包括热成像阶段的通过等离子体处理容器的方法技术

一种用于通过等离子体处理容器(2)以在容器(2)的内表面上沉积阻挡层的方法，所述方法包括以下操作：在等离子体熄灭后成像容器(2)的热图像；比较容器的热图像与储存的参照热图像；如果容器(2)的热图像不同于参照热图像，则改变以下参数中的至少一项：内负压、外负压、前驱气体的流量、微波频率、微波功率、处理持续时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括热成像阶段的通过等离子体处理容器的方法
本专利技术涉及通过等离子体、更确切地通过等离子体辅助的薄层化学汽相沉积处理聚合物(如PET)制的容器，薄层一般(但非排它地)为非晶质氢化碳薄层。
技术介绍
非晶质氢化碳是一种包括碳原子和氢原子的材料，通常用分子式a-C:H表示，出现在碳-氢平衡的三相图的中心，尤其如l’EncyclopédieUllmanndel’industriechimique(乌尔曼应用化学百科全书)第五版第A26册第720页中所示。非晶质氢化碳薄层(或薄膜)(厚度在0.050μm到0.200μm之间)具有形成特别是对紫外线、对氧分子和对二氧化碳的阻挡物的性能。没有这种阻挡层，紫外线和氧将穿过容器壁，会使其内容物、尤其是啤酒或茶变质。至于碳酸饮料(所谓汽水)中的二氧化碳，其也有通过迁移穿过容器壁逸出的趋势。传统上，如特别是在欧洲专利EP1068032(Sidel公司)中描述的，为了在容器内壁上形成薄层，开始时将容器引入位于导电腔体内并且微波波谱的主要部分可穿透的壳体中。然后同时使容器和壳体减压，以便一方面在容器中获得产生等离子体所需的高真空(几微巴，提醒的是1微巴＝10-6巴)，另一方面在容器外的壳体内得到中等程度的真空(约30毫巴-100毫巴)，用以避免容器在其壁两侧的压差作用下收缩。然后在容器中注入前驱气体(一般为气态的碳氢化合物，如乙炔、C2H2)，继而在腔体(因此在壳体中)中产生微波电磁场，以在气体中激发(并在一般约为几秒的预定的时间期间维持)等离子体，从而离解气体分子、然后将它们重新组合成在容器内壁上以薄层沉积的不同基团(在碳氢化合物如乙炔的情况下，尤其是CH、CH2、CH3)。为了发挥阻挡功能，薄层平均厚度不仅应足够厚，而且该厚度应相当均匀，因为未被充分覆盖的任何区域可能提供较差的阻挡效应，不利于容器内容物保护。很难重复得到薄层的良好均质性，因为其分布对多个参数(其中包括容器形状)的细微变化很敏感，从一个周期到另一个周期可能产生难以察觉的偏差(而这些偏差对于容器质量是有害的)。如文件CA2859157中提出的，将不合规的容器废弃只是权宜之计，因为这种作法导致时间和能源的浪费，而并没有校正影响生产的缺陷。
技术实现思路
第一目标因而是提出一种可以提高阻挡层均质性的方法。第二目标是改善处理过的容器中的沉积质量。第三目标是尽可能保证从一容器到另一容器的处理周期的可重复性。为此提出一种用于通过等离子体处理容器以在容器的内表面上沉积阻挡层的方法，所述方法包括以下操作：-将容器引入微波可穿透的壳体中；-在容器内产生预定值的内负压；-在壳体内产生预定值的外负压；-按照预定流量注入前驱气体到容器中；-使壳体承受在微波范围内的预定功率和预定频率的电磁波，以在前驱气体中激发等离子体；-在预定的处理持续时间期间保持内负压、外负压、前驱气体的注入和电磁波以维持等离子体；–熄灭等离子体；-在等离子体熄灭后成像容器的热图像；-比较容器的热图像与储存的参照热图像；-如果容器的热图像不同于参照热图像，则改变以下参数中的至少一项：内负压、外负压、前驱气体的流量、微波频率、微波功率、处理持续时间。该方法可以通过进行容器的热图像成像，间接控制沉积基团的分布，并因此控制容器壁上存在的薄层的厚度。则在一定程度上可以通过改变参数来调节层的厚度，尤其是以使其更均匀。可以设置以下单独或组合考虑的各种附加特征：-发生器是磁控管，壳体容置在带有用导电材料制成的活动板的腔体中，在此情况下，活动板的位置属于如果容器的热图像不同于参照热图像则可改变的参数；-通过主真空泵建立内负压，改变内负压在于改变主真空泵的流量；-通过次真空泵建立外负压，改变外负压在于改变次真空泵的流量；-通过注射器将前驱气体注入到容器中，改变前驱气体的流量在于调节注射器的开口度；-通过图像关联、尤其是通过局部图像关联来进行所述比较。附图说明通过下面参照附图对实施方式进行的描述，可以了解本专利技术的其它目标和优点，附图中：图1是表示用于通过等离子体处理容器以便在容器内壁上形成阻挡层的设备的局部剖面图；图2是在如图1所示的设备中处理过的容器的热图像，该热图像伴有对应于不同温度范围的颜色板以能解读所述图像；图3是如经过理想等离子体处理的参照容器的热图像；图4是表示应用的在图3热图像与图2热图像之间的图像关联技术的示意图。具体实施方式图1中部分地示出设备1，该设备用于通过在聚合物制容器2内壁上进行等离子体辅助的阻挡薄层的化学汽相沉积来处理容器2。每个待处理的容器2(一般为细颈瓶或烧瓶)具有其最终形状；容器例如基于预型件通过吹制或拉吹形成。根据一特殊实施方式，容器2由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成。