Brevet FR2482523A1 — publié le 19811120

Utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre pour l'inscrigion ou l'impression sans contact- sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou drayées de l'industrie alimentaire. L'invention concerne l'utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre pour l'inscription ou l'impression sans contact sur des formes pharmaceutiques ou médicamenteuses moulées ou sur des comprimés ou dragées dans le domaine des produits alimentaires Les formes pharmaceutiques moulées peuvent etre par exemple des comprimés, des dragées, des capsules ou des suppositoires. I1 peut être opportun de faire apparatre des marquages particuliers (par exemple une raie de mi-partition, une indication de mise en garde ou encore un symbole relatif à l'utilisation - par exemple dans le cas des somnifères un lit ou dans le cas des comprimés de vitamines un fruit) non seulement sur l'emballage ou l'enveloppe, mais sur la forme pharmaceutique moulée elle-meme. Cependant, tant en raison de la petitesse qu'egalement en raison des surfaces souvent non planes de telles formes moulées, cela n'est pas facile, de plus la constitution des surfaces oppose souvent des difficultés insurmontables à une impression normale (par exemple selon le procédé rotatif au rouleau). Dans le cas des comprimés, il était par conséquent habituel jusqu'à présent d'effectuer l'inscription lors du processus de moulage lui-même à l'aide de gravures dans les instruments de moulage. I1 est alors nécessaire de créer un instrument de moulage spécifique, par exemple un poinçon, muni de gravures correspondantes, pour chaque préparation; ceci augmente de façon importante le cout de fabrication des formes moulées, notamment aussi parce que par exemple un poinçon grave est nettement plus cher qu'un poinçon non gravé.De plus, -une telle impression en relief n'est pas bien lisible sous certains éclairages et en conséquence cela impose non seulement des exigences particulières à l'examinateur, mais également en ce qui concerne la constitution du granulé. On a maintenant trouvé que les formes moulées de différentes sortes selon la taille ainsi que la nature et la constitution des surfaces peuvent facilement recevoir des inscriptions ou impressions si on effectue l'inscription ou l'impression sans contact en utilisant un dispositif appelé "dispositif d'impression à jet d'encre" rempli d'une solution ou suspension de colorant alimentaire. Pour ce faire la solution ou suspension de colorant est déposée sur la forme moulée à l'état de points sous forme de gouttelettes discrètes de meme volume, de telle sorte que par une amenée et une déviation dirigées des gouttelettes des inscriptions ou des indications particulières telles que des figures ou des marquages (appelés codes) apparaissent sur une partie de la surface de la formulation; un signe apposé de cette façon est plus visible et dans le cas des formulations pharmaceutiques cela aide le patient à veiller à ne pas faire d'erreurs dans la prise de ses ntédicaments. Le marquage des médicaments de cette sorte ne contribue pas seulement à l'obtention d'une très grande sécurité des médicaments, il améliore également l'adaptation du patient à leur absorption.Si on inscrit en outre sur les formes pharmaceutiques telles que les comprimés, les dragées ou les capsules le jour et le moment de la prise avant leur passage sur une machine à thermoformage, on peut s'attendre à une prise régulière nécessaire à la guérison. Dans le présent mémoire et selon l'invention on entend par l'expression "dispositif d'impression à jet d'encre" un appareil d'impression élaboré en soi pour l'impression rapide sur papier à l'aide d'une station d'écriture commandée par ordinateur (appelée terminal). Selon la pression avec laquelle la solution ou suspension de colorant est amenée aux buses, on'distingue entre les procédés à haute pression, à basse pression et à dépression. Avec le procédé à basse pression, la solution ou suspension de colorant mouille les parois frontales d'une buse et il se forme un ménisque convexe. A partir de ce ménisque de colorant, on peut, en installant un champ électrique, arracher des gouttelettes qui peuvent être déviées électrostatiquement pour imprimer des formes moulées ou y déposer des inscriptions. Avec le procédé à haute pression; la solution ou suspension de colorant sort d'une buse étroite sous forme d'un jet. Dès qu'elle a quitté la buse, la solution ou susnension de colorant se sépare en gouttelettes individuelles de même volume, déviables électrostatiquement ou magnétiquement. Le liquide est amené à la buse sous pression au moyen d'une pompe. On peut également obtenir des étranglements réguliers dans le jet de liquide par impulsion ultrasonique avec ou sans pression, et ainsi une