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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.
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IMPROVEMENTS IN THE PROCESS AND MACHINES FOR MANUFACTURING CAPSULES
FILLED IN PLASTIC MATERIAL.
The present invention relates to a method and a machine for manufacturing liquid-filled plastic capsules from plastic material such as soft gelatin.
Various types of equipment have already been proposed for the manufacture of soft gelatin capsules, which equipment has had various drawbacks. In continuous production machines, in general, strips of soft gelatin were formed by making symmetrical motor cavities which were filled by the individual action of a measuring pump, then the matrix cavities thus formed were sealed. . In some cases, the operation has been carried out without complete immersion in a liquid so that the cavities are formed in the liquid and the gelatin strips are sealed to each other by being immersed. Both of these methods present notable drawbacks. When the capsules are formed in a liquid, the surfaces are coated with the liquid.
With expensive liquid such as vitamins, this can increase the price unacceptably due to the inevitable loss of liquid and its exposure to contamination.
A much more common type of machine is one in which capsule cavities are formed in conjunction with the introduction of a premeasured charge of liquid. For these machines it is necessary that a measuring pump with precise operation is provided and this pump must operate in relation to the die cavities, hence complicated timing problems.
The present invention relates to a method and a machine overcoming the aforementioned drawbacks and making it possible to obtain plastic capsules filled with liquid without individual measurement of the charges for these capsules.
The method according to the invention for manufacturing capsules in ma-
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The plastic material filled with liquid consists in successively forming cup-shaped cavities in a first strip of plastic material, moving said first strip containing the cavities in a uniform manner and. continuous under a uniform and continuous discharge of liquid (as defined below), to be placed in a uniform and continuous manner in juxtaposition with the first strip containing the filled cavities a second strip of plastic material, cover the cavities filled and successively cut by pressure the parts of the bands surrounding the filled cavities to meet peripherally the cut parts and thus successively form capsules filled with liquid.
Also according to the invention, a machine for manufacturing plastic caps comprises means for successively forming cup-shaped cavities in a first strip of plastic material, means for discharging a liquid in a uniform and continuous manner (as it does so). is defined below), means for moving said first strip containing the cavities in a uniform and continuous manner below said discharge of liquid,
and sealing means for placing in a uniform and continuous manner in juxtaposition with the first strip containing the filled cavities a second plastic strip for covering the filled cavities and for successively cutting by pressure the parts of the strips surrounding the filled cavities to join peripherally the cut parts and thus successively form capsules filled with liquid.
Small solid particles can be suspended in the liquid to form a dilute paste; and insofar as it is a liquid it is understood that a liquid in which certain solid particles are suspended would behave in the same way and is included within the meaning of the term "liquid". .
The capsules can be made of a material such as soft gelatin or other similar plastic material having the property of being united to one another when two neighboring films are cut from the material with a blunt cutting blade. capsules can be used as containers for vitamins, colorants, plasticizers, modifiers etc. Such capsules have been used as containers for ether to aid in starting up engines. internal combustion.
Soft gelatin has been found to be particularly useful for pharmaceutical purposes because when absorbed it is absolutely harmless and some even believe that it has some nutritional value. Gelatin can be plasticized with materials such as glycerin and water and it can contain flavorings, odors, coloring and the like.
It is convenient to fabricate the capsules in a die cavity which looks entirely different from that of the finished capsule. By using a single cavity die roll in contact with the gelatin film and vacuuming under the film. , the gelatin film is drawn into the die cavity so that a gelatin coated die cavity is formed, and retained against the roller. We can then fill the cavity, juxtapose it with a second film of soft gelatin and carry out the final cutting of the parts of the two films forming the capsule under the action of raised edges of the matrix roll with cavity pressing against a sealing roll. smooth. As the sealing roller is smooth and cylindrical, there is no timing problem and the machine is thus significantly simplified.
It has been found that if the gelatin-coated capsule cavities are passed at a uniform speed under a uniformly flowing liquid, the liquid fills the gelatin-coated cavities uniformly so that successive charges are uniforms. Almost all of the liquid is placed in the cavities and if the liquid discharge speed is carefully adjusted and the cavity die roll is of uniform construction, there is no loss of liquid or air bubble in it.
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the capsule.
By using a precise gear pump driven in conjunction by a variable speed drive with the die capsule forming roller, capsules are obtained of at least as great uniformity as those heretofore obtained by individual measurements of the charges of the individual capsules. Under operating conditions easily achieved in industry and with an accuracy greater than 1%, operation for extended periods of time is easily obtained.
The sealing areas of the machine can be placed in an inert atmosphere such as nitrogen or carbon dioxide if the humidity or oxygen in the normal atmosphere - has a detrimental influence on the contents of the machine. .
We can place a coating on the inside of the material for: - mantling the film.
