FR2875641A1 - Dispositif d'electrode pour le traitement par plasma des faces d'un recipient et procede de traitement par celui-ci - Google Patents

Abstract

Dispositif de bouchon-électrode pour le traitement plasmatique interne d'un récipient (3) utilisant un gaz activateur et un gaz ou un mélange gazeux de traitement formé d'un corps à bloc (5) mobile en rotation, qui comporte des moyens d'injection des gaz et présente une cavité (8) de réception et de maintien du goulot (2) du récipient (3), une électrode centrale (11) creuse reliée électriquement à un générateur de haute tension plonge dans le goulot (2) et est entourée sur sa partie interne au goulot (2) par une bague conductrice (15) coaxiale maintenue à distance de l'électrode centrale (11) par des moyens d'entretoise électriquement isolants, cette bague conductrice (15) présentant au moins un canal traversant d'ionisation communiquant avec une chambre (20) de mélange et d'injection la séparant des parois adjacentes du goulot (2).Cette invention intéresse les constructeurs de machines pour le traitement plasmatique des contenants.

Description

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La présente invention se rapporte à un procédé de traitement par flux plasmatique sur les faces internes des parois d'un contenant et plus généralement d'un objet creux.

La présente invention se rapporte également à un dispositif d'électrode à placer entre un générateur électrique de haute tension et l'orifice d'un contenant en vue du dépôt par flux plasmatique d'un produit sur les faces intérieures de ses parois.

On connaît les multiples applications du plasma dans de nombreux domaines tels que les domaines médicaux, industriels, alimentaires et de nombreux autres.

On l'utilise notamment comme moyen actif pour réaliser des dépôts de surface sur des objets réalisant ainsi un véritable traitement de surface en vue d'améliorer les propriétés physiques notamment mécaniques, d'établir ou de renforcer l'étanchéité, de rendre inertes ou de préserver certains supports des agressions extérieures.

De façon générale, on cherche à réaliser une protection ou une barrière d'étanchéité limitant ou rendant difficile voire impossible la migration d'un fluide entre le milieu intérieur d'un objet et le milieu extérieur et inversement.

Il en est ainsi des contenants jouant le rôle de récipients pour les produits contenus ou de tout volume ou support de protection enfermant ou contenant un produit: poches, sachets, films,...et de façon plus générale tout objet creux.

De nombreux contenants sont réalisés maintenant en matière plastique dans divers domaines, par exemple alimentaire, mais aussi chimique ou médical et contiennent les produits les plus variés tels que: produits alimentaires, de nettoyage, de désinfection, produits médicaux, combustibles...

De façon générale, les matières plastiques ne 10 2875641 2 présentent pas une étanchéité durable aux liquides mais surtout aux fluides gazeux dans les épaisseurs courantes de matière compatibles avec les exigences d'exploitation.

Par exemple, les matières plastiques utilisées pour fabriquer les bouteilles de boissons courantes sont choisies parmi celles à faible coût. Or, celles-ci présentent des propriétés d'étanchéité aux gaz se dégradant dans le temps. De plus, on cherche aussi à économiser en poids et donc à diminuer les épaisseurs.

L'ensemble de ces contraintes a donné naissance à des bouteilles en matière plastique dont l'étanchéité aux gaz et la résistance mécanique s'avèrent justes suffisantes et ne permettent pas de garantir la tenue dans le temps de la qualité des liquides saturés en gaz et notamment des boissons gazeuses. Les dates de péremption ainsi trop proches de la date d'embouteillage ne permettent pas de les stocker longtemps.

Tout le monde convient de reconnaître qu'il est désagréable de boire une boisson gazeuse éventée par exemple une bière ou un soda.

On peut citer aussi les bouteilles d'huile qui transpirent, laissant exsuder après un certain temps le produit à travers les parois en matière plastique.

Inversement, l'air extérieur peut traverser les parois du contenant et dénaturer son contenu, au mieux en faussant son goût. Les jus de fruits ou les conserves alimentaires peuvent ainsi s'altérer par oxydation provenant du passage de l'air extérieur à travers les parois.

