ES2313701T3 - Dispositivo para el deposito de un revestimiento sobre la cara interna de un recipiente. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el depósito de un revestimiento sobre una cara interna de un recipiente (10) de material termoplástico, del tipo en el que el depósito está realizado con ayuda de un plasma de baja presión que es creado en el interior del recipiente (10) por excitación de un gas precursor, gracias a ondas electromagnéticas del tipo de microondas UHF, y del tipo en el que el recipiente (10) está situado en una cavidad (2) de material conductor en el interior de la cual se introducen las microondas, comprendiendo dicho dispositivo: - un generador (3) de ondas electromagnéticas UHF; - una guía (4) de ondas electromagnéticas para unir dicho generador (3) a una ventana (5) de la pared lateral de la cavidad (2), permitiendo generar, como mínimo un campo central en dicha cavidad (2); - medios de inyección de gas precursor que comprenden un tubo (13) de inyección que se prolonga parcialmente en el recipiente (10); - medios de bombeo de la cavidad (2) y del volumen interno del recipiente (10), y - un recipiente interno (6) coaxial con la cavidad (2), sensiblemente transparente a las ondas electromagnéticas, realizado por ejemplo, en cuarzo, definiendo un recinto (7) en el que está situado el recipiente (10) cuando tiene lugar la excitación del gas precursor, caracterizado porque el tubo (13) de inyección se introduce en el recipiente (10) de una longitud comprendida entre la cuarta parte y la mitad de la altura total de recipiente (10) considerada entre el gollete (18) y el fondo (17) del recipiente (10), constituyendo dicha longitud del tubo (13) de inyección una antena (16) longitudinal apropiada para captar las ondas electromagnéticas de UHF generadas por dicho generador (3) y porque se prevé un corto-circuito (19) UHF en forma de una placa (21, 23, 25) sobre el tubo (13) de inyección, de manera tal que la cara del lado de la cavidad de dicha placa (21, 23, 25) define un punto de amplitud nula de la onda electromagnética que se propaga a lo largo de dicho tubo (13) de inyección, correspondiendo la longitud entre dicho corto-circuito (19) y el extremo libre (13a) de dicho tubo (13) de inyección a un número impar de cuartos de longitud de onda, con la finalidad de obtener una amplitud máxima, es decir, un vientre a nivel del extremo libre (13a) del tubo (13) de inyección.
Description
Dispositivo para el depósito de un revestimiento
sobre una cara interna de un recipiente.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para el depósito de un revestimiento sobre una cara
interna de un recipiente de material termoplástico, del tipo en el
que el depósito es realizado con ayuda de un plasma a baja presión
que es creado en el interior del recipiente por excitación de un gas
precursor gracias a ondas electromagnéticas del tipo de microondas,
y del tipo en el que el recipiente es colocado en un recinto de
material conductor en el interior de la cual las microondas son
introducidas, comprendiendo dicho dispositivo: a) un generador de
ondas electromagnético; b) una guía de ondas electromagnéticas para
conectar el generador a una ventana de la pared lateral del
recinto, permitiendo generar como mínimo un campo central en este
recinto; c) medios de inyección de gas precursor; d) medios de
bombeo del recinto y del volumen interno del recipiente y, e) un
recipiente interno, coaxial del recinto, sensiblemente transparente
para las ondas electromagnéticas, realizado por ejemplo en cuarzo,
y que define una cavidad cilíndrica en la que está situado el
recipiente en el momento de la excitación del gas precursor.
En la figura 1 se ha mostrado esquemáticamente
un dispositivo realizado de acuerdo con las disposiciones del
documento FR 2 792 854 para el tratamiento de recipientes uno a uno
y que se presenta en forma de un lugar de trabajo (1) para el
tratamiento apropiado para asegurar el depósito por plasma de baja
presión de un revestimiento sobre la cara interna de un recipiente
de material termoplástico, tal como preferentemente, si bien no
exclusivamente, una botella de polietilén tereftalato (PET),
pudiendo estar constituido el revestimiento a formar por un material
a base de carbono hidrogenado o incluso silicio.
De forma resumida, el puesto de trabajo (1)
presenta una cavidad exterior (2) realizada en un material
conductor, especialmente metálico. La cavidad (2) es cilíndrica de
eje A y está dimensionada para favorecer una forma particular de
acoplamiento de un campo electromagnético del tipo de microondas.
Un generador (3), que está dispuesto en el exterior de la cavidad
(2), es susceptible de suministrar un campo electromagnético en el
sector de las microondas, cuya frecuencia puede ser de manera típica
de 2,45 GHz o 915 MHz, siendo el generador (3) del tipo de un
generador de ondas electromagnéticas UHF (Frecuencias Ultra
Elevadas). La radiación electromagnética suministrada por el
generador (3) es guiada hasta la cavidad (2) por una guía de ondas
(4) en forma de túnel que se prolonga de forma radial que desemboca
a través de una ventana rectangular (5) dispuesta en la cavidad
(2), aproximadamente a media altura de esta. La forma y las
dimensiones de la guía de ondas (4) están también adaptadas para
permitir un acoplamiento favorable del campo de microondas en la
cavidad (2).
