ES2201458T3

ES2201458T3 - Recipientes de plastico con un revestimiento externo de barrera frente a los gases.

Info

Publication number: ES2201458T3
Application number: ES98910477T
Authority: ES
Inventors: George Plester; Mark Rule; Horst Ehrich; Herbert Pickel; Heinz Humele
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: Coca Cola Co
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2004-03-16
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: JP2001515539A; TR199902237T2; ZA982147B; ID23532A; US20030077400A1; OA11195A; NO994447D0; BR9808007A; AU6471298A; AR026096A2; US6223683B1; US6279505B1; CO4810323A1; EA001023B1; EP1007757A1; AU727317B2; US6548123B1; EP1007757B1; CA2283148A1; ATE242343T1

Abstract

Un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee una barrera frente a los gases, comprendiendo el sistema: una celda de vacío (50; 206) capaz de mantener un vacío en su interior; un alimentador (40; 203) de recipientes para suministrar cuerpos (10; 204) de recipientes de plástico a la celda de vacío (50; 206) y para retirar recipientes de plástico recubiertos de ella, teniendo cada uno de los cuerpos de recipiente de plástico una superficie externa (6) y una superficie interna que define un espacio interior; un transportador (52; 53; 209) dentro de la celda de vacío para trasladar los cuerpos de los recipientes de plástico a través de la celda de vacío; y al menos una fuente (1; 212) dispuesta en la celda de vacío, para suministrar un vapor de recubrimiento a la superficie externa (6) de los cuerpos de los recipientes a medida que éstos son transportados a través de la celda de vacío, incluyendo dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento un evaporador para calentar y evaporar un material inorgánico de recubrimiento con el fin de formar el vapor de recubrimiento.

Description

Recipientes de plástico con un revestimiento externo de barrera frente a los gases.

Este invento se refiere a recipientes de plástico a presión que tienen un comportamiento de barrera mejorado y a métodos para proporcionar dichos recipientes y a los recubrimientos. El comportamiento de barrera se obtiene por aplicación de recubrimientos inorgánicos a la superficie externa del recipiente. Los recubrimientos presentan una adherencia mejorada en relación con los recubrimientos de la técnica anterior. Además, el invento se refiere, también, al reciclado de recipientes de plástico y al envasado de bebidas en el citado recipiente.

Los recipientes de plástico constituyen en la actualidad un segmento grande y en crecimiento de la industria alimentaria y de bebidas. Los recipientes de plástico ofrecen varias ventajas con respecto a los recipientes tradicionales de metal y de vidrio. Son ligeros, baratos, no se rompen, son transparentes y se fabrican y se manipulan con facilidad. Sin embargo, los recipientes de plástico presentan al menos un inconveniente significativo que ha limitado su aceptación universal, especialmente en las más exigentes aplicaciones en alimentación. Dicho inconveniente es que todos los recipientes de plástico son, en mayor o en menor medida, permeables al agua, al oxígeno, al dióxido de carbono y a otros gases y vapores. En diversas aplicaciones, las tasas de filtración de los plásticos asequibles son lo bastante elevadas como para limitar significativamente la vida en almacén del alimento o de la bebida contenido, o para impedir totalmente el uso de recipientes de plástico.

Se ha reconocido durante un tiempo que podría obtenerse una estructura de recipiente que combinase las mejores características de los recipientes de plástico y de los recipientes más tradicionales aplicando una capa de un material similar al vidrio o similar al metal a un recipiente de plástico, para obtener recipientes de plástico metalizados. Por ejemplo, las bolsas metalizadas para patatas fritas han estado comercialmente disponibles durante un tiempo. No obstante, en varias aplicaciones, la transparencia del envase posee una importancia significativa y, para esas aplicaciones, los recubrimientos metalizados no son aceptables. La obtención de recubrimientos duraderos de un material como el vidrio en recipientes de plástico, sin por ello cambiar el aspecto del recipiente, ha probado ser mucho más difícil.

Se han desarrollado varios procedimientos con el propósito de aplicar recubrimientos similares al vidrio sobre películas de plástico, en los que las películas se conforman después como recipientes de plástico flexibles. Sin embargo, se han desarrollado relativamente pocos procedimientos que permitan la aplicación de un recubrimiento similar al vidrio sobre un recipiente de plástico relativamente rígido, previamente formado, tal como las botellas de PET comúnmente empleadas en los EE.UU. para bebidas carbónicas y, hasta ahora, no se ha desarrollado procedimiento alguno que permita la aplicación de un recubrimiento similar al vidrio sobre la superficie exterior de un recipiente de plástico, que sea suficientemente duradero para soportar el efecto de la puesta a presión del recipiente, retenga un efecto mejorado de barrera frente a los gases y vapores subsiguientemente a dicha puesta a presión, y que no afecte a la capacidad de dichos recipientes para ser reciclados. Los recipientes que contienen bebidas a presión tienen un muy amplio mercado mundial y los plásticos corrientemente asequibles presentan tasas de permeabilidad lo bastante elevadas para limitar el uso de los recipientes de plástico en varios de los mercados servidos.

Tales recipientes a presión incluyen botellas de plástico para bebidas carbónicas y no carbónicas. Las botellas de plástico se han fabricado de diversos polímeros, siendo el predominante entre ellos el poli(tereftalato de etileno) (PET), en particular para bebidas carbónicas, pero todos estos polímeros han presentado diversos grados de permeabilidad a los gases y vapores, que han limitado la vida en almacén de las bebidas envasadas en ellos. Por ejemplo, las botellas para bebidas carbónicas tienen una vida en almacén limitada por la pérdida de CO_{2}. (Como "vida en almacén" se define, típicamente, el tiempo necesario para que tenga lugar una pérdida del diecisiete por ciento de la carbonatación inicial de una bebida). Debido al efecto de la relación entre superficie y volumen, la tasa de pérdidas aumenta a medida que disminuye el tamaño de la botella. Se necesitan recipientes pequeños para muchas aplicaciones comerciales y ello limita fuertemente en tales casos el uso de las botellas de plástico. Por tanto, es deseable disponer de un recipiente con propiedades mejoradas de retención de la carbonatación.

Para bebidas no carbónicas, son aplicables limitaciones similares, aumentando también su importancia a medida que se reduce el tamaño de la botella, en vista de la difusión del oxígeno y/o del vapor de agua. Se apreciará que por difusión debe entenderse tanto la entrada como la salida (difusión e infusión) en la botella o recipiente. El grado de impermeabilidad (denominado en esta memoria "barrera frente a los gases") a la difusión del CO_{2} y a la difusión del oxígeno, del vapor de agua y de otros gases, crece en importancia en condiciones de temperatura ambiente elevada. Un recubrimiento exterior con marcadas características de barrera frente a los gases puede mejorar la calidad de las bebidas envasadas en botellas de plástico e incrementar la vida en almacén de dichas botellas, haciendo que las botellas pequeñas sean una alternativa más factible, y ello, a su vez, ofrece muchas ventajas en cuanto a costes de distribución reducidos y una mezcla con una mercadotecnia más flexible.

Algunos polímeros, por ejemplo el PET, son también susceptibles de agrietarse debido a tensiones mecánicas cuando entran en contacto con los lubricantes para los transportadores de botellas que se utilizan en las instalaciones de llenado de las botellas, o con detergentes, disolventes y otros materiales. Tal agrietamiento se describe, con frecuencia, como "agrietamiento por tensiones debidas al ambiente" y puede limitar la vida útil de la botella al provocar fugas, que pueden causar daños a elementos adyacentes. Es sumamente deseable conseguir una superficie exterior impermeable para botellas de plástico, cuya superficie soporte el agrietamiento por tensiones mecánicas inducidas por agentes químicos, evite que se produzcan daños en elementos adyacentes y que prolongue la vida en almacén de las botellas de plástico en algunos mercados.

Otra limitación de la vida en almacén y de la calidad de las bebidas viene dada, con frecuencia, por la radiación UV (ultravioleta) que puede afectar al sabor, el color y otras propiedades de las bebidas. Esto tiene una importancia particular en condiciones de exposición prolongada a la luz solar. Un recubrimiento exterior que presente propiedades de absorción de la radiación UV puede mejorar la calidad de tales bebidas y hacer que pueda incrementarse mucho más el uso de las botellas de plástico en tales condiciones.

También es deseable que los recipientes de plástico, tales como las botellas de PET, sean reciclables. Sin embargo, los recubrimientos de barrera mejorados de la técnica anterior son, con frecuencia, orgánicos y relativamente gruesos y, por tanto, pueden contaminar un producto de plástico reciclado. Los materiales orgánicos de recubrimiento incorporados en el plástico reciclado proporcionan recipientes que no resultan adecuados para bebidas o alimentos, dado que estos pueden entrar en contacto con el material orgánico de recubrimiento y contaminarse. Además, los recubrimientos relativamente gruesos forman partículas relativamente grandes durante el reciclado del material plástico, que pueden afectar adversamente al aspecto y a las propiedades de un producto resultante de plástico reciclado. En especial, las partículas de recubrimiento relativamente grandes en plásticos reciclados pueden opacificar el plástico que, de otro modo, sería transparente. El plástico opaco es, con frecuencia, indeseable para recipientes tales como recipientes para bebidas y alimentos.

Finalmente, el coste de aplicar un recubrimiento al exterior de una botella que tiene una barrera frente a los gases que incrementa significativamente la vida en almacén como recipiente para bebida de esa botella, y/o que reduce significativamente el ensuciamiento del producto contenido en esa botella como recipiente para bebida, y/o que reduce significativamente el deterioro del producto debido a la radiación UV, y/o que elimina virtualmente el agrietamiento debido a tensiones mecánicas creadas por el ambiente, y/o proporciona un color específico, no debe incrementar significativamente el coste del envase básico. Este es un criterio que elimina muchos procedimientos para la incorporación de recubrimientos con excelentes características como barrera frente a gases, ya que las botellas de plástico son, en sí mismas, un artículo barato, producido en masa. El hecho de que sean asequibles implica, en la práctica, que el coste del recubrimiento debe suponer un incremento mínimo o nulo del coste de todo el envase completo y, de hecho, el coste puede ser inferior.

Un recubrimiento aplicado por el exterior de botellas de plástico, debe poder flexionar, Cuando se utilizan las botellas como recipientes a presión, el recubrimiento debe poder, de preferencia, estirarse biaxialmente siempre que se estire el sustrato de plástico. además, es preferible que el recubrimiento sea continuo en la mayor parte de la superficie del recipiente. La adherencia es particularmente importante en el caso de bebidas carbónicas, ya que el CO_{2} contenido en la botella ejerce parte de su presión, o toda ella, sobre el recubrimiento. Esta presión puede llegar a ser superior a 6 bar, ejerciendo fuerzas considerables sobre la cara de contacto mutuo recubrimiento/plástico. El recubrimiento debe soportar, también, las rayaduras, la manipulación normal, los agentes atmosféricos (climas soleados, lluviosos, etc.), y el recubrimiento debe mantener su efecto de barrera frente a los gases durante toda la vida útil de la botella.

Se cuenta con varios procedimientos mejorados que, a partir de plasma, aplican un recubrimiento inorgánico, exterior, a una gama de artículos que, en algunos casos, incluyen las botellas. Muchos de los procedimientos están encaminados a proporcionar propiedades del recubrimiento muy diferentes, y a que éste sea bastante menos oneroso que los recubrimientos para botellas con elevadas propiedades para actuar como barrera frente a los gases. Tales procedimientos buscan, por ejemplo, la resistencia a la abrasión, cuando la continuidad del recubrimiento no es un factor importante, ya que el recubrimiento puede proteger los intersticios microscópicos. Otros procedimientos buscan propiedades cosméticas o de reflexión de la luz y algunos otros tienen, puramente, un papel de protección frente a la manipulación. Con frecuencia, el sustrato no flexiona ni estira y el propio artículo tiene un coste superior al de las botellas de plástico, de manera que su diseño no aporta beneficio alguno. En algunos casos, el sustrato permite temperaturas del recubrimiento mucho más elevadas que las permitidas por el PET, que es el material más común para botellas de plástico. Tales procedimientos no le proporcionan, en general, al recubrimiento la continuidad, la adherencia ni la flexibilidad necesarias para los recubrimientos con elevadas propiedades como barrera frente a los gases, ni ofrecen una solución a los otros problemas relacionados con los recubrimientos con elevadas propiedades como barrera frente a los gases, descritos en lo que antecede.

También existen precedentes, en la técnica anterior, de procedimientos para aplicar barreras frente a los gases a botellas, pero la falta de botellas recubiertas, comercialmente disponibles para aplicaciones en que interviene la presión, se debe al hecho de que estos procedimientos no aportan los atributos deseables anteriormente descritos y tampoco proporcionan un recubrimiento con la adherencia, la continuidad y/o la flexibilidad adecuadas en caso de presiones elevadas en las botellas, ni un recubrimiento que evite problemas de reciclaje, ni proporcionan el bajo coste necesario para que el recubrimiento sea asequible.

La patente norteamericana 5.565.248, de Plester y Ehrich describe un método para recubrir recipientes interiormente. Sin embargo, los recubrimientos externos requieren ser bastante más adherentes que los recubrimientos internos, dado que la presión en la botella actúa contra los recubrimientos externos mientras que los internos no están sometidos a las mismas manipulaciones ni a la misma abrasión durante el uso. Por estas y otras razones, las botellas con recubrimiento exterior se diferencian de las dotadas de recubrimiento interior y, por tanto, el presente invento es sustancialmente diferente.

Para que los recipientes de plástico tales como las botellas de PET sean recipientes económicamente factibles para productos comerciales tales como bebidas y alimentos, las botellas deben fabricarse de manera relativamente barata a gran velocidad y en gran cantidad. En consecuencia, un procedimiento y un sistema para recubrir recipientes de plástico deben ser económicos y ser capaces de funcionar a gran velocidad y con un elevado volumen de producción. Muchos sistemas de la técnica anterior para recubrir objetos con un recubrimiento de barrera frente a los gases, son procedimientos que funcionan por tandas o bien son lentos e ineficaces.

En consecuencia, existe la necesidad de recipientes de plástico que estén recubiertos con un recubrimiento efectivo como barrera frente a los gases, que puedan ser reciclados en forma efectiva y que puedan fabricarse de modo económico para usarlos como recipientes para productos fabricados en masa, tales como bebidas y alimentos.

Las siguientes publicaciones se refieren a procedimientos para recubrir artículos de plástico y están relacionadas con la técnica anterior de este invento:

La solicitud de patente europea 0535810 (Williams) describe un tubo para recogida de sangre que comprende un cuerpo de plástico recubierto con una película a base de óxido de silicio a modo de barrera frente a los gases. El tubo para recogida de sangre se describe fabricado de poli(tereftalato de etileno) (PET) y el recubrimiento de óxido de silicio se aplica utilizando deposición química a partir de vapor, mejorada con plasma (PECVD).

La patente norteamericana 4.552.791, de Hahn describe un procedimiento de chapado a partir de plasma por RF para recubrir recipientes de plástico con óxidos tales como SiO_{2}. Esta referencia describe la deposición a partir de vapor de SiO sobre recipientes de PET, vaporizando directamente el SiO en una cámara de vacío y depositando los iones de SiO sobre la superficie del recipiente. El vapor de SiO es ionizado mediante energía de RF y, luego, es polarizado mediante polarización con CC.

La solicitud de patente británica GB2139647 (Stern) describe un procedimiento de pulverización catódica asistido por magnetrón para recubrir recipientes de plástico con un recubrimiento de óxido metálico. En este procedimiento una descarga de RF ioniza un gas inerte tal como argón y los iones de éste son impulsados por el magnetrón contra un material de recubrimiento sólido tal como un metal conductor. Los iones de gas inerte erosionan la superficie del material de recubrimiento metálico y el metal erosionado reacciona con oxígeno y forma un óxido metálico que se deposita sobre la superficie del recipiente.

La solicitud de patente europea 0460796 (Deak) describe un procedimiento para recubrir estructuras tales como recipientes de PET con dióxido de silicio y un impurificante metálico, haciendo uso de técnicas de deposición en vacío. Esta referencia describe la pulverización catódica o evaporación no reactiva de un material de recubrimiento, tal como dióxido de silicio, y la nueva condensación del material de recubrimiento sobre el recipiente de plástico en vacío.

Sumario del invento

En consecuencia, un objeto del presente invento es proporcionar una capa o recubrimiento exterior para un recipiente tal como una botella de plástico sensible al calor y, particularmente, para las botellas no rellenables empleadas para bebidas carbónicas.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, consiste en proporcionar un recubrimiento y un sistema y un método para llevar a cabo el recubrimiento, que puedan proporcionar un recubrimiento externo, similar al vidrio, que sea flexible, duradero y que posea adherencia suficiente para soportar los efectos de una puesta de presión del recipiente, tales como la flexión y el estiramiento del recipiente, y para soportar la indentación del recipiente sin pérdida significativa de las propiedades de barrera mejoradas.

Un objeto adicional del presente invento, por lo menos en sus formas preferidas, consiste en proporcionar un recipiente recubierto por el exterior que evitará el agrietamiento por tensiones mecánicas debidas al ambiente, tal como cuando el recipiente entra en contacto con lubricantes del transportador durante su llenado y con detergentes, agentes de limpieza o disolventes o sustancias similares, durante su ciclo de vida. Tales lubricantes pueden incluir 409^{TM}. Mean Green^{TM} o otros lubricantes o agentes de limpieza, etc., comercialmente disponibles.

Aún otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un recipiente más ligero y un sistema y un método para fabricar el recipiente, merced a los cuales pueda reducirse la cantidad de plástico utilizada para fabricar el recipiente, en comparación con el caso de un recipiente usual, sin afectar adversamente o incluso mejorando con ello la eficacia del recipiente como barrera frente a los gases.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un recubrimiento que comprenda una capa de óxido inorgánico en la superficie externa de un recipiente de plástico, distinguiéndose además la capa de óxido inorgánico por estar constituida por un 50% o más y hasta un 100% o menos de SiO_{x} (x = 1,7 a 2,0).

Otro objeto de, al menos, las formas preferidas del invento, es proporcionar un recubrimiento que posea una adherencia suficiente a la superficie exterior del recipiente de plástico de forma que la mejora del efecto barrera proporcionada por la capa de óxido inorgánico, no se vea reducida sustancialmente al poner a presión el recipiente, hasta un valor de presión comprendido entre 0,069 bar y 6,9 bar.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, consiste en proporcionar un método para aplicar una capa inorgánica como se ha descrito en lo que antecede, dando como resultado el método una capa robusta de óxido inorgánico que proporcione un nivel efectivo de mejora como barrera al recipiente de plástico y que no tenga como consecuencia una deformación física significativa del recipiente.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un sistema y un método para fabricar un recipiente gracias a los cuales se mejorará el aspecto estético del recipiente aplicando una capa inorgánica coloreada que contenga, además, especies absorbentes de la luz visible.

Todavía otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un recubrimiento para un recipiente, con capacidades de absorción de la radiación UV.

Aún otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un recipiente con un recubrimiento de colores o transparente, que pueda reciclarse fácilmente sin complicaciones significativas ni anormales para los sistemas de reciclado existentes.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, consiste en proporcionar un sistema y un método para fabricar económicamente, a gran velocidad y en grandes cantidades, un recipiente con un recubrimiento exterior.

