ES2342948T3 - Procedimiento de tratamiento de un recipiente que comprende fases de bombeo en vacio y maquina para llevarlo a cabo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de tratamiento de al menos un recipiente (12) para realizar la deposición de un revestimiento interno que forma una barrera mediante un plasma micro-ondas, en especial con vistas a permitir el acondicionamiento de líquidos oxido-sensibles en el recipiente (12), del tipo en el cual el recipiente (12) está dispuesto en el interior de un recinto (16) de tratamiento herméticamente cerrado que delimita una cavidad (18) en el exterior del recipiente (12) y que está conectado a un circuito de bombeo (50) de vacío por un conducto de vacío externo (20), estando el interior del recipiente (12) conectado al circuito de bombeo (50) por un conducto de vacío interno (34), del tipo que comprende una etapa preliminar (E1) en el transcurso de la cual el circuito de bombeo (50) provoca una disminución de la presión en el interior de la cavidad (18) hasta un valor determinado llamado valor final externo (pFext) y una disminución de la presión en el interior del recipiente (12) hasta un valor determinado llamado valor final interno (pFint) que es inferior al valor final externo (pFext), siguiendo a la etapa preliminar (E1) una etapa de tratamiento (E2) en el transcurso de la cual los valores finales (pFext, pFint) son mantenidos en la cavidad (18) y en el recipiente (12) para permitir la deposición del revestimiento interno en el recipiente (12), caracterizado por el hecho de que la etapa preliminar (E1) comprende sucesivamente: - una fase de bombeo externo (P1), en el transcurso de la cual el conducto de vacío interno (34) está cerrado y el conducto de vacío externo (20) abierto se cierra, provocando el circuito de bombeo (50) la disminución de la presión únicamente en la cavidad (18), hasta un valor intermedio (pMext) que es superior al valor final externo (pFext), - una fase intermedia de bombeo (Pm), entre la fase de bombeo externo (P1) y una fase de bombeo interno (P2), en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo (20) y el conducto de vacío interno (34) se abren simultáneamente de manera que el circuito de bombeo (50) disminuye simultáneamente la presión en la cavidad (18) y en el interior del recipiente (12), hasta que la presión en la cavidad (18) alcance el valor final externo (pFext), y: - una fase de bombeo interno (P2), en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo (20) está cerrado y el conducto de vacío interno (34) está abierto, provocando el circuito de bombeo (50) la disminución de la presión únicamente en el interior del recipiente (12), hasta el valor final interno (pFint).
Description
Procedimiento de tratamiento de un recipiente
que comprende fases de bombeo en vacío y máquina para llevarlo a
cabo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a una máquina de tratamiento de recipientes de
material plástico tales como las botellas de tereftalato de
polietileno (PET).
La presente invención se refiere más
especialmente a un procedimiento de tratamiento de al menos un
recipiente para realizar la deposición de un revestimiento interno
que forma una barrera mediante un plasma
micro-ondas, en especial con vistas a permitir el
acondicionamiento de líquidos oxido-sensibles en el
recipiente, del tipo en el cual el recipiente está dispuesto en el
interior de un recinto de tratamiento herméticamente cerrado que
delimita una cavidad en el exterior del recipiente y que está
conectada a un circuito de bombeo de vacío por un conducto de vacío
externo, estando el interior del recipiente conectado al circuito de
bombeo por un conducto de vacío interno, del tipo que comprende una
etapa preliminar en el transcurso de la cual el circuito de bombeo
provoca una disminución de la presión en el interior de la cavidad
hasta un valor determinado llamado valor final externo y una
disminución de la presión del recipiente hasta un valor determinado
llamado valor final interno, siguiendo a la etapa preliminar una
etapa de tratamiento en el transcurso de la cual los valores
finales son mantenidos en la cavidad y en el recipiente para
permitir la deposición del revestimiento interno en el
recipiente.
