PT2083786E - Formação de cápsulas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "FORMAÇÃO DE CÁPSULAS"

Descrição

Esta invenção diz respeito a um método e aparelho para formação de componentes de cápsulas de revestimento duro, em que os componentes são formados de um material sujeito a gelificação por aquecimento. A maioria das cápsulas de revestimento duro é fabricada a partir da gelatina. Como tal, o aparelho comercialmente disponível para fabricar cápsulas de revestimento duro é baseado na utilização de gelatina como o material das cápsulas.

Contudo, há a necessidade de cápsulas de revestimento duro feitas de outros materiais diferentes da gelatina. Muitos destes materiais são polímeros que são sujeitos a termogelificação, isto é, formam um gel após o aquecimento. Isto ao contrário da gelatina que gelifica após o arrefecimento. Exemplos de polímeros de termogelificação incluem polímeros celulósicos tais como a metilcelulose e a hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). A alteração da utilização de gelatina para formar as cápsulas para um material de termogelificação provoca problemas com o aparelho para a formação de cápsulas. Habitualmente, o aparelho está adaptado para imergir moldes frios num banho com uma solução de gelatina aquecida. Os moldes são pois transportados através de uma série de incubadoras, ou estufas de secagem, para remover o solvente (habitualmente água ou uma mistura de água/álcool) e formar -2- os componentes de cápsulas endurecidas nos moldes. As incubadoras estão adaptadas para secar e arrefecer os componentes de cápsulas endurecidas à velocidade óptima de modo que a qualidade das cápsulas não seja comprometida.

Contudo, os peritos na área verificam que o aparelho precisa de ser significativamente modificado para ser utilizado para formar componentes de cápsulas a partir de materiais de termogelif icação tais como o HPMC. Por exemplo, verificou-se que os componentes moldados são arrefecidos muito rapidamente, são sujeitos a uma transição entre fases do estado em gel para um estado liquido, que, como é óbvio, resulta em componentes de cápsulas de qualidade inferior ou pouco ou nenhum material remanescente no molde.

Esta invenção começa por tratar ou melhorar pelo menos alguns dos problemas de adaptação do aparelho normalmente utilizado para moldar componentes de cápsulas de gelatina, tais como EP0056825 ou US 5945136, para ser capaz de formar componentes de cápsulas formados a partir de um material de termogelificação.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, está previsto um processo, de acordo com a reivindicação 1, para formar componentes de cápsulas de revestimento duro, no qual os componentes das cápsulas são formados a partir de um material que é sujeito a gelificação por aquecimento, sendo que o processo inclui: pré-aquecimento de uma série de moldes de componentes a uma temperatura acima da temperatura de gelificação do material da cápsula; imersão dos moldes pré-aquecidos numa solução do material da cápsula; e transferência dos moldes, juntamente com os seus respectivos componentes moldados, para uma instalação de -3- secagem, em que a instalação de secagem inclui uma primeira secção na qual os moldes são sujeitos a uma temperatura na ordem dos 50-90°C a uma humidade relativa de 20-90%.

As maiores diferenças entre esta invenção e o processo de moldagem dos componentes de cápsulas de gelatina conhecido são o passo de pré-aquecimento que pré-aquece os moldes a uma temperatura acima da temperatura de gelificação, e a primeira secção da instalação de secagem. Foi verificado necessário manter o aquecimento na primeira secção relativamente elevado para evitar que os componentes da cápsula moldada arrefeçam abaixo da temperatura de gelificação e de liquefacção. Contudo, esta temperatura relativamente elevada pode fazer com que os componentes moldados sequem muito depressa, provocando assim a existência de elevados esforços e tensões no interior dos componentes. Isto, por outro lado, origina componentes de cápsulas de qualidade inferior que muitas vezes contêm fendas ou rachas.

Ao manter-se a temperatura e humidade relativa nas ordens anteriormente definidas na primeira secção, podem ser obtidos componentes de cápsula de qualidade aceitável. 0 termo "humidade relativa" é aqui utilizado para significar a taxa da pressão do vapor de água real em dado momento para a pressão de vapor que iria ocorrer caso o ar ficasse saturado à mesma temperatura ambiente.

Existem muitas tecnologias para instrumentos de medição da humidade. Os instrumentos capacitivos ou dieléctricos são dotados de um material que absorve humidade, que altera as suas propriedades dieléctricas e melhora a sua capacidade. A tecnologia de espelho esfriado utiliza um espelho que é esfriado ao ponto em que a mistura -4- se começa a condensar nele. Esta temperatura é o ponto de condensação. Com tecnologia electrolitica, a mistura é proporcional à corrente necessária para a electrolisar a partir de um dissecante. Para resistividade ou sensores do tipo impedância, um material que absorve humidade, e que altera a sua resistividade ou impedância. Em instrumentos medidores de tensão, um material que absorve água, expande e é medido com um medidor de tensão. Os psicrómetros, muitas vezes designados como termómetros molhados/secos, medem a humidade relativa através da medição da diferença de temperatura entre dois termómetros, um molha e um seco.

Uma definição alternativa da combinação da temperatura e humidade é fornecida pela temperatura do termómetro molhado. A temperatura do termómetro molhado é definida do seguinte modo: a temperatura que uma parcela de ar teria caso fosse adiabaticamente arrefecida até à saturação numa pressão constante através da evaporação de água nela, sendo todo o calor latente fornecido pela parcela. Para esta invenção, a primeira secção da instalação de secagem pode ser mantida a uma temperatura do termómetro molhado igual ou superior a 35°C.