Aún otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, consiste en proporcionar un método en el que el grosor y la composición del recubrimiento aplicado sobre un recipiente, puedan determinarse fácil y rápidamente y mediante el cual puedan conseguirse un control y una garantía sobre el comportamiento como barrera mejorado.

Otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un método para determinar la condición de la superficie de un recipiente de plástico, al menos en lo que respecta a su capacidad para adecuarse a la aplicación de recubrimientos similares al vidrio.

Otro objeto del presente invento es proporcionar una excelente barrera frente a los gases que aumente considerablemente la vida en almacén de recipientes tales como botellas de plástico, al menos en una forma preferida, y proporcionar a los recipientes una buena transparencia con el fin de que no se vea afectado el aspecto de una botella de plástico transparente.

Todavía otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es proporcionar un recipiente con una adherencia y una duración adecuadas durante su vida útil, cuando la superficie exterior del recipiente se vea sometida a condiciones ambientales tales como un clima severo, rozamiento, rayaduras o abrasiones (por ejemplo, durante el transporte).

Asimismo, otro objeto del presente invento, al menos en sus formas preferidas, es aportar la capacidad para hacer posible el recubrimiento de recipientes de plástico sensibles al calor con materiales de recubrimiento que solamente pueden vaporizarse a temperaturas muy elevadas, sin un incremento inaceptable de la temperatura del plástico que debe permanecer, en muchos casos, por debajo de los 60ºC.

Los anteriores y otros objetos de este invento, al menos en sus formas preferidas, pueden alcanzarse proporcionando un recipiente de plástico recubierto que comprende un cuerpo de recipiente de plástico con una superficie externa y un recubrimiento sobre ella, cuyo recubrimiento comprende un óxido inorgánico y un aditivo de un metal que interviene en la formación de vidrio, en el que el recipiente de plástico recubierto, cuando contiene un fluido a presión encerrado en el cuerpo del recipiente a una presión de 4,1 bar, posee un efecto de barrera frente a los gases que es, por lo menos 1,25 veces superior al efecto de barrera frente a los gases que ofrece el recipiente desprovisto del recubrimiento, cuando el recipiente carente de recubrimiento contiene un fluido a una presión de 4,1 bar. Este invento abarca, también, un método y un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee un efecto de barrera frente a los gases y, como realización preferida, un método para reciclar recipientes de plástico recubiertos y un método y un sistema para envasar bebidas en recipientes de plástico que incluyen un recubrimiento de barrera frente a los gases.

Más en particular, el recipiente de plástico recubierto de este invento se fabrica depositando el recubrimiento sobre la superficie exterior del cuerpo el recipiente, haciendo uso para ello de deposición en vacío a partir de vapor, deseablemente deposición en vacío a partir de vapor, mejorada con plasma. Deseablemente, el recubrimiento resultante es, en esencia, homogéneo y amorfo y se une química o físicamente, o de ambas formas, a la superficie exterior del recipiente. Tal como se utiliza en esta memoria, el término "homogéneo" significa que no existe variación sustancial de la composición atómica a través del recubrimiento y el término "amorfo" significa que no existe cristalinidad sustancial en el recubrimiento al medirla mediante técnicas estándar de difracción de rayos X. Además, el óxido inorgánico y el aditivo de metal que interviene en la formación de vidrio están presentes en el recubrimiento, de preferencia, en concentraciones sustancialmente constantes en todo el grosor del recubrimiento. El recubrimiento resultante, por tanto, es muy duradero.

Debido al elevado nivel de adherencia del recubrimiento inorgánico a la superficie del recipiente de plástico del presente invento, no resulta esencial que el recubrimiento sea continuo. Dicho de otro modo, aún cuando el recubrimiento del presente invento pueda no ser continuo debido a rayaduras o fracturas del mismo, por ejemplo, el recubrimiento seguirá adhiriéndose efectivamente al sustrato, tal como una botella de plástico, subyacente. Por tanto, el presente invento puede proporcionar una barrera efectiva frente a los gases aún cuando la superficie presente muchas fracturas. Merced al presente invento puede conseguirse una excelente barrera frente a los gases, 1,25 veces mejor que la ofrecida por el recipiente desprovisto de recubrimiento, y esta barrera puede ser, incluso, 1,5 veces o, preferiblemente, 2 veces mejor que la ofrecida por el recipiente sin recubrimiento, aún cuando el recipiente recubierto contenga un fluido a presión tal como una bebida carbónica. Además, el recipiente recubierto de este invento tiene una resistencia mejorada frente al agrietamiento provocado por tensiones mecánicas originadas por causas ambientales, incluso cuando el recipiente contenga un fluido a

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Además, puede hacerse que el recipiente recubierto del presente invento tenga un efecto de barrera frente a los gases equivalente y un peso reducido, en comparación con un recipiente de plástico de superficie y volumen similares y que carezca de dicho recubrimiento inorgánico exterior.

De acuerdo con un primer aspecto del presente invento, se proporciona un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posea un efecto de barrera frente a los gases, comprendiendo el sistema:

una celda de vacío capaz de mantener un vacío en su interior;

un alimentador de recipientes para suministrar cuerpos de recipientes de plástico a la celda de vacío y para retirar de ella recipientes de plástico recubiertos, teniendo cada uno de los cuerpos de recipiente de plástico una superficie exterior y una superficie interior que definen un espacio interno;

un transportador, dentro de la celda de vacío, para transportar los cuerpos de los recipientes de plástico a través de la celda de vacío; y

al menos una fuente, dispuesta en la celda de vacío, para suministrar un vapor de recubrimiento a la superficie externa de los cuerpos de los recipientes a medida que éstos son transportados a través de la celda de vacío, incluyendo dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento un evaporador para calentar y evaporar un material inorgánico de recubrimiento con el fin de formar el vapor de recubrimiento;

una alimentación de gas para suministrar al menos un gas reactivo al interior de la celda de vacío;

estando dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento y el transportador, estructurados y dispuestos en el interior de la celda de vacío de tal forma que (a) el vapor de recubrimiento procedente de dicha al menos una fuente reaccione con el gas reactivo y deposite un delgado recubrimiento sobre la superficie exterior de los recipientes, (b) el recubrimiento delgado comprende un compuesto inorgánico y se une a la superficie exterior de los cuerpos de los recipientes, y (c) los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a una presión de 4,1 bar, poseen un efecto de barrera frente a los gases que es, por lo menos, 1,25 veces mejor que el efecto de barrera frente a los gases de los recipientes carentes de dicho recubrimiento, cuando los recipientes desprovistos del recubrimiento contienen un fluido a una presión de 4,1 bar.

El recubrimiento delgado puede comprender un óxido inorgánico y un aditivo de metal que intervenga en la formación de vidrio.

De acuerdo con un segundo aspecto del presente invento, se proporciona un método para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee un efecto de barrera frente a los gases, comprendiendo el método las operaciones de:

alimentar cuerpos de recipientes de plástico a una celda de vacío mientras en ella se mantiene un vacío, teniendo cada uno de los cuerpos de los recipientes de plástico una superficie externa y una superficie interna que define un espacio interior;

transportar los cuerpos de los recipientes de plástico a través de la celda de vacío;

alimentar un gas reactivo a la celda de vacío;

calentar y evaporar un material inorgánico de recubrimiento con un evaporador dispuesto en la celda de vacío, para formar un vapor de recubrimiento; y

retirar los recipientes de plástico recubiertos de la celda de vacío,

llevándose a cabo las operaciones de transportar los cuerpos de los recipientes y de formar el vapor de recubrimiento de tal modo que, cuando los cuerpos de los recipientes sean transportados a través de la celda de vacío, el vapor de recubrimiento reaccione con el gas reactivo y se deposite un delgado recubrimiento sobre la superficie exterior de los recipientes, (b) el recubrimiento delgado comprende un compuesto inorgánico y se une a la superficie exterior de los cuerpos de los recipientes, y (c) los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a una presión de 4,1 bar, poseen un efecto de barrera frente a los gases que es, por lo menos, 1,25 veces mejor que el efecto de barrera de los recipientes sin recubrimiento, cuando los recipientes desprovistos de recubrimiento contienen un fluido a una presión de 4,1 bar.

De acuerdo con un tercer aspecto del presente invento, se proporciona un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee un efecto de barrera frente a los gases, comprendiendo el sistema:

una celda de vacío capaz de mantener un vacío en su interior;

un alimentador de recipientes para suministrar cuerpos de recipientes de plástico a la celda de vacío y para retirar de ella recipientes de plástico recubiertos, teniendo cada uno de los cuerpos de recipiente de plástico una superficie exterior y una superficie interior que define un espacio interno;

estando dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento y el transportador, estructurados y dispuestos en el interior de la celda de vacío de tal forma que el vapor de recubrimiento procedente de dicha al menos una fuente deposite un delgado recubrimiento sobre la superficie exterior de los recipientes, el delgado recubrimiento comprende un metal y se une a la superficie exterior de los cuerpos de los recipientes, y los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a una presión de 4,1 bar, poseen un efecto de barrera frente a los gases que es, por lo menos, 1,25 veces mejor que el efecto de barrera frente a los gases de los recipientes carentes de dicho recubrimiento, cuando los recipientes desprovistos del recubrimiento contienen un fluido a una presión de 4,1 bar.

De preferencia, el sistema y el método para fabricar recipientes de plástico recubiertos de este invento, son continuos y pueden funcionar a gran velocidad y con un alto volumen de producción, para producir en masa, económicamente, los recipientes recubiertos. Más preferiblemente, en el sistema y en el método para fabricar un recipiente de plástico recubierto de este invento, mientras la celda de vacío mantiene un vacío en su interior, el alimentador de recipientes alimenta continuamente los cuerpos de los recipientes desde fuera de la celda de vacío a su interior, al transportador, éste transporta continuamente los cuerpos de los recipientes a través de la celda de vacío haciéndolos pasar por dicha al menos una fuente, y el alimentador de recipientes alimenta continuamente los recipientes recubiertos desde los transportadores y los retira de la celda de vacío. De preferencia, este sistema y este método son automáticos. El alimentador de recipientes del sistema y del método de este invento es, deseablemente, un sistema de alimentador giratorio, capaz de alimentar cuerpos de recipiente a la celda de vacío y de retirarlos de ella, de forma continuada y rápidamente, a gran velocidad y en gran volumen, en tanto la celda de vacío mantenga tal vacío. El proceso de alta velocidad permite que el sistema y el método de recubrir recipientes de plástico se incorporen en un proceso de producción en masa a gran velocidad, tal como una instalación de envasado de bebidas.

El vapor de recubrimiento producido en la celda de vacío adopta, deseablemente, forma de plasma. Un dispositivo adecuado para producir el plasma es un cátodo frío, conocido también como cañón de electrones. Opcionalmente, el plasma puede activarse mediante una o más antenas dispuestas en la celda de vacío, que utilicen energía de RF (radiofrecuencia) o de HF (alta frecuencia) para formar plasma con alta energía.

Aunque pueden utilizarse una variedad de materiales vaporizables para formar el recubrimiento de óxido inorgánico de acuerdo con este invento, como se explica con mayor detalle en lo que sigue, el recubrimiento de óxido inorgánico comprende, deseablemente, sílice y aditivos que intervienen en la formación de vidrio tales como zinc, cobre o magnesio.

El método y el sistema de recubrimiento de este invento permiten, también, que recipientes sensibles al calor sean recubiertos sin aumentar significativamente su temperatura y manteniendo en todo momento una temperatura de la botella bien por debajo de los 670ºC. Además, el método y el sistema de recubrimiento de este invento, al menos en sus formas preferidas, permite la aplicación de mezclas y de capas de sustancias que pueden seleccionarse por su color o por sus propiedades de absorción de la radiación UV o por sus propiedades adicionales como barrera frente a los gases. Además, el método y el sistema de este invento, al menos en sus formas preferidas, permiten conseguir recubrimientos, tales como de sílice, que son totalmente transparentes y claros y que, por tanto, no afectarían al aspecto de una botella por lo demás transparente. Los materiales de recubrimiento son inertes y se mantienen en estado sólido cuando se funde la botella de plástico para reciclarla.

En el recubrimiento inorgánico de este invento pueden incorporarse funcionalidades adicionales al incluir especies que absorben la luz visible, lo que hace que el recipiente de plástico sea, estéticamente, más atractivo.

El método de una realización preferida de este invento para producir plástico con contenido reciclado comprende las operaciones de proporcionar plástico en tandas, comprendiendo al menos parte del mismo recipientes de plástico recubiertos, y convertir la tanda de plástico a una forma adecuada para su extrusión en fusión. Cada recipiente de plástico recubierto comprende un cuerpo de recipiente que tiene una superficie externa y un recubrimiento sobre ella, que comprende un óxido inorgánico. Los recipientes de plástico recubiertos pueden fabricarse por el método descrito en lo que antecede y, deseablemente, tienen un recubrimiento de óxido inorgánico muy delgado. El recubrimiento tiene, de preferencia, un grosor de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 nm.

Métodos adecuados para convertir la tanda de plástico a una forma adecuada para extrusión en fusión, incluyen moler el plástico de la tanda para producir escamas y fundir estas para obtener un plástico reciclado que puede ser extrudido en fusión. Alternativamente, la tanda de plástico puede despolimerizarse y polimerizarse de nuevo para formar un plástico reciclado extrudible en fusión. El plástico reciclado puede extrudirse en fusión para formar artículos de plástico tales como recipientes de plástico con un contenido de reciclado.

Dada la naturaleza inerte y el grosor de los recubrimientos del presente invento, los recipientes recubiertos pueden ser tratados en cualquier sistema de reciclado usual, sin modificación alguna del procedimiento. Además, en el presente invento se evita la opacidad de los artículos reciclados resultantes porque el recubrimiento forma partículas relativamente pequeñas durante el reciclado. Además, las partículas del recubrimiento del plástico reciclado son aceptables para el contacto con los alimentos y, en consecuencia, no afectan adversamente al esfuerzo de reciclado cuando son molidas o despolimerizadas en el proceso de reciclado.

El método de reciclado del presente invento proporciona, al menos en sus formas preferidas, un método de reciclar plástico recubierto que ofrece resultados hasta ahora inalcanzables. En particular, resulta innecesaria la separación de plásticos recubiertos y no recubiertos, por lo que se evitan las modificaciones de los sistemas de reciclaje existentes o por lo que pueden evitarse pasos adicionales del proceso (la separación de botellas recubiertas y botellas no recubiertas). Además, es posible producir un plástico transparente a partir de plástico recubierto al tiempo que se evita el antes señalado problema de la opacidad del producto reciclado final. Si bien el presente invento puede utilizarse en el reciclado de muchos tipos de plástico, se contempla que este invento pueda utilizarse con artículos de plástico tales como recipientes o botellas y, más particularmente, con botellas de plástico para bebidas. El reciclado de botellas para obtener botellas no se ve afectado por el presente invento. El recubrimiento del presente invento no interfiere con el moldeo por inyección ni con el moldeo por soplado, aguas abajo, del plástico reciclado.

El método de envasar una bebida de acuerdo con este invento, por lo menos en sus formas preferidas, comprende las operaciones de proporcionar un recipiente de plástico recubierto, llenar el recipiente de plástico con la bebida y cerrar el recipiente de plástico tras la operación de llenado. El recipiente de plástico recubierto comprende un cuerpo de recipiente de plástico que tiene una superficie exterior y un recubrimiento sobre ella que comprende, de preferencia, un óxido inorgánico. Este recubrimiento proporciona una barrera frente a los gases y, deseablemente, es el recubrimiento descrito en lo que antecede. El recubrimiento de barrera contra los gases inhibe el flujo de gas hacia y desde el recipiente. Por ejemplo, el recubrimiento de barrera frente a los gases, puede proteger a la bebida contra el flujo de oxígeno al interior del recipiente desde el exterior o puede inhibir el flujo de dióxido de carbono desde el recipiente con la bebida. El método y el sistema de envasar una bebida de acuerdo con este invento, en sus formas preferidas, es particularmente útil en la producción de bebidas carbónicas. Tal método comprende además, preferiblemente, las operaciones de carbonatar la bebida antes de la operación de llenado y, luego, confinar la bebida a presión en el recipiente recubierto. La bebida carbonatada resultante tiene una vida en almacén más prolongada porque el recubrimiento del recipiente retiene mejor el dióxido de carbono en su interior.

El método y el sistema de envasar una bebida de acuerdo con este invento, al menos en sus formas preferidas, constituyen deseablemente un procedimiento de elevada velocidad y gran volumen de producción en el que los recipientes de plástico recubiertos son proporcionados de manera continua, la pluralidad de recipientes de plástico se llenan continuamente con la bebida y los recipientes llenos se cierran de manera continua. En consecuencia, el método y el sistema para envasar una bebida pueden constituir una instalación de tratamiento continua y única que incluya la producción de los cuerpos de los recipientes de plástico, el proceso para recubrir los recipientes de plástico y las operaciones de llenar los recipientes de plástico con una bebida y de cerrar los recipientes de plástico tras la operación de llenado, aunque dicha instalación de tratamiento continuo, única, no es necesaria.

A partir de la descripción detallada que se ofrece en lo que sigue resultará evidente una ampliación del campo de aplicación del presente invento. Sin embargo, debe comprenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas del invento, se dan solamente a título de ilustración, ya que a los expertos en la técnica les resultarán evidentes, a partir de esta descripción detallada, diversos cambios y modificaciones dentro del alcance del invento.