En el interior de la cavidad (2) está dispuesto
un recipiente (6) que es coaxial con la cavidad (2), que es
sensiblemente transparente a las microondas, y que delimita, en el
interior de la cavidad (2), un espacio cilíndrico (7) coaxial con
dicha cavidad (2). En la práctica el recipiente (6) está realizado,
por ejemplo, en cuarzo. El recipiente (7) está cerrado
inferiormente por una pared transversal inferior de la cavidad (2),
y superiormente por una tapa (9) destinada a un cierre estanco de
manera que el vacío pueda ser establecido en el recinto (7). El
recipiente (10) a tratar está dispuesto de manera sensiblemente
coaxial a la cavidad (2) y al recinto (7).
En la forma de realización considerada, para
permitir la introducción del recipiente (10) a tratar en el interior
del recinto (7), la tapa (9) es desmontable. Sin embargo se podría
prever también una tapa fija y un fondo móvil practicado en la
pared transversal inferior de la cavidad (2) para permitir la
conducción o retirada del recipiente por debajo. En la tapa (9), se
prevén medios (11) para soportar el recipiente (10) por su cuello
(12), medios para crear diferentes niveles de vacío en el recipiente
(7), así como medios para inyectar en el interior del recipiente
(10) un fluido reactivo que contiene por lo menos un precursor del
material que se desea depositar sobre la pared interna del
recipiente, compren-
diendo dichos medios de inyección un tubo de inyección (13) que se extiende parcialmente en el interior del recipiente.
diendo dichos medios de inyección un tubo de inyección (13) que se extiende parcialmente en el interior del recipiente.
El dispositivo presenta también unos platos
(14), (15) anulares respectivamente superior e inferior, de eje A,
que están dispuestos en la cavidad (2), alrededor del recipiente
(6). Los dos platos (14), (15) están desplazados axialmente uno con
respecto al otro de manera que queden dispuestos axialmente a un
lado y otro de la ventana (5) por la que la guía de ondas (4)
desemboca en la cavidad (2). No obstante, sus posiciones axiales
respectivas pueden variar en función de la forma del recipiente
(10) a tratar. Los platos (14), (15), que están realizados en un
material eléctricamente conductor, están destinados a formar
cortocircuitos para el campo electromagnético formado en la cavidad
(2), de manera que limite axialmente el campo para obtener un máximo
de intensidad a nivel de la zona efectiva de tratamiento.
No obstante, el proceso de revestimiento por
plasma en un dispositivo tal como el que se ha descrito, si bien
funciona correctamente, presenta ciertas incertidumbres que pueden
resultar en un depósito de revestimiento no homogéneo.
En efecto, frecuentemente es difícil de
controlar con precisión el cebado del plasma así como su
estabilidad, comportando un plasma inestable riesgos de formación de
un depósito no homogéneo sobre la pared interna del recipiente.
Actualmente, para verificar si un plasma es
estable o no, se mide la intensidad luminosa en el recipiente con
ayuda de un captador de luminosidad. Si se detecta inestabilidad
luminosa, se considera entonces que el plasma ha sido inestable, y
por lo tanto, de manera arbitraria, que el depósito no ha sido
realizado correctamente. El recipiente es rechazado entonces de la
línea de producción.
Por lo tanto, en el caso en el que el depósito
del revestimiento tiene lugar con ayuda de una instalación que
permite al revestimiento interno de varios miles de recipientes a la
vez, conviene reducir al máximo posible el porcentaje de
recipientes no correctamente revestidos que representan rechazos que
pueden llegar a varios centenares de recipientes al día.
Actualmente, el porcentaje de recipientes rechazados, por lo tanto,
potencialmente no correctamente revestidos, se aproxima a 0,5%.
Sería especialmente interesante disminuir este porcentaje con la
finalidad de reducir los rechazos generados por una instalación de
este tipo, y reducir como consecuencia la pérdida de materia prima
correspondiente.
Por otra parte, cuando tiene lugar la emisión de
ondas electromagnéticas en la cavidad, las ondas son reflejadas por
el tubo de inyección y tienen tendencia a retroceder a lo largo de
éste hacia el centro del dispositivo de tratamiento, comportando
riesgos de mal funcionamiento del dispositivo y de pérdida de
energía electromagnética utilizable en la cavidad de tratamiento, de
lo que resultan riesgos de inestabilidad del plasma.