待沉积的层可以由非晶质氢化碳组成，非晶质氢化碳具有对气体如氧气和二氧化碳形成阻挡的优点，而若仅PET则这类气体相对可穿透它。除碳基薄层外的其它类型的薄层、尤其是以氧化硅或氧化铝为基础的薄层，对于同样应用可以也适用。设备1包括多个全都相似的处理站3，每个处理站用于同时接纳并处理单独一个容器2。设备1另外包括处理站3安装在其上的一结构(该结构优选是旋转的，如是循环输送装置)，处理站数量例如为二十四个、又或四十八个，以便允许以工业速度(大约每小时几万个)处理容器2。每个处理站3包括用导电材料例如金属(一般为钢或优选为铝或铝合金)制成的、有利地呈圆柱形的外腔体4，外腔体4的尺寸确定成允许在它的内部建立在微波范围内的预定共振频率、更准确地接近2450MHz(或2.45GHz)的稳态电磁波。每个处理站3另外包括管形的壳体5，壳体同轴并密封地安装在腔体4中，由宽电磁波谱可穿透的材料制成。更准确的说，至少微波以及优选红外线可穿透壳体5。根据一实施方式，制成壳体5的材料为石英。根据图1所示的特殊实施方式，壳体5在下端密封地嵌接在腔体4的下壁中形成的互补区域内。壳体5在上端由可拆卸的盖6密封地关闭，可拆卸的盖6允许将容器2引入到壳体5中以能处理容器，及在处理结束后从壳体取出容器。如图1中看到的，处理站3设有支座7(这里为叉型)，支座与容器2的颈部配合以保证容器悬挂于壳体5中，及与保证容器2内容积相对壳体5的密封性的各种密封垫配合。因此以密封方式分开：-容器2内部，-在容器2外的壳体5内部，-在壳体5外的腔体内部。对于实现密封的更多细节，本领域技术人员可参照专利申请US2010/0007100的描述。处理站3包括：-具有主真空泵8的主真空回路，允许通过在盖6中形成并通到容器2(当容器存在时)中的通道9在容器2中形成高真空(约几微巴)，和-具有次真空泵10的次真空回路，允许在容器2外的壳体5中形成中等真空(大约几毫巴)，以避免容器在其壁两侧的压差作用下收缩。处理站3还包括在壳体5中注射前驱气体如乙炔(分子式C2H2)的注射装置11。如图1中看到的，装置11包括通过软管13与前驱气体源(未示出)连接的注射器12、和连接在注射器12上以将前驱气体输送到容器2中的注射管14。注射器12为可调节开口度型，以便可以变化到容器2中的前驱气体的流量。对于有关腔体4的结构的更多细节，本领域技术人员可参照专利申请US2010/0206232的描述。处理站3还包括微波范围内、更准确地这里是2450MHz(或2.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过等离子体处理容器(2)以在容器(2)的内表面上沉积阻挡层的方法，所述方法包括以下操作：‑将容器(2)引入微波可穿透的壳体(5)中；‑在容器(2)内产生预定值的内负压；‑在壳体(5)内产生预定值的外负压；‑按照预定流量注入前驱气体到容器(2)中；‑使壳体(5)承受在微波范围内的预定功率和预定频率的电磁波，以在前驱气体中激发等离子体；‑在预定的处理持续时间期间保持内负压、外负压、前驱气体的注入和电磁波以维持等离子体；‑熄灭等离子体；其特征在于，所述方法还包括以下操作：‑在等离子体熄灭后成像容器(2)的热图像(27)；‑比较容器的热图像(27)与储存的参照热图像(28)；‑如果容器(2)的热图像(27)不同于参照热图像(28)，则改变以下参数中的至少一项：内负压、外负压、前驱气体的流量、微波频率、微波功率、处理持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.23 FR 15515381.一种用于通过等离子体处理容器(2)以在容器(2)的内表面上沉积阻挡层的方法，所述方法包括以下操作：-将容器(2)引入微波可穿透的壳体(5)中；-在容器(2)内产生预定值的内负压；-在壳体(5)内产生预定值的外负压；-按照预定流量注入前驱气体到容器(2)中；-使壳体(5)承受在微波范围内的预定功率和预定频率的电磁波，以在前驱气体中激发等离子体；-在预定的处理持续时间期间保持内负压、外负压、前驱气体的注入和电磁波以维持等离子体；-熄灭等离子体；其特征在于，所述方法还包括以下操作：-在等离子体熄灭后成像容器(2)的热图像(27)；-比较容器的热图像(27)与储存的参照热图像(28)；-如果容器(2)的热图像(27)不同于参照热图像(28)，则改变以下参数中的至少一项：内负压、外负压、前驱气体的流量、微波频率、微波功率、处理持续时间。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过主真空泵(8)建立内负压，改变内负压在于改变主真空泵(8)的流量。3.如权利要求1所述的方法，其中，发生器(15)是磁控管，壳体(5)容置在带有用导电材料制成的活动板(21、22)的腔体(4)中，活动板的位置属于如果容器(2)的热图像(27)不同于参照热图像(28)...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·多，
申请(专利权)人：西德尔合作公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR