Brevet FR2629712A1 — publié le 19891013

DISPOSITIF PERMETTANT D'AMELIORER LES CARACTERISTISQUES MECANIQUES DES COMPRIMES OBTENUS SUR DES MACHINES A CADENCE ELEVEE. (CASAHOURSAT Lucien, LEMAGNEN Gilles,LARROUTURE Denis) La présente invention constitue une application de travaux de Recherches inedits à ce jour. Selon l'invention, un dispositif est propose pcur améliorer les caractéristiques mécaniques des comprimes obtenus sur des machines à comprimer rotatives. Ce dispositif est adaptable sec peu de modifications sur toutes les machines commercialisées a l'heure actuel e. permet, au cours de la phase de compression, de donner une meilleure cohésion ux poudres, et d'obtenir des comprimés d'une plus grande durete pour la meme force de compression mesurée. De ce fait, il permet également de réduire l'usure du matérici qui, rappeions e, es soumis bien souvent a des forces de compression tres élevées pouvant atteindre 10 tonnes dans certains cas. Divers dispositifs ont été déjà proposés pour améliorer les caractéristiques des comprimés. Ils se situent en amont de la phase de compression proprement dite @ ainsi certaines machines possèdent un, et meme actuellement, deux galets de préccmpression. Ce type de dispositif permet principalement ae chasser une partie de l'air contenu dans le lit de poucre qui nu a la cohésion du comprimé. Ce phénomène se produit lorsque le mélange de poudres possède un taux trop élevé de fines (taille des particules inférieures a 70 Um); les comprimés ont tendance alors a donner lieu à un phénomène d'écalottage ou de décalottage. Le dispositif proposé a un tout autre but, a savoir. ce permettre à la masse pulvérulente d'emmagasIner le maximum d'énergie au cours de la phase de compression. et ce e fait, c'assurer une meilleure cohésion au comprimé. PRINCIPE. Toutes les poudres pharmaceutiques se comportent corrr-e ces matériaux visco-élastiques que l'on peut représenter par un modele analogique simplifie (modèle de WISCHEPT) mentionné sur la figure 1. Ce modèle est constitué par un- ressort et une cellule de MAXWELL, constituée elle-meme s'un ressort et d'un amortisseur. Lorsqu'on applique une déformation sur le système , tes ressorts se déforment, emmmagasinant l'énergie fournie par la machine. L'amortisseur, qui se déforme également, n'a pour rôle que de dissiper une partie de l'énergie emmagasinée par les resscrts. Nos travaux de Recherches ont monté que selon la vitesse de deformation du mélange d poudres pharmaceutiques, e mélange se comporte d'une manière dlfferente Ainsi, lorsque la vitesse de céformation est e'evee. @e système se comporte comme un ensemble de resscrts, et au contraire, lorsque cette vitesse de déformation est lente, le systeme se comporte corrr.-e ur. modèle ce WISCHERT. Le déplacement, en fonction du temps, du poinçon supérieur ou inférieur d'une machine à comprimer rotative est approximativement une parabole aplatie e son sommet :-ig. 2). Ainsi, le poinçon animé d'une vitesse élevée au début ae la phase de compression, a une vitesse quas@ nulle puis nul le lorsqu'il atteint le déplacement maximum Dmax imposé au poinçon. Au delà, le poinçon remonte dans la matrice. De ce fait, lors de la phase de compression, toute l'énergie fournie par une machine à cadence élevée, est emmagasinée par la poudre sous forme d'énergie élastique. Lorsque les particules se fragmentent toute l'énergie utilisé dans ce but est restituée au système sous forme d'énergie élastique tant que la vitesse de deformaticn est élevée. Lorsque le poinçon parvient aux environs du Dmax, la vitesse du poinçon étant très faible,puis nulle, l'énergie fournie par la machine et emmagasinée sous forme d'énergie élastique peut se dissiper dans la poudre sous forme d'énergie de cohésion, d'énercie calorifique... Le déformation des poudres étant constante, le comprime subit alors une relaxation de contrainte qui est d'autant plus importante que le degré de plasticité des poudres est e.eve. Au dela du Dmax, le poinçon remontant dans la matrice, la force mesurée est sous la dépendance de la vitesse de déplacement du poinçon au cours du temps, de la relaxation "appArente" du produit et de sa vitesse de recouvrance élastique. Dans ces conditions, il est difficile ae savoir quelle est la partie "utile" de la force. Les poudres n'absorbent, d'une façon irréversible, qu'une tres faible partie de l'énergie disponible. Jusqu'à aujourd'hui, on a estimé que !a quantité c'énergie absorbée par les poudres au cours ce la compression dépendait du temps de compression . De ce fait, les machines utilisées actuellement ne présentent que des Dmax d'une