Las realizaciones preferidas del presente invento se comprenderán más fácilmente a partir de la descripción detallada que se facilita en lo que sigue y de los dibujos adjuntos, que se ofrecen a modo de ilustración solamente y que, por tanto, no son limitativos del presente invento, y en los que:

la Fig. 1 es una ilustración esquemática parcial de un sistema para recubrir recipientes de plástico de acuerdo con una primera realización de este invento, en la que se utiliza energía de polarización;

la Fig. 1A es una ilustración esquemática parcial que muestra el receptáculo 3 y un receptáculo suplementario posicionados en un soporte 19, utilizables en la realización ilustrada en la Fig. 1;

la Fig. 1B es una ilustración esquemática parcial de un sistema de recubrimiento similar al de la Figura 1, pero que muestra una forma modificada de la cámara de recubrimiento de acuerdo con otra realización de este invento;

la Fig. 2A es una vista en alzado de una antena para el interior de una botella y de una disposición de cierre de la botella, antes de la introducción de la antena;

la Fig. 2B es una vista en sección transversal de la antena para el interior de la botella y de la disposición de cierre de la botella de la Fig. 2A, tras la introducción de la antena;

la Fig. 2C es una vista en sección transversal que representa una forma modificada de una antena para el interior de una botella antes de su introducción;

la Fig. 2D es una vista en sección transversal similar a la Fig. 2C, tras la introducción de la antena en la botella;

la Fig. 3 es una ilustración esquemática de un sistema de recubrimiento de acuerdo con otra realización del presente invento, que utiliza energía de polarización;

la Fig. 4 es una ilustración esquemática de la manipulación de botellas, portador, tapas, antenas, collarines de desplazamiento de aire del presente invento;

la Fig. 5A es una vista en alzado parcial de un sistema para transportar botellas, primero verticalmente y, luego, horizontalmente, mientras las botellas son hechas girar continuamente;

la Fig. 5B es una vista en sección de la barra de botellas tomada por la línea V-V de la Figura 5A;

la Fig. 6A es una ilustración esquemática de botellas que se desplazan pasando por fuentes de creación de plasma y de recubrimiento;

la Fig. 6B es una vista en sección lateral tomada por la línea VI-VI de la Figura 6A;

la Fig. 7 es una gráfica que muestra mejoras en el factor de barrera frente a los gases con un contenido creciente de Zn o de Cu;

las Figs. 8A y 8B son una vista en planta parcial de un sistema de recubrimiento de recipientes de plástico, de alta velocidad y elevado volumen de producción, de acuerdo con todavía otra realización de este invento, con el interior de la celda de vacío y el alimentador de recipientes al descubierto;

las Figs. 9A y 9B son una vista en alzado lateral parcial del sistema de recubrimiento ilustrado en las Figs. 8A y 8B con los evaporadores y el interior del alimentador de cuerpos de recipientes al descubierto. El transportador no se representa en las Figs. 9A y 9B;

la Fig. 10 es una vista en alzado de extremo, parcial, que expone el interior de la celda de vacío;

la Fig. 11 es una vista en planta parcial de la abertura del alojamiento de la celda de vacío y de la rueda de alimentación del sistema de recubrimiento ilustrado en las Figs. 8A y 8B;

la Fig. 12 es una vista en alzado en sección parcial de la abertura del alojamiento de la celda de vacío y de la rueda de alimentación ilustradas en la Fig. 11;

la Fig. 13 es una vista en alzado en sección parcial de un alimentador de cuerpos de recipientes que forma parte del sistema de recubrimiento ilustrado en las Figs. 8A y 8B;

la Fig. 14 es una vista en planta parcial del alimentador de cuerpos de recipientes ilustrado en la Fig. 13;

la Fig. 15 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos de un reciclado físico; y

la Fig. 16 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos de un reciclado químico.

Mediante los métodos y los sistemas del presente invento pueden obtenerse recubrimientos con buena adherencia a la superficie de un recipiente, buenas barreras frente a los gases y, también, proporcionar la flexibilidad y capacidad de estiramiento necesarias. En la presente memoria, se describirá un recipiente o botella. Se hará referencia a un recipiente no recubierto como cuerpo de recipiente. Aunque este cuerpo de recipiente se describirá, en general, con referencia a una botella de plástico, mediante el método y el sistema del presente invento puede tratarse cualquier recipiente adecuado. En consecuencia, mediante el uso del método y del sistema descritos, pueden tratarse botellas para refrescos de diversos tamaños, otros recipientes para alimentos o cualquier otro recipiente adecuado.

Sistemas de recubrimiento que utilizan energía de polarización Sistema de recubrimiento

La Figura 1 muestra una fuente 1 utilizada como sistema típico para evaporación y generación de plasma para este presente invento. Se utiliza un cañón de electrones o un cátodo frío 2 refrigerado con agua para transportar energía a un receptáculo usual 3, que contiene el material 4 de recubrimiento. Este receptáculo 3 está construido de un material adecuado para fundir y evaporar el material de recubrimiento particular elegido, y debe ser inerte y resistente a la temperatura que es necesario alcanzar para generar las cantidades de vapor requeridas. Por ejemplo, para evaporar silicio, se ha encontrado que el carbono es un material adecuado. El receptáculo 3 está soportado en un portador 5 de receptáculo, que está enfriado por agua o refrigerado por otros métodos.

Se conecta un potencial a través del cátodo frío 2 y el receptáculo 3, estando el cátodo frío en el polo negativo (catódico) y el receptáculo en el polo negativo (anódico), de manera que pueda fluir energía en forma de corriente de electrones entre el cátodo frío y el receptáculo. Empleando estos componentes usuales (es decir, cátodo frío o cañón de electrones 2 y receptáculo 3) y haciendo variar la posición del cátodo frío 2 con relación a la superficie horizontal del receptáculo 3, puede ajustarse la proporción de energía disponible para la generación de plasma y la evaporación. Por ejemplo, en la posición A, gran parte de la energía está disponible para la generación de plasma, mientras que en la posición B casi toda la energía se utiliza para la evaporación y difícilmente se forma plasma. El grado de energía alimentado a la fuente 1 se ajusta mediante el voltaje V para conseguir el régimen de deposición particular sobre la superficie externa 6 de la botella, lo que permite que el material 4 de recubrimiento, tras la evaporación, se deposite y reaccione completamente (es decir, estequiométricamente) con la sustancia gaseosa 7 (o con una mezcla de sustancias) introducida en la cámara de recubrimiento), asegurándose así que no pueden quedar ocluidas cantidades significativas de gas sin reaccionar en el recubrimiento 9. Por ejemplo, en una de las realizaciones preferidas, en la que se utiliza silicio como sólido 4 para recubrimiento y oxígeno como sustancia gaseosa 7, regímenes de deposición sobre la superficie de recubrimiento de 1 a 50 nm/s pueden proporcionar recubrimientos totalmente transparentes, siendo x = 2, virtualmente, en SiO_{x}, al tiempo que se evita el oxígeno (o el aire) en exceso y manteniendo un alto vacío en la celda de recubrimiento (en la región de 10^{-5} mbar a 10^{-2} mbar).

Para conseguir buenos resultados de barrera frente a los gases, es beneficioso garantizar que tenga lugar una reacción sobre la superficie entre el material 4 de recubrimiento y la sustancia gaseosa 7, después de que se ha depositado el material 4 de recubrimiento y se ha formado una retícula sólida, ya que la sustancia gaseosa 7 densifica entonces el recubrimiento 9 por reacción en la retícula sólida. La distancia H entre una superficie 6 de un cuerpo 10 de recipiente y el receptáculo 3 es importante cuando se evita que el material de recubrimiento 4 reaccione con la sustancia gaseosa 7 antes de que el material 4 de recubrimiento se deposite sobre la superficie 6 del recipiente. Igualmente, la condición del material 4 de recubrimiento es importante para asegurar una reacción máxima sobre la superficie. Se elige una distancia H para conseguir un óptimo uso de la fuente 1 (permitiendo así que se recubran tantas botellas 10 como sea posible). La distancia H depende del vacío y del régimen de deposición pero, generalmente, está en el margen de 0,50 m a 2 m. Asimismo, el incrementar la distancia H, dentro de las limitaciones descritas, permite la creación en la fuente 1 de plasmas de alta energía sin que se originen daños por calor en el cuerpo 10 de

\hbox{receptáculo}

.

El plasma generado en la celda de vacío puede ser plasma de alta energía, determinado por la posición del cátodo frío 2, el voltaje V, la distancia entre el cátodo frío y el receptáculo 3 y el ángulo de recubrimiento que, deseablemente, está en el margen de 0 a 70º. Opcionalmente, puede utilizarse energía de polarización, que se proporciona situando la antena 11 dentro del cuerpo 10 de recipiente o botella y conectándola a una fuente de RF o de HF. Dependiendo del material de la botella 10, pueden utilizarse energías de polarización de hasta 2000 V. Voltajes de polarización excesivos pueden resultar perjudiciales al sobrecalentar y dañar la superficie 6 de la botella.

La rotación de la botella 10 hace posible recubrir ésta por toda su superficie a un régimen de deposición elevado del material 4 de recubrimiento, al tiempo que se permite que tenga lugar la reacción con la o las sustancias gaseosas 7. Cuando se recubre la pared lateral, el régimen de deposición del material 4 de recubrimiento sobre la parte de la superficie de la botella 10 directamente frente a la fuente 1 y que es la única superficie que recibe una deposición significativa de material 4 de recubrimiento, puede ajustarse haciendo girar la botella 10 a una velocidad adecuada, de forma que esta deposición comprenda únicamente unas pocas capas moleculares. Estas capas moleculares pueden hacerse reaccionar fácilmente con la o las sustancias gaseosas 7, consiguiéndose así el criterio deseado de reacción sobre la superficie con el depósito solidificado, ya que esto ayuda a proporcionar el denso recubrimiento continuo que proporciona una buena barrera frente a los gases. Asimismo, como la parte de la superficie de la botella 10 que no se encuentre frente a la fuente 1 puede continuar reaccionando al tiempo que no recibe deposición de material 4 de recubrimiento, este procedimiento hace que toda la circunferencia de 360º de la botella 10 participe en el ciclo de deposición/reacción y reduce el tiempo de recubrimiento. Por tanto, un ajuste correcto de la velocidad de rotación (R) ayuda a asegurar una reacción total en condiciones óptimas de régimen de recubrimiento.

Adiciones pequeñas o trazas de ciertos metales en el dióxido de silicio y otros recubrimientos, pueden incrementar el efecto de barrera frente a los gases. Tales metales pueden describirse como aditivos de metales que intervienen en la formación de vidrio, ya que son conocidos como aditivos para uso en la fabricación de vidrio. Aditivos de metales que intervienen en la formación de vidrio, adecuados, incluyen Ag, Al, Ca, Cr, Cu, fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Sn, Ti y Zn. Estos metales se añaden para alcanzar una proporción de metal en el recubrimiento 9 de 0,01 a 50%. Por ejemplo, tales adiciones a un recubrimiento 9 constituido principalmente de SiO_{2} incrementan el efecto de barrera frente a los gases en un factor de 2 o más. Tales metales se añaden en el receptáculo 3 o se incorporan mediante la erosión con sacrificio del escudo o placa 12 de emisión de electrones del cátodo frío 2, estando éste construido del metal o de la mezcla de metales deseados.

Alternativamente, como se muestra en la Fig. 1A, puede estar previsto un receptáculo 16 separado para contener una fuente 16' de metales. Los receptáculos 3 y 16 pueden estar sostenidos en el piso de la cámara de recubrimiento 8, como se muestra en la Figura 1, o sobre un soporte 19, como se ilustra en la Figura 1A, o en cualquier lugar adecuado. El cátodo frío 2 puede actuar sobre los materiales 3', 16' en ambos receptáculos respectivos 3, 16 o pueden estar previstos dos cátodos. Asimismo, la separación entre los receptáculos 3, 16 puede ser relativamente pequeña, como se muestra en la Figura 1A o éstos pueden estar más separados o bien, puede cambiarse la separación.

En la Figura 1B se utiliza una realización alternativa de la cámara de recubrimiento 8. En lugar de utilizar antenas 11 para el interior de las botellas o la antena 14 de celda de recubrimiento, o además de estas antenas 11, 14, se emplea una antena externa 28 de polarización. Esta antena 28 ha de llevar a cabo la polarización durante el recubrimiento. Naturalmente, ésta constituye una antena separada de la antena 14 exterior a la botella, ya representada, para tratamiento previo. Si bien no se indican en la Figura 1B, hay previstos medios adecuados para retener y/o transportar los cuerpos 10 de los recipientes. Aunque en lo que sigue se describe un proceso continuo o semicontinuo para tratar las botellas o los cuerpos 10 de los recipientes, debe resultar evidente que el presente invento también es aplicable a un tratamiento por tandas.

Aunque no se muestra en las Figuras 1, 1A o 1B, puede estar prevista una fuente automática para suministrar el material al receptáculo 3. Estos materiales pueden ser suministrados en forma de barras o de otra estructura sólida o en cualquier otra forma. Se contempla que el material se suministrará al receptáculo 3 en forma sólida y, en particular, en forma de trozos grandes o en forma no pulverulenta. Reduciendo al mínimo el área de este material, pueden evitarse los perjudiciales efectos de la oxidación. El material del receptáculo 3 (y del 16, si está presente) será una fuente de vapor para la cámara de recubrimiento cuando actúe sobre él el cátodo frío 2. Este vapor se depositará sobre las botellas o los cuerpos 10 de los recipientes en la forma que se describirá más adelante. Debe observarse que en la Figura 1A se muestra un cableado 17 unido al receptáculo 16. Si así se desea, este cableado 17 puede utilizarse para alimentar corriente al receptáculo 3 y/o al 16, como se describe en la patente norteamericana 5.565.248. Por supuesto, puede omitirse tal cableado.

Cuando el escudo o placa 12 se utiliza como fuente, el grado de erosión puede controlarse en forma aproximada ajustando la distancia D entre el receptáculo 3 y el cátodo frío 2 y, también, mediante el grado de enfriamiento aplicado a la placa o escudo 12 por los medios de refrigeración 15. Estos medios de refrigeración 15 pueden enfriar el cátodo frío y/o la placa o escudo 12. Merced a estos medios de refrigeración 15 puede proporcionarse refrigeración por agua o cualquier otra refrigeración adecuada. La otra variable principal que afecta a la erosión de la placa 12 es el voltaje V aplicado al cátodo frío 2, pero este se ajusta, normalmente, de forma independiente de acuerdo con los requerimientos de generación de plasma y de régimen de evaporación.

Materiales de recubrimiento

La elección del material 4 de recubrimiento y de la sustancia gaseosa 7 depende de los criterios del procedimiento (coste, color del recubrimiento, grado necesario del efecto de barrera frente a los gases, tamaño de la botella y, particularmente, del tipo de plástico utilizado en la botella). Se han obtenido buenas barreras frente a los gases mediante procedimientos descritos en lo que antecede merced a la reacción en superficie de silicio con oxígeno, dando SiO_{x}, donde x es, normalmente, mayor que 1,7 y, normalmente, insignificantemente menor que 2, obteniéndose por tanto recubrimientos transparentes similares al vidrio. Se contempla que el recubrimiento contenga del 0,01 al 50% de uno o más de los aditivos de metal para formación de vidrio seleccionados del grupo que consiste en Li, Na, K, Rb, Cr, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Mn, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Sn, Ge, e In.

El uso de metales y otras sustancias gaseosas permite, también, la obtención de recubrimientos coloreados o de recubrimientos que absorben la radiación UV (merced a una elección apropiada de los reactivos). También puede ser beneficioso proporcionar más de una capa, comprendiendo cada capa una composición diferente, particularmente cuando se producen recubrimientos coloreados, ya que la combinación de capas coloreadas y transparentes permite conseguir un buen efecto de barrera contra los gases con un grosor mínimo del recubrimiento coloreado, mejorando así la capacidad de reciclado. Cuando se utiliza más de un tipo de sustancia como recubrimiento sólido 4, con frecuencia es necesario proporcionar más de una fuente 1, ya que diferencias existentes en la presión de vapor entre sustancias, pueden dar como resultado un fraccionamiento y la obtención de proporciones incontroladas de cada sustancia en el recubrimiento 9. Además, es posible, utilizando los sistemas y los métodos descritos en esta memoria, recubrir cuerpos de recipientes de plástico con metales que no sean óxidos sino metales elementales. Por ejemplo, pueden recubrirse cuerpos de recipientes de plástico con silicio o con aluminio elemental eliminando así el uso de gas reactivo de la celda de vacío.

Tratamiento previo de los recipientes

Para ciertas superficies de plástico, resulta útil llevar a cabo un tratamiento previo superficial con el fin de activar la superficie 6 de la botella formando radicales libres en la superficie. Dicho tratamiento previo es posible mediante el uso de una sustancia gaseosa 13 de tratamiento previo que, con frecuencia, puede ser la misma que la sustancia gaseosa 7, y con las mismas condiciones de presión de la celda. Para algunos sustratos de plástico, puede resultar útil desgasificar la superficie 6 de la botella para eliminar la humedad absorbida y los materiales de bajo peso molecular. Esto se consigue reteniendo la botella 10 en un vacío durante un período de 5-180 s. Las botellas o cuerpos 10 de recipientes obtenidos por soplado pueden ser desgasificados, inmediatamente después del moldeo por soplado en forma relativamente rápida, y es deseable que el proceso de recubrimiento se realice junto a un moldeador por soplado. Tales tratamientos previos pueden ser llevados a cabo utilizando la antena 11 para el interior de las botellas, con energía de RF o de HF a fin de crear un gas-plasma sobre la superficie 6 de la botella o conectando una antena 14 de celda de recubrimiento a una fuente de CC o de HF o de RF y creando un plasma en todo el interior de la celda.

Para determinadas composiciones de recubrimiento 9, es deseable aplicar el recubrimiento sobre una botella 10 que, durante el proceso de recubrimiento tenga una presión interna significativamente mayor que la presión de la celda. Esto proporciona una barrera mejorada frente a los gases al permitir que el recubrimiento 9 se relaje/contraiga cuando la botella 10 no está a presión, al tiempo que permite, asimismo, que el recubrimiento 9 soporte el agrietamiento debido al estiramiento cuando la botella 10 se encuentra a presión durante el uso normal.

Algunas superficies de plástico, particularmente las de PET, que es el polímero más frecuentemente utilizado para las botellas de plástico, se deterioran después del moldeo por soplado debido a la migración hacia la superficie de componentes de bajo peso molecular. Es importante determinar la calidad de la superficie 6 de la botella previamente al recubrimiento. Mediante examen con microscopio electrónico de barrido pueden observarse estos componentes que emigran en la superficie 6 de la botella y, de este modo, puede aplicarse un importante control de

\hbox{calidad}

.

Con fines de control de la calidad, se ha demostrado que el analizador Rutherford por dispersión posterior (RBS) es capaza de determinar el grosor de recubrimientos muy delgados (por ejemplo, de 50 nm) y, también, su composición, siendo esto último importante cuando se recubre con más de un componente sólido. Puede utilizarse, también, fluorescencia a los rayos X para medir el grosor del recubrimiento y, dado que se trata de un proceso relativamente simple, la fluorescencia a los rayos X puede aplicarse como sistema de control de calidad en línea, aguas debajo de una máquina de recubrimiento. Finalmente, observando la superficie de botellas 10 recubiertas al microscopio electrónico de barrido una vez que estas botellas 10 han sido sometidas a una presión de gas, se obtiene una primera indicación del comportamiento del recubrimiento, ya que los recubrimientos 9 con mal comportamiento como barrera frente a los gases, tienen tendencia a agrietarse/desprenderse.

Disposición de antena y cierre de las botellas

La Figura 2 muestra una disposición de antena y cierre para las botellas, a modo de ejemplo. Son posibles otras disposiciones similares que ofrezcan los mismos resultados. Una tapa 20 incorpora una junta 21, una parte roscada 22, un conectador 23 de montaje por salto elástico y de liberación rápida y un anillo de contacto 24 para el voltaje de polarización que puede aplicarse mediante RF (radiofrecuencia) o HF (alta frecuencia). El anillo de contacto 24 tiene una conexión eléctrica 25 que se encuentra en contacto deslizante con el vástago 26 de la antena. El vástago 26 de la antena está montado en un apoyo 27 que, a su vez, está montado dentro de la tapa 20 y que puede girar libremente dentro de la tapa. La antena 30 tiene el vástago 26 de antena, brazos 31a, 31b abisagrados, segmentos 32a, 32b de antena ligeros y un segmento 33 de antena pesado. El brazo abisagrado 31b actúa también como antena para la base de la botella 10 cuando está extendido. En la base del vástago 26 de la antena hay un cojinete de bolas 34 que puede girar libremente y que es presionado hacia abajo mediante un resorte 35 y una espiga 36. Cuando la antena 30 se encuentra fuera de la botella 10, los segmentos 32, 33 de antena están plegados contra el vástago 26 de la antena debido a la acción del resorte 35, como se muestra en la Figura 2A. La espiga 36 tiene un tope 37 de base y un balancín 38 al que están conectados el brazo abisagrado 31b y el segmento 32b de la antena. Cuando la espiga 36 desciende, el brazo abisagrado 31b y el segmento de antena 32b se extienden hacia fuera o se pliegan contra el vástago 26 de la antena. Cuando se introduce la antena 30 en la botella 10, el cojinete de bolas 34 es obligado a comprimir el resorte 35 y esto extiende el brazo abisagrado 31b separándolo del vástago 26 de la antena, lo que erige la antena 30 de forma que todos sus segmentos 32a, 32b y 33 se aproximen a las paredes de la botella 10. Se mantiene un espacio entre las paredes de la botella 10 y la antena 30, que se encuentra tan cerca de las paredes de la botella 10 como resulte posible, aunque sin tocarla, siendo este espacio, en la práctica, de entre 3 y unos 15 mm.

