JP2017532273A - 処理中のガラス物品を保持するためのマガジン装置 - Google Patents

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Abstract

一実施形態によれば、マガジン装置は、互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、互いに実質的に平行に配置される複数の支持ストラップとを含んでよい。この複数の支持ストラップは、前記複数の製品受容チャネルを形成するために複数の仕切りストラップと交差してよい。各製品受容チャネルの上端および下端は、少なくとも部分的に開口してよい。マガジン装置は、複数の製品座部も含んでよい。各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接してこの対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。各製品座部は、この対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供してよい。複数の製品スペーサは、対応する製品座部の下方に配置されかつこの製品座部から離間され、前記対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、「処理中のガラス物品を保持するためのマガジン装置」と題する２０１４年８月８日に出願された米国仮特許出願第６２／０３４，８２３号明細書に対する優先権を主張し、その全内容は参照によって本明細書に援用される。
本出願は、一般に、処理中のガラス物品を保持するためのマガジン装置に関し、より具体的には、イオン交換処理中のガラス物品を保持するためのマガジン装置に関する。
歴史的に見て、ガラスは、その密封性、光学的透明性、および他の物質に対して優れている化学的耐久性から、食品および飲料の包装、医薬品の包装、キッチンおよびラボラトリのガラス製品、および窓またはその他の建築的特徴を含む多くの用途に向けて好適な物質として使用されてきた。
しかしながら、多くの用途に向けたガラスの使用は、そのガラスの機械的性能によって制限される。特に、ガラスの破損は、特に食品、飲料、および医薬品の包装において懸念事項である。例えば、充填ライン内の破損であれば、隣接する破損していない容器は、破損した容器からの破片を含むおそれがあるので廃棄される必要がある可能性があるため、食品、飲料、および医薬品の包装産業においては、破損はコストがかかりかねない。破損は、充填ラインの減速または停止を必要とし、歩留まりを下げる可能性もある。さらに、非壊滅的な破損（すなわち、ガラスにひびが入るが割れてはいない）によって、ガラスパッケージすなわち容器の内容物がその無菌性を失う可能性があり、今度は、結果的にコストのかかる製品回収をまねくおそれがある。
ガラス破損の主な原因の一つは、ガラスが処理されているとき、および／またはその後の充填時に、ガラスの表面に傷が付くことである。これらの傷は、隣接するガラス製品同士の接触、およびガラスと取扱設備および／または充填設備等の設備との接触を含む様々な原因からガラスの表面に生じる可能性がある。原因が何であれ、これらの傷の存在は、最終的にはガラスの破損につながるおそれがある。
したがって、ガラスの破損を軽減するために処理中のガラス物品を保持するための代替的な装置の必要性が存在する。
一実施形態によれば、処理中のガラス製品を保持しかつ固定するためのマガジン装置は、互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、互いに実質的に平行に配置される複数の支持ストラップとを含んでよい。この複数の支持ストラップは、複数の製品受容チャネルを形成するために前記複数の仕切りストラップと交差してよい。各製品受容チャネルの上端および下端は、少なくとも部分的に開口してよい。当該マガジン装置は、複数の製品座部も含んでよい。各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接してこの対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。各製品座部は、この対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供してよい。複数の製品スペーサが、対応する製品座部の下方に配置されかつこの製品座部から離間され、前記対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。
別の実施形態では、処理中のガラス製品を保持しかつ固定するためのマガジン装置は、互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、互いに実質的に平行に配置される複数の支持ストラップとを含んでよい。この複数の支持ストラップは、複数の製品受容チャネルを形成するために前記複数の仕切りストラップと交差してよい。各製品受容チャネルの上端および下端は、少なくとも部分的に開口してよい。前記複数の仕切りストラップおよび複数の支持ストラップの周囲には外壁が延在してよく、これらの複数の仕切りストラップおよび複数の支持ストラップは、この外壁と係合してよい。対応する製品受容チャネルの下端に近接して、複数の製品座部が、この対応する製品受容チャネルに配置され、少なくとも部分的に横断してよい。各製品座部は、この対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供してよい。複数の製品スペーサが、対応する製品座部の下方に配置されかつこの対応する製品座部から前記対応する製品受容チャネルの外部で離間され、各製品スペーサは、この対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。
本明細書に記載の処理中のガラス製品を保持しかつ固定するための装置のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載され、部分的には、その詳細な説明から当業者には容易に明らかになり、あるいは、以下の詳細な説明、請求項、および添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することによって認識されるだろう。
上記の概要と以下の詳細な説明は、両方とも様々な実施形態を記載し、請求される主題の性質および特徴を理解するための概観および骨子を提供することが意図されていると理解されるべきである。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供することを意図して本明細書に含まれ、また本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。それらの図面は、本明細書に記載の様々な実施形態を示し、詳細な説明と併せて、請求される主題の原理および作用を説明するのに有用である。
本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態による処理中のガラス物品を保持しかつ固定するためのマガジン装置を概略的に示す。 本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態による図１のマガジン装置の外壁を概略的に示す。 本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態による図１のマガジン装置の支持ストラップを概略的に示す。 本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態による図１のマガジン装置の仕切りストラップを概略的に示す。 本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態によるばね部材が内部に形成された支持ストラップの一実施形態を概略的に示す。 複数のマガジン装置を含むカセットを概略的に示す。 本明細書に示されかつ説明される一つ以上の実施形態によるカバープレートが取り付けられたマガジン装置を概略的に示す。 マガジン装置の製品受容チャネル内に配置されたガラス物品を示す図６のカセットの部分的な断面を概略的に示す。 本明細書に説明されるマガジン装置を用いるガラス物品をイオン交換強化するための方法のフロー図である。 図９のフロー図の方法ステップを概略的に示す。