Deste modo, a primeira secção da instalação de secagem pode sujeitar os componentes da cápsula a uma temperatura na ordem dos 50-90°C a uma humidade relativa de 20-90%, desde que a temperatura do termómetro molhado na primeira secção seja igual ou superior a 35°C.

Nalguns exemplos, a temperatura é de 55-85°C e a humidade relativa é de 20-70%. Num modelo adicional da invenção, a temperatura é de 60-85°C e a humidade relativa é de 20-60%.

As condições de secagem podem ser adicionalmente ou -5- em alternativa definidas contanto com um ambiente na primeira secção da instalação de secagem, onde a temperatura do termómetro molhado é igual ou superior a 40°C, opcionalmente igual ou superior a 45°C. A temperatura e humidade na primeira secção da instalação de secagem podem ser obtidas forçando ar aquecido, humidificado através da primeira secção. Opcionalmente, os moldes podem deslocar-se numa primeira direcção através da primeira secção da instalação de secagem e a corrente de ar pode ser perpendicularmente direccionada na direcção do trajecto dos moldes. Deste modo, quando a primeira secção da instalação de secagem é alongada e os moldes são transportados longitudinalmente através da primeira secção, a direcção do fluxo de ar pode ser transversal à direcção de trajecto. A instalação de secagem pode incluir uma segunda secção a jusante da primeira secção. Nalguns modelos da invenção que incluem uma segunda secção, a segunda secção sujeita os componentes da cápsula moldados a uma temperatura de 30-60°C e a uma humidade de 20-90%. Em modelos adicionais, a segunda secção proporciona uma temperatura de 35-55°C e uma humidade de 20-70%.

Expresso em termos de temperaturas do termómetro molhado, a segunda secção pode proporcionar uma temperatura do termómetro molhado de 20-35°C. O material de termogelificação pode ser um material celulósico, tal como metilcelulose, hidroximetilcelulose ou hidroxipropilmetilcelulose (HPMC). Num modelo da invenção, o material de termogelificação é o HPMC.

Para condicionar de modo adequado os componentes da cápsula moldados na primeira secção da instalação de -6- secagem, estes terão de ser retidos na primeira secção por um período de 60-600 segundos.

Num exemplo, o tempo de permanência na primeira secção é de 90-480 segundos, opcionalmente de 120-300 segundos, opcionalmente ainda de 120-240 segundos. O material de termogelificação é habitualmente dissolvido num solvente (por ex., água) no qual os moldes são imersos. Num modelo da invenção, a solução do material de termogelificação é mantido a uma temperatura de 25-35°C. Num modelo adicional da invenção, a solução é mantida a 30-34 °C.

Os moldes utilizados neste processo podem ser transportados num suporte de moldes para facilitar o manuseamento. Desse modo, o suporte de moldes compreende uma série (isto é, dois ou mais) de moldes de modo que todos os moldes transportados pelo suporte possam ser manuseados e tratados de maneira idêntica.

Num exemplo adicional, os moldes são pré-aquecidos a uma temperatura de 55-95°C durante o passo de pré-aquecimento, ou a uma temperatura de modo que os moldes tenham uma temperatura de 55-95°C quando são mergulhados na solução do material da cápsula. Esta temperatura está acima da temperatura de gelificação dos materiais de termogelificação que podem habitualmente ser utilizados e permitir algum arrefecimento entre o passo de pré-aquecimento e o passo de moldagem, enquanto ainda mantêm uma temperatura de moldagem suficientemente elevada para fazer com que o material de termogelificação entre em contacto com os moldes para gelificar.

Num exemplo, os moldes são aquecidos a uma temperatura de 60-90°C, opcionalmente de 70-80°C. -7-

Ainda num outro exemplo, o passo de pré-aquecimento inclui a colocação dos moldes num forno durante um período de tempo suficiente para aquecer os moldes à temperatura desejada e remover os moldes do forno quando se encontram à temperatura desejada. 0 forno pode incluir uma zona de aquecimento na qual o calor é aplicado aos moldes e uma zona de impregnação na qual a temperatura dos moldes permite compensar à temperatura desejada, e os moldes são deslocados da zona de aquecimento para a zona de impregnação. A utilização de uma zona de aquecimento e de uma zona de impregnação permite que a temperatura de todos os moldes seja significativamente constante quando estes são removidos do forno. É importante ter todos os moldes a uma temperatura significativamente a mesma durante o passo de moldagem de modo a obter condições consistentes e uniformes de moldagem e, desse modo, componentes da cápsula com dimensões uniformes.

Uma vantagem do forno em cima definida é a de que todo o molde é aquecido à temperatura desejada e não apenas à superfície. A zona de aquecimento e a zona de impregnação permitem que a energia térmica penetre no núcleo do molde, isto ajuda a minimizar o arrefecimento dos moldes entre o passo de aquecimento e o passo de imersão.

Num exemplo, os moldes são retidos no forno durante 60-300 segundos, opcionalmente durante 60-200 segundos, opcionalmente ainda durante 60-150 segundos. Verificou-se que isto fornece tempo suficiente para que os moldes sejam aquecidos e equilibrem a uma temperatura desejada. Se os moldes se encontram dentro do forno durante menos de 60 segundos, existe um risco de que os moldes estejam a uma -8- temperatura muito baixa ou que a temperatura não será uniforme pelos moldes quando estes saem do forno.

