專利名稱：等離子處理設備和用于對瓶進行等離子處理的方法
技術領域：
本發明涉及包括被供給待處理的瓶的處理室、真空室和閥 的等離子處理設備，該閥連接真空室，并且在閥的打開狀態下 該閥經由抽真空通道將瓶的內部與真空室連4妻，并且該閥相對 處理室以氣密方式密封該瓶的內部，該等離子處理設備還包括 用于工藝氣體的供應單元。
背景技術：
PET瓶中的々大誶牛的可保藏性(preservability )由于瓶壁有 限的氣密性被減少到不希望的較短的時間段。特別是對于碳酸
飲料的存儲。因此，已經通過等離子涂覆，例如通過涂覆Sl02
氣體阻擋層進行多種嘗試來增加瓶壁的氣密性。
這種方法例如可從US 2005/0233077 Al得知，在該專利 中，在共用處理室中配置最多兩個PET瓶，并通過各自的接觸 壓力閥(contact pressure valve )和共用管3各^1尋弁瓦才由真空。為 達該目的，瓶首先被置于接觸壓力閥上，在閥的打開狀態下處 理室連4妻瓶的內部。反之，通過壓并JU吏閥關閉，從而4吏處理室 相對于瓶的內部密封。通過管路的不同的閥控制對瓶的抽真空 和處理室的抽真空以及工藝氣體的供應。
US 6，328，805 Bl還公開了 一種等離子處理設備，在該設 備中，處理室和瓶的內部被共同抽真空。在處理室和連接瓶內 部的區域之間設置可用于調整壓差的閥。經由單獨的閥實行對 工藝氣體供應的控制。處理室一次僅能容納一個瓶，在各個涂 覆處理之間打開處理室。因而借助于閥調整的壓差不再存在。 EP 1 391 535 Bl還公開了 一種接觸壓力閥，在待抽真空
的瓶開口壓靠該閥時，該閥相對于該瓶的外部密封瓶的內部。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于涂覆接續地供給的PET瓶的 簡單設備，特別是具有簡單的氣體引導裝置和較少的控制機構 的等離子處理設備。
該目的實現方式及本發明的有利的實施方式公開于以下技 術方案中
根據本發明的第一方面， 一種等離子處理設備，其包括 處理室，待處理的瓶可以被供給到該處理室；真空室；閥，該 閥被連接到真空室，在該閥的打開狀態下，該閥經由才由真空通 道將瓶的內部連4菱到真空室并且以氣密方式相對于處理室密封 瓶的內部；該等離子處理設備還包括用于工藝氣體的供應單 元；其特征在于，真空室被配置在處理室的內部；在閥的關閉 狀態下，真空室;故以氣密方式相對于處理室密封；以及閥實現 為使得將由瓶開口施加到閥的入口區域的預定壓力打開閥。
根據本發明的第二方面，根據本發明的第 一 方面的等離子 處理設備，其中，在閥的打開狀態下，用于工藝氣體的供應單 元經由閥的供應通道^皮連接到瓶的內部，并且在閥的關閉狀態 下，供應通道一皮中斷。
根據本發明的第三方面，根據本發明的第二方面的等離子 處理設備，其中，在閥的關閉狀態下，用于工藝氣體的供應單 元被連接到閥的排出通道。
根據本發明的第四方面，根據本發明的第三方面的等離子 處理設備，其中，閥的排出通道被連接到真空室。
根據本發明的第五方面，根據本發明的第-- 方面的等離子 處理設備，其中，在處理室與真空室之間持續存在壓差。
根據本發明的第六方面，根據本發明的第一方面的等離子 處理設備，其中，支撐真空室使得真空室可相對處理室轉動。
根據本發明的第七方面， 一種用于對瓶進行等離子處理的 方法，該方法使用根據本發明的第 一 至第六方面的任 一技術方 案的等離子處理設備，其特征在于，為涂覆瓶的內部，調整處 理室中的壓強使得等離子不能點火，并且調整真空室中的壓強 使得在連接到真空室的瓶的內部中產生等離子。
根據本發明的第八方面，根據本發明的第七方面的用于對 瓶進行等離子處理的方法，其中，在瓶的內部中產生的壓強比
