JP4464190B2 - ガラス容器の製造方法 - Google Patents
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Description
より詳細には、まず第一段階として、溶融ガラスを粗型に投入するとともにセツルブロー用エアーにより当該溶融ガラスを粗型内に押圧した後、所定のプランジャの先端部付近から噴射されるカウンターブロー用エアーによってパリソン(粗形状のガラス容器)を成形する。次いで、第二段階として、成形されたパリソンを粗型から仕上型に移動した後、ファイナルブロー用エアーによって、所望の形状のガラス容器を製造していた。
すなわち、かかるガラス容器の製造方法によれば、カウンターブロー用エアーが、溶融ガラスを粗型表面に対して押し付けた状態で接触させるために、溶融ガラスの熱を、粗型を通じて、容易に放熱することができる。また、かかるガラス容器の製造方法によれば、カウンターブロー用エアーを粗型内に直接吹き込むことにより、ガラス容器を成形する途中で、その内面の温度を徐々に低下させることができるために、粗型の温度が過度に上昇することを防止することができる。
また、当該プランジャから噴射されるカウンターブロー用エアーとしては、上述のとおり、粗型や溶融ガラスの温度が過度に高くなることを防ぐために、冷却エアーを使用したり、あるいは特に温度制御をしない状態のエアーを使用していた。
「ガラスハンドブック」第10刷 作花・境野・高橋編 朝倉書店 (P.424)
よって、本発明の目的は、先端部の大きさが比較的小さいプランジャを使用してガラス容器を製造した場合であっても、安定した品質を有する比較的小型のガラス容器を、歩留まり良く製造できるガラス容器の製造方法および製造装置を提供することである。
すなわち、粗型および仕上型を用いた、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器の製造方法において、粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーをプランジャから噴射させるとともに、当該カウンターブロー用エアーとして、加熱装置により加熱された、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風を用いることを特徴とするガラス容器の製造方法である。
すなわち、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器を製造するための粗型および仕上型と、粗型におけるカウンターブロー用エアーを噴射させるためのプランジャと、を備えたガラス容器の製造装置であって、カウンターブロー用に供給するエアーとして、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風に加熱するための加熱装置を備えたことを特徴とするガラス容器の製造装置である。
また、本発明のガラス容器の製造方法によれば、ビン口の径が所定範囲内の値であるガラス容器とすることにより、比較的天ビリが発生しやすい、ビン口が小径のガラス容器であっても、天ビリの発生を効率的に防止して、ガラス容器の製造上の歩留まりを著しく向上させることができる。
さらにまた、本発明のガラス容器の製造方法によれば、所定温度域の熱風を用いることにより、プランジャ先端部が冷却されることをより効果的に防止することができる。したがって、ビン口の径の小さいガラス容器であっても、天ビリの発生の少ないガラス容器を得ることができる。
第1の実施形態は、粗型および仕上型を用いたガラス容器の製造方法であって、粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーをプランジャから噴射させるとともに、当該カウンターブロー用エアーとして、加熱装置により加熱された熱風を用いることを特徴とするガラス容器の製造方法である。
すなわち、粗型および仕上型を用いた、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器の製造方法において、粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーをプランジャから噴射させるとともに、当該カウンターブロー用エアーとして、加熱装置により加熱された、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風を用いることを特徴とするガラス容器の製造方法である。
以下、第1の実施形態におけるガラス容器の製造方法を、構成要件等に分けて具体的に説明する。
(1)大きさ
本発明のガラス容器の製造方法により製造されるガラス容器としては、ビン口が小径である比較的小さいガラス容器であることが好ましい。具体的には、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器である。
