PROCEDE DE DEPOT D'UN REVETEMENT INTERNE DANS UN RECIPIENT EN METHOD FOR DEPOSITING AN INTERNAL COATING IN A CONTAINER
MATIERE PLASTIQUEPLASTIC MATERIAL
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
L'invention concerne un procédé de dépôt d'un revêtement interne dans un récipient en matière plastique. Ces récipients sont destinés à contenir des produits liquides à pâteux tels que des produits pharmaceutiques, parapharmaceutiques, cosmétiques et alimentaires.The invention relates to a method of depositing an internal coating in a plastic container. These containers are intended to contain liquid to pasty products such as pharmaceuticals, parapharmaceuticals, cosmetics and food.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
Les récipients en matière plastique sont réputés en général pour leur bonne stabilité chimique à basse température. Par contre la perméabilité relativement importante des matières plastiques classiquement utilisées pour l'élaboration des récipients ne permettait pas d'obtenir des conteneurs en une seule matière polymérique protégeant efficacement le produit contre une éventuelle perte d'arôme ou une oxydation par l'air ambiant.Plastic containers are generally known for their good chemical stability at low temperatures. On the other hand, the relatively high permeability of plastics conventionally used for the preparation of containers did not make it possible to obtain containers of a single polymeric material effectively protecting the product against a possible loss of aroma or oxidation by ambient air.
On connaît par US 4 712 990, US 4 518 344, US 4 512 730, US 4 554 190 et US 4497 621 un procédé permettant d'obtenir des récipients entièrement plastiques, faciles à recycler, protégeant de façon satisfaisante des produits alimentaires contre une éventuelle perte d'arôme et une pollution par l'air ambiant en cas de stockage prolongé. Ces récipients sont réalisés par co- injection moulage de plusieurs matières polymeriques, par exemple une ou plusieurs polyoléfines et une matière à propriété barrière améliorée telle que l'EVOH (copolymère éthylène - alcool vinylique).Known from US 4,712,990, US 4,518,344, US 4,512,730, US 4,554,190 and US 4,497,621 a process for obtaining fully plastic containers, easy to recycle, satisfactorily protecting food products against possible loss of aroma and pollution by ambient air in the event of prolonged storage. These containers are produced by co-injection molding of several polymeric materials, for example one or more polyolefins and a material with improved barrier property such as EVOH (ethylene-vinyl alcohol copolymer).
On connaît par W09522413, FR 2 776 540, DE 43 16 349 et EP 0 773 166 des procédés permettant d'obtenir le dépôt d'un revêtement, essentiellement
constitué de carbone amorphe sur la surface interne de récipients en matière plastique telle qu'une polyoléfine ou un polyester tel que le PET (polyéthylène téréphtalate) ou le PEN (polyéthylène naphtalate). Il a été en effet constaté que la couche de carbone amorphe présentait de bonnes propriétés barrières à la diffusion qui pouvaient compléter avantageusement celles, non négligeables de matériaux tels que le PET.W09522413, FR 2 776 540, DE 43 16 349 and EP 0 773 166 disclose methods for obtaining the deposition of a coating, essentially consisting of amorphous carbon on the internal surface of plastic containers such as a polyolefin or a polyester such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate). It has in fact been observed that the amorphous carbon layer has good diffusion barrier properties which could advantageously supplement those, which are not negligible, of materials such as PET.
PROBLEME POSEPROBLEM
Le premier procédé, consistant à co-injecter différentes matières polymeriques est un procédé complexe nécessitant la mise en place de machines sophistiquées avec des outillages de moulage comprenant un très grand nombre de canaux d'alimentation devant conduire la bonne matière à injecter au bon endroit. La viscosité d'un matériau étant très sensible à la température, l'écoulement simultané d'une même matière polymérique dans un grand nombre de canaux nécessite une parfaite maîtrise de la température régnant dans l'outillage d'injection multiple. De plus, l'injection simultanée de plusieurs matières polymeriques de viscosités très différentes - à température égale, l'EVOH est beaucoup plus visqueux que les polyoléfines qu'il côtoie - rend encore plus complexe le problème de la maîtrise de la stabilité structurelle (répartition des épaisseurs ) et géométrique des produits co-injectés. La mise au point de tels dispositifs est donc délicate et coûteuse. Elle ne peut se justifier que pour les conteneurs fabriqués en très grandes séries.The first method, consisting of co-injecting different polymeric materials is a complex process requiring the installation of sophisticated machines with molding tools comprising a very large number of feed channels which must lead the right material to be injected in the right place. The viscosity of a material being very sensitive to temperature, the simultaneous flow of the same polymeric material in a large number of channels requires perfect control of the temperature prevailing in the multiple injection tool. In addition, the simultaneous injection of several polymeric materials of very different viscosities - at equal temperature, EVOH is much more viscous than the polyolefins that it comes into contact with - makes the problem of controlling structural stability even more complex (distribution thicknesses) and geometric of co-injected products. The development of such devices is therefore delicate and costly. It can only be justified for containers produced in very large series.