これから、処理中のガラス物品を保持しかつ固定するためのマガジン装置の複数の実施形態を詳細に参照するが、その例は、添付の図面に示されている。可能である場合は常に、同一または類似の部分に言及するために、全図面を通して同一の参照番号が使用される。処理中のガラス物品を保持しかつ固定するための装置の一実施形態が図１に概略的に示されている。このマガジン装置は、一般に、互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、互いに実質的に平行に配置される複数の支持ストラップとを含む。この複数の支持ストラップは、前記複数の製品受容チャネルを形成するために複数の仕切りストラップと交差してよい。各製品受容チャネルの上端および下端は、少なくとも部分的に開口してよい。マガジン装置は、複数の製品座部も含んでよい。各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接して対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。各製品座部は、対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供してよい。複数の製品スペーサが、対応する製品座部の下方に配置されかつ対応する製品座部から離間され、対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断してよい。処理中のガラス物品を保持しかつ固定するための装置の様々な実施形態が、添付の図面を特に参照して、本明細書にてさらに詳細に説明される。
本明細書で述べるように、処理中および／または充填中のガラス物品の破損は、製品ロスの原因であり、処理の非効率性およびコストの増加につながるおそれがある。ガラス物品の強化は、破損を軽減するのに寄与することができる。ガラス物品は、化学的および熱的な強化を含む様々な技術を使用して強化することができる。例えば、化学的強化は、ガラス物品の表面への圧縮応力の層の導入によってガラス物品を強化するために使用できる。圧縮応力は、溶融塩浴にガラス物品を沈めることによって導入される。ガラスからのイオンが溶融塩からの比較的大きなイオンと置換されるとき、ガラスの表面に圧縮応力が生じる。化学的強化の間、ガラス容器等のガラス物品は、ガラス容器を溶融塩で充填することおよびガラス容器から溶融塩を抜くことの両方を行うために機械的に取り扱われる可能性がある。
化学的強化はガラス物品の強度を向上させるが、強化処理中のガラス物品の機械的な取り扱いによって、ガラスの表面に傷が付く可能性がある。例えば、ガラス物品と処理中のガラス物品を固定するために使用される固定具との接触によって、特にガラス物品と固定具が最初に溶融塩浴に沈められるときに、および／または固定具とガラス物品が溶融塩浴から引き出され、ガラス物品から溶融塩を抜くために回転されるときに、ガラスに傷が付くおそれがある。
具体的には、ガラス物品は、まず、溶融塩浴に沈められる前に固定具に設置される。固定具は、複数の容器を固定するように設計されており、上下に積み重ねられた複数の容器トレイを含んでよい。各容器は、一般に、個別のスロットに保持され、ガラス物品のくびれ部または頂部の周囲に位置する環状部によって所定の位置に固定される。ガラス物品とともに固定具が溶融塩浴に沈められると、ガラス物品は、まず、正浮力を有し、それにより、ガラス物品は上方に向かって浮き、ガラス物品と環状部とが接触する。このガラス物品と環状部との接触により、ガラスの表面には傷が付く可能性がある。さらに、ガラス物品が上方に向かって浮くと、ガラス物品の頂部とガラス物品の上方に積み重ねられたトレイの底部とが接触する可能性がある。このガラス物品とガラス物品の上方に積み重ねられたトレイの底部との接触は、傷のさらなる原因になる可能性がある。
さらに、イオン交換処理が完了した後、固定具とガラス物品は、溶融塩浴から引き出され、固定具は、ガラス物品の内部容積に含有される溶融塩をガラス物品から抜くために回転される。固定具が回転されると、ガラス物品は、ガラス物品のくびれ部または頂部の周囲に位置する環状部と不意に衝突する可能性がある。このガラス物品と環状部との間の鈍力の衝撃により、ガラス表面に傷が付く可能性がある。
大抵の場合、この傷は浅く、ガラスに生じた表面圧縮応力の層内に含まれる。この表面圧縮応力により、この傷がひび割れに発展することが防止される。しかしながら、極端な場合には、この傷は、表面圧縮応力の層に広がる可能性があり、ガラス物品の破損に繋がる可能性がある。
さらに、イオン交換処理中のガラス物品を保持しかつ固定するために使用される固定具は、典型的には、溶融塩浴の高温に耐えることができるように、金属材料から形成される。かかる固定具は、溶融塩浴の温度を変えることによってイオン交換処理に悪影響を及ぼしかねない大きな熱質量を有する場合がある。また、固定具は、固定具と溶融塩との接触を増大する大きな表面積を有する傾向にあり、溶融塩からのイオンが固定具に拡散し、処理性能を低下させかねない。
本明細書に記載の処理中のガラス物品を保持しかつ固定するためのマガジン装置は、内部に固定されるガラス物品に傷が付くことを軽減する。本明細書に記載のマガジン装置は、比較的軽量であり、したがって比較的低い熱質量を有し、その内部に含有するガラス物品の強化をイオン交換によって促進するために使用されるときに、イオン交換性能の低下を抑制する。
本明細書において使用される「処理」という用語は、マガジン装置内に含有されるガラス物品の処理と、マガジン装置内に含有されている間のガラス物品の移送とを含むと理解されるべきである。
ここで図１を参照すると、処理中のガラス物品を保持しかつ固定するためのマガジン装置１００の一実施形態が概略的に示されている。マガジン装置１００は、一般に、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６とを含む。複数の仕切りストラップ１０４は、一般に、互いに実質的に平行になるように配置される。また、複数の支持ストラップ１０６は、互いに実質的に平行になるように配置され、かつ、ガラス容器等の個々のガラス物品（図示せず）が設置されてよい複数の製品受容チャネル１１０を形成するために、複数の仕切りストラップ１０４と交差するように配置される。図１に示す実施形態では、複数の製品受容チャネル１１０は、図１に示される正方形の配列等の矩形の配列に配置される。製品受容チャネル１１０は、少なくとも部分的に開口した上端１１２および下端１１４を有する。例えば、図１に示されているマガジン装置１００の実施形態では、製品受容チャネル１１０の上端１１２は完全に開口しており、製品受容チャネルの下端１１４は部分的に開口している。これにより、溶融塩および／または水等の流体は、マガジン装置１００がその流体に沈められるときに製品受容チャネル１１０を完全に満たすことができ、また、その流体は、マガジン装置１００が流体から引き出されるときに製品受容チャネル１１０から素早く排水されることができる。
図１に示されているマガジン装置１００の実施形態では、製品受容チャネル１１０は、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６の相対的配置により、断面が実質的に正方形である。しかしながら、その他の断面形状を有する製品受容チャネルが考えられかつ可能であると理解されるべきである。例えば、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、製品受容チャネルの断面が矩形であるように、さらにはその断面が偏菱形であるように互いに対して配置されてよい。丸形のガラス物品、矩形のガラス物品等の異なる形状寸法のガラス物品を収容可能であるように、異なる断面積を有する製品受容チャネルが使用されてよい。
実施形態では、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、機械的完全性を失わずに、従来のイオン交換工程で経験される温度（すなわち、３００℃を超える温度）等の高温に対する反復的なサイクルに耐えるのに適した材料から構成される。例えば、一実施形態では、複数の支持ストラップ１０６と複数の仕切りストラップ１０４は、例えば３１６Ｌステンレス鋼、３０４ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼等のステンレス鋼材料から形成される。実施形態では、ステンレス鋼材料は、ニッケルまたはニッケルベース合金を含むがそれらに限定されない、高温で使用されるのに適した第二の材料でめっきまたはコーティングされてよい。