La presente invención se refiere, por lo tanto,
a un dispositivo para el revestimiento sobre una pared interna de un
recipiente permitiendo tanto una distribución óptima de los gases
precursores en el recipiente para formar un revestimiento uniforme
como el bloqueo de la onda electromagnética en retroceso a lo largo
del tubo de inyección.
Por lo tanto, la presente invención se refiere a
un dispositivo para el depósito de un revestimiento sobre una pared
interna de un recipiente permitiendo cebar y facilitar la formación
del plasma cuando tiene lugar la emisión de microondas y también
evitar las pérdidas de energía electromagnética utilizable en la
cavidad de tratamiento, resultando en la formación de un plasma más
estable y en la realización de una línea de producción para el
revestimiento interno de recipientes con un porcentaje de rechazo de
recipientes netamente inferior al 0,5%, y tendiendo ventajosamente
a un porcentaje de recipientes rechazados nulo.
Para conseguir este objetivo, la presente
invención tiene por objeto un dispositivo para el depósito de un
revestimiento sobre una cara interna de un recipiente de material
termoplástico, del tipo en el que el depósito es realizado con
ayuda de un plasma de baja presión que es creado en el interior del
recipiente por excitación de un gas precursor gracias a ondas
electromagnéticas de tipo microondas UHF, y del tipo en el que el
recipiente está situado en una cavidad de material conductor en el
interior de la cual las microondas son introducidas, comprendiendo
el dispositivo un generador de ondas electromagnéticas UHF; una guía
de ondas electromagnéticas para conectar el generador a una ventana
de la pared lateral de la cavidad, permitiendo generar como mínimo
un campo central en la cavidad; medios de inyección del gas
precursor que comprenden un tubo de inyección que se extiende
parcialmente en el recipiente; medios de bombeo de la cavidad y del
volumen interno del recipiente, y un recinto interno, coaxial a la
cavidad, sensiblemente transparente para las ondas
electromagnéticas, realizada por ejemplo en cuarzo, definiendo un
recinto cilíndrico en el que está situado el recipiente cuando
tiene lugar la excitación del gas precursor, caracterizándose porque
el tubo de inyección se introduce en el recipiente en una longitud
comprendida entre la cuarta parte y la mitad de la altura total del
recipiente considerado entre el gollete y el fondo del recipiente,
constituyendo la longitud del tubo de inyección una antena
longitudinal apropiada para captar la onda electromagnética de UHF
generada por dicho generador, porque un cortocircuito de microondas
en forma de una placa está previsto sobre el tubo de inyección de
manera tal que la cara correspondiente al lado de la cavidad de
dicha placa define un punto de amplitud nula de la onda
electromagnética que se propaga a lo largo del tubo de inyección,
correspondiendo la longitud entre el cortocircuito y el extremo
libre del tubo de inyección a un número impar de cuartos de
longitudes de onda, con la finalidad de obtener una amplitud máxima,
es decir, un vientre de la onda electromagnética, a nivel del
extremo libre del tubo de inyección.
De esta manera, dado que el extremo del tubo de
inyección corresponde a un vientre de la onda electromagnética que
se propaga en este tubo, y por el hecho de la situación de este
extremo entre la mitad y la cuarta parte de la altura total del
recipiente, el cebado de un plasma estable queda facilitado puesto
que el extremo del inyector corresponde a un punto de intensidad
electromagnética máxima para una longitud de onda dada y con un
reparto homogéneo de los gases en el recipiente.
Con la finalidad de que la onda electromagnética
se encuentre en una amplitud nula y que interrumpa por lo menos
parcialmente su propagación a lo largo del tubo de inyección, el
cortocircuito es una placa circular radial atravesada en su parte
central por el tubo de inyección. La corriente superficial a lo
largo del tubo de inyección es entonces nula en la superficie en el
lado de la placa circular dirigido hacia la cavidad.
Para mejorar el efecto de bloqueo de la
propagación de la onda electromagnética a lo largo del tubo de
inyección, un faldón anular, coaxial con el tubo de inyección y
dirigido hacia la cavidad, se apoya sobre la placa circular
radial.
De manera ventajosa, según una primera forma de
realización del cortocircuito, el faldón anular se apoya sobre el
reborde externo de la placa circular.
Con la finalidad de aislar eléctricamente el
tubo de inyección del resto de dispositivo, la placa circular y el
tubo de inyección no deben establecer contacto con el resto del
recinto, y pueden estar introducidos en un tapón dieléctrico
atravesado axialmente por el tubo de inyección.
De forma ventajosa, según una segunda forma de
realización de un cortocircuito, la placa circular presenta un
orificio central de diámetro superior al diámetro del tubo de
inyección y el faldón anular se apoya sobre el reborde interno de la
placa.