La tapa 20 se rosca sobre la terminación roscada (boca) de la botella 10 y el contenido gaseoso de ésta queda cerrado, por tanto, mediante la junta 21. Una herramienta (no mostrada) introduce el conectador 23 en la tapa 20 y proporciona la acción de atornillado para hacer girar la capa 20 con el fin de roscarla en la botella 10. La misma herramienta retiene la botella 10 (hasta que es liberada por el conectador 23) y hace contacto con el voltaje de polarización de RF/HF en el anillo de contacto 24. Naturalmente, también podría usarse un conectador de montaje por salto elástico, de liberación rápida u otras conexiones conocidas para la tapa 20, en lugar de una conexión roscada. Cuando la botella 10 es sostenida y hecha girar horizontalmente, el segmento 33 pesado de antena asegura que la antena 30, que no está en contacto con las paredes de la botella 10, es capaz de mantener una posición en la que mira verticalmente hacia abajo y, por tanto, actúa como medio para orientar la antena de forma que, en general, apunte hacia dicha al menos una fuente durante el recubrimiento. Cuando la antena 30 se orienta mientras la botella 10 es hecha girar en posición vertical, el uso de un material magnético en el segmento 33 de antena y de un imán externo, posicionado apropiadamente, permite que la antena 30 apunte en la dirección correcta. En consecuencia, este imán actuará como medio de orientación magnético para orientar la antena cuando el eje longitudinal del recipiente está orientado, en general, verticalmente.

El principio demostrado por las Figuras 2A y 2B puede aplicarse, también, a un diseño multisegmento. En tal diseño multisegmento, en el que una pluralidad de segmentos de antena 32a, 32b, 33 y de brazos abisagrados 31a, 31b, permiten obtener una disposición de plegado que puede ser hecha pasar a través de la terminación de la botella 10 y que puede erigirse en el interior de la botella 10 proporcionando un cubrimiento de 360º de sus paredes con la antena. En tal caso, se elimina la necesidad de orientar la antena y una mayor parte de la botella está sometida a la energía de polarización, permitiendo conseguir tiempos de recubrimiento más cortos en determinadas

\hbox{aplicaciones}

.

Además, aparte de utilizar la antena 11 ó 30, puede preverse una placa de respaldo 18 en la celda de vacío, como se indica en la Figura 1. Las botellas o cuerpos 10 de recipientes pueden ser posicionados entre esta placa de respaldo 18 y la fuente 1. Cuando se utiliza, esta placa de respaldo puede tener como consecuencia que resulte innecesaria la introducción de la antena 11 ó 30 en las botellas. Esto puede acelerar el proceso global, reducir la necesidad de disponer de un surtido de antenas y puede aportar otros beneficios.

Alternativamente, parte de la celda 50 de vacío o de la cámara de recubrimiento 8, o toda ella, puede ser utilizada como antena. Por ejemplo, puede omitirse la placa de respaldo 18 y el techo solamente o el techo y alguna de las paredes, o bien puede utilizarse como antena toda la cámara 8. Son posibles, asimismo, otras disposiciones.

Otra posibilidad potencial de prescindir de las antenas 11 o 30 comprende proporcionar una fuente magnética dentro de la celda 50 de vacío, como se indica generalmente mediante el número 58 en la Fig. 3. El número de fuentes magnéticas 58 y su situación dentro de la celda 50 pueden variarse fácilmente. La fuente magnética 58 actúa como medio para generar un campo magnético dentro de la celda de vacío 50, en la que el campo dirige el vapor de recubrimiento.

Esta fuente magnética podría utilizarse, alternativamente, para dirigir en forma selectiva el vapor de recubrimiento hacia la superficie de la botella, evitando así parcialmente, o en su totalidad, la necesidad de hacer girar mecánicamente o trasladar las botellas. Esta fuente magnética actuará, por tanto, como medio para generar un campo con el fin de dirigir el vapor de recubrimiento.

Aunque utilizando, todavía, una antena interna en la botella, las Figuras 2C y 2D ilustran otro posible tipo de antena 69. Esta antena 69 es recta y, por tanto, se introduce más fácilmente en la botella o cuerpo 10 de recipiente y se retira más fácilmente de ella. Esta antena 69 corre simplemente como una "espiga" recta desde la tapa hasta unos pocos milímetros de la base de la botella o cuerpo 10 de recipiente. Esta antena 69 simplifica asimismo la operación, ya que no es necesario hacerla pivotar, orientarla ni desplegarla hasta adaptarse a las paredes de la botella o cuerpo 10 de recipiente, etc. Aunque la antena 69 se muestra en general coextensiva con el eje longitudinal de la botella o cuerpo 10 de recipiente respectivo, se contempla también como posible una orientación oblicua. Dicho de otro modo, la antena 69 formaría ángulo con respecto al eje longitudinal de la botella o cuerpo 10 de recipiente. En tal posición en ángulo, la antena 69 puede cortar o no cortar al eje longitudinal de la botella o cuerpo 10 de recipiente.

Alternativamente, podría utilizarse una antena en forma de sacacorchos. Esta antena se roscaría en la botella o cuerpo 10 de recipiente y se encontraría aún más próxima a las paredes laterales que la antena recta 69, sin llegar a tocarlas. Naturalmente, son también posibles otras antenas.

Normalmente, es deseable evitar el recubrimiento de la terminación en rosca de una botella para bebida por cuanto ello puede afectar a las características de comportamiento del cierre y porque puede entrar en contacto con la bebida y, quizás, con la boca del consumidor. Aunque todos los recubrimientos utilizados en las realizaciones preferidas de este invento resultan seguros en cuanto a su contacto con alimentos, no obstante es deseable restringir el contacto de la bebida al material principal de la botella. La tapa 20 cubre la parte de terminación de la botella 10 e impide que el recubrimiento 9 se extienda a ella.

Sistema de recubrimiento y funcionamiento

La Figura 3 muestra una realización de una máquina de recubrimiento de acuerdo con este invento, que permite el recubrimiento continuo y económico de las botellas. En vista del hecho de que las botellas son baratas, se producen en masa y, con frecuencia, se trata de envases de un solo uso, es importante conseguir una realización que proporcione un coste de funcionamiento muy bajo, que sea compacta (dado que la localización preferida es junto a la máquina de moldeo por soplado de las botellas), y que sea adecuada para producción en masa (es decir, preferiblemente continua en lugar de en forma de tratamiento por tandas).

En la Figura 3 se ilustra la secuencia de funcionamiento de una realización del presente invento. Las botellas o cuerpos 10 de recipiente se moverán a través de las diversas etapas A a H. Inicialmente, las botellas son suministradas mediante un transportador 39 a un puesto 40 de carga/descarga. Las botellas o cuerpos 10 de recipiente pueden ser alimentadas inmediatamente desde una máquina formadora 29 al sistema de recubrimiento. Esta máquina formadora incluye una máquina de moldeo por soplado, una máquina de moldeo por inyección, una máquina de moldeo por extrusión o cualquier otra máquina conocida para formar cuerpos de recipientes o botellas 10. Como se describirá en lo que sigue con referencia a las Figuras 7A-7C, la superficie de una botella de PET, por ejemplo, se deteriora con el paso del tiempo. Si los cuerpos de recipientes o botellas 10 son recubiertos rápidamente después de haber sido formados, entonces se eliminan los obstáculos potenciales para conseguir una adherencia mejorada sobre la superficie de las botellas o cuerpos 10 de recipiente.

Desde el transportador 39, un operario puede mover manualmente, u otro equipo adecuado lo puede hacer automáticamente, las botellas o cuerpos 10 de recipientes al puesto 40 de carga/descarga. El transportador 39 puede alimentar botellas desde una máquina de moldeo o cualquier otro proceso aguas

\hbox{arriba}

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En el puesto 40 de carga/descarga, las botellas o cuerpos 10 de recipientes, se sitúan en un portador 41 o se retiran de él. Este portador puede tener un interior abierto o puede tener secciones segmentadas para recibir botellas 10 individuales. La disposición del portador 41 se describirá con mayor detalle en lo que sigue. El portador 41 empleado en la Figura 3 tiene cuatro botellas en dos filas, lo que hace un total de ocho botellas. Naturalmente, esta configuración podría modificarse con el fin de satisfacer las necesidades del sistema.

El portador 41 con las botellas o los cuerpos 10 de recipientes cargados puede ser movido manual o automáticamente desde el puesto 40 de carga/descarga en la etapa A al puesto 42 de herramientas en la etapa B, como se ha indicado en lo que antecede. El funcionamiento del puesto 42 de herramientas se explicará con mayor detalle en lo que sigue, con referencia a la Figura 4. En este puesto 42 de herramientas, una antena 30, una tapa 20 y un collarín 60 de desplazamiento de aire pueden introducirse en las botellas o cuerpos 10 de recipiente o pueden ser retirados de ellos. La tapa 20, la antena 30 y el collarín 60 se designarán, en forma colectiva, "herramientas". Las herramientas, al igual que el portador 41, deben estar hechas de un material que no genere gases (poco absorbente) y cuya superficie no pueda dañar a la superficie de las botellas o cuerpos 10 de recipiente recubiertos o sin recubrir.

Desde el puesto 42 de herramientas en la etapa B, el portador 41 con las botellas o cuerpos 10 de recipiente, puede ser movido manual o automáticamente a la celda 43 de evacuación en la etapa C. Una puerta, esclusa u otro dispositivo está previsto para permitir la formación de un vacío en la celda 43 de evacuación. Como se explicará con mayor detalle en lo que sigue, el collarín 60 de desplazamiento que, previamente, ha sido aplicado a las botellas o cuerpos 10 de recipientes, puede ser retirado o aplicado de nuevo en la celda 43 de evacuación. Asimismo, en esta celda 43 de evacuación se crea o se elimina un vacío en la forma que se describirá más adelante.

Desde la celda 43 de evacuación, el portador 41 y las botellas o cuerpos 10 de los recipientes se mueven a la mesa 44 de carga/descarga en la etapa D. La carga de las botellas desde el portador 41 a las barras 51 de transporte de botellas se lleva a cabo en esta mesa 44. Asimismo, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes son descargados de las barras 51 de transporte de botellas de nuevo en el portador 41, como se describirá con mayor detalle en lo que sigue.

Cuando las botellas o cuerpos 10 de los recipientes están montados en las barras 51 de transporte de botellas en la etapa D, son hechos pasar luego a las secciones 45 de desgasificación y de tratamiento previo en la etapa E. La antena 30, que puede encontrarse en el interior de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes, será orientada por un imán 46 en las secciones 45 de desgasificación y de tratamiento previo. Las botellas o cuerpos 10 de los recipientes tienen sus ejes longitudinales alineados verticalmente cuando se encuentran en las secciones de desgasificación y de tratamiento previo, en la etapa E.

Desde las secciones 45 de desgasificación y de tratamiento previo, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes de las barras 51 de transporte de botellas, serán llevados a la sección 47 de recubrimiento de base en la etapa F. Luego, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes serán llevados a la sección 48 de recubrimiento de la pared lateral, en la etapa G. Debe observarse que las botellas o cuerpos 10 de los recipientes son desplazados desde una orientación generalmente vertical en la etapa F a una orientación generalmente horizontal en la etapa G. Esta disposición se describirá con mayor detalle en lo que sigue. Desde la etapa G, las botellas vuelven a la mesa 44 de carga/descarga. Las botellas o cuerpos 10 de los recipientes son retirados de las barras 51 de transporte de botellas y son introducidos de nuevo en los portadores 41. Los portadores 41 son movidos luego a través de la celda 43 de evacuación, en la etapa C, hasta una posición 49 de retención intermedia, en la etapa H.

Ahora, tras esta descripción general, se dará una descripción más detallada de la disposición de la Figura 3. En primer lugar, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes se cargan en el portador 41 en la etapa A, como antes se ha indicado. Un operario puede introducir manualmente las herramientas, tapa 20, antena 30 y collarín 60, en las botellas o cuerpos 10 de los recipientes, o bien esta operación puede ser llevada a cabo de forma automática mediante un equipo apropiado. Esta operación se realiza en el puesto 42 de herramientas, en la etapa B.

Cuando los portadores 41 y las botellas o cuerpos 10 de los recipientes sean movidos a la celda 43 de evacuación en la etapa C, se creará un vacío en esta celda 43. El collarín 60 previamente aplicado en el puesto 42 de herramientas durante la etapa B, será utilizado para evacuar el interior de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes previamente a la evacuación de la presión en la celda 43. El propósito del collarín 60 es reducir la cantidad de aire que pasa a la celda 43 de evacuación. Junto con el portador 41 en el que las botellas o cuerpos 10 de los recipientes ajustan apretadamente, la evacuación previa de los recipientes o botellas 10 reduce la cantidad de aire que debe ser evacuado de la celda 43. Dicho de otro modo, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes ajustan apretadamente en el portador 41. Este portador 41 ajusta apretadamente dentro de las paredes de la celda 43 de evacuación con el fin minimizar la cantidad de aire al exterior de los recipientes o botellas 10.

Antes de la introducción del portador 41 con las botellas o cuerpos 10 de los recipientes en la celda 43 de evacuación, o durante dicha introducción, el collarín 60 es utilizado para eliminar aire del interior de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. Por tanto, el sistema de vacío para la celda 43 de evacuación sólo necesita evacuar la pequeña cantidad de aire existente en las celdas, al exterior de los recipientes o botellas 10. De esta forma, puede reducirse la capacidad del sistema de vacío. Esta es una importante consideración económica en vista de la baja presión de funcionamiento de la celda 50 de vacío. Esto ayuda, también, a prolongar la vida útil del sistema de vacío y a minimizar la cantidad de energía consumida con el presente sistema.

Desde la celda 43 de evacuación en la etapa C, el portador 41 con las botellas o cuerpos 10 de los recipientes es movido a la mesa 44 de carga/descarga en la etapa D. Esta mesa 44 de carga/descarga se encuentra dentro de la celda 50 de vacío. La celda 50 de vacío y la celda 43 evacuada se conectan a un sistema de vacío usual (no mostrado). Cuando la celda 43 de evacuación alcanza la presión apropiada, se llevan a cabo diversas operaciones, incluyendo la apertura de la puerta 55 para permitir la entrada del portador 41 con las botellas o cuerpos 10 de los recipientes.

Dentro de la celda 50 de vacío, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes son desgasificados y sometidos a tratamiento previo en la sección 45 en la etapa E. Esta desgasificación en la etapa E puede llevar hasta sesenta segundos, por ejemplo. Debe observarse que la desgasificación de los recipientes o botellas 10 se inicia, realmente, en la celda 43 de evacuación en la etapa C. La desgasificación se completa durante el tratamiento previo en la sección 45, en la etapa E. Las botellas o cuerpos 10 de los recipientes son movidos fuera del portador 41 en la mesa 44 de carga/descarga y son llevados a las barras 51 de transporte de botellas, que se describirán con mayor detalle en lo que sigue. Las botellas son movidas desde el área 44 de carga/descarga, en la etapa D, a las etapas subsiguientes dentro de la celda de vacío 50 merced al movimiento de las barras 51 de transporte de botellas.

Aunque en lo que sigue se describirá una disposición de transportador para mover estas barras 51 de transporte de botellas, debe apreciarse que podrían utilizarse muchas disposiciones diferentes con el fin de trasladar las botellas o cuerpos 10 de los recipientes a través de la celda de vacío 50.

En las secciones 45 de desgasificación y tratamiento previo, pueden utilizarse imanes orientadores 46 para orientar las antenas 11 o 30 según se desee, si están presentes. Las antenas podrían ser estacionarias con relación a determinado punto de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes o pueden ser movibles con relación a las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. En la sección 45 de desgasificación y de tratamiento previo, en la etapa E, así como en la sección 47 de recubrimiento de base de aguas abajo, de la etapa F, las botellas o cuerpos 10 de los recipientes tienen sus ejes longitudinales orientados

\hbox{verticalmente}

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En el área de tratamiento previo de la mesa 44 de carga/descarga, en la etapa D, o en la sección 45 de desgasificación y de tratamiento previo de la etapa E, puede llevarse a cabo, si resulta apropiado, el calentamiento de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. En estas etapas D o E, o en toda la celda de vacío 50, podrían preverse calentadores radiantes o por infrarrojos (no mostrados), de tal forma que las botellas o cuerpos 10 de los recipientes se encontrasen a una temperatura apropiada. Por ejemplo, esta temperatura podría ser la temperatura ambiente o 60ºC.

Aparte de que las botellas o cuerpos 10 de los recipientes se encuentren a una temperatura apropiada para facilitar su desgasificación, las antenas 11 o 30 con los cuerpos de recipiente pueden utilizarse para acelerar la desgasificación, como se ha hecho notar previamente. En particular, se aplica energía de RF o de HF a la antena interna 11 o 30. Alternativamente, como se ha hecho notar en relación con la Figura 1, puede preverse una antena 14 de celda de recubrimiento. A esta antena 14 de celda de recubrimiento se le puede aplicar energía de CC/RF/HF, o bien a partir de una fuente de infrarrojos situada cerca de la superficie 6 de la botella. Todas estas características pueden acelerar la desgasificación.

El proceso de recubrimiento se lleva a cabo en dos partes. En primer lugar, se encontraba la sección 47 de recubrimiento de base, previamente indicada, en la etapa F. Luego, la sección 48 de recubrimiento de la pared lateral completa, en la etapa G, el recubrimiento de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. En esta sección 47 de recubrimiento de la base, se recubre el fondo o base de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. Luego, como se describirá con mayor detalle más adelante, los ejes longitudinales de las botellas se cambian haciéndolos pasar de una orientación vertical a otra horizontal. Esto se consigue incrementando el espacio entre las barras 51 de botellas. Como se describirá más adelante con referencia a una cadena 53 de movimiento rápido y una cadena 52 de movimiento lento, este cambio de orientación de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes puede tener lugar. Tanto en su orientación vertical como en su orientación horizontal, las botellas o cuerpos 10 de recipiente se encuentran unas cerca de otras, con el fin de conseguir la mejor utilización de los evaporadores o de la fuente 1, pero no se tocan. Las botellas que se encuentran en orientación horizontal son movidas entonces, a través de una sección 48 de recubrimiento de la pared lateral, en la etapa G. A medida que las botellas recorren la sección, pueden ser hechas girar en torno a su eje longitudinal.