実施形態では、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、それぞれのストラップの熱質量を最小限にするように構成される。例えば、実施形態では、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、それらのストラップが０．０５インチ（１．２７ｍｍ）以下、さらには０．０３インチ（０．７６２ｍｍ）以下の厚みを有するように薄板状の材料から構成されてよい。さらに別の実施形態では、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、それらのストラップが０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）以下、さらには０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）以下の厚みを有するように薄板状の材料から構成されてよい。薄板状の材料から複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６を形成することにより、マガジン装置１００に構造剛性を提供するとともに、マガジン装置１００の全体的な熱質量が減少する。一般に、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、高温に曝されたときの寸法の変化および歪みを低減するために、焼きなまし状態の金属材料から形成される。
ここで図１および図３を参照すると、支持ストラップ１０６の例示的な一実施形態が概略的に示されている。上記で述べたように、支持ストラップ１０６は、一般に、薄板状の金属材料等の薄板状の材料から構成される。図３に示されている支持ストラップ１０６の実施形態では、支持ストラップ１０６は、支持ストラップ１０６と対応する仕切りストラップ１０４との相対的な間隔および向きを固定するために対応する仕切りストラップ１０４と係合するための複数の取り付けスロット１６２を含む。取り付けスロット１４２は、一般に、支持ストラップの幅方向に（すなわち、図３に示す座標軸のｚ方向に）支持ストラップの一部を横断する。取り付けスロット１６２を含む支持ストラップ１０６の実施形態では、取り付けスロットは、支持ストラップ１０６と仕切りストラップ１０４との交差によって形成される製品受容チャネル１１０の一つの所望の寸法に概して対応する間隔で互いに離間される。取り付けスロット１４２を含む支持ストラップ１０６の実施形態では、取り付けスロットは、これらが、支持ストラップ１０６が係合される仕切りストラップ１０４に形成される、対応する取り付けスロット１４２と整列するように、支持ストラップ１０６に形成されてよい。
支持ストラップ１０６の各々には、複数の製品座部１６４が形成される。製品座部１６４は、マガジン装置１００の製品受容チャネル１１０内で固定されるガラス物品を支持するための座部として機能する。製品座部１６４は、支持ストラップ１０６に取り付けられるか、支持ストラップ１０６と一体的に形成されるかのいずれかであり、製品座部が、支持ストラップ１０６と仕切りストラップ１０４との交差によって形成される、対応する製品受容チャネル１１０を少なくとも部分的に横断するように、支持ストラップ１０６に配置される。例えば、支持ストラップ１０６が板状の素材から金型成形される実施形態では、製品座部１６４は、金型成形工程の際に支持ストラップ１０６とともに形成されてよく、したがって、支持ストラップと一体的に形成される。あるいは、製品座部１６４は、別体の材料から構成され、溶接、ろう付け、機械的締結具等によって支持ストラップ１０６に接合されてよい。
支持ストラップ１０６上の製品座部１６４の片持ち梁状に突出する配置により、製品座部１６４が、付与された負荷の下で撓むように弾性的に変形可能であるが、製品受容チャネル１１０内にガラス物品を適切に支持しかつ固定するのに十分な剛性を有するように、製品座部１６４を構成することが容易になる。ガラス物品がガラス容器である実施形態では、製品座部１６４は、例えば溶融塩、水等の処理流体で満たされたガラス容器を適切に支持しかつ固定するのに十分な剛性を有してよい。また、製品座部１６４は、ガラス物品が製品座部１６４に衝突したときに（例えば、ガラス物品が製品受容チャネル内で落とされる、または位置が変わるときに）製品座部１６４が曲がるように十分に柔軟で弾性的に変形可能でよく、それによってガラス物品が破損する、あるいはひび割れまたはひっかき傷を生じることを防止する。言い換えれば、製品座部１６４は、製品受容チャネルで落とされた、または位置が変わったガラス製品の衝撃を和らげるように、十分に柔軟で弾性的に変形可能であり、それにより破損を防止する。しかしながら、製品座部１６４は、特に高温条件下で、製品受容チャネル１１０内に配置されたガラス物品の重量下では弾性的に変形しないように十分な剛性も有する。
製品座部１６４の弾性は、製品座部１６４が形成される材料の厚みを減少または増加すること、製品座部１６４が形成される材料を変えること、または製品座部１６４の外形を変えることを含むがそれらに限定されない多数の方法によって制御されてよいと理解されるべきである。また、製品座部１６４の所望の弾性は、マガジン装置１００が保持しようと意図する個々のガラス物品の質量に応じて決まるであろうこと、および製品座部１６４の弾性は、マガジン装置が保持しようと意図する個々のガラス物品の質量を考慮するよう、マガジン装置１００の設計および構成時に増大または減少させてよいことも理解されるべきである。ガラス物品がガラス容器である実施形態では、製品座部１６４の弾性は、ガラス容器の質量と、例えば溶融塩、水等のガラス容器内に含有される任意の流体の質量とを考慮するよう、マガジン装置１００の設計および構成時に増大または減少させてよい。
本明細書に記載の実施形態では、製品座部１６４は、製品座部が、支持ストラップ１０６と仕切りストラップ１０４との交差によって形成される製品受容チャネル１１０の下端に近接して位置するように、支持ストラップ１０６上に配置される。例えば、一部の実施形態では、製品座部１６４は、対応する製品受容チャネル１１０内で、製品受容チャネル１１０の下端１１４の真上に位置してよい。別の実施形態では、製品座部１６４は、製品受容チャネルの下端１１４の真下で、対応する製品受容チャネル１１０の外部に位置してよい。さらに別の実施形態では、製品座部１６４は、製品座部１６４の上表面が製品受容チャネルの下端と同一平面上にあるように製品受容チャネル１１０の下端１１４に位置してよい。
実施形態では、製品座部１６４は、任意で、製品座部１６４を貫通する座部孔１７０を含んでよい。座部孔１７０により、マガジンが溶融塩浴および／または水浴から取り除かれた後に製品座部１６４上に貯留する可能性がある溶融塩および／または水等の流体を排水することが容易になる。また、座部孔１７０は、マガジン装置１００の熱質量を減少することに寄与する。
さらに図１および図３を参照すると、支持ストラップ１０６の各々は、複数の製品スペーサ１６８も含む。一実施形態（図示せず）では、製品スペーサ１６８は、例えば、製品スペーサ１６８が、支持ストラップ１０６に取り付けられるか、または支持ストラップ１０６と一体的に形成されるかのいずれかの場合、支持ストラップ１０６から直接延出する。あるいは、製品スペーサ１６８は、図３に示されているように、製品座部１６４に取り付けられるか、または製品座部１６４と一体的に形成されてよい。例えば、図３に示されている支持ストラップ１０６の実施形態では、製品スペーサ１６８は、製品座部１６４と一体的に形成され、スペーサ軸１６６によって製品座部１６４から離間している。製品スペーサは、マガジン装置の底面へ向かう隣接するマガジン装置からのガラス物品の前進を減速または抑止するばねクッションとして機能し、それによってガラス物品への損傷を防止する。
製品スペーサ１６８は、一般に、下端１１４の下方かつ対応する製品受容チャネル１１０の外部かつ対応する製品座部１６４の下方に位置する。製品スペーサ１６８は、対応する製品座部１６４から離間され、一般に、対応する製品受容チャネル１１０の下端を少なくとも部分的に横断する。すなわち、製品スペーサ１６８は、対応する製品受容チャネル１１０の少なくとも一部を横断する片持ち梁状に突出する。対応する製品受容チャネル１１０に対する製品スペーサ１６８の片持ち梁状に突出する配置により、製品スペーサ１６８が弾性的に変形可能であり、付与された負荷の下で撓むように、製品スペーサ１６８を構成することが容易になる。製品スペーサ１６８は、例えば、製品スペーサ１６８の下方の隣接するマガジン装置内に配置されるガラス物品が製品スペーサ１６８と衝突するときに（例えば、マガジン装置の積み重ねが排水のために回転されるときおよび／または流体に沈められるときに）製品スペーサ１６８が曲がるように、十分に柔軟でありかつ弾性的に変形可能でよく、それにより、隣接するマガジン装置内にあるガラス物品が破損する、あるいはひび割れまたはひっかき傷を生じることを防止する。言い換えれば、製品スペーサ１６８は、製品スペーサ１６８が製品スペーサと衝突するガラス物品の衝撃を和らげるように十分に柔軟性がありかつ弾性的に変形可能である。