Quando os moldes são transportados num suporte de moldes, o forno pode ser adaptado para receber uma série de suportes de moldes.

Em certos exemplos, o forno inclui um tambor cilíndrico. Nalguns modelos, pode ser adaptado para utilização com suportes de moldes nos quais o tambor cilíndrico inclui uma série de elementos de retenção do suporte de moldes transportados na superfície virada para dentro do tambor e cada suporte de moldes é orientado num elemento de retenção respectivo.

Os elementos de retenção podem ser circunferencialmente espaçados em redor da superfície virada para dentro do tambor. Além disso, o tambor pode ser accionado para girar em redor do seu eixo. Nalguns modelos, o forno pode incluir uma passagem de entrada do elemento de suporte e uma passagem de saída do elemento de suporte, sendo que um suporte de moldes não aquecido é forçado a entrar no tambor pela passagem de entrada, é aquecido no tambor à medida que gira e é ejectado do tambor à temperatura desejada quando o suporte de moldes chega à passagem de saída.

Com um forno que inclui um tambor cilindrico e alinhando os elementos de retenção axialmente em redor da circunferência do tambor, o aparelho de processo convencional precisa apenas de ser estendido apenas pelo comprimento de um suporte de moldes de modo a incluir o passo de pré-aquecimento. Não obstante, o aparelho convencional pode ser estendido mais do que o comprimento de um suporte de moldes (por ex. o comprimento de dois, -9- três ou quatro suportes de moldes) de modo a proporcionar, por exemplo, a facilidade de acesso ao forno. Nestes modelos, o forno pode incluir guias de entrada e guias de saida para orientar os suportes de moldes para o e do forno.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, está previsto um aparelho, de acordo com a reivindicação 13, para formar componentes de cápsulas de revestimento duro, em que os componentes de cápsulas são formados a partir de um material que é sujeito a gelificação por aquecimento, sendo que o aparelho compreende uma instalação de aquecimento adaptada para aquecer uma série de moldes de componente a uma temperatura desejada; uma instalação de moldagem composta por um reservatório com uma solução do material da cápsula; uma instalação de secagem; e um sistema de transporte para o transporte dos moldes da instalação de aquecimento para a instalação de moldagem e da instalação de moldagem para a instalação de secagem, caracterizado por a instalação de secagem incluir uma primeira secção que é adaptada para proporcionar uma temperatura de 50-90°C a uma humidade relativa de 20-90%.

Tal como anteriormente definido, o forno pode ser adaptado para proporcionar uma temperatura de 60-90°C e uma humidade relativa de 25-60%. Opcionalmente, a temperatura é de 70-80°C e a humidade relativa é de 30-50%.

Num exemplo, o sistema de transporte é adaptado para fornecer aos componentes de cápsulas moldadas um tempo de permanência na primeira secção da instalação de secagem de 60-600 segundos.

Num exemplo, o tempo de permanência na primeira secção é de 90-480 segundos, opcionalmente de 120-300 -10- segundos, opcionalmente ainda de 120-240 segundos.

Num modelo adicional, a instalação de aquecimento é adaptada para aquecer os moldes a uma temperatura de 55- 95°C.

Num exemplo, os moldes são aquecidos a uma temperatura de 60-90°C, opcionalmente 70-80°C. A instalação de aquecimento pode ser constituída por um forno. Opcionalmente, o forno é adaptado para fornecer uma zona de aquecimento, na qual os moldes são sujeitos a energia térmica e eles aplicada, uma zona de impregnação, na qual a temperatura dos moldes permite compensar a temperatura desejada, e um tapete rolante para transportar os moldes da zona de aquecimento para a zona de impregnação.

Nos exemplos descritos imediatamente em cima, a zona de aquecimento pode compreender um ou mais emissores de infravermelhos como uma fonte de energia térmica. Os emissores de infravermelhos emitem, opcionalmente, radiação infravermelha com um comprimento de onda inferior a cerca de 10 μπι, opcionalmente inferior a cerca de 2 μιη.

Num outro exemplo, o forno inclui um tambor cilíndrico. Opcionalmente, o tambor inclui um aparelho accionador adaptado para girá-lo em redor do seu eixo. O aparelho accionador pode incluir um mecanismo de indexação adaptado para controlar a rotação do tambor cilíndrico a partir de uma posição de indice para uma segunda posição de índice. O tambor pode incluir uma série de posições de índice e o mecanismo de indexação pode ser adaptado para controlar a rotação do tambor de tal modo que se desloca sequencialmente a partir de uma posição de índice para a próxima posição de índice. -11 -

Num exemplo ainda adicional, o tambor cilíndrico inclui uma série de elementos de retenção do suporte de moldes, cada um configurado para receber um suporte de moldes respectivo, sendo que os suportes de moldes transportam, cada um, uma série de moldes.

Cada elemento de retenção pode ser configurado para corresponder a uma posição de indica respectiva de tal modo que o tambor gira sequencialmente entre elementos de retenção adjacentes.

No local onde o forno inclui um tambor cilíndrico, os elementos de recepção podem estar circunferencialmente espaçados em redor da superfície virada para dentro do tambor. 0 aparelho de moldagem inclui habitualmente uma instalação lubrificadora na qual os moldes são lubrificados antes de serem imersos. Nesses modelos, a instalação de aquecimento pode estar colocada entre a instalação lubrificadora e a instalação de imersão. Em alternativa, a instalação de aquecimento pode estar colocada antes da instalação lubrif icadora, de tal modo que os moldes são aquecidos antes de serem lubrificados. Neste modelo, a instalação de aquecimento está colocada entre uma instalação de extracção (que remove os componentes da cápsula moldados dos moldes) e a instalação lubrificadora. Consequentemente, os moldes vazios (ou seja, os moldes desprovidos de componentes de cápsula moldados) podem ser aquecidos, lubrificados e depois imersos, ou podem ser lubrificados, aquecidos e depois imersos.