Le deuxième type de procédé s'appuie sur un dépôt assisté par un plasma généré dans une enceinte sous vide. Ce type de procédé est peu compatible avec la production en grandes cadences et nécessite l'emploi de dispositifs complexes pour sa mise en oeuvre dans le cadre de production en grandes séries (enceintes étanches, pompes permettant de réaliser des vides poussés
en très peu de temps, générateurs de hautes fréquences, dispositifs de manipulation automatisée, etc.. ). La demanderesse a donc cherché un procédé plus économique permettant d'atteindre le même but: obtenir des récipients entièrement polymeriques capable de préserver à l'abri de l'air ambiant et de conserver les arômes des produits tels que des produits pharmaceutiques, parapharmaceutiques, cosmétiques et alimentaires.The second type of process is based on a deposit assisted by a plasma generated in a vacuum enclosure. This type of process is not very compatible with production at high rates and requires the use of complex devices for its implementation in the context of production in large series (sealed enclosures, pumps for achieving high voids in a very short time, high frequency generators, automated handling devices, etc.). The Applicant has therefore sought a more economical process enabling the same goal to be achieved: obtaining fully polymeric containers capable of preserving, sheltered from ambient air and of preserving the aromas of products such as pharmaceuticals, parapharmaceuticals, cosmetics and food.
OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION
Un premier objet de l'invention est un procédé de fabrication de récipients en matière plastique incluant, après la mise en forme du récipient, le dépôt sur la surface interne d'un revêtement ayant des propriétés barrières à la diffusion, ledit procédé étant effectué par assistance plasma sous une pression voisine de la pression atmosphérique caractérisé en ce que ledit revêtement a une épaisseur comprise entre 150 et 1500 Â et comprend un matériau ou un mélange de matériaux appartenant au groupe suivant: carbone amorphe, hydrogéné ou non, azoté ou non, oxydes, nitrures ou carbures ou leur mélange ou leur combinaison d'un ou plusieurs des métaux suivants (Si, Mg, Al, Ti, Zr, Nb, Ta, Mo, W, V).A first object of the invention is a method of manufacturing plastic containers including, after the container has been shaped, the deposition on the internal surface of a coating having barrier properties to diffusion, said method being carried out by plasma assistance at a pressure close to atmospheric pressure characterized in that said coating has a thickness of between 150 and 1500 Å and comprises a material or a mixture of materials belonging to the following group: amorphous carbon, hydrogenated or not, nitrogenous or not, oxides, nitrides or carbides or their mixture or combination of one or more of the following metals (Si, Mg, Al, Ti, Zr, Nb, Ta, Mo, W, V).
De préférence, on effectue ce dépôt, sur la surface interne du récipient, à une vitesse compatible avec les cadences de production industrielles, typiquement d'une ou plusieurs centaines d'unités par minute.Preferably, this deposition is carried out on the internal surface of the container at a speed compatible with industrial production rates, typically of one or more hundreds of units per minute.
Plus particulièrement, le dépôt peut comprendre du carbone amorphe, hydrogéné ou non, azoté ou non, c'est-à-dire un matériau à tendance polymérique, caractérisé par un réseau de chaînes de carbone amorphe susceptibles de comporter des liaisons hydrogène ou azote. La demanderesse a constaté qu'un tel dépôt a de très bonnes propriétés barrière à la diffusion
d'arômes tels que ceux introduits dans les produits pharmaceutiques, parapharmaceutiques, cosmétiques et alimentaires. Le produit peut ainsi conserver tous ses arômes.More particularly, the deposit can comprise amorphous carbon, hydrogenated or not, nitrogenous or not, that is to say a material with a polymer tendency, characterized by a network of chains of amorphous carbon capable of comprising hydrogen or nitrogen bonds. The Applicant has found that such a deposit has very good diffusion barrier properties. aromas such as those introduced into pharmaceutical, parapharmaceutical, cosmetic and food products. The product can thus retain all of its aromas.