この理由は、このような比較的小さいガラス容器は、カウンターブロー用エアーを噴射する際に小型のプランジャを用いる必要があり、噴射されたエアーがプランジャ先端部にも吹きつけられるために当該プランジャ先端部が冷却され、ひいては、ガラス容器のビン口に天ビリが発生しやすいためである。したがって、本発明のガラス容器の製造方法であれば、このような大きさのガラス容器であっても天ビリの発生を有効に防止して、得られるガラス容器の歩留まりを高くすることができる。
ガラス容器の外観形状は特に制限されるものでなく、用途に応じて、ボトルネック型のガラスビン、矩形状のガラスビン、円筒状のガラスビン、異形のガラスビン、矩形状のガラス箱、円筒状のガラス箱、異形のガラス箱等とすることができる。
また、ガラス容器を構成するガラスの種類についても特に制限されるものでなく、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス等が挙げられる。
無色透明ガラスを用いた場合には、ガラス容器内に収容する内容物の色を外部で十分に認識できるとともに、光の内部反射を利用して、内容物の色を鮮やかに認識することができる。
一方、着色透明ガラスや着色半透明ガラスを用いた場合には、光の内部反射を利用して、内容物の色を加味して、装飾性により優れたガラス容器を得ることができる。
(1)熱風
(1)−1 カウンターブロー用エアー
第1の実施形態にかかるガラス容器の製造方法におけるカウンターブローに使用する熱風は、加熱装置により所定温度に加熱された熱風であることを特徴とする。すなわち、例えば、図1に示すように、粗型43においてパリソン11を成形する際に、後述する加熱装置によって所定温度に加熱された熱風13をプランジャ12から噴射させることによりカウンターブロー成形することが好ましい。
この理由は、かかる加熱装置により所定の温度に加熱された熱風を用いてカウンターブロー成形することにより、比較的小さいプランジャを使用した場合であっても、カウンターブロー用エアーによってプランジャ先端部の温度が過度に低下することを防止することができるためである。したがって、プランジャ先端部近傍の溶融ガラスが急激に冷却されることがなくなり、天ビリの発生を有効に防止することができる。よって、ガラス容器の生産効率を向上させることができるとともに、安価なガラス容器を得ることができる。
また、加熱装置により加熱された熱風を、セツルブロー用エアーとして使用することも好ましい。すなわち、図2に示すように、粗型43に溶融ガラスを投入した後、当該溶融ガラス10´を粗型43内に押圧する際にも、熱風31を使用することが好ましい。
この理由は、熱風を用いてセツルブロー成形を行うことにより、後にガラス容器の底部となる部分の溶融ガラスの温度を過度に低下させることがなくなるためである。したがって、得られるガラス容器の底部の厚さにばらつきが生じることを有効に防止することができる。
本発明に使用する加熱装置は、第3の実施形態において詳しく説明するので、ここでの説明は省略する。
(3)−1 噴射温度
また、熱風の噴射温度を40〜150℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、熱風の噴射温度が40℃未満の値となると、プランジャ先端部の温度の低下を有効に防止することができない場合があるためである。
一方、熱風の噴射温度が150℃を越えると、エアーを所定の温度に加熱するまでに過度に時間を要するために、ガラス容器の生産効率が低くなったり、コストが上昇したりする場合があるためである。また、粗型の温度が過度に上昇してしまい、溶融ガラスが粗型に溶着してしまう場合があるためである。
さらに、かかる噴射温度を通常より高くした場合であっても、粗型から取出して仕上型に移動させる際のパリソンの変形については、成形するガラス容器が上述のとおり比較的小さめのガラス容器であれば、粗型からパリソンを取出した際に放熱しやすいために、パリソンの変形が生じることが少ない。
したがって、熱風の噴射温度を45〜145℃の範囲内の値とすることがより好ましく、50〜140℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、熱風の噴射温度は、プランジャにおける熱風の噴出し口において、例えば、熱電対を用いて容易かつ正確に測定することができる。
かかる図3(a)および(b)から理解できるように、カウンターブロー用エアーの噴射温度が所定範囲内の値であれば、プランジャの先端部の温度の低下を防止することができる。したがって、当該プランジャの先端部近傍の溶融ガラスが急激に冷却されることを有効に防止することができる。