Está previsto um forno para aquecimento de uma série de moldes em que quantidades de moldes são transportadas pelos respectivos suportes de moldes, sendo -12- que o forno inclui pelo menos um elemento de retenção suporte de moldes com uma forma e configurado para receber um suporte de moldes e retê-lo dentro do forno, uma passagem de entrada adaptada para guiar um suporte de molde para o respectivo elemento de retenção e uma passagem de saída para permitir que o suporte de moldes aquecido seja ejectado do forno.

Num exemplo, o forno inclui uma zona de aquecimento, uma zona de impregnação e um sistema de transporte ou tapete rolante para transportar os moldes de uma zona de aquecimento para a zona de impregnação. A zona de aquecimento inclui elementos para transmitir energia térmica aos moldes. Os elementos quentes podem ser emissores de infravermelhos ou radiadores.

Num exemplo adicional, os elementos quentes são emissores de infravermelhos que emitem radiação infravermelha com um comprimento de onda igual ou inferior a 10 |im, opcionalmente igual ou inferior a 2 |im.

Os emissores de infravermelhos podem ser individualmente controlados. Isto permite que cada um dos moldes receba uma quantidade significativamente idêntica de energia térmica e garanta que os moldes saiam do forno a uma temperatura significativamente igual. Deste modo, o forno pode incluir um ou mais controladores capazes de controlar a saida dos emissores de infravermelhos. A zona impregnada pode incluir um fluxo de gás aquecido (por ex., ar) que circula em redor dos moldes para ajudar com o equilíbrio da temperatura entre os moldes. O gás aquecido pode também prevenir, minimizar ou controlar o arrefecimento dos moldes enquanto se encontram na zona de impregnação. -13-

Num exemplo adicional, o forno inclui um tambor cilíndrico. Neste modelo, os elementos de retenção podem estar colocados na superfície virada para dentro do tambor. Num modelo ainda adicional, os elementos de retenção estão colocados numa superfície virada para dentro do tambor de tal modo que se encontrem paralelos ao eixo longitudinal do tambor (isto é, axialmente dispostos) e circunferencialmente espaçados entre si.

Num exemplo adicional, o tambor cilíndrico inclui um mecanismo de accionamento colocado para girar o tambor em redor do seu eixo longitudinal. 0 mecanismo de accionamento pode incluir um mecanismo de indexação para controlar a rotação do tambor de uma primeira posição de índice para uma segunda posição de índice.

Num modelo ainda adicional, a primeira posição de índice corresponde a um elemento de retenção alinhado com a passagem de entrada e a segunda posição de índice corresponde a um elemento de retenção adjacente ou próximo alinhado à passagem de entrada.

De modo a compensar a expansão e contracção do tambor cilíndrico durante o aquecimento e arrefecimento do forno, os elementos de retenção podem ser folgadamente fixados à superfície virada para dentro do tambor. Por outras palavras, os elementos de retenção podem possuir um grau de desempenho quando fixados ao tambor. Nesse modelo, o forno pode incluir um elemento de grampo de retenção capaz de apertar em separado um elemento de retenção, prevenindo assim o movimento do elemento de retenção em relação ao grampo. 0 grampo pode estar colocado de modo a prender um elemento de retenção que se encontra alinhado com a passagem de entrada para garantir o alinhamento -14- adequado entre a passagem de entrada e o elemento de retenção, evitando ou minimizando desse modo o risco de um suporte de moldes ficar encravado quando se desloca da passagem de entrada para o seu respectivo elemento de retenção no tambor. 0 grampo pode ser móvel (isto é, pode ser adaptado para de deslocar) entre uma posição de desengate na qual está localizado fora do tambor, e uma posição de aperto na qual engata um elemento de retenção e mantém-no numa posição fixa em relação à passagem de entrada. 0 grampo pode incluir um par de mandíbulas opostas que se encontram inclinadas, uma em direcção à outra. Neste modelo, ao engatar com um elemento de retenção, as mandíbulas do grampo são forçadas afastadas umas das outras e as extremidades distais das mandíbulas podem estar localizadas dentro dos dentados existentes nas superfícies de contacto do elemento de retenção. A força de polarização das mandíbulas resiste ao movimento do elemento de retenção até que o grampo se desloque para a sua posição de desengate.

Nos exemplos em que o suporte de moldes transporta uma série linear de moldes (por ex., sob a forma de uma barra de pinos convencional para fabrico de componentes de cápsulas de revestimento duro), os elementos de retenção podem ser sob a forma significativamente em T e incluem um canal longitudinal para dentro e para fora do qual o suporte de moldes pode deslizar.

Num exemplo, a passagem de entrada e a passagem de saída estão alinhadas. Neste modelo, um suporte de moldes aquecido retido no elemento de suporte é ejectado do tambor por um suporte de moldes não aquecido que entra no tambor -15- através da passagem de entrada. Por outras palavras, o suporte de moldes aquecido é empurrado pela passagem de saída e para fora do tambor através de um suporte de moldes não aquecido forçado para o elemento de retenção que se encontra alinhado à passagem de entrada.