duree très breve et les produits n'emmagasi@ent qu'une faible partie de l'énergie disponible. Le dispositif propose a pour objet de deve@opper @a phase utile du cycle de compression, c'est à dire, la phase pendant laquelle la vitesse du poinçon est nulle ou qua@i nulle. Celle-ci peut etre obtenue en allongeant la duree ou Dmax afin que les poudres emmagasinent le maximum d'energie à ce niveau. Plusieurs systèmes peuvent être prévus; nous en citerons un, à titre d'exemple non limitatif, sur les figures 3 et 4 ci-jointes. Le dispositif retenu est constitué de deux parties symétriques, donc des mêmes éléments. ta figure 3 représente une de ces parties. La figure 4 montre comment ce type de dIsposItif peut être adapté sur une machine à comprimer rotative. Selon un mode de réalisation de l'invention et selon les figures 3 et 4, une partie du dispositIf se présente sous la forme de 2 guides (1) en acier. parfaitement rigides, de même courbure que celle de la tourelle (2) supportant les poinçons (3). es deux guides (1) sont rellés entre eux dans le-r partie haute par une bride (4) et dans leur partie basse par des axes mobiles, appelés rouleaux (5), en acier, montés sur des roulements (6) afin de les rendre interchangeables. La distance entre ceux rouleaux (5) est tres faible t toujours inférieure au diametre maximum de la tête de chacu@ aes poinçons de la machine à comprimer. Ce système de guides (1) et de rouleaux (5) est fixe comme indiqué sur la figure 3, sur l'axe (7) du galet de compression (8). Il est disposé parallèlement au plan ce a tourelle (2) supportant les poinçons (3). Le premier rouleau (5) du dispositif se trouve au contact de la tête d'un poinçon n @ et du galet (8) de compression (cas AD. Il peut se trouver également juste apres ce me galet (8) de compression (cas B). Sur les machines a comprimer rotatives, une de ces part les symétriques du dispositif est placee sous le galet superleur (8). et l'autre sur le galet inférieur (10) qui est lui-même muni, en général, c'un ressort compensateur. Les deux parties du dispositif sont reliées entre elles par une bride (11) réglable imposant une rigidité à l'ensemble et un parfait para@lelisme aux tra@ets des pôinçons supérieurs et inférieurs. Ce dispositif impose ainsi e déformation constante au lit de poudres en cours de consolidation. Au delà de ce dispositif, on retrouve les guides (12) de chacun des poinçons donnant lieu à l'éjection du comprimé. Par rapport aux machines classiques ce dispositif ne fait que retarder la phase d'éjection du comprimé. La longueur des guides (4) de ce dispositif est donc fonction des dimensions de la tourelle (2) de la machine et son efficacité sur le plan de la cohésion des comprimés dépend principalement de cette longueur. Lorsque la machine est mise en marche: - dans le cas A, la tête du poinçon n @ entraine le premier rouleau (5) qui, lul-meme, entraîne le galet supérieur de compression (8). Lorsque ce poinçon n @ avance, il entraîne le rouleau suivant . te deuxième rouleau ne fait que maintenir une déformation constante. Il en est de mê-e des suivants. Te même phénomene se produit, en même temps. au niveau de la tête du poinçon n @3 et du ga@e@ inférieur de compression (10). - dans le cas B, le galet supérieur de compression (8) @oue son rôle habituel; le poinçon entraîne ensuite @e premier rouleau (5) placé juste derrière le galet de compression. La suite est identique au cas. Comme le comprimé subit une relaxation ce contrainte, a force qui s'exerce sur chacun des rouleaux tend à diminuer de plus en plus jusqu'à atteindre la force résultant de la composante purement élastique des poudres. D'autres dIspositIfs analogues que nous ne decrirons pas peuvent être prévus: ensemble de guides et de rouleaux maintenus par un simple étrier et placés sous 2 galets de compression , par exemple. REVENDICATIONS 1) Dispositif adaptable sur les machines à comprimer rotatives, caractérisé en ce qu'ils est formé par un ensemble d'éléments tels que guides (1), rouleaux (5), et brides (4 et 11), formant deux chemins de rouleaux règlables, parallèles, solidaires soit des galets de compression (8 et 10), soit de la rampe d'éjection (12), soit des deux à la fois, en vue de prolonger dans le temps et de maintenir à valseur la p]us constante possible la phase de déformation maximale, dans le but d'augmenter la quantité d'énergie reçue par la poudre et d'en améliorer la cohésion. 2) Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de rouleaux (1, 5, 4 et 11) et/ou les galets de compression (8 et 10) peuvent etre constitués par un ensemble de mini-galets de compression@