliptiques, ovales allongées c'est-à-dire comprenant une partie cylindrique et deux extrémités hémisphé- riques ou de toute autre forme que l'on peut désirer.
La machine est particulièrement utile avec la forme ovale allon- gée car le découpage est si efficace que l'on obtient facilement des ovales allongés non déformés. La figure 2 représente une coupe des cavités de mise en forme et dans la mesure où il est question du procédé et du fonctionnement des machinesle rapport entre la longueur et :la:' largeur des cavités de mise en forme de rouleau matrice à cavité n'est pas une caractéristique es- sentielle de la machine objet de l'invention.
On va maintenant décrire la machine dans l'ordre des parties agissant sur le film de gélatine.
Sur la figure 1 on voit qu'un film inférieur 11 de gélatine pro- venant de tous moyens de coulée classique de film de gélatine passe sur le rouleau huileux 12, lequel est à son tour en contact avec un rouleau d'ali- mentation en huile 13 tournant dans un bain d'huile 14. On maintient de pré- férence le bain d'huile à un niveau constant. Le film de gélatine peut en- suite passer sous un rouleau de positionnement 15 et de là venir en contact avec le rouleau de revêtement intérieur 16 lequel est au contact d'un rou- leau de revêtement 17 tournant dans un caniveau 18. Le film rentre alors en contact avec le rouleau matrice à cavité 19.
La surface du rouleau matrice à cavité porte comme on le voit sur la figure 2 une série de cavités de formation de capsules 20. Comme on le voit les parois sont sensiblement parallèles pour donner une section cy- lindrique bien que non nécessairement circulaire. Les formes cylindriques sont plus faciles à usiner et économisent beaucoup de travail de construc- tion. Dans le fond de chaque cavité se trouve au moins un bouchon éjecteur de capsules 21. Quand le film de gélatine vient au contact du rouleau matri-
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ce à cavité, il est aspiré dans la cavité de formation de capsules sous l'ef- fet de la pression réduite formant ainsi une cavité de formation de capsule recouverte de gélatine. Quand le rouleau matrice à cavité tourne il se for- me de façon uniforme et continue une série de ces cavités recouvertes de gé- latine.
Quand ces cavités passent par la position représentées en A sur la figure 2, le contenu liquide 22 de la capsule est déchargé de façon unifor- me et continue dans la série de cavités passant au-dessous. On peut déchar- ger le liquide uniformément au moyen d'une pompe à engrenage précise 23 (tel- le que celle décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 1.785.386 du 16 décembre 1930.
La pompe à engrenage est de préférence entraînée par une comman- de positive à variation continue représentée schématiquement en 24, cette commande étant à son tour entraînée par la machine principale à capsules de sorte que l'on peut modifier de façon continue et précise le rapport de la vitesse de décharge de la pompe à la vitesse du rouleau matrice à cavité. Les spécialistes de la question penseront eux-mêmes à d'autres moyens pour cet- te variation du rapport des vitesses.
Le liquide est déchargé de la pompe par l'ajutage de décharge 25.
La taille de cet ajutage doit être telle que le contenu liquide décharge s'en écoule en un courant continu non interrompu. S'il se forme une série de gout- tes au lieu d'un courant continu il y a davantage tendance à un remplissage non uniforme bien que naturellement même avec la formation de gouttes on main- tienne facilement un remplissage relativement précis.
La série de cavités à capsules remplies ainsi tourne vers le rou- leau de scellement 26. Le film supérieur de gélatine 27 vient comme on l'a représenté de la droite, rencontrant un rouleau de revêtement intérieur 28 qui à son tour rencontre un rouleau d'alimentation en revêtement 29 tournant dans un caniveau 30. Le film revêtu passe sur le rouleau de positionnement 31 et vient en contact avec le rouleau de scellement 26. Le revêtement peut naturellement être opéré en tout autre point du trajet du film de gélatine ou bien on peut complètement omettre les revêtements intérieurs s'il n'y a aucune interaction indésirable entre la gélatine du film et le contenu de la capsule.