Las botellas o cuerpos 10 de los recipientes pueden ser recubiertas durante todo su movimiento por la sección 48 de recubrimiento de la pared lateral o únicamente en parte de él. La distancia recorrida en la sección de recubrimiento 48 durante la cual se recubren las botellas, puede verse influida por la cantidad de recubrimiento que se desea depositar sobre las botellas. Por ejemplo, pueden preverse varias fuentes 1 en la celda de vacío 50 para suministrar el vapor de recubrimiento a las botellas o cuerpos 10 de los recipientes. Si se desea un recubrimiento exterior más grueso, entonces podrían activarse más fuentes 1, al contrario que cuando se desee un recubrimiento más delgado. Naturalmente, pueden modificarse otros criterios con el fin de influir sobre el grosor del recubrimiento sobre el exterior de las botellas o cuerpos 10 de los recipientes.

En forma similar a la presión en la sección 45 de desgasificación y tratamiento previo de la etapa E, la presión en la sección 47 de recubrimiento de base y en la sección 48, en las etapas F y G, puede ser de 2 x 10^{-4} mbar y puede estar en el margen de 1 a 5 x 10^{-4} mbar. Se contempla que el recubrimiento de la base en la etapa F llevará de 1 a 15 segundos, pero puede ser del orden de hasta 30 segundos. El recubrimiento de la pared lateral en la etapa G puede llevar menos de 30 segundos, pero puede ser del orden de 2 a 120 segundos. Las botellas pueden ser hechas girar a entre 1 y 300 revoluciones por minuto, pero el límite superior depende únicamente de características mecánicas prácticas. Típicamente, las botellas girarían desde 1 a 100 revoluciones por minuto.

Dentro del la celda de vacío 50, puede preverse un sistema evaporador. Este sistema evaporador se describió con referencia a la Figura 1 y se describirá, también, con mayor detalle con referencia a las Figuras 6A y 6B. En particular, los evaporadores o fuente 1 están previstos con el fin de proporcionar el recubrimiento que se depositará sobre el exterior de las botellas o cuerpos 10 de recipiente.

Los evaporadores pueden estar dispuestos en filas de modo que las trayectorias de los flujos de los evaporadores se solapen, proporcionando un régimen de deposición longitudinal R uniforme. Este régimen puede ser de 3 nm/s y encontrarse en el margen de 1-50 nm/s. El ángulo de contacto a que se describió previamente sólo se aplica, por tanto, a extremos de filas y a las secciones transversales de las filas donde no existe solapamiento. Este ángulo de contacto a se indica en las Figuras 6A y 6B y puede ser de 30º o encontrarse, al menos, en el margen de 30-60º, por ejemplo. Sin embargo, como se ha hecho notar previamente, este ángulo no debe ser, normalmente, mayor que 70º.

Se desea que la disposición de los evaporadores dé como resultado un número mínimo de evaporadores o fuentes 1, que se utilicen de la manera más eficaz. En otras palabras, deben reducirse al mínimo las pérdidas de material. La presentación de filas de botellas al evaporador o fuente 1 puede tener una configuración de cuatro por fila, como se indica en la Figura 3, pero este número puede hacerse variar, si se desea. Simplemente, se desea optimizar la utilización del evaporador o fuente 1.

Como se describirá más adelante para las Figuras 6A y 6B, pueden preverse pantallas o escudos 93 contra el polvo. Estas pantallas o escudos contra el polvo deben ser retirables y deben poder limpiarse fácilmente. Capturarán las partículas procedentes del evaporador o fuente 1 que no se adhieran a la superficie de la botella.

Con el fin de evitar la necesidad de desconectar los evaporadores o fuentes 1 durante cortas pausas del ciclo, pueden preverse medios para que cubiertas oscilantes o similares recojan los vapores de recubrimiento durante períodos del ciclo en que no se realiza recubrimiento. Esto reducirá el revestimiento de polvo de la celda de recubrimiento interna. También pueden preverse controles automáticos de funciones y una detección automática de evaporadores o fuentes 1 que funcionen defectuosamente. Se estima que los parámetros especificados darán como resultado un grosor de recubrimiento de unos 50 nm. Sobre esta base, el régimen de evaporación se estima de la forma siguiente. Siendo el peso de la botella de 30 gramos y siendo el grosor del PET de 0,35 mm, el grosor del recubrimiento puede ser de 50 nm. Por tanto, la proporción entre recubrimiento y PET (V/V) será igual a 0,00014. La proporción de Si como SiO_{2} (peso/peso) será igual a 0,467. la densidad del SiO_{2} será de 2,5, siendo la densidad del PET de 1,3. Por tanto, el peso de Si de recubrimiento será de 0,004 g/botella. A unas 3000 botellas por hora, el Si evaporado para recubrimiento de las botellas solamente (sin incluir las pérdidas) será de unos 11,5 g, siendo de unos 30 g/h para incluir las pérdidas totales.

Como se ha descrito con referencia a la Figura 1, la distancia entre el evaporador o fuente 1 y la superficie (H) de la botella puede ser de 0,5 y estar en el margen de 0,1 a 2 m. Asimismo, debe ser posible retirar las fuentes 1 de la celda de vacío 15 para inspección y/o mantenimiento, sin liberar el recubrimiento o el vacío. Una posibilidad la constituye un sistema de evaporadores que funcione mediante esclusas de vacío. En vista de esto, no sería necesaria la alimentación automática de material a los evaporadores. Naturalmente, tal alimentación automática de material podría utilizarse si así se desease. La función de evaporación debe ser vigilada mediante instrumentos y puede ser visible desde fuera de la celda de vacío 50 por medio de mirillas, por ejemplo.

Después de desplazarse a través de la sección 48 de recubrimiento de la pared lateral en la etapa G, las botellas 10 volverán a ser introducidas en el portador 41 en la mesa 44 de carga/descarga. Esta disposición se describirá con mayor detalle en la que respecta a la Figura 4. Desde la mesa 44 de carga/descarga en la etapa D, los portadores 41 con las botellas o cuerpos 10 de recipiente de nuevo introducidos, volverán a la celda 43 de evacuación en la etapa C. Antes de entrar en esta celda 43 de evacuación, se colocarán los collarines 60 en los recipientes en la etapa D.

Cuando el portador 41 y las botellas o cuerpos 10 de recipiente se vuelven a introducir en la celda 43 de evacuación, puede liberarse el vacío. Entonces, el portador 41 con las botellas o cuerpos 10 de recipiente recubiertos saldrá de la celda 43 de vacío. El portador 41 con las botellas 10 puede ser hecho deslizar entonces a la posición intermedia 49 de retención. En esta posición, la entrada a la celda 43 de evacuación estará libre, de tal modo que otro portador 41 cargado con botellas o cuerpos 10 de recipiente sin recubrir, pueda ser introducido de nuevo, rápidamente, en la celda 43 de evacuación. Esto ayuda a mantener el funcionamiento continuo del sistema de recubrimiento. Una vez cargada de nuevo la celda 43 de evacuación, el portador 41 puede retornar a la etapa B, donde se retiran automática o manualmente las herramientas. Dicho de otro modo, la tapa 20, la antena 30 y el collarín 60 serán retirados de las botellas o cuerpos 10 de recipiente. Luego, en el puesto 40 de carga/descarga en la etapa A, las botellas o cuerpos 10 de recipiente recubiertos pueden ser retirados del portador 41 y devueltos al transportador 39 para tratamiento subsiguiente. Nuevas botellas o cuerpos 10 de recipientes sin recubrir pueden colocarse en el portador 41 vaciado, haciendo posible con ello la repetición del ciclo de funcionamiento descrito.

Cuando las botellas 10 y el portador 41 son vistos por separado, las botellas 10 pasan primero por las etapas A a G y, luego, vuelven por las etapas C a H a A. Hay dos portadores 41 y se les hace pasar primero por las etapas A a G y vuelven pasando por las etapas C a H a A. Hay conjuntos de herramientas en número suficiente para cubrir todas las botellas en las etapas B a H. Las herramientas se aplican en la etapa B y retornan a la etapa B habiendo pasado por las etapas B a H.

Las etapas D, D, F, G se llevan a cabo en una celda de vacío 50. Las botellas 10 son cogidas por las barras 51 de botellas y son tratadas a través de la celda de vacío 50 mediante cadenas transportadoras, una cadena 52 de movimiento lento y una cadena 53 de movimiento rápido. La cadena 52 de movimiento lento empuja las barras 51 de botellas en una disposición estrechamente empaquetada durante el ciclo de operaciones cuando las botellas 10 son mantenidas en posición vertical (para desgasificación y tratamiento previo en la etapa E y para aplicación del recubrimiento de base en la etapa F) y la cadena 53 de movimiento rápido empuja a las barras 51 de botellas con una mayor separación entre barras mientras las botellas 10 se encuentran en posición horizontal (para recubrimiento de la pared lateral en la etapa G). La barra 51 de botellas corre en carriles 54 portadores que sitúan y llevan firmemente las barras 51 de botellas, como se describirá con mayor detalle con referencia a la

\hbox{Figura 5A}

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La celda 43 de evacuación está equipada con puertas mecanizadas 55 usuales, que se abren/cierran para permitir que el portador 41 entre/salga. Una puerta 55a de techo en la Figura 5 permite que el collarín 60 sea retirado y/o vuelto a aplicar por medios usuales antes de que el portador 41 entre en la sección principal de la celda de vacío 50. El compartimiento situado por encima de la celda de evacuación 53, donde se retiene el collarín 60 después de retirarlo, es parte de la celda de vacío 50 y tanto este compartimiento como la parte principal de la celda de vacío 50 se encuentran, permanentemente, al vacío. La celda 43 de evacuación es evacuada para permitir que el portador 41 entre en la celda de vacío 50 y es devuelta a la presión normal para permitir que los portadores 41 salgan del sistema de recubrimiento.

Las botellas 10 son transportadas, usualmente, a lo largo del transportador 39 hasta la máquina de recubrimiento (de preferencia directamente desde la máquina de moldeo por soplado) y al sistema de colocación de las botellas en plataformas de transporte tras su recubrimiento.

La Figura 4 muestra la manipulación de las botellas 10 y de las herramientas. Las botellas 10 entran en el portador 41 en la etapa A. Las botellas 10 ajustan apretadamente en cavidades del portador 41 para reducir los espacios en la medida de lo posible, ya que esto, a su vez, reduce el trabajo de la bomba de vacío. En la etapa B, se aplica un collarín 60 para reducir los espacios alrededor de los cuellos de las botellas 10 y se montan la antena 30 y la tapa 20 en la botella 10. las tapas 20 se roscan en las botellas 10 mediante una serie de atornilladores que forman parte del aplicador 61 de herramientas. En la etapa C, el portador 41 entra en la celda de evacuación por la puerta 55. La puerta superior 55a se abre para permitir que el collarín 60 sea levantado y almacenado en un compartimiento de almacenamiento 62, dentro de la celda de vacío 50. En la etapa D, el portador 41 es elevado hasta la barra 51 de botellas, que coge las botellas 10 por medio del conectador 23 de salto elástico por las tapas 20. Las barras 51 de botellas progresan ahora a través de las etapas D a G de recubrimiento.

Tras el recubrimiento, el portador 41 es elevado, en la etapa D, hasta las barras 51 de botellas y las botellas 10 son liberadas en el portador 41. El portador 41 retorna entonces a la celda 43 de evacuación donde se vuelve a aplicar el collarín 60, y se libera el vacío. El portador 41 sale en la etapa B, momento en que el aplicador 61 de herramientas desciende, agarra las tapas 20 mediante el conectador 23 de salto elástico, desenrosca las tapas 20 y levanta las tapas 20, las antenas 30 y el collarín 60 como un todo, siendo levantado el collarín 60 por las tapas 20, que se bloquean en su parte inferior. El aplicador 61 de herramientas y los dispositivos de desenroscado, de acción rápida, comprenden tecnología usual y no se describirán adicionalmente.

La Figura 5A muestra detalles de las barras de botellas de la rotación y del transporte de las botellas. Las barras 51 de botellas retienen una pluralidad de botellas 10 en una fila. En la Figura 5A, se muestran cuatro botellas 10 únicamente como ejemplo. Un árbol 70 para propulsar las botellas, en el que están montados engranajes de husillo 71, corren por el interior de las barras 51 de botellas y están en suspensión mediante apoyos 72 en cada extremo de la barra 51 de botellas. La tapa 20 actúa como medio para agarrar el cuello de la botella o cuerpo 10 de recipiente, para ayudar a retenerlo en la barra 51 de botellas. Como se ve en la Figura 5B, esta tapa 20 cubre también el cuello y/o los hilos de rosca del cuerpo de recipiente o botella 10, por lo que puede evitarse el recubrimiento de esta zona del cuerpo del recipiente. El árbol 70 para propulsar las botellas, representado también en la Figura 5B, es accionado mediante engranajes cónicos 13 y gira, haciendo girar a los conectadores 23 por salto elástico que están dotados de una pieza de extremo para enroscado (no mostrada) con el fin de actuar como medio para hacer girar los cuerpos de los recipientes o botellas 10 durante el transporte a través de la celda de vacío 50. La barra 51 de botellas está dotada, en cada extremo, de barras portadoras 74, en las que está montada de forma que pueda oscilar libremente, mediante casquillos 75. Las barras portadoras 74 están dotadas de ruedas portadoras 76 que corren en un par de carriles portadores 54. Las barras 51 de botellas son transportadas por medio de una cadena de transmisión 77 a la que está unido un dedo 78 que, a su vez, choca sobre un brazo de prolongación 79 de las barras portadoras 74. La cadena de transmisión 77 está unida a un árbol principal 80 que es impulsado por un motor 81 de transportador. Un motor 82 para hacer girar las botellas acciona una rueda de cadena 83 para hacer girar las botellas, que está libre para deslizar subiendo y bajando por el árbol principal 80 merced a casquillos 84. La rueda de cadena 83 para hacer girar las botellas impulsa a la cadena 85 para hacer girar las botellas la cual, a su vez, acciona los engranajes cónicos 73.

Las barras 51 de botellas están unidas a una rueda de guía 90 que corre en un carril de guía 91. Este carril de guía es capaz de hacer girar la barra 51 de botellas desde una posición en la que se mantienen las botellas 10 en vertical (como se muestra) hasta una posición en la que se mantienen las botellas horizontalmente al guiar a la rueda de guía haciéndola subir por una rampa 92 en la parte apropiada del ciclo de transporte. Este cambio de orientación vertical a orientación horizontal se produce entre las etapas F y G. Cuando las botellas o cuerpos 10 de los recipientes están orientados horizontalmente, continúan girando sin interrupción por medio de los engranajes cónicos 73 mientras la rueda de cadena 83 para hacer girar las botellas se desplaza subiendo por el árbol principal 80 para acomodar la nueva posición de los engranajes cónicos 73. Pantallas 93 contra el polvo, previamente mencionadas, protegen las partes principales del sistema de accionamiento.

La Figura 6A es una vista del movimiento de las botellas pasando por la fuente 1, tanto para recubrir la base como para recubrir la pared lateral. Las botellas 10 y las tapas 20 son mantenidas verticalmente en la sección 47 de recubrimiento de la base mediante las barras 51 de botellas que hacen girar continuamente tanto a las botellas 10 como a las tapas 20. Después de recubierta la base, las botellas 10 son llevadas a la posición horizontal para aplicar los recubrimientos de las paredes laterales lo más rápidamente posible (es decir, con una separación mínima entre la sección 47 de recubrimiento de la base y la sección 48 de recubrimiento de la pared lateral). Las botellas son hechas girar continuamente durante todo el ciclo de transporte. Las barras 51 de botellas están diseñadas en forma compacta para reducir al mínimo el espacio entre filas de botellas en posición horizontal. Las fuentes 1 están posicionadas de manera que se reduzca al mínimo el número de fuentes 1 necesarias y de acuerdo con los criterios expuestos en relación con la Figura 1, pero con cierto solapamiento, como se muestra en la Figura 6B, para asegurar un cubrimiento completo del revestimiento. Pantallas 93 contra el polvo, que pueden desmontarse fácilmente para su limpieza, protegen las partes de la máquina de los depósitos procedentes de la fuente 1 que no incidan sobre las botellas 10. Cepillos en forma de tira con pantallas contra el polvo se utilizan para separar, siempre que sea posible, la celda de recubrimiento principal de la celda de vacío 50 de las cadenas, motores, etc., empleados para transportar las barras 51 de botellas.

La figura 9 es una gráfica que muestra el efecto de barrera mejorado y que ilustra la importancia de la composición de recubrimiento como barrera contra el gas. Un pequeño cambio de la composición de Zn, Cu o Mg puede tener un gran efecto sobre la mejora de la barrera.

Sistema de alta velocidad y elevado volumen de producción para recubrir cuerpos de recipientes de plástico. Visión global

En las Figs. 8A-16 se ilustra un sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción para recubrir cuerpos de recipientes de plástico con un recubrimiento de barrera de óxido inorgánico. Este sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción no incorpora una fuente de energía de polarización tal como una fuente de RF o de HF como en las realizaciones previamente descritas, ni utiliza antenas dispuestas en el interior de las botellas. Este sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción resulta útil, sin embargo, para aplicar los mismos recubrimientos con los mismos materiales al mismo tipo de recipientes de plástico que en el caso del sistema previamente descrito e ilustrado en la Fig. 1. Además, este sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción funciona, sustancialmente, con los mismos parámetros que el sistema previamente descrito, a excepción del uso de la energía de polarización.

Descrito de una manera general, el sistema 200 de recubrimiento de alta velocidad y elevado volumen de producción, comprende un alimentador 203 automático y continuo de recipientes para entregar cuerpos 204 de recipientes de plástico, tales como botellas de PET, a una celda de vacío 206 que aloja un transportador 209, automático y continuo, y un fuente 212 de vapor de recubrimiento 215. La fuente 212 de vapor de recubrimiento se conoce, también, como sistema evaporador. Estos componentes básicos se describen con mayor detalle en lo que sigue.

Alimentador de recipientes

La celda de vacío 206 incluye un alojamiento 218 que es capaz de mantener un vacío en él y el alimentador 203 de recipientes está aplicado, al menos parcialmente a rotación, en una abertura 221 de un extremo del alojamiento de la celda de vacío. El alimentador 203 de recipientes es un sistema rotativo que suministra, de forma automática y continua, cuerpos de recipientes de plástico sin recubrir desde una fuente 224 de cuerpos de recipientes de plástico, por la abertura 221 del alojamiento 218 de la celda de vacío, al transportador 209, dentro de la celda de vacío 206 mientras la celda de vacío mantiene un vacío en el alojamiento de la celda de vacío. El alimentador 203 de recipientes suministra los cuerpos 204 de recipientes de plástico a la celda de vacío 206 a gran velocidad y en gran cantidad. El alimentador 203 de recipientes suministra cuerpos de recipientes de plástico, y el sistema 200 de recubrimiento puede recubrirlos, a un régimen de hasta 60000 recipientes por hora pero, normalmente, el recubrimiento se llevaría a cabo, de acuerdo con las necesidades de un enlace con el sistema de fabricación de botellas, que corrientemente se encuentra en el margen de 20000 a 40000 botellas por hora. Además, el alimentador 203 de recipientes recupera automática y continuamente cuerpos 204 de recipientes de plástico recubiertos del transportador 209 dentro de la celda de vacío 206 y los traslada a un lugar situado fuera de la celda de vacío, tal como una instalación 227 de envasado de bebidas.