De modo a minimizar a perda de calor, o forno pode incluir uma caixa, que deve ser isolada. Num modelo da invenção, o tambor cilíndrico, a passagem de entrada e a passagem de saída são alojados dentro da caixa.

Os vários exemplos e características da invenção, tal como anteriormente definidos, podem ser associados a um ou mais outros exemplos ou características da invenção, salvo expresso em contrário. Assim, o termo "modelo da invenção" deverá ser interpretado como "modelo da invenção tal como definida em qualquer aspecto ou modelo acima". Do mesmo modo, os modelos descritos com referência a um aspecto da invenção são igualmente aplicados aos outros aspectos da invenção, salvo expresso em contrário. Conformemente, um modelo descrito em relação ao primeiro aspecto da invenção pode também constituir um modelo do segundo aspecto da invenção.

Será agora descrito um exemplo em detalhe, apenas como exemplo, com referência aos desenhos que o acompanham, nos quais A Figura 1 é uma secção transversal através de um forno de acordo com o terceiro aspecto da invenção. A Figura 2 é uma vista ampliada da área designada A na Figura 1. A Figura 3 é um fluxograma com detalhe do processo de fabrico de componentes da cápsula. -16-

Aparelho A Figura 1 ilustra os componentes internos (2) de um forno de acordo com a invenção. Os componentes são alojados dentro de uma caixa termicamente isolada (não ilustrada). 0 forno tem como finalidade ser inserido numa linha de fabrico de cápsulas de revestimento duro convencional, modificado para estender a linha por uma quantidade suficiente para inserir o forno. 0 forno inclui um tambor cilíndrico (4) dentro do qual se encontra retida uma série de suportes de moldes (6), cada um dos quais transporta uma série de moldes individuais (8) dispostos num agregado linear.

Os suportes de moldes (6) são retidos num tambor pelos respectivos elementos de retenção (10). Os elementos de retenção (10) incluem, cada um, uma superfície de localização (12) e um par de abas de localização (14), uma em cada extremidade dos elementos de retenção (10), para folgadamente fixar o elemento de retenção (10) ao tambor (14). A superfície de localização (12) encontra-se adjacente à superfície virada para dentro do tambor e as abas de localização (14) envolvem uma parte da extremidade do tambor (4). Para obter isto, as abas de localização (14) incluem uma parte de extensão que se estende axialmente para lá do tambor (4), uma parte perpendicular que se estende radialmente na direcção da parte de extensão, adjacente à superfície da extremidade do tambor (4) e uma parte de retorno que se sobrepõe a uma parte da superfície do tambor virada para fora e se encontra paralela à parte de extensão. A configuração das abas de localização (14) em qualquer uma das extremidades do elemento de retenção (10) -17- fixa folgadamente o elemento de retenção (10) do tambor (4) . Isto permite a expansão e contracção do tambor (4) e dos restantes elementos de retenção (10) durante o aquecimento e arrefecimento do forno.

Os elementos de retenção (10) incluem um canal em forma de T (16) (conhecido como uma corrediça em T) dentro do qual um suporte de moldes (6) encontra-se retido até que uma força longitudinal seja aplicada a uma extremidade do suporte de moldes que faz com que deslize em relação ao elemento de retenção (10) dentro do canal (16).

Localizados dentro do tambor (4) estão duas filas de emissores de infravermelhos (18,20). A primeira fila (18) está colocada para emitir radiação infravermelha radialmente na direcção dos moldes (8) dentro do primeiro quadrante (22) do tambor. A segunda fila (20) está disposta perpendicularmente à primeira fila (18) e emite radiação infravermelha radialmente na direcção dos moldes dentro do segundo quadrante (24) do tambor.

Os emissores de infravermelhos emitem radiação infravermelha com um comprimento de onda de pico de cerca de 1 |im. Verificou-se que ao utilizar-se moldes de aço polido transportados numa barra de aço, um comprimento de onda de 1 μιη fornece a maior absorção e, assim, a eficiência de aquecimento ideal.