This is possible because no part of the machine is in contact with the parts of the film forming the interior of the capsule. With the various forms of measuring devices material used on the interior would tend to gum or collect on various surfaces and prevent the machine from running. As such material, a mastic, sandarac gum or a silicone type resin can be used.
The invention will be better understood by referring to the following description corresponding to the appended drawing in which.
Figure 1 is a schematic side view of an improved capsule making machine according to the invention.
Figure 2 is an enlarged view of the precise point of filling and sealing the capsules.
The size and shape of the finished capsules are at the operator's discretion. The capsules can be round, elliptical, elongated oval, that is to say comprising a cylindrical part and two hemispherical ends or of any other shape which may be desired.
The machine is particularly useful with the elongated oval shape because the cutting is so efficient that undeformed elongated ovals are easily obtained. Figure 2 shows a sectional view of the forming cavities and as far as the process and operation of the machines are concerned the relationship between the length and: the: 'width of the cavity roll forming cavities n' is not an essential characteristic of the machine object of the invention.
The machine will now be described in the order of the parts acting on the gelatin film.
In Fig. 1 it can be seen that a lower gelatin film 11 from any conventional gelatin film casting means passes over the oil roll 12 which in turn is in contact with an oil feed roll. oil 13 rotating in an oil bath 14. The oil bath is preferably kept at a constant level. The gelatin film can then pass under a positioning roll 15 and from there come into contact with the inner coating roll 16 which is in contact with a coating roll 17 rotating in a channel 18. The film enters. then in contact with the cavity die roll 19.
The surface of the cavity die roll as seen in Figure 2 carries a series of capsule forming cavities 20. As seen the walls are substantially parallel to provide a cylindrical section although not necessarily circular. Cylindrical shapes are easier to machine and save a lot of construction work. At the bottom of each cavity is at least one capsule ejector cap 21. When the gelatin film comes into contact with the die roll
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This cavity, it is sucked into the capsule forming cavity under the effect of the reduced pressure thus forming a capsule forming cavity covered with gelatin. As the cavity die roll rotates it forms a uniform and continuous series of these geolatin-covered cavities.
As these cavities pass through the position shown at A in Figure 2, the liquid contents 22 of the capsule are uniformly and continuously discharged into the series of cavities passing below. The liquid can be discharged uniformly by means of a precise gear pump 23 (such as that described in US Pat. No. 1,785,386 of December 16, 1930.
The gear pump is preferably driven by a continuously variable positive drive shown schematically at 24, this drive in turn being driven by the main capsule machine so that the ratio can be continuously and precisely changed. from the pump discharge speed to the die cavity roll speed. Those skilled in the art will themselves think of other means for this variation of the gear ratio.
The liquid is discharged from the pump through the discharge nozzle 25.
The size of this nozzle should be such that the discharged liquid contents flow from it in an uninterrupted direct current. If a series of drops forms instead of a direct current there is more a tendency for non-uniform filling, although of course even with the formation of drops a relatively precise filling is easily maintained.
The series of capsule cavities thus filled turns towards the seal roll 26. The top gelatin film 27 comes as shown from the right, meeting an inner coating roll 28 which in turn meets a roll of gelatin. Coating 29 is fed rotating into a channel 30. The coated film passes over the positioning roller 31 and comes into contact with the sealing roller 26. The coating can of course be operated at any other point in the path of the gelatin film or alternatively. interior coatings can be completely omitted if there is no undesirable interaction between the gelatin in the film and the contents of the capsule.
The seal roll 26 is preferably of a material of high thermal conductivity and has temperature control means attached to it. There is schematically shown a thermostat 32, heating elements 33 and a slip ring system 34 through which electrical wires 35 supply energy to and indicate the temperature of the seal roll. The temperature of the seal roll is normally a little higher than that of the cavity die roll and for smooth operation should be carefully maintained at a constant value. The upper gelatin film 27 after being heated by contact with the sealing roll is brought to the vicinity of the gelatin coated cavities as shown in positions B and C in Figure 2.
The two gelatin films approach at B and come into contact with one another as shown in C. The gelatin films come into contact with each other when the rim of the cavity approach the sealing roller. The rim penetrates the gelatin film and due to the peculiar characteristics of the soft gelatin there is not only clipping of the films, but also joining of the gelatin films to each other so as to constitute a soft and homogeneous seal. If the gelatin films are coated, the coatings come into contact with each other to form a continuous and soft inner coating in gelatin capsules.
It is necessary to regulate the liquid supply relatively precisely if the capsules are to be filled completely so that there are no air bubbles and yet there is no overfilling resulting in loss of fluid. Any additional liquid on the part of the web between the cavities tends to be forced onto the surface of the films just before the point of entry of the rollers so that any drop of liquid is forced back into the forming cavity. ar- capsules
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then flowing.
It is indeed surprising that this mode of action results in uniform fillings without loss of liquid and without compression clouding at the point of attack, but in actual operation fully filled capsules are easily formed.
