JP4558603B2 - ガラス容器の製造装置及びガラス容器の製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、ブローアンドブロー成形法は、ゴブと称する溶融ガラスの塊を粗型内に充填するとともに、この粗型内にブローエアーを吹き込ませることによりパリソンを形成し、次いで、このパリソンを仕上型に移動してリヒートした後、パリソン内部に対してブローエアーを吹き込ませることにより膨らませ、仕上型の形に成形する製造方法である。
また、プレスアンドブロー成形法は、ゴブと称する溶融ガラスの塊を粗型内に充填するとともに、この粗型内にプランジャを挿入してパリソンを形成し、次いで、このパリソンを仕上型に移動してリヒートした後、パリソン内部に対してブローエアーを吹き込ませることにより膨らませ、仕上型の形に成形する製造方法である。
また、これらの成形法においては、ブローエアーを吹き込んで金型成形面にパリソンを圧接させて成形するために、得られるガラス容器の表面に、金型成形面の表面凹凸や、金型内の残留エアーの跡が残ってしまうために、品質が低下してしまうおそれもあった。
そこで、このような形状の肉厚のガラス容器を効率的に製造可能な製瓶方法が開示されている。より具体的には、ゴブを充填した仕上金型内にプランジャを挿入して仕上形状のパリソンを形成するプレス工程と、このパリソンを冷却金型に移動して冷却金型の内部に送風される外部冷却エアーとパリソンの内部に送風される内部冷却エアーとでパリソンの外周面と内周面とを強制的に冷却する冷却工程とからなる製瓶方法である(特許文献1参照)。
また、特許文献1に記載の製瓶方法における仕上形状のパリソンの冷却方法の場合、図11に示すように、ブローヘッド501や冷却金型500に対して内部加工を施して、複雑形状の排出孔505や挿通孔504を形成する必要があるため、ブローヘッド501や金型500の構成が複雑になり、製造コストが高くなったり、製造が困難となったりするおそれもあった。
すなわち、本発明は、簡易な構成の冷却金型を用いて、特定形状のガラス容器を、外部冷却エアーによって変形させることなく、効率的に生産することができるガラス容器の製造装置及びガラス容器の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造装置であって、冷却金型は、パリソンの口部を支持する支持部と、パリソンの底部を載置する載置部と、を備え、ブローヘッドは、パリソンの内部に対して、内部冷却エアーを吹出させるための第1吹出口を備えるとともに、支持部から離間して配置され、載置部は、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して挿通させる外部冷却エアーを、パリソンの下方側から吹出させるための第2吹出口を備え、かつ、支持部に、外部冷却エアーの排出口を備えること、を特徴とするガラス容器の製造装置である。
すなわち、冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造方法であって、成形型にゴブを充鎮するとともに、プランシャを挿入して、仕上形状のパリソンを形成する成形工程と、パリソンを、パリソンの口部を支持する支持部と、パリソンの底部を載置する載置部と、を備えた冷却金型に移動するとともに、当該パリソンの外周面が冷却金型に接しないように配置する移動工程と、パリソンの内側に対して、ブローヘッドの第1吹出口より、前記パリソンの内部に対して内部冷却エアーを吹き込ませるとともに、パリソンの下方側から、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して、載置部に設けてある第2吹出口から、外部冷却エアーを吹き込ませ、さらには、支持部に設けた外部冷却エアーの排出口から、外部冷却エアーを排出することにより、パリソンを外周面と内側面から冷却する冷却工程と、を含むことを特徴とするガラス容器の製造方法である。
また、そのような吹出口が冷却金型の下方側の載置部に備えられていることにより、冷却金型の構成を簡易化することができるとともに、経済性に優れた製造装置とすることができる。
また、仕上形状のパリソンを冷却する際に、外部冷却エアーを、パリソンに直接的に吹き付けることなく、下方側から所定の間隙に対して吹き付けることにより、仕上形状のパリソンを変形させることなく冷却することができ、仕上精度を向上させることができる。