On a trouvé que le traitement surfacique à l'aide d'un flux plasmatique d'oxydes à l'état gazeux par exemple un oxyde de silicium sur les parois intérieures d'un contenant permettait de créer une 2875641 3 barrière d'étanchéité suffisante et durable pour couvrir toute la période de conservation après production stockage, transport, distribution et conservation chez le consommateur.

Il existe des générateurs et des installations complètes pour la mise en oeuvre industrielle d'électrodépositions par flux plasmatique sur des bouteilles en matière plastique notamment en polyéthylène.

Il existe aussi déjà divers appareils d'électrodéposition par flux plasmatique à électrode(s) plongeant dans le goulot d'une bouteille.

Ces appareils se rapportent pour certains, à un dépôt sous vide et pour d'autres à l'utilisation d'un générateur de haute tension en hyperfréquences.

Ces appareils sont destinés à être intégrés dans une installation industrielle de traitement des bouteilles.

Ces installations sont importantes et complexes. Elles coûtent cher à l'achat et en fonctionnement. Les générateurs associés fournissent des tensions élevées. Ils sont encombrants et onéreux.

Par ailleurs, la cadence de traitement ne suit pas celle de la production des bouteilles ni celle des machines d'embouteillage.

La présente invention vise à améliorer le traitement et à diminuer l'énergie nécessaire.

Elle se rapporte à une électrodéposition par flux plasmatique atmosphérique plus rapide, effective sous plus faible énergie, et ne nécessitant qu'une quantité réduite de gaz activateur.

Il en découle l'utilisation d'un générateur de haute tension de plus faible puissance et une économie en gaz activateur pour un résultat industriel amélioré en ce qui concerne la qualité du dépôt et la durée du traitement.

A cet effet, l'invention se rapporte à un 2875641 4 dispositif d'électrode pour l'application de la haute tension entre un générateur de haute tension et l'orifice d'un contenant notamment en matière plastique, pour le traitement par électrodéposition plasmatique sur ses faces intérieures d'un produit formant une barrière d'étanchéité, ce produit étant apporté à l'état gazeux dans le flux plasmatique.

Ce dispositif d'électrode pour l'application d'une couche par traitement plasmatique atmosphérique sur les faces intérieures des parois d'un objet creux notamment d'un récipient utilisant un gaz activateur et un gaz de traitement, est caractérisé en ce qu'il est formé d'un corps se composant d'une partie supérieure fixe et d'une autre partie ou bloc mobile en rotation, cette dernière comportant des moyens d'injection des gaz et présentant une cavité de réception du goulot du récipient équipée de moyens de maintien et de retenue du récipient et en ce qu'une électrode centrale fixe reliée électriquement à un générateur de haute tension traverse le corps du dispositif et est entourée sur sa partie interne au goulot d'au moins une bague conductrice coaxiale et maintenue à distance de l'électrode centrale par des moyens d'entretoise, cette bague conductrice présentant au moins un canal traversant d'ionisation du gaz activateur communiquant avec au moins une arrivée de gaz activateur, en ce que le goulot et l'ensemble coaxial d'électrode intérieur au goulot délimitent entre eux un volume annulaire formant une chambre d'injection et de mélange du gaz ou du mélange gazeux de traitement et en ce qu'un moyen d'évacuation des gaz est en outre prévu.

L'invention se rapporte également à un procédé d'électrodéposition par flux plasmatique sous pression atmosphérique sur les faces intérieures d'un objet creux en particulier d'un contenant pour la formation d'une couche d'étanchéité et de protection 2875641 5 des faces intérieures des parois d'un objet creux et plus particulièrement d'un récipient entraîné en rotation, dans lequel on maintient le récipient par son goulot et on introduit son goulot dans un dispositif d'électrode à électrode centrale reliée à un générateur électrique de haute tension caractérisé en ce que l'on injecte séparément suivant deux chemins différents dans une chambre d'injection et de mélange se développant dans le goulot entre celui-ci et autour d'une bague conductrice entourant l'électrode centrale, d'une part en partie inférieure de la chambre d'injection et de mélange un gaz activateur ionisé et d'autre part par le haut de cette chambre un gaz ou un mélange gazeux de traitement, en ce que l'on établit un champ électrique secondaire par la bague conductrice entourant l'électrode centrale à une distance de celle-ci représentant un intervalle en vue de donner naissance à un deuxième plasma sous un arc électrique de plus faible tension et en ce que l'on mélange le gaz ou le mélange gazeux de traitement ayant traversé l'arc électrique de plus faible tension avec le gaz activateur ionisé.