II peut comprendre également de l'oxyde de silicium, typiquement un composé SiOx, où x est compris entre 1 ,7 et 2,1 suivant le rapport des concentrations en oxygène et en silicium dans le plasma formé. La demanderesse a constaté qu'un tel dépôt a de très bonnes propriétés barrière à la diffusion de l'oxygène. Le produit reste ainsi à l'abri de l'oxydation par l'air ambiant en cas de stockage prolongé.It can also comprise silicon oxide, typically an SiOx compound, where x is between 1.7 and 2.1 depending on the ratio of the oxygen and silicon concentrations in the plasma formed. The Applicant has found that such a deposit has very good barrier properties to the diffusion of oxygen. The product thus remains protected from oxidation by ambient air in the event of prolonged storage.
Des résultats comparables peuvent être atteints avec un dépôt d'oxyde d'aluminium mais ce dernier doit de préférence se trouver en mélange avec le carbone et/ou l'oxyde de silicium cités précédemment. En effet une couche ne comportant que de l'alumine est plus fragile et risque de se faïencer si elle a une épaisseur supérieure à lOOO.angstrôms.Comparable results can be achieved with an aluminum oxide deposit, but the latter must preferably be in a mixture with the carbon and / or silicon oxide mentioned above. In fact, a layer comprising only alumina is more fragile and risks becoming faience if it has a thickness greater than lOOO.angstroms.
De préférence, le dépôt est un mélange comprenant du carbone à tendance polymérique et de l'oxyde de silicium (que nous appellerons par la suite "silice" pour simplifier) et/ou de l'oxyde d'aluminium. Le produit peut ainsi conserver tous ses arômes et reste à l'abri de l'oxydation par l'air ambiant en cas de stockage prolongé. Le mélange peut être homogène dans toute l'épaisseur du revêtement. Il peut également être très riche en carbone (concentration pouvant atteindre 100%) au voisinage du substrat et très riche en silice (concentration pouvant atteindre 100%) à la surface, la concentration des éléments respectifs variant continûment entre ces points extrêmes du revêtement. De la sorte, on obtient un dépôt graduel de couches d'abord riches en carbone amorphe puis riches en silice. Le carbone amorphe hydrogéné, situé en sous-couche, assure une meilleure liaison sur le substrat polymérique thermoplastique et assure une plus grande souplesse au
revêtement obtenu. La couche d'oxyde de silicium ou d'oxyde d'aluminium complète l'effet barrière de la couche de carbone tout en limitant la coloration due au carbone.Preferably, the deposit is a mixture comprising carbon with a polymer tendency and silicon oxide (which we will call hereinafter "silica" for simplicity) and / or aluminum oxide. The product can thus retain all of its aromas and remains protected from oxidation by ambient air in the event of prolonged storage. The mixture can be homogeneous throughout the thickness of the coating. It can also be very rich in carbon (concentration up to 100%) in the vicinity of the substrate and very rich in silica (concentration up to 100%) on the surface, the concentration of the respective elements varying continuously between these extreme points of the coating. In this way, one obtains a gradual deposition of layers first rich in amorphous carbon then rich in silica. The hydrogenated amorphous carbon, located in a sublayer, ensures better bonding on the thermoplastic polymeric substrate and ensures greater flexibility in coating obtained. The silicon oxide or aluminum oxide layer completes the barrier effect of the carbon layer while limiting the coloring due to carbon.