Con la finalidad de bloquear la propagación del
campo electromagnético a lo largo del inyector en retroceso por
debajo de la placa circular, la altura de la cara interna del faldón
anular es sensiblemente igual a la cuarta parte de la longitud de
onda de la onda emitida por el generador y que circula en el medio
dieléctrico en el que se encuentra la placa circular y el faldón.
Por otra parte, el extremo libre del faldón anular corresponde
entonces a un vientre de la onda, lo que corresponde a una tensión
máxima y a una intensidad mínima, por lo que las pérdidas por
efecto Joule son reducidas. Por lo tanto se evita tener un
calentamiento no controlado del extremo libre del faldón anular por
el hecho de las pérdidas por efecto Joule mínimas en este
extremo.
Con la finalidad de controlar el campo
electromagnético a lo largo del tubo de inyección, el cortocircuito
se prevé en un espacio anular entre un elemento cilíndrico, llamado
camisa, y el tubo de inyección.
Con la finalidad de permitir el bombeo del
volumen interior del recipiente, el extremo del elemento cilíndrico
se apoya de forma estanca sobre el gollete del recipiente.
Con la finalidad de estabilizar el plasma cuando
tiene lugar la generación de la onda electromagnética y en el
momento del depósito del revestimiento sobre la pared interna del
recipiente y, por lo tanto, con la finalidad de disminuir los
riesgos del depósito de un revestimiento no homogéneo sobre la pared
interna del recipiente, el dispositivo según la invención comprende
medios generadores de señal de alta tensión acoplados al tubo de
inyección y apropiados para enviar una señal de alta tensión
sinusoidal al tubo de inyección.
Según una forma de realización preferente que
permite estabilizar mejor el plasma generado en el recipiente, la
señal de alta tensión sinusoidal tiene una tensión comprendida entre
500 y 3000V.
De manera ventajosa, la señal de alta tensión
sinusoidal consiste en una serie de ciclos de señales sinusoidales
amortiguadas.
De manera ventajosa, la frecuencia portadora de
dicha señal está comprendida entre 1 y 50 kHz.
Según una forma de realización ventajosa, la
frecuencia de recinto de dicha señal está comprendida entre 100 y
10000 Hz.
De manera ventajosa, dicha frecuencia de recinto
está comprendida entre 500 y 2000 Hz.
De manera ventajosa, el valor de cresta de la
señal de alta tensión al final de dichos ciclos es amortiguado entre
0 y 60% del valor de cresta del primer pico de este ciclo.
De manera ventajosa, el valor de cresta de la
señal de alta tensión al final de dichos ciclos es amortiguado entre
20 y 40% del valor de cresta del primer pico de este ciclo.
Con la finalidad de mejorar el bloqueo de la
propagación de la onda electromagnética a lo largo del tubo de
inyección, el diámetro de la placa circular es por lo menos superior
al doble del diámetro del tubo de inyección.
Con la finalidad de reducir la cantidad de
energía electromagnética que no es bloqueada por la placa circular
del cortocircuito previsto según la invención, una segunda placa
circular está fijada radialmente sobre el tubo de inyección más
arriba de la placa circular.
De manera ventajosa, la distancia entre la placa
circular y dicha segunda placa circular corresponde a un múltiplo de
la semi-longitud de onda de la onda electromagnética
generada por dicho generador.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción detallada siguiente de ciertas formas de
realización preferentes que tienen únicamente título de ejemplo no
limitativo. Es esta descripción, se hará referencia a los dibujos
adjuntos en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática desde un
lado, y en sección, del dispositivo según la técnica anterior para
el tratamiento de recipientes uno a uno;
- la figura 2 es una vista esquemática lateral
de un dispositivo para el tratamiento de recipientes uno a uno según
la invención
- la figura 3 es una vista en sección
esquemática de un cortocircuito previsto sobre el inyector del
dispositivo según la invención;
- la figura 4 es una forma de realización
alternativa de un cortocircuito previsto sobre el inyector según la
invención;
- la figura 5 es una vista en sección frontal
esquemática de una forma de realización alternativa del dispositivo
según la invención;
- la figura 6 es una vista en sección
esquemática de otra forma de realización del dispositivo según la
invención;
Tal como se ha descrito anteriormente, la figura
1 es una vista esquemática de un dispositivo para el depósito de un
revestimiento sobre una cara interna de un recipiente (10) de
material termoplástico, del tipo en el que el depósito es realizado
con ayuda de un plasma a baja presión que es creado en el interior
del recipiente por excitación de un gas precursor gracias a ondas
electromagnéticas UHF del tipo de microondas, y del tipo en el que
el recipiente (10) está situado en una cavidad (2) de material
conductor en cuyo interior las microondas son introducidas,
comprendiendo dicho dispositivo un generador (3) de ondas
electromagnéticas UHF; una guía (4) de ondas electromagnéticas para
conectar dicho generador (3) a una ventana (5) de la pared lateral
de la cavidad (2); medios de inyección del gas precursor; medios de
bombeo de la cavidad (2) y del volumen interno del recipiente (10),
y un recipiente interno (6), coaxial con la cavidad (2) y como
mínimo a un campo central engendrado en la cavidad (2),
sensiblemente transparente a las ondas electromagnéticas, por
ejemplo, realizado en cuarzo, y definiendo un recinto cilíndrico
(7) en el que está situado el recipiente (10) cuando tiene lugar la
excitación del gas precursor.