製品スペーサ１６８の弾性は、製品スペーサ１６８が形成される材料の厚みを減少または増加すること、製品スペーサ１６８が形成される材料を変えること、または製品スペーサ１６８の外形を変えることを含むがそれらに限定されない多数の方法によって制御されてよいと理解されるべきである。また、製品スペーサ１６８の所望の弾性は、マガジン装置１００が保持しようと意図する個々のガラス物品の質量および／または慣性質量に応じて決まるであろうこと、および製品スペーサ１６８の弾性は、マガジン装置が保持しようと意図する個々のガラス物品の質量または慣性質量を考慮するように、マガジン装置１００の設計および構成時に増大または減少させてよいことも理解されるべきである。
実施形態では、支持ストラップ１０６は、任意で、支持ストラップ１０６の表面から延出する複数の突起を含んでよい。図３に示されている支持ストラップ１０６の実施形態では、これらの突起は、半球形のディンプル１７２である。実施形態では、ディンプル１７２は、支持ストラップ１０６によって結合された各製品受容チャネル１１０が、対応する支持ストラップから製品受容チャネル１１０に延出する少なくとも一つのディンプルを有するように支持ストラップ１０６に形成されかつ互いに離間される。ディンプル１７２が含まれる場合は、製品受容チャネル１１０内でガラス物品を中心に配置すること、および、ガラス物品とマガジン装置１００が沈められる流体との接触を最大化するために支持ストラップからガラス物品を離間させることに寄与することができる。しかしながら、ディンプルは任意であること、および一部の実施形態では、支持ストラップ１０６にディンプルが形成されなくてよいことが理解されるべきである。
ここで図１および図４を参照すると、仕切りストラップ１０４の例示的な一実施形態が概略的に示されている。上記に述べたように、仕切りストラップ１０４は、一般に、薄板状の金属材料等の薄板状の材料から構成される。図４に示されている仕切りストラップ１０４の実施形態では、仕切りストラップ１０４は、仕切りストラップ１０４と対応する支持ストラップ１０６の相対的な間隔および向きを固定するために対応する支持ストラップ１０６と係合するための複数の取り付けスロット１４２を含む。取り付けスロット１４２は、一般に、幅方向に（すなわち、図４に示す座標軸のｚ方向に）仕切りストラップの一部を横断する。取り付けスロット１４２を含む仕切りストラップ１０４の実施形態では、取り付けスロットは、支持ストラップ１０６と仕切りストラップ１０４との交差によって形成される製品受容チャネル１１０の一つの所望の寸法に概して対応する間隔で互いに離間される。取り付けスロット１４２を含む支持ストラップ１０４の実施形態では、取り付けスロットは、仕切りストラップ１０４が係合する支持ストラップ１０６に形成される対応する取り付けスロット１４２と整列するように、仕切りストラップ１０４に形成されてよい。
図４の仕切りストラップ１０４および図３の支持ストラップ１０６は、取り付けスロット１４２、１６２とともに示されているが、取り付けスロットは任意であること、および一部の実施形態では、各仕切りストラップ１０４および／または支持ストラップ１０６は、個別の切片に形成され、複数の製品受容チャネル１１０を形成するために対応する仕切りストラップ１０４および支持ストラップ１０６に個別に接続されてよいことが理解されるべきである。
再度図４を参照すると、実施形態では、仕切りストラップ１０４は、任意で、仕切りストラップ１０４の表面から延出する複数の突起を含んでよい。図４に示されている仕切りストラップ１０４の実施形態では、これらの突起は半球形のディンプル１７２である。実施形態では、ディンプル１７２は、仕切りストラップ１０４によって結合された各製品受容チャネル１１０が、対応する仕切りストラップから製品受容チャネル１１０に延出する少なくとも一つのディンプルを有するように仕切りストラップ１０４に形成されて互いに離間される。ディンプル１７２が含まれる場合は、製品受容チャネル１１０内でガラス物品を中心に配置すること、およびガラス物品とマガジン装置１００が沈められる流体との接触を最大化するために仕切りストラップからガラス物品を離間させることに寄与することができる。しかしながら、ディンプルは任意であること、および一部の実施形態では、仕切りストラップ１０４にディンプルが形成されなくてよいことが理解されるべきである。
ここで図１、図３および図４を参照すると、実施形態では、製品受容チャネル１１０の配列は、まず、仕切りストラップ１０４が互いに実質的に平行に方向付けされるように複数の仕切りストラップ１０４を方向付けすることによって形成される。複数の仕切りストラップ１０４を一時的に保持し、かつ隣接し合う仕切りストラップ１０４の相対的な間隔を維持するために、固定装置が使用されてよい。その後、支持ストラップ１０６は、支持ストラップ１０６の取り付けスロット１６２が、仕切りストラップ１０４の取り付けスロット１４２の下方で仕切りストラップ１０４の対応する部分と整列して係合し、かつ仕切りストラップ１０４の取り付けスロット１４２が、支持ストラップ１０６の取り付けスロット１６２の上方で支持ストラップ１０６の対応する部分と係合するように、対応する仕切りストラップ１０４と結合され、それによって支持ストラップ１０６を仕切りストラップ１０４に係止する。したがって、実施形態では、支持ストラップ１０６および仕切りストラップの取り付けスロット１４２は、互いに整列して係合されると理解されるべきである。その後、支持ストラップ１０６および仕切りストラップ１０４は、任意で、例えば溶接、ろう付け、または機械的締結具によって互いに固着されてよい。例えば、一実施形態では、支持ストラップ１０６および仕切りストラップ１０４は、製品受容チャネル１１０の上端１１２に隣接する交差の点において互いに溶接されてよい。
ここで図５を参照すると、一部の実施形態では、支持ストラップ１０６または仕切りストラップ１０４は、任意で、ばね部材１８０を含んでよい。例えば、図５は、支持ストラップ１０６がばね部材１８０を含有する一実施形態を示す。ばね部材１８０は、一般に、支持ストラップ１０６から離れるように付勢される。各支持ストラップ１０６は、ばね部材がそれぞれマガジン装置１００の対応する製品受容チャネルへ付勢されるようにばね部材１８０が位置する状態で、複数のばね部材１８０を含有してよい。ばね部材１８０は、マガジン装置１００が回転される、またはその他の操作を受けているときに製品受容チャネル１１０内のガラス物品を固定することに寄与するために、製品受容チャネル１１０内に配置されるガラス物品と弾性的に係合するような大きさおよび配置に設定されてよい。
図５は、ばね部材１８０を含む支持ストラップ１０６を示しているが、その他の構成が可能であると理解されるべきである。例えば、実施形態では、ばね部材１８０は、仕切りストラップ１０４と関連付けられてよい。さらに別の実施形態では、支持ストラップ１０６と仕切りストラップ１０４の両方がばね部材１８０を含み、各製品受容チャネル１１０がそのチャネル内に配置される少なくとも二つのばね部材を有するようにしてよい。
実施形態では、ばね部材１８０は、例えば、ばね部材１８０が対応するストラップにダイカットされる、または他の方法で機械加工されるときに、そのストラップと一体的に形成される。しかしながら、その他の実施形態では、ばね部材１８０は、例えば、溶接、ろう付け、機械的締結具等によって対応するストラップに接合される別体の部品または構成要素でよい。