Un primer transportador de tornillo 230 traslada continua y automáticamente los cuerpos 204 de recipientes no recubiertos desde la fuente 224 de cuerpos de recipientes al alimentador 203 de recipientes, y un segundo transportador de tornillo 233 traslada automática y continuamente los cuerpos de plástico recubiertos resultantes desde el alimentador de recipientes hacia la instalación 227 de envasado de bebidas. Esto se ilustra del mejor modo en las Figs. 8A y 8B. El alimentador 203 de recipientes incluye una rueda 236 de alimentación montada para girar en la abertura 221 de la celda de vacío, con el fin de alimentar automática y continuamente los cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir a la celda de vacío 206 y transportar automática y continuamente los cuerpos de recipientes de plástico recubiertos fuera de la celda de vacío. Además, el alimentador 203 de recipientes incluye un primer alimentador giratorio exterior 239 para alimentar automática y continuamente los cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir desde el primer transportador de tornillo 230 a la rueda de alimentación 236, y un primer alimentador giratorio interior 242 para alimentar continua y automáticamente los cuerpos de recipientes de plástico sin recubrir desde la rueda de alimentación al transportador 209. Igualmente, el alimentador 203 de recipientes incluye, también, un segundo alimentador giratorio interior 245 para alimentar automática y continuamente los cuerpos 204 de recipientes de plástico recubiertos desde el transportador 209 a la rueda de alimentación 236 y un segundo alimentador giratorio exterior 248 para alimentar automática y continuamente los cuerpos de recipientes de plástico recubiertos desde la rueda de alimentación al segundo transportador de tornillo.

Como se muestra de la mejor manera en las Figs. 8A, 8B, 9A y 9B, el alimentador 203 de recipientes está montado en un bastidor 250 de alimentador que comprende una gran placa de soporte 252 sostenida mediante cuatro patas 254 aseguradas a una superficie dura 256, tal como de hormigón. La placa de soporte 252 del bastidor 250 de alimentador forma el fondo de un alojamiento 260 de rueda de alimentación, que forma parte de la abertura 221 de la celda de vacío. El alojamiento 260 de la rueda de alimentación incluye, también, una placa superior 262 circular y una pared lateral cilíndrica 264 que se extiende entre la placa 252 de soporte del bastidor del alimentador y la placa superior. La rueda de alimentación 236 esta dispuesta a rotación y de forma estanca en el alojamiento 260 de rueda de alimentación.

Como se muestra de la mejor manera en las Figs. 11 y 12, la rueda de alimentación 236 incluye un cubo central 268 montado en un árbol 271 con tornillos 273. El árbol 271 se extiende verticalmente a través de un bastidor 274 de guía inferior, debajo del bastidor 250 de alimentador y a través de un primer apoyo 276 en la placa 252 del bastidor del alimentador, hasta un segundo apoyo 277 en la placa superior 262 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación. Un motor eléctrico, no representado, impulsa al árbol 271 de la rueda de alimentación y hace girar a la rueda de alimentación 236 en sentido dextrógiro, como se muestra en la Fig. 11. El árbol 271 de la rueda de alimentación gira en el primero y en el segundo apoyos 276 y 277.

La rueda de alimentación 236 incluye, también, una estructura 282 cilíndrica periférica conectada al cubo central 268 mediante radios 285. La rueda de alimentación 236 tiene una pluralidad de aberturas 288 espaciadas en torno a la periferia 282 y que se abren transversalmente hacia fuera respecto a la rueda de alimentación. Cada una de las aberturas 288 de la estructura periférica 282 de la rueda de alimentación 236, se extiende desde un borde anular superior 290 de la estructura periférica hasta un borde anular inferior 289 de la estructura periférica. La rueda de alimentación 236, aunque está montada a rotación en el alojamiento de rueda de alimentación, forma un sierre estanco entre la estructura periférica 282 de la rueda de alimentación y el interior de la pared lateral cilíndrica 264 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación. Esta obturación evita que entre aire en la celda de vacío 206 incluso mientras está girando la rueda 236 de alimentación y alimenta cuerpos 204 de recipientes de plástico a la celda de vacío y desde ella. Esta obturación está formada por una junta sin fin 294 que se extiende ligeramente en dirección radial hacia fuera desde un canal que corre a lo largo del borde anular superior de la estructura periférica 282, una junta sin fin 296 que se extiende radialmente hacia fuera desde un canal que corre a lo largo del borde inferior 291 de la estructura periférica, y una pluralidad de juntas 298 que se extienden desde la junta sin fín superior hasta la junta sin fin inferior entre cada abertura 288 de la estructura periférica. Las juntas verticales 298 se extienden radialmente hacia fuera desde canales verticales de la estructura periférica 288 de la rueda de alimentación 236, entre las aberturas 288 de la rueda de alimentación. Cada una de las juntas 294, 296 y 298 comprende tiras de material de empaquetadura de caucho, que ajustan apretadamente contra el interior de la pared lateral cilíndrica 254 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación. Un material de empaquetadura adecuado es un material resistente al desgaste, con características de bajo rozamiento, del que es un ejemplo un poli(tetrafluoroetileno) de calidad adecuada.

Las aberturas 288 de la rueda de alimentación 236 reciben cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir procedentes del primer alimentador giratorio exterior 239 y alimentan cuerpos de recipientes de plástico recubiertos al segundo alimentador giratorio exterior 248 a través de una abertura exterior 300 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación, como se muestra en la Fig. 9B. Las aberturas 288 de la rueda de alimentación 236 alimentan cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir al primer alimentador giratorio interior 242 dentro de la celda de vacío 203 y reciben cuerpos de recipientes de plástico recubiertos desde el segundo alimentador giratorio interior 245 a través de otra abertura 303 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación que mira al interior de la celda de vacío 206. Esto se muestra de la mejor manera en la Fig. 12. Abrazaderas 305 están dispuestas en cada una de las aberturas 288 de la rueda de alimentación para agarrar los cuellos de los cuerpos 204 de recipiente mientras éstos son transportados por la rueda de alimentación 236.

Aberturas de vacío 308 están conectadas a la pared lateral cilíndrica 264 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación, entre las aberturas 300 y 303 del alojamiento 260 de la rueda de alimentación y están conectadas a bombas de vacío 310 que evacuan el aire desde las aberturas 288 de la rueda de alimentación a medida que la rueda de alimentación lleva a los recipientes 204 de plástico sin recubrir desde el primer alimentador giratorio exterior 239 a la celda de vacío 206. Por tanto, cuando las aberturas 288 de la rueda de alimentación quedan expuestas al vacío dentro de la celda de vacío 206, las aberturas de la rueda de alimentación son evacuadas sustancialmente. Aberturas 311 de alimentación de aire están conectadas al alojamiento 260 de la rueda de alimentación, entre el segundo alimentador giratorio interior 245 y el segundo alimentador giratorio exterior 248, para suministrar aire a las aberturas 288 y a la rueda de alimentación 236 para volver a poner a presión con aire las aberturas y los recipientes 204 recubiertos, cuando los cuerpos de recipiente recubiertos son transportados desde el segundo alimentador giratorio interior al segundo alimentador giratorio exterior.

Los cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir son tapados y cerrados con tapas 312 mediante un dispositivo de cierre o de aplicación de tapas (no mostrado) y, luego, son evacuados parcialmente cuando la rueda de alimentación 236 transporta los cuerpos de recipientes de plástico sin recubrir desde el primer alimentador giratorio exterior 239 a la celda de vacío 206. Las tapas 312 tienen una estructura similar a la descrita con respecto a la realización ilustrada en la Fig. 1 y funcionan para aislar la terminación roscada del cuerpo 204 de recipiente de los vapores de recubrimiento, para proporcionar un método para unir los cuerpos de los recipientes al transportador 209, y para controlar la presión en el interior de un cuerpo de recipiente. Las tapas 312 ajustan apretadamente sobre la abertura roscada o acoplamiento de los cuerpos 204 de los recipientes de plástico y contienen un elemento de un metal ferroso, de forma que los cuerpos de los recipientes de plástico puedan ser transportados magnéticamente por el transportador 209. Deseablemente, los cuerpos 204 de los recipientes de plástico contienen suficiente aire mientras se desplazan a través de la celda de vacío 206 de manera que los cuerpos de los recipientes se encuentran a presión en comparación con el ambiente que les rodea en la celda de vacío.

El primer alimentador giratorio exterior 239 está montado a rotación en el bastidor 250 de alimentador, fuera de la celda de vacío 206, entre el primer transportador de tornillo 230 y la rueda de alimentación 236. Como se muestra de la mejor manera en las Figs. 13 y 14, el primer alimentador giratorio exterior 239 comprende un cubo giratorio 350 montado en un árbol 353 accionado por un motor en sincronismo con la rueda de alimentación 236. El primer alimentador giratorio exterior 239 incluye, también, un apoyo estacionario 356 en el que gira el cubo 350. El árbol 353 conectado al cubo 350 se extiende hasta el apoyo estacionario 356 a través de la guía 274 inferior del bastidor y la placa de soporte 252 del bastidor 250 del alimentador, a través de un cilindro 359 que monta el apoyo estacionario en la placa de soporte 252 del bastidor del alimentador. Un tornillo 362 une una pestaña al extremo superior del árbol 353 y una tapa 365 está asegurada a la pestaña por encima del apoyo estacionario 356. El apoyo estacionario 356 está montado en el montaje cilíndrico 359 con tornillos 368.

El apoyo estacionario 356 incluye una placa inferior 271 montada en el cilindro de soporte 359 y una placa superior 374 separada de la placa inferior y montada en el alojamiento260 de la rueda de alimentación. Esto se muestra de la mejor manera en las Figs. 9B y 13. El cubo 350 gira entre la placa inferior 371 y la placa superior 374 del apoyo estacionario 356 y tiene un canal anular 377 que mira radialmente. Una pluralidad de espigas 380 de pivote están montadas verticalmente en el canal anular 377 y están separadas en torno a la circunferencia del cubo 350. Los brazos 383 para manipulación de los cuerpos de los recipientes están montados a pivotamiento en espigas 380 de pivote y se extienden radialmente hacia fuera desde el cubo 350.

Cada uno de los brazos 383 para manipulación de los cuerpos de los recipientes incluye un mango 386 montado a pivotamiento en las espigas 380 de pivote y una prolongación 389 movible en vaivén, que se aplica a deslizamiento con el mango 380 de manera que la prolongación movible en vaivén pueda extenderse radialmente hacia fuera y, alternativamente, hacia dentro, cuando gira el cubo 350. Cada uno de los brazos 383 incluye, también, una abrazadera 392 montada en el extremo distal de la prolongación 389 movible en vaivén con un tornillo 393. Las abrazaderas 392 son útiles para agarrar el cuello de los cuerpos de los recipientes y retenerlos mientras los brazos llevan los cuerpos de los recipientes. Cada prolongación 389 movible en vaivén incluye espigas de guía 396 montadas en la prolongación y que se extienden hacia arriba para aplicarse en gargantas o pistas 403 del lado inferior de la placa superior 374 del apoyo estacionario 356. Las pistas 403, a través de las espigas de guía 396, hacen que las prolongaciones 389 de los brazos 383 se muevan en vaivén y se desplacen lateralmente. Las pistas 403 están diseñadas para dirigir los brazos 383 cuando gira el cubo 350 del alimentador, de forma que los brazos alcancen y agarren los cuerpos 204 de los recipientes de plástico procedentes del primer transportador de tornillo 230 e introduzcan luego los cuerpos de los recipientes en las aberturas 288 de la rueda de alimentación. Las abrazaderas 305 que se extienden desde la rueda de alimentación 236 retienen los cuellos de los cuerpos 204 de los recipientes más apretadamente que las abrazaderas 392 del primer alimentador exterior 239 y tiran de los cuerpos de los recipientes separándolos del primer alimentador exterior cuando los brazos del primer alimentador exterior giran pasando por la rueda de alimentación. Las prolongaciones 389 de los brazos 383 del primer alimentador exterior se mueven en vaivén hacia dentro y se desplazan lateralmente según sea necesario, para evitar colisiones indeseables.

El primer alimentador giratorio interior 242, el segundo alimentador giratorio interior 245 y el segundo alimentador giratorio exterior 248 tienen la misma estructura y función que el primer alimentador giratorio exterior 239. El segundo alimentador giratorio exterior 248 está montado, también, en el bastidor 250 de alimentador y en el alojamiento 260 de rueda de alimentación y está posicionado entre la rueda de alimentación 236 y el segundo transportador de tornillo 233. El primer alimentador giratorio interior 242 está montado en el bastidor 250 de alimentador en una parte 406 del alojamiento 218 de la celda de vacío, denominado alojamiento de alimentador interior, que se extiende entre el alojamiento 260 de la rueda de alimentación y el transportador 209. El primer alimentador giratorio interior 242 está montado, también, en el alojamiento 260 de la rueda de alimentación. El primer alimentador giratorio interior 242 está posicionado de forma que los brazos 383 del primer alimentador giratorio interior agarren los cuerpos 204 de los recipientes de las aberturas 288 y de la rueda de alimentación 236 cuando los cuerpos de los recipientes entran en el alojamiento interior 406 de alimentador. Los brazos del primer alimentador interior 242 transportan los cuerpos 204 de los recipientes sin recubrir al transportador 209. El segundo alimentador giratorio interior 245 está posicionado junto al primer alimentador giratorio interior 242 en el alojamiento interior 406 de alimentador y está montado en el bastidor 250 de alimentador y en el alojamiento 260 de la rueda de alimentación. Los brazos 383 del segundo alimentador giratorio interior 245 agarran los cuerpos 204 de los recipientes recubiertos del transportador 209 e introducen los cuerpos de los recipientes recubiertos en las aberturas 288 de la rueda de alimentación 236.

Celda de vacío

La celda de vacío 206 incluye el alojamiento 218 de celda de vacío y es capaz de mantener un vacío muy elevado en él. Deseablemente, el proceso de recubrimiento se ejecuta en el alojamiento 218 de celda de vacío a una presión comprendida en el margen de desde unos 1 x 10^{-4} mbar a unos 50 x 10^{-4} mbar y, más preferiblemente de desde unos 2 x 10^{-4} mbar a unos 10 x 10^{-4} mbar. El alojamiento 218 de celda de vacío incluye el alojamiento 260 de la rueda de alimentación y el alojamiento 406 de alimentador interior formando, ambos, la abertura 221 de celda de vacío, e incluye también un alojamiento 409 de recubrimiento que forma el resto del alojamiento de celda de vacío. El alojamiento 218 de celda de vacío está hecho de un material tal como acero inoxidable, que puede soportar los elevados vacíos producidos en el alojamiento. El alojamiento 409 de recubrimiento incluye un cilindro alargado 410 que se extiende entre una placa extrema delantera 412 y una placa extrema trasera 415. Cada uno de los componentes del alojamiento 218 de celda de vacío están unidos con un cierre hermético que puede soportar el elevado vacío reinante en el alojamiento. El alojamiento 406 de alimentador interior está unido de forma separable a la placa extrema delantera 412 del alojamiento 409 de recubrimiento.

El alojamiento 409 de recubrimiento está montado en un bastidor 418 dispuesto bajo el alojamiento de recubrimiento. El bastidor 418 de alojamiento de recubrimiento, a su vez, está montado en ruedas 421 en una pista 424 fijada a la superficie dura 256. El alojamiento 409 de recubrimiento puede, por tanto, ser separado de la abertura 221 desconectando la abertura del alojamiento de recubrimiento y haciendo deslizar éste a lo largo de la pista 424. Esto da acceso al equipo contenido en la celda de vacío 206 con fines de mantenimiento y reparación. Un motor 425 mueve el alojamiento 409 de recubrimiento a lo largo de la pista 424.

Un alojamiento 427 contiene un aparato para la retirada del equipo interno del alojamiento 409 de recubrimiento y que está unido a la placa extrema trasera 412 del alojamiento de recubrimiento. Un par de bombas de difusión 430 conectadas al alojamiento 409 de recubrimiento, están conectadas en serie con una bomba de vacío 433 para mantener el vacío en la celda de vacío 206. Un refrigerador criogénico 436 situado fuera de la celda de vacío 206 enfría un condensador 437, ilustrado en la Fig. 10, dentro de la celda de vacío 206. El condensador 437 condensa y congela el agua existente en la celda de vacío 206 con el fin de reducir la cantidad de agua que ha de ser eliminada por las bombas de vacío.

Transportador

El transportador 209, que se muestra de la mejor manera en la Fig. 10, incluye un bastidor 439 en general en forma de A, montado a deslizamiento a lo largo de carriles 442 que se extienden longitudinalmente a lo largo de lados internos opuestos del cilindro 410 de alojamiento de recubrimiento. El bastidor 439 de transportador está montado encima de la fuente 212 de vapor de recubrimiento de manera que el transportador 209 lleve los cuerpos 204 de los recipientes de plástico por encima de la fuente de vapor de recubrimiento. El bastidor 439 de transportador forma una pista 446 en doble bucle sin fin que se asemeja a una configuración de percha. La pista 445 en forma de bucle doble sin fin del transportador, incluye un bucle inferior 448, exterior, y un bucle superior 451, interior. Un carril sin fin 454 corre a lo largo de los bucles inferior y superior 448 y 451. Portadores 457 de recipientes se desplazan a lo largo del carril sin fin 454 para llevar los cuerpos de los recipientes sobre la fuente 212 de vapor de recubrimiento cuatro veces, dos de ellas con los lados de los cuerpos de los recipientes mirando hacia la fuente de vapor de recubrimiento y dos con los fondos de los cuerpos de los recipientes mirando hacia la fuente de vapor de recubrimiento. Los lados de los cuerpos 204 de los recipientes miran hacia la fuente de vapor de recubrimiento cuando se desplazan a lo largo del bucle inferior, exterior, 448 y los fondos de los cuerpos de los recipientes miran a la fuente de vapor de recubrimiento cuando los cuerpos de los recipientes son transportados a lo largo del bucle superior, interior, 451. Las Figs. 8A y 8B no muestran todos los portadores 457 con fines ilustrativos. Los portadores 457 de recipientes se extienden, deseablemente, por completo alrededor de la pista 445 de bucle doble sin fin. Las Figs. 9A y 9B no muestran los portadores 457 de recipientes ni los cuerpos 204 de los recipientes.

El bastidor 439 de transportador ilustrado en la Fig. 10 incluye una placa superior 460, que se extiende sustancialmente a lo largo del alojamiento 409 de recubrimiento, y paredes laterales opuestas 463 que se extienden hacia abajo desde bordes longitudinales opuestos de la placa superior y, luego, hacia fuera hacia bordes inferiores distales 466. El carril 454 corre a lo largo del borde inferior 466 de las paredes laterales 463 para formar el bucle exterior 448. A lo largo del bucle exterior 448, el carril 454 forma ángulo, hacia arriba y hacia dentro para orientar los cuerpos de los recipientes ligeramente hacia arriba y hacia dentro, de forma que los lados de los cuerpos de los recipientes miren hacia la fuente 212 de vapor de recubrimiento. Un par de soportes 469 se extienden horizontalmente y hacia dentro, uno hacia otro, desde paredes laterales opuestas 463 del bastidor 439 de transportador próximas a la placa superior 460 del bastidor de transportador. El carril 454 de transportador corre a lo largo de estos soportes horizontales 469 para formar el bucle interior 451 de la pista 454 de bucle doble sin fin. A lo largo del bucle interior 451, el carril 454 está orientado verticalmente, de modo que los cuerpos 204 de los recipientes estén orientados en esencia verticalmente con los fondos de los cuerpos de los recipientes mirando hacia la fuente 212 de vapor de recubrimiento. Un par de placas 472 se extienden sustancialmente de manera horizontal entre la placa superior 460 y los soportes 469 y tiene gargantas 479 que corren longitudinalmente para proporcionar estabilidad a los portadores 457 de recipientes cuando los portadores corren a lo largo del bucle interior 451.