After cutting when the capsule passes towards the point shown in D, it is retained by suction in the forming cavity. The residual tape is held against the seal roll by a residual tape take-up roller 36 and passes between the residual tape tensioning rolls 37. The residual tape 38 can be discarded or reused after it has passed between the rollers. Of voltage.
When sealing the capsules it is desirable to stop the vacuum maintaining the gelatin film in the cavity at the precise point of sealing, from position C to position D so that the gelatin film is free from external stresses. time of sealing. This cessation of external forces ensures a uniform and straighter seal line and allows elongated oval shapes with straight portions.
When the cavities move to the E position, the tension of the gelatin film causes the capsule thus formed to take on a more rounded appearance. The capsule can be retained in the cavity as it follows the periphery of the path of the cavity die roll to a discharge screen 38.
As the capsule passes through the discharge screen 38, the capsule ejector stopper 21 can be lifted by air pressure which causes the capsule to be extracted.
A demoulder 39 rotates in the immediate vicinity of the cavity die roll and may consist of at least one blade of fairly soft material such as, for example, a sheet of polytetrafluoroethylene, of plastic or of coarse cloth, etc.
The capsules as they are formed fall by gravity into the bottom of the discharge screen where they can be collected by a pneumatic discharge system 40. As shown, this consists of a central tube 41 under low pressure of air coming for example from a vacuum cleaner which functions as a Venturi tube to collect the capsules as they are formed and transport them to a vacuum tube. discharge 42. This discharge tube may have elbows, shutter valves, etc. to direct the filled capsules to any desired location.
In operation, it is convenient to arrange a supply valve 43 in the liquid introduction line so that the capsules are only filled with air while the machine is being put into gear and the various adjustments are made. temperatures and pressure and until symmetrical, properly sealed capsules are obtained. In this way, the liquid is kept until the capsule making machine is operating properly. At this time, we can open the valve 43, discharge the liquid and manufacture filled capsules.
If a flap valve is disposed in the discharge tube 42, the capsules filled with air can be discharged into a container and as soon as the filled capsules begin to appear, the flap valve can be quickly moved and the capsules driven. perfectly fulfilled towards packaging.
Radiant heaters as shown at 44 are disposed in the vicinity of the point of attack of the rolls so that the gelatin film can be heated by radiant energy just before the bands are sealed to each other.
For operation with liquid-filled capsules, the gelatin strip should contain a slightly lower humidity and also a slightly lower glycerin content than used with the powder and a slightly higher temperature is required for satisfactory sealing of the films. 'to one another. In many
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operating conditions, depending on the exact composition of the film and the filling liquid it is not necessary to heat additionally at the point of attack of the rolls, all the necessary heat coming from the sealing roll, but under other conditions heating just before the sealing point helps ease the operation. With the machine according to the present invention one or the other embodiment can be used.
The various rollers in contact with the gelatin film must be driven at the same peripheral speed so that the gelatin film is not stretched at any point during normal operation. If desired, by stretching the gelatin between the point at which it is poured and the point at which it is introduced into the machine, tensions are produced in the film which cause deformation of the capsules after their formation to obtain capsules. ellipticals in round matrices.
The drive means may suitably consist of ordinary gears between the die cavity roll and the seal roll and of gear trains between the other rollers in contact with the gelatin film. It is convenient if the size of each of these rollers is such that a chain wheel can be attached to the shaft and a continuous chain is used to drive the whole group of wheels.
The residual web take-up roller 36 and the residual web tension rollers 37 should be driven at a surface speed somewhat greater than that of the rest of the web-contacting rollers so that the residual web is drawn in such a way. smooth and even out of contact with the sealer roll.
As shown in the drawing, the seal roll is slightly above vertical to the die roll, about 5 to 15. This allows the fill nozzles to be closer to the top of the roll and the elimination of air bubbles in the capsules.
The exact angle varies with construction details. With 12 cm rolls and films about 0.75 mm thick, an angle of the to the vertical is very effective.
The liquid used can be an oil containing a vitamin such as, for example, vitamins A and D in a cottonseed oil base at the same time as the other vitamins suspended in the oil that may be desired, or can consist of a liquid colorant, a liquid petroleum product, ether or any other product which may be desired to fill the capsules.
CLAIMS.
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1. A method of manufacturing plastic capsules filled with liquid, characterized in that the formation of cup-shaped cavities is carried out successively in a first strip of plastic material, the displacement of said first strip containing. the cavities in a uniform and continuous fashion under a uniform and continuous discharge of liquid, the uniform and continuous juxtaposition of the first strip containing the filled cavities and a second plastic strip to cover the filled cavities, and the successive cutting by pressure of the parts of the bands around the filled cavities in order to join the cut parts peripherally and thus to successively form capsules filled with liquid.