Tal como pode ser verificado na Figura 1, o primeiro e segundo quadrantes (22,24) do tambor incluem emissores de infravermelhos que aquecem directamente os moldes (8). Assim, o primeiro e segundo quadrantes formam a zona de aquecimento do forno. O terceiro e quarto quadrantes (26,28) não possuem elementos quentes directos e formam uma zona de impregnação do forno dentro da qual a -18- temperatura dos moldes pode equilibrar. Para ajudar com o equilíbrio da temperatura entre os pinos, um fluxo de ar aquecido é passado pelo tambor (4). 0 tambor (4) é apoiado sobre um par de rolamento de cilindros (30a,30b) e inclui um sistema de accionamento (32) que acciona o tambor para qirar através de uma correia accionadora (34) . O conceito de accionamento de um tambor cilíndrico para girar através de uma correia accionadora é bem conhecido e não será aqui descrito em detalhe. O sistema de accionamento (32) inclui um mecanismo de indexação (não ilustrado) que controla a rotação do tambor. O mecanismo de indexação permite a rotação entre uma primeira posição de índice e uma segunda posição de indice, sendo que a primeira e a segunda posição de índice correspondem ao espaçamento circunferencial entre elementos de retenção adjacentes. Deste modo, o tambor (4) gira em direcção dos ponteiros do relógio com cada passo equivalente à distância entre elementos de retenção vizinhos. O forno é concebido para ser colocado na linha de fabrico de cápsulas com revestimento duro. Assim, existe um guia suporte de moldes (o guia de entrada) que conduz ao forno e um segundo guia suporte de moldes (o guia de saída) que conduz para fora do forno. Tal como se pôde verificar em cima, os elementos de retenção que retêm os suportes de moldes no interior do tambor são folgadamente fixos ao tambor, o que significa que podem deslocar-se em distâncias constrangidas em relação ao tambor. Este movimento autorizado possui o potencial de provocar o desalinhamento entre os elementos de retenção e os guias de entrada/saída e consequente engarrafamento da linha de produção. Para -19- lidar com este assunto, o forno inclui um aparelho de posicionamento (36). 0 aparelho de posicionamento inclui um grampo e um sistema de accionamento (ambos não ilustrados). 0 grampo é accionado pelo sistema de accionamento entre uma posição de desengate, que se encontra localizada fora do tambor e uma posição de aperto, onde se encontra engatado um elemento de retenção (10) e mantém-no numa posição fixa em relação ao aparelho de posicionamento (36). O grampo é composto por um par de mandíbulas opostas, com molas e que se encontram inclinadas uma em relação à outra. As extremidades distais das mandíbulas incluem, cada uma, uma roda directriz com tamanho de modo a estar localizada no interior dos respectivos dentados existentes na parte de retorno da aba de localização (14). A Figura 3 ilustra esquematicamente o modo como o forno encaixa numa linha de fabrico de cápsulas convencional, tendo sido modificada para permitir a inserção do forno.

Os moldes são aquecidos no forno (10) a uma temperatura de 75°C e são depois transportados para a secção de imersão (50) onde os moldes aquecidos são imersos numa solução de HPMC em água a cerca de 32 °C. Após a imersão, os moldes são transportados para a instalação de secagem (60). A instalação de secagem é constituída por 6-8 estufas de secagem, cada uma das quais inclui um fluxo de ar dirigido para baixo na direcção dos moldes. O fluxo de ar é controlado de tal modo a ser mantido à temperatura desejada e humidade desejada, sendo discutido com maior detalhe em baixo. Logo que os componentes de cápsulas moldadas são secos, estes são transportados para a instalação de extracção (70), onde são removidos dos moldes -20- (8). Após a remoção dos componentes moldados, os moldes (8) são limpos e lubrificados numa instalação de lubrificação (80) antes de concluírem o ciclo, entrando mais uma vez no forno (40) para serem aquecidos novamente até 75°C. As instalações de extracção (70) e de lubrificação (80) são partes convencionais da linha de fabrico de componentes de cápsulas e não precisam ser aqui discutidos com maior detalhe.

Num modelo alternativo, o forno (40) está localizado entre a secção de extracção (70) e a secção de lubrificação (80), onde os moldes (8) passam da secção de extracção (70) para o forno (40) e depois para a secção de lubrificação (80) antes de serem imersos na secção de imersão (50).

Um perito na área irá verificar que a temperatura à qual os moldes (8) são aquecidos no interior do forno podem ser cuidadosamente controlados variando a energia de saída dos emissores de infravermelhos (18,20) ou o tempo que os moldes (8) passam no forno.

Em funcionamento, um suporte de moldes (6) com uma fila linear de moldes (8) chega ao aparelho de posicionamento (36). O mecanismo de indexação faz uma pausa na rotação do tambor (4) com um elemento de retenção (10) adjacente ao aparelho de posicionamento (36). O sistema de accionamento de posicionamento acciona o grampo para a frente para engate com a parte de retorno da aba de localização (14). As rodas directrizes entram em contacto com a posição de retorno da aba de localização (14) fazendo com que as mandíbulas se afastem forçosamente contra as suas respectivas molas de polarização. O grampo continua para a frente até que as rodas directrizes localizem os -21 - seus respectivos dentados existentes na aba de localização (14). A força de polarização das mandíbulas impede o elemento de retenção (10) fixado com o grampo e previne o seu movimento.

Logo que o elemento de retenção (10) é fixo com um grampo na posição desejada, o suporte de moldes (6) é forçado ao longo o guia de entrada e para o canal (16) em forma de T do elemento de retenção. Ao fazê-lo, o suporte de moldes que entra no canal (16) em forma de T entra em contacto com um suporte de moldes aquecidos (6) já presente no canal (16) e empurra-o para fora do canal para o guia de entrada, que se encontra também alinhado com o elemento de retenção para permitir a ejecção do suporte aquecido (6) pelo suporte não aquecido que chega.

Após o suporte de moldes não aquecidos (6) ser retido no interior do elemento de retenção (10), o grampo é conduzido para fora do engate com o elemento de retenção (10) e a rotação do tambor (4) continua na direcção dos ponteiros do relógio. O suporte de moldes (6) que entrou no tambor (4) passa através do primeiro quadrante (22), onde é sujeito a energia térmica da primeira fila de emissores de infravermelhos (18) . A rotação do tambor (4) faz então com que passe para o segundo quadrante (24) onde é sujeito a energia térmica da segunda fila de emissores de infravermelhos (20) . Após ter passado pela zona de aquecimento composta pelo primeiro e segundo quadrantes (22,24), o suporte de moldes (6) passa para a zona de impregnação constituída pelo terceiro e quarto quadrantes (26,28). Na zona de impregnação, a temperatura dos moldes é equilibrada à temperatura desejada de 75°C. -22- 0 suporte de moldes aquecidos é então ejectado quando o elemento de retenção (10) reqressa ao aparelho de posicionamento, alinha com o guia de saída e é forçado a sair do canal (16) em forma de T no elemento de retenção (10) pelo suporte de moldes (6). O suporte de moldes aquecidos passa depois para a secção de imersão (50), onde os moldes (8) são imersos numa solução de HPMC (METHOCEL obtido pela Dow Chemical Co.). O aquecimento dos moldes faz com que o HPMC gelifique nos moldes e é ali retido no estado gelifiçado.