Le dépôt est effectué sur la surface interne du conteneur en matière polymérique, cette dernière étant une matière thermoplastique telle qu'une polyoléfine ou un polyester, typiquement du PET ou du PEN. La paroi d'un tel conteneur peut ainsi être exempte d'une couche polymérique à propriétés barrières, rigide et difficile à injecter simultanément avec les autres couches constitutives de la paroi. Le revêtement selon l'invention confère à la structure de la paroi du tube des propriétés barrières satisfaisantes. L'épaisseur du revêtement est variable selon le matériau choisi. Elle doit être suffisamment épaisse pour conférer à la structure des propriétés barrières se traduisantThe deposition is carried out on the internal surface of the container made of polymeric material, the latter being a thermoplastic material such as a polyolefin or a polyester, typically PET or PEN. The wall of such a container can thus be free of a polymeric layer with barrier properties, rigid and difficult to inject simultaneously with the other constituent layers of the wall. The coating according to the invention gives the structure of the wall of the tube satisfactory barrier properties. The thickness of the coating is variable depending on the material chosen. It must be thick enough to give the structure barrier properties that translate
• pour l'oxygène, par une perméabilité inférieure à 1 ml/m /jour/atmosphère (norme ASTMD3985)• for oxygen, by a permeability of less than 1 ml / m / day / atmosphere (standard ASTMD3985)
• pour la vapeur d'eau, par une perméabilité inférieure à 2 g/m2/jour/atmosphère (norme ASTM F327)• for water vapor, with a permeability of less than 2 g / m 2 / day / atmosphere (standard ASTM F327)
• et pour les arômes, par une perméabilité inférieure à 0,5 10-° g/m2/jour/mmHg• and for aromas, by a permeability of less than 0.5 10- ° g / m 2 / day / mmHg
Jusqu'à présent, les conteneurs en matière plastique envisagés pour être utilisés dans le domaine de l'invention étaient, même si cela ne suffisait pas, réalisés dans une matière choisie parmi les matières polymeriques ayant des propriétés barrières à la diffusion des gaz améliorées (par exemple le PET). Avec le dépôt réalisé dans le mode préférentiel de l'invention, c'est-à-dire un revêtement composé d'un mélange carbone amorphe et silice, homogène ou à composition graduelle, nous pouvons obtenir, même avec une faible épaisseur du revêtement, des propriétés barrières satisfaisantes de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de choisir un matériau particulier pour le substrat (matière de base de la paroi du conteneur) et que l'on peut prendre des matériaux moins
performants en ce qui concerne leur perméabilité mais plus faciles à mettre en oeuvre. Ainsi, une simple polyoléfine peut suffire, en particulier du polypropylène. Celui-ci présente contrairement au PET l'avantage d'être nettement plus facile à mettre en forme: il n'est pas nécessaire de réaliser des préformes et de contrôler le processus de mise en forme pour obtenir un matériau bi-orienté. Le coût de fabrication de tels conteneurs s'en trouvent notablement diminué.Until now, the plastic containers envisaged for use in the field of the invention were, even if that were not enough, made of a material chosen from polymeric materials having barrier properties to the diffusion of improved gases ( for example PET). With the deposit produced in the preferred embodiment of the invention, that is to say a coating composed of a mixture of amorphous carbon and silica, homogeneous or with gradual composition, we can obtain, even with a small thickness of the coating, satisfactory barrier properties so that it is not necessary to choose a particular material for the substrate (basic material of the container wall) and that less material can be taken efficient with regard to their permeability but easier to implement. Thus, a simple polyolefin may suffice, in particular polypropylene. Unlike PET, this has the advantage of being much easier to shape: it is not necessary to make preforms and control the shaping process to obtain a bi-oriented material. The cost of manufacturing such containers is significantly reduced.
Selon l'invention, on effectue ce dépôt en utilisant un réacteur plasma de traitement de surface. Le plasma peut être généré sous différents types de décharges: décharge au travers d'une barrière diélectrique ou décharge de type corona ou décharge luminescente, avec différents types d'excitation: micro-ondes basses fréquences, courant alternatif de moyenne fréquence. Ces types de génération de plasma présentant l'avantage de pouvoir se faire sous une pression voisine de la pression atmosphérique.According to the invention, this deposition is carried out using a plasma surface treatment reactor. Plasma can be generated under different types of discharge: discharge through a dielectric barrier or corona type discharge or luminescent discharge, with different types of excitation: low frequency microwaves, medium frequency alternating current. These types of plasma generation have the advantage of being able to be carried out under a pressure close to atmospheric pressure.