désintégration en gouttelettes régulières. Comme le montre la figure 3, les gouttelettes fines de taille régulière sont chargées au moyen d'une électrode de charge; les gouttelettes chargées électriquement sont déviées électrostatiquement ou électromagnétiquement vers la position désirée de la forme moulée. Comme il n'est pas susceptible de récupérer des gouttelettes séparées, on aspire les gouttelettes non utilisées à l'aide d'une électrode d'aspiration et on renvoit le liquide ou la suspension dans le réservoir. Malgré cet inconvénient, on peut réaliser, à l'aide du système décrit ci-dessus des figures imprimées ou écrites brillantes car tes gouttelettes produites possèdent de préférence un faible diamètre d'environ 20 pin. Un autre mode de réalisation avantageux pour l'écriture ou l'impression sur des formes moulées fait appel au procédé dit sous dépression, Le système est constitué par exemple d'un canal ou de toute une série de canaux, par exemple 12 ou 24, de telle sorte qu'un oscillateur piézo tubulaire enrobe de façon concentrique une partie de chaque canal. On utilise, en tant qu'électrodes pour produire le champ électrique, des couches conductrices, par exemple des couches d'argent, sur les surfaces externes de l'oscillateur tubulaire piézo. Les différents canaux sont reliés du côté de leur alimentation par exemple à une plaque de distribution d'ensemble qui est en liaison avec un réservoir et sont alimentés à par tir de là en solution ou suspension de colorant (voir fig. 1). Le retour du liquide ou de la suspension dans le canal de la buse est compliqué par exemple parce que le canal de la buse est rétréci à cet endroit pour former i'ouverture de sortie. En raison de la propriété des oscillateurs piézo, par exemple des masses de céramique piézo, de subir une déformation élastique sous l'influence d'un champ électrique donné, il apparait dans l'oscillateur tubulaire piézo une onde de choc appliquée au liquide. L'augmentation de pression qui y est liée conduit à la propulsion vers l'extérieur, par les ouvertures de sortie, de très petites quantités de colorant ayant la forme de "massues", ces "massues" de liquide prenant la forme de sphères après avoir quitté les ouvertures de sortie.Le diamètre d'un canal est avantageusement d'environ 1 mm dans sa partie centrale, chaque canal étant rétréci à son ouverture de sortie. Le diamètre de l'ouverture de sortie est par exemple de 0,1 mm. Le réservoir t situé plus bas que les ouvertures de. sortie, on parle en conséquence d'un système à dépression. En raison de la différence de hauteur, il apparait une dépression statique dans les canaux. Cette dépression statique est surcanpensée pendant un instant lors de l'application du champ électrique, en liaison avec l'activité capillaire dans les canaux. A titre d'exemple, une forme de réalisation de ce système d'impression comprend 12 ouvertures de buses, disposées en deux rangées de 6 chacune. La distance de la plaque de buses aux formes moulées peut atteindre jusqu'à 20 mm; elle est de préférence de 1 à 3 min. Le diamètre des gouttelettes est par exemple de O,lmm. Une autre forme avantageuse de réalisation de l'impression ou de l'inscription sur des formes moulées consiste dans l'utilisation de convertisseurs en forme de plaquettes ou du type de ceux caractérisés en technologie par l'expression planétaire, fonctionnant selon le principe piézoélectrique qui sont de préférence disposés dans une chambre de répartition de façon aoncentri- que au-dessus de l'entrée des canaux; à l'extrémité des canaux se trouvent encore des ouvertures de sortie retrécies. Selon un mode préféré de réalisation la plaquette piézo est située dans une chambre de répartition horizontalement de façon concentrique au canal conduisant verticalement le liquide.Les plaquettes piézo sont situées dans ou contre cette chambre pour capter la solution ou suspension de colorant Plusieurs canaux peuvent également sortir d'une chambre commune qui est de son côté reliée à une distribution de liquide commune. Ainsi par exemple un oscillateurpianetaire (plaquette piézo) peut produire en meme temps une onde de pression dans plusieurs canaux reliés à la moine chambre de répartition. Une autre forme de réalisation avantageuse, de construction simplifiéecomporte un oscillateur planétaire susceptible de produire une poussée, dans la chambre et un canal sortant de la chambre à l'extrémité duquel se trouvent plusieurs buses. Grâce à une telle disposition on peut, grâce à une seule poussée produite par l'oscillateur piézo,obtenir une "ponctuation" des surfaces des formes moulées (voir fig. 2a, b, c). Le système d'impression utilisé de préférence fonctionne avec des oscillateurs piézo tubulaires ou en forme de plaquettes. Si l'on produit une impulsion de tension de 100 Volts par