Após a imersão, o suporte de moldes (6) é transportado para a instalação de secagem (60) . Os componentes de cápsulas moldadas são secos em estufas de secagem sucessivas. As primeiras três estufas de secagem formam uma primeira secção da instalação de secagem (60) e são mantidas a cerca de 80°C e 40% de humidade relativa (todas as medições de humidade são medidas com uma sonda de humidade industrial Testo 365) por um fluxo de ar aquecido, humidificado com uma entrada na parte superior da estufa de secagem e uma saída na parte inferior da estufa de secagem, sendo que o fluxo de ar é condicionado para fornecer as condições de temperatura e humidade desejadas no interior das estufas de secagem. As restantes estufas de secagem formam uma segunda secção da instalação de secagem (70) e são mantidas a cerca de 40°C e 40% de humidade relativa. Após saírem da segunda instalação de secagem, os componentes da cápsula moldada são suficientemente secos para que possam ser removidos dos seus respectivos moldes (8) .

Um perito na área poderá verificar que pode existir uma secção intermédia da instalação de secagem (60) entre a -23- primeira secção e a segunda secção, sendo que as condições no interior da secção intermédia são mantidas entre as condições da primeira e segunda secção.

Os componentes da cápsula secos são depois removidos dos seus moldes (8) de modo conhecido na instalação de extracção (70) . Os moldes (8) são depois limpos e lubrificados (isto é, lubrificados com um agente de desmoldagem), novamente de maneira conhecida, na instalação de lubrificação (80) . Após a lubrificação, o ciclo é repetido. O fluxo de ar na primeira estufa de secagem da instalação de secagem precisa ser cuidadosamente controlado de modo a assegurar que a qualidade das cápsulas é aceitável. A temperatura é mantida a cerca de 80°C para manter o HPMC num estado gelificado e a humidade relativa é mantida em cerca de 40% para controlar de modo adequado a velocidade de secagem das cápsulas. O forno

Os emissores de infravermelhos são escolhidos como a fonte de calor, pois são considerados como uma fonte de calor ideal para os moldes de aço inoxidável polido. Contudo, uma quantidade significativa de energia infravermelha é reflectida dos moldes em resultado da sua superfície (polida) brilhante. A energia reflectida tem pouca ou nenhuma contribuição directa para o aquecimento dos moldes.

Foi observado que a utilização de um tambor cilíndrico é capaz de fazer uso da energia reflectida.

Foi observado que um "corpo negro", ou radiador -24-

Planckian é, teoricamente, o corpo ideal que absorve totalmente toda a radiação incidente em todos os comprimentos de onda. A reflectividade do corpo negro é pois zero. Na prática, é possível construir uma aproximação do corpo negro através da utilização de uma esfera de metal oco alojada no interior de uma caixa isotérmica, na qual a esfera inclui um pequeno orifício. A radiação que entra na esfera através do pequeno orifício é sujeita a múltiplas reflexões e absorções internas até ser obtida a absorção total.

Utilizando este conceito, foi observado que o uso de radiação infravermelha poderia ser muito eficiente através da utilização de um tambor cilíndrico, como a radiação infravermelha reflectida é largamente retida no interior do tambor e é capaz de aquecer mais moldes com os quais entra em contacto. Deste modo, os moldes no interior do tambor são aquecidos através de uma combinação de aquecimento directo de radiação infravermelha emitida pelos emissores e o aquecimento indirecto da radiação de infravermelhos reflectida que entra em contacto com os moldes.

Ao colocar o forno numa estrutura, é possível uma aproximação de uma caixa isotérmica, isto adiciona-se à eficiência do forno.

Condições de secagem

Experiências efectuadas pelo requerente verificaram que foi importante controlar as condições de secagem na primeira secção da instalação de secagem para evitar que os componentes de cápsulas resultantes se fragilizem ou -25- partam.

Foi observado que as condições de secagem que resultaram numa temperatura de termómetro molhado inferior a 35°C tiveram como resultado componentes de cápsulas que não possuíam as características físicas desejadas. Contudo, se as condições no interior da primeira secção da instalação de secagem foram mantidas de modo que a temperatura de termómetro molhado foi igual ou superior a 35°C, então foram obtidos componentes de cápsulas satisfatórios. -26-

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora muito cuidado tenha sido tomado na compilação das referências, erros e omissões não podem ser excluídos e o EPO nega qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição • EP 0056825 A [0006] • US 5945136 A [0006]

Claims (21)