La figura 2 es una vista en sección esquemática
de una forma de realización de un dispositivo (1) de tratamiento de
recipientes (10) uno a uno para el depósito de un revestimiento
sobre la cara interna del recipiente (10).
Según esta forma de realización, los medios de
inyección del gas precursor en el volumen interno del recipiente
(10) se presentan en forma de un tubo (13) de inyección, que
constituye una antena longitudinal (16) apropiada para captar una
onda electromagnética de UHF generada por el generador (3), y
situada sensiblemente en el eje central A definido por el
recipiente (10), la cavidad (2) y el recinto (6). La segunda función
de esta antena (16) es de propagar la señal de alta tensión emitida
por medios (28) generadores de una señal de alta tensión, tal como
se explicará posteriormente.
A continuación en la descripción, el concepto de
tubo (13) de inyección designa igualmente el concepto de antena
(16), siendo estos dos elementos idénticos.
El recipiente (10) se presenta ventajosamente en
forma de una botella con un cuello (12), fondo (17) y un gollete
(18), aplicándose el principio de la invención a cualquier tipo de
recipiente con fondo, es decir, con un extremo cerrado y un extremo
abierto.
Con la finalidad de permitir un paso
satisfactorio de los gases inyectados en el volumen interno del
recipiente (10) y que los gases sean distribuidos de manera
homogénea en este volumen interno, el extremo libre (13a) del tubo
(13) de inyección se sumerge en el recipiente (10) en una longitud
comprendida entre la cuarta parte y la mitad de la altura total del
recipiente (10), es decir, en una longitud comprendida entre la
cuarta parte y la mitad de la distancia entre el gollete (18) y el
fondo (17) del recipiente (10). De este modo, dado el mejor reparto
de los gases inyectados en el volumen interno del recipiente (10) se
obtiene un plasma más estable cuando tiene lugar la excitación
electromagnética.
Se prevé un corto-circuito UHF
(19), ventajosamente en contacto de conducción eléctrica, sobre el
tubo (13) de inyección en una parte de este que permanece en el
exterior del recipiente (10), de manera que
corto-circuita la propagación de la onda
electromagnética a lo largo del tubo de inyección (13).
Según una forma de realización tal como la
mostrada en la figura 3, el corto-circuito (19) se
presenta en forma de un tapón (20), preferentemente de material
dieléctrico, por ejemplo poli-éter-éter-cetona,
atravesado axialmente por el tubo (13) de inyección y en el que se
sumerge una placa (21), ventajosamente circular, radialmente
conductora, preferentemente metálica, atravesada en su parte central
por el tubo (13) de inyección, siendo el diámetro de la placa
circular (21) inferior al diámetro del tapón (20).
Alternativamente, el
corto-circuito (19) se compone únicamente de la
placa circular (21).
En todos los casos, la onda electromagnética que
se propaga a lo largo del tubo de inyección (13) tiene una amplitud
nula a nivel del lado de la placa circular (21) dirigida hacia la
cavidad (2).
Un faldón anular (22), coaxial con el tubo (13),
se apoya sobre la placa circular (21) y está dirigido hacia la
cavidad (2).
Según una forma de realización, el faldón (22)
de forma anular, se apoya sobre el reborde externo de la placa
circular (21).
Según otra forma de realización del
corto-circuito (19), tal como se ha mostrado en la
figura 4, se prevé un tapón dieléctrico (20), atravesado en su
centro por el tubo de inyección (13) con una placa circular (23)
radial introducida en el tapón (20), comportando la placa circular
(23), un orificio (23a) central de diámetro superior al diámetro
del tubo de inyección (13), un faldón anular (24) apoyándose
entonces sobre el reborde interno de la placa (23) de forma
circular, estando dirigido el faldón anular (24) hacia la cavidad
coaxial (2) del tubo de inyección (13). La placa circular (23)
tiene entonces su reborde periférico extremo confundido con el
contorno exterior cilíndrico del tapón (20).
De forma ventajosa, la altura de la cara interna
del faldón (22), (24) de forma anular es sensiblemente igual a la
cuarta parte de la longitud de onda de la onda electromagnética
emitida por el generador (3) que se ha propagado a lo largo de la
antena (16), dependiendo esta longitud de onda del medio dieléctrico
en el que se encuentra la placa circular (21), (23) y el faldón
anular (22), (24).