El documento
DE-A-4318086 describe el tratamiento
de recipientes de materia plástica con ayuda de una instalación que
comprende un conducto de vacío interno y externo.
En el transcurso de la etapa de tratamiento, un
fluido precursor (por ejemplo a base de acetileno en el caso de la
realización de un revestimiento con carbón, o un compuesto de órgano
silicio en el caso de un depósito a base de sílice) se inyecta en
el recipiente y se somete a la acción de microondas de manera que
pasa al estado de plasma y provoca un depósito de barrera sobre las
paredes internas del recipiente.
Para poder realizar este depósito, es necesario
hacer el vacío en el interior del recipiente y en la cavidad, y
mantener este vacío durante toda la etapa de tratamiento.
Generalmente, la presión deseada en el interior
del recipiente es de aproximadamente 0,1 mbar y la presión deseada
en el interior de la cavidad es de aproximadamente 50 mbar.
Es conocido llevar a cabo la etapa preliminar
bombeando simultáneamente en la cavidad y en el recipiente, hasta
que la presión en la cavidad alcance el valor final externo
(aproximadamente 50 mbar).
Entonces, un dispositivo de obturación cierra
herméticamente la cavidad, para permitir el descenso de la presión
en el interior del recipiente hasta el valor final interno que es
inferior al valor final externo.
El bombeo simultáneo en la cavidad y en el
recipiente puede plantear problemas importantes puesto que es
difícil controlar la velocidad a la cual disminuye la presión en
cada uno de los dos elementos.
Efectivamente, en función en especial de las
secciones de paso del aire aspirado en el recipiente y en la
cavidad, de la forma del recipiente, ocurre que el vacío se hace muy
rápidamente en el recipiente y más lentamente en la cavidad, de
manera que durante un lapso de tiempo determinado, la diferencia de
presión entre el interior del recipiente y la cavidad alcanza un
valor superior a las capacidades de resistencia mecánica al
aplastamiento del recipiente.
Generalmente, un recipiente en PET no soporta
más de 70 a 80 mbar en depresión.
Por lo tanto, la diferencia de presión entre los
dos elementos provoca el aplastamiento del recipiente sobre sí
mismo, lo cual conduce al rechazo del recipiente y eventualmente a
una parada de la máquina de tratamiento.
Para evitar estos problemas, es posible aumentar
la resistencia mecánica del recipiente, por ejemplo aumentando el
espesor de las paredes.
Esta solución no es satisfactoria porque conduce
a aumentar el peso y el coste del recipiente.
La resistencia mecánica del recipiente también
puede ser aumentada escogiendo una forma adaptada.
Esta solución no es no más satisfactoria porque
constituye una restricción técnica que impide escoger libremente la
forma exterior del recipiente.
La invención se propone en especial dar remedio
a estos inconvenientes de manera simple y económica.
Con este objetivo, la invención propone un
procedimiento de tratamiento del tipo descrito anteriormente,
caracterizado por el hecho de que la etapa preliminar comprende
sucesivamente:
- -
- una fase de bombeo externo, en el transcurso de la cual el conducto de vacío interno está cerrado y el conducto de vacío externo abierto cerrado, provocando el circuito de bombeo la disminución de la presión únicamente en la cavidad, hasta un valor determinado que es superior o igual al valor final externo,
- -
- y, una fase de bombeo interno, en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo está cerrado y el conducto de vacío interno abierto cerrado, provocando el circuito de bombeo la disminución de la presión únicamente en el interior del recipiente, hasta el valor final interno.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otra característica de la invención,
durante la fase de bombeo externo, el circuito de bombeo disminuye
la presión en la cavidad hasta un valor intermedio que es superior
al valor final externo, y está prevista una fase intermedia de
bombeo, entre la fase de bombeo externo y la fase de bombeo interno,
en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo y el
conducto de vacío interno se abren simultáneamente de manera que el
circuito de bombeo disminuye simultáneamente la presión en la
cavidad y en el interior del recipiente, hasta que la presión en la
cavidad alcance el valor final externo.