1. -1- REIVINDICAÇÕES 1. Processo de formação de componentes de cápsulas de revestimento duro, no qual os componentes de cápsulas são formados de um material sujeito a gelificação por aquecimento, sendo que o processo inclui: o pré-aquecimento de uma série de moldes (8) de componentes a uma temperatura superior à temperatura de gelificação do material da cápsula; a imersão dos moldes pré-aquecidos (8) numa solução do material da cápsula; e a transferência dos moldes (8) juntamente com os seus respectivos componentes moldados para uma instalação de secagem (60), sendo que a instalação de secagem (60) inclui uma primeira secção na qual os moldes (8) são sujeitos a uma temperatura na ordem dos 50-90°C a uma humidade relativa de 20-90%, caracterizada por (i) o passo de pré-aquecimento incluir a colocação dos moldes num forno (40) por um período de tempo suficiente para aquecer os moldes (8) à temperatura desejada; e (ii) o passo de pré-aquecimento incluir, em -2- seguida, a remoção dos moldes do forno quando estes se encontram à temperatura desejada, sendo o forno (40) composto por um tambor cilíndrico (4) que contém uma série de elementos de retenção do suporte de moldes (10), transportados na respectiva superfície virada para dentro, e cada suporte de moldes (6) ser orientado para um respectivo elemento de retenção (10) .
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material da cápsula ser um material celulósico.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado por os componentes de cápsulas moldados serem retidos no interior da primeira secção da instalação de secagem (60) durante 60-600 segundos.
4. 4. Processo de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por a solução do material da cápsula ser mantida a uma temperatura de 25-35°C.
5. 5. Processo de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por o solvente para o material da cápsula compreender água. -3-
6. 6. Processo de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por os moldes (8) serem transportados num suporte de moldes (6).
7. 7. Processo de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por os moldes (8) serem pré-aquecidos a uma temperatura de 55-95°C durante o passo de pré-aquecimento.
8. 8. Processo de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, caracterizado por os moldes (8) serem pré-aquecidos durante o passo de pré-aquecimento a uma temperatura tal que os moldes possuam uma temperatura de 55-95°C quando são imersos na solução do material da cápsula.
9. 9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o forno (40) incluir uma zona de aquecimento (22,24), na qual o calor é aplicado aos moldes (8), e uma zona de impregnação (26,28), onde é permitido que a temperatura dos moldes seja equilibrada à temperatura desejada, e os moldes (8) serem deslocados da zona de aquecimento (22,24) para a zona de impregnação (26,28).
10. 10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por os moldes (8) serem retidos no interior do forno (40) durante 60-300 segundos.
11. 11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por uma série de -4- moldes (8) ser fornecida num suporte de moldes (6) e o forno (40) estar adaptado para receber vários suportes de moldes (6).
12. 12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterlzado por os elementos de retenção (10) estarem circunferencialmente espaçados em redor da superfície virada para dentro do tambor cilíndrico (4), sendo que o tambor é accionado para qirar em redor do seu eixo, e o forno (40) inclui uma passaqem de entrada para os elementos que formam o suporte e uma passagem de saída para os elementos que formam o suporte, em que um suporte de moldes não aquecidos (6) é orientado para um elemento que forma o suporte respectivo do tambor (4) através da passagem de entrada, é aquecido no tambor (4) à medida que gira e é ejectado do tambor à temperatura desejada quando o suporte de moldes (6) chega à passagem de saída.
13. 13. Um aparelho de formação de componentes de cápsulas de revestimento duro, caracterizado por os componentes de cápsulas serem formados a partir de um material sujeito a gelificação por aquecimento, sendo que o aparelho compreende uma instalação de aquecimento (40) adaptada para aquecer uma série de moldes de componentes (8) a uma temperatura desejada; uma instalação de moldagem (50) composta por um reservatório com uma solução do material da cápsula; uma instalação de secagem (60); e um sistema de transporte adaptado para transportar as cápsulas da instalação de aquecimento (40) para a instalação de moldagem (50) e da instalação de moldagem (50) para a -5- instalação de secagem (60), sendo que a instalação de secagem inclui uma primeira secção adaptada para fornecer uma temperatura de 50-90°C e uma humidade relativa de 20-90%, caracterizada por a instalação de aquecimento compreender um forno (40), incluindo uma parte cilíndrica, sendo que a parte cilíndrica do forno (40) inclui um aparelho de accionamento (32) adaptado para girar em redor do seu eixo.
14. 14. Um aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o material da cápsula ser um material celulósico.
15. 15. Um aparelho de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado por o sistema de transporte proporcionar aos componentes de cápsulas moldados um tempo de permanência na primeira secção da instalação de secagem (60) de 60-600 segundos.
16. 16. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado por a instalação de aquecimento (40) ser adaptada para aquecer os moldes a uma temperatura de 55-95°C.
17. 17. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado por o forno (40) ser adaptado para proporcionar uma zona de aquecimento (22,24) na qual os moldes (8) são sujeitos a uma energia térmica, e uma zona de impregnação (26, 28) onde é permitido que a temperatura dos moldes equilibre à temperatura desejada. -6-
18. 18. Um aparelho de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por a zona de aquecimento (22,24) compreender um ou mais elementos de aquecimento por radiação de infravermelhos (18,20).
19. 19. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizado por o aparelho de accionamento (32) incluir um mecanismo de indexação adaptado para controlar a rotação da parte cilíndrica de uma posição de índice para uma segunda posição de índice.
20. 20. Um aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 19, caracterizado por o forno (40) incluir uma série de elementos de retenção (10), cada um configurado para reter um suporte de moldes (6) respectivo, sendo que os suportes de moldes suportam cada uma das filas de moldes.
21. 21. Um aparelho de acordo a reivindicação 20, caracterizado por o forno (40) incluir um tambor cilíndrico (4) e os elementos de retenção (10) estarem circunferencialmente espaçados em redor da superfície virada para dentro do tambor (4). -1/2-

    FIG. 1 -2/2-

    FIG. 3