かかる図4から理解できるように、熱風の噴射温度が40℃以上の値であれば、比較的径の小さいプランジャを使用してカウンターブローをした場合であっても、プランジャ先端部の温度の低下に起因する天ビリの発生を有効に防止することができる。したがって、ガラス容器の生産効率を著しく向上させることができる。
また、熱風を集中管理して、複数の成形金型に適宜分配するためのマニホールドを備えるような場合には、当該マニホールドにおける熱風の温度(マニホールド温度)を熱風の噴射温度と近似させることが好ましいが、具体的に、45〜155℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるマニホールド温度が45℃未満の値となると、熱風が噴射されるまでの間に温度が低下して、噴射温度が所望の温度を下回る場合があるためである。一方、マニホールド温度が155℃を超えると、加熱装置において、エアーを所定の温度に加熱するまでに過度に時間を要する場合があるためである。
したがって、マニホールドを備える場合において、マニホールド温度を50〜150℃の範囲内の値とすることがより好ましく、55〜145℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、マニホールド温度は、マニホールドの内部の温度として、例えば、熱電対を用いて容易かつ正確に測定することができる。
また、カウンターブローを行った際のプランジャ先端部の温度を190〜300℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるプランジャ先端部の温度が190℃未満の値となると、プランジャ先端部近傍のビン口に相当する部分の溶融ガラスが急激に冷却されてしまい、天ビリが発生しやすくなるためである。一方、かかるプランジャ先端部の温度が300℃以上に制御するためには、熱風を加熱する際に過度に時間がかかるため、ガラス容器の製造効率が低下する場合があるためである。
したがって、カウンターブローを行った際のプランジャ先端部の温度を195〜295℃の範囲内の値とすることがより好ましく、200〜290℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、プランジャ先端部の温度は、例えば、赤外線温度計を用いて容易かつ正確に測定することができる。
また、熱風の噴射温度にばらつきがある場合の最高温度(Max)と最低温度(Min)との差(Max−Min)を15℃以内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる温度差(Max−Min)が15℃を越えると、ガラス容器によって噴射温度にばらつきが生じるために、得られるガラス容器の形状が不均一になる場合があるためである。
したがって、熱風の噴射温度の最高温度と最低温度との差(Max−Min)を12℃以内の値とすることがより好ましく、熱風の噴射温度の最高温度と最低温度との差(Max−Min)を10℃以内の値とすることがさらに好ましい。
また、熱風の噴射時間を0.1〜5秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる噴射時間が0.1秒未満の値となると、噴射時間の制御が困難となる場合があるとともに、所定のパリソンを形成できない場合があるためである。一方、かかる噴射時間が5秒を越えると、ガラス容器の成形に過度に時間を要してしまい、ガラス容器の生産効率が低くなる場合があるためである。
したがって、熱風の噴射時間を0.3〜4秒の範囲内の値とすることがより好ましく、熱風の噴射時間を0.5〜3秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、熱風の噴射量(噴射速度)を0.1〜50リットル/秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる噴射量が0.1リットル/秒未満の値となると、ガラス容器の成形に時間を過度に要してしまい、ガラス容器の生産効率が低くなる場合があるためである。一方、かかる噴射量が50リットル/秒を越えると、熱風の温度が所定温度であるにもかかわらずプランジャ先端部が冷却されてしまう場合があり、天ビリが発生する場合があるためである。
したがって、熱風の噴射量を0.3〜45リットル/秒の範囲内の値とすることがより好ましく、熱風の噴射量を0.5〜40リットル/秒の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
以下に、第1の実施形態におけるガラス容器の製造方法を実施するための工程を、図5(a)〜(d)および図6(a)〜(c)を適宜参照しながら具体的に説明する。