La invención propone también una máquina de
tratamiento de botellas para la realización del procedimiento según
cualquiera de las características anteriores, que comprende al menos
una estación de tratamiento para al menos un recipiente,
comprendiendo cada estación de tratamiento:
- -
- un recinto de tratamiento previsto para contener al menos un recipiente y que delimita alrededor del recipiente una cavidad conectada de manera estanca a un conducto de vacío externo,
- -
- y, un conducto de vacío interno conectado de manera estanca al interior del recipiente,
del tipo en la cual el conducto de vacío externo
y el conducto de vacío interno son conectados a un circuito de
bombeo de vacío común, comunicándose el conducto de vacío interno
con el circuito de bombeo mediante un primer dispositivo de
obturación controlado y comunicándose el conducto de vacío externo
con el circuito de bombeo mediante un segundo dispositivo de
obturación controlado, caracterizada por el hecho de que el conducto
de vacío externo está conectado directamente al circuito de bombeo,
sin pasar por el conducto de vacío interno, y por el hecho de que
el primer dispositivo de obturación está controlado para permitir el
bombeo en la cavidad independientemente del bombeo en el
recipiente.
\vskip1.000000\baselineskip
Según otras características de la máquina según
la invención:
- -
- al menos un dispositivo de obturación está constituido por una válvula controlada por un sistema de leva;
- -
- al menos un dispositivo de obturación está constituido por una electroválvula.
\vskip1.000000\baselineskip
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán con la lectura de la descripción detallada siguiente
para la comprensión de la cual se hará referencia a los dibujos
adjuntos en los cuales:
- la figura 1 es una vista en sección axial que
representa esquemáticamente una estación de tratamiento de una
máquina realizada según las enseñanzas de la invención y que ilustra
una fase de bombeo externo;
- la figura 2 es una vista similar a la de la
figura 1 que ilustra una fase de bombeo interno.
En las figuras 1 y 2, se ha representado
esquemáticamente una máquina 10 de tratamiento de recipientes 12,
constituidos aquí por unas botellas 12, para la realización del
procedimiento según la invención.
La máquina 10 puede realizarse en forma de un
carrusel que comprende una serie de estaciones de tratamiento 14
idénticas que están repartidas circunferencialmente alrededor de un
eje de rotación principal.
Las figuras 1 y 2 representan parcialmente una
estación de tratamiento 14 prevista para una botella 12.
La estación de tratamiento 14 comprende un
recinto 16 de tratamiento previsto para contener a la botella 12 y
que delimita, alrededor de la botella 12, una cavidad 18 conectada
de manera estanca a un conducto de vacío externo 20. El recinto 16
está hecho de un material transparente a las microondas, típicamente
cuarzo.
La botella 12 está aquí dispuesta verticalmente
en el recinto 16 de manera que su cuello 22 se extiende hacia
arriba a través de una abertura superior 24 correspondiente del
recinto 16.
En lo que sigue de la descripción, se define, a
título no limitativo, una dirección axial vertical según el eje
vertical de la botella, y una dirección transversal con respecto a
esta dirección axial.
\newpage
Ventajosamente, el conducto de vacío externo 20
desemboca en la cavidad 18 a través de una abertura inferior 26
practicada en la pared transversal inferior 27 del recinto 16.
El recinto 16 está él mismo contenido en un
cajón 28 que está asociado a un generador 30 de microondas.
El extremo axial superior del recinto 16 está en
contacto estanco con la pared transversal superior 31 del cajón 28,
de manera que la abertura superior 24 del recinto 16 esté dispuesta
frente a una abertura 33 asociada dispuesta en dicha pared
transversal superior 31.
La estación de tratamiento 14 comprende una tapa
32 prevista para cerrar la abertura superior 24 del recinto 16 de
manera hermética y que comprende un conducto de vacío interno 34, o
cámara de bombeo, conectada de manera estanca con el interior de la
botella 12.