Dicho de otra forma, con la finalidad de
bloquear la onda electromagnética en su retroceso por debajo de la
placa circular (21), (23), la altura de la cara interna del faldón
(22), (24) de forma anular es sensiblemente igual a la cuarta parte
de la longitud de la onda emitida por el generador y que circula en
el medio en el que se encuentran la placa circular (21), (23) y el
faldón (22), (24). Además, el extremo libre del faldón (22), (24)
de forma anular corresponde entonces a un vientre de la onda
electromagnética, lo que corresponde a una tensión máxima y una
intensidad mínima, por lo que las pérdidas por efecto Joule resultan
reducidas. Se evita de este modo tener calentamiento no controlado
del faldón anular (22), (24) a causa de las pérdidas mínimas por
efecto Joule en este extremo.
Por lo tanto, si la placa circular (21), (23)
está embebida en un tapón (20) dieléctrico, la altura del faldón
anular es igual a la cuarta parte de la longitud de onda
electromagnética que circula en dicho medio dieléctrico.
De manera alternativa, si la placa circular (21)
no está embebida en un tapón (20) de dieléctrico, sino que está
únicamente fijada radialmente sobre la antena (16) en el vacío,
entonces la altura de la cara interna del faldón anular (22) es
igual a la cuarta parte de la longitud de onda de la onda
electromagnética que circula en el vacío.
De manera más general, la altura de la cara
interna del faldón anular es igual a la cuarta parte de la longitud
de onda electromagnética que circula en el medio en el que estarán
insertados la placa circular y el faldón, por ejemplo, el vacío o
un dieléctrico. El corto-circuito forma entonces una
retención de cuarto de onda.
Para la finalidad de limitar el retroceso de las
ondas electromagnéticas a lo largo de la antena (16), es igualmente
posible, según una tercera forma de realización de la invención que
se ha mostrado en la figura 5, fijar un par de placas circulares
(25), (26) a lo largo del tubo de inyección (13).
En efecto, en presencia de una placa circular
única, la energía electromagnética no queda totalmente bloqueada y
cortocircuitada a lo largo del tubo de inyección (13), y es
preferible añadir una segunda placa circular (26) por encima de la
primera placa (25), con la finalidad de bloquear la casi totalidad
de la energía electromagnética que retrocede a lo largo del tubo de
inyección (13). De esta manera, se prevé una primera placa más abajo
(25), situada por encima del gollete (18) del recipiente (10),
según las condiciones descritas anteriormente y una segunda placa
(26) de la parte de arriba, situada por encima de la placa de abajo
(25).
De manera preferente la distancia entre la placa
de abajo (25) y la segunda placa de arriba (26) corresponde a un
múltiplo de la semilongitud de onda de las ondas electromagnética
emitida por el generador (3) de ondas electromagnéticas.
De manera ventajosa, en todos los modelos de
realización descritos, el diámetro de la placa circular (21), (23),
(25), (26) es como mínimo superior al doble del diámetro del tubo de
inyección (13), y preferentemente, por lo menos superior al
cuádruplo del diámetro del tubo (13) de inyección.
La añadidura de un faldón anular (22), (24)
sobre la placa (21), (23) de forma circular, permite aumentar la
cantidad de energía electromagnética bloqueada en retroceso a lo
largo del tubo de inyección (13).
Por lo tanto, y tal como se ha representado en
la figura 6, la presencia de una sola placa circular (21) con un
faldón anular (22), tal como se ha descrito anteriormente con
relación a la figura 3, permite bloquear la casi totalidad de la
energía electromagnética en retroceso a lo largo de la antena
(16).
De manera ventajosa, el tubo (13) de inyección
atraviesa una camisa (27) cuyo extremo permite formar un enlace
estanco con el gollete (18) del recipiente (10), el diámetro de la
placa circular (21) o el faldón anular (22) que se encuentra con
gran proximidad, pero ligeramente inferior al diámetro del orificio
interior de la camisa (27).
Con la finalidad de controlar la onda
electromagnética a lo largo del tubo de inyección 13, el
corto-circuito (19) se prevé en un espacio anular
entre un elemento cilíndrico que pertenece a la tapa (9), llamada
camisa (27), y el tubo de inyección (13).
El corto-circuito (19), y de
manera más precisa la cara que corresponde a la cavidad de la placa
circular (21), (23), (25), define un punto de amplitud nula de la
onda electromagnética que se propaga a lo largo del tubo (13). La
longitud entre el corto-circuito (19) y el extremo
(13a) corresponde a un número impar de cuartos de longitud de onda,
con la finalidad de obtener una amplitud máxima, es decir, un
vientre, a nivel del extremo libre (13a) del tubo de inyección
(13).