exemple et une durée d'impulsion de 20 microsecondes, des gouttelettes ayant une vitesse d'environ 4 m/s et un poids très constant de par exemple 0,8 rg (0,0008my) sont expulsées. Selon la commande électronique, la fréquence des gouttes peut se situer entre 1 et 50.000 gouttes par seconde, de préférence à 3.000 gouttes par seconde. Le symbole ou l'inscription à apposer est d'abord introduit dans la station d'écriture du système d'impression. La piézoélectronique pour commander les différentes buses se trouve en géneral sur un tableau de commande qui, outre des amplificateurs d'extrémité pour les convertisseurs piézovpeut également comprendre une connexion pour surveiller le liquide d'impression. Lors de l'impression ou bien la tête d'impression est amenée au-dessus des formes moulées ou bien les formes moulées sont amenées devant la tête d'impression fixe. Le système d'impression fonctionne de façon si précise et rapide que l'on peut par exemple apposer des impressions sur les formes moulées à une vitesse de défilement de plusieurs mètres par seconde, de préférence cependant d'environ lin/s. Ainsi par exemple les comprimés, dragées ou capsules sont séparés, c'est-à-dire mis en rang sur un tapis roulant qui passe sous les ouvertures des buses de la machine à imprimer. Les formes moulées sont alors par exemple balayées par une cellule photoélectrique de sorte que l'impression peut être déclenchée précisément au bon moment pour l'appliquer avec précision à l'endroit prévu de la forme moulée. De cette manière, il est meme possible d'imprimer des formulations très concaves ou convexes. Le processus d'impression s'effectuant sans contact est mis en oeuvre lors de la fabrication de comprimés ou noyaux de dragées au mieux lorsque la forme moulée qui vient d'être pressée dans la machine à comprimés est pressée fortement hors de la matrice par le poinçon inférieur c'est-à-dire immédiatement avant qu'elle J ne soit saisie par le dispositif appelé éjecteur. Le processus d'impression, à savoir l'envoi des gouttelettes de colorant à partir des différentes buses au bon endroit est réglé par la station d'écriture. Pour ce faire, la vitesse de fonctionnement de la presse à comprimés doit être transmise exactement à l'électronique de la station d'écriture, par exemple à l'aide d'une cellule photoélectrique ou d'un circuit de rapprochement magnétique. Ceci est effectué à l'aide de dispositifs connus en soi. Si l'on travaille selon la figure 2c avec une tete dtimpressiDn constituée d'un oscilleteur planétaire susceptible de produire une poussée et d'uln canal de liquide à l'extrémité duquel se trouve un gaharit de buse la"consommation électronique" pour le processus d'impression peut etre considérablement simplifiée.Si par exemple le comprimé est détecté par une cellule photoélectrique, l'impression d'un symbole ou l'inscription d'un code est effectuée avec une seule poussée de l'oscillateur planétaireCe processus peut prendre fin en beaucoup moins de temps qu'une milliseconde, c'est-à-dire que le dispositif d'impression s'adapte sans problème à toute vitesse de fabrication de comprimés. I1 faut de plus signaler l'en- combrement en hauteur favorable de la tete d'impression. Elle peut avoir moins de 2 cm de haut et peut ainsi etre adjointe sans difficulté à toute machine à comprimés connue. I1 va de soi que le système d'oscillateur plantaire avec un calibre de buse selon la figure 2c peut également être inséré à tout autre endroit, comme par exemple dans un appareil de séparation pour les comprimés, les dragées, les capsules et les suppositoires, dans une machine de remplissage des capsules ou dans des machines d'impression des dragées,à la place de l'installation d'impression fonctionnant comme Jusqu'à présent habituellement avec contact. Globalement il convient de signaler particulièrement, dans le cas du procédé selon l'invention, la totale indépendance de l'impression ou de l'inscription vis-àvis de la surface delta forme moulée. Le fait que la surface soit rugueuse ou ondulée ou que la forme moulée présente des formes extrêmement convexes ou concaves ne joue aucun rôle. Selon l'état de la technique, lorsque l'on imprime des formes pharmaceutiques, seul un petit secteur de la surface peut être imprimé avec contact en raison de la forme convexe, par exemple dans le cas des dragées et des capsules. Avec le procédé selon l'invention, on peut par exemple imprimer toute la surface bombée d'une dragée indépendamment du rayon de courbure Du fait que le processus s'effectue sans contact, il n'est pas possible qu'il se produise des souiLlures comme cela arrive assez souvent avec les procédés habituels. Les solutions ou suspensions de colorants utilisées à l'aide du dispositif décrit sont avantageusement prépa rées à l'aide d'un agent de dissolution