Según el modo de realización representado aquí,
la pared transversal inferior 36 de la tapa 32 está provista de una
tobera 38 de forma tubular que se extiende axialmente hacia abajo y
que comprende una superficie anular 40 transversal inferior que se
apoya axialmente de manera estanca contra la pared transversal
superior 31 del cajón 28 para cerrar la abertura 33 del cajón 28 y
la abertura superior 24 del recinto 16.
La tobera 38 permite la conexión estanca del
conducto de vacío interno 34 con el interior de la botella 12 a
través de un paso 35 dispuesto en la pared transversal inferior 36
de la tapa 32.
La tobera 38 está provista de un dispositivo de
prensión 42 previsto para agarrar la botella 12 exteriormente por
su cuello 22.
Un inyector 44 de fluido precursor está
dispuesto en la pared transversal superior 46 de la tapa 32. El
inyector 44 comprende un tubo de inyección 48 que se extiende
axialmente hacia abajo a través de la tapa 32 y a través del cuello
22 de la botella 12.
El conducto de vacío externo 20 y el conducto de
vacío interno 34 están conectados a un circuito de bombeo 50 de
vacío común.
El circuito de bombeo 50 está unido a una bomba
de vacío (no representada).
Según las enseñanzas de la invención, el
conducto de vacío externo 20 está conectado directamente al
circuito de bombeo 50 mediante un dispositivo de obturación 52
controlado, por ejemplo una electroválvula.
El conducto de vacío externo 20 no está
conectado al conducto de vacío interno 34 de la tapa 32.
El conducto de vacío interno 34 se comunica con
el circuito de bombeo 50 mediante un orificio de conexión 54 que
está hecho aquí en la pared transversal inferior 36 de la tapa
32.
Preferentemente, tal como se ilustra en las
figuras, el orificio de conexión 54 está provisto de un dispositivo
de obturación 56 controlado para permitir el bombeo en la cavidad 18
independientemente del bombeo en la botella 12.
El dispositivo de obturación 56 controlado del
que está dotado el orificio de conexión 54 puede ser controlado por
cualquier accionador 58 adecuado (accionador de leva o,
preferentemente, accionador electromagnético, de manera que en este
caso el dispositivo de obturación 56 controlado constituye una
electroválvula).
Se describe a continuación un procedimiento de
tratamiento de un recipiente, constituido por una botella, según
las enseñanzas de la invención y llevado a cabo mediante la máquina
10 que se acaba de describir.
El procedimiento de tratamiento se propone
realizar la deposición de un revestimiento llamado capa de barrera
sobre las paredes internas de la botella 12 mediante un plasma
microondas, en especial con vistas a permitir el acondicionamiento
de líquidos oxido-sensibles en la botella 12.
El procedimiento de tratamiento comprende una
etapa preliminar E1 en el transcurso de la cual el circuito de
bombeo 50 provoca una disminución de la presión en el interior de la
cavidad 18 hasta un valor determinado llamado valor final externo
pFext y una disminución de la presión en el interior de la botella
12 hasta un valor determinado llamado valor final interno pFint que
es inferior al valor final externo pFext.
La etapa preliminar E1 viene seguida de una
etapa de tratamiento E2 en el transcurso de la cual los valores
finales pFext, pFint son mantenidos en la cavidad 18 y en la botella
12 para permitir la deposición del revestimiento interno en la
botella 12.
Según las enseñanzas de la invención, después de
la etapa preliminar E1 el procedimiento comprende sucesivamente una
fase de bombeo externo P1, que se ilustra en la figura 1, y una fase
de bombeo interno P2, que se ilustra en la figura 2.
En el transcurso de la fase de bombeo externo
P1, el dispositivo de obturación 56 está controlado en posición
cerrada, tal como se representa en la figura 1, lo cual cierra la
comunicación entre el conducto de vacío interno 34 y el circuito de
bombeo 50, y el dispositivo de obturación 52 está controlado en
posición abierta lo que hace que se comunique el conducto de vacío
externo 20 con el circuito de bombeo 50.
El circuito de bombeo 50 provoca entonces una
disminución de la presión únicamente en la cavidad 18, hasta el
valor final externo pFext, capaz de permitir el tratamiento de la
botella 12.
Durante la fase de bombeo externo P1, la presión
en la botella 12 y en el conducto de vacío interno 34 permanece
sensiblemente constante.
En el transcurso de la fase de bombeo interno
P2, el dispositivo de obturación 52 está controlado en posición
cerrada, lo cual cierra la comunicación entre el conducto de vacío
externo 20 y el circuito de bombeo 50, y el dispositivo de
obturación 56 está controlado en posición abierta, tal como se
representa en la figura 2, lo cual hace comunicarse el conducto de
vacío interno 34 con el circuito de bombeo 50.
El circuito de bombeo 50 provoca entonces una
disminución de la presión únicamente en el interior de la botella
12, hasta el valor final interno pFint, capaz de permitir la
formación del plasma para llevar a cabo el tratamiento.
Entonces puede llevarse a cabo la etapa de
tratamiento E2.
Durante la etapa de tratamiento, el circuito de
bombeo 50 puede continuar bombeando en el interior de la botella 12
para mantener la presión a su valor final interno pFint.
El valor final externo pFext se mantiene en la
cavidad 18 mediante una estanqueidad adecuada del recinto 16 y del
conducto de vacío externo 20.
Se destaca que la etapa preliminar E1 del
procedimiento según la invención no hace perder tiempo, con
respecto al funcionamiento del procedimiento según el estado de la
técnica, puesto que los valores finales pFext, pFint se obtienen
más rápidamente bombeando independientemente en la cavidad 18 y
luego en la botella 12, antes que bombear simultáneamente en los
dos elementos.
Según una variante del procedimiento según la
invención, durante la fase de bombeo externo P1, el circuito de
bombeo 50 disminuye la presión en la cavidad 18 hasta un valor
intermedio pMext que es superior al valor final externo pFext.
Se lleva a cabo entonces una fase intermedia de
bombeo Pm, entre la fase de bombeo externo P1 y la fase de bombeo
interno P2, en el transcurso de la cual el dispositivo de obturación
56 y el dispositivo de obturación 52 se abren simultáneamente, de
manera que el conducto de vacío externo 20 y el conducto de vacío
interno 34 se comunican simultáneamente con el circuito de bombeo
50.
La fase intermedia de bombeo Pm se lleva a cabo
hasta que la presión en la cavidad 18 alcanza el valor final
externo pFext.
Entonces se cierra el dispositivo de obturación
52 y se lleva cabo la fase de bombeo interno P2.
La invención es totalmente aplicable a máquinas
de tratamiento que, en lugar de permitir el tratamiento de un único
recipiente por estación de tratamiento 14 permitiría el tratamiento
de varios recipientes.
Por otro lado, en lugar de realizarse
parcialmente en la tapa 32, es decir en una estructura móvil, el
conducto de vacío interno 34 podría realizarse en otra parte de la
estación de tratamiento 14.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al
respecto.
\bullet DE 4318086 A [0003]
Claims (6)
1. Procedimiento de tratamiento de al menos un
recipiente (12) para realizar la deposición de un revestimiento
interno que forma una barrera mediante un plasma
micro-ondas, en especial con vistas a permitir el
acondicionamiento de líquidos oxido-sensibles en el
recipiente (12), del tipo en el cual el recipiente (12) está
dispuesto en el interior de un recinto (16) de tratamiento
herméticamente cerrado que delimita una cavidad (18) en el exterior
del recipiente (12) y que está conectado a un circuito de bombeo
(50) de vacío por un conducto de vacío externo (20), estando el
interior del recipiente (12) conectado al circuito de bombeo (50)
por un conducto de vacío interno (34), del tipo que comprende una
etapa preliminar (E1) en el transcurso de la cual el circuito de
bombeo (50) provoca una disminución de la presión en el interior de
la cavidad (18) hasta un valor determinado llamado valor final
externo (pFext) y una disminución de la presión en el interior del
recipiente (12) hasta un valor determinado llamado valor final
interno (pFint) que es inferior al valor final externo (pFext),
siguiendo a la etapa preliminar (E1) una etapa de tratamiento (E2)
en el transcurso de la cual los valores finales (pFext, pFint) son
mantenidos en la cavidad (18) y en el recipiente (12) para permitir
la deposición del revestimiento interno en el recipiente (12),
caracterizado por el hecho de que la
etapa preliminar (E1) comprende sucesivamente:
- -
- una fase de bombeo externo (P1), en el transcurso de la cual el conducto de vacío interno (34) está cerrado y el conducto de vacío externo (20) abierto se cierra, provocando el circuito de bombeo (50) la disminución de la presión únicamente en la cavidad (18), hasta un valor intermedio (pMext) que es superior al valor final externo (pFext),
- -
- una fase intermedia de bombeo (Pm), entre la fase de bombeo externo (P1) y una fase de bombeo interno (P2), en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo (20) y el conducto de vacío interno (34) se abren simultáneamente de manera que el circuito de bombeo (50) disminuye simultáneamente la presión en la cavidad (18) y en el interior del recipiente (12), hasta que la presión en la cavidad (18) alcance el valor final externo (pFext), y:
- -
- una fase de bombeo interno (P2), en el transcurso de la cual el conducto de vacío externo (20) está cerrado y el conducto de vacío interno (34) está abierto, provocando el circuito de bombeo (50) la disminución de la presión únicamente en el interior del recipiente (12), hasta el valor final interno (pFint).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Máquina (10) de tratamiento de recipientes
(12) para la realización del procedimiento según la reivindicación
anterior, que comprende al menos una estación de tratamiento (14)
para al menos un recipiente (12), comprendiendo cada estación de
tratamiento (14):
- -
- un recinto (16) de tratamiento previsto para contener el recipiente (12) y que delimita alrededor del recipiente (12) una cavidad (18) conectada de manera estanca a un conducto de vacío externo (20),
- -
- y, un conducto de vacío interno (34) conectado de manera estanca al interior del recipiente (12), del tipo en la cual el conducto de vacío externo (20) y el conducto de vacío interno (34) están conectados a un circuito de bombeo (50) de vacío común, comunicándose el conducto de vacío interno (34) con el circuito de bombeo (50) mediante un primer dispositivo de obturación (56) controlado y comunicándose el conducto de vacío externo (20) con el circuito de bombeo (50) mediante un segundo dispositivo de obturación (52) controlado,
caracterizada por el hecho de que el
conducto de vacío externo (20) está conectado directamente al
circuito de bombeo (50), sin pasar por el conducto de vacío interno
(34), y por el hecho de que el primer dispositivo de obturación
(56) está controlado para permitir el bombeo en la cavidad (18)
independientemente del bombeo en el recipiente (12).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Máquina (10) según la reivindicación
anterior, caracterizada por el hecho de que al menos un
dispositivo de obturación (52, 56) está constituido por una válvula
controlada por un sistema de leva (58).
4. Máquina (10) según la reivindicación 2,
caracterizada por el hecho de que al menos un dispositivo de
obturación (52, 56) está constituido por una electroválvula.
5. Máquina según la reivindicación 2,
caracterizada por el hecho de que el conducto de vacío
interno (34) conectado de manera estanca al interior del recipiente
está parcialmente contenido en una tapa (32) prevista para cerrar
el recinto (16) de manera hermética.
6. Máquina según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que un conducto de vacío
interno (34) se comunica con el circuito de bombeo mediante un
orificio de conexión (54) realizado en la tapa, y el primer
dispositivo de obturación (56) controlado está dispuesto en este
orificio de conexión (54) de tal manera que lo obtura o lo
libera.
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