De forma suplementaria, una señal de alta
tensión senoidal es enviada sobre el tubo (13) de inyección con
ayuda de medios (28) generadores de señal de alta tensión, de tipo
conocido y acoplados con ayuda de un cable de alta tensión (29) al
tubo (13) de inyección más arriba del elemento del corto circuito
(19) o de la segunda placa circular de arriba (26).
Preferentemente, la frecuencia de la señal de
alta tensión está comprendida entre 1 a 50 kHz, y de manera
preferente es próxima a 7200 kHz. En el caso de la generación de una
señal de alta tensión amortiguada, se trata entonces de la
frecuencia portadora.
Las señales enviadas de manera permanente o
parcial o condicional (por ejemplo, únicamente si un cierto umbral
de luminosidad ha sido detectado en el recipiente interno -6-)
durante el ciclo de realización del plasma, es decir, durante la
fase de descarga electromagnética y la fase de depósito del
revestimiento sobre la pared interna del recipiente (10).
De manera ventajosa, la señal de alta tensión es
amortiguada y consiste, por lo tanto, en la generación de ciclos de
señales senoidales amortiguadas parametrizables cuya frecuencia de
recinto, es decir, la frecuencia de los ciclos senoidales
amortiguados, está comprendida entre 100 y 10.000 Hz,
preferentemente entre 500 y 6000 Hz, de manera todavía más
preferente entre 500 y 2000 Hz, y de forma incluso más preferente de
1000 Hz.
La señal de alta tensión senoidal tiene una
tensión comprendida entre 500 y 3000V, preferentemente de 1000V.
Preferentemente, el valor de cresta de la señal
de alta tensión al final de dichos ciclos es amortiguado entre 0 y
60% del valor de cresta o máximo de primer pico de este mismo ciclo,
preferentemente entre 20 y 40% del valor de cresta del primer pico
de este ciclo y de forma todavía más preferente, de 30% como
máximo.
Ventajosamente, la relación de frecuencia entre
la frecuencia portadora y la frecuencia envolvente debe ser
superior a (2), y de manera todavía más preferente debe ser superior
a (7).
Se ha descubierto de manera sorprendente que la
generación y/o el mantenimiento de esta señal de alta tensión
senoidal permite mejorar la estabilidad del plasma en una línea de
producción y, por lo tanto, disminuir el número de inestabilidades
luminosas detectadas por el captador de luminosidad y, por lo tanto,
disminuir el número de recipientes rechazados por presentar
potencialmente un revestimiento no homogéneo.
Con la finalidad de aislar eléctricamente el
tubo de inyección (13) del resto del dispositivo, la placa circular
(21), (23), (25) y el tubo (13) de inyección no deben establecer
contacto con el resto de la cavidad y pueden quedar embebidos en un
tapón dieléctrico atravesado axialmente por el tubo (13) de
inyección. De esta manera, el tubo (13) de inyección está aislado
eléctricamente con la finalidad de evitar cualquier arco eléctrico
o corriente de fuga desde la parte del tubo (13) de inyección a
excepción del extremo libre (13a) del tubo (13) de inyección o en
otro punto predeterminado en la concepción por un diseño específico
sobre el tubo (13) de inyección, por ejemplo, uniendo una punta
radial sobre el extremo (13a) del tubo (13) de inyección. En
efecto, es deseable obtener una concentración máxima de electrones
en un punto determinado para facilitar entonces el cebado del
plasma y evitar, por lo tanto, cualesquiera corrientes de fuga, de
lo que resulta la necesidad de aislar eléctricamente el tubo (13)
de inyección y añadir eventualmente una punta radial en el extremo
libre del tubo de inyección.