Le au moins canal traversant d'ionisation débouche dans ce volume annulaire créant en sortie de ce passage un courant d'ions du gaz activateur et la bague conductrice permet de générer un deuxième plasma sous plus faible tension. La chambre d'injection et de mélange est traversée par le mélange gazeux de traitement avant son mélange avec le gaz activateur ionisé.

Le dispositif selon l'invention procure plusieurs avantages importants.

Selon les résultats des essais, il permet d'obtenir l'amorçage et de déclencher la réaction plasmatique à des valeurs de haute tension notablement plus faibles que celles pratiquées habituellement.

Par ailleurs, en raison de son efficacité, la 2875641 6 consommation en gaz activateur, par exemple en argon s'en trouve particulièrement réduite.

De plus, le traitement est rapide et uniforme ne nécessitant que des vitesses de rotation de quelques tours par seconde pour un plasma surfacique.

Finalement, il n'est plus besoin de recourir à une électrode intérieure au récipient, par exemple en position centrale plongeant dans son volume intérieur et à un générateur de haute tension encombrant, puissant et cher.

Le dispositif d'électrode selon l'invention est destiné à recevoir le goulot d'un récipient par exemple celui d'une bouteille en vue d'un traitement plasmatique des faces latérales intérieures de ses parois afin de les rendre étanches aux liquides et aux gaz dans les conditions d'utilisation normales et de bénéficier en plus d'une rigidité et d'une résistance mécaniques améliorées.

Le dispositif d'électrode présente la fonction principale suivante constituer une tête spécifique d'application du traitement plasmatique atmosphérique en liaison avec un générateur électrique moins puissant de haute tension, tête comportant au moins un passage d'ionisation et délimitant avec le goulot une chambre d'injection et de mélange.

Il comporte par ailleurs une fonction mécanique pour assurer le maintien du récipient par son goulot et son entraînement en rotation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels: ^ la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une variante de base illustrant les moyens essentiels du dispositif selon l'invention.

É la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une variante à extrémité évasée, 2875641 7 la figure 3 est une vue en coupe plus détaillée de la variante de base selon l'invention, la figure 4 est un agrandissement de la partie encerclée de la figure 3, 5. la figure 5 est le graphique d'un exemple de forme d'onde de la haute tension du générateur montrant par G1 et G2 le gain en tension, et par dl et d2 le gain en durée, apportés par l'invention.

Le dispositif selon la présente invention se présente sous la forme générale d'un ensemble 1 formant bouchon et recevant à encastrement et à maintien dans sa partie inférieure un goulot 2 d'un contenant 3 par exemple d'une bouteille. Le bouchon vient coiffer le goulot 2 dans sa partie supérieure.

Toutes les pièces du bouchon, sauf bien entendu les électrodes, sont réalisées en matériau électriquement isolant.

Le bouchon présente une embase supérieure fixe 4 solidarisée à un support extérieur ou montée sur celui-ci et un bloc 5 libre en rotation, entraîné en rotation par des moyens extérieurs par exemple, par une courroie 6 venant s'engager dans une gorge périphérique 7 existant dans la partie centrale du bloc 5 ou par tout autre moyen de transmission entre une source de mouvement rotatif et le corps 5 permettant de faire tourner le bouchon sur lui même avec le récipient 3 qu'il maintient.

A titre de variante, on peut envisager une transmission par friction à l'aide d'un galet transmettant son mouvement au bloc 5 en roulant sur une piste prévue sur la surface latérale de celui-ci. On peut aussi envisager une transmission à engrenage selon laquelle l'entraînement s'effectue par l'intermédiaire de pignons, soit séparés du bloc 5, soit intégrés à celuici, soit conformés dans sa surface latérale.

Toute autre solution mixte ou connue 2875641 8 d'entraînement du récipient convient.

En variante, le récipient peut reposer sur un plateau tournant et le bloc 5 tourne alors sur lui-même en étant maintenu par des moyens mécaniques appropriés.

Le mouvement rotatif peut provenir aussi d'un entraînement latéral dans le cas d'un récipient à surface latérale de révolution.

Bien d'autres moyens d'entraînement en rotation du récipient sont possibles dans le cadre de la fonction mécanique de maintien et de mise en rotation de la bouteille.

Le corps du bouchon comporte une cavité de réception 8 ouverte vers le bas. Cette cavité de réception 8 est destinée à recevoir et à maintenir le goulot 2 du récipient 3, représenté sous la forme d'une bouteille sur la figure 1, par un moyen quelconque par exemple celui décrit ci-dessus.

Bien entendu, sa forme peut varier en fonction de celle du goulot 2 pour s'adapter à celui-ci.

La cavité de réception 8 présente à son extrémité inférieure par laquelle elle est ouverte et à travers laquelle pénètre le goulot 2, un moyen de retenue et de maintien 9, par exemple par encliquetage.

Entre l'embase supérieure fixe 4 et le bloc 5 du bouchon est prévue une pièce intermédiaire antiusure formant un palier 10 ou par un contact tournant direct par exemple de surfaces traitées pour favoriser le glissement.

On décrira maintenant les moyens essentiels de l'invention permettant de mettre en oeuvre le procédé. Outre le support mécanique destiné à maintenir la bouteille en rotation, l'invention comporte dans sa fonction essentielle des moyens d'application de la haute tension, des moyens de 2875641 9 conditionnement du gaz d'activation, des moyens d'admission du gaz ou du mélange de gaz de traitement et des moyens de mélange et d'injection des gaz dans le récipient.

On examinera tout d'abord les moyens d'application de la haute tension provenant d'un générateur électrique approprié extérieur non représenté.

La haute tension est appliquée par l'intermédiaire d'une électrode centrale fixe 11 traversant longitudinalement le bloc 5 du bouchon 1 autour de laquelle il tourne. A cet effet, sa surface latérale peut être traitée pour permettre la rotation sans friction.

Cette électrode centrale 11 est creuse sur une partie de sa longueur au moins égale à la traversée du bouchon. Un canal central d'évacuation 12 débouche de sa face terminale inférieure 13 en contact avec le fluide du volume intérieur au récipient 3 et à l'extérieur du bouchon 1. Ce canal central d'évacuation 12 est utilisé pour la sortie des gaz injectés dans le récipient 3 servant au traitement plasmatique atmosphérique conformément au procédé selon l'invention.

L'électrode centrale 11 plonge dans le goulot 2 sur une certaine longueur considérée comme suffisante pour générer un plasma à l'intérieur du contenant 3 et plus particulièrement le long et près des faces intérieures de ses parois latérales.

L'électrode centrale 11 est entourée au moins dans sa partie intérieure au goulot 2 d'un manchon électriquement isolant 14 entouré lui-même par une deuxième électrode cylindrique en un matériau électriquement conducteur par exemple en cuivre sous la forme d'une bague conductrice coaxiale 15.

De façon générale, la bague conductrice 15 est maintenue à distance de l'électrode centrale 11 2875641 10 par des moyens d'entretoise dont l'exemple de base est le manchon isolant 14.

Ces moyens d'entretoise peuvent prendre différentes formes.

Il peut s'agir d'abord d'éléments isolants intercalaires transversaux, par exemple du type tiges plots, pions ou autres formes transversales permettant une descente du gaz activateur vers sa sortie à travers la bague conductrice 15.

Ces moyens d'entretoise peuvent consister aussi, comme indiqué, en un manchon 14 électriquement très isolant présentant, par exemple des conduits longitudinaux intérieurs 16 d'amenée du gaz activateur et au moins un conduit de sortie 17 le traversant et se prolongeant à travers la bague conductrice 15 par un canal 18.