第1の実施の形態は、冷却金型及びブローヘッドを用いて仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造装置であって、冷却金型は、パリソンの口部を支持する支持部と、パリソンの底部が載置される載置部と、を備え、ブローヘッドは、パリソンの内部に対して内部冷却エアーを吹出させるための第1吹出口を備えるとともに、支持部から離間して配置され、載置部は、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して挿通させる外部冷却エアーを、パリソンの下方側から吹出させるための第2吹出口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。
すなわち、冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造装置であって、冷却金型は、パリソンの口部を支持する支持部と、パリソンの底部を載置する載置部と、を備え、ブローヘッドは、パリソンの内部に対して、内部冷却エアーを吹出させるための第1吹出口を備えるとともに、支持部から離間して配置され、載置部は、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して挿通させる外部冷却エアーを、パリソンの下方側から吹出させるための第2吹出口を備え、かつ、支持部に、外部冷却エアーの排出口を備えること、を特徴とするガラス容器の製造装置である。
以下、第1の実施の形態のガラス容器の製造装置を、構成する部品ごとに分けて具体的に説明する。
本実施形態のガラス容器の製造装置は、基本的に、図1に示すように、従来より公知のインディビジュアルセクションマシーン(ISマシーン)10を使用することができる。ただし、ゴブが充填される従来の粗型の変わりに成形型11を使用するとともに、当該成形型11で仕上形状に成形されたパリソンを冷却金型20に移した後、ブローヘッド27と冷却金型20とを用いて、パリソンを冷却するように構成されている。
すなわち、従来のリヒート工程やブロー工程を省略することにより、一回のプレスで仕上形状のパリソンを形成した後、当該仕上形状のパリソンを冷却するだけで、ガラス容器を製造することができるガラス容器の製造装置である。したがって、口部と容器本体との内径が等しいような、特定形状のガラス容器を、容易かつ連続的に製造することができる。
なお、本実施形態のガラス容器の製造装置を用いたガラス容器の製造方法については、第2の実施の形態において詳細に説明する。
成形型は、プランジャ等によるプレス成形により、精度良く、しかも高い生産性でガラス容器の仕上形状のパリソンを形成するための金型である。ここで、図2に、成形型11において、プランジャ14を用いて仕上形状のパリソン32を成形する様子を示す。
かかる成形型は、鉄や鉄合金、真鋳、銅−ニッケル合金等からなり、その形状は、製造するガラス容器の外形形状に応じて、適宜変更することができる。同様に、プランジャについても、成形型と同様の材料を用いて構成することができ、また、製造するガラス容器の内部形状に応じて、その形状を適宜変更することができる。
これらの成形型及びプランジャを用いて、成形型の内部に溶融ガラス(ゴブ)を充填するとともに、ゴブが充填された成形型にプランジャを挿入することによって、ビン口(口部)と容器本体との内径が同じような特定形状のガラス容器の仕上形状を容易に形成することができる。
さらに、成形型とパリソンとが溶着(焼付き)しないように、成形型を外部から冷却できる構成とすることが好ましい。
ブローヘッドは、仕上形状のパリソンの内部に対して内部冷却エアーを送風するための部材である。
かかるブローヘッドは、図3(a)〜(b)に示すように、内部冷却エアー41を送風する送風孔28とパリソン32の内部に対して当該内部冷却エアー41を吹出させるための吹出口(第1吹出口)29とを備え、パリソン32の口部32aやそれを支持する支持部21から離間して配置される。これによって、送風孔28内を送風されてくる内部冷却エアー41を、第1吹出口29を介してパリソン32の内部に供給するとともに、吹出された内部冷却エアー41を、ブローヘッド27とパリソン32の口部32a及び支持部21との間に設けられた間隙から効率的に排出することができる。したがって、ブローアンドブロー成形やプレスアンドブロー成形のようにパリソン内部に吹き込ませるブローエアーによってパリソンを膨らませることなく、仕上形状のパリソンの内側面から冷却させることができる。
また、このように配置されるブローヘッドであれば、ブローヘッドの内部に、内部冷却エアーの排出孔を設ける必要がなくなるために、内部加工を簡素化することができる。