ここで図１から図４を参照すると、実施形態では、マガジン装置１００は、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６が配置される外壁１０２をさらに含んでよい。例えば、実施形態では、外壁１０２は、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６の周囲に延在し、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６との交差によって形成される複数の製品受容チャネル１１０に対してさらなる構造的支持を提供する。複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６と同様に、外壁１０２は、機械的完全性を失わずに、従来のイオン交換工程で経験される温度（すなわち、３００℃を超える温度）等の高温に対する反復的なサイクルに耐えるのに適した材料から構成されてよい。例えば、一実施形態では、外壁は、例えば３１６Ｌステンレス鋼、３０４ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼等のステンレス鋼材料から形成される。実施形態では、ステンレス鋼材料は、ニッケルまたはニッケルベース合金を含むがそれらに限定されない、高温で使用されるのに適した第二の材料でめっきまたはコーティングされてよい。実施形態では、外壁１０２は、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６と同一材料から形成される。しかしながら、一部のその他の実施形態では、外壁１０２、複数の仕切りストラップ１０４、および複数の支持ストラップは、異なる材料から形成されてよいと理解されるべきである。
複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６と同様に、外壁１０２は、マガジン装置の熱質量を最小にするために構成される。実施形態では、外壁１０２は、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６が形成される材料よりも厚い板状の金属材料から形成されてよい。これらの実施形態では、外壁１０２は、複数の製品受容チャネル１１０に構造剛性を提供するために、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６よりも厚い。例えば、一部の実施形態では、外壁１０２は、約０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）を超える厚み、例えば約０．０３インチ（０．７６２ｍｍ）の厚みを有する。一部の実施形態では、外壁１０２は、約０．０３５インチ（０．８８９ｍｍ）を超える厚み、例えば約０．０４インチ（１．０１６ｍｍ）以上、さらには０．０５インチ（１．２７ｍｍ）以上の厚みを有する。しかしながら、その他の実施形態では、外壁１０２、複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６は全て実質的に同一の厚みを有すると理解されるべきである。
さらに図１から図４を参照すると、一部の実施形態では、外壁１０２は、所望の形状に形成される単一の金属材料ストリップから形成される。例えば、実施形態では、外壁は、閉じた輪を形成するために、材料に三つの９０度の曲げ１２８を付けることによって矩形に形成される。任意で、単一の金属材料ストリップの第一の端部１２０および第二の端部１２２は、その金属材料ストリップによって形成された輪を閉じるために、例えば溶接等によって互いに接合されてよい。その他の実施形態（図示せず）では、外壁１０２は、所望の偏菱形を得るために材料に一連の曲げを付けることによって偏菱形に形成されてよい。別の実施形態（図示せず）では、外壁１０２は、溶接、ろう付け、締結具等によって互いに接合される複数の個別のストラップから形成されてよい（例えば、マガジン装置の各辺につき一つのストラップ）。マガジン装置の外壁が個別の材料ストラップから構成される実施形態では、個別のストラップは、マガジン装置の角で接合されてよい。例えば、一部の実施形態では、外壁を形成するストラップは、マガジン装置の角に配置されるスタンドオフ（本明細書にてさらに述べられる）に接合されてよい。
実施形態では、外壁１０２は、任意で、外壁の厚みを貫通する一つ以上の排水孔１２６を含んでよい。排水孔１２６により、溶融塩および／または水等の流体は、マガジン装置１００が流体に沈められるときに製品受容チャネル１１０を完全に満たすことができ、また、この流体は、マガジン装置１００が流体から引き出されるときに製品受容チャネル１１０から迅速に排水することができる。さらに、排水孔１２６は、マガジン装置１００の熱質量を減少させ、マガジン装置１００がイオン交換浴内へと下降するときにイオン交換浴に対して及ぼす熱衝撃を軽減する。
本明細書に記載の実施形態では、複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、外壁１０２と係合される。一部の実施形態では、各仕切りストラップ１０４の端部と各支持ストラップ１０６の端部は、例えば溶接等によって外壁１０２に接合される。一部の実施形態では、外壁１０２は、複数の固定スロット１２４を含む。これらの実施形態では、仕切りストラップ１０４および支持ストラップ１０６の各々には、それぞれのストラップ１０４、１０６の両端に固定タブ１６０が形成される。複数の仕切りストラップ１０４と複数の支持ストラップ１０６は、それぞれのタブ１６０の固定タブ１６０が、外壁１０２に形成される対応する固定スロット１２４と整列して係合するように外壁１０２内に配置される。実施形態では、固定タブ１６０は、一旦対応する固定スロット１２４に挿入されて、さらに所定の位置に溶接されてよい。
図１に示したマガジン装置１００の実施形態が外壁１０２を含有するが、外壁１０２は任意であること、および、他の実施形態では、マガジン装置１００は、例えばマガジン装置１００に、製品受容チャネル１１０を形成する複数の仕切りストラップ１０４および複数の支持ストラップ１０６のみが構成されるときは、外壁１０２を含有しないことは理解されるべきである。
ここで図１および図６を参照すると、マガジン装置１００は、製品受容チャネル１１０に隣接して、マガジン装置１００の角に位置する積み重ねチャネル１５０をさらに含んでよい。図１に示したマガジン装置１００の実施形態では、積み重ねチャネル１５０は、外壁１０２と仕切りストラップ１０４との交差、および外壁１０２と支持ストラップ１０６との交差によって形成される。あるいは、マガジン装置１００に外壁１０２が形成されない実施形態では、積み重ねチャネル１５０は、マガジン装置１００の略外周に取り付けられるさらなる板状の材料によって形成されてよい。積み重ねチャネル１５０により、図６に示されているように、複数のマガジン装置を上下に積み重ねることが容易になる。具体的には、スタンドオフ２０２は、第一のマガジン装置１００ａの積み重ねチャネル１５０に挿入され、例えば溶接、機械的締結具等によって外壁１０２に接合されてよい。各スタンドオフ２０２の上端（すなわち、図１に示す座標軸の＋ｚ方向における端部）は、ピン２０４およびショルダ２０３を含む。各スタンドオフ２０２の下端（すなわち、図１に示された座標軸の−ｚ方向における端部）は、対応するスタンドオフのピンを受容するためのボア２０５を含む。図６に示されているように、マガジン装置１００ａ、１００ｂが上下に積み重ねられるときは、下方のマガジン装置１００ａのスタンドオフ２０２のピン２０４は、上方のマガジン装置１００ｂのスタンドオフ２０２のボア２０５と係合し、上方のマガジン装置１００ｂのスタンドオフ２０２は、下方のマガジン装置１００ａのスタンドオフのショルダ２０３上に載る。スタンドオフ２０２は、第二のマガジン装置１００ｂの製品受容チャネル１１０の下方で延在する製品スペーサ１６８が、第一のマガジン装置１００ａの製品受容チャネル１１０内に配置されるガラス物品３００の上部３０２に非常に近接し、さらには接触するようなサイズに設計される。これにより、第一および第二のマガジン装置１００ａ、１００ｂが沈められるときに、および／またはガラス物品３００から流体を抜くために回転されるときに、ガラス物品３００が、製品受容チャネル１１０内で浮くこと、および／または滑ることと、第二のマガジン装置１００ｂと鈍力接触（ｂｌｕｎｔ ｆｏｒｃｅ ｃｏｎｔａｃｔ）することとを防止する。
ここで図６および図７を参照すると、実施形態では、マガジン装置の積み重ねのうちの上方のマガジン装置１００ｂは、マガジン装置の上方に配置されるカバープレート２１０をさらに含んでよい。カバープレート２１０は、マガジン装置の積み重ねが、例えばイオン交換処理、洗浄、すすぎ等の様々な処理ステップを通して取り扱われているときに上方のマガジン装置１００ｂの製品受容チャネル内にガラス物品を保持する。カバープレート２１０は、機械的完全性を失わずに、従来のイオン交換工程で経験される温度（すなわち、３００℃を超える温度）等の高温に対する反復的なサイクルに耐えるのに適した材料から構成される。例えば、一実施形態では、カバープレート２１０は、例えば３１６Ｌステンレス鋼、３０４ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼等のステンレス鋼材料から形成されてよい。実施形態では、ステンレス鋼材料は、ニッケルまたはニッケルベース合金を含むがそれらに限定されない、高温で使用されるのに適した第二の材料でめっきまたはコーティングされてよい。
実施形態では、カバープレート２１０は、その熱質量を最小にするように構成される。例えば、実施形態では、カバープレート２１０は、カバープレート２１０が０．０５インチ（１．２７ｍｍ）以下、さらには０．０３インチ（０．７６２ｍｍ）以下の厚みを有するように薄板状の材料から構成されてよい。さらに別の実施形態では、カバープレート２１０は、カバープレートが０．０２インチ（０．５０８ｍｍ）以下、さらには０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）以下の厚みを有するように薄板状の材料から構成されてよい。薄板状の材料からカバープレート２１０を形成することにより、マガジン装置１００に構造剛性を提供するとともに、マガジン装置１００の全体的な熱質量が減少する。
カバープレート２１０は、カバープレート２１０の厚みを貫通する複数の開口２１２を含んでよい。開口２１２により、溶融塩および／または水等の流体は、マガジン装置１００ｂが流体に沈められるときに製品受容チャネル１１０と製品受容チャネル１１０内にあるガラス物品とを完全に満たすことができる。開口２１２により、流体は、マガジン装置１００ｂが流体から引き出されるときに製品受容チャネル１１０から迅速に排水されることができる。さらに、これらの開口は、マガジン装置１００ｂの熱質量を減少させ、マガジン装置１００がイオン交換浴内へと下降するときにイオン交換浴に対して及ぼす熱衝撃を軽減する。実施形態では、開口２１２は、均等なサイズおよび形状でよく、カバープレート２１０の表面上に等間隔で配置される。一部のその他の実施形態では、これらの開口は、異なるサイズおよび／または形状で形成されてよい。
一部の実施形態では、カバープレート２１０は、複数の位置決めチャネル２１４を含んでよい。これらの位置決めチャネル２１４は、マガジン装置１００ｂ上でカバープレート２１０を適切に方向付けするために、スタンドオフ２０２のピン２０４と係合するように配置されてよい。カバープレート２１０は、マガジン装置１００ｂ上でカバープレート２１０を固定するためにマガジン装置１００ｂと係合する取り付けクリップ２１８も含んでよい。実施形態では、取り付けクリップ２１８は、カバープレート２１０に取り付けられるまたは一体的に形成される弾性的に変形可能でありかつ再被覆可能なクリップでよい。取り付けクリップ２１８は、図７に示されているように、マガジン装置の外壁１０２と係合してよいし、あるいはマガジン装置１００ｂの支持ストラップおよび／または仕切りストラップと係合してよい。
図１および図６から図１０をまとめて参照すると、図９は、イオン交換によってガラス物品を強化するための方法の処理フロー図５００を含み、図１０は、このフロー図に記載の処理を概略的に示す。第一のステップ５０２では、イオン交換可能なガラス組成から形成されたガラス管素材１０００が、まず、従来の成形技術を使用して、ガラス物品３００（具体的には、図示の実施形態ではガラスバイアル）に成形される。ステップ５０４では、ガラス物品３００は、機械的なマガジンローダ６０２を使用してマガジン装置１００に装填される。マガジンローダ６０２は、複数のガラス物品を一度に把持することができる、例えばキャリパー等の機械的な把持装置でよい。あるいは、この把持装置は、ガラス物品３００を把持するために真空システムを利用してよい。マガジンローダ６０２は、ガラス物品３００およびマガジン装置１００に対してマガジンローダ６０２を配置することができるロボットアームまたはその他の類似の装置に結合されてよい。マガジンローダ６０２は、ガラス物品が製品座部１６４上に配置されるように各マガジン装置１００の製品受容チャネル１１０内に個別のガラス物品３００を配置する。
次のステップ５０６では、ガラス物品３００が装填されたマガジン装置１００は、例えばコンベヤベルト６０６、天井クレーン等の機械的コンベヤによって、カセット装填エリアへ移送される。その後、ステップ５０８では、複数のマガジン装置１００（一つを図示）がカセット６０８に装填される。図１０では一つのマガジン装置１００のみが示されているが、カセット６０８は、多数のガラス物品が同時に処理されることができるように複数のマガジン装置を保持するように構成されると理解されるべきである。各マガジン装置１００は、カセットローダ６１０を利用してカセット６０８に配置される。カセットローダ６１０は、一つ以上のマガジン装置を一度に把持することができる、例えばキャリパー等の機械的な把持装置でよい。あるいは、この把持装置は、マガジン装置１００を把持するために真空システムを利用してよい。カセットローダ６１０は、カセット６０８およびマガジン装置１００に対してカセットローダ６１０を配置することができるロボットアームまたはその他の類似の装置に結合されてよい。あるいは、複数のマガジン装置が手作業で上下に積み重ねられ、かつ手作業でカセットに装填されてよい。カセットという用語は、本明細書で使用される場合、積み重ねされたマガジン装置が装填されるフレーム構造体を指す。このカセットは、一般に、例えば、イオン交換浴、すすぎ、洗浄等の様々な処理ステップを受けているときに、積み重ねられたマガジン装置を一緒に保持する。複数のマガジン装置１００がカセット６０８に装填されるときは、マガジン装置１００は、上方のマガジン装置の製品スペーサ１６８が、図８に示されているように、下方のマガジン装置に保持された各ガラス物品３００の真上に配置されるように配置される。
次のステップ５１０では、マガジン装置１００およびガラス物品３００を含有するカセット６０８は、ガラス物品３００の化学的強化を促進するために、イオン交換ステーションに移送され、イオン交換槽６１４に装填される。カセット６０８は、カセット移送装置６１２によってイオン交換ステーションに移送される。カセット移送装置６１２は、カセット６０８を把持することができる、例えばキャリパー等の機械的な把持装置でよい。あるいは、この把持装置は、カセット６０８を把持するために真空システムを利用してよい。カセット移送装置６１２および取り付けられたカセット６０８は、例えばガントリークレーン等の天井レールシステムによってカセット装填エリアからイオン交換ステーションへ自動的に搬送されてよい。あるいは、カセット移送装置６１２および取り付けられたカセット６０８は、ロボットアームによってカセット装填エリアからイオン交換ステーションへ搬送されてよい。さらに別の実施形態では、カセット移送装置６１２および取り付けられたカセット６０８は、コンベヤによってカセット装填エリアからイオン交換ステーションへ搬送され、その後、ロボットアームまたは天井クレーンによってコンベヤからイオン交換槽６１４へ移送されてよい。
カセット移送装置６１２および取り付けられたカセット６０８がイオン交換ステーションに到着すると、カセット６０８およびその内部に含有されるガラス物品３００は、任意で、カセット６０８およびガラス物品３００をイオン交換槽６１４に沈める前に予熱されてよい。一部の実施形態では、カセット６０８は、室温より高くかつイオン交換槽内の溶融塩浴の温度以下の温度に予熱されてよい。例えば、ガラス物品は、約３００℃から５００℃の温度に予熱されてよい。しかしながら、本明細書に記載のマガジン装置１００の熱質量は比較的低いので、この予熱ステップは任意であることは理解されるべきである。
イオン交換槽６１４は、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３等の溶融アルカリ塩および／またはその組み合わせ等の溶融塩浴６１６を含有する。一実施形態では、この溶融塩浴は、約３５０℃以上でありかつ約５００℃以下の温度に維持される１００％溶融ＫＮＯ３である。しかしながら、ガラス物品のイオン交換を促進するために、様々なその他の組成および／または温度を有するアルカリ溶融塩浴も使用されてよいと理解されるべきである。
ステップ５１２では、ガラス物品３００は、イオン交換槽６１４でイオン交換強化される。具体的には、ガラス物品は、溶融塩に沈められ、ガラス物品３００において所望の圧縮応力および層深度を得るのに十分な時間そこに保持される。ガラス物品３００が沈められているとき、ガラス物品は、まず、空気がガラス物品の内部容積から逃げ、溶融塩と入れ替わるため、正浮力を有する。ガラス物品が正浮力によって浮上するとき、ガラス物品の頂部は、上方のマガジン装置の製品スペーサ１６８と接触し、それにより、上方のマガジン装置の底面との接触を防止し、ガラス物品の損傷を軽減する。さらに、製品受容チャネル１１０の開口構造により、溶融塩浴が、ガラス物品の全表面に接触することができ、ガラス物品の表面に生じる圧縮応力の均一性が向上する。
一実施形態では、ガラス物品３００は、少なくとも約２００ＭＰａ、さらには２５０ＭＰａの圧縮応力で、最大で約１００μｍの層深度を得るのに十分な時間、イオン交換槽６１４に保持されてよい。一部の実施形態では、ガラス物品３００は、少なくとも約３００ＭＰａ、さらには３５０ＭＰａの圧縮応力で、最大で約１００μｍの層深度を得るのに十分な時間、イオン交換槽６１４に保持されてよい。保持時間は、３０時間未満、さらには２０時間未満でよい。しかしながら、ガラス物品が槽６１４に保持される時間は、ガラス容器の組成、溶融塩浴６１６の組成、溶融塩浴６１６の温度、ならびに所望の層深度および所望の圧縮応力に応じて変更してよいと理解されるべきである。
ガラス物品３００がイオン交換強化された後、カセット６０８およびガラス物品３００は、ロボットアームまたは天井クレーンと共にカセット移送装置６１２を使用してイオン交換槽６１４から取り除かれる。イオン交換槽６１４から取り除くとき、マガジン装置１００の製品受容チャネル１１０の開口構造により、マガジン装置内の溶融塩は、各マガジン装置から容易に排水されることができる。カセット６０８がイオン交換槽６１４から取り除かれた後、カセット６０８およびガラス物品３００は、イオン交換槽６１４の上方に懸架され、カセット６０８は、ガラス物品３００内に残る溶融塩がイオン交換槽６１４に戻されるように水平軸周りに回転される。カセット６０８が回転されているとき、ガラス物品３００は、上方に位置するマガジン装置の底面に向かって製品受容チャネル１１０内をスライドする。ガラス物品３００は、上方に位置するマガジン装置の製品スペーサ１６８によって上方に位置するマガジン装置の底面と鈍力接触することが防止される。製品スペーサ１６８は、ガラス物品３００のスライド運動を減速しかつ抑止するばねクッションとして機能し、それにより、鈍力接触によるガラス物品の損傷を軽減する。その後、カセット６０８は、回転されてその最初の位置に戻され、ガラス物品は、すすがれる前に冷却されることができる。
カセット６０８およびガラス物品３００は、次に、カセット移送装置６１２によってすすぎステーションに移送される。この移送は、上記のように、ロボットアームまたは天井クレーンによって行われてよく、あるいは、例えばコンベヤベルト等の自動コンベヤによって行われてよい。次のステップ５１４では、カセット６０８およびガラス物品３００は、ガラス物品３００の表面から余分な塩を取り除くために水浴６２０を含有するすすぎ槽６１８へと下降される。カセット６０８およびガラス物品３００は、カセット移送装置６１２に結合するロボットアーム、天井クレーン、または類似の装置によってすすぎ槽６１８へと下降されてよい。ガラス物品は、すすぎ槽６１８に沈められると、まず正浮力を有する。しかしながら、ガラス物品が浮上するとき、各ガラス物品の頂部は、上方のマガジン装置の製品スペーサ１６８と接触し、それにより、上方のマガジン装置の下面との接触を防止し、ガラス物品の損傷を軽減する。
カセット６０８およびガラス物品３００は、次に、すすぎ槽６１８から引き出される。任意で、カセット６０８およびガラス物品３００は、すすぎ槽６１８の上方で懸架されてよく、カセット６０８は、ガラス物品３００内に残るすすぎ水がすすぎ槽６１８に戻されるように、水平軸周りに回転される。カセット６０８が回転されるとき、ガラス物品３００は、上方に位置するマガジン装置の底面に向かって製品受容チャネル１１０内をスライドする。ガラス物品３００は、上方に位置するマガジン装置の製品スペーサ１６８によって上方に位置するマガジン装置の底面と鈍力接触することが防止される。製品スペーサ１６８は、ガラス物品３００のスライド運動を減速しかつ抑止するばねクッションとして機能し、それにより、鈍力接触によるガラス物品の損傷を軽減する。一部の実施形態では、すすぎ工程は、カセット６０８およびガラス物品３００が次の処理ステーションに移動させる前に複数回行われてよい。
一つの具体的な実施形態では、カセット６０８およびガラス物品３００は、少なくとも二回水浴に浸漬される。例えば、カセット６０８は、全ての残留アルカリ塩がガラス物品の表面から確実に除去されるように、第一の水浴に浸漬され、続いて、第二の異なる水浴に浸漬されてよい。第一の水浴からの水は、廃水処理へまたは蒸発器へ送られてよい。
次のステップ５１６では、マガジン装置１００は、カセットローダ６１０によってカセット６０８から取り除かれる。その後、ステップ５１８では、ガラス物品３００は、マガジンローダ６０２によってマガジン装置１００から取り外され、洗浄ステーションへ移送される。ステップ５２０では、ガラス物品は、ノズル６２２から放出される脱イオン水の噴射６２４によって洗浄される。脱イオン水の噴射６２４は、圧縮空気と混合されてよい。
任意で、ステップ５２１（図１０に図示せず）では、ガラス物品３００は、ガラス物品が傷、破片、変色等を検査される検査ステーションへ移送される。
ここで、本明細書に記載のマガジン装置は、処理中のガラス物品を保持しかつ固定するために使用されてよいと理解されるべきである。製品受容チャネルの真下に配置される製品スペーサを備える部分的に開放した製品受容チャネルの配列としてマガジン装置を形成することにより、マガジン装置内に固定されるガラス物品に傷が付くことが軽減される。比較的薄い板状の金属材料からマガジン装置を形成することにより、マガジン装置の熱質量が減少し、マガジン装置がイオン交換によるガラス物品の強化を促進するために使用されるときに、イオン交換性能を向上する。
ガラスバイアル等のガラス容器と共に使用されるマガジン装置が本明細書では示されかつ記載されているが、マガジン装置は、丸形のガラス物品と非丸形のガラス物品の両方を含む、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）、カートリッジ、シリンジ、アンプル、ボトル、フラスコ、薬瓶、管、ビーカー、バイアル等を含むがそれらに限定されない、様々なその他の種類のガラス物品を保持しかつ固定するために使用されてよいと理解されるべきである。
本明細書に記載の実施形態には、請求された主題の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更および改変がなされることができることは当業者には明白であろう。したがって、本明細書は、かかる修正および変更が添付の請求項およびその均等物の範囲内であれば、本明細書に記載の様々な実施形態の変更および改変を包含することが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
処理中のガラス製品を保持しかつ固定するためのマガジン装置であって、
互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、
複数の製品受容チャネルを形成するために互いに実質的に平行に配置されかつ該複数の仕切りストラップと交差する複数の支持ストラップであって、各製品受容チャネルの上端および下端が少なくとも部分的に開口している複数の支持ストラップと、
複数の製品座部であって、各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接して該対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断し、各製品座部は、該対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供する、複数の製品座部と、
複数の製品スペーサであって、各製品スペーサは、対応する製品座部の下方に配置されかつ該対応する製品座部から離間し、前記対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断する複数の製品スペーサを有する、マガジン装置。
実施形態２
各製品スペーサは、スペーサ軸によって前記対応する製品座部に結合されかつ前記対応する製品座部から離間される、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態３
各製品座部は、前記対応する製品受容チャネル内に配置される、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態４