處理室中的主要壓強小10-50 mbar。
根據本發明的第九方面， 一種用于對瓶進行等離子處理的 方法，該方法使用根據本發明的第 一 至第六方面的任 一 技術方 案的等離子處理設備，其特征在于，為涂覆瓶的內部，調整真 空室中的壓強使得等離子不能點火，并且調整處理室中的壓強 使得在連接到真空室的瓶的外部區域中產生等離子。
根據本發明，真空室被配置在處理室的內部，使得多個PET 瓶可以在共用的處理室中被接連地抽真空。考慮到在整個涂覆 過程中，真空室與處理室以氣密方式彼此密封，所以真空室與 處理室之間可以保-持恒定的壓差。由于閥會響應并瓦開口施加到 閥的入口區域的壓力而一皮打開，所以閥可以例如沿著導4九自動 打開，因而無需使用單獨的觸發機構。
另一有利的實施方式被設計成，在閥的打開狀態下，用于 工藝氣體的供應單元經由閥的供應通道連4妄到并瓦的內部，然而， 在閥的關閉狀態下，供應通道中斷。因而無需使用額外的用于 引導工藝氣體的控制機構。
一個特另有利的實施方式被設計成，在閥的關閉狀態下， 用于工藝氣體的供應單元被連接到閥的排出通道。在這種情況
下，當許多閥 一皮集成到 一個卡魯賽爾式(carrouse1-type)單元中 時，無需對用于每個個體閥的工藝氣體流進行額外的復雜控制。
根據另一實施方式，閥的排出通道被連接到真空室。在這 種情況下，可省去額外的輸出管路。
另 一有利的實施方式被設計成，在處理室和真空室之間抖， 續存在壓差。因而可以更容易地執行和管理抽真空步驟的順序。
另 一特別有利的實施方式被設計成，支撐真空室使得其可 以相對于處理室轉動。這使得處理室被設計為卡魯賽爾式單元， 在該情況下，接續地供給瓶并在各個工位涂覆瓶。
根據本發明的特別有利的實施方式，在瓶的內部產生的壓 強比處理室中的主要壓強 (pressure prevailing ) 小]0 — 50 mbar。這為點燃瓶內部的等離子并防止瓶外部區域中的等離子 ,*燃和防止由極高的壓差引起的瓶變形創造了最佳條件。
下面將基于附圖中示出的實施方式更詳細地說明本發明， 其中
圖l.以示意性剖視圖示出等離子處理設備； 圖2以示意性剖視圖示出等離子處理設備的在關閉狀態下 的閥；
圖3以示意性剖視圖示出等離子處理設備的在打開狀態下 的閥。
具體實施例方式
圖l示出具有用于待處理的瓶3的處理室2的等離子處理設 備l，該處理室2被構造成卡魯賽爾式單元。基本上旋轉對稱的 真空室在處理室2的內部繞軸線4，旋轉。抽真空處理室2和真空
室4 ，使得處理室2和真空室4之間持續地存在預定的壓差。
在圖1中^又示例性地示出其中兩個的閥5以環形結構配置 在真空室4的外圓周區域。在真空室4的上側，在每個閥5的上 方配置有用于工藝氣體9的供應單元8。圖l在左側示出置于岡5 的下方的〗fe3,在右側示出壓靠閥5的弁瓦3。環形或U形電極14 在待處理的瓶3的下方延伸；該電極14優選地由銅構成， <旦其 可以設置有例如由塑料材料構成的涂層或護套(jacket )。顯然， 電極14的形狀不限于U形。用常規的技術手段、優選地用保持 夾來保持瓶，并且使瓶壓靠閥。該過程可以通過導軌或其他手 段實現，例如借助于電驅動或氣動驅動實現。
圖2示出在關閉狀態的閥5 ，以及真空室4的郵匕鄰區域和用 于工藝氣體9的供應單元8的毗鄰區域。閥5示意性地表示為三 個部分，包括實質上為柱狀的閥體15和可以在該閥體15內移動 的活塞16,在該活塞16中，可以用作例如管狀微波發射機或管 狀電極的管17被固定在適當位置。為清楚起見，未示出額外的 密封組件。壓力彈簧18的偏壓使活塞16沿進口 11的方向壓靠未 示出的止動件。因此，閥5在其正常位置是關閉的。