ou de mise en suspension mouillant hygroscopique, par exemple des alcools ou un mélange d'alcools aliphatiques inférieurs avec de l'eau et/ou des polyols comme le glycol ou la glycérine. Pour une meilleure fixation sur les surfaces on peut recommander des produits collants comme la méthylcellulose, l'hydroxypropylméthy]cellulose ou le phtalate d'hydroxy propylméthylcellulose . Enfin le système décrit d'impression ou d'inscription sans contact sur des formesmoulées peut etre utilisé de façon remarquable pour empecher, à l'intérieur de l'exploitation, les confusions et les mélanges indésirés. Si par exemple on transforme une substance active en comprimés à deux dosages différents, on peut par exemple munir, sur la presse à comprimés, les comprimés au plus faible dosage d'un point coloré et les comprimés au dosage le plus élevé de deux points colorés. I1 peut s'agir alors de points colorés de façon visible ou de façon non visible, par exemple de points de code fluorescents en lumière UV.Si enfin on munit tous les comprimés d'un code en ayant recours au procédé selon l'invention, et on ad Joint à la machine d'emballage des détecteurs réagissant au coude, il est par exemple possible ainsi d'exercer un contrôle à 100% contre d'éventuels mélanges. Le procédé selon l'invention fonctionne de façon considérablement plus rapide et plus précise que les méthodes d'impression classiques; on peut imprimer 100 et meme plus formes moulées par seconde. De plus ce procédé fonctionne avec plus de ménagement et est universel, c'est-à-dire qu'il est applicable aux formes moulées médicamenteuses solides de toutes sortes ou aux formes alimentaires façonnées de façon analogue. Lors de l'utilisation de telles formes médicamenteuses la sécurité est augmente, si par exemple dans le cas d'une meme substance active se présentant sous différents dosages on imprime sur la forme moulée des codes spéciaux nette ment visibles pour minimiser les confusions, ou si sur la forme médicamenteuse est inscrite la quantité d substance active.Dans le cas de dragées colorées, on peut réduire considérablement la quantité de colorant en dragéifiant les dragées en blanc et en ne les codant qu'avec un symbole coloré. De façon correspondante, dans le cas de comprimés enrobés, on enrobe les comprimés codés en couleur d'une laque incolore et transparente. Les exemples suivants, non limitatifs, servent à illustrerl 'invention. Exemple 1 10.000 dragées multivitaminées munies d'un enrobage conventionnel en sucre sont disposées en rangées sur un tapis roulant avançant rapidement et muni de rigoles correspondantes; On pulvérise sur ces dragées le symbole d'une orange à l'aide d'un système d'impression fonctionnant selon le procédé à dépression et onde de choc produite par piézoélectricité, lequel système est rempli d'une solution d'orange alimentaire dans l'isopropanol (avec une faible addition de glycérine). Les dragées qui passent sont examinées au moyen de cellules photoélectriques et la cadence du processus de pulvérisation est réglée de façon correspondante. Exemple 2 Pour une vitesse de fabrication de comprimés de 100.000 comprimés à l'heure, on imprime des formulations de 8mm juste . avant l'éjecteur au moyen d'un dispos sitif d'impression constitué d'un oscillateurplanétaire Qt d'un calibre de buses. Le processus d'impression est déclenché à l'aide d'une cellule photoélectrique. La suspension d'impression est constituée d'oxyde de fer micrQ- nisé dans du glycol. Le code 38C/38C est constitué de 150 gouttelettes pesant environ 0,0006 mg. La quantité de colorant par comprimé est d'environ 9 = 0,009 mg. L'excitation de l'oscillateurplanPtaire estarrêtée après 0,3 milliseconde. Exemple 3 Dans un appareil de séparation on installe des comprimés de 9mm et on les imprime sur les faces avant et arrière. Les deux têtes d'impression fonctionnant selon le système à dépression sont chacune constituées de 12 buses. Sur la face antérieure est imprimé le nom de la préparation (10 caractères) et sur la face arrière le dosage (50 mg). La solution de colorant est une solution aqueuse saturée de jaune-orange saturée. La vitesse d'alimentation est de lin/s. On imprime 150.000 comprimés à l'heure. La fréquence des gouttelettes pour le système à dépression est de 3.000 gouttelettes à la seconde. Exemple 4 On fait figurer par impression selon le système à haute pression, le nom de la préparation, le jour de la prise et la quantité de substance active sur un feutre en cellulose muni de substance active et se dé- roulant avec une vitesse régulière. La vitesse d'écriture est de 90 signes par seconde. La solution de colorant est constituée par de l'indigotine dissoute dans un mélange eau/glycérine. Les figures 1 à 3 décrivent à titre d'exemples des systèmes avantageux pour l'impression sans contact de formes moulées médicamenteuses ou de comprimés ou dragées dans le domaine des produits alimentaires. La figure 1 montre de façon schématique en coupe traversale un système de "ponctuation" avec des converti s- seurs piézoélectriques 1 qui enrobent chacun un canal de buse 8, le canal de buse se termine par un rétrécissement 7, les différents rétrécissements étant fixés aux ouvertures correspondantes d'une plaque de buses de sortie 6. Les buses formées par les rétrécissements 7 et les ouvertures de la plaque de sortie 6 libèrent des gouttelettes de liquide 5 lorsque le dispositif fonctionne. Le canal de la buse 8 est relié à une chambre de liquide 2 par l'intermédiaire d'un canal de liquide 9 rétréci. La chambre 2 servant de répartiteur présente un canal de ventilation 10. La chambre de répartition 2 est reliée à un réservoir de liquide 3 par l'intermédiaire d'une plaque filtrante 4. La commande électrique du convertisseur piézoélectrique est effectuée par l'intermédiaire du contait 11. Les figures 2a, 2b et 2 c montrent des coupes transversales à travers des têtes de "ponctuation" de différentes constitutions, avec des convertisseurs planétaires fonctionnant selon le principe piézoélectrique. En 1 est un convertisseur planétaire piézoélectrique avec des contacts 11 pour la commande électrique. Le convertisseur planétaire est situé dans une chambre de liquide 12 qui est relié à un réservoir par l'intermédiaire d'un conduit de liquide 13. De la chambre 12, sortent un ou plusieurs canaux de buse 18, dont les rétrécissements 17 aboutissent à une plaque de buses de sortie 6; les gouttelettes de liquide libérées sont représentées en 5. La figure 3 décrit de façon schématique une coune transversale à travers un système dit de "ponctuation" à haute pression. De l'encre est envoyée sous pression dans la buse 24 à partir d'un réservoir de liquide 21 à l'aide d'une pompe 22, à travers un filtre 23. Le jet d'encre 27 libéré à la buse 24 se décompose en gouttes 28 qui sont déviées dans un champ électrique à travers un chargeur de gouttes 25 chargé électriquement et au moyen d'une plaque de déviation 26. Les gouttes de liquide 29 ainsi déviées forment des inscriptions sur la forme moulée. Les autres gouttes 29 sont attirées par une électrode d'aspiration 100 et réunies, puis ramenées au récipient 21 par l'intermédiaire du conduit 110. L'encre est rendue chargeable électriquement au moyen d'additifs appropriés. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'applicatipn et de réalisation qui ont été plusspécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre, commandé électriquement, pour l'inscription ou l'impression sans contact sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou dragées de l'industrie alimentaire. 2. Utilisation selon la revendication 1 d'un dispositif d'impression à jet d'encre fonctionnant selon le procédé à dépression et avec des ondes de choc produites piézoélectriquement, pour l'inscription ou l'impression sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou dragées de l'industrie alimentaire. 3. Utilisation selon la revendication 1 d'un dispositif d'impression à jet d'encre fonctionnant selon le procédé à faible pression avec une buse dans un champ électrique, pour l'inscription ou l'impression sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou dragées de l'industrie alimentaire. 4. Utilisation selon la revendication 1 d'un dispositif d'impression à jet d'encre fonctionnant selon le procédé à haute pression avec une buse et, pour dévier les gouttelettes produites, avecun champ électrique ou magnétique, pour l'inscription ou l'impression sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou dragées de l'industrie alimentaire. 5. Utilisation selon la revendication 2 d'un oscillateur planétaire susceptible d'effectuer une poussée dans une chambre avec un canal sortant de cette chambre à l'extrémité duquel sont fixées plusieurs buses, pour l'inscription ou l'impression sur des formes pharmaceutiques moulées ou sur des comprimés ou dragées de l'industrie alimentaire. 6. Utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre selon l'une des revendications 1 à 5 pour l'inscription ou l'impression sur des formes pharmaceutiques moulées lors de la sortie sous pression élevée de la matrice d'une presse à comprimés. 7. Utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre selon l'une des revendications 1 à 5 pour l'ins- cription ou l'impression sur des formes moulées qui sont placées, de façon séparée, en rangs sur un tapis roulant. 8. Utilisation d'un dispositif d'impression à jet d'encre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit dispositif est alimenté avec des solutions ou suspensions de colorants alimentaires dans des alcools, des mélanges alcool/eau et/ou des polyols.