Le revêtement est obtenu par condensation après décomposition d'un corps ou d'un composé gazeux. Le plasma peut être, généré par décharge barrière diélectrique ou décharge de type corona. Dans ce cas, la pression de travail peut être voisine de la pression atmosphérique, ce qui est appréciable car le temps du traitement peut être notablement diminué et l'opération peut être intégrée plus'Tacîlement dans le cycle normal d'une fabrication en 'grandes cadences.The coating is obtained by condensation after decomposition of a body or a gaseous compound. The plasma can be generated by dielectric barrier discharge or corona discharge. In this case, the working pressure can be close to atmospheric pressure, which is appreciable because the treatment time can be considerably reduced and the operation can be integrated more in the normal cycle of a large-scale production. cadences.
Un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention consiste à placer le conteneur dans un dispositif comportant deux électrodes: une externe épousant au mieux la forme du conteneur et une autre destinée à entrer dans le conteneur. Le dispositif possède également un moyen d'alimentation injectant un gaz précurseur à l'intérieur du conteneur. Après un certain temps nécessaire pour évacuer l'air ambiant et le remplacer par le gaz
précurseur, on porte l'électrode introduite à l'intérieur du conteneur à une tension alternative d'une dizaine de kV, l'électrode externe étant reliée à la terre, pour générer le plasma.A particularly advantageous embodiment of the invention consists in placing the container in a device comprising two electrodes: an external one conforming as best as possible to the shape of the container and another intended to enter the container. The device also has a supply means injecting a precursor gas inside the container. After a certain time necessary to evacuate the ambient air and replace it with gas precursor, the electrode introduced inside the container is brought to an alternating voltage of about ten kV, the external electrode being connected to earth, to generate the plasma.
Si le récipient est un corps muni d'un fond relié à une paroi verticale et d'un goulot relié à ladite paroi verticale par une épaule, l'électrode externe peut avoir une forme simple (paroi verticale et fond épousant la forme du fond du récipient) mais, dans ce cas, le dépôt du revêtement au niveau de l'épaule et du goulot risque d'être irrégulier et peu épais. On peut alors envisager d'améliorer le dispositif soit en construisant l'électrode externe en plusieurs parties mobiles radialement, lesdites parties ayant une surface interne épousant la forme externe du conteneur, épaule et goulot inclus. Le déplacement radial est défini de telle sorte que le diamètre de l'ouverture offerte lorsque lesdites parties mobiles sont en position extrême soit supérieur au diamètre maximum de la paroi verticale du conteneur.If the container is a body provided with a bottom connected to a vertical wall and a neck connected to said vertical wall by a shoulder, the external electrode can have a simple shape (vertical wall and bottom matching the shape of the bottom of the container) but, in this case, the coating on the shoulder and the neck may be irregular and not very thick. One can then envisage improving the device either by constructing the external electrode in several radially movable parts, said parts having an internal surface matching the external shape of the container, shoulder and neck included. The radial displacement is defined so that the diameter of the opening offered when said moving parts are in the extreme position is greater than the maximum diameter of the vertical wall of the container.
Si cette paroi verticale est cylindrique, on peut également envisager un dispositif semblable à celui illustré aux figures 10e et 1 Of et présenté dans l'exemple 3 de la demande WO 99/46964: comme le conteneur possède une symétrie de révolution, on le fait tourner autour de son axe de symétrie et on fait passer la surface interne de la paroi du conteneur dans un plasma confiné sous la forme d'un cordon. "Les électrodes ont dans ce cas une forme plus simple, la mise en place du conteneur est plus rapide et ne nécessite pas de dispositif complexe avec parties mobiles radialement; enfin le plasma généré a une étendue spatiale plus stable.If this vertical wall is cylindrical, it is also possible to envisage a device similar to that illustrated in FIGS. 10e and 1 Of and presented in example 3 of the application WO 99/46964: as the container has a symmetry of revolution, it is done rotate around its axis of symmetry and the internal surface of the wall of the container is passed through a confined plasma in the form of a bead. " The electrodes have in this case a simpler form, the installation of the container is faster and does not require a complex device with parts moving radially; finally the plasma generated has a more stable spatial extent.