活塞16的下端面限定閥5的包括抽真空開口 19和抽真空通 道7a的進口區域11.。在閥5的關閉狀態下，抽真空通道7a在閥 體]5的壁處終止。因此，關閉的閥5以氣密方式相對于真空室4 密封處理室2。
管1 7的內壁限定用于工藝氣體9的供應通道1.2 a',由于在閥 5的關閉狀態下，供應通道12 a的上端也在閥體15的壁處終止， 所以當閥5關閉時，該供應通道12a不與用于工藝氣體9的供應閥體15的上部區域具有用于工藝氣體9的進口 21,該進口 2]與供應單元8連通并且經由供應通道12b和排出通道1 3連接
到出口22。在本實施方式中，在閥5的關閉狀態下，出口22直 接通向真空室4中，使得工藝氣體9將被導入該真空室4中。然 而，作為可選方案，出口 22也可以連接到未示出的用于工藝氣 體9的單獨的排出部件。
由于這種對工藝氣體流的引導，當很多閥被集成到一個卡 魯賽爾式單元中時，可以省略用于每個個體閥的工藝氣體流的 復雜的控制。然而，還可以想象通過聯接到閥的位置的機械的、 電的或氣動的關閉裝置中斷氣體的供應。
圖3示出瓶3連接其上并且在打開狀態的閥5。不同于圖2所 示的情況，通過使瓶開口 ].()壓靠入口區域11的壓力使活塞16抵 抗壓力彈簧18的力向上壓。這具有在活塞1 6的抽真空通道7 a 與閥體]5的壁中的抽真空通道7b和出口 23之間建立連接-的作 用。由此可見，在閥的打開狀態下，在真空室4和瓶3的內部6 之間將發生壓力補償。
閥5的入口區域ll設置有合適的密封元件，例如柔性密封 環，該密封元件以氣密方式相對于處理室2密封并瓦3的內部6。
同時，供應通道12a經由供應通道12b連"J妻到進口 21，并且 供應通道1.21)與排出通道1.3之間的連接被中斷。因此，工藝氣 體9通過管17和出口 2()被導入瓶3的內部6，通過瓶開口10與入 口區域l]之間的密封接觸，防止工藝氣體9進入處理室2。
此外，還可以將活塞16構造成被可轉動地支撐的部件，其 允許瓶3在處理過程中轉動,>
當降下瓶3時，閥由于壓力彈簧18的偏壓而自動地關閉， 所以在瓶開口 l()仍與入口區域ll氣密接觸的狀態下，通道部分 7a與7b以及12a與12b的連接將被中斷。以這種方式防止工藝氣 體9進入處理室2和該處理室2與真空室4之間的壓力補償。同 時，多余的工藝氣體將被引入真空室4中。下面說明如圖所示的根據本發明的等離子處理設備的實施
方式的工作方式
定程度的處理室2中，并且上述瓶3被保持裝置輸送，使得每個 瓶3均將位于閥5的下方，該保持裝置以合適的方式聯接到旋轉 的真空室4。瓶L3沿導I九前進，并且弁瓦用開口 l()壓靠閥5的入口 區域ll，該閥5將借此^U丁開。
連接到打開的閥5的各個瓶3通過抽真空通道7a和7b與共 用真空室4連通，并且在預定的時間段內被抽真空直至預定壓 強。
在密封瓶開口 10的同時，這還導致在lf瓦3的內部6與處理室 2之間產生壓差，使得等離子在瓶3的外部由于外部壓強太低或 太高而不能點火，然而，瓶3內部壓強對于等離子處理是理想的。
在瓶3被抽真空過程中，用于等離子處理的工藝氣體9通過 供應通道12a、 12b被引入到瓶3中。在工藝氣體9的約50標況毫 升每分(sccm)的充氣下(在歐洲標準條件下)，瓶3中的主要 壓強應當是().lmbar。
由于在處理室2與真空室4之間存在持續保持的壓差，經過 大約恒定的時間段后，在所有的瓶3中都獲得適合于點火等離 子的條件，而該時間段過去后，通過點火等離子涂覆備個瓶3。