De ce fait, l'ionisation du gaz activateur a déjà lieu dans ce conduit appelé ci-après canal d'ionisation 18.

Cette bague conductrice 15 n'est reliée électriquement à aucun support. Elle est électriquement en l'air et se comporte donc comme tout élément conducteur à proximité d'une électrode de haute tension. La haute tension donne naissance à un flux d'électrons qui emprunte divers chemins conducteurs existant entre les deux électrodes.

En fonctionnement, placée au voisinage de l'électrode 11 de haute tension, la bague conductrice 15.va se charger d'électrons et se porter à un certain potentiel électrique qui est utilisé dans le procédé comme on le verra ci-après pour donner naissance à un deuxième plasma sous faible tension.

Elle intervient ainsi sur le niveau de tension d'amorçage du plasma. On a constaté que plus l'épaisseur du manchon électriquement isolant est faible, plus la tension d'amorçage du plasma s'abaisse.

2875641 11 En variante, comme représenté sur la figure 2, cette bague conductrice 15 peut comporter une extrémité inférieure évasée 19, c'est-àdire de forme tronconique, d'angle plus ou moins ouvert selon sa position et selon la forme de la partie supérieure du récipient 3. Il convient simplement de laisser un espace suffisant entre la paroi du récipient 3 et la bordure de l'extrémité inférieure évasée 19 pour le passage non contraint des gaz. Cette forme présente l'avantage de constituer un déflecteur permettant de dévier le flux de gaz afin de le diriger dès l'origine vers la paroi adjacente du récipient lui permettant ensuite de mieux cheminer le long des parois.

L'ensemble coaxial ci-dessus, formé de la partie d'électrode centrale 11 intérieure au goulot 2, du manchon isolant 14 et de la bague conductrice 15 occupe la majeure partie du volume intérieur du goulot 2. De diamètre inférieur à celui du goulot 2 pour sa partie introduite, il délimite avec le goulot 2 un volume annulaire d'injection et de mélange appelé ci- après chambre d'injection et de mélange 20.

L'arrivée du gaz ou du mélange gazeux de traitement s'effectue en un point supérieur de cette chambre.

Selon une caractéristique importante de l'invention, le manchon isolant 14 et la bague conductrice 15 sont traversés par au moins un des conduits ou canaux transversaux d'ionisation 17, 18 communiquant d'une part avec une arrivée du gaz activateur dans cet ensemble, par exemple de l'argon injecté en partie supérieure du bouchon et traversant celui-ci par des voies internes qui cheminent le long de l'électrode centrale 11 ou par exemple à l'intérieur du manchon isolant 14 pour ressortir par la bague conductrice 15 au droit du goulot 2 ou à la naissance de celui-ci.

Le canal transversal d'ionisation 18 peut 2875641 12 être perpendiculaire au manchon isolant 14 et à la bague conductrice 15 ou dirigé en biais vers le bas comme représenté sur les figures 2 et 4.

Il est préférable de prévoir plusieurs canaux transversaux régulièrement répartis angulairement par exemple au nombre de quatre.

La chambre d'injection et de mélange 20 est alimentée par le haut en 21 en gaz de traitement ou en mélange gazeux de traitement, par exemple en oxyde de silicium, réagissant sous plasma et gaz activateur pour former par électrodéposition plasmatique sur les faces intérieures une fine couche d'oxyde de silicium connue pour constituer une barrière d'étanchéité et améliorer les propriétés physiques et mécaniques des parois latérales sur lesquelles il se dépose.

Les moyens décrits ci-dessus permettent d'ioniser le gaz activateur dès sa sortie de l'ensemble coaxial avant son mélange avec le gaz ou le mélange gazeux de traitement et permettent par la bague conductrice 15 de générer un arc électrique à faible tension.

Cette phase préliminaire d'ionisation du gaz activateur améliore grandement l'efficacité de la réaction et donc la qualité du dépôt d'oxyde sur les faces intérieures des parois permettant de gagner en énergie et en temps sur la durée du traitement.

Bien entendu, la paroi de fond est également traitée par la poursuite du trajet des gaz avant leur remontée par la partie centrale du volume intérieur du récipient et leur évacuation par l'électrode centrale 11.

Fonctionnement: Lors de la phase initiale, on met en rotation le récipient 3 et on purge son volume intérieur de l'air occlus en injectant le gaz activateur par son goulot 2 chassant ainsi l'air par le canal 2875641 13 d'évacuation de l'électrode centrale.

La vitesse de rotation du récipient 3 est réglée pour obtenir l'effet optimal propre à l'application visée.

On applique ensuite la haute tension qui comme représenté, consiste classiquement en des trains d'impulsions de basse fréquence et de haute tension, impulsions formées chacune d'une succession d'impulsions ou d'une onde sinusoïdale de haute fréquence dont l'amplitude se situe au- dessus du seuil d'amorçage.

La fréquence de répétition des impulsions de haute tension et leur durée déterminent l'énergie appliquée. La présente invention permet d'opérer à plus faible énergie que précédemment.

La haute tension ionise l'argon et provoque la génération d'un plasma. Grâce au canal transversal d'ionisation 18, le phénomène d'ionisation est accéléré et plus efficace. Grâce au champ électrique établi par la bague conductrice 15, l'amorçage s'effectue à un niveau de tension inférieur à celui connu précédemment et est plus énergétique sur le plan de la réaction.

On injecte ensuite dans la chambre annulaire d'injection et de mélange un gaz de traitement ou un mélange gazeux de traitement porteur d'oxyde à l'état gazeux, par exemple de silicium.

Le gaz activateur ionisé se trouve injecté dès sa sortie du canal d'ionisation dans le flux du mélange gazeux de traitement qui descend le long de la chambre d'injection et de mélange 20 et traverse le champ électrique existant entre la bague conductrice 15 et le goulot 2.

Le gaz activateur formant un premier plasma est chargé en électrons libres qui vont favoriser avec le champ électrique secondaire provenant de la bague conductrice 15 l'amorçage d'un deuxième plasma.

2875641 14 Il résulte de l'ensemble de ces phénomènes un régime permanent de réaction d'électrodéposition par flux plasmatique dans des conditions plus précoces et plus favorables.

Selon cette réaction, les ions d'oxyde de silicium préalablement formés sont emportés par le flux plasmatique et déposés par celui-ci sur les faces intérieures des parois.

Le gaz de traitement est un gaz ou un mélange gazeux chargé de composants volatils en particules à ioniser qui se dépose sous l'effet du flux plasmatique engendré par la haute tension électrique et le gaz activateur. L'invention permet de viser un traitement bon marché des récipients et d'améliorer le dépôt d'oxyde.

Les formes d'onde de la haute tension représentées sur la figure 3 illustrent l'efficacité de l'invention.

On a marqué sur la figure 5 par les points G1 et G2 deux niveaux de tension d'amorçage pour un même récipient respectivement d'une part avec un générateur G1 relié à l'ensemble coaxial d'électrode selon la présente invention et un générateur classique G2 relié à un ensemble d'électrode selon l'état de la technique. On remarque la supériorité de l'invention pour laquelle l'amorçage a lieu plus rapidement et pour une tension inférieure. On remarque aussi le gain en durée d'établissement du plasma par la différence de longueur des deux flèches horizontales: dl et d2.

On donne ici à titre indicatif une valeur de tension d'amorçage qui s'établit à environ 2 kV avec l'invention au lieu de 10 kV à 15 kV habituellement pour ce type d'application avec un montage classique.

Il n'est donc pas utile de rechercher une pente particulièrement raide des flancs de montée de l'impulsion de haute tension. Le générateur de haute tension s'en trouve notablement allégé et simplifié et 2875641 15 donc de plus faible prix de revient.

Procédé : La présente invention se rapporte également au procédé mis en oeuvre avec les moyens décrits ci- dessus.

Selon ce procédé, on maintient le récipient 3 par son goulot 2 que l'on a introduit dans la cavité réceptrice 8 du dispositif d'électrode décrit cidessus et retenue dans celle-ci par les moyens d'encliquetage 9.