まず、一次成形を実施するにあたり、図5(a)に示すように、粗型43を設置し、それにファンネル23を介して、ガラスゴブ100を投入した後、図5(b)に示すように、バッフル27を介して、上方からセツルブローを行いガラスゴブ100´を下方に押圧する。このとき、当該セツルブロー用エアー31として、上述のとおり、熱風を使用することにより、得られるガラス容器のビン底の厚さのばらつきを効果的に防止することができる。
ここで、上述したように、パリソン成形用のカウンターブロー用エアー13として、加熱装置により加熱された熱風を使用することを特徴としている。このとき使用する熱風の圧力を0.1〜10MPaの範囲内の値とし、かつ、風量のばらつきを、風量平均値の±30%の範囲内の値とすることが好ましい。
また、加熱装置によりファイナルブロー用エアーを所望の温度に制御することができるために、粗型の温度を過度に上昇させることを防止して、粗型と溶融ガラスとの焼付きを防止したり、粗型から取出した際のパリソンの変形を防止したりすることができるためである。
この理由は、図7に示すような熱交換器80であれば、熱交換媒体に接触するエアー通過路83の表面積が大きくなるために、より効率的にエアーを加熱することができるためである。また、エアー吸入口85から導入されたエアーが、加熱部81と対向するように配置できるため、さらに効率的にエアーを加熱することができるためである。
また、熱交換媒体として温水あるいは熱水を使用する場合には、図7に示すように、ガラス容器の製造時に発生する排熱33を利用して熱交換媒体95を加熱することにより、より安価に、かつ、効率的にカウンターブロー用エアーを加熱することができるため、好ましい態様である。
二次成形を実施するにあたり、図5(d)に示すように、得られたパリソン11を、アーム123付きの回転装置121によって180°回転移動させ、図6(a)に示すように、仕上型29の所定箇所に収容する。次いで、図6(b)に示すように、ファイナルブロー用エアー133を吹き込むことによって、所望のガラス容器を成形し、図6(c)に示すように、仕上型29をはずして、ガラス容器102を外部に取り出すことになる。
かかるファイナルブロー用エアーとしては、カウンターブロー時に使用した熱風を使用することもできるが、冷却エアーを吹き込むことによって、ファイナルブロー成形することが好ましい。この理由は、ガラス容器の内面側から効果的に冷却することができるためである。したがって、ガラス容器を仕上げ型から取り出す際、あるいは取り出した後、デッドプレート上で冷却する際に、リヒートによる胴曲がりや首曲がりが発生することを有効に防止することができる。
また、ファイナルブロー用エアーとしても、噴射温度にばらつきがある場合には、最高温度と最低温度との差を15℃以内に制御することが好ましい。この理由は、かかる温度差が15℃を超えると、ガラス容器の肉厚がばらついたりして、製造上の歩留まりが低下する場合があるためである。
なお、ファイナルブロー用エアーとして使用する冷却エアーは、上述の熱交換器における熱交換媒体を冷媒とすることにより供給することもでき、あるいは、別の冷却装置を用いて供給することもできる。したがって、それぞれのブロー成形用エアーの用途に応じて、熱風と冷却エアーとを、適宜切替ながら使用することが好ましい。
最後に、図示しないものの、所望のガラス容器を仕上型から取り出し、デッドプレ−トを利用して、所定箇所まで搬送することが好ましい。
なお、ガラス容器を搬送しているデッドプレ−トの下方または側方から、ガラス容器を冷却するためのファイナルブロー用エアーの一部を吹き付けて、当該デッドプレ−ト自身も冷却することが好ましい。
この理由は、このようにデッドプレ−ト自身も冷却することにより、リヒート現象によるデッドプレート上でのガラス容器の胴曲がりや首曲がりについて、より有効に防止することができるためである。
第2の実施形態は、粗型および仕上型を用いたガラス容器の製造方法であって、粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーを、ヒータにより加熱したプランジャから噴射させることを特徴とするガラス容器の製造方法である。
すなわち、粗型および仕上型を用いた、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器の製造方法において、粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーとして、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風を、ヒータにより加熱したプランジャから噴射させることを特徴とするガラス容器の製造方法である。