在本實施方式中，僅瓶3的內壁將通過等離子工藝處理。 瓶3外部的壓強應當是等離子不能再點火的壓強。與瓶3的內部 6的壓強相比，這種合適的壓強例如是約10mbar的相對超壓 (overpressure )。然而，相對超壓 一 定不能過高，以使 一 次性 P E T瓶不會被壓縮，即，與內部壓強相比相對超壓應當小于約 40-5() mbar。
然而，根據處理室2與真空室4之間的壓差，還可以使等離
子僅在瓶3外部點火，而不在瓶3的內部點火。
涂覆瓶3后，瓶3被沿下降的導軌降下并通過氣壓閥被排出。
權利要求
1. 一種等離子處理設備(1)，其包括處理室(2)，待處理的瓶(3)可以被供給到該處理室(2)；真空室(4)；閥(5)，該閥(5)被連接到所述真空室(4)，在該閥(5)的打開狀態下，該閥(5)經由抽真空通道(7a、7b)將所述瓶(3)的內部(6)連接到所述真空室(4)并且以氣密方式相對于所述處理室(2)密封所述瓶(3)的所述內部(6)；所述等離子處理設備(1)還包括用于工藝氣體(9)的供應單元(8)；其特征在于，所述真空室(4)被配置在所述處理室(2)的內部；在所述閥(5)的關閉狀態下，所述真空室(4)被以氣密方式相對于所述處理室(2)密封；以及所述閥(5)實現為使得將由瓶開口(10)施加到所述閥(5)的入口區域(11)的預定壓力打開所述閥(5)。
2. 根據權利要求l所述的等離子處理設備， 其特征在于，在所述閥(5)的打開狀態下，用于所述工藝氣體(9)的所述供 應單元(8)經由所述閥(5)的供應通道(12a、 12b)被連接到所述 瓶(3)的所述內部(6)，并且在所述閥(5)的關閉狀態下，所述供 應通道(12a、 12b)被中斷。
3. 根據權利要求2所述的等離子處理設備， 其特征在于，在所述閥(5)的關閉狀態下，用于所述工藝氣體(9)的所述供 應單元(8)被連接到所述閥(5)的排出通道(1 3)。
4. 根據權利要求3所述的等離子處理設備， 其特征在于， 所述閥(5)的所述排出通道(13)被連接到所述真空室(4)。
5. 根據權利要求l所述的等離子處理設備，其特征在于，在所述處理室(2)與所述真空室(4)之間持續存在壓差。
6. 根據權利要求l所述的等離子處理設備， 其特征在于，支撐所述真空室(4)使得所述真空室(4)可相對所述處理 室(2)轉動。
7. —種用于對瓶進行等離子處理的方法，該方法使用權利 要求1至6中任 一 項所述的等離子處理設備，其特征在于，為涂覆瓶(3)的內部，調整所述處理室(2)中的壓強使得等離 子不能點火，并且調整所述真空室中的壓強使得在連接到所述 真空室的所述瓶的所述內部(6)中產生等離子。
8. 根據權利要求7所述的用于對瓶進行等離子處理的方法，其特征在于，在所述瓶(3)的所述內部(6)中產生的壓強比所述處理室(2) 中的主要壓強小1 0-50 mbar。
9. 一種用于對瓶進行等離子處理的方法，該方法使用權利 要求1至6中任一項所述的等離子處理設備，其特征在于，為涂覆瓶(3)的內部，調整所述真空室(4)中的壓強使得等離 子不能點火，并且調整所述處理室(2)中的壓強使得在連接到所 述真空室(4)的所述瓶(3)的外部區域(2a)中產生等離子。
全文摘要
本發明涉及等離子處理設備和用于對瓶進行等離子處理的方法。一種等離子處理設備，其用于塑料瓶，該等離子處理設備包括配置在處理室內的真空室。本發明被設計為，在各個瓶開口被壓靠閥時，閥將打開并建立瓶內部與真空室之間的連接，真空室與處理室以氣密方式持續地彼此密封。因而可以更容易地引導氣體并可以減少控制機構的數量。
文檔編號C23C16/455GK101392368SQ20081016133
公開日2009年3月25日 申請日期2008年9月19日 優先權日2007年9月20日
發明者喬奇恩·克魯格, 安德魯斯·克勞斯 申請人:克朗斯股份公司