On met le récipient en rotation.

On purge au préalable ou au début de la rotation, le récipient 3 de son air par l'injection du gaz activateur. L'air occlus s'échappe par le canal d'évacuation 12 de l'électrode centrale 11.

On applique une haute tension sur l'électrode centrale 11 provoquant l'ionisation du gaz activateur et l'amorçage.

L'ionisation du gaz activateur s'effectue dans le canal d'ionisation avant son mélange avec le gaz ou le mélange gazeux de traitement.

Plus particulièrement, le gaz activateur est pré-ionisé puis ionisé par son passage à travers le manchon isolant 14 et ensuite par sa traversée par le canal 18 de la bague conductrice 15 qui entoure l'électrode centrale 11 à une distance de celle-ci.

Le gaz activateur est ionisé entièrement à sa sortie de la bague conductrice 15 débouchant dans la chambre d'injection et de mélange 20.

L'électrode d'établissement d'un champ électrique secondaire ainsi constituée par la bague conductrice 15 fait naître un deuxième plasma à partir de cette bague conductrice 15 entourant l'électrode centrale 11 à une distance de celle-ci occupée selon une variante par un manchon 14 fortement isolant au plan électrique.

On injecte par le haut en 21 le gaz ou le 2875641 16 mélange gazeux de traitement dans la chambre d'injection et de mélange 20.

On fait traverser par le gaz ou le mélange gazeux de traitement, d'abord le champ électrique provenant de la bague conductrice 15 et ensuite le courant de gaz activateur ionisé sortant du canal d'ionisation en partie inférieure de la chambre d'injection et de mélange et les deux gaz se mélangent.

On établit une vitesse de rotation optimale en fonction de l'application visée.

Une faible vitesse de rotation, par exemple jusqu'à 5 tours/sec, se situe dans le domaine des plasmas surfaciques alors que pour une vitesse de rotation supérieure le plasma devient volumique.

L'essence du procédé selon l'invention provient des caractéristiques suivantes selon lesquelles on injecte séparément suivant deux chemins différents dans une chambre 20 d'injection et de mélange se développant dans le goulot 2 entre celui-ci et autour d'une bague conductrice 15 entourant l'électrode centrale 11, d'une part en partie inférieure de la chambre 20 d'injection et de mélange un gaz activateur ionisé et d'autre part par le haut en 21 de cette chambre 20, un gaz ou un mélange gazeux de traitement, en ce que l'on établit un champ électrique secondaire par la bague conductrice 15 entourant l'électrode centrale 11 à une distance de celle-ci représentant un intervalle en vue de générer un deuxième plasma à partir d'un arc électrique de plus faible tension et en ce que l'onmélange le gaz ou le mélange gazeux de traitement ayant traversé l'arc électrique de plus faible tension, avec le gaz activateur ionisé.

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Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'électrode pour l'application d'une couche par traitement plasmatique atmosphérique sur les faces intérieures des parois d'un objet creux notamment d'un récipient (3) utilisant un gaz activateur et un gaz ou un mélange gazeux de traitement, caractérisé en ce qu'il est formé d'un corps se composant d'une partie supérieure fixe et d'un bloc (5) mobile en rotation, ce dernier comportant des moyens d'injection des gaz et présentant une cavité (8) de réception du goulot (2) du récipient (3) équipée de moyens de maintien et de retenue (9) du récipient (3) et en ce qu'une électrode centrale (11) fixe reliée électriquement à un générateur de haute tension traverse le corps du dispositif et est entourée sur au moins une partie de sa longueur interne au goulot (2) d'au moins une bague conductrice coaxiale (15) maintenue à distance de l'électrode centrale (11) par des moyens d'entretoise, cette bague conductrice (15) présentant au moins un canal traversant d'ionisation (18) du gaz activateur communiquant avec au moins une arrivée de gaz activateur, en ce que le goulot (2) et l'ensemble coaxial d'électrode intérieur au goulot délimitent entre eux un volume annulaire formant une chambre d'injection et de mélange {20) du gaz ou du mélange gazeux de traitement et en ce qu'un moyen d'évacuation des gaz est en outre prévu.