Claims (20)
1. Dispositivo para el depósito de un
revestimiento sobre una cara interna de un recipiente (10) de
material termoplástico, del tipo en el que el depósito está
realizado con ayuda de un plasma de baja presión que es creado en
el interior del recipiente (10) por excitación de un gas precursor,
gracias a ondas electromagnéticas del tipo de microondas UHF, y del
tipo en el que el recipiente (10) está situado en una cavidad (2) de
material conductor en el interior de la cual se introducen las
microondas, comprendiendo dicho dispositivo:
- -
- un generador (3) de ondas electromagnéticas UHF;
- -
- una guía (4) de ondas electromagnéticas para unir dicho generador (3) a una ventana (5) de la pared lateral de la cavidad (2), permitiendo generar, como mínimo un campo central en dicha cavidad (2);
- -
- medios de inyección de gas precursor que comprenden un tubo (13) de inyección que se prolonga parcialmente en el recipiente (10);
- -
- medios de bombeo de la cavidad (2) y del volumen interno del recipiente (10), y
- -
- un recipiente interno (6) coaxial con la cavidad (2), sensiblemente transparente a las ondas electromagnéticas, realizado por ejemplo, en cuarzo, definiendo un recinto (7) en el que está situado el recipiente (10) cuando tiene lugar la excitación del gas precursor,
caracterizado porque el tubo
(13) de inyección se introduce en el recipiente (10) de una longitud
comprendida entre la cuarta parte y la mitad de la altura total de
recipiente (10) considerada entre el gollete (18) y el fondo (17)
del recipiente (10), constituyendo dicha longitud del tubo (13) de
inyección una antena (16) longitudinal apropiada para captar las
ondas electromagnéticas de UHF generadas por dicho generador (3) y
porque se prevé un corto-circuito (19) UHF en forma
de una placa (21, 23, 25) sobre el tubo (13) de inyección, de
manera tal que la cara del lado de la cavidad de dicha placa (21,
23, 25) define un punto de amplitud nula de la onda
electromagnética que se propaga a lo largo de dicho tubo (13) de
inyección, correspondiendo la longitud entre dicho
corto-circuito (19) y el extremo libre (13a) de
dicho tubo (13) de inyección a un número impar de cuartos de
longitud de onda, con la finalidad de obtener una amplitud máxima,
es decir, un vientre a nivel del extremo libre (13a) del tubo (13)
de
inyección.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el corto-circuito (19)
está constituido por una placa circular (21, 23, 25, 26) radial
atravesada en su centro por un tubo de inyección (13).
3. Dispositivo, según la reivindicación 2,
caracterizado porque un faldón anular (22, 24) coaxial con el
tubo (13) de inyección y dirigido hacia la cavidad (2) se apoya
sobre la placa circular radial (21, 23).
4. Dispositivo, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el faldón anular (22, 24) se apoya sobre
el borde externo de dicha placa (21, 23).
5. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la placa
circular (21, 23) está embebida en un tapón (20) dieléctrico
atravesado axialmente por el tubo de inyección (13).
6. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 y 5, caracterizado porque la placa
circular (23) presenta un orificio central (23a) de diámetro
superior al diámetro del tubo de inyección (13) y porque dicho
faldón anular (22, 24) se apoya sobre el reborde interno de dicha
placa (23).
7. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la altura de la
cara interna del faldón anular (22, 24) es sensiblemente igual a la
cuarta parte de la longitud de onda de la onda emitida por el
generador (3) y circulando en el medio en el que se encuentra dicha
placa circular (21, 23) y el faldón.
8. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el
corto-circuito (19) está dispuesto en un espacio
anular entre un elemento cilíndrico (27) y el tubo de inyección
(13).
9. Dispositivo, según la reivindicación 8,
caracterizado porque el extremo del elemento cilíndrico (27)
se apoya de manera estanca sobre el gollete (18) del recipiente
(10).
10. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por comprender medios
(28) generadores de una señal de alta tensión, acoplados al tubo
(13) de inyección y apropiados para enviar una señal de alta
tensión senoidal al tubo de inyección (13).
11. Dispositivo, según la reivindicación
anterior 10, caracterizado porque la señal de alta tensión
senoidal tiene una tensión comprendida entre 500 y 3000V.
12. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 10 u 11, caracterizado porque
dicha señal de alta tensión senoidal consiste en una serie de
ciclos de señales senoidales amortiguadas.
13. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 10 a 12, caracterizado porque la
frecuencia portadora de dicha señal está comprendida entre 1 y 50
kHZ.
14. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 12 o 13, caracterizado porque la
frecuencia envolvente de dicha señal está comprendida entre 100 y
10000 Hz.
15. Dispositivo, según la reivindicación
anterior 14, caracterizado porque dicha frecuencia de recinto
está comprendida entre 500 y 2000 Hz.
16. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el valor de
cresta de la señal de alta tensión al final de dichos ciclos está
amortiguado entre 0 y 60% del valor de cresta del primer pico de
este ciclo.
17. Dispositivo, según la reivindicación
anterior 16, caracterizado porque el valor de cresta de la
señal de alta tensión al final de uno de dichos ciclos es
amortiguado entre 20 y 40% del valor de cresta del primer pico de
este ciclo.
18. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores 1 a 17, caracterizado porque el
diámetro de la placa circular (21, 23, 25, 26) es como mínimo
superior al doble del diámetro del tubo de inyección (13).
19. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque una segunda
placa circular (26) está fijada radialmente sobre el tubo (13) de
inyección más arriba de la placa circular (25).
20. Dispositivo, según la reivindicación
anterior 19, caracterizado porque la distancia entre la placa
circular (25) y dicha segunda placa circular corresponde a un
múltiplo de la semi longitud de onda de las ondas electromagnéticas
generadas por dicho generador (3).
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