Le rouleau de scellement 26 est de préférence en une matière à conductibilité thermique élevée et des moyens de contrôlé\ de la tempéra- ture lui sont adjoints. On a représenté schématiquement un thermostat 32, des éléments chauffants 33 et un système de bague collectrice 34 par laquelle des fils électriques 35 apportent l'énergie au, et indiquent la températu- re du rouleau de scellement. La température du rouleau de scellement est normalement un peu plus élevée que celle du rouleau matrice à cavité et pour un fonctionnement doux doit être soigneusement maintenue à une valeur con- stante. Le film supérieur de gélatine 27 après avoir été échauffé par contact avec le rouleau de scellement est porté au voisinage des cavités revêtues de gélatine comme il est représenté aux positions B et C de la figure 2.
Les deux films de gélatine se rapprochent en B et viennent au contact l'un,de l'autre comme on l'a représenté en C. Les films de gélatine rentrent au contact l'un de l'autre quand le rebord de la cavité approche du rouleau de scellement. Le rebord pénètre dans le film de gélatine et en rai- son des caractéristiques particulières de la gélatine molle il n'y a pas seulement coupure des films, mais de plus réunion des films de gélatine l'un à l'autre de façon à constituer un scellement doux et homogène. Si les films de gélatine sont enduits, les revêtements viennent au contact l'un de l'au- tre de façon à former un revêtement intérieur continu et doux dans des cap- sules de gélatine.
Il est nécessaire de régler l'alimentation en liquide de façon relativement précise si les capsules doivent être remplies complètement de façon qu'il n'y ait pas de bulle d'air et qu'il n'y ait cependant pas sur- remplissage entraînant une perte de liquide. Tout liquide supplémentaire sur la partie de la bande située entre les cavités tend à être refoulé sur la sur- face des films juste avant le point d'attaque des rouleaux de sorte que tou- te goutte de liquide est refoulée dans la cavité de formation de capsules ar-
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rivant ensuite.
Il est en fait surprenant que ce mode d'action donne des remplis- sages uniformes sans perte de liquide et sans trouble de compression au point d'attaque mais en fonctionnement réel on forme facilement des capsules com- plètement remplies.
Après le découpage quand la capsule passe vers le point représen- té en D, elle est retenue par aspiration dans la cavité de formation. La bande résiduelle est retenue contre le rouleau de scellement par un rouleau de reprise de bande résiduelle 36 et passe entre les rouleaux de mise sous tension de bande résiduelle 37. On peut rejeter ou réutiliser la bande rési- duelle 38 après son passage entre les rouleaux de tension.
Lors du scellement des capsules il est désirable de faire cesser le vide maintenant le film de gélatine dans la cavité au point précis de scellement, de la position C à la position D de façon que le film de gélati- ne soit exempt de contraintes externes au moment du scellement. Cette cessa- tion des forces extérieures assure une ligne de scellement uniforme et plus droite et permet des formes ovales allongées à parties rectilignes.
Quand les cavités passent à la position E, la tension du film de gélatine provoque le fait que la capsule ainsi formée prend un aspect plus arrondi. On peut retenir la capsule dans la cavité quand elle suit la péri- phérie du trajet du rouleau matrice à cavité jusqu'à un écran de décharge 38.
Quand la capsule passe dans l'écran de décharge 38, on peut soulever le bou- chon éjecteur de capsules 21 sous l'effet d'une pression d'air ce qui provo- que l'extraction de la capsule.
Un démouleur 39 tourne au voisinage immédiat du rouleau matrice à cavité et peut consister en au moins une lame de matière assez molle telle que par exemple une feuille de polytétrafluoroéthylène, de matière plastique ou de grosse toile etc...
Les capsules au fur et à mesure de leur formation tombent par gravité dans le bas de l'écran de décharge où on peut les recueillir par un système de décharge pneumatique 40. Comme on l'a représenté, celui-ci con- siste en un tube central 41 sous basse pression d'air provenant par exemple d'un aspirateur sous vide qui fonctionne comme un tube de Venturi pour re- cueillir les capsules au fur et à mesure de leur formation et les transpor- ter jusqu'à un tube de décharge 42. Ce tube de décharge peut comporter des coudes,des soupapes à volets etc... pour diriger les capsules remplies vers tout emplacement désiré.
