Brevet FR2889995A1 — publié le 20070302

La présente invention concerne un dispositif pour maîtriser la température à l'intérieur d'une presse à comprimer lors de la compression d'une poudre. Pendant la fabrication des comprimés, une élévation de température se produit du fait de l'énergie mise en oeuvre. Il est connu depuis longtemps que l'essentiel de l'énergie générée pendant la compression s'évacue sous forme de température (Nelson et al., 1955). Cette température évolue au cours de temps. Elle est plus ou moins forte en fonction du mélange de poudre utilisé, de la taille des comprimés fabriqués, de la force de compression exercée du nombre de poinçons sur la tourelle pour une machine rotative. Cette température a un effet non négligeable sur les poudres: modification de l'élasticité, de la cohésion moléculaire, introduction d'effets de grippages voire de collages. La mesure, et le contrôle de la température, à l'intérieur des comprimés, est difficile (Peter Ridgway Watt, 1988). Aujourd'hui on a du mal à connaître tous les effets induits. On ne sait pas simplement mesurer la température dégagée au moment de la compression, ni celle existant dans la matrice, mais on ne sait pas non plus la réguler pour obtenir une fourchette qui reste sans effet notoire sur les comprimés fabriqués. Le problème principal rencontré est d'avoir une estimation de la température à l'intérieur du comprimé sans créer d'interférence avec le procédé. Une des premières approches est l'utilisation de thermocouples qui permettent de mesurer la température du poinçon et de la matrice. Cependant, cela représente une masse métallique importante par rapport à la taille des comprimés. Ceux-ci pourraient voir leur température augmenter rapidement en comparaison du poinçon et de la matrice. Une revue peut être consultée sur ce sujet (Sixsmith, 1977). Un composant thermochromique peut être rajouté au comprimé. A 40 C, un pigment (Detecto Temp 915-0900) voit sa couleur passer du rose au bleu. 1 D'autres pigments permettent des mesures jusqu'à 55 C. Cependant, avec cette méthode, on ne connaît la température qu'entre 40 et 55 C (Hanus et King, 1968). De plus, il faut rajouter 5% de ces pigments qui sont euxmêmes abrasifs. On peut également collecter les comprimés juste après l'éjection et les placer dans un bain à température connue. Mais cette méthode ne mesure pas le pic maximum de température atteint pendant la compression (Nurnberg et Hopp, 1981). Une autre possibilité est l'utilisation de cristaux liquides (Nurnberg et Hopp, 10 1981). Mais il ne s'agit là que de mesures pendant le procédé de fabrication: on ne peut modifier la température. On pourra utiliser également la thermographie infra-rouge (Stillwell, 1981) et la mesure de l'énergie computationnelle (Coffin-Beach et Hollenbeck, 1983). Cependant, ces méthodes concernent des mesures de température pendant la fabrication, ou juste après, mais en aucune façon elles ne permettent de modifier la température au cours du procédé. Peu de brevets décrivent des méthodes permettant le contrôle de la température des comprimés pendant le procédé de fabrication. On pourra citer le brevet de O'Connor et al., US 6,677,415, "methods of compression moulding of polymer powder and product produced". Ce brevet décrit une méthode de compression d'un polymère avec un contrôle de température dans le moule de compression. Mais il ne s'agit pas de presse à comprimer régulant la température. On pourra citer également le brevet de Trebbi et Kramer, US 6,866,493, "Tablet press machine". Mais là encore, il n'est pas fait référence à un contrôle 25 de température dans la matrice. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. Il comporte un dispositif mécanique permettant d'isoler les matrices de leur 1 environnement, un dispositif électrique permettant de mesurer en permanence la température dans les matrices, un dispositif électrique permettant d'élever la température dans les matrices et un dispositif mécanique permettant de refroidir les matrices. Selon des modes de réalisations: Le pilotage des températures peut se faire par un système de tuyaux véhiculant un liquide maintenu à une température précise. Le pilotage des températures peut se faire par un système de tuyaux véhiculant un liquide dont la température est ajustée en fonction des besoins Le pilotage des températures peut se faire par un système de tuyaux véhiculant un fluide maintenu à une température précise. Le pilotage des températures peut se faire par un système de tuyaux véhiculant un fluide dont la température est ajustée en fonction des besoins. L'invention est caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la matrice; en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la tourelle porte matrice; en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la tourelle porte poinçon; en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur du poinçon; en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la clavette du poinçon; en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la bague à l'intérieur de laquelle glisse le poinçon; en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un fluide; en ce que la maîtrise de température est obtenu avec une résistance électrique; en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement infrarouge; en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement laser; caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement; en ce que la maîtrise de température est obtenu avec tout système élevant ou abaissant la température; en ce qu'il est dans une 1 presse rotative à comprimer; en ce qu'il est dans une presse à comprimer alternative; en ce qu'il est dans une presse à comprimer à colonnes; en ce que le système de maîtrise de température est isolée de son environnement; en ce qu'il est relié à un dispositif électrique extérieur permettant de mesurer la température à l'intérieur du système de maîtrise de température. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ci-après, qui comprennent des résultats expérimentaux et une discussion de ceux-ci. Certains de ces exemples concernent des expériences effectuées dans le but de réaliser l'invention, d'autres des exemples de réalisation de l'invention donnés bien sûr à titre purement illustratif. Une grande partie de l'ensemble des techniques décrites dans ces exemples, bien connues de l'homme de l'art, est exposée en détails dans l'ouvrage de Peter Ridgway Watt: "Tablet machine, Instrumentation in Pharmaceutics: principles and practice" publié en 1988 par les éditions Ellis Horwood Limited à Chichester, Angleterre. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente le dispositif selon l'invention, une matrice implantée dans le plateau matrice de la tourelle avec un dispositif de régulation constitué de flux de liquides chauds et froids La figure 2 représente la matrice équipée des logements d'intégration des flux. La figure 3 représente le dispositif selon l'invention, une matrice implantée dans le plateau matrice de la tourelle avec un dispositif de régulation à base de flux d'airs chauds et froids. EXEMPLE 1 La fabrication de l'invention consiste à isoler les matrices (1) du plateau (2) pour supprimer l'influence de la masse métallique sur la température (effets dissipateurs) au moyen d'un matériau isolant thermiquement. Deux passages 1 5 sont réalisés dans cet isolant et viennent se raccorder sur la matrice lorsqu'elle est mise en place (3 et 5), l'un contient un flux froid et l'autre contient un flux chaud. La mesure de la température est faite par une sonde implantée directement sur la face intérieure de la matrice (4). Les raccordements de flux entre le plateau tournant et les alimentations fixes, se font par joints étanches autour du plateau. Le raccordement de la sonde de température du plateau tournant à l'alimentation fixe se fait par un joint tournant, système bien connu de l'homme de l'art. EXEMPLE 2 La fabrication de l'invention consiste à isoler les matrices du plateau pour supprimer l'influence de la masse métallique sur la température (effets dissipateurs) au moyen d'un matériau isolant thermiquement la matrice est alors reliée à deux bouches (6 et 7) soufflant de l'air chaud pour l'un et froid pour l'autre. la répartition des jets d'airs permet une bonne régulation de la température dans toute la matrice. Là encore, la température est contrôlée au moyen d'une sonde implantée directement dans la face intérieure de la matrice. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné contrôler les températures dans les matrices au moment de la compression d'une poudre.. il est particulièrement destiné à vérifier par la pratique les calculs théoriques sur les températures admissibles des poudres. Le dispositif est particulièrement destiné à comprendre les phénomènes de grippages, collages des poudres lors des opérations de compression de poudre. Le dispositif est destiné plus généralement à comprendre tous les phénomènes ayant lieu lors des opérations de compression de poudre. EXEMPLE 3 La figure 3 représente l'ensemble des éléments concernés par l'invention: 1 L'ensemble de compression supérieure comprenant: Le poinçon supérieur (8), la bague de passage du poinçon supérieur (9) et la tourelle porte poinçon supérieure (10). L'ensemble de compression inférieure comprenant: Le poinçon inférieur (12) , 5 la bague de passage du poinçon inférieur (13) et la tourelle porte poinçon inférieure (14). La tourelle porte matrice et la matrice de compression. 15 20 1 5 2889995 7 REVENDICATIONS 1. Dispositif de maîtrise de la température à l'intérieur d'une presse à comprimer lors de la compression d'une poudre caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs embarqués sur un équipage mobile (tourelle) et qu'il mesure la température de la poudre constamment pendant tout le cycle de compression et qu'une électronique agit sur des dispositifs chauffants et rafraîchissants eux aussi embarqués, en temps réel en fonction des consignes qui lui sont passée au travers de l'interface homme-machine. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la matrice. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la tourelle porte matrice. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de 15 température se trouve à l'intérieur de la tourelle porte poinçon. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur du poinçon. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la clavette du poinçon. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température se trouve à l'intérieur de la bague à l'intérieur de laquelle glisse le poinçon. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un fluide. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec une résistance électrique. 1 5 2889995 8 10.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement infrarouge. 11.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement laser. 12.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec un rayonnement. 13.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la maîtrise de température est obtenu avec tout système élevant ou abaissant la température. 14.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est dans une presse rotative à comprimer. 15.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est dans une presse à comprimer alternative. 16.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est dans une 15 presse à comprimer à colonnes. 17.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de maîtrise de température est isolée de son environnement. 18.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est relié à un dispositif électrique extérieur permettant de mesurer la température à 20 l'intérieur du système de maîtrise de température.