Un escudo 478 contra el polvo está montado en el bastidor 439 de transportador y se extiende desde el bastidor de transportador a lo largo de las paredes laterales 463 del bastidor de transportador, hacia abajo y hacia fuera, hacia las paredes laterales del cilindro 410 de alojamiento de recubrimiento. Esta protección 478 separa así el alojamiento 409 de recipiente en un compartimiento superior 482 y un compartimiento inferior 483, estando confinado el vapor 215 de recubrimiento procedente de la fuente 212 de vapor de recubrimiento, sustancialmente, en el compartimiento inferior. Los portadores 457 de recipientes pasan a través de una garganta de la protección cuando los portadores se desplazan a lo largo del transportador 209.

Cada portador 457 de recipientes comprende un brazo 484, un saliente 487 que se extiende desde un extremo del brazo, un par de ruedas 490 separadas, montadas en el brazo junto al saliente, y un portador magnético de recipientes y un mecanismo 493 para hacer girar los recipientes en un extremo opuesto del brazo. El saliente 487 se desplaza por las gargantas 475 de las placas de soporte horizontales 472 del bastidor 439 de transportador. Las ruedas 490 separadas se aplican con el carril sin fin 454 de la pista 445 de transportador. Los portadores magnéticos 493 de recipientes incluyen un imán que arrastra y retiene las tapas 312 situadas en los extremos roscados o acoplamientos de los cuerpos 204 de los recipientes de plástico. Esta fuerza magnética retiene los cuerpos 204 de los recipientes en los portadores 457 de recipientes durante todo el proceso de recubrimiento. El portador 457 hace girar los cuerpos 204 de los recipientes de manera constante mientras los transporta a través del alojamiento 409 de recubrimiento.

Todo el transportador 209 puede ser hecho deslizar hacia fuera desde el alojamiento 409 de recubrimiento haciendo deslizar el bastidor 439 de transportador a lo largo de los carriles 442 montados en el alojamiento de recubrimiento después de que éste ha sido retraído a lo largo de la pista 424 de soporte del alojamiento de recubrimiento.

Sistema evaporador para generar vapor de recubrimiento

La fuente 212 comprende cuatro evaporadores 510 en serie a lo largo del alojamiento 409 de recubrimiento, bajo el transportador 209. Los evaporadores 510 están montados en una viga de soporte hueca 513, alargada. La viga de soporte 513 está montada, a su vez, en rodillos 516 en una pista 519 que corre a lo largo del fondo del alojamiento 409 de recubrimiento. Los evaporadores 510 pueden ser hechos rodar, así, fuera del alojamiento 409 de recubrimiento cuando éste es separado de la abertura 221 de la celda de vacío. Esto hace que los evaporadores 510 sean accesibles con fines de reparación y de mantenimiento.

Los evaporadores 510 son similares al evaporador 1 utilizado en la realización previamente descrita e ilustrada en la Fig. 1. Los evaporadores 510 del sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción funcionan sustancialmente con los mismos parámetros que el evaporador 1 de las realizaciones previamente descritas. Cada evaporador 510 incluye un receptáculo 524 que contiene un material vaporizable, estando dicho receptáculo construido de un material adecuado, por ejemplo, carbono cuando se evapora silicio. La adecuabilidad del material para el receptáculo 524 viene determinada, principalmente, por su capacidad para soportar la temperatura requerida para fundir y evaporar el material de recubrimiento y por su calidad de inerte frente al material de recubrimiento. Cada evaporador 510 incluye un cátodo frío 521 y el receptáculo está conectado eléctricamente como ánodo. El cátodo 521 comprende, deseablemente, latón o magnesio, pero también puede estar hecho de otros componentes, de preferencia metales útiles como aditivos metálicos para formación de vidrio, que se vaporicen y formen parte del recubrimiento de óxido inorgánico sobre los cuerpos 204 de los recipientes. Aditivos adecuados se describen en lo que antecede. El receptáculo 524 es calentado por separado por medios apropiados, tales como calentamiento inductivo o por resistencia. La Fig. 10 ilustra una conducción 530 de alimentación para el ánodo. La conducción 521 de alimentación para el cátodo no se

\hbox{muestra}

.

Cada evaporador 510 incluye un alojamiento 533 que contiene el ánodo 524 y el receptáculo sólido 527 vaporizable. Además, el alojamiento 533 contiene un calentador para calentar el receptáculo 527 hasta temperaturas muy elevadas, de 1200º a 1800ºC. Un calentador adecuado es un calentador de resistencia de fieltro de carbono. El silicio, por ejemplo, se calienta en un receptáculo a una temperatura de unos 1500ºC. El cañón e o cátodo frío 521 está posicionado para calentar adicionalmente el material vaporizable del receptáculo 527 y crear un vapor de plasma que es emitido a través de una abertura 538 del alojamiento. El calentador 536 por resistencia es activado eléctricamente mediante conducciones 541 de alimentación que se extienden a través de la viga de soporte 533.

Un escudo 544 contra el polvo, montado a pivotamiento puede ser posicionado selectivamente encima de los evaporadores 510 para protegerlos de las partículas de recubrimiento que no se adhieran a los cuerpos 204 de los recipientes y, alternativamente, puede ser situado en una posición inferior, dejando al descubierto los evaporadores.

El ángulo de recubrimiento del vapor de plasma emitido por los evaporadores 510 es, deseablemente, de 30 a 60º, como se ha descrito en la realización anterior. la distancia entre los evaporadores 510 y los cuerpos 204 de los recipientes es, deseablemente, de entre 0,5 y 2 m, como en el caso de la realización previamente descrita.

Funcionamiento del sistema de recubrimiento de alta velocidad y elevado volumen de producción

Descrito de una manera general, los cuerpos 204 de los recipientes de plástico son revestidos con un recubrimiento de óxido inorgánico, tal como sílice, alimentando los cuerpos de los recipientes automáticamente y de forma continua a la celda de vacío 206, trasladando el alimentador 203 de recipientes los cuerpos de los recipientes a través de la celda de vacío con el transportador 209 encima de la fuente 212 de vapor de recubrimiento y retirando los cuerpos de los recipientes recubiertos desde la celda de vacío mediante el alimentador de recipientes.

Más particularmente, antes de que los cuerpos 204 de los recipientes de plástico sean recubiertos mediante el sistema 200 de alta velocidad y elevado volumen de producción, se cargan los receptáculos 527 de evaporador con un material vaporizable, tal como silicio, y se evacua el aire de la celda de vacío 206 hasta una presión de unos 2 x 10^{-4} mbar. Se alimenta oxígeno a la celda de vacío 206 a través de entradas de gas apropiadas.

Se suministran cuerpos 204 de recipientes de plástico sin recubrir al alimentador 203 de recipientes desde una fuente 224 de cuerpos de recipientes, tal como una instalación de moldeo de recipientes por soplado. Los cuerpos 204 de recipientes sin recubrir son transportados por el primer transportador de tornillo 230 al primer alimentador giratorio exterior 239, que transporta los cuerpos de los recipientes sin recubrir a aberturas 288 individuales de la rueda de alimentación 236 a través de la abertura exterior 203 de la abertura 221 de la celda de vacío. Las aberturas 288 son evacuadas a medida que los cuerpos 204 de los recipientes sin recubrir son transportados por la rueda de alimentación 236 al primer alimentador giratorio interior 242. El primer alimentador giratorio interior 242 coge los cuerpos 20 de los recipientes sin recubrir y los traslada al transportador 209.

Los recipientes sin recubrir son tapados con tapas magnéticas 312 con ventilación mediante la máquina 314 de aplicación de tapas. Las tapas 312 permiten que los cuerpos de los recipientes se mantengan a una ligera presión en el ambiente de alto vacío de la celda de vacío 206.

Los portadores 457 de recipientes llevados por el transportador 209 se unen magnéticamente a las tapas 312 de los cuerpos de los recipientes y los trasladan en yendo y viniendo cuatro veces a través del alojamiento de recubrimiento 409 sobre los evaporadores 510. Los portadores 457 de recipientes están orientados verticalmente cuando recogen, inicialmente, los cuerpos de los recipientes. Los portadores 457 de recipientes y los cuerpos 204 de recipiente son reorientados cuando los portadores 457 de recipientes se desplazan a lo largo del carril transportador sin fin 454.

El silicio de los receptáculos 527 de evaporador es calentado mediante los calentadores 536 de resistencia eléctrica y los evaporadores 510 y los cátodos fríos 521 asociados. Esto crea un vapor de plasma que comprende silicio evaporado y pequeñas cantidades de aditivos metálicos evaporados tales como zinc, cobre o magnesio, que se evaporan desde los propios cátodos fríos 521. A medida que los cuerpos 204 de los recipientes pasan sobre los evaporadores 510, el material del vapor de plasma se deposita sobre la superficie exterior de los cuerpos de los recipientes y reacciona con el oxígeno del alojamiento 409 de recubrimiento para formar un delgado recubrimiento de óxido inorgánico, duradero, sobre la superficie exterior de los cuerpos de los recipientes. Las tapas 312 montadas en los acoplamientos o aberturas roscadas de los cuerpos de los recipientes, hacen que las aberturas roscadas o acoplamientos permanezcan sin recubrir.

El carril transportador 454 lleva primero los cuerpos 204 de los recipientes en una primera pasada sobre los evaporadores 510, con los lados de los cuerpos de los recipientes mirando hacia los evaporadores. Los portadores 457 de recipientes hacen girar constantemente los cuerpos 204 de los recipientes durante todo el proceso de transporte y de recubrimiento. A continuación, los portadores 457 de recipientes llevan los cuerpos 204 de los recipientes a lo largo de un lado del bucle interior 451 en el carril 454 de transportador en una segunda pasada sobre los evaporadores 510. En la segunda pasada, los portadores 457 de recipientes y los cuerpos 204 de los recipientes están orientados verticalmente, con el fondo de los cuerpos de los recipientes mirando hacia los evaporadores 510, con el fin de recubrir el fondo de los cuerpos de los recipientes. A continuación, los portadores 457 de recipientes siguen el carril 454 de transportador a lo largo del otro lado del bucle interno 451 en una tercera pasada por los evaporadores 510. Al igual que en la segunda pasada, los portadores 457 de recipientes y los cuerpos 204 de los recipientes están orientados verticalmente, con el fondo de los cuerpos de los recipientes mirando hacia los evaporadores 510. En la cuarta y última pasada sobre los evaporadores 510, los portadores 457 de recipientes siguen el carril 454 de transportador a lo largo del otro lado del bucle exterior 448. En esta cuarta pasada, el carril 454 de transportador reorienta los portadores 457 de recipientes y los cuerpos 204 de los recipientes de modo que los lados de éstos miren hacia los evaporadores 510.

Los cuerpos 204 de los recipientes, recubiertos, son devueltos entonces a la posición vertical y son cogidos por los brazos 383 del segundo alimentador giratorio interior 245. El segundo alimentador giratorio interior 245 transporta los cuerpos 204 de los recipientes recubiertos a las aberturas 288 de la rueda de alimentación giratoria 236. La rueda de alimentación 236 transporta los cuerpos 204 de los recipientes recubiertos al segundo alimentador giratorio exterior 248 mientras las aberturas 311 de alimentación de aire vuelven a poner a presión las aberturas 288 de la rueda de alimentación. El segundo alimentador giratorio exterior 248 coge los cuerpos de los recipientes recubiertos de las aberturas 288 de la rueda de alimentación 236 a través de la abertura exterior 300 y transporta los cuerpos 204 de los recipientes recubiertos al segundo transportador de tornillo 233, que traslada los cuerpos 204 de los recipientes recubiertos hacia la instalación 227 de envasado de bebida.

La instalación 227 de envasado de bebida puede ejecutar un proceso usual de llenado de bebida y de cierre. Los cuerpos de los recipientes recubiertos se llenan, primero, con una bebida y, luego, se cierran. Los recipientes pueden llenarse con una diversidad de bebidas, incluyendo bebidas alcohólicas tales como cerveza y bebidas sin alcohol, tales como bebidas carbónicas, agua, zumos, bebidas para deportistas y similares. Las bebidas pueden cerrarse a presión en el recipiente. Las bebidas carbónicas, por ejemplo, son cerradas a presión. Los recipientes fabricados de acuerdo con este invento, proporcionan una barrera contra el dióxido de carbono y, por tanto, mantienen el dióxido de carbono dentro del recipiente con la bebida carbónica.

Reciclado

Los recipientes recubiertos de este invento descritos en lo que antecede son particularmente adecuados para reciclarlos. Por tanto, una realización de este invento comprende un método para producir plástico con un contenido reciclado que comprende las operaciones de proporcionar un plástico en una carga o tanda, comprendiendo al menos parte del plástico de la carga recipientes de plástico recubiertos, y convertir el plástico de la carga a una forma adecuada para su extrusión en fusión. Los recipientes de plástico recubiertos para reciclaje comprenden un cuerpo de recipiente de plástico que tiene una superficie externa y un recubrimiento sobre ella que comprende un óxido inorgánico. En lo que sigue se describen, con mayor detalle, dos procedimientos de reciclaje adecuados.

La Figura 15 es una gráfica de flujo que ilustra un procedimiento de reciclaje físico. En el reciclaje de recipientes de plástico se lleva a cabo, normalmente, un reciclaje físico o un reciclaje químico. En el reciclaje físico, se proporciona una carga o tanda de plástico como se indica en el paso 100. Aunque este plástico puede incluir un único tipo de artículos, se contempla que se proporcionen plásticos tanto recubiertos como sin recubrir. Se puede tratar, entonces, de una operación que suponga un trabajo importante y que dará como resultado un reciclaje con costes elevados.

Mediante el presente invento, al menos en sus formas preferidas, puede evitarse esta operación 102 de separación. En particular, la operación 104 indica el mezclado de recipientes recubiertos y no recubiertos. Si bien esta operación se puede llevar a cabo, ciertamente, en el puesto de reciclado, se contempla que el mezclado real podría tener lugar antes de la llegada del plástico al puesto de reciclado. Por ejemplo, dicho mezclado podría producirse cuando el plástico fuese recogido por un vehículo para residuos y llevado al centro de reciclado. Una ventaja de la presente realización es que, cuando el plástico a reciclar se mezcla con plástico recubierto o con plástico no recubierto, la separación de ambos es innecesaria. En la práctica esto es, de hecho, imposible. En consecuencia, cuando se introducen recipientes recubiertos en la corriente de reciclado, el proceso de reciclado no se ve

\hbox{afectado}

.

Como en un proceso usual, los plásticos mezclados se muelen para obtener escamas en la operación 106. Puede llevarse a cabo una operación opcional, 108, consistente en el lavado de las escamas. De hecho, en muchos otros instantes del proceso podría realizarse una operación de lavado.

Después de la operación de lavado 108, si se realiza, o tras la operación de molienda 106, las escamas molidas son extrudidas en fusión en la operación 110. Luego, tiene lugar una operación 112 de conformación, mediante la cual simplemente se indica que se hace algo con la extrusión. Por ejemplo, gránulos, escamas o trozos de plástico con otras configuraciones podrían ser extrudidos en fusión y, luego, moldeados por soplado o por inyección. Son posibles muchos otros usos para el plástico reciclado. El plástico moldeado por soplado o por inyección puede reutilizarse para recipientes y, en particular, puede emplearse en recipientes para bebidas. De hecho, el plástico de la tanda proporcionado inicialmente en la operación 100 del método, puede estar constituido por recipientes de plástico para bebidas, por lo que es posible reciclar botellas para formar botellas. Naturalmente, el tipo de manipulación del plástico y la salida del proceso de reciclaje no está limitados.

Aparte de las operaciones de reciclado físico, la presente realización es aplicable, también, a un procedimiento de reciclado químico como se muestra en la Figura 16. Nuevamente, se proporcionan los plásticos en una operación 114. Usualmente, era necesaria una operación 116 de separación. La presente realización hace innecesaria tal operación 116 de separación. En forma similar al reciclado físico anteriormente descrito, se indica una operación 118 de mezclado de plástico recubierto y no recubierto. Este mezclado puede tener lugar en el puesto de reciclado o previamente a la llegada del plástico al mismo.

En el reciclado químico, el plástico es despolimerizado mediante procesos usuales, como se indica en la operación 120. Para indicar la flexibilidad de la presente realización, se contempla que en la operación 114 podría proporcionarse plástico recubierto y no recubierto separados. Estos plásticos separados se despolimerizarían por separado en la operación 120, pero se mezclarían de nuevo en la operación 122. Esta operación adicional de mezclado está destinada, simplemente, a señalar la flexibilidad del presente invento.

Una vez despolimerizado el plástico, se le polimeriza de nuevo en la operación 124. A este plástico se le puede dar, luego, la forma de un artículo deseado, por ejemplo por moldeo por soplado o por moldeo por extrusión, como se indica en la operación 126. De manera similar al proceso de reciclado físico, el proceso de reciclado químico puede tratar y producir muchos tipos de plástico. Por ejemplo, es posible reciclar botellas para fabricar botellas.

Otro beneficio del procedimiento de reciclado del presente invento es que se evita la opacidad en el producto reciclado final: dado que en el recubrimiento se utilizan partículas relativamente pequeñas, puede evitarse la opacidad en el producto reciclado finalmente obtenido. Además, el recubrimiento es aceptable para contacto con los alimentos y, por tanto, no afectará adversamente a los esfuerzos de reciclado durante la molienda ni la despolimerización en los procesos de reciclado.

El plástico producido en cualquiera de los procedimientos de reciclado puede ser moldeado por inyección o por soplado, como antes se ha señalado. Incluso si se introduce inicialmente un plástico recubierto en el procedimiento de reciclado, el recubrimiento del presente invento no interferirá con los procedimientos de moldeo por soplado o por inyección realizados aguas abajo.

Aunque se han descrito el reciclado físico y el reciclado químico en particular, debe apreciarse que el presente invento, por lo menos en sus formas preferidas, puede encontrar aplicación en otros tipos de procedimientos de reciclado.