なお、ブローヘッドについても、上述した成形型等と同様に、鉄合金や真鋳、銅−ニッケル合金等を用いて構成することができる。
冷却金型は、仕上形状のパリソンを内部に保持して、当該パリソンを冷却するために使用される金型である。
かかる冷却金型は、図4に一例を示すように、パリソン32の口部32aを支持する支持部21と、パリソン32の底部32bが載置される載置部22とを備えている。この図4に例示する冷却金型20は、パリソン32の側面に対応する位置に配置される仕上型26と、仕上型26における口部に相当する位置に備えられた支持部21と、載置部としての底型22と、から構成されている。
この冷却金型についても、上述の成形型等と同様に、鉄合金や真鋳、銅−ニッケル合金等からなり、その形状についても、製造するガラス容器の外形形状に応じて、適宜変更することができる。また、上述した成形型と同様に、冷却金型の内面に、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することができる。
かかる支持部を備えた仕上型は、図5に示すように、例えば二分割された二つの構成要素からなり、仕上形状のパリソン32を挟み込むような構成とされている。また、支持部21によって、仕上形状のパリソン32の口部32aを支持するとともに、パリソン32の外周面と仕上型26とが接しないように、すなわち、パリソン32の外周面と仕上型26との間に間隙35が設けられるように配置される。
これによって、パリソンの口部以外に冷却金型を接触させることがないため、冷却する際のガラス容器の温度にばらつきが生じることを防ぐことができる。また、かかる支持部は、図3に示すように、ブローヘッド27に接しないように配置されており、内部冷却エアー41を効率的に排出できるようにされている。
この理由は、下方側から吹出された外部冷却エアーを、パリソンの外周面と仕上型の間隙における、パリソンの底部分から口部分に至るすべての間隙を挿通させることができ、パリソン全体を均一に冷却させることができるためである。したがって、製造されるガラス容器の品質を向上させることができる。
また、外部冷却エアーの排出孔として、仕上型に対して内部加工を施す必要がなくなるために、構成を簡略化することができ、冷却金型の製造コストを低く抑えることができる。
かかる底型は、図6に示すように、外部冷却エアー43を送風する送風孔24と、仕上形状のパリソンの外周面と仕上型との間に設けた間隙に対して挿通させる外部冷却エアーを、パリソンに直接吹き付けることなく、パリソンの下方側から吹出させるための第2吹出口25とを備えている。
また、第2吹出口から吹出された外部冷却エアーを、パリソンと仕上型との間隙に挿通させることができるため、パリソンの内側面及び外周面から、効率よくかつ均一に冷却させることができる。さらに、仕上型の内側面の表面状態や温度状態にかかわらず、得られるガラス容器の表面に不要な凹凸等が形成されることがなくなるため、得られるガラス容器の品質を向上させることができる。
一方、パリソンの下方側の底型に、外部冷却エアーの第2吹出口を備えた構成とすることにより、パリソンの側面に対応した仕上型に外部冷却エアーの送風孔を設ける必要がなくなるとともに、底型と仕上型との送風孔の位置ずれ等を制御する必要もなくなることから、冷却金型の構成を著しく簡略化することができる。したがって、冷却金型の製造コストを低く抑えることもできる。
また、第2吹出口25を複数備える場合に、当該第2吹出口25を、載置部22の周囲に沿って、均等に配置することが好ましい。この理由は、仕上形状のパリソンの外周面に対して均一に外部冷却エアーを挿通させることができるため、製造されるガラス容器の厚さ等を均一化して、品質を向上させることができるためである。
第2の実施の形態は、成形型にゴブを充鎮するとともに、プランシャを挿入して仕上形状のパリソンを形成する成形工程と、パリソンを冷却金型に移動するとともに、当該パリソンの外周面が冷却金型に接しないように配置する移動工程と、パリソンの内側に対して内部冷却エアーを吹き込ませるとともに、パリソンの下方側から、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して外部冷却エアーを吹き込ませることにより、パリソンを外周面と内側面から冷却する冷却工程と、を含む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、冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造方法であって、成形型にゴブを充鎮するとともに、プランシャを挿入して、仕上形状のパリソンを形成する成形工程と、パリソンを、パリソンの口部を支持する支持部と、パリソンの底部を載置する載置部と、を備えた冷却金型に移動するとともに、当該パリソンの外周面が冷却金型に接しないように配置する移動工程と、パリソンの内側に対して、ブローヘッドの第1吹出口より、前記パリソンの内部に対して内部冷却エアーを吹き込ませるとともに、パリソンの下方側から、パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して、載置部に設けてある第2吹出口から、外部冷却エアーを吹き込ませ、さらには、支持部に設けた外部冷却エアーの排出口から、外部冷却エアーを排出することにより、パリソンを外周面と内側面から冷却する冷却工程と、を含む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の実施の形態におけるガラス容器の製造方法の一例を、構成要件等に分けて具体的に説明する。
(1)形状
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、異形のガラス箱等が挙げられる。
ただし、本発明のガラス容器の製造方法は、一回のプレスで仕上形状を形成する方法であり、図7に示すような、ビン口50aと容器本体50bとの内径が実質的に等しいガラス容器50を効率的に製造することができる。このようなガラス容器であれば、化粧品等のクリーム状物であっても取り出しやすくなり、使い勝手を向上させることができる。
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、リン酸塩ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス等が挙げられる。
また、ガラス容器を構成するガラスとして、無色透明ガラスを用いることも好ましいが、着色透明ガラスや着色半透明ガラスを用いることも好ましい。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。
以下に、第2の実施形態におけるガラス容器の製造方法の一例を、図8〜図10を適宜参照しながら具体的に説明する。
まず、図8(a)に示すように、成形型11を設置し、当該成形型11の中にファンネル12を介してガラスゴブ31を投入する。次いで、図8(b)〜(c)に示すように、ファンネル12の代わりにバッフル13を装着した後、ガラスゴブ31が充填された成形型11に対してプランジャ14を挿入する。そして、パリソン32の表面が一定形状を保持する程度に冷却されるまで、そのままの状態を維持する。
かかる成形工程において、所望の仕上形状のパリソンが形成される。
次いで、図9に示すように、成形型及びプランジャを抜き取った後、仕上形状のパリソン32を、アーム15a付きの回転装置15によって180℃回転移動させ、冷却金型20に収容する。より具体的には、仕上形状のパリソン32は、その口部32aを、アーム15aに接続された、成形型11の一部である口型16によって支持された状態で回転移動されるとともに、パリソン32の外周面と冷却金型20との間に間隙35が設けられるように、冷却金型20内に収容保持される。
このとき、冷却金型20に移動された仕上形状のパリソン32は、冷却金型20における支持部21によって口部32aを支持されるとともに、底部32bが載置部22に載置される。
ただし、冷却金型に収容された時点で、冷却金型の載置部としての底型に、パリソンの底部が載置される場合もあれば、収容された時点では、底型とパリソンの底部が接していないが、直後に、パリソンの自重により、底部が底型上に載置される場合もある。
次いで、図10(a)に示すように、冷却金型20の上方にブローヘッド27を配置する。このとき、ブローヘッド27は、パリソン32の口部32aやパリソンの口部32aを支持する支持部21から離間して配置される。
次いで、図10(b)に示すように、仕上形状のパリソン32の内部に対して、冷却金型20の上方に配置されたブローヘッド27を介して内部冷却エアー41を吹き込ませるとともに、パリソン32の外周面と冷却金型20との間に設けた間隙35に対して、パリソン32の下方側から、パリソン32に直接吹き付けることなく外部冷却エアー43を吹き込ませる。これによって、仕上形状のパリソン32を、外周面と内側面とから効率的に冷却して、ガラス容器として仕上げることができる。
このとき、本発明のガラス容器の製造方法であれば、外部冷却エアー43がパリソン32の特定の箇所に集中的に吹付けられることがないために、外部冷却エアー43によって仕上形状のパリソン32を変形させることがないため、ガラス容器の品質を著しく向上させることができる。
一方、ブローヘッド27を介して吹き込まれる内部冷却エアー41についても、ブローヘッド27と支持部21との間に間隙が設けられていることから、吹き込まれた内部冷却エアー41を効率的に排出することができるために、仕上形状のパリソン32の内部形状を変形させることがなくなる。
次いで、図10(c)に示すように、冷却されたガラス容器50は、冷却金型やブローヘッドを外して、取り出される。
また、外部冷却エアーの吹出口を冷却金型の下方側の載置部に備えているために、冷却金型の内部加工が簡略化されるために、冷却金型が製造容易になるとともに、製造コストを低く抑えることができるようになった。
また、仕上形状のパリソンを冷却する際に、外部冷却エアーを、パリソンに直接的に吹き付けることなく、下方側から所定の間隙に対して吹き付けるために、仕上形状のパリソンを変形させることなく冷却することができ、仕上精度を向上させることができるようになった。
Claims (8)
- 冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造装置であって、
前記冷却金型は、前記パリソンの口部を支持する支持部と、前記パリソンの底部を載置する載置部と、を備え、
前記ブローヘッドは、前記パリソンの内部に対して、内部冷却エアーを吹出させるための第1吹出口を備えるとともに、前記支持部から離間して配置され、
前記載置部は、前記パリソンの外周面と前記冷却金型との間に設けた間隙に対して挿通させる外部冷却エアーを、前記パリソンの下方側から吹出させるための第2吹出口を備え、
かつ、前記支持部に、前記外部冷却エアーの排出口を備えること、
を特徴とするガラス容器の製造装置。 - 前記第2吹出口を複数備え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装置。
- 前記第2吹出口を前記載置部の周囲に沿って、均等に配置することを特徴とする請求項2に記載のガラス容器の製造装置。
- 冷却金型及びブローヘッドを用いて、仕上形状のパリソンを冷却するガラス容器の製造方法であって、
成形型にゴブを充鎮するとともに、プランシャを挿入して、仕上形状のパリソンを形成する成形工程と、
前記パリソンを、前記パリソンの口部を支持する支持部と、前記パリソンの底部を載置する載置部と、を備えた冷却金型に移動するとともに、当該パリソンの外周面が冷却金型に接しないように配置する移動工程と、
前記パリソンの内側に対して、ブローヘッドの第1吹出口より、前記パリソンの内部に対して内部冷却エアーを吹き込ませるとともに、前記パリソンの下方側から、前記パリソンの外周面と冷却金型との間に設けた間隙に対して、前記載置部に設けてある第2吹出口から、外部冷却エアーを吹き込ませ、さらには、前記支持部に設けた外部冷却エアーの排出口から、前記外部冷却エアーを排出することにより、前記パリソンを外周面と内側面から冷却する冷却工程と、
を含むことを特徴とするガラス容器の製造方法。 - 前記外部冷却エアーを、前記パリソンの外周面に沿って吹出させることを特徴とする請求項4に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記外部冷却エアーの圧力を0.05〜0.20MPaの範囲内の値とすることを特徴とする請求項4又は5に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記内部冷却エアーの圧力を0.05〜0.20MPaの範囲内の値とすることを特徴とする請求項5〜6のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
- 前記ガラス容器の口部及び容器本体の内径が等しいことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載のガラス容器の製造方法。
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JP2000007353A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-11 | Toyo Glass Co Ltd | 製びん機の仕上型装置並びにこれによるびんの製造方法 |
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