以下、第2の実施形態のガラス容器の製造方法について、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、それ以外については第1の実施形態と同様とすることができるために、説明を適宜省略する。
このように実施することにより、プランジャ先端部の温度を所定温度以上に保つことができるために、カウンターブロー時にプランジャ先端部近傍の溶融ガラスの温度が低下して、天ビリが発生することを防止することができるためである。したがって、ガラス容器の製造効率を著しく向上させることができる。
なお、かかるヒータ75を備えたプランジャについては、第3の実施形態において詳細に説明する。
すなわち、第2の実施形態において使用するカウンターブロー用エアーは、第1の実施形態で使用するような熱風であることも好ましく、特に温度制御を施さない常温のエアーであっても構わない。
第3の実施形態は、図9に示すように、粗型43および仕上型29と、粗型43におけるカウンターブロー用エアーを噴射させるためのプランジャ(図示せず。)と、を備えたガラス容器の製造装置であって、カウンターブロー用に供給するエアーを加熱するための加熱装置80を備えたことを特徴とするガラス容器の製造装置50である。
すなわち、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器を製造するための粗型および仕上型と、粗型におけるカウンターブロー用エアーを噴射させるためのプランジャと、を備えたガラス容器の製造装置であって、カウンターブロー用に供給するエアーとして、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風に加熱するための加熱装置を備えたことを特徴とするガラス容器の製造装置である。
以下、第3の実施形態のガラス容器の製造装置50を、構成要件等に分けて具体的に説明する。
第3の実施形態においては、ブロー成形により、精度良く、しかも高い生産性でガラス容器を製造することができることから、図1に示す粗型43および図6(a)に示すような仕上型29を使用することが好ましい。
粗型としては、所望のガラス容器の形状に応じて、適宜変更することができる。
ここで、ガラス容器の製造効率を向上させることができることから、図9に示すように、ガラス容器の製造装置50は、複数のセクションごとに粗型43を備えていることが好ましい。特に、比較的大きさの小さいガラス容器を製造する際には、使用する金型の大きさも小さいために、各セクションごとに、複数の金型を配置した場合であっても、ガラス容器の製造装置全体としての大きさが大型化することがない。
また、ブロー成形する際に、粗型の内面に対して、離型処理を施しておくことが好ましい。例えば、粗型の内面に、ニッケル合金等からなるライニングを設けたり、粗型の内面に、離型剤を塗布したりすることが好ましい。このように離型処理を施しておくことにより、精度良く、しかも高い生産性でガラス容器を製造することができる。
さらに、粗型と、粗形状のガラス容器とが、溶着(焼付き)しないように、粗型を外部および内部、あるいはいずれか一方から冷却できることが好ましい。
仕上型についても、所望のガラス容器の形状に応じて、適宜変更することができる。一例として、図6(a)〜(c)に示すように、ブロー成形金型(仕上型)29を使用して、最終的に、所望の形状を有するガラス容器102を形成することが好ましい。
また、上述した粗型と同様に、仕上型の内面に、ニッケル合金等からなるライニングを設けたり、離型剤を塗布したり、あるいは、仕上型の外部および内部、あるいはいずれか一方から冷却できることが好ましい。
(1)種類
本発明の第3の実施形態にかかるガラス容器の製造装置で使用することのできる加熱装置としては、エアコンディショナー、熱交換器、ヒータ等が挙げられる。
ただし、外気温度が低い場合や環境温度が低い場合であっても、周囲に存在するエアーをさらに効率的、強制的かつ安価に加熱することができることから、熱交換器を使用することが好ましい。一方で、外気温度が低い場合や環境温度が低い場合であっても、迅速にエアーを加熱することができることからヒータを使用することも好ましい。
(2)−1 構成
加熱装置として熱交換器を使用する場合、例えば、図7に示すように、熱交換器80が、エアー吸入口85と、エアー通過路83と、熱風排出口87と、を備えるとともに、エアー通過路83の周囲に、熱交換媒体95による加熱部81を備えていることが好ましい。
この理由は、熱交換媒体に接触するエアー通過路の表面積が大きくなるために、より効率的にエアーを加熱することができるためである。また、エアー吸入口85から導入されたエアーが、加熱部81と対向するように配置できるため、さらに効率的にエアーを加熱することができるためである。
なお、図7に示す熱交換器では、エアー吸入口85から吸入されたエアー88がエアー通過路83を通過する間に、エアー通過路83の周囲に備えられた加熱部81の熱交換媒体95によって加熱され、熱風排出部87から排出される構成である。