Ce procédé présente l'avantage de pouvoir être effectué sous une pression proche de la pression atmosphérique, de préférence entre 200 et 760 millimètres de mercure. Une pression légèrement plus faible que la pression atmosphérique permet de mieux contrôler la pureté du gaz circulant dans le
conteneur. On réalise de préférence un balayage préalable avec un gaz inerte, du type argon pour éviter la formation d'impuretés (risque de réaction avec l'azote de l'air, la vapeur d'eau, etc..) susceptibles de détériorer la qualité de l'adhérence de la couche ainsi déposée.This process has the advantage of being able to be carried out under a pressure close to atmospheric pressure, preferably between 200 and 760 millimeters of mercury. A slightly lower pressure than atmospheric pressure allows better control of the purity of the gas circulating in the container. Preferably, a preliminary sweep is carried out with an inert gas, of the argon type, to avoid the formation of impurities (risk of reaction with nitrogen in the air, water vapor, etc.) liable to deteriorate the quality. of the adhesion of the layer thus deposited.
On vise une épaisseur de dépôt comprise entre 150 Â et 1500 À, de préférence inférieure à 300 À. Le matériau à déposer peut être tout matériau ayant de bonnes propriétés barrière à la diffusion des arômes et des gaz.. Pour obtenir un dépôt d'alumine, on emploie de préférence comme gaz précurseur du tributyle-aluminium AI(C H<?)3 que l'on fait circuler dilué dans un mélange argon et oxygène. Pour obtenir un dépôt de carbone amorphe, on fait passer un courant de gaz carburé, typiquement de l'acétylène C2H ou du fluorure de carbone CF . Pour obtenir un dépôt d'oxyde de silicium, on fait circuler un gaz tel que l'HMDSO (hexaméthyldisiloxane) ou le TMDSO (tétraméthyldisiloxane). Enfin pour obtenir le dépôt d'un revêtement mixte carbone + silice, on fait circuler un mélange de gaz carburé et de gaz précurseur pour le dépôt de silice. Ce mélange a une composition constante ou, dans la variante "dépôt graduel" évoquée ci-dessus, une composition variable passant continûment de 100% de gaz carburé en début de traitement à 100 % de gaz précurseur pour le dépôt de silice (hexa- ou tétraméthyldisiloxane par exemple) en fin de traitement.We are targeting a deposit thickness between 150 Å and 1500 Å, preferably less than 300 Å. The material to be deposited can be any material having good barrier properties to the diffusion of aromas and gases. To obtain an alumina deposit, tributyl aluminum AI (CH <?) 3 is preferably used as precursor gas. circulated diluted in an argon and oxygen mixture. To obtain an amorphous carbon deposition, a stream of carburetted gas is passed, typically acetylene C 2 H or carbon fluoride CF. To obtain a deposit of silicon oxide, a gas such as HMDSO (hexamethyldisiloxane) or TMDSO (tetramethyldisiloxane) is circulated. Finally, to obtain the deposition of a mixed carbon + silica coating, a mixture of carburetted gas and precursor gas is circulated for the deposition of silica. This mixture has a constant composition or, in the "gradual deposition" variant mentioned above, a variable composition passing continuously from 100% of fuel gas at the start of treatment to 100% of precursor gas for the deposition of silica (hexa- or tetramethyldisiloxane for example) at the end of treatment.
La figure schématise en coupe axiale un premier dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Un deuxième dispositif, particulièrement bien adapté aux conteneurs axisymétriques, est décrit dans l'exemple 3 de la demande WO 99/46964 et illustré aux figures 10e et lOf de ce même document.
EXEMPLE (Figure)The figure shows schematically in axial section a first device intended to implement the method according to the invention. A second device, particularly well suited to axisymmetric containers, is described in Example 3 of application WO 99/46964 and illustrated in Figures 10e and 10f of this same document. EXAMPLE (Figure)
La paroi interne du conteneur de cet exemple, en polypropylène, a été recouverte d'un revêtement dont l'épaisseur est comprise entre 250 et 300 angstrôms et comportant un mélange carbone amorphe et silice. Le dépôt du revêtement a été effectué par assistance plasma à l'aide du dispositif illustré sur la figure.The internal wall of the container of this example, made of polypropylene, was covered with a coating whose thickness is between 250 and 300 angstroms and comprising an amorphous carbon and silica mixture. The coating was deposited by plasma assistance using the device illustrated in the figure.