Habiéndose descrito así el invento, será evidente que se pueden introducir variaciones de muchas maneras. No debe considerarse que tales variaciones se apartan del alcance del invento y, como sería evidente para un experto en la técnica, se pretende que tales modificaciones queden incluidas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee una barrera frente a los gases, comprendiendo el sistema:

una celda de vacío (50; 206) capaz de mantener un vacío en su interior;

un alimentador (40; 203) de recipientes para suministrar cuerpos (10; 204) de recipientes de plástico a la celda de vacío (50; 206) y para retirar recipientes de plástico recubiertos de ella, teniendo cada uno de los cuerpos de recipiente de plástico una superficie externa (6) y una superficie interna que define un espacio interior;

un transportador (52; 53; 209) dentro de la celda de vacío para trasladar los cuerpos de los recipientes de plástico a través de la celda de vacío; y

al menos una fuente (1; 212) dispuesta en la celda de vacío, para suministrar un vapor de recubrimiento a la superficie externa (6) de los cuerpos de los recipientes a medida que éstos son transportados a través de la celda de vacío, incluyendo dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento un evaporador para calentar y evaporar un material inorgánico de recubrimiento con el fin de formar el vapor de recubrimiento;

una alimentación (7) de gas para suministrar al menos un gas reactivo a un interior de la celda de vacío; estando dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento y el transportador, estructurados y dispuestos dentro de la celda de vacío de tal manera que (a) el vapor de recubrimiento procedente de dicha al menos una fuente, reaccione con el gas reactivo y deposite un delgado recubrimiento (9) sobre la superficie externa (6) de los recipientes, (b) el delgado recubrimiento comprende un compuesto inorgánico y se une a la superficie externa de los cuerpos (10; 204) de los recipientes, y (c) los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a presión, a una presión de 4,1 bar, poseen un efecto de barrera frente a los gases cuya magnitud es, al menos, 1,25 veces superior a la del efecto de barrera frente a los gases de los recipientes desprovistos de recubrimiento, cuando los recipientes carentes de recubrimiento contienen un fluido a presión a una presión de 4,1 bar.

2. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

3. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

4. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que mientras la celda de vacío (50; 206) mantiene un vacío en su interior, el alimentador (40; 203) de recipientes alimenta continuamente los cuerpos (10; 204) de los recipientes desde fuera de la celda de vacío a su interior, al transportador (52; 53; 209), el transportador traslada continuamente los cuerpos de los recipientes a través de la celda de vacío, por dicha al menos una fuente (1; 212) y el alimentador (40; 203) de recipientes recupera continuamente los recipientes recubiertos del transportador y los retira de la celda de vacío.

5. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, que comprende, además, medios para hacer girar los cuerpos (10; 204) de los recipientes mientras son transportados a través de la celda de vacío (50; 206)

6. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 4, en el que los cuerpos (10; 204) de los recipientes tienen, cada uno, un fondo y lados, y el transportador (52; 53; 209) es capaz de orientar los cuerpos de los recipientes de plástico con relación a dicha al menos una fuente (1; 212) de vapor de recubrimiento para recubrir tanto el fondo como los lados del recipiente con el vapor de recubrimiento.

7. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, que comprende, además, una máquina de aplicación de tapas para cerrar cada cuerpo recipiente con una tapa (20; 312) antes de que el cuerpo del recipiente sea alimentado al transportador (52; 53; 209), en el que el transportador comprende una pluralidad de brazos para aplicarse con las tapas mientras éstas se encuentran en los cuerpos (10; 204) de los recipientes y para llevar a éstos mientras el transportador traslada los cuerpos de los recipientes a través de la celda de vacío

\hbox{(50; 206)}

.

8. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, que incluye, además, medios para formar el vapor de recubrimiento como un plasma de alta energía.

9. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que dicha al menos una fuente (1; 212) de vapor de recubrimiento comprende un receptáculo (3; 524) conectado eléctricamente como ánodo, para contener al menos parte del material (4) de recubrimiento y un cátodo frío (2; 521) dirigido hacia la parte del material de recubrimiento del receptáculo para vaporizar, al menos parcialmente, el material de recubrimiento (4) y formar el vapor de recubrimiento como un

\hbox{plasma}

.

10. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 9, en el que el cátodo frío (2; 521) es vaporizable para constituir parte del vapor de recubrimiento.

11. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 10, en el que el cátodo frío (2; 521) comprende latón.

12. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 10, en el que el cátodo frío (2; 521) comprende magnesio.

13. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que el transportador (52; 53; 209) y dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento están estructurados y dispuestos de forma que el vapor de recubrimiento reaccione sobre las superficies externas de los cuerpos (10; 204) de los recipientes con el gas reactivo suministrado por la alimentación (7) de gas, para formar el recubrimiento.

14. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 1, en el que el recubrimiento delgado (9) comprende, además, un aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio.

15. El sistema de fabricación de un recipiente de plástico recubierto que posee un efecto de barrera frente a los gases, comprendiendo el método las operaciones de:

alimentar cuerpos (10; 204) de recipientes de plástico a una celda de vacío (50; 206) mientras ésta mantiene un vacío en su interior, teniendo cada uno de los cuerpos de recipiente de plástico una superficie externa (6) y una superficie interna que define un espacio interior;

alimentar un gas reactivo a la celda de vacío;

calentar y evaporar un material inorgánico de recubrimiento con un evaporador (1; 510) dispuesto en la celda de vacío (50; 206) con el fin de formar un vapor de recubrimiento; y

retirar los recipientes de plástico recubiertos de la celda de vacío,

realizándose las operaciones de transporte de los cuerpos de los recipientes y de formación del vapor de recubrimiento de tal modo que, cuando los cuerpos de los recipientes son transportados a través de la celda de vacío (50; 206), el vapor de recubrimiento reacciona con el gas reactivo y se deposita un delgado recubrimiento (9) sobre la superficie externa de los recipientes, (b) el recubrimiento delgado comprende un compuesto inorgánico y se une a la superficie externa de los cuerpos de los recipientes, y (c) los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a presión, a una presión de 4,1 bar, poseen un efecto de barrera frente a los gases cuya magnitud es, al menos, 1,25 veces superior a la del efecto de barrera frente a los gases de los recipientes desprovistos de recubrimiento, cuando los recipientes carentes de recubrimiento contienen un fluido a presión a una presión de 4,1 bar.

16. El método de fabricar un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 15, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

17. El método de fabricar un recipiente de plástico recubierto de la reivindicación 15, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

18. El método de la reivindicación 15, en el que mientras la celda de vacío (50; 206) mantiene un vacío en su interior, la operación de alimentación incluye alimentar continuamente los cuerpos de los recipientes desde fuera de la celda de vacío a su interior, al transportador (52; 53; 209), la operación de transporte incluye trasladar continuamente los cuerpos (10; 204) de los recipientes a través de la celda de vacío, por dicha al menos una fuente, y la operación de alimentación incluye, además, recuperar continuamente los recipientes recubiertos del transportador y retirarlos de la celda de vacío.

19. El método de la reivindicación 15, en el que la operación de transporte comprende hacer girar los cuerpos (10; 204) de los recipientes mientras éstos son trasladados a través de la celda de vacío (50; 206).

20. El método de la reivindicación 18, en el que la operación de alimentación comprende alimentar automática y continuamente los cuerpos (204) de los recipientes mediante un alimentador giratorio a la celda de vacío (206), al transportador (209) desde una fuente de cuerpos de recipientes exterior a la celda de vacío, y en recuperar automática y continuamente los recipientes recubiertos del transportador y trasladar los recipientes recubiertos a un lugar situado fuera de la celda de vacío.

21. El método de la reivindicación 20, en el que el alimentador giratorio de recipientes incluye una rueda de alimentación (236) montada a rotación en una abertura de la celda de vacío.

22. El método de la reivindicación 21, en el que hay abrazaderas (305) dispuestas en cada una de las aberturas 288 de la rueda de alimentación para coger los cuellos de los cuerpos (204) de los recipientes mientras éstos son transportados por la rueda de alimentación (236).

23. El método de la reivindicación 20, en el que el alimentador giratorio de recipientes incluye un primer alimentador (239) giratorio exterior para alimentar automática y continuamente los cuerpos de los recipientes de plástico sin recubrir a la rueda de alimentación (236) y un primer alimentador (242) giratorio interior para alimentar automática y continuamente los cuerpos de los recipientes de plástico sin recubrir desde la rueda de alimentación (236) al transportador (209), un segundo alimentador (245) giratorio interior para alimentar automática y continuamente los cuerpos de los recipientes de plástico recubiertos desde el transportador (209) a la rueda de alimentación (236) y un segundo alimentador (248) giratorio exterior para tomar automática y continuamente los cuerpos de los recipientes de plástico recubiertos de la rueda de alimentación (236).

24. El método de la reivindicación 23, en el que hay abrazaderas (392) para agarrar el cuello de los cuerpos (204) de los recipientes, dispuestas en los alimentadores giratorios interiores y exteriores.

25. El método de la reivindicación 15, que comprende, además, la operación de formar el vapor de recubrimiento como un plasma de alta energía.

26. El método de la reivindicación 15, que comprende, además, la operación de cerrar los cuerpos (10; 204) de los recipientes de forma que se encuentren cerrados cuando estén en la celda de vacío (50; 206), con el fin de evitar que escape el aire contenido en los cuerpos de los recipientes.

27. El método de la reivindicación 26, en el que se cierran los cuerpos (10; 204) de los recipientes existiendo en su interior una presión mayor que la presión reinante en la celda de vacío (50; 206).

28. El método de la reivindicación 15, en el que la operación de suministrar un vapor de recubrimiento comprende, además, unir, química y/o físicamente, el compuesto inorgánico a la superficie externa de los cuerpos (10; 204) de los recipientes.

29. El método de la reivindicación 15, en el que el evaporador (1; 510) comprende un receptáculo (3; 524) conectado eléctricamente como ánodo, para contener al menos parte del material de recubrimiento y un cátodo frío (2; 521), y la operación de formación del vapor de recubrimiento comprende dirigir el cátodo frío (2; 521) hacia la parte del material de recubrimiento del receptáculo para vaporizar, al menos parcialmente, el material de recubrimiento y formar el vapor de recubrimiento como un plasma.

30. El método de la reivindicación 29, en el que la operación de vaporización incluye vaporizar al menos parte del cátodo frío (2; 521) para formar parte del vapor de recubrimiento.

31. El método de la reivindicación 30, en el que el cátodo frío (2; 521) comprende latón.

32. El método de la reivindicación 30, en el que el cátodo frío (2; 521) comprende magnesio.

33. El método de la reivindicación 15, en el que la operación de suministro incluye vaporizar un componente que le comunica color al recubrimiento del recipiente.

34. El método de la reivindicación 17, en el que la operación de suministrar el vapor de recubrimiento se realiza de forma que el óxido inorgánico sea SiO_{x} y x se encuentre en el margen de 1,7 a 2,0.

35. El método de la reivindicación 17, en el que el recubrimiento delgado comprende, además, un aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio.

36. El método de la reivindicación 35, en el que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio, es magnesio.

37. El método de la reivindicación 35, en el que la operación de suministrar el vapor de recubrimiento se lleva a cabo de forma que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio esté presente en el recubrimiento en una cantidad de desde el 0,01 al 50% en peso basado en Si y se selecciona del grupo consistente en Li, Na, K, Rb, Cr, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Mn, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Ge e In.

38. El método de la reivindicación 35, en el que la operación de suministrar el vapor de recubrimiento se lleva a cabo de forma que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio, esté presente en el recubrimiento en una cantidad de desde el 0,01 al 15% en peso basado en el Si.

39. El método de la reivindicación 35, en el que la operación de suministrar el vapor de recubrimiento se lleva a cabo de forma que el recubrimiento se deposite sobre la superficie exterior del cuerpo (10; 204) del recipiente utilizando deposición a partir de vapor, siendo el recubrimiento sustancialmente homogéneo, y amorfo y tiene un grosor, estando presentes el óxido inorgánico y el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio, en el recubrimiento, en concentraciones sustancialmente constantes en todo el grosor del recubrimiento, siendo el óxido inorgánico SiO_{x}, y x se encuentra en el margen de 1,7 a 2,0.

40. Un recipiente de plástico recubierto fabricado de acuerdo con el método de la reivindicación 15.

41. El recipiente de plástico de la reivindicación 40, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo consistente en oxígeno, nitrógeno, azufre y

\hbox{halógenos}

.

42. El recipiente de plástico de la reivindicación 40, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

43. El recipiente de plástico de la reivindicación 40, en el que el recubrimiento es sustancialmente homogéneo.

44. El recipiente de plástico de la reivindicación 40, en el que el recubrimiento es amorfo.

45. El recipiente de plástico de la reivindicación 42, en el que el recubrimiento comprende, además, un aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio.

46. El recipiente de plástico de la reivindicación 45, en el que el recubrimiento tiene un grosor y el óxido inorgánico y el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio están presentes en el recubrimiento en concentraciones sustancialmente constantes en todo el grosor del recubrimiento.

47. El recipiente de plástico de la reivindicación 45, en el que el óxido inorgánico es SiOx y x está en el margen de 1,7 a 2,0.

48. El recipiente de plástico de la reivindicación 45, en el que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio comprende Mg.

49. El recipiente de plástico de la reivindicación 47, en el que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio está presente en el recubrimiento en una cantidad que va desde el 0,01 al 50% en peso basado en el Si y está seleccionado del grupo que consiste en Li, Na, K, Rb, Cr, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Mn, V, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Cu, Ge e In.

50. El recipiente de plástico de la reivindicación 47, en el que el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio está presente en el recubrimiento en una cantidad de desde 0,01 a 15% en peso basado en el Si.

51. El recipiente de plástico de la reivindicación 47, en el que el recubrimiento es sustancialmente homogéneo, y amorfo y tiene un grosor, estando presentes el óxido inorgánico y el óxido inorgánico y el aditivo metálico que interviene en la formación de vidrio, en el recubrimiento, en concentraciones sustancialmente constantes en todo el grosor del recubrimiento, siendo el óxido inorgánico SiO_{x}, y encontrándose x en el margen de 1,7 a 2,0.

52. El recipiente de plástico de la reivindicación 51, en el que el grosor del recubrimiento es de 10-100 nm.

53. El recipiente de plástico de la reivindicación 40, en el que el recubrimiento inorgánico incluye, además, un pigmento para colorear la superficie externa del recipiente.

54. Un método de producir plástico con un contenido de reciclado, que comprende las operaciones de:

proporcionar un plástico (100, 114) en forma de tanda, comprendiendo al menos parte de éste recipientes de plástico recubiertos fabricados de acuerdo con el método de la reivindicación 15, comprendiendo cada recipiente de plástico recubierto un cuerpo (10; 204) de recipiente de plástico con una superficie interna que define un espacio interior y una superficie externa (6) y un recubrimiento (9) sobre ella, cuyo recubrimiento comprende un compuesto inorgánico; y

convertir el plástico en forma de tanda a una forma adecuada para ser extrudido en fusión.

55. El método de la reivindicación 54, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

56. El método de la reivindicación 54, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

57. El método de la reivindicación 54, en el que la operación de conversión comprende moler el plástico en forma de tanda para producir escamas (106) y fundir éstas para formar un plástico reciclado que puede ser extrudido en fusión.

58. El método de la reivindicación 54, en el que la operación de conversión comprende despolimerizar el plástico (120) en tanda y volver a polimerizar (124) dicho plástico en tanda despolimerizado para formar un plástico reciclado que puede ser extrudido en fusión.

59. El método de la reivindicación 56, en el que el óxido inorgánico es sílice.

60. El método de la reivindicación 56, en el que el óxido inorgánico es SiO_{x} y x está en el margen de 1,7 a 2,0.

61. El método de la reivindicación 54, en el que el grosor del recubrimiento es de 10-100 nm.

62. Un método de envasar una bebida, que comprende las operaciones de:

proporcionar un recipiente de plástico recubierto fabricado de acuerdo con el método de la reivindicación 15, comprendiendo el recipiente de plástico recubierto un cuerpo de recipiente de plástico que tiene una superficie interior que define un espacio interno y una superficie exterior (6) y un recubrimiento (9) sobre ella, cuyo recubrimiento comprende un compuesto inorgánico, proporcionando el recubrimiento una barrera frente a los gases;

llenar el recipiente de plástico con una bebida; y

cerrar el recipiente de plástico tras la operación de llenado.

63. El método de la reivindicación 62, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

64. El método de la reivindicación 62, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

65. El método de la reivindicación 62, en el que la operación de proporcionar un recipiente comprende proporcionar en forma continua una pluralidad de recipientes de plástico recubiertos, la operación de llenado comprende llenar continuamente con la bebida la pluralidad de recipientes de plástico recubiertos, y la operación de cierre comprende encerrar de forma continua la bebida en la pluralidad de recipientes después de la operación de llenado.

66. El método de la reivindicación 62, en el que la operación de cierre comprende encerrar la bebida a presión en el recipiente recubierto.

67. El método de la reivindicación 66, que comprende, además, la operación de carbonatar la bebida antes de la operación de llenado.

68. Un sistema para envasar una bebida, que comprende:

un sistema de producción de recipientes de plástico recubiertos como se reivindica en la reivindicación 1;

una máquina llenadora para llenar los recipientes de plástico con una bebida; y

una máquina de cierre para cerrar los recipientes de plástico tras la operación de llenado.

69. El sistema de la reivindicación 68, en el que el gas reactivo se selecciona del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, azufre y halógenos.

70. El sistema de la reivindicación 68, en el que el gas reactivo es oxígeno y el compuesto inorgánico es un óxido inorgánico.

71. El sistema para envasar una bebida como se reivindica en la reivindicación 68, en el que el elemento de cierre está dispuesto para encerrar la bebida a presión en el recipiente recubierto.

72. El sistema para envasar una bebida como se reivindica en la reivindicación 71, que comprende además un carbonatador para carbonatar la bebida antes de la operación de llenado.

73. Un sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto que posee una barrera frente a los gases, comprendiendo el sistema:

una celda de vacío (50; 206) capaz de mantener un vacío en su interior;

un alimentador (40; 203) de recipientes para suministrar cuerpos (10; 204) de recipientes de plástico a la celda de vacío (50; 206) y para retirarlos de ella, teniendo cada uno de los cuerpos de los recipientes de plástico una superficie exterior (6) y una superficie interior que define un espacio interno;

al menos una fuente (1; 212) dispuesta en la celda de vacío para suministrar un vapor de recubrimiento a la superficie exterior (6) de los cuerpos de los recipientes cuando éstos son transportados a través de la celda de vacío, incluyendo dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento un evaporador para calentar y evaporar un material metálico de recubrimiento con el fin de formar el vapor de recubrimiento;

estando dicha al menos una fuente de vapor de recubrimiento y el transportador estructurados y dispuestos dentro de la celda de vacío de tal manera que el vapor de recubrimiento procedente de dicha al menos una fuente, deposite un delgado recubrimiento (9) sobre la superficie exterior (6) de los recipientes, comprendiendo el recubrimiento delgado un metal y uniéndose a la superficie exterior de los cuerpos (10; 204) de los recipientes, y poseyendo los recipientes de plástico recubiertos, resultantes, cuando contienen un fluido a presión a una presión de 4,1 bar, un efecto de barrera frente a los gases que es, al menos 1,25 veces mejor que el efecto de barrera frente a los gases de los recipientes carentes del recubrimiento cuando los recipientes sin recubrimiento contienen un fluido a presión a una presión de 4,1 bar.

74. El sistema para fabricar un recipiente de plástico recubierto como se reivindica en la reivindicación 73, en el que dicha al menos una fuente (1; 212) de vapor de recubrimiento comprende un receptáculo (3; 524) conectado eléctricamente como ánodo, para contener al menos parte del material (4) de recubrimiento metálico y un cátodo frío (2; 521) dirigido hacia la parte del material de recubrimiento metálico del receptáculo para vaporizar, al menos parcialmente, el material de recubrimiento metálico y formar el vapor de recubrimiento como un plasma.