En fonctionnement, il est commode de disposer une valve d'ali- mentation 43 dans la conduite d'introduction du liquide de façon que les capsules ne soient remplies que d'air pendant la mise en vitesse de la ma- chine le réglage des diverses températures et de la pression et jusqu'à ce qu'on obtienne des capsules symétriques convenablement scellées. Ainsi on conserve le liquide jusqu'à ce que la machine à faire les capsules fonc- tionne convenablement. A ce moment, on peut ouvrir la valve 43, décharger le liquide et fabriquer des capsules remplies.
Si une soupape à volet est disposée dans le tube de décharge 42, on peut décharger les capsules rem- plies d'air dans un récipient et dès que les capsules remplies commencent à apparaître, on peut rapidement déplacer la soupape à volet et conduire les capsules parfaitement remplies vers le conditionnement.
Des éléments chauffants par rayonnement tels que représentés en 44 sont disposés au voisinage du point d'attaque des rouleaux de sorte que l'on peut chauffer le film de gélatine par énergie rayonnante juste avant le scellement des bandes l'une à l'autre.
Pour le fonctionnement avec des capsules remplies de liquide, la bande de gélatine doit contenir une humidité légèrement inférieure et une teneur en glycérine également légèrement inférieure à celles utili- sées avec la poudre et une température légèrement supérieure est nécessaire pour un scellement satisfaisant des films l'un à l'autre. Dans beaucoup de
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conditions de fonctionnement,selon la composition exacte du film et le li- quide de remplissage il n'est pas nécessaire de chauffer d'une façon supplé- mentaire au point d'attaque des rouleaux, toute la chaleur nécessaire venant du rouleau de scellement, mais dans d'autres conditions un chauffage juste avant le point de scellement aide à la facilité de l'opération. Avec la ma- chine selon la présente invention on peut utiliser l'un ou l'autre mode de réalisation.
Les divers rouleaux au contact du film de gélatine doivent être entraînés à la même vitesse périphérique pour que le film de gélatine ne soit étiré en aucun point pendant le fonctionnement normal. Si on le dé- sire, en étirant la gélatine entre le point auquel elle est coulée et celui auquel elle est introduite dans la machine, on produit des tensions dans le film qui provoquent la déformation des capsules après leur formation pour l'obtention de capsules elliptiques dans des matrices rondes.
Les moyens d'entraînement peuvent convenablement consister en des engrenages ordinaires entre le rouleau matrice à cavités et le rouleau de scellement et en trains d'engrenages entre les autres rouleaux au con- tact du film de gélatine. Il est commode que la taille de chacun de ces rouleaux soit telle que l'on puisse fixer sur l'arbre une roue à chaîne et qu'on utilise une chaîne continue pour entraîner tout le groupe de roues.
On doit entraîner le rouleau de reprise de bande résiduelle 36 et les rou- leaux de tension de bande résiduelle 37 à une vitesse superficielle un peu supérieure à celle du reste des rouleaux en contact avec la bande de sorte que la bande résiduelle soit tirée de façon douce et uniforme hors de con- tact du rouleau de scellement.
Comme on le voit sur le dessin, le rouleau de scellement est légèrement au delà de la verticale par rapport au rouleau matrice, d'en- viron 5 à 15 . Ceci permet aux ajutages de remplissage d'être plus voisins du sommet du rouleau et l'élimination des bulles d'air dans les capsules.
L'angle exact varie avec les détails de construction. Avec des rouleaux de 12 cm et des films d'environ 0,75 mm d'épaisseur, un angle de la sur la verticale est très efficace.
Le liquide utilisé peut être une huile contenant une vitamine telle que par exemple les vitamines A et D dans une base d'huile de graines de coton en même temps que les autres vitamines suspendues dans l'huile que l'on peut désirer, ou peut consister en colorant liquide, en produit liqui- de du pétrole, en éther ou tout autre produit dont on peut désirer remplir les capsules.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de fabrication de capsules en matière plastique rem- plies de liquide, caractérisé en ce qu'on réalise successivement la forma- tion de cavités en forme de coupelles dans une première bande de matière plastique, le déplacement de la dite première bande contenant les cavités de façon uniforme et continue sous une décharge uniforme et continue de liquide, la mise en juxtaposition uniforme et continue de la première ban- de contenant les cavités remplies et d'une seconde bande en matière plasti- que pour recouvrir les cavités remplies, et le découpage successif par pres- sion des parties des bandes autour des cavités remplies pour réunir périphé- riquement les parties découpées et former ainsi successivement des capsules remplies de liquide.