Alors que les électrodes externes 20 et 21 sont mises en position radiale extrême ( sens des flèches 22), le conteneur 10 est placé à l'intérieur du volume occupé par lesdites électrodes 20 et 21. Le conteneur 10 comporte un fond 11, une paroi verticale 12, un goulot 13 et une épaule 14 reliant la paroi verticale au goulot. Les électrodes externes se rapprochent grâce à un mouvement radial centripète et enserrent le conteneur 10. Une électrode centrale 30 est introduite dans le volume interne du conteneur. Lorsque ce conteneur est un boîtier cylindrique de 45 mm de diamètre, l'électrode 30 a de préférence un diamètre de 17 mm. Lorsque l'électrode 30 est enfoncée, sa partie 31 au regard de l'épaule 14 et du goulot 13 du boîtier est électriquement isolée avec un manchon isolant 40. La longueur du manchon isolant, typiquement en téflon, est déterminée de telle sorte qu'il n'y ait pas de dépôt préférentiel au niveau de l'épaule ou du goulot.While the external electrodes 20 and 21 are placed in the extreme radial position (direction of the arrows 22), the container 10 is placed inside the volume occupied by said electrodes 20 and 21. The container 10 has a bottom 11, a wall vertical 12, a neck 13 and a shoulder 14 connecting the vertical wall to the neck. The external electrodes approach by means of a centripetal radial movement and enclose the container 10. A central electrode 30 is introduced into the internal volume of the container. When this container is a cylindrical case 45 mm in diameter, the electrode 30 preferably has a diameter of 17 mm. When the electrode 30 is depressed, its part 31 facing the shoulder 14 and the neck 13 of the housing is electrically insulated with an insulating sleeve 40. The length of the insulating sleeve, typically made of Teflon, is determined so that there is no preferential deposit at the shoulder or the neck.
L'électrode 30 est creuse. Elle possède une dizaine de perforations 32 de petit diamètre (0 < 0,1 mm ) en partie basse et quelques perforations de même diamètre au-desssus. Avant la génération du plasma, de l'argon est injecté à l'intérieur de l'électrode 30 et entraîne l'air ambiant vers l'extérieur du conteneur. Ensuite on injecte le gaz précurseur - un mélange acétylène-TMDSO - et on porte l'électrode 30 à une tension alternative d'une dizaine de kV (comprise entre 10 et 15 kV), l'électrode externe étant reliée à la terre, pour générer le plasma.
Le gaz circule de bas en haut (flèches 50) et le plasma, généré par une source excitée à 250 kHz avec une puissance électrique de 400 W, vient affleurer la surface interne du conteneur en apportant le mélange carbone-silice du revêtement. Une dizaine de secondes suffit pour obtenir un revêtement de 250The electrode 30 is hollow. It has a dozen small diameter perforations 32 (0 <0.1 mm) in the lower part and a few perforations of the same diameter above. Before the generation of the plasma, argon is injected inside the electrode 30 and entrains the ambient air towards the outside of the container. Then the precursor gas is injected - an acetylene-TMDSO mixture - and the electrode 30 is brought to an alternating voltage of around ten kV (between 10 and 15 kV), the external electrode being connected to earth, to generate the plasma. The gas circulates from bottom to top (arrows 50) and the plasma, generated by an excited source at 250 kHz with an electrical power of 400 W, comes to be flush with the internal surface of the container by bringing the carbon-silica mixture to the coating. Ten seconds is enough to obtain a coating of 250
AVANTAGES DU PROCEDE SELON L'INVENTIONADVANTAGES OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION
• possibilité d'utiliser pour le substrat un matériau moins coûteux que le PET, du polypropylène par exemple;• possibility of using a cheaper material for the substrate than PET, polypropylene for example;
• possibilité de choisir pour le revêtement un mélange de matériaux optimal vis-à-vis du compromis souplesse - propriétés barrières; • le dépôt est mince et déformable: les propriétés barrières sont maintenues même après utilisation poussée du conteneur.
• possibility of choosing for the coating an optimal mixture of materials with respect to the flexibility - barrier properties compromise; • the deposit is thin and deformable: the barrier properties are maintained even after extensive use of the container.