JP2023134539A - ガラス製品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス容器をより簡単に製造することを可能にする製造方法、耐摩耗性であり、潤滑剤および／または離型剤を用いずに使用することができるツール、ならびにガラス製品を製造するための装置を提供する。【解決手段】ガラス製品の製造方法であって、中間ガラス製品を提供すること、中間ガラス製品の一部を所定の温度に加熱すること、ツール１０を中間ガラス製品の加熱部分と接触させること、およびツールが加熱部分に接触する状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させることを含み、加熱部分に接触するツールの一部分はガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素で形成されている、製造方法である。【選択図】図１

Description

本発明はガラス製品に関し、より具体的には、バイアル、アンプル等の医療用ガラス製品を製造する方法および装置に関する。

米国特許第2,935,819号は、ガラス管からアンプル等の小さなガラス瓶を製造するための機械を開示する。更に、米国特許第3,222,157号は、ガラス管の閉鎖端部をプレート（シェーパー、shaper）に押し付け、ガラス管を回転させてそれにより底部の形状を整えることにより、アンプルの底部を形成する方法を開示する。

これらの従来の方法では、ガラス容器の特定の部分を成形するために使用するツール（例えば、プレート）は、一般に、金属またはセラミックによって構成される。ガラス容器の底部の加工には金属プレートが適しているが、金属がガラスに付着しないように離型剤として油をプレートに塗る必要がある。そのため、油を除去する工程が必要であり、その結果、製造方法が複雑である。また、微細なガラス物質がプレートに付着することがあり、その結果、プレートの接触面に凹凸が発生しやすくなる場合がある。このような状態にあるプレートを用いてガラス管の閉口端部を擦ると、プレートの凹凸により形成される底部の外面が粗くなり、結果として好ましい光反射率を有する底部の外面を得ることができない。従って、この手法では、顧客は底側から検査できない。セラミックプレートを使用した場合、ガラス容器との接触のためプレートによる擦れによってプレートの破片がガラス容器の底部に付着することがある。そのため、破片を除去する工程が必要となり、製造が複雑になる。

米国特許第2,935,819号 米国特許第3,222,157号

従って、本発明の目的は、ガラス容器をより簡単に製造することを可能にする製造方法を提供することである。また、製品としてのガラス容器は、より良好な光反射率を有する底面を有することが望ましい。更に、製造に用いるツール（tool、道具または用具）は耐摩耗性であることが望ましく、潤滑剤および／または離型剤を用いずに使用することができる。

１つの要旨において、ガラス製品を製造する方法を提供する。この方法は、中間ガラス製品を提供する工程、中間ガラス製品の一部分を所定の温度に加熱する工程、中間ガラス製品の加熱部分とツールを接触させる工程、ならびにツールが加熱部に接触した状態でツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させ、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するようにする工程を含み、加熱部分に接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を含むか、またはガラス状炭素でできている。

以下において、ガラス製品に言及する場合、それは中間ガラス製品にも言及するものとする。

幾つかの態様では、加熱部分は中間ガラス製品の閉鎖端部に位置し、ツールはプレートであり、ツールと中間ガラス製品の閉鎖端部とは互いに押し合うように構成されている。

幾つかの態様では、加熱部分はガラス管の開口端部に位置する。

幾つかの態様では、ガラス製品はガラス容器であり、加熱部分はガラス容器のネックに対応する。

幾つかの態様では、ツールは、第１形成要素および第２形成要素を有して成る。第１形成要素は、中間ガラス製品の端面と接触するように構成され、その端面を形成する。第２形成要素は、第１形成要素から突出するピンとして構成される。ツールが加熱部分に接触した状態で、第２形成要素の側面は加熱部分の内面に接触し、第１形成要素の上面は中間ガラス製品の開口端部面に接触する。

幾つかの実施形態では、ツールの側面が加熱部分の外面を押し付ける。

幾つかの態様では、ツールは、キャリアおよびそれに組み合わされて加熱部分の外面に対して押し付けるように構成られたリングを含み、リングはガラス状炭素部分を含むか、またはガラス状炭素でできており、キャリアは鋼またはグラファイトを含む。

幾つかの態様では、リングは、同心円状に一体に積み重ねられた第１サブリング、第２サブリングおよび第３サブリングを含み、第２サブリングは、第１サブリングと第３サブリングとの間に配置される。第２サブリングの直径は、第１サブリングの直径および第３サブリングの直径より大きい。

幾つかの態様では、中間ガラス製品は、端部に第１直径を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置する。ツールは、先細り（テーパー状）の端部を有するピンを含み、先細りの端部の側面は、ガラス管の端部の一部分を押し付けるように構成されている。ツールが加熱部分を押し付けた状態で、加熱部分が変形し、端部におけるガラス管の直径が第１直径から第２直径に増加するようになっている。

幾つかの態様では、ツールは、中間ガラス製品を収容するように構成された型を含む。

幾つかの態様では、ツールは、シリンジヘッドを形成するように構成されている。ツールは、互いに組み合わせてシリンジヘッドの外形に対応する金型キャビティを形成するように構成された第１金型および第２金型を含み、第１溝が第１金型に形成され、第２溝が第２金型に形成され、第１型と第２型が互いに組み合わされると、第１溝と第２溝が互いに組み合わされて、金型キャビティに連通する貫通孔を形成する。ツールは、貫通孔を介して金型キャビティに挿入されるように構成されたピンを更に含む。

幾つかの態様では、中間ガラス製品は、端部に第１直径の開口部を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置する。ツールは、収容空間を画定する底面および側面を有し、底面は、ガラス管の端部を押し付けるように構成されている。ツールが加熱部分を押している状態で、加熱部分が変形して、開口部の直径が第１直径から第２直径に減少し、第２の直径はゼロまたはそれより大きい。

幾つかの態様では、加熱部分と接触することになるツールの表面に微細なテクスチャーが形成されている。

幾つかの態様では、ツールまたは中間ガラス製品を１００回／分～５００回／分の相対回転速度またはそれに相当する線速度で回転させる。

もう１つの要旨では、ガラス製品を製造する方法で使用するツールを提供する。この方法は、中間ガラス製品を提供する工程、中間ガラス製品の一部分を所定温度に加熱する工程、ツールを中間ガラス製品の加熱部分に接触させる工程、ならびに、ツールが加熱部に接触した状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させる工程を含み、加熱部分に接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を含むか、またはガラス状炭素からできている。

更にもう1つの要旨では、ガラス製品を製造するための装置を提供する。この装置は、ガラス製品の加熱部分に接触するツール、ならびにツールを加熱部分に接触させ、ツールおよびガラス製品の少なくとも一方を回転させてツールとガラス製品とを相対的に回転させる手段を含み、加熱部分と接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を含むか、またはガラス状炭素でできている。

本発明によれば、複雑な工程を経ることなく、例えばより良好な光反射率を有する、ガラス容器の底部またはネックの表面をもたらすことができる。

以下、本発明の態様を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の態様に基づいてガラス製品の閉鎖端部を押し付けるように構成されているツールの概略図である。 図２は、第１の態様のツールの空気入口および複数の空気出口を示す模式図である。 図３Ａは、ガラス管の閉鎖端部と接触している第１の態様のツールの概略図である。 図３Ｂは、ガラス管の閉鎖端部と接触している第１の態様のツールの概略断面図である。 図４は、本発明の第２の態様に基づいてガラス製品の開口端部と接触するように構成されているツールの分解図である。 図５は、第２の態様のツールの概略図である。 図６は、ガラス製品の開口端部と接触している第２の態様のツールの概略図である。 図７は、第２の態様のツールの別の例を示す。 図８Ａは、第２の態様のツールの別の例を示す。 図８Ｂは、第２の態様のツールの別の例を示す 図８Ｃは、第２の態様のツールの別の例を示す。 図９Ａは、第２の態様のツールの別の例を示す 図９Ｂは、第２の態様のツールの別の例を示す。 図１０Ａは、本発明の第３の態様に基づいてガラス製品の開口端部に接触しているツールの概略図である。 図１０Ｂは、図１０Ａのツールを示す。 図１０Ｃは、図１０Ａのツールを示す。 図１０Ｄは、第３の態様のツールの別の例を示す。 図１０Ｅは、第３の態様のツールの別の例を示す。 図１０Ｆは、第３の態様のツールの更に別の例を示す。 図１１は、本発明の第４の態様に基づいてガラス製品と接触しているツールの概略図である。 図１２は、本発明の第５の態様に基づいてガラス製品を収容して成形するためのツールの分解図である。 図１３Ａは、本発明の第６の態様に基づいてガラス製品を製造する方法の概略図である。 図１３Ｂは、本発明の第６の態様に基づいてガラス製品を製造する方法の概略図である。

次に、添付図面に示す、本発明を限定するものではない、幾つかの好ましい本発明の態様を詳細に説明する。

本発明は、ガラス製品の製造方法を提供し、その方法は、少なくとも（Ａ）ガラス製品、特に中間ガラス製品を提供する工程、（Ｂ）ガラス製品の一部分を所定温度に加熱する工程、（Ｃ）ツールをガラス製品の加熱部分と接触させる工程、ならびに（Ｄ）ツールが加熱部分に接触した状態で、ツールおよびガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよびガラス製品の少なくとも一方を回転させる工程を含み、加熱部分に接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を含むか、またはガラス状炭素でできている。ガラス製品を製造するこの方法は、（Ｅ）ツールを冷却する工程を任意選択で含むことができる。より具体的には、ガラス管の加熱部分と接触しているツールの表面を、例えば、空気で冷却することができる。これらの工程を、以下、詳細に説明する。

幾つかの態様では、最終的なガラス製品は、例えば液体または固体を封入するための医療用容器であり得る。前記固体は、薬剤等の粉末状の医療用組成物を含み得る。これらのガラス製品の具体例には、バイアル、アンプル等が含まれる。

幾つかの態様では、工程（Ａ）で提供するガラス製品または中間ガラス製品は、ガラス管であってよく、また、ガラス製品の底部を形成する閉鎖端部を有してよい。別の態様では、ガラス製品または中間ガラス製品は、開口端部を有するガラス管であってもよく、ガラス容器の「ネック」が開口端部の近くに形成される。ガラス製品または中間ガラス製品は、ホウケイ酸ガラス部分を含み得るか、またはホウケイ酸ガラスから形成されたものであってよい。好ましくは、ガラス製品または中間ガラス製品は、タイプ１ガラス（Type 1 glass）から作られたものであってよい。そのような材料は、以下で説明するように、本発明でツールに使用される炭素材料と良好な適合性を有し、従って、所望の反射率を備えた外面を有するガラス製品を製造することができる。

幾つかの実施形態では、本発明による方法の工程（Ｂ）は、バーナーによって実行してもよい。工程（Ｂ）における所定の温度は、９００℃～１４００℃の範囲であり得る。好ましくは、ガラス製品または中間ガラス製品、例えばガラス管は、ガラス材料の変態温度より高い温度に加熱されてもよい。ガラス製品または中間ガラス製品がこの範囲内の温度に加熱され、続いて工程（Ｃ）および（Ｄ）の処理に付されると、ガラス製品の結果として得られる表面は、好ましい反射率、特に従来技術の製造技術で達成できるより均質な反射率を有する。

幾つかの態様では、ツールおよびガラス製品または中間ガラス製品のひとつのみを工程（Ｄ）で回転する。別の態様では、ツールとガラス製品または中間ガラス製品を同時に、同じ方向または反対方向に回転させてもよい。ツールおよびガラス製品または中間ガラス製品の少なくとも１つが回転するとき、相対回転速度（頻度）は、１００回転／分～５００回転／分であってよい。

幾つかの態様では、工程（Ｃ）および（Ｄ）で使用するツールは、特定の炭素材料を含む。具体的には、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分に接触することになるツールの少なくとも一部分は、ガラス状炭素（glassy carbon）でできている。ツール全体がそのような材料でできていてもよい。上記の材料でコーティングされた基材（例えば、グラファイト基材）または上記の材料が設けられた支持体等の他の構造物もツールとして使用できる。

本明細書で使用する場合、「ガラス状炭素」は、非常に無秩序な構造を有する炭素の形態を示す。「ガラス様炭素（glassy-like carbon）」または「ガラス質炭素（vitreous carbon）」としても知られ、「難黒鉛化性炭素（non-graphitizing carbon）」または「非黒鉛化炭素（non-graphitizable carbon）」と呼ばれることもある。ガラス状炭素の正確な原子構造は完全には理解されていないが、ｓｐ２結合炭素原子から本質的に成り、フラーレン関連構造を持ち得ると知られている。ガラス状炭素は、例えば、HTW Hochtemperatur-Werkstoffe GmbH（ドイツ、ティールハウプテン（Thierhaupten））から商標名SIGRADUR （登録商標）で市販されている。幾つかの他の態様では、本発明で使用するツールは、ダイヤモンド状炭素（diamond-like carbon、ＤＬＣ）等の他のアモルファス炭素材料部分を有して成るか、またはそれからできていてよい。

本発明によれば、ガラス製品の製造にガラス状炭素部分を有して成るか、またはそれからできているツールを使用することにより、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分とツールとの間の潤滑性が改善される。その結果、離型剤として使用するオイルの量を減らすことができる。特に好ましい場合には、油または他の潤滑剤を使用する必要は全くない。これにより、従来の方法で行っていた油を除去する工程を省略でき、それによって、製造方法を簡略化できる。

また、ガラス状炭素は他のカーボン素材（例えばグラファイト）に比べて高い耐摩耗性を有する。ガラス製品（例えばバイアル）の従来の製造では、ガラス管等のガラス製品の加熱部分の表面にツールを接触させ（または押し付け）、ツールおよびガラス管を相対的に回転させて加熱部分を成形する。この処理の間、加熱部分の表面との摩擦によりツールが摩耗する。時間の経過と共に、ガラス管の加熱部分と接触するツールの表面は粗面化される。その結果、ツールのトポロジーおよび寸法の変化により、底部表面の光反射率の均一性が損なわれるため、ツールを新しいものと交換する必要がある。他方、本発明に基づいてガラス状炭素のツールを使用する場合、ツールの使用開始後、交換が必要になるまでに製造できるガラス製品の数は、他の炭素材料（例えばグラファイト）で作られたツールを使用する場合に製造されるガラス製品の数よりも多い。同時に、製造されたガラス製品の品質は優れている。換言すれば、ツールの交換頻度が少なくなり、または、ツールの交換間隔が長くなる。これにより、ツールを頻繁に交換する必要がなくなり、ツール交換の手間を軽減または省略できる。

ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から形成されたツールを使用する場合、そのビッカース硬度（ＨＶ）は、１８０ＨＶ～４００ＨＶ、好ましくは２００ＨＶ～３６０ＨＶ、より好ましくは２２０ＨＶ～３４０ＨＶ、最も好ましくは２３０ＨＶ～２５０ＨＶである。ビッカース硬度は、ダイヤモンドピラミッドインデンター（ダイヤモンド圧子、diamond pyramid indenter）を所定の荷重で試料材料に押し込んで残ったくぼみの対角線の長さを測定することによって計算される。使用する荷重は、９．８ｍＮ（１ｇｆ）～９８０Ｎ（１００kｇｆ）の範囲である。ビッカース試験は、すべての固体材料を試験するために使用でき、幅広い用途に適する。参照できる適用可能な規格は、たとえば、ＡＳＴＭ Ｅ３８４（マイクロレンジおよびマクロレンジ用）、ＩＳＯ ６５０７（マイクロレンジおよびマクロレンジ用）およびＪＩＳ Ｚ ２２４４である。

幾つかの態様では、冷却工程（Ｅ）は、図２および図３Ｂを参照して以下に例示的に説明するように、ツールに少なくとも１つの空気導管を配置することによって達成できる。

幾つかの態様では、ツールは、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分と接触することになる表面に形成された微細なテクスチャーを更に備えている。微細なテクスチャーは、通常の研磨ペーパーと同様の構造であってよい。微細なテクスチャーの表面粗さＲｚは、０．４～１．８μｍの範囲内であってよく、ここで、Ｒｚは、一般に理解されている表面粗さの尺度であり、サンプリング長全体の５つの最高のピークと５つの最低の谷に基づいて算出する。微細なテクスチャーは、加熱されたガラスとツールとの間に空気がトラップされるのを防ぎ、それにより、ガラス容器の結果として得られる表面の良好な反射率をもたらすことができる。

本発明で使用できるツールの幾つかの具体的な構成を以下で更に説明する。

図１および図２は、それぞれ、本発明の第１の態様に基づくツールの異なる斜視図を示す。図３Ａは、ガラス容器（例えばバイアル）等のガラス製品または中間ガラス製品の閉鎖端部と接触している、本発明の態様のツールの概略図である。図３Ｂは、図３Ａと同じ状態のツールおよびガラス製品または中間ガラス製品の断面図である。第１の態様のツールは、ガラス容器の底部を形成するために使用する。

図１、図２、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、ツール１０は、キャリア１１と、キャリア１１を取り囲むカップリングナット１４と、ナット１４内でキャリア１１上に配置されたプレート状インサート１２とを含む。図３Ｂに示すプレート状インサート１２は、実質的に平坦な表面を有するディスク形状のプレートである。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。プレート状インサートは、他の態様では、凸部（例えば図３Ａを参照）、凹部、または他のいずれかのトポロジカル面を有してもよい。キャリア１１とナット１４との間の境界面は図３Ｂでは滑らかな面（直線）として図示しているが、対応するねじ山をそれぞれナット１４の内側面およびキャリア１１の外側面に形成することも考えられ、それらが互いに係合できるようにしてもよい。空気入口２４および複数の空気出口２６がキャリア１１に形成され、空気入口２４は空気出口２６と流体連通している。この態様では、空気入口２４はキャリア１１の中心位置に形成され、空気出口２６は空気入口２４を包囲している。冷却流体（例えば空気）がプレート状インサート１２に適切に到達できる限り、他の構成も可能である。

図３Ａまたは図３Ｂに示すように、本態様では、ガラス製品または中間ガラス製品１８は、ガラス容器の底部を形成することになる閉鎖端部２０を有する。ガラス容器の製造において、少なくとも閉鎖端部２０は所定の温度に加熱され、閉鎖端部２０はプレート状インサート１２に押し付けられる。この点に関して、ツール１０およびガラス製品１８の少なくとも一方は、これら２つの要素を接触させることができる機構（例えばチャック、図示せず）によって保持される。

ガラス容器の製造において、図３Ａおよび図３Ｂに概略的に示すように、閉鎖端部２０の外面２２がプレート状インサート１２の接触面１６に押し付けられた状態で、ツール１０およびガラス製品１８の少なくとも一方をＸ軸の回りで回転させ、ツール１０およびガラス製品１８が相対的に回転するようにする。これに関して、ツール１０およびガラス製品１８の少なくとも一方は、Ｘ軸の周りで回転運動を作動させることができる機構（図示せず）によって保持される。ツール１０とガラス製品１８の両方が回転する状況では、それらは反対方向に回転させることができる（図３Ｂの矢印Ａおよび矢印Ｂを参照）。また、インサート１２とナット１４との間の空間の中心に、空気入口２４から空気を注入し、空気出口２６から空気を排出してもよい。そのように空気を供給して排出することにより、プレート状インサート１２が冷却され、それによって、ガラス製品１８の加熱部分（例えば閉鎖端部２０）がインサート１２に付着するのを防止できる。

本態様では、接触面１６を形成するプレート状インサート１２の少なくとも一部分は、ガラス状炭素で構成されている。場合によっては、プレート状インサート１２の全体がガラス状炭素で形成されてもよく、他の場合では、接触面１６を形成するプレート状インサート１２の一部分のみがガラス状炭素で形成されている。このような場合、プレート状インサート１２は、基材上にコーティングされたガラス状炭素の層を有することによって形成されてもよい。具体的には、グラファイト基材上にガラス状炭素の被覆を形成することにより、プレート状インサートを形成することができる。

ガラス状炭素を使用する場合、ガラス製品または中間ガラス製品１８の加熱部分は、プレート状インサート１２に付着する傾向がより少ない。その結果、ガラス容器の底部の形成後、プレート状インサート１２は底部から簡単に外すことができる。加えて、ガラスの細かい物質（例えばフレークまたは粒状物）は、プレート状インサート１２に付着しにくい。これらの細かい物質がプレート状インサートに付着すると、プレート状インサートの表面が粗面化され、そのように粗面化されたプレート状インサートに閉鎖端部２０が接触すると、得られる底部表面の光反射率に悪影響を与えることになる。従って、ガラス状炭素を使用することにより、プレート状インサート１２への微細物質の付着が抑制される。その結果、このようなプレート状インサートを使用する場合、ガラス容器の底部表面の好ましいより均一な反射率を達成できる。

図４～図６は、ガラス製品または中間ガラス製品、例えばガラスバイアルの開口端部に接触するように構成された、本発明の第２の態様によるツールを示す。図４は、ツールの要素の分解図である。図５は、一体に組み立てたツールの斜視図である。図６は、ガラス製品または中間ガラス製品の開口端部と接触しているツールの概略図である。

図４～図６を参照すると、ツール４０は、キャリア４１、キャリア４１に取り付けられる第１形成要素４２、および第１形成要素４２に取り付けられ、そこから突出するピン（またはマンドレル）４４として構成される第２形成要素を含む。キャリア４１、第１形成要素４２およびピン４４は、図４および図５に示すように、ねじ４５等の一般に知られている手段によって組み合わせることができる。

本態様のツール４０は、ガラス容器の「口」部分を形成するために使用される。図６に示すように、ガラス容器の製造において、開口端部５０に近いガラス製品または中間ガラス製品４８の一部分５２を所定温度に加熱し、次に、中間ガラス製品４８の開口端部５０をツール４０の第１形成要素４２と接触させる。ガラス製品または中間ガラス製品４８の加熱部分５２は、ガラス容器のネックを形成する部分である。上述の第１態様と同様に、ツール４０およびガラス製品または中間ガラス製品４８の少なくとも一方を、これらの２つの対象物を接触させることができる機構によって保持する。

ツール４０がガラス製品または中間ガラス製品４８の加熱部分５２に接触すると、ピン４４の側面が加熱部分５２の内面に接触し、第１形成要素４２の上面４３がガラス製品または中間ガラス製品４８の開口端部５０に接触する。加熱部分５２の内面は、加熱部分５２に加えられる横方向の力によってピン４４の側面４５と接触させてもよい（例えば図１０Ａを参照）。また、第１の態様と同様に、そのような状態でツール４０およびガラス製品または中間ガラス製品４８の少なくとも一方を回転させる。

本態様では、ピン４４の全体および第１形成要素４２の全体がガラス状炭素で作られている。但し、本発明はこれに限定されるものではない。加熱部分５２に接触するピン４４および第１形成要素４２の一部分のみがガラス状炭素で作られていることも可能である（例えば図９Ａおよび図９Ｂ参照）。

幾つかの態様では、第１形成要素４２は、その上面４３の一部分のみがガラス製品または中間ガラス製品４８の開口端部５０に接触するように形成されていてもよい。例えば、この場合、図４に示すように、２つの対向して位置する凹部４９が第１形成要素４２に形成されている。その結果、ツール４０がガラス製品または中間ガラス製品４８の開口端部５０に接触すると、ガラス製品または中間ガラス製品４８上に適切な平面端面を形成できる。

幾つかの態様では、ピン４４は、その側面の一部分のみが加熱部分５２の内面に接触するように形成されている。例えば、この場合、ピン４４の実質的に垂直な側面に幾つかの傾斜面を形成し（図４および図５を参照）、その結果、加熱部分５２へのピン４４の付着を抑制し、また、ガラス製品または中間ガラス製品４８上に適切な内側面を形成できることが確実になる。

図７は、第２の態様に基づくツールの別の例の分解図および斜視図を示す。図７を参照すると、ツール６０は、キャリア６１、第１形成要素６２、およびピン６４の形態の第２形成要素を含む。第１形成要素６２は、２つの別個の構成要素６２ａおよび６２ｂから構成され、それぞれにステップ６３が設けられ、ツール６０を使用する時、第１形成要素６２の上面の一部分のみがガラス製品または中間ガラス製品の開口端部に接触するようになっている。図７から分かるように、キャリア６１には、第１形成要素６２およびピン６４を収容するための凹部および貫通孔がそれぞれ形成され、第１形成要素６２の構成要素６２ａおよび６２ｂにはピン６４を収容するように対応する凹部が形成されている。この構成により、キャリア６１、第１形成要素６２およびピン６４は、一体に組み合わせて、固着要素、例えばロックスクリュー６６で締結できる。

図８Ａは、第２の態様のツールの別の例の分解図および斜視図を示す。図８Ａを参照すると、ツール７０は、キャリア７１、第１形成要素７２、およびピン７４として形成された第２形成要素を含む。ツール７０を使用する時、第１形成要素７２の上面の一部分のみが、ガラス製品または中間ガラス製品の開口端部に接触するように、第１形成要素７２にはスロープ７３が設けられている。図８Ａのピン７４は、図７に示すピン６４のように完全に円筒形（または円柱形）ではない。ピン７４の側面の一部分は、湾曲しているのではなく平坦である。言い換えると、ピン７４の中心軸からその側面の特定の点までの距離が円周方向で変化するので、ツール７０の使用時に、ピン７４の側面の一部分のみがガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分の内面に接触する。

図８Ａを参照すると、ステップ７５の形態の回転止めが、第１形成要素７２の底部に形成され、第１形成要素７２の円周の一部分に沿って延びる。ステップ７５に対応する構造部７６（対応する回転止め）がキャリア７１の上部に形成されているため、第１形成要素７２がキャリア７１に結合（係合）されると、ステップ７５のそれぞれの端部にある垂直壁が構造部７６のそれぞれの端部にある垂直壁に接触し、キャリア７１および第１形成要素７２が相対的に回転するのを防止する。

図８Ｂおよび図８Ｃはそれぞれ、第２の態様に基づくツールの別の例の分解図および斜視図を示す。ツール１７０は、キャリア１７１、第１形成要素１７２、ピン１７４の形態の第２形成要素およびこれらの構成要素を組み合わせるためのねじ１７５を含む。図８Ｂおよび図８Ｃに示すツール１７０は、図７および図８Ａに示すものと類似するが、第１形成要素１７２がスロープ１７３およびステップ１７５を備える点で大きく異なり、その結果、ツール１７０を使用する時、第１形成要素１７２の上面の一部分のみが、ガラス製品または中間ガラス製品の開口端部に接触する。

図９Ａおよび図９Ｂは、第２の態様に基づくツールの別の例の分解図および斜視図を示す。図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、ツール８０は、ベース８２と、ベース８２上に取り付けることができるヘッド（インサート）８４とを含む。具体的には、ヘッド８４は、ガラス製品または中間ガラス製品の内面に接触するように構成された上方部８４ａ、ガラス製品または中間ガラス製品の開口端部に接触するように構成された中間部分８４ｂ、およびベース８２に形成された挿入ポケット８６に挿入されるように構成された下方部８４ｃを含む。対応するねじ穴８２ｄおよび８４ｄをベース８２およびヘッド８４の下方部８４ｃにそれぞれ形成して、ヘッド８４およびベース８２を、ねじ穴８２ｄおよび８４ｄを介して例えばねじ（図示せず）によって組み合わせることができる。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ベース８２およびヘッド８４は、それぞれ２つの別個の同じ要素から構成される。このような場合、ベース要素８２のそれぞれにねじ穴８２ａを形成して、これらの別個の要素を、ねじ穴８２ａを介して例えばねじ（図示せず）によって組み合わせることができる。更に、ガラス製品の内面を成形するために、ヘッド８４の上方部８４ａの側面に特徴部が形成されてもよい。例えば、図８および図９では、ヘッド８４の上方部８４ａの側面に突起８９が形成されており、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分がヘッド８４に押し付けられると、突起８９がガラス製品または中間ガラス製品の内面に溝または凹部を形成する。凹部は、ガラス容器用の蓋によるより良好な封止（シール）を提供することができ、蓋の係合機能がガラス製品または中間ガラス製品の溝または凹部によって提供されるアンダーカットに係合できる。

ヘッド８４はガラス状炭素で作られているが、ベース８２は必ずしもガラス状炭素部分を有する必要はない。ベース８２およびヘッド８４は共に、図４～図８Ｃに示す先の例の「ピン（第２形成要素）」および「第１形成要素」の対応する部分を形成する。しかしながら、本態様では、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分に接触する「ピン」および「第１形成要素」の一部分のみがガラス状炭素で形成されている。

図１０Ａは、本発明の第３の態様に基づくガラス製品または中間ガラス製品の開口端部と接触しているツールの斜視図である。本態様のツールは、ガラス容器の「口」部分を形成するためにも使用され、図４～図９Ｂに示すツールと協働して使用できる。ツール９０はローラーであってもよい。使用時、ツール９０の側面は、ガラス製品または中間ガラス製品９８の加熱部分９２の外面に接触し、ツール９０およびガラス管９８の少なくとも一方を回転させる。ツール９０とガラス管９８の両方を回転させる場合、それらの回転軸は互いに実質的に平行であってもよい。これに関して、ツール９０および中間ガラス製品９８の少なくとも一方は、これらの２つの対象物を接触させるように構成された機構によって保持され、ツール９０およびガラス製品または中間ガラス製品９８の少なくとも一方は、回転運動を作動させるように構成された機構によって保持される。例えば、ツール９０は、それを回転させ、その回転軸に対して垂直な方向に移動するように構成されたキャリアに取り付けることができる。図１０Ａに示すように、ガラス製品を製造するための装置は、ガラス製品または中間ガラス製品９８の加熱部分９２に対向する側から接近し、それに押し付けるように構成された一対のツール９０を含み得る。

図１０Ｂおよび図１０Ｃは、それぞれ、第３の態様に基づくツールの分解図および斜視図を示す。双方の図を参照すると、ツール９０は、キャリア９１、キャリア９１に結合され、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分の外面を押し付けるように構成されたリング９２ならびに他の構造要素９３、９４および９５を含み、これらの全てはねじ９６によって組み合わせることができる。リング９２は、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から作られる。ツール９０の他の構成要素は、ガラス状炭素を含んでも、あるいは含まなくてもよい。キャリア９１は、例えば鋼またはグラファイトで形成されていてもよい。

図１０Ｄおよび図１０Ｅは、それぞれ、第３の態様に基づくツールの別の例の分解図および斜視図を示す。ツール１００は、キャリア１０１、リング１０２およびナット１０３を含む。リング１０２は、ガラス状炭素で形成され、キャリア１０１に組み合わせて、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分の外面を押すように構成されている。図１０Ｄから分かるように、リング１０２は、互いに同心円状に積み重ねられる第１サブリング１０２ａ、第２サブリング１０２ｂおよび第３サブリング１０２ｃから構成され得る。第２サブリング１０２ｂは、第１サブリング１０２ａと第３サブリング１０２ｃとの間に配置され、第２サブリング１０２ｂの最外径は、第１サブリング１０２ａおよび第３サブリングの最外径よりも大きい。即ち、リング１０２の側面は平坦ではなく、例えばガラス容器のネック部分に所望のプロファイルを一体で提供する幾つかのセグメントから構成される。

図１０Ｆは、第３の態様に基づくツールの更に別の例の概略図を示す。ツール１０９は、キャリア１０４、ナット１０５およびリング１０６を含む。リング１０６は、ガラス状炭素から形成され、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分の外面を押し付けるように構成される。ツール１０９の他の構成要素は、必ずしもガラス状炭素を含む必要はない。例えば、キャリア１０４は鋼で形成されてもよく、他方、ナット１０５はグラファイトで形成されていてもよい。

図１１は、本発明の第４の態様に基づく、ガラス製品または中間ガラス製品と接触しているツールの概略図を示す。図１１に示すように、この場合、製造されるガラス製品はシリンジであってよく、その中間ガラス製品はガラス管であってよい。ツール１１０と接触する前に、中間ガラス製品（ガラス管）１１８は、シリンジヘッド１１９がガラス管１１８の一端にて既に形成されていてよいことを除いて、その長さに沿って直径Ｄ１を有してよい。

ツール１１０は、先細りの端部１１４を有するピン１１２を含む。ピン１１２は、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から形成され、例えばベアリング１１６によって保持される。ピン１１２の先細りの端部１１４の側面は、ガラス管１１８の加熱部分１１７を押し付けるように構成されている。加熱部分１１７におけるガラス管１１８の元の直径はＤ１であるが、加熱部分１１７は、ピン１１２が押し付けられると変形して、加熱部分１１７におけるガラス管１１８の直径がＤ１から直径Ｄ２に増加し、それにより、シリンジの他方の端部が形成される。

幾つかの態様では、本発明で使用するツールは、ガラス製品または中間ガラス製品を収容するように構成された金型であってよい。

例えば、図１２は、本発明の第５の態様に基づく、ガラス製品または中間ガラス製品を収容および成形するためのツール（すなわち金型）の分解図を示す。この場合、ツール１２０は、シリンジヘッドを形成するように構成される。ツール１２０は、互いに組み合わされてシリンジヘッドの外形に対応するモールドキャビティ１２１を形成するように構成された第１モールド１２２および第２モールド１２４を含む。第１モールド１２２および第２モールド１２４は、互いに同じであってもよい。従って、第２モールド１２４の隠れている側の構造は、相手方としての第１モールド１２２を観察することで理解できる。第１の部分開口部１２３が第１モールド１２２に形成され、第２の部分開口部（図示せず）が第２モールド１２４に形成され、第１モールド１２２と第２モールド１２４が互いに組み合わされると、第１部分開口部１２３および第２部分的開口部は互いに組み合わされて、モールドキャビティ１２１に連通する貫通穴を形成する。ツール１２０は、貫通穴１２３を介してモールドキャビティ１２１に挿入されるように構成されたピン１２８を更に含み、それによってシリンジヘッドの前端部にて穴を形成する。第１モールド１２２、第２モールド１２４およびピン１２８のそれぞれは、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から形成され得る。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、第６の態様に基づいてガラス製品を製造する方法の概略図を示す。本態様では、ツール１３０は、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素でできた型であり、ガラス製品または中間ガラス製品は、ガラス管１３８である。ガラス管１３８は、ツールと接触することになる端部に開口部を有する。図１３Ａに示すように、開口部は直径Ｄ１を有する。ガラス製品の製造中、ガラス管１３８は開口端部にて加熱され、ツール１３０の底面１３１と接触する。力がツール１３０またはガラス管１３８のいずれかに加えられ、ツール１３０の底面１３１は、ガラス管１３８を押し付けて変形させ、ガラス管１３８の加熱部分のガラス材料を底面１３１上に溜め、開口部の直径をＤ１から図１３Ｂに示すようにＤ２に減少させる。このプロセスは、続行してよく、開口部を完全に閉じることができる、即ち、Ｄ２をゼロにできる。

また、態様、例または図面を参照して先に具体的に説明したいずれの特徴も、特に断らない限り、他の箇所で説明した特徴と組み合わせることができると考えられる。例えば、ステップ６３（図７）またはスロープ７３（図８Ａ）は、第１形成要素４２（図４～図５）上に形成することができる。第１の態様の空気導管（図２および図３Ｂ）は、第２の態様のツールに設けてもよい。

本発明の他の要旨では、ガラス容器およびガラス製品を製造するためのツールならびに装置も考えられる。具体的には、本発明は、ガラス製品を製造する方法に使用できるツールも提供し、その方法は、ガラス製品または中間ガラス製品を提供すること、ガラス製品または中間ガラス製品の一部分を所定の温度に加熱すること、ツールとガラス製品または中間ガラス製品とを接触させること、ならびにツールが加熱部分に接触する状態で、ツールとガラス製品または中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させて、ツールおよびガラス製品または中間ガラス製品とを相対的に回転させることを含み、加熱部分に接触する、このツールの一部分はガラス状炭素製で形成されている。ツールは、例えば、図１～図１３Ｂを参照して説明したツールのいずれであってもよい。本発明は、また、ガラス製品を製造するための装置を提供する。装置は、ガラス製品または中間ガラス製品の加熱部分が接触するツールと、ツールを加熱部分と接触させ、ツールおよびガラス製品または中間ガラスの少なくとも一方を回転させて、ツールとガラス製品または中間ガラス製品を相対的に回転させる手段を含み、加熱部分に接触する、ツールの一部分がガラス状炭素により形成されている。また、本発明は、上述の方法により製造されるガラス製品を提供する。

本発明によれば、複雑な工程を経ることなく、例えばより良好な光反射率を有する、ガラス容器の底部またはネックのいずれかの表面をもたらすことができる。

本発明によれば、複雑な工程を経ることなく、例えばより良好な光反射率を有する、ガ ラス容器の底部またはネックのいずれかの表面をもたらすことができる。

尚、本願は、以下に示す態様をも包含する：

［態様１］
ガラス製品の製造方法であって、
中間ガラス製品の提供すること、
中間ガラス製品の一部を所定の温度に加熱すること、
ツールを中間ガラス製品の加熱部分と接触させること、および
ツールが加熱部分に接触する状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させること
を含み、加熱部分に接触するツールの一部分はガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素で形成されている、製造方法。
［態様２］
加熱部分が中間ガラス製品の閉鎖端部に位置し、ツールがプレートであり、ツールおよび中間ガラス製品の閉鎖端部を相互に押し付ける態様１に記載の方法。
［態様３］
加熱部分が中間ガラス製品の開口端部に位置する態様１に記載の方法。
［態様４］
ガラス製品がガラス容器であり、加熱部分がガラス容器のネックに対応する態様１または３に記載の方法。
［態様５］
ツールが第１形成要素；および第２形成要素を有して成り、
第１形成要素は、中間ガラス製品と接触し、ガラス容器の端面を形成するように構成され、
第２形成要素は、第１形成要素から突出するピンとして構成され、
ツールが加熱部分に接触する状態で、第２形成要素の側面は加熱部分の内面に接触し、第１形成要素の上面は中間ガラス製品の開口端部に接触する態様４に記載の方法。
［態様６］
ツールの側面が加熱部分の外面を押す態様３または４に記載の方法。
［態様７］
ツールは、キャリア、およびキャリアに組み合わされ、加熱部分の外面を押すように構成されたリングを有して成り、
リングはガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から形成され、キャリアは鋼部分またはグラファイト部分を有して成る態様６に記載の方法。
［態様８］
リングは、同心円状に積み重ねられる第１サブリング、第２サブリングおよび第３サブリングを有して成り、第２サブリングは、第１サブリングと第３サブリングとの間に配置され、第２サブリングの直径は、第１サブリングの直径および第３サブリングの直径よりも大きい態様７に記載の方法。
［態様９］
中間ガラス製品は、端部に第１直径を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置し、
ツールは、テーパー端部を有するピンを有して成り、テーパー端部の側面は、ガラス管の端部の一部分を押すように構成され、
ツールが加熱部分を押した状態で、ガラス管の端部の直径が第１直径から第２直径に増えるように加熱部分を変形する態様１に記載の方法。
［態様１０］
ツールが、中間ガラス製品の少なくとも一部分を収容するように構成された金型を有して成る態様１に記載の方法。
［態様１１］
ツールは、シリンジヘッドを形成するように構成され、
ツールは、互いに組み合わされてシリンジヘッドの外形に対応するモールドキャビティを形成するように構成された第１モールドおよび第２モールド、ならびに
モールドキャビティに貫通孔を介して挿入するピン
を有して成り、
第１モールドに第１部分開口部が形成され、第２モールドに第２部分開口部が形成され、第１モールドおよび第２モールドを相互に組み合わせると、第１部分開口部および第２部分開口部が相互に組み合わされてモールドキャビティにつながる貫通孔を形成するようになっている態様１０に記載の方法。
［態様１２］
中間ガラス製品は、端部に第１直径の開口部を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置し、
ツールは、収容空間を画定する底面および側面を有し、底面はガラス管の端部を押すように構成され、
ツールが加熱部分を押す状態で、加熱部分が変形して、開口部の直径が第１直径から第２直径に減少し、第２直径はゼロまたはそれより大きい態様１０に記載の方法。
［態様１３］
加熱部分と接触することになるツールの表面上に微細なテクスチャーが形成されている態様１～１２のいずれかに記載の方法。
［態様１４］
ツールおよび／またはガラス製品が１００回転／分～５００回転／分の相対回転速度で回転する態様１～１３のいずれかに記載の方法。
［態様１５］
ガラス製品の製造方法で使用するツールであって、方法は、
中間ガラス製品を提供すること、
中間ガラス製品の一部分を所定の温度に加熱すること、
ツールを中間ガラス製品の加熱部分に接触させること、ならびに
ツールが加熱部分に接触している状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させること
を含み、
加熱部分に接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から成形されているツール。
［態様１６］
ガラス製品を製造するための装置であって、
中間ガラス製品の加熱された部分と接触させるツール、および
ツールを中間ガラス製品の加熱部分と接触させ、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させてツールおよび中間ガラス製品を相対的に回転させる手段
を有して成り、加熱部分に接触するツールの一部分はガラス状炭素部分を有して成るか、ガラス状炭素で構成されている装置。

Claims (16)

1. ガラス製品の製造方法であって、
   中間ガラス製品の提供すること、
   中間ガラス製品の一部を所定の温度に加熱すること、
   ツールを中間ガラス製品の加熱部分と接触させること、および
   ツールが加熱部分に接触する状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させること
   を含み、加熱部分に接触するツールの一部分はガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素で形成されている、製造方法。
2. 加熱部分が中間ガラス製品の閉鎖端部に位置し、ツールがプレートであり、ツールおよび中間ガラス製品の閉鎖端部を相互に押し付ける請求項１に記載の方法。
3. 加熱部分が中間ガラス製品の開口端部に位置する請求項１に記載の方法。
4. ガラス製品がガラス容器であり、加熱部分がガラス容器のネックに対応する請求項１または３に記載の方法。
5. ツールが第１形成要素；および第２形成要素を有して成り、
   第１形成要素は、中間ガラス製品と接触し、ガラス容器の端面を形成するように構成され、
   第２形成要素は、第１形成要素から突出するピンとして構成され、
   ツールが加熱部分に接触する状態で、第２形成要素の側面は加熱部分の内面に接触し、第１形成要素の上面は中間ガラス製品の開口端部に接触する請求項４に記載の方法。
6. ツールの側面が加熱部分の外面を押す請求項３または４に記載の方法。
7. ツールは、キャリア、およびキャリアに組み合わされ、加熱部分の外面を押すように構成されたリングを有して成り、
   リングはガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から形成され、キャリアは鋼部分またはグラファイト部分を有して成る請求項６に記載の方法。
8. リングは、同心円状に積み重ねられる第１サブリング、第２サブリングおよび第３サブリングを有して成り、第２サブリングは、第１サブリングと第３サブリングとの間に配置され、第２サブリングの直径は、第１サブリングの直径および第３サブリングの直径よりも大きい請求項７に記載の方法。
9. 中間ガラス製品は、端部に第１直径を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置し、
   ツールは、テーパー端部を有するピンを有して成り、テーパー端部の側面は、ガラス管の端部の一部分を押すように構成され、
   ツールが加熱部分を押した状態で、ガラス管の端部の直径が第１直径から第２直径に増えるように加熱部分を変形する請求項１に記載の方法。
10. ツールが、中間ガラス製品の少なくとも一部分を収容するように構成された金型を有して成る請求項１に記載の方法。
11. ツールは、シリンジヘッドを形成するように構成され、
    ツールは、互いに組み合わされてシリンジヘッドの外形に対応するモールドキャビティを形成するように構成された第１モールドおよび第２モールド、ならびに
    モールドキャビティに貫通孔を介して挿入するピン
    を有して成り、
    第１モールドに第１部分開口部が形成され、第２モールドに第２部分開口部が形成され、第１モールドおよび第２モールドを相互に組み合わせると、第１部分開口部および第２部分開口部が相互に組み合わされてモールドキャビティにつながる貫通孔を形成するようになっている請求項１０に記載の方法。
12. 中間ガラス製品は、端部に第１直径の開口部を有するガラス管であり、加熱部分はガラス管の端部に位置し、
    ツールは、収容空間を画定する底面および側面を有し、底面はガラス管の端部を押すように構成され、
    ツールが加熱部分を押す状態で、加熱部分が変形して、開口部の直径が第１直径から第２直径に減少し、第２直径はゼロまたはそれより大きい請求項１０に記載の方法。
13. 加熱部分と接触することになるツールの表面上に微細なテクスチャーが形成されている請求項１～１２のいずれかに記載の方法。
14. ツールおよび／またはガラス製品が１００回転／分～５００回転／分の相対回転速度で回転する請求項１～１３のいずれかに記載の方法。
15. ガラス製品の製造方法で使用するツールであって、方法は、
    中間ガラス製品を提供すること、
    中間ガラス製品の一部分を所定の温度に加熱すること、
    ツールを中間ガラス製品の加熱部分に接触させること、ならびに
    ツールが加熱部分に接触している状態で、ツールおよび中間ガラス製品が相対的に回転するように、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させること
    を含み、
    加熱部分に接触するツールの一部分は、ガラス状炭素部分を有して成るか、またはガラス状炭素から成形されているツール。
16. ガラス製品を製造するための装置であって、
    中間ガラス製品の加熱された部分と接触させるツール、および
    ツールを中間ガラス製品の加熱部分と接触させ、ツールおよび中間ガラス製品の少なくとも一方を回転させてツールおよび中間ガラス製品を相対的に回転させる手段
    を有して成り、加熱部分に接触するツールの一部分はガラス状炭素部分を有して成るか、ガラス状炭素で構成されている装置。

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