各製品スペーサは、前記対応する製品受容チャネルの外側に配置される、実施形態３に記載のマガジン装置。
実施形態５
前記複数の製品座部は弾性的に変形可能である、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態６
前記複数の製品スペーサは弾性的に変形可能である、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態７
前記複数の支持ストラップの各々は複数の取り付けスロットを有し、
前記複数の仕切りストラップの各々は複数の取り付けスロットを有し、
前記複数の仕切りストラップの各々は、各支持ストラップの対応する取り付けスロットと係合され、
前記複数の支持ストラップの各々は、各仕切りストラップの対応する取り付けスロットと係合される、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態８
前記複数の仕切りストラップおよび前記複数の支持ストラップの周囲に延在する外壁をさらに有し、該複数の仕切りストラップおよび該複数の支持ストラップは該外壁と係合される、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態９
前記外壁は複数の固定スロットを有し、
前記複数の仕切りストラップの各々は固定タブを有し、
前記複数の支持ストラップの各々は固定タブを有し、
該複数の仕切りストラップの該固定タブおよび該複数の支持ストラップの該固定タブは、該外壁の形成された対応する固定スロットと係合される、実施形態８に記載のマガジン装置。
実施形態１０
前記外壁は、第一の端部および第二の端部を有する金属ストラップから形成され、該第一の端部は該第二の端部に接合される、実施形態８に記載のマガジン装置。
実施形態１１
前記外壁は、該外壁の厚みを貫通する複数の排水孔を有する、実施形態８に記載のマガジン装置。
実施形態１２
前記複数の仕切りストラップの各々は、前記複数の製品受容チャネルに延出する複数のディンプルを有し、
前記複数の支持ストラップの各々は、前記複数の製品受容チャネルに延出する複数のディンプルを有する、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態１３
前記複数の製品受容チャネルの各々は、対応する仕切りストラップまたは対応する支持ストラップのいずれかから該複数の製品受容チャネルの各々へ付勢されるばね部材を有する、実施形態１に記載のマガジン装置。
実施形態１４
処理中のガラス製品を保持しかつ固定するためのマガジン装置であって、
互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、
複数の製品受容チャネルを形成するために互いに実質的に平行に配置されかつ前記複数の仕切りストラップと交差する複数の支持ストラップであって、各製品受容チャネルの上端および下端が少なくとも部分的に開口している複数の支持ストラップと、
前記複数の仕切りストラップおよび前記複数の支持ストラップの周囲に延在する外壁であって、該複数の仕切りストラップおよび該複数の支持ストラップは該外壁と係合される外壁と、
複数の製品座部であって、各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接して該対応する製品受容チャネル内に配置されかつ該対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断し、各製品座部は、該対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供する、複数の製品座部と、
複数の製品スペーサであって、各製品スペーサは、対応する製品座部の下方に配置されかつ該対応する製品座部から該対応する製品受容チャネルの外側に離間し、各製品スペーサは、該対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断する複数の製品スペーサを有する、マガジン装置。
１００ マガジン装置
１００ａ 第一の（下方の）マガジン装置
１００ｂ 第二の（上方の）マガジン装置
１０２ 外壁
１０４ 仕切りストラップ
１０６ 支持ストラップ
１１０ 製品受容チャネル
１１２ 上端
１１４ 下端
１２０ 第一の端部
１２２ 第二の端部
１２４ 固定スロット
１２６ 排水孔
１２８ 曲げ
１４２、１６２ 取り付けスロット
１５０ 積み重ねチャネル
１６０ 固定タブ
１６４ 製品座部
１６６ スペーサ軸
１６８ 製品スペーサ
１７０ 座部孔
１７２ ディンプル
１８０ ばね部材
２０２ スタンドオフ
２０３ ショルダ
２０４ ピン
２０５ ボア
２１０ カバープレート
２１２ 開口
２１４ 位置決めチャネル
２１８ 取り付けクリップ
３００ ガラス物品
３０２ 上部
５００ 処理フロー図
６０２ マガジンローダ
６０６ コンベヤベルト
６０８ カセット
６１０ カセットローダ
６１２ カセット移送装置
６１４ イオン交換槽
６１６ 溶融塩浴
６１８ すすぎ槽
６２０ 水浴
６２２ ノズル
６２４ 脱イオン水の噴射
１０００ ガラス管素材

Claims (10)

  1. 処理中のガラス製品を保持しかつ固定するためのマガジン装置であって、
    互いに実質的に平行に配置される複数の仕切りストラップと、
    複数の製品受容チャネルを形成するために互いに実質的に平行に配置されかつ前記複数の仕切りストラップと交差する複数の支持ストラップであって、各製品受容チャネルの上端および下端が少なくとも部分的に開口している複数の支持ストラップと、
    複数の製品座部であって、各製品座部は、対応する製品受容チャネルの下端に近接して該対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断し、各製品座部は、該対応する製品受容チャネル内に配置されるガラス製品のための座部を提供する、複数の製品座部と、
    複数の製品スペーサであって、各製品スペーサは、対応する製品座部の下方に配置されかつ該対応する製品座部から離間し、前記対応する製品受容チャネルを少なくとも部分的に横断する複数の製品スペーサを有する、マガジン装置。
  2. 各製品スペーサは、スペーサ軸によって前記対応する製品座部に結合されかつ前記対応する製品座部から離間される、請求項１に記載のマガジン装置。
  3. 各製品座部は、前記対応する製品受容チャネル内に配置される、請求項１または２に記載のマガジン装置。
  4. 各製品スペーサは、前記対応する製品受容チャネルの外側に配置される、請求項３に記載のマガジン装置。
  5. 前記複数の製品座部は弾性的に変形可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載のマガジン装置。
  6. 前記複数の製品スペーサは弾性的に変形可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載のマガジン装置。
  7. 前記複数の支持ストラップの各々は複数の取り付けスロットを有し、
    前記複数の仕切りストラップの各々は複数の取り付けスロットを有し、
    前記複数の仕切りストラップの各々は、各支持ストラップの対応する取り付けスロットと係合され、
    前記複数の支持ストラップの各々は、各仕切りストラップの対応する取り付けスロットと係合される、請求項１から６のいずれか一項に記載のマガジン装置。
  8. 前記複数の仕切りストラップおよび前記複数の支持ストラップの周囲に延在する外壁をさらに含み、該複数の仕切りストラップおよび該複数の支持ストラップは該外壁と係合される、請求項１から７のいずれか一項に記載のマガジン装置。
  9. 前記複数の仕切りストラップの各々は、前記複数の製品受容チャネルに延出する複数のディンプルを有し、
    前記複数の支持ストラップの各々は、前記複数の製品受容チャネルに延出する複数のディンプルを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のマガジン装置。
  10. 前記複数の製品受容チャネルの各々は、対応する仕切りストラップまたは対応する支持ストラップのいずれかから該複数の製品受容チャネルの各々へ付勢されるばね部材を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマガジン装置。
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