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen d'évacuation des gaz après réaction plasmatique est un canal (12) intérieur à l'électrode centrale (11) débouchant à l'extérieur du dispositif.

3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal traversant d'ionisation (18) est incliné vers le bas.

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4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'entretoise sont des éléments intercalaires transversaux électriquement isolants.

5. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'entretoise sont des plots, des pions, des tiges ou autres formes permettant la descente du gaz activateur jusqu'à sa sortie dans le goulot (2) ou à la naissance de celui- ci à travers la douille électrode.

6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'entretoise sont réalisés sous la forme d'un manchon électriquement isolant (14) entourant la partie intérieure au goulot (2) de l'électrode centrale (11), ledit manchon isolant (14) comportant au moins un passage transversal (17) traversant pour le gaz activateur dans la continuation du au moins passage d'ionisation (18) de la bague conductrice (15) et au moins un canal d'admission du gaz activateur.

7. Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que le manchon électriquement isolant (14) est en une matière à fort isolation électrique ou constante diélectrique.

8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal d'ionisation se poursuit à travers le manchon isolant (14).

9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'électrode centrale {11) est creuse au moins sur la partie intérieure au bouchon par un canal intérieur (12) pour réaliser l'évacuation des gaz injectés dans le récipient pour le traitement.

10. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bague conductrice (15) se poursuit vers le bas par une extrémité évasée (19) destinée à dévier les gaz et le flux plasmatique contre les parois du récipient (3).

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11. Procédé de traitement par électrodéposition plasmatique atmosphérique pour la formation d'une couche d'étanchéité et de protection des faces intérieures des parois d'un objet creux et plus particulièrement d'un récipient (3) entraîné en rotation, selon lequel on maintient le récipient (3) par son goulot (2) et on introduit son goulot (3) dans un dispositif d'électrode à électrode centrale (11) reliée à un générateur électrique de haute tension caractérisé en ce que l'on injecte séparément suivant deux chemins différents dans une chambre d'injection et de mélange (20) se développant dans le goulot (2) entre celui-ci et autour d'une bague conductrice (15) entourant à distance l'électrode centrale (12), d'une part en partie inférieure de la chambre d'injection et de mélange (20) un gaz activateur ionisé et d'autre part par le haut (21) de cette chambre (20) un gaz ou un mélange gazeux de traitement, en ce que l'on établit un champ électrique secondaire par la bague conductrice (15) entourant l'électrode centrale à une distance de celle-ci représentant un intervalle en vue de donner naissance à un deuxième plasma sous un arc électrique de plus faible tension et en ce que l'on mélange le gaz ou le mélange gazeux de traitement ayant traversé l'arc électrique de plus faible tension avec le gaz activateur ionisé.

12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'on dévie le flux plasmatique vers les parois par une prolongation évasée de la bague conductrice (15).

13. Procédé selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que la vitesse de rotation du récipient est telle qu'il se forme un plasma surfacique.

14. Procédé selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que la vitesse de rotation du récipient est telle qu'il se forme un plasma 2875641 20 volumique.

15. Procédé de traitement selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'on ionise le gaz activateur par au moins un conduit ou canal d'ionisation (18) traversant la bague électriquement conductrice (15) entourant l'électrode centrale (11) à une distance de celle-ci représentant un intervalle et débouchant dans la chambre d'injection et de mélange (20) délimitée par la bague conductrice (15) et le goulot (2), chambre dans laquelle est injecté le gaz ou un mélange gazeux de traitement.

16. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications précédentes 11 ou 15 caractérisé en ce que l'intervalle est occupé par un manchon électriquement isolant (14) comportant un passage communiquant avec le conduit ou canal d'ionisation (18) et que l'on ionise le gaz activateur dès sa traversée du manchon électriquement isolant (14) dans le passage d'ionisation, l'ionisation étant complétée par le champ électrique de la bague conductrice (15) à sa sortie du passage d'ionisation.