また、かかる熱交換媒体としての温水または熱水95´を循環させながら、熱交換器のさらに外部に設けた加熱装置(第2の加熱装置と称する場合がある)96を用いて、加熱することも好ましい。このように構成することにより、熱交換媒体の温度管理がさらに容易になって、安定して、エアー吸入口から導入されたエアーを加熱することができるためである。
また、必要に応じてヒータ等の加熱手段98を併用して水を加熱することも好ましい。この理由は、外気温度が低いときには、水の温度も低下してしまい、エアーを加熱する効率が低下する場合があるためである。したがって、別の加熱手段を併用することによって、水の温度の低下を防止することができる。
また、エアー通過路の直径を30〜80mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる直径が30mm未満の値とな・BR>驍ニ、通過するエアーの量が制限されるために、エアーを加熱する効率が低くなる場合があるためである。一方、かかる直径が80mmを越えると、エアー通過路を通過するエアーを十分に加熱することができないために、やはりエアーを加熱する効率が低くなる場合があるためである。
したがって、エアー通過路の直径を40〜75mmの範囲内の値とすることがより好ましく、エアー通過路の直径を50〜70mmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、エアー通過路の長さを0.5〜30mの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる長さが0.5m未満の値となると、エアーを十分に加熱することができない場合があるためである。一方、かかる長さが30mを越えると、熱交換器自体が大型化してしまったり、高価なものになってしまったりする場合があるためである。
したがって、エアー通過路の長さを1〜20mの範囲内の値とすることがより好ましく、エアー通過路の長さを5〜15mの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、熱交換器の大きさを0.15〜8m3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる大きさが0.15m3未満の値となると、配設するエアー通過路の長さが過度に制限されてしまうために、エアーを加熱する効率が低くなる場合があるためである。一方、かかる大きさが8m3を越えると、熱交換器を設置するスペースが制限される場合があるためである。また、かかる大きさが8m3を越えると、使用する熱交換媒体が過度に多く必要になり、費用がかかり過ぎる場合があるためである。
したがって、熱交換器の大きさを0.3〜7m3の範囲内の値とすることがより好ましく、熱交換器の大きさを0.5〜6m3の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、エアーの質量速度を5,000〜100,000kg/m2・hrの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる質量速度が5,000kg/m2・hr未満の値となると、エアーが層流となりやすく、エアーを加熱する効率が低くなる場合があるためである。一方、かかる質量速度が100,000kg/m2・hrを越えると、所定の質量速度を得るために、装置自体が大型化したり、制御しづらくなったりする場合があるためである。
したがって、エアーの質量速度を8,000〜80,000kg/m2・hrの範囲内の値とすることがより好ましく、エアーの質量速度を10,000〜50,000kg/m2・hrの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
加熱装置としてヒータを使用する場合には、例えば、図10に示すように、カウンターブロー用エアーの配管の途中に、ヒータ161を備えた加熱装置160を配置することが好ましい。この理由は、加熱装置内に送り込まれたエアーを強制的に加熱することにより、迅速に熱風を提供することができるためである。
なお、かかるヒータを備えた加熱装置は、単独で使用することも好ましく、上述の熱交換器と同時に使用しても構わない。
また、加熱装置を配置するにあたり、ガラス容器の製造装置における成形金型との距離を考慮することが好ましい。すなわち、加熱装置の出口と、成形金型との間の距離を、通常、10m以内の値とすることが好ましい。この理由は、かかる距離が10mを超えると、熱風の温度の制御が困難となる場合があるためである。
したがって、加熱装置の熱風排出口と、成形金型との間の距離を、1〜9mの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜8mの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、図示しないが、ガラス容器の製造装置に、マニホールドを備えていることが好ましい。すなわち、加熱装置から排出された熱風を集中管理するとともに、複数の成形金型(仕上型)に対して、適切に分配して噴射させるためのマニホールドを備えていることが好ましい。
この理由は、このようなマニホールドを備えることによって、複数の成形金型の動作に対応させて、熱風の噴射時間および噴射量を容易に制御することができるためである。
また、加熱装置の熱風排出口から各プランジャに至る配管を、断熱処理することが好ましい。例えば、グラスウール等の断熱材を当該配管に巻きつけることも好ましく、配管に電熱線を巻き付けておくことも好ましい。
この理由は、このように配管を断熱処理することにより、加熱装置で加熱された熱風の温度が低下してしまうことを有効に防止することができるためである。したがって、カウンターブロー用エアーの噴射温度を所定温度に制御することが容易になる。
また、ガラス容器の製造装置は、冷却装置をさらに含むことが好ましい。このとき、加熱装置とは別の冷却装置を配置することも好ましく、加熱装置として使用する熱交換器における熱交換媒体を冷媒とすることにより、当該熱交換器を、冷却装置として使用することも好ましい。
この理由は、加熱装置および冷却装置の両方を備えたガラス容器の製造装置であれば、外気の温度や、製造するガラス容器の大きさ等の諸条件に対応させて、ブロー成形用エアーの温度を適宜調整することができるためである。また、熱交換器を、加熱装置あるいは冷却装置として適宜切替ながら使用することにより、セツルブロー用エアー、カウンターブロー用エアー、あるいはファイナルブロー用エアーとして、それぞれ温度を調整しながら使用することができるためである。
第4の実施形態は、粗型および仕上型と、粗型におけるカウンターブロー用エアーを噴射させるためのプランジャと、を備えたガラス容器の製造装置であって、プランジャが、ヒータを備えることを特徴とするガラス容器の製造装置である。
以下、第4の実施形態のガラス容器の製造装置について、第3の実施形態とは異なる点について説明し、それ以外については、第3の実施形態と同様とすることができるために、説明を省略する。
このように構成することにより、いわゆる天ビリの発生の原因となるプランジャの温度を、所定温度以上に保つことが容易になり、ガラス容器の製造効率を著しく向上させることができるためである。
かかるヒータは、プランジャの周囲に設置することも好ましいが、図8に示すように、プランジャ12に埋設して構成することがより好ましい。この理由は、このように構成することにより、ヒータの熱を直接的にプランジャに伝えることができ、プランジャの先端部まで確実に加熱することができるためである。
なお、ヒータを備えたプランジャを用いる場合には、カウンターブロー用エアーを加熱しないで常温のエアーを使用してもよく、あるいは、熱風を用いても構わない。
1.ガラス容器の作成
図5(a)に示すように、粗型43を所定場所に設置した後、溶融ガラス10をバッフル27を介して粗型43内に投入するとともに、図5(b)に示すように、噴射温度65℃の熱風を、噴射量2リットル/秒の条件で1秒間噴射してセツルブローをすることにより溶融ガラス10´を粗型43内に押圧した。
次いで、図5(c)に示すように、粗型43の下方から、熱交換器によって加熱した噴射温度60℃の熱風13を、噴射量2リットル/秒の条件で2秒間噴射してカウンターブローをすることにより、パリソン11を成形した。なお、外気温度が30℃の条件において実施した。
次いで、図6(a)〜(c)に示すように、ブローヘッド135を介して、常温のエアー133を用いてブロー成形することにより、ガラス容器(ボトルネック型のガラスビン)102を形成した。
(1)評価1(天ビリ)
上述の方法によってガラス容器を1万個作成した後、天ビリの発生の有無を目視により観察し、以下の基準により評価した。
◎:天ビリの発生個数が20個未満である。
○:天ビリの発生個数が20個以上50個未満である。
△:天ビリの発生個数が50個以上100個未満である。
×:天ビリの発生個数が100個以上である。
上述の方法によってガラス容器を1万個作成した後、ガラス容器の底部を目視にて観察し、以下の基準により評価した。
◎:底部の厚さのばらつきの発生個数が20個未満である。
○:底部の厚さのばらつきの発生個数が20個以上50個未満である。
△:底部の厚さのばらつきの発生個数が50個以上100個未満である。
×:底部の厚さのばらつきの発生個数が100個以上である。
実施例2では、カウンターブロー用エアーの温度を45℃としたほかは、実施例1と同様にガラスビンを作製して、評価した。
実施例3では、カウンターブロー用エアーの温度を100℃としたほかは、実施例1と同様にガラスビンを作製して、評価した。
実施例4においては、図8に示すように、プランジャ先端部をヒータによって200℃に加熱するとともに、当該プランジャを使用して、常温のカウンターブロー用エアーを噴射させたほかは、実施例1と同様にガラスビンを作製して、評価した。
比較例1では、冷却エアー(温度:18℃)を用いてブロー成形したほかは、実施例1と同様にガラスビンを作製して、評価した。
また、加熱装置により加熱された熱風を用いて、セツルブロー成形することにより、ガラスビンのビン底の厚さのばらつきの発生を有効に防止することができるようになった。
11 パリソン
12 プランジャ
13 カウンターブロー用エアー
23 ファンネル
27 バッフル
29 仕上型
43 粗型
50 ガラス容器の製造装置
57 デッドプレート
60 マニホールド
75 ヒータ
80 熱交換器
83 エアー通過路
85 エアー吸入部
87 エアー排出部
160 加熱装置
161 ヒータ
Claims (14)
- 粗型および仕上型を用いた、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器の製造方法において、
前記粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーをプランジャから噴射させるとともに、
当該カウンターブロー用エアーとして、加熱装置により加熱された、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風を用いることを特徴とするガラス容器の製造方法。 - 前記カウンターブローを行った際の前記プランジャの先端部の温度を190〜300℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記熱風の噴射温度の最高温度と最低温度との差を15℃以内の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記熱風の噴射時間を0.1〜5秒の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記熱風の噴射量を0.1〜50リットル/秒の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記加熱装置が、熱交換器またはヒータであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記加熱装置により加熱された熱風を、前記粗型内に投入した溶融ガラスを押圧するためのセツルブロー用エアーとして、さらに用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
- 粗型および仕上型を用いた、ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器の製造方法において、
前記粗型におけるパリソン成形用のカウンターブロー用エアーとして、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風を、ヒータにより加熱したプランジャから噴射させることを特徴とするガラス容器の製造方法。 - ビン口の径が1〜10mmの範囲内の値であるガラス容器を製造するための粗型および仕上型と、前記粗型におけるカウンターブロー用エアーを噴射させるためのプランジャと、を備えたガラス容器の製造装置であって、
前記カウンターブロー用に供給するエアーとして、温度が40〜150℃の範囲内の値である熱風に加熱するための加熱装置を備えたことを特徴とするガラス容器の製造装置。 - 前記加熱装置が、熱交換器またはヒータであることを特徴とする請求項9に記載のガラス容器の製造装置。
- 前記熱交換器が、エアー吸入口と、エアー通過路と、熱風排出口と、を備えるとともに、当該エアー通過路の周囲に、熱交換媒体による加熱部を備えて構成してあることを特徴とする請求項10に記載のガラス容器の製造装置。
- 前記加熱装置から、前記プランジャに至る熱風の配管を断熱処理してあることを特徴とする請求項9〜11のいずれか一項に記載のガラス容器の製造装置。
- 前記エアー通過路の直径を30〜80mmの範囲内の値とすることを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載のガラス容器の製造装置。
- 前記プランジャが、ヒータを備えることを特徴とする請求項9〜13のいずれか一項に記載のガラス容器の製造装置。
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